CS232514B1 - Zapojení přístroje pro měření dceřiných produktů thoronu v ovzduší - Google Patents

Abstract

Přístroj pro měření dceřiných produktů thoronu v ovzduší sestává z detekční části, k níž jsou připojeny zesiloveče, jejichž výstupy jsou přes diskriminátory připojeny k tvarovacím obvodům, které jsou připojeny k porovnávacímu obvodu. Porovnávací obvod β je připojen jednak přes násobící obvod 10 k jednomu indikačnímu zařízení 12 a jednak přes další násobiči obvod 13 k rozdílovému členu 15, který je připojen k dalšímu indi- kačnímu^zařízení- 19. Přístroj podle vynálezu umožňuje měřit a vyhodnotit četnosti impulsů odpovídající detektovanému záření alfa, detekovanému záření beta a nepravým, koincidencím úměrným rozpadu ThC------»ThC'. Měřený vzorek aerosolu lze odebrat z většího § objemu, což umožňuje měření s větší citli- x vostí a s využitím výhod scintilačních, K případně proporcionálních detektorů. Poměr koncentrace mezi dceřinými produkty thoronu může být libovolný, stanovení koncentrace potenciální energie alfa dceřiných produktů thoronu je přesnější a rovněž se zkracuje doba měření.

Description

(54) Zapojení přístroje pro měření dceřiných produktů thoronu v ovzduší

Přístroj pro měření dceřiných produktů thoronu v ovzduší sestává z detekční části, k níž jsou připojeny zesiloveče, jejichž výstupy jsou přes diskriminátory připojeny k tvarovacím obvodům, které jsou připojeny k porovnávacímu obvodu. Porovnávací obvod β je připojen jednak přes násobící obvod 10 k jednomu indikačnímu zařízení 12 a jednak přes další násobiči obvod 13 k rozdílovému členu 15, který je připojen k dalšímu indikačnímu^zařízení- 19. Přístroj podle vynálezu umožňuje měřit a vyhodnotit četnosti impulsů odpovídající detektovanému záření alfa, detekovanému záření beta a nepravým, koincidencím úměrným rozpadu ThC----»ThC'.

Měřený vzorek aerosolu lze odebrat z většího § objemu, což umožňuje měření s větší citli- x vostí a s využitím výhod scintilačních, K případně proporcionálních detektorů. Poměr koncentrace mezi dceřinými produkty thoronu může být libovolný, stanovení koncentrace potenciální energie alfa dceřiných produktů thoronu je přesnější a rovněž se zkracuje doba měření.

220

Vynález se týká přístroje pro měření dceřiných produktů thoronu ( Rn), to je radionuklidů ThB (²¹²Pb), ThC (²¹²Bi), ThC'(²’²Po) a ThC(²⁰⁸Tl) v ovzduší.

V současné době je známo několik zapojení přístrojů pro měření aktivity vzorků aerosolu získaného například filtrací vzduchu ze sledovaného prostředí s cílem vyhodnotit počet atomů jednotlivých radionuklidů v objemové jednotce sledovaného ovzduší, neboli jejich koncentraci, případně určit koncentraci potenciální energie záření alfa dceřiných produktů thoronu.

V 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 měření provádí po ukončeném odběru a pro vlastní vyhodnocení se předpokládá jistý poměr.koncentrací ThB : ThC ve sledovaném obzduší, což je zdrojem nepřesností.

Druhý typ přístrojů je založen na polovodičové spektrometrii zářeni alfa, což se týká radionuklidů ThC a ThC', nebo gama při detekci ThB, ThC a ThC''. V tomto případě se odběr vzorku provádí na filtr malého průměru, což snižuje citlivost měření a vyhodnocení se provádí až po skončení odběru vzorku.

Uvedené nedostatky a nevýhody odstraňuje zapojení přístroje podle vynálezu, jehož podstatou vynálezu je to, že výstup porovnávacího obvodu je připojen jednak k prvému násobícímu obvodu, jehož výstup je připojen k prvému indikačnímu zařízení a jednak k druhému násobícímu obvodu, jehož výstup je připojen k rozdílovému členu, na jehož vstup je připojen tvarovací obvod a na jehož výstup je připojeno druhé indikační zařízení.

Podstatou vynálezu dále je to, že výstup porovnávacího obvodu může být dále připojen ke třetímu násobícímu obvodu, který je připojen ke třetímu indikačnímu zařízení, a ke čtvrtému násobícímu obvodu, jehož jeden výstup je připojen ke čtvrtému indikačnímu zařízení a druhý výstup je připojen na druhý vstup rozdílového členu a druhý výstup druhého násobícího členu je připojen k pátému indikačnímu zařízení.

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 čtyř radionuklidů. Měřený vzorek aerosolu lze odebrat z většího objemu vzduchu, což umožňuje měření s vyšší citlivostí s využitím výhod scintilačních, případně proporcionálních detektorů.

