DE2414518A1

DE2414518A1 - Anzeigeeinrichtung fuer gammastrahlenspektrometer

Info

Publication number: DE2414518A1
Application number: DE2414518A
Authority: DE
Inventors: Paul R Klein; Jun Samuel H Luitwieler
Original assignee: Beckman Instruments Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1973-03-26
Filing date: 1974-03-26
Publication date: 1974-10-03
Also published as: CA1008975A; JPS5417424Y2; DE2414518C3; JPS49146982U; NL7403007A; US3860823A; GB1456083A; DE2414518B2

Description

Patentanwälte
Dipl. Ing. C. Wallach

Dipl. Ing. G. Koch 2 4 H 5 1

Dr. T. Haibach
8 München 2
Kauflngerstr.8,Tel.24O275 "'

14 560 - Fk/foe

Beckman Instruments,
Pullerton, California / USA

Anzeigeeinrichtung für Gammastrahlen-Spektrometer

Die Erfindung bezieht sieh auf Strahlungsquellen-Meß- und An» Zeigeeinrichtungen und insbesondere auf ein Gammastrahlen» Spektrometer mit Anzeigeeinriontungen«,

Zur Messung der Radioaktivität einer Strahlungsquelle und insbesondere zur Messung der Gammastrahlungsaktivität einer Strahlungsquelle wurden Mehrkanal-Analysatoren entwickelt, um Garomastrahlen-Spektren zu erzielen^ die auf einer grafischen Darstellung dargestellt wurden^ die auf einer vertikalen Skala die Höhe der Zählungen pro Energieeinheit aufzeigten, wobei die horizontale Skala proportional zur Energie des Ereignisses ist· Die Detektoren von Gammastrahlen-Spektrometern verwenden Szintillatorkristalle^ wie Z₀B₀ NaI (Tl)-Kristalle derart, daß, wenn Gammastrahlen mit den Atomen des Kristalls in Wechselwirkung treten, der Kristall sichtbares Licht emittiert* dessen Intensität proportional zu der von den Gammastrahlen an den Kristall abgegebenen Energie istο Ein optisch mit dem Kristall gekoppelter Photovervielfacher erzeugt einen Spannungsimpuls, dessen Größe

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proportional zu dem auf die Photokathode auftreffenden Licht ist. Bei Hehrkanal-Analysatoren wird der resultierende Spannungsimpuls dann verstärkt und gespeichert, beispielsweise in einem Ferritkernspeicher« wobei die Kanäle des Analysators den Energieintervallen des Gammastrahlen -Spektrums entsprechen. Die Anzahl der In den verschiedenen Kanälen gezählten und gespei= cherten Impulse 1st daher eine Funktion des charakteristischen Gammastrahlen-Spektrums der gezählten radioaktiven Materialien. Derartige Hehrkanal-Analysatoren benötigen zusätzlich zu den Speichereinrichtungen bestimmte Signalverarbeitungseinrichtungen_s beispielsweise eine Rechners um den erforderlichen Spektrum-Anzeigeausgang abzuleiten« Ein derartiges System 1st beispielsweise in der US-Patentschrift 2 101 409 beschrieben„

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde*, ein neuartiges und verbessertes Gammastrahlen-Spektrometer mit Anzeigeelnriohtungen zu s chaff en ₅ die vorzugsweise eine Kathodenstrahlröhre umfassen _B auf der eine Spur dargestellt -wird, wobei die Intensität des dargestellten Strahles proportional zur Zählrate und die Höhe des dargestellten Impulses proportional zur Strahlungsenergie ist ο Das Gammas tr ahl©n=Spektr oma ter soll eine Anzahl von Signalkanälen aufweisen* von denen einer ausgewählt werden kann., um eine Spur anzuzeigen« die das GanraiastPßhlen^SpektruiH des gezählten radioaktiven Materials anzeigte

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöste

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,

Erfindungsgemäß wird ein Gammastrahlen-Spektrometer mit einer Anzahl von vereinstellbaren Signalkanälen geschaffen* wobei Impulse durch einen speziellen Kanal hindurohgeleitet werden können~

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die innerhalb eines ausgewählten "Fensters" oberhalb eines unteren Schwellwertes und unterhalb eines oberen Schwellwsrfees liegen» Ein spezieller Kanal ist für die Anzeige auf einer Kathodenstrahlröhre auswählbar» so daß sich eine Leuchtspur ergibt, bei der die Höhe der Spur, proportional zu dem Energieereignis und die Intensität (die Helligkeit der Leuchtspur auf dem Anzeigeschirm) proportional zur Zählrate istο Der Detektorausgang wird verstärkt und an die vertikalen Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre geleite ti, während der Ausgang des ausgewählten Kanals ein Ablenk-Gattersignal zur Dunkel- und Helltastung der Kathodenstrahlröhre in Abhängigkeit hiervon liefert» Der Strahl der Kathoden« strahlröhre wird zu Anfang unter den Anzeigeschirm vorgespannt, so daß bei Fehlen eines Ablenkgattersignals ein Funkt auf der Fläche des Anzeigeschirms erscheint«

