DE2414519A1 - Strahlungsquellen-messeinrichtung - Google Patents

Description

Patentanwälte
Dipl. Ing. C. Wallcch

Dr. T. Haibach
8. Rßünchers 2
Kaufingersir. O, Tel. 24 02 75 ²^' ^März 197*1

14 563 - Fk/fte

Beckman Instruments«
Fullerton_s California / USA

Strahlungsqueilen-Meßeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf sine Einrichtung zur Messung des Strahlungspegels einer Strahlungsquelle und insbesondere auf eine neuartige Meßeinrichtung zur Peststeilung _s Zählung und Messung des Pegels der Gammastrahlung einer Quelle, bei der Maßnaiunen zur automatischen Unterbrechung der Messung während Perioden von. kosmischen Energiestößen vorgesehen sind ο

Bei ßtrahlungsquellen^Meßeinr-iahfcungen,* wie z«B_e zur Messung von Gammastrahlung wird ein Szintillator und ein photoempfind=· lichffs Element verwendete um di,3 von einer in der Nähe ange° ordneten Quells ausgehende Strahlung zu messen_c Die Detektor=· anordnung ist in geeigneter Waise abgeschirmt^ um den. Eintritt von Strahlung außerhalb de;=:¹ Detektor anordnung in den Szintillator und das photoempfindliche Element weitgehend zu verringern_o Wenn jedoch extraterrestrische Störungen auftreten, erzeugen kosmische En-31-giestöße trotz der Absshirmung der Detektoranordnung große Strahlungsmengen j, diö auf den Szintillator auf treffen und damit massive Kristailstör.mgen hervorrufen, die die gemessene Strahlungsquelle in der Lei.string übertreffen, so daß d:-„e Vor»

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richtung für die Zeitdauer des kosmischen Energiestoßes unbrauchbar gemacht wird ο Irgendwelche Anzeigen oder Messungen während dieser Zeitperlode sind fehlerhaft und liefern keine Anzeige des Aktivitätspegels der Strahlungsquelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige und verbesserte Strahlungsquellen=Meßeinrichtung zu schaffen, bei der automatisch der Signalverarbeitungskanal und der Zeitgeberkanal bei Auftreten einer kosmischen Energieüberlastung angenähert für die Zeit dieses kosmischen Energiestoßes abgeschaltet wird»

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Er= findung gelöst»

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprtichen.

Erfindungsgemäß wird eine Strahlungsquellen°Meßeinriehtung mit einem Detektor geschaffen« der unter der Steuerung eines Zeitgeberkanals Impulse an einen Signalkanal liefert, um einen Aus= gang zu erzeugen, der die Gammastrahlen-Aktivität einer Strahlungs» quelle in der Nähe des Detektors anzeigt» Der Detektor ist mit einem Operationsverstärkereingang gekoppelt, dessen Vorspannung in einer Komparator-Betriebsweise voreingestellt ist., um einen Ausgang dann zu liefern, wenn der Ausgang des Detektors über einem vorgegebenen Pegel liegte wobei dieser Pegel beispielsweise einen Impulsausgang auf Grund einer kosmischen Energie« störung anzeigte Der Ausgang des Operationsverstärkers 1st mit einem monostabilen Multivibrator gekoppelt, der eine vorgegebene Zeitverzögerung aufweist, die mit der erwarteten Zeitdauer der kosmischen Energiestörung übereinstimmte Bei Ansteuerung des monostabilen Multivibrators werden die Signalimpulse zun Signal=» teiler des Signalkanals und die Zeltsteuerimpulse zum Zeitgeber= Teiler des Zeitgeberkanals für die Zeitdauer der vorgegebenen

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Zeitverzögerung gesperrt» um automatisch unbrauchbare Information zu beseitigen« die andernfalls während der kosmischen Energiestörung gewonnen würde«

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert»

In der Zeichnung ist ein Blockschaltbild einer AusfUhrungsform der Strahlungsquellen»Meßeinrichtung mit einem kosmischen Energieüberlastdetektor dargestellt«

In dem in der Zeichnung dargestellten Blockschaltbild ist eine Detektoranordnung 10 zur Befestigung einer Probe gezeigte die mit Hilfe eines Szintillator und einem photoempfindlichen Element gezählt werden soll, wobei der Detektor 10 ein zylindrisches Bleigehäuse mit Betrachtungsöffnungen an seinen Enden aufweist^ in denen eine geeignete Photovervielfacherröhre 12 angeordnet werden kann^ die mit einem geeigneten Verstärker 13 verbunden ist« um von der Photovervielfacherröhre empfangene Lichtimpulse in einen Impulsausgang umzuwandeln» Der Detektor 10 ist mit einer öffnung 14 versehen, die sich vertikal durch den inneren Quer= schnitt des Gehäuses 16 erstreckt, wobei diese öffnung von einem Szintillator 18 umgeben ist. Diese öffnung kann darin angeordnete rohrförmige Elemente zur Halterung von radioaktiven Materialien aufweisen^ die in geeigneten Phiolen oder Teströhrchen enthalten sindο Der Szintillator kann aus Irgendeinem geeigneten bekannten Material sein und umgibt vorzugsweise die öffnung 14, wobei dieser Szintillator ebene Enden und einen zylindrischen Querschnitt mit einer öffnung aufweist, die sich vertikal über den Durchmesser erstreckt, um die die Probe enthaltenden Einrichtungen aufzunehmen ο

