Рефрижератор растворения

Рефрижератор растворения

Рефрижератор растворения — криогенное устройство, впервые предложенное Хаенцем 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 1070 дней]}.

См. также

• Адиабатическое размагничивание
• Эффект Померанчука

Ссылки

• Принцип действия рефрижератора растворения (англ.)

Для улучшения этой статьи желательно?: Переработать оформление в соответствии с правилами написания статей.