DE3903113C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Personendosimeter im Strahlen­ schutzbereich gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Ein derartiges Personendosimeter ist durch den Prospekt TL 205 der Firma Harshaw/Filtrol Partnership, 6801 Cochran Road, Solon, Ohio unter dem Titel "TLD Cards and Holders" bekannt. Die hierbei verwendete Dosimeterkarte ist in der Kontur rechteckig gestaltet und auch die in die Dosimeter­ karte integrierten Festkörper-Kristalle sind in rechteckiger Konfiguration symmetrisch zu der Kartenkontur angeordnet. Die Dosimeterkarte ist auswechselbar in ein zweischaliges Gehäuse eingebettet. Die beiden Gehäuseschalen sind einer­ seits durch eine Biegelasche ständig miteinander verbunden und können andererseits durch eine Klemmverbindung unter Lagefixierung der Dosimeterkarte miteinander verspannt werden. Eine unverwechselbare Lageorientierung der Dosimeterkarte im Gehäuse ist nicht vorgesehen. Sie kann in vier verschiedenen Positionen in das Gehäuse eingebettet werden. Auf der Dosimeterkarte ist ein Karten-Ident-Code von Längs­ seite zu Längsseite zwischen den in größerem Abstand zuein­ ander vorgesehenen Festkörper-Kristallen quer angeordnet. Auch auf dem Gehäuse befindet sich ein Code zur Identifizie­ rung des Gehäuses.

Durch die rechteckige Gestaltung der Dosimeterkarte und die hierzu symmetrische, untereinander aber unsymmetrische An­ ordnung der Festkörper-Kristalle liegen diese relativ dicht zusammen. Hiermit ist der Mangel verbunden, daß bei Schräg­ einstrahlung eine gegenseitige Beeinflussung der im Gehäuse befindlichen Strahlungsfilter erfolgt. Dadurch können die durch die entsprechenden behördlichen Vorschriften (z. B. DIN 6818-6 und Bauartzulassung der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt) festgelegten Fehlergrenzen überschritten werden.

Durch die eng beieinander liegenden Festkörper-Kristalle und bedingt durch die dann zu verwendenden Bauelemente des Auswertegeräts kann sich ferner die Nachweisgrenze bei simultaner Auswertung verschlechtern.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebene Personendosimeter bei vergleichbarer Kartenfläche dahingehend zu vervollkommnen, daß neben einer Verbesserung der Meßemp­ findlichkeit auch eine unter wirtschaftlichen Gesichtspunk­ ten sinnvolle Kombination zwischen der Thermolumineszenz(TL)- Dosimetrie einerseits und Filmdetektoren andererseits er­ reichbar ist.

Die Lösung dieses Problems besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merk­ malen.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung der Dosimeterkarte und des die Dosimeterkarte aufnehmenden Gehäuses werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, daß jetzt in einem einzigen Personendosimeter sowohl genaue Personendosen mit Hilfe der Thermolumineszenz-Dosimetrie ermittelt als auch bei Auswertung des Dosisfilms im Falle erhöhter Expositionen dokumentarisch gesicherte Zusatzinformationen über die Expo­ sitionsbedingungen bereitgestellt werden können.

Die gemeinsame Verwendung von Festkörper-Kristallen und Dosisfilmen bei einem Personendosimeter ist an sich aus der GB-PS 11 48 421 bekannt.

Die nunmehr gezielt quadratisch gestaltete Dosimeterkarte erlaubt es nicht nur bei vergleichbarer Kartenfläche den Abstand der Festkörper-Kristalle voneinander zu vergrößern sondern auch gleichmäßiger zu halten. Die Abstandsvergrößerung ermöglicht eine Verbesse­ rung im Auswertegerät. Die Verbesserung betrifft die Meßemp­ findlichkeit der Thermolumineszenz-Lichtmeßeinrichtung. Durch größeren sowie gleichmäßigeren räumlichen Abstand der Festkörper-Kristalle können auch größere und damit re­ lativ rauschärmere Foto-Multiplayer-Tubes (PMT) verwendet werden. Aufgrund dessen kann der Meßbereich zu empfindliche­ ren, d. h. kleineren Werten so erweitert werden, daß auch kleinste Dosen ab 0,1 mRem bzw. 1 µ Sv aufwärts sicher nach­ gewiesen werden können.

