DE19743862C1 - Herstellungsverfahren für Durchflußszintillationsmeßzelle - Google Patents
Herstellungsverfahren für DurchflußszintillationsmeßzelleInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Herstellung eines Schlauches für Durchflußszin
tillationsmeßzellen, bei denen das szintillierende
Material als dünne Schicht auf der Innenseite eines
durchsichtigen oder durchscheinenden, hitzebeständigen
Schlauchs aufgetragen ist und fest anhaftet.
Wird eine Flüssigkeit mit gelösten radioaktiven
Substanzen durch diesen Schlauch gefördert, erzeugt die
radioaktive Strahlung im szintillierenden Material
Lichtblitze, die gemessen werden können und dadurch
Aufschluß über die Menge oder die Konzentration der
radioaktiven Substanzen in der Lösung geben.
Aus der Druckschrift DE-Gm 18 07 591 ist ein Meßkopf
bekannt, der als Strahlendetektor für α- oder β-Teilchen
eingesetzt wird. Der Meßkopf umfaßt einen spiralförmig
gewickelten, schlauchförmigen Szintillator.
Aus der Druckschrift DE 32 33 187 A1 ist bekannt, einen
Schlauch mit einem Szintillator zu beschichten. Es
können Plastikszintillatoren verwendet werden.
Aus der Druckschrift EP 0 576 090 A2 ist bekannt, einen
gelösten Plastikszintillator das Innere eines
Gegenstandes zu füllen. Wird der Gegenstand
anschließend geleert, so verbleibt eine Schicht des
szintillierenden Materials.
Ein Verfahren zur Herstellung von Meßzellen ist in der
Druckschrift DE 196 13 971 A1 beschrieben. Schmale
Streifen eines schmelzbaren Szintillators (z. B.
MeltilexTM) werden in einem geeignet hitzebeständigen
Schlauch eingebracht, mit Heißluft geschmolzen und dann
durch den heißen Luftstrom im Schlauch über seine
gesamte Länge verwirbelt. Nach Abkühlung des Schlauchs
ist der Szintillator als homogene, fest anhaftende
Schicht auf der Innenseite des Schlauchs verteilt.
Dieses Verfahren ist bei Schläuchen mit einem
Innendurchmesser kleiner als 1,5 mm nicht mehr
erfolgreich, da der Heißluftdurchsatz dann keine
ausreichende Verwirbelung mehr bewirkt. Bei Schläuchen
mit einem Innendurchmesser von weniger als 1,5
Millimetern ist das szintillierende Material regelmäßig
zu dick, um es streifenförmig in den Schlauch
einzuführen. Ferner verstopft ein dünner Schlauch sehr
leicht, so daß keine Luft mehr hindurchgeleitet werden
kann.
Auch ist es beim beschriebenen Verfahren nicht möglich,
den zu beschichtenden Schlauch vor dem Einführen von
streifenförmigem Material zu krümmen, also z. B.
spiralförmig aufzuwickeln. Andernfalls kann das
Material regelmäßig nicht mehr eingeführt werden.
Wird der Schlauch im Anschluß an das beschriebene
Verfahren spiralförmig gewickelt, so treten mechanische
Spannungen zwischen Schlauch und dem aufgebrachten
Material auf. Die Spannungen können Schäden zur Folge
haben.
Der Einsatz dünner Schläuche ist sehr vorteilhaft bei
der Bestimmung α-aktiver Substanzen in Gegenwart β-
aktiver Strahler, da die Effizienz (Verhältnis der
gemessenen Lichtblitze zu der eingesetzten Aktivität)
für α-Teilchen mit dem reziproken Schlauchdurchmesser
ansteigt, während die β-Effizienz durchmesserunabhängig
ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schlauch mit kleinem
Innendurchmesser mit einer fest anhaftenden Szintilla
torschicht herzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst, indem szintillierendes Mate
rial zunächst erwärmt und so verflüssigt wird.
Anschließend wird der Schlauch mit dem zähflüssigen,
szintillierenden Material mittels Druck oder Saugen ge
füllt. Da das Material zähflüssig ist, ist z. B. Druck
erforderlich, um es in den Schlauch hineinzubringen
oder herauszuholen.
Nun wird der Schlauch mit dem szintillierenden Material
abgekühlt. Das szintillierende Material kann sich wie
der verfestigen.
Ein Durchgang durch den Schlauch wird geschaffen, indem
dieser bei Bedarf wieder erwärmt und dabei das szintil
lierende Material herausgeblasen wird. Es verbleibt ein
Rückstand auf der Schlauchinnenwand. Mittels der Tempe
ratur, dem Druck, mit dem Luft durch den Schlauch hin
durchgeblasen wird, sowie der Zeit für diesen Vorgang
wird die Schichtdicke reguliert. Dünne Filme von weni
ger als 50 µm Dicke können so hergestellt werden.
Eine Formgebung des Schlauches zu Beginn des Verfahrens
ist möglich. Der Schlauch kann z. B. zunächst spiralför
mig gewickelt werden. Das Material, mit dem die Innen
wand des Schlauches beschichtet wird, setzt sich span
nungsfrei an der Innenwand ab. Eine Beschädigung durch
nachträgliches Wickeln des Schlauches wird so vermie
den.
Alternativ wird in den Schlauch vor dem Befüllen mit
dem szintillierenden Material ein Draht hineingescho
ben. Anschließend wird der Schlauch mit dem erwärmten,
zähflüssigen, szintillierenden Material gefüllt. Durch
Abkühlen wird das szintillierende Material verfestigt.
