DE69217966T2 - Gasdurchfluss-zählrohr vom geiger-müller typ und verfahren zur überwachung ionisierender strahlungen - Google Patents
Gasdurchfluss-zählrohr vom geiger-müller typ und verfahren zur überwachung ionisierender strahlungenInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft im allgemeinen Vorrichtungen zum Erkennen und Messen von Strahlung und ein Verfahren zum Überwachen solcher Strahlung.
- Es existiert eine große Zahl verschiedener Arten von Strahlungssensorelementen. Eine solche Vorrichtung ist ein Geiger-Müller-Detektor. Dieser besteht im Grunde aus einem Elektrodenpaar, das von einem Zählgas umgeben ist, welches speziell aufgrund der Leichtigkeit, mit der es ionisiert werden kann, ausgewählt ist. Wenn Strahlung das Gas ionisiert, bewegen sich die derart erzeugten Ionen zu den Elektroden, zwischen denen ein hohes elektrisches Potential herrscht. Die Bewegung der Ionen in Richtung auf die Elektroden stellt ein elektrisches Signal dar, das elektronisch erkannt und aufgezeichnet werden kann. Somit erzeugt jedes Partikel oder jeder Strahl, welches/-r das Geiger-Müller-Rohr durchläuft und das Zählgas ionisiert, ein elektrisches Signal, wobei die Zahl dieser Signale einen Meßwert der Strahlungsintensität darstellt.
- Geiger-Müller-Detektoren sind in zahlreichen verschiedenen Formen erhältlich, beispielsweise als "Seitenfenster"- oder "Endfenster"-Rohrtyp, die derart bezeichnet werden, da sie ein dünnes Fenster auf einer Seite oder an einem Ende aufweisen, durch das die Strahlung hindurchgeht. Der Endfenstertyp besteht aus einem metallischen zylindrischen Mantel oder einem solchen aus Glas, dessen Innenseite mit einem leitfähigen Material beschichtet ist. Die Wand des Rohres bildet die als Kathode bekannte negative Elektrode. In der Mitte befindet sich ein konzentrisch ausgerichteter dünner Metalldraht, der die Anode bildet.
- Der Raum zwischen den Elektroden ist mit einem Zählgas ausgefüllt, beispielsweise Helium oder Argon, das mit einer kleinen Menge eines polyatomaren Gases, beispielsweise Alkohol oder Butan, verwendet werden kann, wenn ein schnelles internes Löschen erwünscht ist. Das polyatomare Gas ist jedoch nicht erforderlich, wenn der Detektor von außen gelöscht wird. Das Fenster verhindert das Austreten des Gases in die Atmosphäre, ist jedoch ausreichend dünn, um das Hindurchtreten bestimmter Typen von ionisierender Strahlung und deren Energie in das Rohr zu ermöglichen. Diese Art von Rohr ist besonders zum Erkennen von Beta-Partikeln mit gemäßigter bis hoher Energie geeignet.
- Andere Arten von Strahlungssensorelementen sind der Proportionaldetektor, der Ionisierungskammerdetektor und der Leuchtstoffdetektor. Jeder diese Detektoren unterscheidet sich in der Funktionsweise und in der Empfindlichkeit für einen bestimmten Strahlungstyp. Sie sind darin ähnlich, daß sie die Ionisierungsstrahlung in elektrische Signale umwandeln.
