Kryotechnik

Kryotechnik, Kryogenik (von griechisch κρύος [kryos] „kalt“) 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

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

Wiktionary: Kryotechnik – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
  • Tiefgekühltes Leben: Neue Konservierungsverfahren in der Biologie

Siehe auch

Normdaten (Sachbegriff): GND: 4078299-2 (lobid, OGND, AKS)