DE2414535A1

DE2414535A1 - Strahlungsmessvorrichtung, insbesondere gammastrahlungsmessvorrichtung

Info

Publication number: DE2414535A1
Application number: DE2414535A
Authority: DE
Inventors: Paul R Klein; Samuel H Luitwieler; Dale D Robinson
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: US3859528A; GB1413267A; CA998781A; NL7402635A

Description

Patentanwälte
Dipl. Ing. C. Wallach

Dipl. Ing. G. Koch 1* 557

Dr. T. Haibach

8 München 2 2LI

Keufingerstr. 8, Tel. 240275 *" ^ ι

Beckitian Instruments, Inc.,
Fullerton, CaI., USA

StrahlungsmeÄvorriöhfcung, insbesondere aammastrahlungsmeß-

vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Strahlungsmeßvorrichtung und im besonderem ©ia© Gansnastrahlungsmeßvorrichtung.

Gamm&sfe^afalangssnsSvorriehtungen weisen eine Szintillationsvorriehtuag g«r M@ßmg der Radioaktivität einer Probe auf, die in einem ©©SaSlter benachbart der Ssintillationsvorrichttrag eathalfeea £&t_o Für ein© derartige Vorrichtung ist eine im FffQbensießbareieh benachbart der Szintilla-

erforderlich, um Messungen zn gewährleisten, die lesligiids di© mm de? Probe ausgehende Strahlung anzeigen. Bei ami ©a»azHfilern nach dem Stande der Technik sind die Proben häufig in einem Reagansglas oder Proberohr enthalten, das in eisten schachtartigen Detektorkristall herabgelassen wird; @Mtx photo-optisch mit wenigstens zwei PhotomultipliQrrohrss^ CSakundMrelektronenvervielfacher - SEV) gekoppelt 1st. Derartige schachtartige Kristalle weisen Nachteile auf, Sa die Möglichkeit besteht, daß Probensubstanz beim Beschicken der Probe in den Kristall bzw. bei der Herausnahme aus dem Kristall in den Kristall verschüttet wird, was eine Dekontamination des verhältnismäßig schwer zugänglichen Kristalls erforderlich macht. Des weiteren ist bei einer derartigen Bauart die Messung der radioaktiven Strahlungsquelle volumenabhMnglg, indem die Genauigkeit der Messung durch das Volumen der Probe in dem Proberohr bestimmt wird. Außerdem muß bei Verwendung von mehr als einer Photomultiplierröhre Abschirmmaterial in ausreichender Menge um beide Photomultiplierröhren sowie um den Kristall herum vorgesehen werden,

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was sowohl ein hohes Gewicht wie ein großes Volumen für die benötigte Abschirmung bedingt. Dies führt zu Gammazählern in Form schwerer, sperriger Standgeräte, die verhältnismäßig unbeweglich sind.

Bei den bekannten GammagHhlem sind automatische Probenhandhabungsvorrichtungen zur aufeinanderfolgenden Messung einer Vielzahl von in einer vorgegebenen Ordnung angeordneten Proben vorgesehen. Bei diesen bekannten Zählvorrichtungen ist ein mit der Probe zusammenwirkender Mechanismus vorgesehen, welcher die Probe in einem Schacht in die NMhe des Kristalldetektors herabläßt, die Radioaktivität mißt, sodann die Probe wieder heraufhebfe und sodann einen Sehrittvorschub der Gesamtzahl der Proben star ^Rf@ssmsg d@r nächsten Probe bewirkt. Falls es während des Aiafeositatikbetiriebs erwünscht ist_? eine EinzelprobenntessuHg @tn@r niefot in der. vorgesehenen Folge enthaltenen Probe zn maeh@n, s© ist es häufig erforderlich, den Automatikbetrieb zu untmzbrmchmn„ eirae Probe aus dem Probensequenzmeehaniasaras sn @mtn®hmsn, die Eirsselprobe an die richtige Stelle einzusetzen nnä iron Hand dl© Vorrichtung zum Herablassen der Pr©b@ iss den Sehacht für die Messung zu betätigen, so dann, ebenfalls ^osi Hand, die Hebevorrichtung für die Probe zu betätigen, die Probe herauszunehmen und die vorher entfernte Probe wieder an die richtige Stelle einzusetzen. Eine Einze^obenmessung ist bei diesen bekannten Vorrichtungen daher außerordentlich mühselig, wobei noch die Möglichkeit einer Kontamination durch Verschütten einer Probe während des HandhabungsVorganges besteht, wie oben erwähnt.

