LABOplus - Arbeitsschutz in Tiefstkälte - Arbeitsschutz Flüssigstickstoff

Flüssigstickstoff

Aufgrund des niedrigen Siedepunkts wird flüssiger Stickstoff (engl. "Liquid Nitrogen", LN) als Kältemedium in der Kryotechnik eingesetzt.
Der Stickstoff entzieht dabei dem Kühlgut seine Verdampfungswärme und hält dieses solange kalt, bis er verdampft ist.
Gegenüber flüssigem Sauerstoff, der bei −183°C (90 K) siedet, ist der Siedepunkt von LN um weitere 13 K niedriger. Flüssiger Stickstoff siedet bei -196°C (77 K) und bringt Luftsauerstoff und andere Gase zur Kondensation, die auf diese Weise getrennt werden können.

Flüssiger Stickstoff (Dichte 807 g/l) wird unter anderem dazu verwendet, bei Hochtemperatursupraleitern den supraleitenden Zustand zu erzeugen.
Er wird auch zur Lagerung biologischer und medizinischer Proben, Eizellen und Sperma, sowie zum Schockfrieren von biologischem Material verwendet.
Ein Beispiel ist auch die Kühlung von Infrarot-Fotoempfängern, um deren thermisches Rauschen zu verringern oder überhaupt erst einen halbleitenden Zustand in ihnen herbeizuführen.

Im Tiefbau dient er der Bodenvereisung.

Im Bereich der Werkstofftechnik benutzt man Flüssigstickstoff um Restaustenit in bestimmten gehärteten Stählen zu beseitigen oder die Werkstoffe durch "Tiefkühlen" künstlich zu altern. LN wird auch eingesetzt um z. B. Getriebewellen soweit zu schrumpfen, dass aufgesetzte Zahnräder durch Presspassung auf der Welle halten. Diese Art der Schrumpftechnik nennt man Kaltdehnen.

Beim Recycling von Kabeln wird der Isolierstoff durch Kühlen mit flüssigem Stickstoff spröde und kann vom Metall (Aluminium bzw. Kupfer) abgeschlagen werden.

Ein weiteres Einsatzgebiet für flüssigen Stickstoff ist die Kryochirurgie, in der z.B. Warzen "vereist" werden. In diesem Fall wird flüssiger Stickstoff direkt auf die zu behandelnde Hautpartie aufgesprüht.

Spannende Showeffekte verbunden mit interessanten Geschmackserlebnissen - CRYOCooking, kochen mit Flüssigstickstoff, bildet momentan einen Trend in der internationales Gourmetszene.

In Deutschland noch weitestgehend experimentell ist die "Stickstoff-Bestattung" (grüne Bestattung). Als Alternative zur krematorischen Bestattung (Leichenverbrennung) wird die Leiche bei -18°C schockgefroren und dann in ein Bad aus flüssigem Stickstoff von -196°C gegeben. Der so erstarrte Körper wird daraufhin brüchig wie Glas. Durch Schallwellen und Erschütterung zerfällt er zu einer pulverigen Substanz. In einer Vakuumkammer wird dieser das Wasser entzogen, anschließend werden Metallteile – beispielsweise Zahnfüllungen – entfernt. Dies hat folgende Vorteile: Die sterblichen Überreste könnten nun in einem kleinen, biologisch abbaubaren Sarg-Gefäß beigesetzt werden. Zur Bestattung reicht ein flaches Grab von etwa 30 cm Tiefe, wo Sauerstoff und Bakterien den Zersetzungsprozess einleiten. Die Verrottung ist schon innerhalb eines halben Jahres abgeschlossen. Zum Vergleich: Eine herkömmliche Holzsargbestattung geschieht in etwa 2 m Tiefe: der Zersetzungsprozess dauert mehrere Jahre. An einem Pilotprojekt bezüglich dieser neuen Bestattungsart arbeitet die schwedische Biologin Susanne Wiigh-Mäsak.

Stickstoff-Verbraucher bekommen Stickstoff oft statt in Druckgasflaschen als Flüssigstickstoff in Thermosbehältern ähnlich einer Thermosflasche bereitgestellt. Diese Behälter bezeichnet man als Dewargefäße. Der Stickstoff wird dazu flüssig aus ebenfalls doppelwandigen Tankfahrzeugen abgefüllt.

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