Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения

Появление на рынке малогабаритных и, в то же время, достаточно мощных электроохладителей различного типа открывает перспективу разработки широкого спектра ядерно-физической аппаратуры на основе ОЧГ-детекторов с применением таких электроохладителей. В статье дан обзор электроохладителей, пригодных дл...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Ядерна та радіаційна безпека
Дата:	2015
Автори:	Соколов, А.Д., Пчелинцев, А.Б., Гостило, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України 2015
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/105021
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения / А.Д. Соколов, А.Б. Пчелинцев, В.В. Гостило // Ядерна та радіаційна безпека. — 2015. — № 4. — С. 45-50. — Бібліогр.: 20 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860261692560113664
author	Соколов, А.Д. Пчелинцев, А.Б. Гостило, В.В.
author_facet	Соколов, А.Д. Пчелинцев, А.Б. Гостило, В.В.
citation_txt	Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения / А.Д. Соколов, А.Б. Пчелинцев, В.В. Гостило // Ядерна та радіаційна безпека. — 2015. — № 4. — С. 45-50. — Бібліогр.: 20 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Ядерна та радіаційна безпека
description	Появление на рынке малогабаритных и, в то же время, достаточно мощных электроохладителей различного типа открывает перспективу разработки широкого спектра ядерно-физической аппаратуры на основе ОЧГ-детекторов с применением таких электроохладителей. В статье дан обзор электроохладителей, пригодных для охлаждения ОЧГ-детекторов, анализ их преимуществ и недостатков для решения конкретных задач по созданию гамма-спектрометрической аппаратуры для различных применений. Представлены примеры реализации спектрометрической аппаратуры на основе ОЧГ-детекторов с электроохлаждением и ее характеристики. Поява на ринку малогабаритних і, водночас, досить потужних електроохолоджувачів різного типу відкриває перспективу розробки широкого спектра ядерно-фізичної апаратури на основі ОЧГ-детекторів із застосуванням таких електроохолоджувачів. У статті наведено огляд електроохолоджувачів, придатних для охолодження ОЧГ-детекторів, аналіз їх переваг і недоліків для вирішення конкретних завдань зі створення гамма-спектрометричної апаратури для різних застосувань. Представлено приклади реалізації спектрометричної апаратури на основі ОЧГ-детекторів з електроохолоджуванням та її характеристики. The appearance of miniature and at the same time rather powerful electric coolers of different type at the market opens a prospect for development of a wide spectrum of nuclear physical equipment based on HPGe detectors using those electric coolers. The paper presents the review of electric coolers applicable for HPGe detectors cooling, analysis of their advantages and disadvantages to solve specific tasks on developing gamma spectrometric equipment for various applications. The examples of spectrometric devices based on HPGe detectors with electric cooling and their specifications are presented.
first_indexed	2025-12-07T18:56:05Z
format	Article
fulltext	ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 4(68).2015 45 УДК 621.039 А. Д. Соколов, А. Б. Пчелинцев, В. В. Гостило Baltic Scientific Instruments, Riga, Latvia Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения Появление на рынке малогабаритных и, в то же время, достаточно  мощных электроохладителей различного типа открывает перспективу  разработки  широкого  спектра  ядерно-физической  аппаратуры  на основе ОЧГ-детекторов с применением таких электроохладителей.  В  статье  дан  обзор  электроохладителей,  пригодных  для  охлаждения  ОЧГ-детекторов,  анализ  их  преимуществ  и  недостатков  для  решения  конкретных  задач  по  созданию  гамма-спектрометрической  аппаратуры  для  различных  применений.  