DE2931666A1

DE2931666A1 - Durchflusszaehlrohr zur messung von strahlern geringer reichweite auf oberflaechen

Info

Publication number: DE2931666A1
Application number: DE19792931666
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Berthold; Heinz Prof Dr Filthuth
Original assignee: Laboratorium Prof Dr Rudolf Berthold GmbH and Co KG
Current assignee: Laboratorium Prof Dr Rudolf Berthold GmbH and Co KG
Priority date: 1979-08-04
Filing date: 1979-08-04
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE2931666C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbe- 1
griff von Anpruch 1. Es handelt sich um die Messung von ionisierenden Strahlern sehr geringer Reichweite auf Oberflächen. Das Problem der Messung von ionisierenden Strahlen sehr geringer Reichweite, die von Oberflächen ausgehen, tritt besonders bei Kontaminationsmessungen auf. Dabei werden z. B. Nachweisempfindlichkeiten von 0,37 Bq/cm2 bzw.
1O 5 pCi/cm2 nach dem Strahlenschutzgesetz der BRD (Bundesgesetzblatt, Teil I, Nr. 125, 1976) gefordert. Beim Vorliegen von OberflAchenkontaminationen mit Strahlern deren Reichweite in der Größenordnung von 1 cm Luft bei Normaldruck liegt, konnte bisher keine ausreichende Empfindlichkeit erzielt werden. Das Problem besteht darin, daß bei derartig geringen Reichweiten die in der Praxis zur Verftigung stehenden Eintrittsfenster (Folien) mit ausreichender mechanischer Stabilität bereits den größten Teil der Strahlung oder sogar die gesamte Strahlung absorbieren. Man hat daher versucht Zähler mit offenem Fenster für die Xontaminationsmessung derartiger Strahler einzusetzen.
Aus der Patentschrift DBP 1296 826 ist eine Anordnung zur kontinuierlichen Aktivitätsmessung und zur Bestimmung der Aktivitätsverteilung von Beta-Strahlern auf Dünnschicht-Chromatographieplatten bekannt, bei der die Dünnschichtplatte mittels einer Führung berührungslos relativ zu dem über der Platte befindlichen Zählrohr bewegbar ist. Dieses für die Dünnschicht-Chromatographie entwickelte Zählrohr hat ein relativ kleines Eintrittsfenster für die nachzuweisende Strahlung, z. B.
1 mm x 40 mm (das sind 0,4 cm2 Fläche), um die erforderliche Auflösung zum Nachweis nahe beieinander liegender radioaktiv markierter Substanzen zu gewährleisten.
Für eine Verwendung zur Oberflächen-Kontaminationsmessung hat dieses Zählrohr eine zu geringe Nachweisempfindlichkeit, die für Tritium 1,3 Bq/cm2 bzw. 3 x 10-5 pCi/cm2 beträgt. Zum Erreichen einer ausreichend hohen Empfindlichkeit muß die empfindliche Fläche jedoch mindestens 10 cm2 betragen, wobei über die gesamte Fläche des Eintrittsfensters eine gleichmäßig hohe Empfindlichkeit garantiert werden muß.
Eine weitere bekannte Vorrichtung besitzt ein größeres Eintrittsfenster, 100 mm x 7 mm (7 cm2 Fläche) (Informationsschrift Münchener Apparatebau für Elektronische Geräte, Anlage 1). Um eine Vermischung des Zählgases mit der Luft zu vermeiden ist hier die Fensteröffnung mit einem sehr feinen Maschengitter abgeschlossen.
Diese Anordnung hat die folgenden Nachteile: das auf die zu untersuchende Oberfläche durchgreifende elektrische Feld (Saugfeld) wird durch das Maschengitter praktisch völlig abgeschirmt. Insbesondere Strahlung sehr geringer Reichweite, wie z. B. Tritium-Beta-Strahlung, kann aber nur dann mit hoher Empfindlichkeit-nachgewiesen werden, wenn die durch PrimärionisationCerzeugten Ladungsträger zwischen Oberfläche und Detektorfenster durch ein elektrisches Saugfeld in den Detektor hineingezogen werden. Da dieses Saugfeld in der beschriebenen Anordnung nicht existiert, ist die Nachweisempfindlichkeit dieses Zählrohres für Tritium nur gering.
Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß die Detektorunterseite direkt mit der zu untersuchenden Oberfläche in Kontakt gebracht werden muß, um Strahler sehr geringer Reichweite, wie Tritium, überhaupt nachzuweisen. Dabei kann aber der Detektor selbst radioaktiv kontaminiert werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen gattungsgemäßen Detektor mit wesentlich höherer Nachweisempfindlichkeit für Strahlung sehr geringer Reichweite, als bei den bisher bekannten Vorrichtungen zu entwickeln, und bei dem Meßvorgang den direkten Kontakt mit der zu untersuchenden Oberfläche zu vermeiden. Zum Erreichen der angestrebten Empfindlichkeit ist es erforderlich, das Zählrohr mit einer entsprechend großen Eintrittsöffnung zu versehen. Dabei muß einerseits eine zu starke Vermischung des Zählgases mit der außerhalb des Zählrohres befindlichen Luft vermieden werden, und andererseits muß ein hinreichend starkes elektrisches Feld bis zur Oberfläche aufrecht erhalten werden.
Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß die lichte Höhe des Zählrohres kleiner oder gleich 10 mm gehalten ist und daß das Zählrohr mit mehreren Zähldrähten ausgestattet ist.
Dabei können die Zähldrähte längs oder quer gespannt sein. Bei diesen Merkmalen können Blendenschlitze von mehr als 10 mm Breite und 100 mm Länge verwendet werden. Dabei ist das Zählrohr gleichmäßig empfindlich über die gesamte Fläche des Eintrittsfensters, auch für Strahler extrem niedriger Reichweite wie 3H-Beta-Strahlung, oder 125J Auger-Elektronen oder Alpha-Strahlung.
In einer weiteren Ausformung der Erfindung bildet man den Innenraum des Zählrohres so aus, daß er an jeder Seite mindestens 5 mm breiter als das Eintrittsfenster ist. Dadurch bildet sich eine stabilisierende Zählgasschicht aus, die sich nicht mit der umgebenden Luft vermischt.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Öffnung des Eintrittsfensters allseits mindestens einen Rand von 15 mm Breite besitzt, um das Zählgaskissen zwischen zu untersuchender Oberfläche und Eintrittsfenster zu stabilisieren.
Der Abstand zwischen zu untersuchender Oberfläche und Unterkante des Eintrittsfensters kann bis zu 5 mm betragen, ohne die Empfindlichkeit wesentlich zu beeinträchtigen. Durch Abstandsfüßchen, die auswechselbar sein können und sich an der Unterseite des Zählrohrs befinden, kann der direkte Kontakt mit der Oberfläche vermieden und somit eine Kontamination ausgeschlossen werden.
Es erweist sich außerdem als günstig in der Ebene des Eintrittsfensters mehrere Drähte zu spannen (oder ein weitmaschiges Gitter anzubringen) und auf ein festes elektrisches Potential zu legen, normalerweise Erdpotential.
Als vorteilhaft erweist sich, daß das Zählgas an den beiden Stirnseiten des Zählrohres einströmt. Bei besonders großer Blendenlänge (mehr als 20 cm) kann es günstig sein, das Zählgas an mehreren Öffnungen entlang der Seitenwände des Zählrohres einströmen zu lassen.
Ein Beispiel einer praktischen Ausführung der Erfindung ist in Figur 1 schematisch dargestellt. In funktionsfähigem Zustand des Zählrohres sind die Abdeckplatte (1), der Zählrohrkörper (2) und die Blendenplatte (3) zusammengefügt. Das Zählgas strömt durch die Anschlußstutzen (4) der oberen Deckplatte (1) in den Zählrohrkörper (2) und gelangt durch die Öffnungen (5) und (6) in das Zählvolumen. Die Zähldrähte (7) sind zwischen den beiden Isolatoren (8) gespannt. Die Hochspannung zu den Zähldrähten wird über die isolierte Durchführung (9) zugeführt. An der Unterseite ist das Zählrohr mit der Blendenplatte (3) abgeschlossen. In der Blendenöffnung (Eintrittsfenster) sind mehrere Potentialdrähte (10) gespannt. Die Füße (11) halten die Zählerunterseite in einem festen Abstand (bis zu -ca. 5 mm) von der zu untersuchenden Oberfläche. Zum bequemem Abtasten von Oberflächen ist das Zählrohr an der Oberseite mit einem Handgriff (nicht abgebildet) versehen. Das Zählrohr ist über ein Verbindungskabel mit einem Strahlenmeßgerät verbunden, in dem die Hochspannung erzeugt wird und das nach entsprechender Verstärkung der Zählimpulse die Zählraten analog oder digital anzeigt.
Mit diesem Zählrohr erreicht man für Tritium-Beta-Strahlung eine Ansprechempfindlichkeit von 50 e und eine Nachweisgrenze von 0,13 Bq/cm2 bzw. 0,3 x 10-5 µCi/cm2.
L e e r s e i t e

