DE8113258U1

DE8113258U1 - PASSIVE RADONS DOSIMETER

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Publication number: DE8113258U1
Application number: DE19818113258
Authority: DE
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1981-05-06
Filing date: 1981-05-06
Publication date: 1981-09-17

Description

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Description:

Die Neuerung betrifft ein passives Radondosimeter mit einer Diffusionskammer, welche napfförmig ausgebildet ist, die eine Schutzkappe besitzt, bei der auf dem Boden ein erster Kernspurdetektor angeordnet ist und bei der eine Filterscheibe vorgesehen ist, die den Innenraum der Diffusionskammer von Aerosolen und Radonfolgeprodukten freihält.The innovation concerns a passive radon dosimeter a diffusion chamber, which is cup-shaped which has a protective cap in which a first nuclear track detector is arranged on the floor and in which a filter disc is provided, which the interior of the diffusion chamber of aerosols and radon products keeps free.

Für die langzeitige integrierende Messung der Radonkonzentration in Wohnhäusern wurde eine Diffusionskammer entwickelt, die von einem Glasfaserfilter abgedeckt wird und im unteren Teil einen Kernspurdetektor enthält. Die durch Radonzerfall entstehenden Radonfölgeprodukte werden hierbei nach kurzer Zeit an den Kammerwänden abgeschieden. Die Polykarbonat-Detektorfolie registriert α-Teilchen von 222Rn, 218 Po und 214 Po. Nach einer elektrochemischen Ätzung des Kernspurdetektors werden die Kernspuren mit einem Durchmesser von etwa 150 ,um z.B. aufA diffusion chamber was developed for the long-term, integrated measurement of the radon concentration in residential buildings, the is covered by a glass fiber filter and contains a nuclear track detector in the lower part. The one from radon decay The resulting radon oil products are deposited on the chamber walls after a short time. The polycarbonate detector film registers α-particles of 222Rn, 218 Po and 214 Po. After an electrochemical By etching the nuclear track detector, the nuclear tracks are about 150 µm in diameter, for example

2 '2 '

einer Fläche von 2 cm mit Hilfe eines Bildschirmsichtgerätes ausgezählt.an area of 2 cm was counted with the help of a monitor.

Wegen der unterschiedlichen Reichweiten der α-Teilchen und dem Nachweis einer vom Detektor vorgegebenen a-Energiegruppe ist die Radonempfindlichkeit einer Diffusionskammer u.a. von der Geometrie und Größe der Kammer sowie von der Position der Decektorflache in derBecause of the different ranges of the α-particles and the detection of one given by the detector a-energy group is the radon sensitivity of a diffusion chamber, including the geometry and size of the Chamber as well as the position of the Decektorflache in the

Kammer abhängig. Zum Nachweis kommen hierbei Radona-Zerfälle aus einem bestimmten Volumenbereich der Kammer und α-Zerfälle der überwiegend an den Kammerwänden abgeschiedenen Tochterprodukte von bestimmten Wandbereichen.Chamber dependent. Radona decays are used as evidence from a certain volume range of the chamber and α-decays predominantly on the chamber walls separated daughter products from certain wall areas.

Die der Neuerung gestellte Aufgabe besteht darin, ein Radondosimeter der eingangs genannten Art auf die dosimetrischen Eigenschaften zu optimieren, insbesondere die Nachweiswahrscheinlichkeit für α-Teilchen von Radon und Folgeprodukten mindestens zu verdoppeln.The task set for the innovation is to use a radon dosimeter of the type mentioned at the beginning optimize dosimetric properties, in particular the detection probability for α-particles of radon and its derivatives to at least double.

Die neuerungsgemäße Lösung ist im kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 1 beschrieben.The solution according to the innovation is described in the characterizing feature of claim 1.

Der Anspruch 2 gibt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Neuerung wieder.Claim 2 shows a particularly advantageous embodiment of the innovation.

Die Neuerung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles mittels der Figur 1 und 2 und den Tabellen I und II näher erläutert.The innovation is illustrated below using an exemplary embodiment using FIGS. 1 and 2 and the tables I and II explained in more detail.

Die Diffusionskammer 1 nach Figur 1 weist eine napfförrnige Gestalt auf. Auf dem Boden 2 ist ein erster Kernspurdetektor 3 in Form einer Scheibe aufgelegt bzw. eingespannt. Die Diffusionskammer 1 wird an ihrer Stirnseite mittels eines Filters 4 dicht verschlossen; Radongas kann allerdings durch das Filter 4 hindurchdiffundieren. Das Filter 4 liegt auf einem umlaufenden Sims 5 des aus Kunststoff gespritzten Napfes auf und wird über einen Ring 6 mit hochstehen-The diffusion chamber 1 according to Figure 1 has a cup-shaped Shape up. A first nuclear track detector 3 in the form of a disk is placed on the floor 2 or clamped. The diffusion chamber 1 is tightly closed on its end face by means of a filter 4; Radon gas can, however, diffuse through the filter 4. The filter 4 lies on one surrounding ledge 5 of the injection molded plastic bowl and is over a ring 6 with upright

