Sorpční vývěvy
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
Typy vývěv
* kryogenní
* zeolitové
* sublimační
* iontové
* vypařované getry
* nevypařované getry (NEG)
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,...)
Moderní kryogenní vývěvy
* plynné He
* uzavřený okruh He
* nejnižší teploty 10 -20 K
* není potřeba LN2
* mezní tlak < 10-11 mbar
ˇ kryokondenzace (většina plynů)
* kryosorpbce (Ne,H2,He)
* kryotrapping efekt (porézní vrstva kondenzovaného plynu)
* může pracovat od atmosférického tlaku
* chlazení typicky He, H2
* získávání vysokého a extrémně vysokého vakua
* velká čerpací rychlost
* mezní tlak vývěvy je dán tenzí par čerpaného plynu při teplotě
kondenzační stěny
* po určité době provozu nutná regenerace
Fyzika nízkých teplot
* 1876 zkapalnění vzduchu
* 1908 zkapalnění He
Literatura:
* internet
* J.Jelínek, Z. Málek: Kryogenní technika, SNTL, Praha, 1982
Měření nízkých teplot
Definice:
Pro každý systém existuje jistá intenzivní stavová veličina - teplota,
mající stejnou hodnotu ve všech systémech, které jsou navzájem v
rovnováze
Mezinárodní praktická teplotní stupnice ITS-90, www.ITS-90.com.
17 pevných teplotních bodů 3-1357.77 K
* plynové teploměry
* polovodičové teploměry
* odporové teploměry
* ...
ITS90
Number Temperature Substance a State b
T90 K t90oC
1 3 to 5 -270.15 to -268.15 He V
2 13.8033 -259.3467 e-H2 T
3 17 -256.15 e-H2 (or He) V
4 20.3 -252.85 e-H2 (or He) V
5 24.5561 -248.5939 Ne T
6 54.3584 -218.7916 O2 T
7 83.8058 -189.3442 Ar T
8 234.3156 -38.8344 Hg T
9 273.16 0.01 H20 T
10 302.9146 29.7646 Ga M
11 429.7485 156.5985 In F
12 505.078 231.928 Sn F
B - odplyněná, redestilovaná voda, F - voda a tající led, C - led, D
- vodní para, po několika hodinách, v casti E teplota trojného bodu
273.16 K  0.2 mK
plyn He (idealní plyn) referenční tlak a teplota T0 , p0
T = T0
p
p0
za předpokladu V2
.
= 0 rozsah měřených teplot 1-300 K
Tepelná izolace
* Dewarovy nádoby
* super izolace
* pěnova izolace
Aplikace
* vakuová technika
* věda a výzkum - chlazení detektorů, základní výzkum,...
* medicínské aplikace - kryosauna (-160oC, 3 min.)
* transport zemního plynu (-162oC)
* raketová technika (V2 -LO2 4910 kg, vyrobeno asi 5200 kusů;
Saturn V, Soyuz, ...)
* supravodiče
* supravodivé magnety (ITER - 5.3 T)
* Maglev ( 581 km/h)
* detektory magnetického pole SKVID
* přenos el.energie
* elektrické motory