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Einrichtung zur Messung der Intensität von ionisierenden Strahlen,
insbesondere Röntgenstrahlen Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßinstrument, welches
zur Bestimmung und integrierenden Messung von Strahlungen, z. B. Röntgen-, Radium-,
Ultraviolett- usw. Strahlungen, mittels der durch die Strahlung hervorgerufenen
Ionisation dient. `Fegen der großen Empfindlichkeit ist das :@Ießinstruinent zur
Messung von Widerständen und Kapazitäten geeignet.
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Es ist beispielsweise bei den Röntgenbestrahlungen notwendig, diese
biologisch wirl:@ame Strahlung in genauester Dosierung anzuwenden. Zu diesem Zweck
ist es erforderlich, die Energie bzw. die Intensität der Röntgenstrahlen zu messen
und zu überwachen.
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Es ist bekannt, daß gewisse mit Gas gefüllte Entladungsgefäße (z.
B. Glimmlampen, Neonlampen, Quecksilberdampflampen usw.) die Eigenschaft besitzen,
daß sie den elektrischen Strom unterhalb einer bestimmten Spannung nicht leiten
und bei Erreichung <Dieser kritischen Spannung elektrisch leitend werden, d.
h. die Lampe hat eine konstante Zündspannung. Bei Erreichung einer bestimmten unteren
Spannungsgrenze verliert die Lampe ihre Leitfähigkeit wieder, die Lampe hat also
auch eine konstante Löschspannung, die meist um einen geringen Betrag unter der
Zündspannung liegt. Wenn eine derartige Zündröhre mit einer Ionisationskaminer in
Verbindung mit einer geeignet bemessenen Kapazität und einer Gleichstromquelle in
Reihe geschaltet wird, so wird die Kapazität durch den in der Ionisationskammer
unter Einwirkung der Röntgenstrahlen auftretenden Ionisationsstrom entladen. Die
Stromquelle lädt sodann den Kondensator durch die Zündröhre wieder auf. Wenn die
Strahlung auf die Kammer ständig einwirkt, wechselt nach Art der Kippschwingungen
periodisch Entladung und Aufladung. Die Periodenzahl ist dabei der Intensität der
auf die Kammer einwirkenden Strahlung proportional.
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Zur Erzielung einer großen Empfindlichkeit darf der parallel zur Ionisationskammer
geschaltete Kondensator nur eine kleine Kapazität haben. Infolgedessen ist aber
der durch die Zündröhre fließende Ladestrom so gering, daß er zur Betätigung von
Meß- oder Schaltorganen ungeeignet ist. Aus diesem Grunde wird bei einer bekannten
Einrichtung zur :Messung elektrischer Größen eine Zündröhre von einem Hauptkreis
aus gesteuert und dadurch die periodischen Spannungsschwankungen des Kippschwingungssysteins
verstärkt. Dabei besteht jedoch der Nachteil, daß der
diese weitere
Zündröhre durchfließende Strom durch eine mechanische Vorrichtung durel"=, brocken
werden muß, wenn die Anlage pi't'; odisch arbeiten soll. Dies bedingt einen und'..;
wünschten Verschleiß und kann leicht B.e,.-. triebsstörungen veranlassen. ` Ferner
ist ein Kippschwingungssystem zur Erzeugung periodischer Spannungsschwankungen,
das eine Ionisationskammer enthält, bekanntgeworden. Zu dem Kondensator des Kippschwingungssystems
liegt die Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Spannungsquelle parallel.
Durch die Erfindung wird nun eine Einrichtung geschaffen, die ohne Verwendung mechanischer
Mittel oder Verstärkerelektronenröhren eine solche Empfindlichkeit aufweist, _daß
mit ihr direkt Signal-, Meß- oder Zählorgane betätigt werden können. Erfindungsgemäß
wird dies bei einer Einrichtung zur Messung der Intensität von ionisierenden Strahlen,
insbesondere Röntgenstrahlen, bei der die periodischen Spannungsschwankungen eines
eine Ionisationskammer enthaltenden Kippschwingungssystems zur Steuerung eines weiteren,
eine Entladungsröhre mit konstanter Zündspannung (Zündröhre) enthaltenden Stromkreises
dient, dadurch erreicht, daß dieser Stromkreis nun aus einer Reihenschaltung von
zwei je eine Zündröhre und einen Kondensator enthaltenden Teilen besteht, wobei
zu jedem dieser Kondensatoren ein Widerstand und eine Spannungsquelle derart geschaltet
sind, daß auf die Zündröhren die Summe der Spannungen beider Kondensatoren wirkt,
und daß die Steuerspannung an den Enden dieser Stromzweige, welche den Stromkreis
bilden, liegt. Das Vorteilhafte dieser Schaltung, bei der also zwei Kondensatoren
mit zwei Zündröhren in Reihe geschaltet sind, liegt darin, daß durch die Wirkung
der einander unterstützenden Kondensatorspannungen leicht die Zündung einer Zündröhre
stattfinden kann, wenn einmal eine der beiden Röhren gezündet hat. Es fließt in
diesem Fall ein kräftiger Strom
durch den Kreis, der direkt zur Speisung irgendwelcher
Meßinstrumente dienen kann. Die Steuerung der ersten Röhre findet nun durch die
dem Kippschwingungssystem entnommiene periodisch schwankende Spannung statt, die
über die beiden Zweige. aus denen der Stromkreis besteht, angreift.
