De weg van het helium bij TNW
Stel, je bent bezig met onderzoek naar quantummechanica en je hebt helium nodig om deeltjes af te koelen. Dan kom je terecht bij Remco Roeleveld. Hij onderhoudt de heliumterugwininstallatie bij Technische Natuurwetenschappen.
Een dewartank (1) met gekoeld, vloeibaar helium rijdt naar het laboratorium (2). Hier wordt het helium overgeheveld naar een cryostaat (3), een vat met temperaturen tot bijna het absolute nulpunt – slechts 20 millikelvin erboven.
Na gebruik wordt het helium gerecycled, want het is duur spul: “Even uit mijn hoofd: 7,68 exclusief btw voor een liter”, aldus Remco Roeleveld, die de installatie onderhoudt.
De cryostaat is aangesloten op de recovery line (4), een buizenstelsel dat door het hele gebouw loopt. Het gebruikte helium gaat door deze buizen naar een van de vier grote gaszakken (5) in de kelder, elk met een inhoud van tienduizend liter. Als de zakken vol zijn, slaat de compressor (6) aan en pompt hij ze leeg.
Een overdrukventiel voorkomt knappen. “Maar dat hoeven we bijna nooit te gebruiken”, zegt Roeleveld. Zodra de gaszakken vol zijn, wordt het gas afgevoerd naar een compressorhok. De compressor vult rijen gasflessen - batterijen (7) en brengt ze onder druk. Deze druk kan oplopen tot 200 bar, waardoor tot maximaal 2,76 miljoen liter gasvormige, oftewel 3.680 liter vloeibare, helium kan worden opgeslagen. Via de computer wordt geregeld welke batterijen geleegd worden.
Via een ander buizensysteem komt het helium uit de batterijen weer terug in het gebouw. Nu kan het recyclen beginnen. Turbines in de liquefier (8) zorgen voor een drukverschil waardoor het helium wordt gekoeld, en daardoor weer vloeibaar wordt. In de purifier wordt het helium gereinigd. Er zit lucht en stikstof in, en door een ander proces komt er ook wat olie bij. Zeoliet, actieve kooldeeltjes en koeling filteren het helium. Uiteindelijk komt de schone, vloeibare helium terecht in een groot vacuüm-geïsoleerde dewarvat (9) van 4.300 liter. Het helium heeft inmiddels een temperatuur van 4 kelvin en wordt in kleine dewars overgeheveld, waarna het weer naar het lab kan om onderzoek mee te doen.