Optimization and Automation of the Nuclear Reaction Chamber

Abstract

The production of vacuum is usually a very lengthy process that occupies precious research time. When dealing with many samples, the amount of times vacuum will have to be produced is directly tied to the number of samples a sample holder can take. This problem becomes much more important when dealing with samples that take longer to generate vacuum in the vacuum chamber, such as biological samples. Associated with this work is the construction of a new sample holder capable of holding up to fifteen samples, a new lid associated with the necessities of the new design, the incorporation of a linear feedthrough and a rotary platform, the construction of a new faraday cage to minimize associated noise and coding to automatically alternate between samples in both a linear and angular fashion. This new setup is going to be mounted in the target chamber of the nuclear reactions beam line of the 3.0 MV tandem accelerator located at CTN-IST (Bobadela Campus) and will give the nuclear reactions group new analysis capabilities. The design of the new parts was done with the usage of SolidWorks, and the development of the code was done with the usage of both Python for the user interface and Arduino for the control of the motors motion.A produção de vácuo tende a ser um processo muito demoroso interferindo negativamente com a investigação. Quando se lida com um elevado número de amostras, o número de vezes que vácuo tem de ser produzido está diretamente associado ao número de amostras que um determinado porta-amostras consegue suportar. Este problema torna-se mais notório quando nos deparamos com amostras que tendem a levar mais tempo a gerar vácuo como é o caso de amostras biológicas. Associado a este trabalho está a construção de um novo porta-amostras com capacidade para suportar quinze amostras, uma nova tampa para a câmara de vácuo associada às necessidades do novo design, a incorporação de um feedthrough linear e uma plataforma rotativa, a construção de uma nova gaiola de Faraday para minimizar o ruído eletrónico nos detetores de radiação e a escrita de código para controlar remotamente o posicionamento das amostras (translação e rotação).Esta nova configuração ficará operacional na câmara de alvos da linha de reações nucleares do acelerador tandem de 3,0 MV localizado no CTN-IST (Campus da Bobadela) e dará ao grupo de reações nucleares novas capacidades de análise. O design das novas peças foi feito com o uso do SolidWorks e o desenvolvimento do código foi feito com o uso do Python para a interface do usuário e do Arduino para o controlo do movimento dos motores ligados ao novo porta-amostras

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