DE1942121A1

DE1942121A1 - Verfahren und Instrument zum Ablesen von Thermolumineszenz-Dosen

Info

Publication number: DE1942121A1
Application number: DE19691942121
Authority: DE
Inventors: Yutaka Higashida; Hidetsuu Kawabata; Saburo Kitamura; Hajimu Oonishi; Osamu Yamamoto; Tadadei Yamashita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1968-08-20
Filing date: 1969-08-19
Publication date: 1970-02-26
Also published as: DE1942121B2; BE737672A; NL6912587A; FR2015982B1; NL158619B; DK131832B; DK131832C; CH513408A; FR2015982A1; US3590245A

Description

zenz-Dosen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zum Ablesen von Thermolumineszenz-Dosen. Man erhält dabei eine Möglichkeit zum Ablesen von .Thermolumineszenz-Dosen, die zuverlässiger und empfindlicher als herkömmliche Verfahren und Geräte arbeitet und das Ableseergebnis in einer kürzeren Zeit erbringt.

Die Thermolumineszenz-Dosimetrie hat eine Anzahl von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Iosimetereinrichtungen und weist eine Vielzahl von deren Nachteilen nicht auf. Eine Einrichtung für die Thermolumineszenz-Dosimetrie besteht im wesentlichen aus einem strahlungs.empfindlichen Thermolumineszenz-Dosimeter und einem Ableseinstrument für das Feststellen der Thermolumineszenz des Dosimeters bei einer angehobenen Temperatur. Eine derartige Einrichtung wird für das Bestimmen der Dosis verwendet, der das Dosimeter ausgesetzt war. Dabei wird das zuvor zur Dosismessung verwendete Dosimeter in einem Instrument erhitzt, die dabei vom Dosimeter abgestrahlte Thermolumineszenz abgeieen und der angezeigte Thermolumineszenzausgang in eine Dosisangabe umgewandelt. Ein wesentlicher konstruktiver Teil eines derartigen Instrumentes ist derjenige, in

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dem das Dosimeter erhitzt wird. Aufbau und Arbeitsweise des Erhitzers haben einen direkten Einfluß auf die Brauchbarkeit der Dosimetereinrichtung. --.- ■ \ - ; -■'"■'■ "'■ ^ ·

In herkömmlichen Thermolumineszenz-Ableseinstrumenten wurden bisher folgende Möglichkeiten für das Erhitzen des IJosimeters verwendet: "■-"-."'

1. Mit dem Dosimeter wurde ein elektrischer Widerstand kombiniert.

2. Das Dosimeter wurde unmittelbar an einem im Ableseinstru-^r ment vorgesehenen elektrischen Widerstand angebracht. ' ''■'■"

3- Das 'Dosimeter wurde in der Nähe eines elektrischen Widerstandes gehalten, der in einem Ableseinstrument vorgesehen war. Beispielsweise wurde das Dosimeter in einen spulenförmig ausgebauten elektrischen Widerstand eingeschoben.

4. Das Dosimeter wurde auf einen heizbaren und heißen Festkörper aufgesetzt. · ' ■■';■

Keine dieser Möglichkeiten ist jedoch völlig■ .befriedigend | , Die Möglichkeit 1 führt zum Nachteil, daß das Dosimeter einen ;'-. komplizierten Aufbau erhält und in seiner Handhabung unprak-. tisch wird. Die Möglichkeit 2 führt dazu, daß der Temperaturan- j . stieg ungleichmäßig ist, und zwar in Abhängigkeit von der Art;^: [ [mit der das Dosimeter am elektrischen Widerstand angebracht wird] ί Es ergeben sich so Ablesefehler, und außerdem erhält man durch j die Warmeabstrahlung des elektrischen Widerstandes einen Stör- i pegel. Bei der Möglichkeit 3 sind das Signalpegel-Störpegel-Yer- j hältnis und die Ablesezeit unbefriedigend, da für den Temperatür4 anstieg eine lange Zeit benötigt wird. Die Möglichkeit-4 schließlich weist die gleichen Nachteile auf, wie die Möglichkeit 2.

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Man kann also unter Verwendung der herkömmlichen Verfahren kein Instrument erhalten, das im Betrieb brauchbar und hoch zuverlässig ist► Insbesondere darf beim Erhitzen des Dosimeters für das Ablesen der Thermolumineszenz unter keinen Umständen ein Fehler auftreten, da eine Eigenschaft von Thermolumineszenz-Dosimetern darin besteht, dab die Dosisaufzeichnung des Dosimeters verloren geht, wenn das Dosimeter erhitzt wird.

