TEM-Heliumdurchflusskryostat

Helium-gekühlter Probenhalter für Experimente mit vorhandenem TEM mit spezieller Technik zur Heliumrückführung und außergewöhnlich langer Experimentdauer (>12 Std)

Der Auftrag kann nur von einem bestimmten Wirtschaftsteilnehmer ausgeführt werden, da aus technischen Gründen kein Wettbewerb vorhanden ist. Für die Durchführung von Experimenten mittels der zeitaufgelösten Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) bei tiefen Temperaturen wird ein Flüssig-Helium (lHe)-gekühlter Probenhalter benötigt. Der Halter muss während der Experimentdauer von mehr als 12 h eine stabile Probentemperatur bei weniger als 10 K halten (Kriterium 1). Außerdem muss aus Wirtschaftlichkeits- und Nachhaltigkeitsgründen ein Großteil des verdampfenden Heliums über eine Rückführungsleitung rückgewinnbar sein (Kriterium 2), da durch Heliumrecycling die Kosten für flüssiges Helium auf etwa 10% reduziert werden. Diese Einsparung ist notwendig vor dem Hintergrund, dass etwa 20-30 Experimente mit je 100 L flüssigem Helium pro Jahr zu erwarten sind.

Der von der Firma CondenZero angebotene TEM-Heliumdurchflusskryostat ist das einzige Produkt auf dem Markt, das beide Anforderungen ((1) >12 h Standzeit und <10 K Probentemperatur und (2) Heliumrückführung) erfüllt. Die miniaturisierte Konstruktion des Halters, die notwendig ist, um den Halter zwischen die Polschuhe des Elektronenmikroskops einbringen zu können, beruht auf einem patentierten Kryostatdesign (WO/2020/161343 A1), durch das Hitzeschildstufen und Wärmetauscher innerhalb eines TEM-Probenhalters untergebracht werden können, sowie einer schwingungsgedämpften 100 L Heliumkanne, über die auch eine Heliumrückleitung möglich ist. Produkte der Wettbewerber verwenden Badkryostate mit lediglich ca. 1L Heliumfassungsvermögen, die nur etwa 30-60 min bei tiefer Temperatur verbleiben und somit nicht dem oben definierten Kriterium (I) bzgl. einer >12 h Standzeit genügen. Diese Halter sind somit nicht für die zeitaufgelösten TEM Experimente geeignet. Verdampftes Helium kann bei diesen Systemen außerdem nicht zurückgewonnen werden (Kriterium II). Auch andere Produkte eignen sich nach Marktrecherche nicht für den geplanten Einsatz.

Deshalb gibt es für die geplante Beschaffung keinen Markt, da gemäß § 14 Abs. 4 Nr. 2 b) VgV aus technischen Gründen kein Wettbewerb vorhanden ist. Dies rührt auch gemäß § 14 Abs. 6 VgV auch nicht daher, dass der Wettbewerb künstlich eingeschränkt worden wäre. Benötigt wird die patentierte Lösung.