Scelta rivelatore HpGe + dewar
Inviato: 23/02/2020, 23:00
Una piccola guida per la scelta dei rivelatori HpGe.
Per quelli interessati ad acquistare un sistema di spettroscopia ad alta risoluzione bisogna tenere conto di:
1. rivelatore che richiede la minima manutenzione;
2. la manutenzione deve richiedere attrezzatura a prezzi contenuti;
3. per far girare tutto bisogna fidarsi ad un sistema MCA che parte senza aver bisogno di una licenza costosissima.
1. Per quanto riguarda i HpGe ci stano veramente poche scelte sul mercato, bastano le dita da una sola mano per contare quelle che hanno iniziato a sviluppare i HpGe, ed ancora meno quelle che hanno sopravvissuto fin oggi. Tra queste nomino Ortec (oggi Ametek), Canberra (oggi Mirion) e CAEN che offrono top di gamma sia per quanto riguarda rivelatori e spettrometri. Più importante per la decisione del'acquisto di un sistema (dal mercato surplus) e la retro compatibilità. Da questo punto di vista le case nominate sono valide per essere presse in considerazione. Per quanto riguarda la manutenzione si deve tener conto del fatto che i HpGe, per ragioni che sono collegati alla fisica dello stato solido, richiedono temperature base di funzionamento. La temperatura del N2 liquido e' sufficiente per separare il rumore termico dal segnale generato dalla interazione tra Ge e la radiazione X e gamma, con il requisito di tenere il detector in condizioni di bassa temperatura per tutto il tempo della misura. Inoltre, per raggiungere questa temperatura nel intero volume del HpGe, c'e' bisogno un lungo tempo di attesa, che diventa ancora più lungo in proporzione alla dimensione del cristallo HpGe (da 2 fino a 5 ore di attesa prima di poter usare il rivelatore). Per questi motivi e' nato il fabbisogno di separare termicamente il serbatoio (dewar) che contiene il azoto liquido dal'atmosfera (per ovvi motivi relativi alla trasmissione termica). Questa separazione e' realizzata dentro il dewar usando due pareti. Lo spazio tramite le due paretti viene evacuato dal'aria tramite una pompa a vuoto, che nei casi complicati, menzionati sotto, possono diventare due pompe (primaria + secondaria/turbo).
A questo punto bisogna segnalare la prima differenza tra le varie case. In realtà si tratta della soluzione di Ortec che li mette in una classe separata rispetto a tutti altri produttori. La soluzione di Ortec si chiama "PopTop", ed e stata patentata tempo fa tramite [External Link Removed for Guests]. La soluzione "PopTop" permette al utente di fare due cose: mantenere il vuoto alto nella capsula del cristallo HpGe, e separare l'elettronica del preamplificatore dalla capsula del cristallo. La seconda "proprietà" non e' proprio una caratteristica esclusiva dei PopTop pero, abbinata alla prima caratteristica, porta ad una praticità caratteristica solo ai PopTop: la possibilità di trasferirlo da un dewar a un altro (dewar o un frigorifero di tipo Stirling, o anche di He) senza perdere il vuoto (sia nella capsula PopTop che nel dewar).
2. Il PopTop porta immediatamente il vantaggio dei prezzi contenuti per l'attrezzatura richiesta per la manutenzione (che e' quasi sempre collegata a riportare le condizioni di vuoto dentro il dewar). Questo vantaggio nasce dal fatto che le altre configurazioni, oltre al PopTop, condividono il vuoto tra lo spazio dove viene ospitato il cristallo di HpGe e il Dewar, complicando molto la manutenzione di talli configurazioni, per motivi collegati alle scariche elettriche nel vuoto al secondo del BIAS del cristallo ([External Link Removed for Guests] per la tensione di rottura). Di conseguenza per la manutenzione delle configurazione non PopTop c'e' il fabbisogno di misurare la pressione del vuoto, che deve essere portata a quella ottima al secondo del bias massimo del cristallo, mentre per rifare la pressione in un dewar abbinato a un PopTop non viene richiesta questa precisione (si può fare anche alla ceca), perché alla pressione dove sta il cristallo e il alto voltaggio (cioe nella capsula PopTop) ha pensato Ortec (non viene persa mai durante un utilizzo normale).
