本节内容与第九节相衔接且建立在液氦物理性质基础上。本节所及内容为液氦工程技术人员所熟悉。作者要和他们一起总结经验、梳理共识，以降低液氦运营成本。

所谓杜瓦器具，就是根据真空隔热原理制成的所有隔热装置。它包括用于低温、高温的器具。本文只讲涉及低温液体器具: 液氦杜瓦、液氮杜瓦、液氦输液管、长距离液氮传输管。它们有一个共性是不能把低温液体封闭在一个空间，否则，可能引起它自身爆炸。有些器具在制造时就已考虑到，操作者注意正确使用。只要杜瓦器具内压力不超过其安全限制，就保证了它的安全。

近二十年来，液氦温区磁共振仪广泛应用，催生了输导液氦工程师、磁共振仪维护工程师职业和供应液氦的企业。下面只讲有关液氦的内容。

液氦供应具体操作过程就是液氦从一个杜瓦装置通过一个杜瓦管﹝即输液氦管﹞输导到另一个杜瓦装置。此间要求输液率高、人身及设备安全。

液氦运输启程时，液氦存储杜瓦应该是被冷透的。这样，运输中液氦损耗小；运输中液氦的蒸发率为静态蒸发率的2至3倍。在运程中，既作到単向阀泄压又要预防冰堵。

输液管的液氦损耗包含两个方面: 输液管自身冷却和输液过程中漏热。输液管自身冷却时，我们要充分利用液氦杜瓦中冷氦气的显热。在利用冷氦气显热时，也吹除了输液管中的大气。在输液过程中漏热率与输液管夹层的真空度有关。输液管漏热量与输液持续时间成正比。在相同的条件下，不提拔更换输液管，输液氦量越大，输液效率越高。因为节省了冷却输液管的液氦。

另外，在输导液氦时给充装杜瓦增压充入氦气也会带来液氦损耗。因此，我们要严格控制增压氦气的用量。输液氦过程中，我们适时调节输液速率也可以提高输液率。这些需要每个输液工程师自己记录、总结，以提高自己的能力

储存液氦杜瓦内液氦的量度: 1. 压差液面计直读液氦量；2. 称重计算液氦量；3. 用氦振动液面计确认液面，对照杜瓦肩部对照表

工程应用杜瓦内液氦量可用定点液面计或超导液面计来计量。定点液面计一般用电阻作成﹝如碳电阻、热敏电阻、錳铜电阻等﹞。电阻被液氦侵没后，阻值明显突变，以确认液氦已到该点。超导液面计用超导线作成。超导线竖直放在液氦中，液氦内超导体电阻为零，电阻值就可以确定液氦面。由于温度波动和液面计本身导热，超导液面计作成后需要标定，而且，静态下读数才准确。医用核磁仪上的液面计是已标定好的。

杜瓦的品质的评价包括: 杜瓦的役令、杜瓦的维修史、杜瓦保温性能。前两项有文字记载可查；评价杜瓦保温性能要作多次考察。由于所有气体﹝氦气除外﹞在液氦温区呈固体，只要杜瓦已装满液氦，杜瓦夹层真空度已经很高，液氦蒸发率应该合格。如果杜瓦蒸发率明显偏大，这可能有两种原因引起。一是可能杜瓦内胆有微漏，氦气渗入了夹层，使夹层真空度低而绝热差；二是杜瓦外胆有较大的微漏，持续微漏的大气直接被凝固或被吸附剂吸附放出升华热，使杜瓦的液氦蒸发率大了。只要是杜瓦蒸发率明显偏大，都应对其夹层再抽真空。此时，内胆的微漏难以检出﹝微漏得太弱﹞，外胆的微漏容易被检出和修复。另外，杜瓦外胆微弱的微漏的现象是: 杜瓦的液氦蒸发率未见明显增大，杜瓦用完液氦后不久便外胆结露。原来，在制造杜瓦时，杜瓦真空夹层内放置了气体吸附剂，用来吸附夹层中时效放出的气体﹝吸附剂很少吸附氦气﹞。吸附剂的吸附特性是温度越低吸附量越大。杜瓦初期使用时，吸附剂远远未吸附饱和，它很容易把时效放出的气体和杜瓦外胆微弱微漏的气体吸附，随着微漏气体积累，只有在温度低时吸附剂才能完全吸附；在室温时，杜瓦夹层的真空度就很低了。 夹层真空度低的杜瓦运营过程如下: 在给杜瓦内充液氦时，随着夹层温度降低，吸附剂吸附能力提高，夹层真空度很快提高。这个过程是正反馈的。当然，夹层内气体被吸附、被冻结都是以增加消耗液氦为代价的。当杜瓦回温时，吸附剂一旦释放气体，夹层真空度降低，杜瓦迅速释放冷量，杜瓦外胆结露。这个过程也是正反馈。这样的杜瓦也是浪费液氦、浪费冷量，应该及时抽夹层的真空。

关于杜瓦安全问题已有所述。关于超导磁体的安全，从补充液氦操作上说，就是不能让温度高于4.2K的氦气流冲击到运行着的超导磁体线圈，尤其是超导磁体系统液氦面很低的时侯。这就要把输液氦管预冷彻底。输液氦工程师应积累冷却输液氦管的经验。如果冷却超导磁体从室温开始，一般要用液氮预冷。在冷却过程中，一定按规范操作，防止热应力破坏超导磁体。

问 与 答

1. 超导磁体失超的评述怎样？

已经在工程中的超导磁体只可能在意外的情况下发生失超。液氦太少，部分区域发热或漏热，引起超导线圈局部温度升高，就会引起超导磁体失超。只要及时补充液氦，就可以避免上述的意外因素。当液氦面过低，在补充液氦的操作中，输液氦管预冷不彻底，热氦气冲击了超导磁体，就可能引起超导磁体失超。这类超导磁体失超是发生在输液氦开始时而不是在输液氦结束之后。                

超导磁体失超是在它设计和制造中已被考虑。它不会破坏设备，只可能影响系统的寿命。超导磁体失超会引起液氦大量蒸发。因此，在超导磁体失超时，人员应迅速撤离现场并令现场迅速通风，防止人员窒息。

2. 液氦储存杜瓦夹层真空突然被破坏会怎样？

夹层真空突然被破坏会引起杜瓦内液氦迅速蒸发，杜瓦的単向阀被冲开、爆破膜破坏，冷氦气喷出。此时，人员应迅速撤离现场，防止人员烫伤和窒息。现在我们还未见夹层真空破坏而引起杜瓦爆炸的报告。