Магнитное охлаждение

Cтраница 2

Это очевидно из рассмотрения, например, магнитного охлаждения. При каждом адиабатическом перемагничивании получается понижение температуры. [16]

В монографии О.В. Лоунасмаа [175] содержится прекрасное описание аппаратуры по реализации магнитного охлаждения. [17]

Теплоемкость Сх вблизи 0 К изменяется приблизительна пропорционально 3 - й степени температуры, поэтому эффективность магнитного охлаждения согласно (19.18) должна по мере приближения к абсолютному нулю резко возрастать. [18]

Ближайшие ионы церия расположены: три на расстоянии 0 856 нм и три на расстоянии 0 859 нм; таким образом, это соединение магнитно очень разбавлено и очень удобно для магнитного охлаждения адиабатическим размагничиванием. [19]

В зависимости от природы сжижаемого газа применяется пять основных методов сжижения: 1) охлаждение, 2) сжатие, 3) адиабатное расширение, 4) джоуль-томсеновское расширение и 5) магнитное охлаждение. Большинство применяющихся на практике процессов сжижения является комбинацией двух или большего числа основных методов, как это будет Показано ниже на примерах. [20]

Практически метод магнитного охлаждения разделяется на два этапа. Сперва производится магнитное охлаждение парамагнитной соли, с помощью которой вещество, обладающее сильным ядерным магнетизмом ( медь, натрий), охлаждается до температуры порядка 10 - 3 К. Затем это вещество подвергается изотермическому намагничению с последующим адиабатическим размагничиванием. В результате его температура достигает значений порядка 10 - 5 К. [21]

Квадруполыше моменты ядер.| Характер сигна лов ЯМР. [22]

Подобно электронному, ядерный магнетизм может быть использован для получения сверхнизких температур ( XIV § 1 доп. Именно таким путем ( с предварительным электронным магнитным охлаждением) была в лабораторных условиях достигнута наинизшая полученная пока температура - ЫО-в К. [23]

Померанчука [2] посвящена детальному изучению парамагнитных диэлектриков с обменным взаимодействием между атомами, теплопроводность которых заметно зависит от существования энергетического спектра парамагнитных ионов. В настоящей статье мы определим температурную зависимость теплопроводности солей, используемых в методе магнитного охлаждения, как при наличии магнитного поля, так и без него. Хотя в рассматриваемых солях главную роль играет магнитное, а не обменное взаимодействие между ионами, в отсутствие поля это не приводит к различному поведению теплопроводности как функции температуры, по сравнению с диэлектриком с обменным взаимодействием, если предположить, что элементарные возбуждения подчиняются одной и той же статистике. В дальнейшем, так же как и в [1, 2], предполагается, что возбуждения подчиняются статистике Ферми - Дирака. [24]

Для еще более глубокого охлаждения потребовался принципиально новый подход, так как более холодной жидкости, чем гелий, не существует. И такой процесс был найден в 1926 г. независимо друг от друга Дебаем и Джио-ком. Это весьма эффективный метод магнитного охлаждения пока еще, правда, не вышедший из лабораторных стен. Он тоже связан с применением жидкого и газообразного гелия. [25]

Основные требования к парамагнитным солям следующие. Следствием этого является хаотическая ориентация ионов и значительная величина магнитной энтропии. Эти два условия определяют границы применимости магнитного охлаждения. Каждая соль имеет ограниченный интервал температур, в котором она наиболее эффективна. Наиболее распространенные соли хорошо изучены, для них имеются весьма полные данные по энтропии, теплоемкости, энтальпии. [26]

Как только Завойским [1] было начато изучение парамагнитных ионов методом электронного парамагнитного резонанса, стало ясно, что для подобных исследований необходимы монокристаллы. Ряд монокристаллов, содержащих элементы группы железа, таких, как сульфат меди, квасцы и туттоновые соли, довольно легко можно было выращивать из водного раствора. Соли последних двух классов уже использовались ранее для магнитного охлаждения методом адиабатического размагничивания, поскольку их довольно высокая степень магнитного разбавления способствует получению наиболее низких возможных температур. Такое разбавление способствует также уменьшению ширины линии и, следовательно, обеспечивает высокое разрешение в экспериментах по магнитному резонансу, и потому такие соли, естественно, нашли примене ние в данных экспериментах, так же как и в других исследованиях. Потребность в еще более высоком разрешении для обнаружения более тонких деталей спектра привела к использованию разбавленных солей, в которых большинство парамагнитных ионов замещено диамагнитными атомами. Квасцы, туттоновые и другие гидра-тированные соли легко допускают такое разбавление. В результате Пенроуз [2] сразу же обнаружил сверхтонкую структуру в парамагнитных солях меди; вскоре были исследованы другие парамагнитные ионы с ядерными магнитными моментами; эти исследования привели к первым успешным экспериментам по поляризации ядер. [27]

Расширенный набор независимых переменных позволяет анализировать перекрестные эффекты, возникающие при сочетании различных по своей природе процессов. В электрических и магнитных полях за счет взаимного влияния механических явлений, с одной стороны, и электрических или магнитных, с другой, возникают такие эффекты, как электрострикция, магнитострикция, пьезоэффект, магнитоупругий эффект и др. Сочетание термических и электрических ( магнитных) процессов приводит к термоэлектрическим ( термомагнитным) эффектам и соответствующим свойствам. Рассмотрим эти дополнительные возможности термодинамики на примере процессов магнитного охлаждения тел, лежащих в основе современных методов получения сверхнизких температур. [28]

Основными рабочими веществами при температурах ниже 80 К являются гелий, водород и неон, а также их изотопы и модификации. В области сверхнизких температур, ниже 1 К, рабочей средой становятся парамагнитные соли. Соответственно вопросы, связанные с ожижением Не, Н2 и Ne, а также элементы магнитного охлаждения рассматриваются наиболее подробно. В книге по возможности охвачен достаточно широкий комплекс проблем, интересующих конструктора и исследователя, начиная от термодинамических основ охлаждения и кончая низкотемпературными свойствами веществ и рекомендациями по конструированию аппаратуры. Разделы, требующие дополнительных пояснений, иллюстрированы примерами. Некоторой особенностью книги является то, что она в первую очередь предназначена для читателей, занимающихся разработкой криогенных систем, и в меньшей степени для тех, кто использует эти системы. [29]

Однако при откачке паров жидкого Не ( природного изотопа гелия) обычно не удается получить темп-ру существенно ниже 1 К, даже применяя очень мощные насосы ( этому мешают чрезвычайно малая упругость насыщ. Откачкой паров изотопа 3Не ( Тн 3 2 К) удается достичь темп-р - 0 3 К. Магнитное охлаждение) удается достичь темп-р - 10 3К, Тем же методом с использованием ядерного парамагнетизма в системе атомных ядер были достигнуть. [30]

Страницы: 1 2 3