DE2644007A1

DE2644007A1 - Auswertungsvorrichtung fuer thermolumineszente strahlendosimeter

Info

Publication number: DE2644007A1
Application number: DE19762644007
Authority: DE
Inventors: Kunishige Hidenori; Katsuhiko Miyagawa; Fusafumi Nakao; Hirotaka Otsuka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1975-09-30
Filing date: 1976-09-27
Publication date: 1977-03-31
Also published as: FR2326709A1; US4105918A; FR2326709B1; GB1561158A; JPS5242784A; SE7610789L

Description

Matsushita Electric Industrial Co. Ltd., Osaka, Japan

Austragsvorrichtung für thermolumineszente Strahlendosimeter

Zusammenfassung der Offenbarung

Vorrichtung, bei ein thermolumineszentes Strahlendosimeter erwärmt und die vom Dosimeter abgestrahlte Strahlung gemessen wird. Diese Vorrichtung ist so konstruiert, daß aur Messung eine Personenkennkarte zwangsweise in die Vorrichtung eingeführt werden muß. Die Markierungen auf dem Dosimeter und die Markierungen auf der Hennkarte werden in Beziehung zueinander gesetzt; nur wenn sie übereinstimmen, wird die Durchführung der Messung zugelassen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswerten von Strah-

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lendaten eines thermolumineszentEn Strahlungsdnsimeters und insbesondere eine solche Vorrichtung, die geeignet ist zur Hantrolle van Personen auf der Grundlage diesbezüglicher Htrahlungsdosen.

Ein thermolumineszentes Strahlungsdosimeter ist eine Anordnung zur Messung der Strahlunqsdosen von Neutronen und ionisierender Strahlung wie Röntgen-, Alpha- und Gamma-Strahlen. Gewöhnlich besteht das thermolumineszente Dosimeter aus einem oder mehreren Strücken aus in Glas gekapselten oder tablettenförmiaen thermolumineszenten Kristallen wie Calciumsulfat (CaSD, :Tm: CaSD, : Dy), Lithiurpfluorid (LiF), Lithiumborat (Li„B,CL) ader eines erylliumoxids (BeD) und befindet sich auf einem Γ-'etallrahmen bzw, einer f'etallplatte.

Thermolumineszente Dosimeter geben, wie oben erwähnt, üJärrneleuchtstrahlen ab, wenn sie mit einem Heißluftstrahl, heißem Stickstoffgas oder einem mechanischen Heizelement erwärmt werden. Die Wärmestrahlung ist dabei der Strahlunasdosis proportional.

Es ist bekannt, daS eine auf der Strahlungsdosis basierende Personenkontrolle hinsichtlich der Anpaßfähigkeit, Empfindlichkeit und Genauigkeit herkömmlichen Film-, Stift- ader Glasdüsimetern überlegen ist. Weiterhin läßt das thermoluminxeszente Dosimeter sich leicht auch automatisch auswerten. Man hat daher versucht, eine Automatik für den Zugang für Strahlenzonen auf der Basis der Strahlungsdosen einzuführen und auch den Gesamtwert der Dosen jeder Person zu bestimmen, die jedesmal gemessen werden, wenn sie eine Sperre passiert, wo die Messung stattfinden soll.

Bei einem solchen System war man jedoch nicht gegen Fehler gefeit, wenn Fer-

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-κ-

sünen die Dosimeter untereinander austauschten.

Es sdII nämlich jede Person immer das gleiche Dosimeter tragen.

Es ist folglich ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung für thermolumineszente Dosimeter anzugehen, bei der das Dosimeter auf korrekte Zuordnung zu der es tragenden Person geprüft und auf der Grundlage dieser Kontrolle die Messung gesteuert wird.

Dieses Ziel uird nach der vorliegenden Erfindung erreicht, indem die Personenkennkarte bei der Messung in die Anzeigevorrichtung eingesetzt werden muß und das Dosimeter Markierungen entsprechend der Markierungen auf der Personenkennkarte aufuieist. Vor der Messung werden die Markierungen auf dem Dosimeter und der Personenkennkarte verglichen.

Die Erfindung soll nun anhand äer in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen erläutert werden.

Fig. 11 ist eine Perspektivansicht eines thermolumineszenten Strahlungsdosimeters in der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Draufsicht einer Personenkennkarte in der vorliegenden Erfindung ;

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Anzeigevorrichtung für thermolumineszente Strahlungsdosimeter nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. if ist ein Stromlauf einer Anordnung zur Erfassung der Hodiernummern in der Vorrichtung der Fig. 3;

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Fig. 5 ist ein Stramlauf einer Ausführungsform eines Vergleichers in der Vorrichtung der Fig. 3;

Fig. 6 ist eine Draufsicht der Heiz- und Meßanordnung in der Vorrichtung nach Fig. 3.

