DD281325A7

DD281325A7 - Diffusionskammer

Info

Publication number: DD281325A7
Application number: DD29861886A
Authority: DD
Inventors: Gunter Pretzsch
Original assignee: Univ Dresden Tech
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1990-08-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Diffusionskammer mit einem passiven Festkoerperdetektor zum Nachweis von Alphastrahlung emittierenden Radonfolgeprodukten, insbesondere des 214Po, und/oder Thoronfolgeprodukten. Die erfindungsgemaesze Aufgabe wird dadurch geloest, dasz die Oberflaeche des Festkoerperdetektors mit einer abnehmbaren Elektretfolie bedeckt ist, deren Schichtdicke etwa der Reichweite der Alphateilchen der Mutternuklide Radon oder Thoron entspricht. Die Alphateilchen von Radon und/oder Thoron werden in Abhaengigkeit vom Ort ihrer Emission und ihrer Richtung in der Luft und/oder in der Elektretfolie vollstaendig abgetrennt und erreichen somit nicht den Festkoerperdetektor. Die Alphateilchen der Radon- und/oder Thoronfolgeprodukte werden von der Elektretoberflaeche aus emittiert. Ein definierter Anteil dieser Alphateilchen erreicht aufgrund der groeszeren Reichweiten im Vergleich zur Dicke der Elektretfolie den Festkoerperdetektor und erzeugt den Meszeffekt, aus dem die Aktivitaetskonzentration der Folgeprodukte bestimmt wird. Als Elektretfolie kann ein negativ aufgeladener polymerer Festkoerperspurdetektor verwendet werden. Nach erfolgter Exposition und AEtzung kann aus dem Meszeffekt dieses Detektors zusaetzlich die Aktivitaetskonzentration der Folgeprodukte bestimmt werden. Weiterhin besteht die Moeglichkeit, den Festkoerperdetektor aus mehreren, einzeln abnehmbaren Folien, vorzugsweise Festkoerperspurdetektorfolien, wobei die Schichtdicken in Abhaengigkeit von den Reichweiten der Alphateilchen der verschiedenen Folgeprodukte ausgewaehlt werden. Aus den einzelnen Meszeffekten der Festkoerperspurdetektoren lassen sich die Aktivitaetskonzentrationen der verschiedenen alpha-aktiven Folgeprodukte ermitteln.{Diffusionskammer; Festkoerperdetektor, passiv; Alphastrahlung; Radonfolgeprodukte; 214Po; Thoronfolgeprodukte; Elektretfolie; Radon; Thoron; Festkoerperspurdetektor; Aktivitaetskonzentration}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Diffusionskammer mit einem passiven Festkörperdetektor zum Nachweis von Alphastrahlung emittierenden Radonfolgeprodukten, insbesondere des ²¹⁴Po, und/oder Thoronfolgeprodukten.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen Radon- und/oder Thoronfolgeprodukte in einer Kammer mittels einer Pi;mpe auf Filtern abgeschieden werden („Atomnaja Energia", Bd. 12,1962, Seiten 315ff.).

Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die zu etwa 30% positiv geladenen Radon- u id/oder Thoronfolgeprodukte mittels elektrostatischer Felder auf einer negativen Elektrode (,Health Physics", Bd.45,1983, Seiten 487 ff.) odereiner. negativen Elektreten („Health Physics", Bd.41,1981, Seiten 405ff.) abgeschieden werden. Ebenso ist bekannt, negativ gelaaene Radonfolgeproduktsammler vor Festkörperspurdetektoren anzuordnen („Health Physics", Bd.43,1982, Seiten <i00).

Das Filter bzw. die Elektrode wird nach erner vorgegebenen Sammelzeit, z. B. nach einigen Minute n, alphaspekuometrisch mit einem aktiven Detektor, beispielsweise einem Halbleiterdetektor, ausgewertet und die Konzentration der Radon- jnd/oder der Thoronfolgeprcdukte in Luft bestimmt.

Weiterhin sind Kammern bekannt, bei denen sich der aktive Detektor unmittelbar im Kammervolumen befindet oder die als impulsliefernde Ionisationskammern arbeiten (DD-PS 231137).

Außerdem sind Diffusionskammern bekannt, die einen passiven integrierenden Detektor, wie beispielsweise einem Festkörperspurdetektor (DE-OS 1764666), einen Thermolumineszenz- oder einen Elektretdetektor, enthalten Vorwiegend werden Festköiperspurdetektoren verwendet. Beim Einfall von Alphateilchen werden in diesen Detektoren submikroskopische Zerstörungsspuren erzeugt, die durch einen chemischen oder elektrochemischen Ätzprozeß vergrößert werden und unter dem ! ichtmikrc5kop sichtbar sind. Die Anzahl der Ätzspuren je Flächenelement die als Maß für die Aktivitätskonzentration von Radon und dessen alpha-aktiven Folgeprodukten. Die Expositionszeiten für passive Detektoren betragen in der Regel mehrere Wochen bis Monate, so daß ein mittlerer Wert für die Aktivitätskonzentration erhalten wird. Dies ist insbesondere bei der Ermittlung der Strahlenbelastung der Bevölkerung oder beruflich strahlenexponierter Personen vorteilhaft, da die Aktivitätskonzentration in der Regel starken Schwankungen unterliegt.

