DE969251C

DE969251C - Einrichtung zur selbsttaetigen Warnung vor uebernormaler radioaktiver Strahlung

Info

Publication number: DE969251C
Application number: DEP3481D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Graffunder
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1948-07-14
Filing date: 1949-07-10
Publication date: 1950-10-26
Also published as: CH277888A; FR990438A; GB661814A

Description

Einrichtung zur selbsttätigen Warnung vor übernormaler radioaktiver Strahlung Die heutigen Kernumwandlungsreaktionen, wie sie z. B. zum Teil für friedliche Zwecke der Energiegewinnung in den Uranbatterien, zum Teil für Eriegszwecke in den Atombomben vor sich geben, sind in der Regel mit der Entstehung stark radioaktiver Stoffe verbunden.
Es besteht das Bedürfnis, das Vorhandensein der aus solchen Stoffen resultierenden Strahlungen nachzuweisen und die Nilitarbeiter von Industrie-und Forschungsbetrieben, die solchen Strahlungen ausgesetzt sein können, sowie die Bevölkerung zu warnen, sobald eine die normale und gesundheitsunschädliche Intensität überschreitende Strahlungsintensität auftritt.
Diese Warnung muß wegen der notwendigen dauernden Betriebsbereitschaft vollkommen selbsttätig geschehen. sobald eine plötzliche Zunahme der radioaktiven Strahlung über das normale Niveau hinaus stattfindet. Das würde z. B. der Fall sein, wenn die radioaktiven Spaltprodukte, wie sie bei einer Atombombenexplosion entstehen, in höheren oder tieferen Luftschichten über eine menschliche Siedlung hinwegströmen, wobei der Explosionsherd in solcher Entfernung von der Siedlung liegen kann, daß eine von deren Bevölkerung unmittelbar wahrnehmbare Warnung, wie durch den mit derExplosion verbundenen Luftdruck, die Schall- oder Lichtwahrnehmung, nicht eintritt. Das gleiche gilt für Atomkraftwerke u. dgl., bei denen unter Umständen durch Fahrlässigkeit oder infolge eines Unfalles plötzlich starke Strahlungsintensitäten frei werden können.
Es sind Geräte für die selbsttätige Strahlungsanzeige bekannt, bei denen die über einen längeren Zeitraum ermittelte mittlere Strahlungsintensität bei Überschreiten eines einstellbaren Wertes die Auslösung von Warnungssignalen hervorruft. Die Warnung kann dadurch erfolgen, daß über ein elektromagnetisches oder elektronisches Relais (Glimm- röhre) elektrische, akustische oder optische Signale unmittelbar oder über zwischengeschaltete Fernleitungen und Verstärkergeräte ausgelöst werden.
Als Fühler kann grundsätzlich eine Ionisationskammer Anwendung finden. Dieselbe besitzt eine große Lebensdauer und erfordert nur geringe Betriebsspannung. Die Warnungseinrichtung besteht also im wesentlichen aus einer Spannungsquelle, aus der Ionisationskammer und einem Verstärker.

Claims

Ist nun die isolierte Elektrode der Ionisationskammer dauernd mit dem Verstärkereingang verbunden, so findet wegen der unvermeidlichen Isolationsverluste eine erhebliche Ableitung der auf der Elektrode der Ionisationskammer gespeicherten Ladungen statt. Erfindungsgemäß sind daher Mittel vorgesehen, die die isolierte Elektrode der Ionisationskammer in bestimmten Zeitabständen selbsttätig und unabhängig von deren Aufladen für kleine Bruchteile der jeweiligen Meßperiode an den Verstärker anschalten. Es tritt dann kein nennenswerter Ladungsverlust auf, und diese Arbeitsweise gewährt den Vorteil, daß an die Isolation des Gitterstromkreises der ersten Verstärkerröhre keine außergewöhnlichen Forderungen gestellt werden und daß dafür keine Spezialröhren (Elektrometerröhren usw.) vorgesehen werden müssen. Wird beispielsweise das Gitter einer als Verstärker angewendeten Röhre nur alle 10 Sekunden für die Dauer von etwa 1/,, Sekunde mit der Ionisationskammer verbunden, so können die Ansprüche an die Isolation um den Faktor 100 reduziert werden. Beträgt die Meßperiode aber 100 Sekunden, die Dauer der Anschaltung der Verstärkerröhre nur 1/ion Sekunde, so kann die Isolation der Verstärkerröhre vier Größenordnungen geringer sein als bei dauerndem Kontakt.

