Криостат для полупроводниковых детекторов радиоактивных излучений Советский патент 1977 года по МПК G01V5/00 

Устройство предназначено для иснользования полупроводниковых детекторов в условиях замкнутого ограниченного объема, например, в скважинном снаряде аппаратуры радиоактивного каротажа.

Для практического использования германиевых диффузионно-дрейфовых полупроводников детекторов их необходимо постоянно охлаждать до температур порядка 80-90° К и ниже, что достигается их криостатированием в лсидком азоте.

Известны азотные криостаты для полупроводниковых детекторов радиоактивных излучений, работа которых связана с периодическим заполнением их жидким азотом и постоянным испарением азота. В связи с этим непосредственное применение таких кристаллов в замкнутых ограниченных объемах возможно лишь в течение крайне малого времени, так как постоянно испаряющийся азот за незначительное время создает большое дополнительное давление в этом объеме, что может привести к разрушению прибора.

Предлагаемый криостаг для использования в замкнутых ограниченных объемах отличается от известных тем, что непосредственно перед помеш,ением его в замкнутый объем жидкий азот переводят в твердую фазу адиабатическим замораживанием. В результате этого значительно увеличивается продолжительность автономного пребывания полупроводн1 кового детектора нри пониженной телшературе в крностате и исключается возможность недопустимого повышения давлен)1я в замкнутом объеме, напрнмер, в скважзшном приборе, что позволяет производить измерения в течение необходимого времени (5 час и более).

На чертеже изображен крностат для полупроводниковых детекторов радиоактивных излучений.

Предлагаемое устройство состоит из сосуда Дьюра /, наполняемого )ш азотом, и хладопровода 2 с полупроводнтпчовым детектором 3.

Внутренний объем криостата с помошью системы трубопроводов и кранов подсоединяют к форвакуумному насосу 4.

ЛОикий азот наливают в криостат через съемную воронку 5, соединяемую краном 6 с внутренним объемом криостата.

Чтобы привести криостат из режима хранения в рабочее состояние, давление насыш,аюш,их паров азота уменьшают адиабатическим замораживанием жидкой фазы последнего при откачке объема криостата через краны 6 и 7 форвакуумным насосом 4.

После замораживания азота кран 6 перекрывают, насос с помощью разъемного соединения 9 отключают, и криостат готов к использованию в замкнутом объеме.

В процессе работы криостата над твердой фазой азота устанавливается давление насыщающих паров при данной температуре. Как показывают эксперименты, давление испаряющегося азота по мере плавления и нагревания последнего достигает исходной величины (1 атм) не менее чем через 5-6 час.

К числу достоинств данного устройства следует также отнести возможность проведения подготовительных операций, таких как установка криостата в замкнутый ограниченный объем, например скважинный снаряд, при произвольпой ориентации прибора.

Формула изобретения

Криостат для полупроводниковых детекторов радиоактивных излучений, состоящий из сосуда Дьюра, наполняемого жидким хладагентом, и хладоггровода с полупроводниковым детектором, отличающийся тем, что, с целью применения криостата в замкнутом ограниченном объеме, например, скважинного снаряда, он содержит систему вакуумных вентилей, соединенных с внутренним объемом криостата, и форвакуумный насос, осуществляющие перевод жидкого хладагента в твердую фазу путем адиа|батического замораживания.