Bei der Ermittlung der Strahlenbelastung des Menschen durch Inhalation sind Radon- und/oder Thoronfolgeprodukte von besonderer Bedeutung, da sie sich in der Lunge ablagern. Das gasförmige Radon und Thoron wird dagegen vollständig wieder ausgeatmet.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Alphastrahlung emittierende Radonfolgeprodukte, insbesondere des ²¹⁴Po, und/odei Thoronfolgeprodukte in einer Diffusionskammer mit einem passiven Festkörperdetektor selektiv, d. h., getrennt vom Mutternuklid Radon und/oder Thoron, während einer Langzeitmessung mit einfachen Mitteln nachzuweisen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die von den Radonfolgeprodukten und/oder Thoronfolgeprodukten emittierten Alphateilchen mit einem passiven Festkörperdetektor selektiv zu registrieren, d. h„ der Meßeffekt des Detektors darf nicht von Alphateilchen des Mutternuklides Rf.don und/oder Thoron beeinflußt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Oberfläche des Festkörperdetektors mit einer abnehmbaren Elektretfolie bedeckt ist, deren Schichtdicke etwa der Reichweite der Alphateilchen der Mi tternuklide Radon cder Thoron entspricht.

Die Alphateilchen von Radon und/oder Thoron werden in Abhängigkeit vom Ort ihrer Emission und ihrer Richtung in der Luft und/oder in der Elektretfolie vollständig abgetrennt und erreichen somit nicht den Festkörperdetektor. Die Alphateilchen der Radon- und/oder ThgronfolQeprodukte werden von der Elektretoberfläche aus emittiert. Ein definierter Anteil diesfir Alphateilchen erreicht aufgrund der größeren Reichweiten im Vergleich zur Dicke der Elektretfolie den Festkörperdetektor und erzeugt den Meßeffekt, aus dem die Aktivitätskonzentration der Folgeprodukte bestimmt wird.

Es versteht sich, daß als Elektretfolie beispielsweise ein negativ aufgeladener polymerer Festkörperspurdetektor verwendet

werden kann. Nach erfolgter Exposition und Ätzung te™ aus dem Meßeffekt dieses Detektors zusätzlich die Aktivitätskonzentration der Folgeprodukte bestimmt werden.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, den Festkörperdetektor aus mehreren, einzeln abnehmbaren Folien, vorzugsweise Festkörperspurdetektorfolien, wobei die Schichtdicken in Abhängigkeit von den Reichweiten der Alphateilchen der verschiedenen Folgeprodukte ausgewählt werden. Aus den einzelnen Meßeffekten der Festkörperspurdetektoren lassen sich die Aktiv 'tätskonzentrationen der verschiedenen alpha-aktiven Folgeprodukte ermitteln.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. Sie besteht aus einer 20 pm dicken Elektretfolie Makrofol G 1, die au' eine Oberflächenpotential von -500V aufgeladen wurde, einer 20μιη dicken Festkörperspurdetektorfolie Makrofol G 3, einer 10Mm dicken Festkörperspurdetektorfolie Makrofol KG 2 sowie dem Kammergehäuse 4 mit einer Höhe von 70mm, einem Innendurchmesservon55mmam Boden und einer Öffnung 5 mit einem Durchmesser von 70mm.

Der Festkörperspurdetektor Makrofol registriert Alphateilchen im Energiebereich von 0,5MeV bis 2,4MeV, deren Richtung mit der Detektoroberfläche einen Winkel von mindestens 40° bilden. Die Vorrichtung wurde in einem Radonbehälter exponiert. Die Radonnuklide diffundieren in das Kammervolumen. Alphateilchen, die bis zu -',,tfernungen von 43 mm emittiert werden, können die Elektretoberfläche noch erreichen. Die in das Kammervoiumen diffundierenden bzw. dort entstehenden Radonfolgeprodukte wandern aufgrund ihrer positiven Ladung im elektrischen Feld des Elektrete.i und sammeln sich auf dessen Oberfläche. Ein Teil der emittierten Alphateilchen dringt in den Festkörperspurdetektor ein und erzeugt ätzbare Spuren.

Nach der Exposition wurden die Detektorfolien 1,2 und 3 voneinander gem η nt, beidsei>-£ geätzt und die durch die Alphateilchen hervorgerufenen Spurdichian ermittelt.

Die Spurdichte des Festkörperspurdetektors 2 wird nur durch die Alphateilchen des Radonfolgeproduktes ²²² Rn bestimmt und ist ein direktes Maß für die Aktivitätskonzentration des Mutternuklids Radon. In der Detektorfolie 3 werden sowohl Alphateilchen des ²²²Rn als auch des^2M Po registriert.

Bei einem weiteren Experiment wurde die Aktivitätskonzentration der Radonfolgeprodukte auf Vio verringert, die des Radon jedoch konstant gehalten. Nach Exposition, Ätzung und Auswertung der Festkörperspurdetektoren ergab sich für den Festkörperspurdetektor 2 eine Spurdichte, die auf Vio derjenigen vom ersten Experiment gesunken war, währ, nd die Spurdichte der Detektorfolie 1 gleich derjenigen vom ersten Experiment war.

Claims

1. Diffusionskammer mit einem passiven Festkörperdetekcor, z. B. einem Festkörperspur- oder Thermolumineszenzdetektor, zum Nachweis von Alphastrahlung emittierender Radon- und/oder

.Thoronfolgeprodukten unter Verwendung einer negativ aufgeladenen Elektretfolie, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberfläche des Festkörperdetektors (2) mit einer abnehmbaren Elektretfolie (1) bedeckt ist, deren Schichtdicke etwa der Reichweite der Alphateilchen der Mutternuklide Radon oder Thoron entspricht.

2. Diffusionskammer nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Festkörperdetektor aus mehreren, einzeln abnehmbaren Folien (2,3) besteht.

3. Diffusionskammer nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Summe der Dicken der aufeinanderfolgendenden Folien des Festkörperdetektors (2,3) etwa gleich der Reichweite der Alphateilchen der verschiedenen Folgeprodukte entspricht.

4. Diffusionskammer nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Elektretfolie (1) aus einem Festkörperspurdetektormaterial besteht.