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Anzeigegerät für ionisierende Strahlung AnzeigegeraL Die Erfindung
bezieht sich auf ein Anzeigegerät für ionisierende Strahlung mit einem Verstärkerschirm
für Gammastrahlung, über dem ein Stufenkeil und ein lichtempfindliches Element angeordnet
sind.
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Durch die Verfahren zur Atomzertrümmerung ist es notwendig geworden,
hierbei beschäftigten und ionisierender Strahlung, insbesondere Gammastrahlung,
ausgesetzten Personen Mittel zum Anzeigen des Auftretens und der Stärke solcher
Strahlung an die Hand zu geben.
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Zu diesem Zweck sind schon Vorrichtungen als Warnplaketten, Dosimeter
u. dgl. bekanntgeworden, die z. B. die stufenweise Schwärzung fotografischen Materials
infolge der durch einen optischen Keil stufenweise abgeschwächten Strahlung verwenden.
Hierbei wird die Schwärzung der Schicht durch die Gammastrahlung in an sich bekannter
Weise durch das in einem Leuchtstoffschirm durch die Gammastrahlung erregte Licht
verstärkt.
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Keines dieser bekannten Geräte vereinigt folgende, wesentliche Vorteile
in sich, nämlich schnelle Feststellung und rasche Bewertung der auftretenden Strahlendosis,
eine rein optische Feststellung dieser Dosis und die Wiederverwendbarkeit des Gerätes,
ohne es öffnen oder neu laden zu müssen.
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Alle diese Bedingungen werden bei einem Anzeigegerät für ionisierende
Strahlung mit einem Verstärkerschirm für Gammastrahlen, über dem ein Stufenkeil
und ein lichtempfindliches Element angeordnet sind, dadurch erfüllt, daß erfindungsgemäß
ein die genannten Teile umschließendes Gehäuse mit einem ein optisches Filter, beispielsweise
ein Orangefilter, enthaltenden Fenster ausgestattet ist, und daß das eine hochempfindliche
Emulsion für das Auskopierverfahren tragende lichtempfindliche Element zum Betrachten
hinter dieses Fenster verlagerbar ist.
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Die Erfindung ist im folgenden in einigen Ausführungsbeispielen an
Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: Fig. I schematisch und perspektivisch
die einzelnen Teile eines Gerätes nach der Erfindung in auseinander genommenem Zustand,
Fig. II einen senkrechten Schnitt durch das zusammengesetzte Gerät, Fig. III einen
optischen Keil in Ansicht, Fig. IV und V Ansichten des fotografischen Elements im
Blickfenster nach dem Einwirken verschiedener Strahlungsintensitäten, Fig. VI eine
andere Ausführungsform in ähnlicher schematischer Darstellung wie bei Fig. I, Fig.
VII einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform, Fig. VIII ebene Ansicht der
Ausführungsform gemäß Fig. VII, von unten gesehen, und Fig. IX einen senkrechten
Schnitt durch das lichtempfindliche Element der Ausführungsform nach Fig. VII und
VIII.
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Die Fig. I und II zeigen eine Deckplatte 1 mit zwei Aussparungen
2 und 3, die durch eine Trennwand 4 getrennt sind. In der Aussparung 2 ist ein Verstärkerschirm
5 für Gammastrahlen von bekannter Ausführung angebracht, beispielsweise ein mit
Thallium aktivierter Jodkalium- oder ein mit Silber aktivierter Zinksulfidschirm.
Ein in Form und Größe der Aussparung 2 angepaßter Stufenkeil 6 wird in Berührung
mit dem Schirm diesem überlagert. Wie Fig. III zeigt, besitzt der Keil 6 fünf Streifen
6 a bis 6e von wachsender Dichte. Auf jedem Streifen ist eine Reihe lichtundurchlässiger
Markierungen beliebiger Form, beispielsweise runder Flecken oder Trerdickungen 7a
bis 7e, angebracht, auf deren Bedeutung weiter unten noch näher eingegangen werden
soll.
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Streifen 8 aus fotografischem, lichtempfindlichem Material sind so
angeordnet, daß ihre die Emulsion tragenden Seiten bei zusammengesetztem Gerät den
Keil 6 berühren. Es sind vier solcher Streifen vorgesehen. Jedem Streifen ist eine
im Ausführungsbeispiel senkrecht übereinander angeordnete Reihe von Markierungen
zugeordnet, so daß im vorliegenden Fall jede dieser vier Fleckenreihen des Keiles
durch einen Streifen von lichtempfindlichem Material bedeckt ist.
