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Vorrichtung zur individuellen Uberwachung der Strahlenbelastunq.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur individuellen
Uberwachung der Strahlenbelastung, insbesorx3ere dtffcls Röntgen-, Beta- und C-ammastrahlen,
ebenso wie durch Neutronenflüsse oder kosmische Strahlungen.
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Eine gewisse Anzahl von Strahlungen und Teilchen mit hoher Energie
sind für den Organismus gefährlich, da sie auf die Zellen eine zerstörende Wirkung
ausüben.
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Es handelt sich insbesondere um Röntgen-, Beta- und Cammastrahlen,ebenso
wie in gewissen Fällen um Neutronen und kosmische Strahlen.
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Da diese Strahlungen und Teilchen von den menschlichen Sinnen nicht
direkt wahrnehmbar sind, wurden Detektoren entwickelt, um die Intensität dieser
Strahlungen und Teilchen zu messen, um sie zu zählen oder einfach um ihre Anwesenheit
festzustellen.
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Unter anderen handelt es sich dabei um Geiserzähler, Ionisatioreskammern,
Kapazitätsdosimeter, photographische Filme etc.
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Einige Detektoren messen den augenblicklichen Wert eines Strahlungsfeldes,
wie z.B. die Geigerzähler und die lonisationsklammern, andere zeigen die erhaltene
angehäufte Dosis an; letztere bezeichnet man als Dosimeter.
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Die Wirkung der Radioaktivität und der Strahlungen sind auf den Menschen
kumulativ, d.h. daß sich die Toleranz dt Körpers in dem Maße verringert, in dem
er bestrahlt wurde. Wenn sich auch einige Zellen regenerieren können, so sind andere
jedoch endgültig zerstört oder verändert. Sus diesem Grunde hängt die zu-;ssige
Dosis nicht nur von der Stärke (Intensität) einer Strahlung ab, sondern auch von
der Dauer der Bestrahlung.
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Beispielsweise wurden photographische Filme, die stral.lenexponierte
Personen tragen, wie z.B. Angestellte in den ernforschungszentren, periodisch herausgenonunen
und entwickelt, wobei ihre Schwärzung ein Maß für die akkmulierte Gesamtdosis ist.
Nachdem man festgestellt hat, daß die erhalttnc Dosis unterhalb eines Grenzwertes
licsJt, den nian als normal ansieht, gibt man der überwachten Person einen neuen
Film.
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Entsprechend dem betreffenden Risiko müssen die Filme mehr oder weniger
oft überwacht werden, im allgemeiner in einem Abstand von 24 Stunden bis mehreren
monaten.
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Diese Verfahrensweise, die zur Routine wird, ist leicht im Rahmen
der Organisation eines Werkes oder eines Laboratoriums auszuführen, aber sie ist
weniger für das große Publikum geeignet.
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Die Vermehrung der Kernforschungszentren, die Berichterstattung in
der Presse von einigen Unfällen, im Verlauf derer radioaktive Produkte aus den überwachten
Bereichen entwichen sind, sogar der Absturz von Satelliten mit radioaktiven Substanzen
bewirken
aber, daß viele Leute selbst die Strahlung überwachen wollen, der sie zufälligerweisc
eines Tages ausgesetzt sein könnten.
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Da man kaum eine periodische Überwachung aller Einzelpersonen ins
Auge fassen kann, muß man dafür sorgen, daß jedermann auf den Termin hingewiesen
wird, an dem die Überwachung beendet ist, d.h. auf den Augenblick, an dem der eigentliche
Detektor regeneriert oder gewechselt werden muß.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in
einer Vorrichtung zur individuellen Überwachung der Strahlenbelastung, die der Belastungsdauer
Rechnung trägt und die den Augenblick anzeigt, an dem der Detektor regeneriert oder
gewechselt werden muß.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einerseits
ein Element, das auf Strahlungen, die man überwachen will, anspricht und andererseits
eine Zeitmeßeinrichtung kombiniert werden, die dem Benutzer das Ende der Uberwachungsdauer
anzeigt.
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Wenn man z.B. annimmt, daß die zulässige Dosis 5 rem pro Jahr beträgt
(rem ist die Abkürzung für Röntgen equivalent for men), muß der Detektor so eingestellt
werden, daß er Alarm gibt, wenn die Dosis von 5 rem erreicht ist, wohingegen die
Zeitmeßeinrichtung nach einem Jahr anzeigen soll, daß der Dosisgrenzwert nicht Ciberschritten
worden ist, aber daß das ansprechende Element entsprechend seiner Art wieder aufgeladen,
regeneriert, gemessen oder gewechselt werden muß.
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Die Anzeigeart soll so sein, daß keine Verwechslung möglich ist zwischen
dem Alarm, der von einer zu großen Dosis erzeugt wird und dem Warnsignal, daß die
Überwachungsdauer beendet ist.
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Die beiliegenden Zeichnungen erläutern die findung beispielhaft durch
vier Ausführungsformen.
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Fig. 1 - 4 zeigen vereinfachte schematische Diagramme dieser vier
Ausführungsformen der Überwachungsvorrichtung.
