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Vorrichtung zum Messen der Strahlung von radioaktiven Isotopen
Zum Messen der Intensität der a-, ss-und y-Strahlung von radioaktiven Isotopen werden verschie- dene Methoden angewendet. Die Messung der Strahlung kann durch Vergleich oder durch unmittelbare
Energiemessung auf kalorimetrischem Wege erfolgen.
Als absolute Messmethoden können nur die kalorimetrischen Methoden angesehen werden. Die Ausfüh- rung derselben stösst aber in Anbetracht dessen, dass die von der absorbierten Strahlung hervorgerufene
Temperaturänderung sehr gering ist, auf grosse Schwierigkeiten. Aus dieser Tatsache folgt weiter auch, dass mit diesen Methoden nur starke Strahlungen mit entsprechender Genauigkeit gemessen werden kön- nen. Eine Erhöhung der Empfindlichkeit und Genauigkeit der kalorimetrischen Methode kann demnach dann erreicht werden, wenn die Empfindlichkeit und Genauigkeit der Messung der Temperaturänderung erhöht werden können.
Zum Messen der Temperaturänderung sind bereits zahlreiche Verfahren bekannt. Insbesondere ist zu diesem Zweck auch schon die temperaturabhängige Änderung des remanenten Magnetismus von perma- nentmagnetischen Stoffen ausgenützt worden. Durch den sich ändernden remanenten Magnetismus wird dabei die Induktivität einer Wicklung geändert. Dabei ist allerdings nur eine temperaturabhängige Ände- rung der remanenten Induktion um etwa 0, 2 ; 0 C erreicht worden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht demgegenüber eine wesentlich empfindlichere und genauere
Messung der Temperaturänderungen bei kalorimetrischen Aktivitätsmessungen. Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zum Messen der Strahlung von radioaktiven Isotopen auf Grund der Wärmebeein- flussung einer Induktivität ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass das radioaktive Isotop von einem strahlungsabsorbierenden und einem mit der Temperatur veränderliche Permeabilität aufweisenden Ferritkörper gänzlich umgeben ist, welcher Ferritkörper zugleich den Kern einer Spule bildet.
Der Ferritkörper wird in einen Raum konstanter Temperatur gebracht. Die Strahlung des im Inneren des Ferritkörpers befindlichen Isotopes wird durch das Material des Ferrites absorbiert, und dieser erwärmt sich durch die absorbierte Strahlung. Aus der auftretenden Erwärmung kann die Aktivität des Isotopes bestimmt werden. Zur Messung der Temperatur wird die Änderung der Permeabilität des Ferrits benützt. Wie es aus dem Diagramm nach Fig. l der Zeichnung ersichtlich ist, ändert sich die Permeabilität der Ferrite als Funktion der Temperatur. Mit der Erhöhung der Temperatur wird die Permeabilität grösser, erreicht einen maximalen Wert und fällt dann sehr schnell ab. Jene Temperatur, bei welcher die Permeabilität auf der abfallenden Strecke der Kurve wieder den bei 200 C gemessenen Wert erreicht, wird als technischer Curie-Punkt bezeichnet.
Nachdem die Permeabilität den maximalen Wert erreicht hat, ändert sich auf der abfallenden Strekke B-C der Kurve der Wert der Permeabilität praktisch linear mit der Temperatur. Mit einem speziell für diesen Zweck verfertigten Ferrit kann je Celsiusgrad eine 30-70loige Änderung der Permeabilität erreicht werden. Die Induktivität der auf den Ferritkern angebrachten Spule ist der magnetischen Permeabilität des Ferritkernes proportional. Die Temperaturmessung kann auf diese Weise auf eine Induktivitätsmessung zurückgeführt werden. Wenn eine 30loge Permeabilitätsänderung einer Temperaturänderung von 10 C entspricht, so kann mit einem Induktivitätsmessgerät von llo Genauigkeit eine Temperatur- änderung von 0, 0020 C bestimmt werden.
Die Temperatur des den Ferritkörper umgebenden Aussenraumes
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soll derart gewählt werden, dass die durch die Strahlung des Isotopes zustandegekommene Permeabilitäts- änderung auf der etwa linear abnehmenden Strecke B-C der Kurve der Fig. l stattfindet.
Die Ferrite enthalten schwere Metalle, und daher ist ihre Strahlungsabsorptionsfähigkit gross. Die a- und ss-Strahlungen werden bereits durdi die im Fernmeldewesen gebräuchlichen Ferrite geringer Mas- se absorbiert. Zur Messung von y-Strahlungen ist es zweckmässig, Bleiferrit enthaltende Ferritkörper zu verwenden.
Der Hauptvorteil der gemäss vorliegender Erfindung ausgeführten Messung besteht darin, dass die
Strahlung unmittelbar im temperaturempfindlichen Körper in Wärme umgewandelt wird und daher keine
Wärmeübertragungsverluste entstehen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Messmethode ist, dass sie mit einer verhältnismässig einfachen Vorrichtung die Bestimmung sehr kleiner Temperaturunterschiede mit einer um eine Grössenordnung höheren Empfindlichkeit als mit andern Methoden ermöglicht.
Ein Vorteil der Erfindung besteht auch darin, dass die Fernmessung und die Registrierung der Messergebnisse sehr einfach gelöst werden können.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 veranschaulicht. Das radioaktive Isotop 1 ist in einer Höhlung des Ferritkörpers 2 angeordnet. Der Ferritkörper 3 bedeckt die Höhlung im Ferritkörper 2. Die Form der Ferritkörper 2 und 3 ist derart gewählt, dass zwischen den aneinander anliegenden Flächen die Strahlung praktisch nicht heraustreten kann. Die Ferritkörper 2 und 3 bilden zugleich den Kern der Spule 4. Wenn die Ferritkörper 2 und 3 sich erwärmen, so ändert sich die Induktivität der Spule 4. Aus der Änderung dieser Induktivität kann die Aktivität des radioaktiven Isotopes bestimmt werden.
Es ist zweckmässig, die Vorrichtung in einem Thermostat anzuordnen, damit einerseits eine Änderung der Aussentemperatur die Genauigkeit der Messung nicht beeinflusst und anderseits die Temperatur des Ferrites im Hinblick auf die günstigste Induktivitätsänderung im Bereich der Strecke B -C in Fig. 1 gehalten werden kann.
Die Vorrichtung kann z. B. unter Zuhilfenahme eines in den Ferritkörpern 2 und 3 untergebrachten kleinen Heizkörpers kalibriert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Messen der Strahlung von radioaktiven Isotopen auf Grund der Wärmebeeinflussung einer Induktivität, dadurch gekennzeichnet, dass das radioaktive Isotop von einem strahlungsabsorbierenden und einem mit der Temperatur veränderliche Permeabilität aufweisenden Ferritkörper gänzlich umgeben ist, welcher Ferritkörper zugleich den Kern einer Spule bildet.