【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所和中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所合作，圍繞未來空間天文觀測所需的mK溫區(qū)制冷需求，提出了斯特林型脈管(SPTC)/氦節(jié)流(JTC)/絕熱去磁(ADR)的復(fù)合制冷方案，獲得了661mK的無負(fù)荷最低溫，溫度穩(wěn)定性±0.1 mK。研究成果“Advances on a SPTC/JTC/ADR system for sub-Kelvin cooling(亞開溫區(qū)斯特林型脈管/節(jié)流/絕熱去磁復(fù)合制冷系統(tǒng)進(jìn)展)”以Short Report(簡訊)形式發(fā)表在制冷領(lǐng)域國際期刊International Journal of Refrigeration(《國際制冷學(xué)報(bào)》)。論文共同第一作者為上海技物所陳志超博士和理化所劉萍博士，通訊作者為上海技物所劉少帥啟明星研究員和理化所戴巍研究員。
 

　　mK溫區(qū)是空間天文領(lǐng)域多種核心傳感器的工作溫區(qū)。隨著機(jī)械制冷技術(shù)的發(fā)展，基于斯特林型脈管預(yù)冷的氦節(jié)流制冷(SPTC/JTC)技術(shù)因其具有的長壽命、高效率、低振動(dòng)等優(yōu)勢，已成為空間1-4 K溫區(qū)的主流預(yù)冷方案。而絕熱去磁(ADR)技術(shù)具有mK溫區(qū)高效率、純固態(tài)制冷、與重力無關(guān)性等突出優(yōu)點(diǎn)，成為空間mK溫區(qū)應(yīng)用的首選。兩者結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)高效緊湊的適用于空間的深低溫制冷系統(tǒng)，國際上已應(yīng)用于Astro-H、XRISM、ATHENA等天文項(xiàng)目，而我國尚無類似系統(tǒng)報(bào)道。
 

　　上海技物所第四研究室空間深低溫制冷團(tuán)隊(duì)與理化所戴巍研究員團(tuán)隊(duì)緊密合作，發(fā)揮各自優(yōu)勢，共同發(fā)展空間深低溫制冷技術(shù)，提出SPTC/JTC/ADR的新型復(fù)合制冷方案。其中SPTC/JTC由上海技物所第四研究室空間深低溫制冷團(tuán)隊(duì)研制，ADR由理化所戴巍研究員團(tuán)隊(duì)研制。團(tuán)隊(duì)合作攻克了斯特林型制冷機(jī)功回收主動(dòng)調(diào)相、氦節(jié)流制冷、絕熱去磁制冷、大熱容快速降溫等關(guān)鍵技術(shù)，成功研制了我國首套針對(duì)空間應(yīng)用的mK溫區(qū)制冷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，為我國在X射線、宇宙背景輻射等天文領(lǐng)域的探測提供了重要支撐。
 

　　該研究獲得了中國科學(xué)院青年人才計(jì)劃、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院科學(xué)儀器開發(fā)等項(xiàng)目資助。
 

斯特林型脈管/氦節(jié)流/絕熱去磁復(fù)合制冷機(jī)系統(tǒng)原理圖