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispielen noch näher erläuterte

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine grafische Darstellung eines Gammastrahlen-Spektrums, das unter Verwendung bekannter Mehrkanal-Analysatoren gewonnen werden kann;

Fig» 2 eine grafische Darstellung des um 90° gedrehten Spektrums nach Fig. 1, das in Beziehung mit dem Ausgang der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung gesetzt ist;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Detektor- und Betriebseinrichtungeni wobei Energieimpulse an vorgegebenen Stellen gezeigt sind;

Fig. 4 ein teilweise als Blockschaltbild dargestelltes Schaltbild einer AusfUhrungsform der Anzeigeeinrichtung und der Ansteuerschaltungenο

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In den Zeichnungen ist in Fig· 1 ein© grafische Darstellung gezeigt, die das Gammastrahlen-Spektrum zeigt, das mit einem Mehrkanal-Analysator für eine ¹^Cg-¹^'mB_A-Quelle erzielbar ist, wobei die vertikale K Ordinate die Anzahl der Zählungen und die horizontale Koordinate die Ksnalziffer darstellt. Teile des Spektrums wurden mit Bezugsziffern versehen, um interessierende Informationen zu zeigen, und beispielsweise zeigt die mit 10 bezeichnete Impulsspifcze $2 KeV der BaK=R5ntgenstrahlung en«, der mit 12 bezeichnete Teil zeigt eine Rückstreuung vcn 184 KeV an, der mit 14 bezeichnete Teil zeigt die 478 KeV-Compton-Kante an und die mit ΐβ bezeichnete Impalsspifcze stellt eins 662 KeV~ Photospitze dar. Das Spektrum ??ird mit Hilfe einer Anzahl von Kanälen abgeleitet, wobei 2.B₀ ein Analysator mit 256 Kanälen verwendet wird, in dem die Batenimpuls® in einen Speieher ge=· speichert und dann verarbeitet werden-, vm die in Fig, 1 et&rgestal"'.= te Anzeige zu liefern _o

Erfindungsgemäß wird ein Ans©igesohirm geschaffen,, um ein Spektrum zu erzeugen, wie es in dem Kreis l8 nach Fig. 2 dargestellt ist, wobei ein Spektrum nach Pig« I um 9©° gedreht ist und Linien zwischen den beiden Spektren gezogen sind ^, um die l-zu-l°»Beziehung der Information zu erläutern, die durch die Verwendung der Aus·" führungsform des erfindungsgemäßen Gammastrahlen-Spektrometers erzielbar ist. Das auf dem Anzeigeschirm oder in dem Kreis 18 dargestellte Spektrum zeigt das gesamte Energie-Spektrum^ wenn die Diskriminator-Einstellungen für die Signalkanäle das gesamte Spektrum überdecken. Bestimmte Spuren sind mit breiteren Linien gezeigt, wobei die breiteren Linien eine hellere cder intensivere Spur auf dem Anzeigeschirm darstellen, wobei diese Intensität proportional zur Anzahl der Zählungen ist. Die Höhe des Impulses auf dem Ahzeigeschirm l8 zeigt die Energie des Ereignisses an. Beispielsweise sind die helleren Spuren auf dem Anzeigeschirm 18 die Spur 20 und die Spur 26, die den weiter oben erläuterten

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Spitzen 10 bzwo l6 entsprechen, die eine hohe Anzahl von Zählungen zeigen· Die Rückstreuung, die weiter oben in bezug auf den Teil 12 der Kurve beschrieben wurde, entspricht einer Spur 22 mit geringerer Intensität auf Grund der geringeren Anzahl von Zählungen, während der Teil 14 des Spektrums des Mehrkanal-Analysators der Spur 24 auf dem Anzeigeschirm 18 entspricht« Auf diese Welse kann, wie es welter unten erläutert wird, die von einem Mehrkanal-Analysator erzielbare Information auf wesentlich einfachere Weise unter Verwendung des Auges zur Bestimmung der relativen Zählrate auf Grundier Intensität der Anzeigespur gewonnen werden_o

