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Selbsttätiger Probenwechsler Die Erfindung bezieht sich auf einen
selbsttätigen Probenwechsler zum Messen der Radioaktivität einer Anzahl von flüssigen
oder festen Proben mit einer einen Strahlungsdetektor enthaltenden abgeschirmten
Meßkammer und einer Transportvorrichtung, die die auf einer horizontalen, geschlossenen
Bahn angeordneten Probenhalter nacheinander vor eine Öffnung der Meßkammer bewegt
und sie mittels einer Hebevorrichtung von unten in den oberen, den Detektor enthaltenden
Teil der Meßkammer und nach Beendigung des Meßvorgangs wieder auf die geschlossene
Bahn befördert.
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In der abgeschirmten Meßkammer sind der zu messenden Strahlung entsprechende
Strahlungsdetektoren angeordnet, z. B. Geiger-Müller-Zähler, Proportionalzähler,
mit Photovervielfachern kombinierte Szintlllationskristalle oder nur Photovervielfacher.
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Diese Strahlungsdetektoren sind in eine Schaltung zur unmittelbaren
Zählung oder zur Zählung von Koinzidenzen geschaltet.
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Bei einem bekannten Probenwechsler dieser Art wird die zu messende
radioaktive Probe mitsamt dem Probenhalter durch am Umfang eines Probentellers in
entsprechender Anzahl und gleichem Abstand angeordnete Mitnehmergabeln unter die
Einführungsöffnung der über dem Probenwechsler feststehenden Bleikammer gebracht.
Die Bleikammer liegt dabei genau senkrecht über der jeweiligen Mitnehmergabel.
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Anschließend erfolgt das Hochfahren der Probe in die Bleikammer mittels
eines Bleistempels, das Messen der Probe und ihr Herunterfahren zurück in dieselbe
Gabel. Der Bleistempel fährt dabei in einen die Probe enthaltenden Aufnahmezylinder,
d. h. den Probenhalter, ein und hebt diesen aus der Gabel heraus.
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Die entsprechende Gabel wird zurückgezogen und später, zur Aufnahme
der gemessenen Probe, wieder vorgeschoben.
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Bei dieser Vorrichtung wird die Probe mit dem Probenhalter aus der
Gabel mehr oder minder herausgestoßen und frei schwebend auf dem Bleistempel nach
oben gefahren, und sie fällt beim Herunterfahren des Bleistempels einfach wieder
in die Gabel zurück. Es ist dadurch eine große Gefahr gegeben, daß die Probe nicht
ordnungsgemäß diese Bewegung durchmacht und daher nicht in der richtigen Lage an
den vorgesehenen Platz zurückkommt. Eine solche Anordnung ist für Flakons oder Probenhalter,
in denen größere Proben befestigt werden können, ungeeignet, da die Gefahr des Umkippens
besteht, wobei insbesondere beim Verschütten von Flüssigkeiten oder pulverförmigen
Substanzen die ganze Vorrichtung verseucht wird. Die Verseuchung er-
folgt auf schwer
zu reinigenden, uneinheitlichen Flächen an gabelförmigen Teilen, und es wird insbesondere
die ganze Transportvorrichtung verseucht, da die Probenhalter direkt aus ihrer Ebene
hochgehoben und wieder in ihre Ebene fallengelassen werden.
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Bei dieser bekannten Vorrichtung ist außerdem der Probenhalter für
die Probe nur für kleine Probenschälchen gedacht. Sollen im Zuge einer allgemeineren
Verwendungsmöglichkeit auch Flakons für flüssige Proben oder Probenhalter mit größeren
festen Proben eingesetzt werden, so ist die bekannte Ausführung nicht ohne weiteres
verwendbar; es müßten viele Einzelteile ausgewechselt werden.
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Ferner ist ein Probenwechsler bekannt, bei dem die in einem vertikalen
Magazin gestapelten Proben durch einen Drehteller in die Detektorabschirmung gebracht,
durch einen Stempel unter den Detektor gehoben, dann wieder von dem Drehteller unter
ein zweites vertikales Magazin transportiert und in diesem gestapelt werden.
