Техническият университет в Кемниц стартира нов завод за втечняване на хелий

Техническият университет в Кемниц стартира нов завод за втечняване на хелий

На 15 юли 2025 г. беше пусната в експлоатация нова инсталация за втечняване на хелий в Техническия университет в Кемниц. Това модерно съоръжение заменя съоръжение, което е на повече от 30 години и бележи значителен напредък в изследователската общност. Течният хелий, който съществува при температури до 4,15 Келвина (минус 269 градуса по Целзий), е основен охладител за много научни експерименти.

Новата система е инсталирана от компанията Vorbuchner и използва усъвършенствана технология на турбо компресора. Работи в затворен кръг и може да произвежда до 20 литра течен хелий на час. Процесът на втечняване включва няколко етапа: първо хелият се компресира, след това се охлажда и накрая се разширява в крайната фаза. Това позволява да се изключат разрушителни влияния при провеждане на експерименти при изключително ниски температури.

Приложения и значение на втечняването на хелий

Течният хелий е от съществено значение за много приложения във физиката и химията. Използва се, наред с други неща, в сканираща сондова микроскопия и ядрено-магнитна резонансна спектроскопия. Фокусът в Технологичния университет в Кемниц е върху изследването на квантовите компютри, които изискват температури от само няколко миликелвина, за да изпълняват оптимално своите функции. Тези криогенни условия са необходими, за да се използват напълно ефектите на квантовата механика.

Процесът на втечняване на хелий е технически предизвикателен. Хелият трябва да бъде охладен до температури под -268,9 °C (4,2 K), като вентилът на Джаул-Томсън играе ключова роля в отпускането и охлаждането на хелиевия газ. Тези процеси са енергоемки и цената на втечняването е от порядъка на 3 до 5 евро на литър в зависимост от размера и ефективността на инсталацията.

Предизвикателства и бъдеще на втечняването на хелий

Втечняването на хелий е изправено пред различни предизвикателства. Те включват високите енергийни изисквания и трудността при работа и съхранение на хелий. Ключов бъдещ фокус е разработването на подобрени системи за рециклиране и усъвършенствани техники за изолиране, за да се минимизира загубата на хелий.

Новата инсталация за втечняване на хелий в Техническия университет в Кемниц ще се използва не само за изследователски цели, но и за учебни цели. Това дава възможност на студентите да извършват експерименти при екстремни условия, което обогатява обучението им по хладилна техника и криофизика.

В обобщение, пускането в експлоатация на тази модерна инсталация за втечняване на хелий не само подобри условията за изследване в Техническия университет в Кемниц, но също така значително разшири потенциала на свързаните технологии като квантовите изчисления. Инвестицията в най-съвременни технологии демонстрира ангажираността на университета и неговите партньори към по-нататъшното развитие на научната и изследователска среда.

За повече информация относно втечняването на хелий и неговите приложения вижте studiesmarter.de и itep.kit.edu.