(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超高真空で又は高純度ガスから構成される保護ガス雰囲気で作動する検出器のための受入容器であって、
前記検出器のための受入空間の少なくとも一部を形成して前記検出器の外形に対応する形状を有する受入部分と、前記受入空間を気密に密閉するためのカバーとを備えており、
前記受入部分に第１の密閉面が配置され、該第１の密閉面に対応する第２の密閉面が前記カバーに配置されており、
前記第１の密閉面と前記第２の密閉面との間にガスケットが配置されており、該ガスケットの定められた接触圧力を加えるために、固定デバイスが前記カバーを前記受入部分に押し付けて、
前記検出器と前記受入部分の壁との間に、前記検出器と前記壁とを電気的に絶縁するための隙間が形成されていることを特徴とする受入容器。
【請求項２】
前記ガスケットは弾性金属のガスケットであることを特徴とする請求項１に記載の受入容器。
【請求項３】
前記ガスケットは、弾性管によって囲まれた螺旋状のばねから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の受入容器。
【請求項４】
前記第１の密閉面及び前記第２の密閉面と接する前記弾性管の材料は、前記第１の密閉面及び前記第２の密閉面を構成する材料の硬度より低い硬度を有していることを特徴とする請求項３に記載の受入容器。
【請求項５】
前記受入部分は、前記固定デバイスが載置される第１の周方向フランジを有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の受入容器。
【請求項６】
前記カバーは、前記固定デバイスが載置される第２の周方向フランジを有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の受入容器。
【請求項７】
前記カバーは、前記固定デバイスが載置される第２の周方向フランジを有していることを特徴とする請求項５に記載の受入容器。
【請求項８】
前記第１の密閉面は前記第１の周方向フランジに設けられている、及び／又は前記第２の密閉面は前記第２の周方向フランジに設けられていることを特徴とする請求項７に記載の受入容器。
【請求項９】
前記固定デバイスは、前記第１の周方向フランジ及び前記第２の周方向フランジを囲むロックリングとして構成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の受入容器。
【請求項１０】
前記受入部分は、前記受入部分の壁によって囲まれる受入開口部を有しており、該受入開口部は前記受入空間に連通しており、前記カバーは前記受入開口部に挿入されるように構成されており、前記第１の密閉面は、前記受入開口部内に延びている前記壁の突部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４及び６のいずれか一項に記載の受入容器。
【請求項１１】
前記壁は雌ねじ山を有しており、前記固定デバイスは、前記雌ねじ山と協働する雄ねじ山を有していることを特徴とする請求項１０に記載の受入容器。
【請求項１２】
前記カバーに押し付けて前記固定デバイスを前記雌ねじ山に嵌め込む締付ねじが、前記固定デバイスに配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の受入容器。
【請求項１３】
前記カバーは、ゲッタ素子を有する挿入体、前記受入空間を空にするための管を有する挿入体、又は電気プラグコネクタのための挿入体を挿入するための少なくとも１つの通路を有していることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の受入容器。
【請求項１４】
前記通路は突部に設けられた第３の密閉面を有しており、前記挿入体は第４の密閉面を有しており、前記第３の密閉面と前記第４の密閉面との間に更なるガスケットが配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の受入容器。
【請求項１５】
前記挿入体は、前記通路内にねじ留めされるように構成されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の受入容器。
【請求項１６】
更なる固定デバイスが、前記通路内にねじ留めされるように構成されており、前記挿入体を前記更なるガスケットに押し付けることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の受入容器。
【請求項１７】
前記挿入体に押し付けて前記更なる固定デバイスを前記通路内に嵌め込む締付ねじが、前記更なる固定デバイスに配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の受入容器。
【請求項１８】
