Кріостат
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Кріостат

Кріостат (від кріо... і греч.(грецький) states — що стоїть, нерухомий), термостат, в якому робочий вузол або досліджуваний об'єкт підтримується при температурах менше 120 До (криогенних температурах) за рахунок стороннього джерела холоду. Зазвичай як джерело холоду (хладоагента) застосовують зріджені або отвержденниє гази з низькими температурами конденсації і замерзання (азот, водень, гелій і ін.). температуру поміщеного в До. об'єкту регулюють, змінюючи тиск пари над тим, що заповнює До. хладоагентом або підігріваючи пари хладоагента. До. розрізняють: по роду вживаного хладоагента (азотні, гелієві, водневі і т. д.), по використовуваних для виготовлення матеріалах (скляні, металеві, пластмасові), за призначенням (для радіотехнічних, оптичних і ін. досліджень, для надпровідних магнітів, приймачів випромінювання і т. д.).

загрузка...

  Для До. будь-якого типа необхідний захист його робочого об'єму від припливу теплоти з довкілля. Чим нижче температура кипіння і чим менше теплота випару використовуваного хладоагента, тим вище за вимогу до теплоізоляції робочих вузлів До. У ДО., заповнюваних рідким азотом або киснем, часто використовується високовакуумна теплоізоляція, подібно до вживаної в широко відомих Дьюара судинах і побутових термосах. Для гелієвих До. звичайна високовакуумна ізоляція вже недостатня. Тому з метою зменшення припливу променистої енергії від зовнішніх стінок До. необхідно знизити їх температуру, що досягається охолоджуванням стінок допоміжним хладоагентом (наприклад, рідким азотом) або установкою в теплоізоляційному просторі захисних екранів, що відображають випромінювання.

  В лабораторній практиці широко застосовуються скляні До., вони прості у виготовленні і прозорі, що дозволяє безпосередньо спостерігати за ходом досвіду. Гелієвий скляний До. загального призначення ( мал. 1 ) зазвичай складається з 2 судин Дьюара, вставлених один в іншій. Внутрішню судину заповнюють рідким гелієм, зовнішній — рідким азотом. До недоліків скляних До. відноситься мала механічна міцність.

  Надійні в експлуатації металеві До., з яких найбільш універсальними є До. з рідким гелієм як основного хладоагента. На мал. 2 приведена схема металевого гелієвого До. з додатковим охолоджуванням рідким азотом. Гелієвий об'єм До. оточений з усіх боків мідним екраном. У просторі між гелієвим об'ємом і кожухом створюється глибокий вакуум, який підтримується процесі експлуатації за допомогою адсорбенту . Для компенсації температурних деформацій, що виникають між внутрішніми вузлами і корпусом, в До. передбачений сільфон . Гелієвий об'єм, азотна ванна і корпус До. виготовляються з міді, неіржавіючої сталі або алюмінієвих сплавів. Поверхні вузлів До. з боку «вакуумного простору» поліруються для віддзеркалення теплового випромінювання.

  В металевих До., призначених для оптичних досліджень, передбачаються вікна, а також поворотні пристрої, за допомогою яких можна змінювати положення зразка. Для охолоджування екранів гелієвих і водневих До. замість рідкого азоту використовуються пари основного хладоагента. До. широко застосовуються в криогенній техніці.

Мал. 1. Скляний гелієвий кріостат: 1 — охолоджуваний вузол; 2 — судина Дьюара з гелієм; 3 — судина Дьюара з азотом.

Мал. 2. Металевий гелієвий кріостат: 1 — корпус; 2 — об'єм, що заповнюється гелієм; 3 — екран; 4 — адсорбент; 5 — ванна для азоту; 6 — сільфон.