DE1174914B

DE1174914B - Arrangement for the simultaneous, bilateral scanning and measuring of radioactive impacts on tape-shaped objects

Info

Publication number: DE1174914B
Application number: DEF19533A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Julius Bosch
Original assignee: Frieseke and Hoepfner GmbH
Current assignee: Frieseke and Hoepfner GmbH
Priority date: 1956-02-16
Filing date: 1956-02-16
Publication date: 1964-07-30

Description

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.Arrangement for simultaneous, two-sided scanning and measuring of radioactive Impacts on band-shaped objects When taking measurements of Radioactive exposures on band-shaped objects exist to be as sensitive as possible and to measure precisely, the requirement to scan such exposures on both sides, the largest possible proportion of all radiation emitted by the preparation to be grasped in the radiation detector. The radiation emitted by the preparation in one Experience has shown that it was possible to capture such a desired scope according to the state of the art very heavy and, above all, required a great deal of equipment.

Die bei solchen Messungen meist verwendeten Strahlungsdetektoren sind entweder eine Ionisationskammer, ein Zählrohr oder ein Szintillationszähler. The radiation detectors most commonly used for such measurements are either an ionization chamber, a counter tube or a scintillation counter.

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. The ionization chamber is known to be not very sensitive Measuring element. Counter tubes, on the other hand, are highly sensitive measuring organs for measuring radiation have a radiation entrance window on one side of flat specimens, through which the radiation penetrates into the inside of the counter tube and there the known Trigger effects.

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. With scintillation counters, the radiation hits a scintillation crystal, which generates tiny flashes of light under the action of radiation. These flashes of light are then amplified in a sensitive photomultiplier and as Current pulse evaluated in a counter. The radiation yield is, however relatively low, which is why the amplification must be correspondingly high. Underneath but experience has shown that the required accuracy suffers.

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. To get better effects, i. H. a better recording of the preparation To achieve outgoing radiation, according to a known example, band-shaped, slide exposed to radioactivity on two one behind the other Scintillation crystals passed. This makes it possible to reduce the effects emanating from the preparation To better record radiation. In this respect, however, arrangements of this type are few advantageous because two full-fledged radiation detectors are required, their Measured values first have to be compiled again. That in turn requires one cumbersome structure of the counter and also makes it difficult to operate. Such a Construction is quite complex, especially in terms of height, because the Photoelectron multipliers their main dimensions in the vertical plane, and up and down, to the tape-shaped specimen to be measured.

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. The object of the invention is to go through a very simple one To enable training of a scintillation crystal arrangement that in itself same effect as with two scintillation counters in a row a much simpler structure with little space requirement is guaranteed. According to another example, it is already known to use a tape-shaped slide carrier in a common vertical plane at the top and bottom at the same time to be scanned, but with separate counting devices. It has already been suggested been, a wire or tape-shaped slide through a light indicator through the provided hole in order to scan the slide from several sides to be able to. According to this older proposal, the scintillator is all-round from one Light guide surrounds the light to a single secondary electron multiplier feeds. However, this advantage has the disadvantage that the slide is not easy to change.

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. For the purposes of spectrometry, an arrangement is also known, in which a secondary electron multiplier is preceded by two crystals, the scanning surfaces of which face one another to form a slot, wherein the slot is perpendicular to the photocathode of the multiplier.

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.These two crystals are used in this known, but not for Measuring tape-shaped specimens determined the arrangement itself as a direct light guide. Experience has shown that the yield is quite low. The collector organ is missing a rich light guide.

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. The disadvantages mentioned are in an arrangement for the simultaneous Sampling and measuring of radioactive exposures on both sides on tape-shaped Objects, which by a mutually facing scanning surfaces of two in front of the Photocathode of a secondary electron multiplier tube lying down Crystal sections formed scanning slot can be passed, avoided according to the invention by that the scanning slit is perpendicular to the photocathode and the crystal sections are enclosed on all sides by a common light guide.

Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Breite der Abtastflächen größer ist als die des Bandes. According to a further embodiment of the invention it is provided that the Width of the scanning areas is greater than that of the tape.