超高真空で又は高純度ガスから構成される保護ガス雰囲気で作動する検出器と、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の受入容器とを備えていることを特徴とする検出器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出器のための受入空間の少なくとも一部を形成する受入部分と、受入空間を気密に密閉するためのカバーとを備えている、超高真空(UHV) で又は高純度ガスから構成される保護ガス雰囲気で作動する検出器のための受入容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
研究の分野で、更に製造業でも、例えば−200 ℃未満の非常に低い温度で超高真空又は最高純度の保護ガスで作動する検出器が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第4324709 号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような検出器の例として、高分解能のγ分光法のための半導体検出器があり、一般にゲルマニウム、シリコン、テルル化カドミウム亜鉛、ガリウムヒ素又はテルル化カドミウムが使用されている。本特許出願では、放射線感受性検出器材料、従って例えば上記のダイオードが検出器として検討されている。
【０００５】
高純度ゲルマニウムの検出器が特に有利であり、エネルギー分解能が非常に優れていること、及びγ線を検出する確率が高いことにより卓越していることが分かっている。これらの特性により、これらの検出器材料は、核物理の基礎研究の分野、放射線に対する保護の分野、環境モニタリングの分野、非破壊材料分析の分野、製造業の製造管理の分野、又は宇宙研究の分野でも使用されている。
【０００６】
測定のために、高純度ゲルマニウムから形成された検出器は、ダイオードの熱雑音を抑えるべく−200 ℃までの温度に冷却されなければならない。検出器の高感度面を汚染から更に保護する真空クライオスタット内に検出器を設置することが一般的な方法である。
【０００７】
通常、クライオスタットの構成は夫々の測定作業に適合している。汚染に対して検出器に本来備わっている表面の感度により、検出器は、検出器の製造業者によってのみクライオスタットに設定され得る。これは、ユーザが様々な測定作業のための検出器を含む様々なクライオスタットを通常必要としていることを意味する。
【０００８】
従来のクライオスタット技術の別の欠点は、例えば、航空機からの環境モニタリング又は宇宙研究に必要とされているような、多くの緊密に包装された検出器の組立てを実現するのは難しいということである。
【０００９】
従って、密閉して包まれた検出器が開発されており、このため、検出器の信頼性を大幅に改善して、一般的なクライオスタットにコンパクトなマルチ検出器システムを設置することを可能にした。このような包まれた検出器は、例えば独国特許出願公開第4324709 号明細書及び独国特許出願公開第4324710 号明細書から公知である。
【００１０】
これらの検出器の場合、検出器を密に囲む容器が設けられている。容器は、カバーによって閉じられる受入部分から構成されている。カバーは、電子ビーム又はレーザ光によって真空中で受入部分に溶接されている。カバーには通路が設けられており、通路を通って、検出器の高電圧のための線、信号線又は検出器を空にするための送出パイプが挿入体によって導かれている。挿入体は通路内に溶接されている。更にカバーの内側に、数十年に亘って−200 ℃と200 ℃との間の温度範囲で10-6mbar未満の真空を維持するゲッタ素子が配置されている。一方ではおよそ−190 ℃の動作温度が測定のために必要であり、他方では放射線によって引き起こされる検出器の結晶損傷が80℃と200 ℃との間の温度で修復され得るため、この温度範囲は必要である。
【００１１】
既知の容器の製造は比較的複雑であり、特に挿入体をカバー内に設置するための溶接処理、及び容器を閉じるための溶接処理が複雑である。更に、検出器が動作中であって、−190 ℃の動作温度に冷却されたときのみ、不具合が明らかにされ得る。不具合が製造工程中に生じた場合、容器は、溶接継ぎ目を粉砕することによってのみ再度開けられ得る。溶接リップ部が適切に構成されている場合、容器は通常、溶接によって別の時に再度閉じられ得る。容器が再度開けられなければならない場合、容器は完全に取り替えられなければならない。測定作業の数年の間にゲルマニウムダイオードの特性が劣化して、容器に収容された検出器の修理が必要とされる場合があるので、これは特に問題である。このため通常、耐用年数中に容器を開ける処理が一又は複数回行われる。
【００１２】
従って、容器と共に使える状態の検出器を製造すること、及びこの修理はコスト高を招く。
【００１３】
更に、ゲルマニウムダイオードの接点が分割されている位置感知検出器がある。このように分割された検出器及び適した容器の製造工程は、標準的な検出器と比較して著しく複雑であるため、製造中の故障率が大幅に高くなる。しかしながら、このような検出器の機能は、容器内に設置された後でのみ点検され得るため、このような検出器の場合、後で容器を開けることが特に頻繁に必要とされる。従って、このようなタイプの検出器の場合、既に使用されている技術では特に製造コスト及び修理コストが高くなる。
【００１４】
