1。事前冷却： ヘリウムガスは、最初にプレクーラーを使用して約20 k（-253.15°Cまたは-423.67°F）に冷却されます。これは、液体窒素または他の冷媒を使用して達成できます。
2。 Joule-Thomson拡張： 次に、冷却されたヘリウムガスは、Joule-Thomson Valveと呼ばれる特別なデバイスを通過します。このバルブは、突然の圧力低下を引き起こし、ガスがさらに膨張し、さらに冷却されます。 ただし、ヘリウムの反転温度は40 Kです。つまり、このプロセスがすでにその温度を下回っている場合にのみ、このプロセスをさらに冷やすだけです。
3。 さらなる冷却： 反転温度を下回るには、別の冷却方法が必要です。これは通常、 crycooler を使用して達成されます またはパルスチューブ冷蔵庫 。これらのデバイスは、さまざまな熱力学的原理を使用して、4 K未満の温度を達成します。
4。 凝縮： ヘリウムガスが沸点（4.2 Kまたは-268.95°Cまたは-452.11°F）に達すると、液体状態に凝縮します。
5。 ストレージ： 液体ヘリウムは通常、熱伝達を最小限に抑えるために設計された二重壁真空断熱容器である特殊な露に保存されます。
キーポイント：
* 低温が不可欠です： ヘリウムの沸点は非常に低いため、液化にはこれらの温度に到達することが重要です。
* 圧力も重要です： ヘリウムガスに圧力をかけると、体積を減らして密度を高めることにより、液化を促進するのに役立ちます。
* 特別な機器が必要です： このプロセスでは、非常に低い温度を維持および処理するために、Joule-Thomson Valves、CryCoolers、露のような特殊な機器が必要です。
液体ヘリウムの応用：
* 科学研究： 液体ヘリウムは、MRIマシン、粒子加速器、およびその他の科学機器の超伝導磁石を冷却するために使用されます。
* 医療イメージング： MRI（磁気共鳴イメージング）は、液体ヘリウムで冷却された超伝導磁石に依存しています。
* その他のアプリケーション： 液体ヘリウムは、低温研究、極低温、および特定の産業プロセスにも使用されています。
液化ヘリウムは複雑でエネルギー集約的なプロセスですが、科学、医学、産業における幅広い用途にとって非常に重要です。
