Criostato

Un criostato è un dispositivo o un sistema progettato per mantenere oggetti a temperature criogeniche, in genere al di sotto del punto di ebollizione dell'azoto liquido (77 K o -196 ° C) o addirittura inferiore. Fornisce un ambiente controllato per vari esperimenti e applicazioni scientifiche, spesso per conservare campioni o per mantenere attrezzature sensibili a basse temperature.

Tipi di criostati
1. ** Cryostat da bagno **: questi contengono abbastanza criogeni liquidi per consentire un tempo di sperimentazione adeguato senza la necessità di ricaricare continuo da un dewar di stoccaggio.
2. ** Cryostat a flusso continuo **: questi sono raffreddati da un flusso continuo di liquido alimentato da un dewar di trasporto esterno.
3. ** Cryostat secchi o criostati senza criogeni **: questi usano un dispositivo di raffreddamento meccanico per raffreddare il campione, eliminando la necessità di criogeni liquidi.

Meccanismi di raffreddamento
- ** Cryogeni liquidi **: i criostati possono usare elio liquido o azoto liquido per ottenere temperature di base di <4 K (elio) o 77 K (azoto).
- ** Refrigeratori meccanici **: i criostati asciutti utilizzano refrigeratori meccanici come i radiatori di Gifford-Mcmahon (GM) o i radiatori del frigorifero per tubi a tubo a impulsi (PTR) per raffreddare lo spazio del campione.

Applicazioni
-** Uso medico e istologico **: nei laboratori medici e istologici, un criostato è una macchina per microtomo utilizzata per tagliare il tessuto a basse temperature (in genere da -15 a -30 ° C). Ciò consente la conservazione dei campioni di tessuto e la capacità di tagliarli abbastanza sottili per l'ispezione microscopica.
- ** Ricerca e sviluppo **: i criostati sono utilizzati in varie applicazioni di ricerca, incluso lo studio della superconduttività, la fisica a bassa temperatura e la simulazione di ambienti ghiacciati in astrobiologia.
- ** Macchine MRI **: nelle macchine MRI, i criostati vengono utilizzati per mantenere i magneti superconduttori in uno stato superconduttivo immergendoli in elio liquido.

Caratteristiche chiave
- ** Controllo della temperatura **: i criostati possono ottenere e mantenere temperature molto basse con alta precisione, spesso usando una combinazione di potenza di raffreddamento e riscaldatori elettrici.
-** Isolamento a vuoto **: il criostato è in genere isolato a vuoto per ridurre al minimo il trasferimento di calore e mantenere l'ambiente a bassa temperatura.
- ** Ambiente campione **: i campioni possono essere tenuti in ambienti diversi, in un gas di scambio o sotto vuoto, a seconda dei requisiti specifici dell'esperimento.

Considerazioni durante l'acquisto
- ** Tipi di forma e finestra **: i criostati possono avere forme e numeri diversi di finestre, che possono influire sulla loro idoneità per esperimenti o campioni specifici.
- ** Regimi di raffreddamento **: diversi meccanismi di raffreddamento (criogeni liquidi vs. cofresco meccanico) possono influire sulla scelta del criostato, a seconda dell'intervallo di temperatura e dell'applicazione desiderati.

In sintesi, un criostato è uno strumento versatile ed essenziale in vari settori scientifici e medici, fornendo la possibilità di mantenere e controllare temperature estremamente basse per una vasta gamma di applicazioni.