Filmdosimeter zur Bestimmung der von einer Person empfangenen Strahlendosis
Filmdosimeter, mit denen die Strahlendosis bestimmt werden kann, die eine Person empfangen hat, welche sich in der Umgebung eines Kernreaktors aufhält, sind bekannt. Im allgemeinen bestehen diese Dosimeter aus in bestimmter Reihenfolge vor einer photographischen Platte oder einem photographischen Film in einem Kunststoffgehäuse angeordneten, strahlenabsorbierenden Filtern. Dieses Gehäuse wird mit einer Klammer oder einer anderen Befestigungsvorrichtung an der Kleidung befestigt. Nach einer bestimmten Zeit, ge wöhnlich nach einigen Tagen, wird das Dosimeter geöff- net und die photographische Platte bzw. Film entwickelt.
Aus der relativen Schwärzung der verschiedenen Bereiche der Platte bzw. des Films kann die Bestrahlung innerhalb bestimmter Grenzen bestimmt werden. Beispiele solcher Filmdosimeter sind in den US-Patentschriften Nr. 2 483 991, 2 659 013, 2 855 519 und 2 938 121 beschrieben.
Der Hauptnachteil der bekannten Filmdosimeter besteht darin, dass sie nicht geeignet sind, in jedem Fall zwischen verschiedenen Strahlenarten zu unterscheiden, und dass die Berechnungen der den verschiedenen Strahlenarten entsprechenden Bestrahlungsmengen zu keinem quantitativen Ergebnis oder nur innerhalb sehr weiter Grenzen zu quantitativen Ergebnissen führen. Da jedoch die verschiedenen Arten der Strahlung gänzlich voneinander verschiedene biologische Wirkung besitzen, ist es wünschenswert, die Strahlenmengen getrennt und quantitativ zu erfassen. Dies ist besonders wichtig, wenn sich ein ernster radioaktiver Unfall ereignet hat.
Da sich die biologischen Auswirkungen von Bestrahlungen über das Leben eines einzelnen Individuums summieren, ist die genaue quantitative Ermittlung der empfangenen Strahlenmenge von grosser Bedeutung.
Die Erfindung bezweckt eine quantitative Erfassung von Bestrahlungsdosen verschiedener Herkunft.
Sie betrifft ein Filmdosimeter zur Bestimmung der von einer Person empfangenen Strahlendosis, mit einem Halter zur Aufnahme eines Films, dem ein Filtersystem vorgsschaltet ist, das ein Eisenfilter, ein Plastikfilter und ein offenes Fenstern aufweist. Das Filmdosimeter nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Tantalfilter vorgesehen ist, dass das Eisen-und Kunststoffilter genügend stark bemessen sind, um harte Beta-Strahlung gisichmässig zu schwächen, dass das Eisenfilter, das Kunststoffilter und das zoffene Fen ster Photonenenergien iiber 50 KeV in gleicher Weise schwächen, und dass ferner das Tantalfilter genügend stark ist,
um Röntgenstrahlen und Gamma-Strahlen mit einer Energie unter 50 KeV sowie Beta-Strahlung zu rückzuhalten.
Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Filmdosimeters in zerlegter Form.
Fig. 2 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Einsatzes für das in Fig. 1 dargestellte Filmdosimeter.
Fig. 3 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit der Fhotonenenergie in MeV (Abszissenwerte) von der relativen Empfindlichkeit in Einheiten der Schwärzung der Flächen eines photographischen Films Nr. 508 hinter den Filtern des Dosimeters (Ordinatenwerte). Auf die e Stärke der Filter wird weiter unten Bezug genommen.
Fig. 4 zeigt in einer graphischen Darstellung die Ab hängigkeit der Gammastrahlendosis, die von Radium ausgeht, in Milliröntgen (mr) (Abszissenwerte) von der Schwärzung in Standardeinheiten (Ordinatenwerte) (D Ta) wie sie auf einer photographischen Platte ermittelt wurde, die dieser Bestrahlung unter Zwischenschaltung eines Filters aus reinem, metallischen Tantal von 0, 508 mm Stärke ausgesetzt war. Die Standardein- heiten der Schwärzung werden definiert als
Ici logio (I) t wobei I ; die Intensität der einfallenden Strahlung und It dis Intensität der durchgslassenen Strahlung ist.
Fig. 5 zeigt in einer graphischen Darstellung die Ab hängigkeit der bei einer Bestrahlung mit einer fluoreszierenden 16 KeV Röntgenstrahlung empfangenen Dosis in Milliröntgen (Abszissenwerte) von den Differenzen der Schwärzungen in Standardeinheiten zwischen Bereichen derselben photographischen Platte, von denen einer von einer 1, 778 mm starken Kunststoffschicht und der andere von einer 0, 0254 mm starken Eisenfolie abgedeckt war, wobei diese Differenzen als Ordinatenwerte aufgetragen sind (DXpl-DxFe) Der besondere verwendete Kunststoff war ein unter der Marke Cycolac bekanntes Acrylnitrilbutadienstyrol-Copolymer.
