ما هو المفاعل المبرد؟
المفاعل المبرد هو مفاعل يعمل في درجات حرارة مبردة (درجات حرارة منخفضة للغاية، عادة ما تكون أقل من -150 درجة مئوية). تُستخدم المفاعلات المبردة في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر تخليق المواد وأبحاث الحفز ودراسات التوصيل الفائق.
يتيح التشغيل في درجات حرارة مبردة دراسة التفاعلات والخصائص الفريدة واستغلالها. على سبيل المثال، تُظهر بعض المواد موصلية فائقة التوصيل عند درجات الحرارة هذه، ما يعني أنها قادرة على توصيل الكهرباء بمقاومة صفرية. يمكن استخدام المفاعلات المبردة لتخليق هذه المواد فائقة التوصيل ودراستها.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤثر درجات الحرارة المنخفضة على حركية التفاعلات الكيميائية وديناميكيتها الحرارية، مما يتيح دراسة التفاعلات التي يصعب أو يستحيل رصدها في درجات الحرارة الأعلى. تُستخدم المفاعلات المبردة أيضًا في أبحاث الحفز لدراسة كيفية تصرف المحفزات في ظل الظروف القاسية وتطوير محفزات جديدة للعمليات الصناعية.
وبشكل عام، توفر المفاعلات المبردة بيئة فريدة لاستكشاف خصائص وسلوك المواد والتفاعلات في درجات حرارة منخفضة.
كيف يعمل نظام التبريد بالتبريد؟
يعمل النظام المبرد عن طريق استخدام تقنيات التبريد لتحقيق درجات حرارة منخفضة للغاية والحفاظ عليها، وعادةً ما تكون أقل من -150 درجة مئوية. ويتكون النظام عادةً من عدة مكونات تعمل معًا لتبريد درجة حرارة المفاعل أو المعدات الأخرى داخل النظام والتحكم فيها بكفاءة.
فيما يلي لمحة عامة عن كيفية عمل نظام التبريد:
وكلاء التبريد
تتميز عوامل التبريد هذه بدرجات غليان منخفضة للغاية، مما يسمح لها بامتصاص كمية كبيرة من الحرارة أثناء تبخرها.
العزل
يمكن أن يكون هذا العزل مصنوعًا من ألواح عازلة مفرغة من الهواء، أو عازل متعدد الطبقات، أو مواد أخرى تقلل من انتقال الحرارة بشكل فعال.
التحكم في درجة الحرارة
يتضمن النظام مستشعرات درجة الحرارة وأجهزة تحكم لمراقبة وضبط درجة الحرارة داخل المفاعل أو المكونات الأخرى.
دورة التبريد:
في بعض الأنظمة المبردة، يتم استخدام دورة تبريد لتبريد عامل التبريد وإعادة تدويره باستمرار. وتتضمن هذه الدورة عادةً ضاغط ومكثف وصمام تمدد ومبخر لإزالة الحرارة من عامل التبريد وإعادته إلى الحالة السائلة لإعادة استخدامه.
من خلال التحكم بعناية في تدفق عامل التبريد والعزل وتنظيم درجة الحرارة، يمكن لنظام التبريد أن يحافظ بكفاءة على بيئة درجة الحرارة المنخفضة المطلوبة لمختلف التطبيقات. ويعتمد التصميم والتشغيل المحدد للنظام المبرد على متطلبات المفاعل أو العملية المعينة المستخدمة.
