DE763578C - Kondensator und Messanordnung zur Messung der Intensitaet von Roentgenstrahlen und haerteren elektromagnetischen Strahlen - Google Patents

Description

• Kondensator und Meßanordnung zur Messung der Intensität von Röntgenstrahlen und härteren elektromagnetischen Strahlen Die bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Intensitätsmessung von Röntgenstrahlen (Röntgendosimeter) beruhen fast durchweg auf der Änderung von Leitfähiglseiten unter dem Einfluß der Strahlen und benötigen demgemäß bei ihrem praktischen Gebrauch sehr empfindliche Meßgeräte und weiterhin, je nach demAnwendungszweck verschiedenartige elektronische Verstärkerröhren. Das verteuert nicht nur die Apparatur, sondern bringt auch bei Messung kleiner Intensitäten erhebliche Nachteile undUngenauigkeiten mit sich.
• Es ist bereits eine Anordnung zur Umsetzung von Strahlungsenergie in elektrische Energie, insbesondere zur Fernbildübertragung, unter Verwendung eines Kondensators bekannt, dessen Dielektrikum aus einem seine Dielektrizitätskonstante bei Bestrahlung ändernden, durch ein Metall, vorzugsweise Kupfer, aktivierten Zinksulfidleuchtstoff besteht. Es hat sich ferner gezeigt, daß der sog.
• DlK-Effekt, d. h. die Veränderung der Dielektrizitätskonstanten (DK) gewisser Stoffe (DK-Substanzen) unter der Einwirkung von Röntgenstrahlen groß genug ist um die Verwendung sehr einfacher Meßgreäte ohne empfindliche und kostspielige Teile zu ermöglichen. Insbesondere wurde gefunden, daß die Dielektrizitätskonstante von Phosphoren auf dre Grundlage von Zinksulfid, Kadmiumsulfid oder Zinkkadmiumsulfid mit Kupfer als aktivierendem Zusatz schon durch die Einwirkung geringer Röntgenintensitäten eine Änderung un ein Vielfaches ihres Grundwertes erfährt, welche durch Messung der Kapazität eines Kondensators, der einen solchen Phosphor als Dielektrikum enthält, bestimmt werden kann. Ein solcher Meßkondensator wird im folgenden kurz mit Röntgenmeßzelle bezeichnet.
• Die Verwendung von Zinksulfidphosphoren oder ähnlichen Stoffen als DK-Substanz bedingt nun bei Verwendung der Röntgenmeßzelle zur Dosierung langwelligre Röntgenstrahlen, gegebenenfalls auch bei härteren elektromagnetischen Strahlen oder aus beiden Strahlenarten bestehenden Strahlengemischen eine gewisse Abhängigkeit der Eichung von der Wellenlänge der auf die Zelle auftreffenden Strahlung. Diese spektrale Abhängigkeit läßt sich nun erfindungsgemäß, da die DK-Änderung in dem Dielektrikum in der Hauptsache auf der Bildung von Sekundärelektronen beruht, dadurch kompensieren, daß dem Zellenmaterial Elemente oder Verbindungen zugesetzt werden, deren Sekundärstrahlung in dem Unstetigkeitsbereich der spektralen Absorption des Zellenmaterials liegt. Durch geeignete Wahl und Bemessung dieser Zusätze läßt sich eine linearisierende Wirkung in weiterem Umfange erzielen, die untre geringer Korrektion der sekundären Röntgenstrahlen eine genaue Messung der Intensität ohne nennenswerte Frequenzabhängigkeit ermöglicht.
• Es wurde ferner gefunden, daß die Zellen auch zur integrierenden Messung von Strahlenintensitäten über größere Zeiträume Verwendung finden können, wenn als Zellenmatreial eine DK-Substanz mit längerer Nachwirkung, d. h. eine den DK-Effekt aufspeichernde DK-substanz gewählt wird. Eine solche, die auftretende Strahlungsenergie aufspeichernde Zelle ergibt demgemäß bei dre Messung einen Wert, der dem Integralwert der gesamten, während der Meßdauer auftretenden Strahlungsenergie entspricht. Diese Dielektrika haben die besondere Eigenschaft, daß sie ohne thermische Hilfsmittel eine genügend hohe DK-Änderung und damit eine größere Trägheitslosigkeit gewährleisten.
• Für die Benutzung des strahlenempfindlichen Kondensators (der sog. Röntgenmeßzelle) zur Messung der Intensität von Röntgenstrahlen und härteren elektromagnetischen Strahlen sowie von deren Strahlengemischen sind sämtliche Kapazitätsmeßverfahren geeignet.
• Als vorzüglich geeignet erweist sich für strahlenempfindliche Kondensatoren der erfindungsgemäßen Art eine Meßanordnung, bei welcher die Röntgenmeßzeile in Brückenschaltung mit einem Kondensator konstanter Kapazität zur Messung Verwendung findet.
• Eine weitere bevorzugte Meßanordnung besteht darin, daß sie als frequenzbestimmendes Glied in einen Schwingungskreis eingeschaltet und dieser Schwingungskreis in Interferenzschaltung mit einem Sender von konstanter Frequenz gebracht wird. Dabei ist durch die Einschaltung eines vrstellbaren Kondensators die Möglichkeit geschaffen, die Kapazitätsänderung der Röntgenmeßzelle durch meßbare Ändreung der Kapazität des verstellbaren Kondensators auszugleichen.
• Eine besonders geeignete Methode besteht darin. daß die Röntgenmeßzelle in einen Schwingungskreis eingeschaltet wird, der mit einem Schwingkreis konstanter Frequenz zur Resonanz gebracht wird. Durch die Bestrahlung der Röntgenmeßzelle wird diese Resonanz gestört, und sie kann durch entsprechend Verstellung eines veränderlichen Kondensators wiederhergestellt werden. Die Verstellung des veränderlichen Kondensators gibt das Maß für die Kapazitätsänderung der Meßzelle. Bei entsprechender Eichung des verstellbaren Kondensators kann daher an ihm unmittelbar die Intensität der zu messenden Strahlung abgelesen werden.
• In der Zeichnung ist eine besondres geeignete Resonanzschaltung schematisch gezeigt.
• Die Schaltung besteht aus einem Schwingungskreis A, in welchem die Röntgenmeßzelle 1 parallel mit einem verstellbaren Kondensator 2 eingeschaltet ist. Der Schwingungskreis ist an den Kathodenkreis einre Fünfpolröhre B angeschlossen.
• Im Anordenkreis der Röhre B liegt ein zweiter Schwingungskreis C von konstanter Frequenz, die in Resonanz mit der Frequenz des Kreises A ist, wenn dessen Röntgenmeßzelle 1 unbestrahlt und der Kondensator 2 auf o eingestellt ist. Der Schwingungskreis C hat vorzugsweise eine große Resonanzsteilheit und ist auf die gleiche Welle wie der Kreis A oder auf eine Oberwelle desselben abgestimmt. Die Röhre B enthält außer der in bekannter Weise beheizten Kathode 3, der Anode 4 und den Zwischengittern noch ein Abstimmkreuz 5 zum Anzeigen der Resonanz, Wenn die Zelle 1 bestrahlt wird, so ändert sich ihre Kapazität, und die beiden Kreise A llild C kommen außer Resonanz. Dadurch steigt der ursprünglich infolge des großen Resonanzwiderstandes des Kreises C sehr niedrige Anordenstrom in der Röhre B stark an. Durch entsprechende Verstellung des Kondensators 2 wird nun der Kreis A wieder in Resonanz mit dem Kreis C gebracht. Die Resonanz kann an dem Abstimmkreuz 5 beobachtet werden; es kann aber auch jedes andere geeignete Gerät, z. B. ein Galvanometer, ein Thermokreuz oder ein Detektor, zur Anwendung kommen. Bei dieser Meßanordnung ist es naturgemäß auch möglich, die Röntgenmeßzelle auch in den Schwingkreis C zu legen, dessen Kapazität fest oder veränderbar sein kann, und den Schwingkreis A zur Abstimmung zu benutzen oder die Welle heim Schwingkreis A fest zu lassen und mit dem variablen Kondensator des Schwingkreises C abzustimmen.
• PATENTANSPRY}CHE I. Kondensator zur Messung der Intensität von Röntgenstrahlen und härteren elektromagnetischen Strahlen und Strahlengemischen beider Arten durch Messung der Kondentsatorkapazität, mit einem seine D ielektrizitätskonstante unter dem Einfluß der Strahlen verändernden Dielektrikum, insbesondere Kadmiumsulfidkuplfer, gegebenenfaJls in Mischung mit Zinksulfidkupfer, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum außer der DK-Substanz noch die spektrale Abhängigkeit linearisierende Zusätze enthält.

