FI90288C - Gamma- ja mikroaaltosäteilyn detektori/annosmittari - Google Patents

Description

1 90288

Gamma- ja mikroaaltosåteilyn detektori/annosmittari. -Detektor/dosmetare for gamma- och mikrovågsstrålning.

Tåmån keksinnon kohteena on såteilyn, erityisesti gammasåteilyn ja muun alhaisen LET (energiansiirtymå) såteilyn, kåsittåen lisåksi mikroaallot, ilmaiseminen ja annosmittaus. Ilmaisemis-menetelma kayttaa hyvåkseen sita tosiseikkaa, etta varastoitu energia, joka on valitun korkeahoyrypaineisen ilmaisinnesteen ylikuumennettujen erillisten pisaroiden muodossa, voidaan vapauttaa laukaisemalla se gammasateilylla tai joissain tapauksissa mikroaaltosateilylla.Sateilyannos voidaan måårittaa laskemalla laukaistujen tapahtumien lukumaara, joka ilmenee nakyvinå hoyrytaskuina tai paikallisina halkeamina tai aukkoina valitussa joustavassa aineessa, jossa pisarat leijuvat.

Sellaiselle sateilynilmaisimelle on tarvetta, joka pystyy valittomasti ilmaisemaan alhaisen LET sateilykentan, kuten gammasåteiden olemassaolon tai mikroaaltojen olemassaolon . Ilmaisimen olisi suotavaa olla tilankåytoltaån tehokas ja riittavån herkkå ilmaisemaan ihmiselle vaarallisina pidetyt sateilytasot, laitetta såteilytettåessa sen tulisi antaa sellaisesta tasosta lukema tai ilmaus helposti tulkittavassa muodossa, sen ei tulisi tarvita ulkopuolista voimanlahdetta (kuten vaihtojånnitetta tai paristoja), sen tulisi olla kaytettavissa uudelleen niin, etta voidaan tehda useita mittauksia eri tilanteissa ja sen tulisi olla kykeneva tallentamaan sisaansa kokonaislukemat useista mittauksista. Kyseisenkaltaisa ilmaisinta voidaan soveltaa useilla tyoskentelyalueilla sisåltaen tutkimus-, teollisuus-, laaketie- de-, ymparistd-, sotilas- ja siviilisuojelun. Mikaan olemassa oleva gamma- tai mikroaaltoilmaisin ei pysty tåyttåmåan naita laatuvaatimuksia.

Kaikki olemassa olevat mikroaaltoilmaisimet tarvitsevat ulko-puolisen voimanlahteen toimiakseen ja ne ovat siten kclpaa-mattomia tåssa yhteydesså. Lyhyt katsaus mikroaaltoilmaisi-miin on loydettåvisså viitteesså 1.

2 90288

Vaikka suurta mååråå laitteita on kåytetty gammasateiden ilmai-semiseen, on tavallisen gammasadeilmaisimen toiminnan runkona kol-me perusperiaatetta: (1) ne kayttavat såhkovoimaa såteily-indusoitujen tapahtumien vahvistamiseen tai kokoamiseen tehdakseen ne todennettaviksi, esim. kaasulaskimia, tuikelaskimia ja puolijohdeilmaisimia ; (2) ne kayttavat sateily-indusoitua vaihtoa aineena, joka on jal-keenpain kehitetty antamaan ilmauksen sateilytyksestå, esim. lampoloistedosimetreja , valokuvausemulsioita , stimuloidulle elektroniemissiolle perustuvaa ilmaisinta , pii-diodeita , ja sateilyvaikutusta lasiin tai nestemaisia kemikaaleja ; (3) sateily-indusoitua vaihtoa aineessa tai laitteessa, jota voi- daan havainnoida valittomasti, esim. tasku-ionisoimiskammioi-ta ,sateilykromaattisia ilmaisimia ja elektreetteja .

Koska ilmaisimet kategoriassa 1 kayttavat såhkovoimaa, ne ovat epåsopivia edella mainittuihin tarkoituksiin. Koska ilmaisimet kategoriassa 2 eivat anna vålitonta ilmausta såteilykentastå, niitå ei voida pitaa relevantteina. Koska kategorian 3 gammasådeilmai-similla on joitain yhteisia ominaisuuksia halutunlaisen ilmaisimen kanssa, keskustellaan niiden periaatteista ja rajoituksista yksi-tyiskohtaisemmin.

TASKU-IONISOIMISKAMMIO

Tåma ilmaisin kasittaå suljetun sylinterin, joka on esim. noin 10 cm pitka ja halkaisijaltaan 1 cm ja joka osana laitetta sisal taå pienen ionisoimiskammion. Ionisoimiskammion sisåseinama on peitetty muovilla, jonka atomikoostumus lahenee ihmiskudosta. Pieni saie on asetettu kammioon siten, etta sen tarkan sijainnin maaraa saikeessa oleva sahkovaraus. Kun ilmaisimessa on varaus, saikeen sijainti on kauinpana varauksetonta tilaa vastaavasta pe-rusasennosta. Ilmaisimen kayttamiseksi on saie alussa varautunut siten, etta se on 0-asennossa. Kun ilmaisin on altistettu såteilyl-le, kammiossa o levan kaasun ionisaatio aiheuttaa pienenemisen il 3 90288 såikeen kokonaisvarauksessa ja tåmån seurauksesta såie siirtyy asentoon, joka on lahellå positiivisen lukeman antavaa asentoa. Liikkeiden ala voidaan kåsittåå asteikkoa vasten, jotta saadaan så-teilytyksen mååråstå mittaustulokset. Kun såie saavuttaa perus-asennon, taytyy ilmaisimen varautua uudelleen, jotta sita voitai-siin jalleen kåyttåå. Taman ilmaisimen rajoitus on, ettå se tar-vitsee såhkovoimaa ilmaisimen uudelleen varaamiseksi; menetelmå ilmaisimen varaamiseksi ei ole yksinkertainen ja vaatii teknistå harjaannusta; ilmaisimessa ei ole kåytettåvisså mitåån pysyvåå lukeman merkintaa; ilmaisin ei ole kovin herkka ( ei pysty il-moittamaan muutaman milliremin tarkkuudella saikeen våhåisen liik-keen takia ); eika ilmaisinta ole helppo lukea såteilytyksen ai-kana, koska kammioon taytyy tåhyillå vasten valaistua taustaa, jotta såie nåkyisi.

SATEILYKROMI-ILMAISIN

Tamå ilmaisin koostuu såteilykromivåriaineesta, joka tavallisimmin on geelin muodossa ja joka on molemmista påiståån kirkkaalla epok-silla suljetun ohuen rauoviputken sisållå. Muoviputken taitekerroin on valittu niin, ettå se on pienempi kuin ydinmateriaalin taitekerroin niin, ettå laite toimii kuten optinen aaltoputki. Sateilytyksen aikana såteilykromivåriaine vaihtaa varia ja muuttaa aal-toputken optiset ominaisuudet. Såteilykromivåriaineen nåkyvåå il-menemistapaa voidaan såteilytyksen jålkeen kåyttåå karkeana såtei-lyannoksen ilmaisimena. Tarkempiin annosmittauksiin voidaan kåyttåå låpåisseiden voimakkuuksien suhteita ennen ja jålkeen såtei-lyttåmistå kahdella eri valon aaltopituudella. Taman ilmaisimen pååasiallinen rajoitus on riittåmåton herkkyys. Såteilykromivåriaineen ilmenemistapaa kåyttåmållå on vaikea ilmaista pienempåå kuin 1 såt. Ilmaisinta ei voida kåyttåå uudelleen, vaikka peråkkåi-set såteilytykset ovat kumulatiivisia.

