Les pompes KNF repoussent les limites de la cryotechnologie

Proche du zéro absolu

Avec la capacité d’atteindre et de maintenir des températures aussi basses que 4,15 °K (-269 °C ; -452 °F), proches du zéro absolu, la température la plus basse qui puisse théoriquement être atteinte, la cryotechnologie est devenue indispensable dans de nombreux domaines. Leurs applications vont de la recherche scientifique aux processus industriels où un contrôle précis de la température est essentiel. Par exemple, les scientifiques s’appuient sur les cryostats pour explorer les domaines de la physique quantique, de la supraconductivité et des propriétés de la matière aux niveaux moléculaire et atomique. Ces systèmes sont également très utiles dans le domaine de la cryoconservation, où ils permettent de conserver des échantillons biologiques à des températures très basses, ce qui favorise les progrès de la médecine régénératrice et des biobanques.

De la vaporisation à la liquéfaction

Le flux continu est au cœur d’un cryostat qui utilise les capacités de refroidissement de l’hélium liquide. Ce processus vaporise et dilate l’hélium liquéfié, créant ainsi un puissant effet de refroidissement. Une pompe transfère ensuite l’hélium gazeux obtenu et le comprime légèrement pour alimenter un plus grand compresseur, qui liquéfie à nouveau l’hélium.

La plage de températures pouvant être atteinte avec un bain conventionnel d’hélium 4 (⁴He) liquide peut être encore réduite en utilisant l’isotope rare de l’hélium 3 (³He), ce qui permet aux cryostats d’atteindre des températures encore plus basses. Contrairement à l’isotope courant de l’hélium 4, l’hélium 3 a une pression de vapeur beaucoup plus élevée à la même température, ce qui permet d’étendre la plage de température jusqu’à 0,3 kelvin. Il est principalement utilisé pour ses propriétés de mécanique quantique, qui présentent un intérêt dans plusieurs domaines de recherche. Par exemple, l’hélium 3 peut permettre certains phénomènes à des températures extrêmement basses, comme la formation de condensats de Bose-Einstein. Cependant, en raison de la nature ultra rare de l’hélium 3il est essentiel d’utiliser un système hermétiquement fermé afin d’éviter que l’hélium 3, précieux et donc très coûteux, ne soit rejeté dans l’atmosphère et de garantir une performance et une efficacité optimales du compresseur. Les pompes KNF avec des taux de fuite particulièrement bas, comme la N 630, jouent un rôle clé pour répondre à ces exigences.

Comme la plupart des pompes KNF, la pompe à gaz N 630 peut donc être adaptée aux besoins spécifiques des systèmes de cryostat, où sa principale fonction est de maintenir l’étanchéité, en empêchant l’hélium de s’échapper et l’air de pénétrer. Elle joue également un rôle essentiel dans le maintien de la pression et du débit d’hélium nécessaires au bon fonctionnement du compresseur et du processus de reliquéfaction de l’hélium. La réfrigération continue reposant fortement sur les pompes, une pompe pour gaz KNF adaptée sur mesure convient parfaitement aux exigences des cryostats, assurant des performances fiables tout en minimisant les pertes d’hélium et en améliorant l’efficacité opérationnelle globale.