Криостат

Криостат — прибор, предназначенный для создания и поддержания стабильной низкой температуры, как правило, в диапазоне от сверхнизких (близких к абсолютному нулю) до умеренно низких значений. Основной принцип его работы основан на использовании сжиженных газов с крайне низкой температурой кипения, таких как:

• Жидкий азот (температура кипения –196 °C).
• Жидкий гелий (температура кипения –269 °C).

Конструктивно криостат представляет собой усовершенствованный сосуд Дьюара (по сути, термос) значительных размеров, состоящий из двух или более стенок, между которыми создан высокий вакуум для минимизации теплопередачи. Внутренняя ёмкость заполняется хладагентом, а исследуемый объект или образец помещается в рабочую камеру.

Основные области применения:

• Криоконсервация (криопрезервация): долгосрочное хранение биологических материалов (клеток, тканей, эмбрионов, спермы) при сверхнизких температурах, где все биохимические процессы практически останавливаются.
• Научные исследования: в физике (изучение сверхпроводимости, квантовых эффектов), химии, материаловедении.
• Медицина: хранение донорских органов и тканей, некоторые виды криохирургии.
• Технические применения: охлаждение детекторов в спектрометрах, телескопах и другом высокоточном оборудовании.

Современный контекст

Современные криостаты — это сложные автоматизированные системы, оснащённые точными системами контроля температуры, механизмами автоматической дозаправки хладагентом и компьютерным управлением. Широкое распространение получили криостаты замкнутого цикла, в которых хладагент (чаще всего гелий) циркулирует по замкнутому контуру и многократно рециркулируется, что делает их более экономичными и удобными в эксплуатации по сравнению с системами открытого типа, требующими постоянного пополнения расходуемого хладагента.