更に、容器の溶接処理中に多量の熱が容器に導入され、検出器に凝結する場合があるガス及び蒸気が生じる虞がある。更に熱の導入は、熱影響部の領域で容器及びカバーの強度を低下させる。従って、例えば独国特許出願公開第4324710 号明細書に記載されているように、検出器に関する特別な保護対策を講じることが必要である。従って、検出器を受入容器内に設置することははるかにより複雑になる。
【００１５】
従って、本発明の目的は、受入容器内への設置が容易になり、更に検出器の保守又は修理が容易になって容器を破壊することなく可能になる、超高真空で又は高純度ガスから構成される保護ガス雰囲気で作動する検出器のための受入容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、請求項１の特徴によって定義されている。
【００１７】
超高真空で又は高純度ガスから構成される保護ガス雰囲気で作動して放射線感受性材料から形成される検出器のための受入空間の少なくとも一部を形成する受入部分と受入空間を気密に密閉するためのカバーとを備えている、検出器のための本発明に係る受入容器の場合、受入部分に第１の密閉面が配置され、第１の密閉面に対応する第２の密閉面がカバーに配置されており、第１の密閉面と第２の密閉面との間にガスケットが配置されており、ガスケットの定められた接触圧力を加えるために、固定デバイスがカバーを受入部分に押し付けていることが構想されている。本発明によれば、放射線感受性検出器材料は検出器とみなされ、検出器は、少なくとも部分的に六角形の断面を有するブロックとして設けられてもよい。カバーは、第１の密閉面と第２の密閉面との間に配置されたガスケットを弾性的に変形して、ガスケットは、第１の密閉面及び第２の密閉面に定められた接触圧力で押し付ける。従って、受入部分は、カバーによって閉じられるように構成されている受入空間の受入開口部を画定している。
【００１８】
本発明によれば、気密な密閉は、受入空間を受入空間に含まれる空気又はガスに対して密閉することを意味する。気密な密閉は、検出器の極めて高感度な表面を汚染から保護するために主として行われる。要件に応じて、緊密性は一方向又は両方向に有効である。従って、高純度ガスから構成される保護ガス雰囲気が使用されるとき、前記高純度ガスが受入容器から漏れない、及び／又は受入容器に外部から空気又は他のガスが入らないことが保証される。受入容器が超高真空で使用されるとき、受入容器に外部からガス又は空気が入らないことが保証される。頻繁に使用される用途では、受入容器は、液体窒素での冷却を保証するために真空で作動される。このような用途では、受入空間の気密な密閉は、所定のガス圧力が受入空間に維持されることを保証する。本発明に係る受入容器は、カバー、固定デバイス及びガスケットを設けることにより、非破壊的な方法で開けられ、従って再使用されるように構成されており、つまり、精巧に製造された受入容器に新たな検出器を装備することが可能であるか、又は検出器を修理することが可能である。
【００１９】
本発明に係る受入容器は、特に−200 ℃〜＋200 ℃の温度範囲で使用されるように構成されている。−200 ℃までの温度で通常作動する検出器は、使用中に放射線によって損傷する場合がある。このような損傷は、＋200 ℃までの温度範囲の温度での検出器の再生中に修復され得る。従って、受入容器及び受入容器に含まれる検出器は、−200 ℃〜＋200 ℃の温度範囲の温度にさらされる。
【００２０】
固定デバイスは、特に取外し可能なデバイスとして構成され得る。特に、固定デバイスは、カバーに押し付ける一体型の又は複数の部分で構成される取外し可能なロックリングとして構成され得る。
【００２１】
従って、受入容器は単純な方法で再度開けられることができ、そのため、検出器が容易にアクセスされ得るので、受入容器に収容された検出器の修理又は交換が単純な方法で可能である。更に、固定デバイスを取り外した後にカバーを外すことにより受入容器が開けられ得るので、受入容器は、溶接された容器より更に多く再使用され得る。これは、非破壊的な方法で容易に実行され得る。
【００２２】
受入容器は、検出器を包んで、検出器を気密に囲んでいる。受入空間が空にされた後、及び／又は高純度ガスが受入空間に導入されるとき、検出器は最適な動作温度に設定されることが可能であり、使える状態にある。
【００２３】
カバーを受入部分に押し付ける固定デバイスを設けることによって、ガスケットの定められた接触圧力を生成することができ、そのため、受入容器は有利な方法で気密に密閉され得る。高純度ガスから構成される保護ガス雰囲気で作動する検出器のために、ガスケットはこのガスに対して所要の緊密性を与える。
【００２４】
適切なガスケットを選択して、このガスケットに適した接触圧力を固定デバイスにより加えることによって、所要の温度範囲での最大の漏れ量が有利な方法で設定され得る。更に、第１及び第２の密閉面を処理することなく受入容器の再利用性が保証されるように、定められた接触圧力が第１及び第２の密閉面を損傷しないことが保証され得る。
【００２５】
受入部分は、例えばカップとして構成され得る。特に、受入部分が検出器に密に支持されるように、受入部分の形状が検出器の外形に適合することが構想されてもよい。
【００２６】