ELEKTREETIT

Elektreet.it ovat dielektrinen materiaali, kuten teflon TM, jolle voidaan aiheuttaa pysyvri snhkovnrnus. Trimå varmis on yleenså yh-distelmå pintavarausta, avaruusvarausta ja polarisaatiota, ja se 4 90288 voidaan tuottaa sellaisilla menetelmilla kuten asettamalla di-elektrinen materiaali kahden elektrodin våliin, joita pidetåån tietyn ajan verran korkeassa jånnitteesså. Polymeeristen elekt-reettien kehittåminen, jotka voivat pitåå yllå voimakasta sahko-kenttåå ja pitkaaikaista pysyvyyttå, heratti kiinnostuksen elekt-reettien kåyttoon sateilyn annosmittauksessa. Tassa sovelluksessa elektreettia kåytetåån ionisoimiskammiossa kuten yhta tai kum-paakin elektrodeista. Kaasun ionisoituminen kammion sisåsså tuottaa varauksia, jotka siirtyvat elektreettiin aiheuttaen itseasias-sa elektreetin varauksen kokonaispienenemisen. Tåten, mittaamalla varaus elektreetissa ennen ja jålkeen kammion altistamista satei-lylle, on mahdollista mitata saatu annos. Elektreettidosimetrien rajoituksina on, etta ne ovat edelleen kehittelyasteella: kaytossa olevat koelaitteet eivat anna valitonta annoslukemaa, koska ne kåyttavat monimutkaisia lukumenetelmia ( esim. galvanometrin kayt-to ) sateilytyksen jalkeenja pitkaaikaista stabiliteettia ( esim. useita kuukausia ) eika dosimetrien laaduntarkkailua ole viela ratkaistu.

Kuvailimme aikaisemmin, U.S. Patentti No. 4,613,758, julkaistu 23. syyskuuta 1986, Ing et al, suoralukema-ilmaisimen/dosimetrin neutroneille ( ja muulle korkeal-le LET sateilylle ), jossa tulevat neutronit saattavat kiinteasså valiaineessa olevat ylikuumennetut pisarat hoyryyntymaån råjahtåen. Tasta seuraavat hoyrykuplat ovat nåhtavissa ,jane jåttåvat tuloksen, joka on las-kettavien kuplien muodossa tai vahingoittuneiden koh-tien muodossa kiinteasså valiaineessa. Tåsså neutroni-ilmaisimessa on suurin osa ominaispiirteitå, jotka yllå on mååritelty ha 1 ut un 1aise1le gamma/mikroaaltoilmaisi-melle, mutta se on kykenemåton iJmaisemaan gamma-ja mikroaaltosåtei1yå alhaisemman energiatiheyden vuoksi, jonka mainitut såteilyt tuottavat ilmaisinvåliaineessa. Aikaisemmin emme pitåneet mahdollisena sitå, ettå pisara kiinteasså valiaineessa- jårjestelmå voitaisiin teh-då kyllin herkåksi, jotta se ilmaisisi gamma- ja mikro-aaltosåteilyn ja, jotta se samanaikaisesti olisi kyllin s 90288 stabiili itsestSSn tapahtuvaa hdyryyntymista vastaan ollakseen kMyttokelpoinen.

EsillS olevan keksinnon kohteena on aikåansaada patenttivaatimuksen l johdanto-osan mukainen sateilyilmaisin ja dosimetri sekS patenttivaatimuksen 12 johdanto-osan mukainen menetelma sateilyilmaisimen ja dosimetrin valmistamiseksi ja aktivoimiseksi. Tåmån paåmaaran toteuttamiseksi keksinndn mukaiselle sateilyilmaisin/dosimetrille on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat. Keksinndn mukaiselle menetelmalle on puolestaan tunnusomaista patenttivaatimuksen 12 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.

Lyhyt kuvien selitys:

Kuvio 1 on kaavio sateen R suurennetusta ilmaisinnestepisarasta D kiinteåssa valiaineessa M paineen P alaisena. Nestepisaran D sisål-1S on esitettynå sateen r pieni hoyrykupla B, B:n koon ollessa huomattavasti liioiteltu.

Kuvio 2 on kaaviokuva, joka esittaa ilmaisinnesteen pisaroiden (abskissa) ylikuumennusasteen ja niiden herkkyyden Co-60 gamina-såteille (ordinaatta) neljåsså lampotilassa. Gaiumailmaisukynnys ja itseståån tapahtuvan kiteytymisen alkaminen on ilmaistu.

Kuvio 3 on kaavio, joka kuvaa pisaroiden ylikuumennusasteen alueet ja såteilytyypit, joiden havaittiin laukaisevan hoyryyntymisen nåilla alueilla.

Kuvio 4 on kaaviokuva ilmaisimen herkkyyden variaatiosta (hoyryyn-tyneisså kuplissa per sSteilyn mrem) kayttoaikana (paivissS). Keskipiste ilmaisee keskiarvon viiden ilmaisimen naytteessa ja pystysuora linja viiden lukeman vaikutuspiirin.

Kuvio 5 on kaavakuva, joka esittaS reagoinnin kuplissa per ilmaisimen mrem eri lampotiloissa altistettuna Cs-137 gammasateille.

6 90288

Muutokset lng et al neutroni-ilmaisimeen, joita tarvittaisiin ehdotettuun gamma/mikroaaltoilmaisimeen ovat (a) on tehtåvå kyseiset ilmaisimet herkiksi gammasåteille ja mikroaalloille, kun taas niiden on pysyttava vakaina itsestaan tapahtuvaa kiteytymistå vastaan, ja (b) on tehtåvå kyseiset ilmaisimet uudelleenkåytettåviksi sailytettaessa lukemien kokonaismerkintå.

Jotta lng et al neutroni-ilmaisin saataisiin herkåksi gammasåteille ja/tai mikroaalloille, on tarpeellista tietaa miten tehdå ilmaisin herkemmaksi pienentamallå energiatiheyden mååråå våliaineessa, jonka halutaan aiheuttavan pisaroiden råjåhtåmisen. Kuvio 1 esittåå kaavion såteen R suurennetusta ilmaisinnestepisarasta kiinteåsså joustavassa våliaineessa M. Nestepisaran sisållå on såteen r ilmaisinnesteen pieni hoyrykupla. Jos tåmå såteilyn muodostama hoyrykupla ylittåå såteen rc kriittisen koon, hoyrykupla kasvaa ja pisara "rajåhtåå". Jos kuplan koko on alle kriittisen koon, se kutistuu ilmaisinnesteen pintajånnityksen vaikutuksen alaisuudessa ja håviåå. Tåsså tapauksessa ei såteilyå voida ilmaista koska se ei tuottanut riittåvåå energiatiheyttå tarpeeksi suuren hoyrykuplan muodostamiseksi. Mitå pienempi on kriittinen såde, sitå pienempåå energiatiheyttå tarvitaan kriittisen kuplan tuottamiseen ja sitå herkempi on ilmaisin kevyesti ionoivalle såteilylle.

