DE3640756A1

DE3640756A1 - Nachweisgeraet fuer radioaktive strahlung

Info

Publication number: DE3640756A1
Application number: DE19863640756
Authority: DE
Inventors: Wolf-R Jetschin
Original assignee: JETSCHIN WOLF R
Current assignee: JETSCHIN WOLF R
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1988-06-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Nachweisgerät für radioaktive Strahlung.

Es gibt zahlreiche derartige Nachweisgeräte, beispiels weise Szintillationszähler und Ionisationskammern. Alle diese bekannten Geräte sind teuer in der Her stellung und benötigen teilweise auch verhältnismäßig viel Platz. Beim Typ der Ionisationskammern kommt hinzu, daß diese mit Hochspannung betrieben werden, so daß gesonderte Vorsorge dafür getroffen werden muß, daß Personen durch die Hochspannung nicht zu Schaden kommen.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nachweisgerät für radioaktive Strahlung vorzuschlagen, das mit geringen Kosten herge stellt werden kann, kompakt ist, wenig wiegt und batteriebetrieben ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung gekenn zeichnet durch einen an einer Niedervolt-Gleichspannung liegenden, lichtgeschützten Kondensator, dessen Parameter so gewählt sind, daß sich der aufgeladene Kondensator bei Einwirkung einer radioaktiven Strahlung entlädt, und an den eine Nachweisschaltung angeschlossen ist, die ein Signal abgibt, wenn eine durch eine radioaktive Strahlung, deren Intensität höher ist als die Intensi tät der natürlichen radioaktiven Hintergrundstrahlung, bewirkte Entladung des Kondensators eintritt.

Man macht sich somit die Eigenschaft derartiger Kon densatoren, die auch als "Floating Gate Kondensatoren" bekannt sind, zunutze, daß diese ihre Ladung durch das Dielektrikum verlieren, sobald eine radioaktive Strahlung ausreichender Intensität auf den Kondensator und dessen Dielektrikum auftrifft. Derartige Konden satoren werden auch in EPROMs angewendet. Verglichen mit bekannten Kondensatoren wird beim erfindungsgemäß ein gesetzten Kondensator die Fläche vergrößert, die Dicke des Dielektrikums verringert und ein geeignetes Di elektrikum ausgewählt derart, daß eine nicht erwünschte Erhöhung der Kapazität des Kondensators vermieden wird. Diese drei Maßnahmen müssen nicht zusammen angewendet werden, sondern es kann gegebenenfalls sogar genügen, zwei oder auch nur eine dieser Maßnahmen einzusetzen.

Um zu verhindern, daß der Kondensator durch Einwirkung von Tageslicht, ultraviolettem Licht und dergleichen entlädt und dann eine Fehlanzeige abgibt, wird er licht geschützt. Dies ist bei einem Aufbau der erfindungsge mäßen Schaltung als IC-Schaltung ohne weiteres möglich. Dieser IC-Schaltungsbaustein sollte gegebenenfalls nicht nur den erfindungsgemäßen Kondensator enthalten, sondern auch die erwähnte Nachweisschaltung.

Die Nachweisschaltung wird im allgemeinen Fall ein Alarmsignal abgeben, wenn eine radioaktive Strahlung vorliegt, die ein bestimmtes Niveau überschreitet. Die Intensität der vorliegenden radioaktiven Strahlung kann dann gegebenenfalls mit Hilfe von genauer geeichten Meßinstrumenten gemessen werden. Es ist aber auch möglich, mit dem erfindungsgemäßen Nachweisgerät eine quantitative Anzeige für die Intensität der einfallen den radioaktiven Strahlung zu erzielen. Zusätzlich oder anstelle des Alarmsignals kann daher auch eine Anzeige vorgesehen sein, die die Intensität der nachge wiesenen radioaktiven Strahlung anzeigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs beispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild für ein erfindungs gemäßes Nachweisgerät;

Fig. 2 aufgetragen über der Zeit im oberen Teil von Fig. 2 die am Kondensator von Fig. 1 anliegende Spannung und im unteren Teil die am Spannungs nachweis von Fig. 1 anliegende Spannung.

In Fig. 1 ist ein Nachweiskondensator 1 gezeigt, der über eine Leitung 2 geerdet ist und über eine weitere Leitung 3 an einen symbolisch dargestellten Schalter 4 angeschlossen ist. Der Schalter legt über eine Leitung 5 an positiver Niedervoltspannung.