In Flg. 3 ist ein Detektor 30 mit einem Gehäuse 32 gezeigt _s in dem eine öffnung 34 vorgesehen ist und das einen Szintillator-Krist&ll aus MaI(Tl) 36 enthält» Eine vertikale öffnung 36 ist

die sich durch das Gehäuse 32 und den Kristall j5o und in die eine Strahlungsquelle eingesetzt ist*, deren Eigenschaften analysiert werden sollen» Mit dem Kristall 36 ist eine Photovervlelfacherröhre 39 optisch gekoppelt, die einen Ausgang an der Leitung 40 liefert, wobei dieser Ausgang grafisch durch die Kurvensruppe 42 dargestellt isto Die Gruppe der Kurven 42 ist eine inv©rti©rte grafische Darstellung der auf dem Anzeige» schirm l8 nach Fig«, 2 dargestellten Darstellung, bei der drei hauptsächliche Spuren dargestellt sind₅ die mit ^₁, ^₂ und jf, bezeichnet sind und jeweils eine unterschiedliche Impulshöh® aufweisenο Dieser Ausgang der Photovervielfaoherröhre 39 wird über die Leitung 40 einem Verstärker 44 zugeführt und erscheint am Ausgang dieses Verstärkers an einer Leitung 46, wobei die Ausgangsschwingungsformen durch die Kurvengruppe 48 dargestellt sind« die eine vergrößerte oder verstärkte Form der Kurvengruppe 42 isto Dieser Ausgang wird gleichzeitig drei Kanälen zugeführt, die mit Kanal A in dem Block 50, Kanal B in dem Block 52 und Kanal C in dem Block 54 bezeichnet sind, wobei der Ausgang an der Leitung' 46 außerdem über eine Leitung 56 an den vertikalen Eingang der in Fig. 4 gezeigten Schaltung weitergeleitet wird. Jeder der

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Kanäle 50, 52, 54 «?eist Diskriminatoreinstellungen auf_a um einen unteren und oberen Schw@llH@?t für äie Weiterleitung von Impulsen innerhalb der ausgewählten Sohwelltiertgrenzen zu schaffen. Beispielsweise 1st dia Kiarvengmpp© 48 mit swei horizontalen mit 58 und 60 bezeichneten Linien versehen« von denen die Linie 58 die untere Diskriminat©r-SohwellWOTt@lBSt®llung und die Linie 60 die obere Diskriminat®r-Sahwelto©rteingtellimg beispielsweise für den Kanal A darstellte Wie @s ewimt wütete, ermöglichen diese Diskriminat©reinsTeilungen ftte» ü@n -las&l A nur die Weiterleitung des Signals von ύ er PhotovervielfadaerrOhre 59 s^ eine Ausgangsleitung 62 zum Ablenk-Gatterwüsl©!⁸ 64 ₅ äas zwissh@E d@m unteren Schwellwertpegel 5B und u®m ©bereis Hetoellwcrtpegel βθ liegt» Der Ab» lenkgatterwähler 64 ist mit @ln<§sa Kanalwählsehalter 66 versehen, um einen besäumtet Kassal sisa^suwSfelen, ä@r am Ausgang des Ablenk° gafeterwälilers 64, ©Is© am Ä&lesitegafeter-Äusgang 68 erscheint» Das vorstehend angege'scae B©i©pi©l OgI²HSlIt saf der Annahme, daß der Kanal-Wäfelsotialt©!· ββ so etog©sfe©3Llfe ist, daß er nur einen Ausgang vom Kanal Ä WbQZ¹ ύφη ilfeil©Ä°S'afet©ri?iiilei' 64 liefert. Bei dieser tosweöl Isis dei³ ÄfelüMs^&atofeeFaMSssag afe der Leitung 68 in dem Kreis 7© dss'gesfetllfes w©b©i die aife ausgesogenen Linien dargestellte Ιτϋϊ»¥© 72 <ä@n tosgsag i@s il^aals L· iarstellt_# d_eh₀ die Spur ^, aus d@r Kurvengruppe 4B₃ 'Di® mit gestrichelten Linien dargestellten Kurven in ü®w ICi³Sis 70 b@g@iaM^n die beiden anderen Spuren dsr ICwrvongrupp© 48_S äl@ @ur®h die Kanäle B bzw« C hindurehlaufen lztkm<m₉ vox>®sa&gßm®t%t_e üsS die Dlskriminatoreinstellungen so eingestellt

