DE69013625T2

DE69013625T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Szintillations-Impulshöhen.

Info

Publication number: DE69013625T2
Application number: DE69013625T
Authority: DE
Inventors: Philip D Anderson
Original assignee: Beckman Instruments Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1990-08-16
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2010-08-17
Also published as: JP2972936B2; DE69013625D1; EP0415603A3; EP0415603A2; JPH0392790A; EP0415603B1; US5289386A

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Szintillationszählung und näherhin auf ein Verfahren und eine Apparatur zur effizienten Speicherung von durch einen Szintillationszähler erhaltenen Impulshöhendaten.

2. Beschreibung von einschlägigem Stand der Technik

Szintillationszählverfahren sind bekannt zum Messen der Radioaktivität von Radionuklide enthaltenden Proben, was die Identifizierung der Proben gestattet. Beispielsweise wird bei der Flüssigszintillation eine radioaktive Probe, ein Alpha-, Beta- oder Gammastrahlungsemitter, in einem flüssigen Szintillationsmedium gelöst oder suspendiert. Das flüssige Szintillationsmedium weist ein oder mehrere Lösungsmittel und einen oder mehrere gelöste(n) Stoff(e) auf, die in einem Anteil von einigen Gewichtsprozent des Flüssigszintillationsmediums vorliegen. Die radioaktive Probe beginnt im Inneren des flüssigen Szintillationsmediums zu zerfallen. Die Theorie nimmt an, daß der größte Teil der dynamischen Energie aus den Kernzerfällen der radioaktiven Probe durch das Lösungsmittel absorbiert und sodann auf die gelöste Substanz übertragen wird, welche Photonen als sichtbare Lichtblitze oder Szintillationen erzeugt. Der von einer Szintillation emittierte Betrag an Photonen ist proportional der Energie des entsprechenden Kernzerfalls und ist charakteristisch für die Probe.
Ein Szintillationszähler mißt die relativen Intensitäten von innerhalb eines Szintillationsgemischs stattfindenden Szintillationen. Typischerweise werden die in dem Szintillationsgemisch auftretenden Szintillationen durch einen geeigneten Photodetektor nachgewiesen, der Ausgangsimpulse erzeugt, deren Impulshöhen proportional der Anzahl von durch die entsprechenden Szintillationen erzeugten Photonen sind. Der Szintillationszähler zählt den Impuls in mehreren Impulshöhenkanälen oder -fenstern mit oberen und unteren Impulshöhengrenzen, die zusammen einen vorgegebenen Bereich von Impulshöhen überspannen. Die in den Fenstern akkumulierten Zählwerte können bezüglich der entsprechenden Impulshöhen graphisch aufgetragen werden, wodurch ein Impulshöhenspektrum zustande kommt, das das Energiespektrum der von der radioaktiven Probe emittierten Kernstrahlung wiedergibt.
Vor der Entwicklung kostengünstiger Vielkanal-Analysatoren wie beispielsweise der modernen integrierten Analog-Digital- Schaltung erfolgte die Analyse von Szintillations-Impulshöhendaten mittels Verwendung mehrerer diskreter Zählfenster oder -kanäle, mit entweder linearer oder logarithmischer Verstärkung. Vergleiche Horrocks, D. L. "Applications of Liquid Scintillation Counting" (1974), Chapter IV, Academic Press. Ein Vorteil der Anwendung logarithmischer Verstärkung besteht darin, daß nur ein Verstärker zur Verarbeitung des vollständigen Bereichs der Impulshöhendaten benötigt wurde. Außerdem wurde die Diskussion von Impulshöhenspektren häufig erleichtert und vereinfacht, wenn sie in Abhängigkeit von dem Logarithmus des vollen Energiebereichs aufgetragen wurden, da Tritium H3 eine Maximalenergie von nur 18 keV besitzt, im Vergleich mit P32, das eine maximale Energie von 1,7 MeV besitzt.
Seit der Einführung der nunmehr gebräuchlichen Analog- Digital-Wandler ist eine Vielkanal-Analyse von Impulshöhendaten möglich, anstatt daß die Analyse auf wenige diskrete Zählfenster beschränkt ist.
Ein wohl bekanntes Problem auf dem Gebiet der Szintillationszählung besteht darin, daß in dem Szintillationsgemisch vorliegende Stoffe die Anzahl von Photonen, welche für einen gegebenen Kernzerfall den Photodetektor erreichen, herabsetzen können. Beispielsweise kann die Emission von Photonen in einer Szintillationslösung verhindert oder emittierte Photonen können absorbiert werden. Weiterhin können einige Szintillationsvorgänge auf einen Pegel herabgesetzt werden, der unter dem minimalen Nachweispegel des Photomultipliers liegt. Derartige Effekte werden allgemein als "Löschung" bezeichnet und führen in jedem Fall zu einer Verringerung der durch den Photodetektor nachweisbaren Zahl von Photonen. Da die Löschung die Anzahl von dem Photodetektor zugeführten Photonen verringert, ist das Ergebnis, daß die von dem Photodetektor nachgewiesene Anzahl von Zählungen pro Zeiteinheit für eine gelöschte Probe herabgesetzt wird, verglichen mit einer ansonsten identischen ungelöschten Probe. Das Ergebnis von Löschung besteht daher in einer Verschiebung des Impulshöhenspektrums der gelöschten Szintillationsprobe entlang der Impulshöhenachse zu niedrigeren Impulshöhenwerten, und dies wird allgemein als "Impulshöhenverschiebung" bezeichnet.
