Základy kryotechniky - NFPL095
Anglický název: Fundamentals of Cryogenics
Zajišťuje: Katedra fyziky nízkých teplot (32-KFNT)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2019 do 2019
Semestr: zimní
E-Kredity: 3
Rozsah, examinace: zimní s.:2/0 Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Garant: doc. RNDr. Miloš Rotter, CSc.
RNDr. David Schmoranzer, Ph.D.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Fyzika pevných látek
Výsledky anket   Termíny zkoušek   Rozvrh   Nástěnka   
Anotace -
Poslední úprava: RNDr. Vojtěch Chlan, Ph.D. (13.05.2019)
Výběrová přednáška navazuje na úvodní kurs Fyzika nízkých teplot, je zaměřena na otázky techniky a technologie nízkoteplotního experimentu, určená pro 1. a 2. roč. magisterského studia FKSM.
Cíl předmětu -
Poslední úprava: KFNTMR/MFF.CUNI.CZ (12.04.2008)

Přednáška doplňuje o praktické aspekty konstrukce a provozu nízkoteplotních zařízení fyzikálně zaměřenou přednášku NFPL099 Fyzika nízkých teplot.

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: RNDr. David Schmoranzer, Ph.D. (13.06.2019)

Zkouška probíhá ústní formou. Požadavky ke zkoušce odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.

Literatura
Poslední úprava: RNDr. Vojtěch Chlan, Ph.D. (13.05.2019)

1. J.Jelínek, Z.Málek: Kryogenní technika, SNTL Praha 1982

2. J.Vepřek: Elektrická měření nízkých teplot, SNTL Praha 1977

3. M.Rotter: Fyzikální základy a technika nízkoteplotního experimentu, SPN Praha 1982

4. R.C.Richardson, E.N.Smith: Experimental Techniques in Condensed Matter Physics at Low Temperatures, Addison-Wesley New York 1988

5. F.Pobell: Matter and Methods at Low Temperatures, Springer Berlin 1992

6. L. Skrbek a kol.: Fyzika nízkých teplot, Matfyzpress Praha 2011

Metody výuky -
Poslední úprava: KFNTMR/MFF.CUNI.CZ (12.04.2008)

Přednáška klade důraz na získávání praktických znalostí prostřednictvím řešení konstrukce konkrétních kryogenních zařízení, optimalizace jejich provozu, způsobů měření a regulace.

Požadavky ke zkoušce -
Poslední úprava: RNDr. David Schmoranzer, Ph.D. (13.06.2019)

Znalost základních principů dosahování a měření nízkých teplot - využití kryokapalin, rozpouštěcí refrigerátory, adiabatická demagnetizace. Rezistivní a magnetická termometrie, šumové termometry.

Orientace v tradičních konstrukčních materiálech a návrzích kryogenních zařízení, techniky omezení tepelného příkonu. Přibližný výpočet přenosu tepla vedením po konstrukčních elementech a elektrických vodičích v kryostatu.

Základní vakuová technika a její využití v kryogenice.

Sylabus -
Poslední úprava: ()
1. Úvod.
Historický vývoj techniky získávání nízkých teplot. Význam nízkoteplotní technologie ve vědě a v průmyslu.

2. Metody získávání nízkých teplot.
Fyzikální vlastnosti zkapalněných plynů. Principy zkapalňovačů a kryogenerátorů a jejich konstrukční řešení. Polovodičové chladicí elementy. Skladování a doprava zkapalněných plynů.

2. Bezpečnost při práci s nízkoteplotními zařízeními. .
3. Konstrukce nízkoteplotních zařízení.
Tepelné a mechanické vlastnosti kryogenních konstrukčních materiálů. Spojování materiálů (svařování, pájení a lepení). Typy tepelných izolací. Základy vakuové techniky (vývěvy, ventily, spojovací díly, vakuometry a hledače netěsností). Termodynamický výpočet kryogenních zařízení. Konstrukční provedení kryostatů a dalších kryogenních zařízení.

4. Měření a regulace nízkých teplot.
Fyzikální problémy nízkoteplotní termometrie. Mezinárodní teplotní stupnice. Plynové a parní teploměry. Elektrické odporové, diodové, kapacitní a termoelektrické teploměrné snímače. Vyhodnocovací obvody elektrických snímačů nízkých teplot. Regulace nízkých teplot.

5. Využití supravodivosti v kryotechnice.
Supravodivé magnetické soustavy, praktická provedení solenoidů, proudové přívody, klíče. Supravodivé tepelné klíče.

6. Teploty pod 1 K.
Rozpouštěcí refrigerátory 3He/4He. Chlazení adiabatickou a jadernou demagnetizací. Pmerančukovo chlazení. Měření velmi nízkých teplot.