In Fig. 4 ist ein Schaltbild ü@v Anssiguvorrichtung und ihrer Ansteuerschaltung gemäS ©toei³ Msftlhrungsform der Erfindung dargestellte Die Aazeigevorriohtüng umfaßt beispielsweise eine Kathodenstrahlröhre 74 mit vertikalen Ablenkplatten 76 und 78 und horizontalen Ablenkplatten 80 und 82<> Die Betriebsspannungsversorgung sowie die VorspaiineinricSifemgen für- di© Gitter 84, die Anode 86 und den Heisfadon 88 msrd©B fOTtgeiasseHj, um diese Figur nicht

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unnötig kompliziert ssu machen« Weiterhin 1st öle vertikale Ausgangsstufe 89 in Blocksehaltbildform dargestellt« wobei die vertikale Kathod@nfolger@tuf® 90 in gestrichelten Linien eingeschlossen ist und wobei der Eingangsverstärker 92 in gestrichelten Linien ebenso wie Horizontalverstärker 94 dargestellt ist· Die bisher beschriebenen Elemente sind Teile eines üblichen Oszillographen, der, wie es welter unten beschrieben wird, durch die Hinzufügung einer Anstsuersohaltung modifiziert wurde«, die als Übergangs®©haltung für den Ausgang der in Figo 2 gezeigten Schaltung dient» Ein© ausführlich© Beschreibung der Betriebsweise das Oszillograph-Teils der Schaltung wird hler fortgelassen, und es werden lediglieh die Teile der Schaltung erläutert, die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind« Die Eingangsverstärker= stufe eines üblichen Oszillographen weist erste und zweite Pentoden 96 und 98 auf, deren Kathoden mit Hilfe eines Potentiometers sur Einstellung der Vertikalwarstärkung miteinander verbunden sind, während die Schirmgitter miteinander über ein Potentiometer 102 verbunden sinde Die Anode der Röte© 96 1st über die Induktiv!» tat 104, über den Widerstand 106* das Potentiometer 108, den Wider·= stand 110 und die Induktivität 112 mit der Anode der Röhre 98 ver° bund en _a Das Potentiometer 108 ermöglicht die Einstellung der vertikalen Strahlausrichtung und ist in neuartiger Weise so eingestellt, daß der Strahl nach unten und nach links auf dem Anzeige= schirm der Kathodenstrahlröhre 74 vorgespannt 1st« Das von der Leitung 56 nach Figo 3 abgeleitete vertikale Eingangssignal wird dem Vertikal-Eingangsansohluß 114 zugeführt und dann über den Kondensator II6, den Schalter II8, einen zweiten Schalter 120 und über einen Widerstand 122 an das Steuergitter der Röhre 96 weitergeleitet₀ Die Schalter II8 und 120 ergeben "hohe" und "niedrige" Einstellungen, wobei jedoch lediglich eine Einstellung erläutert werden muß» Das Steuergitter der Rühre 98 ist über eine Leitung 124 und einen Widerstand 126 mit dem Kollektor des Transistors 128 verbunden, der ein Teil der Ansteuerschaltung 130 ist (die mit gestrichelten Linien umgeben ist).

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Die Ansteuerschaltung 13O schließt die NHi-Transistoren 128« 1^2 und 134 ein» Das von der Ausgangsleitung 68 abgeleitete "Ablenkgatter¹'-Signal (Figo 3) des Ablenk-Gatterwählers 64 wird dem Ablenkgatter-Eingangsanschluß 136 zugeführt, der über den Widerstand 158 mit der Basis des Transistors 132 verbunden ist, dessen Emitter in Basisschaltung geerdet ist, wobei ein Widerstand l40 zwischen der Basis und dem Emitter eingeschaltet ist. Der Kollektor des Transistors 132 1st über einen einstellbaren Widerstand l42 und einen Strombegrenzungswiderstand 2.44 mit der positiven Spannungsquelle +V₂ verbunden,, Parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 132 liegt eine RC-Parallelschaltung mit einem Kondensator 146 und einem Widerstand 148. Der Kollektor des Transistors 132 ist weiterhin Über eine Leitung 150 und über einen Widerstand 152 mit dem Gitter der Röhre 134 der horizon* talen Verstärkerstufe 94 verbunden.

Der Basisanschluß des Transistors 128 ist über den Widerstand 156 mit dem Ablenkgatter~Einsangsanschluß 136 verbunden,, während der Emitter mit Erde verbunden 1st und der Kollektor übar einen Strombegrenzungswiderstand 158 mit einer positiven Spannungsquelle +V₃ verbunden ist. Eine Klemmdiode 167 ist mit der Anode mit der Leitung 15O verbunden, während ihre Kathode mit dem Ende des Widerstandes 158 verbunden ist, der mit der Spannungsquelle +V, verbunden ist· Der Kollektor des Transistors 128 ist über die Spannungsteiler-Reihenwiderstände 16O und 162 mit Erde verbunden, während die Verbindung zwischen den Widerständen 160 und 162 mit der Basis des Transistors 134 verbunden 1st, dessen Emitter mit Erde verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 134 ist über einen Strombegrenzungswiderstand 164 mit einer positiven Spannungsquelle +V₂ verbunden, während der Kollektor über eine Leitung 166 und einen Kondensator I69 mit der Kathode 86 der Kathodenstrahlröhre 74 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 134 ist weiterhin über einen Widerstand 168 mit Erde verbunden.

