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稀释制冷机

稀释制冷机是一种能够提供接近绝对零度环境的高端科研仪来自器,在凝聚态物理、材料科学、粒子物理乃至天文探测等科研领域广泛应用 。

稀释制冷机(dilutionrefrigerator) 1951年H.London提出可以用超流4He稀释3He的方法制冷的理论。到1360百科965年P.Das等人卫出府举满策按根据这一理论制成了3He-4He稀释制冷机,已达到1.8mK的低温。它可以长时间地维持毫K范围的温度,有较大的冷却能力,已二职史云项输护耐成为获得毫K温度的最重要的手段和设备。

2021年7月12日,记者从中国科学院物理研究所获悉,该所自主研发的无液氦稀释制冷机成功实现10mK(绝对零度以上0.01度)以下极低温运行。这标志着我国在高端极低温仪器研制上取得了突破性的进展 。

  • 中文名称 稀释制冷机
  • 外文名称 Dilutionrefrigerator

原理介绍

  3He,4He的混合液在0.86K以上时,液3He可以以任何比例溶解在液4He中,但是当混合溶液的温病便宜三动影载注弱困伟度降到0.86K以下时,混合液则分离成两相,其中含3He多的相称为火图扬本五钱远目井入原浓缩相,而含3He少的相称为稀释相。在低于0.86K的任一温度都对应于一定的3He含量的稀释相和浓缩相,并达到相平衡。当从稀释相中取走3He原子时,为了保持两相的平衡,则由浓缩相中的3He通过相界面进入稀释相以补充被移去的3He原子考阳直。可以计算得3He在稀释相中的焓和熵比在浓缩相中要大得多。所以这种稀释过程需要吸热,利用这个吸热现象制成了稀释制冷机。

  从稀释制冷机的结构图来看,包含相界面的室称做混合室,3H来自e原子从浓缩相经过相界面进入稀释相要吸热而制冷,使温度降低。包含稀释相的自由表面的室称为蒸馏室,温度维持在0.6~0.7K。此时3He的饱和蒸气压远高于4He的饱和蒸气压,可以用360百科抽气机抽走,这时浓缩相中的3He原子就不断地通过相界面进入稀释相,抽走的3何族He经过冷凝再补充到浓缩相中形成循环,使制冷机不断地运行。

应用领域

  稀释制冷机是一种能够提供接近绝对零度环境的高端科研仪器,在凝聚态物理、材料科学、粒子物理乃至天文探测等科研领域广泛应

  稀释制冷机为量子计算机的正常运行提供必要的极低温环境,是量子计算研究中不可替代的关键设

技术突破

  来自2021年7月12日,记者从中国科学院物理研究所获悉,该所自主研发的无液氦稀释制冷机成功实现10mK(绝对零度以上0.01度)以下极低温运行。这标志着我国在高端极低温仪器研制上取得了突破性的进

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