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BEZEICHNUNG: Großflächen-Proportionalzähler zur
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Messung radioaktiver Strahlung
Die Erfindung bezieht
sich auf einen Großflächen-Proportionalzähler zur Messung radioaktiver Strahlung
mit einem gasdichten Gehãuse, innerhalb dessen im Bereich einer Fensterfläche des
Gehäuses ein Anodendraht angeordnet ist, der mit einem außerhalb des Gehäuses angeordneten
Ratemeter verbunden ist.
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Solche Großflächen-Proportionalzähler dienen insbesondere zur Messung
von Oberflächenkontaminationen. Die an die Emptindlichkeit solcher Messungen zu
stellenden Anrorderungen sind sehr hoch. Die Strahlenschutz-Verordnung vom 13. Oktober
1976 nennt als Grenzwert fflr die Oberflächenkontamination von Arbeitsgegenständen
Kleidung und Wäsche außerhalb von betrieblichen Uberwachungsbereichen 10-5, uCi/cm²,
gemittelt über eine Fläche von 100 cm². Hieraus ergibt sich der Grenzwert flir die
Aktivität zu 1 nCi, was einer Zerfallsrate von 37 Zerfallen pro Sekunde entspricht.
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Obgleich die Ansprechempfindlichkeit der bereits bekannten Großflächen-Proportionalzähler
fUr Beta-Strahlung außerordentlich groß ist, z.B. 40S, ist es wegen der stets vorhandenen
Hintergrundstrahlung schwierig, mit ihnen Aktivitäten um 1 nCi genügend schnell
und sicher nachzuweisen.
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Dies wird insbesondere bei "Ganzkörper-Personenmonitoren" noch dadurch
erschwert, daß zwischen der auf Kontamination zu zu prüfenden Fläche und dem Zählerfenster
notwendigerweise ein gewisser Abstand vorhanden ist, wodurch der Wirkungsgrad der
Messung auf beispielsweise 20% reduziert wird. Es sind daher möglichst großflächige
Zähler für die Messung erwünscht.
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Das gasdichte Gehäuse der bereits bekannten Großflächen-Proportionalzähler
hat die Form eines flachen, rechteckigen Kastens, bei dem die Flachengroße eher
Flachseite etwa 600 cm2 betrugt, wenn man von speziellen Zählern für die Hände mit
ca. 200 cm2 absieht. Aufgrund der natürlichen Hintergrundstrahlung liefert ein Zähler
von 600 cm2 aber bereits einen Nulleffekt von ca. 20 Imp/s.
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Diesem Störsignal steht bei einer Aktivität von 1 nCi und einem Wirkungsgrad
von 20S nur ein Nutzsignal von 7,4 Imp/s gegenüber.
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Da die Nulleffekt-Impulsrate praktisch proportional der Zähleroberfläche
ist, wäre es mõglich,das Verhältnis von Stor- zu Nutzsignal dadurch zu verbessern,
daß,
wie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt, statt eines 600 cm2-Zãhlers
zwei Zähler von je 300 cm2 miteinander kombiniert werden, deren Impulse Je einem
getrennten Ratemeter 1 und 2 zugeführt werden.
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Eine solche Kombination zweier kleinerer Zähler zu einem Zähler mit
entsprechend größerer effektiver Fläche ergibt jedoch eine Verschlechterung der
geometrischen Nachweiswahrscheinlichkeit von Kontaminationen, weil jeder einzelne
Großflächenzähler aufgrund des gasdichten Gehäuses und der erforderlichen inneren
Konstruktionselemente'wie z.B. spezielle Isolatoren, tragende Bauelemente ffir den
Anodendraht usw. an seinen Rändern tote Zonen aufweist, deren Breite praktisch unabhängig
von der Größe der Fensterfläche ist. Außerdem ist die Fertigung einzelner kleiner
Zähler mit relativ hohem Aufwand verbunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Großflächen-Proportionalzähler
der eingangs genannten aattung mit moglichst rerinRem Aufwand so aussubilden, daß
das Verhältnis von Stör- zu Nutzsignal ohne Inkaufnahme einer Verschlechterung des
geometrischen Wirkungsgrades verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in ein und
demselben Gehäuse im Bereich von dessen Fensterfläche zwei oder mehrere Anodendrãhte,
denen je ein Ratemeter
außerhalb des Gehäuses zugeordnet ist, elektrisch
voneinander getrennt so angeordnet sind, daß sie voneinander unabhängige Proportionalzähler
bilden und ihre Konfigurationen sich zu einer einzigen Großfläche ohne zwischen
ihnen liegende tote Randflächen ergänzen.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand des in Fig. 2 dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert.
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Fig. 2 zeigt schematisch die Draufsicht auf die flache Seite eines
Großflächen-Proportionalzählers nach der Erfindung.
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In dem gasdichten Gehäuse 10 dieses Zählers sind zwei voneinander
elektrisch isolierte Anodendrähte 4, 5 von mäanderförmigem Verlauf so angeordnet,
daß eine größere Zahl von Drahtteilstrecken parallel nebeneinander vom einen zum
anderen Ende des Gehäuses verlaufen. Jeder der beiden Anodendrähte ist mit einem
der beiden außerhalb des Gehäuses angeordneten Ratemeter 1 bzw. 2 verbunden. Auf
diese Weise sind in einem Zählergehäuse unter dessen Strahleneintrittsfenster zwei
elektrisch voneinander unabhängige Zähler zusammengefaßt, deren Impulse getrennten
Ratemetern zugeführt werden. Dadurch reduziert sich die Hintergrundimpulsrate umgekehrt
proportional
zur Größe der wirksamen Fläche der Anodendraht-Gesamtanordnung,
so daß sich eine Verbesserung des Verhältnisses von Stör- zu Nutzsignal ergibt,
ohne daß eine tote Zone zwischen den durch die einzelnen Anodendrähte gebildeten
Zählerelementen entsteht. Vielmehr ist nur eine längs der Kontur des Zählergehäuses
10 umlaufende Randzone 3 vorhanden.
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Die Möglichkeiten zur Ausführung und Anwendung der Erfindung beschränken
sich nicht auf das hier im einzelnen beschriebene und dargestellte Ausffihrungsbeispiel.
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So können insbesondere statt zweier auch eine größere Vielzahl von
Anodendrãhten, denen je ein Ratemeter außerhalb des Gehäuses zugeordnet ist, in
einem einzigen gasdichten Gehäuse zusammengefaßt werden.
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Ein weiterer Vorteil eines Großflächen-Proportionalzählers nach der
Erfindung liegt in der erhöhten Wirtschaftlichkeit der Herstellung eines einzigen
Gehäuses ffir zwei oder mehrere darin zusammengeraßte Anodendrähte.
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