- Ein Leuchtstoffdetektor wird in einem Flüssigleuchtstoffzähler verwendet, um die von einer in dem Zähler enthaltenen Probe (die möglicherweise mit einem radioaktiven Material kontaminiert ist) emittierte Strahlung zu erkennen. In diesem System ist eine kontaminierte Probe in einem Röhrchen angeordnet, das eine Mischung aus Szintillationsfluor und einem Losungsmittel enthält. Das Röhrchen wird anschließend in eine Dunkelkammer eingebracht, in der emittierte Photonen, die durch das Zusammenwirken ionisierender Strahlung und des Fluors erzeugt werden, erkannt und gezählt werden. Dieses Verfahren weist eine Anzahl von Nachteilen auf: das Instrument ist teuer; es ist zu groß, um tragbar zu sein, und die auszuwertenden Proben müssen zu dem Instrument gebracht werden; was bei fester Kontaminierung das Zerstören eines Gegenstands erfordert, um eine Probe zu erhalten; das Instrument ist empfindlich (weshalb es fern von Bereichen angeordnet sein muß, in denen mit Radioaktivität umgegangen wird) und komplex, weshalb eine regelmäßige Wartung erforderlich ist; es besteht eine zeitliche Verzögerung zwischen dem Vorbereiten der Probe und der Durchführung der Zählung; es ist ausgelegt, Gruppen von Proben auszuwerten und es ist ineffizient für das Auswerten einzelner Proben; und es ist erforderlich, Chemikalien zu kaufen, zu lagern und zur Verfügung zu halten, die weitere Nachteile haben können, nämlich, daß sie teuer, entflammbar und giftig sind, und ferner das Entsorgen von gefährlichen Abfallstoffen erfordern.
- Flüssigleuchtstoffzähler sind zum Erkennen von Strahlung mit geringer Energie geeignet, die in ein Geiger-Müller-Rohr mit geschlossenem Fenster nicht eindringen können. Geiger-Müller-Rohre mit offenem Fenster sind jedoch in der Lage, Strahlung mit geringer Energie zu erkennen, da die Strahlung in das Rohr eintreten kann. Der Ionisierungskammer wird stetig Zählgas zugefut, um das aus dem offenen Fenster austretende Gas zu ersetzen. Bei diesen Detektoren wird die Probe nahe dem offenen Fenster angeordnet. Dies ist erforderlich, da die Niedrigenergiestrahlung einen breiten Luftspalt nicht durchdringen kann. Beispielsweise kann von Tritium erzeugte Beta- Strahlung nur etwa ein Drittel eines Inch Luft bei Atmosphärendruck durchdringen.
- Die Nachteile von Geiger-Müller-Zählern mit offenem Fenster sind unter anderem: es ist erforderlich, die Probe nahe einem offenen Fenster der Kammer anzuordnen, die eine freiliegende Elektrode mit einem Potential von ungefahr 900 bis 1200 Volt aufweist, wodurch die Gefahr eines elektrischen Schlags besteht; es ist eine schnelle Gasströmung und/oder das Verringern der Größe des offenen Fensters erforderlich, um eine vollständige Hülle aus Zahlgas um die Elektrode zu bilden; der hohe Gasverbrauch ist kostspielig und kann eine kostspielige Gasversorgungsverteilungsleitung erfordern, die die Verwendung mehrerer Gastanks oder häufige Unterbrechungen zum Ersetzen leerer Gastanks erfordert; die Inbetriebnahme des Instruments erfordert das Reinigen der Kammer, um angesammelte Luft zu verdrängen, wodurch eine erhebliche Verzögerung verursacht wird, bevor die Probe gezählt werden kann (vorzeitiges Zählen kann zu einem falschen negativen Ergebnis führen, d.h. daß die Probe nicht kontaminiert ist, obwohl sie es tatsächlich ist); das Instrument ist schwer zu verwenden, da jegliche Bewegung des Detektors oder von Luft in der Nähe des Detektor das Zählgas aus dem Bereich der Elektrode verdrängen kann, wodurch die Erkennungsfahigkeit ausgesetzt wird. Dies ist nicht praktisch, wenn die Kontaminierung von Personen eine Rolle spielt und es ist wahrscheinlich unpraktisch bei der Probennahme von Gegenständen und Einrichtungsoberflächen.