Poměr koncentrace mezi dceřinými produkty thoronu může být libovolný, stanovení koncentrace potenciální energie alfa dceřiných produktů thoronu je přesnější a rovněž 222 se zkracuje doba měření. Přítomnost Rn a jeho rozpadových produktů v průběhu odběru a měření má na stanovení koncentrace potenciální energie záření alfa rozpadových produktů thoronu omezený vliv.

Na obr. 1 je znázorněno jedno příkladné zapojení přístroje pro měření dceřiných produktů thoronu v ovzduší podle vynálezu a na obr. 2 je druhé příkladné zapojení. Přístroj sestává z detekční části £, k níž jsou paralelně připojeny zesilovače 2, ⁸ JL, jejichž výstupy jsou přes diskriminátory £ a 2 připojeny k tvarovacím obvodům 6 a 2, které jsou připojeny k porovnávacímu obvodu ,8.

Výstup 2 porovnávacího obvodu 8 je jednak připojen k prvému násobícímu obvodu 10. jehož výstup 11 je připojen k prvému indikačnímu zařízení 12 a jednak ke druhému násobícímu obvodu 1 3. jehož výstup 14 je připojen k rozdílovému členu 1 5. ^na jehož první vstup 16 je připojen tvarovací obvod 2 a jehož výstup 18 je ..připojen ke druhému indikačnímu zařízení 19.

Přístroj pro měření vzorku aerosolu z ovzduší podle vynálezu umožňuje měřit a vyhodnotit následující četnosti, respektive počet impulsů; četnost impulsů odpovídající detekovanému záření alfa, n_b četnost impulsů odpovídající detekovanému zářeni beta a n^, četnost impulsů odpovídající nepravým koincidencím úměrným rozpadu ThC--->ThC*, přičemž četnost impulsů nepravých koincidenoí n_T je stanovena porovnávacím obvodem 8.

Vynásobením četnosti impulsů n_T v prvém násobícím obvodu 10 koeficientem 1,515 Lg se stanoví četnost impulsů η,^θ úměrná četnosti impulsů alfa a beta rozpadu ThC a toto se indikuje, přímo v prvém indikačním zařízení 1 2. Vynásobením četnosti impulsů n^, ve druhém násobícím obvodu li koeficientem 1,515 L₁ se stanoví četnost impulsů beta od ThC a ThC a tato je odečtena v rozdílovém členu I5 od celkové četnosti impulsů n_b, umožňuje stanovit četnost impulsů odpovídající radionuklidu ThB, která se indikuje na druhém indikačním záření 1 9.

Zapojení přístroje uvedené na obr. 2 rozšiřuje původní zapojení popsané na obr. 1 tím, že výstup 2 porovnávacího obvodu 8, je připojen jednak k prvému a třetímu násobícímu obvodu 10 a 1 0přičemž výstup 11 prvého násobícího obvodu 10 je připojen k prvému indikačnímu zařízení 12 a výstup 20 třetího násobícího obvodu 10' je připojen ke třetíau indikačnímu zařízení 21 a jednak ke druhému a čtvrtému násobícímu obvodu 13 a 13'. í >

První výstup 22 čtvrtého násobícího obvodu 13' je připojen ke čtvrtému indikačnímu zařízení ϋ θ druhý výstup 26 čtvrtého násobícího obvodu 13' je připojen na druhý vstup 17 rozdílového členu 12· Drzhý výstup 24druhého násobícího obvodu 13 je připojen k pátému indikačnímu zařízení 22V případě zapojení přístroje pro měření dceřiných produktů thoronu v ovzduší podle obr. 2 je četnost impulsů n^ násobena koeficientem L, ve čtvrtém násobícím obvodu 13' a udává četnost impulsů n, záření beta od radionuklidu ThC na čtvrtém indikačním zařízení 23. četnost impulsů n^ násobena koeficientem L₂ b prvém násobícím obvodu 10 udává četnost impulsů n₂ od radionuklidu ThC' na prvém indikačním zařízení 12.

Četnost impulsů n^, násobena koeficientem 0,515 L, ve druhém násobícím obvodu £2 udává četnost impulsů n-j od radionuklidu ThC na pátém indikačním zařízení 25 a četnost impulsů n_T násobena koeficientem 0,515 Lg ^ve třetím násobícím obvodu 10 ' udává četnost impulsů n^ záření alfa od radionuklidu ThC na třetím indikačním zařízení 21.

Z takto získaných hodnot odečtením hodnoty n₁ +n-j od celkové četnosti impulsů n^ v rozdílovém členu 1 5. lze stanovit četnost impulsů odpovídajícím radionuklidu ThB na druhém indikačním zařízení 19.

Význam násobících obvodů 1 0. 1 0 1 3. 1 3 ' a rozdílového členu 1 5 vyplyne, z následující informace. Je-li n_T známá veličina, pak pro četnost impulsů n^ záření beta radionuklidu ThC a četnost impulsů n₂ od radionuklidu ThC' platí tyto vztehy:

n, =L,.n_T kde L, = —-— »2 . i, n₂ — L₂. η,ρ

g₂ je pravděpodobnost rozpadu ThC' v průběhu trvání impulsu beta od ThC, f, Je celková detekční účinnost pro záření alfa, fg je celková detekční účinnost pro záření beta.

