【儀表網 研發快訊】近日，中國科學院上海技術物理研究所和中國科學院理化技術研究所合作，圍繞未來空間天文觀測所需的mK溫區制冷需求，提出了斯特林型脈管(SPTC)/氦節流(JTC)/絕熱去磁(ADR)的復合制冷方案，獲得了661mK的無負荷最低溫，溫度穩定性±0.1 mK。研究成果“Advances on a SPTC/JTC/ADR system for sub-Kelvin cooling(亞開溫區斯特林型脈管/節流/絕熱去磁復合制冷系統進展)”以Short Report(簡訊)形式發表在制冷領域國際期刊International Journal of Refrigeration(《國際制冷學報》)。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溫區是空間天文領域多種核心傳感器的工作溫區。隨著機械制冷技術的發展，基于斯特林型脈管預冷的氦節流制冷(SPTC/JTC)技術因其具有的長壽命、高效率、低振動等優勢，已成為空間1-4 K溫區的主流預冷方案。而絕熱去磁(ADR)技術具有mK溫區高效率、純固態制冷、與重力無關性等突出優點，成為空間mK溫區應用的首選。兩者結合可以實現高效緊湊的適用于空間的深低溫制冷系統，國際上已應用于Astro-H、XRISM、ATHENA等天文項目，而我國尚無類似系統報道。
上海技物所第四研究室空間深低溫制冷團隊與理化所戴巍研究員團隊緊密合作，發揮各自優勢，共同發展空間深低溫制冷技術，提出SPTC/JTC/ADR的新型復合制冷方案。其中SPTC/JTC由上海技物所第四研究室空間深低溫制冷團隊研制，ADR由理化所戴巍研究員團隊研制。團隊合作攻克了斯特林型制冷機功回收主動調相、氦節流制冷、絕熱去磁制冷、大熱容快速降溫等關鍵技術，成功研制了我國首套針對空間應用的mK溫區制冷系統實驗樣機，為我國在X射線、宇宙背景輻射等天文領域的探測提供了重要支撐。
該研究獲得了中國科學院青年人才計劃、國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院科學儀器開發等項目資助。
斯特林型脈管/氦節流/絕熱去磁復合制冷機系統原理圖
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