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Der Ablenkgatter-Eingangsanschluß 136 ist weiterhin über eine Leitung 170 mit einem torgesteuerten monostabilen Multivibrator 172 verbunden, der eine Zeitkonstante aufweist» die durch das RC-Netzwerk mit dem Widerstand 17²J- und dem Kondensator VjS bestimmt ist. Der ^-Ausgang des monostabilen Multivibrators 172 ist mit der Anode einer lichtemittierenden Diode (LED) 178 verbunden« während die Kathode dieser Diode mit einer positiven Spannungsquelle +V^ verbunden ist« die in gleicher Welse als Betriebsspannung für den monostabilen Multivibrator 172 verwendet wird·

Wie es weiter oben erläutert wurde« entsprechen bestimmte Teile des Schaltbildes nach Fig. 4 im wesentlichen einem üblichen Oszillograph« wobei das Vertikal-Eingangssignal über einen Eingangsverstärker 92 und eine Vertikal-Kathodenf olgerstuf e 90 einer Vertikal-Ausgangsstufe 88 zugeführt wird« um das Signal für die vertikalen Ablenkplatten 76 und 78 zu liefern. Der Horizontalverstärker ,94 liefert die notwendigen Ansteuersignale für die horizontalen Ablenkplatten 80 und 82 _a Die Dunkel- und Hell tastung der Kathodenstrahlröhre 74 wird durch das der Kathode der Kathoden· strahlröhre 74 zugefUhrte Signal erreicht_s wobei dieses Signal von der Ansteuerschaltung 130 abgenommen wird« wie es im folgenden erläutert wird.

Im Betrieb des soweit beschriebenen und dargestellten Analysators wird das Potentiometer IO8 so eingestellt« daß der Strahl der Kathodenstrahlröhre 74 nach unten und nach links auf dem Anzeigeschirm 18 (wie nach Fig. 2) abgelenkt wirdο

Im Betrieb lenkt ein positives« dem Vertikal-Eingangsanschluß 114 u^äfäiflr4£iter der Röhre 96 zugeführtes Signal den Strahl nach unten ab« während ein dem Gitter der Röhre 98 des Eingangsverstärkers 92 zugefUhrtes positives Signal den Strahl nach oben hin ablenkte Das letztere Signal wird von dem Transistor 128 über den Widerstand 126 und die Leitung 124 dem Gitter der Röhre 98

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zugeführt. Die Helltastung der Kathodenstrahlröhre 74 erfolgt über den Transistor 134, der Sie Kathode 86 über die Leitung 166 steuert.

Im Betrieb wird das Abl©nk«ßattersignal an dem Eingangsanschluß 136 von einem ausgewählten Kanal (Kanal A) in dem Analysator geliefert« Wenn ein Signal von üev Pho^vervielfacherröhre 38 den unteren Schwellwerk 58 durdaSÄft, ändert sich das Ablenk-Gattersignal von +4-VoIt auf Erdpotential· Wenn d©r obere Schwellwert 60 ebenfalls durchlaufen wted, kehrt das Äblenk-Gattersignal auf +4-VoIt zurückο Das Ablenk-Sattersigaal steuert die Transistoren 132, 128 und di® HÖhre 98 _β Der Transistor 132 ist ein Ablenksignal-Oenerator, d@r normaler^üise in den leitenden Zustand vorgespannt ist« 30 daß, wenn der Afelenk^Safetarsignal-Eingang am An= Schluß 1J6 einen niedrigen Wert" assnirat* der Transistor 132 abgeschaltet wird und der Konsteasafcos» 146 sioh über die'Widerstände l42 und 144 laden kann· Die sn dem Kondensator l46 anliegende Spannung wird direkt üb@r die Leitusag ISO und über den Widerstand 152 dem öifefcer der Bit»© lg4 dos¹ Ho^izontal-Verstärlcerstufe 94 zugeführt um hierdiiroh üen SferaSil la Ho&'lgontalrichtung mit Hilfe des Ausganges der HoriscsitalverstMrfe©rstufe 94 abzulenken, der an di© horizontalen Ablenkplatten 80 und 32 angelegt ist»