受入部分は薄い壁を有してもよい。例えば、受入部分の壁の壁厚が、受入開口部の最大直径の0.7 ％〜1.5 ％の範囲内であることが構想されてもよい。最大直径は、受入開口部の最大の延長部分とみなされる。円形の受入開口部の場合、最大直径は受入開口部の半径の２倍であり、楕円形の受入開口部の場合、最大直径は、例えば半軸の長さの２倍である。例えば、受入開口部の最大直径は60mm〜80mmの範囲内であってもよい。壁厚は、例えば0.7 mm〜0.8 mmの範囲内であってもよい。このような壁厚は、検出器を収容するため、加えて、検出される放射線に関して壁によって形成される障壁を最小限度にするために、受入部分の適した安定性に関して特に有利であることが分かっている。
【００２７】
受入部分及び／又はカバーは、アルミニウム合金、例えばAlMg4.5Mn から形成されることができ、又は、チタン、マグネシウム、チタン合金又はマグネシウム合金から形成されることができる。
【００２８】
検出器と受入部分の壁との間に、隙間が設けられてもよい。従って、検出器と受入部分の壁とが電気的に絶縁される。導電性材料から形成された受入容器の場合、電気的な絶縁が、信号を検出するために検出器と電気的に接することを可能にすべく必要とされる。隙間は、0.3 mm〜0.5 mmの範囲内の幅を有してもよい。このような隙間の幅は、電気的な絶縁を実現するため、加えて隙間が検出される放射線のための障壁を形成することを防ぐために特に有利であることが分かっている。更に、非常にコンパクトな構成が達成され得る。
【００２９】
壁と検出器との間に、隙間を設けるべく検出器を壁から距離を置いて維持するスペーサが配置されてもよい。スペーサは、セラミック材料又は耐熱プラスチック材料、例えばポリイミド、例えばDuPontから入手可能なカプトンから形成されてもよい。
【００３０】
本発明によれば、ガスケットは弾性金属のガスケットであることが構想されてもよい。弾性は、ガスケットの接触圧力がより大きい温度範囲でほとんど変化せずに維持されることを保証する。ゲルマニウムの検出器の場合、この温度範囲は、例えば−200 ℃〜200 ℃の範囲内である。ガスケットの弾性は、受入容器の緊密性が保証されるように、この温度範囲で生じる熱膨張を補う。
【００３１】
ガスケットは、弾性管、好ましくは金属管に囲まれた螺旋状のばねであることが構想されていることが好ましい。管は、例えばスリットを有してもよい。
【００３２】
このようなガスケットは、特に有利であることが分かっている。特に、このようなガスケットを用いると、例えば10-10mbar×l/s 未満の所望の漏れ量が有利な方法で達成され得る。
【００３３】
第１の密閉面及び第２の密閉面と接する弾性管の材料は、第１の密閉面及び第２の密閉面の材料の硬度より低い硬度を有していることが好ましい。このようにして、管の材料が少なくとも部分的に僅かに塑性的に変形して第１及び第２の密閉面の表面の窪みに押し付けられるという点で、第１及び第２の密閉面のあらゆる表面粗さが補われ得ることが実現されている。第１及び第２の密閉面は、例えば0.2 μｍ〜0.8 μｍの範囲内の算術平均粗さ指数Raを有してもよい。
【００３４】
第１及び第２の密閉面と接する弾性管の材料（外側の材料）は、例えば別の層として構成されてもよい。例えば、第１及び第２の密閉面と接する弾性管の材料は、純アルミニウム、例えばAl99.5から形成されてもよい。アルミニウム合金、例えばAlMg4.5Mn から形成された第１及び第２の密閉面の場合、弾性管の外側の材料が変形するが、第１及び第２の密閉面は変形しないことが実現されている。
【００３５】
螺旋状のばねは、ばね鋼から形成されてもよく、例えば例としてXC80タイプの高合金鋼から形成されてもよい。第１及び第２の密閉面に面する側に、管は夫々の突部を有してもよく、突部を介して管は第１及び第２の密閉面に載置される。従って、材料の塑性変形に必要な力がより小さい領域に作用するので、この力は減少する。
【００３６】
管の材料が塑性的に変形することができるので、接触圧力が加えられるとき、密閉面に対する損傷が回避される。従って、第１及び第２の密閉面が、受入容器の使用後であっても再使用に必要な特性を有するので、本発明に係る受入容器が再使用可能であることが実現され得る。
【００３７】
カバーのためのストッパが受入部分に設けられ、カバーがストッパに載置されると、所定の距離が第１の密閉面と第２の密閉面との間に設定されることが構想されていることが好ましい。このようにして、第１の密閉面と第２の密閉面との間に配置されたガスケットが、ガスケットの変形が制限されるように、所定の距離によって定められた範囲内でのみ変形することが保証される。ガスケットのこの弾性変形により、ガスケットは、第１の密閉面及び第２の密閉面に定められた接触圧力で押し付ける。
【００３８】
本発明の好ましい例示的な実施形態によれば、受入部分は、固定デバイスが載置される第１の周方向のフランジを有していることが構想されている。更に、カバーは、固定デバイスが載置される第２の周方向のフランジを有していることが構想されてもよい。従って、固定デバイスは、受入部分及びカバーを互いに有利な方法で固定することができる。
【００３９】
