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Rauscharme, nichtmetallische Flüssig-Heliumkryostate

Industrie und Forschungsinstitute

Dr. rer. nat. Andreas Kade

+49-351-4081-5117

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Magnetisch rauscharm für z.B. SQUID-Anwendungen

Daten für den Kryostaten

Parameter	Wert
Volumen für flüssiges Helium	5 bis 12 Liter (andere Volumina möglich)
Zeit für vollständige Verdampfung	3 bis 7 Tage (abhängig von Baugröße)
Wärmeeintrag	0,1 W im Standbybetrieb
Verdampfungsrate Helium	≤ 3 Liter / Tag
Standzeit des kryogenen Mediums	bis zu 4 Tage ohne Nachfüllung
Magnetisches Rauschen	< 3 fT / Hz^½
Helium Lecktest (He-Behälter)	< 1 × 10^-11 mbar l / s

He-Kryostat, Höhe = 1000 mm, Durchmesser = 300 mm

Am ILK Dresden sind magnetisch sehr rauscharme, nichtmetallische Helium-Kryostate aus GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff) entwickelt wurden, die eine hohe Helium(He)- und Vakuumstandzeit besitzen. Damit diese Kryostaten in räumlich beliebig orientierten Anordnungen / Konstruktionen zum Einsatz kommen können, wurde ein spezielles Design für die Lageunabhängigkeit entwickelt. Das hierbei erworbene wissenschaftliche Know-how ist für eine Vielzahl von weiteren Anwendungen einsetzbar.

Das ILK-Konzept hat deutlich geringere Permeationsraten innerhalb des He-Reservoirs als vergleichbare Modelle anderer Hersteller wodurch sich höhere Standzeiten des Kryostaten für beispielsweise magnetische SQUID (superconducting quantum interference device) und andere Langzeitexperimente ergeben.

Die technische Auslegung der Kryostate ist aus diesem Blickwinkel auch für zukünftige Sensorgenerationen optimal ausgerüstet.

Spezifikation

Geeignet für SQUID-Sensor Kühlung
Nicht metallisch (GFK)
Schnelle Befüllung über Thermo-Siphon mit LHe möglich
GFK und abgasgekühlter Verdampfungsschild ermöglichen eine hohe Effizienz
Geringer Kalt-Warm Abstand möglich
Wartungsarm
Je nach Kunderwunsch sind andere Designvarianten möglich

Magnetische Rauscharmut

Die magnetische Rauscharmut des Kryostaten wurde an der PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) in Berlin in der magnetisch höchstgeschirmten Kabine BMSR-1 gemessen und ist kleiner als die untere Auflösungsgrenze des verwendeten Messsystems, siehe folgende Abbildung.