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“人造太阳”中的“冰”——EAST低温系统朱志刚;张启勇【摘要】Besides high temperature plasma heated to millions of degrees,there are 4.5 K supereritieal helium provided by cryogenic system in the "artificial sun" EAST device to cool the superconducting magnets to below the critical temperature.At present,EAST cryogenic system is still the largest cryogenic helium system in China and its equivalent refrigerating capacity at 4.5 K is over 2 kW.This paper introduces the working principle and system composition of EAST cryogenic system,describes compressor station,refrigerator,distribution system and cryogenic measurement and control system.Finally,the operation of EAST cryogenic system is briefly described.%在“人造太阳”EAST装置的内部,除了存在几千万度的高温等离子体外,还存在由低温系统提供的4.5 K(-268.65℃)低温超临界氦,将超导磁体冷却至临界温度以下,使其工作保持在超导态.EAST低温系统是目前中国最大的氦低温系统,其当量制冷量超过2 kW/4.5 K.首先介绍了EAST低温系统的工作原理与系统组成,然后描述了压缩机站、制冷机、分配系统和低温测量控制系统,最后简单阐述了EAST低温系统的运行情况.【期刊名称】《自然杂志》【年(卷),期】2018(040)002【总页数】5页(P108-112)【关键词】EAST;低温系统;氦制冷机【作者】朱志刚;张启勇【作者单位】中国科学院等离子体物理研究所,合肥230031;中国科学院等离子体物理研究所,合肥230031【正文语种】中文由强磁场约束高温等离子体的磁约束核聚变，被认为是人类最终实现可控核聚变能利用最具前途的方法。
大型氦气压缩机技术特点和发展趋势我们要明确了解大型氦气压缩机的概念和作用。
大型氦气压缩机是一种专门用于将氦气进行压缩的设备，它在不同领域具有重要的应用，比如核磁共振成像、超导磁体制冷、航天器冷却等。
而随着科技的不断发展，大型氦气压缩机的技术特点和发展趋势也备受关注。
一、大型氦气压缩机的技术特点1. 高效：大型氦气压缩机在压缩氦气时，能够提供高效的工作性能，将氦气压缩到所需的压力和温度范围，从而满足不同领域的需求。
2. 稳定：在压缩氦气的过程中，大型氦气压缩机能够保持稳定的工作状态，确保氦气压缩的质量和效率。
3. 可靠：大型氦气压缩机采用先进的技术和材料，具有较高的可靠性和耐久性，能够长时间稳定运行。
4. 自动化：现代大型氦气压缩机普遍采用自动化控制系统，能够实现智能化操作和远程监控，提高工作效率和安全性。
5. 环保：在设计和制造大型氦气压缩机时，环保性能也是重要考量因素，比如降低能耗、减少排放等，以满足可持续发展的要求。
二、大型氦气压缩机的发展趋势1. 高性能化：随着科学技术的不断进步，大型氦气压缩机将朝着更高的性能发展，包括更大的压缩比、更高的稳定性和精度等方面的提升。
2. 智能化：未来的大型氦气压缩机将更加智能化和自动化，通过先进的控制系统和人工智能技术，实现更智能、便捷的操作和管理。
3. 绿色化：环保和节能将成为大型氦气压缩机发展的重要方向，包括采用更环保的制冷剂、提高能效、减少排放等方面的改进。
4. 多样化：随着氦气在不同领域的应用不断扩大，大型氦气压缩机将向着多样化和定制化方向发展，以满足不同行业和领域的需求。
总结回顾通过本文的介绍，我们对大型氦气压缩机的技术特点和发展趋势有了更深入的了解。
大型氦气压缩机具有高效、稳定、可靠、自动化和环保等特点，而其发展趋势则将朝着高性能化、智能化、绿色化和多样化的方向不断前进。
作为关键的气体压缩设备，大型氦气压缩机在现代科技和工业中具有重要的地位，其发展也将为相关领域的科学研究和工程应用提供更好的支持和保障。
