Криостат для физических исследований

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК СРГГИЙ ИЗОБРЕТЕН ИИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСАН(М) (57) КРИОСТАТ ДЛЯ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ, содержащий сосуд для хранения хладагента и расположенную под ним мишень, выполненную, напри" мер, из полимерного материала и соединенную с сосудом питающей трубой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения безопасности при разрушении мишени, сосуд снабжен двумя горизонтальными перегородками, размещенными в нижней части сосуда одна над другои, диаметр которых равен внутреннему диаметрусоуда, при этом верхняя перегородка ыполнена с отверстием.35 Поставленная цель достигается тем, что в криостате для.физических ис- следованиЙ, содержащем сосуд для хра" 45 нения хладагента и расположенную под ним мишень, выполненную, например, из полимерного материала и соединенную с сосудомпитающей грубой, сосуд снаб" жен двумя горизонтальными перегородкаО ми, размещенными в нижней части сосу" да одна над другой, диаметр которых равен внутреннему диаметру сосуда, при этом верхняя перегородка выполнена с отверстием.55Нижняя перегородка является тепло- передающей стенкой ( конденсатором), на которой конденсируется гаэ, обраэуецийся при испарении хладагента от Изобретение относится к криогенной технике и может быть испольэова"но в качестве устройств для поддержа.,ния уровня жидкого хладагента в криостатах 1 мишенях) .5В ядерной физике, например, дляизучения свойств элементарных частиц используют криогенныемишени,устанавливаемые на пути пучка исследуемых частиц. Иивени заполняютсякриогенными жидкостями: гелием, водо"родом, дейтерием и т.д. Для уменьшения количества взаимодействия час"тиц с стенками мишени их изготавли 15вают из лавсановой пленки толщинойот 0,05 до 0,2 мм 1 .От теплопритока извне жидкостьв мишени испаряется, поэтому необходимо постоянное поддержание уров"ня жидкости в мишени, для чего надмишенью находится сосуд с жидкостьюпополняющей мишень,. Известен криостат для физическихиск,педований, содержащйй сосуд дляхранения хладагента, расположеннуюпод ним мишень, соединенную с сосу"дом питающей трубой, и средство дляподдержания определенного уровня,хладагента в мишени 2Однако в случае разрушения мише ЗОни большое количество хладагента, наружу и,смешиваясь с. воздухом,создает взрывоопасную смесь. Крометого, при заполнении мишени жндкимдейтерием необходимо иметьбольшойзапас этого редкого газа.Целью изобретения является повышение безопасности работы при ис.пользовании взрывоопасных газов вслучае разрушения мишени. теплопритока к мишени. Над перегородкой на расстоянии 20 мм устанавливается дополнительная перегородка с отверстибм, лимитирующим поступление жидкости к наружной поверхности конденсатора.На Фиг. 1 изображена схема предлагаемого криостата; на фиг. 2 - зави" симость количества хладагента, поступающего к поверхности нижней перегородки, от площади отверстия в верхней перегородке; на фиг. 3 - зависи" мость испарения хладагента из сосу-, да с площадью нижней перегородки 0,25 м при разгерметизации мишени (зависимость А - в сосуде с верхней перегородкой с диаметром отверстия 20 ми, зависимость Б - в сосуде без верхней перегородки ).Криостат содержит Сосуд 1 для хранения хладагента, перегородку 2 с отверстием 3, разделяющую сосуд на полости 4 и 5 нижнею перегородку 6, питающую трубу 7, мишень 8 и ресивер 9.Криостат работает следующим образом.В рабочем режиме, например жидкий водород или дейтерий заливается в сосуд 1 и заполняет полость 4. Через отверстие 3 водород попадает в полость 5 и омывает. наружную поверхность перегородки 6, Газ - водород или дейтерий, находящийся в ресивере 9 конденсируется на внутренней поверхности перегородки 6 и по питающей трубе 7 сливается в мишень 8. После конденсации в установившемся, режиме давление в мишени 8 на величину Р выше, чем давление в сосуде 1. Этот перепад давления зависит от поверхности перегородки 6 и тевлопритока к мишени 8.В аварийном режиме ( в случае разрушения мишени) воздух конденсируется на поверхности перегородки 6 и испаряет большое количество водорода. Газообразный водород, вы" ходя из полости 5 через отверстие 3. ограничивает доступ жидкости иэ полости 4 в полость 5 перегородке 6. В результате этого снижается испарение водорода, т.е. взрывоопасность. По экспериментальным данным испарение водорода в аварийном режиме с верхней пврегородкой с отверстием в,5-1 О. раэ меньше, по сравнению с сосудом без верхней перегородки.1019189 Ф В тель ГКост оста ект Ревактор Заказ 36 ное фи ктная,. Джонг/31ВНИИилиал П 1 3ЙжщаЬ атРеропаю и . ОльшанскаяИ ик Корр530 Подптвенного комитета СССбретений и открытийг. Ужгород, ул, Про ан ТехоеввшшавшшшшфвщеЪГТиражПИ Государсо делам изоИосква ЖгПП "Патент"