Division of accelerators, cryogenics and magnetism

La conception des détecteurs utilisant des cristaux segmentés comme Agata minimise les angles morts en faveur d’une répartition quasi-totale de l’espace 4  autour du point cible. La segmentation, multiplie le besoin en électronique qui va dans le sens d’un accroissement des apports de chaleur à froid et l’optimisation de l’espace multiplie le nombre de détecteurs nécessaires. Par exemple, le détecteur Agata qui répartira 180 cristaux de germanium sur un volume sphérique de l’ordre du mètre de diamètre consommera une quarantaine de litres d’azote liquide par heure, soit au total 1m3 pour 24 heures qui génèrera un flux de gaz évaporé de 665 m3 par jour. La difficulté technique majeure est que ces cristaux refroidis ne supportent aucunes vibrations de l’environnement ni des flux du fluide réfrigérant. En alternative aux solutions à l’azote liquide classiques, qui nécessitent d’arrêter la détection à chaque remplissage des cryostats, nous avons en collaboration avec l’IPNO, étudié la possibilité d’utiliser l’hélium gaz, qui a des propriétés phoniques meilleures que l’azote comme réfrigérant. En ce sens, nous avons étudié plusieurs échangeurs de refroidissement au plus près du cristal puis nous avons exploré la possibilité de les refroidir en convection naturelle et en convection forcée. La complexité d’emploi des détecteurs nous a également poussé à développer, avec le SIS, un shunt thermique démontable à froid.