- Das proportionale Gasstromzählen mit offenem Fenster ist dem zuvor beschriebenen Geiger-Müller-Verfahren ahnlich. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, daß der Proportionaldetektor ein anderes elektrisches Potential verwendet, um zwischen den verschiedenen Arten von Strahlung zu unterscheiden, und somit ist die Effizienz des Detektors erheblich verringert. Ein Beispiel für einen solchen Zähler ist der fensterlose Tritium-Oberflächenkontaminationsmonitor, Modelle PTS-65 und PTS-6M, erhältlich von Technical Associates, 7051 Eton Avenue, Canoga Park, CA 91303. Nachteile dieses Verfahrens sind unter anderem: die Erfordernis komplexer und kostspieliger Elektronik, die normalerweise nicht durch andere herkömmlich verwendete Detektoren austauschbar sind; es erfordert extensive Übung, um korrekt bedient zu werden; es erfordert komplexere Kalibrierungsverfahren.
- Es ist heute üblich, Flüssigleuchtstoffzähler zum Auswerten von Proben zu verwenden, die leicht von einer Oberfläche entfernbar sind. Tragbare Proportionalzähler mit dünnen Fenstern werden verwendet, um Oberflächen zu überwachen, die im verdacht stehen, mit Alpha-Emittern kontaminiert zu sein. Nicht tragbare Proportionalzähler werden bei Proben verwendet, die leicht von einer Oberfläche entfernbar sind. Tragbare Geiger-Müller-Detektoren mit dünnen Fenstern werden zur Überwachung von Oberflächen verwendet, die möglicherweise mit wenigstens einem Radionuklid kontaminiert sind, das eine Beta-, Gamma- und/oder Röntgenstrahlung mit gemäßigter und/oder hoher Energie emittiert.
- US-A-4 633 089, erteilt an Wijangco et al. am 30. Dezember 1986, beschreibt einen Hand-Strahlungsdetektor zum Messen lokalisierter Strahlung mit geringem Pegel in der Größenordnung von einer Zählung pro Minute, wobei der Detektor eine durch ein Gehäuse gebildete dichte Kammer verwendet.
- US-A-4 644 167, erteilt an Sorber am 17. Februar 1987, beschreibt eine Strahlungsdosisratenmeßvorrichtung.
- US-A-4 409 485, erteilt an Morris et al. am 11. Oktober 1983, beschreibt einen Strahlungsdetektor und ein Verfahren, mit dem das Glimmerfenster opak gemacht wird.
- GB-A-1 167477 beschreibt einen anderen Gasdurchflußdetektor vom Geiger-Müller- Typ mit offenem Fenster. Der Detektor ist mit einer Elektrode versehen, die in einer Kammer angeordnet ist. Die Kammer hat eine Öffnung, die von einer strahlungsdurchlässigen Abdeckung bedeckt ist. Die Kammer ist mit einer Öffnung versehen, durch die ein Zählgas zugeführt wird. Die Abdeckung, bei der es sich um eine feinmaschiges Gitter handelt, verringert den Gasverlust, ermöglicht jedoch das Eintreten von Strahlung in die Kammer.
- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gasdurchflußdetektor vom Geiger-Müller-Typ mit offenem Fenster zu schaffen, der im wesentlichen tragbar ist und im wesentlichen stabile Erkennungsbedingungen schafft.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- In einem anderen Ausführungsbeispiel betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überwachen von ionisierender Strahlung nach Patentanspruch 12.
- Die Zeichnungen zeigen:
- Figur 1 - eine zum besseren Verständnis teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Detektors.
- Figur 2 - eine geschnittene Seitenansichtdes Detektors von Figur 1.
- Figur 3 - ein schematisches Diagramm des Detektors von Figur 1.
- Der hierin verwendete Ausdruck "im wesentlichen stabil" bedeutet, daß der Detektor in der Lage ist, in verschiedenen Arten der Verwendung unter unterschiedlichen Bedingungen Kontaminierung zu erkennen. Beispielsweise kann eine mögliche Kontaminierung in einer windigen Außenumgebung erkannt werden. In einem anderen Beispiel kann die Erkennung durch einfaches Bewegen des Detektors in beliebiger Orientierung durch einen mobile Strahlungserkennungsvorgang erfolgen.