Erfindungsgemäß wird deshalb ein anderes Dosimetriesystem vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, daß das Dosimeter durch einen gegen es geblasenen LuftstronTerhitzt wird. Das Thermolumineszenz-Ableseinstrument nach der Erfindung erreicht so viele Vorteile. So sind die Zuverlässigkeit und die Empfindlichkeit angehoben, die Zeit für das Erhitzen und Ablesen kann verkürzt werden, und Dosimeter jeder beliebigen Form können erhitzt werden.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeich- i nung wird die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; und zwar; zeigen ■ ;

Fig. 1 schematisch und durch eine Blockschaltung ergänzt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Instrumentes,
Fig. 2 eine Querschnittsseitenansicht des wesentlichen Teiles des Instrumentes,

Fig. 3 eine Querschnittsseitenansicht einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform des Teiles für das Erhitzen des Dosimeters, und
Fig. 4 schematisch, teilweise geschnitten und durch ein Blockschaltbild ergänzt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

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Fig. 1 zeigt den allgemeinen Aufbau des erfindungsgemäßen Thermolumineszenz-Ableseinstrumentes. Ein Ventilator 1 drückt Luft mil Baumtemperatur zu einem Schlitten 3, der ein Dosimeter 4 trägt. Der Schlitten 3 dient dazu, das auf ihm angeordnete Dosimeter von außen an die Heizstelle des Instrumentes zu bringen) Die Thermolumineszenz-Dosis des Dosimeters 4 soll abgeteen werden. In unmittelbarer Nachbarschaft zum Dosimeter wird ein Tem- ! peraturfühler 5 angeordnet, der die Umgebungstemperatur des Dosimeters abfühlt. _v

Die vom Ventilator 1 zugeführte Luft wird durch den Erhitzer 2 erhitzt. Anschließend wird sie auf das Dosimeter geblasen. Das Dosimeter wird so in etwa 10 Sekunden auf eine Tem-.-peratur von 200 bis 400⁰C aufgeheizt und emittiert eine Thermolumineszenzstrahlung. Die so erzeugte Thermolumineszenz wird durch eine Optik 6 gesammelt und von einem Photovervielfacher 7 aufgenommen. Der sich ergebende Photostrom wird von einem Verstärker8 verstärkt und kann an einem Anzeigegerät 9 abgeJasen werden. Zusätzlich ist das Instrument mit einer Temperatursteuerung 10für das Regeln der TemperaturdesErhitzers 2 und mit einem Begier 11 ausgerüstet, der zum Einstellen der pro Zeitf einheit durchfließenden Luftmenge dient. Schließlich ist für den Ventilator 1 ein Zeitregler 12 vorgesehen.

Fig. 2 zeigt den zum Erhitzen dienenden Abschnitt des Instrumentes nach der Erfindung mehr im einzelnen. Man erkennt einen Ventilator 13, einen Erhitzer 14 und eine Führung 15 für die erhitzte Luft. Diese ist aus einem Material hergestellt, das eine geringe Wärmekapazität und eine schlechte Wärmeleitfäjiig.4 keit aufweist. Die erwähnten Teile sind in einem ein Luftfilter 16 aufweisenden geschlossenen Behälter 17 angeordnet. Ein Dösi-

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meter 18 ist auf einem als Gleitplatte ausgebildeten Schlitten 19 angeordnet und wird von diesem getragen. Eine Lichtquelle 20 dient zum Eichen. Sie besteht aus einem Radioisotop und einem fluoreszierenden Material und befindet sich an 'der für das Erhitzen des Dosimeters vorgesehenen Stelle, wenn der Schlitten aus dem Instrument ausgezogen oder das Dosimeter außerhalb des Instrumentes angeordnet ist. Die Lichtquelle dient dazu, die Empfindlichkeit der optischen und elektrischen Einrichtung insgesamt zu eichen. Man erkennt weiter eine Konkavlinse 21, eine Kondenserlinse 22, einen Photovervielfacher 23, einen Vorver- ] stärker 24, eine Tragplatte 25, auf die die elektrischen Teile des Vorverstärkers aufgebaut sind, ein Außengehäuse 26 mit einer großen Anzahl von in seiner Wandung ausgebildeten Ventilationsöffnungen, einen für die Belüftung dienenden Ventilator 27, einen Dosisanzeiger 28, einen Handgriff 29 für den Schlitten 19, Einstellknöpfe 30 und einen am Außengehäuse angebrachten Tragegriff 31.