Der Transistor 128 ist normalerweise in den leitenden Zustand vorgespannt* während der Transistor 1^4 normalerweise nicht leitend ist* Wenn der Transistor 128 leitenä ist, befindet sich die Kollektorspannung ungefähr auf Erdpotenti&l, wobei ein vemachlässigbarer Strom von dem Kollektor durch den Emitter fließt und das Gitter der Röhre 98 der Eingangsverstärkerstufe 92 befindet sich ungefähr auf Erdpotenfei©l_e Wenn d©r Transistor 134 nicht leitend ist, ist die Spannung an der Kathode 86 gegenüber dem Gitter 84 auf Grund von (nicht gezeigten) mit der Kathode 86 und dem Gitter 84 der Kathodenstrahlröhre 74 verbundenen Vorspanneinrichtungen positiv. Wenn das Ablenk-Gattersignal dem Eingangsanschluß 136 zugeführt wird_fi ermöglicht der Transistor 132 die

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Ladimg des Kondensators 146, um den Strahl In Horizontalrichtung mit Hilfe des Horizontalverstärkers 94 abzulenken und außerdem wird der Transistor 128 gleichzeitig nichtleitend, während der Transistor 134 leitend wird. Wenn der Transistor 128 nicht leitend wird, wird das Gitter der Röhre 98 des Eingangsverstärkers 92 um einen Wert positiv, der durch den Strom durch den Widerstand 99 bestimmt 1st« Ein positives Eingangssignal an dem Gitter der Röhre 98 lenkt den Strahl (der ursprünglich unter den Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 74 abgelenkt war) auf die Schirmfläche des Anzeigeschirmes ab₀ Wenn der Transistor 154 leitend wird; ist der Widerstand 168 praktisch kurzgeschlossen ₉ so daß ein negativ verlaufendes Signal über den Kondensator 169 an die Kathode 86 angelegt wird_s so daß die Kathode gegenüber dem Gitter 84 negativ gesteuert wird, um die Kathodenstrahlröhre 74 hellzutasten. Wenn das Ablenk-Gattersignal positiv wird, kehrt der Transistor 128 in seinen normalen leitenden Zustand zurück« während der Transistor 154 nichtleitend wird, so daß die Kathodenstrahlröhre dunkelgetastet wird und der Strahlrücklauf ermöglicht wird«, Der Strahlrücklauf erfolgt unter der Sohirmflache der Kathodenstrahlröhre, und war als Ergebnis der ursprünglichen Vorspannung»

Bei einer höheren Impuls-Zählrate steigt die Intensität der Schwingungsform auf dem Anzeigeschirm der Kathodenstrahlröhre an, well jede Spur eine Impulszählung anzeigt« Entsprechend zeigen auf Grund der Ausbildung der anfänglichen Diskriminatoreinstellungen der Kanäle 50, 52 und 54 bei Anzeige des gesamten Spektrums zur Darbietung der Schwingungsformgruppe nach Fig. 2 die intensiveren Schwingungsformen die höheren Zählraten an, die alle durch geeignete Auswahl der oberen und unteren Sohwellwertpegel durch Abgleich der Diskrlmlnatoreinstellungen ausgewählt werden können, so daß die Anzeige von lediglich einer ausgewählten Schwingungsform von der Gruppe von Schwingungsformen möglich ist.

Wie es aus Fig. 4 zu erkennen ist, wird das Ablenk-Gattersignal am Eingangsanschluß 136 außerdem über die Leitung 170 an den tor-

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steuerbaren monostabilen Multivibrator 172 angelegt« der eine lichtemittierende Diode 178 ansteuerte Die lichtemittierende Diode 178 blitzt jedes Mal auf, wenn ein nukleares Ereignis in dem ausgewählten Zählkanal auftrittο Diese Lichtanzeige ergibt eine qualitative Anzeige des Aktiv!tätspegels für schwache Quellen und sättigt sich für starke Quellen, bei denen die Anzeige der Spur auf der Schirmfläche der Kathodenstrahlröhre 7^ brauchbar wird.

