Co to jest inżynieria kriogeniczna?

Inżynieria kriogeniczna to dziedzina inżynierii, która wykorzystuje kriogenikę do różnych zastosowań domowych, komercyjnych, naukowych, medycznych i obronnych. Kriogenika to dziedzina fizyki zajmująca się wytwarzaniem bardzo niskich temperatur i ich wpływem na różne substancje i materiały. Temperatury badane w kriogenice są poniżej -243,67 stopni Fahrenheita (120 kelwinów); tak niskie temperatury nie występują w przyrodzie.

Te niskie temperatury zostały wykorzystane do upłynnienia gazów atmosferycznych, takich jak tlen, wodór, azot, metan, argon, hel i neon. Gazy są skraplane, gromadzone, destylowane i oddzielane. Metan jest stosowany w ciekłym gazie ziemnym (LNG), a tlen, wodór i azot są wykorzystywane w paliwach rakietowych, w metalurgii i różnych procesach chemicznych. Hel jest wykorzystywany w nurkowych komorach dekompresyjnych i do utrzymywania odpowiednio niskich temperatur dla magnesów nadprzewodzących, a neon jest stosowany w oświetleniu.

Oprócz znalezienia sposobów na skroplenie gazów, inżynieria kriogeniczna dała światu takie urządzenia, jak lodówki, klimatyzatory i termosy. Kolby opracowano jako środek do przechowywania gazów w postaci płynnej przez czas nieokreślony. Klimatyzacja i chłodnictwo zostały wynalezione przez amerykańskiego Johna Gorrie w 1848 roku, a później rozwinięte przez niemieckiego Carla Von Linde i innych. Linde wyprodukowała Linde Eismachinen, prekursora nowoczesnej lodówki domowej.

Chłodzenie pozwoliło na przechowywanie i wysyłanie świeżej żywności na duże odległości, zmieniając wszędzie nawyki żywieniowe i styl życia. Nauka inżynierii kriogenicznej wpłynęła również na sposób toczenia wojen poprzez produkcję broni rakietowej V-2 i paliwa płynnego. Dziedzina ta doprowadziła do badań w przemyśle kosmicznym i teorii nadprzewodnictwa. Amerykańska firma Independence Cryogenic Engineering produkuje kriogeniczne systemy chłodnicze do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI) i jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR). Postępy w inżynierii kriogenicznej w niemałym stopniu wpłynęły na współczesne życie.

Ścieżka nie była jednak gładka, a niektóre bardzo złe wypadki zrównoważyły ​​pozytywny rozwój kriogeniki. Jednym z przykładów była eksplozja zbiornika LNG w Cleveland w stanie Ohio, która zabiła 131 osób w 1944 r. Osoby pracujące w inżynierii kriogenicznej również muszą poradzić sobie z zagrożeniami związanymi z zimnymi oparzeniami, uduszeniem i toksycznością. Koniecznie należy nosić odzież ochronną i okulary ochronne.

Aby pracować w tej dziedzinie, konieczne jest uzyskanie tytułu licencjata, magistra lub bardziej zaawansowanego inżynierii kriogenicznej. Tematy omawiane w tych programach zwykle obejmują nadprzewodnictwo, kriogeniczne przetwarzanie żywności, technologię próżniową, produkcję naturalnego ciekłego gazu, separację gazu, upłynnianie gazu i inżynierię procesu kriogenicznego. Perspektywy pracy kriogenistów są doskonałe i dobrze płatne.