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Die einen wichtigen Teil des Gerätes bildenden lichtempfindlichen
fotografischen Elemente 8 bestehen im wesentlichen aus einem Träger 9 mit einer
Schicht 10, die aus einer hochempfindlxchen Emulsion für das Auskopierverfahren
besteht. Auf diese Weise erhält man ohne Zwischenschalten einer Naßentwicklerstufe
sofort ein sichtbares Bild.
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Jedes fotografische Element 8 ist über seinen Träger 9 an einem Führungsblatt
t1 ttus durchsichtigem Plastikmaterial, wie beispielsweise Zellophan, befestigt.
Diese Führungsstreifen 11 ragen über die Oberseite des Gehäuses 1 hinaus, so daß
jeder Streifen für sich aus der Aussparung 2 in das Fenster 3 hochgezogen und betrachtet
werden kann.
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Die Fensteröffnung 3 im Gehäuse 1 enthält ein Orangefilter 14, durch
das die Schiehtseite 10 der fotografischen Elemente in hochgezogenem Zustand in
gedämpftem Licht betrachtet werden kann. Die ganze Vorrichtung ist auf der Rückseite
durch eine Platte 12 verschlossen.
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Da das Gerät nach der Erfindung von den Personen jederzeit mitgetragen
wird, soll es so leicht wie möglich sein. Zu diesem Zweck werden die Deckplatte
1 und die Rückplatte 12 aus für Gammastrahlen durchlässigem eigensteifem Material,
wie Kunststoff, beispielsweise Polymethylmethacrylat, Polystyren od. dgl., oder
Metall, wie Aluminium oder Magnesium, oder Holz, Pappe od. dgl., hergestellt. Die
Auswahl des jeweils geeignetsten Materials kann dabei dem Fachmann überlassen bleiben
Das Dosimeter wird so zusammengesetzt, daß der Stufenkeil 6 gegen den Schirm 5 anliegt,
die lichtempfindlichen Elemente in Streifenform 8 am Keil 6 anliegen und das Gehäuse
dann durch Anbringen der Rückplatte 12 geschlossen wird. Diese kann durch beliebige
Mittel befestigt werden, die einen lichtdichten Abschluß gewährleisten. Danach ist
das Dosimeter gebrauchsfertig und in der wie folgt beschriebenen Weise verwendbar:
Beim Auftreffen auf das Dosimeter wird die ionisierende Strahlung im Verstärkerschirm
5 in Licht (bzw. Strahlung) umgewandelt. Diese trifft nach Durchgang durch den Stufenkeil
6 auf die lichtempfindlichen Elemente 8 und bewirkt eine der Markierung des Keiles
entsprechende Belichtung der Schicht 10 und damit eine entsprechende Schwärzung.
Je nach der Intensität der Strahlung (UV-Licht) werden dadurch eine oder mehrere
der Markierungen 7a bis 7d auf den lichtempfindlichen Elementen 8 sichtbar, wobei
natürlich die Anzahl der den Markierungen entsprechenden weißen Flecken 8 a, 8b
(Fig. V) auf diesen Elementen um so größer ist, je größer die Intensität der UV-Strahlung
und damit auch der Gammastrahlung ist.
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Die Stärke der Belichtung eines Streifens 8 kann an Hand der sichtbaren
weißen Flecken unmittelbar festgestellt werden, indem ein bestimmter Streifen 8
an seinem Leitstreifen 11 hochgezogen und durch das Filter 14 im Fenster 3 betrachtet
wird. Diese Beurteilung der Strahlungsdosis durch Betrachten der exponierten Streifen
soll bei gedämpftem Licht erfolgen, um eine weitere Belichtung durch sichtbares
Licht auszuschließen.
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Bei der Beurteilung der Strahlungsdosis ist es wesentlich, sofort
zu erkennen, ob Flecken auf den lichtempfindlichen Elementen sichtbar sind oder
nicht, da dies in den meisten Fällen ein Kriterium dafür ist, ob Strahlung in gefährlicher
Menge vorhanden ist. Wenn nur die erste Stufe 6 a des Stufenkeiles 6 erkennbar ist,
besteht das Bild auf dem lichtempfindlichen Element aus einem Fleck 8a, wie in Fig.