Die Fig. 1 zeigt schematisch ein thermoluminxeszentes Dosimeter 1. Mit 1a ist ein thermolumineszentes Dosimeterelement bezeichnet, das aus einem Glaskapsel besteht, in der Pulver aus thermolumineszenten Kristallen wie Calciumsulfat (CaSD^:Tm)(CaSO^:Dy), Lithiumfluorid (LiF) oder Lithiumborat (Li₂B^G₇) eingeschlossen sind. Das Bszugszeichen 2 zeigt den Metallrahmen mit einer Vielzahl Löchern 3, der mehrere der wie oben beschrieben aufgebauten thermolumineszenten Strahlungsdosimeterelemente 1a trägt. Der Metallrahmen kann aus geeignetem Metallmaterial wie Aluminium oder nichtrostendem Stahl hergestellt sein. Eine binäre Ziffernkodierung läßt sich erreichen, indem man die Löcher 3 mit einem geeigneten wärmefesten Kunststoff oder Gummi füllt. Nachdem die Elemente 1a einer Strahlung ausgesetzt waren, setzt man sie in die Meßstation einer Anzeigevorrichtung ein, um die Stärke der thermolumineszenten Strahlung zu bestimmen. Die Anzeigevorrichtung ist allgemein so aufgebaut, daß sie die Elemente auf eine Temperatur zwischen 3od und 4do C erwärmt und die von den Elementen 1a abgegebenen LJärmeldichtstrahlen dann mittels eines Photovervielfachers erfaßt.

Die Fig. 2 zeigt eine Pasonenkennkarte k, wobei das Bezugszeichen 5 gestanzte Löcher zeigt, bei denen es sich um die für die Kontrolle einer in einem Strahlenbereich arbeitenden Person erforderliche Personenkennzeichnung handelt. Zwecks leichter Identifizierung der Kennkarte k sind die gleichen Informatio-

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nen auch auf sie aufgedruckt, und das PhotD des Trägers (nicht gezeigt) kann auf sie aufgeklebt sein.

In einer AuswstungsvDirichtung für thermDlumineszente Strahlungsdosiemter nach der vorliegenden Erfindung werden die Kodiernummern auf dem Rahmen 2 des thermolumineszenten Dosimeters in Fig. 1 und die Hodiernummern auf der Hennkarte k der Fig. 2 mittels einer geeigneten optischen Einrichtung erfaßt; wenn die Schlüsselkodes in den Kodierzahlen übereinstimmen, wird die Messung der thermülumineszenten Strahlen zugelassen. Wenn nicht, wird ein Alarm ausgegeben und kann die Messung der Thermalumineszenzstrahlung nicht erfolgen.

Im folgenden wird die Anzeigevorrichtung ausführlich beschrieben.

Die Steuerung 7 - Fig. 3 - wird durch ein Startsignal vom Startschalter 6 betätigt, ujobei das thermolumineszente Dosimeter 1 und die Hennkarte k sich in der jeweiligen Meßlage befinden. Die Löcher 3 auf dem Metallrahmen 2 des thermolumineszenten Dosiemeters 1 uierden mit der Einrichtung B erfaßt und die erfaßten Kdesignale auf einen Halbleiter-Speicher 9 in Form integrierter Schaltkreise übertragen. Die Löcher 5 in der Kennkarte k werden ebenfalls mit einer anderen Einrichtung 1o erfaßt und die erfaßten Hodesignale unmittelbar auf die Homparatoranardnung 11 gegeben. Sowie die erfaßten Hodesignale auf die Homparatoranordnung 11 gegeben werden, erfolgt mittels eines Impulssignals aus der Komparatoranordnung 11 der Abruf der im Speicher 9 gespeicherten Kodesignale sowie ein V/ergleich derselben in der Komparatoranordnung 11. Stimmen die Schlüsselkodes beider Kodesignale überein, wird ein Signal an die Steuerung 7 gegeben, die dann die Heizeinrichtung 12 einschaltet, so daß die thermolumineszenten Dosimeterelemente 1a nacheinander auf eine Temperatur zwischen 3oo