Durch die Erfindung soll daher eine Strahlungsmeßvorrichtung geschaffen werden, insbesondere ein Gammastrahlungs-Meßsystem mit automatischer Probenhandhabung, das nicht vom Volumen der Probe abhängt und bei dem die Probleme einer Kontamination im Bereich des Kristalldetektors weitgehend vermieden sind;

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das System soll die Möglichkeit einer Einzelprobenmessung ohne Unterbrechung der Aufeinanderfolge J=er für den Automatenbetrieb angeordneten Proben besitzen, und die Gesamtanordnung soll verhältnismäßig kompakt und leicht beweglich sein und sich insbesondere zur Konstruktion als Tischgerät eignen.

Zu diesem Zweck kennzeichnet sich eine Strahlungsmeßvorrichtung gemäß der Erfindung durch ein Detektoraggregat mit einer vertikal ausgerichteten Probenkammer und einem mit dieser verbundenen und sich abwärts erstreckenden Zufuhrkanal; durch eine Probenwechselvorrichtung zum schrittweisen Vorschub einer Vielzahl von Probenbehältern in eine mit dem Zufuhrkanal ausgerichtete Stellung unterhalb diesem; durch eine unter dem Probenwechsler angeordnete Hebevorrichtung, welche eine mit dem Zufuhrkanal ausgerichtete Stange aufweist, welche bei der wahlweisen Betätigung durch den Probenwechsler hindurch in Eingriff mit der Unterseite des Probenbehälters gelangt; sowie durch Führungsmittel benachbart wenigstens dem Probenhalter und/oder dem Zufuhrkanal zur Führung des Probenbehälters in den Probenkanal bei der Aufwärtsbewegung des Probenbehälters durch die Hebestange in die Probenkammer zur Strahlungsmessung mittels des Detektors,

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist eine Gammastrahl-Meßvorriehtung gemäß der Erfindung einen eine Vielzahl von Abtellen umfassenden Probenhalter auf, der schrittweise längs einer Probenwechselfläche in eine Meßstation vorgeschoben wird. Der Probenhalter enthält eine Vielzahl von Probegefäßen in verhältnismäßig engem Paßsitz in den Abteilen; jedes Abteil weist in seiner Bodenfläche eine öffnung auf, deren Abmessungen kleiner als die Querschnittsabmessungen der Probengefäße sind. Am Ort der Meßstation ist ein Detektor-

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aggregat vorgesehen, das elnf&ristalldetektor mit einer sich durch diesen erstreckenden zylindrischen öffnung aufweist; koaxial mit dieser zylindrischen öffnung des Kristalldetektors ist ein oberer Einführkanal für manuelle Probeneinfuhr und «in unterer Kanal für automatische Probeneinfuhr vorgesehen, der an seinem unteren Ende trichterförmig ausgebildet ist. Der obere Siafuhrkaiisl ist bei der Verwendung der Vorrichtung im Automatikbetrieb normalerweise mit einem VerechluSstopfen verschlossen« Is ist ein Hebemechanismus mit «isiar Hebeefcangs vorgesehen walehe durch die Arbeitsfläche des Prebe&weehslers trltfe mmd durch die öffmaag des in Ausrichtung auf die Me£statioii befindlichen Probenhalterabteils hindurch in Anlage gegen äie Unterseite des Probengefäßes gelangt, um dieses in die Kristallöffnung zur Messung der Radioaktivität der Probe ana^hebeaa_? wofeei das Probengefäß durch die Seitenwandungen des Probenhalterabteils und das trichterförmige Eintrittsend® des Zisfsstirkanals für die automatische Probenzufuhr geführt wird. Das FrobengefMS besitzt eine sowohl in dem Probenhalterabteil wie aush In den oberen und unteren Zufuhrkanälen und der Meßkanalöffnung in dem Kristall dicht sitzende Konfiguration. Xn den Zufuhrkanal für die automatische Probenzufuhr und die Meßkanalöffnung in dem Kristall ist eine bei Kontamination auswechselbare Abschirmung einsetzbar, die bei einer Kontamination in der Nähe des Kristalldetektors leicht entfernt and durch eine neue ersetzt werden kann. Die Hebestange bleibt während des MeßVorgangs in ihrer Stellung und schirmt, da sie aus einem Abschirmmaterial besteht, den Detektor gegen Strahlung ab, die von Proben in dem Probenhalter im Bereich des unteren Zufuhrkanals ausgeht. Des Weiteren 1st ein Einzelprobenhalter zur Einführung in den oberen Zufuhrkanal nach Entfernung eines Blei-Verschlußstopfens vorgesehen, um eine Möglichkeit der manuellen Probenaufuhr ohne Störung der Proben in dem Probenhalter zu schaffen.