Der Ausgang des Photovervielfacher-Impulsverstärkers 12 wird einem Signalgatter 20 zugeführt, das den Signalkanal, der aus einem

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schaltbaren Signalteiler 22 und einem Signal-Akkumulator 24 be= steht, öffnet oder schließt. Der Signal-Akkumulator 24 liefert einen Ausgang über eine Druckesteuereinrichtung 26 an eine geeignete Druck»Ausgabeeinrichtung 28. Dem Signalteiler 22 und dem Signal-Akkumulator 24 wird ein vorgegebener Pegeleingang zu= geführt^ der auf der Grundlage eines Hintergrund=Subtraktions° pegels oder ähnlichem abgeleitet wird, wie es beispielsweise in dem US-Patent 3 246 15O gezeigt ist.

Es 1st ein Zeitbasisgenerator JO vorgesehen« der ein Zeitimpulssignal an das Zeitsteuergatter 32 liefert« das den Zeitgeberkanal öffnet oder schließt*, der aus dem schaltbaren Zeitgeber=Teiler >4 und dem Zeitgeber-Akkumulator 36 besteht« der sein Ausgangssignal über die Leitung 58 an den "Stop"-Eingang der Steuerschaltung liefert«

Die Steuerschaltung 40 ist zur gleichzeitigen Betätigimg des Signalgatters 20 und des Zeltgeber-Gatters 32 vorgesehen» um sie entweder zu öffnen, wenn der "Start"-Anschluß 42 betätigt wird oder diese zu schließen, wenn der "Stop"»Anschluß 44 von dem Aus= gangssignal von dem Zeitgeber-Akkumulator 36 über die Leitung betätigt wirdο

Wie dargestellt, sind der schaltbare Signalteiler 22 und der schaltbare Zeltgeberteiler J4 mit einer gemeinsamen Schalteinrich= tung 46 versehen, so daß sie gleichzeitig während der Auswahl einer gewünschten vorgegebenen Zählzeit geschaltet werden., Es ist jedoch verständlich, daß der Tellerschalter 46 zwei unabhängig bestätigte Schalter umfassen kann, einen für den Signalteiler 22 und einen weiteren für den Zeitgeberteiler 24.

Die soweit beschriebene Strahlungsquellen-Meßeinrichtung wird in üblicher Weise durch Eingabe eines voreingestellten Pegeleingangos an den Signalteiler 22 und den Signal-Akkumulator 24 und durch ge=

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eignetes Einstellen des Teilerschalters 46 auf die gewünschte vorgegebene Zählzeit betrieben, wobei die den Aktivitätspegel der Strahlungsquelle anzeigenden Signale durch den Signalkanal unter der Steuerung des Zeitgeberkanals weitergeleitet werden. Die von der Photovervielfacherröhre 12 ausgehenden Signalimpulse weisen allgemein beispielsweise eine Amplitude in der Größenordnung von 5 Volt auf« während kosmische Energieimpulse, die den Szintillator 18 und die Photovervielfacherröhre 12 beeinflussen, Impulse in der Größenordnung von 5 bis 20 Volt erzeugen und in vielen Fällen sind kosmischen Signale von einem Gammastrahlungsdetektor sehr groß (20 Volt oder mehr) und können das Leistungsvermögen der Photovervielfacherröhre 12 und der Signalverarbeitungselektronik übersteigen_s so daß fehlerhafte Zählungen hervorge~ rufen werden. Das Detektorsystem ist für eine endliche Zeitpe= riode gegenüber allen anderen gewünschten Impulsen unempfindlich,. Um diese Tatsache zu kompensieren, ist zwischen der Zeitbasis 3JO und dem Zeitsteuergatter 32 ein UND-Gatter 48 eingefügt,, während zwischen dem Signalgatter 20 und dem Signalteller 22 ein zweites UND-Gatter 50 eingefügt ist. Beide UND-Gatter 48 und 50 sind Gatter mit zwei Eingängen, von denen die zweiten Eingänge zu= sammen mit einer Leitung 52 verbunden sind« die mit dem ^-Ausgang eines monostabilen Multivibrators 54 verbunden ist. Dieser Aus= gang weist normalerweise einen hohen Pegel auf, so daß die UND= Gatter 48 und 50 normalerweise freigegeben sind, Der Eingang für den monostabilen Multivibrator 54 wird von einem Operationsverstärker 56 über einen Strombegrenzerwiderstand 58 an einen Eingang des Multivibrators 54 geliefert. Der Operationsverstärker 56 ist so vorgespannt, daß er als Komparator zwischen einer positiven Spannungsquelle +V. und einer negativen Spannungsquelle -V₂ arbeitet und der Eingang dieses Operationsverstärkers ist über eine Leitung 60 mit dem Ausgang der Photovervielfacherröhre 12 verbunden«,

