CS226839B1

CS226839B1 - Circuitry of apparatus for detecting radon daughter products in atmosphere

Info

Publication number: CS226839B1
Application number: CS841282A
Authority: CS
Inventors: Viktor Ing Dvorak
Original assignee: Viktor Ing Dvorak
Priority date: 1982-11-24
Filing date: 1982-11-24
Publication date: 1984-04-16

Description

Vynález se týká zapojení přístroje pro měření hustoty počtu atomů dceřiných produktů radonu RaA (^2l6Po), RaB (²^Pb), RaC (^2l2hji) _a RaC'(^2l^Po) v ovzduší, což umožňuje stanovení objemové aktivity jednotlivých radionuklidů i jejich celkové aktivity a rovněž i stanovení koncentrace potencionální energie dceřiných produktů radonu.The invention relates to a circuit device for measuring the density of carbon daughter products of radon RaA ^(2L6 Po) Rab ⁽² ^ Pb), rac ^(2/2 hji) _and rac ^{'(2 l} ^ Po) in the atmosphere, allowing the determination of the activity of individual radionuclides their overall activity as well as the determination of the potential energy concentration of the radon daughter products.

V současné době je známo několik zapojení přístrojů pro měření aktivity vzorku aerosolu získaného například filtrací vzduchu ze sledovaného prostředí s cílem vyhodnotit počet atomů jednotlivých radionuklidů v objemové jednotce sledovaného ovzduší, neboli jejich koncentraci či objemovou aktivitu, případně určit koncentraci potencionální energie záření alfa dceřiných produktů radonu. Y podstatě se přístrojem měří celková aktivita alfa nebo beta, nebo gama vzorku a z analýzy rozpadové křivky se stanoví koncentrace příslušných radionuklidů. Nevýhodou přístroje tohoto typu je skutečnost, že se měřené provádí po ukončeném odběru a pro vlastní vyhodnocení se předpokládá 1istý poměr RaA : RaB : RaC ve sledovaném ovzduší, což je zdrojem nepřesností. Druhý typ přístrojů je založen na polovodičové spektrometrii záření alfa,^ což se týká radionuklidů RáA, nebo záření gama pro detekci radionuklidů RaB a RaC. Spektrometrický přístroj umožňuje ve dvou kanálech identifikovat vždy dva radionuklidy z celkového počtu, avšak odběr se provádí na filtr malého průměru, oož snižuje citlivost měření a i v tomto případě se vyhodnocení provádí hlavně až po ukončeném odběru vzorku.Currently, several devices for measuring the activity of aerosol sample obtained by filtration of air from the monitored environment are known in order to evaluate the number of atoms of individual radionuclides in the volume unit of the monitored air, or their concentration or volumetric activity. . The total alpha or beta or gamma activity of the sample is basically measured by the instrument and the concentration of the respective radionuclides is determined from the decay curve analysis. The disadvantage of this type of instrument is the fact that the measurement is carried out after completion of sampling and for the evaluation is assumed a certain ratio of RaA: RaB: RaC in the monitored air, which is a source of inaccuracies. The second type of apparatus is based on the semiconductor spectrometry of alpha radiation, which relates to the Raion radionuclides, or gamma radiation for the detection of RaB and RaC radionuclides. The spectrometric instrument allows two radionuclides of the total number to be identified in two channels, but the sampling is performed on a small diameter filter, which reduces the sensitivity of the measurement and in this case the evaluation is mainly performed after the sampling is finished.

Uvedené nedostatky a nevýhody odstraňuje zapojení přístroje podle vynálezu, jehožThese drawbacks and drawbacks are eliminated by the wiring of the apparatus according to the invention

226 839226 839

226 839 podstatou je to, že výstup porovnávacího obvodu je připojen jednak na vstup prvého násobí* čího obvodu, jehož výstup je připojen na jeden vstup prvého rozdílového členu, na jehož druhý vstup je připojen výstup prvého tvarovacího obvodu, který je rovněž připojen na vstup porovnávacího obvodu, přitom výstup prvého rozdílového členu je připojen na vstup prvého indikačního zařízení a jednak na vstup druhého násobícího obvodu, jehož jeden výstup je připojen ke druhému indikačnímu zařízení a druhý vstup je připojen na jeden vstup druhého rozdílového členu. Na druhý vstup druhého rozdílového členu je připojen výstup druhého tvarovacího obvodu, který je rovněž připojen na vstup porovnávacího obvodu, přitom výstup druhého rozdílového členu je připojen na vstup třetího indikačního zařízení. Dále podstatou zapojení přístroje podle vynálezu je to, že druhý výstup prvého násobícího obvodu je připojen ke čtvrtému indikačnímu zařízení.226 839 is that the comparator circuit output is connected to the input of the first multiplier circuit, the output of which is connected to one input of the first differential member, to the second input of which the output of the first forming circuit is also connected to the input of the comparator the output of the first differential member is connected to the input of the first indicating device and to the input of the second multiplier circuit, one output of which is connected to the second indicating device and the second input is connected to one input of the second differential member. At the second input of the second differential member is connected the output of the second forming circuit, which is also connected to the input of the comparator circuit, wherein the output of the second differential member is connected to the input of the third indicator device. Further, the principle of the apparatus of the invention is that the second output of the first multiplier circuit is connected to a fourth display device.

