Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989) (1095847), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Заливать жид«йй гелйй без прсдвйрительного охлаждения жнлкнм азотом имеет смысл, КОгдл сс!'ь нозх$оъккОСТ!» э|!$$!Ъсктие|ио Охл»|дить испа ркккцймск гслйсм внугрснность дьюара, т.е. гелиевый резервуар и тсплОВыс зкр$1ны. П!ъй такой пр|ъ|1сдуре эйли|1«к, часго '.1$$$$име$1О$$1си мно|о нрсмски (2-10 ч). необходима хорошо гсплоизолкрованная переливная трубка, Нйш Опыт показывает.
что прк Охлаждении гелиевого резерпуара ДО 42 К. й ТЕНЛОВЫХ Э«ра1$ОВ до 80 К раеходуетСЯ ПрИМСрНО по 2 л в 1 ч, после чего заливка жидкости происходит со скоростмо 50 Л В ! Ч СРа:|Ъ ПЕЪСЛС Эа:|ит|кй СКОРОСТЬ КСПЯРСНИЯ ПРИМСР$1О ВТ)ЪОС ВЫШЕ„. чем В равновесном состоянии, т.с. через !2 -24 ч.
Чтобы уменьшить расход гелия при псрслйн|$1|йк, нужно соблюдать нскоторь|с прсдостороъкттосъи. Потери гелия происходят: !) в хОде предварительного Охлажденйя псрслкнйой .!рубки; 2) из-зт! потерь тепла в этой трубке; 3) вслсдстнкс уменьшения и увеличения давления В дыоарах; 4) при дросселйровтнеи$1, ПсрслнвнйЯ трубка долж||а бъы'$'ь лег«ОЙ, КОмпкктнОЙ и досга'тхтчно гибкой, чтобы ке затруднять иебольшис ттсрсмсптсиия соединяемых сто' дьюаров, к!ей!те нсет о йспальзуютсн йсрелйвные трубки из нержавстот$1ей.
стали с внутренним диаметром от 3 до 6 мм. Вакуум|то изолированные по Все!1 длит!с. В ттскотор!.$х «Ей|Отру«киях применяется дополнитс$тьная 'т сил О ИЗОГЕЛЕЕИЯ с ПОМ Ошьто $1ЕСКОЛЬКИХ СЛОСВ а:ИОмк и йз и!ъОЯВННОГО мййле$!ъа !тамо'!'»П||||»тх $|н ниутрс||й|О|О трубку ° ПОДВОД тепла к жид|гому хладйгскту по пс!ъслйвиой труокс Обычно сосз айат~",г От ! ЛО 3 !)т нй ! М' длины трубки, причем у трубки с байонеткым разьемом или с клй|таиовг дгтя регулировки расхода эта вслкчйпа примерно н дни раза больше.
Длтв охлаждения переливкой трубки до 4,2 К требуется менее 1 л жйдкого гс,|ин, |к|скольку при этой прокедурс оптимально используется газообразный гелии з» нслкче1|ие рйсхе|д»$ гелия $$ри изменений давления и ль|О$$!ъс прсд,-г;1нллс»гсЯ ДОВОлько сложным $1р$$$есссом из-за тсплОВОГО расслоении н тки псом гелии (Зсотт е$ а1., 1968, р. 223). $ акис потери гелия возникают, к|ила перед '.!алинкой йсобхОДИМО ВыроВВЯте давление тобъычно на | рае$$$с атмосфер!того) в тра$$с|тгърт?$ом дьюарс к д$»таарс. н котОрый ||срслпаа|от ГЕЛИЙ. УКаэак1$ая НЕОбХОЛимасть ЧаетО ВОЗНИКавт Прй рйбпгс с дьюй)?Вмй. Прсд$$азнйченными дчя нолевых условйк, Уровень ,;!ънба|ыайкня КЛанака $16$хъл|О|НОГО даВЛСНИЯ В Подобттых ДЬЮИ!Ъак ъстанйвлинатот на 0.05 атм вын|с нормального атмосферного давления |!|а ургъвйе мора).