- Figur 1 ist eine perspektivische Darstellung des im wesentlichen stabilen, im wesentlichen tragbaren erfindungsgemäßen Geiger-Müller-Detektors, der in der Lage ist, ionisierende Strahlung zu erkennen. Beispiele für solche Strahlung sind die von Beta- Emittem, Gamma-Emittern, Röntgenstrahlungsemittern und Alpha-Emittern emittierten Strahlungen. Vorzugsweise handelt es sich bei der mit dem erfindungsgemäßen Instrument zu erkennenden Strahlung um Beta-Strahlung und insbesondere Beta- Strahlung mit niedriger Energie, hier insbesondere von Tritium erzeugte Beta-Strahlung mit niedriger Energie.
- Der erfindungsgemäße Detektor 1 weist eine elektrisch leitfähige Kammer 2 auf, die als Kathode wirkt. Die Kammer 2 kann aus praktisch jedem festen Material bestehen, das maschinell bearbeitbar ist. Es sollte ferner leicht dekontaminierbar sein. Solche Materialien sind unter anderem, jedoch nicht ausschließlich, Metalle, Kunststoffe, Harze etc.. Das bevorzugte Material ist Lucite . Die Kammer 2 kann in jeder Form ausgebildet sein. Es ist jedoch erwünscht, daß die Form der Kammer derart gewählt ist, daß die Reinigungszeit verringert wird. Die Reinigungszeit ist die Zeit, die zum Austreiben von Luft aus dem Detektor vor der Inbetriebnahme erforderlich ist.
- Die Form der Kammer sollte ferner derart gewählt sein, daß sie im wesentlichen frei von elektrischen Ableitungen nach außen ist. Die Innenfläche der Kammer sollte im wesentlichen glatt sein und kann aus jedem für diesen Zweck geeigneten leitfähigen Material bestehen, unter anderem, jedoch nicht ausschließlich, Metall, Folie, etc..
- Vorzugsweise handelt es sich bei dem verwendeten leitfähigen Material um eine leitfähige Farbe, die auf die Innenseite der Fläche unter Verwendung herkömmlicher Aufbringungsverfahren, beispielsweise Aufsprühen des leitfähigen Materials auf die Innenseite der Kammer, aufgebracht werden kann. Es kann jede beliebige im Handel erhältliche elektrisch leitfähige Farbe verwendet werden.
- Die elektrisch leitfähige Kammer weist eine Fluideinlaßeinrichtung mit mehreren Einlässen 3 und einer Öffnung 4 auf, die zum Empfang der Strahlung bemessen ist. Die Größe der Öffnung hängt von der Art der Verwendung des erfindungsgemaßen Detektors ab und kann, wie dem Fachmann verständlich, variiert werden.
- Eine Fluidzufuhreinrichtung 5 ist mit der Fluideinlaßeinrichtung zum Liefern von Fluid, beispielsweise eines Zählgases, zur Kammer verbunden. Die Einlässe 3 unterstützen das kontinuierliche Liefern einer im wesentlichen gleichförmigen Fluidausgabe in die Kammer 2 mit einer im wesentlichen konstanten Durchflußrate, die auf verschiedene Arten und Weisen erreicht werden kann. Es können beispielsweise Fluidzufuhreinrichtungen mit einem sich allmählich verringernden oder abgestuften Durchmesser verwendet werden, wie in Figur 2 dargestellt. Der Durchmesser nimmt derart ab, daß Fluid im wesentlichen gleichmäßig an jeden Einlaß geliefert wird. Jede dem Fachmann bekannte Fluidzufuhreinrichtung kann verwendet werden. Ein Beispiel für eine solche Einrichtung ist eine Verteilerleitung mit einem allmählich abnehmenden Durchmesser, die aus einer oder mehreren sich in die Kammerwand erstreckenden Öffnungen bestehen kann. Ein Vorteil der Einlässe 3 besteht in der Verringerung der erforderlichen Reinigungszeit.
