ラムダポイント冷蔵庫

ラムダポイント冷凍機は、通常超伝導磁石の周囲や低温測定に使用される液体ヘリウムを、約 4.2 Kからヘリウムのラムダ点(約 2.17 K)付近の温度まで冷却する装置です。ラムダ点とは、通常の流体ヘリウム(ヘリウム I) が超流動ヘリウム IIに遷移する温度です。冷却は、ニードル バルブと真空ポンプを介して、槽内の液体ヘリウムを冷却コイルに送り込むことで行われます。コイル内の圧力が低下すると、ヘリウムの一部が蒸発し、冷却コイル内に 2 相システムが形成されます。蒸発によって除去された熱によって、冷却コイルの温度がラムダ点に近づくまで下がります。冷却コイルは液体ヘリウム槽に浸されているため、コイルの周囲の液体も冷却されます。より冷たく密度の高い液体はコイルから槽の底に向かって沈み、より温かく密度の低い液体ヘリウムは上部に上昇します。液体ヘリウムは一般に熱伝導率が低いため、槽内の温度勾配に伴う対流によって、より冷たい液体ヘリウムが槽の底に向かって一定に流れ、ヘリウム槽内の温度は 4.2 K 未満、通常は 2.2 K 近くまで下がります。