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und kaa C eriuärmt werden. Die von dem jeweiligen Dosimeterelement 1a abgegebenen thErmalumineszenten Strahlen lassen sich mit einem geeigneten Photodetektor 13 uie beispielsweise einem Photovervielfacher erfassen und zu einem Gleichstramsignal wandeln, das ein Integratorverstärker 14 über eine konstante Zeitspanne integriert. Der liiert der Strahlendosis läßt sich mit einer geeigneten Anzeigevorrichtung darstellen oder mittels einer Aufzeichnungseinrichtung 16 festhalten, wobei eine Kompensationsschaltung für einen Ausgleich der Empfindlichkeit des thermolumineszenten Dosimeters öorgt. Sind Messungen von starken ("severe") Strahlungsdosen erforderlich, ist die Kompensationsschaltung 15 erforderlich, um die Empfindlichkeitsunterschiede zwischen den thermolumineszenten Dosimeterelementen 1a auszugleichen. Diese Schaltung kann jedoch auch weggelassen werden.

Stimmen die Schlüsselkodes in den erfaßten Kodesignalen nicht überein, gibt die Komparatoranordnung 11 kein Schaltsignal für die Heizeinrichtung 12 ab, so daß das thermolumineszente Dosimeterelement 1 nicht erwärmt wird und eine Messung der thermolumineszenten Strahlung nicht stattfindet. In diesem Fall wird die mangelnde Übereinstimmung der erfaßten Kodezahlen mittels eines geeigneten Indikators 17 wie einer akustischen oder optischen Alarmeinrichtung β angezeigt.

Die Fig. k zeigt die Einzelheiten der Schaltung der Einrichtungen B, 1o, die die Kodierzahlen ablesen. Die Einrichtungen 8, 1a bestehen aus einer Matrix, aus lichtempfindlichen Cadmiumselensensoren Rs» Die binär kodierten Zahlen entsprechend den Löchern 3 bzw. 5 auf dem thermolumineszenten Dosimeter 1 und der Kennkarte k werden optisch gelesen. Die Löcher 3 bzw. 5 werden dabei der Matrix aus den Photowiderständen zugewandt angeordnet. Indem man nacheinander auf die Anschlüsse CL₁ bis CL, einen negativen Impuls gibt, werden die Photo-

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π en
der Verstärker A Ausgangsimpulse entsprechend den Kodierzahlen.

sensoren Rs angesteuert und erscheinen an den Ausgangsanschlüssen FL bis FL

Im folgenden ujird der Aufbau und die Funktionsweise der Kamparatoranordnung 11 beschrieben.

Der Anschluß 51 - vergl. Fig. 5 - ist mit dem T_riggeranschluß eines Flipflops FF. verbunden. Beendet die Einrichtung θ ihre Tätigkeit, geht ein Ende-Signal auf den Anschluß 51 und triggert das Flipflop FF., das damit die Flipflops FF„ bis FFg in den Betriebzustand bringt. Das Flipflop FF„ erhält Taktimpulse von einem Anschluß 5k, so daß es die Flipflopiuirkung wiederholt. Die Flipflops FF, bis FFg bilden ein Schieberegister; unter Ansteuerung durch das Signal aus dem Flipflop FF„ erscheint an den Anschlüssen CL. bis CL, nacheinander ein negativer Impuls. Die Anschlüsse CL. bis CL, sind mit den jeweils gleichbezeichneten Anschlüssen der Einrichtung 1o in der Fig. k verbunden. Ebenso sind sie mit dem Speicher 9 verbunden, um die gespeicherte Hodezahl des Dosimeters 1 abzurufen. G. und G_? sind UIMD-Glieder. Wenn beispielsweise der negative Impuls vom Anschluß CL. ansteht, werden die Codesignale der entsprechenden Spalte der Hennkarte k erfaßt und über die Anschlüsse FL bis FL auf einen digitalen Komparator 55 übertragen. Gleichzeitig gehen auch die entsprechenden Kodesignale im Speicher 9 auf den Komparator 55. Wenn sich beim Vergleich im Komparator 55 ergibt, daß die beiden Kodes übereinstimmen, wird ein Ausgangsimpuls erzeugt und auf den 1/3-Zähler 56 gegeben. Stimmen die Kodesignale aus dem Speicher 9 und der Einrichtung k vollständig überein, erfaßt der Zähler 56 drei Impulse, worauf der Zähler 56 einen Impuls erzeugt. Dieser Impuls geht auf ein UND-Glied G,, der am Ausgangsanschluß 53 einen Impuls abgibt. Wenn andererseits die Kodesignale nicht übereinstimmen, wird am Ausgangsanschluß 57

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eines UND-Glieds G₅ ein Impuls erzeugt, da das Ausgangssignal des Zählers 56 über einen Inverter 58 auf das UND-Glied G₅ geht.