Представлены  примеры  реализации  спектрометрической  аппаратуры  на  основе  ОЧГ- детекторов с электроохлаждением и ее характеристики. К л ю ч е в ы е   с л о в а:  гамма-спектрометрия,  электроохладители,  ОЧГ-детекторы. О. Д. Соколов,ОА. Б. Пчелинцев, В. В. Гостило Аналіз характеристик електроохолоджувачів для ОЧГ- детекторів гамма-випромінювання Поява  на  ринку  малогабаритних  і,  водночас,  досить  потужних  електроохолоджувачів  різного  типу  відкриває  перспективу  розробки  широкого спектра ядерно-фізичної апаратури на основі ОЧГ-детекторів  із застосуванням таких електроохолоджувачів. У статті наведено огляд  електроохолоджувачів,  придатних  для  охолодження  ОЧГ-детекторів,  аналіз їх переваг і недоліків для вирішення конкретних завдань зі ство- рення  гамма-спектрометричної  апаратури  для  різних  застосувань.  Представлено  приклади  реалізації  спектрометричної  апаратури  на  основі  ОЧГ-детекторів  з  електроохолоджуванням  та  її  характери- стики. К л ю ч о в і   с л о в а:  гамма-спектрометрія,  електроохолоджувачі,  ОЧГ-детектори. © А. Д. Соколов, А. Б. Пчелинцев, В. В. Гостило, 2015 О бладая превосходным энергетическим разре- шением и высокой эффективностью регистра- ции гамма-излучения, полупроводниковые де- текторы из особо чистого германия (ОЧГ) уже на протяжении десятилетий являются бесспор- ным лидером среди всех типов детекторов в прецизионной гамма-спектрометрии [1]. На основе ОЧГ-детекторов вы- пускается широкий спектр аппаратуры для прецизионного анализа радионуклидов с целью решения различных задач атомной энергетики и охраны окружающей среды, меди- цины и геологии, научных исследований и других приме- нений [2, 3]. Однако для обеспечения своих превосходных характеристик ОЧГ-детекторы должны быть охлаждены до температуры ниже 100 K [1]. В связи с этим сосуд Дьюа- ра с жидким азотом на протяжении многих лет был (и пока остается) незаменимым спутником ОЧГ-детекторов. Попытки применения других методов охлаждения ОЧГ- детекторов не дали значимых результатов. Используемые для охлаждения кремниевых полупроводниковых детекто- ров термоохладители Пельтье [4—6] маломощны и для ох- лаждения достаточно массивных ОЧГ-детекторов абсо- лютно неприемлемы. Криоаккумуляторы для охлаждения ОЧГ-детекторов эффективны только в уникальных слу- чаях, да и сами криоаккумуляторы нужно охлаждать с по- мощью того же жидкого азота [7]. На фоне других активных средств охлаждения элек- троохладители (ЭО), построенные на основе различных термодинамических циклов, выглядят намного перспек- тивней [8]. Первый германиевый детектор (тогда еще гер- маний-литиевый), охлажденный ЭО на цикле Стирлинга, авторы разработали и испытали ещё в 1979 году. Сам ЭО охлаждался водооборотной системой, потреблял бо- лее 850 Вт, обеспечивая при этом мощность охлаждения около 2 Вт при температуре 80 К. Масса детектора с систе- мой охлаждения превышала 90 кг. В 1990-х годах фирмы Canberra, PGT и BSI начали вы- пуск блоков детектирования гамма-излучения на основе ЭО Cryotiger [9], работавшего на цикле Джоуля—Томсона. Долгое время он оставался единственным на рынке ЭО среди приемлемых для применения с ОЧГ-детекторами. Имея большие габаритные размеры, он позволял созда- вать стационарные спектрометры, главным образом, ин- дустриального применения. Однако появление на рынке малогабаритных и, в то же время, достаточно мощных ЭО различного типа открывает перспективу разработки ши- рокого спектра ядерно-физической аппаратуры на основе ОЧГ-детекторов с применением таких ЭО [10, 11]. В статье представлен обзор ЭО, пригодных для охлаж- дения ОЧГ-детекторов, анализ их преимуществ и недо- статков для решения задач по созданию гамма-спектроме- трической аппаратуры для различных применений. Анализ характеристик электроохладителей. Несмотря на кажущееся обилие ЭО на рынке, выбор их для задач ядерной спектрометрии весьма ограничен. Еще более огра- ничен список фирм, выпускающих электроохладители, по- тенциально пригодные для решаемых задач. Для предвари- тельного отбора ЭО мы использовали следующие критерии: холодильная мощность не менее 1 Вт при температуре 77—80 К; низкий уровень вибраций (менее 10 Н); большое время наработки на отказ (свыше 25000 ч) при непрерывном режиме работы; стабильность параметров в широком диапазоне усло- вий окружающей среды; минимальные габаритные размеры. 