Test cryostat layout at Lyon Cooling/warmup rates : intrinsic safety(0.5 degree/mn) Light diode + photodiode Light diode + photodiode monitoring monitoring.

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1 Test cryostat layout at Lyon Cooling/warmup rates : intrinsic safety(0.5 degree/mn) Light diode + photodiode Light diode + photodiode monitoring monitoring Point like image from outside source foreseen Cold plate LED H1RG Mirror Thermal screen Kapton Feed-through

2 Layout of connecting card (with Diodes/Photodiodes)

3 Electronic connections And throughputs

4 Schéma de principe Ecran à 77K Plaque froide Tubes de transfert d’azote Enceinte externe Serpentin 4 piliers support Plaque de Molybdène Teflon CALCUL D’UN CRYOSTAT A UN ETAGE Descente en température et remontée en cas de panne

5 CALCUL D’UN CRYOSTAT A UN ETAGE 2éme partie Paramètres Nature (densité)Rext /Rint (cm) Ou S (cm 2 ) L cm MgMg A/L cm K W cm -1 K -1 C J g -1 K -1 PilierInox3..0/2.012.5.0023 Tubes transfert NLInox (7.9)1.0/0.812.5.1650.477 Plaque froideCuivre (8.96)R=9cm122802544.00.385 EcranCuivre8.0 / 7.81314994.00.385 RalentisseurTéflon (2.2)S=12 cm23.43913.5.00261.010 Support détecteurMolybdène (10.2)S=6x6=36cm2.51846.11.380.251 A la réunion du 19 avril chez Jean Christophe, il a été proposé de changer quelques paramètres du calcul (cf tableau ci-dessous, valeurs en rouge). La masse de molybdène passe de 400g à 184g et la section des supports augmente d’un facteur 20 par rapport au cylindre plein, en inox de diamètre 1cm. Celle des tubes d’azote augmente d’un facteur 2.

6 Résultats Les résultats sont profondément modifiés par rapport au calcul initial (draft0). La descente en T°, pour une puissance de 50mW est maintenant plus rapide que 1°/min alors qu’elle était ~0.75°/min. Ce résultat est la conséquence de la masse plus petite de molybdène à refroidir. La remontée en T° aussi est supérieure à 1°/min alors qu’elle était très inférieure à 0.5°/min (cf les étoiles et les carrés rouges dans la figure page5 de draft0). Ceci est une conséquence de l’augmentation de la section des supports d’inox qui autorisent une conduction thermique 20 fois supérieure au cas précédent. On savait déjà, dans draft0, que l’augmentation de la consommation d’azote liquide à l’équilibre est de 0.37 litre/heure ( 0,53 l -0,16 l) en passant de support en fibre de verre à de l’inox. Dans le cas présent la consommation passera à 7,5 l/h !!!! Du point de vue de la consommation et des vitesses de remontée on ne peut prendre de l’inox (tube ou plein) que si la section en métal est inférieure à 0,75 cm2.

7 Autres calculs Ci-contre les résultats de diverses variantes : Les point rouges sont les mêmes que ceux du graphe précédents. Le point noirs (confondus avec les rouges jusqu’à t=10h) représente le cas où les supports sont en fibre de verre avec les dimensions données dans draft0. On voit l’effet sur la remontée. Les points bleus sont obtenus en rajoutant à notre plaque de molybdène la masse de la platine support en molybdène du détecteur, qui fait 40x40x0.5 cm 3, soit au total 265g. Ca ralentit la descente et la remontée. Enfin les ronds rouges creux sont obtenus avec un A/L du téflon égal à 3cm. On voit un effet surtout sur la descente. Du point de vue de la consommation et des vitesses de remontée on peut prendre de la fibre de verre, modulo les problèmes de dilatation thermique

8 Schedule for cryostat (As of October 13th) Orders for vessel : placed Order for fiberglass components: placed Order for molybdenium : placed mid November Order for Gauges, valves, connectors (vacuum,N2) : placed Temperature monitoring: placed end October Mirror: placed Window Check with CPPM Cryostat completed: End January Cryostat tested February