Im Betrieb ist die Vorspannung des Komparators 56 so eingestellt, daß die Spannung der Impulse von der Photovervielfacherröhre 12,

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die über einer vorgegebenen Spannung liegt, wie ζ .B₀ 5 Volt, einen Ausgang durch den Strombegrenzungswiderstand 58 an den monostabilen Multivibrator 54 hervorruft, der eine Zeltkonstante mit einem vorgegebenen Wert aufweist« (wie z.B. ungefähr 20 Hikrosekunden) die mit der erwarteten Zeitdauer der erwarteten kosmischen Störungen übereinstimmt. Wenn dem Eingang des Multivibrators 54 ein Eingangs= signal zugeführt wird» nimmt der (!«Ausgang einen niedrigen Pegel an, so daß die UND-Gatter 48 und 50 gesperrt werden* so daß die Weiterleitung von Impulsen von der Zeitbasis 30 an das Zeitgebergatter 32 sowie die Weiterleitung von Signalimpulsen von dem Signalgatter 20 zum Signalteiler 22 für die vorgegebene Zeitperiode unterbrochen wird.

Entsprechend ist es zu erkennen, daS durch Verwendung des hier beschriebenen überlast-Detektors eine unnormale Überlast* wie z.B. eine kosmische Energiestörung,festgestellt werden kann und die Signalimpulszählungen werden vor dem Eintritt in den Signalteller 22 gesperrt, bis die Fhotovervielfacherröhre 12 und die übrigen elektronischen Einrichtungen wieder normale Impulse zählen können. Es sind weiterhin Maßnahmen getroffen, um Zählfehler bei hohen Proben-Zählraten während der Zeitdauer zu kompensier en _s während der der Signalteiler gesperrt 1st, und zwar dadurch, daß die Zeltgeberimpulse an das Zeitgeber-Gatter 32 für die Zeitdauer gesperrt werden, während der der Signalteiler 22 keine Proben= zählungen akkumulieren kann.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. 24U519

   Patentansprüche

   Strahlungsquellen-Meßeinriohtung mit einem Signalkanal₉ der Impulse von einem Strahlungsquellen-Detektor an eine Ausgangseinrichtung unter der Steuerung eines Zeitgeberkanals liefert, der eine vorgegebene Zeitperiode anzeigende Zeitsteuerimpulse zur Messung der Signalimpulse liefert, gekennzeich net durch mit dem Detektorausgang gekoppelte Einrichtungen (56) zur Lieferung eines Signals in Abhängigkeit von einem Detektorausgang oberhalb eines vorgegebenen Pegels» und auf dieses Signal ansprechende Zeitverzögerungseinrichtungen (54) zur Sperrung der Zeitgeberimpulse In dem Zeltgeberkanal und der Signalimpulse in dem Signalkanal für die vorgegebene Zeitdauer der ZeitverzÖgerungseinriohtungen

   2. Strahlungsquellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die Strahlungsquellen-Meßeinrichtung einen Signalteiler (22) in dem Signalkanal einschließt« der Signalimpulse von einem Signalgatter (20) über normalerweise freigegebene Oattereinrlchtungen (50) empfängt» und daß die Gtattereinrichtungen (50) von den Zeitverzögerungseinrichtungen (54) sperrbar sind.

   j$· Strahlungsquellen-Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet« daß die Strahlungsquellen-Meßeinrichtung «inen Zeitgeber-Teiler (34) indem Zeitgeberkanal einschließt« der Zeitsteuerimpulse von einem Zeitgebergatter (32) empfängt« das Zeitsteuerimpulse von einer Zeitbasis (j50) über eine normalerweise freigegebene zweite Gattereinrichtung (48) empfängt« und daß die zweite Oattereinrlohtung durch die ZeitverzÖgerungseinriohtungen (54) sperrbar ist.

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   4. Strahlungsquellen=>Meßeinriehtung naoh Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet« daß die Zeitverzögerungseinrichtungen (34) einen monostabilen Multivibrator umfassen, dessen Ausgang mit den ersten und zweiten Gattereinrichtungen (50, 48) verbunden 1st.

   5. Strahlungsquellen-Meßeinrichtung naoh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet* daß die mit dem Detektorausgang gekoppelte Einrichtung ein Komparator (56) ist_s der ein Ausgangssignal an den Eingang des Multivibrators (54) liefert«

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