Als Ventilator wird ein Propeller-Ventilator benützt, der einen relativ großen Winddruck aufbauen kann. Das ist erforderlich, weil der Erhitzer einen Widerstand für den vom Ven- j tilator aufgebauten Luftstrom darstellt. Der bei voller Leistung

des Ventilators aufgebaute Druck muß deshalb mindestens 2 cm Wassersäule betragen. Der Luftdurchsatz der Strömung soll bei 5 bis 10 l/Min liegen. Höherer Druck der Luftströmung kann durch die Verwendung einer Pumpe erzielt werden. Die Verwendung einer \ Pumpe hat jedoch den lachteil, daß der für die Luftblasung bestimmte Abschnitt ein hohes Gewicht bekommt, da Pumpen nur einer geringen Strömungsdruck auibauen und eine kleine Pumpe nicht in der Lage ist, einen Strömungsdurchsatz von 5 bis 10 l/Min sicher zustellen. Für die grundsätzliche Funktion genügt jedoch die

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Verwendung einer Pumpe. --

Die gezeigte Ausführungsform ist so aufgebaut, daß die " vom Ventilator beförderte Luft auf Baumtemperatür Ist. Das gesamte Luftströmungssystem kann aber auch so konstruiert werden,' daß die einmal auf das Dosimeter geblasene heiße Luft zur neuerlichen Verwendung wieder dem Ventilator zugeführt wird. Eine ;■ solche Vorrichtung ist insoweit vorteilhaft, als die Erhitzerwirkung der Luft verbessert und ein Ansteigen der Temperatur von anderen TeileEjdes Instrumentes verhindert wird« Die auf das Dosimeter geblasene Luft muß rein sein, damit Dosimter und optisches System nicht verschmutzt werden. Dafür ist an einem Lufteinlaß und einem Luftauslaß der Führungseinrichtung für den Luftstrom ein Luftfilter vorgesehen. Dieser stellt für die Luftströmung einen Widerstand das und deshalb ^; wird das Luftvolumen am Lufteinlaß des Ventilators groß gemacht. Dafür wird in Strömungsrichtung nach dem Luftfilter ein Luft- ■ raum ausgebildet. Dadurch wird bei momentanem Blasen der Luft j der Widerstand für die Luft vermindert. Der Widerstand" für die·..! Luft kann auch dadurch vermindert werden, daß die für das Be-* blasen des Dosimeters verwendete Luft wieder zum Lufteinlaß des Ventilators zurückgeführt wird. Eine solche Bückführung ist · auch insoweit wirkungsvoll, als dadurch die Wirksamkeit der Aufheizung der Luft; erhöht und gleichzeitig die Reinheit der Luft aufrechterhalten wird. , '

Beim Entwurf des Erhitzers sind die Temperatur des Erhitzers, die Wärmekapazität des den Erhitzer umfassenden Abschnitts, die Wärmeleitfähigkeit des Erhitzers, der Strömungswiderstand gegen die Luftströmung und das Aufrechterhalten der Wärme des Erhitzers insgesamt zu berücksichtigen. Die erforder-

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liehe Temperatur des Erhitzers liegt im Bereich von 300 bis 500 C und ist etwa 100 C hoher als die Temperatur des Dosimeters.. Ist - di«. Temperatur des Erhitzers höher, so wird selbst- ^! verständlich die Luft noch besser erhitzt. In diesem Fall wird

jedoch der-.JSrhitzer auch eine Wärmestrahlung erzeugen, die beim Ablesen der Thermolumineszenz zu Fehlern führt. Um die Luft wirkungsvoll aufzuheizen und doch gleichzeitig den Erhitzer auf einer relativ niedrigen Temperatur zu halten, wird der Erhitzer mit Kippen versehen, die die Kontaktfläche mit der Luft vergrößern und gleichzeitig auch den Widerstand gegen die Luftströmung herabsetzen. In der gezeigten«Ausführungsform sind am Erhitzer Aluminiumrippen vorgesehen, die aus einem elektrischen Widerstand bestehen, der zum Erhitzen der Luft dient. Die Wärmekapazität der Aluminiumrippen muß groß genug sein, um eine Wärmemenge zu speichern, die für das Ablesen der Thermolumineszenz eines Dosimeters erfordeiich ist. Die Dicke der Kippen muß etwa in der Größenordnung von 1 mm liegen. Der Erhitzer der beschriebenen Ausf uhrungsform ist von einem Mantel 32 umgeben, der aus wärmeisolierendem Material besteht und so Wärmeverluste nach außen verhindert*

Der Kanal für das Leiten der heißen Luft muß wärmeisolierend, sein und eine geringe Wärmekapazität aufweisen. Erfindungsgemäß wird dafür eine Bohr aus rostfreiem Stahl verwendet, das eine Wandstärke von 0,05 bis.0,1 mm hat. Ebenso müssen in der Nähe des Dosimeters angeordnete Teile, wie beispielsweise der Dosimeterhalter, soweit sie der heißen Luft ausgesetzt sind, eine geringe Dicke und eine entsprechend geringe Wärmekapazität aufweisen.