Claims (1)

1. 2. Kondensator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer den DK-Effekt aufspeichernden DK-Substanz.

   3. Meßanordnung unter Verwendung eines strahlenempfindlichen Kondensators nach Anspruch I oder 2, gekennzeichnet durch die Anordnung des strahlenempfindlichen Kondensators in Brückenschaltung mit einem Kondensator konstanter Kapazität.

   4. Muß anordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Anordnung des strahienempfindlidien Kondensators in einem Sendekreis, der in Interferenzschaltung mit einem Sender konstanter Kapazität steht.

   5. Meßanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Anordnung des strahlenempfindlichen Kondensators in einem Sendekreis, der in Resonanz mit einem Sendekreis konstanter Frequenz steht.

   6. Meßanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall einer Mehrpolröhre ein Schwingkreis (=4) im Kathodenkreis liegt und durch Zusammenschaltung mit dem Gitter zur Selbsterregung dient sowie ein zweiter Schwingkreis (C) mit einer anderen Elektrode (hauptsächlich Anode) zusammengeschaltet ist und mit dem ersten Schwingkreis auf die Grundwelle oder eine Oherwelle abgestimmt wird und zum Anzeigen der Resonanz vorteilhaft ein Abstimmkreuz vorgesehen ist.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Gsterreichische Patentschrift Nr. 123 608; deutsche Patentschrift Nr. 695 029.