Durch die quadratische Anordnung und den gleichmäßigen Ab­ stand der Festkörper-Kristalle bzw. der zugehörigen unter­ schiedlichen Strahlungsfilter im Gehäuse wird der überaus vorteilhafte Effekt erzielt, daß die gegenseitige Beeinflus­ sung bei schräger Einstrahlung (einfallende gerichtete Strah­ lung weicht von der senkrechten Hauptrichtung um bis zu 60° oder mehr ab) erheblich verringert wird. Dieser Sachver­ halt schafft die Bedingungen dafür, daß eine sichere Kali­ brierung des Personendosimeters erfolgen kann.

Sowohl das Thermolumineszenz-Dosimeter als auch der Dosis­ film sind im Gehäuse so untergebracht, daß beide Dosimeter unbeeinflußt voneinander sowohl Beta-Strahlen als auch Gamma- Strahlen usw. simultan nachweisen können. Das Thermolumines­ zenz-Dosimeter liefert den exakten Meßwert und der Film dazu über die entsprechenden Strahlungsfilter und deren Abbildun­ gen auf dem Dosisfilm die Energieinterpretation und wichtige Informationen über den Bestrahlungsverlauf, und zwar hin­ sichtlich Einfallsrichtung und -dauer.

Außerdem erlaubt es die Erfindung, den Aufbau der Meß-Senso­ ren zu erleichtern. Dies führt zu einer merklichen Kostensenkung, da alle vier Festkörper-Kristalle gleichzei­ tig gemessen werden können. Auf diese Weise ist ein relativ hoher Meßdurchsatz von mehr als 200 Dosimeterkarten pro Stunde erzielbar.

Die Festlegung der Festkörper-Kristalle in der Dosimeter­ karte kann auf beliebige herkömmliche Weise erfolgen. Dabei kann die Dosimeterkarte ein- oder zweiteilig gestaltet sein.

Auch die Zweischaligkeit des Gehäuses kann in den verschie­ densten Variationen verwirklicht werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Grundge­ dankens bilden Bestandteile der Merkmale in den Ansprüchen 2 bis 10.

So kann jetzt z. B. das Gehäuse derart gezielt in verschie­ dene Kammern aufgeteilt werden, daß in diesen Kammern bei Bedarf weitere Dosimeter angeordnet werden können. Beispiels­ weise ist es möglich, eine Kernspurfilmkammer in der der die Dosisfilmkammer aufweisenden Gehäuseschale gegen­ überliegenden Gehäuseschale frontal gegenüberliegend vorzusehen. Mit Hilfe des Kernspurfilms ist in kerntechnischen Anlagen ein Neutronennachweis möglich.

Desweiteren können im Bereich zwischen den Strahlungsfiltern und den jeweils parallel benachbarten Gehäuseseiten in beiden Gehäuseschalen miteinander korrespondierende La­ gerstellen, z. B. in Form von Kammern für Dosimeterpillen vorgesehen sein. Diese Dosimeterpillen, z. B. Alanin, sind für die Hochdosis im Bereich der medizinischen Therapiedosis bis hin zur Katastrophendosis geeignet.

Schließlich können andere kleine Dosimeter, die keine beson­ deren Strahlungsfilter benötigen oder auch für den Nachweis anderer Personen und Umweltbelastungen geeignet sind, ggf. in die Kammern für den Kernspurfilm bzw. die Dosimeterpillen anstatt dieser Dosimeter eingegliedert werden.