Bei der Ausführungsform von Fig. 2 ist für das Halten des Dosimeters ein lager 33 vorgesehen. Dieser besteht aus ei-

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nem Schirm grob gewobenen Drahtes aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 0,2 mm. Ein solcher Schirm ergibt einen guten Luftdurchsatz und weist überdies eine geringe Wärmekapazität auf. Das Dosimeter ist auf den Schirm aufgesetzt.

; Nach der Ausführungsform von Fig. 1 wird heiße Luft auf das Dosimeter von der Oberseite des Dosimeters her aufgeblasen. Selbstverständlich kann die Erhitzeranordnung auch so

; angeordnet sein, daß die heiße Luft von der Seite her oder von unten auf das Dosimeter aufgeblasen wird. Die Ausführungsform ! nach Fig. 2 ist jedoch darin vorteilhaft, daß das Dosimeter j unbeweglich auf der <fei Schlitten bildenden Gleitplatte unter dem\ Strom der heißen Luft gehalten werden kann. Es ist also kein besonderes Einspannfutter oder dergleichen erforderlich, Tim das Dosimeter stationär zu halten. Das ist sehr vorteilhaft für einen ununterbrochenen Thermolümineszenz-Ablese-Betrieb. Da

ι ferner das optische System unter der. Heizeinrichtung angeordnet ist, steigt die Temperatur des optischen Systems nicht wesentr· lieh an. Eine besondere Kühlung dafür ist also nicht erforderlieh.

. Das erfindungsgemäße Instrument mit der neuartigen Form

der Erhitzung arbeitet auf folgende Weise; zunächst wird das Dosimeter, getragen von dem als Gleitplatte ausgebildeten Schlitf

; ten, an den für das Erhitzen vorgesehenen Platz gebracht. Bevor mit dem Beblasen mit heißer Luft begonnen wird, wird eine Nullpunkteinstellung des Thermolumineszenz-Ablesesystems vorgenommen. Nach der Nullpunkteinsteilung wird .der Ventilator ein-■■ ■ . ■ ! geschaltet oder ein Lufteinlaßventil geöffnet und damit die ' Luftströmung aufgebaut. Die vom Ventilator geförderte Luft wird während des Durchlaufs durch den Erhitzer aufgeheizt. -Lie-

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gen die Aluminiumrippen des Erhitzers bei einer Temperatur von beispielsweise 40O⁰C, so wird die Luft auf eine Temperatur von 350 bis 37O⁰G erhitzt. Die so aufgeheizte Luft wird gegen das Dosimeter geblasen.

Das Dosimeter wird für etwa 5 bis 15 Sekunden geheizt. Handelt es sieh beispielsweise um ein Thermolumineszenz-Dosimeter aus einer Kalziumsulfatscheibe, die als aktives Element eine seltene Erde enthält, ein Gewicht von 200 mg und einen Durchmesser von 15 mm aufweist, so wird das Dosimeter in 5 Sekunden auf 250⁰C und in 10 Sekunden auf 300 C erhitzt, wenn die Temperatur der Luft 350 C beträgt. In diesem Fall beendet das Dosimeter seine Thermolumineszenz-Abstrahlung in 10 Sekunden. Das Beblasen mit heißer Luft wird unterbrochen, und die Ablesung der Thermolumineszenz ist beendet. Das Ende der Luftzuführung kann mit Hilfe eines Unterbrecherschalters oder durch Schließen ,des Lufteinlaßventiles sichergestellt werden. Diese Maßnahmen erfolgen eine vorbestimnite Zeit nach dem Beginn der !

Thermolumineszenz-Ablesung, und"zwar mit Hilfe eines Zeitreglers j

oder Zeitschalters. Das Dosimeter wird dann gegen ein neues ! ausgetauscht, dessen Thermolumineszenz auf die gleiche Weise abgelesen wird, wie das eben beschrieben wurde. '■

Das wesentliche Merkmal des erfindungsgemäßen Instrumen-; tes besteht darin, daß das Dosimeter durch Beblasen mit heißer ; Luft aufgeheizt wird. In diesem Fall dient die Luft nicht nur j als Medium zum Übertragen der Wärmeenergie. Sie hat überdies \ auch die Eigenschaft, die Thermolumineszenz-Eigenschaften des I Thermolumineszenz-Dosimeters zu stabilisieren. Enthält das Dosi-> meter eine Komponente von Siliziumglas, besteht/also beispiels-j weise aus einem thermolumineszierenden Material, das sich in ₍ einer abgedichteten Glasampulle befindet öder mit einem Glas- :