Если же переливание осупюсгйл|пог ка значительной кьтсотс. то может понадОбиться снизить давление в дыОарах до давления и $1а$$1$ой местности. Опыт показывйсг, иго при уменьшении дйнлснин на 1,4 10" Па раСХОЛуСТСЯ 5;4 ПерсднааЕМОГО ГСЛйн, а На 2,8. 10' Па- !0%, Г~.".(ий !ъасходустся н '!'$$Г$1н, ко|'дй к лью!тру, из кот(!рого перслнвают ;«$!»$«ас.тэ ног|водят тепло елттбо пот|акая теплый газ, либо другим способом) для повышения давления и нйгнстайкя жидкости в персЛйнпукь |рубКу (ЯСО11 С! й)„!968, р.
227). При ОЧЕНЬ бЫСтрОЙ ЗаЛИВКЕ (нсскОлько мину«) дОпОлнитсльный расхгъд Гелия составляет псс|голь«О |тртитс|етов Обьемт! пс!ъслинаемйй жйдкОстй. Если данлснйс ПОднимается мсдлснйо й заливка продолжается дольше, то теплообмсн между сжагь$м г»тзом и жил«ость!о пОвь$епается и испарение стйнОВится более $$$ттс|тсйвным. Сжатый тъэз можнО получить нссколькимй способаыи: с|р||нлинйнисм йз баллОна ВысокОго лйн:!С$$ия» испарением с помОшью к|к рсвателя части жите«ости В транспорттюм дьтоарс кли нагнетанием В |!его рсзйкоаой камерой теплого газа 1Ф)$$1е, !979, р. 48).
Последние два с||особа прощс и ПОЭтому их чаШе йспользу|О! в полевых условиях. Крома того. при погружений псрслквной трубки в транспортный дьюар на!1!!!«ас'!' и.'$бт»гга»!!!ос Давле$!ие. «отОрога может быть ДОстаточтю для псрслйва$1кя )О 20 л жидкого газа. Расход галия на увслйчение давления примерно такой же. как и расход при сто уменьшении 5 —: !0% от нсрглй||асмого количества. Чнсть тслия расходуется а результате адиабатичсского лросселиро$$$$$$$1н ка выходном отверстии персливной трубки. Потери здесь |тримсрйо такие же, как и в процессах, Обсуждавшихся вьпйс, г.
с. около 6"."о при псрспадс данлсйий в !.4 )О Па и 1О'4 при перепаде 2,8 !О Пй $8с п |л й1., )968, р. 223). »|сход!»$ связйкныс с повь|шеннсм даВле$$ия и наличием псрслнвтЕОЙ грубкй. могут быть уменьшены путем увеличения скорости т|срслйвания.
!!'$$$ра $1$Н. затраты йа др|ЪСССЛИРОВВНИЕ уМСПЬН$$$$отсн Прк бОЛЕЕ МсдпейНох| $$ЕЕЪСГЕИВВНИК, т, Е. При МжЮМ ПсрЕПаде давпспия, РВСХОД гслкя Прк ухте|и|пений давления также можно сннзкть» переливая гелий прк '"'с"лько повышснком давлении, задаваемом регулирш|кой клапанов йбса|ЕЮптОГО дат|ЛЕКИЯ На ОбОИХ дИОарах. ПО КаШНМ даНКЫМ.
СОГЛа- Ч, П. Приборы и лились~ сующимся с результатами работ других авторов (Ыпя, $ о~ге4ау„1968, р 2761 переливая гелий при перепаде в (1,4 — 2,1)-104 Па, можно добитьсз эффективности 85%, т,е, такую часть содержимого тракспортноп дьюара можно залить в дьюар с прибором. К существенным потерям жидкого гелия могут приводить и тсрмо.
акустические колебания столба газа в трубках, концы которых находятсх при температуре жидкого гелия н при комнатной температуре (такие трубки используютсл в вибрацконном измерител~ уровня жидкогс гелия) (Вапп1В1сг, 1966, р. 127; ассоц е«а1 19М, р. 193). Подобньы колебания могут возникать в любой трубке, открытый конец которой находится у поверхности жидкого гелия, а закрытый-при температуре, блнэкой к комнатной, н увеличивать количество пОступающего пе трубке тепла более чем в 1ОО раз. Термоакустические колебанкя можне предотвратить, просверлил а сзснхе трубки вблизи ее итенлогОл кОнна кебольшое отверстие. Этой же цалн служат демпферные объемы, иногда РЙСПОЛЙГЙЕМЫС Вис ДЬЮЙРЙ, 3.7.