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Gemäß der in Fig. 1 dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform
schließt der Detektor D den Kontakt (Schalter) K1, wenn die zuvor eingestellte Dosis
erreicht ist, elltweder direkt oder mittels eines Verstärkers (circuit amplificateur)
und eines Relais, wobei das Schließen dieses Kontaktes wahlweise auslöst: a) einen
akustischenlarm, iiideni ein elektro-akustischer Umwandler Al angeschaltet wird,
b) einen akustischen Alarm mittels einer Lampe L1 c) beide Alarie yleichzeit4g Der
Alarmstromkreis und, wenn es notwendig ist, der Detektor werden von einer Batterie
B1 versorgt, die dafür ausreicht, insgesamt eine Lebensdauer zu sichern, die deutlich
länger ist als die gewünschte Überwachungsdauer.
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Erne zweite Batterie B2, deren Kapazität genau bestimmt ist, liefert
einen konstanten Strom in einem Lastwiderstand R, dessen Spannung von einem Stromkreis
V überwacht wird. Wenn man für die Batterie B2 eine Batterie verwendet, deren Spannung
im Verlauf ihrer Lebensdauer relativ konstant bleibt und steil abfällt, wenn sie
erschöpft ist, dann liefert der Stromkreis V am Ende der vorgesehenen überwachungsdauer
ein Signal.
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hierzu schließt der Stromkreis V einen Kontakt (Schalter) K2, der
einen akustischen Alarm mittels eines elektro-akustischen Wandlers A2, einen optischen
Alarm mittels einer Lampe L2 oder gleichzeitig beide Alarme auslöst. Diese Signale
sollen jedoch so gewählt werden, daß sie nicht mit denen verwechselt werden können,
die durch eine Überschreitung der zulässigen Strahlungsdosis hervorgerufen werden.
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Wenn diese jeweiligen Signale erzeugt werden, weiß der Benutzer, daß
er den Detektorteil regenerieren oder wechseln muß. Aus Sicherheitsgründen wird
man gleihzeitig beide Batterien B1 und auswechseln.
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Eine andere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist in Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird die Zeit mittels eines
clektroniscì1en Oszillators C gemessen, dessen Frequenz von einem Zähler C derart
geteilt wird, daß der Kontakt K2 betätigt wird, der d Signal "Ende der Uberwachungsperiode"
nach tler gewünschten Dauer liefert.
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Der Stromkreis des Detektors D und des das Erreichen der maximalen
Dosis anzeigenden Alarmes ist jeweils identisch zu dem gemäß Fig. 1, wobei eine
einzige Batterie B insgesamt ausreicht.
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Die in Fig. 3 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der erfindunssgemäßen
Vorrichtung ist die gleiche wie in Fig. 2, abgesehen davon, daß das Vorhandensein
eines Oszillators und einer Teilungsvorrichtung dazu benutzt wird, mittels der Anzeigeeinrichtung
E die Stunde und gegebenenfalls weitere ZLj+-informationen anzugeben, wie z.B. das
Datum, den Wochentaq, eine chronographische Funktion (Stoppuhr} etc; hierbei ist
die Batterie B derart dimensioniert, daß die Autonomie des Syster.ls für eine Dauer
gesichert ist, die größer als die vorgesehen überwachungsperiode ist.
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Fig. 4 zeigt eine bevorzugte AusführungsSorm ähnlich der gemäß Fig.
3 mit dem Unterschied, daß sie eher einer Armbanduhr oder einer Taschenuhr ähnlich
sieht. Die verschicdenen Bestandteile dieser Vorrichtung sind in einem Gehäuse angebracht,
das identisch oder ähnlich einem Uhrengehäuse ist.
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In allen Fällen verfügt der Benutzer der erfindungsgemäßen Vorrichtung
über eine Information, die ihn warnt, wenn die Uberwachungsperiode
abgelaufen
ist und wenn er den Detektorteil wieder aufladen, regenerieren, messen oder auswechseln
und glcichzeitig die Batterien ersetzen soll.
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Ebenso ist in allen Fällen die Strahlenmeßvorrichtung eine solche
von Integral-bildender Art, d.h. sie mißt die akkumulierte Dosis, beginnend von
der Inbetriebnahme an.
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Dies kann eine Vorrichtung von elektrometrischer Art oder ein System
sein, das die Umwandlung einer physikalischen, charakteristischen Eigenschaft eines
Elementes benutzt, das Strahlung ausgesetzt wird. In neueren Entwicklungen werden
Elektrets (Dielektrika mit einem permanenten Dipoloment) bei diesen Detektoren angewandt,
wobei die in den Elektrets angehäufte elektrische Ladung nach und nach von der Strahlung
ausgelöscht wird.
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Bezugszeichenliste Al, A2 transducteur electro- elektro-akustischer
acoustique Wandler B, Dl B2 batterie, pile Batterie C compteur Zähler D detecteur
Detektor E moyen daffichage Anzeigeeinrichtung K1, K2 contact Kontakt L1, L2 lampe
Lampe 0 oscillateur Oszillator R résistance de charge Lastwiderstand V circuit Stromkreis