Kriogēnie šķidrumi ir vielas, kas eksistē šķidrā stāvoklī ārkārtīgi zemās temperatūrās, parasti zem -150 grādiem (-238 grādiem F). Šie šķidrumi tiek izmantoti plašā lietojumu klāstā dažādās zinātnes un rūpniecības jomās. Tālāk ir aprakstīti daži no galvenajiem kriogēno šķidrumu lietojumiem:
Enerģijas uzglabāšana: Viens no svarīgākajiem kriogēno šķidrumu lietojumiem ir enerģijas uzglabāšana. Šķidrais ūdeņradis (-253 grāds [-423 grāds F]) un šķidrais slāpeklis (-196 grāds [-320 grāds F]) parasti tiek izmantoti kā kriokondensatori vai krioakumulatori enerģijas uzkrāšanai. Kriogēnie šķidrumi tiek uzglabāti zemā temperatūrā un, sasilstot, var atbrīvot ievērojamu daudzumu enerģijas. Šo procesu var mainīt, ļaujot šķidrumus atkārtoti kondensēt un izmantot atkārtoti.
Supravadītspēja: Daudzi materiāli kļūst par supravadītspēju, ja tos atdzesē līdz ļoti zemai temperatūrai. Supravadītāji ir materiāli, kuriem nav elektriskās pretestības un kuri var pārvadāt elektrisko strāvu bezgalīgi bez enerģijas zudumiem. Kriogēnos šķidrumus, piemēram, šķidro hēliju (-268 grāds [-442 grāds F]), izmanto, lai atdzesētu supravadošus materiālus un nodrošinātu tiem lielu elektrisko strāvu bez enerģijas zudumiem. Šo tehnoloģiju plaši izmanto magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (MRI) skeneros, daļiņu paātrinātājos un elektromotoros.
Elektronikas un pusvadītāju ražošana: Kriogēnos šķidrumus izmanto elektronikas un pusvadītāju dzesēšanai ražošanas procesā. Piemēram, šķidro slāpekli parasti izmanto silīcija plātņu atdzesēšanai integrālo shēmu ražošanas laikā. Šis process palīdz uzlabot iegūto elektronisko ierīču veiktspēju un uzticamību.
Bioloģiskie un medicīniskie pētījumi: Kriogēnos šķidrumus izmanto dažādos bioloģiskos un medicīnas pētījumos. Šķidrais slāpeklis parasti tiek izmantots, lai ātri atdzesētu paraugus saglabāšanas nolūkos, piemēram, lai saglabātu šūnas vai audus turpmākai analīzei. Šis process, kas pazīstams kā kriokonservēšana, ļauj ilgstoši uzglabāt paraugus bez degradācijas.
Kvantu skaitļošana: kvantu datori izmanto kriogēnus šķidrumus, lai atdzesētu kvantu bitus (kubitus) un uzturētu to kvantu stāvokļus. Šķidrais hēlijs parasti tiek izmantots šajā procesā, jo tam ir lieliskas dzesēšanas īpašības un zemas temperatūras stabilitāte.
Enerģijas ražošana: dažām enerģijas ražošanas metodēm, piemēram, sašķidrinātās dabasgāzes (SDG) ražotnēm, to darbībai ir nepieciešami kriogēnie šķidrumi. SDG iekārtas ļoti zemā temperatūrā (-162 grādi [-260 grādi F]) pārvērš dabasgāzi šķidrā stāvoklī un pēc tam transportē to īpašās kriogēnās tvertnēs. Kad SDG galamērķī ir uzsildīta, tā atkal pārvēršas gāzē un ir gatava lietošanai kā degviela.
Noslēgumā jāsaka, ka kriogēnos šķidrumus izmanto plašā lietojumu klāstā dažādās jomās, tostarp enerģijas uzglabāšanā, supravadītspējā, elektronikas ražošanā, bioloģiskajā pētniecībā, kvantu skaitļošanā un enerģijas ražošanā. Šiem šķidrumiem ir unikālas īpašības, kas ļauj tos izmantot šajās zemās temperatūras vidēs, padarot tos par būtiskiem daudziem zinātniskiem un rūpnieciskiem lietojumiem.