Das Eisen war im wesentlichen reines Eisen.
Fig. 6 zeigt in einer graphischen Darstellung die Ab hängigkeit der Röntgen-Strahlungsdosis, die von einer fluoreszierenden 16 KeV-Röntgenstrahlung ausgeht in mr (Abszissenwerte) von den Differenzen der Schwär- zungen, gemessen in Standardeinheiten (Ordinatenwerte) (DxowDpi) zwischen Flächen, von denen eine von dem offenenFensternunddie andere mit demselben, oben erwähnten Kunststoff abgedeckt war.
Fig. 7 zeigt in einer graphischen Darstellung die Ab hängigkeit der empfangenen Strahlendosis einer von Uran ausgehenden Beta-Strahlung in mrad (Abszissenwerte) von den Differenzen der Schwärzungen in Standardeinheiten (Ordinatenwerte) der Flächen derselben photographischen Platte, die von dem offenen Fenster und mit demselben Kunststoff-Filter (D ow-Dsspl) abgedeckt waren. Für das offene Fenster wird nachfol- gend die Abkürzung OW benützt.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 die Rückseite des Filmabzeichens oder der Filmkassette bezeichnet.
Diese Rückseite besteht aus einem Stück aus Kunststoff.
Der Kunststoff, der für die bevorzugte Ausführungsform nach dieser Erfindung verwendet wird, ist ein unter der Marke Cycolac bektanntes Copolymeres von Acrylnitril, Butadien und Styrol, welche Kunststoffe als ABS Kunststoffe bezeichnet werden.
Mit der Rückseite 10 ist eine Metallklammer 11 verbunden, um das Filmdosimeter an der Kleidung des Trägers zu befestigen. Mit dem Bezugszeichen 12 wird eine Klinke des Schliessmechanismus und mit dem Bezugszeichen 13 ein Federblatt bezeichnet, das die Klinke 12 in Arretierstellung drückt. Einzelheiten des Verschlusses sind in der US-Patentschrift Nr. 2 855 519 beschrieben. Eine längliche Aussparung 14 und eine kürzere Ausnehmung 15 finden sich in dem Kunststoff der Rückseite 10 und ein offenes Fenster 16 ist im Abstand von der Aussparung und der Ausnehmung angeordnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform nach dieser Erfindung ist das offene Fenster 9, 525 X 12, 700 mm gross.
Der Raum 17 zwischen der kürzeren Ausnehmung 15 und dem offenen Fenster 16 wird als Kunststoff-Filter bezeichnet. Bei der bevorzugten, dargestellten Aus führungsform nach dieser Erfindung ist dessen Fläche 9, 525 x 12, 700 mm gross, 1, 778 mm stark und besteht aus ABS-Kunststoff. Schliesslich besitzt die Rückseite 10 einen vorstehenden Rand 19, der sich um drei Seiten erstreckt, jedoch unten fehlt.
Unmittelbar vor der Rückseite 10 befindet sich in der auseinandergezogenen Ansicht eine Bleiplatte 20, die eng in die Aussparung 14 passt. Diese Bleiplatte hat, soweit es die beschriebenen Massnahmen betrifft, keine Funktion und ist nur zu dem Zweck vorgesehen, um den für die Identifizierung wichtigen Teil der photographischen Platte vor Bestrahlung zu schützen.
Rechts von der Bleiplatte 20 befindet sich ein Tantalfilter oder eine Tantal-Abschirmung 21 aus im wesentlichen reinem metallischen Tantal und ein Eisenfilter oder eine Eisenabschirmung 22 aus im wesentlichen reinem Eisen. Die Filter 21 und 22 passen zusammen in die Aussparung 15. Bei der bevorzugten Ausfüh- rungsform ist das Tantalfilter 21 12, 7 X 12, 7 mm gross un, 0, 508 mm stark, während das Eisenfilter 22 eine Ausdehnung von 9, 525 X 12, 7 mm besitzt und 0, 0254 mm stark ist. Nach den Filtern 20, 21 und 22 kommt eine Kunststoffolie 30, die an diesen Elementen anliegt, wenn die Anordnung zusammengefügt ist. Die Abmessungen dieser Kunststoffolie 30 sind gross genug, um nicht nur die Filter, sondern auch die Kunststoff Fläche 17 und das offene Fenster 16 abzudecken.
