Стр. 6 - Экспериментальный стенд для исследования теплофизических свойств ниобия в сверхпроводящем состоянии

объем градусной камеры составляет 9 см3 , что обеспечивает запас
холода в 30 Дж. Теоретическая расчетная холодопроизводительность
градусной камеры составляет 80 мВт при необходимой мощности
охлаждения образца и медной плиты 10 мВт. Избыток холодопро-
изводительности будет компенсироваться теплопритоком по откачной
трубке градусной камеры [7]. Контроль температуры градусной каме-
ры позволяет экспериментально определить полезную холодопроиз-
водительность термостата.
Несомненно, колебания уровня гелия в градусной камере будут
приводить к неизбежным небольшим изменениям температуры, по-
этому градусная камера должна иметь большую тепловую инерцию.
В конструкции используется тепловой мост между градусной камерой
и медной платформой для уменьшения амплитуды температурных ко-
лебаний. Температура гелия в градусной камере поддерживается ниже
λ-точки ( 2 K) для исключения температурных градиентов в жидко-
сти. Стабилизация давления осуществляется ручным вакуум-регулято-
ром, настроенным на давление 450 Па. Часть измерений проводит-
ся при температуре выше 2 K, поэтому термическое сопротивление
теплового моста должно быть достаточно высоким, чтобы избежать
перегрева камеры. В качестве теплового моста выбрана медная прово-
лока AWG30 длиной 5 см с термическим сопротивлением 800 K/Вт.
Особенности эксплуатации. Расчетное время охлаждения медной
плиты через подвесы составляет 11 дней. Для ускорения процесса
охлаждения погружного криостата предусмотрена возможность ис-
пользования теплообменного газа. В качестве теплообменного газа
был выбран неон, так как он инертен и имеет относительно низкую
температуру конденсации. При заполнении вакуумной камеры неоном
до давления 10−5 . . . 10−6 Па, удается сократить время охлаждения до
нескольких часов. При появлении жидкости в сосуде Дьюара неон
десублимируется на стенках вакуумной камеры, обеспечивая доста-
точный вакуум для проведения эксперимента. В случае утечки гелия
в вакуумную камеру существует вероятность проникновения неона
в криогенную систему. Поэтому необходимо следить за давлением в
вакуумной камере как в процессе испытания, так и во время ото-
грева криостата. Во избежание забивания капиллярного устройства
в процессе охлаждения криостата необходимо обеспечить поток га-
зообразного гелия через систему откачки градусной камеры во вну-
треннюю полость сосуда Дьюара. Газообразный гелий, поступающий
в капиллярное устройство, подвергается дополнительной фильтрации
комбинированным фильтром или азотной ловушкой. Таким образом,
все примеси скапливаются в фильтре капиллярного устройства, не
препятствуя нормальной работе.
206