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binder verschmolzen ist, so hat das Dosimeter die Eigenschaft,· eine unerwünschte Thermolumineszenz abzustrahlen, die nicht durch die zumessende Strahlung, sondern beispielsweise durch-Reibung oder Ultraviolett bewirkt ist. Eine solche Thermolumineszenz muß ausgeschaltet werden, da sie einen Störpegel für die Strahlungsthermolumineszenz, darstellt. Es wurde festge-' stellt, "daß ein Dosimeter mit Siliziumglas am wenigsten unerwünschte Thermolumineszenz zeigt, wenn es in Luft oder Sauere~" stoff erhitzt wird. Stickstoff, Argon oder Wasserstoff sind->" ■ nicht so gut geeignet. Durch Erhitzen des Dosimeters in Luft oder Sauerstoff kann die Thermolumineszenz-Dosis auf weniger ;:; als einige Zehntel des Wertes vermindert werden, der bei einem Erhitzen unter anderen Atmosphären erforderlich ist. Es wurde weiter festgestellt, daß die unerwünschte,Thermolumineszenz; ■ dadurch vermindert werden kann, daß man das Dosimeter ineiner Strömung heißer Luft anordnet oder daß man die heiße Luft _;. . , gegen das Dosimeter bläst. Damit werden besse.re Ergebnisse er*? ,

zielt als beim Erhitzen in ruhender Luft. Die Verwendung von Sauerstoff ist gegenüber Luft hinsichtlich unerwünschter Thermolumineszenz noch von Vorteil. Aus praktischen Erwägungen wird jedoch Luft vorgezogen, da erhitzter Sauerstoff verschiedene Teile des Instrumentes angreifen würde. Die Verwendung; von Luft ist auch-aus physikalischen Erwägungen notwendig, ... . ,

Oben wurde der grundsätzliche Auf bau des er.findungsgemäßen Instrumentes für Thermolumineszenz-Ablesung erläutert. ; Einige Beispiele praktischer Ausführungsformen, die^twite* ,Ab- _Λ Wandlung des oben beschriebenen grundsätzlichen Aufbaus-:erhälten wurden, sollen nun beschrieben werden:· f. Im allgemeinen erzeugt ein thermolumineszierendes. .Material mehr oder weniger Thermoluminesz§nzglühen-neben dern für ■

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das Ablesen der Dosis verwendeten Thermolumineszenzglühen. Dieses nebenher ,erzeugte Thermolumineszenzglühen muß als Störung angesehen werden. So erzeugt ein Dysprosium enthaltendes Kalziumsulfat CaSÜ_4?;.Dy ein Hauptglühen bei einer Temperatur von 220⁰C, dessen Dosis abzulesen ist, und ein weiteres Glühen bei einer Temperatur von etwa 100⁰G, das als Störung anzusehen ist. Diese kann durch Vorerhitzen des exponierten Dosimeters auf eine Temperatur von etwa 1OQ⁰C und für einige 10 Sekunden ausgeschaltet werden.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Instrumentes, bei der eine solche Vorheizung möglich ist. Man erkennt einen Haupterhitzer 34 und einen Hilfserhitzer 35, der für das Vorheizen des Dosimeters Verwendung findet. Ein Dosimeter 36 ist auf einem Schlitten 37 angeordnet und liegt über einer Optik 3$, die Licht aufnimmt. Man sieht auch einen Teil der Vor-· derwand 39 des äußeren Gehäuses. Der Haupterhitzer wird auf ei- ■ ner Temperatur gehalten, die genügend hoch ist, um das Haupt- \ glühen des Dosimeters hervorzurufen, also auf einer Temperatur von 300 bis 500 C. Der Hilfserhitzer wird auf einer Temperatur gehalten, die nur gerade ausreicht, um das zusätzliche Glühen [ auszuschließen, das für die Ablesung der Thermolumineszenz des Dosimeters nicht verwendet wird. Diese Temperatur liegt bei j etwa 150 C, wenn das Dosimeter aus dem oben beschriebenen Kai- · ziumsulfat besteht. Das exponierte Dosimeter 36 wird zunächst für eine kurze Zeit auf etwa 100 C erhitzt, und zwar durch ei- ^; nen Strom heißer Luft, der durch den Hilfserhitzer fließt« Da- ^! durch wird das zusätzliche Glühen bei einer Temperatur von et- ! wa 100 C ausgeschaltet. Das Dosimeter wird dann durch einen i vom Haupterhitzer ausgehenden Strom heißer Luft so erhitzt, wie· es oben bei der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben wur-'

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de. Die sieh ergebende Thermolumineszenz wird abgelesen.

Fig. 4 zeigt eine-weitere Ausführungsform des Instrumentes für die Thermolumineszenz-Ablesung nach der Erfindung. Diese! ist besonders praktisch und einfach aufgebaut. Es handelt sich dabei um eine Vereinfachung des ersterwähnten Instrumentes in Aufbau und Gebrauch. Ein Ventilator 40 dient zum Erzeugen eines Luftstromes. Ein Erhitzer 41 besteht aus einem metallischen Widerstandsdraht, der zu einer Spirale gewickelt ist. Der Erhitzer 41 ist in eine Abdeckung 42 eingeschlossen. In die Abdeckung 42 !