Kriittisen såteen rc ja ilmaisimen ominaisuuden vålisen suhteen antaa r (1) rc = Π-nf P4-P-2T*11

R

jossa 'T·*· on pinta jånnitys ilmaisinnesteen ja sen oman hoyryn vå-lisså,Y^M on pinta jånnitys ilmaisinnesteen ja ilmaisinvåliaineen vålisså, Pj_on luontainen ilmaisinnesteen hoyrynpaine (joka on låmpotilan voimakas funktio) ja P on sovellettu paine joustavassa våliaineessa. Tåmån yhtalon alkuperå seuraa J.W. Gibbsin analyy-sistå (Transactions of Connecticut Academy of Arts & Sciences (1878) s. 343). Aiemmissa kehittåmissåmme ilmaisimissa ΔΡ = Pil ~ P arvot olivat vaikutuspiirin sisållå ilmakehåstå 1.5 ilmakehåån 4.0. Kyseisenlaiset ilmaisimet eivåt olleet herkkiå gammasåteille.

Ιι 7 90288

Jotta ilmaisimet saataisiin herkiksi gammasåteilylle, rc on teh- tåvå pienemmåksi. Tåmå on yksinkertaisinta tehdå nostamalla Pi , vaikkakin jotkut muutkin ratkaisut, kuten ilmaisinnesteen valit-

o PM

seminen pienemmalla T taif* , P:n våhentåminen, ja R:n nostami-nen voisivat myos toimia sopivalla tavalla.

Olen nyt saanut selville, etta oikeaoppisella ilmaisinnesteen va-litsemisella ja ylikuumennuksen asteella ja taman sisållolla voidaan muodostaa ilmaisin ja dosimetri, jotka ovat hyvin herkat gamma- ja sen lisaksi mikroaaltosateilylle, valttaen samanai-kaisesti kaiken mainittavan itsestaan tapahtuvan kiteytymisen ja hoyryyntymisen.

Tama keksinto tarjoaa suoralukemailmaisimen ja dosimetrin gamma-sateilylle ja muulle alhaiselle LET (energiansiirtyma) sateilylle, seka lisaksi mikroaalloille, ja se kasittaa: (a) joustavan kiinteån valiaineen, joka on riittåvan lapinakyva tai lapikuultava, jotta se sallii sisallaan olevien erillis-ten kuplien paljastuipisen, ja (b) valitun korkeahoyrynpaineisen ilmaisinnesteen erilliset pisarat, jotka ovat hajallaan mainitussa kiinteassa valiai-neessa, pisaroilla ollessa riittåvan korkea ylikuumennusaste hoyryyntyåkseen gammasåteilylle altistamisessa ja lisåksi altistamisessa mikroaaltosateilylle tai muulle sateilylle, joka tuottaa alhaisen energiatiheyden våliaineessa, tai pi-saroiden ollessa riittåvan paineen alaisina kumotakseen tå-mån ylikuumennuksen, ylikuumennusasteen ollessa kontrol-loitu olemaan vaikuttavan itseståan syntyvån hoyryyntymisen alapuolella, kiinteån våliaineen ollessa kykenevå pitåmåån hoyryt jokaisesta pisarasta pisaran paikalla.

Ollessaan aktivoidussa muodossa, pisaraylikuumennuksen tulisi ol-la kontrol 1 o i tu olemaan vai kul tispi i r i sså A - ιιοίη 10 i lmakehåå gammaherkkyydelle ja noin 8 - noin 10 ilmakehåå mikroaaltolierk- kyydelle.

8 90288

Keksinto sisåltåå menetelmån tåsså kuvatun ilmaisimen ja dosimet-rin valmistamiseksi, ja se kasittaa: (a) korkeahoyrynpaineisen ilmaisinnesteen valitsemisen, jonka pisarat voidaan ylikuumentaa vaikutuspiirisså 4 - noin 10 ilmak; (b) ilmaisinnesteen pisaroiden muodostamisen neste-emanuklidissa, joka voidaan polymeroida tai ristiinliittåå lapinakyvaån tai lapikuultavaan joustavaan kiinteaan våliaineeseen; (c) mainitun emanuklidin polymeroimisen tai ristiinliittamisen, jotta se muodostaisi kiintean våliaineen, joka sisåltåå suljetut pisarat; (d) lisaksi kun halutaan muistin vali, våliaineen paineistamisen ehkaisemåan pisarahoyryyntyminen; ja (e) ilmaisimen ja dosimetrin aktivoimisen aiheuttamalla pisaroiden ylikuumennuksen vaikutuspiirisså 4 - noin 10 ilmak.

Menetelmå sisåltåå lisåksi myohemmån jålleenlatausvaiheen joi-denkin kaytosså olevien pisaroiden hoyryyntymisen jålkeen, kåsit-tåen pisarahoyryn tiiviståmisen pisaroiksi ja jålleen pisaroiden ylikuumentamisen vaikutuspiirisså 4 - noin 10 ilmak.

Hoyryyntymisen jålkeen tiivistettyjen pisaroiden on havaittu olevan riittåvåsti suurempia kuin alkuperåiset pisarat, jotta ne sallisivat erottelun nåistå esim. kumuloituvassa annosmåårityk-sesså jålleenkåyton jålkeen.

Saavutettavissa olevan ylikuumennuksen asteen raja on esimerkiksi 12 ilmakehåå ja olen havainnut, ettå alueella noin 10 - noin 12 ilmak. itseståån tapahtuvan kiteytymisen mahdollisuus on liian suuri antamaan herkån ja vakaan ilmauksen, mutta ylikuumennuksen asteen ollessa 4 - noin 10 ilmak. , saavutetaan hyvå herkkyys ja vakaus.

li 9 90288

Kuvio 3 valaisee tassa kuvattujen eri såteilytyyppien ilmaisimien yleisia ilmaisinominaisuuksia. Esitettyjen ylikuumennusten nume-roarvot viittaavat tietyn tyyppiseen ilmaisinvaliaineeseen, pisa-rakokoon ja ilmaisinnesteeseen (C Cl F2 CF3 )joita kaytettiin.

Jos nama olosuhteet muutetaan, numeroarvot vaihtuvat, mutta eri ilmaisintoiminta-alueet pysyvåt samoina. Naissa erityisissa ilmai-simissa ylikuumennusalue kåytånnontoteutuksessa ulottuu noin 1.5 -10 ilmak. 1.5 ilmak. alapuolella ilmaisin ei paljasta sellaisia rekyyliytimia kuin H, C, 0, F ja Cl neutronivuorovaikutuksista, vaikkakin se voi olla herkka raskaammille elementeille. Noin 10 ilmak. ylapuolella ilmaisin tulee lisaantyvassa maarin epåvakaak-si kuplien muodostumista vastaan ilman sateilytystå niin, etta noin 12 ilmak. ylikuumennuksessa ilmaisin muodostaa kuplia het-kessa sen jalkeen kun se on kytketty sateilyherkkaån tilaan.