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Im foltrenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Meßvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei das Detektoraggregat der besseren Übersichtlichkeit halber von dem Probenwechsler abgehoben dargestellt ist.

Fig. 2 einen Schnitt durch die in Auerichtstellung befindliche Automatlk-Frcbeneinführöffnung und manuelle Probeneinftihröffnung, wobei der Probenbehälter und die Probengefäfie in Schnittansicht dargestellt sind.

Fig. 3 iss eines: Fig. 2 entsprechenden Teilschnittansicht einen manuellen Probenhalter in Meßstellung,

Fig. 4 eine» sinzel-Pzohenhalter, in zur Veranschaulichung des geratisnahmemechenismus teilweise aufgebrochener Ansichtβ

Fig. S in sehems&iseher Ansicht die Geometrie eines

Kristalldetektors nach dem Stande der Technik air Verwendung mit einem eine Probe enthaltenden Testbzw· Prüfrohr

Fig. 6 in schematischer Darstellung die Geometrie des

Kristalldetektors gemäß der Erfindung in Verbindung mit dem hierfür vorgesehenen Probenhaltegefäfi.

In Fig. 1 ist ein Garamastrahlungs-Meßsystem dargestellt, welches ein Detektoraggregat 10 unmittelbar über einem Probenwechslermechanismus 12 aufweist, auf dessen Arbeitsfläche mehrere

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Probenkalter 14,16,18, und 20 angeordnet sind. Das Detektoraggregat 10 weist einen ·ψοη mehreren Bleiblucken bzw. -ziegeln 22 umgebenen Krlstalldetekfeor 24 auf, beispielsweise, einen NaI(Tl)-Kristall, durch vmlehen sich eine zylindrische öffnung oder Kasaner 26 erstreckte in welche ein Probenhaltegefäß 28 für die Strahlungsmessung ©ingebracht werden kann« Die Zelle 24 besitzt eine insgesamt sjlindrische Konfiguration, wobei -die Kammer 26 allgemein in des 'Mitte zwischen den parallelen Stirnflächen des Zylinders asjgeor&raefc ist; eine der Stirn* flächen ist photo-optiseh mit ®lnmr Photomultlplierröhre CSEV - SekundäEai@ktxo£&£X2i^@?vielfaehe£$ 30 gekoppelt, welche die auf dem Kristall mffegsffead© sand absorbierte Gararsa-Strahlung naehw®iafe_# wob@i il@ Weehselwiskusig der Gammastrahlang innerhalb d@s Kristalls voe der Phofcoaultiplier- ©der ÖBV-Sähre BQäsmn mittals @iB©r herkössslichen zählvorrichtung 32 gssäWb ^ird» I?©E5££aI mit der Frobenkaücser 26 1st ein slsh ab^Iets ©rsfc^eetesdsr gintrittjskasjal 34 vorgesehen, &@x aa s®is©m Eissfe&l&fesenfi© 3β a®di aaßen trichterförmig erweite^ä ist. In eissee zu ü@m llEaferi-sstskanal 34 entgegengesetzten Richtung effsfe&eiäkt eiefe ©iss k©8Kial mit diesem ausg»ri€htat@r BintrittskarasS, 38 fis meaiisllo B©sehiekung; dieser erm&glieht über ®in W®wbinäungszohs 40 einen Sagang von der Obsrseit© d®e Defeefefc©raggr@gafes 1© sis der Probenkammer 26.

Auf dem Probanuechlemssas^lSaKis 12 sißd mehrere jeweils eine Vielzahl %*οη £bteil@si aufweisende Probenhalter 14,16,18 und 20 angeordnet i^ern d®n®n nnz vier in der Zeichnung dargestellt sind), die jeweils in ihsmn Abteilen Probengefäfle 28 ?von denen nur @iii®$ dargestellt ist) aufnehrren, welche Proben, deren Radioaktivität gemessen werden soll, enthalten. Die Prob@nsufeissanderfolg@ ist in geeigneter Welse für aafeomati3Cäie Dtsrchfühnsng dmw Messung notiert. Ein zuf VeswenSuiag mit dar erfindungsgeiaäßen MeBvorrichtung

