DE1809520B2 - Verfahren zur automatischen Driftstabilisierung bei der Strahlungsmessung mit einem Detektor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art

Zur Messung von Materialeigenschaften, beispielsweise zur Messung von Dicken, Dichten und Feuchten, oder zur Materialanalyse werden oft radiometrische Verfahren angewandt mit Sonden, wie Szintillationszählern, Proportionalzählrohren oder Halbleitern, die Impulse liefern, deren Größe von der absorbierten Strahlenenergie abhängt.

Eine besondere Schwierigkeit liegt in der Drift derartiger Einrichtungen. Eine Är/'jrung der Sondenverstärkung bewirkt eine Änderung der Impulshöhen, damit eine Verschiebung der Energielinien relativ zu den eingestellten Ansprechschwellen für die Impulsregistrierung und dadurch fehlerhafte Intensitätsmessungen. Diese Fehler können durch regelmäßige Kontrollen mit Eichstrahlern und manuelle Nachstellung in den zulässigen Grenzen gehalten werden. Besser sind jedoch automatisch arbeitende Stabilisierungseinrichtungen.

Aus »II Nuovo Cimento« Band IX (1952) Nr. 7, Seiten 615—617 ist ein einfacher automatischer Stabilisator zur Messung kosmischer Strahlung sowie ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs vorausgesetzten Art bekanntgeworden, bei dem als Eichstrahler ein Gammastrahler verwendet wird und ein Integraldiskri- ^r> <> minator sowie eine Regeleinrichtung, welche die Rate der die Schwelle des Integraldiskriminators überschreitenden Impulse konstant hält. Dabei sind die von der zu messenden kosmischen Strahlung ausgelösten Impulse größer als die Impulse von der Eichstrahlung, und der ">~> Verfasser führt aus, daß die schwankende Rate der zu messenden Strahlung genügend klein gegenüber der vom Eichstrahler ausgelösten Impulsrate sein muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren ohne Beeinträchtigung der Stabili- <>o sierungsgenadigkeit im Hinblick auf die radiometrische Messung von Materialeigenschaften in dem Sinne zu vereinfachen, daß die Referenzstrahlungsquelle zugleich als Strahlenquelle für die Messung verwendbar wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem i>5 Verfahren zur automatischen Driftstabilisierung bei der Strahlungsmessung mit einem Detektor, dessen Impulsamplitude der von ihm absorbierten Energie entspricht, wobei das Impulsamplitudenspektrum mindestens eine diskrete Linie aufweist, unter Verwendung einer Bezugsstrahlungsquelle für die Stabilisierung sowie eines Integraldiskriminators mit nachgeschalteter Regeleinrichtung, welche die Rate der im Integraldiskriminator abgegebenen Impulse konstant hält, vorgeschlagen, daß zur radiometrischen Messung von Materialeigenschaften die Bezugsstrahlungsquelle zugleich als Meß-Strahlungsquelle dient und daß der Sollwert der Regeleinrichtung derart vorgegeben wird, daß die Rate der vom Integraldiskriminator abgegebenen Impulse kleiner als die Gesamtrate der Impulse der energiereichsten Linie im Impulsamplitudenspektrum ist

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß auch bei stark schwankenden 'Strahlenintensitäten am Detektor überraschend gute Stabilisierungsgenauigkeiten erhalten werden.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 schematisch die Wirkungsweise des Verfahrens gemäß der Erfindung,

Fig.2 zeigt die grundsätzliche Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

