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Einrichtung zur Bestimmung der Intensität von Röntgen- und anderen
ionisierenden Strahlen mittels Ionisationskammer und Elektrometerrelais Es ist bekannt,
die Strahlung einer Röntgenröhre dadurch, zu messen, daß man einen im Strahlenfeld
entstehenden Ionisationsstrom zur Auf- bzw. Entladung einer Kapazität benutzt. Zur
Spannungsmessung verwendet man dabei vorzugsweise ein als 1Zelais ausgebildetes
Elektrometer, das -am 1?nde jeder Entladung den Anfangszustand selbsttätig wieder
herstellt. Die Anzahl der Auf- bzw. Entladungen in der Zeiteinheit kann durch ein
Zählwerk gemessen werden und bildet ein Maß für die Strahlenleistung.
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Eine wesentliche Vereinfachung und Verbil.ligung von Dosisleistungsmessern
dieser Art kann nun dadurch erreicht werden, daß man unter Fortlassung des Zählwerkes
mit Il-ilfe einer Stoppuhr die Zeitdauer einer einzigen Ladung bzw. Entladung des
Kondensators mißt und aus dem Zeitwert die Strahlungsleistung in r pro Minute berechnet
bzw. finit Hilfe einer Tabelle ermittelt.
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Die Erfindung bestellt in einem Dosisleistungsmesser, bei "dem die
Tonisationskaininer mit dem Elektrometerrelais, dein Kondensator und einer Netzanschlußeinrichtung
(Transformator und Ventilröhre) in einem kegelförmigen Gehäuse untergebracht ist,
an dessen Spitze das Fenster für den Strahleneintritt angeordnet ist, während die
Grundplatte des Gehäuses mit einer Einstülpung versehen ist, in die die voll außen
ztl bedienenden Teile hineinragen. In dem Schaltbild (rin. i) ist i die Ionisationskammer,
deren leitende Innenwand über die Leitung 2 mit der einen Elektrode des Kondensators
3 verbunden ist, dessen andere Belegung geerdet ist. Dieser Kondensator wird über
ein Ventil q. von der Transformatorwicklung 5 auf eine Spannung voll etwa i5oo Volt
aufgeladen. In die Kammer ragt die isolierte Innenelektrode 7, die mit dem Meßsystem
des elektrometrischen Relais verbunden ist. Zwischen den beiden Platten 8 befindet
sich das geerdete drehbare Blättchen g. Das Elektrometersystem kann durch den Magneten
io geerdet werden.
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Die elektromagnetische Stoppuhr i i hat zwei Magnetspulen 12 und 13,
zwischen denen der Magnetanker 1d. hin und her schwingen kann. Wenn die Spule 12
erregt wird, wird die Unruhe der Uhr freigegeben. Wenn die Spule 13 erregt. wird,
wird sie durch den Anker 1q. gesperrt. In der gezeichneten Stellung befindet sich
der Magnetanker in der Haltestellung der Uhr. In dieser Stellung schließt er die
Federkontakte 15 und 16 kurz.
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Zur Vornalune einer Messung wird der Kilopf 17 niedergedrückt, wodurch
zuerst die Federn i8 und 19 geschlossen werden. Hierdurch kommt von der iio-Voltwiclclting
des Transformators über die Federn 15 und 16 ein Strom durch den Magneten io zustande,
der das Elektronietersystem 8 erdet. Beim Weiterdrücken des Knopfes 17 wird auch
,lie
Feder =o berührt, und dadurch kommt ein zweiter Stronlkrei_
durch die Spule 12 zuctande. Diese zieht den Anker 14 an und Netzt dadurch die Stoppuhr
in Gang. Im g@eichen Augenblick hört aber der Kontaktsehluß zwischen den Federn
i 5 und 16 auf, so daß die SIliile to stromlos wird.
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Fallen nun Röntgenstrahlen auf die Kaminer i. so wird das Svstenl
e allmählich aufgeladen und bei einer bestimmten Spannung (las Blättchen 9 so weit
gedreht, daß der Kontakt 2 i wird. Dadurch erhält die Spule 13 Strom und zieht den
Anker 14 wieder an. Dieser bewegt sich nun ganz weit nach links, so- daß er nicht
nur die Federn 1,3 und i (i,. sondern aücll die Feder 22 berührt. Dadurch erhält
der 'Magnet io über 22, 12 wieder Strom und erdet das Elektrometer= :vtein 8, wodurch
der Kontakt 21 geöffnet wird. Die Spule 13 wird jetzt stromlos, und clie Feder 23
zieht deal Anker 14. so weit zurück, daß wohl noch die Federn i j und ici. nicht
aber die Feder 22 von ihm überbrückt wird. Dadurch ist es möglich. zur Einleitung
der nächsten 'Messung durch Druck auf den Knopf i; wieder eine Erdung des Systems
8 herbeizuführen.
