1-К горшок

Кастрюля с температурой 1 К (т. е. кастрюля с температурой 1 Кельвин ) представляет собой криогенное устройство, используемое для достижения температуры примерно до 1 Кельвина.

Горшок 1-К представляет собой небольшой сосуд в криогенной системе, наполненный жидким гелием . Обычно его размер составляет несколько кубических сантиметров, а приемная трубка доходит до первичной гелиевой ванны дьюара . Когда сосуд, содержащий жидкий гелий, подключают к вакуумному насосу, давление пара над поверхностью жидкости падает, тем самым позволяя более энергичным молекулам гелия испаряться из жидкости. Когда частицы испаряются и откачиваются из жидкости, они уносят с собой тепловую энергию, поэтому оставшаяся жидкость имеет тенденцию охлаждаться. Этот метод известен как испарительное охлаждение .

При атмосферном давлении, ⁴ Он (более распространенный изотоп гелия) сжижается при 4,2 К. Используя испарительное охлаждение, можно легко получить температуру до 1 К. Хотя этот метод довольно прост в использовании, он неэффективен для больших гелиевых ванн, поскольку около 50% жидкого гелия должно испариться, чтобы достичь самых низких температур. Если до температуры 1 К необходимо охладить лишь небольшой объем, используется емкость 1-К. Накачивается только поверхность небольшого горшка 1-К, а остальная часть ванны с жидким гелием остается при атмосферном давлении.

Хотя этот метод обычно используется в простых криогенных системах для охлаждения объектов до 1 К, он также довольно популярен и в более сложных криогенных системах для запуска до более низких температур. Например, в ³ Он холодильник , сгущенный ³ Он (редкий изотоп гелия) охлаждается испарением и может достигать температуры до 200 мК. Но ³ Сначала его необходимо конденсировать до жидкого состояния, и для этой цели обычно используется кастрюля 1-K.

Другим примером является холодильник для разбавления , в котором смесь ³ Он и ⁴ Он образует фазовую границу в смесительной камере и может охлаждаться до нескольких милликельвинов. В холодильниках с разбавлением обычно используется емкость 1-K для конденсации ³ Он/ ⁴ Он смесь.