Techniklexikon

Kryopumpen

Vorrichtung zum Erzeugen von Vakuum mit Hilfe tiefgekühlter Flächen. An der Kühlfläche wird das zu evakuierende Gas dabei entweder kondensiert oder adsorbiert. Man spricht hier auch von Kryotrapping (Kondensation eines tiefersiedenden Gases aus einem Gemisch mit einem höhersiedenden) und Kryosorption (das tiefersiedende Gas wird an einer bereits bestehenden Kondensatschicht oder einem Adsorber gebunden). Die Kryopumpe arbeitet im Hochvakuum und Ultrahochvakuum, die Arbeitstemperatur beträgt maximal 120 K. Kondensationspumpen, die bei höheren Temperaturten arbeiten, heissen Dampfkondensatoren oder Kondensatoren.

Bei einer Kryopumpe ist die pumpende Kaltfläche meistens unmittelbar im Rezipienten angebracht. Da deren Form völlig frei gewählt werden kann, steht das volle theoretische Saugvermögen auch an Stellen zur Verfügen, die mit anderen Pumptechniken nur schwer erreicht werden können. Begrenzt wird das Pumpvermögen dadurch, dass die entfernten Gasteilchen an der Kaltfläche verbleiben, so dass oberhalb von 10^-2 Pa (10^-4 mbar) Regeneration erforderlich wird. Neben Saugvermögen, Anfangs- und Enddruck spielt die Kapazität einer Kryopumpe eine grosse Rolle; diese gibt die maximal aufnehmbare Gasmenge an. Es wird unterschieden zwischen Badkryopumpen, Refrigeratorkryopumpen und Verdampferkryopumpen. Badkryopumpen sind im Prinzip Kühlfallen, bei dem die Wand eines mit flüssigem Helium gefüllten Behälters die Kaltfläche bildet. Erreichbare Enddrücke liegen bei 10^-11 Pa. Eine Verdampferkryopumpe besitzt u.a. mehrere Kühlflächen, die auf unterschiedlich tiefen Temperaturen gehalten werden, sie wird z.B. in Elektronenmikroskopen eingesetzt. Refrigeratorkühlpumen sind Pumpen mit angeschlossener Kältemaschine (Refrigeratoren). (Vakuumpumpen, Kryotechnik)