Рефрижератор растворения

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Рефрижератор растворения

Рефрижератор растворения — криогенное устройство, впервые предложенное Хайнцем Лондоном. В процессе охлаждения используется смесь двух изотопов гелия: 3He и 4He. При охлаждении ниже 700 мК смесь испытывает самопроизвольное разделение фаз, образуя фазы богатую 3He и богатую 4He.

Как и при охлаждении испарением, для переноса атомов 3He из фазы богатой 3He в фазу богатую 4He требуется энергия. Если заставить атомы 3He непрерывно пересекать границу раздела фаз, смесь будет эффективно охлаждаться. Поскольку фаза богатая 4He не может содержать меньше чем 6 % 3He даже при абсолютном нуле температуры в равновесии, рефрижератор растворения может быть эффективным при очень низких температурах. Емкость, в которой происходит этот процесс называется смесительная камера.

Наиболее простое применение — «одноразовый» рефрижератор растворения. В одноразовом режиме большой объем 3He постепенно перемещается через границу раздела фаз в фазу, богатую 4He. Когда весь запас 3He оказывается в фазе, богатой 4He, рефрижератор не может продолжать работу.

Намного чаще рефрижераторы растворения работают в непрерывном цикле. Смесь 3He / 4He ожижается в конденсаторе, который подсоединен через дроссель к области богатой 3He смесительной камеры. Атомы 3He, проходя через границу раздела фаз, отбирают энергию у системы. Далее следует различать рефрижераторы растворения с внешней и с внутренней откачкой. В первом случае пары 3He откачивается высоковакуумным насосом (турбомолекулярным или диффузионным). Во втором — сорбционным насосом. Рефрижераторы растворения с внешней откачкой обеспечивают большую холодопроизводительность, однако нуждаются в большем количестве 3He. Откачанный 3He, иногда очищенный, возвращается в конденсор.

Рефрижераторы растворения с непрерывным циклом обычно используются в низкотемпературных физических экспериментах. Лучшие системы достигают температур ниже 2 мК[источник не указан 1751 день].

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]