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Gammastrahlenanzeiger Die Erfindung bezieht sich auf das Messen der
durchdringenden Strahlung und i sbesondere auf Verbesserungen eines mit Verstärkung
arbeitenden Gammastrahlenanzeigers mit Gasfüllung, die aus einem Gemisch aus Ammoniak
und einem Edelgas besteht. Hauptziel der Erfindung ist die Einführung von Ammoniak
in die Gasfüllung, wenn der Anzeiger bei erhöhten Temperaturen Verwendung findet,
wie z. B. bei der Messung der Radioaktivität in einer Tiefbohrung oder einem Bohrloch.
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In der USA.-Patentschrift 2 512 773 ist eine Gasfüllung zur Verwendung
in Gammastrahlenanzeigern nach Art der mit Verstärkung arbeitenden Zählrohre mit
Gasfüllung beschrieben, die, wie gefunden wurde, als Löschgas für den Zähler sehr
wirksam ist und durch deren Verwendung die Lebensdauer des Zählers so verlängert
wird, daß sie im wesentlichen unbegrenzt ist. Die dort beschriebene Füllung besteht
aus einem Gemisch einer kleinen Menge wasserfreiem Ammoniak mit einem Edelgas, wie
z. B. Argon. Wie in der Patentschrift ausgeführt wird, hat sich eine Mischung aus
2111o Ammou .fak und. 9801o Ärgon als sehr zufriedenstellend erwiesen.
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Bisweilen ist die Anzeigun:g und Messung von Gammastrahlen erwünscht,
wenn die Temperatur der Anzeigevorrichtung verhältnismäßig hoch ist. Zum Beispiel
erreichen die Temperaturen bei Rad'ioaktivitätsmessungen der ein Bohrloch oder eine
Bohrung umgebenden Gesteinsformationen 150° oder mehr, was natürlich besonders bei
Tiefbohrungen der Fall ist.
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Es wurde gefunden, d.aß es bei erhöhten Temperaturen wünschenswert
ist, mehr Ammoniak in das Zählergas einzuführen. Dieses Erfordernis kann so erklärt
werden, daß der Ammoniakbestandteil des Löschgases in einem Gammastrahlenzählroh:r
teilweise in Stickstoff und Wasserstoff zerfällt ,und dieser Zerfall bei Erhöhung
der Temperatur zunimmt. Es ist bekannt, daß eine Verminderung der Ammouiakmenge
eine ungeeignete oder unzulängliche Löschung des Zählrohrs zur Folge hat und d-aß
eine genaue Messung der Stärke der Gammastrahlung nicht immer erhalten wird. Wenn
der Ammoniakprozentsatz in der für das Zählrohr bestimmten Gasfüllung von Beginn
an, in dem Bemühen eine angemessene Ammoniakmenge für hohe Temperaturen zu schaffen,
vergrößert wird, sind diele Ergebnisse nicht völlig zufriedenstellend, da diese
Vergrößerung der Ammouiakkonzentration gewisse unbefriedigende Eigenschaften des
Zählrohrs bei niedrigeren oder normalen Temperaturen zur Folge hat.
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Gemäß der in den Ansprüchen gekennzeichneten Er- 1 findung wird eine
Ammoniak adsorbie.rende Substanz in .das Zähl:rob;r gegeben. Diese Substanz ist
in einer solchen Menge zugegen und von einer solchen Art, daß ein Teil des Ammoniaks
bei niedrigeren' Temperaturen selektiv adsorbie@rt wird, während das Ammoniak bei
erhöhter Betriebstemperatur desorbiert wird, um die gewünschte Menge Ammoniak frei
zu machen, die zur Erfüllung der Erfordernisse bei höheren Temperaturen notwendig
sind.