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ist eine Glimmerplatte 43 eingelegt, um die Abdeckung von Er- | * hitzer 41 zu isolieren. Ein Dosimeter 44 liegt auf einem Schlit-J ten 45. Das Licht wird von einer Optik 46 aufgenommen. Der sich < ergebende Photostrom wird in einen Verstärker 47 verstärkt und | integriert und schließlich an einem Anzeigegerät 48 abgelesen. Ein Zeitregler 49 steuert den Betrieb von Ventilator und Erhitzer. Die vom Ventilator geförderte Luft wird während ihres Durchlaufes durch den metallischen Widerstandsdraht erhitzt, und die so erhaltene heiße Luft wird gegen das Dosimeter geblasen. Man erkennt, daß bei diesem Instrument der Aufbau des Erhitzers besonders einfach ist. Als Material für den metallischen Widerstandsdraht, der bei der Leitung eines durch ihn geschickten Stromes heiß wird, verwendet man einen Nickel-Chrom-Draht oder einen Draht aus rostfreiem Stahl. Mit dem so erhaltenen Instrument wird die Thermolumineszenz eines Dosimeters auf folgende Weise abgelesen: zunächst wird das zuvor zur Dosismessung verwendete Dosimeter auf dem Schlitten angebracht und auf diesem in die Stellung überführt, in ier die Thermolumineszenz erzeugt werden soll. Fach der Nullpunkteinsteilung des Instrumentes wird ein Ein-Aus-Schalter geschlossen und das Instrument so in Betrieb genommen. Durch den metallischen Widerstandsdraht wird

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ein Strom geleitet und gleichzeitig der Ventilator in Bewegung gesetzt. Die von diesem in den Erhitzer geblasene Luft wird erwärm^ und die erhaltene heiße Luft wird auf das Dosimeter geblasen. Gleichzeitig mit-dem' Schließen des Ein-Aus-Schalters wird die Integrierschaltung unter Spannung gesetzt und integriert den durch die Thermolumineszenz des Dosimeters erzeugten Photostrom. Außerdem wird der Zeitregler in Betrieb genommen. Nach Ablauf einer am Zeitregler vorgewählten Zeit wird der Schalter ; durch den Zeitregler geöffnet. Dadurch werden die Integrierung, j das Blasen der Luft durch den Ventilator und das Erhitzen der j Luft durch den Erhitzer beendet. Der Wert des integrierten Phötostromes wird durch das Anzeigegerät angezeigt. Dadurch ist ein voller Arbeitsgang der Thermolumineszenz-Ablesung beendet.

Aus der obigen Beschreibung von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Thermolumiheszenz-Ablesegerätes ist zu ent- j nehmen, daß sich diese Geräte grundsätzlich dadurch auszeichnen, νdaß bei ihnen das Dosimeter durch einen auf es geblasenen Strom heißer Luft aufgeheizt wird. Durch Verwendung dieses Aufheizwerden die bei herkömmlichen Instrumenten auftreteniJchwierigkeiten beseitigt.

; _; Insbesondere,,.i$t es durch die Verwendung der Aufheizmethode nach der Erfindung möglich, das Dosimeter konstant zu halten, und zwar unabhängig von seiner Form. So ist es beispielsweise möglich, eine gleichmäßige Erhitzung sowohl für ein scheibenförmiges Dosimeter, ein zylindrisches Dosimeter, eic sphärisches Dosimeter oder ein Dosimeter in Form eines Filmes zu erhalten. Die. Form des Dosimeters ist nämlich in Abhängigkeit vom Verwendungszweck veränderlich. Ein Dosimeter beliebiger Fora kann bei Ablesung der Thermolumineszenz mit dem er- _.. ... . ■_ α 0 9 8 0 9 / 1 2 01 ~ -14- __