Um die Auswirkung von Probenlöschung zu korrigieren, wurden Systeme entwickelt, um den Grad der Löschung in der Probe zu bestimmen und die relative Lage des Impulshöhenspektrums und des Fensters, in welchem Probenszintillationen gemessen werden, um einen dem Ausmaß der Probenlöschung entsprechenden Betrag zu berichtigen. Derartige automatische Löschkompensationsverfahren bewirken im Effekt eine Wiederherstellung der korrekten relativen Lage des Impulshöhenspektrums in dem Meßfenster. Die Messung des Ausmaßes von Probenlöschung zur Anwendung in Löschkompensationsverfahren kann nach einer von mehreren bekannten Vorgehensweisen erfolgen. Vergleiche Horrocks, supra, Kapitel X. Ein als "H-Nummer"- oder "H-Zahl"-Verfahren bezeichnetes, äußerst erwünschtes Löschbestimmungsverfahren ist in der US-Patentschrift 4 075 480 (Horrocks) der Anmelderin der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dem H-Zahl-Verfahren wird eine Flüssigszintillationsprobe mit einer Standardquelle (beispielsweise Cäsium 137) bestrahlt zur Erzeugung eines Compton-Streu-Impulshöhenspektrums. Die relative Verschiebung eines ausgezeichneten Punkts (typischerweise eines Wendepunkts) an der Vorderkante (oder Compton-Kante) des Compton-Spektrums zwischen der bestrahlten gelöschten Probe und einer in ähnlicher Weise bestrahlten Standardprobe ergibt ein Maß für den Löschgrad. Die Durchführung des vorstehenden Löschkorrekturverfahrens erfordert die wenigstens zeitweise Speicherung eines Impulshöhenspektrums der Standardprobe im Gedächtnisspeicher eines Computers, zum späteren Vergleich mit dem Spektrum der gelöschten Probe. Außerdem muß eine große Anzahl von Kanälen Anwendung finden, um eine ausreichende Auflösung zu erhalten, welche die genaue Bestimmung des Wendepunkts an der Compton-Kante gestattet. Als Folge hiervon sind für die Speicherung der Ergebnisse der großen Zahl von Messungen eine große Anzahl von Computerspeicherstellen erforderlich. Des weiteren bedeutet die Tatsache, daß die Breite der Compton-Kante sich drastisch mit dem Löschpegel verändert, daß ein zeitaufwendiger Algorithmus zur Verarbeitung eines großen Datenvolumens verwendet werden muß. In der Vergangenheit hat die logarithmische Verstärkung zu einer Zusammendrängung von Datenpunkten bei hohen Energien geführt, während lineare Verstärkung zu einer Zusammendrängung von Datenpunkten bei niedrigen Energien führt. Die bei der Bestimmung des Wendepunktes an der Compton-Kante erhaltenen Auflösungen genügen häufig nicht den Erwartungen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Apparatur zur Messung von Szintillations-Impulshöhendaten in einer kompakten und wirksamen Weise, das eine verbesserte Auflösung ohne Erhöhung des Speicherplatzes ergibt. Die Impulshöhendaten werden auf Fenster variabler Größe verteilt, deren jedes jeweils unterschiedliche Größe besitzt, wobei die Größe aufeinanderfolgender Datenfenster eine arithmetische Reihe bildet. Die Impulshöhendaten innerhalb eines Fensters werden summiert und stellen die Zahl von Zählungen für das betreffende Fenster dar. Das resultierende Impulshöhenspektrum wird bezüglich einer Quadratwurzelskala bzw. -achse wiedergegeben, wobei der mittlere oder durchschnittliche Energiepegel bzw. -wert jedes Fensters annähernd proportional der Quadratwurzel der entsprechenden Fensternummer ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Apparatur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Impulshöhenfenster gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung eines typischen Compton-Impulshöhenspektrums in Wiedergabe auf einer logarithmischen Skala,
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung typischer Impulshöhenspektren in Wiedergabe auf einer Quadratwurzelskala gemäß der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung dargestellter Ausführungsformen