46 ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 4(68).2015 А. Д. Соколов, А. Б. Пчелинцев, В. В. Гостило По результатам поиска (табл. 1) проанализированы особенности, преимущества и недостатки конкретных типов ЭО. Brooks, США [9]. Как уже упоминалось, один из первых ЭО, на котором были созданы спектрометры на основе ОЧГ-детекторов, — это ЭО Cryotiger, работавший на цикле Джоуля—Томсона. Модернизированная версия такого ЭО позже получила название PCC Сompact Cooler. При массе около 40 кг и потребляемой мощности 600 Вт (в режиме максимального охлаждения — до 800 Вт) реальная мощ- ность охлаждения обеспечивается на уровне 2,5—3,0 Вт. Отметим, что в головке охладителя нет движущихся ча- стей, и влияние микрофонного эффекта на параметры детектора минимально: как правило, оно не превышает нескольких процентов энергетического разрешения де- тектора, охлаждаемого азотом. Время выхода на рабочую температуру составляет 10—12 ч в зависимости от объема чувствительной области детектора. Фирма BSI выпустила более 25 ОЧГ-спектрометров на основе данных ЭО, которые до сих пор надежно ра- ботают на многих АЭС в различных странах. На рис. 1 представлен спектрометр фирмы BSI, включающий ОЧГ- детектор в криостате на основе охлаждающей головки, компрессор, многоканальный анализатор на базе компью- тора с программным обеспечением. В настоящее время производство данных спектрометров прекращено в связи с появлением более современных ЭО, однако сервисная поддержка осуществляется до сих пор. QDrive, США [12]. ЭО 2S102K при потребляемой мощ- ности 250—300 Вт и массе менее 15 кг обеспечивает мощ- ность охлаждения около 6 Вт, при этом время выхода на рабочую температуру существенно меньше, чем в PCC Сompact Cooler, — не более 4 ч. Несмотря на применение гибкого сильфонного шланга для соединения компрессо- ра и охлаждающей головки, ощущается влияние вибра- ций от компрессора; при этом удаётся получить прием- лемые значения энергетического разрешения (на 10—15 % хуже, чем значения, достигаемые при охлаждении жидким азотом). Вместе с тем, при исследовании характеристик 12 данных ЭО нами была обнаружена их временная неста- бильность, полностью исключающая их применение Таблица 1. Параметры электроохладителей различных фирм Параметры Название компании, страна, охладитель B ro ok s, С Ш А P C C C om pa ct C oo le r Q D ri ve , С Ш А 2S 10 2K SunPower, США C ob ha m , С Ш А L C 10 66 F uj i E le ct ri c S ys te m s, Я по ни я C ry oc oo le r R ic or , И зр аи ль K 53 5 T ha le s C ry og en ic s, Ф ра нц и я L P T 93 10 A IM In fr ar ot - M od ul e, Г ер м ан и я S F 40 0- P T C ry oT el M T C ry oT el C T C ry oT el S G T Тип охлади- теля Цикл Джоуля— Томсона Цикл Стирлинга с им- пульсной трубкой Цикл Стирлинга Цикл Стирлин- га с импульсной трубкой Цикл Стирлинга Цикл Стир- линга с им- пульсной трубкой Макс. размеры компрессора, мм 365×311×454 D 140×300 D 73×243 D 83×261 D 83×280 D 65×125 D 261×263 329×274×139 D 90×204 D 75×160 Макс. масса охладителя, кг 40 15 2.1 3.1 3.1 2,5 10 9 8 5 Макс. мощ- ность ох- лаждения при 80 K, Вт (при 23 °С окружающей среды) 3 6 16 16 16 1 2,5 7 5 1,5 Макс. потре- бляемая мощ- ность, Вт 800 300 80 160 240 80 120 240 200 80 Макс. уровень вибрации хла- допровода, Н 2 2 5 10 15 0,7 1 3 0,5 — Макс. уро- вень вибрации компрессора, Н 10 10 10 10 10 10 10 10 6 — ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 4(68).2015 47 Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения с ОЧГ-детекторами: в процессе испытаний через 200— 300 ч работы мощность охлаждения падала на 50 %, а тем- пература охлаждения повышалась на 7—8 градусов. SunPower, США [13]. Данная фирма производит не- сколько типов охладителей, приемлемых для применения с ОЧГ-детекторами и относящихся к группе ЭО CryoTel DS2.4; это ЭО по циклу Стирлинга с уникальным КПД, но он нам не был доступен. При потребляемой мощности всего 35 Вт он обеспечивает мощность охлаждения более 2,4 Вт. Остальные ЭО с различной мощностью охлаж- дения на уровне 77 К (CryoTelGT — 16 Вт; CryoTelСТ — 8 Вт; CryoTelМТ — 4…5 Вт) могут быть использованы с ОЧГ-детекторами различного объема. Все охладители имеют гасители вибраций — пассивную балансировку, настроенную на 60 Гц, — и поглощают энергию колеба- ний на этой частоте. Таким образом, влияние вибраций на энергетическое разрешение детекторов минимально и не превышает 10—11 %. Мы изготовили и испытали четыре ОЧГ-спектрометра с ЭО CryoTelGT. После этого фирма-производитель была куплена фирмой Аmetek/Ortec, США [11], и мы, являясь