Zakład Fizyki Transportu Promieniowania NZ61

Stanowisko do testowania detektorów diamentowych w wysokich temperaturach




























Aby przetestować detektory diamentowe w wysokich temperaturach, wraz z Działem Budowy Aparatury i Infrastruktury Naukowej (DAI) naszego Instytutu oraz Politechniką Krakowską, powstały do tego celu dwie komory pomiarowe. Detektory diamentowe pracując w skrajnie niekorzystnych warunkach jakie panują w dużych urządzeniach termojądrowych (wysoka temperatura, wysokie strumienie neutronów) muszą być poddane testom na odporność na wysokie temperatury. 

Skonstruowane komory mają za zadanie symulować warunki zbliżone do panujących w dużych urządzeniach fuzyjnych. Zostały zaprojektowane tak, aby można było w sposób uniwersalny zmieniać ich parametry (temperaturę oraz ciśnienie), dostosowując tym samym te parametry do konkretnego urządzenia fuzyjnego. Stanowisko zostało wyposażone w dwa oddzielne sterowniki programowalne, niezależnie regulujące i monitorujące temperaturę oraz ciśnienie panujące w komorach pomiarowych.

W naszym zakładzie zostały wykonane testy detektorów diamentowych dla potrzeb urządzenia termojądrowego ITER. Detektory zostały poddane warunkom zbliżonym do panujących w tym urządzeniu. Jedna komora została zaprogramowana, aby zasymulować proces wygrzewania (rozruchu) tokamaka a druga warunki normalnej pracy urządzenia termojądrowego. Poniżej zostały przedstawione przykłady cykli temperaturowych w zaprogramowanych sterownikach dla obydwu komór stanowiska do testowania detektorów diamentowych w wysokich temperaturach.

Schematy cykli temperaturowch. Wykres temperatury w czasie.
Schematy cykli temperaturowch. Wykres temperatury w czasie.

Jako źródła referencyjne dla detektorów diamentowych zostały użyte tzw. potrójne źródła alfa (239Pu + 241Am + 244Cm). Każdy nuklid emituje po jednej (głównej) linii energetycznej w efekcie czego spektrometryczny zapis całego widma wygląda jak przedstawiony poniżej.

Fotografia komory eksperymentalnej do testów temperaturowych detektorów diamentowych.

Komory do testów temperaturowych detektorów

Fotografia sterowników aparatury.

Sterowniki aparatury

Na początku testowania detektora, przed wystawieniem go niekorzystne działanie wysokich temperatur, wykonuje się pomiar wzorcowy z potrójnym źródłem alfa. Później, co kilka cykli temperaturowych, wykonywany jest pomiar sprawdzający, czy linie energetyczne „nie przesunęły” się w stosunku do wzorcowych. Jest to weryfikacja i potwierdzenie tego, że detektor działa poprawnie. Jeśli linie widma przesuną się, zanikną bądź ulegną poszerzeniu detektor zostaje poddany wnikliwemu badaniu pod mikroskopem, czy jego struktura nie została naruszona i czy detektor nie został uszkodzony pod wpływem wysokich temperatur. Poniżej został przedstawiony schemat układu pomiarowego do pomiaru wzorcowego oraz pomiarów sprawdzających (weryfikacyjnych) wykonywanych co kilka cykli temperaturowych.

Widmo energetyczne cząstek alfa. Widoczne trzy wyraźne piki.
Scemat blokowy elektroniki uźytej w badaniach.
Fotografia wnętrza komory eksperymentalnej z widocznymi dwoma detektorami diamentowymi oraz źródłem cząstek alfa.

Wnętrze komory z dwoma detektorami diamentowymi oraz źródłem cząstek alfa

Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego

Polskiej Akademii Nauk

ul. Radzikowskiego 152

31-342 Kraków, Polska

Zakład Fizyki Transportu Promieniowania

Webmaster:

jakub.bielecki@

Facebook

Ta strona używa cookies. Dowiedz się więcej o celu ich używania i zmianie ustawień cookies w przeglądarce. Korzystając ze strony wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki

OK