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die nach derzeitiger Ansicht beste Ausführungsart der Erfindung. Die Beschreibung erfolgt zum Zweck der Veranschaulichung der allgemeinen Prinzipien der Erfindung und soll nicht in einschränkendem Sinne verstanden werden. Der Umfang der Erfindung wird am besten unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche bestimmt.
In Fig. 1 ist eine Apparatur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form eines Funktions-Blockschaltbilds gezeigt. Die Apparatur von Fig. 1 kann ein Probenrohr 10 in einer (nicht dargestellten) mit Strahlungsabschirmung versehenen Zählkammer aufnehmen. Das Probenrohr 10 enthält eine Flüssigszintillationslösung 11, welche eine radioaktive Probe und ein herkömmliches Flüssigszintillationsmedium umfaßt. (Die vorliegende Erfindung wird zwar unter Bezugnahme auf ein Flüssigszintillationsmedium beschrieben, jedoch ist ersichtlich, daß auch ein festes Szintillationsmedium mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.) Zwei Photomultiplierröhren 12 und 14 sind zum Nachweis und zur Umwandlung von Szintillationen in der Lösung in Ausgangsspannungsimpulse angeordnet. Jeder derartige Impuls besitzt eine Amplitude, die proportional der Anzahl von durch die entsprechende nachgewiesene Szintillation erzeugten Photonen ist. Die Photonen werden gleichzeitig, oder nahezu gleichzeitig, durch die Photomultiplierröhren 12 und 14 nachgewiesen und in meßbare elektrische Impulse als Ausgangsgröße umgewandelt. Die Apparatur umfaßt des weiteren einen Summationsverstärker 16, einen Koinzidenzdetektor 18, ein Koinzidenzgatter 20, einen Analog-Digital-Wandler 22, einen Impulshöhenanalysator 23, eine Steuereinheit 24 auf Mikroprozessorbasis, einen Memoryspeicher 26, eine Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung 28 und eine Eingangstastatur 30.
Die Ausgangsimpulse der Photomultiplierröhren 12 und 14 werden an den Summationsverstärker 16 weitergeleitet, die Ausgangsgröße des Verstärkers 16 wird dem Koinzidenzgatter 20 zugeführt, dessen Ausgangsgröße ihrerseits dem Analog-Digital-Impulshöhenwandler 22 zugeführt wird. Die Ausgangsimpulse der Photomultiplierröhren 12 und 14 werden auch dem Koinzidenzdetektor 18 zugeführt, der eine Ausgangsgröße nur dann liefert, falls die von den Röhren kommenden Eingangsimpulse im wesentlichen in Koinzidenz stehen. Im hier verwendeten Sinn bezieht sich der Ausdruck "im wesentlichen in Koinzidenz" auf zwei Impulse, jeweils einer von jeder der Photomultiplierröhren, die innerhalb eines Auflösungszeitintervalls auftreten. Das Koinzidenzsignal von dem Koinzidenzdetektor 18 und die Ausgangsgröße des Summationsverstärkers 16 werden dem Koinzidenzgatter 20 zugeführt, das gemäß seiner Funktion eine Ausgangsgröße an den Analog-Digital-Wandler 22 nur erzeugt, falls beide Signale im selben ausgewählten Zustand sind.
Die Ausgangsgröße des Analog-Digital-Wandlers 22 wird dem Impulshöhenanalysator 23 zugeführt, welcher die Impulse in Fenster ausgewählter Energiepegelbereiche sortiert. Die Steuereinheit 24 steuert den Impulshöhenanalysator 23 so, daß dieser für jeweils in jedes Fenster fallende Impulse einen Zählwert liefert. Näherhin vergleichen die Steuereinheit 24 und der Impulshöhenanalysator 23 den Wert der digitalen Ausgangsgröße des Analog-Digital-Wandlers 22 mit mehreren vorgegebenen Werten, welche eine Mehrzahl von Energiebereichen oder -fenstern definieren, die zusammen einen vorgegebenen Impulshöhenbereich überdecken. Je nach dem durch die digitale Ausgangsgröße des Wandlers 22 wiedergegebenen Wert bestimmt der Analysator 23, in welches Fenster der digitale Wert fällt, und erhöht demgemäß eine entsprechende Speicherstelle in dem Impulshöhenverteilungs- Speicher 26 um eine Stufe. Der Impulshöhenverteilungs- Speicher 26 umfaßt mehrere Speicherstellen entsprechend der Anzahl von durch den Analysator 23 eingerichteten Fenstern. Im Verlauf der Durchführung des Flüssigszintillations- Zählvorgangs geben die in den verschiedenen Speicherstellen innerhalb des Speichers 26 gespeicherten Werte eine Impulshöhenverteilungskurve (vgl. Fig. 4) wieder. Der Speicher 26 ist für den Mikroprozessor in der Steuereinheit 24 zugänglich und wird von diesem gesteuert, wobei jeweils jede