Millikelvin cryocooler for space- and ground-based detector systems
Millikelvin cryocooler for space- and ground-based detector systems
复制标题
用于天基和地面探测器系统的米开尔文制冷机
DOI：
10.1117/12.926250
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Bartlett J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bartlett J
本文介绍了连续运行的毫开尔文制冷机 (mKCC) 的设计及其起源。它继承了为欧洲航天局 (ESA) 建造的双绝热退磁制冷机 (dADR)。紧凑设计基于串联配置连续 ADR，交替循环两个 dADR。 mKCC 是一个单一模块（尺寸 355 x 56 x120 mm），通过 4 K 水浴（液体或低温冷却器）运行，并为用户提供可在 < 100 mK 至 4 K 范围内设置的界面。100 mK 时的预计最大冷却功率为 7μW。它将仅使用单晶钨磁阻热开关（第一个这样做的 ADR 冷却器），并展示了这些热开关的测量热性能。 mKCC 使用 10 个屏蔽 2 Tesla 超导磁体，能够在 20 - 30 秒内达到全磁场。这已在实验室中得到证实，并给出了使用其中一种磁铁的铬钾明矾 (CPA) 药丸原型的成功性能结果。 mKCC 设计为完全自动化且用户友好，旨在扩大毫开尔文低温技术的使用，并为探测器系统提供良好的测试和操作平台。
This paper describes the design of a continuously operating millikelvin cryocooler (mKCC) and its origins. It takes heritage from the double adiabatic demagnetization refrigerator (dADR) which was built for the European Space Agency (ESA). The compact design is based on a tandem configuration continuous ADR which alternately cycles two dADRs. The mKCC is a single module (dimensions 355 x 56 x120 mm) which operates from a 4 K bath (liquid or cryocooler) and provides an interface to the user which is settable from < 100 mK to 4 K. Predicted maximum cooling power at 100 mK is 7μW. It will use only single crystal tungsten magnetoresistive heat switches (the first ADR cooler to do so) and the measured thermal performance of these heat switches is presented. The mKCC uses ten shielded 2 Tesla superconducting magnets capable of ramping to full field in 20 – 30 seconds. This has been demonstrated in the lab and the results are given for the successful performance of a prototype Chromium Potassium Alum (CPA) pill using one of these magnets. The mKCC has been designed to be fully automated and user friendly with the aim of expanding the use of millikelvin cryogenics and providing a good testing and operating platform for detector systems.
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