1. Pre-cooling: Heliumgas wordt eerst afgekoeld tot ongeveer 20 K (-253,15 ° C of -423.67 ° F) met behulp van een pre-cooler. Dit kan worden bereikt met behulp van vloeibare stikstof of andere koelmiddelen.

2. Joule-Thomson-uitbreiding: Het gekoelde heliumgas wordt vervolgens door een speciaal apparaat geleid dat een Joule-Thomson-klep wordt genoemd. Deze klep zorgt voor een plotselinge drukval, waardoor het gas verder uitzet en verder koelt. Helium heeft echter een inversietemperatuur van 40 K, wat betekent dat het alleen maar verder zal afkoelen door dit proces als het al onder die temperatuur is.

3. Verdere koeling: Om onder de inversietemperatuur te komen, is een andere koelmethode nodig. Dit wordt meestal bereikt met behulp van een cryocooler of pulsbuis koelkast . Deze apparaten gebruiken verschillende thermodynamische principes om temperaturen onder 4 K te bereiken.

4. Condensatie: Zodra het heliumgas zijn kookpunt bereikt (4,2 K of -268,95 ° C of -452.11 ° F), zal het condenseren in een vloeibare toestand.

5. Opslag: Vloeibaar helium wordt meestal opgeslagen in gespecialiseerde dewaren, die dubbelwandige vacuüm geïsoleerde containers zijn die zijn ontworpen om warmteoverdracht te minimaliseren.

Sleutelpunten:

* Lage temperaturen zijn essentieel: Helium heeft een zeer laag kookpunt, dus het bereiken van die temperaturen is cruciaal voor liquefactie.

* druk is ook belangrijk: Het uitoefenen van druk op heliumgas kan helpen de vloeibaarheid te bevorderen door het volume te verminderen en de dichtheid te vergroten.

* Speciale apparatuur is nodig: Het proces vereist gespecialiseerde apparatuur zoals Joule-Thomson-kleppen, cryocoolers en dewars om extreem lage temperaturen te handhaven en af ​​te handelen.

Toepassingen van vloeibaar helium:

* Wetenschappelijk onderzoek: Vloeibaar helium wordt gebruikt om supergeleidende magneten in MRI -machines, deeltjesversnellers en andere wetenschappelijke instrumenten te koelen.

* Medische beeldvorming: MRI (magnetische resonantie beeldvorming) is gebaseerd op supergeleidende magneten die worden gekoeld met vloeibaar helium.

* Andere toepassingen: Vloeibaar helium wordt ook gebruikt bij onderzoek naar lage temperatuur, cryogenica en bepaalde industriële processen.

Liquefying helium is een complex en energie-intensief proces, maar het is cruciaal voor een breed scala aan toepassingen in wetenschap, geneeskunde en industrie.