Fragen zur Kryo- und Vakuumtechnik

15/09/2008 - 18:44 von Dennis Hoffmann | Report spam
Hallo,

hoffe hier sind auch ein paar Experimentalisten, Labortechnik ist ein
weites Feld und so richtig gute Bücher hab ich nicht gefunden, die mir
alle Fragen beantworten.

Allgemein würd mich mal interessieren, warum es so viele
Vakuumpumpenarten gibt, sind das grösstenteils historische Relikte, so
dass man heute eigentlich nur noch eine bestimmte Reihenfolge
(mechanische Pumpe --> Turbomolekularpumpen --> Ionengetterpumpe -->
Titansublimationspumpe --> Kühlfalle) nutzt um UHV zu erreichen oder
finden die ganzen anderen Pumpenarten noch Anwendung und wovon hàngt das ab?

Warum nimmt man zur Wàrmeisolation nur ein HV und nicht UHV?

Wie genau làuft die Reihenfolge nach heutigem tech. Standard zum
Erreichen tiefster T ab? Badkryostat mit flüssig Stickstoff -->
HV-Schicht mit Strahlungsisolationsschichten --> He34 Mischkühlung -->
adiab. Entmagnetisierung der e und Kerne oder Laserkühlung? Wenn ich die
He34 Mischkühlung richtig verstanden habe, erreicht sie, dass die He3
Atome in der He4 Phase eine energetisch tiefere Fermienergie annehmen
können als in der konz. He3 Phase und dadurch die Temperatur sinkt. Ist
das so richtig?

Wie sieht das im LHC aktuell aus? Làuft das da grosstechnisch auf die
gleiche Weisse oder im Prinzip wie im kleinen Labor nur mannigfach,
könnte man da keine Hochtemperatursupraleiter mit flüssig Stickstoff
nehmen, in irgendeinem populàrwiss. Bericht las ich, dass die Magnet da
wohl auch auf unter 4 K gekühlt werden.

Ist die Suprafluiditàt von He4 bei solchen Experimtent eher von Vor-
oder Nachteil? Sie scheint bei optischen Exp. von Vorteil, aber warum?

Ach ja, kennt jemand nen guten Link auf dem der
Bitter-Magnet-Mechanismus und Leistungsgrenzen erklàrt ist?


Hoffe ich verschrecke keinen damit ;-)


thx
 

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#1 JÃŒrgen Appel
16/09/2008 - 00:08 | Warnen spam
Dennis Hoffmann schrieb:

Hallo,

hoffe hier sind auch ein paar Experimentalisten, Labortechnik ist ein
weites Feld und so richtig gute Bücher hab ich nicht gefunden, die mir
alle Fragen beantworten.



Das liegt halt daran, daß die experimentellen Rahmenbedingungen so stark
schwanken.

Allgemein würd mich mal interessieren, warum es so viele
Vakuumpumpenarten gibt, sind das grösstenteils historische Relikte, so
dass man heute eigentlich nur noch eine bestimmte Reihenfolge
(mechanische Pumpe --> Turbomolekularpumpen --> Ionengetterpumpe -->
Titansublimationspumpe --> Kühlfalle) nutzt um UHV zu erreichen oder
finden die ganzen anderen Pumpenarten noch Anwendung und wovon hàngt das
ab?



z.B. vom zu evakuierenden Volumen. Und ob man da einfach ein abgeschlossenes
Behàltnis hat oder ob man evtl. gegen einen Atomstrahl anpumpen muß...

Für die tiefsten erreichten Temperaturen überhaupt (BEC) benötigt man z.B.
gar keine Kühlfalle. Atome haben nur wenige Energielevel und koppeln
deshalb nur schlecht an das Strahlungsfeld. Deshalb braucht man gar keine
weitere Wàrmeisolation und kann sich zur Bose-Einstein-Kondensat-Erzeugung
(Temperaturen deutlich unter µK) z.B.

Badkryostat mit flüssig Stickstoff -->
HV-Schicht mit Strahlungsisolationsschichten --> He34 Mischkühlung -->
adiab. Entmagnetisierung der e und Kerne oder Laserkühlung?



all diese Schritte bis auf den letzten sparen. Und Laserkühlung selbst
erzeugt auch nur Temperaturen, die noch immer 2 bis 3 Größenordnungen zu
hoch sind. Den letzten Rest erreicht man durch Evaporationskühlen.

Ach ja, kennt jemand nen guten Link auf dem der
Bitter-Magnet-Mechanismus und Leistungsgrenzen erklàrt ist?


Die englische Wikipedia?

Der Mechanismus ist der eines normalen Elektromagneten. Die Herausforderung,
die der Bitter-Magnet löst, ist seine mechanische Stabilitàt zusammen mit
der Möglichkeit die immense resistiv verheizte Verlustwàrme effizient
abzuführen, wenn die Magnetfelder sehr groß werden.

Gruß,
Jürgen
GPG key:
http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=J%FCrgen+Appel&op=get

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