第１の密閉面は第１のフランジに設けられている、及び／又は第２の密閉面は第２のフランジに設けられていることが好ましい。第１及び第２のフランジが受入部分及びカバーから突出しているので、第１及び第２のフランジは受入部分及びカバーの製造中に有利な方法で扱われ得るため、第１及び第２の密閉面は、高品質であるように単純な方法で製造され得る。
【００４０】
固定デバイスが第１及び第２のフランジに載置されると、受入容器を閉じるために必要な圧力が第１及び第２のフランジに直接加えられるため、第１及び第２のフランジでの第１及び第２の密閉面の配置は、圧力が第１及び第２の密閉面のすぐ近くでカバー及び受入部分に加えられ、従って、カバー又は受入部分で変形して第１の密閉面及び第２の密閉面間の距離を無意識に変えて不正確さをもたらすことなく、ガスケットの特に正確な接触圧力が加えられ得るという利点がある。
【００４１】
固定デバイスは、第１及び第２のフランジを囲む２つの部分で構成されるロックリングとして構成されていることが好ましい。従って、第１及び第２のフランジは、有利な方法で互いに押し付けられ得る。更に、ねじ穴などの他の手段がカバー又は受入部分に必要ではない。従って、カバー及び受入部分は有利な方法で製造されることができ、更にカバーが受入部分に固定されるときにカバー又は受入部分での変形が回避される。
【００４２】
例えば、カバー及び受入部分が円形である一方、２つの部分で構成されるロックリングが、カバー及び受入部分に対応する形状を有する多角形、例えば六角形であることが構想されてもよい。ロックリングの角領域の補強材料にねじが設けられてもよく、ねじを用いて、２つの部分で構成されるロックリングが共にねじ留めされ、カバーが受入部分に押し付けられる。
【００４３】
更に、カバーが、受入部分に部分的に挿入されるように構成されている突出領域を有していることが構想されてもよい。従って、カバーが中心に置かれることが保証され得る。
【００４４】
第１及び第２のフランジを囲む２つの部分で構成されるロックリングを設けることにより、ロックリングはガスケットが外部からアクセスされるのを防ぐので、第１及び第２のフランジに設けられた第１及び第２の密閉面間に位置するガスケットが外部の影響から保護されることが更に保証される。ここで、２つの部分で構成されるロックリングの一部が、ガスケットが配置されている領域に亘って延びており、従ってこの領域を保護することが構想されてもよい。
【００４５】
周方向のフランジを備えた例示的な実施形態の代わりである本発明の第２の例示的な実施形態では、受入部分は受入部分の壁に囲まれた受入開口部を有しており、受入開口部は受入空間内に移行し、カバーは受入開口部に挿入されるように構成されており、第１の密閉面は、受入開口部内に延びている壁の突部に設けられていることが構想されている。記載されている第１の例示的な実施形態では、カバーが上縁部領域で受入空間内に部分的にのみ延びており、かなりの部分で受入部分に置かれている一方、この例示的な実施形態では、カバーが受入部分に挿入されていることが構想されている。ここで、壁が雌ねじ山を有しており、固定デバイスが、雌ねじ山と協働する雄ねじ山を有していることが構想されている。言い換えれば、固定デバイスは受入開口部内にねじ留めされ得る。ここで、固定デバイスは、例えば一体型のロックリングであり得る。
【００４６】
従って、固定デバイスをカバーに押し付けて、ひいては密閉面をガスケットに単純な方法で押し付けることが可能である。
【００４７】
固定デバイスには、カバーに押し付けて固定デバイスを雌ねじ山に嵌め込む締付ねじが設けられてもよい。従って、一方では、ガスケットの定められた接触圧力に有利な方法で達することができ、他方では、固定デバイスが取り外されることが防止されて、ひいては接触圧力の減少が防止されることが可能である。
【００４８】
本発明の２つの代替的且つ例示的な実施形態では、カバーが、ゲッタ素子を有する挿入体、受入空間を空にするための管を有する挿入体、又は電気線若しくは電気プラグコネクタのための挿入体を挿入するための少なくとも１つの通路を有していることが構想されてもよい。ゲッタ素子を用いて、受入空間内に生成される真空が、数年間有利な方法で維持され得る。受入空間を空にするための管を有する挿入体を設けることにより、受入空間内の真空を単純な方法で生成することが可能になる。言うまでもなく、所望の保護ガス雰囲気を管を介してもたらすことが更に可能である。
【００４９】
電気線又はプラグコネクタのための挿入体によって、動作に必要な検出器の高電圧が検出器に印加され得る。信号線を更なる電気プラグコネクタを介して外部に導くことが更に可能である。
【００５０】
ここで、通路が突部に設けられた第３の密閉面を有しており、挿入体が第４の密閉面を有しており、更なるガスケットが第３の密閉面と第４の密閉面との間に配置されていることが構想されてもよい。従って、本発明に係る受入容器の修理の場合に、例えばゲッタ素子が交換され得るように、挿入体はカバーに取外し可能に固定され得る。受入空間を空にするための新たな管を有する挿入体を設けることが更に可能である。
【００５１】