Diese Kunststoff-Folie ist 0, 508 mm stark und besteht aus Tenite II, einem Zelluloseacetatbutyrat-Kunststoff. Die Folie 30 hält den Staub, der durch das offene Fenster 16 eindringt, ab und filtert weiche Röntgenstrahlen, die in den Filtern 20, 21 und 22 erzeugt werden, aus und beseitigt dadurch die Gefahr einer falschen Messung.
Vor der Kunststoff-Folie 30 befindet sich die photographische Platte 40, die in einem Papier von hinreichender Stärke eingewickelt ist, um Licht von der Photoschicht abzuhalten. Die photographische Platte besitzt etwa dieselben Abmessungen wie die Kunststoff Folie 30.
Vor der photographischen Platte 40 befindet sich ein Einsatz oder Schlitten 50, der solche Abmessungen besitzt, dass er eng innerhalb des vorstehenden Randes 19 der Rückseite 10 gleitet. Der Schlitten hat einen inneren erhöhten Rand 51, der zusammen mit dem Rand 19 einen dichten Verschluss für die eingelegten Teile des Filmdosimeters bildet, wenn dieses zusammengesetzt ist.
Der Schlitten 50 besitzt ein offenes Fenster 52, das sich mit dem offenen Fenster 16 deckt. Weiter besitzt der Schlitten einen äusseren vorstehenden Rand 53 und eine Aussparung 54, in die die Klinke 12 einklinkt.
In Fig. 2 ist der Einsatz oder Schlitten 50 von der anderen Seite, bezogen auf die Darstellung in Fig. 1, dargestellt. Man erkennt, dass der Schlitten eine längs- gestreckte Aussparung 55 mit denselben Abmessungen wie die Aussparung 14 in der Rückseite 10 und eine kürzere Aussparung 56 mit derselben Abmessung wie die Ausnehmung 15 besitzt. Es ist klar, dass beide Aussparungen sich mit den Aussparungen derselben Grosse in der Rückseite decken, wenn sich der Schlitten in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befindet. Ebenfalls gilt dies für die Kunststoff-Fläche 57 und die Kunststoff Fläche 17 und, wie bereits oben erwähnt, für, das offene Fenster 52 und das offene Fenster 16.
Die Stärken der Kunststoff-Flächen 17 und 57 sollen gleich sein und ebenfalls alle anderen Bedingungen sollen so gewählt werden, dass dieselbe oder wenigstens fast dieselbe Strahlungsintensität von jeder Seite auf die photographische Platte 40 auftritt. Bevorzugt sind der Schlitten 50 und alle anderen Konstruktionsteile ebenfalls aus ABS- Kunststoff hergestellt.
Der Schlitten 50 besitzt zwei Aussparungen 58 und 59 nahe seinem oberen Ende, die die Filter für die Messung starker Neutronen-und Gamma-Strahlungen aufnehmen. Diese Filter sind in der Veröffentlichung HW-71 710 beschrieben, die von der United States Atomic Energy Commission, Division of Technical Information Extension, Oak Ridge, Tennessee herausgegeben wurde. Diese bekannten Teile der Vorrichtung werden summarisch mit dem Bezugszeichen 60 bezeichnet. Es hat sich als praktisch herausgestellt, diese Elemente mit dem beschriebenen Filmdosimeter zu kombinieren. Die Plastikfolie 61 hält die Elemente 60 in ihren Aussparungen 58 und 59, wie dargestellt, fest.
Links von der Folie 61 ist das Tantal-Filter 62, das mit dem Tantal-Filter 21 identisch ist, und das Eisenfilter 63, das mit dem Eisenfilter 22 identisch ist, dargestellt. Diese Filter passen in die Aussparung 56, wenn das Filmdosimeter zusammengesetzt ist und werden von der Kunststoffplatte 64 an Ort und Stelle gehalten, die aus demselben Material besteht und dieselbe Stärke wie die Kunststoff-Folie oder-Platte 30 besitzt. Eine Bleiplatte 65 passt in die Aussparung 55 und ist mit runden Löchern, Schlitzen o. dgl. (nicht dargestellt) versehen, um den Träger des Filmdosimeters zu identifizieren, nachdem die photographische Platte 40 entwickelt wurde.
Die Vorderseite des Filmdosimeters besteht ebenfalls aus ABS-Kunststoff und besitzt eine nicht dargestellte ebene Fläche, mit der sie mit den inneren flachen Seiten des vorstehenden Randes der Rückseite 10 verbunden werden kann, beispielsweise durch Verkleben.