findungsgemäßen■Instrument in konstantem Maß erhitzt werden. Es muß dafür nur die Temperatur-und die Durchsatzmenge dar-heißen
luft sowie die Äufheizzeit des Dosimeters -entsprechend der Föfnf"; des beöonderen-Dosimeters gewählt werden. Bei herkömmliehen^Aufheizmethoden, für das Dosimeter, beispielsweise bei der Verwen-^ ^ dung eines von einem großen Strom durchflussenen Metallbandes/ ■ an dem das Dosimeter unmittelbar angebracht ist, kannein düiiiies, scheibenförmiges Dosimeter einfach erhitzt werden. Es ist Je--· ^v' doch nicht möglich, mit. einer■-derartigen Vorrichtung ein stan^••-^Λ genförmiges oder sphärisches Dosimeter-zu erhitzen, da man dann einen großen Hitzefehler erhält. Derartige Schwierigkeiten sind^:: beim erfindungsgemäßen Verfahr en ausgeschalte t,. nachdem heiße
Luft für· das Erhitzen Verwendung findet. Weiter kann bei
köBualichen Erhitzungsverfahren .schon die Anwesenheit^ einer
nen Menge von Staub auf dem Dosimeter oder eine Durchbiegung des Dosimeters zu Hitzefehlern von 1OQ?6 und mehr führen. Das führt ,,. zu Ablesefehlern von^50$ oder mehr. Derartige Instrumente er^_v ί geben also keine zuverlässigen Ergebnisse. Derartige Fehler sind; aber unter Anwendung der Erfindung völlig ausgeschaltet, und die Genauigkeit der Ablesung kann dadurch bedeutend Terbessert werden^ :■ ' ; -._..;. :- ., _/ . / _yi. ·. _._v . .,_ .. .._._.-J ■■/■■■

- Ein weiterer wichtiger Vorteil des Erfindungsgegen- . i Standes besteht darin, daß die Heizzeit auf 4 bis 8.Sekunden 4 vermindert werden kann. Sie liegt damit wesentlich unte^d^ö¹ ; 1 bei bekannten Instrumenten erforderlichen^Eeizzei.ten. Die Mög-,
lichkeit für das Vermindern der Aufheizzeit ist eine Folge der
Tatsache, daß erfindungsgemäß das Dosimeter von der heißen Luft ! eingeschlossen wird und so die Hitze mit hohem Wirkungsgrad an 1 das Dosimeter übertragen wird. lEntsprechend kann die Älalesezeit gegenüber herkömmlichen Instrumenten drastisch verkürzt werden. .. "L.i______^:_ :_ QD9 81

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kürzere Erhitzungszeit ist auch ein direkter Anzeiger für eine verbesserte Empfindlichkeit. Bei herkömmlichem Thermolumineszenzmaterial erhält man bei der Zeit-Integration der durch es emittierten Thermolumineszenz, also als Integrationswert der Thermolumineszenz-Glühkurve, einen im wesentlichen konstanten Wert. Das Material strahlt eine intensivere Thermolumineszenz in einer kürzeren Zeitspanne ab, wenn es stärker , erhitzt wird. Das bedeutet, daß die Glühkurve spitzer wird, wenn die Heizung verstärkt wird. Das Signalpegel-Störpegel-Verhältnis nimmt in umgekehrter Proportionalität zur Heizintensität zu. Das führt zu einer erhöhten Empfindlichkeit des Instrumentes.

Bei Instrumenten, die nach herkömmlichen Erhitzungsverfahren arbeiten, ist die wichtigste Störungsquelle die Wärmestrahlung, die vom Erhitzer erzeugt wird. Durch diese wird die ; Empfindlichkeit des gesamten Ablesesystems beschränkt. Bei dem ! .erfindungsgemäßen Instrument, bei dem heiße Luft gegen das Do- ₍ simeter geblasen wird, wird ausschließlich das Dosimeter erhitzt Werden auch andere Materialien erhitzt, so ebenfalls nur auf ' Temperaturen, bei denen sie keine Wärmestrahlung abgeben. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß neben dem Dosimeter andere ; Materialien keine Wärmestrahlung abgeben. Deshalb ist die Wärmestrahlungsdosis überaus gering, und das Signalpegel-Störpegel-Verhältnis kann um einen Faktor 3 bis 8 gegenüber herkömmlichen Instrumenten verbessert werden. Das Instrument nach der Erfindung hat also eine hohe Empfindlichkeit.

Ein weiterer Vorteil von Bedeutung, der durch die Erfindung erzielt wird, ist der, daß unerwünschte lumineszenz beim Ablesen der Thermolumineszenz von Dqsimätern mit Bestandteilen aus Siliziumglas beträchtlich vermindert werden karin. Das führt

zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Instrumentes.

Vfeiter erbringt die erfindungsgemäße Verwendung von gegen das Dosimeter geblasener heißer Luft gegenüber den herkömmlichen Verfahren, bei denen das Dosimeter an ein Heizelement angebracht wird, den Vorteil, daß ein optischer Heflektor unmittelbar neben: dem Dosimeter angebracht werden kann, da um das Dosimeter herum weniger optische Hindernisse vorhanden sind. Folglich kann die j vom Dosimeter emittierte Thermolumineszenz in hoher Wirksamkeit ι gesammelt werden. Auch das trägt zur Erhöhung der Empfindlieh- | keit bei der Ablesung der Thermolumineszenz des Dosimeters bei. j Ein Versuch, bei dem ein Thermolumineszenz-Dosimeter in eine Glasampulle eines Durchmessers von 1,5 mm und einer Länge von 10 mm eingeschlossen wurde, hat ergeben, daß das erfindungsgemäße Instrument bei Verwendung eines konkaven Reflektors die Thermolumineszenz des Dosimeters in einer Dosis abnehmen kann, die das 5-fache dessen ist, was bei einem herkömmlichen Instrument abgenommen werden kann, bei dem das Dosimeter in Berührung

mit dem Heizelement steht und einen konkaven Reflektor aufweist.

