Aplikace fyziky nízkých teplot • Vakuová fyzika • Vědecké přístroje • Biologie a medicína • Supravodiče • Raketová technika • Doprava • Ostatní aplikace Vakuová fyzika • Vymrazovačky • Sorpční vývěvy Vymrazovačky Sorpční vývěvy • kryogenní • zeolitové • sublimační princip: vázání plynů a par na povrch a v materiálech k tomu zvláště připravených koeficient ulpění blízký jedné, doba pobytu co největší plyn zůstává uvnitř vývěvy(čerpaného prostoru) ve vázaném stavu na sorbujícím povrchu, nebo ve vrstvách pod povrchem čerpací rychlost je úměrná velikosti sorbujícího povrchu Kryogenní (kryosorpční) vývěvy Princip: adsorbovaní a kondenzace plynů a par kryogenní vývěva - teplota < 30 K kapalný dusík (77K) - vymrazovačka Kryogenní vývěvy se zpravidla používají na získání ultravakua, uvádí se do činnosti až po získání nízkého vakua jiným typem vývěv(difuzní, turbomolekularní,...) Tab. 4.11. Tlak některých plynů čerpaných kryogenními vývevami nebo vymrazovačkami Tlak plynu (Pa čerpaného \ ývěvou chlazenou Čerpaný Bod varu kapalným tuhým plyn (K) He H2 Ne N2 CO, 4,2 K 20,4 K 27,2 K 77,3 K 195 K. He 4.2 101 000 >101 000 >101 000 > 101 000 > 101 000 H2 20.4 4,6.10"5 101000 > 101 000 > 101 000 > 101000 Ne 27.2 - 60 000 101000 > 101 000 > 101000 N2 77,3 - 3 . 10"9 ío- 4 101000 > 101 000 CO 81,6 - 5 .10"" 10 5 68 000 > 101 000 Ar 87,3 - 7 .ÍO"11 10" 5 31000 > 101 000 o2 90,2 - 1,3.10"" io- 6 24 000 > 101 000 CH4 112 - - 1 10 8 103 >101 000 Kr 121 - - - 133 > 101 000 NH3 140 - - - 103 > 101 000 Xe 165 - - - 10'1 > 101 000 co2 195 - - - 10"6 101000 H20 373 - - - - < 10"' Hg 630 - - - - < 10" Obr. 4.89. Čerpací charakteristiky kryogenni vývěvy s plochou chlazené steny 2 000 cmJ při teplotě 15 K pro dusík a argon PÍPa) v' 7 v \ \ < \ \ \ 10 W 1000 t (min) Obr. 4.94. Pokles tlaku ve vakuovém systému při čerpání difúzni vývevou (/) a čerpací soustavou skládající se z difúzni a kryogenní vývěvy (II) Obr. 4.95. Heliem chlazená kryogenní výveva se stíněním chlazeným dusíkem / — zásobník kapalného helia; 2 - válec; 3 — válcová spojovací součást s velkou tepelnou vodivostí; 4 - zásobník kapalného dusíku; 5 - příruby; 6 - detektor výšky hladiny helia; 7 - průchodka detektoru < a ► «t5 ► < 1 ► 4 = ► « ^ ► Vědecké přístroje • chlazení detektorů CCD pro OES • chlazení detektorů pro infračervenou spektrometrii • chlazení výkonových laserů - HILASE • supravodivé magnety • kryostaty 4 & > 4 = ► 4 S Herschel Space Observatory 3 • start 14.5.2009, raketou Ariane 5 • váha 3.3 t, umístění L2, • primární zrcadlo má průměr 3.5 m • 2300 I LHe, 1.4K • předpokládaná životnost 3 roky • 29.4.2013 - mise ukončena 3http://en.wikipedia.org/wiki/HerscheLSpace_Observatair^ *s ► Biologie a medicína • dlouhodobé skladování virů a bakterií • dlouhodobé skladování bio-preparátů • dlouhodobé skladování semen • kryoskalpel - chladící rychlost 1300 °C/min • celotělová kryoterapie, -110 °C až -160 °C, asi 3 minuty Supravodiče 4 • přenos energie • supravodivé motory • akumulace energie - stabilizaze el.sítě • LHC - NbTi(9K) - chlazen na 1.9 K, havárie 19.9.2008, při proudu 8.7 kA, provozní proud 9.3 kA, rekonstrukce 700 m, ztráta 6 t He, celkové množství asi 120 t 4 http://www.su perconductors.org/ Raketová technika okysličovadlo - L02, 90 K palivo u některých raket - LH2, 20 K • vojenské rakety - V2 -L02 4910 kg, vyrobeno asi 5200 kusů;... • civilní rakety - Saturn V, Nl, Soyuz, ... 6 6http://en.wikipedia.org/wiki/File:Nl%2BSaturn5.jpg □► *a> ■< i ► i ono F6450 23 / 1 Doprava • MAGLEV • 2003 rychlostní rekord 581 km/h • délka tras - Japonsko 8 km, Čína 30 km, Jižní Korea 1 km • doprava zemního plynu LNG, teplota -160 °C, Evropa - 21 prístavu pro příjem • letadla - bezpilotni Boeing Phantom Eye F6450 24 / 1 MAGLEV 7 7http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:JR-Maglev-MLX01-2.jpg ■< i ► i ono Ostatní aplikace • skladování potravin • při záplavách - záchrana knih a dokumentů • detektory magnetického pole - SKVID • výroba Braggovských mřížek - LH2, optické senzory, kompenzátory chromatické disperze • získávání vody • vojenské aplikace • akumulace energie Získávání vody ze vzduchu Princip - kondenzace Zařízení firmy Aqua Sciencis - virová trubice, na výstupu teplota až -46 °C 4500 litrů denně http://www.osel .cz/index.php?clanek=2499