극저온 펌프의 펌핑 원리

극저온 펌프에는 액체 헬륨 또는 냉장고에 의해 매우 낮은 온도로 냉각되는 콜드 플레이트가 제공됩니다. 가스가 응축되고 응축수의 증기 압력을 펌프의 궁극적 압력 아래로 유지하여 펌핑 작용을 달성합니다. 극저온 펌핑의 주요 기능은 극저온 응축, 극저온 흡착 및 극저온 포획입니다. 콜드 응축 : 냉판 표면 또는 응축 된 가스 층의 가스 분자의 평형 압력은 기본적으로 응축수의 증기압과 동일합니다. 공기가 펌핑 될 때 콜드 플레이트의 온도는 25K보다 낮아야합니다. 수소가 펌핑되면 차가운 판이 더 차갑습니다. 극저온 응축수의 두께는 약 10mm입니다. 극저온 흡착 : 가스 분자는 단일 분자 층 두께 (센티미터 순서)에 의해 콜드 플레이트 상에 흡수한 코팅 된 흡착제 코팅의 표면에 흡착된다. 흡착의 평형 압력은 동일한 온도에서 증기압보다 훨씬 낮습니다. 수소의 증기압이 20K에서의 대기압과 동일하면, 흡착 평형 압력은 20K 활성탄에서보다 낮다. 이를 통해 낮은 온도에서 흡착하여 고온에서 펌핑 할 수 있습니다. 온도 트랩 : 펌핑 온도에서 응축 할 수없는 가스 분자는 성장하는 가스 층에 의해 묻히고 흡수됩니다.
일반적으로 펌프의 최종 압력은 콜드 플레이트 온도에서 응축 된 가스의 증기 압력입니다. 120k의 온도에서, 물의 증기 압력은 PA의 증기압보다 낮다. 20k의 온도에서, 헬륨, 네온 및 수소를 제외한 모든 가스의 증기압은 PA의 것보다 낮다. 그러나 펌프와 콜드 플레이트 사이의 온도 차이로 인해 펌프의 궁극적 압력은 응축수의 증기 압력보다 높습니다. 실온의 용기 및 20K의 저온 플레이트의 경우 펌프의 궁극적 압력은 응축 증기 압력의 약 4 배입니다.