He3とHe4の混合物が870 mK以下に冷却されると、これらは2つの相に分離します。軽い '濃縮相’はヘリウム3が豊富で、重い'希薄相は 'He4が多いです。各相におけるヘリウム3の濃度は温度に依存します。二相でヘリウム3のエンタルピーが異なるので、濃縮相から希薄相He3が蒸発する際に冷却効果を得ることが可能です。

これらの濃縮相と希釈相の分離や相境界は、冷却プロセスが起こるミキシングチャンバー内にできます。

連続冷却を確立するためには、He3が相境界に連続的に流れ込むようにせねばなりません。これは、ミキシングチャンバー外の温度を変えず、希釈相の温度を約700mKに上げることで達成できます。この温度でのHe3の蒸気圧はHe4の2ケタ高く、ヘリウム3は、優先的に外部室温機械ポンプや木炭吸着ポンプにより用いてポンプされます。

こうして使い古されたヘリウム3は1Kポットで凝縮し、stillで予冷され、その後連続熱交換器と熱交換することによりさらに冷却され、約150mKになります。その後、いくつかの銀焼結工程との熱交換により、100mKから20mKまで至り、そしてミキシングチャンバー内へ戻り、プロセスへと再度組み込まれます。

発熱から冷却プラットフォームを保護するため、希釈ユニットと1Kポットは、ミキシングチャンバーの下で熱交換器と試料スペースを囲んでいるstillや100 mKのコールドプレートからの放射を防ぐシールドにより囲まれています。

サンプルへのアクセス:

クライオスタットからのインサートを取り除き、室温まで温め、ミキシングチャンバーのベースへのアクセスが得られるよう、内蔵真空チャンバー(IVC)のテールを取り除くことによって、試料へとアクセスできるようになります。試料は普通、ミキシングチャンバー上あるいはミキシングチャンバー上に固定されたサンプルホルダー上にマウントされます。取り出し時間を短縮するために、冷凍機のインサートを急速に予冷するのには、スライディングシールを用いるのがよく、He4の損失も最小限にすることができます。