Kas ir kriogēnā inženierija?

Kriogēnā inženierija ir inženierzinātņu nozare, kas izmanto kriogēnus līdzekļus dažādiem sadzīves, komerciāliem, zinātniskiem, medicīnas un aizsardzības lietojumiem. Kriogenika ir fizikas nozare, kas nodarbojas ar ļoti zemu temperatūru radīšanu un šo temperatūru ietekmi uz dažādām vielām un materiāliem. Kriogēnās pētītās temperatūras ir zemākas par -243.67 grādiem pēc Fārenheita (120 Kelvina); tik zemas temperatūras dabā nenotiek.

Šīs zemās temperatūras ir izmantotas, lai sašķidrinātu atmosfēras gāzes, piemēram, skābekli, ūdeņradi, slāpekli, metānu, argonu, hēliju un neonu. Gāzes kondensē, savāc, destilē un atdala. Metānu izmanto šķidrā dabasgāzē (SDG), bet skābekli, ūdeņradi un slāpekli izmanto raķešu degvielā, metalurģijā un dažādos ķīmiskos procesos. Hēliju izmanto niršanas dekompresijas kamerās un, lai uzturētu pietiekami zemu temperatūru supravadošiem magnētiem, un neonu izmanto apgaismojumā.

Papildus tam, ka tiek atrasti veidi, kā sašķidrināt gāzes, kriogēnās tehnoloģijas pasaulei ir devušas tādas ierīces kā ledusskapji, gaisa kondicionētāji un vakuuma kolbas. Kolbas tika izstrādātas kā līdzeklis gāzu uzglabāšanai šķidrā veidā neierobežotu laiku. Gaisa kondicionēšanu un dzesēšanu 1848. gadā izgudroja amerikānis Džons Gorijs, bet vēlākos gados tos tālāk attīstīja vācietis Karls fon Linde un citi. Linde ražoja Linde Eismachinen, mūsdienu sadzīves ledusskapja priekšteci.

Atdzesēšana ļāva uzglabāt svaigu pārtiku un nosūtīt to lielos attālumos, mainot ēšanas paradumus un dzīvesveidu visur. Kriogēnās inženierijas zinātne ir ietekmējusi arī to, kā notiek kari, ražojot V-2 raķešu ieročus un šķidro degvielu. Šī joma ir novedusi pie pētījumiem par kosmosa tehnoloģiju nozari un supravadītspējas teoriju. Amerikāņu uzņēmums Independence Cryogenic Engineering ražo kriogēnās saldēšanas sistēmas magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (MRI) un kodolmagnētiskās rezonanses (NMR) sistēmām. Kriogēnās inženierijas sasniegumi ne mazākā mērā ir ietekmējuši mūsdienu dzīvi.

Tomēr ceļš nav bijis gluds, jo daži ļoti smagi negadījumi kompensēja kriogenikas pozitīvo attīstību. Viens piemērs tam bija SDG tvertne
sprādziens Klīvlendā, Ohaio štatā, 131. gadā nogalināja 1944 cilvēku. Cilvēkiem, kas strādā kriogēnās inženierijas jomā, ir jāsaskaras arī ar aukstuma apdegumiem, nosmakšanu un toksicitāti. Ir svarīgi valkāt aizsargbrilles un apģērbu.

Lai strādātu šajā jomā, ir nepieciešams bakalaura grāds, maģistra grāds vai augstāks grāds kriogēnajā inženierijā. Šajās programmās aplūkotās tēmas parasti ietver supravadītspēju, kriogēno pārtikas apstrādi, vakuuma tehnoloģiju, dabas šķidrās gāzes ražošanu, gāzu atdalīšanu, gāzu sašķidrināšanu un kriogēno procesu inženieriju. Kriogēnistu darba izredzes ir lieliskas un labi atalgotas.