Криостат для полупроводникового детектора излучения

Криостат для полупроводникового детектора излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Oll ИСАНИЕ

ИЗОВЕЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическин

Республик

<»>901704 (6! ) Дополнительное к авт, свив-ву (22) Заявлено 21.11.78 (21) 2686959/23-26 с присоеаинением заявки ЭЙ(23) Приоритет(5l jM. Кл.

17 С 3/00

F 25 0 3/10 твоударатаеииый комитет

СССР ео лолам изобретений и открытий

Опубликовано 30.0 1.82. Бюллетень № 4, Дата опубликования описания 300 1.82 (53) УДК621.59 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.П. Гиманов, В.И. Захарченко, и Д.А. Гоганоо (7I ) Заявитель (54) КРИОСТАТ ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО

ДЕТЕКТОРА ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к приборам для исследования спектров излучения, в частности к приборам с охлаждаемыми полупроводниковыми детекторами рентгеновского и гамма-излучения и предназначено, например, для исполь5 зования в корпускулярно-зондовых приборах.

Наиболее близким к предлагаемому является криостат для полупроводнико-, 10 вого детектора излучения, содержащий внутренний сосуд Дьюара для хладагента, наружный вакуумный кожух с камерой для детектора, хладопровод, один конец которого соединен с внутренним сосудом, а другой — с детектором, и установленный в вакуумном кожухе криоадсорбционный насос в виде слоя сорбента (1)

В криостатах такой конструкции де20 тектор излучения будет стабильно работать в течение длительного времени только в том случае, если длина хладопровода незначительна, т. е, детектор должен быть размещен вблизи сосуда с хладагентом. В настоящее время развитие некоторых отраслей науки и техники, например, электронно-зондовой микроскопии и микроанализа предъявляет жесткие требовал ния к конструкции охла>кдаемых полупроводниковых детекторов.А именно рабочая камера детектора должна быть возможно меньыего диаметра (10»15 мм) и находиться на значительном (в некоторых случаях до нескольких метров) расстоянии от сосуда с хладагентом и средств откачки. В таких случаях известные конструкции криостатов не обеспечивают стабильность работы полупроводниковых детекторов более, чем в течение 12 месяцев, так как в зоне расположения детектора (в рабочей камере) вакуум хуже, чем в зоне, прилегающей к насосу.

При недостаточно высоком вакууме происходит сорбция охлажденной поверхностью детектора молекул остаточных ra-.

90 I 70 зов,в частности ограниченных веществ, что увеличивает токи утечки детектора, ухудшает его энергетическое разрешение.и отношение счета в спектральных пиках к счету в фоне Со временем это приводит к заметному снижению чувствительности анализа,в особенности для легких элементов.

Цель изобретения - увеличение срока службы при стабильной работе охлаждаемого детектора излучения за счет предотвращения загрязнения детектора.

Поставленная цель достигается тем, что в криостате для полупроводниково- 1$

ro детектора излучения конец хладопровода, соединенныи с детектором, выполнен с винтовой канавкой, в которой размещен слой сорбента, На фиг. 1 изображен криостат, об- ув щий вид; на фиг. 2 " узел I на фиг. t.

Криостат содержит наружный вакуум" ный кожух 1 с рабочей камерой 2, ва" куумный объем 3, сообщающийся с объемом рабочей камеры 2, радиационный экран 4, криоадсорбционный насос 5, служащий средством откачки вакуумно" б го объема 3 кожуха 1, внутренний со" суд 6 хладагентом 7, хладопровод 8 с наружной винтовой канавкой, внутри которой размещен слой сорбента 9, сетку 10 и полупроводниковый детектор

11, укрепленный на торце хладопровода 8..

Устройство работает следующим образом.

При заливке хладагента 7 во внутренний сосуд 6 охлаждается вначале нижняя часть сосуда 6 и вступает в действие криоадсорбционный насос 5, который улучшает. разрежение в вакуумном объ ;ме 3 до 133,3 10 Па и "вы.тягивает" молекулы воздуха и органических веществ иэ объема рабочей ка" меры 2. В это же время эа счет теплопроводности начинает охлаждаться хладопровод 8; один торец которого находится в прямом контакте с хлад

1 ф агентом 7. Ilo мере понижения темпераю туры на хладопроводе 8 пост епенно включаются в работу витки канавки со слоем сорбента 9 и в рабочей камере

2 создается более высокий вакуум.

При этом детектор II еце не успевает охладиться до необходимых отрицательных температур. Такой принцип охлаждения детектора предохраняет его рабочую поверхность от загрязнения.

Предлагаемое техническое решение позволяет существенно увеличить срок службы полупроводникового детектора при сохранении в течение всего срока стабильной работы, Использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить гарантийный срок службы детектора до 18 мес, Это весьма суцественно сокращает затраты на замену в приборе выбывшего из строя детектора, так как стоимость одного полупроводникового детектора, например, Si(LI), составляет не менее

10 тыс. рублей. формула изобретения

Криостат для полупроводникового детектора излучения, содержащий наружный вакуумный кожух с камерой для детектора, внутренний сосуд для хладагента, хладопровод, один конец которого соединен с внутренним сосудом, а другой - с детектором, и установленный в вакуумном кожухе криоадсорбционный насос в виде слоя сорбента, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы за счет предотвращения загрязнения детектора, конец хладопровода, соединенный с детектором, выполнен с винтовой канавкой, в которой размещен слой сорбента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Nuclear Instr. and Meth. 101, 1972 р. 113-125.