Меры предосторожности при работе с дыоарами Жидкий гелий химически инертен к ке взрыаоопассн. Однако при переливании больших объемов гелия нужно позаботиться о достаточной вентиляции помещения, поскольку при случайном испарении больших количеств гелия последнкй может вытеснить весь воздух нз помещения (Бсоц е1 а1., 1968, р, 21Ц. Г'лйвиую ОпаснОсть при рабОте с дыоарамн представляет образование пробок из твердого воздуха а трубках, идущих В резервуар с жидким гелием. Эта опасность становится еще более серьезной. если дьюар приходится транспортировать с изменением высоты иад уровнем моря.
Если в дьюаре с суперкзоляциси выход газа заблокирован, то давление в кем будет быстро расти, поскольку иэ-за прекращения охлаждения тепловых экранов эффективность термоизоляцик упадет по меньшей мере в 10 раз, Для транспортировки больших объемов жидких хладягентов часто используют герметичиыс контейнеры. Показаио„что В герметически закрытом дьюаре с азотным кожухом, первоначально заполненном па 90%, давление В первые 16 ч растет со скоростью примерно 3,5 Юз Па В час, а затем скорость возрастает до 2,0-104 Па в час (Ясон е~ а1., 1968, р. 166|.
В дьюарах с узкой горловиной пробка из твердого воздухе часто выдерживает большее давление„чем стенки резервуара. Однако достаточно прочные стенки могут выдерживать давление, соответствующее температуре 55 К-точке плавления твердого воздуха„*» этом случае пробка расплавится и свободный выход газа из дьюара возобновится. При указанной температуре давление газа в резервуаре достигает И атм. Опасность. связанную с закупориваиием дьюара, можно в значительной Оглоль зовпиие лиид-э~а.'мпно.ме~прол морс умеимпнть, снабдив его трубкой для аварийкшо сброса газа с „лапаком высокого лаалспия или клапаном абсолютного давления, Кокструк!сия трубки должка быть такова, чтобы в ней ис нозпикали зсрмоакустичссхис колебания.
3,8, Рефрижераторы усгройство для поддержания рабочси теь«пературы (в гелиевой области) прибора без использования жидкого хладагекта представляется одним пз необходимых компонентов оптимальной сквкд-системы. В качестве такого устройства можно было бы использовать коммерчсскке гелисаыс ожкжителн, если бы не ряд недостатков: высокая стоимость (50 тью, долл, и боже), превосходящая затраты на саму сквид-систему„болыпие раэмсрм Къ ГЛЙВНОЕ1 ОГрОМИЫЕ ПОМЕХИ (Иа м!ИИ О ппрядКОВ Провы 1пающке уровень шумов сквида), которые нз-эа наличия движущихся намагниченных деталей такой механизм вносит в работу чувствительной хпп интомет1эичоской установки. Была сделана успсшнах попытка увеличить период автономной работы рок-магиитомотра (см, разд, 4), в котором приемные катушки заключены в сверхпроводящий экран, снабдив его небольшим рефркжсраторюм для охлаждения до 15 К теплового экрана, окружающего р«:зсрвуар с жидким гелием.
Такая система, создаинал фирмой 2-б 1.п«сгрпхсз, Обеспечивает непрерывную работу магий гомстра с гслислым лыоаром объемом ЕЮ л в течение более чем 500 сут. Гораздо более серьезные требования к рефрижератору предъявляютсл В СЛУЧЙЕ МВГКИТОМЕтРОВ И ГРЙДКЕНТОМЕтРОВ, ПРСДНаэиаЧСНКЫХ ДЛЯ и змерения сигналов от внешних источников. Такой рефрижератор должен иметь Всбольшис размеры, быть легким и создавать минимум ь1агкктиых, механических н тепловых шумов, Ачл уменьшения помех.
возникающих из-эа вибраций, передаваемых МаинтОМЕтРУ, МОЖНО ИСПОЛЬЗОВаТЬ ХОРОШУЮ МЕХаиИЧЕСКУЮ РВЗВЯЗКУ Р«фрижератора и сквид-магиитомстра. Однако при этом необходим эиачитсльиО меньший уровень остаточной намагниченности деталей рсфрижсратора, поскольку развязка приводит к увеличению свободы относительных перемещений указанных компонентов системы. Другой важной характеристикой, определяющей конструкцию рефрижератора ° с1х сквид-системы. является время получения рабочей температуры, 3'1ссь также нужен некоторьгй компромисс между 1зйзмсрами и произао;щтсльностью рефрижератора, с одной стороны, и предполагаемыми л~ ~можностями проектируемой системы-с другой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