конкурентом фирме Аmеtек, потеряли возможность даль- нейшей закупки данных ЭО. Cobham, США [14]. Охладитель LC1066 имеет неболь- шие габариты, масса всего 2,5 кг, при этом обеспечивает 1—1,5 Вт и более мощности охлаждения при потребляе- мой мощности менее 80 Вт. Обладает очень малым уров- нем вибраций хладопровода — всего 0,7 Н. Для сравнения, значение этого параметра модели охладителя CryoTelGT (SunPower) составляет 8…10 Н. Компрессор охладителя отделен от головки тонким герметичным (на сварке) тру- бопроводом, хорошо сбалансирован и имеет малый уро- вень вибраций, не более 5 H. Это преимущество дает воз- можность обеспечить низкое (5—6 % и менее) влияние на энергетическое разрешение детекторов. Конечно, отно- сительно малая мощность охлаждения не позволяет охла- дить детекторы с эффективностью регистрации более 20 %, и при этом время выхода на температуру 80 К составляет более 20 ч. Fuji Electric Systems, Япония [15]. ЭО Cryocooler при по- требляемой мощности 120 Вт обеспечивает не менее 2,5 Вт охлаждающей мощности при температуре 80 К. Масса охладителя — не более 10 кг. Вибрации хладопровода — на уровне 1 Н, а компрессора — порядка 10 Н. По своим характеристикам этот охладитель подходит для применения с ОЧГ-детекторами, однако на наш заказ электроохладите- ля производитель ответил, что не может поставлять данный охладитель в страны Евросоюза. Ricor, Израиль [16]. ЭО К535 — охладитель совмещённого типа с двумя разнесёнными компрессорами, работающими в противофазе с целью компенсации вибраций хладопро- вода. При потребляемой мощности 240 Вт он обеспечивает около 7 Вт мощности охлаждения на уровне 80 К. Фирма Ortec, USA [11], создала на его базе спектрометр для пор- тальных мониторов с эффективностью ОЧГ-детекторов 45 % и влиянием вибраций не более 10 %. Однако со ста- бильностью работы в непрерывном режиме отмечались некоторые проблемы, и изделие в 2011 году было снято с производства. Перед нами не стояла задача, в которой нужно было бы использовать Ricor K535. Однако мы использовали дру- гой тип ЭО — K508 — данной фирмы в разработке ми- ниатюрного гамма-спектрометра для дистанционных космических применений [17]. Спектрометр (рис. 2) скон- струирован на основе ОЧГ-детектора N-типа с 30 %-й эф- фективностью регистрации, охлаждаемого до рабо- чих температур активным миниатюризированным ЭО Стирлинга Ricor K508. Масса спектрометра с основанием Рис. 1. ОЧГ-спектрометр на базе электроохладителя Джоуля—Томсона Рис. 2. Миниатюрный ОЧГ гамма-спектрометр для космических применений 48 ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 4(68).2015 А. Д. Соколов, А. Б. Пчелинцев, В. В. Гостило составила 2,9 кг, потребляемая мощность — менее 10 Вт. Термоизолированный блок спектрометра, включающий ОЧГ-детектор с системой отжига и ЭО со встроенным кон- троллером и предварительной электроникой, были испы- таны в специально сконструированной вакуумной камере, имитирующей условия космоса. Энергетическое разреше- ние составило около 4 кэВ по энергии 1,33 МэВ при вы- ключенном охладителе Стирлинга и около 5,9 кэВ — при включенном. Энергетическое разрешение по энергии 122 кэВ составило приблизительно 2,0 кэВ при выклю- ченном охладителе Стирлинга и 4,0 кэВ — при включен- ном. Результаты испытаний показали, что механическая вибрация Ricor K508 и особенно электромагнитные по- мехи (шумы) его встроенного контроллера были основ- ными причинами ухудшения энергетического разрешения спектрометра. В течение всего времени тестирования ха- рактеристики спектрометра имели хорошую временную стабильность. Thales Cryogenics, Франция [18]. Параметры охладите- ля LPT9310 очень многообещающие: малые вибрации, небольшие масса и габариты, достаточная мощность охлаж дения при потребляемой мощности порядка 190 Вт. В приобретении этого охладителя нам было отказано, так как лицензия на все охладители Стирлинга с тех- нологией «пульсирующей трубки» была продана фирме Canberra [10]. Вместо этих охладителей нами были при- обретены охладители типа LSF9340, выполненные по тех- нологии без импульсной трубки и работающие по стан- дартному циклу Стирлинга. При входной мощности 170 Вт охладитель обеспечивает до 7 Вт мощности охлаждения при 80 К. Компрессор двухцилиндровый, с противофаз- ной