Die Vorderseite besitzt eine Aussparung 71, um ein Etikett aufzunehmen, das den Träger des Filmdosimeters kennzeichnet. Ebenfalls besitzt die Vorderseite zwei Schlitze begrenzende Ränder 72, die zusammen mit den Anschlägen 73 einen Halter für eine Sicherheitskarte bilden. Diese Anordnung ist bekannt. Da kein Vorsprung an der Oberseite der Vorderseite vorhanden ist, kann der Trägor die Sicherheitskarte herausziehen, wenn er das Filmdosimeter zum Entwickeln gibt und sie in andere Filmdosimeter mit frischen photographischen Platten einsetzen. Wenn, wie beschrieben, eine Sicherheitskarte verwendet wird, soll die Kunststoff-Folie in dem offenen Fenster 16 so stark sein, dass sie die leichte Abschattierung des Papiers oder des Kartons der Sicherheitskarte über dem offenen Fenster 52 ausgleicht.
Die Fähigkeit des beschriebenen Filmdosimeters zwischen den verschiedenen Arten der Strahlung zu unterscheiden, wenn diese Strahlungen zusammen auftre-' ten, beruht zum grössten Teil auf der grossen Verschiedenheit der Empfindlichkeit des photographischen Films, ausgedrückt in Werten der Schwärzung oder Dichte, wenn er den Photonenenergien hinter den verschiedenen Filtern des Dosimeters ausgesetzt ist. Diese Wirkung kann aus Fig. 3 erkannt werden. Die Kurve AB gibt die Empfindlichkeit des photographischen Films Nr. 508 hinterderTantalschicht wieder. Die Kurve CB entspricht der Empfindlichkeit hinter dem Eisenfilter. Die Kurve DB entspricht der Empfindlichkeit hinter dem Kunststoff-Filter und die Kurve EB entspricht der Empfindlichkeit hinter dem offenen Fenster.
Es wird hervorgehoben, dass die graphische Darstellung dieser Figur halblogarithmisch ist und dass mit Ausnahme der Empfindlichkeit des Films hinter einem Tantalfilter die Empfindlichkeitskurven, die allen anderen Elementen entsprechen, das heisst dem offenen Fenster, dem Kunststoff-Filter und dem Eisenfilter, einander be trächtlich ähnlich sind. Die Kurven CB, DB und EB erreichen ein Maximum bei etwa 0, 05 MeV oder 50 KeV und treffen sich in einer einzigen Kurve kurz nachher bei grösseren Energien. Diese gemeinsame Kurve fällt auf einen konstanten Wert von etwa 0, 9 MeV ab. Links von den Maximalwerten divergieren die Kurven. Die Bedeutung dieser Divergenz wird aus der nachstehenden Beschreibung einer Ausführungsform des erfindungsge- mässen Verfahrens klar.
Im Gegensatz zu den eben beschriebenen Empfindlichkeitskurven ist die Empfindlichkeit oder Ansprechbarkeit des Films in einem weiten Bereich hinter dem Tantal-Filter im wesentlichen von der Photonenenergie unabhängig, d. h. sie besitzt in diesem Bereich nahezu einen konstanten Wert, der dem Grenzwert der anderen Empfindlichkeitskurven, d. h. etwa 0, 9 MeV entspricht.
Die Empfindlichkeitskurve AB zeigt ein Maximum, das etwas grösser als der konstante Wert ist, bei etwa 0, 06 MeV und fällt dann sehr schnell nach links bei etwa 0, 050 MeV oder 50 KeV auf den Wert Null ab.
Mit anderen Worten, bis zu etwa 0, 050 MeV sperrt das Tantalfilter eine Photonenstrahlung vollständig ab, gleichgültig ob sie aus Gamma-Strahlen oder Röntgen Strahlen besteht.
Es ist weiter ersichtlich, dass, wenn ein Filmdosime- ter mit dem beschriebenen System von Filtern einem Strahlengemisch ausgesetzt wird, die Schwärzung oder Dichte jeder der Flächen der photographischen Platte im Filmdosimeter durch die Summe der Wirkungen der verschiedenen Strahlungen bedingt ist, die durch das Filter, das die entsprechende Fläche bedeckt, hindurchgelangen können.
Für eine Strahlung, die aus Beta-Teil chan, Gamma-Strahlen mit Energien grösser als 50 KeV und entweder Gamma-Strahlen oder Röntgen-Strahlen mit Energien kleiner als 50 KeV besteht, kann folgendes Gleichungssystem aufgestellt werden :
DXTa +D+D=D(A)
DXFe + DFe + D-D (B)
Dxpi +Dp+D=D(C) Dxow+Dow+DowDow(D) wobei DXTa = die durch Röntgenstrahlen ( < 50 KeV) be dingte Schwärzung hinter dem Tantalfilter.
D Ta = die durch Gammastrahlen ( > 50 KeV) bedingte
Schwärzung hinter dem Tantalfilter.
D = die durch Betastrahlen bedingte Schwärzung hinter dem Tantalfilter.
