RTU Research Information System
Latviešu English

Publikācija: Development of Unified Spectrometric Module Based on HPGE Detectors with Electric Machine Cooling

Publication Type Scientific article indexed in SCOPUS or WOS database
Funding for basic activity Research project
Defending: ,
Publication language Russian (ru)
Title in original language Разработка унифицированного спектрометрического модуля на основе ОЧГ-детекторов с электромашинным охлаждением
Title in English Development of Unified Spectrometric Module Based on HPGE Detectors with Electric Machine Cooling
Field of research 2. Engineering and technology
Sub-field of research 2.3 Mechanical engineering
Authors Oļegs Jakovļevs
Vladislav Malgin
Vladimir Gostilo
Keywords HPGe spectrometer; electric cooler; cryocooler; HPGe
Abstract Представлены результаты разработки унифицированного спектрометрического модуля на основе ОЧГ-детекторов с электромашинным охлаждением для применения в ядерно-физической аппаратуре различного назначения. Унифицированный модуль содержит криостат с ОЧГ-детектором требуемого размера, электромашинный охладитель и блок электроники. На примере типовых схем охлаждения проведен анализ динамики процессов охлаждения и отогрева ОЧГ-детекторов в криостатах, охлаждаемых жидким азотом и ЭМО. Большое внимание уделено конструктивно-технологическим аспектам разработки криостатов, охлаждаемых электроохладителями. С помощью пакета программ Solidworks выполнен модальный анализ крышки криостата и ОЧГ-детекторов с различной эффективностью регистрации и массой. На основании модального анализа узла ОЧГ-детектора выбрана конструкция опор, в которой аксиальная мода колебаний удалена в область более высоких гармоник с меньшими амплитудами. Рассматривается конструкция разработанного унифицированного модуля. С целью повышения эффективности ЭМО в корпус модуля установлены дополнительные радиаторы с тепловыми трубками и применен активный метод обдува, позволивший снизить температуру расширителя ЭМО и, соответственно, обеспечить комфортный для работы ЭМО тепловой режим, что в свою очередь повышает надежность разработанного модуля. Представлены спектры радиоизотопов Co-57 и Co-60, зарегистрированные унифицированным спектрометрическим модулем с ОЧГ- детектором с эффективностью регистрации гамма-излучения 40 %. Энергетическое разрешение по энергиям 122 и 1332 кэВ составляет 0,98 и 1,85 кэВ соответственно. Габаритные размеры унифицированного модуля 280×315×265 мм, его масса с детектором — около 20 кг. Модуль обеспечивает регистрацию излучения в любом пространственном положении. Это позволяет легко встраивать разработанный модуль в различную аппаратуру. Приведены примеры производимой аппаратуры с использованием унифицированного спектрометрического модуля.
Abstract in English The development results of unified spectrometric module based on HPGe detectors with electric machine cooling for application in nuclear physical equipment of various application are presented. Unified module has cryostat with HPGe detector of the required size, electric machine cooler and electronic unit. The analysis of the cooling processes dynamics and HPGe detectors heating in cryostats, cooled by liquid nitrogen and EMC is made on the sample of the typical cooling circuits. Much attention is paid to design technological aspects of the cryostat development, cooled with electric coolers. With Solidworks software package the modal analysis of the cryostat cover and HPGe detector with various registration efficiency and weight was carried out. Based on the modal analysis of HPGe detector assembly the design of the holders where axial vibration mode was removed to the area of higher harmonics with smaller amplitudes was selected. The design of the developed unified module is reviewed. To increase EMC efficiency the additional radiators with heat tubes are installed and active method of blow off was applied. It secured the temperature decrease of EMC extender and accordingly provided the heat mode comfort for EMC operation what increases the safety of the developed module. The spectra of radioisotopes Co-57 and Co-60 are presented, registered by unified spectrometric module with HPGe detector with gamma radiation registration efficiency of 40%. The energy resolution by energies 122 and 1332 keV is 0,98 and 1,85 accordingly. The overall sizes of the unified module is 280×315×265 mm, its weight with the detector is about 20 kg. The module provides the radiation registration in any spatial position. It allows easy installation of the developed module on various equipment. The samples of the manufactured devices with unified spectrometric module are presented.
Hyperlink: http://sstc.com.ua/documents/journal/2018/3/8_3_2018_en.pdf 
Reference Jakovļevs, O., Malgin, V., Gostilo, V. Development of Unified Spectrometric Module Based on HPGE Detectors with Electric Machine Cooling. Nuclear and Radiation Safety, 2018, 03, pp.1-1. ISSN 2073-6231.
Additional information Citation count:
  • Scopus  0
ID 27900