[發(fā)明專利]一種具有熱凈化功能的高純鍺探測器真空維護(hù)系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103728651A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張小林;師全林;姜文剛;代義華;何小兵;劉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 西北核技術(shù)研究所
• 主分類號: G01T1/202
• 分類號: G01T1/202
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核輻射探測器真空故障的維護(hù)系統(tǒng)，具體涉及一種具有熱凈化功能的高純鍺探測器（HPGe探測器）真空故障的維護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高純鍺探測器是核輻射監(jiān)測的重要測量設(shè)備，在科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和核環(huán)境監(jiān)測等方面具有眾多的應(yīng)用。HPGe探測器在長期使用及運輸過程中，容易引發(fā)故障，其故障大多是由于密封鍺晶體真空室的真空度下降而引起的真空故障。

由于鍺的禁帶寬度較低，分子熱運動會產(chǎn)生大量的漏電流噪聲，同時當(dāng)鍺晶體表面吸附原子分子等雜質(zhì)后也會產(chǎn)生表面漏電流噪聲，因此HPGe探測器須置于液氮溫度下且晶體封裝于真空室中工作。若密封鍺晶體真空室的真空度出現(xiàn)下降將導(dǎo)致HPGe探測器發(fā)生真空故障，真空故障使真空室的真空度變差，從而使鍺晶體表面吸附和凝結(jié)了環(huán)境大氣中的原子分子等雜質(zhì)，引起鍺晶體的表面態(tài)影響嚴(yán)重，從而產(chǎn)生表面電流噪聲，表面電流是影響能量分辨率性能指標(biāo)的重要因素。真空故障會造成HPGe探測器的外殼出現(xiàn)發(fā)汗和水珠、能譜的能量分辨率變差，甚至漏電流噪聲完全堵塞信號輸出，使探測器無法加載高壓，無信號輸出，無法正常使用。對HPGe探測器的真空故障，必須將真空室的真空度維護(hù)提高，且必須對HPGe探測器的鍺（Ge）晶體進(jìn)行熱凈化處理，使鍺晶體表面凝結(jié)和吸附的物質(zhì)“解析”，實現(xiàn)鍺晶體的真空維護(hù)和凈化，從而恢復(fù)探測器的工作狀態(tài)和性能指標(biāo)。

目前對于HPGe探測器真空故障的真空維護(hù)及維護(hù)系統(tǒng)未見相關(guān)文獻(xiàn)報道，相近的是HPGe探測器受到快中子輻射損傷及退火修復(fù)的文獻(xiàn)報道。HPGe探測器受快中子輻射損傷后，γ峰的峰形發(fā)生畸變在低能側(cè)出現(xiàn)拖尾，能量分辨率也變差，須進(jìn)行退火修復(fù)。目前對于HPGe探測器中子輻射損傷的特性和理論模型進(jìn)行了較多的研究，中子輻射損傷的修復(fù)及退火也進(jìn)行了相關(guān)研究工作。參考文獻(xiàn)：雷祥國,郭應(yīng)祥,劉忠,等.中子輻射損傷HPGe探測器的修復(fù)系統(tǒng).核電子學(xué)與探測技術(shù).16(3).1996.。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對HPGe探測器的真空故障建立了一種具有熱凈化功能的HPGe探測器真空維護(hù)系統(tǒng)，解決了HPGe探測器真空故障導(dǎo)致的能量分辨率變差或無信號輸出的技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：

一種具有熱凈化功能的高純鍺探測器真空維護(hù)系統(tǒng)，其特殊之處在于：

包括真空維護(hù)單元和熱凈化單元；

所述真空維護(hù)單元包括依次連接的機(jī)械泵1、分子篩吸附阱2、分子泵3、數(shù)顯復(fù)合真空計5、閥門6、真空接口閥門7；

所述真空接口閥門7與高純鍺探測器的真空室14相連通；

所述熱凈化單元包括浴棒8、加熱帶9、熱敏探頭10、溫度控制器11；

所述浴棒8安裝于真空室14和高純鍺探測器冷指12連接的銅接頭處；所述加熱帶9均勻纏繞于浴棒8的外周；所述熱敏探頭10安裝于浴棒8的中心孔洞內(nèi)；所述熱敏探頭10的輸出端接溫度控制器11；所述溫度控制器11的輸出信號控制加熱帶9的通斷。

上述真空接口閥門7包括固定底板26、垂直固定在固定底板26一側(cè)的中空殼體25、垂直設(shè)置在殼體25中部的抽真空接口30、同軸設(shè)置在中空殼體25內(nèi)且能軸向運動的拉桿21，所述拉桿的一端伸出固定底板26且端部設(shè)置有與真空密封塞35的盲孔匹配的螺紋，其另一端伸出中空殼體非固定端，所述拉桿與中空殼體非固定端之間被上密封裝置密封，所述固定底板16的底部與鍺探測器真空密封塞35的外殼表面被下密封裝置密封。

上述上密封裝置包括固定螺栓22、O型圈固定槽23、O型圈24；所述O型圈固定槽23固定在拉桿21上，所述O型圈24設(shè)置在O型圈固定槽23和中空殼體非固定端的端面之間，所述固定螺栓22設(shè)置在中空殼體非固定端上用于壓緊O型圈固定槽23；所述下密封裝置包括固定螺孔27、O型圈固定槽28、O型圈29；所述O型圈固定槽28設(shè)置在固定地板26上，所述O型圈29設(shè)置在O型圈固定槽28上，所述固定螺孔27設(shè)置在固定地板26上用于壓緊O型圈；

所述抽真空接口30為KF25接口；

所述真空維護(hù)單元還包括連通在分子泵3和數(shù)顯復(fù)合真空計5之間的高真空氣動插板閥4；

所述機(jī)械泵與分子泵邏輯互鎖。

一種具有熱凈化功能的高純鍺探測器真空維護(hù)系統(tǒng)，其特殊之處在于：

包括真空維護(hù)單元和熱凈化單元；

所述真空維護(hù)單元包括依次連接的機(jī)械泵1、分子篩吸附阱2、分子泵3、數(shù)顯復(fù)合真空計5、閥門6、真空接口閥門7；

所述真空接口閥門7與高純鍺探測器的真空室14相連通；