超導體制冷原理

磁共振冷卻系統是由液氦冷屏、冷頭、氦壓縮機和水冷機組四部分組成。液氦冷屏是磁體的組成部分之一，設有20K、70K兩級冷屏，二者的作用都是直接減少輻射傳導。

冷頭是製冷部件，通過兩級缸套端面的銦線圈將低温高壓氦氣傳輸到磁共振的兩級冷屏上，為低温容器中的液氦降温，保持液氦中超導線圈的環境温度，以隔絕結構導熱，降低液氦消耗。它又是一個膨脹機，經過氦壓縮機壓縮的低温高壓氦氣在這裏膨脹帶走周圍的熱量。冷頭的材料主要是絲綢膠木，兩級缸套分別以銅丸和鉛丸為蓄冷填料。

氦壓縮機主要為冷頭提供低温高壓氦氣。氦壓縮機中充以高純度的氦氣，並通過軟管與冷頭相連，工作時，由冷頭循環來的熱氦氣，經過壓縮提升壓力，在熱交換器中與壓縮機油交換熱量，使温度迅速下降，成為低温高壓氦氣，經油水分離器濾油，再經吸附器進一步過濾，方送冷頭製冷用，此過程即為氦氣循環過程。

水冷機組類似於一個空調系統，經過熱交換給氦壓機提供冷卻水。氦壓縮機產生的熱量最終由循環水帶走。通過水冷機組、壓縮機和冷頭不停地工作，就可以源源不斷地為磁共振提供冷量，以達到減少液氦蒸發的目的。