سردشناسی

برای داتش زنده‌نگه‌داری بدن در دمای پایین، سرمازیستی را ببینید.

زم‌زاییک^[1] یا کرایوژنیک‌ (به انگلیسی: Cryogenics) یا گاهی فوق سرد شناسی، دانش تولید یا کاربرد دماهای بسیار پایین^[2] یا بررسی رفتار مواد در دماهای خیلی پایین است.^[3] محدوده دمای زم‌زایی یا کرایوژنیک از منفی ۱۵۰ درجه سلسیوس تا صفر مطلق تعیین شده‌است.^[2]

یک فلاسک دوجداره سایز متوسط در حال پر شدن با نیتروژن مایع از یک مخزن کرایوژنیک بزرگتر.

به فردی که خواص مواد را در محدوده دماهای کرایوژنیک مطالعه می‌کند کرایوژنیسیست (به انگلیسی: cryogenicist) یا زم‌زایی‌دان می‌گویند.

اینکه علم سردسازی یا تبرید در چه نقطه ای تمام شده و زم‌زایی شروع می‌شود دقیقاً تعریف نشده‌است اما دانشمندان معمولاً یک گاز را زمانی زم‌زایی یا کرایوژنیک می‌نامند که قابل میعان شدن در دماهای زیر منفی ۱۵۰ درجه سلسیوس (۱۲۳ کلوین) باشد.^[4] سیزدهمین کنگره بین‌المللی تبرید IIR (که در واشینگتن دی سی در سال ۱۹۷۱ برگزار شد) با پذیرش آستانه ۱۲۰ کلوین (یا -153 درجه سلسیوس) برای تمایز این اصطلاحات از تبرید معمولی، تعریف جهانی از «کرایوژنیک» را تأیید کرد.^[5][6][7] این محدوده یک خط تقسیم منطقی است، زیرا نقاط جوش طبیعی گازهایی که دائمی نامیده می‌شوند (مانند هلیوم، هیدروژن، نئون، نیتروژن، اکسیژن و هوای طبیعی) زیر -120 است در حالی که مبردهای فریون، هیدروکربن‌ها و سایر مبردهای معمولی دارای نقطه جوش بالاتر از ۱۲۰ درجه سلسیوس هستند.^[8][9] مؤسسه ملی فناوری و استانداردهای ایالات متحده، محدوده علم کرایوژنیک را دمای زیر -180 درجه سلسیوس (۹۳ کلوین، -292 درجه فارنهایت) در نظر می‌گیرد.

کشف مواد ابررسانا با دمای بحرانی بسیار بالاتر از نقطه جوش نیتروژن مایع، علاقه جدیدی به روش‌های مطمئن و کم هزینه تولید کرایوژنیک دما-بالا فراهم کرده‌است. منظور از اصطلاح «کرایوژنیک دما-بالا» دماهای بالاتر از نقطه جوش نیتروژن مایع یعنی -195.79 درجه سلسیوس (۷۷٫۳۷ کلوین) می‌باشد.^[10]

کریوژنیسیست‌ها به جای سلسیوس و فارنهایت از مقیاس دمایی کلوین و رانکین استفاده می‌کنند.

کاربردهای صنعتی

نیتروژن مایع در فوق سردشناسی کاربرد فراوانی دارد.

از گازهای مایع مانند نیتروژن مایع و هلیوم مایع در بسیاری از کاربردهای کرایوژنیک استفاده می‌شود. نیتروژن مایع متداول‌ترین عنصر استفاده شده در کرایوژنیک است و از نظر قانونی در سراسر جهان قابل خرید است. از هلیوم مایع نیز معمولاً استفاده می‌شود که اجازه دستیابی به کمترین درجه حرارت قابل دسترس را می‌دهد.

جستارهای وابسته

• سرمازیست‌شناسی
• سرماداری
• سرمازیستی

منابع

1. واژه‌های مصوب فرهنگستان - Cryogenics https://wiki.apll.ir/word/index.php/Cryogenics
2. "Cryogenics | physics". Encyclopedia Britannica (به انگلیسی). Retrieved 2019-05-30.
3. Helmenstine, Anne Marie; sciences, Ph D. Dr Helmenstine holds a Ph D. in biomedical; Writer, Is a Science; educator; school, consultant She has taught science courses at the high; college; Levels, Graduate. "Understand the Concept of Cryogenics". ThoughtCo (به انگلیسی). Retrieved 2019-05-30.
4. Roger E. Bilstein. Stages to Saturn: A Technological History of the Apollo/Saturn Launch Vehicle. DIANE Publishing, 1999.
5. International Dictionary of Refrigeration, http://dictionary.iifiir.org/search.php
6. «ASHRAE Terminology». www.ashrae.org. دریافت‌شده در ۲۰۲۴-۰۱-۱۸.
7. K.D. Timmerhaus, R. Reed. Cryogenic Engineering: Fifty Years of Progress. Springer Science+Business Media LLC (2007)
8. "DICHLORODIFLUOROMETHANE at Pubchem".
9. "PROPANE at Pubchem".
10. J. M. Nash, 1991, "Vortex Expansion Devices for High Temperature Cryogenics", Proc. of the 26th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, Vol. 4, pp. 521–525.