- Mit dem erfindungsgemäßen Detektor kann jedes beliebige Fluid verwendet werden. Vorzugsweise ist das Fluid jedoch ein Zählgas. Es kann jedes dem Fachmann bekannte Zählgas verwendet werden. Es können Argon oder Helium erwähnt werden. Wenn jedoch die Ionisierung des Zählgases eingeleitet ist, setzt sich der Austritt aus der Kammer kontinuierlich fort, bis er unterbrochen oder durch ein anderes Verfahren gelöscht wird. Das Löschen kann intern oder extern erfolgen. Wird internes Löschen bevorzugt, ist es vorteilhaft, eine kleine Menge eines polyatomaren Gases wie Alkohol oder Butan mit einem Gas wie Helium zu mischen, um einen teil der Energie der positiven Ionen nach einem Ionisierungsvorgang zu absorbieren. Die geringe erforderliche Menge kann von einem Fachmann leicht bestimmt werden. Ein bevorzugtes Zählgas ist beispielsweise Helium, das mit ungefahr 0,9% Isobutan gemischt ist.
- Figur 1 zeigt ferner, daß eine isolierte Anode 6 in der Kammer angeordnet ist. Die Anode kann beispielsweise koaxial angeordnet sein. Dem Fachmann ist jedoch verständlich, daß die Anode nicht koaxial angeordnet sein muß, um korrekt zu funktionieren. Als Anode kann jedes leitfähige Material wie Wolfram verwendet werden. Jedes zur Isolierung geeignete Material kann zum Isolieren der Anode auf herkömmliche Weise verwendet werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist leitfähiges Material zwischen mit Teflon isolierten Stiften 7 angebracht, die in der Kammer unter Verwendung jedes beliebigen herkömmlichen Mittels angeordnet werden können, woraus sich ergibt, daß die Anode 6 von der Kammer 2 isoliert ist.
- Die Kammer weist ferner eine Öffnung auf, die zum Empfang der ionisierenden Strahlung 4 bemessen ist und über welcher eine strahlungsdurchlässige Abdeckung 8 dicht angebracht ist. Die Größe der strahlungsdurchlässigen Abdeckung 8 kann je nach der Größe der Öffnung in der Kammer verschieden sein, wie dem Fachmann verständlich. Die strahlungsdurchlässige Abdeckung 8 ist ein wesentlicher Aspekt der Erfindung. Die Abdeckung 8 sollte das Eindringen von ionisierender Strahlung ermöglichen, wänrend sie gleichzeitig dem Austritt des Fluids in der Kammer mehr Widerstand entgegensetzen soll. Daher wird eine stabilere Hülle aus Fluid in der Kammer aufrechterhalten. Sie sollte relativ leicht zu reinigen sein. Sie sollte nicht reaktiv sein, beispielsweise korrodieren oder mit Wasser reagieren. Sie sollte das Eindringen von Staub und anderer solcher Partikel sowie das Eindringen anderer kontaminierender Stoffe verhindern, die auf der Abdeckung selbst vorhanden sein können. Sie sollte ausreichend fest sein. Für die strahlungsdurchlässige Abdeckung ist eine Vielzahl von Materialien verfügbar. Zu erwähnen sind gewebte oder perforierte Metalle und gewebte oder perforierte Kunststoffe. Die strahlungsdurchlässige Abdekkung kann ein Edelstahlgitter mit einer maschenzahl von 400 x 400 pro linearen 25,4 mm (Inch) und einer offenen Fläche von 36% sein. Wie bereits erwähnt, ist ein weiterer Vorteil der strahlungsdurchlässigen Abdeckung Stabilität dahingehend, daß eine im wesentlichen konstante Fluidhülle in der Kammer aufrechterhalten bleibt, indem ein im wesentlichen langsames Austreten von Fluid aus der Kammer ermöglicht wird. Die strahlungsdurchlässige Abdeckung 8 kann an der Kammer unter Verwendung jedes dem Fachmann zur Verfügung stehenden Mittels angebracht werden, beispielsweise Kleber, Band, etc..