Well die Feststellung von Gammastrahlen in einem NaI-Kristall Impulse ergibt« die proportional zur Gompton-Elektronen- oder Photoelektronenenergie jeder Gammastrahlen-Wechselwirkung in dem Kristall sind« kann erfindungsgemäß sehr viel Information dadurch gewonnen werden« daß das resultierende Spektrum so angezeigt wird« wie es welter oben beschrieben wurde. Die Impulsamplitude wird auf der vertikalen Achse der Kathodenstrahlröhre dargestellt« während der zeitliche Verlauf des Impulses auf der horizontalen Achse dargestellt wird« so daß sich eine Echt« zeit-Anzeige ergibt. Wenn die Zählrate hoch genug isfe? so dienen das Auge und das Gehirn der Bedienungsperson zur Integration der optischen Darstellung, die klare Anzeigen der Photo-Spitzen,, der Compton-Kanten und der Röntgenstrahlungs-Ereignisse der verschiedenen interessierenden Isotopen anzeigte Weiterhin können durch die Auswahl bestimmter interessierender "Fenster" oder Schwellwerte lediglich Impulse mit Amplituden innerhalb des von dem Kanal ausgewählten "Fensters" den Anzeigesohirm wirksam werden lassen. Durch die Verwendung der Kanäle wird die schnelle Einstellung des Analysators auf den gewünschten Energiebereich er« möglicht« so daß die Kathodenstrahlröhre 74 nur die Spuren inner« halb des auf diese Weise ausgewählten Bereiches darstelltο Da= durch« daß der Strahl ursprünglich unter den Anzeigeschirm vorgespannt ist« und daß der Transistor 128 dazu verwendet wird, den Strahl auf den Schirm nur dann abzulenken, wenn das Ablenk* gatter ausgelöst wird, erfolgt weiterhin die Rücklaufspur der Kathodenstrahlröhre unter der "Nullenergie"-Basislinie _£ so daß kleine Impulse von der Rücklauf spur unterschieden werden können.,

40 98 AO/0852 Patentansprüche;

Claims

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Patentansprüche

Strahlungsquellen-Meßeinrlohtung mit Einrichtungen zur Fest« stellung der von einer Quelle ausgehenden Strahlungsenergie« gekennzeichnet durch eine Kathodenstrahlröhre (V,) einschließende Anzeigeeinrichtungen, mit den Detektoreinrichtungen (30) gekoppelte Einrichtungen (50, 52, 54, 64) zur Auswahl eines Teils des Bereiches der von der Quelle ausgehenden Strahlungsenergie, Einrichtungen zur Vorspannung des Strahles der Kathodenstrahlröhre (V,) von dem Bildschirm dieser Röhre fort, die Detektoreinrichtungen (30) mit der Anzeigeeinrichtung koppelnde Einrichtungen (89, 90, 92) zur Ablenkung des Strahls der Kathodenstrahlröhre in einer ersten Richtung, und auf die Wähleinrichtungen (64) ansprechende Einrichtungen (94, 130) zur.Ablenkung des Strahles auf den Bildschirm der Kathodenstrahlröhre, zur Hellsteuerung der Kathoden· strahlröhre und zur Auslenkung des Strahls in einer zweiten Richtung quer zur ersten Richtung zur Darstellung einer Spur auf der Kathodenstrahlröhre, die lediglich einen von den WHhleinrichtungen ausgewählten Teil des Bereiches der Strahlungsenergie darstellte

2. Strahlungsquellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Wähleinrichtungen (64) ansprechenden Einrichtungen (94, 13O) einen Ablenksignalgenerator einschließen, der lediglich in Abhängigkeit von dem Ausgang der Wähleinrichtungen (64) in Betrieb ist.

3» Strahlungsquellen-Heßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtungen eine Anzahl von voreinstellbaren Diskriminator-Signalkanälen (50,

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52, 54) und einen Ablenk-Ci&tterwähler (64) zur Auswahl eines speziellen Signalkanals for die Anzeige einschließen* und daß der Ablenksignalgenerator in Abhängigkeit von dem Ausgang des Ablenk-GatterwMhlers (64) angesteuert wird«

4· Strahlungsquellen-Meßeinrlohtung nach Anspruch j5, dadurch gekennzeichnet, daß die. Strahlungsquelle Gammastrahlen mit veränderliehen Amplituden und Impulszählraten abgibt, daß jeder Signalkanal (30, 32, 34) für die Weiterleitung ausgewählter Gammastrahlung einstellbar ist, daß die Spur auf der KathodenstrafelrSfere eine Amplitude in der ersten Richtung aufweist, die proportional zur Energie der ausgewählten Gammastrahlung ist, und öa£ die Spur eine Intensität aufweist, die proportional zur Zähi^ate der ausgewählten Gammastrahlung ist.