балансировкой, максимальный уровень вибраций 6 Н. Уровень вибраций на хладопроводе — менее 1,5 Н, что обеспечивается с помощью встроенного в головку спе- циального компенсатора. На базе данного охладителя нами был разработан спек- трометрический модуль для применения в составе пор- тальных радиационных мониторов (рис. 3). Спектрометр с ОЧГ-детектором 45 %-й эффективности на основе этого охладителя обеспечивает энергетическое разрешение менее 2,0 кэВ для энергии 1,33 МэВ и не более 1,0 кэВ для энергии 122 кэВ. Ухудшение энергетического разре- шения — не более 6 %. Изготовитель оценивает среднее время наработки на отказ (MBTF) данного ЭО порядка 40 000 ч, что должно обеспечить пять-шесть лет непре- рывной работы. AIM Infrarot-Module, Германия [19]. ЭО SF400-PT вы- полнен по стандартному циклу Стирлинга без технологии «пульсирующей трубки»; в этой связи его КПД достаточно высок. При потребляемой мощности 80 Вт он обеспечи- вает мощность охлаждения более 3 Вт (на уровне 80 К). Это позволяет устанавливать в криостат спектрометра коаксиальные ОЧГ-детекторы с эффективностью регист- рации до 40 % и планарные детекторы с чувствительной площадью до 3000 мм2. Время охлаждения детектора — не более 8 ч. Данный тип ЭО использован нами для охлажде- ния ОЧГ-детектора с эффективностью регистрации 10 % в портативном спектрометре для полевых применений (рис. 4) [20]. Полученное энергетическое разрешение спектрометра составило менее 1,0 и 2,0 кэВ по энергиям 122 и 1332 кэВ, соответственно. Изготовитель не приво- дит в документации значений уровня вибраций, однако, по нашим результатам, влияние вибраций на энергетиче- ское разрешение не превышает 10 %. Очевидно, введение в головку специального балансира дает хороший эффект. Результаты и их обсуждение. Применение ЭО для охлаж- дения ОЧГ-детекторов гамма-излучения является побоч- ным для производителей этих охладителей. Поэтому мно- гие характеристики ЭО, которые важны для прецизионной гамма-спектрометрии, разработчикам данной аппаратуры приходится исследовать самим. Безусловно, самым важным параметром, определя- ющим применимость ЭО с ОЧГ-детекторами, является влияние их вибраций на энергетическое разрешение де- текторов. Вышеприведенные оценки ухудшения энергети- ческого разрешения ОЧГ детекторов с ЭО различных ти- пов по сравнению с теми значениями, которые детекторы имеют при охлаждении жидким азотом, обобщены в виде гистограммы распределений по типам электроохладителей (рис. 5). Как видно из гистограммы, наименьший вклад в ухудшение энергетического разрешения обеспечивают Рис. 3. Спектрометрический модуль для портальных радиационных мониторов (без передней стенки) Рис. 4. Портативный ОЧГ-спектрометр на базе электроохладителя фирмы AIM Infrarot-Module ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 4(68).2015 49 Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения охладители PCC — до 5 %. Охладители фирм Cobham и Thales ухудшают данный показатель на 6…7 %, SunPower и AIM Infrarot-Module — на 10…11 %. Несмотря на недостаточную статистику по некоторым типам ЭО, этот график достаточно наглядно представляет качество электроохладителей с точки зрения их влияния на энергетическое разрешение детекторов. Безусловно, степень влияния механических вибраций на энергетиче- ское разрешение детекторов зависит и от примененных в конкретных приборах конструкционных решений (демп- феры, компенсаторы и т. д.). Однако мы применяем такие технические решения в любой аппаратуре, стараясь мак- симально ослабить влияние вибраций на энергетическое разрешение детекторов. Согласно полученным временным графикам выхода на рабочую температуру (operation t0) ОЧГ-детекторов c 30 %-й эффективностью (т. е. с реально одинаковой теп- ловой нагрузкой примерно 2 Вт) с различными типами ЭО (рис. 6), время выхода детектора на режим хорошо коррели- рует с мощностью охлаждения ЭО: чем больше мощность охлаждения, тем быстрее достигается рабочая температура детектора порядка 80 К. Видно, что охладитель Cobham LC1066, имеющий мощность охлаждения приблизительно 1,5 Вт, достиг за 20 ч температуры только –172 °С (91 K), и это предел его возможности для ОЧГ-детектора данного объема. Мощные охладители типа CryoTelGT (SunPower), 2S102K (QDrive) достигают 80 К за 