[发明专利]一种具有热净化功能的高纯锗探测器真空维护系统

说明书

技术领域

本发明属于核辐射探测器真空故障的维护系统，具体涉及一种具有热净化功能的高纯锗探测器（HPGe探测器）真空故障的维护系统。

背景技术

高纯锗探测器是核辐射监测的重要测量设备，在科学研究、工农业生产和核环境监测等方面具有众多的应用。HPGe探测器在长期使用及运输过程中，容易引发故障，其故障大多是由于密封锗晶体真空室的真空度下降而引起的真空故障。

由于锗的禁带宽度较低，分子热运动会产生大量的漏电流噪声，同时当锗晶体表面吸附原子分子等杂质后也会产生表面漏电流噪声，因此HPGe探测器须置于液氮温度下且晶体封装于真空室中工作。若密封锗晶体真空室的真空度出现下降将导致HPGe探测器发生真空故障，真空故障使真空室的真空度变差，从而使锗晶体表面吸附和凝结了环境大气中的原子分子等杂质，引起锗晶体的表面态影响严重，从而产生表面电流噪声，表面电流是影响能量分辨率性能指标的重要因素。真空故障会造成HPGe探测器的外壳出现发汗和水珠、能谱的能量分辨率变差，甚至漏电流噪声完全堵塞信号输出，使探测器无法加载高压，无信号输出，无法正常使用。对HPGe探测器的真空故障，必须将真空室的真空度维护提高，且必须对HPGe探测器的锗（Ge）晶体进行热净化处理，使锗晶体表面凝结和吸附的物质“解析”，实现锗晶体的真空维护和净化，从而恢复探测器的工作状态和性能指标。

目前对于HPGe探测器真空故障的真空维护及维护系统未见相关文献报道，相近的是HPGe探测器受到快中子辐射损伤及退火修复的文献报道。HPGe探测器受快中子辐射损伤后，γ峰的峰形发生畸变在低能侧出现拖尾，能量分辨率也变差，须进行退火修复。目前对于HPGe探测器中子辐射损伤的特性和理论模型进行了较多的研究，中子辐射损伤的修复及退火也进行了相关研究工作。参考文献：雷祥国,郭应祥,刘忠,等.中子辐射损伤HPGe探测器的修复系统.核电子学与探测技术.16(3).1996.。

发明内容

本发明针对HPGe探测器的真空故障建立了一种具有热净化功能的HPGe探测器真空维护系统，解决了HPGe探测器真空故障导致的能量分辨率变差或无信号输出的技术问题。

本发明的技术解决方案为：

一种具有热净化功能的高纯锗探测器真空维护系统，其特殊之处在于：

包括真空维护单元和热净化单元；

所述真空维护单元包括依次连接的机械泵1、分子筛吸附阱2、分子泵3、数显复合真空计5、阀门6、真空接口阀门7；

所述真空接口阀门7与高纯锗探测器的真空室14相连通；

所述热净化单元包括浴棒8、加热带9、热敏探头10、温度控制器11；

所述浴棒8安装于真空室14和高纯锗探测器冷指12连接的铜接头处；所述加热带9均匀缠绕于浴棒8的外周；所述热敏探头10安装于浴棒8的中心孔洞内；所述热敏探头10的输出端接温度控制器11；所述温度控制器11的输出信号控制加热带9的通断。

上述真空接口阀门7包括固定底板26、垂直固定在固定底板26一侧的中空壳体25、垂直设置在壳体25中部的抽真空接口30、同轴设置在中空壳体25内且能轴向运动的拉杆21，所述拉杆的一端伸出固定底板26且端部设置有与真空密封塞35的盲孔匹配的螺纹，其另一端伸出中空壳体非固定端，所述拉杆与中空壳体非固定端之间被上密封装置密封，所述固定底板16的底部与锗探测器真空密封塞35的外壳表面被下密封装置密封。

上述上密封装置包括固定螺栓22、O型圈固定槽23、O型圈24；所述O型圈固定槽23固定在拉杆21上，所述O型圈24设置在O型圈固定槽23和中空壳体非固定端的端面之间，所述固定螺栓22设置在中空壳体非固定端上用于压紧O型圈固定槽23；所述下密封装置包括固定螺孔27、O型圈固定槽28、O型圈29；所述O型圈固定槽28设置在固定地板26上，所述O型圈29设置在O型圈固定槽28上，所述固定螺孔27设置在固定地板26上用于压紧O型圈；

所述抽真空接口30为KF25接口；

所述真空维护单元还包括连通在分子泵3和数显复合真空计5之间的高真空气动插板阀4；

所述机械泵与分子泵逻辑互锁。

一种具有热净化功能的高纯锗探测器真空维护系统，其特殊之处在于：

包括真空维护单元和热净化单元；

所述真空维护单元包括依次连接的机械泵1、分子筛吸附阱2、分子泵3、数显复合真空计5、阀门6、真空接口阀门7；

所述真空接口阀门7与高纯锗探测器的真空室14相连通；