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geeigneter Probenwechsler nach Art des Probe&waehslers 12 ist im einseinen in der US-Patentschrift 3 221 781 dargestellt und beschrieben. Im wesentlichen weist ein derartiger Probenwechsler eine erste Vorrichtung zum gleichzeitigen schrittweisen V®rseh«b der 'Probenhalter 14 und 20 in entge-genges@tzfe@n Richtungen auf Cdie Riehtungen sind durch die Pfeile aa 6mn Probeahaltera angedeutet), sowie eine zweite Vorrichtung saite nach ©foen ib©rsteh@iidea Pingerpaaren 41 und 42,-mittels¹ welcher jeweils ein© gange Reih© ©der Spalte . won Probenhaitdsa ±n @s&tg<eg©sigesetzten Riehtassgen quer sur Richtung d®& Seh £ifetus's ©hub§ der Frobeisiialter 14 verstellbar ist. Bis Pr©b@nhalt©r 14 wegd@n su B@ginss auf die Arb@its£läe!i@ des Prob©xweehslers 12 auffes©tzt_f derart,daß si® die gasige Fläete ausfüIlen_ff mit Assnahms ©i^er ersten Position am Ort <ä@r Pißf©r 41 rad @ia©r »yeitea Position am Ort der Finger 42? {ät® 'Fissger 41 mn& 42 befinden sich zu ^afang In ein©m einf©s@g©ffi©» Zustand in awel Paaren von &^£Ä@hKtus3g©a 44 bsw_o 46] . Di© hnsnohzmnqen 44 υηά 46 sind ia Führungsschultern 48 wrg©seken, welche sich entlang dem gesamten Umfang de sr Arbei^sf lache des Probenwechslers 12 erstreck®» und als geradlinige Begrenzung für die Vorschubbewegungen der Probenhalter 14 dienen. Im Betrieb des Probenwechslers 12 werden die äußeren Probenhalter 14 und 20 jeweils gleichseitig schrittweise um ein Abteil in Richtung 3er gezeigten Pfeile vorgeschoben, und zwar durch gleichzeitige Betätigung von Schrittvorschubvorrichtungen (von denen eine bei 50 in Fig„ 2 gezeigt ist)· Nachdem beide Probenhalter 14 und 20 schrittweise bis an das äußerste gegenüberliegende Ende der Schulter 48 vorgeschoben sind, kommen sie mit ihren Vorderkanten zur Anlage gegen Schalterbetätigungsvorrichtungen 52 bzw. 54, welche Cnieht dargestellte! Schalter auslösen, deren Betätigung über Leitungen

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und 58 eine Sequenzsteuervorriehtimg 60 beeinflußt. Die Sequenzsteuervorriehtung SO erteilt sodann über eine Leitung 62 einen Steuerbefehl sar Beaufschlagung eines Motors 64 zur gleichseitigen Betätigung beider Fingerpaare 41 und 42 Cin die in der Zeichnung dargestellte Arbeitsetellwig), wodurch jede efcs beiden Reihen von Probenhaltern

der

in einer Sichtung quer zut Riehtung/bis dahin von ihnen

wird

zurückgelegten Schstttvossehnbh&wagwßg verstellt4 derart, daß nunmehr der Frobeßhaltar 18 in die zuvor von dem Probenhalter 2© ©issgeaessrrsjffi® Stellaag gelangt usd enfcepreehefid ein aeu@ir Probeatealtss· in die zu^ar von dem Pr©- benhalter 14 ©ingsnoüaaen© St©Ilsag

Sobald jeweils jedes ä®w PsabengefSSs 28 i^ne^halb des Probenhalters 14 durch den B&hrlttvozschvh in eine mit dem Eintrittskanal 34 ausgerichtete Stellung gelangt„ beaufschlagt die Sequesizsteuervorriehtung 60 über eine Leitung 66 einen Motor 65, welcher eine Scheibe 68 mitreibt_f derart, daß ein aus dieser Scheibe überstehender Fortsatz gleitend in Eingriff mit der Innenseite 70 eines als Ganzes C-förmigen Führungsteils 70 gelangt, das (iß nicht dargestellter Weise) zur Durchführung einer Vertikalbewegung bei Drehung der Scheibe 68 gehaltert ist. Etwa in der Mitte und rechtwinkelig bezüglich der Führungsschiene 70 ist eine Hebestange bzw. ein Hebestab 72 anqeordnet, welcher durch eine öffnung in der Unterseite des Abteils in Anlage gegen den Boden des Probengefäßes 28 gelangt und dieses in eine Meßstellung innerhalb der Meßkammer 26 anhebt Cwie zur Veranschaulichung in der Zeichnung voll ausgezogen dargestellt). Die obere Begrenzung ider obere Totpunkt) der Verstellbewegung der Führungsschiene 70 (gestrichelt gezeichnet} wird bei eimer halben Umdrehung der Scheibe 68 erreicht; das Erreichen dieses oberen Totpunkts wird mittels eines Schalters 74 nachgewiesen, der eine Schaltung in der Sequenzsteuervorriehfcung 60 Cdie elektrisch mit der Zählvorrichtung 32 verbunden ist)

