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Verfahren und Gerät zur Strahlungsmessung mittels einer Ionisationskammer
Es sind zur Strahlungsmessung mittels einer Ionisationskammer dienende Geräte bekannt,
bei denen die Ionisationskammer zunächst auf eine Spannung U1 aufgeladen und dann
getrennt von dem Meßgerät der zu untersuchenden Strahlung,- z. B. der in einem Röntgenbetriebsraum
vorhandenen Streustrahlung, ausgesetzt wird. Nach einer bestimmten Zeit wird die
Elektrodenspannung wieder-gemessen. Ist diese U2, so ergibt sich die der Kammer
zugeführte Strahlmenge
Dabei bedeutet c eine Konstante, C die Kapazität und h das Volumen der Ionisationskammer.
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Da nun die Kapazität der üblichen Ionisationskammern verhältnismäßig
sehr klein ist, so kann man mit Einrichtungen dieser Art nur sehr kleine Strahlenmengen
messen. Man könnte diesem Übelstand dadurch abhelfen, daß man die Spannung Ui entsprechend
steigert, jedoch wachsen dadurch die Schwierigkeiten der Isolierung in sehr hohem
Maße an.
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Man hat deshalb bei Einrichtungen dieser Art zum Messen scharf begrenzter
Strahlenbündel bereits vorgeschlagen, der durch die Kammerelektroden gebildeten
Kapazität einen Zusatzkondensator parallel zu schalten, um die Gesamtkapazität zu
vergrößern. Der Zusatzkondensator wird dabei zweckmäßig mit der eigentlichen Ionisationskammer
fest verbunden.
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Die Messung geht dann so vor sich, daß die Gesamtkapazität der Anordnung
zunächst durch Verbinden mit dem zugehörigen; eine Gleichstromquelle enthaltenden
Meßgerät- aufgeladen und dabei die Spannung Ui gemessen wird. Nach der Trennung
von dem Meßgerät
wird die Meßkamrner der zu messenden Strahlung
ausgesetzt und sodann die gesamte Anordnung zwecks Messung der noch verbleibenden
Spannung U2 unter Abschaltung der Stromquelle wieder mit dem Meßgerät verbunden.
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' Wenn nun die Kapazität des Zusatzkondensators, was praktisch stets
der Fall sein wird, groß ist gegenüber der Kapazität der Kammer, so kann man gemäß
der Erfindung den Kondensator von der Kammer abnehmbar anordnen, so daß er nach
erfolgter Bestrhhlun.g von der Kammer abgenommen und allein mit dem Meßgerät verbunden
werden kann. Dies hat den Vorteil, daß die Kammer an der Stelle, wo das zu messende
Strahlenfeld sich befindet, fest eingebaut werden kann.
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Dies ist besonders dann zweckmäßig, wenn die Streustrahlungsverhältnisse
an bestimmten Stellen, nämlich dort; wo sich bei einer Röntgenbetriebsanlage das
Bedienungspersonal aufhält, regelmäßig überwacht `werden sollen. Man kann dann gegebenenfalls
denselben Kondensator nacheinander mit den einzelnen fest eingebauten Ionisationskammern
verbinden und, so mit einem erheblich geringeren Aufwand auskommen. Andererseits
hat man aber auch die Möglichkeit, nach Belieben Kondensatoren verschiedener Kapazität
mit ein und derselben Ionisationskammer zu verbinden und auf diese Weise den Meßbereich
zu werändern.
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Vorzugsweise wird der Zusatzkondensator durch eine Kontaktvorrichtung,
z: B. eine Steckeranordnung, mit der Ionisationskammer verbunden. In diesem - Falle
kann die Kontaktvorrichtung gleichzeitig für den Anschluß an das Meßgerät benutzt
werden. Dadurch erreicht man den Vorteil, daß der Zusatzkondensator nur an einer
Stelle mit einer offenen Kontaktvorrichtung versehen ist und im übrigen allseitig
mit leitendem Werkstoff umkleidet sein kann, so daß er gegen elektrostatische Felder
weitgehend geschützt ist.
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Eine besonders einfache und zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes
besteht darin, daß die Innenelektrode der Kammer fest mit der betreffenden Belegung
des Kondensators verbunden ist, so daß sie beim Abnehmen des Kondensators ebenfalls
mit abgenommen wird. In diesem Falle kann die Innenelektrode bei dem. Verbinden
des Kondensators mit dem Meßgerät unmittelbar als Anschlußstecker benützt werden.
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In der Zeichnung zeigt Fig. i in schematischer Darstellung eine bekannte
Anordnung einer mit einem Zusatzkondensator fest verbundenen Ionisationskammer,
während die Fig.2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen.
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In Fig. i bildet die Verlängerung der stabförmigen Innenelektrode
i gleichzeitig den Träger der inneren Belegungen 2 eines Luftkondensators, dessen
Außenbelegungen 3 mit einem metallischen Außenmantel d. fest verbunden sind. An
diesen schließt sich einerseits die Außenelektrode 5 der Ionisationskammer und andererseits
eine Steckerhülse 6 an. Mittels Bernsteinisolatoren 7, 8 wird die Innenelektrode-i
konzentrisch gehalten, deren Fortsetzung i gleichzeitig als Steckerstift dient.