Als Eingangsröhre des Verstärkers kann eine normale Elektronenröhre oder eine gittergesteuerte gasgefüllte Relaisröhre verwendet werden. Im letzteren Fall kann der Verstärker sehr einfach ausgeführt werden, d. h. mit nur einer einzigen Röhre.

Diese genügt dann vollständig, um ein in ihrem Anodenstromkreis eingeschaltetes empfindliches mechanisches Relais zum Ansprechen zu bringen, das den Alarmstromkreis betätigt.

Vorteilhaft werden der Absetzung von Niederschlägen wie radioaktiven Staubes oder Regens ausgesetzte Teile der Umhüllung der Ionisationskammer so gestaltet, daß sie die Ansammlung der Niederschläge begünstigen. Das Material der Umhüllung ist dabei wenigstens in diesen Teilen so dünn zu halten, daß es für a-Strahlen, die ein großes Ionisationsvermögen besitzen, noch durchlässig ist.

Hierbei können beispielsweise sehr dünne Zellglasfolien Verwendung finden, die durch ein Stützgerüst (Drahtgeflecht) verstärkt sein können.

Die kurzzeitige Verbindung der Meßeinrichtung (gegebenenfalls also des Gitters der Eingangsröhre) mit der Ionisationskammer kann beispielsweise mittels eines Uhrwerkes, eines Motors oder auch mit Hilfe einer elektronischen Blinkschaltung erfolgen.

Betrachtet man die Gitterstromkennlinie einer Verstärkerröhre, so erkennt man, daß diese in der Nähe der Spannung, die das freie Gitter annimmt, eine ziemlich scharfe Krümmung macht. Gleiche, dem Gitter eingeprägte Ströme bewirken eine erheblich größere Gitterspannungsänderung, wenn diese in Richtung negativer Gitterspannung erfolgt. Man wird also unter sonst gleichen Umständen eine bessere Wirkungsweise der Anordnung erzielen, wenn die Schaltung so erfolgt, daß das Gitter ein gegenüber der sich bei freiem Gitter einstellenden Gitterspannung negatives Potential annimmt. Soll mit der Anordnung jedoch eine gasgefüllte Verstärkerröhre unmittelbar gezündet werden, so muß natürlich die Polung einer positiven Gitterspannungsänderung entsprechen, falls nicht eine besondere Phasenwenderöhre vor die gasgefüllte Verstärkerröhre geschaltet wird.

Die Einrichtung nach der Erfindung läßt sich in ihrem technischen Aufbau, in Wesen und Wirkungsweise einfach gestalten. Für ihre Verwirklichung werden keine empfindlichen Meßgeräte, wie z. B.

Einfadenelektrometer, benötigt. Die Aufladespannung der isolierten Elektrode wird unmittelbar daraufhin getestet, ob sie einen höchstzulässigen Wert erreicht oder überschritten hat. Sie wird aber nicht, wie es bei bekannten Strahlungsmeßgeräten geschieht, zu ihrer Messung in eine mit einem Frequenzmesser erfaßbare Zahl von Stromstößen umgeformt. Die Erfindung genügt auf einfache Weise allen Anforderungen, die an ein Warngerät für radioaktive Strahlungen normalerweise zu stellen sind.

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur selbsttätigen Warnung vor übernormaler radioaktiver Strahlung mittels einer an einen Verstärker angeschlossenen Ionisationskammer, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die isolierte Elektrode der Ionisationskammer in bestimmten Zeitabständen selbsttätig und unabhängig von deren Aufladen für kleine Bruchteile der jeweiligen Meßperiode an den Verstärker anschalten.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 740694,683329 632374,576207, 366858; britische Patentschrift Nr. 339 78I; schweizerische Patentschrift Nr. IOO 504; österreichische Patentschrift Nr. 98599; Zeitschrift »Das Elektron in Wissenschaft und Technik«, I. Jahrgang (I949), S. 44; »Archiv für Technisches Messen«, 1932, V 380-I, S. I; 1935, V380-2, S. I; Rossi und Staub, »Ionisation Chambers and Counters«, I949, S. 36; Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 58 (I938), S. 668 bis 670; Zeitschrift »Strahlentherapie«, 44. Band, Heft 3, 1952, S.508,509; Ko r f f, »Electron and Nuclear Counters«, I. Ausgabe 1946, S.26 und I26; Zeitschrift »The Review of Scientific Instruments«, Sd. I9, 1948, 5. 281 und 282 (Aufsatz: »Decimal Geiger-Müller Scaler«).