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beaufschlagt, um die Strahlungsmeßelektronik in der Zählvorrichtung 32 auszulösen. Die Zählvorrichtung 32 kann beispielsweise ein herkömmlicher Zähler mit einem von einem Zeitgeberkanal gesteuerten Signalkanal zur Messung des Impulszählwertes über eine vorgegebene Zeitperiode sein. Nach Beendigung des Meßzyklus führt die Zählvorrichtung der Sequenzsteuervorrichtung 60 (über nicht dargestellte Leitungen) ein elektrisches Signal zu, worauf die Sequenzsteuer vor richtung 60 den Motor 66 erneut einschaltet, um die Scheibe 68 wieder um eine halbe Umdrehung zu drehen, derart? daß das Probengefäß 28 in den Probenhalter 14, aus welchem es entnommen wurde, wieder herabgelassen wird. Beim Erreichen des unteren Totpunkts der Führungsschiene wird ein zweiter Grenzschalter 76 betätigt, der über eine Leitung 73 ein Signal an die Sequenzsteuervorrichtung 60 liefert, welche sodann die äußeren Probenhalter 14 und 2u jeweils um einen Schritt weiter fortschaltet, wodurch das nächste Probengefäs in die Meßstation gelangt.

Die Einzelheiten der Schrittschaltvorrichtung 50 sind in Fig. 2 näher veranschaulicht. Der Probenhalter 14 weist ein Basis- oder Grundteil 80 auf, auf welchem mehrere zylindrische Abteile 82, welche die Probenhaltegefäße 28 aufnehmen, in ausgerichteten Stellungen angeordnet sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, haben die Probengefäße 28 zylindrische Form und einen geringfügig kleineren Durchmesser als die Äbteile 82; jedes Abteil 82 weist in seinem unteren oder Bodenteil eine öffnung 84 auf, welche eich in eine Kammer oder einen Hohlraum 86 in dem hohlen Basisteil 80 erstreckt. Die öffnung 84 hat eiraigeringfügig kleineren Durchmesser als das Probengefäß 28, derart, daß das Probengefäß auf einer durch den Umfang der öffnung 84 gebildeten Schulter 88 aufruht. Die Weite des Hohlraumes 86 in Vorschubrichtung ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Abteils 82; die

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Schrittfortsehaltvorrichtung 50 weist einen BetHtigungsfort-βatz 90 auf, der in Eingriff mit dem Verbindungssteg zwischen zwei jeweils benachbarten Hohlräumen 86 gelangen kann.

Die Arbeitsweise der Schrittvorsehubvorrichtung 50 ist wie folgt: Ober eine (nicht dargestellte) mit der Sequenzsteuervorrichtung 60 verbundene Leitung wird ein Motor 92 aufeinanderfolgend sur Ausführung einer vollständigen Umdrehung eines Kurbelames 94 foetMtigt_ff welcher ein mit dem Sehrittvorschub-Fortsatz 90 verbundenes Hebelgestäng© 96 betätigt, derart, daß der Schrittvorschubfor&satz 90 in der gewünschten Vorschubrichtung in einem Schilfen §@ iß d@r Arbeitsfläche des Probenwachslers 12 verschoben wisxU Bei ä@r Schrittvorschubbewegung des Fortsatzes 90 bis an ä±m linke (in der Ansicht von Fig. 2* Begrenzung des Schlitzes §8 kommt ein mit dem Fortsatz 90 susammenwirkenSar Asm 10© van einer Sehwesskrampenflache 102, auf welcher ar gleitet, freie, Der Portsats 90 mit dem Arm 100 fällt dann ssiSar Eissgsiff mit fen lohlraum ®6, derart, das bei der Rückkehrbewegung ä@w ICtiirb©! 94 der Fortsatz 90 mit dem Arm 100 sich unter der Sehwerakrsmpsafläch© 102 nach rechts bewegen, bis der Fortsata -90'wiederysa won d@r Rampe 102 freikommt. Die Schwaak^ames 102 ist s© konstruiert, -daß sie im Uhrzeigersinn rotiert, bis ihr freies Ende gegen eine feste Rarcps 104 aaschlSgt« Während der nächsten Schrittvorschubbetätigung isr Vorsclisb^orriehtang SO gleitet der Fortsatz 90 soasnn an der festes Haspenfiäshe 104 nach oben und längs dem umgebogeneis freien Ende d@r Schwenkrampe 102 und druckt dabei die Schwankrampe 102 im Gegenuhrzeigersinn, bis diese sich in der Stellung für den nächsten Sehrittvorschubzyklus befindet.