Claims

Beschreibung zum Patentgesuch Bezeichnung: Durchflußzählrohr zur Messung von Strahlern geringer Reichweite auf Oberflächen.

Patentansprüche: (1., Kontinuierlich von Zählgas durchströmtes Zählrohr, vorzugsweise zur Messung von ionisierender Strahlung mit sehr geringer Reichweite, die von Oberflächen ausgeht, welches unten mit einem zumindest teilweise offenen Fenster zum Eintritt der ionisierenden Strahlung versehen ist, dadurch gekennzeichet, daß die lichte Höhe des Zählrohrinnenraumes gleich oder kleiner als 10 mm ist und daß mehrere Zähldrähte gespannt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 d.g., daß der Zählrohrinnenraum an jeder Seite mindestens 5 mm breiter als das Eintrittsfenster ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 d.g., daß die Blende mindestens 15 mm seitlich über das Eintrittsfenster hinausragt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 d.g., daß das Zählrohr auf der Unterseite mit Füßchen, die auswechselbar sein können, versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 d.g., daß im Eintrittsfenster mehrere Drähte oder ein weitmaschiges Gitter angebracht sind1 die sich auf einem festen elektrischen Potential befinden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 d.g., daß das Fenster mindestens 10 mm breit ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 d.g., daß das Fenster mindestens 100 mm lang ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 d.g., daß die Einspeisung des Zählgases an den beiden Stirnseiten des Zählrohres erfolgt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 d.g., daß die Einspeisung des Zählgases an mehreren Punkten an der Seite des Zählrohrinnenraumes erfolgt.