Криостат для полупроводникового детектора излучения Советский патент 1982 года по МПК F17C3/00 F25D3/10 

I

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

Наиболее близким к предлагаемому является криостат для полупроводникового 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 детектор 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 требоват ния к конструкции охлаждаемых полупроводниковых детекторов.А именно рабочая камера детектора должна быть возможно меньшего диаметра (10-15 мм)

10 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

1S обеспечивают стабильность работы полупроводниковых детекторов более, чем в- течение 12 месяцев, так как в зоне расположения детектора (в рабо2Q чей камере) вакуум хуже, чем в зоне, прилегающей к насосу.

При недостаточно высоком вакууме происходит сорбция охлажденной поверхностью детектора молекул остаточных га39зов ,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 сниже нию чувствительности анализа,в особен ности для легких элементов. Цель изобретения - увеличение сро ка служ5ы при стабильной работе охлаждаемого детектора излучения за счет предотвращения загрязнения детектора. Поставленная цель достигается тем что в криостате для полупроводниково го детектора излучения конец хладопроаода, соединенный с детектором, в полнен с винтовой канавкой, в которой размещен слой сорбента. На фиг. 1 изображен криостат, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 Криостат содержит наружный вакуум ный кожух 1 с рабочей камерой 2, вакуумный объем 3| сообщающийся с объе мом рабочей камеры 2, радиационный экран А, криоадсорбционный насос 5 служащий средством откачки вакуумного объема 3 кожуха 1, внутренний сосуд 6 хладагентом 7, хладопровод 8 с наружной винтовой канавкой, внутри которой размещен слой сорбента 9i се ку 10 и полупроводниковый детектор 11, укрепленный на торце хладопрооода 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 5t который улучшает- разрежение в вакуум ном обт,ме 3 до 133,3 10 На и вы тягивает молекулы воздуха и органических веществ из объема рабочей камеры 2. В это же время за счет тепло проводности начинает охлаждаться хла допровод 8, один торец которого находится в прямом контакте с хлад 4агентом Т. По мере понижения темпераю туры на хладог)роводе 8 постепенно включаются в работу витки канавки со слоем сорбента 9 и в рабочей камере 2 создается более высокий оакуум. При этом детектор I1 еще 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 существенно 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 етектора, внутренний сосуд для хладгента, хладопровод, один конец коорого 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, p. 113-125,