haku: @keyword thermometry / yhteensä: 3
hakutulos-lista
viite: 2 / 3
« edellinen | seuraava »
Tekijä:Salmela, Anssi
Työn nimi:Thermometry at microkelvin range for 3He/4He adiabatic melting experiment
Lämpötilan mittaus mikrokelvin alueella adiabaattisessa 3He/4He sulatuskokeessa
Julkaisutyyppi:Diplomityö
Julkaisuvuosi:2006
Sivut:67      Kieli:   eng
Koulu/Laitos/Osasto:Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto
Oppiaine:Fysiikka   (Tfy-3)
Valvoja:Hautojärvi, Pekka
Ohjaaja:Tuoriniemi, Juha
OEVS:
Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje
sulje

Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossa

Oppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa.

Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/

Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.

Kirjautuminen asiakaskoneille

  • Aalto-yliopistolaiset kirjautuvat asiakaskoneille Aalto-tunnuksella ja salasanalla.
  • Muut asiakkaat kirjautuvat asiakaskoneille yhteistunnuksilla.

Opinnäytteen avaaminen

  • Asiakaskoneiden työpöydältä löytyy kuvake:

    Aalto Thesis Database

  • Kuvaketta klikkaamalla pääset hakemaan ja avaamaan etsimäsi opinnäytteen Aaltodoc-tietokannasta. Opinnäytetiedosto löytyy klikkaamalla viitetietojen OEV- tai OEVS-kentän linkkiä.

Opinnäytteen lukeminen

  • Opinnäytettä voi lukea asiakaskoneen ruudulta tai sen voi tulostaa paperille.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi tallentaa muistitikulle tai lähettää sähköpostilla.
  • Opinnäytetiedoston sisältöä ei voi kopioida.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi muokata.

Opinnäytteen tulostus

  • Opinnäytteen voi tulostaa itselleen henkilökohtaiseen opiskelu- ja tutkimuskäyttöön.
  • Aalto-yliopiston opiskelijat ja henkilökunta voivat tulostaa mustavalkotulosteita Oppimiskeskuksen SecurePrint-laitteille, kun tietokoneelle kirjaudutaan omilla Aalto-tunnuksilla. Väritulostus on mahdollista asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Väritulostaminen on maksullista Aalto-yliopiston opiskelijoille ja henkilökunnalle.
  • Ulkopuoliset asiakkaat voivat tulostaa mustavalko- ja väritulosteita Oppimiskeskuksen asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Tulostaminen on maksullista.
Sijainti:P1 Ark TF80     | Arkisto
Avainsanat:low temperature
thermometry
3He/4He mixture
vibrating wire resonator
matala lämpötila
lämpötilan mittaus
3He/4He seos
värähtelevä lanka
Tiivistelmä (fin): Teknillisen korkeakoulun Kylmälaboratorion YKI ryhmässä on tutkittu heliumseoksia erittäin matalissa lämpötiloissa.
Tutkimusten ensisijaisena tavoitteena on havaita laimean helium-3 liuoksen suprajuoksevuustransitio helium-4 supranesteen seassa.
Uusimpana keinona jäähdyttää seos erittäin matalaan lämpötilaan käytetään adiabaattista helium-4 kiteen sulatusmenetelmää, joka perustuu heliumin isotooppien sekoittumisesta aiheutuvaan lämmön sitomiseen.
Uuden menetelmän ideana on käynnistää isotooppien sekoittuminen vasta puhtaan helium-3 nesteen suprajuoksevuustransitiolämpötilan alapuolella, jolloin jäähdytettävän nesteen ominaislämpökapasiteetin raju lasku mahdollistaa hyvin alhaisen loppulämpötilan saavuttamisen.
Tämän diplomityön tarkoituksena on esitellä kokeessa käytettyjen lämpömittareiden rakennetta ja toimintaa.

Heliumnesteen lämpötilaa mikrokelvin alueella mitattiin kolmella tavalla: tutkimalla platinanäytteen ydinmagnetisaatiota, tarkkailemalla seokseen kasvatetun helium-4 kiteen sulamispainetta sekä mittaamalla suprajuoksevan helium-3 nesteen aiheuttamaa vaimennusta mekaaniseen värähtelijään.
Tutkittava platinanäyte on kiinnitetty koekammion seinään ja sen ydinmagnetisaatiota staattisessa 13.7 mT magneettikentässä tutkitaan ydinmagneettisen resonanssimittauksen (NMR) avulla.

Näytteen suskeptibiliteetti on Curien lain mukaan kääntäen verrannollinen lämpötilaan.
Koekammion painetta mitataan herkällä differentiaalisella kapasitiivisella paineanturilla.
Helium-4 kiteen sulamispaineen lämpötilariippuvuus on ennustettavissa, ja matalissa lämpötiloissa se riippuu lämpötilan neliöstä.
Suprajuoksevan helium-3 nesteen aiheuttamaa mekaanista vaimennusta tutkitaan värähtelevä lanka viskometrin avulla.
Värähtelevä lanka on yksinkertainen sähkömagneettisesti eksitoitava värähtelijä, jonka resonanssiviivan leveys ja taajuus riippuvat väliaineen ominaisuuksista.
Lämpötilan ollessa selvästi suprajuoksevuustransitiolämpötilan (2.5 mK) alapuolella, suprajuoksevan helium-3 nesteen aiheuttama mekaaninen vaimennus pienenee eksponentiaalisesti käänteisen lämpötilan funktiona.

Sulatuskoelaitteiston ensimmäinen jäähdytys kesti noin kuusi kuukautta, ja kokeen aikana heliumseos onnistuttiin jäähdyttämään noin 0.2-0.3 mK lämpötilaan.
Lämpömittareista yksikään ei toiminut luotettavasti alhaisimmissa saavutetuissa lämpötiloissa.
Platina NMR mittauksen tarkoituskaan ei ollut mitata heliumnesteen lämpötilaa vaan koekammion seinän lämpötilaa, joka alle millikelvinin lämpötiloissa poikkeaa selvästi nesteen lämpötilasta, suuren termisen vastuksen johdosta.
Sulamispainemittauksessa ongelmia aiheutti mittauksesta johtuva lämmitys, jonka johdosta painemittaria ei voitu käyttää erittäin alhaisissa lämpötiloissa.
Myöskin paineen ja lämpötilan riippuvuuden määrittäminen helium-3 nesteen suprajuoksevuustransitiolämpötilan alapuolella osoittautui ongelmalliseksi.
Värähtelevä lanka viskometrillä onnistuttiin mittaamaan lämpötilaa noin 0.3 mK saakka, jolloin väliaineen vaimennus oli laskenut niin vähäiseksi että viskometrin sisäinen vaimennus muodostui hallitsevaksi energiahäviöksi ja resonanssiviivan lämpötilariippuvuus saturoitui.

Uuden jäähdytysyrityksen valmistelut ovat meneillään.
Ensimmäisen jäähdytyskerran kokemusten perusteella koelaitteistoa kehitetään.
Myös lämpömittareiden parantamiseksi ja erityisesti mittausalueen laajentamiseksi kohti matalampia lämpötiloja on ideoita joita kokeillaan ja jotka mahdollisesti otetaan käyttöön.
Sekä platina NMR- että sulamispainemittarin sijaintia suhteessa koekammioon aiotaan muuttaa.
Viskometrin herkkyyttä pyritään lisäämään materiaalivalinnoin, sekä mittarin rakennetta ja geometriaa parantamalla.
ED:2006-06-14
INSSI tietueen numero: 32010
+ lisää koriin
« edellinen | seuraava »
INSSI