Холодильник для разбавления
-
Основы рефрижератора для разбавления 3He/4He
- Устройство обеспечивает охлаждение до 2 МКЛ без движущихся частей.
- Охлаждение основано на тепловом разделении изотопов гелия.
-
История и теория
- Предложен в начале 1950-х, реализован в 1964 году.
- Фазовая диаграмма показывает разделение фаз при низких температурах.
- Рабочей жидкостью является 3He, циркулирующий с помощью вакуумных насосов.
-
Процесс охлаждения
- 3He предварительно охлаждается и очищается, затем охлаждается до 1,2-1,5 К.
- Разбавление происходит в смесительной камере, где 3He переходит из концентрированной фазы в разбавленную.
- Тепло, необходимое для разбавления, отводится из окружающей среды.
-
Современные холодильники-разбавители
- Используют криоохладители вместо жидкого азота и жидкого гелия.
- Автоматизированы, но требуют высокой энергии и подвержены вибрациям.
-
Мощность охлаждения
- Мощность охлаждения определяется молярной скоростью циркуляции 3He и температурой в камере смешивания.
- Максимальная температура последнего теплообменника ограничивает эффективность охлаждения.
-
Ограничения и альтернативы
- Практический предел температуры составляет около 2 мК из-за увеличения вязкости и теплопроводности.
- Ядерное размагничивание является мощной альтернативой для охлаждения ниже 2 мК.