Sobald das Probengefaß 28 sich in seiner Meßstation (d.h. in Ausrichtung mit der Hebestange 72) befindet, wird die Hebestange 72 durch den Hebemechanismus angehoben, wobei die Hebestange

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im Bereich der Probemfect^erarbsitsfläehe durch eine geeignete Halterung 106 geführt ist. Bei der Aufwärtsbewegung des Proben-gefäßes 28 wird dieses infolge des geringen Abstands der Kappe des Probengefäßes 28 und des trichterförmigen Eingangs 36 des Kanals 34 in Verbindung mit der engen Passung der Wandungen des Abteils 82 Cderen Höhe geringfügig kleiner als die Höhe der Probengefäße 28 ist) axial in üem Kanal 34 geführt, bis das Froberagefäß die gastriehelts Lage CFig. 1) in der NIhe des Kristalldatektors 24 einnimmt» Die Habe·-' stange 72 tritt durefo sin© öffirarag 110 in die Arbeitsfläehe des Probenwechsler© 12«, Dl® Hebestang© 72 besteht aus einer water des Bezeichnung KeimeEtiiam bekannten Wolframlegierung, welche eia wirksames &bsehirmmat©rial darstellt; bei der voll eingeschobenen Stellung ctes Stabs 72 in den Zuführkanal 34 gewährleistet dieses Äbsehimmaterlal des Stabs in Verbindung mit der Läage des Zufuhrkarfals 34 _B dal keine nennenswerte Strahlungsmenge ■won Proben ia G©fMß©n 28 in der Nähe des Bintrittsendes der Zufuhröffnung 34 auf den Kristalldetektor 24 gelangen kann.

Wie erwähnt, steht mit der Kammer 26.eiη zweiter Zufuhrkanal über eine öffnung 38 in Verbindung, in welche sich ein Rohr 40 hineinerstreckt, die an ihrem oberen Ende an einer Blechplatine 112 gehaltert ist, die beispielsweise ein Teil des die Gammastrahlungsmeßvorrichtung umgebenden Gehäuses sein kann. Durch die öffnung des Rohres 40 erstreckt sich ein BleiverschluSstopfen 114, der über eine Verbindungsstange 118 mit einem außerhalb des Blechgehäuses 112 angeordneten Handgriff 116 verbunden ist.

In der Einführöffnung 34 ist eine auswechselbare Kunststoffbuchse 120 mit einem trichterförmigen Eintrittsende angeordnet, und zwar über die gesamte Länge des Zufuhrkanals 34 und die gesamte Länge der Kammer 26 innerhalb des Detektors

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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Einführkanal 34 einen sich von seinem unteren Ende zu seinem oberen Ende v-arjttngenden Durchmesser auf, derart, daß zwischen der Außensaite der Buchse 120, die mit einem gleichbleibenden Querschnitt ausgebildet ist, und der Innenseite des Zufuhrkanals 34 in dessen Unterteil ein Zwischenraum bzw. eine öffnung verbleibt. Dies erleichtert das Einsetzen der Buchse !2O und verleiht der Buchse 120 ferner in ihrem unteren Teil eine gewisse Federwirkung, derart, daß ein gewisses seitliches Spiel zwischen der Buchse 120 und der dem Zufuhrkanal 34 beim Einführen eines Probengefäßes 28 nach oben in die Meßkammer 26 hinein besteht. Falls es beim Einführen oder Herausnehmen einas Probengefäßes 28 zum Verschütten oder anderweitigen Lacken der Probe kommen sollte, so wäre diese Kontamination jedenfalls auf die Innenfläche der Buchse 120 beschränkt, die uaschwer herausgenommen, entfernt und durch eine neue Buchse 120 ersetzt werden kann. Jegliche erforderlich werdende Dekontamination wäre daher auf die Dekontamination der ohne weiteres entfernbaren Probenhalter 14 beschränkt.

