De Technische Universiteit van Chemnitz start een nieuwe fabriek voor het vloeibaar maken van helium

De Technische Universiteit van Chemnitz start een nieuwe fabriek voor het vloeibaar maken van helium

Op 15 juli 2025 werd een nieuwe fabriek voor het vloeibaar maken van helium in gebruik genomen aan de Technische Universiteit van Chemnitz. Deze moderne faciliteit vervangt een faciliteit die meer dan 30 jaar oud is en markeert een aanzienlijke vooruitgang in de onderzoeksgemeenschap. Vloeibaar helium, dat bestaat bij temperaturen zo laag als 4,15 Kelvin (minus 269 graden Celsius), is een essentieel koelmiddel voor veel wetenschappelijke experimenten.

Het nieuwe systeem is geïnstalleerd door de firma Vorbuchner en maakt gebruik van geavanceerde turbocompressortechnologie. Het werkt in een gesloten circuit en kan tot 20 liter vloeibaar helium per uur produceren. Het vloeibaarmakingsproces omvat verschillende fasen: eerst wordt het helium gecomprimeerd, vervolgens afgekoeld en ten slotte geëxpandeerd in de laatste fase. Dit maakt het mogelijk om verstorende invloeden uit te sluiten bij het uitvoeren van experimenten bij extreem lage temperaturen.

Toepassingen en belang van het vloeibaar maken van helium

Vloeibaar helium is essentieel voor veel toepassingen in de natuur- en scheikunde. Het wordt onder meer gebruikt bij scanning-sondemicroscopie en kernspinresonantiespectroscopie. Een focus aan de Chemnitz University of Technology ligt op het onderzoeken van kwantumcomputers, die temperaturen van slechts enkele millikelvin nodig hebben om hun functies optimaal te kunnen uitvoeren. Deze cryogene omstandigheden zijn nodig om de effecten van de kwantummechanica volledig te benutten.

Het proces van het vloeibaar maken van helium is technisch uitdagend. Helium moet worden gekoeld tot temperaturen onder -268,9 ° C (4,2 K), waarbij een Joule-Thomson-klep een sleutelrol speelt bij het ontspannen en afkoelen van het heliumgas. Deze processen zijn energie-intensief en de kosten van het vloeibaar maken bedragen 3 tot 5 euro per liter, afhankelijk van de grootte en efficiëntie van de installatie.

Uitdagingen en toekomst van het vloeibaar maken van helium

Het vloeibaar maken van helium staat voor verschillende uitdagingen. Deze omvatten de hoge energiebehoefte en de moeilijkheid van het hanteren en opslaan van helium. Een belangrijk toekomstig aandachtspunt is de ontwikkeling van verbeterde recyclingsystemen en geavanceerde isolatietechnieken om heliumverlies tot een minimum te beperken.

De nieuwe heliumliquefactiefabriek aan de Technische Universiteit van Chemnitz zal niet alleen worden gebruikt voor onderzoeksdoeleinden, maar ook voor onderwijsdoeleinden. Dit geeft studenten de mogelijkheid om onder extreme omstandigheden experimenten uit te voeren, wat hun opleiding in koeltechniek en cryofysica verrijkt.

Samenvattend heeft de ingebruikname van deze moderne fabriek voor het vloeibaar maken van helium niet alleen de onderzoeksomstandigheden aan de Technische Universiteit van Chemnitz verbeterd, maar ook het potentieel van aanverwante technologieën zoals kwantumcomputers aanzienlijk uitgebreid. De investering in state-of-the-art technologieën toont de betrokkenheid van de universiteit en haar partners bij de verdere ontwikkeling van het wetenschaps- en onderzoekslandschap.

Voor meer informatie over het vloeibaar maken van helium en de toepassingen ervan, zie studysmarter.de En itep.kit.edu.