An die Leitung 3 ist eine Zweigleitung 6 angeschlossen, die mit dem Eingang eines Spannungsdetektors 7 ver bunden ist. Dessen Ausgang ist über eine weitere Leitung 8 an den Eingang eines Detektors 9 angeschlossen, der die Impulsbreite nachweist. Hierzu vgl. auch Fig. 2. Dessen Ausgang ist über eine Leitung 10 an eine Anzeige und/oder an einen Alarmgeber angeschlossen.

Über eine Zweigleitung 11 ist die Leitung 8 an eine Steuerlogik 12 angeschlossen, deren Ausgang über eine Leitung 13 den Schalter 4 steuert. Dadurch wird bei erhöhter Radioaktivität die Totzeit verringert, weil die Flanke 19 dann eine beschleunigte Aktivierung des nächsten Meßintervalls bewirkt.

Die Steuerung 12 schließt in vorbestimmten Zeitabständen von beispielsweise einer Minute den Schalter 4, so daß in diesen Zeitabständen der Kondensator 1 über die Leitungen 2, 5 aufgeladen wird. Dies ist im oberen Teil von Fig. 2 mit dem ansteigenden Ast 14 der dort gezeigten Kurve angedeutet. Wenn keine radioaktive Strahlung in fühlbarem Maße vorliegt, so hält der Kondensator 1 seine Spannung über eine verhältnismäßig lange Zeit und es wird kein Alarmsignal über die Leitung 10 abgegeben. Liegt aber eine ein vorbestimmtes Maß überschreitende radioaktive Strahlung vor, so entlädt der Kondensator 1, wie durch den abfallenden Ast 15 im oberen Teil der Fig. 2 angedeutet.

Im unteren Teil von Fig. 2 ist die am Ausgang des Detektors 7 anstehende Spannung durch die Kurve 16 ange deutet. Daraus ergibt sich, daß kurz nach Beginn des Ansteigens der Spannung in der Kurve 14 eine gewisse Schwellwertspannung überschritten wird und die am Aus gang des Detektors 7 anstehende Spannung geht von nahezu Null (Teil 17 der Kurve) über den steil ansteigenden Ast 18 auf den Wert 1 (Kurve 16). Sobald die Kurve 15 wieder abgefallen ist, fällt auch die Kurve 16 über den abfallenden Ast 19 nahezu auf Null (Kurventeil 20).

Der Inhalt des Rechtecks der Kurve 16, 18, 19 wird integriert und ist daher ein Maß für die Zeit, die der Kondensator (Kurve 15) zu seiner Entladung braucht. Diese Zeit kann natürlich auch auf andere Art und Weise gemessen werden. Wenn diese Zeit ein vorbestimmtes Maß unterschreitet, so ist dies eine Anzeige für das Vorliegen einer ein zulässiges Maß überschreitenden radioaktiven Strahlung und ein Alarmsignal oder eine Anzeige wird abgegeben. Die Schaltung nach Fig. 1 arbeitet mit einer gewissen Hysterese, was sich durch den Versatz der Schaltpunkte in den beiden Kurven von Fig. 2 widerspiegelt.

Der Detektor 7 steuert über die Leitung 8, 11 auch die Steuerung 12, so daß bei Vorliegen eines Alarm signals am Ausgang des Detektors 7 die Steuerung ent sprechend beeinflußt wird.

Es ist somit ersichtlich, daß die Dauer der Entladung des Kondensators ein Maß für die gemessene radioaktive Strahlung ist.

Besonders bevorzugt wird die Integration eines Floating- Gate-Kondensators mit einem Feldeffekttrasistor, weil die zu erwartenden geringen Entladeströme eine ent sprechend hochohmige Nachweisschaltung erfordern, die diese Kombination bietet.

Claims

Nachweisgerät für radioaktive Strahlung, gekennzeichnet durch einen an einer Niedervolt-Gleichspannung liegenden, lichtgeschützten Kondensator, dessen Parameter so gewählt sind, daß sich der aufgeladene Kondensator bei Einwirkung einer radio aktiven Strahlung entlädt, und an den eine Nachweis schaltung angeschlossen ist, die ein Signal abgibt, wenn eine durch eine radioaktive Strahlung, deren Intensität höher ist als die Intensität der natürlichen radioaktiven Hintergrundstrahlung, bewirkte Entladung des Kondensators eintritt.