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超低温装置 ちょうていおんそうちultra low temperature apparatus

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

超低温装置
ちょうていおんそうち
ultra low temperature apparatus

特に定義はないが,通常ドライアイス寒剤温度 (約-70℃) 以下液体空気沸点 (約-180℃) までを超低温,それ以下を極低温という。冷凍機は,沸点低く蒸発潜熱の大きい冷媒ガスの圧縮→冷却→断熱膨張の過程により,必要ならばこれを繰返す多段式とする。冷媒はエタン (-93℃) ,メタン (-164℃) など。フロン類 (沸点-30~-40℃) はよく使われたが,近年オゾン層を破壊するため,使用中止に向っている。異なる冷媒の2系統の装置を組合せ,一方を他系統の冷媒の冷却に使う多元方式もあり,これで液体空気までつくれる。極低温は中間冷却剤に液体空気を用い,多段式でヘリウムを液化して得る。実験室的には,液体ヘリウムをさらに断熱膨張,断熱消磁などで低温とし,0.1K (-273.06℃) 以下の極超低温も得られる。超低温は鋼の深冷処理,極地・高山・航空で使われる金属材料・繊維・カメラ・計器類などの耐低温試験,血漿の低温乾燥などに用いられる。極低温,特に液体ヘリウム (臨界点約-268℃) 以下の領域は,その温度域での特殊な物性変化 (超流動,超伝導など) の研究に用いられ,一部は実用にもなっている。たとえば JRで開発中の超高速リニアモーターカーでは,超伝導を利用した強電磁石が使われている (→低温工学 ) 。

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