In den Fig. 3 und 4 zeigt Fig. 4 einen Einzelprobenhalter mit einem federnden Rohrteil 124 an seinem unteren Ende. Das federnde Rohrteil 124 ist zum Eingriff mit der Kappe 128 eines Probengefäßes 28 ausgebildet, und zwar mittels Sinken 130_f die durch axiale an ihrem Ende offene Längsschlitee 132 in der federnden Buchse 124 gebildet sind. Zum Herausnehmen des Probengefäßes 128 ist ein Herausnahmemechanismus vorgesehen, welcher einen . Kolben 134 aufweist» der mit einer axial gleitend verschieblichen Stange 136 verbunden ist, die mit einer in einer Schlitzöffnung 140 in der Stange 122 angeordneten Fingerbetätigungsvorrichtung 138 gekoppelt ist. Im oberen Teil der Stange 122 ist ein an dieser querverlaufender Stab 142 befestigt, derart, daß der Einzsilprob'enhalter, wie in Fig. 3 gezeigt, in den Zufuhrkanal 40 öinge-

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setzt werden kann, wobei die Querstange 142 am oberen Ende des Rohres 40 aufruht, derart, daß das Probengefäß 28 eng benachbart innerhalb der Kammer 26 des Kristalldetektors 24 zu liegen kommt. Die Einzelprobe kann ohne Störung der Probengefäße 28 in dem Probenhalter 14 eingeführt werden. In dieser Weise kann die automatische Meßsequenz unterbrochen und danach wieder fortgesetzt werden, ohne daß hierdurch die vorgegebene Probensequenz des Automatikbetriebes verloren geht.

In den Fig. 5 und 6 veranschaulicht Fig. 5 einen Kristalldetektor 150, durch welchen sich eine öffnung oder Probenauf nahmekammer 152 erstreckt, welche einen Probenbehälter wie beispielsweise ein Probierrohr 154 aufnehmen kann. Das Probierrohr 154 kann in der gezeigten Weise Probe bis zu einem von zwei Probenpegeln enthalten, wobei die "A"-Linie bei 156 dargestellt ist, während die "B"-Linie bei 158 gezeigt ist. Ist die öffnung 152 groß gegenüber dem Probenhalter 154, so ergeben sich volumenabhängige Messungen. Um dies zu veranschaulichen, sind von dem Pegel "A^M nach,oben

bezeichneten Winkel

divergierende Linien eingezeichnet, die einen mit "ä"/miteinander bilden; entsprechend sind von dem Pegel "B" nach oben divergierende Linien eingezeichnet, die mit B bezeichnet sind. Wenn die Proben im Inneren eines Kristalls gezählt werden, so geht die gesamte Emission in dem Segment A und B verloren. Je größer das Segment, um so höher ist der Prozentsatz der verlorenen Emission. Falls dieses Segment miι dem Volumen konstant ist, so ist das Systemvolumen -unabhängig Cd.h. die Zählrate wird durch Volumenänderungen nicht beeinflußt). Wie aus Fig. 5 ersichtlich, unterscheidet sich jedoch bei einer Änderung des Volumens der Probe in dem Probierrohr 155 das Segment A ganz erheblich von B , was zur Folge hat, daß Systeme mit großen Probeaufnahmeöffnungen 152 sehr stark volumenabhängig sind.

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Wie in Fig. 6 dargestellt, besitzt bei der dort gezeigten erfindungsgemitßen Meß vor richtung der Kristall 24 eine Aufnahmekammer 26 mit einem in diesem eingesetzten Probengefäß 28, dessen Außendurchmesser nur geringfügig kleiner als die lichte Weite der Kammer 26 ist. Da ferner der Hebemechanismus das Probengefäß 28 in der Kammer 26 genau positioniert, wird eine von Probe zu Probe gleichbleibende Stellung des Probengefäßes erreicht. Die mit A und B bezeichneten Segmente veranschaulichen ein praktisch leeres Probengefäß 28 und ein vollständig gefülltes Gefäß. Man erkennt, daß bei dieser Anordnung, bei welcher das Probenge faß 28 in seiner Konfiguration speziell für die Meßvorrichtung angepaßt ist, die Segmente A_Q und B sich nur unwesentlich ändern, was eine praktisch volumenunabhirrige M%3ing zur Folge hat.

Man erkennt, daß durch Verwendung eines Standardmeßgefäßes in Verbindung mit einem eine Vielzahl von Abteilen aufweisenden Probenhalter zur Einführung des Gefäßes nach oben durch einen Einführkanal in einen Kristalldetektor mittels eines eine genaue Lokalisierung gewährleistenden Hebemechanismus die vorstehend aufgeführten Vorteile erzielt werden. Außerdem können mittels der oberen Zufuhröffnung und des besonders geformten Einzelprobenhalters Einze%>robenmessungen rasch ausgeführt werden. Ferner erhält man mit dieser erfindungsgemäßen Bauweise eine als kompaktes Tischgerät konstruierbare Gammazählvorrichtung.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert, das selbstverständlich in mannigfachen Einzelheiten abgewandelt werden kann, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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Claims

