Sıvı Azot Nasıl Saklanır?

0
1061

 

dawer kabı hazneli
Kaynak: http://www.coleparmer.com

Sıvı Azot Nedir? Sıvı Azot Nasıl Saklanır?

Termos dediğimiz kap aslında 1892’de İngiliz bilim adamı James Dewar tarafından icat ediliyor. Dewar bu kabı soğuk maddeleri saklamak için tasarladığı ve o dönemde pek az insan böyle bir şeyle ilgileneceği için icadının önemini fark etmiyor. İcadın ünü Alman cam ustalarına ulaşınca sıcak maddeleri saklamak için de kullanılabileceğini fark edip 1904 yılında Thermos® şirketini kurup icadı patentliyorlar. İcat o kadar başarılı olmuştur ki artık marka değerini kaybetmiş (jenerikleşmiş) ve ürünün adı olmuştur tıpkı: aspirin, selpak, pimapen, vb. gibi.[1]

Eğer Dewar icadını patentlemiş olsaydı, herhalde bugün herkes adını hatırlıyor olacaktı.Peki ya biz kimyagerler neden bu kaba termos demiyoruz ? James Dewar’a olan saygımızdan, onun adını yaşatmak istediğimizden mi?

Sol tarafta gördüğünüz gibi kimyagerlerin kısaca “Dewar” olarak adlandırdığımız kap, normal bir termosa oldukça benziyor; fark ise kalitesinde.  Bu kaplar sıradan bir termosa göre çok daha iyi bir yalıtıma sahip olup daha verimli ve doğal olarak da daha pahalıdırlar.

Bu arada önemli bir nokta: Kriyojenikleri saklamak için piknik termoslarını kullanmamanızı tavsiye ederim. Bunun nedenini bir sonraki güvenlik yazısında açıklayacağım.

 

Dewar Kabının Tasarımı

 

Dewar kabı iç içe geçmiş iki ya da daha fazla cam tabakadan oluşur.  Bu cam katmanlar boyun kısmında birleşir ve aralarındaki hava alınarak vakum oluşturulur.  Oluşan yalıtım sayesinde taşınım(konveksiyon) ve iletim ile oluşacak olan ısı alışverişi azaltılır. Elbette, katmanlar arasındaki vakum ne kadar iyiyse yalıtım da o kadar iyi olur.

dewar kabı foto
Kaynak: http://cnx.org

 

dewar kabının iç kısmı foto
Kaynak: http://en.wikipedia.org

Buna ek olarak iç kısımda bulunan camın yüzeyinin gümüş aynası ile kaplanması ısının yansımasını sağlayarak verimi daha da arttırır. Arasındaki havası alınmış ve iç içe iki tabakadan oluşan bu cam genellikle yalıtım köpüğü (styrofoam) ile sarılarak bir haznenin içine oturtulur. Böylece hem dışarı ile olan ısı alışverişi biraz daha azaltılır, hem de kap darbelere ve çarpmalara karşı korunmuş olur.

Dewar kaplarını en zayıf noktası boyun ve kapak kısmıdır; burada buharlaşma hızı daha fazladır. Bunun temel sebeplerinden biri ise kapağın hiçbir zaman tam olarak kapatılamamasıdır, daha doğrusu sıkılamamasıdır. Genellikle kapağın mantar ya da köpük benzeri bir maddeden oluşan ince kısmı kabın içine doğru girer ve kapak kabın üzerinde serbestçe durur. Nedenini tahmin edebiliyor musunuz?

Hayatta hiçbir şey mükemmel değildir! Buna yalıtım da dahil. 

 

Basınç kontrollü (valfli) sıvı azot tankı
Kaynak: www.directindustry.com

Sıvı azotun -196°C’de kaynadığını artık biliyoruz, vakumlu kabımız ne kadar iyi olursa olsun her zaman biraz ısı alışverişi olacaktır ve azotun bir kısmı buharlaşacaktır. Azotun sıvıdan gaza genleşme oranının 1:694 olduğu düşünülürse ağzı sıkıca kapatılmış bir kabın sıkışma sonucu yaratacağı patlamayı herhalde tahmin edebilirsiniz. Eğer edemiyorsanız bir sonraki yazıda bundan da bahsedeceğim.

Uzun süreli saklama ve nakliye için elbette tamamen yalıtılmış ve ağzı kapalı olan kaplar mevcut. Bunlara sıvı azot tankı diye hitap ediliyor. Genellikle hacmi 30 litreden başlayan bu tankların 2-3 katlı apartman boyunda olanları da mevcut. Ağzı tamamen kapatılan bu kapların içinde gaz ve sıvı arasında denge kurulduğu için kayıp miktarının günde 0.1 litreden düşük  olduğu kaplar yapılabiliyor[2,3]. Buharlaşan gaz kaçamadığı için kabın içerisinde birikiyor ve artan basınç sebebiyle sıvının buharlaşma hızı azalıyor. Unutmamak gerekir ki bu tarz kaplarda mutlaka gaz regülatörü bulunması gerekir. Zaman zaman bir valf sayesinde dışarıya gaz verilerek oluşan fazla basınç otomatik olarak azaltılıyor. Aksi takdirde yukarıda bahsettiğim gibi, patlama olması kaçınılmaz.

Kaynaklar:

[1] http://www.bbc.co.uk/history/0/21835405

[2] http://www.inoxindia.com/inoxindia/cryogenic-liquid-nitrogen-container.php

[3] http://www.mtg-de.com/products/cryo-preservation/ln2-supply-tanks/mve-liquid-nitrogen-supply-tanks.html

Henüz Yorum Yok

CEVAPLA