Zapojení přístroje podle vynálezu umožňuje odběr vzorku aerosolu na filtr velkého průměru při současném měření aktivity alfa a beta vzorku a při jednoznačném stanovení všech tří, případně všech Styř radionuklidů. Měřený vzorek aerosolu lze odebrat z většího množství vzduchu na filtr většího rozmělni, což umožňuje měření s vyšší citlivostí s využitím výhod scintilačních, případně proporcionálních detektorů. Poměr koncentrací mezi dceřinými produkty radonu můře být libovolný, stanovení koncentrace potenciální energie záření alfa dceřiných produktů radonu je nejpřesnější a rovněž se zkrátí doba měření, která v podstatě probíhá během odběru vzorku. Nezanedbatelnou výhodou je, že měření uvedených veličin je možno realizovat diskontinuálně i kontinuálně.Involvement of the device according to the invention allows sampling of an aerosol onto a large diameter filter while simultaneously measuring alpha and beta sample activity and unambiguously determining all three or all styrene radionuclides. A measured aerosol sample can be taken from a larger amount of air onto a larger pulverizer filter, allowing measurements with higher sensitivity to take advantage of scintillation or proportional detectors. The ratio of concentrations between radon daughter products can be arbitrary, determining the potential energy concentration of the alpha radon daughter products is most accurate, and the measurement time that is essentially taken during sampling is also shortened. A significant advantage is that the measurement of said quantities can be carried out both batchwise and continuously.

Na obr. 1 je znázorněno zapojení přístroje pro měření dceřiných produktů radonu v ovzduší podle vynálezu.FIG. 1 shows an apparatus for measuring radon daughter products in air according to the invention.

Přístroj pro měření dceřiných produktů radonu v ovzduší sestává z detekční Sástl J,, k níž jsou připojeny zesilovače 2 a £, jejichž výstupy jsou přes diskriminátory £ a £ připojeny k tvarovacím obvodům 6 a £, které jsou připojeny k porovnávaoímu obvodu 8. Výstup £ porovnávacího obvodu 8 je připojen jednak na vstup 10 prvého násobícího obvodu 11. j9hož jeden výstup 12 je připojen na jeden vstup 13 prvého rozdílového členu 14. na jehož druhý vstup 15 je připojen výstup prvého tvarovacího obvodu £, který je rovněž připojen na vstup 28 porovnávacího obvodu 8, přitom výstup l6 prvého rozdílového členu 14 je připojen na vstup prvého indikačního zařízení 17 a jednak ná vstup 18 druhého násobícího obvodu 19. jehož jeden výstup 2p je připojen ke druhému indikačnímu zařízení 21. Druhý výstup 22 druhého násobícího obvodu 19 je připojen na jeden vstup 23 druhého rozdílového členu 24. na jehož druhý vstup 25 je připojen výstup druhého tvarovacího obvodu £, který je rovněž připojen na druhý vstup 29 porovnávacího obvodu 8, přitom výstup 26 druhého rozdílového členu 24 je připojen na vstup třetího indikačního zařízení 27.The apparatus for measuring the radon daughter products in the air consists of a detector part 11 to which amplifiers 2 and 6 are connected, the outputs of which are connected via discriminators 6 and 6 to shaping circuits 6 and 6, which are connected to a comparator circuit 8. Output 6 the comparator circuit 8 is connected to the input 10 of the first multiplier circuit 11, one output 12 of which is connected to one input 13 of the first differential member 14. to the second input 15 of which the output of the first shaping circuit 8 is connected. the output 16 of the first differential member 14 is connected to the input of the first indicator device 17 and the input 18 of the second multiplier circuit 19, one output 2p of which is connected to the second indicator device 21. The second output 22 of the second multiplier circuit 19 is connected to one input 23 of the second differential member 24 to whose kind The input 25 is connected to the output of the second forming circuit 6, which is also connected to the second input 29 of the comparator circuit 8, the output 26 of the second differential member 24 being connected to the input of the third display device 27.