- Die elektrische Versorgungseinrichtung 9 ist mit der Kammer durch eine elektrische Schaltung mit einer Stromquelle verbunden, die außerhalb der Kammer angeordnet ist, welche zur leichteren Handhabung eine tragbare Stromquelle, beispielsweise eine Batterie, sein. Die Stromquelle ist ihrerseits durch eine herkömmliche elektrische Schaltung mit der Erkennungskammer verbunden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Stromversorgungseinrichtung 9 zwei Funktionen erfüllen, indem sie der Kammer Energie zuführt und indem sie das durch einen Ionisierungsvorgang in der Kammer erzeugte Signal an eine Einrichtung zum Erkennen solcher Impulse weiterleitet Es ist ebenfalls möglich, zusätzliche Einrichtungen mit der Kammer zu verbinden, um elektrische Impulse zu erkennen, die in der Kammer erzeugt wurden, wenn ein Ionisierungsvorgang durch in die Kammer eintretende ionisierende Strahlung bewirkt wird. Eine herkömmliche Meßeinrichtung kann an einer beliebigen Stelle in der elektrischen Schaltung vorgesehen, so daß jedes elektrische Signal in der Schaltung erkannt und/oder gemessen werden kann.
- Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der erfindungsgemäße Detektor ferner eine im wesentlichen ebene Platte 10 auf, die mit der Abdeckung 8 verbunden ist und eine Öffnung 11 aufweist, die derart bemessen ist, um die ionisierende Strahlung durch die Abdeckung 8 und die Kammeröffnung 4 hindurchtreten zu lassen. Eine solche Platte kann in gewissem Sinn als Kollimator bezeichnet werden. Die Größe der Öffnung hängt von der Verwendung des Detektors ab. Darüber hinaus muß die Öffnung in der ebenen Platte 10 nicht die gleiche Größe haben wie die Öffnung in der Erkennungskammer. Beispielsweise kann die Öffnung 11 in der Platte 10 kleiner bemessen sein als die Öffnung 4 in der Erkennungskammer. Die ebene Platte 10 kann an der strahlungsdurchlässigen Abdeckung 8 unter Verwendung jedes beliebigen Mittels wie Kleber, Schrauben, etc., angebracht werden. Vorzugsweise können einige Stücke druckempfindlicher Silikonkleber-Transferfilm verwendet werden, beispielsweise der von 3M Company hergestellte Film. Es ist vorteilhaft, Schrauben 12 zum Verschrauben der ebenen Platte 10 mit der Kammer zu verwenden. Dies schafft zudem eine Einrichtung zum Beabstanden der Seite des Detektors, an der die strahlungsdurchlässige Abdekkung 8 angebracht ist, und dem Strahlungserkennungstarget. Wenn jedoch Kleber verwendet wird, kann eine Abstandseinrichtung an dem Detektor zur Bildung eines kleinen Zwischenraums angebracht werden. Beispielsweise können Stifte anstelle von Schrauben verwendet werden. Diese Abstandeinrichtungen und die Platte unterstützen das teilweise Schützen der strahlungsdurchlässigen Abdeckung, um die Kontaminierung der strahlungsdurchlässigen Abdeckung 8 weiter zu verringern und einen kleinen Zwischenraum zur korrekten Reinigung des Detektors zu schaffen, sollte der Detektor mit der Seite der strahlungsdurchlässigen Abdeckung nach unten auf einer im wesentlichen ebenen Fläche liegen.
- Es wurde festgestellt, daß bei Anbringung der strahlungsdurchlässigen Abdeckung an der Platte in der zuvor beschriebenen Weise, der erfindungsgemäße Detektor inhärent gegen stoßartige Entladungen aufgrund von statischer Elektrizität geerdet ist, wenn der erfindungsgemäße Detektor in unmittelbare Nähe eines oder in Kontakt mit einem Strahlungserkennungstarget gelangt, das statische Elektrizität aufweist. Darüber hinaus ist die Reaktion des Detektors auf Strahlung besser geregelt, da außerhalb der Kammer auftretende Ionen nur sehr schwer in die Kammer wandern können.
