A Chemnitzi Műszaki Egyetem új hélium cseppfolyósító üzemet indít

A Chemnitzi Műszaki Egyetem új hélium cseppfolyósító üzemet indít

2025. július 15-én új hélium cseppfolyósító üzemet helyeztek üzembe a Chemnitzi Műszaki Egyetemen. Ez a modern létesítmény egy több mint 30 éves létesítményt vált fel, és jelentős előrelépést jelent a kutatói közösségben. A folyékony hélium, amely 4,15 Kelvin (mínusz 269 Celsius-fok) hőmérsékleten létezik, számos tudományos kísérlet elengedhetetlen hűtőfolyadéka.

Az új rendszert a Vorbuchner cég telepítette, és fejlett turbókompresszor technológiát alkalmaz. Zárt körben működik, és óránként akár 20 liter folyékony héliumot is képes előállítani. A cseppfolyósítási folyamat több szakaszból áll: először a héliumot összenyomják, majd lehűtik, végül a végső fázisban expandálják. Ez lehetővé teszi a zavaró hatások kizárását rendkívül alacsony hőmérsékleten végzett kísérletek során.

A hélium cseppfolyósításának alkalmazásai és jelentősége

A folyékony hélium elengedhetetlen a fizika és a kémia számos alkalmazásához. Többek között pásztázó szonda mikroszkópiában és mágneses magrezonancia spektroszkópiában használják. A Chemnitzi Műszaki Egyetem középpontjában a kvantumszámítógépek kutatása áll, amelyek funkcióinak optimális ellátásához mindössze néhány millikelvin hőmérsékletre van szükség. Ezek a kriogén körülmények szükségesek a kvantummechanika hatásainak teljes kiaknázásához.

A hélium cseppfolyósításának folyamata technikailag nagy kihívást jelent. A héliumot -268,9 °C (4,2 K) alá kell hűteni, a Joule-Thomson szelep pedig kulcsszerepet játszik a héliumgáz ellazításában és hűtésében. Ezek az eljárások energiaigényesek, a cseppfolyósítás költsége az üzem méretétől és hatékonyságától függően 3-5 euró/liter tartományba esik.

A hélium cseppfolyósításának kihívásai és jövője

A hélium cseppfolyósítása különféle kihívásokkal néz szembe. Ide tartozik a magas energiaigény, valamint a hélium kezelésének és tárolásának nehézsége. A jövőben kulcsfontosságú a továbbfejlesztett újrahasznosítási rendszerek és a fejlett izolációs technikák kifejlesztése a héliumveszteség minimalizálása érdekében.

A Chemnitzi Műszaki Egyetem új hélium cseppfolyósító üzemét nemcsak kutatási célokra, hanem oktatási célokra is használják majd. Ez lehetőséget ad a hallgatóknak arra, hogy extrém körülmények között végezzenek kísérleteket, ami gazdagítja hűtőmérnöki és kriofizikai képzésüket.

Összefoglalva, ennek a modern hélium cseppfolyósító üzemnek az üzembe helyezése nemcsak a Chemnitzi Műszaki Egyetem kutatási körülményeit javította, hanem jelentősen kibővítette a kapcsolódó technológiákban, például a kvantumszámításban rejlő lehetőségeket is. A csúcstechnológiákba való beruházás az egyetem és partnerei elkötelezettségét mutatja a tudomány és a kutatási környezet további fejlesztése iránt.

További információ a hélium cseppfolyósításáról és alkalmazásairól lásd studysmarter.de és itep.kit.edu.