DTa = die Gesamtschwärzung hinter dem Tantalfilter.
DxFe = die durch die Röntgenstrahlen ( < 50 KeV) be dingte Schwärzung hinter dem Eisenfilter.
D = die durch Gammastrahlen ( > 50 KeV) be dingte dingte Schwärzung hinter dem Eisenfilter.
D = die durch Betastrahlen bedingte Schwärzung hinter dem Eisenfilter.
Dre = die gesamte Schwärzung hinter dem Eisenfilter.
Dxpl = die durch Röntgenstrahlen ( < 50 KeV) be dingte Schwärzung hinter dem Kunststofffilter oder der Kunststofffläche.
DYPI = die durch Gammastrahlen ( < 50 KeV) bedingte
Schwärzung hinter dem Kunststofffilter oder der Kunststofffläche.
Dppl = die durch Betastrahlen bedingte Schwärzung hinter dem Kunststofffilter oder der Kunststoff fläche.
Dpj = die Gesamtschwärzung hinter dem Kunststoff filter oder der Kunststofffläche.
Dxow die durch Röntgenstrahlen ( < 50 KM be- dingte Schwärzung hinter dem offenen Fenster.
D ow = die durch Gammastrahlen ( > 50 KeV) bedingte
Schwärzung hinter dem offenen Fenster.
D ow = die durch Betastrahlen bedingte Schwärzung hinter dem offenen Fenster.
Dot dite gesamte Schwärzung hinter dem offenen
Fenster bedeuten.
Alle die oben aufgeführten Schwärzungen werden in Standardeinheiten der Schwärzung gemessen, wie sie oben definiert wurde. Die oben aufgeführten 4 Glei chungen enthalten 12 Unbekannte. Um diese 12 Unbe kannten zu bestimmen, ist es notwendig, 7 Bedingungen aufzustellen. 4 dieser 7 Bedingungen sind : (1), (2) die Energien der Röntgen-und Beta-Strahlen, die die Schwärzung Null hinter dem Tantalfilm erzeugen. Diese Werte werden experimentell durch Variieren der Stärke des Tantalfilters bestimmt.
DxT.=0 DssTa (F) (F) (3) die Energie der Beta-Strahlen, die gleiche Schwärzungen hinter den Eisen-und Kunststoff-Filtern erzeugt. Diese wurde experimentell durch Einstellen der Stärken bestimmt, so dass gleiche Schwärzungen erhal- ten wurden.
D=D(G) (4) Gleiche Schwärzungen, die hinter dem Eisenfilter, dem Kunststoff-Filter und dem offenen Fenster durch Gamma-Strahlen erhalten werden. Diese Dichten wurden aus den Werten, auf denen die Ergebnisse, die in Fig. 3 dargestellt sind, beruhen, ermittelt.
D = D = D (H)
Wenn die Bedingungen (1) und (2) in die Gleichung (A) eingesetzt werden, ergibt sich DT.=D(I)
Wenn die Gleichungen (B) und (C) subtrahiert und die Bedingungen (3) und (4) eingesetzt werden, wird folgende Gleichung erhalten (xPi-DxFe) = Dpt-Dp,(J)
Wenn die Gleichungen (C) und (D) subtrahiert und die Bedingungen (4) eingesetzt werden, wird folgende Gleichung erhalten (Dflow-Dppl) = Dow-DPI- (Dxow-Dxpl) (K)
Da nicht mehrere Bedingungen aufgestellt werden können, müssen drei der Unbekannten mit den anderen Unbekannten kombiniert werden, um die Bedingungen (5), (6) und (7) zu erhalten. (Diese Unbekannten sind in den Gleichungen (J) und (K) in Klammern gesetzt.
Der Ausdruck in einer Klammer wird jeweils als eine Unbekannte angenommen).
Um die Gleichungen (I), (J) und (K) zu lösen, muss das Filmdosimeter für Röntgen-, Gamma-und Beta Strahlen, die an den interessierenden Stellen empfangen werden, geeicht werden. Beispielsweise wird angenommen, dass eine Uran-Beta-Strahlung in Anwesenheit von Plutonium-Gamma-Strahlen und Röntgen-Gamma Strahlen (etwa 16 KeV) vorliegt. Die Schwärzungseichkurve für die Gamma-Strahlen oder die charakteristische Kurve wird erhalten, indem das Filmdosimeter einer Standard-Radiumquelle ausgesetzt wird und IT,, als Funktion dieser Dosis (Fig. 4) gemessen wird.
