Το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Chemnitz ξεκινά νέα μονάδα υγροποίησης ηλίου

Το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Chemnitz ξεκινά νέα μονάδα υγροποίησης ηλίου

Στις 15 Ιουλίου 2025, μια νέα μονάδα υγροποίησης ηλίου τέθηκε σε λειτουργία στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Chemnitz. Αυτή η σύγχρονη εγκατάσταση αντικαθιστά μια εγκατάσταση που είναι άνω των 30 ετών και σηματοδοτεί μια σημαντική πρόοδο στην ερευνητική κοινότητα. Το υγρό ήλιο, το οποίο υπάρχει σε θερμοκρασίες τόσο χαμηλές όσο 4,15 Kelvin (μείον 269 βαθμοί Κελσίου), είναι απαραίτητο ψυκτικό για πολλά επιστημονικά πειράματα.

Το νέο σύστημα εγκαταστάθηκε από την εταιρεία Vorbuchner και χρησιμοποιεί προηγμένη τεχνολογία turbo compressor. Λειτουργεί σε κλειστό κύκλωμα και μπορεί να παράγει έως και 20 λίτρα υγρού ηλίου την ώρα. Η διαδικασία υγροποίησης περιλαμβάνει διάφορα στάδια: πρώτα το ήλιο συμπιέζεται, μετά ψύχεται και τελικά διαστέλλεται στην τελική φάση. Αυτό καθιστά δυνατό τον αποκλεισμό διασπαστικών επιρροών κατά τη διεξαγωγή πειραμάτων σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες.

Εφαρμογές και σημασία της υγροποίησης ηλίου

Το υγρό ήλιο είναι απαραίτητο για πολλές εφαρμογές στη φυσική και τη χημεία. Χρησιμοποιείται, μεταξύ άλλων, στη μικροσκοπία ανιχνευτή σάρωσης και στη φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού. Μια εστίαση στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Chemnitz είναι η έρευνα κβαντικών υπολογιστών, οι οποίοι απαιτούν θερμοκρασίες μόλις λίγων χιλιοστών κέλβιν για να εκτελέσουν βέλτιστα τις λειτουργίες τους. Αυτές οι κρυογονικές συνθήκες είναι απαραίτητες για την πλήρη εκμετάλλευση των επιδράσεων της κβαντικής μηχανικής.

Η διαδικασία της υγροποίησης του ηλίου είναι τεχνικά δύσκολη. Το ήλιο πρέπει να ψύχεται σε θερμοκρασίες κάτω των -268,9 °C (4,2 K), με μια βαλβίδα Joule-Thomson να παίζει βασικό ρόλο στη χαλάρωση και την ψύξη του αερίου ηλίου. Οι διεργασίες αυτές είναι ενεργοβόρες και το κόστος της υγροποίησης κυμαίνεται από 3 έως 5 ευρώ το λίτρο, ανάλογα με το μέγεθος και την απόδοση της μονάδας.

Προκλήσεις και μέλλον της υγροποίησης ηλίου

Η υγροποίηση ηλίου αντιμετωπίζει διάφορες προκλήσεις. Αυτά περιλαμβάνουν την υψηλή ενεργειακή απαίτηση και τη δυσκολία χειρισμού και αποθήκευσης ηλίου. Βασική μελλοντική εστίαση είναι η ανάπτυξη βελτιωμένων συστημάτων ανακύκλωσης και προηγμένων τεχνικών απομόνωσης για την ελαχιστοποίηση της απώλειας ηλίου.

Η νέα μονάδα υγροποίησης ηλίου στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Chemnitz δεν θα χρησιμοποιηθεί μόνο για ερευνητικούς σκοπούς, αλλά και για διδακτικούς σκοπούς. Αυτό δίνει στους μαθητές την ευκαιρία να πραγματοποιήσουν πειράματα κάτω από ακραίες συνθήκες, γεγονός που εμπλουτίζει την εκπαίδευσή τους στη μηχανική ψύξης και στην κρυοφυσική.

Συνοψίζοντας, η θέση σε λειτουργία αυτής της σύγχρονης μονάδας υγροποίησης ηλίου όχι μόνο βελτίωσε τις συνθήκες έρευνας στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Chemnitz, αλλά επίσης διεύρυνε σημαντικά τις δυνατότητες συναφών τεχνολογιών, όπως ο κβαντικός υπολογιστής. Η επένδυση σε τεχνολογίες αιχμής καταδεικνύει τη δέσμευση του πανεπιστημίου και των εταίρων του στην περαιτέρω ανάπτυξη του επιστημονικού και ερευνητικού τοπίου.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την υγροποίηση ηλίου και τις εφαρμογές του βλ studysmarter.de και itep.kit.edu.