IV dargestellt; ist auch die zweite Stufe 6b erkennbar, so besteht das Bild auf
dem Streifen aus zwei Flecken 8 g, 8b gemäß Fig. V usw.
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Falls beim Betrachten in gedämpftem Licht kein Bild sichtbar ist,
kann dieses durch Belichten des lichtempfindlichen Elementes 8 mit einer starken
Lichtquelle und während sich das Element noch unter dem Filter 14 befindet, etwa
hundertfach verstärkt werden.
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Diese Lichtquelle kann beispielsweise aus einem mit Reflektor versehenen
Scheinwerfer von 500 Watt beseehen, doch kann gegebenenfalls auch helles Sonnenlicht
zur Belichtung ausreichen. Bei bedecktem Himmel ist für Nachbelichtung mit Tageslicht
eine lange Belichtungszeit (etwa 10 Minuten) erforderlich, wodurch eine Verstärkung
um etwa eine Stufe erzielt wird. Für eine Nachbelichtung mit einer 500-Watt-Lampe
auf eine Entfernung von etwa 32 cm ist ungefähr 1 AIinute erforderlich.
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Beim Auftreffen von ausreichend starker ionisierender Strahlung auf
das Dosimeter werden beim Nachbelichten nacheinander mit der Stufe 6a beginnend
die Markierungen des Stufenkeiles sichtbar. Die Nachbelichtung ist vollständig,
wenn die Flecken zu verblassen beginnen oder wenn, ohne daß überhaupt Flecken erscheinen,
das Fotopapier unter dem Filter eine dunkelbraune Färbung annimmt. Es ist unbedingt
erforderlich, daß das Bild während der Nachbelichtung sorgfältig beobachtet wird,
da die Zeitspanne zwischen dem Augenblick des deutlichsten Erscheinens der Markierungsflecken
und dem anschließenden Verschwinden der Flecken durch Überbelichtung nur wenige
Sekunden beträgt.
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Bei weiterer Nachbelichtung verschwinden die Flecken in umgekehrter
Reihenfolge, wie sie erschienen sind.
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Bei Nachbelichtung wird die Einwirkung von Gammastrahlen auf das Dosimeter
dadurch festgestellt, daß die höchste sichtbar gewordene Stufe an Hand einer Belichtungstabelle
in Röntgen ausgewertet wird.
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Eine charakteristische Tabelle für ein erfindungsgemäß es Dosimeter
mit einem durch Thallium aktivierten Kaliumjodidschirm sieht z. B. folgendermaßen
aus:
| Mit KI/T1-Schirmen |
| Nach- |
| unmittelbare belichtungs- |
| Ablesung ablesung |
| (Röntgen) (Röntgen) |
| Erste Stufe sichtbar .. 90 bis 250 0,9 bis 2 |
| Erste zwei Stufen |
| sichtbar ..... 250 bis 500 2 bis 4 |
| Erste drei Stufen |
| sichtbar . ... 500 bis 1500 4 bis 15 |
| Erste vier Stufen |
| sichtbar - 15 bis 60 |
| Alle fünf Stufen |
| sichtbar ... . 60 bis 90 |
Die Daten dieser Tabelle wurden mit gefilterter Gammastrahlung mit einer Wellenlänge
von 0,02 A erhalten.
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Fig. VI zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Dosimeters, das beidseitig verwendbar ist.
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Zu diesem Zweck ist in der Grundplatte 1 a eine Fensteröffnung 2
a vorgesehen. Die Fenster 13 und Filter 14 sind jetzt in den Rückplatten 12 a angebracht.
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In die Grundplatte la ist ein Fenster 3 a zur Betrachtung der lichtempfindlichen
Elemente 8 eingeschnitten.
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Wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform ist in die Öffnung 2a
ein Schirm 5 eingesetzt. Auf beidefl' Seiten der Grundplatte la sind weiter in der
angegebenen
Reihenfolge je ein Stufenkeil 6, Streifen 8 und eine
Rückplatte 12 a angeordnet, die jeweils den Teilen des vorigen Ausführungsbeispiels
entsprechen. Die Wirkungsweise ist auch die gleiche wie beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. I und II, wobei natürlich das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. VI einen
größeren Anzeigebereich besitzt.