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Zu einem Kondensator, der in Reihe mit der in den Stromkreis der Ionisationskaminer
eingeschalteten Glimmlampe liegt, sind zwei Stromkreise parallel geschaltet, die
je aus der Hintereinanderschaltung einer Glimmlampe und eines Kondensators bestehen.
Parallel zu diesen letzteren Kondensatoren, die mit einer Belegung direkt untereinander
verbunden sind, liegen zwei Gleichstromquellen, die mit einem vorgeschalteten hohen
Widerstand ver-.sehen sind und zur Aufladung der Kondensa-,;g.toren dienen. Dabei
ist die Polarität der tromquellen so, daß die beiden KondensaeUen mit entgegengesetzten
Polen miteinan-Wider verbunden sind. Die Spannung ist der-,artig eingeregelt, daß
eine Zündung der in den beiden Hilfskreisen befindlichen Glimmlampen in Ruhezustand
nicht eintreten kann. Findet jetzt im Hauptstromkreis eine Entladung statt, so wird
der Hauptkondensator aufgeladen, und seine Spannung addiert sich zu der Spannung
des einen Hilfskondensators derartig, daß die zugehörige Hilfsglimmlampe zündet.
Nach der Zündung der einen Hilfsglimmlampe steht zur Zündung der anderen Hilfsglimmlampe
aus den beiden hintereinandergeschalteten Hilfskondensatoren eine zur Zündung ausreichende
Spannung zur Verfügung, so daß auch diese Glimmlampe zündet und durch ein in diesem
Stromkreis eingeschaltetes Anzeigeinstrument ein starker Entladungsstrom fließt.
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Da als unmittelbare Stromquellen für die Glimmlampen stets Kondensatoren
Anwendung finden, so tritt das Löschen der Lampen und damit die Vorbereitung des
Apparates für den nächsten Impuls stets automatisch ein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach
der Erfindung dargestellt. ' Der gemeinsame Punkt b der Hilfskondensatoren KI und
K. ist mit dem Mittelpunkt c der Stromquellen El und E.= und mit einem Pol der Stromquelle
E verbunden. Der andere Pol der Stromquelle E ist geerdet. Der zwischen die Punkte
a und b geschaltete Reihenkondensator K,. ist solange in nicht aufgeladenem Zustande,
bis die Glinmilampe h leitend wird. Wenn nun die Lampe L' durch den Einfluß der
Strahlung auf die Ionisationskammer leitend wird, lädt sich der KondensatorK,, durch
die Stromquelle E, die Steuerlampe V und die Kondensatoren Kt und Kt , die auch
zu einer einzigen Kapazität zusammengefaßt werden können, auf. Infolge der Aufladung
verschiebt sich das Potential des Punktes a gegenüber dem Punkt b in solchem
Maße, daß eine von den beiden Lampen G, oder G., (je nach Polarität der Batterien)
dadurch elektrisch leitend wird. Für das Ziinden der zweiten Lampe reicht dann die
Spannung der beiden hintereinandergeschalteten Kondensatoren K1 und K2 aus, so daß
sich nunmehr die Kondensatoren von großer Kapazität K, und K, durch die Lampen Gi
und G. mit großer Stromstärke entladen. Nach der Entladung bricht die Spannung dieser
Kondensatoren so stark zusammen, daß die Lampen G1 und G= wieder erlöschen und
ihre
Leitfähigkeit verlieren. Jetzt laden sich die Kondensatoren K1 und K= über die Widerstände
R1 und R.. wieder auf eine Spannung auf, welche kleiner ist als die Zündspannung
der Lampengruppe G1 und G.. Dieser ganze Vorgang wiederholt sich periodisch im Rhythlnus
des Aufleuchtens der Hauptlampe V.
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Es können also mit den periodisch auftretenden starken Stromimpulsen
des Hilfskreises Schalt-, Meß- und Signalorgane S, die in einem der Parallelzweige
zum Kondensator K, liegen, unmittelbar bettigt werden. Es ist vorteilhaft, wenn
die Meßeinrichtung in an sich bekannter «'eise teilweise oder gänzlich durch eine
geerdete und strahlengeschützte Metallumhüllung umgeben wird.
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Die beschriebene Meßeinrichtung stellt ein hochempfinilliches, exaktes
Instrument dar, welches imstande ist, auf Einwirkung von ganz schwachen Ionisationsströnlen
ohne Zwischenschaltung jedweder mechanischer Konstruktion ,auf rein elektrischem
Wege, und zwar ohne Verstärkerelektronenröhren, Sirllal-, ließ- und Zählorgane zu
betätigen.