Experimental study on sub-kelvin He II superfluid vortex cooler
Abstract
极低温制冷机是支撑当代物理发展的重要科研仪器。超流涡旋制冷机是以4He的超流态（He II）为工质的极低温制冷机，具有成本低、振动低、结构紧凑、可连续制冷的优点。本文围绕超流涡旋制冷机，介绍了其制冷原理以及驱动原理——喷泉效应，构建了热驱动的制冷循环。进一步进行了实验系统的设计与搭建，超流涡旋制冷单元需要工作在4He超流温度以下，本实验采用“G-M”制冷机加上4He减压蒸发制冷的方法提供超流温度以下的预冷，在此基础上启动超流涡旋制冷机实现了亚开尔文制冷，最低温度为0.936 K，典型制冷量为50 μW@1K。进一步分析表明，漏热对超流涡旋制冷机有显著影响，其中包括冷盘漏热以及非理想超漏的漏热。本文是喷泉泵的一项成功应用，这项技术也是连续型空间稀释制冷的关键技术之一。超流涡旋制冷为极低温制冷提供了新的思路，可以降低亚开尔文极低温环境的获取成本。
Fields of Study & Subjects
Quantum
superfluid
helium dynamics
Spacecraft and Cryogenic Technologies
Advanced Thermodynamic Systems and Engines
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 9
- Publication date
- 1 January 2026
- Language
- ZH