Helium Rückgewinnungsprozess erfolgreich aufgebaut

Einige der experimentellen Arbeitsgruppen am Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK) befassen sich mit Präzisionsexperimenten an gespeicherten Ionen, beispielsweise mit Penningfallen in der Abteilung Blaum. Für diese Experimente werden häufig supraleitende Magnete eingesetzt, die nur bei tiefkalten Temperaturen arbeiten. Diese können durch flüssiges Helium erreicht werden, das auf -269° Celsius abgekühlt wird.

Helium ist ein Edelgas, das unter anderem als Beiprodukt bei der Erdgasförderung gewonnen werden kann. Anwendungen von Helium liegen dabei vor allem im industriellen Bereich als Kühlmittel oder Schutzgas; zudem wird es in der Intensivmedizin eingesetzt. In den letzten Jahren kam es zu einer zunehmenden Verknappung des Angebotes auf dem Weltmarkt. Eine nachhaltige Nutzung des Edelgases ist daher von großem Interesse.

Bis vor kurzem entwich das im Laufe der Zeit abdampfende Helium am MPIK in die Luft. Dies führt zu einem erheblichen finanziellen Aufwand beim Betreiben dieser Experimente, da das entwichene Helium ersetzt werden muss. Der Bedarf des MPIK bezieht sich dabei auf etwa 10.000 Liter Flüssighelium pro Jahr.

Dank des engagierten Einsatzes der Mitarbeitenden Dr. Markus Klaiber, Sebastian Hirsch und Alessandro Lamola konnte Ende letzten Jahres eine neu aufgebaute Rückgewinnungsanlage für Helium am MPIK in Betrieb genommen werden, welche das abdampfende Gas auffängt und wiederaufbereitet. Dazu wurde eigens eine Auffang- und Verdichteranlage am Institut installiert, die das entweichende Helium aufnimmt, verdichtet und in Gasflaschen abfüllt. Im Anschluss wird das Gas durch einen Shuttle-Service an das MPI für Festkörperforschung in Stuttgart gebracht, wo es in einem aufwendigen Verfahren wieder verflüssigt wird. Die Anlage kann so etwa 80% des Gasbedarfs des Institutes abdecken. Mit dieser Wiederaufbereitung des Heliums ist nun die Versorgungssicherheit der Experimente in Heidelberg sichergestellt und gleichzeitig ein wesentlicher Beitrag zur Ressourcenschonung geleistet.

Kontakt

Dr. Markus Klaiber
Tel.: +49 6221 516-500
E-Mail: markus.klaiber@mpi-hd.mpg.de

Prof. Dr. Klaus Blaum
Tel.: +49 6221 516-859
E-Mail: klaus.blaum@mpi-hd.mpg.de


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Die Rückgewinnungsanlage mit Kompressor im Vordergrund. Über das Rohrsystem an der Wand wird das verdichtete Helium zu Gasflaschen geleitet.

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Schematischer Aufbau der Rückgewinnungsanlage. Bild: vorbuchner

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Supraleitender Magnet während der Erstbefüllung mit flüssigem Helium.

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Gasflaschenlager zur Wiederaufnahme des Heliums.