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Bei einem anderen bekannten Probenwechsler, bei dem die Proben nebeneinander
in einer Ebene angeordnet sind, dient als Speicher ein Ring oder eine Kette, deren
Glieder die Probenhalterungen tragen; die Proben werden dabei durch den Antrieb
der unendlichen Kette transportiert, und die jeweils zu messende Probe wird im Meßraum
aus der Kette durch eine Art Fahrstuhl heraus- und unter den Detektor gehoben.
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Diese Vorrichtungen weisen jedoch ebenfalls die für den eingangs
geschilderten Probenwechsler genannten Nachteile auf.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines selbsttätigen Probenwechslers,
bei dem jede Verseuchungsgefahr weitgehend ausgeschaltet ist und bei dem nach Belieben
die Strahlung von radioaktiven flüssigen oder festen Stoffen gemessen werden kann.
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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Probenhalter
aus magnetisierbarem Material bestehen und auf einer ununterbrochenen, glatten Fläche
angeordnet sind, unterhalb der sich eine mit magnetischen Kräften arbeitende Transportvorrichtung
befindet, die die Probenhalter vor eine seitlich an der Meßkammer angebrachte Öffnung
bewegt, und daß eine Schiebevorrichtung vorhanden ist, die die Probenhalter durch
diese Öffnung auf die Hebevorrichtung schiebt und wieder auf die geschlossene Bahn
zurückholt.
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Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung erfolgt die Bewegung der
Probenhalter wesentlich kontinuierlicher und ruhiger als bei den bekannten Vorrichtungen.
Die mit magnetischen Kräften arbeitende Transportvorrichtung ermöglicht die Schaffung
einer ununterbrochenen, glatten Transport- und Speicherfläche, auf der sich die
Probenhalter vorwärts bewegen. Es können ganz verschiedene Probenhalter, wenn erwünscht
sogar gleichzeitig, verwendet werden, sie müssen nur magnetisierbar sein. Die Proben
mit ihren Haltern können viel leichter ausgewechselt werden, als wenn sie in Gabeln
eingesteckt werden müssen, wie das bei einer der bekannten Vorrichtungen geschieht.
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Die mit magnetischen Kräften arbeitende Transportvorrichtung bringt
die Probenhalter vor eine seitlich an der Meßkammer angebrachte Öffnung. Dadurch
daß die Probenhalter hier von einer Schiebevorrichtung erfaßt werden, welche die
jeweilige Probe seitlich aus der Transportfläche heraus und durch die seitliche
Öffnung auf die Hebevorrichtung schiebt, bleibt die glatte, ununterbrochene Transport-
und Speicherfläche, auf der auch die anderen magnetisch gehaltenen Proben sitzen,
erhalten.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem Beispiel erläutert.
Es zeigt F i g. 1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Probenwechsler, welcher mit
einem sogenannten Bohrlochkristall zur Messung von Gammastrahlen ausgerüstet ist,
F i g. 2 einen Probenwechsler mit einer Lichtschleuse zur Messung von mit einem
szintillierenden Stoff gemischten Proben.
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Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung zur selbsttätigen Zufuhr
von Proben zu einer Meßvorrichtung weist einen Sockel auf, welcher die Transportvorrichtung
enthält und als Basis für eine abgeschirmte Meßkammer 1 dient. Der Sockel wird von
einer unmagnetischen Grundplatte2 überdeckt, auf welcher eine Transportbahn3 für
ferromagnetische Probenhalter 4 vorgesehen ist. Die Grundplatte 2 enthält keine
Öffnung und ist vollständig mit Teflon überzogen, d. h. einem chemisch indifferenten
Werkstoff mit geringem Reibungskoeffizienten. Diese Eigentümlichkeit schützt den
Apparat gegen eine Verseuchung bei einem zufälligen Umkippen einer Probe, da alle
Teile, welche etwa verseucht werden können, gründlich gereinigt werden können.
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Die Vorrichtung für den Transport der Probenhalter 4 wird durch einen
Riemen gebildet, welcher eine Reihe von Dauermagneten 5 antreibt, die sich unter
der Grundplatte 2 befinden und die durch
ihre magnetische Kraft durch die Grundplatte2
hindurch die auf der Transportbahn3 gleitenden Probenhalter anziehen. Die Transportbahn
3 ist mit einer Haube 6 überdeckt.