Přístroj pro měření vzorku aerosolu z ovzduší podle vynálezu umožňuje měřit četnost impulsů n_a, odpovídající detekovanému záření alfa, četnost impulsů n^ odpovídající detekovanému záření beta a četnost impulsů nepravých koincidencí n_R úměrných rozpadu RaO —> Ra0,^zpřičemž Četnost impulsů nepravých koincidencí njj stanovena porovnávacím obvodem 8 a násobena koeficientem ve druhém násobícím óbvodu 19 udává četnost impulsů n^ od radionuklidu RaC na druhém indikačním zařízení 21. Četnost impulsů n^ násobena koeficientem Kg v pr226 839 vém násobícím obvodu 11 udává hodnotu četnosti impulsů ng, jejímž odečtením od celkové četnosti impulsů n_a v prvém rozdílovém členu 14 dostáváme četnost impulsů n^ odpovídající radionuklidu RaA na prvém indikačním zařízení 17 a odečtením hodnoty n^ od hodnoty n^ ve druhém rozdílovém členu 24 lze stanovit četnost impulsů n^ odpovídající radionuklidu RaB na třetím indikačním zařízení 27.Device for measuring aerosol sample from air according to the invention allows to measure the pulse frequency _n corresponding to the detected radiation alpha frequency pulse n ^ corresponding to the detected beta radiation and the pulse frequency of false coincidences n _R proportional disintegration RaO -> RA0 ^from said pulse rate of false coincidences being affected determined by the reference circuit 8 and multiplied by the coefficient in the second multiplication circuit 19 indicates the pulse rate n ^ from the radionuclide RaC on the second indicating device 21. The pulse rate n ^ multiplied by the coefficient Kg in pr226 839 multiplies the value 11. pulse rates n _and in the first differential member 14, the pulse rate n ^ corresponding to the radionuclide RaA at the first display device 17 is obtained, and by subtracting the value n ^ from the value n ^ in the second differential member 24 du RaB on the third indicating device 27.

Význam prvého násobícího obvodu 11 a druhého násobícího obvodu 19 a rozdílových členů li a 24 vyplyne z následující informace. ^Je-li n_R známá veličina, pak pro četnost impulsů radionuklidů RaC a RaC platí tyto vztahy:The meaning of the first multiplier circuit 11 and the second multiplier circuit 19 and the differential members 11 and 24 will be apparent from the following information. ^J e where _R n known values, then the pulse rate of radionuclides and rac RaC, the following relationships:

kde K »2 n,where K »2 n,

Kg g^... je pravděpodobnost rozpadu RaC v průběhu trvání impulsu beta od RaC; délka impulsu beta určuje rozlišovací dobu porovnávacího obvodu 8· f^... je celková detekční účinnost pro záření alfa;Kg g ^ ... is the probability of RaC decay over the duration of the beta pulse from RaC; the pulse length beta determines the resolution time of the comparison circuit 8 · f ^ ... is the total detection efficiency for alpha radiation;

fg... je celková detekční účinnost pro záření beta.fg ... is the total detection efficiency for beta radiation.

Impulsy z detekční jednotky X, které odpovídají detekovanému záření alfa o četnosti impulsů n^, jsou zesíleny v obvodech 2, a X a tvarovány ve tvarovacích obvodech 6, χ pro další vyhodnocení. V porovnávacím obvodu 8, ve kterém se sledují nepravé koincidence v časovém intervalu úměrném poločasu rozpadu RaC---·& RaC , dochází k nepravým koincidencím, jejichž četnost je n_R. Pomocí dalšího porovnávacího obvodu lze sledovat náhodné koincidence a vyloučit je pro vyhodnocení, je-li známa četnost impulsů n_& a ng, lze stanovit zastoupení radionuklidu RaA ze vztahu Hj = n_& - ng a ze znalosti a n^ stanovit zastoupení radionuklidu RaB podle vztahu n^ - n^ - n^ v proměřovaném vzorku. Protože poločas rozpadu radionuklidu RaA je poměrně krátký, lze ve sledovaném prostředí předpokládat radioaktivní rov222 novahu ggRa s RaA a ze znalosti hodnoty n^ lze stanovit i koncentraci radonu.The pulses from the detection unit X, which correspond to the detected alpha radiation with a pulse rate n n, are amplified in the circuits 2, and X and shaped in the forming circuits 6, χ for further evaluation. In comparative circuit 8, in which false coincidences are monitored in a time interval proportional to the half-life of RaC --- · & RaC, false coincidences occur with a frequency of n _R. Using another comparison circuit, random coincidences can be monitored and excluded for evaluation if the frequency of n _& a ng pulses is known, the representation of the RaA radionuclide from Hj = n _& - ng can be determined and from the knowledge an ^ determine the radionuclide RaB ratio according to n ^ - n ^ - n ^ in the measured sample. Since the half-life of the RaA radionuclide is relatively short, the radioactivity of ggRa with RaA can be assumed in the studied environment and the radon concentration can be determined from the knowledge of the n? Value.