Die einer 16KeV-Röntgenstrahlen entsprechenden Schwär- zungskurven werden erhalten, indem die Filmdosimeter einer 16 KeV-Röntgenstrahlenquelle ausgesetzt werden und die Differenzen der Schwärzungen hinter dem Kunststoff-Filter und Eisenfilter (DXPl-DXFe) und die Differenzen der Schwärzungen hinter dem offenen Fenster und dem Kunststoff-Filter (Dxow-Dxpl) als Funktionen der Dosis (Fig. 5 und 6) aufgetragen werden. Die charakteristische Kurve für die Beta-Strahlen wird erhalten, indem die Filmdosimeter einer Beta Strahlenquelle ausgesetzt werden und dann die Differenz der Schwärzungen zwischen der Schwärzung hinter dem offenen Fenster und hinter dem Kunststoff-Filter (Dssow¯Dpl) als Funktion der Strahlendosis (Fig. 7) aufgetragen werden.
Um die Dosis mit einem Filmdosimeter zu bestimmen, das einer Uran-Beta-Strahlung einer Plutonium Gamma-Strahlung und Röntgenstrahlung ausgesetzt und hierauf entwickelt wurde, wird wie folgt vorgegangen : 1. Die Schwärzungen hinter dem Tantalfilter (DTa), dem Eisenfilter (DF,), dem Kunststoff-Filter (Dpl) und dem offenen Fenster (Dow) werden abgelesen.
2. Aus der Schwärzung hinter dem Tantalfilter (DTa) wird die Dosis, die durch die Gamma-Strahlung bedingt ist, bestimmt, in, dem der entsprechende Wert in Fig. 4 abgelesen und in die Gleichung (I) eingesetzt wird.
3. Aus der Differenz der Schwärzungen, die hinter dem Kunststoff-und dem Eisenfilter gemessen werden (Dpl-DFe) wird die Dosis, die durch die Röntgenund Gamma-Strahlungen erhalten wird, die kleiner als 50 KeV sind, aus der Kurve HJ in Fig. 5 und Gleichung (J) bestimmt.
4. Die Kurve KL in Fig. 6 wird verwendet, um die Korrektur für die Differenz zwischen den Schwärzungen hinter dem offenen Fenster und dem Kunststoff-Filter (Dxow-Dxpl) zu bestimmen, die durch die entsprechende Dosis der Röntgen-und Gamma-Strahlen 50 KeV bedingt und aus Fig. 5 zu entnehmen sind.
5. Diese Korrektur aus dem Unterschied der Schwärzungen hinter dem offenen Fenster und dem Kunststoff-Filter (Dow-DPl) wird abgezogen und die Schwärzung, die durch die Beta-Strahlen bedingt ist, aus der Kurve MN in Fig. 7 und Gleichung 8 bestimmt.
Die Zuverlässigkeit des beschriebenen Dosimeters wurde durch Auswertung der Filme demonstriert, die Plutonium-Metall in Anwesenheit von Uran-Beta-Strahlung ausgesetzt waren. Der Film wurde einer Uran-Beta- Dosis von 90 bis 400 mrad und einem Plutonium-Metall während Zeitintervallen von 3 bis 15 Minuten in einem Abstand von 2, 54 cm ausgesetzt. Aus dem oben angegebenen Verfahrensschritt Nr. 5 kann festgestellt werden, dass die Genauigkeit der Auswertung der Beta Dosis direkt mit der Ermittlung der Röntgen-Strahlendosis in Beziehung zu setzen ist. Bei diesem Versuch wurden Werte für die Beta-Dosen festgestellt, die im Durchschnitt innerhalb 10"/o der angewandten Dosis lagen.
Stu, dien einer K-fluoreszierenden Röntgenstrahlenquelle ergaben unter Auswertung einer 16 KeV K-Strahlendosis in Anwesenheit von Uran-Beta-Strah- lung eine Genauigkeit von 10 /o für Filmschwärzungen unter etwa 1, 5 Schwärzungseinheiten. Die Dosis, die von der Gamma-Strahlung mit Energien grösser als 50 KeV herrührt, wurde durch den Verfahrensschritt Nr. 2 ebenfalls mit einer Genauigkeit von 10"/e der angewandten Dosis gemessen.
Beispiel 1
Ein Filmdosimeter der oben beschriebenen Art wurde einer Gamma-Strahlung von etwa 1 MeV ausgesetzt. In Tabelle I sind die Filter abgekürzt in der linken Spalte aufgeführt. Ta bedeutet Tantalfilter, Fe bedeutet Eisenfilter, PI bedeutet Kunststoffilter und mit OW ist das offene Fenster bezeichnet.