3ο Strahlungsqueilen-MeSei^rlehtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Einriefafesngeß- zur Feststellung der Gammas tr ahlungs· Energieereignisse, die vea einer Strahlungsquelle ausgehen, gekennze lehnet durch Anzeigeeinrichtungen mit einem Anzeigeschirm (70} mit einer @rst©n Ba^stellungsachse und einer zweiten Darstellmigsächse quer zur ersten Achse, mit den Detektoreinrichtungen (30) gekoppelte Einrichtungen (50, 52, 54, 64) zur Auswaiil eines Teils der von der Quelle ausgehenden Gammastrahlen->SB©rgie@reignisse, Ansteuereinrichtungen (89, 90, 92) für die erste Achse, die die Detektoreinrichtungen (30) mit den tezeigeeinrichtungen koppeln, An-. Steuereinrichtungen (94, 150) für die zweite Achse, die auf die Wähleinrichtungen (5G₄, 52, 54, 64) ansprechen, und auf die Ansteuereinrichtungen für die erste und die zweite Achse ansprechende Einrichtungen zur Anzeige einer Spur auf den Anzeigeeinrichtungen mit einer Amplitude, die proportional zur Energie des ausgewählten Teils ist und mit einer Intensität, die proportional zur Frequenz des Auftretens der Energieereignisse des ausgewählten Teils ist.

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6. Strahlungsquellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeschirm die Schirmflache einer Kathodenstrahlröhre ist.

ο Strahlungsquellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Vorspannung des Strahls der Kathodenstrahlröhre von dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre fort vorgesehen sind und daß die Ansteuereinrichtungen für die erste Achse mit der vertikalen Ablenkschaltung der Kathodenstrahlröhre gekoppelt sind»

8. Strahlungsquellen-Meßeinriohtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet» daß die Wähleinrichtungen (64) ein Ablenk-Gattersignal liefern, daß die Ansteuereinrichtungen für die zweite Achse eine Horizontal-Ablenkschaltung umfassen, die in Abhängigkeit von dem Ablenk-Gattersignal betrieben wird, und daß die Vorspanneinrichtungen den Strahl . nach unten und links von dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre fort vorspannen«

9ο Strahlungsquellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Ansteuereinrichtungen für die ersten und zweiten Achsen ansprechenden Einrichtungen in Abhängigkeit von dem Ablenk-Gattersignal betriebene Einrichtungen einschließen, die den Vorspanneinrichtungen entgegenwirken, um den Strahl auf den Bildschirm der Kathodenstrahlröhre abzulenken.

10. Strahlungsquellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Ansteuereinrichtungen für die erste und zweite Achse ansprechenden Einrichtungen eine Hell tastschaltung (L28, 134) für die Kathodenstrahlröhre einschließen, die in Abhängigkeit von dem Ablenk-

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Gattersignal betrieben wird, um die Kathodenstrahlröhre für die Zeitdauer des Ablenk-Gattersignals hellzutasten.

Ho Strahlungsquellen-Meßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Oszillograph-Einrichtung zur Lieferung einer Spur auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre, die ein ausgewähltes einer Anzahl von Energieereignissen darstellt, wobei zumindest zwei derartige Energieereignisse unterschiedliche Frequenzen ihres Auftretens aufweisen, gekennzeichne t durch Einrichtungen (30) zur Messung der Anzahl von Energieereignissen, Diskrimlnatorelnrichtungen (50, 52, 54) zur Auswahl von zumindest einem der Anzahl von Energieereignissen zur Lieferung eines Ausgangssignals, das proportional zu dem ausgewählten Energieereignis ist. Einrichtungen zur Vorspannung des Strahles der Kathoden« strahlröhre von dem Bildschirm dieser Kathodenstrahlröhre fort. Einrichtungen zur betriebsmäßigen Kopplung der Meßein» richtung (30) mit einer Ablenkschaltung für eine erste Achse, und auf das Ausgangssignal ansprechende Einrichtungen zur Helltastung der Kathodenstrahlröhre, zur Ablenkung des Strahles entlang einer zweiten Achse und zur Ablenkung des Strahls auf den Bildschirm der Kathodenstrahlröhre zusammen mit den Kopplungseinrichtungen zur Darstellung einer Spur auf der Kathoden= strahlröhre, die das ausgewählte Energieereignis darstellt, wobei die Spur eine Amplitude in der ersten Achsenrichtung aufweist, die proportional zur Energie des ausgewählten Ereignisses ist und eine Strahlintensität aufweist, die proportional zur Frequenz des Auftretens des ausgewählten Ereignisses 1st.

12a Strahlungsquellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 4, g e k e η η = zeichnet duroh einen torgesteuerten monostabilen Multivibrator (172), der in Abhängigkeit von dem Ablenk-Gatter-Wählausgang betätigbar ist, und eine mit dem Ausgang des monostabilen Multivibrators (172) gekoppelte Lichtquelle (178), die von diesem mit Energie versorgt wird.

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