Speicherstelle innerhalb des Speichers 26 vor dem Beginn eines Flüssigszintillations-Zählvorgangs geleert und rückgestellt wird. Die Wiedergabeeinheit 28, beispielsweise eine herkömmliche Kathodenstrahlröhre, kann periodisch die in einem bestimmten Fenster abgeleitete Zählrate wiedergeben oder periodisch eine das Impulshöhenverteilungs-Spektrum zeigende graphische Kurve wiedergeben. Alternativ können am Ende einer vorgegebenen Zählperiode die in den Speicherstellen 26 angesammelten Zählwerte durch die Steuereinheit 24 ausgelesen und als Impulshöhenspektrum an der Anzeigeeinheit 28 wiedergegeben werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß der Summationsverstärker zwei Analog-Digital-Wandler umfassen kann, welche den von den Photomultiplierröhren 12 und 14 nachgewiesenen Impulshöhen entsprechende digitale Ausgangsgrößen liefern. Die digitalen Ausgangsgrößen werden vor der Zufuhr an das Gatter 20 summiert. In einer derartigen Konfiguration ist der Analog- Digital-Wandler nicht erforderlich. Des weiteren kann der Impulshöhenanalysator 23 in die Steuereinheit 24 auf Mikroprozessorbasis inkorporiert sein. Tatsächlich wird die Analyse von digitalen Impulshöhendaten häufig durch von einem Mikroprozessor gesteuerte Software verarbeitet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheiden sich die Energiebereiche oder Fenstergrößen voneinander und werden durch die Impulshöhenanalysatoren gemäß einer Quadratwurzel-Beziehung vorbestimmt, in welcher die mittlere oder durchschnittliche Energie innerhalb eines bestimmten Fensters proportional der Quadratwurzel der Zahl dieses Fensters ist. Es wurde gefunden, daß einer derartigen Beziehung genügt wird, wenn die Breiten der Fenster, d. h. die Anzahl von Kanälen für die betreffenden Fenster, einer arithmetischen Reihe entsprechen, in welcher der Unterschied in der Anzahl von Kanälen für aufeinanderfolgende Fenster eine ganzzahlige Konstante ist.
Im folgenden wird die mathematische Analyse gezeigt.
Es sei
N = Gesamtzahl von Fenstern
n = 1, 2, 3 ..., N, die aufeinanderfolgende Zahl bzw. Nummer der Fenster
Cn = die Zahl von Kanälen im n-ten Fenster
δC = Unterschied in der Anzahl von Kanälen zwischen aufeinanderfolgenden Fenstern (eine Konstante)
En = obere Grenze des Energiepegels oder -werts des n-ten Fensters
n = mittlerer Energiepegel oder -wert des n-ten Fensters
δE = Energieintervall je Kanal (eine Konstante)
Fig. 2 zeigt eine schematische Veranschaulichung der Fenster von Energie-(Impulshöhen-)Pegeln in Darstellung auf einer Quadratwurzelskala bzw. -achse.
Cn entspricht einer arithmetischen Reihe mit dem Unterschied δC. Die Anzahl von Kanälen im n-ten Fenster ist gegeben zu:
Cn = C&sub1; + (n-1) δC (1)
und die Gesamtzahl von Kanälen in den ersten n Fenstern ist gegeben zu:
Daraus folgt, daß:
Durch Einsetzen der Gleichung (2) in (4) und Vereinfachung erhält man:
n = δE/2 ((n² - 2n + 1) δC + (2n - 1) C&sub1;) (5)
Man erkennt, daß, wenn n groß ist, n angenähert ausgedrückt werden kann als:
n = An² + B (6)
worin A und B Konstanten sind.
Somit läßt sich sagen, daß der durchschnittliche oder mittlere Energiepegel bzw. -wert im Fenster n proportional der Quadratwurzel aus der Fensternummer ist und annähernd durch
nα n² (7)
oder
nα n (8)
ausgedrückt werden kann.
Für den Fall, wo δC = C&sub1;, ist ersichtlich, daß die Konstante B = 0 in der Gleichung (6) und die in den Gleichungen (7) und (8) ausgedrückten Beziehungen genau stimmen.
Die Konstanten δE und δC werden den erwarteten vollen Wertebereichen der Impulshöhe und der gewünschten Auflösung gemäß gewählt. Die maximale Anzahl von Fenstern ist von δC und der Anzahl von verfügbaren Speicherstellen im Impulshöhenverteilungs-Speicher abhängig. Gemäß Gleichung (5) sind die Konstanten A und B von δE, δC und C&sub1; abhängig.