1.5 ilmak. ylikuumennuksen ylapuolella ilmaisin pa'ljastaa neutro-neja ja tulee yha herkemmaksi vahenevan LET:n neutronivuorovaikutuksista rekyylivaraushiukkasil 1θΔΡ:η kasvaessa. Tata vaikutus-piiria^P = 1.5 - 4.0 ilmak. kaytettiin Ingin ja Birnboimin neutroni-ilmaisimessa. Olen nyt havainnut valittujen ilmaisimien alkavan paljastaa gammasateita 4 ilmak. ylapuolella. Kun yli-kuumennus kasvaa, alhaiserrmat ja alhaisemmat LET elektronit tulevat ilmaistaviksi ja tasta syysta herkkyys gammasateille kohoaa.

: Herkkyvden mikroaalloille havaittiin alkavan noin 8 ilmak.

ΔΡ: ssa. Ei nayta olevan mitaan ongelmaa sellaisissa ilmaisimissa, jotka ovat kyllin vakaita jopa paljastamaan mikroaaltoja.

Gamma- ja mikroaaltosateilyn lisaksi pisara joustavassa aineessa-jarjestelma voidaan valita niin, etta se on herkka muulle sa-teilylle, joka tuottaa alhaisen energiatiheyden valiaineessa ka— sittaen beta, myoni, UV ja ultraaanisateilyn eli kaiken sellaisen sateilyn, joka pystyy tunkeutumaan kiinteåan valiaineeseen. Yli-kuumennuksen aste on kontrolloitu olemaan ilmaisukynnyksen ylapuolella sateilyn huomaamiseksi, eli mita korkeampi on ylikuumen-nus, sita pienempi on energiatiheys, joka tarvitaan hoyrystymisen laukaisemiseksi.

10 90288

On havaittu, ettå seuraavat kriteerit ovat tarkeita ilmaisin-nesteen valinnassa: (i) sen tulee olla suhteellisen liukenematon kiinteåsså våli-aineessa (ja painvastoin), ja epåreaktiivinen sen kanssa; (ii) sillå on oltava hyvin korkea hoyrynpaine tuottaakseen tar-vitun korkean ylikuumennuksen asteen; (iii) sen tulee olla kemiallisesti inertti ja vakaa hajaantumista vastaan tarvittavissa larapotiloissa ja painelssa; (iv) olisi suotavaa, ettå se kiehuu larapbtllavaikutuspiirissa -100°C -+· 100°C ja tiivistyy samassa vaikutuspiirissa (ilmanpaineesea) ollakseen efektiivisin; ja (v) olisi suotavaa, ettå se on ei-toksinen.

Soveliaat ilmaisinnesteet sisåltåvåt hoyryyntyviå hiilivetyjå ja halogenoituja hiilivetyjå, erityisesti hoyryyntyviå fluorattuja ja/tai kloorattuja hiilivetyjå. Esimerkit sisåltåvåt pentafluoro-kloroetaania, oktafluorosyklobutaania, perfluoropropaania ja heksafluoroetaania.

Nesteiden sekoitukset ovat hyvin suositeltuja erityisesti kun yksi komponentti on valittu sisåltåmåån heksafluoroetaania ja toinen perfluorobutaania.

On havaittu, ettå sellaiset sekoitukset, joissa våhintåån yksi komponentti on valittu diklorotetrafluoroetaanista, diklorodi-fluorometaanista, heksafluoroetaanista, perfluorobutaanista, perfluoropropaanista, oktafluorosyklobutaanista ja pentafluoro-kloroetaanista , ovat etusijalla monissa sovelluksissa. Yksi hyvin sopivaksi havaittu sekoitus on heksafluoroetaanin ja per-fluorobutaanin sekoitus painosuhdealueella noin 20:80 - noin 40:60 mainitussa jårjestyksesså.

Ιι 11 90288

Mitå tahansa joustavaa, olennaisesti låpinåkyvåå tai låpikuulta-vaa kiinteåå våliainetta, jossa ilmaisinnestepisarat voivat olla irrallaan, voidaan kåyttåå. On suotava kåyttåå aineen neste-emånuklidia (kuten nestemåistå monomeeri tai polymeeri liuosta, joka voidaan polymeroida tai ristiinliittåa joustavaan kiinteaån muotoon) kestovåliaineena, mihin ilmaisinneste voidaan hajoittaa tai emulgoida. Sitten neste-emånuklidi polymeroidaan tai ristiin-liitetåån pidattåmaan ilmaisinnesteen irralliset pisarat. Vinyv-liset monomeerit ovat soveltuvia, esim. sellaiset akryylit kuin akryy1iamidit ja metylmeettiakrylaatti, vinyvlialkoholi, vinyyli-etyylikarbitoli, vinyylipyrrolidoni, styreeni-divinyy1ibenseeni, etc. Monomeeri-, polymeeri-, tai naiden sekoitnsliuokset, joissa ilmaisinneste on liukenematon ovat suositeltuja, esim. akryyli-amidi plus bisakryyliamidi-vesiliuos. Voidaan myos kåyttåå sel-laisia polymeeriliuoksia kuin dekstraani tai agaroosi, joissa polymeeri voidaan ristiinliittåa _in situ muodostamaan joustavan kiinteån kestovaiheen.

Liuos emånuklidinesteessa on mieluiten vesimåinen, mutta voidaan valita muistakin liuoksista,joita ovat esim. alkoholit, asetonit-riili, dimetyy1iformamiidi, dimetyylisulfoksiidi ja dioksaani (kun kåytetåån Liukenemattoman ilmaisinnesteen kanssa). Boori-kloridia (nestemaista) voidaan myos kayttåå.

Voidaan kayttåå useita tunnettuja polymerointikatalyyttejå ja ristiinliittåviå aineita. Nåihin sisåltyy ammonium persulfaatti, såteily, jol le ilmaisinneste on epåherkkå, peroksiidit, etyle-neediakrylaatti, riboflaviini + valo, tetrametyylietyleeni-diamiini etc.

Erillisten pisaroiden måårå voi vaihdella yli laajan vaikutuspii-rin, jotta se olisi sopiva tiettyyn sovellukseen. Normaalisti pisaroiden måårå on noin 0.02 - noin 30 % ainemååråstå. Pisaran koko ei ole kriittinen, mutta on tavallisesti noin 0.1 - noin 150 mikronia Jåpimitaltaan. On havaittu, ettå optimikoko gamma- ja mikroaaltosåteilylle riippuu sattuneesta såteilystå: tavallisesti tåmå optimi on noin 1 - noin 100 mikronia, mieluiten 10 mikronia.

