Pierwszy kriostat gotowy

Kriostaty to jeden z krytycznych elementów dla powodzenia budowy europejskiego lasera na swobodnych elektronach XFEL. W dwóch wysoce zaawansowanych technologicznie urządzeniach badane będzie „serce” całej instalacji – nadprzewodzące rezonatory niobowe 1,3 GHz do struktur przyspieszających liniowego akceleratora elektronów.

- Kriostat jest urządzeniem kriogenicznym służącym do przeprowadzania badań w temperaturach bliskich zera bezwzględnego, a więc -271 stopni Celsjusza – tłumaczy Ewa Nieć, prezes Kriosystemu, producenta kriostatów. - Są to wysoce złożone i kosztowne konstrukcje wykorzystujące najnowsze technologie. Muszą zapewnić m.in. utrzymanie skrajnie niskich temperatur, wysoką próżnię a także możliwość wielokrotnego montowania i demontowania w nich testowanych wnęk rezonansowych – uzupełnia Piotr Grzegory inżynier odpowiedzialny za technologię wytworzenia i produkcję kriostatów, wiceprezes Kriosystemu.

O stopniu złożoności konstrukcji kriostatu świadczy jakość precyzyjnego oprzyrządowania do jego obsługi, jak np. kilkadziesiąt niezwykle czułych termometrów. Każdy z tych termometrów wymaga precyzyjnej kalibracji w kilkudziesięciu punktach w zakresie od -271 do +27 stopni Celsjusza, kilkudziesięciokrotnego treningu cieplnego, wyrafinowanego montażu oraz odporności na promieniowanie gamma. To samo dotyczy kilkunastu przetworników ciśnienia, wskaźników poziomu helu, wymienników ciepła, zaworów kriogenicznych, dla których wymagania technologiczne, z racji pracy z nadciekłym helem, są z najwyższej półki. Proces produkcji urządzenia wymagał więc obszernych studiów nad doborem materiałów, w tym nad technologią spawania i był poddany na wielu etapach sprawdzaniu jego zgodności z ujednoliconymi normami europejskimi oraz z wysokimi wymaganiami niemieckiej instytucji certyfikacyjnej TüV Nord.

Ważący 5 ton kriostat składa się z trzech głównych elementów:
• ciśnieniowy zbiornik wewnętrzny w którym elementy XFELa będą testowane w skroplonym helu (kriostat napełniany jest ciekłym helem, który w temperaturze -271 stopni Celsjusza jest nadciekły, a więc pozbawiony lepkości)
• miedziany ekran radiacyjny służący do ograniczenia dopływów ciepła do skroplonego helu
• zbiornik zewnętrzny, „płaszcz” zamykający całość urządzenia, w którym utrzymywana jest wysoka próżnia.

Dodatkowymi elementami kriostatu jest orurowanie, wymiennik ciepła wraz z armaturą kriogeniczną oraz izolacja niskotemperaturowa.

- Jestem niezmiernie dumny, że tak skomplikowane i wysoce specjalistyczne urządzenia powstały we Wrocławskim Parku Technologicznym” – podkreśla prof. dr hab. Maciej Chorowski, dziekan Wydziału Mechaniczno-Energetycznego Politechniki Wrocławskiej. – Jest to najlepszy dowód na to jakim potencjałem dysponujemy. Proszę zwrócić uwagę, że takie urządzenia zostały zaprojektowane przez polskich naukowców na Politechnice Wrocławskiej a ich wykonania podjęła się firma Kriosystem, mająca swoją siedzibę na terenie Wrocławskiego Parku Technologicznego. WPT zapewnił pełne wsparcie organizacyjne, technologiczne oraz umożliwił efektywną współpracę wszystkich kooperantów krajowych i zagranicznych współdziałających z Kriosystemem przy wytworzeniu kriostatów - dodaje.