Криогеника

Криониката е физически клон, който се занимава предимно с това как различни материали се влияят, когато се охлаждат до много ниски температури и какви са техните реакции на тези ниски температури. В определен смисъл, криониката може да се разбира и като техническо устройство, което помага за поддържане на ниски температури.

Приложението на криониката е много широко и не е изненада, че тя може да се срещне в няколко области. Например, в областта на изследването на свръхпроводимостта са нужни много ниски температури, които се постигат с помощта на втечнени газове като хелий или азот. Например, Големият адронен колайдер в CERN използва втечнен хелий за охлаждане. Освен това, втечненият хелий намира приложение и в космонавтиката, освен използването му като технически газ за поддържане на налягането в резервоарите на ракетни етапи, се използва и за охлаждане.

Сондите и сателитите, изложени на пряка слънчева светлина, са оборудвани с хелиева охладителна система. Тази система не само изпълнява функцията на защита от слънцето, но също така се използва за охлаждане на прибори, които измерват инфрачервения спектър. Друг пример е Хершел космическата обсерватория. Друго космическо приложение са криогенните горивни вещества. Към тях принадлежат втечненият водород и кислород. Тази комбинация се използва в космическата совалка Space Shuttle или ракетата Delta IV. В машиностроенето се използва криогенно термично обработване за промяна на структурата на стоманата. При тази процедура се подобрява структурата на мартензита и се разпада остатъчният аустенит.

Има няколко метода, които се използват за постигане на много ниски температури. Например, при охлаждане на прибори или дълбоко замразяване се използват втечнени газове като хелий и азот. Освен това, за втечняване на газове се използва многостепенно компресиране и охлаждане. Пример за това е цикълът на Сименс. При този цикъл се използва законът на Гей-Люсак, според който при компресиране на газ температурата му се увеличава термодинамично. Получената топлина се отвежда чрез топлообменник. Когато се намали налягането, пада и температурата. Към модерните техники принадлежи магнитното охлаждане на принципа на магнитокалоричния ефект.