Cryogenic Engineering and Technologies: Principles and Applications of Cryogen-Free Systems

کرایوژنیک بدون کرایوژن با مزایای قابل توجهی که نسبت به سیستم‌های هلیوم مایع سنتی دارد، انقلابی را در تحقیقات و صنعت پیش می‌برد. این اولین مرور کلی برای این زمینه است که فناوری های کلیدی، طراحی مفهومی، ساخت، عملیات، عملکرد و کاربردهای این سیستم ها را پوشش می دهد. محتویات موضوعات مهمی مانند اصول کارکرد خنک‌کننده‌های 4K، فن‌آوری‌های فعال (از جمله کاهش ارتعاش) برای سیستم‌های بدون برودت، آهنربای ابررسانا بدون کرایوژن و سیستم‌های بدون کرایوژن که به mK می‌رسند را پوشش می‌دهد. طیف گسترده ای از کاربردها در علم مواد، فیزیک کوانتومی، نجوم و علوم فضایی، علوم پزشکی و غیره را برجسته می کند.

　ویژگی های کلیدی:

• معرفی فن‌آوری‌ها و دانش عملی مورد استفاده برای سیستم‌های بدون کرایوژن استفاده از خنک‌کننده‌های سرمایشی ۴ K برای جایگزینی هلیوم مایع.
• به وضعیت هنر آهنرباهای ابررسانا بدون کرایوژن، سیستم های تبرید زیر کلوین خنک کننده جذبی He-3، یخچال مغناطیسی زدایی آدیاباتیک (ADR) و یخچال های رقیق کننده (DR).
• در مورد کاربردهای سیستم های بدون کرایوژن در ابزار و تجهیزات مدرن بحث کنید.

Cryogen-free cryogenics is leading a revolution in research and industry by its significant advantages over traditional liquid helium systems. This is the first overview for the field, covering the key technologies, conceptual design, fabrication, operation, performance, and applications of these systems. The contents cover important topics such as the operating principles of 4K cryocoolers,　enabling technologies (including vibration reduction) for cryogen free systems, the cryogen- free superconducting magnet, and cryogen-free systems that reach mK. It highlights the wide range of applications in materials science, quantum physics, astronomy and space science, medical sciences and etc.

　Key features:

• Introduce technologies and practical know-how employed for cryogen-free systems of using 4 K cryocoolers to replace liquid helium;　
• Address state of the arts of cryogen-free superconducting magnets, sub-kelvin refrigeration systems of He-3 sorption cooler, adiabatic demagnetization refrigerator (ADR) and dilution refrigerators (DR).
• Discuss applications of cryogen-free systems in modern instruments and equipment.