Mittels der Steckvorrichtung i', 6 kann die ganze Anordnung an das nicht gezeichnete
Meßgerät in der üblichen Weise angeschlossen werden.
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Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Anordnung gemäß der Erfindung
unterscheidet sich von der bekannten Ausführung dadurch, daß der aus den Belegungen
:2 und 3 gebildete Kondensator von der aus der Innenelektrode i und der bestehenden
Ionisatiönskammer abnehmbar ist: Zu diesem Zweck ist der Träger 9 der Innenbelegungen
:2 des Luftkondensators durch einen Isolator io in einem sich an den die Außenbelegungen
3 tragenden Metallmantel 4 anschließenden kohransatz q.' gehalten. Die Innenelektrode
i ist in dem mantelförmigen Teil der AußenelektrOde 5 in bekannter Weise durch einen
Isolator 7 gehalten, und die Außenelektrode trägt einen Rohrfortsatz 5', der so
bernessen ist, daß der Rohransatz ¢' in ihn eingeschoben werden kann. Dabei wird
gleichzeitig die leitende Verbindung der Innenbelegungen des Kondensators mit der
Innenelektrode i dadurch hergestellt, daß der Träger 9 in- eine Bohrung der Innenelektrode
eingreift.
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Die aus den Teilen i, 5 und 7 bestehende Ionisationskammer kann nun
an der gewünschten Stelle fest angeordnet werden. Die Messung geht dann so vor sich,
daß der zunächst von der Kammer getrennte Kondensator mit dem nicht gezeichneten
Meßgerät verbunden wird, wobei die Teile 9 und ¢' als Steckanschlüß dienen. Nachdem
der Kondensator so mit einer Spannung Ui aufgeladen ist, wird er in der beschriebenen
Weise mit der Kammer verbunden und diese der zu messenden Strahlung ausgesetzt.
Sodann wird der Kondensator wieder abgenommen und seine Spannung U2 .durch Wiederaufstecken
auf das Meßgerät gemessen. Aus der Spannungsdifferenz U1, U2 kann dann in an sich
bekannter Weise die Strahlenmenge und unter Berücksichtigung der Zeitdauer der Bestrahlung
die Stärke des Strahlenfeldes bestimmt werden.
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Die in Fig. ä dargestellte Ausbildung des Zusatzkondensators als Luftkondensator
hat aber eine Reihe von Nachteilen: Um eine genügend große Kapazität zu erhalten,
müssen die Abmessungen des Kondensators sehr groß werden. Dies ergibt nicht
nur
ein unhandliches Gerät, sondern hat auch den weiteren Nachteil, daß der Kondensator
in größerer Entfernung von der Ionisationskammer angeordnet werden muß, um diese
nicht in einem zu großen Raumwinkel abzustatten. Außerdem ist ein Luftkondensator
nur dann verwendbar, wenn es sich um die Messung eines scharf .begrenzten Strahlenbündels
handelt, weil sonst die Luft in dem Kondensator ebenfalls ionisiert werden würde.
:Man kann dies :dadurch vermeiden, daß man als Zusatzkondensator einen solchen mit
festem Dielektrikum verwendet.
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Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Dabei
ist der Kondensator als Wickelkondensator i i ausgebildet, und zwar in der Weise,
daß- er eine Verlängerung der Innenelektrode i konzentrisch umgibt und die eine
Belegung des Kondensators mit 'der Innenelektrode und die andere Belegung des Kondensators
mit einer diesen umgebenden metallischen Schutzhülle leitend verbunden ist, die
in die Außenelektrode der Kammer eingeschoben werden kann. Auf diese Weise wird
erreicht, daß das feste Dielektrilzum des Kondensators gleichzeitig die Isolation
zwischen den beiden Elektroden der Ionisationskammer bildet. Als Dielektrikum haben
sich in diesem Falle die hochisolierenden, gut bearbeitbaren und verlustarmen Polyvinylpolymerisate
als Isolierstoffe bewährt, wobei der fertiggewickelte Kondensator noch mit der gleichen
Masse imprägniert werden kann, um schädliche Lufträume zu vermeiden.
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Wenn ein Strahlenfeld ausgemessen werden soll, so wird nun der Kondensator
zunächst von der Außenelektrode 5 getrennt und zwecks Auf ladung und Messung der
Ladespannung Ui reit dem nicht gezeichneten Meßgerät verbunden. Dabei dient die
stiftartige Innenelektrode einerseits und der Rand der Schutzhülle 12 andereseits
als Anschlußvorrichtung. An den auszumessenden Stellen in einem Röntgenbetriebsraum
braucht in diesem Falle also nur je eine einfache Metallhülse vorgesehen zu werden,
die nach dem Einführen des die Innenelektroden tragenden Kondensators als Außenelektrode
der Kammer dient. In der gleichen Weise erfolgt nach der Bestrahlung die Messung
der noch verbliebenen Spannung U2 des Kondensators.