Криогенная петля

(71) Ордена Трудовогомени институт физики АССР(54)(57) КРИОГЕННАЯ ПЕТЛЯ, содержащая выполненный в,виде трубы канал-криостат и гелиевый криостат,расположенные в общем кожухе, исистему циркуляции крионосителя,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью упрощения конструкции петКрасного ЗнаН Грузинской Изобретение относится к я технике, в частности к низко турным петлям для исследований в области радиационной физики твердого тела и радиационного материаловедения.В настоящее время во многих странах мира (США, Англия, Франция, ФРГ и т.д.) на ядерных реакторахсозданы и усиленно эксплуатируются низкотемпературные петли,. предназначенные для исследования физико-механи-ческих свойств твердых тел в условиях реакторного излучения и низких температур, Наиболее совершенной криогенной петлей среди действующих является петля, соединенная в ФРГ на мюнхенском реакторе, которая позволяет производить низкотемпературное облучение образцов в интенсивных потоках нейтронов и транспортидернойтемпераают ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ ли, повышения надежности и безопасности ее эксплуатации, в нее дополнительно введены второй гелиевыйкриостат и разборный шток, перемещающий через сальниковый уплотнительвнутри второго гелиевого криостата,иа конце последней секции которого .закреплен образец, канал-криостатзаглушен с нижнего конца, причемпервый гелиевый криостат расположенв верхней части петли, а внутри него размещен сверхпроводящий соленоид, в центре которого расположенанижняя часть второго гелиевого криостата, на которой укреплен электронагреватель. 2ровать облученные образцы при низкой температуре в специальный криостат.Канал-криостат мюнхенской петли представляет собой концентрически расположенные алюминиевые трубы, заключенные в вакуумный кожух ислужащие для подвода и отвода гелия и перемещения образцов. Для уменьшения тепловыделения от -нагрева толщина алюминиевых труб"составляет 0,1 0,25 мм. Петля неподвижно соединена с холодильной установкой и все это сделано подвижным во избежание разгерметизации интенсивно облучаемой части канала криостата. Во время облучения канал-криостат размещают у активной. зоны, после облучения же его вместе с холодильной установкой отводят от активной зоны и располаг в специальном отсеке бассейна реактора. Облучаемый образец тран45 сти и безопасности ее эксплуатации, а также исследование в высоких магнитных полях вплоть до 8 Т и температуры на испытуемых образцах при облучении - 12 К и выше, вне зоны облучения - 4,2. К и выше.Цель достигается тем, что в предлагаемую конструкцию дополнительно введен второй гелиевый криостат и разборный шток, перемещающийся через сальниковый уплотнитель внутри второго гелиевого криостата, на. конце последней секции которого закреплен образец, а канал-криостат заглушен с нижнего конца, причем первый гелиевый криостат расположен в верхней части петли, а внутри него размещен сверхпроводящий соленоид, в центре которого расположена нижняя часть второго гелиевого криостата, на которой укреплен электронагреватель.На чертеже изображена схема устройства, поясняющая изобретение.Криогенная петля содержит кожух 1, внутри которого расположен канал- криостат 2, в котором размещен исследуемый образец 3, закрепленный со .всеми измерительными коммуникациями на штоке 4, проходящем в верхней части канала-криостата через сальниковое уплотнение 5, Шток 4 выполнен разборным, состоящим иэ 4-х секций, каждая из которых может быть присоединена (отсоединена) по мере перемещения образца в каналекриостате вниз,(вверх). Выводы проводов, служащих для электрофизических измерений и введения тока в образец, закреплены на верхнем конце нижней секции штока. При размещении образца в зоне исследования выводы проводов расположены за уплотнением 5 и подключены к соответствующим измерительным приборам и устройствам.Канал-криостат 2 окружен концентрически расположенными трубами 6-8, служащими для подвода и отвода потока крионосителя. Канал-криостат заглушен с нижнего торца и, тем самым, объем его изолирован от потока охлаждающего газа.В верхней части петли расположец гелиевый криостат 9, в котором размещен сверхпроводящий соленоид 10, Для теплоизоляции гелиевого криостата служит экран 11, охлаждаемый об.б 954 б 06обходимости). После окончания облучения образец перемещают из зоны облучения в зону исследования и приводят в тепловой контакт с электронагревателем 14, По мере извлечейияобразцаиз зоны облучения шток 4разбирают, Концы измерительных итокоподводящих проводов, выходящиеиз последней секции, присоединяютк соответствующим приборам и устройствам,после чего, вакуумировавпредварительно канал-криостат додавления 10 фтор дляисключениявлияния конвекции газа на температуру образца, производят исследования свойств последнего, Необходимое изменение температуры достигают регулировкой мощности тепла, выделяемого в нагревателе 14,Предлагаемая конструкция криогенной петли более проста в созданиии надежна в эксплуатации, не требует систем для ее перемещения и исключает возможность возникновенияаэрозолей в циркулирующем крионосителе и угрозу взрыва от проникновения внутрь воздуха, С ее использованием возможно проводить дистанционные измерения различных физикомеханических свойств как в зоне излучения, так и вне ее, не сбрасываямощности реактора, и тем самым исключается влияние работы петли наэксплуатационный режим реактора.Впервые введенный в состав петлисверхпроводящий соленоид позволяетизучать критические параметры сверхпроводников, облученных как в нормальном, так и в сверхпроводящемсостояниях, а также исследоватьповедение радиационных дефектов всильных магнитных полях,ратным потоком крионосителя, проходящим через змеевик 12. Теплоизоля,ция других холодных поверхностейпетли обеспечена высоким вакуумомвнутри кожуха петли.В верхней части канала-криостатаразмещен малый гелиевый криостат 13,предназначенный для охлаждения образца во время исследования егосвойств. Канал-криостат 2 отделен отгелиевого криостата 9. газовым зазором, служащим для регулирования теплообмена между ними. Для регулировки температуры исследуемого образца15при размещении его в зоне сверхпроводящего соленоида электронагреватель 14 укреплен на нижней части малого гелиевого криостата 13.Петля работает следующим образом.20Образец 3, укрепленный на штоке 4,помещают в канал-криостат 2 и перемещают вниз до положения, в котором он будет находиться в поле реакторного излучения. В этом положении образец находится во время всейкомпании облучения. Охлаждающий газкрионоситель, поступающий в петлюиз рефрижератора, омывает практически полностью канал-криостат 2 за30исключением его части, расположенной внутри гелиевого криостата 9.По достижении нижнего торца каналакриостата поток крионосителя разворачивается на .180 и возвращается в рефрижератор, На обратном пути поток крионосителя теплоизолирует прямой поток, и, проходя череззмеевик 12, охлаждает экран 11,Перед завершением облучения производится заполнение гелиевых криостатов 9 и 13 жидким гелием и пусксверхпроводящего соленоида (при не695460 И,Моргентал Корректор И.Демч актор Л.Письма ред издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гага Производстве аказ 1924 Тираж 694 Подписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прй ГКНТ 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб., д. 4/5