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Es wurde ,gefunden, daß die als Gasadsorbentien bekannten Mittel Kieselerdegel,
Aktivkohle, Tonerdegel (A12 03) und ein Gemisch von Tonerde- .und Kieselerdegelen
auch für den vorliegenden Zweck geeignete Adsorptionsmittel für Ammoniak sind. Von
diesen wird Kieselerdegel bevorzugt, -da dieses Material sich gegenüber den anderen,
im Zählrohr anwesenden Materialien inert verhält und mit einer angemessenen großen
Oberfläche von 200 bis 500 m2 pro Gramm hergestellt werden kann. Von den vorgeschlagenen
Materialien kann Kohlenstoff mit der größten Oberfläche hergestellt werden (bis
zu 4000 m2 pro Gramm), jedoch ist er chemisch und strukturell nicht so beständig
wie Kieselerdegel. Tonerdegel verhält sich ebenfalls recht zdufriedenstellend, obgleich
es im allgemeinen eine etwas kleinere Oberfläche, d. h. 105 bis 180 m2 pro Gramm,
aufweist und deshalb in entsprechend größeren Mengen verwendet werden muß.
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Der Gleichgewichtsdruck eines Gases (Ammoniak), das von einem festen
Gel Kieselerde adsorbiert ist, wird quantitativ bestimmt durch erstens die Temperatur
und! zweitens das Verhältnis der festen Masse zu der Masse des adsorbierte.n Gases.
Deshalb kann der Gleichgewichtsdruck des Ammoniaks, als eine Funktion der Temperaturerhöhung,
durch geeignete Auswahl des Verhältnisses der Menge des Kieselerdegel oder eines
anderen Adsorptionsmittels zu dem
Volumen des in dem Zählröhr vorhandenen
Gases reguliert werden.
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In der obenerwähnten USA.-Patentschrift 2512773 ist ein Gammastrahlenzählrohr
mit einer Vielzahl von Kathodenplatten beschrieben. Während Zählrohre dieser Art
für die Gammastrahlenanzeige sich um ein Vielfaches wirksamer gezeigt haben als
das übliche Geiger-Müllersche Zählrohr, so ist die Erfindung doch nicht auf die
Anwendung in einem Zählrohr mit einer Vielzahl von Kathodenplatten oder irgendeiner
besonderen Art beschränkt. Bekanntlich bestehen Gammastrahlenanzeiger vom Typ der
,gasgefüllten Zählrohre gewöhnlich aus einer Kathode und einer Anode, die in einem
nach außen abgeschlossenen Gehäuse oder Gefäß angeordnet sind, das eine Löschgasfüllung
enthält. Die Erfindung bezieht sich allgemein auf derartige Zählrohre, in denen
die Gasfüllung Ammoniak als Löschgasbestandteil enthält.
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Das Adsorptionsmittel für Ammoniak kann in dem Zählrohr auf jede beliebige
Weise angeordnet sein, wie z. B. in einer kleinen perforierten Kapsel, als überzug
auf den Wänden des Zählergehäuses oder auf eine andere geeignete Art.
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Aus der USA.-Patentschrift 2 521315 sind bereits Zählrohre
bekanntgeworden, die einen Vorratsbehälter für einen Löschdampfzusatz, jedoch keine
Mittel enthalten, die es ermöglichen würden, die Menge des Löschdampfes in dem Strahlenanzeiger
je nach der Betriebstemperatur zu variieren. In der französischen Patentschrift
1008 878 sind Zählrohre beschrieben, die als Gasfüllung Alkoholdampf enthalten,
wobei eine Regenerierung der Gasfüllung erforderlichenfalls durch Erhitzen einer
in einem Nebengefäß vorhandenen kleinen Menge Natri.üm-Äthylat erfolgt. Das aus
dieser Patentschrift bekanntgewordene Zählrohr vermag jedoch die Aufgabe der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nicht zu erfüllen und ist dieser wesentlich unterlegen. Aus der .deutschen
Patentschrift 202 574 ist es bekannt, zur Einstellung eines bestimmten Gasdrucks
in Röntgenröhren Holzkohle als Adsorptionsmittel zu verwenden, die ,reversibel eine
mit steigendes Temperatur zunehmende Gasmenge freigibt und die auf eine- bestimmten
Temperatur gehalten wird, welche dem gewünschten Härtegrad entspricht.