cryokylning

Cryokylning är processen att sänka temperaturen hos ett föremål till cryogena nivåer med hjälp av cryogena kylmedel eller mekaniska kylare. Den används inom forskning och industri där det är viktigt att minimera termisk rörelse, stabilisera prover eller uppnå materialegenskaper som bara uppstår vid låga temperaturer.

De vanligaste metoderna är användning av flytande kväve (LN2) eller flytande helium. Flytande kväve används ofta för snabb nedkylning och långvarig kylning vid cirka 77 kelvin, medan flytande helium når temperaturer nära 4 kelvin. Andra möjligheter inkluderar slutna cryostater och mekaniska cryokylare (t.ex. puls-tube- eller Stirling-/Brayton-kylar) som ger kontinuerlig kylning utan färsk tillförsel av vätska.

Vanliga tillämpningar inkluderar kryoelektronmikroskopi och kryokristallografi inom biovetenskap, temperaturstudier av material och superledning, infraröda detektorer samt olika rymds- och försvarsrelaterade tekniska system. Cryokylning möjliggör bildning av kristallstrukturer och studier vid låga temperaturer där molekylrörelser minimeras och fukt- eller isbildning kan kontrolleras.

Säkerhet och begränsningar: hantering av cryogena vätskor kräver ventilerade utrymmen och lämplig skyddsutrustning på grund av frostbildning, risk för syrebrist och skador vid hudkontakt. Boil-off kan orsaka tryckuppbyggnad i behållare och kräver korrekt ventilerings- och avlastningsutrustning samt föreskriven hantering.