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Die einzelnen Teile der 'Ießeinrichtung, und zwar die lonisationskammer
i und das l:lektroineterrelais 8, 9, ferner der Kondenator 3 mit dein aus Transformator
3 und Ventilröhre .4 bestellenden Netzanschlußteil zur Aufladung des Kondensators
auf etwa i ;oo Volt sind auf einem konsolartigen Gestell untergebracht, das von
der einem Granatkopf ähnlichen Haube 2; überdeckt ist ([Zig. 2). Zum bequemeren
Abheben der Raube und zum Tragen des Gerätes sind all der Haube die seitlichen Einbuchtungen
2y( vorgesehen.
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Das Traggestell bestellt aus einer unteren 26 'und einer oberen Grtuidplatte
2;, die (furch Rippen 28 gegeneinander versteift sind. Die obere Tragplatte a7 trägt
die Ionisationskannner i mit dem 'Ießrelais 8, 9 und dein Kondensator 3 und außerdem
auf der Unterseite den Sockel 29 der 'Ventilröhre a, während auf der Fußplatte
26 der Transforiliator 5 und ein kleiner Bock 30 für die Stecker-.,tifte
der Kupplung aufgeschraubt sind. Die Fußplatte 26 ist finit einer Einstülpung
31 ver-#elien, in die der Iäopf der Ventilröhre 4 und ein Drehknopf ,,2 zum
Verstellen der Relaiseinpfin dlichkeit hineinragen. Auf diese Weise. sind Ventilrohr
und Verstellknopf ohne Abnehmen Gier Haube zugänglich iuld (loch so geschützt untergebracht,
daß sie nicht willkürlich beschädigt oder verstellt werden köllliell.
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Die Ionisationskainnier 1 bestellt aus Isolierleitend gemacht.
Die Elektrode; ist durch die Leitung 33 mit dem Meßrelais 8, 9 bekannter Bauart
(Haminerdosimeter) verbunden. Kammer und Relais sind in einem strahlensicheren Bleikasten
34 eingeschlossen. Die stufenförmige Anordnung dieses Kastens ist dadurch bedingt,
daß Ionisationskammer und Relais eng zusammengebaut, aber so angeordnet «-erden
sollten, daß die Kammer unmittelbar unter der Eintrittsöffnung an der Spitze des
Gehäuses liegt. Zum Abdecken der Eintrittsöffnung (Fg.4) dient eine Blende 33, die
auf die Haube aufgeschraubt ist. Sie ist innen mit Blei 36 ausgegossen. Zwischen
dieser Bleiblende und der Kammer liegt eine Scheibe 37, die mittels des Knopfes
38 gedreht werden kann (Fig; 6). Diese Scheibe, die z. B. aus 1lessingblech besteht,
hat zwei Fenster 39 und .4o. Das Fenster 39 ist mit einer verhältnismäßig dicken
Zellofanscheibe verschlossen, während das Fenster 40 offen ist, aber einen wesentlich
kleineren Durchmesser als das Fenster 39 hat. Diese Einzichtung dient dazu, mit
der gleichen Kammer gewöhnliche Röntgenstrahlen sowie die sogenannten Grenzstrahlen
dosieren zu können. Bei der Dosierung normaler Röntgenstrahlen ist es erforderlich,
die von der Bleiblende ausgehenden Elektronen durch ein Zellofanfilter zurückzuhalten.
Bei der Dosierung der Grenzstrahlen dagegen hat dieses Zellofanfilter bereits eine
zu starke Absorbtion und muß daher entfernt ,werden. Außerdem ist die Intensität
der Grenzstrahlen so viel größer als im übrigen Röntgenstrahlengebiet, daß man eine
kleine Blende verwenden muß. Bei der außerordentlich geringenDurchdringungsfähigkeit
dieser Strahlen genügt hier ein dünnes 'Messingblech als Blende.
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Zur Dosierung normaler Röntgenstrahlen wird also der Sektor 37 mittels
des Knopfes 38 so gedreht, daß das Zellofanfilter 39 vor dem Loch 4.2 steht (Fig.
6). Sollen Grenzstrahlen gemessen werden, so wird die Blende -to vor das Loch gedreht.
Llin das empfindliche Zellofanfenster bei 'Nichtgebrauch zu schützen, kann der volle
Teil -:i der Blende über das Loch 42 gedreht werden.
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Das Meßgerät ist für den Anschluß an eine Netzspannung von i to und
22o Volt eingerichtet.
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Wie Fig.7 zeigt, ist die Steckerkupplung mit einer auswechselbaren
Schaltscheibe 58 <ins Isolierstoff versehen, in die sieben Buchsen I his VII
eingelassen sind. Voll (lein Anschlußpunkt I bis VII führt eine dreiadrige Leitung
zum 'Netz und eine vieradrige Leitung zu der automatischen Stoppuhr. Das Netz ist
bei II und VI angeschlossen, während die Buchsen I und VII frei sind.
ist
in zwei Hälften unterteilt, und die eine Hälfte ist mit den Punkten I und VI und
. die andere Hälfte mit den Punkten II und VII - verbunden. Die Schaltscheibe für
ioo '#"olt trägt zlvei kleine Blattfedern 43 und .I-., die beim Aufstecken der Kupplung
auf die iiii Gerät liefindliclien Steckerstifte die Punkte VI und VII bzw, I und
Il leitend verbinden. Wie man sieht, werden dadurch die beiden Wicklungshälften
des -Transformators parallel g r schaltet. Die 22o--Voltscheibe tri-t nur e 11 eine
Feder .45, die die Punkte I und VII verbindet,-wodurch. die beiden Wicklungshälften
hintereinandergeschaltet werden. Die Kupplung .46 wird nach dem Aufsetzen der Haube
durch ein Loch in dieser auf den Stecker aufgesetzt. Dadurch werden die Innenteile
des Gerätes erst dann zugänglich, wenn durch Abnehmen der Kupplung der Apparat stromlos
gemacht ist.