12 90288

Seuraavassa on esimerkki yhdestå lahestymistavasta gammailmai-simen valmistamiseksi. Vesiliukoisten monomeerien ja raskaiden liuotteiden vesiliuokset voidaan saattaa polymeroimaan lisaå-målla soveltuvia katalyytteja muodostamaan lujan joustavan vå-liaineen. Ennen polymerisaatiota lisåtaan ilmaisinneste. Koska ilmaisinnesteellå on alhainen kiehumispiste, jååhdytetåån mono-meeriliuosta riittåvasti niin, ettå se viivyttåå polymerisaatiota ja lisåksi sallii ilmaisinnesteen lisaamisen ymparoivåssa pai-neessa. Kierrekansi-lasiputki ( tai muu sopiva sailio ) , joka sisåltåå nåmå aineet, on suljettu ja lammitetty kevyesti, mielui-ten voimakkaalla kierresekoituksella. Kun vesiliuos lampenee tai sulaa, siihen sekoitetaan veteen liukenematon ilmaisinneste muodostamaan puhtaasti yhdenmukaisen pisaroiden suspension. Monissa tapauksissa pisarat asettuisivat ulos jos vesiliuoksen tiheys ei olisi laheisesti yhteensopiva ilmaisinnesteen tiheyden kanssa, esim. lisaamalla ensin raskaat liuokset, kuten keesium-suola. Ylijåama ilmaisinneste lisataan sitten kiehumispistettåån alemmassa lampbtilassa ilman enempaa sekoittamista. Sen jalkeen kun sailio on suljettu ja noin 15°C lampbtilassa noin 5-10 minuuttia, on tasta johtuva ilmaisin luja, joustava, lapikuultava valiaine, polymeroitu in situ, joka on vakaa vahintaån seit-saman viikkoa. Se aktivoidaan ( tehdaan sateilyherkaksi ) kaata-malla pois liika ilmaisinneste, joka vahentaa sisaista painetta ja saa aikaan ilmaisinpisaroiden ylikuumenemisen.

Olemme havainneet ilmaisimen tai dosimetrin valmistuksessa, etta sen jalkeen kun ilmaisinneste on lisatty, ei ole tarpeellista sekoittaa ilmaisinnestetta tehokkaasti niinkuin pisaroita kaut-taaltaan emanuklidissa: riittava hajaantuminen tapahtuu passii-visesti ilmaisinnesteen peittamisesta, joten pisarat muodostuvat in situ. Tållå yksinkertaisemmalla menetelmållå muodostetuilla ilmaisimilla on alhaisempi herkkyys, mutta ne ovat hybdyllisia joissain sovelluksissa.

Ilmaisinta/dosimetria voidaan kåyttåå tarkoituksenmukaisten såi-lytysapukeinojen kanssa tai ilman niitå. Normaalisti såilibtå, jota voidaan paineistaa, kåytetaån lisååmåån varastoimisaikaa ja vapautunutta painetta, joka aktivoi menetelmåå.

II

13 90288

Gamma- tai mikroaalloilla såteilyttåminen aiheuttaa pisaroiden hoyrystymisen ja pienten kuplien nopean muodostumisen isåntå-ilmaisinvaliaineessa rnika aiheuttaa paikallisen deformaation. Kuplat pysyvat paikoillaan ja ne voidaan laskea visuaalisesti tai muilla keinoilla. Deformaatiopaikkoja voidaan myos kayttaa dosimetrin lukemainenetelmana . Naiden lujien, joustavien, lapi-kuultavien isantien kaytolla ( polyakryyliamidi on yksi esi-merkki ) on useita etuja, jotka ylittavat edeltavan tiedon. Esi-merkiksi nama jarjestelmat: (1) ovat lujia, joustavia, vakaita, biologisesti ei-hajoavia, ja ne voidaan helposti valmistaa missa tahansa sopivan muo-t.oisissa sailioissa tai muoteissa, (2) sal livat laajan mukautuvuuden isanta-ilmaisinvaliaineiden valmistuksessa eri voimakkuuksilla ja joustavilla ominai-suuksilla, (3) voidaan koota alhaisissa lampotiloissa, jopa jaatymistilassa, suljetuissa tai sulkemattomissa astioissa, sitten hajoittaa tasaisesti ja saattaa kaynnistymaan in^ situ, (4) sallivat muiden ainesten, kuten metallisuolojen, lisaamisen antamaan toivotut ominaisuudet sateilyherkkyydelle, (5) ovat lapikuultavia ja sallivat vuorovaikutuksista johtuvien kuplien lukumaarån kayton sateilyvuontiheyden tai annoksen mittana, (b) ovat lujia, silti joustavia ja såilyttåvat kuplat jopa pitkiksi ajanjaksoiksi suotuisissa olosuhteissa esim. ras-kaan nesteen peittaminå. Pehmeammat valiaineet sallisivat kuplien liikkumisen ja yhtymisen håvittåen suoran suhteen kuplalukumaaran ja sateilyannoksen valiltå, (7) Lujemmassa kiinteassa valiaineessa paikallinen murtuma jat-taa olennaisesti pysyvan annoslukeman merkinnan. Tållainen vaurio on tulos pisaroiden hoyryyntymisesta ja se aiheuttaa ymparoivan isantamateriaalin vaantymisen ylitse sen jousta-vuusrajojen, 90288 (8) valmistuksen jalkeen ne voidaan siirtåå uudelleen sailios-ta ja leikata mihin tahansa kåyttoon sopivaan muotoon. Pehmeåmmåt våliaineet (ei-kiinteåt) tarvitsevat erityisiå såilioita kannattaakseen isåntå-våliainetta ja sailio on jokaisen sellaisia valiaineita kåyttåvån ilmaisimen erotta-maton osa.

Våhemmån lujassa, joustavammassa kiinteassa våliaineessa så-teiiylle a 11istamisen jalkeen muodostuneet kaasukuplat ovat va-kaampia kuin lujemmassa våliaineessa. Kuplien vakautta voidaan jatkaa esim. 1-4 kuukauteen påållyståmållå yhdellå tai useam-malla nestekerroksella, kuten våkevoitetyllå metallisuololiuok-sella (esim. keesiumkLoridi), nestemaisellå elohopealla tai voi-makkaasti hoyrystyvållå nesteellå, kuten Freon 114 (diklorodi-f 1 uorometaani) .Nåist.å påållyksistå on seurauksena noussut jålki-såtei1ytysvakaus ja pidentynyt luettavuus. Tapauksissa, joissa kuplat olivat nåennåisesti hajonneet tai håvinneet, havaittiin, ettå ne voitiin saada ilmestymåån uudelleen esiin kaikkialla kiinteassa våliaineessa våhentåmållå ulkoista painetta.