4…5 ч. Отметим вы- сокую стабильность поддержания температуры охлади- телями фирмы Thales Cryogenics и SunPower на уровне ∆T = ±(0,5…0,6) °С. Выводы Выбор электроохладителей для применения в ядер- но-физической аппаратуре в настоящее время невелик. Основной проблемой охлаждения ОЧГ-детекторов явля- ется уровень вибраций электроохладителей, приводящий к ухудшению энергетического разрешения детекторов. Тем не менее, даже имеющиеся на рынке электроохла- дители позволяют создавать аппаратуру с приемлемыми для решения многих технических задач характеристиками. Дальнейшее же развитие рынка малогабаритных и, в то же время, достаточно мощных электроохладителей различ- ного типа открывает перспективу разработки широкого спектра ядерно-физической аппаратуры на основе ОЧГ- детекторов с применением таких электроохладителей. *** Представленные результаты получены в рамках исследо- вательского проекта No. 1.8 «Разработка унифицированно- го спектрометрического модуля для портальных радиаци- онных мониторов», поддержанного Европейским фондом регионального развития (контракт No. L-KC-11–0002 между Центром компетенции транспортного машиностро- ения (http://tmkc.lv/) и Латвийским агентством инвести- ций и развития (www.liaa.gov.lv). Авторы выражают свою благодарность указанным организациям за поддержку ис- следований и разработок. Список использованной литературы 1. Knoll, G. (2000), Radiation Detection and Measurements. 3rd ed., John Wiley&Sons, 720 р. 2. Пассивный неразрушающий анализ ядерных материа- лов : Пер. с англ. ВНИИА / Д. Райлли, Н. Энсслин, Х. Смит мл, С. Крайнер. — М. : ЗАО «Изд-во Бином», 2000. — 820 с. 3. Gilmore, G. (2008). Practical Gamma-Ray Spectrometry. 2nd edition., ISBN 978-0-470-86196-7. 4. Sokolov, A., Pchelintsev, A., Loupilov, A., Gostilo, V. (2006). Electrically Cooled SiLi Detectors for Application in X-Ray Equipment, Mikrochimica Acta, 155, p. 285. 5. Sokolov, A., Loupilov, A., Gostilo, V. (2004). Semiconductor Peltier-cooled detectors for X-ray fluorescence analysis, X-Ray Spectrometry, Vol. 33, p. 462. 6. Анатычук Л. И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства : Справочник. — К. : Наук. думка, 1979. — 385 с. 7. Sokolov, A., Danengirsh, S., Popov, S., Pchelintsev, A., Gostilo, V., Druzhinin, A., Maximov, M., Lebedev, N., Shapovalov, V. Autonomous Deep-Water Gamma Spectrometer Based on HPGe Detector. Proc. of 21st Annual Symposium on Safeguards and Nuclear Material Management. Sevilla, Spain, 4–6 May, 1999. 8. Холодильная техника и технология / С. А. Большаков, В. Ф. Лебедев, А. В. Локтев, А. В. Руцкий; под ред. А. В. Руцко- го. — М. : ИНФРА-М, 2000. — 286 с. 9. PCC Compact Coolers — Next Generation CryoTiger, Available at: http://www.brooks.com/products/cryopumps-cryochillers/ cryochillers/ pcc-compact-coolers 10. Canberra Industries. Measurement Solutions for Nuclear Safety, Security and Environment, Available at: www.canberra.com Рис. 5. Степень влияния вибрации различных ЭО на энергетическое разрешение ОЧГ-детекторов Рис. 6. График выхода на рабочую температуру различных типов ЭО с ОЧГ-детектором 30 %-й эффективности регистрации 50 ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 4(68).2015 А. Д. Соколов, А. Б. Пчелинцев, В. В. Гостило 11. ORTEC homepage. Available at www.ortec-online.com 12. Cryocoolers 2S102K. Available at: http://www.chartindustries. com/Industry/Industry-Products/Gas-Systems/Qdrive/Qdrive- Products/Cryocoolers/Cryocoolers-2S102K 13. Cryotel Cryocoolers. Available at: Sunpower http://sunpowerinc. com/cryocoolers/cryotel-family/ 14. Cryogenic cooling systems. Available at: http://www.cobham. com/about-cobham/mission-systems/tactical-control-systems/ products-and-services/cryogenic-cooling-systems.aspx 15. Cryocoolers. Available at: http://www.fujielectric.co.jp/ products/cryocooler/index.html 16. Cryocoolers for scientific instruments. Dual Opposed Linear Stirling Cryocooler K535. Available at: http://www.ricor.com/ products/cryocoolers-for-scientific-instruments/k535/ 17. Pchelintsev, A., Sokolov, A., Shorohov, M., Gostilo, V. Performance of a miniature Gamma Spectrometer for remote sensing planetary applications and perspective of its improvement. CD Proceedings of the 4th International Scientific Conference “Baltic Applied Astroinformatics and Space data Processing”, 20–21 August, 2015, Ventspils, Latvia. 