Anschließend wird der Draht herausgezogen. Insbesondere
Kanäle mit definierter Dicke können so präzise herge
stellt werden. Allerdings kann hier die Formgebung des
Schlauches erst nach dem Beschichten erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der anspruchsgemä
ßen Verfahren wird der Schlauch während des Befüllens
mit dem erwärmten, zähflüssigen Material durch Heizmit
tel erwärmt. So wird sichergestellt, daß das zähflüs
sige Material während des Befüllens seine Temperatur
beibehält und zähflüssig bleibt.
Mittels der anspruchsgemäßen Verfahren können allgemein
beliebig geformte (dünne), ausreichend hitzebeständige
Rohre und Schläuche mit Materialien, die durch Tempera
turerhöhung zähflüssig werden, innen beschichtet wer
den. Die anspruchsgemäßen Verfahren werden dabei äqui
valent angewendet.
Im folgenden wird das Verfahren anhand von zwei
Beispielen näher erläutert. Für beide Varianten wurden
hitzebeständige Schläuche aus Teflon, Teflon Copolymeren
oder Perfluoralkoxy (PFA) Copolymeren benutzt. Als
schmelzbarer Szintillator wurde das Produkt Meltilex der
Fa. Wallac Oy, Finland eingesetzt.
Im ersten Fall wird in den Schlauch ein Draht so
eingeführt, daß er die Schlauchinnenwand nicht berührt.
Ein Schlauchende wird in ein Bad mit geschmolzenem
Szintillator getaucht. Gegenüber dem anderen
Schlauchende wird eine Druckdifferenz erzeugt, entweder
durch einen Überdruck auf das Szintillatorbad oder einen
Unterdruck am freien Schlauchende. Das zähflüssige
Szintillatormaterial wird in den Schlauch zwischen Draht
und Schlauchwand gepreßt oder gesaugt. Dabei wird der
Schlauch von außen erwärmt, bis der gesamte Schlauch
gefüllt ist. Der gefüllte Schlauch wird danach auf
Raumtemperatur abgekühlt. Dabei verfestigt sich der
Szintillator wieder. Der Draht wird mechanisch aus dem
Schlauch entfernt und hinterläßt einen definierten
Kanal. Mit Hilfe des Verfahrens wurden Schläuche bis zu
30 cm Länge beschichtet, wobei ein Kanaldurchmesser bis
zu 0.03 cm erzeugt werden konnte.
Bei der zweiten Variante wird das Schlauchende ebenfalls
in ein Bad aus geschmolzenen Szintillator getaucht und
der Szintillator durch Anlegen einer Druckdifferenz
zwischen Bad und freiem Schlauchende in den Schlauch
gefüllt. Der Schlauch wird ebenfalls von außen erhitzt.
Wenn der Schlauch vollständig gefüllt ist, wird das
freie Schlauchende mit einer Preßluftleitung verbunden
und der flüssige Szintillator mit Hilfe der Preßluft aus
dem Schlauch gedrückt. Auch dieser Verfahrensschritt
wird durch eine Außenheizung des Schlauchs unterstützt.
Im Schlauch verbleibt ein dünner Film an der Innenwand,
der nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur fest anhaftet.
Die Schichtdicke des Szintillators und der sich daraus
ergebende Kanaldurchmesser können durch die
Außentemperatur und den Preßluftdruck reguliert werden.
Je höher die Außentemperatur und/oder der Preßluftdruck
ist, desto dünner ist der verbleibende Film. Mit diesem
Verfahren wurden u. a. Schläuche mit Innendurchmessern
von 0,5 mm bis 0,1 mm (vor Beschichten) bis zu einer
Länge von 100 cm innen beschichtet.
Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens besteht darin,
daß der unbeschichtete Schlauch zu seiner endgültigen
Gestalt (z. B. einer Spirale) verformt und dann
beschichtet werden kann. Die Szintillatorschicht bleibt
dadurch spannungsfrei.
Claims (4)
1. Verfahren zum Beschichten der Innenwand eines
durchsichtigen Schlauches mit szintillierendem Ma
terial mit den Schritten:
- a) das szintillierende Material wird erwärmt, bis es zähflüssig ist,
- b) das szintillierende Material wird in den Schlauch hineingedrückt oder hereingesaugt,
- c) der Schlauch mit dem szintillierenden Material wird abgekühlt,
- d) das szintillierende Material wird aus dem Schlauch herausgeblasen oder herausgesaugt.
2. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, bei dem
der Schlauch vor dem ersten Schritt gekrümmt und
zwar insbesondere spiralförmig gekrümmt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der Schlauch während des Herausblasens von
szintillierendem Material aus dem Schlauch durch
Heizmittel von außen erwärmt wird.
4. Verfahren zum Beschichten der Innenwand eines
durchsichtigen Schlauches mit szintillierendem Ma
terial mit den Schritten:
- a) ein Draht wird in den Schlauch so eingeführt, daß dieser die Innenwand nicht berührt,
- b) das szintillierende Material wird erwärmt, bis es zähflüssig ist,
- c) das szintillierende Material wird in den Schlauch hineingedrückt oder hereingesaugt,
- d) der Schlauch mit dem szintillierenden Material wird abgekühlt,
- e) der Draht wird aus dem Schlauch herausgezogen.
Priority Applications (5)
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Also Published As
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