In der mittleren Spalte sind die entsprechenden Einheiten der Schwärzung oder der optischen Dichte der Bereiche der photographischen Platte des Zeichens aufgetragen, die sich hinter den entsprechenden Filtern befinden. Die Einheiten der optischen Dichte oder der Schwärzung wurden mit einem Beckmann-Schwärzungs- messer bestimmt, der eine 6-Volt polychromatische oder weisse Lichtquelle vom Typ 1321, eine Photoröhre vom Typ 922 besass und die Werte auf einem V-Micro-Mic ro-Ampèremeter anzeigt. In der rechten Spalte sind die berechneten Dosen aufgeführt, wobei die Nummer des Verfahrensschritts oder der Verfahrensschritte des oben beschriebenen Verfahrens, die bei den Berechnungen angewandt wurden, vermerkt sind.
Tabelle 1 Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0, 10 Schritt Nr. 2 100 mr Fe 0, 10 Schritt Nr. 3 0 mr Pl 0, 10 Schritte Nr. 4 und 5 0 mrad OW 0, 10
Beispiel 2
Ein Dosimeter der oben beschriebenen Art wurde einer Gamma-Strahlung von etwa 80 KeV ausgesetzt.
Die Ablesungen und Berechnungen wurden mit demselben Schwärzungsmesser durchgeführt, wie er für die Messungen nach Beispiel 1 verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle II aufgeführt.
Tabelle 11 Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0, 07 Schritt Nr. 2 70 mr Fe 0, 38 Schritt Nr. 3 0 mr Pl 0, 38 Schritt Nr. 5 0 mrad ...
Beispiel 3
Ein Filmdosimeter derselben Art wurde einer Dosis von Röntgen-Strahlen < 50 KeV ausgesetzt. Die Ablesungen und Berechnungen wurden mit demselben Schwärzungsmesser und nach demselben Verfahren, wie es für die früheren Beispiele verwendet wurde, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt.
Tabelle Ill Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0 Schritt Nr. 2 0 mr Fe 0, 12 Schritt Nr. 3 45 mr Pi 0, 19 Schritte Nr. 4 und 5 0 mrad OW 0, 31
Beispiel 4
Ein Filmdosimeter derselben Art wurde einer Dosis von Beta-Strahlen ausgesetzt. Die Ablesungen und Berechnungen wurden mit demselben Schwärzungsmesser und nach denselben Verfahren, wie sie für die oben genannten Beispiele verwendet wurden, durchgeführt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt :
Tabelle IV Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0 Schritt Nr. 2 0 mr Fe 0, 03 Schritt Nr. 3 0 mr Pi 0, 03 Schritt Nr. 5 200 mrad OW 0, 15
Beispiel 5
Ein Filmdosimeter wurde einer Dosis von Gamma Strahlen von etwa 1 MeV zusammen mit einer Dosis von Gamma-Strahlen von etwa 80 KeV ausgesetzt. Die Ablesungen und Berechnungen wurden mit demselben Schwärzungsmesser und nach denselben Verfahrens massnahmen durchgeführt, wie sie für die vorhergenannten Beispiele verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengestellt.
Tabelle V Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0, 17 Schritt Nr. 2 170 mr Fe 0, 48 Schritt Nr. 3 0 mr Pi 0, 48 Schritt Nr. 5 0 mrad OW 0, 48
Beispiel 6
Ein Filmdosimeter derselben Art wurde einer Dosis von Gamma-Strahlen von etwa 1 MeV und zugleich einer Dosis von Röntgen-Strahlen < 50 KeV ausgesetzt.
Die Ablesungen und Berechnungen wurden mit demselben Schwärzungsmesser und nach denselben Verfahrensmassnahmen durchgeführt wie sie für die oben genannten Beispiele verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengefasst :
Tabelle VI Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0, 10 Schritt Nr. 2 100 mr Fe 0, 22 Schritt Nr. 3 45 mr Pi 0, 29 Schritte Nr. 4 und 5 0 mrad OW 0, 41
Beispiel 7
Ein Filmdosimeter derselben Art wurde einer Dosis von Gamma-Strahlen von etwa 1 MeV und gleichzeitig einer Dosis von Beta-Strahlen ausgesetzt.
Die Ablesungen und Berechnungen wurden mit demselben Schwär- zungsmesser und nach denselben Verfahrensmassnahmen wie sie für die vorhergehenden Beispiele verwendet wurden, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle VII aufgeführt :
Tabelle VII Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0, 10 Schritt Nr. 2 100 mr Fe 0, 13 Schritt Nr. 3 Omr Pi 0, 13 Schritt Nr. 5 200 mr OW 0, 25
Beispiel 8
Ein Filmdosimeter derselben Art wurde einer Dosis von Gamma-Strahlen von etwa 80 KeV und gleichzeitig einer Dosis von Röntgen-Strahlen < 50 KeV ausgesetzt.