- Figur 2 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Detektors. Sie zeigt den erfindungsgemäßen Detektor mit der zuvor beschriebenen Fluidzufuhreinrichtung, die eine im wesentlichen gleichförmige Fluidausgabe in die Kammer mit einer im wesentlichen konstanten Durchflußrate bietet. Sie zeigt ferner den erfindungsgemäßen Detektor mit einer Einrichtung 13 zum Anzeigen der Betriebsbereitschaft des Detektors. Ein Beispiel für eine solche Einrichtung ist eine Lampe, an der eine geeignete Einschalteinrichtung 14 angebracht ist.
- Figur 3 ist ein schematisches Bild des Detektors von Figur 1.
- In einem weiteren Ausführungsbeispiel betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überwachen von ionisierender Strahlung mit den folgenden Schritten:
- a) Anordnen eines im wesentlichen stabilen, im wesentlichen tragbaren Gasdurchflußdetektors vom Geiger-Müller-Typ mit offenem Fenster nach einem der Ansprüche 1-11in der Nähe einer Strahlungserkennungstargetfläche;
- b) kontinuierliches Einleiten von Fluid in die Kammer;
- c) Einschalten des Detektors;
- d) Bewirken einer Reaktion der in die Kammer eindringenden Strahlung mit dem Fluid zur Erzeugung von Ionen;
- e) Bewirken des Kontakts zwischen den Ionen und einer Elektrode zur Erzeugung elektrischer Impulse; und
- f) Bestimmen der Anzahl der Impulse.
- Es existieren zahlreiche verschiedene Arten, den erfindungsgemäßen Detektor zum einfachen, schnellen und wirksamen Überwachen ionisierender Strahlung zu verwenden. Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Detektor in einem Halter angebracht sein, wobei die strahlungsdurchlässige Abdeckung leicht zugänglich ist, wobei Hände, kleine Werkzeuge, Wischer, und praktisch jedes beliebige kleine, leicht handhabbare Objekt auf das Vorhandensein radioaktiver Kontaminierung hin überwacht werden können. In einer anderen Variante ist es nützlich, den Detektor an den zu überwachenden Gegenstand heran zu bringen. Bei einer solchen "Frisker"-Konfiguration kann der Detektor zum Überwachen des gesamten Körpers (einschließlich der Kleidung) und zum Überwachen großer oder umständlich zu handhabender Gegenstände, beispielsweise einer Leiter, verwendet werden. Bei einer anderen Variante kann die Vorrichtung mit einem kleinen Gasvorrat und einem Ratenmesser versehen sein, um das Tragen in der Hand oder das Anordnen auf einem Handwagen oder -karren zu erlauben. Der Detektor kann über Oberflächen geführt werden, die in Verdacht stehen, kontaminiert zu sein, sowie über andere Gegenstände, um festzustellen, ob eine radioaktive Kontaminierung gegeben ist (sowohl entfernbare, als auch feste Kontamination). Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Detektors besteht darin, daß schädliche giftige Chemikalien in Verbindung mit dem Betrieb des Detektors nicht erforderlich sind. Er ist somit nicht nur unter Umweltgesichtspunkten sicherer, sondern auch für die den Detektor betreibende Person. Ferner ist dieser Detektor viel leichter zu bedienen, so daß eine umfassende Ausbildung des Bedieners nicht erforderlich ist.
