Návrh dusíkové Dewarovy nádoby pro elektronové mikroskopy

Abstract

Pro pozorování biologických preparátů v elektronových mikroskopech ve stavu blízkém jejich přirozené podobě je nutné vzorek zchladit na kryogenní teploty, nejčastěji s využitím kapalného dusíku (LN2). Za tímto účelem byla navržena LN2 Dewarova nádoba s chlazeným palcem, která bude sloužit pro chlazení držáku vzorků a antikontaminačního štítu skenovacího elektronového mikroskopu (SEM) kombinovaného se zdrojem fokusovaného iontového svazku (FIB). Parametry navržené LN2 Dewarovy nádoby byly ověřeny měřením na zhotoveném funkčním vzorku. Při odhadované maximální tepelné zátěži 2 W na konci chlazeného palce byla dosažena teplota jeho konce 90,8 K. Odpovídající doba výdrže náplně LN2 o objemu 0,91 l je přibližně 11 h. Experimentálně získané hodnoty jsou ve shodě s hodnotami získanými na základě provedených teoretických výpočtů. Navržená LN2 Dewarova nádoba s chlazeným palcem s rezervou splňuje parametry specifikované v zadání této práce.Observation of biological samples in electron microscopes in a state closest to the native state requires reaching cryogenic temperatures, most often with the use of liquid nitrogen (LN2). For this purpose a Dewar vessel with cooled copper thumb for cooling the sample holder and anticontamination shield inside the vacuum chamber of the scanning electron microscope (SEM) and focused ion beam (FIB) source was designed. Characteristics of the designed LN2 Dewar vessel were validated by measuring executed on the real functional sample. The reached temperature at the tip of the thumb under estimated heat load 2 W was 90,8 K. Corresponding refilling interval of LN2 is about 11 h. Experimentally measured data correlate with theoretically calculated characteristics. The designed Dewar vessel with a cooled thumb fulfills the required properties specified in the thesis assignment with a margin.