Zusätzlich erbringt die erfindungsgemäße Verwendung von heißer Luft, die für das Erhitzen des Dosimeters gegen dieses geblasen wird, den Vorteil, daß das Instrument einen einfachen Aufbau erhält, ein geringes Gewicht aufweist und für das Erhitzen weniger Energie erfordert.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß erfindungsgemäß ein Verfahren und ein Instrument zum Ablesen von Thermolumineszenz-Dosen erhalten wird, das hohe Zuverlässigkeit mit hoher Empfindlichkeit verbindet und eine Ablesung der Thermolumineszenz des Dosimeters in kurzer Zeit ermöglicht.

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Claims

Patents η s ρ r ü e h e :

ί Xy Verfahren zum Ablesen von Thermolumineszenz-Dosen, da-j durch gekennzeichnet, daß ein zuvor zur Dosismessung verwendetes) Dosimeter mit vorab erhitzter Luft beblasen wird und daß die vom Dosimeter abgestrahlte Thermolumineszenz gemessen wird, wodurch die Strahlungsdosis bestimmt wird, der das Dosimeter zuvor ausgesetzt war.

2, Thermolumineszenz-Ablesegerät, bei dem ein zuvor einer Strahlung ausgesetztes Dosimeter aufheizbar und die Strahlungsdosis an der vom Dosimeter emittierten Thermolumineszenz ablesbar, ist und das einen ThermoliimineKzenz-Detektor aufweist, gekennzeichnet durch eins Vorrichtung (3, 19, 37» 45) zum Einführen des Dosimeters (4,.'18., 56, 44) in das Instrument von ! außen und zum Instellungbringen des Dosimeters in einer für das Feststellen der Thermoluminessenz vorgesehenen lage, durch einen Ventilator (1, 15, 40) für das Aufbauen einer Luftströmung und durch Erhitzer (2, 14, 54, 41) für das Aufheizen der vom Ventilator zugeführten luft, der so angeordnet ist, daß das für das Feststellen der Thermolumineszenz in Stellung gebrachte Dosimeter durch die heiße Luft erhitst wird.

5. Gerät nach Anspruch 2» dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (12, 49) vorgesehen ist, mit deren Hilfe das Dosimeter während jedes Thermolumineszenz-Ablesearbeitsganges für eine vorbestimmte Zeitdauer mit heißer Luft beblasbar ist.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermolumineszenz-Detektor (z.B. 6, 7) im unteren Abschnitt des Instrumentes angeordnet ist, daß die heiße Luft über den Erhitzer (2) nach unten blasbar ist und daJB die das Dosimeter (4) tragende Einsohiebvorrichtung (3) KWiscfegß dem TJitrffloluffliines|»

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zenz-Detektor und dem Lufterhitzer angeordnet ist, wodurch das ; j Dosimeter über dem Thermolumineszenz^Detektor aufheizbar ist.

j 5." Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ; zum Steuern der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit des Dosimeters¹ eine Vorrichtung (11) zum Einstellen des Heißluftdurchsatzes t

vorgesehen ist. ""■!

j 6. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß j

■ zum Steuern der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit des Dosimeters,

w ;-■ eine Vorrichtung (10) zum Steuern der Temperatur des Lüfter- _; hitzers (2) vorgesehen ist.

7. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (55) für eine Vorheizung des Dosimeters (56) vorgesehen ist (Fig. 5).

8. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Eichen eine Lichtquelle (20) in der Thermolumineszenz-Feststellage mit Hilfe der Einrichtung (19) zum Einschieben des Dosimeters (18) angeordnet ist und gleichzeitig mit dem Einschieben des Dosimeters in die Thermolumineszenz-Feststelllage mit Hilfe dieser Einrichtung (19) entfernbar ist (Fig. 2).

9. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, zum gleichzeitigen Anschließen des Lufterhitzers (41) und des Ventilators (40) an eine Energiequelle bei Beginn jeder Thermolumineszenz-Ablesung und für das gleichzeitige Trennen dieser t Verbindung mit der Energiequelle nach Beendigung jedes Thermolumineszenz-Ablese-Arbeitsganges ein Zeitregler (49) vorgesehen] ist (Fig. 4). . "

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