Nåmå påållystinnesteet voivat olla våkevoitettyjå metallisuolo-liuoksia, kuten keesiumkloridi, keesiumkarbonaatti, keesium-i'ormiaatti, rubidiumbromidi ja 1 itiumbromidi tai elohopea (nes-temåinen). Nåmå suolot voivat myos palvella raskaina liuoksina såådettåesså emånuklidin tiheyttå valmistuksen nikana. Jålleenlataaminen ja kumulatiivinen annosmittaus

Jotta ilmaisin saadaan tehtyå uudelleenkåytettåvåksi ja jotta se pystyy såilyttåmåån informaation jokaisesta såteilytyksestå, on tarpeen tehdå våliaine riittåvån joustavaksi , ettei kupla pisararåjåhdyksestå jånnitå valiaineita yli sen joustavuusrajojen. Tåsså tapauksessa e i rå jåhd ys a i 11 e u t a m i tåån p ys y v å a vaur iota vå J i a i n e e-seen ja kupla voidaan toistopuristaa pisaraksi mihin tahansa sopivaan aikaan såteilvlle altistamisen jålkeen kåyttåmållå korkeaa painetta. Kuitenkin, vålittomåsti li 15 90288 pisararåjåhdyksen jålkeen, on havaittu, ettå kupla kasvaa nopeasti koska 1iuennut ilmaisinneste, joka on aina låsnå ilmaisinvåliai-neessa, ruokkii kuplaa. Tåten, kun kupla on toistopuristettu, on siitå seuraava pisara huomattavasti suurempi kuin alkuperåinen pisara (lisåtyn kaasun vuoksi) ja voidaan helposti tunnistaa pi-saraksi, joka jo on råjåhtånyt. Koska jokaisessa ilmaisimessa on lukuisia pisaroita, on sillå. ettå pieni murto-osa sen pisaroista on kooltaan kasvaneita merkitykseton vaikutus ilmaisimen kokonais-paljastustehoon toistopuristuksessa ja uudelleenkåytosså. Tåten kyseisenlaista ilmaisinta voidaan kåyttåå, toistopuristaa ja kåyttåå uudelleen useita kertoja. Samanaikaisesti kaikkien tuotettujen kuplien kokonaismåårå rekisteroidåån kumulatiivisesti ilmaisimeen laajentuneiden pisaroiden muodossa.

Kumulatii vinen annos voidaan mååritellå laskemalla laajentuneiden pisaroiden kokonaislukumaårå visuaalisilla tai iruilla keinoilla.

Seuraavat esimerkit valaisevat asiaa.

ESIMERKKI 1

Reagenssit A. Akryyliamidi1iuos

Akryyliamidi (5Ω g) , metyleenibisakryyliamidi (3.7 g) ja 12.5 g 1 M natriumfosfaattipuskuria (pH 6.8) liuotettiin kaksoistislattuun . : veteen (lopullinen måårå oli 250 ml). Liuos kirkastettiin kåytå- våsså låpi 0.45 mikroonin kalvosuodattimen.

C. Kyllåstetty keesiumkloridiliuos 50 g CsCl lisåttiin 25 ml:n kaksoistislattua vettå. Ne sekoitettiin ja jåtettiin seisomaan huoneenlåmpoon våhintåån 30 minuutiksi.

D. Ilmaisinneste

Pentafluorokloroetaani koottiin ja laitettiin koeputkeen, joka oli esijååhdvtettv hiilihappojååsså/etanoolihauteessa.

P. Ammoniumpersulfaatti 10% liuos (w/v) valmistettiin viikoittain ja såilytettiin 4°C:n låmpotilassa.

16 90288

Ilmaisimen valmistaminen

Liuokset A ja C sekoitettiin yhteensopivaksi suhteessa ilmaisinnes-teen D tiheyteen. Soveliaat mååråt mååriteltiin yrityksen ja ereh-dyksen menetelmållå sekoittamalla A ja C eri suhteissa ja lisaa-malla nåmå seokset kierrekansikoeputkeen yhdessa pienen annoksen D:tå kanssa. Asianmukaisiin varotoimiin ryhdyttiin rajahdyksen varalta, jos sekoituksesta odotettiin korkeaa hoyrynpainetta. Sopiva suhde A:ta ja C:tå seoksessa on sellainen, misså D ieijuu eikå up-poa tai kellu. 2 ml sekoitusta siirrettiin sitten 13 x 100 mm suu-ruiseen kierrekansikoeputkeen ja 0.02 ml liuosta P lisåttiin.

Koeputken sisålto puhdistettiin sitten kåyttåmållå vesi-imuria tyhjolåhteenå. Sitten lisåttiin 0.02 ml tetrarnetyleenidiaminia (TEMED) ja sekoitettiin perinpohjaisesti mutta varovaisesti nåyt-teen uudelleen ilmastamisen vålttåmiseksi. Putken sisålto jåådy-tettiin sitten hiilihappojååsså/etanoolihauteessa.

Haluttu måårå D:t.å lisåttiin sitten putkeen ja kansi kiinnitettiin. A;n ja C:n måårån ollessa 2 ml, oli D:n måårå tavallisesti noin 0.1 ml.

Putken sisålto Låmmitettiin vesihauteessa huoneenlåmmosså, kunnes sisålto oli osittain sulanut. Sisåltoå pyoritettiin sitten låpi-kohtaisesti sen sulaessa, jotta saavutettiin olennaisesti tasai-nen D:n hajaantuminen hienoiksi pisaroiksi. Sisålto jåådytettiin sitten uudelleen hiilihappojååsså/etanoolihauteessa.

Putken kansi avattiin sitten ja 0.7 ml D:tå lisåttiin. Sitten kansi suljettiin uudelleen. Putkea ja sen sisåltoå kåsiteltiin varovasti kaiken heiluttamisen vålttåmiseksi.

Putki ja sisålto siirrettiin 15°C vesihauteeseen, jotta sisålto sulaisi ja polymerisaatio tapahtuisi. Polymerisaatio oli nåhtå- visså 5-10 minuutin jålkeen ja se oli tåydellinen 60 minuutissa.

ILmaisin on vakaa niin kauan kun ylijååmå D pysyy siinå. Ilmaisin aktivoidaan avaamalla putken kansi, kaatamalla pois D ja joko sul- kemalla kansi vålittomåsti tai sen jålkeen kun on lisåtty toinen neste, jolla on alhaisempi hoyrynpaine.

ESIMERKKI 2 17 90288

Kuvio 2 esittåa tulokset kokeesta, joka osoittaa ilmaisimen kyke-nevaisyyden paljastaa pienenevan LET:n sateily ( kevyesti ionoivat hiukkaset) kun^lp = P*- P kasvaa. Tassa kokeessa upotimme hyvin korkeapaineisen ilmaisinnesteen (CCIF2CF3) pisarat polyakryyli-amidipolymeeri valiaineeseen, kuten ylla on kuvattu. Ilmaisinnesteen ?K paine vaihteli saådettaessa lampotilaa ilmaisimessa ja P (sovellettu paine joustavassa valiaineessa) vaihteli sovellettaessa typen eri paineita ilmaisimeen. Tulokset osoittavat, ettå taman tyyppisessa ilmaisimessa kyky paljastaa 60^ gammasateet alkaa noin 4 ilmak. ΔΡ:ssa. Noin 12 ilmak,^P:ssa taman tyyppinen ilmaisin jou-tuu itsestaantapahtuvan kiteytymisen alaiseksi, koska molekyylien normaali terminen liike tuottaa riittavåsti energiaa saattamaan pi-sarat rajahtamaan. Kuviossa 2 esitetyt 3 kayraa saatiin vaihtamalla P:ta silla aikaa kun ilmaisin pidettiin kolmessa eri lampotilassa C25°, 32° ja 356C). Syy siihen, etta kayrat eivat yhdisty tasai-sesti johtuu lausekkeesta

R

( viite yhtalo (1) ) joka riippuu ilmaisimen lampotilasta. Herkkyys on annettu kuplien lukumaarana ilmaisimessa jalkeen altistamisen 1 mrem 6OC0 gammasateita (pitkin ordinaattaa kuviossa 2). Nama tulokset tarjoavat myos todisteet siita, etta on mahdollista tehda kaytannollisia, vakaita ilmaisimia kayttamalla ylikuumennet-. . tuja nestepisaroita joustavassa valiaineessa siten, etta gammasa- teet voidaan ilmaista suurella herkkyydella.