In Fig. 1 ist ein Impulshöhendiagramm dargestellt wie es beispielsweise bei einer Dichtemessung nach dem Durchstrahlungsverfahren mit einer Cs-137-Strahlenquelle und einem Szintillationszähler als Detektor erhalten wird. Aufgetragen ist die Impulshäufigkeit / in Abhängigkeit von der Impulsgröße G. Das Spektrum I möge die Impulshöhenverteilung bei der kleinsten, Spektrum II bei der größten Dichte im Meßbereich darstellen. 5 möge die Schwelle des Integraldiskriminators bedeuten, der schraffierte Bereich der Kurve I stellt die Rate der Impulse dar, welche die Schwelle 5bei der größten Strahlenintensität überschreiten. Durch die Regeleinrichtung wird diese Impulsrate konstant gehalten. Dadurch bleibt bei konstanter Einstrahlung der Amplitudenverlauf des Spektrums erhalten, die Regelung wirkt driftstabilisierend. Wird die Strahlenintensität auf etwa die Hälfte verringert (Kurve II), so hält die Regeleinrichtung die Rate der die Schwelle 5 überschreitenden Impulse konstant. Grundsätzlich verschiebt sich dadurch zwar die Lage des Spektrums, die Verschiebung beispielsweise des Maximums der Bezugslinie beträgt jedoch im vorliegenden Beispiel trotz der starken Intensitätsänderung nur etwa 1% der Impulsgröße. Wird, wie bei Dichtemessungen üblich, eine integrale Intensitätsmessung durchgeführt, wobei alle eine SchweMe M überschreitenden Impulse registriert werden, so entspricht dieser Verschiebung nur eine Anzeigeänderung von etwa 0,1 % der Intensität. Hinzu kommt, daß diese Verschiebung in gesetzmäßiger Weise mit der Intensitätsänderung verknüpft ist und durch die ohnehin notwendige Eichung der Anzeige in Abhängigkeit von der Dichte voll erfaßt wird, so daß überhaupt kein Fehler in bezug auf die radiometrische Dichtemessung entsteht. Ähnlich sind die Verhältnisse beispielsweise bei einer Dickenmessung in Durchstrahlung oder Rückstreuung oder bei einer Feuchtemessung mit Neutronen, bei der die entstehenden langsamen Neutronen in geeigneten Sonden eine scharfe Linie hoher Energie erzeugen, die sich ausgezeichnet für die Stabilisierung eignet, oder bei Fluoreszenzmessungen, bei denen im Sondenspektrum neben den Linien der erzeugenden Strahlung für das entstehende Material charakteristische Linien geringerer Energie auftreten und bei denen die energiereichste Linie der erzeugenden Strahlung zur automatischen Driftstabilisierung

geeignet ist

Die grundsätzliche Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zeigt Fig.2. Die zur radiometrischen Messung erforderliche Strahlung einer Quelle 1 fällt auf das zu uniersuchende Material Z Je nach Meßaufgabe soll der Detektor 3, beispielsweise ein Szintillationszähler, die das Material durchsetzende und/oder die im Material gestreute oder in ihm erzeugte Strahlung messen. Dazu wird er an einen Verstärker 4 angeschlossen, die verstärkten Impulse gehen über einen Diskriminator 5 auf eine analoge oder digitale Anzeigeeinheit 6. Die von der Meß-Strahlenquelle in

der Sonde erzeugten Impulse werden nach Verstärkung im Verstärker 4 auch auf einen Integraldiskriminator 7 gegeben, der ein Ausgangssignal liefert, das zur Rate der Impulse proportional ist, welche die Integratorschwelle des Integraldiskriminators 7 überschreiten. Da die Gesamtverstärkung der Impulse sich aus der Eigenverstärkung des Detektors 3, die eine Funktion der Detektor-Betriebsspannung ist, und der des nachgeschalteten Verstärkers 4 zusammensetzt, kann entweder eine Regelschaltung 8a für einen Hochspannungserzeuger 9 oder eine Regelschaltung Sb für den Verstärker 4 vorgesehen werden.

Hierzu 1 Blatt !Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur automatischen Driftstabilisierung bei der Strahlungsmessung mit einem Detektor, dessen Impulsamplitude der von ihm absorbierten Energie entspricht, wobei das Impulsamplitudenspektrum mindestens eine diskrete Linie aufweist, unter Verwendung einer Bezugsstrahlungsquelle für die Stabilisierung sowie eines Integraldiskriminators mit nachgeschalteter Regeleinrichtung, welche die Rate der vom Integraldiskriminator abgegebenen Impulse konstant dadurch gekennzeichnet, daß zur radiometrischen Messung von Materialeigenschaften die Bezugsstrahlungsquelle zugleich als Meß-Strahlungsquelle dient und daß der Sollwert der Regeleinrichtung derart vorgegeben wird, daß die Rate der vom Integraldiskriminator abgegebenen Impulse kleiner als die Gesamtrate der Impulse der energiereichsten Linie im Impulsamplitudenspektrum ist