Automation of Sample Handling for ORTEC’s Lead-Shielded High-Purity Germanium Gamma-Ray Detector
Automatización del manejo de muestras para el detector de rayos gamma de germanio de alta pureza blindado con plomo de ORTEC
DOI:
https://doi.org/10.15392/2319-0612.2026.3019Palabras clave:
Automuestreador, Detector HPGe, Actuadores lineales, Arduino, ProgramaciónResumen
La espectroscopía gamma de alta resolución es una técnica no destructiva que permite la cuantificación de radionucleidos presentes en muestras ambientales. Los detectores más comúnmente utilizados para estos análisis son los detectores de germanio de alta pureza (HPGe). Para minimizar la radiación de fondo proveniente de fuentes distintas a la muestra es esencial blindar al detector colocándolo dentro de un blindaje de plomo. El blindaje de bajo fondo de ORTEC, que pesa aproximadamente 1180 kg, plantea desafíos para la automatización, por lo que estos sistemas rara vez se automatizan y son comercialmente costosos. Además, los detectores HPGe requieren enfriamiento a temperaturas criogénicas, típicamente logrado mediante nitrógeno líquido (LN2). Las desventajas del LN2 incluyen su alto costo y la duración limitada de una carga de 30 L de LN2 (aproximadamente 14 días), independientemente de la operación del detector. Un automuestreador, sistema automatizado de manejo de muestras, optimiza el uso de LN2 al permitir cambios de muestras durante períodos de inactividad. En este trabajo, desarrollamos un automuestreador rentable y eficiente que incorpora un robot de "pick and place" y un circuito neumático para la manipulación de muestras, actuadores lineales para la operación automatizada de puertas, y un sistema electrónico conectado con el software Maestro de ORTEC utilizando Python. Este sistema integra diseño mecánico, electrónica y programación para mejorar la eficiencia, optimizar el uso de LN2 y reducir el tiempo de inactividad, mejorando así el rendimiento operativo general.
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Referencias
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