Durch eine sinnvolle Anordnung der rückseitig der Vertiefung für den Karten-Ident-Code vorgesehenen Querbohrung bzw. Querbohrungen in Form eines Ident-Codes wird bei Bestrahlung eine Code-Verknüpfung mit bleibend dokumentierter Zuordnung der Dosimeterkarte zum eingelegten Dosisfilm erreicht.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in der Frontalansicht eine Dosimeterkarte;

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt durch die Dosi­ meterkarte der Fig. 1 entlang der Linie II-II;

Fig. 3 einen vertikalen Längsschnitt durch die Deckel­ schale eines Gehäuses für die Dosimeterkarte;

Fig. 4 einen vertikalen Längsschnitt durch die Basis­ schale des Gehäuses und

Fig. 5 in Explosivdarstellung ein komplettes Personen- Dosimeter zum Nachweis von Teilchen mit und ohne Ruhmasse.

Mit 1 ist in den Fig. 1, 2 und 5 eine Dosimeterkarte bezeichnet, die aus zwei Hälften 2 und 3 besteht und in der Längsmittelebene LE-LE vier Thermolumineszenz-Kristalle 4 (TL-Kristalle) für den Nachweis von Beta-Gamma-Neutronen- Strahlungsdosis trägt. Die TL-Kristalle 4 sind in einem Material gekapselt, das auch bei 400°C hitzebeständig ist und hauptsächlich anorganischer Herkunft ist.

Die Dosimeterkarte 1 ist in der Kontur quadratisch gestal­ tet. Drei Eckbereiche 5 sind außen gerundet, während der vierte Eckbereich eine Abschrägung 6 unter 45° aufweist, die zur wiederholbaren Positionierung in einem nicht näher ver­ anschaulichten Auswertegerät dient. Außerdem wird diese Abschrägung 6 zur Positionierung der Dosimeterkarte 1 in dem nachfolgend noch näher beschriebenen Gehäuse 7, bestehend aus den aus den Fig. 3 bis 5 erkennbaren rechteckigen Gehäuseschalen 8, 9 herangezogen.

Die TL-Kristalle 4 sind in quadratischer Konfiguration je­ weils paarweise parallel zu den Kartenseiten 10 angeordnet. Ferner ist erkennbar, daß die TL-Kristalle 4 bezüglich der zu der Abschrägung 6 parallel verlaufenden Kartendiagonalen KD in Richtung auf den der Abschrägung 6 gegenüberliegenden gerundeten Eckbereich 5 versetzt angeordnet sind.

Im Bereich zwischen den TL-Kristallen 4 ist die Dosimeter­ karte 1 auf einer Flachseite 11 mit einer länglichen Vertie­ fung 12 zur Aufnahme eines Karten-Ident-Codes 13 versehen. Diese Vertiefung 12 kann sich über die gesamte Länge der Dosimeterkarte 1 oder nur über eine Teillänge erstrecken. Der Karten-Ident-Code 13 kann auf einem Aufkleber aufge­ bracht oder in die Vertiefung 12 eingeätzt oder eingraviert sein.

Rückseitig der Vertiefung 12 für den Karten-Ident-Code 13 sind drei im Dreieck zueinander versetzte Querbohrungen 14 angeordnet, welche eine zusätzliche Kontrolle auf Bestrah­ lungsrichtung und -dauer erlauben. Diese Bohrungen 14 gestat­ ten eine Belichtung des Dosisfilms 15, der parallel zur Dosimeterkarte 1 in der Deckelschale 8 angeordnet wird, wie es nachfolgend noch näher erläutert ist.

Die in den Fig. 1, 2 und 5 veranschaulichten TL-Kristalle 4 sollen lediglich ihre Position darstellen. Sowohl das Material als auch die Form können frei gewählt werden.

