Bestrahlung bei Tieftemperatur

Fraunhofer INT verfügt über einen Kryostaten für Bestrahlungstest bei tiefen Temperaturen. Unter Bestrahlungsbedingungen können Temperaturen im Bereich von 20 K bis 350 K erreicht werden.

Dieser Aufbau ist dafür geeignet, die Temperaturabhängigkeit der strahlungsinduzierte Dämpfung von Glasfasern an einer Co-60 Gammaquelle zu untersuchen. Die innere Probenkammer des Kryostaten (Ø 120 mm, Höhe 50 mm) ist mit Helium gefüllt, wodurch eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb der Probe erzeugt wird. Durch Kapillaren (Ø 2 mm) können Kontakte aus der Probenkammer nach außen geführt werden, was online-Messungen während der Bestrahlung ermöglicht.

 

Glasfasern bei tiefen Temperaturen

Glasfasern werden routinemäßig in rauer Umgebung zur Signalübertragung oder in Sensoranwendungen eingesetzt, z.B. im Weltraum oder bei Beschleunigern wie dem Large Hadron Collider (LHC) am CERN. Neben hohen oder sehr niedrigen Temperaturen sind die Glasfasern Vakuum und ionisierender Strahlung ausgesetzt. Isoliert wurden diese Effekte an Glasfasern intensiv untersucht, ihre Kombination hingegen wurde bisher nicht umfassend getestet.

Dabei sind die Effekte durch die niedrige Temperatur dramatisch. Abbildung 1 zeigt die strahlungsinduzierte optische Dämpfung der Standardfaser SMF 28e. Die Dämpfung bei tiefer Temperatur (grün) ist bis zu 1000-fach größer als bei Raumtemperatur (orange). Die Fasern reagieren bei tiefen Temperaturen demnach deutlich empfindlicher auf Strahlung.

Abb.1: Temperaturabhängigkeit der strahlungsinduzierten Dämpfung einer Glasfaser