تحقیق و توسعه
آهنرباهای ابررسانا
برخلاف آهنرباهای الکتریکی معمولی، آهنرباهای ابررسانا جریان الکتریکی را بدون از دست دادن انرژی انتقال می دهند. این ابررسانایی معمولاً با خنک کردن آهنربا تا دمای بسیار پایین (4.2 K/-269 درجه سانتیگراد/-452 درجه فارنهایت) با استفاده از هلیوم مایع به دست می آید. انواع آهنرباهای ابررسانا از جمله:
تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI)
تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR)
طیف سنج های جرمی
قطارهای شناور مغناطیسی (Maglev).
راکتورهای همجوشی
شتاب دهنده های ذرات
وجود دارد .
سیستم های با دمای بسیار پایین
فناوری سرمایشی تجاری امروزی به طور منظم دمای هلیوم مایع 4.2 کلوین (-269 درجه سانتیگراد / -452 درجه فارنهایت) را به دست می آورد. با این حال، سیستم‌های با دمای فوق‌العاده پایین مانند یخچال‌های رقیق‌کننده، این امر را حتی بیشتر می‌کنند.
این سیستم‌های با دمای بسیار پایین نقش مهمی در فناوری محاسبات کوانتومی در حال ظهور دارند. کیوبیت ها، واحد اصلی اطلاعات در کامپیوترهای کوانتومی، باید تا دمای بسیار پایین، نزدیک به صفر مطلق، خنک شوند. یخچال‌های رقیق‌سازی نقش مهمی در این فرآیند ایفا می‌کنند، زیرا کامپیوترهای کوانتومی همچنان در ابعاد بزرگتر می‌شوند.
ابررسانایی در دمای بالا
بر خلاف سایر آهنرباهای ابررسانا، ابررساناهای با دمای بالا معمولاً از مواد سرامیکی ساخته می‌شوند که به ابررسانایی بالای ۷۷K (۱۹۶- درجه سانتیگراد/۳۲۱- درجه فارنهایت)، دمایی که نیتروژن در آن به مایع تبدیل می‌شود، می‌رسند. خنک کننده های تک مرحله ایی راه حلی عالی برای خنک کردن این آهنرباها با نیتروژن مایع ارائه می دهند، گزینه ای مقرون به صرفه تر در مقایسه با آهنرباهای با دمای پایین که به هلیوم مایع نیاز دارند. کاربردهای ابررساناهای با دمای بالا عبارتند از:
توربین های بادی
قطارهای شناور مغناطیسی (Maglev).
محدود کننده های جریان خطا
راکتورهای همجوشی
مبدل ها
شتاب دهنده ها
شتاب دهنده های ذرات پرتوی از ذرات باردار تولید می کنند که سپس با استفاده از میدان های الکتریکی به انرژی های بسیار بالا شتاب می گیرند. هم پمپ‌های سرمایشی و هم خنک‌کننده‌های سرمایشی را می‌توان در حال انجام کارهای حیاتی در داخل سیستم‌های شتاب‌دهنده یافت:
کرایوپمپ ها به ایجاد خلاء در داخل لوله پرتو فلزی کمک می کنند و به ذرات اجازه می دهند بدون مانع در طول خط حرکت کنند.
خنک کننده ها به شتاب دهنده اجازه می دهند در دمای هلیوم مایع کار کند و ابررسانایی را حفظ کند.
امروزه بیش از 30000 شتاب دهنده ذرات در سراسر جهان فعال هستند. اهداف آنها متنوع است و عبارتند از:
تحقیقات فیزیک ذرات، از جمله مطالعه منشاء جهان
توسعه محصول مصرفی، مانند کاشت یون برای تولید مدار مجتمع
تشخیص و درمان بیماری، از جمله درمان ذرات برای درمان سرطان
عملکردهای امنیت ملی، مانند بازرسی محموله و مشخصات مواد
سایر/کریواستات های آزمایشگاهی
محصولات برودتی در پروژه های تحقیق و توسعه بسیار فراتر از برنامه های ذکر شده در بالا استفاده می شوند. که موارد زیر می تواند شامل موارد کاربردی باشد:
تشدید پارامغناطیس الکترونی (EPR)
اندازه گیری خواص مواد
دستگاه های تداخل کوانتومی ابررسانا (SQUIDS)
طیف سنجی
نمونه در خلاء
نمونه در بخار
موضوع رایج این است که آنها سیستم های کاملی هستند که برای انجام تحقیقات مختلف، معمولاً در دانشگاه ها، آزمایشگاه های ملی و سایر آزمایشگاه ها و مراکز تحقیقاتی در سراسر جهان استفاده می شوند.
بسیاری از برنامه های تحقیق و توسعه با استفاده از سرمایش های پیشرفته ZSPتا دمای برودتی خنک می شوند. برخی از برنامه های تحقیق و توسعه نیز به محیط خلاء بالا نیاز دارند که با استفاده از پمپ های سرمایشی ZSPبه دست می آید.