Криогенная петля Советский патент 1989 года по МПК H01L39/02 

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к криогенным экспериментальным устройствам для исследований радиационной физики твердого тела и радиационного материаловедения, и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. № 695460.

Целью изобретения является обеспечение возможности облучения образца в такой криогенной петле при температуре жидкого гелия -v 4,2 К и, следовательно, исключение возможности отжига радиационных дефектов в образце в диапазоне температур 4, К до начала исследований,

На чертеже показана предлагаемая петля.

В вакуумном кожухе 1 размещены ка- нал-криостат 2 и гелиевый криостат 3 со сверхпроводящим соленоидом 4. Верхняя часть канала-криостата. 2 проходит через центральные отверстия гелиевого криостата 3 и помещенного в нём сверхпроводящего соленоида 4 и крыики 5 вакуумного кожуха 1, а его нижняя, заглушенная часть находится в зоне излучения реактора.

.Канал-криостат 2 ниже гелиевого криостата 3 окружен соосньп-ш трубами 6-8. Труба 6 своим верхним торцом герметично соединена с каналом-крио- статом 2, а нижним торцом - с трубой 7. Труба 8 верхним торцом герметично соединена с трубой 7, а ее нижний торец заглушен.

Гелиевый криостат 3 окружен экраном 9, на котором навита и припаяна трубка 10.

Термоизолированныг м трубопроводами 11 и 12 криогенная петля соединен с КГУ, которая П1 епназначена для .охлаждения циркулируемого через петлю Газообразного гелия. Трубопровод 11 соединен с пространством между кана- лом-криостатом 2 и трубой 6, которое в нижней части петли сообщается с пространством между трубами 7 и 8. Трубопровод 12 через трубку 10 соединен с темже пространством мелзду трубами 7 и 8.

В канап-криостат 2 помещен внутренний гелиевый криостат 13, имеющий две сообщающиеся емкости для жидкого гелия - канал 14 с дном в зоне излучения реактора и кольцевой сосуд 15, расположенный коаксиально с центральным отверстием сверхпроводящего соленоида 4. Верхние торцы канала 14 и Бнутренней стенки 16 кольцевого сосуда 15 соединенЕ герметично при помощи фланца 17. Па верхнем участке канала 14 намотан электронагреватель 18. Внутренняя 16 и наружная 19 стенки кольцевого сосуда 15 нижними торцами соединены герметично при помощи флан- ца 20, выполняюи1,его роль дна кольцевого сосуда 15„ Верхние торец 19 с{)ланцем 21 герметично соединен с со- осной с каналом 14 загрузочной трубой 22, при помощи которой внутрен- с НИИ гелиевый криостат 13 подвешен на крышке 23 канала-криостата 2,

Переливалки 24 и 25 предназначены для подачм жидкого гелия в криостат 3 и кольцевой сосуд 15. Q Во внутренний гелиевый криостат 13 через сальник 26 введен шток 27 с образцом 28. Сальник 26 закреплен на крышке 29 внутреннего гелиевого криостата 13. Через шток 27 герметич- 5 но выведены все необходимые для эксперимента коммуникации.

Петля работает следующим образом. Шток 27 с образцом 28 вводят в канал 14 внутреннего гелиевого криостата 13, который закрывают крышкой 29. Через сальник 26 перемещают шток 27 вниз до поступления образца 28 в зону облучения реактора. Откачивают до высокого вакуума кожух I, а во внутренний объем канала-криостата 2 5 запускают газообразный гелий, В петлю через трубопровод 1 вводят, а через трубопровод 12 отводят циркули- руемый и охлаждаемый в КГУ газообразный гелий, Циркулируемый гелий последовательно проходит пространство между каналом-криостатом 2 и трубой 6 сверху вниз, между трубами 7 и 8 снизу вверх и трубку 10 снизу вверх, оз лаждая обдуваемые им поверхности. Внутренний гелиевый криостат 13 охлаждается в результате теплопроводности газообразного гелия, содержащегося в канале криостата 2, а экран 9 - трубкой 10.

После охлаждения петли внутренний объем канала-криостата 2 откачивают до высокого вакуума, и в кольцевой сосуд 15 через переливалку 25 заливают жидкий гелий4 После заполнения кольцевого сосуда 15 жидкий гелий переливается через фланец 17, поступает в канал 14 и по его стенке стекает в зону облучения, где омыва0

0

0

5

512

ет и охлаждает образец 28, Начинают облучение образца, в процессе которого в канале 14 поддерживается уровень жидкого гелия, достаточный для полного омывания образца.

После облучения образец 28 вытягивают в поле сверхпроводящего соленоида 4 при помощи штока 27, 3 крио- стат 3 через переливалку 24 заливают жидкий гелий, который охлаждает сверх проводящий соленоид 4, После этого прекращают подачу жидкого гелия в кольцевой сосуд 15 и начинают исследование облученного образца в поле сверхпроводящего соленоида, в процессе которого посредством изменения мощности электронагревателя 18 достигают желаемого изменения температуры образца.

Охлаждаемый циркулируемым газообразным гелием канал-криостат 2 при откачанном до высокого вакуума.его

Редактор Л.Горячева Л.Сердюкова

Заказ 8035 Тираж 694Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

6

внутреннем объеме служит холодным экраном внутреннего гелиевого криос- тата 13, В процессе исследования образца в поле сверхпроводящего соле- ноида кольцевой сосуд 15 с- жидким гелием служит холодным экраном верз него участка канала 14 с исследуемым образцом, так как внутреннюю стенку

6 кольцевого сосуда 15 и верхний участок канала 14 разделяет высоковакуумная полость, являющаяся частью внутреннего объема канала-криоста- та 2,

Предлагаемое изобретение обеспечивает облучение образца при температуре жидкого гелия (4,2 К) и последующее его исследование, начиная с температуры жидкого гелия. Этим, исключается отжиг части радиационных дефектов в образце в диапазоне температур 4,2-12 К до -начала исследования.

Корректор Т.Малец