开姆尼茨理工大学启动新的氦液化厂

开姆尼茨理工大学启动新的氦液化厂

2025年7月15日，一座新的氦液化厂在开姆尼茨理工大学投入运营。这座现代化设施取代了已有 30 多年历史的设施，标志着研究界的重大进步。液氦的温度低至 4.15 开尔文（负 269 摄氏度），是许多科学实验必不可少的冷却剂。

新系统由 Vorbuchner 公司安装，采用先进的涡轮压缩机技术。它在闭合回路中工作，每小时最多可生产 20 升液氦。液化过程涉及几个阶段：首先氦气被压缩，然后冷却，最后在最后阶段膨胀。这使得在极低温度下进行实验时可以排除破坏性影响。

氦液化的应用和重要性

液氦对于物理和化学的许多应用至关重要。除其他外，它还用于扫描探针显微镜和核磁共振光谱。开姆尼茨理工大学的重点是研究量子计算机，这种计算机只需几毫开尔文的温度即可最佳地执行其功能。这些低温条件对于充分利用量子力学的效应是必要的。

氦液化过程在技术上具有挑战性。氦气必须冷却到低于 -268.9 °C (4.2 K) 的温度，焦耳-汤姆逊阀在氦气的松弛和冷却中发挥着关键作用。这些过程属于能源密集型过程，液化成本在每升 3 至 5 欧元之间，具体取决于工厂的规模和效率。

氦液化的挑战和未来

氦液化面临着各种挑战。其中包括高能量需求以及处理和储存氦气的困难。未来的一个重点是开发改进的回收系统和先进的隔离技术，以最大限度地减少氦气损失。

开姆尼茨理工大学的新氦液化厂不仅用于研究目的，还用于教学目的。这使学生有机会在极端条件下进行实验，丰富了他们在制冷工程和低温物理学方面的培训。

综上所述，这座现代化氦液化工厂的投产不仅改善了开姆尼茨理工大学的研究条件，而且显着拓展了量子计算等相关技术的潜力。对最先进技术的投资表明了大学及其合作伙伴对进一步发展科学研究领域的承诺。

有关氦液化及其应用的更多信息，请参阅 聪明学习网 和 itep.kit.edu 。