Brevet FR2045754A1 — publié le 19710305

.69 20374 1 2045754 L'invention a essentiellement pour objet un procédé pour ' ; l'obtention de très basses températures stables pour les besoins de laboratoire. Un procédé connu est celui proposé par Mendenson-Jacobi pour 5 l'obtention de températures inférieures à 1°K par la magnétisation adiabatique d'un supraconducteur. Dans ce procédé la transition isentropique de l'état de supraconductivité à l'état normal sous l'influence du champ magnétique s '"accompagne d'un refroidissement qui dépend de la température initiale de 1'échantillon. 10' L'inconvénient de ce ^procédé réside dans lefait qu'à cause de la très faible valeur de la capacité calorifique,inférieure à 0,1° E, il se produit une égalisation rapide entre la température de l'objet réfrigéré et le supraconducteur, après que le supraconducteur ait été amené à l'état normal par la magnétisation adiaba-15 tique. Ce procédé connu ne permet pas de maintenir un très bas niveay. de température. On connaît une machine frigorifique à fonctionnement cyclique, qui comporte deux "thermoclefs" ou-verrous thermiques, un sel paramagnétique et un thermostat. Les "thermoelefs" et le sel sont 20 amenés, indépendamment ou simultanément, à 15état de supraconductivité ou à l'état normal. L'inconvénient de cette machine frigorifique réside dans la difficulté d'assurer le contact thermique entre le sel .et les "thermoclefs". Le but de l'invention est de créer un procédé pour l'obten-25 tion de très basses températures stables, en assurant le contact thermique entre les différents éléments de la aachine. A cet effet on utilise, selon l'invention, une barre supra-conductrice dont une extrémité est thermostatée et l'autre est liée à l'objet réfrigéré. La barre supraconductrice es^ÉLivisée 50 en trois parties? qui dans des conditions adiabatiques, sont amenées indépendamment ou simultanément, par magnétisation, à l'état de supraconductivité ou à l'état normal, de telle façon que la chaleur soit conduite vers le thermostat, et que pendant la première phase la partie médiane soit à l'état normal et la partie 35 voisine de l'objet réfrigéré à l'état de supraconductivité; pendant la deuxième phase la partie voisine de l'objet réfrigéré est à l'état normal et la partie médiane à l'état de supraconductivité; 69 20374 2 2045754 pendant la -troisième phase ces*, deux parties sont à- l'état normal, tandis que la partie voisine du thermostat.-reste- pendant tout le cycle a l'état de supraconductivité: et,' au bout -de- .quelques cycles -consécutifs, est ramené à l'état'normal; : • 5 • L'invention sera mieux comprise et d'autre s ."but s:, avantages et caractéristique de" céle-ci apparaîtront . au- cours de' la .description explicative-qui va suivre,"d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple- eh se- reportant au dessin Tonique ~ . annexé illustrant la mise-en oeuvre de 'l'invention -én. -trois-étapes 10 I, II, III au moyen d'une "barre '.supraconduetricev- " ' la barre sûpraconductrice AD est divisée .en trois parties: AB, BC-et CD. L'extrémité A est en cohtactihermique' avec l'objet réfrigéré M, et l'autre extrémité D avec le - thermostat T. • Au début la barre" supraconduc-t rie e. AD est amenéà l'état 15- normal à l'aide d'un champ magnétique 'dont l'intensité dans tout le volume est supérieure- à la valeur•critique H , jusqu'à l'égali—" c ■sation des températures de l'objet réfrigéré, de la barre supra-conductrice AD et du thermostat T. On supprime alors le champ magnétique, ce qui diminue l'entropie de la valeur S^° à la valeur 20 S °, à une température constante T- . Ensuite, pendant la phase I, S 0 les parties-AB et CD sont amenées à l'état, de supraconductivité, la partie BC restant à l'état normal. • Pendant cette phase les parties AB et CD conservent leur .température ÎQ, et la partie BC atteint la température à case de la transition isentro- .25 pique- de IL'état de supraconductivité à l'état normal. Pendant la phase II, la partie AB est amenée à l'état normal, à la température ,BC est amenée à l'état de supraconductivité à la température etCD reste à l'état de supraconductivité à la température . • i 30 . Pendant la phase III la partie AB reste à l'état normal, à la température et la partie CD reste à l'état de supra— •" cohductivité à la température Tq. Pendant la phase II il se produit une égalisation de la température de l'objet réfrigéré M à la température +ÛT. 35 Pendant la phase III il se produit une égalisation des j • I: températures de l'objet réfrigéré .M, de la partie AB et de la • • ; partie BC., qui se trouve à l'état normal. La deuxième et la. troisiè- \ ■ me phase sont des phases de travail,, durant lesquelles la tempé— rature de l'objet réfrigéré M baisse, la partie CD sert de "thermo-clef" ou verrou thermique pendant tout le cycle, car elle reste -constamment à l'état de supraconductivité. Ce cycle, qui comprend les trois phases, s'effectue plusieurs fois, et pendant. chaque deuxième et 5 troisième phase l'énergie thermique-est prélevée sur l'objet réfrigéré, au profit de l'énergie du champ magnétique. Par suite de l'apport d'énergie dans le conducteur et l'induction par courants de Foucault, au bout de - quelques cycles consécu-. tifs la partie CD est ramenée à l'état normal,- afin de prélever •10 de "1 ^énergie sur la partie BC et de la transférer au thermostat T. La durée de chaque phase du cycle est liée généralement à la durée de relaxation et à la géométrie des trois parties de la barre supraconductrice. Le choix des sections des différentes parties est d-.une grande importance.. Les champs magnétiques sont indépen-.15 dants les uns des autres,-et chacun d'eux enveloppe seulement une partie de la .barre supraconductrice. En tant que thermostat'T on utilise notamment un bain à 1'hélium-3 liquide, dont les vapeurs sont -évacuées. -•Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de 20 réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier elle comprend tous les moyens constituant • des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celfes-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. GOPY 69 20374 .2045754 REVENDICATIONS 1- Un procédé pour l'obtention de très basses températures stables, selon lequel une barre supraconductrice, dont une extrémité est thermostatée et l'autre extrémité est liée à l'objet réfrigéré, est amenée:., dans des conditions adiabatiques, à l'état 5 de supraconductivité et à l'état normal par magnétisation, ledit procédé étant caractérisé en ce que la barre supraconductrice est divisée en trois parties qui, au cours d'un cycle comprenant trois phases , sont amenées indépendamment ou simultanément à l'état de supraconductivité ou à l'état normal, de telle façon que 10 la chaleur soit conduite vers le thermostat, que pendant la première phase la partie médiane de la barre soit à l'état normal et sa partie voisine de l'objet réfrigéré à l'état de supraconductivité, que pendant la deuxième phase la partie voisine de l'objet réfrigéré soit à 1'état normal et la partie médiane â 1'état de supra-15 conductivité, et que pendant la troisième phase la partie voisine de l'objet réfrigéré et la partie médiane soient à l'état normal, la partie voisine du thermostat restant pendant tout le cycle à l'état de supraconductivité et étant ramené^ au bout de quelques cycles consécutifs, à l'état normal. BAD ORIGINAL