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Der endlose Riemen mit den Dauermagneten 5 rückt schrittweise derart
vor, daß die Probenhalter 4 jedesmal stillgesetzt werden, wenn einer von ihnen vor
die Öffnung der abgeschirmten Meßkammer 1 kommt. Die abgeschirmte Meßkammer enthält
einen entsprechenden Detektor 7, im vorliegenden Fall einen »Bohrlochzintillationskristall«
mit nach unten gerichteter Öffnung. Die Probenhalter 4 werden mittels eines Verschiebwagens
8 einer Schiebevorrichtung auf einen Aufzug 9 gebracht, welcher sich in der Achse
der abgeschirmten Meßkammer 1 befindet.
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Nach beendeter Messung holt der Verschiebewagen 8 die Probenhalter
4 wieder aus dem Aufzug 9 heraus.
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Der Verschiebewagen 8 bildet eine Abschirmungstür für die Meßkammer
1, da er an seinem vorderen Teil mit einem Verschlußglied 10 aus Blei versehen ist,
welches die Eintrittsöffnung der Meßkammer 1 während der Meßdauer vollständig ausfüllt.
Der Verschiebewagen 8 für die waagerechte Translationsbewegung wird bei seiner Bewegung
durch geradlinige Führungen mit Wälzlagern 11 geführt, wodurch eine genaue axiale
Lage eines jeden Probehalters auf dem Aufzug 9 gewährleistet wird. Die Lage am Hubende
wird durch einen federbelasteten, regelbaren Anschlag 12 bestimmt. Diese Ausbildung
garantiert eine bestmögliche Reproduzierbarkeit der geometrischen Meßbedingungen.
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Ein auf die Plattform des Aufzugs 9 gebrachter Probenhalter 4 wird
in die Meßstellung z. B. mittels eines mit einem Anschlag versehenen Nockens oder
einer Zahnstangel3 gebracht, derart, daß die Genauigkeit der am Ende erreichten
Höhe auf einen Bruchteil eines Millimeters garantiert wird. In der oberen Stellung
des Aufzugs 9 wird die Probe auf dem Probenhalter vor den Detektor 7 gebracht, welcher
mit einem Fenster versehen sein kann oder ein gewöhnlicher Szintillationskristall
oder ein Bohrlochszintillationskristall sein kann (F i g. 1).
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Wenn das Gerät auch zur Messung von Lichtstrahlen dienen soll, d.
h., wenn der radioaktive Stoff in ein flüssiges oder festes szintillierendes Mittel
eingebettet ist, muß die Messung in einer vollständig lichtdichten Dunkelkammer
erfolgen. Die grundsätzliche Ausbildung eines selbsttätigen, universal verwendbaren
Probenwechslers, welcher auch Messungen dieser Art gestattet, ist in F i g. 2 dargestellt.
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Die Probenhalter 4 werden von dem Verschiebewagen 8 der Schiebevorrichtung,
welche die waagerechte Translationsbewegung bewirkt, in das eine von zwei Löchern
einer Trommel 14 gebracht, deren anderes Loch sich in der Achse der Meßkammer 1
über dem Aufzug 9 befindet. Die Trommel 14 wird durch einen Bleikörper gebildet,
welcher das Verschlußglied 10 des Verschiebewagens 8 gemäß F i g. 1 ersetzt.
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Wenn sich der Aufzug 9 nach einer Messung in seiner tiefsten Stellung
befindet und eine andere Probe in das Loch der Trommel außerhalb der Meßkammer gebracht
wurde, dreht sich die Trommel 14 um 1800, so daß die neue Probe auf die Plattform
des Aufzugs 9 gebracht wird, welcher sie mit einer Aufwärtsbewegung in die Meßkammer
1 befördert.
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Gleichzeitig wird die bereits gemessene Probe vor den Verschiebewagen
8 gebracht, damit sie durch
eine andere noch nicht gemessene Probe
ersetzt werden kann.