1. Pré-refroidissement: L'hélium gazeux est d'abord refroidi à environ 20 K (-253,15 ° C ou -423,67 ° F) en utilisant un pré-refroidisseur. Cela peut être réalisé en utilisant de l'azote liquide ou d'autres réfrigérants.
2. Expansion de Joule-Thomson: Le gaz d'hélium refroidi est ensuite passé à travers un dispositif spécial appelé valve Joule-Thomson. Cette valve crée une baisse soudaine de pression, provoquant davantage le gaz du gaz. L'hélium, cependant, a une température d'inversion de 40 K, ce qui signifie qu'il ne fera refroidir plus à travers ce processus que s'il est déjà inférieur à cette température.
3. Refroidissement supplémentaire: Pour aller en dessous de la température d'inversion, une méthode de refroidissement différente est nécessaire. Ceci est généralement réalisé en utilisant un cryoocooler ou réfrigérateur à tube d'impulsion . Ces appareils utilisent divers principes thermodynamiques pour atteindre des températures inférieures à 4 K.
4. Condensation: Une fois que le gaz d'hélium atteint son point d'ébullition (4,2 K ou -268,95 ° C ou -452.11 ° F), il se condensera à l'état liquide.
5. Stockage: L'hélium liquide est généralement stocké dans des dewars spécialisés, qui sont des conteneurs isolés à vide à double paroi conçus pour minimiser le transfert de chaleur.
Points clés:
* Les basses températures sont essentielles: L'hélium a un point d'ébullition très bas, donc atteindre ces températures est crucial pour la liquéfaction.
* La pression est également importante: L'application de la pression sur l'hélium gazeux peut aider à promouvoir la liquéfaction en réduisant le volume et en augmentant la densité.
* un équipement spécial est nécessaire: Le processus nécessite un équipement spécialisé comme les valves Joule-Thomson, les cryocoolers et les dewars pour maintenir et gérer des températures extrêmement basses.
Applications de l'hélium liquide:
* Recherche scientifique: L'hélium liquide est utilisé pour refroidir les aimants supraconducteurs dans les machines IRM, les accélérateurs de particules et d'autres instruments scientifiques.
* Imagerie médicale: L'IRM (imagerie par résonance magnétique) repose sur des aimants supraconducteurs refroidis avec de l'hélium liquide.
* Autres applications: L'hélium liquide est également utilisé dans la recherche à basse température, la cryogénie et certains processus industriels.
L'hélium liquéfié est un processus complexe et à forte intensité énergétique, mais il est crucial pour un large éventail d'applications en science, médecine et industrie.