ガスケットは、例えば金属ガスケットであってもよく、カバーと受入部分との間のガスケットと同一又は同様であってもよい。特に、更なるガスケットは、弾性管に囲まれた螺旋状のばねによって構成されてもよい。更に、第３及び第４の密閉面と接する弾性管の材料は、第３及び第４の密閉面の材料の硬度より低い硬度を有していることが構想されてもよい。従って、第３及び第４の密閉面が、受入容器の使用後であっても再使用に必要な特性を有するので、本発明に係る受入容器が再使用可能であることが実現され得る。
【００５２】
挿入体のための更なるストッパがカバーに設けられ、挿入体が第３の密閉面及び第４の密閉面の間の更なるストッパに載置されると、所定の距離が設定されることが構想されていることが好ましい。このようにして、第３の密閉面と第４の密閉面との間に配置される更なるガスケットが、更なるガスケットの変形が制限されるように、所定の距離によって定められた範囲内でのみ変形することが保証される。更なるガスケットのこの弾性変形により、更なるガスケットは、第３の密閉面及び第４の密閉面に定められた接触圧力で押し付ける。挿入体は、通路内へのねじ留めに適しているように構成され得る。このため、挿入体が通路に単純な方法で取外し可能に挿入され得る。このため、通路は雌ねじ山を有してもよく、挿入体はこの雌ねじ山に対応する雄ねじ山を有している。挿入体を通路内にねじ留めすることによって、更なるガスケットのための必要な定められた接触圧力が有利な方法で加えられ得る。
【００５３】
或いは、更なる固定デバイスが、通路内にねじ留めされるように構成され、挿入体を更なるガスケットに押し付けることが構想されてもよい。ここで、更なる挿入体に押し付けて更なる固定デバイスを通路内に制限する締付ねじが更なる固定デバイスに配置されていることが構想されてもよい。従って、更なるガスケットのための定められた接触圧力が加えられることができ、加えて挿入体は通路内に制限されることにより固定される。
【００５４】
螺旋状のばねを囲む管を有する本発明に係る弾性金属のガスケットは、所望の緊密性に必要な接触圧力が、超高真空技術に使用される標準的なガスケットの場合より大幅に低くてもよいという利点、又は、ある温度範囲では所望の緊密性が例えば有利な方法で維持され得るという利点をもたらす。従って、本発明に係る受入容器の非常にコンパクトな構成が可能である。更に、ガスケットによって密閉面に加えられる負荷はより低い。従って、受入容器及びカバーは、特にγ分光法で特に有利な低い原子番号Ｚの金属又は金属合金の材料から完全に製造され得る。その理由は、このような材料によるガンマ線の吸収及び散乱が最小限度に抑えられるからである。
【００５５】
ガスケットの管は、例えば所望の材料で覆われてもよい。従って、ガスケットは、ほとんど全てのフランジの材料に有利な方法で適合され得る。従って、用途に応じて、様々な材料が受入容器に使用されることができ、例として宇宙計画のための高強度の材料、又はγ分光法のために低い蛍光Ｘ線を呈する材料が使用され得る。
【００５６】
更に、本発明に係る受入容器では、カバー及び受入部分を相互に溶接することにより、変形が回避される。
【００５７】
従って、受入容器の製造、及び受入容器内の検出器の配置を容易にすることができる。更に、溶接処理が行われないので、検出器に対する損傷の危険性が低下する。
【００５８】
本発明は、検出器が収容されている本発明に係る受入容器を備えた検出器システムに更に関する。
【００５９】
更に、本発明に係る受入容器は、単純な方法で再度開閉され得るので、検出器又は検出器と共に受入容器から構成された検出器システムのより単純な修理を可能にする。
【００６０】
以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】検出器と共に本発明に係る受入容器の第１の例示的な実施形態を示す断面略図である。
【図２】図１に示された受入容器を示す平面略図である。
【図３】検出器と共に本発明に係る受入容器の第２の例示的な実施形態を示す断面略図である。
【図４】図３に示された受入容器を示す平面略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
図１及び２には、放射線感受性検出器材料から形成されて受入容器内に収容されている検出器100 と共に本発明に係る受入容器1 を備えた検出器システムの第１の例示的な実施形態が示されている。検出器100 は、超高真空で又は高純度ガスから構成される保護ガス雰囲気で作動する。真空又は保護ガス雰囲気が受入容器内に生成されて、長期に亘って維持される。
【００６３】
受入容器は、受入部分3 、及び受入部分3 に固定されたカバー5 を備えている。受入部分3 は、例えばカップ状の構成である。
【００６４】
受入部分3 は、検出器100 のための受入空間7 を画定している。言うまでもなく、受入部分3 が検出器100 のための受入空間7 の一部のみを形成して、受入空間7 の更なる部分がカバー5 によって形成されることも可能である。
【００６５】
受入空間7 内に生成される雰囲気が維持され得るように、カバー5 は受入空間7 の受入開口部7aをハーメチックに、つまり気密に密閉する。
【００６６】
受入部分3 は、受入空間7 を環状に囲む壁9 から構成されている。壁9 の上縁部に、第１の周方向のフランジ11が配置されている。第１のフランジ11の表面が第１の密閉面13を形成している。壁9 の壁厚ｓは、例えば受入開口部7aの最大直径Ｄの0.7 〜1.5 ％の範囲内である。
