Chemnitz University of Technology starter nyt anlæg til flydende helium

Chemnitz University of Technology starter nyt anlæg til flydende helium

Den 15. juli 2025 blev et nyt helium-likvefaktionsanlæg sat i drift på Chemnitz University of Technology. Dette moderne anlæg erstatter et anlæg, der er over 30 år gammelt og markerer et betydeligt fremskridt i forskningsmiljøet. Flydende helium, som eksisterer ved temperaturer så lave som 4,15 Kelvin (minus 269 grader Celsius), er et vigtigt kølemiddel til mange videnskabelige eksperimenter.

Det nye system blev installeret af firmaet Vorbuchner og bruger avanceret turbokompressorteknologi. Den fungerer i et lukket kredsløb og kan producere op til 20 liter flydende helium i timen. Fortætningsprocessen involverer flere trin: først komprimeres heliumet, derefter afkøles og til sidst udvides i slutfasen. Dette gør det muligt at udelukke forstyrrende påvirkninger, når der udføres forsøg ved ekstremt lave temperaturer.

Anvendelser og vigtigheden af ​​helium-likvefaktion

Flydende helium er afgørende for mange anvendelser inden for fysik og kemi. Det bruges blandt andet til scanningprobemikroskopi og kernemagnetisk resonansspektroskopi. Et fokus på Chemnitz University of Technology er at forske i kvantecomputere, som kræver temperaturer på blot et par millikelvin for at udføre deres funktioner optimalt. Disse kryogene forhold er nødvendige for fuldt ud at udnytte virkningerne af kvantemekanikken.

Processen med helium-likvefaktion er teknisk udfordrende. Helium skal afkøles til temperaturer under -268,9 °C (4,2 K), med en Joule-Thomson-ventil, der spiller en nøglerolle i at slappe af og afkøle heliumgassen. Disse processer er energikrævende, og omkostningerne ved fortætning ligger i intervallet 3 til 5 euro pr. liter, afhængigt af anlæggets størrelse og effektivitet.

Udfordringer og fremtid for helium-likvefaktion

Helium-likvefaktion står over for forskellige udfordringer. Disse omfatter det høje energibehov og vanskeligheden ved at håndtere og opbevare helium. Et vigtigt fremtidigt fokus er at udvikle forbedrede genbrugssystemer og avancerede isoleringsteknikker for at minimere heliumtab.

Det nye helium-likvefaktionsanlæg på Chemnitz University of Technology vil ikke kun blive brugt til forskningsformål, men også til undervisningsformål. Dette giver eleverne mulighed for at udføre eksperimenter under ekstreme forhold, hvilket beriger deres uddannelse i køleteknik og kryofysik.

Sammenfattende har idriftsættelsen af ​​dette moderne helium-likvefaktionsanlæg ikke kun forbedret forskningsforholdene ved Chemnitz University of Technology, men også betydeligt udvidet potentialet for tilknyttede teknologier såsom kvanteberegning. Investeringen i state-of-the-art teknologier demonstrerer universitetets og dets partneres engagement i den videre udvikling af videnskabs- og forskningslandskabet.

For mere information om helium liquefaction og dets anvendelser se studysmarter.de og itep.kit.edu.