Оглавление

Часть I

Глава 1.
Вакуумная техника

1.1. Введение
1.2. Давление паров
1.3. Средняя длина свободного пробега и вязкость
1.4. Течение газа
   1.4.1. Проводимость отверстия и отрезка трубы для молекулярного течения
   1.4.2. Проводимость отверстия и отрезка трубы для вязкостного течения
   1.5. Откачка конечного объема
1.6. Вакуумные насосы
   1.6.1. Пластинчато-роторные механические насосы с масляным уплотнением
   1.6.2. Бустерные насосы (насосы Рутса)
   1.6.3. Спиральные насосы
   1.6.4.Сорбционные насосы
   1.6.5. Масляные диффузионные насосы
   1.6.6. Турбомолекулярные насосы
   1.6.7. Молекулярные насосы (насосы Геде и Хольвека)
1.7. Другие вакуумные компоненты.
1.8. Измерители давления
   1.8.1. Измерители полного давления
   1.8.2. Манометр Мак-Леода
   1.8.3. Пружинный манометр
   1.8.4. Мембранный вакуумметр
   1.8.5. Термопарные вакуумметры
   1.8.6. Ионизационный вакуумметр с нитью накала
   1.8.7. Ионизационный вакуумметр с холодным катодом
1.9. Измерение парциальных давлений
   1.9.1. Течеискатели
Список литературы

Часть II

Глава 2.
Криожидкости

2.1. Криогеника: Введение и история
2.2. Криожидкости
   2.2.1.Жидкие кислород и водород
   2.2.2.Жидкий азот
   2.2.3.Жидкий гелий
   2.2.4.Свойства гелия
      2.2.4.1.Давление паров гелия и скрытая теплота парообразования
      2.2.4.2.Удельная теплоемкость гелия
      2.2.4.3.Явления переноса в жидком ⁴He: теплопроводность и вязкость
Список литературы

Глава 3.
Свойства твердых тел при низких температурах

3.1. Введение
3.2. Удельная теплоемкость
3.3. Теплоемкость кристаллической решетки
3.4. Электронная теплоемкость
3.5. Электронная теплоемкость сверхпроводящих материалов
3.6. Магнонная теплоемкость
3.7. Теплоемкость аморфного состояния
3.8. Справочные данные по удельной теплоемкости
3.9. Тепловое расширение
3.10. Теплопроводность
   3.10.1.Фононная теплопроводность
   3.10.2.Электронная теплопроводность
3.11.Сверхпроводящие металлы
3.12.Справочные данные по теплопроводности при низких температурах
3.13.Закон Видеманна-Франца
Список литературы

Глава 4.
Перенос тепла и теплоизоляция

4.1. Введение
4.2. Выбор материалов подходящей теплопроводности
4.3. Тепловые ключи
   4.3.1.Газовые тепловые ключи
   4.3.2.Сверхпроводящие тепловые ключи
   4.3.3.Другие тепловые ключи
4.4. Контактное тепловое сопротивление
Список литературы

Часть III

Глава 5.
Охлаждение до 0.3 К

5.1. Введение
5.2. Сосуды для хранения и транспортировки криожидкостей
5.3. Жидкий ⁴He в криостатах
   5.3.1.Время охлаждения
   5.3.2.Время сохранения температуры
      5.3.2.1.Теплопроводность
      5.3.2.2.Тепловое излучение
      5.3.2.3.Теплопроводность газа
      5.3.2.4.Термоакустические колебания
5.4. Криостаты на основе ⁴He
   5.4.1. Криостаты для T > 4.2 K
   5.4.2. Криостаты для 1.3 K < T < 4.2 K
5.5. Криостаты на основе ³He
5.6. Вспомогательное оборудование
   5.6.1. Трубопроводы для жидкого азота
   5.6.2. Трубопроводы для жидкого гелия
   5.6.3. Датчики уровня жидкости
5.7. Механические рефрижераторы
   5.7.1. Введение
   5.7.2. Охладители на основе противоточного теплообменника
      5.7.2.1. Перепад давления
      5.7.2.2. Теплопередача
      5.7.2.3. Эффективность и длина
      5.7.2.4. Конструкция
     5.7.2.5. Другие конструктивные особенности ожижителей
   5.7.3. Гелиевый ожижитель Коллинза
   5.7.4. Цикл Клименко
   5.7.5. Охладители на основе турбодетандера
   5.7.6. Цикл Брэйтона
   5.7.7. Охладители на основе регенеративных теплообменников
   5.7.8. Цикл Филипса-Стирлинга
   5.7.9. Охладитель Жиффорда-Макмаона
5.8. Рефрижераторы на импульсных трубках
   5.8.1.Введение
   5.8.2.Два метода компрессии для ИТ-рефрижераторов 
   5.8.3.Упрощенный принцип действия
   5.8.4.Энергия охлаждения
   5.8.5.Многокаскадные ИТ-рефрижераторы 
Список литературы

