1-K hrnec - 1-K pot
1-K hrnec (tj 1 Kelvin hrnec) je kryogenní zařízení sloužící k dosažení teploty na přibližně 1 Kelvin.
Hrnec 1-K je malá nádoba v kryogenním systému, která je naplněna kapalným heliem . Obvykle má velikost několika kubických centimetrů, přičemž sběrná trubice zasahuje do primární kapalné heliové lázně Dewar . Když je nádoba obsahující kapalné hélium připojena k vakuovému čerpadlu, tlak par nad povrchem kapaliny klesá, což umožňuje odpařování energetičtějších molekul helia z kapaliny. Když se částice odpařují a jsou odčerpávány z kapaliny, přenášejí s sebou tepelnou energii, takže zbývající kapalina má tendenci ochlazovat. Tato technika je známá jako odpařovací chlazení .
Při atmosférickém tlaku se 4 He (hojnější izotop helia) zkapalňuje při 4,2 K. Použitím odpařovacího chlazení lze snadno vyrobit teploty až do 1 K. I když je tato technika poměrně jednoduchá na ovládání, je neúčinná pro velké heliové lázně, protože asi 50% kapalného helia se musí odpařit, aby se dosáhlo nejnižší teploty. Pokud je třeba ochladit pouze malý objem na 1 K, použije se nádoba 1-K. Čerpán je pouze povrch malého hrnce 1-K a zbytek kapalné heliové lázně je ponechán za atmosférického tlaku.
I když se tato metoda běžně používá v jednoduchých kryogenních systémech k ochlazování předmětů na 1 K, je také docela populární ve složitějších kryogenních systémech zavádět systém na nižší teploty. Například v 3 He lednici je kondenzovaný 3 He (vzácný izotop helia) odpařován ochlazováním a může dosáhnout teploty až 200 mK. Ale 3 He musí být nejprve kondenzován na kapalinu a pro tento účel se obvykle používá 1-K hrnec.
Dalším příkladem je ředicí chladnička , kde směs 3 He a 4 He tvoří fázovou hranici ve směšovací komoře a může se ochladit na několik milikelvinů. Ředicí chladničky obvykle používají 1 K kondenzaci směsi 3 He / 4 He.