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Pate nt a η 3 ρ r ü c h e

Λ1 »J Strahlungsraeßvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Detektoraggregat (10) mit einer vertikal ausgerichteten Probenkammer (26) und einem mit dieser verbundenen und sich abwarte erstreckenden Zufuhrkanal (34) ; durch eine Fadenwechselvorrichtung (12) zum schrittweisen Vorschub einer Vielzahl von Probenbehältern (14,16,18,20) in eine mit dem Zufuhrkanal (34) ausgerichtete Stellung unterhalb diesem; durch eine unter dem Probenwechsler C12) angeordnete Hebevorrichtung, welche eine mit dem Zufuhrkanal (34) ausgerichtete Stange (72) aufweist, welche bei der wahlweisen Betätigung durch den Probenwechsler {12) hindurch in Eingriff mit der Unterseite des Probenbehälters gelangt? sowie durch Führungsmittel benachbart wenigstens dem Probenhalter (14) und/oder dem Zufuhrkanal (34) zur Führung des Probenbehälters (28) in den Probenkanal bei der Aufwärtsbewegung des Probenbehälters (28) durch die Hebestange (72) in die Probenkammer (26) zur Strahlungsmessung mittels des Detektors (24).
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenwechs-ler (12) einen Probenhalter (14,16,18,20) mit einer Vielzahl von im wesentlichen gleichen Abteilen aufweist, die jeweils in ihrem Boden eine öffnung (84) zum Durchtritt der Hebestancre C72) aufweisen, wobei die Probenbehälter C 2 8) einen größeren Querschnitt als die öffnung (84) besitzen und auf der Grundfläche der Abteile aufruhen.
3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abteile mit ihren Wandungen den Probenbehälter jeweils im wesentlichen vollständig umgeben, wobei die Abteilwandungen den Probenbehälter (28) bei seiner Aufwärtsbewegung wenigstens teilweise führen.

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4. Meßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenbehälter ein zylindrisches Gefäß {28) ist und daß die Abteile jeweils zylindrische Wandungen von geringfügig größerem Durchmesser als das Probengefäß besitzen und eine zur Halterung und Führung des Probengefäßes ausreichende Höhe aufweisen.
5. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (84) in der Grundfläche jedes der Abteile ksisförmig mit einem geringfügig kleineren Durchmesser als das Probengefäß ist und daß die Hebestange (72) einen kreisförmigen Querschnitt von geringfügig kleinerem Durchmesser als die öffnung (84) in der Abtei!bodenfläche besitzt.
6. Meßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektoraggregat (10) einen Strahlungsdetektor {24) aufweist, in welchem die Probenmeßkammer (26) vorgesehen ist, welche einen kreisförmigen Querschnitt mit einem geringfügig größerem Durchmesser als der Durchmesser des Probengefäßes (28) besitzt.
7. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsdetektor ein Szintillationskristall mit einer diesem optisch zugeordneten Photomultiplierröhre (SEV) (3o) ist, und daß der Szintillationskristall und die Photomultiplierröhre im wesentlichen vollständig von Abschirmmaterial (22) umgeben sind, in welchem der Zufuhrkanal (34) vorgesehen ist.
8. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufuhrkanal (34) an seinem dem Probenhalter zugewandten Eintrittsende trichterförmig (36) ausgebildet ist, um das Probengefäß (28) wenigstens teilweise in den Zufuhrkanal einzuführen.

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9. Meßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufuhrkanal (34) und die Probenmeßkammer (26) mit einer einstückigen auswechselbaren Buchse (120) ausgekleidet sind.
10. Meßvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidungsbuchse (120) an ihrem Eintrittsende (36) zur Anpassung an das Eintrittsende des Zufuhrkanals trichterförmig ausgebildet ist.
11. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebestange C72) aus Abschirmmaterial besteht, um den Kristalldetektor bei der Vermessung der in der Probenmeßkammer (26) befindlichen Probe (28) gegen von Proben in dem Probehalter ausgehende Strahlung abzuschirmen.
12. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zweiten, mit der Probenmeßkammer (26) verbundenen und sich von dieser nach oben erstreckten Zufuhrkänal (38) aufweist, der mit einem herausnehmbaren Stopfen aus Abschirmmaterial verschließbar ist.
13. Meßvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in den zweiten Zufuhrkanal (38) eine Einzelprobenhaitevorrichtung (122) zur Positionierung eines Probengefäßes (28) in der Probenmeßkammer (26) einführbar ist.

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