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den Einzelstiften 7 von der Schutzkappe 8 der Diffu- ™the individual pins 7 from the protective cap 8 of the Diffu- ™

sionskammer 1 gehaltert. Die Schutzkappe 8 selbst '|sion chamber 1 supported. The protective cap 8 itself '|

weist einen umlaufenden Rand 9 auf, der durch eine entsprechende Formgebung mit dem Rand 10 der Diffu- 1has a circumferential edge 9, which by a corresponding shaping with the edge 10 of the diffuser 1

sionskammer 1 fest verbunden werden kann (Schnappver- I Schluß). Durchtrittsschlitze 11 im Rand 10 erlauben ein ungehindertes Durchtreten des Radongases. Auch der Ring 6 behindert den Zustrom des Radongases nicht. Unterhalb dem Filter 4 ist der weitere Kernspurdetektor | 12 in Form einer Scheibe mit Durchtrittsöffnungen 15 auf | einem schmalen umlaufenden Absatz 13 im Raum 14 für die α-Messung angeordnet. Seine Lage zur Wandung der Diffusionskammer 1 bzw, zum ersten Detektor 3 ist experimentell optimierbar. Die z.B. kreisrunden Durchtrittsöffnungen 15 können über den gesamten Kernspurdetektor 12 oder vorzugsweise entlang dessen Rand verteilt sein und gestatten den Zutritt des Radongases in den Raum 14.sion chamber 1 can be firmly connected (snap I closure). Passage slots 11 in the edge 10 allow the radon gas to pass unhindered. The ring 6 also does not impede the inflow of radon gas. Below the filter 4 is the further nuclear track detector | 12 in the form of a disk with passage openings 15 on | a narrow circumferential shoulder 13 arranged in space 14 for the α measurement. Its position to the wall of the diffusion chamber 1 or to the first detector 3 can be optimized experimentally. The for example circular passage openings 15 can be distributed over the entire nuclear track detector 12 or preferably along its edge and allow the radon gas to enter the space 14.

Im Hinblick auf den Nachweis von Thoron wurden die Diffusionskonstanten verschiedener Filtermaterialien gemessen und für die interessierende Filterdicke die Diffusionszeiten bestimmt. Die Ergebnisse in Tabelle I zeigen, daß eine Diffusionskammer 1 mit einem Glas-With regard to the detection of thoron, the diffusion constants of various filter materials were used measured and the diffusion times determined for the filter thickness of interest. The results in Table I. show that a diffusion chamber 1 with a glass

• * let• * let

faserfilter 4 von 0,5 mm Dicke und einer Diffusionszeit von 1 min schon auf kurzzeitige Änderungen der Radonkonzentration im Wohnraum anspricht. In Anbetracht der langen Diffusionszeit können Membranfilter für die vorgegebene Meßaufgabe nicht eingesetzt werden.fiber filter 4 of 0.5 mm thickness and a diffusion time of 1 min for brief changes in the Radon concentration in living space. In view of the long diffusion time, membrane filters cannot be used for the specified measuring task.

Table I.

Polykarbonat
PolyäthylenPolycarbonate
Polyethylene

Glasfaserfilter Glass fiber filter

Diffusionskoeffizient Diffusion coefficient

•10• 10

-10 cm-10 centimeters

3 3353 335

45 00045,000

Foliendicke Film thickness

ntnntn

0,14 0,100.14 0.10

0,500.50

Konzentrationsverhältnis ^Cin / ^Ca* (im Gleichgewicht)Concentration ratio ^C in / ^C a * (in equilibrium)

¹Pn ¹ pn

0,31 0,930.31 0.93

0,960.96

22Q22Q

RnMarg

2,2 10 0,0722.2 10 0.072

-3-3

Diffusionszeit Diffusion time

180 h 50 min180 h 50 min

56 s56 s

Mit dem verwendeten Glasfaserfilter 4 werden nur etwa 7 % der Thoronkonzentration innerhalb der Diffusionskammer 1 erwartet. Nimmt man an, daß Radon und Thoron und deren Zerfallsprodukte vom α-Detektor 3,12 mit gleicher Empfindlichkeit nachgewiesen werden, dann wird eine Diffusionskammer 1 im Vergleich au einer offenen Kammer nur etwa 7 % der Thoronkonzentration als Radonmeßeffekt nachweisen.With the glass fiber filter 4 used, only about 7% of the thoron concentration within diffusion chamber 1 is expected. Assume that radon and thoron and whose decay products are detected by the α detector 3.12 with the same sensitivity, then will a diffusion chamber 1 in comparison with an open chamber only about 7% of the thoron concentration as a radon measuring effect prove.