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 ist ersichtlich, daß die Löschbestimmung nach dem H-Zahl-Verfahren (vgl. US- Patentschrift 4 075 480 (Horrocks)) bei Anwendung von Fenstern unterschiedlicher Größe gemäß der vorliegenden Erfindung schneller und genauer berechnet werden kann. Die Verteilung von Impulshöhen längs einer Quadratwurzelskala bzw. -achse führt zu einer höheren Auflösung am energiereichen Ende, im Vergleich zu einer logarithmischen Skala. Im einzelnen erzeugt eine Gammastrahlungswechselwirkung mit der Szintillationslösung Compton-Streuelektronen mit einem ungelöschten Impulshöhenverteilungs-Spektrum 50 der Compton-Streuelektronen, wie in Fig. 3 veranschaulicht. Die Compton- Streuelektronen werden durch Löscheffekte so beeinflußt, daß das resultierende gelöschte Impulshöhenverteilungs-Spektrum 52 der Compton-Streuelektronen zu niedrigeren Impulshöhenpegeln bzw. -werten verschoben ist. Die H-Zahl wird als der Unterschied ΔH in den Impulshöhenwerten zwischen den Wendepunkten 54 und 56 auf den Kurven bestimmt, der eine Anzeige des Grads der Löschung in der Szintillationslösung ist. In der Vergangenheit bereitete die Bestimmung der Wendepunkte 54 und 56 des Impulshöhenspektrums in logarithmischer Darstellung Schwierigkeiten infolge der geringen Auflösung am energiereichen Ende des Spektrums. In ähnlicher Weise (in den Zeichnungsfiguren nicht dargestellt) herrschte bei Darstellung des Impulshöhenspektrums auf einer linearen Skala bzw. Achse am energiearmen Ende des Impulshöhenspektrums keine genügende Auflösung. Demgemäß wurden zeitaufwendige Algorithmen zur Verarbeitung der Impulshöhendaten zum Zweck der Bestimmung der Wendepunkte entwickelt. Die Genauigkeit derartiger Algorithmen genügen häufig nicht den Erwartungen.
Gemäß Fig. 4 erhöht eine Quadratwurzel-Darstellung des Impulshöhenspektrums die Auflösung am energiereichen Ende. Anders als bei logarithmischer Wiedergabe kann ein Zusammendrängen der Datenpunkte am energiereichen Ende vermieden werden. Die S-förmigen Profile der Spektren 60 und 62 sind daher besser definiert. Demgemäß können die Wendepunkte 64 und 66 zur Bestimmung der H-Zahl genauer lokalisiert werden. Die Quadratwurzel-Darstellung ergibt immer noch eine bessere Auflösung am energiearmen Ende, verglichen mit einer linearen Darstellung. Somit läßt sich durch Verwendung einer Quadratwurzel-Darstellung eine bessere Auflösung an beiden Enden des Gesamtbereich-Impulshöhenspektrums erreichen. Die Quadratwurzel-Darstellung kann als eine Zwischenskala zwischen der logarithmischen und der linearen Skala angesehen werden. Ohne in eine längere Analyse eintreten zu wollen, die für die Ausübung der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich ist, hat in statistischer Betrachtungsweise der Erfinder der vorliegenden Erfindung gefunden, daß die Quadratwurzel-Darstellung den statistischen Fehlertheorien betreffend den Zählwirkungsgrad angepaßt ist, indem eine Wahrscheinlichkeitsverteilung der nachgewiesenen Auftretenshäufigkeiten von Impulshöhen, die nur von einem Bruchteil der durch die Szintillation erzeugten gesamten Photonen ausgelöst werden, eingeht. Die Standardabweichung der Wahrscheinlichkeitsverteilung ist proportional der Quadratwurzel der erwarteten Photonenzahl oder Energie.
Indem gemäß der vorliegenden Erfindung eine Quadratwurzel- Darstellung Anwendung findet, wird die Impulshöhenverteilung auf einer "linearen" Skala bezüglich auf Quadratwurzeln beruhenden Standardabweichungen wiedergegeben.
In der Vergangenheit mußte, um die Auflösung an den Enden des Impulshöhenspektrums zu erhöhen, die Zahl von Impulshöhenfenstern erhöht werden, was entsprechend die Anzahl von Speicherstellen und die Datenverarbeitungszeit erhöhte. Durch Verwendung einer Quadratwurzel-Darstellung des Impulshöhenspektrums gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Auflösung des Impulshöhenspektrums als Ergebnis einer effizienteren Ausnutzung von verfügbaren Speicherstellen erhöht. Die Realzeit-Datenverarbeitung kann selbst bei verbesserter Auflösung rascher durchgeführt werden, da die tatsächliche Zahl der Speicherstellen, zu denen Zugriff genommen werden muß, nicht erhöht wurde.
Zwar wurde die Erfindung anhand der veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschrieben, jedoch ist für den Fachmann offenkundig, daß in den beschriebenen Ausführungsbeispielen verschiedene Modifizierungen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne daß hierdurch der Rahmen und der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird. Dementsprechend soll die Erfindung durch die speziellen veranschaulichten Ausführungsbeispiele nicht begrenzt werden, sondern nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche.