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In Fig. VII und VIII ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Dosimeters
nach der Erfindung in Rundform dargestellt, das jedoch grundsätzlich die gleichen
Elemente wie die Ausführungsform nach Fig. I und II aufweist. Das Dosimeter nach
Fig. VII und VIII zeigt ein dosenförmiges Gehäuse 15 mit einer kreisscheibenförmigen
Bodenplatte 16 und Seitenwänden 17. Die Seitenwände 17 sind auf ihrer Innenseite
so abgesetzt, daß das Gehäuse 15 auf einer Seite eine Aussparung 18 aufweist. Die
Bodenplatte 16 enthält eine sektorförmige Öffnung 29, in der ein Orangefilter 19
zum Betrachten und Nachbelichten angebracht ist. Ein Verstärkerschirm 20 der gemäß
Fig. I verwendeten Art liegt auf der Bodenplatte 16 auf. Auf dem Schirm liegt ein
kreissektorförmiger Stufenkeil 21 mit Markierungen verschiedener Dichte. Auch der
Schirm 20 weist eine sektorförmige Aussparung 22 auf, deren Form der Aussparung
29 in der Bodenplatte 16 entspricht. Beim Zusammenbau des Dosimeters werden die
Ausschnitte aller drei Teile übereinander angeordnet. Die lichtempfindlichen Elemente
23 tragen eine hochempfindliche Emulsion 10" für das Auskopierverfahren (Fig. IX).
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Die Elemente 23 sind so angeordnet, daß die Schichtseite 10" der Bodenplatte
16 zugekehrt ist. An dem Träger 24 für die fotografische Schicht 10" ist in beliebiger
geeigneter Weise ein Knopf oder Griff 25 befestigt, mittels dessen die lichtempfindlichen
Elemente 23 von Hand gedreht werden können. Das Gehäuse 15 ist durch Einsetzen eines
Deckels 26 mit einer Mittelöffnung 27 für den Knopf 25 in die Aussparung 18 verschlossen.
Die verwendeten lichtempfindlichen Elemente 23 und der Deckel 26 sind als Vollkreisscheiben,
ohne sektorförmige Aussparung, ausgebildet.
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Die Arbeitsweise dieses Dosimeters ist die gleiche wie beim ersten
Ausführungsbeispiel. So durchdringt die ionisierende Strahlung das Gehäuse 15 und
wird nach Umsetzung durch den Schirm 20 als UV-Licht über den Stufenkeil 21 auf
das lichtempfindliche Element 23 geleitet. Durch Drehen des Knopfes 25 wird eine
bestimmte Fläche des Elements 23 in der Öffnung 29 durch das Filter 19 hindurch
sichtbar, so daß der Belichtungsgrad in gedämpftem Licht feststellbar ist. Eine
Nachbelichtung kann in gleicher Weise und zum gleichen Zweck wie bei den ersten
beiden Ausführungsbeispielen erfolgen, indem man Licht durch die Öffnung 17 einfallen
läßt.
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Vorzugsweise ist, wie in Fig. VIII dargestellt, auf der Grundplatte
16 des Gehäuses 15 längs der Offnung 29 eine in Röntgen geeichte Skala 28 angebracht.
Auf diese Weise ist eine unmittelbare Ablesung der Markierungen der fünf Stufen
des Keiles auf dem lichtempfindlichen Element 23 möglich.
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Es ist ohne weiteres einzusehen, daß mit diesem Dosimeter mehrere
Strahlungsinessungen möglich sind, ohne daß das Dosimeter geöffnet und das lichtempfindliche
Element ausgewechselt werden muß. Außerdem ist diese Ausführungsform kompakter,
so daß sie als vorzugsweise Ausführungsform des Anzeigegerätes nach der Erfindung
angesehen werden kann.
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PATENTANSPRSCHE 1. Anzeigegerät für ionisierende Strahlung mit einem
Verstärkerschirm für Gammastrahlen, über dem ein Stufenkeil und ein lichtempfindliches
Element angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein die genannten Teile (5,
6, 8) umschließendes Gehäuse mit einem ein optisches Filter, beispielsweise ein
Orangefilter (14), enthaltenden Fenster (3 bzw. 13) ausgestattet ist und daß das
eine hochempfindliche Emulsion (10) für das Auskopierverfahren tragende lichtempfindliche
Element (8) zum Betrachten hinter dieses Fenster verlagerbar ist (Fig. 1 bis III).