Tehnološka univerza v Chemnitzu zažene novo tovarno za utekočinjanje helija

Tehnološka univerza v Chemnitzu zažene novo tovarno za utekočinjanje helija

15. julija 2025 je na Tehnološki univerzi v Chemnitzu začela obratovati nova tovarna za utekočinjenje helija. Ta sodoben objekt nadomešča objekt, ki je star več kot 30 let, in pomeni pomemben napredek v raziskovalni skupnosti. Tekoči helij, ki obstaja pri temperaturah do 4,15 Kelvina (minus 269 stopinj Celzija), je bistveno hladilno sredstvo za številne znanstvene poskuse.

Nov sistem je vgradilo podjetje Vorbuchner in uporablja napredno tehnologijo turbo kompresorja. Deluje v zaprtem krogu in lahko proizvede do 20 litrov tekočega helija na uro. Postopek utekočinjanja vključuje več stopenj: najprej se helij stisne, nato ohladi in v končni fazi ekspandira. To omogoča izključitev motečih vplivov pri izvajanju poskusov pri ekstremno nizkih temperaturah.

Uporaba in pomen utekočinjanja helija

Tekoči helij je bistven za številne aplikacije v fiziki in kemiji. Med drugim se uporablja v mikroskopiji z vrstično sondo in spektroskopiji z jedrsko magnetno resonanco. Tehnološka univerza Chemnitz se osredotoča na raziskovanje kvantnih računalnikov, ki za optimalno opravljanje svojih funkcij potrebujejo temperature le nekaj milikelvinov. Ti kriogeni pogoji so potrebni za popolno izkoriščanje učinkov kvantne mehanike.

Postopek utekočinjanja helija je tehnično zahteven. Helij je treba ohladiti na temperature pod -268,9 °C (4,2 K), pri čemer ima Joule-Thomsonov ventil ključno vlogo pri sproščanju in ohlajanju plina helija. Ti procesi so energetsko intenzivni, stroški utekočinjenja pa se gibljejo od 3 do 5 evrov na liter, odvisno od velikosti in učinkovitosti naprave.

Izzivi in ​​prihodnost utekočinjanja helija

Utekočinjanje helija se sooča z različnimi izzivi. Ti vključujejo visoko porabo energije in težave pri ravnanju s helijem in njegovem shranjevanju. Ključni prihodnji poudarek je razvoj izboljšanih sistemov recikliranja in naprednih izolacijskih tehnik za zmanjšanje izgube helija.

Nova tovarna za utekočinjanje helija na Tehnološki univerzi Chemnitz se ne bo uporabljala samo za raziskovalne namene, ampak tudi za poučevanje. To daje študentom možnost izvajanja eksperimentov v ekstremnih pogojih, kar obogati njihovo usposabljanje na področju hladilne tehnike in kriofizike.

Če povzamemo, zagon te sodobne tovarne za utekočinjenje helija ni le izboljšal raziskovalnih pogojev na Univerzi za tehnologijo Chemnitz, ampak je tudi znatno razširil potencial povezanih tehnologij, kot je kvantno računalništvo. Investicija v najsodobnejše tehnologije dokazuje predanost univerze in njenih partnerjev nadaljnjemu razvoju znanstveno-raziskovalne krajine.

Za več informacij o utekočinjanju helija in njegovi uporabi glejte studiesmarter.de in itep.kit.edu.