Die Ablesungen und Berechnungen wurden mit demselben Schwärzungsmesser und nach denselben Verfahrensmassnahmen durchgeführt wie sie für die oben genannten Beispiele verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII nachstehend aufgeführt :
Tabelle VIII Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0, 07 Schritt Nr. 2 70 mr Fe 0, 50 Schritt Nr. 3 45 mr Pi 0, 57 Schritte Nr. 4 und 5 0 mrad OW 0, 69
Beispiel 9
Ein Filmdosimeter gleicher Art wurde einer Dosis von Gamma-Strahlen von etwa 80 KeV und gleichzeitig einer Dosis von Beta-Strahlen ausgesetzt.
Die Ablesungen und Berechnungen wurden mit demselben Schwär- zungsmesser und nach denselben Verfahrensmassnahmen wie sie für die oben genannten Beispiele gewählt wurden, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX aufgeführt :
Tabelle IX Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0, 07 Schritt Nr. 2 70 mr Fe 0, 41 Schritt Nr. 3 0 mr Pl 0, 41 Schritt Nr. 5 200 mrad axxr n c
Beispiel 10
Ein Filmdosimeter gleicher Art wurde einer Dosis von Röntg nstrahlen < 50 KeV und gleichzeitig einer Dosis Beta-Strahlen ausgesetzt.
Die Ablesungen und Berechnungen wurden mit demselben Schwärzungsmesser und nach denselben Verfahrensmassnahmen ausgeführt wie sie bereits für die oben genannten Beispiele gewählt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle X nachfolgend aufgeführt :
Tabelle X Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0 Schritt Nr. 2 0 mr Fe 0, 15 Schritt Nr. 3 45 mr Pi 0, 22 Schritte Nr. 4 und 5 200 mrad OW 0, 46
Beispiel 11
Ein Filmdosimeter der gleichen Art wurde kombinierten Dosen aus Gammastrahlen von etwa 1 MeV, Gamma-Strahlen von etwa 80 KeV und Röntgenstrahlen < 50 KeV ausgesetzt.
Die Ablesungen und Berech nungen wurden mit demselben Schwärzungsmesser und nach denselben Verfahrensmassnahmen wie sie für die friiheren Beispiele gewählt wurden, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle XI nachfolgend zusammenge- stellt :
Tabelle XI Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0, 17 Schritt Nr. 2 170 mr Fe 0, 60 Schritt Nr. 3 45 mr Pi 0, 67 Schritte Nr. 4 und 5 0 mrad OW 0, 79
Beispiel 12
Ein Filmdosimeter derselben Art wurde kombinierten Dosen aus Gammastrahlen von etwa 80 KeV, Rönt genstrahlen < 50 KeV und Betastrahlen ausgesetzt.
Die Ablesungen und Berechnungen wurden mit demselben Schwärzungsmesser und nach denselben Verfahrensmassnahmen wie sie für die oben genannten Beispiele gewählt wurden, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle XII nachfolgend zusammengestellt :
Tabelle Xll Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0, 07 Schritt Nr. 2 70 mr Fe 0, 53 Schritt Nr. 3 45 mr Pl 0, 60 Schritte Nr. 4 und 5 0 mrad OW 0, 84
Beispiel 13
Ein Filmdosimeter der gleichen Art wurde den kombinierten Dosen folgender Strahlungen ausgesetzt : Gammastrahlen von etwa 1 MeV und 80 KeV, Röntgen strahlen < 50 KeV und Betastrahlen.
Die Ablesungen und Berechnungen wurden mit demselben Schwärzungsmesser und nach denselben Verfahrensmassnahmen durchgeführt, wie sie für die vorhergenannten Beispiele verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle XIII nachfolgend zusammengestellt :
Tabelle XIII Filter Einheiten der berechnete Dosis
Schwärzung Ta 0, 17 Schritt Nr. 2 170mr Fe 0, 63 Schritt Nr. 3 45 mr Pl 0, 70 Schritte Nr. 4 und 5 200 mrad OW 0, 94
Aus den oben beschriebenen Beispielen kann ersehen werden, dass mit dem beschriebenen Filmdosimeter und Verfahren die empfangenen Dosen von sowohl energiereichen als auch energiearmen Gammastrahlen von Röntgenstrahlen und Betastrahlen genau bestimmt werden können.
Ein weiterer Versuch, mit dem die Genauigkeit der Messung mit einem derartigen Filmdosimeter bewiesen wurde, wurde mit kombinierten Strahlungen von metallischem Plutonium, Gammastrahlen, die von Radium ausgehen, Röntgenstrahlen < 50 KeV und Uranbetastrahlen durchgeführt. Es wurde gefunden, dass die Ermittlung der Dosen für jeden Strahlungstyp in einem Genauigkeitsbereich von 10 /o der wirklich empfangenen Dosen lag. Diese Ungenauigkeit bewegt sich innerhalb der Grenzen, die für Filmdosimeter gefordert werden.