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Die Stoppuhr ii (Fig. 9) ist auf einem Isolierblock .I7 mit schräger
Oberfläche gelagert, der auch die Federn 18, ig, 2o der Schaltvorrichtung trägt.
Ihre Anordnung und Wirkungsweise ist bereits an Hand des Schaltbildes (Fig. i) ausführlich
beschrieben. Das Ganze ruht in einem Gehäuse .48 aus Isolierstoff, in dem auch der
Druckknopf i j zur Bedienung des zweistufigen Schalters geführt -ist.
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Zur fortlaufenden Überwachung der Meßgenauigkeit des Dosisleistungsmessers
ist unterhalb der Ionisationskammer ein Radiumpräparat eingebaut, das durch ein
Loch im Boden der Kammer in diese hineinstrahlt (Fig.5). Die durch das Präparat
erzeugte Ionisation entspricht einer konstanten Röntgenstrahlung, auf die das Instrument
stets in der gleichen Weise ansprechen muß. Sobald sich durch Veränderung der Elektrometerkonstanten
die Zeit eines Ablaufes verändert, kann man mit einer Stellschraube 32 die Empfindlichkeit
des Elektrometersysteins so lange verändern, bis die vorgeschriebene Ablaufzeit
wieder erreicht ist. Ist dies der Fall, "o ist man sicher, daß die auffallenden
Röntgenstrahlen gemäß der Eichung des Instrumentes geniessen werden.
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Das Radiumpräparat .+c) ist in einem Sektor 5o gelagert, der um den
Punkt 51 geschwenkt werden kann. Der Handgriff 52 ist durch ein Loch 54. in der
Haube nach außen geführt. In der Zeichnung ist das I@adittmpriiparat .1() ausgeschaltet,
(l.li. seine Strahlen-treffen auf den Boden der Xainnier, wo sie sich totlaufen.
Durch Ziehen an dein Handgriff @2 wird das Präparat unter <las Loch ;4 im Boden
der Kammer geschwenkt, so daß die Alfästrahlen in die Kammer dringen und dort ihre
ionisierende Wirkung entfaltcil können. Diese Anordnling des 1Zaclinniliriipar:ites
erl;iclitert die L;berwachung erheblich, zum Unterschied vor der bekannten bei Faßkaminern
gcbräuch liehen 1?inrichtung, bei der das l'riiparat ii (lie Kammern eingeschraubt
und nach erfolg ter ha(liummessuliri wieder entfernt wirc Man hat auch schon bei
Kleinkanrunern di Kontrolle in der Weise ausgeübt, daß ina einen besonderen Ionisator,
d. h. ein Gera in dein die Strahlen des Radiums dauern einen lonisationsstrom erzeugen,
elektrisc mit dein Elektrornetersystein kuppelt. Wen dabei die kadiumstrahlung ausgeschaltet
wer den soll, muß daher eine elektrische Abscha tung erfolgen. Diese Anordnung hat
abe erhebliche Nachteile; sie bestehen in eine Veränderung der Kapazität des Meßsystern
Einfügen einer unkontrollierbaren Ionisation stelle usw. Demgegenüber stellt die
schwenl bare Anordnung des Radiumpräparates eii wesentliche Verbesserung dar.
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Dem außerordentlich einfachen und übe sichtlichen Aufbau des Gerätes
entspricht d Einfachheit der Bedienung. Durch ein( Druck auf den Schaltknopf i j
wird der Me vorgang eingeleitet. Die auf die Kamm auffallenden Röntgenstrahlen ionisieren
di Luftinhalt und laden dadurch das Elektr meter auf. Sobald etwa io Röntgen auf
c Kammer gefallen sind, spricht das Relais ; und stellt die Uhr ab. Wenige Sekunden
na Einleitung des Meßvorganges kann nian a1 an der Uhr ablesen, welche Zeit zur
Erri chung von io r erforderlich war.
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Eine beigegebene Tabelle zeigt zu die: Sekundenzahl die Dosisleistung
in r l Minute, ferner die Zahl von Minuten, c man zum Erreichen von Ooo bis 65o
und 701
braucht. Man hat also nicht nur auf ein Blick und ohne jede Rechnung
die Dos leistung in r pro Minute, sondern auch zur Erzielung der üblichen HI?D erford
liehe Zeit in .Iiriuten.