Der Anschluß 53 führt zur Steuerung 7, der Anschluß 57 zum Indikator 17 und der Aufzeichnungseinrichtung 16.

G, ist ein ODER-Glied und erzeugt einen Impuls infolge des Endesignales aus dem Flipflop FF,- über eine monostabile Kippstufe MM oder infolge eines Signals, das zum Einschalten der Vorrichtung in Beziehung steht, Dieser Impuls setzt das Flipflop FF rück.

Die Fig. 8 zeigt Einzelheiten zur Erwärmung und Erfassung der thermolumineszenten Strahlung, ülenn die Schlüsselkodes übereinstimmen, wird am Ausgangsanschluß 53 des UND-Glieds G^ ein positiver Impuls erzeugt. Dieser positive Impuls kann auf die Antriebsschaltung einer Luftpumpe 2o gegeben werden, um diese einzuschalten. Der Luftstrom durchläuft ein elektromagnetisches Ventil 21 und einen Konverter 22, der ihn aufheizt. Dieser Heißluftstrahl erwärmt dann das thermolumineszente Dosimeter 1. Als Ergebnis wird die vom Dosimeter 1 abgegebene thermolumineszente Strahlung mittels einer sich verjüngenden Führung 2k auf den Photovervielfacher 13 geführt. Das Bezugszeichen 23 in der Fig.6 bezeichnet eine Düse, durch die die Heißluft strömt. Jedes der Dosimeterelemente 1a kann auf die oben genannte Temperatur erwärmt werden, indem man die Magnetventile 21 nacheinander einschaltet. Der Photüvervielfacher 13 wandelt die thermolumineszente Strahlung zu Gleichstromsignalen.

Als weiterer Vorteil ist es möglich, im Strahlenschutz oder bei der Routineüberwachung von Strahlenbelastungen eine Türschließmechanik am Eingang und

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Ausgang eines Strahlenbereichs zu steuern. Hierzu wird der am Anschluß 53 üder 57 erscheinende Ausgangsimpuls auf eine geeignete Verzögerungsschaltung gegeben, die nach der entsprechenden Zeitverzögerung ein Befehlssignal auf eine Türöffnungs- bzu. -schließvorrichtung gibt.

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Claims

NACHGEREICHT

Patentansprüche

Auswertungsvorrichtung für thermolumineszente Strahlungsdosimeter, die ein thermolumineszentes StrahlungsdDsimeter aufnehmen und erwärmen kann und die vom Dosimeter abgegebene thermolumineszente Strahlung mißt, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung, die Markierungen auf dem eingesetzten Dosimeter erfaßt, eine Halteeinrichtung, die eine Personenkennkarte aufnimmt und sie in einer vorbestimmten Lage hält, durch eine zweite Einrichtung, die Markierungen auf der eingesetzten Personenkennkarte erfaßt, eine l/ergleichseinrichtung, die die Erfassungssignale der ersten Einrichtung mit den Erfassungssignalen aus der zweiten Einrichtung vergleicht und ein Startsignal erzeugt, wenn die Signale aus der ersten und der zweiten Einrichtung eine vorbestimmte Beziehung aufweisen, und durch eine Steuerung, die an die Uergleichseinrichtung angeschlossen ist und die Arbeitsweise der Vorrichtung derart steuert, daß eine Messung nur zugelassen wird, wenn die Steuerung das Startsignal erhält.

2. Anzeigevorrichtung für thermolumineszente

Strahlungsdosimeter nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, daß das Dosimeter einen Rahmen aufweist, der thermolumineszente Elemente und die Markierungen

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trägt.

3. Anzeigevorrichtung für ein thermolumi-

neszentes Strahlendosimeter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Markierungen um Löcher im Rahmen handelt.

k. Anzeigevorrichtung für thermolumines-

zente Strahlendosimeter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Alarmeinrichtung, die betätigt wird, ωεηπ die Markierungen auf dem Dosimeter und auf der Personenkennkarte nicht die vorbestimmte Beziehung aufweisen.

5. Anzeigevorrichtung für thermolumineszen-

te Strahlungsdosimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Uärmvorrichtung für den Eruärmungsvorgang nicht betätigt uird, uenn das Startsignal nicht abgegeben uird.

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