Claims (15)
1. Gasdurchflußdetektor vom Geiger-Müller-Typ mit offenem Fenster zur
Überwachung ionisierender Strahlung, mit:
- einer elektrisch leitenden Kammer (2) mit einer Fluideinlaßeinrichtung und einer
Öffnung (4), die zum Empfang der Strahlung ausgelegt ist,
- einer mit dem ersten Einlaß (3) verbundenen Fluidzufuhreinrichtung (5),
- mindestens einer isolierten Anode (6) in der Kammer (2),
- einer strahlungsdurchlässigen Abdeckung (8), die im wesentlichen dicht über der
Öffnung (4) angebracht ist,
- einer mit der Kammer (2) verbundenen elektrischen Versorgungseinrichtung (9), und
- einer mit der Kammer (2) verbundenen Einrichtung zum Erkennen elektrischer
Impulse, die in der Kammer (2) erzeugt werden, wenn durch die in die Kammer (2)
eintretende Strahlung eine Ionisierung erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß
- die Fluideinlaßeinrichtung mehrere Einlässe (3) entlang der Kammer (2) aufweist, um
kontinuierlich eine im wesentlichen gleichmäßige Ausgabe von Fluid über die Länge
der Kammer mit einer im wesentlichen konstanten Fließrate zu erzielen, wodurch der
Detektor im wesentlichen tragbar ist und im wesentlichen stabile
Erkennungsbedingungen bietet.
2. Detektor nach Anspruch 1, bei dem die Fluidzufuhreinrichtung (5) einen allmählich
abnehmenden oder abgestuften Durchmesser aufweist.
3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer im wesentlichen ebenen Platte
(10), die mit der Abdeckung (8) verbunden ist und eine Öffnung (11) aufweist, die
derart ausgelegt ist, daß sie ein Hindurchtreten der Strahlung durch die Abdeckung (8)
und die Kammeröffnung (4) ermöglicht.
4. Detektor nach Anspruch 3, bei dem die Öffnung (11) in der ebenen Platte (10)
kleiner ist als die Öffnung (4) in der Kammer (2).
5. Detektor nach einem der Ansprüche 14, der zur Erkennung der ionisierenden
Strahlung von Tritium ausgebildet ist.
6. Detektor nach einem der Ansprüche 1-5, bei dem die strahlungsdurchlässige
Abdekkung (8) aus der Gruppe ausgewahlt ist, die aus gewebten oder perforierten Metallen
und gewebten oder perforierten Kunststoffen besteht.
7. Detektor nach einem der Ansprüche 1-6, bei dem die Fluidzufuhreinrichtung (5) in
der Lage ist, ein Zählgas bereitzustellen.
8. Detektor nach einem der Ansprüche 1-7, ferner mit einer Abstandseinrichtung zur
Bildung eines Zwischenraums zwischen der strahlungsdurchlässigen Abdeckung (8)
und einer Oberfläche, bei der eine Kontaminierung mit ionisierender Strahlung
vermutet wird.
9. Detektor nach einem der Ansprüche 1-8, bei dem die Kammer (2) eine elektrisch
leitende Beschichtung aus leitfähiger Farbe aufweist.
10. Detektor nach einem der Ansprüche 1-9, bei dem die Kammer (2) aus Materialien
besteht, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Metalle, Kunststoffe und Harze
umfaßt.
11. Detektor nach einem der Ansprüche 3-10, bei dem die im wesentlichen ebene Platte
(10) das Fließen von Fluid durch die Abdeckung (8) und die Kammeröffnung (4)
ermöglicht.
12. Verfahren zum Überwachen von ionisierender Strahlung unter Verwendung eines
Detektors nach einem der Ansprüche 1-11, mit den folgenden Schritten:
a) Anordnen des Detektors in der Nähe eines Strahlungserkennungszielbereichs;
b) kontinuierliches Einleiten von Fluid in die Kammer;
c) Einschalten des Detektors;
d) Bewirken einer Reaktion der in die Kammer eindringenden Strahlung mit dem Fluid
zur Erzeugung von Ionen;
e) Bewirken des Kontakts zwischen den Ionen und einer Elektrode zur Erzeugung
elektrischer Impulse; und
f) Bestimmen der Anzahl der Impulse.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Detektor in der Nähe einer Quelle
ionisierender Strahlung angeordnet ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche Beta-
Emitter, Gamma-Emitter, Röntgenstrahlen-Emitter und Alpha-Emitter umfaßt.
14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Quelle der ionisierenden Strahlung
Tritium ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-14, bei dem das Fluid ein Zählgas ist.
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