olla de 1-K

Un criostato de 1 K (es decir, un criostato de 1 kelvin ) es un dispositivo criogénico que se utiliza para alcanzar temperaturas de hasta aproximadamente 1 kelvin.

El recipiente 1-K es un pequeño contenedor en un sistema criogénico que se llena con helio líquido . ^{[ 1 ]} Generalmente tiene un tamaño de unos pocos centímetros cúbicos con un tubo de entrada que se extiende hacia el baño primario de helio líquido del dewar . Cuando un contenedor que contiene helio líquido se conecta a una bomba de vacío, la presión de vapor sobre la superficie del líquido disminuye, lo que permite que las moléculas de helio más energéticas se evaporen del líquido. A medida que las partículas se evaporan y se bombean lejos del líquido, transportan energía térmica consigo, por lo que el fluido restante tiende a enfriarse. Esta técnica se conoce como enfriamiento evaporativo .

A presión atmosférica, el ⁴He ⁽ el isótopo más abundante del helio) se licúa a 4,2 K. Mediante enfriamiento por evaporación, se pueden alcanzar fácilmente temperaturas de hasta 1 K. Si bien esta técnica es bastante sencilla, resulta ineficiente para grandes baños de helio, ya que aproximadamente el 50 % del helio líquido debe evaporarse para alcanzar las temperaturas más bajas. Si solo se necesita enfriar un pequeño volumen a 1 K, se utiliza el recipiente de 1 K. Solo se bombea la superficie de este recipiente, dejando el resto del baño de helio líquido a presión atmosférica.

Si bien este método se usa comúnmente en sistemas criogénicos sencillos para enfriar objetos hasta 1 K, también es bastante popular en sistemas criogénicos más complejos para alcanzar temperaturas más bajas. Por ejemplo, en un refrigerador de helio-3 , el 3He ^condensado (un isótopo raro del helio) se enfría por evaporación y puede alcanzar temperaturas tan bajas como 200 mK. Pero el ^3He debe condensarse primero a estado líquido, y para ello se suele usar un criostato de 1 K.

Otro ejemplo es un refrigerador de dilución , donde una mezcla de ^³He y ^⁴He forma un límite de fase en una cámara de mezcla y puede enfriarse hasta unos pocos milikelvin. Los refrigeradores de dilución suelen utilizar un crisol de 1 K para condensar la mezcla de ^³He / ^⁴He .