Supraleitendes Helium (⁴He) zeigt aufgrund seiner quantenmechanischen Eigenschaften bei extrem niedrigen Temperaturen spezielle Phänomene wie den übernormalen Wärmeleitungseffekt, den Fontäneffekt und den Filmkriech-Effekt. Das Verdünnungskühlsystem verwendet ³He als Umlaufmedium; ³He erzeugt beim Durchgang durch die Phasengrenzfläche im Mischraum den Kühleffekt und wird nach der Verdampfung im Destillationsraum von einer Zimmertemperaturpumpe abgesaugt. Im Destillationsraum bildet das supraleitende Helium an der Wand eine Flüssigkeitsfilm und strömt zu wärmeren Bereichen. Seine übernormale Wärmeleitfähigkeit verursacht erhebliche Wärmeverluste im Destillationsraum, und der Flüssigkeitsfilm des supraleitenden Heliums beeinflusst nach der Verdampfung die Reinheit des ³He im Kreislauf, was wiederum die Kühllast des Verdünnungskühlsystems beeinflusst. Die „Klingen“- und „Loch“-Strukturen sind die Hauptmethoden zur Begrenzung des Heliumfilmkriechens. Durch Berechnungen wurde der Einfluss der Reinheit des Kreislaufmediums ³He auf die Kühllast des Verdünnungskühlsystems sowie die Begrenzung des ³He-Kreislaufflusses durch die Größe der „Löcher“ analysiert. Experimentell wurde die Massenstromrate des Heliumfilmkriechens bei 0,95 K mit den Einstellungen „Loch“ und „Klinge + Loch“ gemessen. Die Verwendung von „Klinge + Loch“ verbessert die Hemmung des Heliumfilmkriechens um etwa 35,6 % im Vergleich zur alleinigen Verwendung von „Loch“.

Verdünnungskühlsystem;Heliumfilmkriechen;Klinge;Loch