1. Системы ракетных двигателей. Жидкий кислород-окислитель в паре в углеводородным горючим или с жидким водородом.

2. Исследования в области физики высоких энергий. Водородные пузырьковые камеры (г. Протвино, Россия) используются при обнаружении и изучении частиц высоких энергий.

3. Электроника. Чувствительные микроволновые усилители (мазеры) охлаждаются до температур жидкого азота или жидкого гелия, чтобы тепловые колебания атомов усилительного элемента были минимальны и стабильны при излучении микроволновой энергии.

4. Механические конструкции. Здесь используется явление сверхпроводимости. Так сверхпроводящие магниты были использованы для подвески высокоскоростных поездов (до 500 км/ч).

5. Моделирование космических условий.

6. Применение в биологии и медицине. Охлаждаемые жидким азотом контейнеры используются для долговременного хранения крови, тканей, костного мозга, спермы. Криохирургия: лечение глаз, удаление пораженных тканей, органов.

7. Хранение пищевых продуктов. Криообработка – прогрессивный технологический процесс.

8. Технологические процессы. Кислород широко используется в металлургии. Криогенные системы используются при производстве аммиака. Аммиак – рабочее тело для холодильных машин.

9. Повторное использование материала. Наиболее трудными для повторного использования изделиями являются автомобильные и тракторные шины.

Это лишь небольшой перечень областей, включающих криогенную технологию, которая постоянно развивается и находит новые приложения.

2. Криогенные продукты, их свойства. Применение

Сведения о некоторых термодинамических и транспортных свойствах криогенных жидкостей (криогенных продуктах), в основном используемых в криотехнологии, приведены в таблице 1.

Однако не все перечисленные в таблице вещества нашли широкое применение в криотехнологии. На возможность их промышленного применения оказывают влияние два основных фактора, определяющих масштаб использования веществ в различных отраслях техники и приемлемость их использования в качестве криоагентов: малое содержание в атмосфере и высокая стоимость одних (неон), ограниченность применения и токсичность других (фтор). Широта применения и относительная доступность других продуктов (кислород, водород, метан, азот, аргон), а также исключительные свойства при использовании в качестве криоагентов азота и гелия привели к тому, что в настоящее время в промышленных масштабах при криогенных температурах используется следующий ряд веществ: метан, аргон, кислород, азот, водород и гелий.

Метан – основная составляющая природного газа, который широко используется как горючее и сырье для химической промышленности. Жидкий метан используется в качестве топлива в автомобильной промышленности, начинает использоваться в ракетной технике.

Кислород – активнейший окислитель, запасы его практически неограниченны, он нетоксичен для человека. Это предопределило его широкое использование в различных отраслях, в том числе и в ракетно-космической технике. Снабжение потребителей кислородом в жидком состоянии упрощает его хранение и транспортирование. Схема потребления: производство  транспортировка на распределительные станции  хранение  снабжение потребителей газообразным или жидким кислородом (газификация может быть у потребителя).

Аргон – инертный газ. Используется в машиностроении при сварке металлов как защитная среда от процессов окисления, в электроламповой промышленности. В жидком состоянии он применяется исключительно на этапе доставки в хранилища и на распределительные станции.

Азот. Жидкий азот благодаря его нетоксичности, инертности и дешевизне получения широко используется в качестве криоагента. Значительные количества жидкого азота расходуется в вакуумных камерах, предназначенных для имитации космических условий.

Водород. Использование жидкого водорода в промышленных масштабах началось в связи с созданием ракетных двигателей на топливной паре водород+кислород. В настоящее время (в связи с ограниченностью запасов нефти и природного газа) водород рассматривается как перспективное универсальное горючее для транспортных средств. Преимущества водорода как горючего заключаются в том, что при сгорании он не загрязняет окружающую среду., обладает высокими энергетическими показателями, запасы его неисчерпаемы (сырье-вода). Недостатками водорода, ограничивающими его применение, являются высокая стоимость, малая плотность, необходимость создания специального оборудования для ожижения и длительного хранения в жидком виде.

Вопросы безопасности при работе с водородом пока являются исключительно сложными, но уже накоплен опыт работы с ним. Общее предубеждение относительно высокой опасности применения водорода начинает постепенно исчезать. Начало более широкого использования водорода связывается прежде всего с внедрением его как топлива в авиацию. Использование водорода может значительно улучшить летно-технические характеристики самолетов. Эта работа в исследовательском плане давно проводится в Америке. Проводится она и в России.

Гелий. Для охлаждения и криостатирования различного рода сверхпроводящих устройств широко применяется жидкий гелий. Широко используется и газообразный гелий как хладоагнт при температуре, близкой к критической. Экспериментальные работы по промышленному использованию явления сверхпроводимости (открытого в 1911 г.) ведутся с начала 60-х годов, к этому времени относится и начало широкого применения жидкого гелия.