Zur Aufnahme der Dosimeterkarte 1 sind die beiden Schalen 8, 9 jeweils mit einer an die Kontur der Dosimeterkarte 1 ange­ paßten Kammer 16, 16a versehen (Fig. 3, 4). Bei zu einem Gehäuse 7 zusammengefügten Gehäuseschalen 8, 9 liegen die Kammern 16, 16a unmittelbar voreinander. Die lagerichtige Einordnung der Dosimeterkarte 1 in die Schalen 8, 9 wird durch eine abgeschrägte Lageorientierung 17 in den Gehäuse­ schalen 8, 9 gebildet (siehe Fig. 3 bis 5). Dabei kann davon ausgegangen werden, daß die in Fig. 5 rechts abgebil­ dete Basisschale 9 bezüglich der inneren Gestaltung der inneren Gestaltung der in Fig. 5 links abgebildeten Deckel­ schale 8 spiegelgleich entspricht.

Die Basisschale 9 ist mit einer Lasche 18 versehen, die einen Durchbruch 19 zur Befestigung des gesamten Gehäuses 7 aufweist. Die beiden Gehäuseschalen 8, 9 werden, wie aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, durch einen umlaufenden Wulst 20 in der Deckelschale 8 und eine in der Basisschale 9 an diesen Wulst 20 angepaßte Nut 21 klemmend zusammengefügt. Zum Trennen der Gehäuseschalen 8, 9 ist an der Deckelschale 8 (siehe Fig. 5) eine Aussparung 22 vorgesehen, in die ein geeignetes Trennwerkzeug eingeführt werden kann.

Die Dosimeterkarte 1 stützt sich bei zusammengefügten Gehäu­ seschalen 8, 9 auf in den Gehäuseschalen 8, 9 angeordneten Stegen 23, 24 ab, welche einmal in der Basisschale 9 eine Kammer 25 für einen Kernspurfilm 26 und in der Deckelschale 8 eine Kammer 27 für den Dosisfilm 15 bilden. Ferner ist zu erkennen, daß im Bereich oberhalb der Kammer 16, 16a für die Dosimeterkarte 1 eine weitere Kammer 28, 28a für z. B. Dosimeterpillen 29 angeordnet ist.

Die Deckelschale 8 trägt außenseitig eine Vertiefung 30 zur Aufnahme eines Gehäuse-Ident-Codes 31. Der Ident-Code 31 ist z. B. als Aufkleber ausgebildet.

Ferner zeigen die Fig. 3 bis 5, daß in der Flachseite 32 der Deckelschale 8 vier entsprechend der Konfiguration der TL-Kristalle 4 angeordnete Strahlungsfilter 33, 34, 35, 36 angeordnet sind. Dabei sind die vier Strahlungsfilter 33-36 unmittelbar in die Gehäuseschale 8 eingebettet. Ent­ sprechend der Konfiguration dieser Strahlungsfilter 33-36 sind dann auch in der Basisschale 9 Strahlungsfilter 37-40 vorgesehen. Siehe hierzu die Fig. 4.

Aus den Fig. 4 und 5 ist noch erkennbar, daß der Strah­ lungsfilter 33 des sogenannten Beta-Fensters durch eine Lichtabdeckfolie 41 abgedeckt ist.

Außerdem zeigt die Fig. 5, daß im Bereich zwischen den Strahlungsfiltern 33, 34 ein rechteckig gestalteter Dosis­ filmfilter 42 in die Deckelschale 8 eingebettet ist.

Parallel zum Gehäuse-Ident-Code 31 verlaufend ist in der Deckelschale 8 eine Aussparung 43 angeordnet, durch die der Dosisfilm-Ident-Code 44 erkennbar ist. Auch der Kernspur­ film 26 ist mit einem Ident-Code 45 versehen.

Zur Lagesicherung des Dosisfilms 15 sowie des Kernspurfilms 26 ist an wenigstens einer Seite jeder Kammer 27 bzw. 25 ein Wulst 46 angeordnet, der ein Verrutschen der Filme 15 und 26 verhindert.