Z rozboru rozpadové křivky vyplyne, že četnost impulsů n_T se násobí v příslušných násobících obvodech takto:

obr. 1 - první	násobiči	obvod	JO. - 1 ,51 5 L2	. n„	-
druhý	násobící	obvod	12 - 1 ,515 L, .	T
obr. 2 - první	násobiči	obvod	12 - L2 . nT		to
druhý	násobící	obvod	12 - 0,515 L,.	t
třetí	násobící	obvod	10' - 0,51 5 L2	*

čtvrtý násobící obvod 13' - 1^ . n^,.

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 obou stran filtru a nebo podle předmětů vynálezů podle čs. autorských osvědčení č. 198 348, 207 534 a 210 261.

Impulsy z detekčních jednotek 1, které odpovídají detekovanému záření beta o četnosti impulsů n^, jsou zesíleny v obvodech 2 a 2 ⁶ tvarovány ve tvarovacích obvodech 6,, 2. pro dalěí vyhodnocení. V porovnávacím obvodu 8, ve kterém se sledují nepravé koincidence v časovém intervalu úměrném poločasu rozpadu ThC—-aThC, dochází k nepravým koincidencím, jejichž četnost je n^.

Zapojení přístroje podle vynálezu umožňuje, je-li známa četnost impulsů n^, n₁ a n^, stanovit zastoupení redionuklidu ThB ze vztahu n^ = n^ - (n₁ + n^) v proměřovaném vzorku.

Protože poločas rozpadu redionuklidu ThA je poměrně krátký, nelze jej ve sledovaném prostředí stanovit, i když to tato metoda umožňuje. V tomto případě, se pomocí dalšího porovnávacího členu připojeného ke druhému výstupu prvého násobícího obvodu 10 a ke druhému výstupu třetího násobícího obvodu 10'. stanovil rozdíl n^ = η_β - (n₂ + n^), který by udával zastoupení redionuklidu ThA.

Hodnoty n^ , n₂, n^, n^ a n^, případně n^, stanovené pomocí zapojení přístroje podle vynálezu, umožňují identifikaci koncentrace jednotlivých radionuklidů, přičemž se stanovuje četnost rozpadů alfa a beta ThC odděleně, případně umožňují určit koncentraci potencionální energie záření alfa dceřiných produktů thoronu ve sledovaném ovzduší.

Ve druhém případě je výhodné používat zapojení přístroje podle obr. 1. Četnosti impulsů n_ThC indikované na prvním indikačním zařízení 12 a n_ThB indikované na druhém indikačním zařízení 19 umožňují manuálně anebo následným vyhodnocovacím obvodem připojeným na výstupy prvého a druhého indikačního zařízení 12 a 19 stanovit koncentraci potenciální energie záření alfa i-ozpadových produktů thoronu.

Obdobně lze u zapojení podle obr. 2 výpočtem z hodnot n, , n₂, n-j, a n_$ nebo vyhodnocovacím obvodem připojeným na výstupy všech pěti indikačních zařízení 12, 2_1_, 22, 2j> a 12, stanovit koncentraci jednotlivých rozpadových produktů thoronu v ovzduší, nebo jejich , objemovou aktivitu nebo koncentraci potenciální energie záření alf». Je evidentní, že pro automatické vyhodnocení I výše uvedená indikační zařízení nejsou nutná, protože se zobrazuje výsledek provedených výpočtů.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zapojení přístroje pro měření dceřiných produktů thoronu v ovzduší, které sestává z detekční části, k níž jsou připojeny zesilovače, jejichž výstupy jsou přes diskriminátory připojeny k tvarovacím obvodům, které jsou připojeny k porovnávacímu obvodu, vyznačující se tim, že výstup (9) porovnávacího obvodu (8) je připojen jednak k prvému násobícímu obvodu (10), jehož výstup (11) je připojen k prvému indikačnímu zařízení ¢12) a jednak ke druhému násobícímu obvodu (13), jehož výstup (14) je připojen k rozdílovému členu (15), na jehož prvý vstup (16) je připojen tvarovací obvod (7) a jeho výstup (18) je připojen ke druhému indikačnímu zařízení 19).
2. 2. Zapojení přístroje pro měření dceřiných produktů thoronu v ovzduší podle bodu 1, vyznačující se tím, že na výstup (9) porovnávacího obvodu (8) který je připojen k prvému násobícímu obvodu (10), je zapojen jednak ke třetímu násobícímu obvodu (10 ), jehož výstup (20) je připojen ke třetímu indikačnímu zařízení (21) a jednak ke druhému násobícímu obvodu (13), jehož druhý výstup (24) je připojen k pátému indikačnímu zařízení (25) a ke čtvrtému násobícímu obvodu (13'), jehož první výstup (22) je připojen ke čtvrtému obvodu (13'), jehož první výstup (22) je připojen ke čtvrtému indikačnímu zařízení (23) a druhý výstup (26) je připojen na druhý vstup (17) rozdílového členu (15).