18. LPT Pulse-tube coolers. Available at: http://www.thales- cryogenics.com/product-category/coolers/lpt/ 19. Cryocoolers. Available at: http://www.aim-ir.com/en/main/ products/cryocoolers.html 20. Результаты разработки портативного ОЧГ-спектрометра с электроохлаждением для полевых применений / В. Ф. Кондра- тьев, Э. Л. Лошевич, А. Б. Пчелинцев, А. Д. Соколов, В. В. Гости- ло // Ядерна та радiaцiйна безпека. — 2015. — Вып. 3(67). — С. 54. References 1. Knoll, G. (2000), “Radiation Detection and Measurements”, 3rd ed., John Wiley&Sons, 720 р. 2. Reilly, D., Ensslin, N., Smith Jr., H, Kreiner, S. (2000), “Passive Nondestructive Assay of Nuclear Materials” [Passivnyi nerazrushaiushchii analiz yadernykh materialov], Translated from English, Moscow, Binom Pub., 820 p. (Rus) 3. Gilmore, G. (2008). “Practical Gamma-Ray Spectrometry”, 2nd edition, ISBN 978–0-470–86196-7. 4. Sokolov, A., Pchelintsev, A., Loupilov, A., Gostilo, V. (2006), “Electrically Cooled SiLi Detectors for Application in X-Ray Equipment”, Mikrochimica Acta, 155, 285 p. 5. Sokolov, A., Loupilov, A., Gostilo, V. (2004). “Semiconductor Peltier-Cooled Detectors for X-ray Fluorescence Analysis”, X-Ray Spectrometry, Vol. 33, 462 p. 6. Anatychuk, L. I. (1979), “Thermoelements and Electrical Devices” [Termoelementy i termoelektricheskiie ustroistva], Reference Book, Kyiv, Naukova Dumka, 1979, 385 p. (Rus) 7. Sokolov, A., Danengirsh, S., Popov, S., Pchelintsev, A., Gostilo, V., Druzhinin, A., Maximov, M., Lebedev, N., Shapovalov, V. (1999), “Autonomous Deep-Water Gamma Spectrometer Based on HPGe Detector”, Proc. of 21st Annual Symposium on Safeguards and Nuclear Material Management, Sevilla, Spain, 4–6 May. 8. Bolshakov, S. A., Lebedev, V. F., Loktev, A. V., Rutskii, A. V. (2000), “Cooling Machines and Technology” [Kholodilnaia tekhnika i tekhnologiia], Moscow, INFRA-M, 286 p. (Rus) 9. PCC Compact Coolers — Next Generation CryoTiger, available at: http://www.brooks.com/products/cryopumps-cryochillers/cryochillers/ pcc-compact-coolers 10. Canberra Industries. Measurement Solutions for Nuclear Safety, Security and Environment, available at: www.canberra.com 11. ORTEC homepage, available at www.ortec-online.com 12. Cryocoolers 2S102K, available at: http://www.chartindustries. com/Industry/Industry-Products/Gas-Systems/Qdrive/Qdrive- Products/Cryocoolers/Cryocoolers-2S102K 13. Cryotel Cryocoolers, available at: Sunpower http://sunpowerinc. com/cryocoolers/cryotel-family/ 14. Cryogenic Cooling Systems, available at: http://www.cobham. com/about-cobham/mission-systems/tactical-control-systems/ products-and-services/cryogenic-cooling-systems.aspx 15. Cryocoolers, available at: http://www.fujielectric.co.jp/ products/cryocooler/index.html 16. Cryocoolers for scientific instruments. Dual Opposed Linear Stirling Cryocooler K535, available at: http://www.ricor.com/ products/cryocoolers-for-scientific-instruments/k535/ 17. Pchelintsev, A., Sokolov, A., Shorohov, M., Gostilo, V. (2015), “Performance of a Miniature Gamma Spectrometer for Remote Sensing Planetary Applications and Perspective of its Improvement”, CD Proceedings of the 4th International Scientific Conference “Baltic Applied Astroinformatics and Space data Processing”, 20–21 August, Ventspils, Latvia. 18. LPT Pulse-Tube Coolers, available at: http://www.thales- cryogenics.com/product-category/coolers/lpt/ 19. Cryocoolers, available at: http://www.aim-ir.com/en/main/ products/cryocoolers.html 20. Kondratiev, V. F., Loshevich, E. L., Pchelintsev, A. B., Sokolov, A. D., Gostilo, V. V. (2015), “Development Results of Portable Gamma- Radiation HPGe Spectrometer with Electric Cooling for Field Applications” [Rezultaty razrabotki portativnogo OChG-spektrometra s elektroohlazhdeniiem dlia polevykh primenenii], Nuclear and Radiation Safety, No. 3(67), 54 p. (Rus) Получено 17.06.2015.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-105021
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	2073-6231
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T18:56:05Z
publishDate	2015
publisher	Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