Глава 6.    
Рефрижераторы растворения

6.1. Введение
6.2. Свойства смеси ³He-⁴He
6.3. Классический рефрижератор растворения (РР)
6.4. РР на основе эффекта Джоуля-Томсона
6.5. Практические советы при работе с РР
6.6. РР в сильных магнитных полях
6.7. «Сухие» РР
6.8. Использование РР в условиях невесомости
Список литературы

Глава 7.
Другие рефрижераторы

7.1. Введение
7.2. Рефрижераторы на основе эффекта Померанчука
   7.2.1. Странное поведение ³He
7.3. Охлаждение адиабатическим размагничиванием
7.4. Ядерное адиабатическое размагничивание
7.5. Охлаждение на основе эффекта Джозефсона
Список литературы

Часть IV

Глава 8.
Температурные шкалы и реперные точки

8.1. Введение
8.2. Эталонные реперные точки
8.3. Международная шкала температур ITS 90 (МШТ 90)
8.4. Предварительная низкотемпературная шкала PLTS 2000 (ПНТШ 2000)
8.5. Эталонные приборы для получения реперных температур NBS-SRM 767a, 768 и
       SRD 1000
8.6. Приложение: Таблица температур сверхпроводящих переходов; влияние примесей и магнитного поля
Список литературы

Глава 9.
Низкотемпературная термометрия

9.1. Введение
9.2. Газовые термометры
   9.2.1. Термометры постоянного объема
   9.2.2. Акустические газовые термометры
   9.2.3. Термометры, основанные на измерении диэлектрической проницаемости газа
9.3. Термометры, основанные на измерении давления пара
9.4. Термометрия по кривой плавления ³He
9.5. Термопары
9.6. Резистивная термометрия
   9.6.1. Металлические термисторы
   9.6.2. Полупроводниковые и угольные термисторы; термисторы на оксидах металлов
      9.6.2.1. Резисторы на германии с примесями
      9.6.2.2. Угольные резисторы
      9.6.2.3. Толстопленочные RuO₂ резисторы
      9.6.2.4. Оксинитрированный цирконий
      9.6.2.5. Плоскостные диоды
   9.6.3. Типичные проблемы и ошибки при резистивной термометрии
9.7. Шумовая термометрия
9.8. Емкостная термометрия (измерение диэлектрической проницаемости)
9.9. Индуктивные термометры (термометры на парамагнитных солях)
9.10. Термометрия, основанная на измерении степени анизотропии - гамма-излучения    радиоактивных ядер в магнитном поле (термометры на ориентации ядер)
9.11. Магнитная термометрия, использующая ядерный парамагнетизм
9.12. Термометрия на основе матрицы туннельных переходов
Список литературы

Глава 10.
Оборудование для криогеники

10.1. Магниты
     10.1.1. Сверхпроводящие магниты
     10.1.2. Провод для сверхпроводящих магнитов
     10.1.3. Параметры магнитов
     10.1.4. Режим незатухающего тока
     10.1.5. Источники питания для магнитов
10.2. Радиочастотное экранирование и фильтрация
    10.2.1. Электрические и магнитные поля
    10.2.2. Сверхпроводящие экраны
    10.2.3. Фильтрация электромагнитных помех
10.3. Мосты
10.4. Синхронный демодулятор
10.5. Контроль температуры
10.6. Малошумящие охлаждаемые усилители
Список литературы

