и о
ляции К,, заливаемого жидкими кислородом и азотом, обычно достаточной оказывается высоковакуумная изоляция либо суперизоляция из большого кол-ва слоев металлизиров. полимерной пл╦нки. В гелиевых К. применяются также тепловые экраны с использованием всиомогат. хладагента (напр., азота) либо охлаждения потоком паров гелия. В К. откачки паров 3Не тепловым экраном обычно служит ванна с 4Не (рис. 1). В гелиевой ванне располагается вакуумная камера, в к-рой подвешены обычно на тонкостенных нержавеющих трубках т. н. одноградусная камера (камера Уитли)
и камера откачки аНе. В первую камеру через дроссель непрерывно поступает жидкий4Но из гелиевой ванны, к-рый одновременно откачивается, чем поддерживается равновесная темп-pa гелия {1,2≈1,4 К). Одноградусная камера в дайной конструкции необходима для конденсации и макс, охлаждения 3Не, поступающего в камеру откачки 3Не. После одно-градусной камеры поток жидкого 3Не также проходит через дроссель и поступает в камеру откачки йНе. При этом ок. 10 % поступающей жидкости расходуется на то, чтобы охладить е╦ от 1,2К до
Рис. 1. Принципиальная схема ири-остата непрерывной откачки паров 3Не: 1 ≈ азотная ванна, 2 ≈ медный экран, 3 ≈ гелиевая ванна, 4 ≈ вакуумная камера, 5 ≈ одно-градусная камера (камера непрерывной откачки *Не), 6 ≈ камера откачки 8Не, 7 ≈ дроссели на линиях возврата яНе и *Не, 8 ≈ экраны теплового излучения.
0,ЗК. Регулируя мощность, рассеиваемую в нагревателе, можно получать соответствующие темп-ры.
С понижением темп-ры вс╦ более трудной задачей янляотся установление хорошего теплового контакта между исследуемым образцом и хладагентом (это особенно относится к исследованиям, приводящим к разогреву образца,≈ оптическим, СВЧ в ней трон о графическим). Для уменьшения теплового сопротивления между образцом и крпожидкостью (см. Капицы скачок температуры) используют развитые поверхности из <?пич╦иного порошка меди или серебра. В зависимости от выполняемых исследований К, могут быть снабжены оптич. окнами (оптический К.}, сверхпроводя-щим соленоидом, СВЧ-вводами.
Давление насыщенных паров над жидкостью уменьшается экспоненциально с понижением темп-ры. Поток массы через границу раздела жидкой и газообразной фаз и порез систему откачки пропорционален давлению пара, и, следовательно, хладопроизводительность откачки К. уменьшается экспоненциально с понижением томп-ры, Отим и определяется практич. температурный лредел К. откачки.
Криостат (рефрижератор) растворения 3Не в 4Не, Действие К. атого типа основывается на том, что энтальпия раствора, рассчитанная на 1 моль 3Не в растворе, сушеотиенно больше энтальпии концентрированного 3Лг. По этой причине процесс растворения 3Не в 4Не при пост, давлении сопровождается поглощением топ-лоты Д<^ Большая хладопроизводительность этого ме-тпда снизана также с тем, что при Г-»-0 растворимость
∙6% для насы-
7' с ≈ темп-pa поступающего 3Не. Для непрерывной работы К. растворения требуется разделение используемых 3Не и 4Не. С этой целью производят откачку паров над смесью прц Т^ (0,6≈0,8)К. При этих темп-pax давление насыщенного пара 3Не более чем на порядок превышает давление паров 4Не. Т. о., откачивается практически 3Не. Др. способ разделения изотопов ≈ прохождение раствора через сверхтекучий фильтр, пропускающий только сверхтекучий компонент 4Не и задерживающий нормальный компонент и примесь 8Ис. В первом случае в К. растворения циркулиру-
а О
Рис, 2. Принципиальная схема криостатов растворения 3Нв и 4Не: а ≈ с циркуляцией 8Нс; б ≈ с 4Не (сосуд Дыоара и гелиевая ванна не показаны); I ≈ одноградусная камера, ? ≈ вакуумная камера, 3 ≈ камера растворения, 4 ≈ камера испарения, 5 ≈ сверхтекучий фильтр, в ≈ непрерывный теплообменник, 1 ≈ ступенчатые теплообменники, 8 ≈ камера расслоения 3Нс и 4Не, 0 ≈ камера откачки *Нс, Р ≈ раствор аНе в 4Не, К ≈ концентрированный 3Нс.
ет 3Не (рис. 2, я), во втором случае ≈ 4Не (рис. 2, б). Макс, охлаждение аНе, поступающего в камеру растворения, достигается с помощью противоточных теплообменников. Темп-pa, получаемая в К. растворения с циркуляцией 3Не, определяется в основном эффективной площадью поверхности теплообменников (а, м2), ско-
ростью циркуляции 3Не (г), моль/с) и притоком теп-
∙
лоты к камере растворения (QT Вт}:
1,22- 10-
494
BHo и 'Jlio остается конечной и равной
шошого раствора. В этом случае при растворении
1 моля RHe поглощается кол-во теплоты ДО ≈ 94,5 Тт ≈
≈ 12,5 Tf, где Тт≈ темп-pa раствора 3Не в 4Не;
где 7?к≈ уд. сопротивление Капицы (~10~2 м2К/Вт).
Для получения мин. темп-р в К. растворения необходимо максимально ограничить приток теплоты и развить поверхность теплообменников. При о^=250 м2 в К. растворения получена темп-ра 2 мК. К. растворения с циркуляцией ~10~3 моль/с и хладонроизводитель-ностью ~ 100/ Г* Вт (при Г«6 ≈ 30 мК) хорошо зарекомендовали себя в качестве рефрижераторов для предварит, охлаждения ступеней адиабатпч. размагничивания (СМ- Магнитное охлаждение).
Кристаллизационный криостат 3Не основан па использовании Померанчука эффекта, согласно к-рому в области темп-р 1≈300 мК величина производной от давления по темп-ре др/дТ на кривой плавления 8Не отрицательна. Вследствие этого адиабатич. сжатие 3Не приводит к понижению его темп-ры с одновр^м. образова-