record_format	dspace
spelling	Соколов, А.Д. Пчелинцев, А.Б. Гостило, В.В. 2016-08-05T08:02:36Z 2016-08-05T08:02:36Z 2015 Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения / А.Д. Соколов, А.Б. Пчелинцев, В.В. Гостило // Ядерна та радіаційна безпека. — 2015. — № 4. — С. 45-50. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. 2073-6231 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/105021 621.039 Появление на рынке малогабаритных и, в то же время, достаточно мощных электроохладителей различного типа открывает перспективу разработки широкого спектра ядерно-физической аппаратуры на основе ОЧГ-детекторов с применением таких электроохладителей. В статье дан обзор электроохладителей, пригодных для охлаждения ОЧГ-детекторов, анализ их преимуществ и недостатков для решения конкретных задач по созданию гамма-спектрометрической аппаратуры для различных применений. Представлены примеры реализации спектрометрической аппаратуры на основе ОЧГ-детекторов с электроохлаждением и ее характеристики. Поява на ринку малогабаритних і, водночас, досить потужних електроохолоджувачів різного типу відкриває перспективу розробки широкого спектра ядерно-фізичної апаратури на основі ОЧГ-детекторів із застосуванням таких електроохолоджувачів. У статті наведено огляд електроохолоджувачів, придатних для охолодження ОЧГ-детекторів, аналіз їх переваг і недоліків для вирішення конкретних завдань зі створення гамма-спектрометричної апаратури для різних застосувань. Представлено приклади реалізації спектрометричної апаратури на основі ОЧГ-детекторів з електроохолоджуванням та її характеристики. The appearance of miniature and at the same time rather powerful electric coolers of different type at the market opens a prospect for development of a wide spectrum of nuclear physical equipment based on HPGe detectors using those electric coolers. The paper presents the review of electric coolers applicable for HPGe detectors cooling, analysis of their advantages and disadvantages to solve specific tasks on developing gamma spectrometric equipment for various applications. The examples of spectrometric devices based on HPGe detectors with electric cooling and their specifications are presented. ru Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України Ядерна та радіаційна безпека Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения Аналіз характеристик електроохолоджувачів для ОЧГ-детекторів гамма-випромінювання Review of Characteristics of Electric Coolers for HPGe Gamma Radiation Detectors Article published earlier
spellingShingle	Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения Соколов, А.Д. Пчелинцев, А.Б. Гостило, В.В.
title	Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения
title_alt	Аналіз характеристик електроохолоджувачів для ОЧГ-детекторів гамма-випромінювання Review of Characteristics of Electric Coolers for HPGe Gamma Radiation Detectors
title_full	Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения
title_fullStr	Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения
title_full_unstemmed	Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения
title_short	Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения
title_sort	анализ характеристик электроохладителей для очг-детекторов гамма-излучения
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/105021
work_keys_str_mv	AT sokolovad analizharakteristikélektroohladiteleidlâočgdetektorovgammaizlučeniâ AT pčelincevab analizharakteristikélektroohladiteleidlâočgdetektorovgammaizlučeniâ AT gostilovv analizharakteristikélektroohladiteleidlâočgdetektorovgammaizlučeniâ AT sokolovad analízharakteristikelektrooholodžuvačívdlâočgdetektorívgammavipromínûvannâ AT pčelincevab analízharakteristikelektrooholodžuvačívdlâočgdetektorívgammavipromínûvannâ AT gostilovv analízharakteristikelektrooholodžuvačívdlâočgdetektorívgammavipromínûvannâ AT sokolovad reviewofcharacteristicsofelectriccoolersforhpgegammaradiationdetectors AT pčelincevab reviewofcharacteristicsofelectriccoolersforhpgegammaradiationdetectors AT gostilovv reviewofcharacteristicsofelectriccoolersforhpgegammaradiationdetectors

Анализ характеристик электроохладителей для ОЧГ-детекторов гамма-излучения

Репозитарії

Схожі ресурси