கிரையோகூலரின் செயல்திறன்
கிரையோகூலர்கள் என்பது அறுவை சிகிச்சை மற்றும் மருந்து மேம்பாடு, குறைக்கடத்தி உருவாக்குதல் மற்றும் விண்கலத்தில் பயன்படுத்தப்படும். அவை குழாய்கள், டேபிள்டாப் அளவுகள் அல்லது பெரிய குளிர்சாதன பெட்டி அமைப்புகளாக இருக்கலாம்.
மீளுருவாக்கம் வெப்பப் பரிமாற்றி அல்லது மீளுருவாக்கி என்பது கிரையோகூலர்களின் முக்கிய அங்கமாகும். 10K-களுக்கு (-441.67 ) குறைவான வெப்பநிலையில், செயல்திறன் விரைவாக குறைகிறது, அதிகபட்ச மீளுருவாக்கி இழப்பு 50% க்கும் அதிகமாக இருக்கும்.
அப்ளைடு இயற்பியல் ஆராய்ச்சி இதழில் வெளியிடப்பட்ட அவர்களின் ஆய்வறிக்கையில், சீன அறிவியல் அகாடமி ஆஃப் சயின்சஸ் ஆராய்ச்சியாளர்கள் 4 கெல்வின்களுக்கும் குறைவான வெப்பநிலையில் குளிரூட்டும் திறனை அதிகரிக்க மாற்று மீளுருவாக்கம் செய்யும் பொருளாக செயலாக்கப்பட்ட கார்பன் துகள்களைப் பயன்படுத்தினர்.
பெரும்பாலான கிரையோகூலர்களில், ஒரு அமுக்கி அறை வெப்பநிலை வாயுவை மீளுருவாக்கி மூலம் செலுத்துகிறது. மீளுருவாக்கி சுருக்கத்திலிருந்து வெப்பத்தை ஊறவைக்கிறது, மேலும் குளிரூட்டப்பட்ட வாயு விரிவடைகிறது. ஊசலாடும் புறகுளிர்ச்சி(Ultracold) வாயு மீளுருவாக்கியில் சிக்கியுள்ள வெப்பத்தை உறிஞ்சி, செயல்முறை மீண்டும் நிகழ்கிறது.
நைட்ரஜன், கிரையோகூலர்களில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் வாயு. ஆனால் விண்வெளி தொலைநோக்கி கருவிகள் மற்றும் காந்த அதிர்வு வரைபட அமைப்புகள் போன்ற 10 கெல்வின்களுக்கும் குறைவான வெப்பநிலை தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு, ஹீலியம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் இது எந்த வாயுவின் மிகக் குறைந்த கொதிநிலையையும் கொண்டுள்ளது, இதனால் குளிர்ச்சியை அடையக்கூடிய வெப்பநிலையை செயல்படுத்துகிறது.
இருப்பினும், ஹீலியத்தின் உயர் தன்வெப்ப திறன் குறைந்த வெப்பநிலையில் சுருக்க மற்றும் விரிவாக்க சுழற்சியின் போது பெரிய வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்களை ஏற்படுத்துகிறது, இது குளிரூட்டும் திறனை தீவிரமாக பாதிக்கிறது.
இந்த சிக்கலை தீர்க்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் மீளுருவாக்கியின் வழக்கமான அரியவகை பூமி உலோகங்களை செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனுடன் மாற்றினர், இது கார்பன் டை ஆக்சைடு அல்லது அதிக வெப்பநிலையில் மீ வெப்ப நீராவி மூலம் கார்பன் சிகிச்சையளிக்கப்படுகிறது.
ஆராய்ச்சியாளர்கள் 4 கெல்வின்ஸ் கிஃபோர்ட் மக்மஹோன் கிரையோகூலரைப் பயன்படுத்தி 3-10 கெல்வின்களின் மாறுபட்ட வெப்பநிலை வரம்புகளுக்குள் 0.65 என்ற போரோசிட்டியுடன் மேலதிக கார்பன் துகள்களில் ஹீலியம் உறிஞ்சுதல் திறனை சோதிக்க பயன்படுத்தினர்.
50 முதல் 100 மைக்ரான் வரையிலான விட்டம் கொண்ட 5.6% கார்பனுடன் மீளுருவாக்கியை நிரப்பும்போது அவை கிடைத்தன, பெறப்பட்ட 3.6 கெல்வின்களின் சுமை இல்லாத வெப்பநிலை விலைமதிப்பற்ற உலோகங்களைப் பயன்படுத்துவதைப் போன்றது. இருப்பினும், 4 கெல்வின்களில், குளிரூட்டும் திறன் 30% க்கும் அதிகமாக அதிகரித்துள்ளது.
செயலாக்கப்பட்ட கார்பனை அவர்கள் உருவாக்கிய ஒரு சோதனை துடிப்பு குழாயில் வைப்பதன் மூலமும், வெப்ப இயக்கவியல் கணக்கீட்டு மாதிரியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும் மேம்பட்ட செயல்திறனை உறுதிப்படுத்தினர்.
“மேலும் அது அதிகரித்த குளிரூட்டும் திறனை வழங்குவதோடு கூடுதலாக, செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் விலைமதிப்பற்ற உலோகங்களுக்கு குறைந்த விலை மாற்றாக செயல்பட முடியும், மேலும் காந்தத்தை உணரும் குறைந்த வெப்பநிலை கண்டுபிடிப்பாளர்களுக்கும் பயனளிக்கும்” என்று எழுத்தாளர் லியூபியாவோ சென் கூறினார்.
References: