5910202255

I Podstawy zastosowania niskich temperatur w biomedycynie

ROZDZIAŁ 1

WPROWADZENIE DO KRIOGENIKI

Maciej Chorowski

Spis treści

1.1.    Wstęp - rys histoiyczny i zastosowania kriogeniki    I

1.2.    Mctod> uzyskiwania niskich temperatur .............................................................................. 5

1.2.1.    Związek pomiędzy temperaturą i energią wew nętrzną    5

1.2.2.    Lewobieżny obieg termodynamiczny obieg Carnota    8

1.2.3    Proces> oziębiania wew nętrznego.............. II

1.3.    Niskotemperaturowe procesy zachodzące w urządzeniach knomcdycznych    16

1.3.1    Urządzenia stosowane w krioterapii............................................................. 17

1.3.2.    Urządzenia stosowane w knochirurgii    22

1.3.3    Tendencje rozwoju urządzeń kriomedycz.nych    23

1.4.    Zasady bezpiecznego posługiwania się skroplonymi gazami    25

1.1. Wstęp - rys historyczny i zastosowania kriogeniki

Pojęcie kriogenika zostało zaproponowane przez Heike Kamerlingh-Onnesa i pochodzi od greckich pojęć „kryos”, co oznacza „zimno” oraz ,genos” - „pochodzenie” lub „tworzenie”. Obecnie kriogenika jest wyodrębnioną z chłodnictwa dziedziną badającą i rozwijającą metody uzyskiwania i wykorzystywania temperatur niższych od 120 K (-153,15°C), a dokładnie 111,1 K, tj. temperatury wrzenia metanu pod ciśnieniem normalnym (-162,05°C). Dla przypomnienia: 0 Kto -273,15°C. Rozwój kriogeniki stal się możliwy dzięki skropleniu gazów, których temperatury krytyczne są istotnie niższe od temperatury otoczenia. Takie gazy nie mogą zostać skroplone poprzez ich sprężenie i wymianę ciepła z otoczeniem, stąd w przeciwieństwie do np. propanu, butanu czy chloru zwane były „gazami trwałymi”.

Właściwe początki kriogeniki sięgają roku 1877, kiedy prawie równocześnie, lecz niezależnie od siebie, Louis-Paul Cailletet we Francji i Raoul-Pierre Pictet w Szwajcarii uzyskali przez kilka sekund temperaturę równą około 90 K i zaobserwowali przez krótki czas pary tlenu w postaci przelotnej mgły. Cailletet zastosował metodę rozprężania tego gazu z wy konaniem pracy w rozprężarce tłokowej, natomiast Pictet jedynie