: ‘* ESIMERKKI 3

Kuvio 5 esittaa vastauksen (kuplissa per mrem) esimerkkia 2 vastaa- ' vassa ilmaisimessa, kun sita on sateilytetty gammasateilla 137Cs:ta eri lampotiloissa. Vastaus voidaan helposti muuttaa 10 kuplasta per mrem yli 1000 kuplaan per mrem muuttamalla ilmaisimen lampo-tilaa.

ESIMERKKI 4 18 90288

Ilmaisin valmistettiin ja kuvailtiin esimerkissa 1. Ilmaisin al-tistettiin 15 mW/cm* mikroaaltosateilylle ilmaisimen ollessa huoneenlåmmossa noin 21°C:ssa. Tasså lampotilassa ylikuumennusaste oli noin 7 ilmakehåå. Mitåån kuplia ei havaittu 10 minuutin mikroaaltosateilylle altistuksessa. Kun tama ilmaisin lammitettiin 33°C lampotilaan (dP =9 ilmak.) ja altistettiin 14 mW/cm* mikroaaltosateilylle, suuri måara pisaroita hoyrystyi kupliksi (noin 25% kaikista pisaroista). Tåmå ilmaisin oli lasiputkessa ja putken alaosa oli suojattu såteilyltå. Jyrkkå demarkaatiolinja havaittiin ilmaisimen såteilytettyjen ja ei-sateilytettyjen osien vålillå, alemman osan ollessa vapaa kuplista, joka osoitti aiheutuneen ki-teytymisen olleen mikroaaltokanssakåymisestå pisaroiden kanssa vastakohtaisena kiteytymisen muodostumiselle, joka seuraa våliaineen rungon kuumennuksesta.

ESIMERKKI 5

Toisissa kokeissa viisi ilmaisinta, jotka oli valmistettu kuten esimerkissa 1 kuvattiin, lammitettiin 34°C lampotilaan (antoi noin 9 ilmak. ylikuumennusasteen) ja ne altistettiin peråkkåin vaihtele- Λ viksi ajanjaksoiksi 15 mW/cm·4, mikroaaltokentålle. Tiivistyneiden ja hoyryyntyneiden pisaroiden prosenttiluku oli seuraava.

TAULUKKO 1 Såteilytys- Tiivistyneiden aika (min) pisaroiden _prosenttiluku 4 < 1 5 10 6 25 7 50 10 50

Kahdella eri mikroaaltotaajuudella (2.4 ja 3.0 GHz) tehdyt kokeet antoivat samanlaiset tulokset. Hyvin kayttbkelpoinen mikroaalto-såteilyherkkyys todistettiin.

II

ES1MERKKI b i? 90288

Kuvio 4 esittåå tulokset viidestå ilmaisimesta (jotka valmistettiin kuten esimerkisså 1), jotka altistettiin såteilykentalle (sisål-taen gamman) kahdeksantuntisen tyopaivån ajan, toistopuristettiin ja kaytettiin uudelleen seuraavana påivånå. Nåmå ilmaisimet jaksotet-tiin tållå tavoin useiksi viikoiksi. Tulokset osoittivat, ettå il-maisinherkkyys pysyi olennaisesti muuttumattomana tåmån ajanjakson, todistaen kyseisten ilmaisimien olevan uudelleenkåytettåviå.

Nåmå ilmaisimet pysyvåt vakaina noin 48 tuntia aktivoinnin jålkeen. Vakautta voidaan pidentåå toistopuristamalla ilmaisin joka 24 tunti. Olen ladannut ja kåyttånyt uudelleen samoja ilmaisimia jopa 20 kertaa ilman merkittåvåå herkkyyden menetystå.

Tåsså kuvatut ilmaisimet ja dosimetrit on tarkoitettu sallimaan sekå kvalitatiiviset, ettå kvantitatiiviset mittaukset gammaså-teilystå, ja korkeammilla pisaraylikuumennustasoilla mikroaalto-såteilystå: ne ilmaisevat kyseisenlaisen såteilyn olemassaolon ja antavat siitå suoran osoituksen sekå antavat myoskin annosmittauksen kun kuplien lukumåårå on laskettu esim. videoprojektiolaskulait-teella.

Laitetta voidaan kåyttåå filmin muodossa radiografiaa vårten taikka • - sidekivien, sylinterien tai lohkojen muodossa erityistilanteissa ilmaisin- tai dosimetrisovelluksia vårten.

On mahdollista kåyttåå kolmen erillisen filmin tai lohkon jårjes-telmåå yhdesså ilmaisimessa ja dosimetrisså kummallakin ollessa eri pisaraylikuumennustaso, joka on valittu 1.5-4 ilmak. ,4-8 ilmak. ja 8-10 ilmak. alueen sisåltå siten, ettå neutroni, gamma ja mikro-aalto ilmaistaan samanaikaisesti (katso kuvio 3). Nåmå laitteet ovat edullisimpia tilanteissa, joissa tarvitaan korkeaa siirrettå-vyysastetta ja riippumattomuutta ulkopuolisista voimanlåhteistå.

20 90288 VIITE NO. BIBLIOGRAFI» 1. World Health Organization, Environmental Health Criteria 16, Radio-frequency and Microwaves (World Health Organization, Geneva, 1981) s. 40 - 42.

2. E. Fenyves ja 0. Haiman, The Physical Principles of Nuclear Radiation Measurements (Academic Press, New York, 1969) luku 4.

3. A. F. McKinlay, Thermoluminescence Dosimetry (Adam Hilger Ltd.

1981).

4. K. Becker, Solid State Dosimetry (CRC Press, Cleveland, Ohio, 1973) luku 6.

8. G. Portal, A. Scharmann ja G. Swindell, Exoelectron Emission and Its Applications, Rad. Prot. Dos. 4_. (Nucl. Tech. Put, Ashford, England, 1983).

6. National Bureau of Standards, "Measurement of Absorbed Dose of Neutrons, and of Mixtures of Neutrons and Gamma Rays" National Bureau of Standards Handbook 75 (1961) 42 - 46.

7. H. Francois, E. D. Gupton, R. Maushart, E. Piesch, S. Somasundaram ja Z. Spurny, Personnel Dosimetry Systems for External Radiation Exposures, IAEA Technical Report 109 (IAEA, Vienna, 1970) s. 94 -102.

8. S. Kronenberg, W. McLaughlin ja C. R. Siebentritt, "Broad-Range Dosimetry With Leuko Dye Optical Wavequides" Nucl. Inst. Meth. 190 (1981) s. 565 - 368.