【００６７】
組立て中に、検出器100 は受入開口部7aを通って受入部分3 に挿入される。壁9 と検出器100 との間に隙間12が存在する。従って、検出器100 と受入部分3 の壁9 とが電気的に絶縁される。隙間12は、0.3 mm〜0.5 mmの範囲内の幅を有してもよい。このような隙間の幅は、電気的な絶縁を実現して非常にコンパクトな構成を可能にするために特に有利であることが分かっており、加えて隙間12が検出される放射線のための障壁を形成することが防止される。
【００６８】
壁9 と検出器100 との間に、隙間12を形成すべく検出器100 を壁9 から距離を置いて維持するスペーサ14が配置されている。スペーサ14は、例えばセラミック材料又は耐熱プラスチック材料から形成され得る。
【００６９】
カバー5 は、受入部分3 の受入開口部7a内に延びている突出部分15を有しているため、受入部分3 の壁9 の上部分によって中心に置かれる。更に、第２の密閉面17がカバー5 に配置されている。第１の密閉面13及び第２の密閉面17は互いに対応しており、互いに対向して配置されている。第１の密閉面13と第２の密閉面17との間に、第１の密閉面13及び第２の密閉面17に載置されたガスケット19が配置されている。カバー5 は、第２の密閉面17が配置された第２のフランジ21を有している。
【００７０】
固定デバイス23が、カバー5 を受入部分3 に押し付けて、ガスケット19の定められた接触圧力を加える。従って、受入空間7 は、有利な方法でハーメチックに、つまり気密に密閉され得る。このために、カバー5 のためのストッパ20が受入部分3 に設けられ、カバー5 がストッパ20に載置されると、所定の距離が第１の密閉面13と第２の密閉面17との間に設定されることが構想されている。このようにして、第１の密閉面13と第２の密閉面17との間に配置されるガスケット19が、所定の距離によって定められた範囲内でのみ変形することが保証される。ガスケット19のこの弾性変形により、ガスケット19は、第１の密閉面13及び第２の密閉面17に定められた接触圧力で押し付ける。
【００７１】
固定デバイス23は、第１のフランジ11及び第２のフランジ21を囲んで第１のフランジ11及び第２のフランジ21を相互に押し付ける２つの部分で構成されるロックリング23a から構成されている。このために、２つの部分で構成されるロックリング23a はねじによって固定されている。２つの部分で構成されるロックリング23a は、図２で最もよく分かるように六角形の構成であり、ねじ25がロックリング23a の角領域23b に配置されている。
【００７２】
カバー5 に複数の通路27が設けられてもよく、通路27内に挿入体29が配置される。挿入体29は、検出器100 のための高電圧線31、受入空間7 を空にするための管33又はゲッタ素子35を収容してもよい。ゲッタ素子35は、例えば数年間受入空間7 内に真空を維持すべく機能する。
【００７３】
管33を有する挿入体29の例によって図１に示されているように、挿入体29は、ねじ山37を介して通路27内にねじ留めされ得る。通路27は、第３の密閉面41を与える突部39を有している。挿入体29には、第３の密閉面41に対応する第４の密閉面43が設けられている。第３の密閉面41と第４の密閉面43との間に更なるガスケット45が配置されており、更なるガスケット45に作用する定められた接触圧力が加えられ得るように、挿入体29は通路27内にねじ留めされるように構成されている。突部39は、挿入体29のための更なるストッパ46をカバー5 に形成しており、挿入体29が更なるストッパ46に載置されると、所定の距離が第３の密閉面41と第４の密閉面43との間に設定される。このようにして、第３の密閉面41と第４の密閉面43との間に配置される更なるガスケット45が、所定の距離によって定められた範囲内でのみ変形することが保証される。更なるガスケット45のこの弾性変形により、更なるガスケット45は、第３の密閉面41及び第４の密閉面43に定められた接触圧力で押し付ける。
【００７４】
ガスケット19及び更なるガスケット45は弾性金属のガスケットとして構成されてもよい。対応するガスケット19, 45は、図１の拡大断面図に概略的に示されている。ここで、ガスケット19, 45は、スリット付の弾性管22に囲まれた螺旋状のばね24から構成され得る。更に、ガスケットの弾性管が、例えば純アルミニウムから形成された別の層22a を有し、第１及び第２の密閉面13, 17又は第３及び第４の密閉面41, 43に接する弾性管22の材料は、対応する密閉面13, 17, 41, 43の硬度より低い硬度を有することが構想されてもよい。従って、密閉面13, 17, 41, 43の表面粗さが補われ、密閉面13, 17, 41, 43への損傷が防止される。
【００７５】
別の層22a は、密閉面13, 17, 41, 43に面する側に夫々の突部22b を有してもよく、突部22b を介して弾性管22は密閉面13, 17, 41, 43に載置される。従って、別の層22a の材料の塑性変形に必要な力が、突部22b によって形成されたより小さい領域に作用するので、この力は減少する。