Zapojení přístroje uvedené na obr. 2 rozšiřuje zapojení popsané na obr. 1 tím, že druhý výstup 30 prvého násobícího obvodu 11 je připojen na vstup čtvrtého indikačního zařízení 21Toto zapojení umožňuje indikaci četnosti impulsů ng na čtvrtém indikačním zařízení 21» která dává informaci o počtu rozpadlých atomů RaC na filtru. Zapojení přístroje podle vynálezu umožňuje indikaci všech dceřiných produktů radonu dopovaných na filtru pro následné vyhodnocení.The wiring of the apparatus shown in Fig. 2 extends the wiring described in Fig. 1 by the second output 30 of the first multiplier circuit 11 being connected to the input of the fourth display device 21. This wiring allows the pulse rate ng to be indicated on the fourth display device 21 RaC atoms on the filter. The connection of the device according to the invention allows the indication of all radon daughter products doped on the filter for subsequent evaluation.

Odběr aerosolu ze sledovaného prostředí a jeho záchyt .například na membránovém filtru se provádí známým způsobem. Měření alfa a beta aktivity vzorku lze provést známými způsoby měření při uspořádání detekčních jednotek z jedné nebo z obou stran filtru a nebo podle předmětů vynálezů podle gutorských osvědčení č. 198 348, 207 534 a 210 26l.The aerosol is withdrawn from the environment and collected, for example on a membrane filter, in a known manner. The measurement of the alpha and beta activity of the sample can be carried out by known measurement methods by arranging the detection units on one or both sides of the filter or according to the subject of the inventions according to the gutor certificates No. 198 348, 207 534 and 210 26l.

Hodnoty n^, ng, n^ a n^, stanovené pomocí zapojení přístrojů uvedených na obr. 1 a 2 podle vynálezu, umožňují identifikaci jednotlivých radionuklidů na filtru, což je nutné pro stanovení jejich hustoty počtu atomů v ovzduší, nebo objemové aktivity a nebo koncentrace potenciální energie záření alfa dceřiných produktů radonu ve sledovaném ovzduší. Za„ « 222 pojení přístroje rovněž umožňuje ze znalosti hodnoty n^ určit velikost Rn v ovzduší zaThe values of n umožňují, ng, n ^ and n, determined by the connection of the apparatus shown in Figs. 1 and 2 according to the invention, allow the identification of individual radionuclides on the filter, which is necessary to determine their atomic density or volume activity and / or concentration. potential energy of alpha radiation of radon daughter products in the monitored atmosphere. With the 222 connection of the device also allows to know from the knowledge of the value n ^ the amount of Rn in the atmosphere for

226 839 předpokladu radioaktivní rovnováhy mezi radionuklidem RaA a Rn ve sledovaném prostředí.226 839 assuming a radioactive balance between the radionuclide RaA and Rn in the studied environment.

Claims

BACKGROUND OF THE INVENTION

1. Connection of an instrument for measuring daughter products, radon in the air, which consists of a detection part to which amplifiers are connected, the outputs of which are connected via discriminators! forming circuits connected to the comparator circuit, characterized in that the output (9) of the comparator circuit (8) is connected to the input (10) of the first multiplier circuit (11), one output (12) of which is connected to one input (13) of the first differential member (14), to the second input (15) of which is connected the output of the first forming circuit (6), which is also connected to one input (28) of the comparator circuit (8); the member (14) is connected to the input of the first indicator device (17) and to the input (18) of the second multiplier circuit (19), one output (20) of which is connected to the second indicator device (21) and the other output (22) connected to one input (23) of the second differential member (24), the second input (25) of which is connected the output of the second forming circuit (7), which is also connected to the second input (29) of the comparator circuit (8); 26) second r the section member (24) is connected to the input of the third indicator device (27).

2. The apparatus of claim 1, wherein the second output (30) of the first multiplication circuit (11) is connected to the input of the Fourth Indicator (3l).