9. B. Gross, in "Topics in Applied Physics": Electrets, Vol. 33 (ed.

G. M. Sessler) (Berlin: Springer Verlag).

10. H. Bauser ja W. Ronge, "The Electret Ionization Chamber: A Dosimeter for Long Term Personnel Monitoring." Health Physics, (1978) 97 - 102.

Ii

Claims (16)

2i 90288

1. Sateilyilmaisin ja dosimetri suoralukua vårten, joka ilmaisin/dosimetri on sellainen, mika kasittaa ylikuumennetun ilmaisinnesteen yksittåisten pisaroiden (D) dispersion, jotka pisarat ovat dispergoidut lapinakyvSSn tai lapikuultavaan elastiseen kiinteåån våliaineeseen (M) ja pidetty siina riittåvåsså paineessa (P), ylikuumennettujen pisaroiden pitamiseksi nestemåisesså muodossa mååritettåvan sateilyn aiheuttamien iskujen poissaollessa, jotka pisarat ovat kuitenkin hoyrystettavisså paikallaan (in situ) kiintoaineessa tallaisen sateilyn iskeytyessa niihin, elastiseen kiinteåån aineeseen suljettujen hoyrykyplien (B) nåkyvån ilmaisun tuottamiseksi, jolloin kuplien lukumaarå tåsså ilmaisussa on suhteessa iskeytyvan sateilyn intensiteettiin, tunnettu siita, etta nestemaisten pisaroiden paine-ero ( Δ P) kaavan ΔΡ = PI - P mukaisesti, missa PI on ilmaisinnesteen ominaishoyrynpaine ja P on kaytetty paine, sijaitsee alueessa 0,4 - 1,0 MPa, jotta saadaan ilmaisin, joka on herkka gamma- ja mikroaaltosatei-lylle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siita, etta paine-ero (Δρ) on vålilla 0,8 - 1,0 MPa, jotta saadaan stabiili sateilyilmaisin, joka on herkka seka gamma- etta mikroaaltosateilylle.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siita, etta ilmaisinneste on pentafluorokloroetaani, oktafluorosyklobutaani, perfluoropropaani tai heksafluoroetaani.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siita, etta ilmaisinneste on sekoitus, joka sisaltåå vahintåån yhden seuraavista komponenteista: diklorotetrafluoroetaani, diklorodifluorometaani, 22 90288 heksafluoroetaani, perfluorobutaani, perfluoropropaani, oktafluorosyklobutaani tai pentafluorokloroetaani.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitå, ettå ilmaisinneste on kahden annetun listan mukaisen nesteen sekoitus.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitå, ettå ilmaisinneste on heksafluoroetaanin ja perfluorobutaanin sekoitus painosuhteessa 20:80 - 40:60.

7. Jonkin edellå esitetyn patenttivaatimuksen mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitå, ettå kiintoaine on akryyli- tai vinyylimonomeereistå muodostettu polymeeri.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitå, ettå kiintoaine on akryyliamidin ja bisakryyliamidin kopolymeeri.

9. Jonkin edellå esitetyn patenttivaatimuksen mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitå, ettå kiintoaineessa olevien pisaroiden måårå on 0,02 - 30 tilavuus-%.

10. Jonkin edellå esitetyn patenttivaatimuksen mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitå, ettå pisarakoko on alueessa 0,1 - 150 m.

11. Jonkin edellå esitetyn patenttivaatimuksen mukaisen useamman ilmaisimen yhdistetty jårjestelmå, joka on valittu havaitsemaan samanaikaisesti useampia såteilytyyppejå.

12. Menetelmå valmistaa ja aktivoida såteilyilmaisin ja dosimetri, joka ilmaisin/dosimetri on sellainen, mikå kåsittåå ylikuumennetun ilmaisinnesteen yksittåisten pisaroiden (D) li 23 90288 dispersion, jotka pisarat ovat dispergoidut låpinåkyvåån tai lapikuultavaan elastiseen kiinteåån våliaineeseen (M) ja pidetty siina riittavåssa paineessa (P), ylikuumennettujen pisaroiden pitåmiseksi nestemåisesså muodossa maaritettavan såteilyn aiheuttamien iskujen poissaollessa, jotka pisarat ovat kuitenkin hdyrystettavissa paikallaan (in situ) kiintoaineessa tållaisen såteilyn iskeytyesså niihin, elastiseen kiinteåan aineeseen suljettujen hdyrykyplien (B) nåkyvån ilmaisun tuottamiseksi, jolloin kuplien lukumåårå tåsså ilmaisussa on suhteessa iskeytyvån såteilyn intensiteettiin, misså a) muodostetaan dispersio, joka kåsittåå ilmaisinnesteen, joka, on yksittåisten pisaroiden dispergoitu faasi suspensiona polymerisoitavassa nestemåisesså våliaineessa, mikå polymeroinnissa muodostaa låpinåkyvån tai låpikuultavan elastisen kiinteån aineen, b) polymerisoidaan nestemåinen, dispergoidut pisarat sisåltåvå våliaine, jotta saadaan polymerisoitu, låpinåkyvå tai låpikuultava elastinen kiintoaine, joka sisåltåå pisarat dispergoituna faasina, ja c) aktivoidaan ilmaisin, lisååmållå polymerisoidun våliaineen låmpoå tai våhentåmållå kåytettyå painetta, jotta dispergoidut nestemaiset pisarat saatetaan ylikuumennettuun tilaan, tunnettu siitå, ettå vaiheessa c) dispergoidut pisarat ylikuumennetaan mååråån, joka antaa nestemaisten pisaroiden paine-eron ( ΔΡ) alueeksi 0,4 - 1,0 MPa, kaavan Λ P = PI - P mukaisesti, misså PI on ilmaisinnesteen ominaishoyrynpaine ja P on kåytetty paine, jotta saadaan ilmaisin, joka on herkkå gamma- ja/tai mikroaaltosåteilylle.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå vaiheessa c) dispergoidut pisarat ylikuumennetaan 24 9 0 2 8 8 maåråan, joka antaa nestemåisten pisaroiden paine-eron (ΔΡ) alueeksi 0,8 - 1 MPa.

14. Patenttivaatimuksen 12, tai 13 mukainen menetelma, tunnettu siita, ettå ilmaisinneste on jonkin patenttivaatimuksen 3-6 mukainen neste tai nestesekoitus ja sillå on patenttivaatimuksen 10 mukainen pisarakoko.

15. Patenttivaatimuksen 12, 13 tai 14 mukainen menetelma, tunnettu siita, etta polymerisoitava valiaine kåsittåå akryyli- tai vinyylimonomeereja, edullisesti akryyliamidin ja bisakryyliamidin seoksen.

16. Menetelma jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukaisen sateilyilmaismen tai dosimetrin uudelleenaktivoimiseksi aktivoivalla såteilyllå tapahtuneen såteilytyksen jålkeen, kondensoimalla hoyrystetyt pisarat uudelleen ja reaktivoimalla ilmaisin lisaamalla lampoa tai alentamalla painetta ylikuumen-nettujen pisaroiden dispersion muodostamiseksi uudelleen lapi-nåkyvaan tai låpkuultavaan elastiseen våliaineeseen paine-erolla (ΔΡ) 0,4 - 1 MPa. li 25 90288