Claims

1. Verfahren zum Messen von durch einen Scintillationszähler erzeugten Scintillations-Impulshöhendaten, um die Bestimmung von Löschung zu ermöglichen, umfassend die Schritte:

- Wählen einer Mehrzahl von Daten-Fenstern (n), deren jedes jeweils einen Bereich von Impulshöhen entspricht, die einen Bereich von Scintillationsenergie-Pegeln (En - En-1) entsprechen und jeweils einen durchschnittlichen oder mittleren Energiepegel bzw. -Wert ( ) besitzen;

- Ermitteln der Impulshöhendaten von dem Scintillationszähler; und

- Analysieren der Impulshöhendaten durch deren Verteilung auf die Mehrzahl von Datenfenstern (n), zur Gewinnung eines Zählwerts der jeweiligen Anzahl des Auftretens von Impulshöhen innerhalb jedes Datenfensters (n); das Verfahren dadurch

gekennzeichnet, daß

in der Mehrzahl von Datenfenstern (n) jeweils jedes eine unterschiedliche Größe besitzt, wobei die Größe auf einanderfolgender Datenfenster (n) eine erste arithmetische Reihe bildet, deren Parameter so gewählt sind, daß der mittlere oder durchschnittliche Energiepegel ( ) des betreffenden Fensters (n) wenigstens annäherend proportional der Quadratwurzel des betreffenden Daten-Fensters (n) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils jedes der Datenfenster (n) aus einer Anzahl von Kanälen (Cn) von gleicher Größe entsprechend einem Impulshöhenintervall (δE) besteht, die einem Intervall von Energiepegeln bzw. -werten entsprechen, und daß die jeweilige Größe jedes Fensters so gewählt ist, daß die Anzahl von Kanälen (Cn) in aufeinanderfolgenden Fenstern (n) eine zweite arithmetische Reihe bildet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere oder durchschnittliche Pegel ( ) zu dem Fenster Nummer (n) in einer Beziehung entsprechend der Näherung