Claims (10)

1. Personendosimeter im Strahlenschutzbereich, welches eine in einem Eckbereich unter 45° abgeschrägte rechteckige Dosimeterkarte (1) mit vier jeweils paarweise parallel zu den Kartenseiten (10) in den Eckpunkten eines Rechtecks angeordneten Fest­ körper-Kristallen (4) aufweist, die in einem zweischaligen Gehäuse (7) lagefixierbar ist, das in mindestens einer Flach­ seite entprechend der rechteckigen Konfiguration der Fest­ körper-Kristalle (4) angeordnete Strahlungsfilter (33-36) besitzt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die Kontur der Dosimeterkarte (1) ist quadratisch gestaltet;
• b) die Festkörper-Kristalle (4) sind in quadratischer Konfiguration angeordnet;
• c) die Dosimeterkarte (1) ist in der gemeinsamen Längs­ mittelebene der Gehäuseschalen (8, 9) gelagert, welche mit an den abgeschrägten Eckbereich (6) der Dosimeter­ karte (1) angepaßten Lageorientierungen (17) versehen sind;
• d) in mindestens einer Gehäuseschale (8) ist eine recht­ eckige Dosisfilmkammer (27) vorgesehen;
• e) die Dosisfilmkammer (27) erstreckt sich bezüglich ihrer beiden Längsseiten zwischen einer Gehäuseseite und den beiden der gegenüberliegenden Gehäuseseite benachbarten Strahlungsfiltern (33, 36);
• f) die Gehäuseschale (8) mit der Dosisfilmkammer (27) weist in ihrer Flachseite zusätzliche Strahlungsfilter (42) im Bereich der Dosisfilmkammer (27) auf.

2. Personendosimeter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Festkörper-Kristalle (4) bezüglich der zu dem abgeschrägten Eckbereich (6) der Dosi­ meterkarte (1) parallel verlaufenden Kartendiagonalen (KD) in Richtung auf den dem abgeschrägten Eckbereich (6) gegen­ überliegenden Eckbereich (5) versetzt angeordnet sind.

3. Personendosimeter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosi­ meterkarte (1) auf einer Flachseite (11) im Bereich zwischen den Festkörper-Kristallen (4) mit einer sich zu den Längs­ seiten der Dosisfilmkammer (27) senkrecht erstreckenden länglichen Vertiefung (12) zur Aufnahme eines Karten-Ident- Codes (13) versehen ist.

4. Personendosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Gehäuse­ schale (8) im Bereich zwischen den Strahlungsfiltern (33, 34; 35, 36) mit einer sich zu den Längsseiten der Dosisfilm­ kammer (27) senkrecht erstreckenden länglichen Aussparung (43) versehen ist, die parallel zum Dosisfilm-Ident- Code (44) verläuft.

5. Personendosimeter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen den Strahlungsfiltern (33, 34) und den Gehäuseseiten in beiden Gehäuseschalen (8, 9) miteinander korrespondierende Lagerstellen (28, 28a) für Dosimeter-Pillen (29) vorgesehen sind.

6. Personendosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kern­ spurfilmkammer (25) in der der die Dosisfilmkammer (27) aufwei­ senden Gehäuseschale (8) gegenüberliegenden Gehäuseschale (9) vorgesehen ist.

7. Personendosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahlungs­ filter (33) für Beta-Strahlen mit einer Licht-Abdeckung (41) in Form einer dünnen Folie versehen ist.

8. Personendosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gehäuse­ schalen (8, 9) mit einer lösbaren Rastverbindung (20, 21) versehen sind.

9. Personendosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ge­ häuseschale (8) an wenigstens einer Seite eine Aussparung (22) zum Trennen der Gehäuseschalen (8, 9) vorgesehen ist.

10. Personendosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß rückseitig der Vertiefung (12) für den Karten-Ident-Code (13) etwa im Schnittpunkt der die Festkörper-Kristalle (4) schneiden­ den Diagonalen mindestens eine Querbohrung (14) in der Dosi­ meterkarte (1) vorgesehen ist.