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In einer weiteren Meßreihe wurde die langzeitige Reproduzierbarkeit der Radonmessung untersucht. Hierbei
wurden offene Kammer und Diffusionskammer über einen
Zeitraum von drei Monaten in einem Wohnraum mit höherer Radonkonzentration exponiert (Tabelle II). Im Vergleich zu den Ergebnissen der Diffusionskammer 1 zeigen die
Meßwerte der offenen Kammer eine Streuung bis zu einem
Faktor 3. Dieser Effekt ist offenbar auf Staubteilchen zurückzuführen, die sich unkontrollierbar auf der Oberfläche der Detektors und der Kammer abscheiden und u.U. die elektrostatischen Eigenschaften des Detektorsystems verändern.The long-term reproducibility of the radon measurement was examined in a further series of measurements. Here
were open chamber and diffusion chamber over one
Exposure for a period of three months in a living space to a higher radon concentration (Table II). In comparison with the results of the diffusion chamber 1, the
Open chamber readings have a spread of up to one
Factor 3. This effect is apparently due to dust particles that are uncontrollably deposited on the surface of the detector and the chamber and, under certain circumstances, change the electrostatic properties of the detector system.

Table II

Folien-Nr.Foil no. Diffusionskamner
Spuren/cmDiffusion chamber
Tracks / cm Folien-Nr.Foil no. offene Kammer
Spuren/cmopen chamber
Tracks / cm 11 154154 77th 1 6621 662 22 188188 88th 533533 33 153153 99 841841 44th 179179 1010 842842 55 173173 1111th 963963 66th 156156 1212th 939939 Mittel- ±-1^*
wertMean ± -1 ^ *
value 167 - 15 167-15 Mittel-- 1CT^X
wertMedium - 1CT ^X
value 963 ± 375963 ± 375

10-Standardabweichung von 6 Folien10 standard deviation of 6 slides

Die Reproduzierbarkeit des Kernspurdetektors 3,12 wird im wesentlichen durch statistische Meßunsicherheit der Kernspurzählung bestimmt und ergibt sich aus der Anzahl der gezählten Kernspuren (Figur 2 ). Innerhalb eines zusätzlichen Experiments wurden jeweils zehn passive Radondosimeter gleichzeitig über einen Zeitraum von vier Monaten in Wohnräumen exponiert. Die in Figur 2aufgenommenen Meßergebnisse unterscheiden sich nur geringfügig von der statistischen Meßunsicherheit der Kernspurzählung.The reproducibility of the nuclear track detector 3, 12 is essentially due to statistical measurement uncertainty determined by the nuclear track count and results from the number of nuclear tracks counted (FIG. 2). In an additional experiment, ten passive radon dosimeters were used at the same time exposed for a period of four months in living spaces. The measurement results recorded in FIG. 2 differ differ only slightly from the statistical measurement uncertainty of the nuclear track count.

Die Kalibrierung des passiven Radondosimeters führte zu einer Nachweiswahrscheinlichkeit von 0,025 Kernspuren pro cm für pCi · (~ · h(0,037 Bq £~¹ · h). Die kleinste nachweisbare Radonbestrahlung bei einem C-Wert von 50 % ergibt sich für eine Auszählung desThe calibration of the passive radon dosimeter resulted in a detection probability of 0.025 nuclear traces per cm for pCi · (~ · h (0.037 Bq £ ~ ¹ · h). The smallest detectable radon exposure at a C value of 50% results from a count of the

2 _12 _1

2 cm großen Gesichtsfeldes zu 0,26 pCi · i pro Monat (0,01 Bq i" ). Vergleichbare Nachweisempfindlichkeiten konnten bisher mit hochempfindlichen a-Kernspurdetektoren, wie beispielsweise CR-39, nur bei mikroskopischer Auszählung von mehr als 100 Gesichtsfeldern erreicht werden.2 cm field of view at 0.26 pCi · i per month (0.01 Bq i "). Comparable detection sensitivities were previously able to use highly sensitive a-nuclear track detectors, such as CR-39, only achieved with a microscopic count of more than 100 fields of view will.

Claims

Nuclear Research Center Karlsruhe, May 4, 1981 Karlsruhe GmbH PLA 3125 Ga / hr Protection claims:

1. Passive radon dosimeter with a diffusion chamber, which is cup-shaped, which has a protective cap, in which a first nuclear track detector is arranged on the floor and in which a filter disc is provided, ai _e the interior of the diffusion chamber of aerosols and radon products keeps free, characterized by a second nuclear track detector (12) in the upper part of the diffusion chamber (1) in the area of the filter disc (4).

2..Passive radon dosimeter according to claim 1, characterized in that that the filter disc (4) against a circumferential ledge (5) of the diffusion chamber (1) by means of a ring (6) is held, which has pins (7) on the underside of the protective cap (8) and the protective cap (8) exerts a pressure on the edge of the filter disc (4) acts.