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Anordnung zum gleichzeitigen, beidseitigen Abtasten und Messen radioaktiver
Beaufschlagungen auf bandförmigen Objekten Bei der Durchführung von Messungen von
radioaktiven Beaufschlagungen auf bandförmigen Objekten besteht, um möglichst empfindlich
und genau zu messen, die Forderung, solche Beaufschlagungen beidseitig abzutasten,
um einen möglichst großen Anteil aller der vom Präparat ausgehenden Strahlungen
im Strahlungsdetektor zu fassen. Die vom Präparat ausgehenden Strahlungen in einem
solchen gewünschten Umfang zu erfassen war nach dem Stand der Technik erfahrungsgemäß
sehr schwer und erforderte vor allen Dingen einen großen apparativen Aufwand.
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Die bei solchen Messungen meist verwendeten Strahlungsdetektoren
sind entweder eine Ionisationskammer, ein Zählrohr oder ein Szintillationszähler.
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Die Ionisationskammer ist bekanntlich ein nicht sehr empfindliches
Meßelement. Zählrohre dagegen sind hochempfindliche Meßorgane, die für die Strahlungsmessung
bei flächigen Präparaten auf der einen Seite ein Strahlungseintrittsfenster aufweisen,
durch welches die Strahlungen in das Zählrohrinnere eindringen und dort die bekannten
Effekte auslösen.
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Bei Szintillationszählern prallt die Strahlung auf einen Szintillationskristall,
der unter Einwirkung der Strahlung winzige Lichtblitze erzeugt. Diese Lichtblitze
werden dann in einem empfindlichen Photoelektronenvervielfacher verstärkt und als
Stromimpuls in einem Zählwerk ausgewertet. Die Strahlungsausbeute ist dabei allerdings
verhältnismäßig gering, weshalb entsprechend hoch verstärkt werden muß. Darunter
leidet aber erfahrungsgemäß die erforderliche Genauigkeit.
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Um bessere Wirkungen, d. h. eine bessere Erfassung der vom Präparat
ausgehenden Strahlungen zu erzielen, werden nach einem bekannten Beispiel bandförmige,
mit Radioaktivität beaufschlagte Präparatträger an zwei hintereinander befindlichen
Szintillationskristallen vorbeigeführt. Damit gelingt es, die vom Präparat ausgehenden
Strahlungen besser zu erfassen. Anordnungen dieser Art sind aber insofern wenig
vorteilhaft, weil zwei vollwertige Strahlungsdetektoren erforderlich sind, deren
Meßwerte erst wieder zusammengetragen werden müssen. Das erfordert wiederum einen
umständlichen Aufbau des Zählwerkes und erschwert zudem die Bedienung. Ein solcher
Aufbau ist vor allen Dingen in der Höhenausdehnung ziemlich aufwendig, weil die
Photoelektronenvervielfacher ihre Hauptabmessungen in der senkrechten Ebene, und
zwar nach oben und unten, zu dem auszumessenden bandförmigen Präparat haben müssen.
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Die Aufgabe bei der Erfindung geht dahin, durch
eine sehr einfache
Ausbildung einer Szintillationskristall anordnung zu ermöglichen, daß bei an sich
gleicher Wirkung wie bei zwei hintereinander befindlichen Szintillationszählern
ein wesentlich einfacherer Aufbau mit wenig Raumbeanspruchung gewährleistet ist.
Nach einem anderen Beispiel ist es auch schon bekannt, einen bandförmigen Präparatträger
in einer gemeinsamen vertikalen Ebene an der Oberseite und Unterseite gleichzeitig
abzutasten, allerdings mit getrennten Zählvorrichtungen. Es ist auch schon vorgeschlagen
worden, einen draht- oder bandförmigen Präparatträger durch eine in einem Leuchtindikator
vorgesehene Bohrung hindurchzuführen, um so den Präparatträger mehrseitig abtasten
zu können. Nach diesem älteren Vorschlag ist der Szintillator allseitig von einem
Lichtleiter umgeben, der das Licht einem einzigen Sekunärelektronenvervielfacher
zuführt. Mit diesem Vorteil ist aber der Nachteil verbunden, daß der Präparatträger
nicht leicht auszuwechseln ist.
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Für die Zwecke der Spektrometrie ist ferner eine Anordnung bekannt,
bei welcher einem Sekundärelektronenvervielfacher zwei Kristalle vorgeschaltet sind,
deren Abtastfiächen einander unter Bildung eines Schlitzes gegenüberstehen, wobei
der Schlitz senkrecht zur Photokathode des Vervielfachers liegt.
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Diese beiden Kristalle dienen bei dieser bekannten, aber nicht zum
Ausmessen bandförmiger Präparate bestimmten Anordnung selbst als unmittelbare Lichtleiter.
Die Ausbeute ist dabei erfahrungsgemäß ziemlich gering. Es fehlt das Sammlerorgan
eines ergiebigen Lichtleiters.
