Die Anlage dient primär der Bereitstellung extrem tiefer Temperaturen. Dies geschieht auf dem Wege der Verflüssigung von Helium bei einer Temperatur von ca. 4 K (- 269°C).

Die Anlage dient primär der Bereitstellung extrem tiefer Temperaturen. Dies geschieht auf dem Wege der Verflüssigung von Helium bei einer Temperatur von ca. 4 K (- 269°C). Die Anlage arbeitet hierfür nach dem sog. modifizierten Claude-Prozess.

Ein großvolumiger Ausgleichsbehälter (15 m3 Helium - Mitteldruck-Reinstgasspeicher, Standort Innenhof Mollier-Bau) erlaubt eine stabile Einstellung von Hoch- und Niederdruckniveau. Der Heliumdruck in diesem Puffertank schwankt während des Verflüssigerbetriebs zwischen 2 und 9 bar.

Helium ist relativ teuer in der Anschaffung (je nach Reinheit und Abnahmemenge ca. 6...15,- Euro/m3, bezogen auf 15°C/1 bar) . Weitere Einrichtungen dienen daher dem Zweck, das an verschiedenen Stellen anfallende gasförmige Helium (Ruheverdampfung Transportkannen und Speicherdewar; Abblaseleitungen Verflüssiger, Abfüllstation, einzelne Experimente) möglichst vollständig wieder aufzufangen. Hierzu zählen der "Kannenbahnhof" zum Anschluß mobiler Helium-Dewargefäße und weitere Niederdruck-Sammelleitungen mit Verrohrung allen betreffenden Einrichtungen innerhalb der Halle. Nutzer im nahegelegenen Beyer-Bau (Inst. für Photophysik) sind über eine Direktleitung ebenfalls an das zentrale Rückgewinnungssystem angeschlossen.

Das gasförmige Helium wird zunächst bei Raumtemperatur und minimalem Überdruck (wenige mbar) in einem 20 m3 - Sammelballon unterhalb des Hallendachs aufgefangen und durch einen niveaugesteuerten Hochdruck-Kolbenkompressor auf max. 200 bar rückverdichtet.

Zur Speicherung des gasförmigen Heliums bei Umgebungstemperatur dienen vier Hochdrucktanks mit jeweils 2,2 m3 Speichervolumen (Standort Innenhof Mollier-Bau). Die Verteilung auf die vier Tanks geschieht über die Hochdruck-Verteiltafel innerhalb der Halle. Ein Einspeiseanschluss im Innenhof erlaubt es, zusätzlich Helium in Form von Hochdruckgas, etwa von den Rückgewinnungsanlagen verschiedener externer Nutzer, wieder in das System einzuspeisen.

Zur Bereitstellung von Flüssigstickstoff dient ein 4500 l - Standtank im Innenhof. Flüssigstickstoff wird inzwischen ausschließlich kommerziell bezogen, da eine Eigenherstellung (etwa mit einer entsprechenden Stirling-Kälteanlage) wesentlich teurer käme. Flüssigstickstoff (Normalsiedetemperatur 77 K bzw. - 196°C) wird für die Heliumanlage benutzt zum Vorkühlen etwa von Dewarbehältern oder Kryostaten. Zusätzlich ist es möglich, durch Vorkühlen mit Flüssigstickstoff die Verflüssigungs- bzw. Kälteleistung der Heliumanlage bei Bedarf nochmals zu verdoppeln.