Часть V

Глава 11.
Измерение свойств твердых тел при низких температурах

11.1. Введение
11.2. Измерение теплопроводности
11.3. Измерение теплопроводности сплавов А6061-Т6 и А1050 в диапазоне 4.2-77 К
     11.3.1. Введение
     11.3.2. Эксперимент и результаты
11.4. Теплопроводность меди при сверхнизких температурах
     11.4.1. Введение
     11.4.2. Эксперимент
     11.4.3. Результаты
11.5. Измерение теплопроводности торлона
     11.5.1. Введение
     11.5.2. Теплопроводность торлона 4203 в температурном диапазоне 0.08-5 К
     11.5.3. Теплопроводность торлона 4203 в  диапазоне 4.2-300 К
         11.5.3.1. Сравнение мощности, подводящейся к образцу с расчетной зависимостью энергобаланса от температуры
         11.5.3.2. Тепловой контакт с образцом
         11.5.3.3. Ошибки измерений.
Список литературы

Глава 12.
Измерение теплоемкости

12.1. Введение
12.2. Методы измерения
     12.2.1. Метод теплового импульса
     12.2.2. Калориметрия с питанием нагревателя переменным током
     12.2.3. Метод релаксации
     12.2.4. Метод нагревания-охлаждения (метод двойного наклона)
     12.2.5. Модуляция температуры термостата
     12.2.6. Ограничения измерительных методов
12.3. Пример «классической» методики измерения теплоемкости
12.4. Теплоемкость простого кристалла TeO₂ в диапазоне 0.06-0.28 К
     12.4.1. Тепловая проводимость между образцом и термостатом
     12.4.2. Измерение теплоемкости
     12.4.3. Результаты
12.5. Измерение удельной теплоемкости торлона в диапазоне 0.15-4.2 К
    12.5.1. Методика эксперимента
    12.5.2. Результаты
    12.5.3. Обсуждение
12.6. Измерение теплоемкости германиевых термисторов
    12.6.1. Введение
    12.6.2. Технологии изготовления германиевых термисторов
    12.6.3. Методика эксперимента
    12.6.4. Результаты
    12.6.5. Обсуждение
Список литературы

Глава 13.
Измерение коэффициента теплового расширения

13.1. Введение
13.2. Простой интерферометрический дилатометр
13.3. Тепловое расширение торлона в диапазоне 4.2-295 К
Список литературы

Часть VI

Глава 14.
Практические, промышленные и космические приложения криогеники

14.1. Введение
14.2. Промышленное и техническое использование криожидкостей
14.3. Биологические и медицинские приложения
14.4. Космическая криогеника
14.5. Охлаждаемая электроника
Список литературы

Глава 15.
Низкотемпературные детекторы

15.1. Введение
15.2. Криогенные датчики
    15.2.1. Резистивные сенсоры
         15.2.1.1. NTD Ge сенсоры
         15.2.1.2. Электрические контакты
         15.2.1.3. Распад носителей (электрон-фононный распад)
    15.2.2. TES (сенсоры на ширине перехода)
15.3. Примеры криогенных детекторов
     15.3.1. Калориметры
     15.3.2. Модель детектора эксперимента CUORICINO
15.4. Инфракрасные болометры
     15.4.1. Упрощенный расчет отклика болометра
     15.4.2. Компоненты болометра
      15.4.3. Замечание об ИК-фильтрах
Список литературы

Глава 16.
Крупные криогенные эксперименты

16.1. Введение
16.2. Гравитационные волны
     16.2.1 Детекторы гравитационных волн
          16.2.1.1. Введение
          16.2.1.2. Массивные резонансные детекторы и резонансные преобразователи
16.3. Гравитационная антенна MiniGRAIL
16.4. Нейтринная физика
     16.4.1. Эксперимент DBD (поиск безнейтринного двойного бета-распада)
16.5. Эксперимент CUORE (криогенная подземная лаборатория для регистрации редких      событий)
16.6. Эксперимент CUORICINO (тестовый прототип CUORE)
Список литературы

Алфавитный указатель