160147. lajstromszámú szabadalom • Alacsonyhőmérsékletű variálható héliumkriosztát
16Ó147 5 6 séklettartomány szerint is megválasztva különböző — a találmány keretében kidolgozott — hőátvivő betéteket, mintahűtőket és a hozzájuk tartozó végdarabokat szerelünk fel. Mágneses átmenetek vizsgálatánát és MMR mérésnél a nyakcső fedeléhez tömítetten rögzített függőleges mintakamrát a megfelelő végdarabokkal együtt alkalmazunk. E két mérés részére az MA—OL074 alapszámú BILLENTHETŐ LABORATÓRIUMI ELEKTROMÁGNES-nél közvetlenül alkalmazható változatokat is ismertetünk. A találmány szerinti alapkriosztát kétféle méretű illetve alsó nyúlványú hélium tartály célszerű felhasználásával a felsorolt mérések mindegyikére megfelel. A rajz a találmány szerinti alacsonyhőmérsékletű variálható héliumkriosztát alapkriosztátjának, függőleges mintakamrájának, hőátvivő betétjeinek — mintatartóinak —, mintahűtőinek, végdarabjamak, az alapkriosztát speciális megoldásának és a fenti megoldásoknál alkalmazható mintaállító példakénti kiviteli alakjait szemlélteti. Az 1. ábra az alapkriosztát hosszmetszete, a 2. ábra a függőleges mintakamra hosszmetszete, a 3. ábra a mágnespólusok közé vagy szolenoidba helyezhető — mágneses jelenségek és MMR méréseknél alkalmazható — végdarab hosszmetszete, a 4. ábra a mintaállító hosszmetszete, az 5. ábra a Mössibauer-effektus mérésére alkalmas végdarab hosszmetszete egyrészes vagy kétrészes hőátvivő betéttel, vezetéssel való hőelvonásra, a 6. ábra a Mössfoauer-effektus mérésére alkalmas adiabatikus mintatartó sugárzással történő hőelvonásra, a 7. ábra az optikai mérésre alkalmas gázáramos zárt mintakamrájú mintahűtő hosszmetszete l©0°-os ablakelrendezésű optikai végdarabbal, a 8. ábra az optikai mérésre alkalmas nyitott mintakamrájú mintahűtő hosszmetszete, a 9. ábra az optikai mérésre alkalmas gázáramos zárt mintakamrájú mintahűtő keresztmetszete 9i0°-os elrendezésű háromablakos optikai végdarabbal, a 10. ábra az alapkriosztát speciális megoldású alakjának hosszmetszete, amely az MA— —1974 alapszámú BILLENTHETŐ LABORATORIUM ELEKTROMÁGNES-hez előnyösen alkalmazható. Az 1. ábrán bemutatott alapkriosztát folyadéktartályait 2 ... 10 1 űrtartalom között célszerű elkészíteni. A két tartály előnyösen azonos űrtartalmú, ez a folyékony nitrogén utántöltések számát jelentősen csökkenti, ami főleg magsugárzásaknak kitett kísérleti helyeken — neutrondiftfrakciós mérések, Mössbauer-effektus mérése — kedvező. A hőszivárgásokat a 8 nyakcső kicsiny hővezető felületével, optimális hővezetés! hosszúságával és rossz hővezetési tényezőjével, a 47 központozó csövek — lásd még a 3. áibíSt — igen kicsiny hővezető felületével és nagy hővezetési ellenállásával, a 14 folyékony nitrogén tartály 3, 4 és 42 hőhídjainak kicsiny hővezető felületével és rossz hővezetési tényezőjével, a vákuumköpenyben maradt gázok nyomásának 10~5 tor érték alá történő csökkentésével továbbá a folyékony nitrogén hőmérsékletére hűtött mindkét oldalon aranyozott réz 18 árnyékoló búra alkalmazásával alacsony értékre tudtuk leszorítani. Ily módon az alapkriosztát párolgási alapvesztesége — minta nélkül, a normál forrásponton tartott folyadékok párolgása — kicsiny értékű. A már ismertetett gyártási és vizsgálati eljárások következtében az alapkriosztát — és természetesen a mérésre előkészített, megfelelő kiegészítő egységekkel szerelt berendezés is — előzetes vákuumozás és a vákuumszelep zárása után a vákuum hosszú idejű statikus fenntartására alkalmas. Ez a körülmény a kriosztát alkalmazását jelentősen egyszerűsíti, amennyiben mérés előtt és mérés közben nem kell a nagyvákuumrendszert működtetni. A bevezető csövek és a csatlakozások helyét és méreteit úgy választottuk. meg, hogy a kriosztát működtetésével kapcsolatban felmerülő minden műveletet — folyadék betöltés, párologtatás, ürítés, mintabehelyezés és mintaállítás, folyadékszint jelzés és automatikus szabályozás, a folyékony hélium vákuumozása, mérőáramok, fűtőáram és termopár átvezetések — gyorsan és kényelmesen lehessen elvégezni. Ennek érdekében a felsorolt csatlakozási helyeket az alapkriosztát 1 fedelén létesítettük optimális átmérővel, és nagy hővezetési ellenállású 2 hőhídakkal. A végdarabok, mintahűtők, hőátvivő betétek — mintatartók — felszerelése oldható kötésekkel az alapkriosztát alsó részén történik. A 4. ábra szerinti mintaállítót a folyékony hélium töltő cső eltávolítása után a 26 cső felső végén levő horonyba lehet illeszteni. A kriosztát esetleges meghibásodásakor az alapkriosztát szerkezeti egységeit a csavaros kötések oldása és a lágyforrasztások kiolvasztása után könnyen szétszerelhetjük, így lehetőségünk van a hibás rész szelektálására, a meghibásodás helyének pontos megkeresésére, megszüntetésére és a javítási munkálatok minőségének megvizsgálására. A 10 külső vákuumköpenyen levő 23 menetes csonkra szerelhető vákuummérő detektorokkal a komplett berendezés ellenőrzését tudjuk elvégezni. Az alapkriosztátot célszerűen két hűtőfolyadékkal, cseppfolyós héliummal és cseppfolyós nitrogénnel kell működtetni. A hűtőfolyadékok megválasztását alapvetően a mérési hőmérséklet és a minta elhelyezése szabja meg. Így 2 K°^tól 80 K°-ig a mérések zöménél folyékony hélium hűtőközeget és folyékony nitrogén előhűtőközeget, 80 K°-tól 300 K°-ig pedig hűtőközegként és előhűtőközegként egyaránt cseppfolyós nitrogént célszerű alkalmazni. A gázára-10 15 20 29 30 35 40 45 50 55 60