低温制冷机氦低温制冷机是一种利用低温物质进行制冷的装置，而氦则是低温制冷机中常用的制冷介质之一。
本文将从氦的特性、低温制冷机的工作原理以及氦在低温制冷中的应用等方面进行探讨。
我们先来了解一下氦的特性。
氦是一种无色、无味、无毒的惰性气体，具有很低的沸点和凝固点，在常温下为气态。
它是宇宙中最丰富的元素之一，广泛存在于星际空间和地球大气中。
由于氦的低沸点和凝固点，使得它成为低温制冷的理想选择。
低温制冷机利用氦的特性进行制冷。
其工作原理主要基于热力学循环，通过氦气的膨胀和压缩来实现温度的降低。
低温制冷机通常由压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器等组成。
首先，氦气被压缩机压缩成高压气体，然后通过膨胀阀放松压力，使氦气膨胀成低温低压气体。
在蒸发器中，氦气吸收外界的热量并蒸发，将周围的物体冷却。
随后，氦气被冷凝器冷却并压缩回高压气体，循环再次开始。
氦在低温制冷中有着广泛的应用。
首先，氦被广泛应用于科学研究领域。
在低温物理实验中，需要将物体冷却到极低温以观察其特性，而氦制冷机则提供了可靠的制冷手段。
其次，氦还被应用于超导材料的制备和研究中。
超导材料在极低温下表现出良好的电导性能，而氦制冷机则能够提供足够低的温度来实现超导材料的制备和研究。
此外，氦还被应用于医学影像设备中，例如核磁共振成像仪，其需要低温来保持超导磁体的性能。
低温制冷机使用氦作为制冷介质，能够提供稳定可靠的低温环境，确保医学影像设备的正常工作。
除了氦，低温制冷机还可以使用其他制冷介质，如液氮和液氢。
液氮和液氢具有更低的沸点和凝固点，因此在更低温范围内能够提供更低的温度。
然而，液氮和液氢的制冷能力相对较强，使用起来也更加复杂和昂贵。
相比之下，氦作为一种常见的制冷介质，具有较高的制冷效果和较低的成本，因此在低温制冷中得到广泛应用。
低温制冷机利用氦作为制冷介质，通过氦气的膨胀和压缩实现温度的降低。
氦具有无毒、无味、无色的特性，是一种理想的低温制冷介质。
低温制冷机在科学研究、超导材料制备和医学影像设备等领域有着广泛的应用。
氦制冷机原理
嘿，朋友们！今天咱就来唠唠氦制冷机的原理！你想啊，就像我们大热天要靠空调来凉快一下一样，有些特别的地方就需要氦制冷机来发挥大作用啦！
氦制冷机呢，简单来说，就是能把氦气变得超级冷的一个神奇机器。
想象一下，氦气本来就很轻很轻，它在这个机器里就像是一个小精灵在跳舞，通过一系列复杂的过程，最后变得冰冷冰冷的。
比如说，在一些科学研究的实验室里，需要极低的温度来进行实验，这时候氦制冷机就挺身而出啦！科学家们就像指挥家一样，让氦制冷机奏响低温的乐章。
你看啊，就好比我们夏天吃冰棍觉得特别爽，那是因为冰棍很冷嘛，氦制冷机呢，就是制造这种“冷爽”的大功臣！它里面有各种部件像紧密合作的好伙伴，压缩机就像大力士，用力把氦气压缩；换热器呢，就仿佛是个魔法师，让氦气在它那里变魔法，温度降下来。
“哎呀，这氦制冷机真的有这么神奇吗？”有人可能会这么问。
嘿，那当然啦！没有它，很多高科技的研究和实验可就没法顺利进行咯！它就像是隐藏在幕后的超级英雄，默默为科学进步贡献力量呢！
所以啊，氦制冷机的原理虽然听起来有点复杂，但它真的超级重要！我们得好好珍惜和利用它带给我们的福利呀！大家说是不是这个理儿呢？。
氦气的应用实例
氦气是一种无色、无味、无毒、无燃性的惰性气体，具有许多应用实例。
下面简单介绍一些常见的应用领域。
一、氦气在制冷行业的应用
氦气在制冷行业中有着广泛的应用。
例如，低温物理实验、半导体生产和超导电磁体都需要使用制冷剂。
而氦气正是低温环境必不可少的制冷剂。
氦气在制冷行业中的应用还包括空调、制冷车和冷冻库的制冷。
二、氦气在医疗领域的应用
氦气在医疗领域中也有着广泛的应用。
例如，氦气在核磁共振成像（MRI）等医疗设备中用作制冷剂，发挥着重要的作用。
同时，氦气也被用作一种氧化剂，用于治疗呼吸系统疾病和协助诊断。
三、氦气在航空航天行业中的应用
氦气在航空航天领域也有着广泛的应用。
例如，氦气在膜式沼气飞艇的氦气囊中被用作浮力介质，使飞行器得以从地面起飞到高空。
氦气也被用于火箭燃料和运载火箭的压力测量。
四、氦气在生命科学研究中的应用
氦气在生命科学研究中也有着广泛的应用。
例如，氦气在细胞培养中
被用作气体介质，为细胞生长提供必要的氧气和二氧化碳。
此外，氦
气还被用作口腔、鼻腔手术时局部麻醉，以及缓解压力和焦虑症状。
总体来说，氦气作为一种重要的工业气体，其使用范围非常广泛。
随
着技术的发展和科研的进步，它在各个领域的应用前景也越来越广泛。
