Kryotechnik

Kryotechnik, Kryogenik (von Vorlage:GrcS „Kälte, Frost, Eis“) oder Tieftemperaturtechnik ist die Technik zur Erzeugung tiefer Temperaturen (Joule-Thomson-Effekt) und zur Nutzung physikalischer Effekte bei tiefen Temperaturen (Verflüssigung und Trennung von Gasen). Die Kryotechnik deckt den Temperaturbereich unterhalb etwa −150 °C ab. Technisch einfach zugänglich sind Temperaturen von 77,4 K (−195,8 °C), dem Siedepunkt von Stickstoff, 20,4 K (mit Wasserstoff), und 4,2 K (mit Helium). Tiefere Temperaturen sind durch Druckverminderung und die damit verbundene Änderung der Siedepunkte erreichbar. Mit Helium kommt man damit bis auf ca. 1 K, mit dem (teuren) Isotop ³He sogar bis auf 1 mK. Eine breite Anwendung findet flüssiges Helium in der Kühlung von supraleitenden Wicklungen von Elektromagneten.

Anwendungen der Kryotechnik

Datei:Iced nitrogen valves.jpg

Flüssigstickstoff-Armaturen mit kondensierter Luftfeuchtigkeit

Energietechnik (Kernfusionsreaktoren)
Hochenergiephysik (Teilchenbeschleuniger)
Vakuumtechnik (Kryopumpe)
Energietechnik (SMES Energiespeicher, Flüssig-Wasserstoff Treibstoff)
Raketentechnik (zum Beispiel Pumpen für flüssigen Sauerstoff)
Messtechnik (Kryo-Elektronenmikroskopie, SQUIDs, Detektoren, NMR)
Kryobiologie
Verfahrenstechnik (Verflüssigung von Gasen, Tieftemperaturrektifikation, Recycling)
Kaltvermahlung
Herstellung von technischen Gasen
Petrochemie, Erdgasindustrie (Erdgasverflüssigung)
Lebensmittelindustrie (Schockgefrierung)
Energierückgewinnungstechnik
Elektrotechnik, Elektronik
Medizin: MRT, Kryochirurgie, Gewinnung medizinischer Gase
Bestattungswesen, Promession
Konservierung, Kryokonservierung
Kryonik oder Kryostase
Kryobehälter

Gefahren mit tiefkalten Gasen

Erstickungs- und Erfrierungsgefahr (Gefrierbrand)
Druckanstieg durch Verdampfung
Brandgefahr durch Sauerstoffanreicherung
Thermische Ausdehnung
Materialversprödung

Lagerung und Transport

Flüssiger Stickstoff, bzw. flüssiges Helium, können zu Kühlzwecken bequem in Dewargefäßen aufbewahrt und transportiert werden. Zum sicheren Be- und Umfüllen kommen Schnellkupplungen zum Einsatz.

Weblinks

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Tiefgekühltes Leben: Neue Konservierungsverfahren in der Biologie

Siehe auch

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