【００７６】
カバー5 が受入部分3 に置かれた後に固定デバイス23がカバー5 を受入部分3 に押し付けるという点で、本発明に係る受入容器1 は単純な方法で閉じられ得る。このために、ねじ25は定められたトルクで締められる。本発明に係る受入容器1 は、ねじ25を緩めることにより単純な方法で開けられることができ、容器は非破壊的な方法で開けられることができる。
【００７７】
通路27内にねじ留めされる挿入体29の使用により、ゲッタ素子35又は管33は、例えば単純な方法で交換され得る。
【００７８】
挿入体29は、例えば信号伝送のために使用される他の電気線又は電気プラグコネクタを更に有してもよい。
【００７９】
図示された例示的な実施形態では、受入部分3 は円形の構成である。検出器100 の形状に応じて、受入部分3 は様々な形状を有してもよい。特に、受入部分3 は平坦な部分を有してもよく、そのため、受入容器1 内に配置された複数の検出器は、平坦な部分が互いに支え合うという点で互いの近くに配置され得る。従って、複数の検出器が、例えばクライオスタット技術を使用することにより有利な方法で−200 ℃の低い動作温度に共通して設定され得るように、検出器の密な配置が実現され得る。
【００８０】
検出器100 は、例えばゲルマニウム、シリコン、テルル化カドミウム亜鉛、ガリウムヒ素又はテルル化カドミウムから形成されたダイオードを有してもよい。特に、検出器は高純度ゲルマニウムから形成され得る。
【００８１】
図３及び４には、検出器100 と共に本発明に係る受入容器1 を備えた検出器システムの第２の例示的な実施形態が示されている。図３及び４に示されている受入容器1 は、図１及び２に示されている受入容器1 と同様の構成を本質的に有しており、同様に受入部分3 及びカバー5 から構成されている。差異は、カバー5 を受入部分3 に固定する方法である。
【００８２】
図３及び４に示されている例示的な実施形態では、受入部分3 は、受入部分3 の壁9 に囲まれて受入空間7 内に移行する受入開口部47を有している。カバー5 は受入開口部47に挿入されている。第１の密閉面13は、受入開口部47内に延びている突部49に設けられている。カバー5 は、図１及び２に示されている例示的な実施形態のカバー5 と同様に第２のフランジ21を有してもよく、第２のフランジ21の下側に第２の密閉面17が設けられている。ガスケット19は、第１の密閉面13と第２の密閉面17との間に配置されており、図１及び２に示されている例示的な実施形態と同様に構成されてもよい。
【００８３】
固定デバイス23は、図３及び４に示されている例示的な実施形態では一体型のロックリング23c として構成されている。壁9 は、受入開口部47の領域に雌ねじ山51a を有している。一体型のロックリング23c は、雌ねじ山51a に対応して雌ねじ山51a と協働する雄ねじ山51b を有している。言い換えれば、一体型のロックリング23c は受入開口部47内にねじ留めされてカバー5 に押し付けることが可能である。
【００８４】
固定デバイス23には、カバー5 に押し付ける締付ねじ53が配置されている。締付ねじ53によって、固定デバイス23はねじ山51a, 51bに制限されることが可能であり、定められた圧力がカバー5 に加えられ得るため、カバー5 は、受入部分に設けられたストッパ20に押し付けられる。従って、ガスケット19は弾性的に変形して、第１の密閉面13及び第２の密閉面17に定められた接触圧力で押し付ける。
【００８５】
図１及び２に示されている例示的な実施形態のように、挿入体29を収容するための通路27がカバー5 に配置されている。図３及び４に示されている例示的な実施形態では、第３の密閉面41及び第４の密閉面43が中間のガスケット45と共に互いに協働するように、挿入体29は通路27に挿入されている。挿入体29は、通路27内のねじ山37にねじ留めされた更なる固定デバイス55によって画定されている。更に、更なる固定デバイス55は締付ねじ53を更に有しており、締付ねじ53は、更なる固定デバイス55を通路27内に制限して、挿入体29が更なるストッパ46に押し付けられるように更なるガスケット45のための定められた接触圧力を加える。
【００８６】
従って、通路27内での挿入体29の固定は、本質的にカバー5 を受入部分3 に固定する方法と同一の方法で行われる。
【００８７】
図１〜４に示されている例示的な実施形態では、個々の挿入体のみが、記載された固定技術によって固定されているように示されている。言うまでもなく、全ての挿入体がこのように固定され得る。更に、修理中に交換される個々の挿入体のみがこのように固定されて、他の挿入体は従来の方法でカバー5 に溶接されることが可能である。
【図１】
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【図１ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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