= An² + B

steht, worin

n = 1, 2, 3, ..., N, die aufeinanderfolgenden Zahlen bzw. Nummern der Fenster,

= der mittlere oder durchschnittliche Energiepegel bzw. -wert des n-ten Fensters,

A = eine vom Energieintervall pro Kanal und vom Unterschied der Anzahl von Kanälen (Cn) zwischen aufeinanderfolgenden Datenfenstern (n) abhängige Konstante und

B = eine vom Energieintervall pro Kanal, dem Unterschied in der Anzahl von Kanälen (Cn) zwischen aufeinanderfolgenden Datenfenstern (n) und von der Anzahl von Kanälen in dem ersten Fenster abhängige Konstante

bedeuten.

4. Verfahren anch Anspruch 1 oder Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche oder mittlere Energiepegel ( ) zu dem Fenster Nummer (n) in einer Beziehung gemäß der Näherung

α n²

steht, worin

n = 1, 2, 3, ..., N, die aufeinanderfolgenden Nummern der Fenster und

= den mittleren oder durchschnittlichen Energiepegel bzw. -wert des n-ten Fensters

bedeuten.

5. Apparatur zum Messen von durch einen Scintillationszähler erzeugten Scintillationsimpulshöhendaten, um eine Bestimmung der Löschung zu ermöglichen, umfassend:

- den Scintillationszähler;

- Mittel zum Wählen einer Mehrzahl von Datenfenstern (n), deren jedes jeweils einem Bereich von Impulshöhen entspricht, die einem Bereich von Scintillationsenergiepegeln (En - En-1) entsprechen und jeweils einen durchschnittlichen oder mittleren Energiepegel bzw.

-wert ( ) besitzen;

- Mittel zur Gewinnung der Impulshöhendaten von dem Scintillationszähler; und

- Mittel zum Analysieren der Impulshöhendaten durch deren Verteilung auf die Mehrzahl von Datenfenstern (n) zur Gewinnung eines Zählwerts der jeweiligen Anzahl des Auftretens von Impulshöhen innerhalb jedem Datenfenster (n); die Apparatur

dadurch gekennzeichnet, daß

in der Mehrzahl von Datenfenstern (n) jeweils jedes eine unterschiedliche Größe besitzt, wobei die Größe aufeinanderfolgender Datenfenster (n) eine erste arithmetische Reihe bilden, die so gewählt ist, daß der mittlere oder durchschnittliche Energiepegel bzw. -wert ( ) des betreffenden Fensters (n) wenigstens annähernd proportional der Quadratwurzel des betreffenden Datenfensters (n) ist.

6. Apparatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils jedes der Fenster (n) aus einer Anzahl von Kanälen (Cn) gleicher Größe entsprechend einem Impulshöheninterval (δE) besteht, das einem Interval von Energiepegeln entspricht, und daß die Größe der einzelnen Fenster (n) jeweils so gewählt ist, daß die Anzahl von Kanälen (Cn) in aufeinanderfolgenden Fenstern (n) eine zweite arithmetische Reihe bildet.

7. Apparatur nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche oder mittlere Energiepegel bzw. -wert ( ) zu dem Fenster Nummer (n) in der Beziehung entsprechend der Näherung:

= An² + B

steht, worin

n = 1, 2, 3, ..., N, die aufeinanderfolgenden Zahlen bzw. Nummern der Fenster,

A = eine vom Energieintervall pro Kanal und vom Unterschied der Anzahl von Kanälen (Cn) zwischen aufeinanderfolgenden Datenfenstern (n) abhanglge Konstante und

bedeuten.

8. Apparatur nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche oder mittlere Energiepegel ( ) zu dem Fenster Nummer (n) in einer Beziehung gemäß der Näherung

α n²

steht, worin

n = 1, 2, 3, ..., N, die aufeinanderfolgenden Nummern der Fenster und

bedeuten.