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. The scanning crystals themselves do not serve in the subject matter of the invention as a light guide. Rather, the crystals are shared with one for both crystals Surrounding light guide, which has the task here, the occurring in the scanning crystals To supply flashes of light to the photocathode of the multiplier. To support that the outer covering of this common light guide is still on the inside highly polished.

Lichtleiter, die ebenfalls dem Zweck der Sammlung und Weiterleitung von Strahlungen dienen, sind an sich ebenfalls bekannt. Light guides, which also serve the purpose of collection and forwarding by radiation are also known per se.

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. The arrangement according to the invention can be used for alpha, beta and can also be used for gamma ray measurements. Due to the high density of the crystals the flashes of light with alpha and beta rays are only at a shallow depth of the Crystal generated. In any case, the spatial dimensions of the usual photoelectron multiplier. It is advantageous that the mirrored surfaces that enclose the light guide surrounding the crystal, the flashes of light additionally, because they are repeatedly reflected back, in the amplified Guide dimensions towards the photocathode.

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. The arrangement according to the invention is advantageous for measuring running belts on which a radioactive substance is distributed, suitable because the tape can pass through the slot in its entire width, wherein approximately all of the radiation emanating from the strip can be detected.

In der Zeichnung ist die Erfindung näher erläutert. The invention is explained in more detail in the drawing.

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. Fig. 1 shows the known arrangement of a scintillation counter for Measuring a flat source preparation. The radioactive substance on the carrier 1 (e.g. filter paper) radiates evenly, and nvar spherically on all sides. The radiation that goes up penetrates through the light-tight cover film 2 in the scintillation crystal 3, in which light flashes under the influence of the radiation are generated, the number of which depends on the number of incident radiation quanta.

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. The light quanta also emanate from the flashes of light in a spherical shape the end. These light quanta are due to the reflective walls of the crystal 3 passed almost completely to the photocathode 4. From this go in well-known Detect electrons under the influence of light that are in the secondary electron multiplier be reinforced and generate a relatively powerful current pulse at the output. The disadvantage of this in FIG. 1 described arrangement is that when using a tube only about half of the radiation emitted by the preparation 1 is detected.

F i g. 2 zeigt die Anordnung nach der Erfindung. F i g. 2 shows the arrangement according to the invention.

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.The radiation emanating from the specimen carrier 1 then strikes Crossing the light-tight layer 2 (z. B. a thin aluminum foil) on the two scintillation crystals 3 and 4 leaving a slit free Both crystal sections 3 and 4 triggered flashes of light are via the light guide 5 fed to the photocathode 6. In the way already described arise in the Photocathode electrons, which in the individual stages of the secondary electron multiplier be reinforced.

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. The wall 7 of the socket of the light guide 5 and also the inside of the slide 2 are mirror-finished. This makes the light of the flashes of light as possible completely thrown onto the photocathode 6. When measuring alpha and beta radiation radioactive isotope is always one with the usual dimensions of the photocathode 6 complete absorption in crystals 3 and 4 achievable. With only very little Due to the invention, additional expenditure is a significant improvement in the measurement possibility of flat emitters possible with the help of scintillation counters.

Claims

Claims: 1. Arrangement for simultaneous, two-sided scanning and measuring radioactive exposures on tape-shaped or similarly shaped Objects, which by a mutually facing scanning surfaces of two in front of the Photo-. Cathode of a secondary electron multiplier tube lying crystal sections The scanning slot formed can be passed through, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the scanning slit is perpendicular to the photocathode (6) and the crystal sections (3, 4) are enclosed on all sides by a common light guide (',).

2. Arrangement according to claim 1 for measuring the distribution of radioactivity on a tape, characterized in that the width of the scanning area is greater than that of the tape.

References considered: Nucleonics, Vol. 12, 1954, No.

3, p. 54; Vol. 13, 1955, No. 1, p. 51; Vol. 13, 1955, No. 6, p. 98; Curran: “Luminescence and the scintillation counter ", 1953, p. 159.

Older patents considered: German Patent No. 1,064,157.