... da continuare
Per quelli interessati ad acquistare un sistema di spettroscopia ad alta risoluzione bisogna tenere conto di:
1. rivelatore che richiede la minima manutenzione;
2. la manutenzione deve richiedere attrezzatura a prezzi contenuti;
3. per far girare tutto bisogna fidarsi ad un sistema MCA che parte senza aver bisogno di una licenza costosissima.
1. Per quanto riguarda i HpGe ci stano veramente poche scelte sul mercato, bastano le dita da una sola mano per contare quelle che hanno iniziato a sviluppare i HpGe, ed ancora meno quelle che hanno sopravvissuto fin oggi. Tra queste nomino Ortec (oggi Ametek), Canberra (oggi Mirion) e CAEN che offrono top di gamma sia per quanto riguarda rivelatori e spettrometri. Più importante per la decisione del'acquisto di un sistema (dal mercato surplus) e la retro compatibilità. Da questo punto di vista le case nominate sono valide per essere presse in considerazione. Per quanto riguarda la manutenzione si deve tener conto del fatto che i HpGe, per ragioni che sono collegati alla fisica dello stato solido, richiedono temperature base di funzionamento. La temperatura del N2 liquido e' sufficiente per separare il rumore termico dal segnale generato dalla interazione tra Ge e la radiazione X e gamma, con il requisito di tenere il detector in condizioni di bassa temperatura per tutto il tempo della misura. Inoltre, per raggiungere questa temperatura nel intero volume del HpGe, c'e' bisogno un lungo tempo di attesa, che diventa ancora più lungo in proporzione alla dimensione del cristallo HpGe (da 2 fino a 5 ore di attesa prima di poter usare il rivelatore). Per questi motivi e' nato il fabbisogno di separare termicamente il serbatoio (dewar) che contiene il azoto liquido dal'atmosfera (per ovvi motivi relativi alla trasmissione termica). Questa separazione e' realizzata dentro il dewar usando due pareti. Lo spazio tramite le due paretti viene evacuato dal'aria tramite una pompa a vuoto, che nei casi complicati, menzionati sotto, possono diventare due pompe (primaria + secondaria/turbo).
A questo punto bisogna segnalare la prima differenza tra le varie case. In realtà si tratta della soluzione di Ortec che li mette in una classe separata rispetto a tutti altri produttori. La soluzione di Ortec si chiama "PopTop", ed e stata patentata tempo fa tramite [External Link Removed for Guests]. La soluzione "PopTop" permette al utente di fare due cose: mantenere il vuoto alto nella capsula del cristallo HpGe, e separare l'elettronica del preamplificatore dalla capsula del cristallo. La seconda "proprietà" non e' proprio una caratteristica esclusiva dei PopTop pero, abbinata alla prima caratteristica, porta ad una praticità caratteristica solo ai PopTop: la possibilità di trasferirlo da un dewar a un altro (dewar o un frigorifero di tipo Stirling, o anche di He) senza perdere il vuoto (sia nella capsula PopTop che nel dewar).
2. Il PopTop porta immediatamente il vantaggio dei prezzi contenuti per l'attrezzatura richiesta per la manutenzione (che e' quasi sempre collegata a riportare le condizioni di vuoto dentro il dewar). Questo vantaggio nasce dal fatto che le altre configurazioni, oltre al PopTop, condividono il vuoto tra lo spazio dove viene ospitato il cristallo di HpGe e il Dewar, complicando molto la manutenzione di talli configurazioni, per motivi collegati alle scariche elettriche nel vuoto al secondo del BIAS del cristallo ([External Link Removed for Guests] per la tensione di rottura). Di conseguenza per la manutenzione delle configurazione non PopTop c'e' il fabbisogno di misurare la pressione del vuoto, che deve essere portata a quella ottima al secondo del bias massimo del cristallo, mentre per rifare la pressione in un dewar abbinato a un PopTop non viene richiesta questa precisione (si può fare anche alla ceca), perché alla pressione dove sta il cristallo e il alto voltaggio (cioe nella capsula PopTop) ha pensato Ortec (non viene persa mai durante un utilizzo normale).
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