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沸点4.2K的液氦，是目前低温实验必不可少的一种物质。但是要达到接近绝对零度的超低温，需要一些特殊手段，稀释制冷便是其中之一。
制冷用的液氦中存在两种天然同位素氦-3和氦-4，当温度低于0.87K时，液氦会分离为两相，类似于水油分层。上层是含氦-3较多的相（浓缩相），下层是含氦-3较少的相（稀释相）。
若对下层液体抽气，氦-3会比氦-4蒸发更快，让稀释相进一步变稀，氦-3将从浓缩相向稀释相扩散，这一扩散过程会吸热，从而达到了制冷的目的。
但是要让氦-3冷却到极低的温度（从室温冷却到液氦温区），一般需要液氦对其进行预冷，这种方法叫做“湿式”稀释制冷。而“湿式”需要消耗大量液氦，液氦又是一种昂贵的耗材。
如果在预冷过程中不使用液氦，通过脉冲管制冷进行降温，这种方式就叫做“干式”稀释制冷，也就是无液氦稀释制冷。
当然，两种制冷方式在液氦温区以下的制冷原理都是一样的，但后者因为不消耗大量液氦，因此在经济性和可维护性上更具优势，目前已成为市场主流。
