Système de refroidissement à l’hélium

Le système de refroidissement à l’hélium de TRIUMF exploité sous licence refroidit les fenêtres à l’hélium des cibles TRIUMF PET ou des cibles spécifiques de nos clients. Le système est conçu dans le but de refroidir simultanément deux cibles, chacune d’elles fonctionnant avec la ligne de faisceaux compact de D-Pace ou la ligne de faisceaux spécifique de nos clients. Ce système peut aussi s’adapter à d’autres usages lorsqu’une quantité égale (ou moindre) de refroidissement est requise.


Fig. 1: Le système de refroidissement à l’hélium vu de face

Caractéristiques

  • Refroidissement simultané d’un maximum de deux cibles (chacune avec un bombardement de protons de 10-20MeV à 80 microampères)
  • Sélection de trajectoires permettant le refroidissement des sélecteurs de cible individuellement ou simultanément
  • Débit d’hélium de 130 litres standards par minute
  • Pression du système de 10 lb/po2 (mano)
  • Capteur de haute température
  • Capteur de basse pression
  • Capteur de faible débit
  • Soupape de sûreté protégeant la pompe en cas d’obstruction
  • Compatibilité avec un courant de 240 VCA/50Hz ou 120 VCA /60 Hz
  • Alimentation de contrôle /signal de 24 VCC

 


Fig. 2: Système de refroidissement standard vue isométrique

Usages

L’un des montages typiques est d’avoir un cyclotron avec deux lignes de faisceaux. Un système de refroidissement à l’hélium refroidit les cibles des deux lignes de faisceaux. Chaque ligne de faisceaux peut avoir un changeur de cible à deux positions avec un montage de deux cibles ou bien d’une seule cible et un seau de Faraday. Lorsqu’on place deux cibles ou plus dans un sélecteur de cibles, celle-ci sont mises en série pour ne nécessiter qu’un conduit d’alimentation et un conduit de retour par ligne de faisceaux.

Le système de refroidissement à l’hélium est placé dans la chambre du cyclotron. Le fonctionnement et le contrôle se font à distance à l’aide d’un contrôleur programmable. Seules les cibles d’eau normales et cibles d’eau à courant élevé sont soutenues. Adressez-vous à D-Pace pour tout autre usage.

Une pompe à soufflets métalliques fait circuler l’hélium par les cibles et un condensateur coaxial refroidi à l’eau. Des vannes électromagnétiques dirigent l’écoulement vers les cibles de la première, de la deuxième ou des deux lignes de faisceaux. Des capteurs détectent si le débit de l’hélium ou la pression du système sont inférieurs au niveau acceptable ou si la température de l’hélium est trop élevée. Ce système a aussi été utilisé pour soutenir une seule ligne de faisceaux sans avoir à y apporter des modifications.

Caractéristiques de rendement technique

Le système de refroidissement à l’hélium peut refroidir simultanément un maximum de deux cibles (chacune ayant un bombardement de protons de 10-20MeV à 80 microampères). Le système produit l’hélium à 130 slpm sous une pression de 10 lb/po2(mano).

Spécifications techniques de l’interface

Il est nécessaire d’établir plusieurs branchements afin d’utiliser le système de refroidissement à l’hélium. Ce sont:

  • Conduites de refroidissement à l’hélium:
    • Tuyauterie en cuivre de 16 mm de diamètre extérieur (14 mm de diamètre intérieur) reliant le système aux cibles
    • (Tuyauterie réduite à un tube flexible de polyuréthanne de 8 mm de diamètre pour le raccord aux cibles)
  • Conduites de refroidissement à l’eau
    • Tuyauterie de 6 mm de diamètre extérieur
    • L’eau de refroidissement devrait être débitée à 1 litre par minute à 20°C
  • Conduite d’alimentation de l’hélium:
    • Tuyauterie de 6 mm de diamètre extérieur
    • Alimentation d’hélium de très grande purité introduit dans le système au débit de 30 lb/po2(mano)
  • Câblage d’alimentation électrique:
    • Fils de numéro 14 AWG (calibrage américain normalisé)
    • Alimentation de 240 VCA/ 50Hz ou 120 VCA/60Hz
  • Câblage de signal /Commande:
    • 22 fils de numéro 18 AWG (calibrage américain normalisé)
    • 24VDC
    • Un minimum de 11 paires de signaux (22 conducteurs) sont nécessaires.