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Die genannten Nachteile werden bei einer Anordnung zum gleichzeitigen
beidseitigen Abtasten und Messen radioaktiver Beaufschlagungen auf bandförmigen
Objekten, die durch einen von einander zugekehrten Abtastflächen zweier vor der
Photokathode einer Sekundärelektronen-Vervielfacherröhre liegender
Kristallabschnitte
gebildeten Abtastschlitz hindurchführbar sind, erfindungsgemäß dadurch vermieden,
daß der Abtastschlitz senkrecht zur Photokathode steht und die Kristallabschnitte
allseitig von einem gemeinsamen Lichtleiter umschlossen sind.
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Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Breite der Abtastflächen größer ist als die des Bandes.
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Die Abtastkristalle dienen beim Erfindungsgegenstand nicht selbst
als Lichtleiter. Die Kristalle sind vielmehr mit einem für beide Kristalle gemeinsamen
Lichtleiter umgeben, dem hier die Aufgabe zukommt, die in den Abtastkristallen auftretenden
Lichtblitze der Photokathode des Vervielfachers zuzuführen. Um das zu unterstützen,
ist die äußere Umhüllung dieses gemeinsamen Lichtleiters an der Innenseite noch
hochglanzpoliert.
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Lichtleiter, die ebenfalls dem Zweck der Sammlung und Weiterleitung
von Strahlungen dienen, sind an sich ebenfalls bekannt.
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Die Anordnung nach der Erfindung kann sowohl für Alpha-, Beta- und
auch für Gammastrahlenmessung Verwendung finden. Infolge der großen Dichte der Kristalle
werden die Lichtblitze bei Alpha- und Betastrahlen nur in einer geringen Tiefe des
Kristalls erzeugt. Man kommt so in jedem Fall mit den räumlichen Abmessungen der
üblichen Photoelektronenvervielfacher aus. Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, daß
die verspiegelten Flächen, die den den Kristall umgebenden Lichtleiter umschließen,
die Lichtblitze zusätzlich, weil sie wiederholt zurückgeworfen werden, im verstärkten
Maße auf die Photokathode hinleiten.
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Die Anordnung nach der Erfindung ist vorteilhaft zum Ausmessen von
laufenden Bändern, auf denen eine radioaktive Substanz verteilt ist, geeignet, denn
das Band kann in seiner gesamten Breite durch den Schlitz hindurchlaufen, wobei
annähernd die gesamten, von dem Band ausgehenden Strahlungen erfaßt werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt die bekannte Anordnung eines Szintillationszählers zum
Ausmessen eines flächigen Strahlerpräparates. Die radioaktive Substanz auf dem Träger
1 (z. B. Filterpapier) strahlt gleichmäßig, und nvar kugelförmig nach allen Seiten.
Die Strahlung, die nach oben geht, dringt über die lichtdichte Abdeckfolie 2 in
den Szintillationskristall 3, in dem unter dem Einfluß der Strahlung Lichtblitze
erzeugt werden, deren Zahl von der Zahl der einfallenden Strahlungsquanten abhängt.
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Von den Lichtblitzen gehen ebenfalls wieder kugelförmig die Lichtquanten
aus. Diese Lichtquanten werden infolge der reflektierenden Wandungen des Kristalls
3 fast vollzählig auf die Photokathode 4 geleitet. Von dieser gehen in bekannter
Weise unter dem Einfluß des Lichtes Elektronen aus, die im Sekundärelektronenvervielfacher
verstärkt werden
und am Ausgang einen verhältnismäßig kräftigen Stromimpuls erzeugen.
Der Nachteil dieser in F i g. 1 beschriebenen Anordnung besteht darin, daß bei Verwendung
einer Röhre nur ungefähr die Hälfte der von dem Präparat 1 ausgehenden Strahlung
erfaßt wird.
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F i g. 2 zeigt die Anordnung nach der Erfindung.
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Die von dem Präparatträger 1 ausgehende Strahlung trifft dabei nach
Durchqueren der lichtdichten Schicht 2 (z. B. einer dünnen Aluminiumfolie) auf die
beiden einen Schlitz frei lassenden Szintillationskristalle 3 und 4. Die in den
beiden Kristallabschnitten 3 und 4 ausgelösten Lichtblitze werden über den Lichtleiter
5 der Photokathode 6 zugeleitet. In der schon beschriebenen Weise entstehen in der
Photokathode Elektronen, welche in den einzelnen Stufen des Sekundärelektronenvervielfachers
verstärkt werden.
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Die Wandung 7 der Fassung des Lichtleiters 5 und auch die Innenseite
der Folie 2 sind hochglanzverspiegelt. Dadurch wird das Licht der Lichtblitze möglichst
vollständig auf die Photokathode 6 geworfen. Bei der Messung von Alpha- und Betastrahlung
radioaktiver Isotope ist bei den üblichen Abmessungen der Photokathode 6 stets eine
vollständige Absorption in den Kristallen 3 und 4 erreichbar. Bei nur ganz geringem
Mehraufwand ist durch die Erfindung eine wesentliche Verbesserung der Meßmöglichkeit
von flächigen Strahlern mit Hilfe von Szintillationszählem möglich.