NL9400534A - Systeem voor het bepalen van een samenstelling van radionucliden. - Google Patents

Description

Titel: Systeem voor het bepalen van een samenstelling van radionucliden.

De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het bepalen van een samenstelling van radionucliden in bijvoorbeeld een mineralen bevattende materie door het detecteren van door de nucliden uitgezonden gamma- en/of röntgenstraling, voorzien van een detectoreenheid welke een elektrisch signaal afgeeft dat informatie bevat over de intensiteit en energie van de uitgezonden straling en een signaalverwerkingssysteem waarmee deze elektrische signalen verder worden verwerkt voor het bepalen van genoemde samenstelling.

Dergelijke systemen zijn op zich bekend en worden ondermeer toegepast voor de exploratie en exploitatie van olie en gas. Deze methode is gebaseerd op de aanwezigheid van radionucliden in mineralen. Deze nucliden zenden straling uit die karakteristiek is voor de betreffende nuclide. Door deze straling te detecteren kan informatie worden verkregen over de samenstelling van nucliden in mineralen.

De interessante te detecteren nucliden zijn nucliden met een lange levensduur (halveringstijd van meer dan 109 jaar) zoals bijvoorbeeld 40k, 232Th, 235u en 238u en hun vervalproduk-ten. Gedurende de periode waarin mineralen werden gevormd, zijn deze nucliden hierin opgenomen. De concentratie van deze nucliden in de mineralen is sterk afhankelijk van het soort mineraal. Deze concentraties zijn dan ook vaak karakteristiek voor de soort en vindplaats van mineralen.

De genoemde radionucliden vervallen veelal via een lange reeks tussenprodukten tot een stabiele loodisotoop. Bij dit radioactieve verval kanen ondermeer alfa-, bèta-, gamma- en röntgenstraling vrij. De huidige uitvinding heeft echter alleen betrekking op het detecteren en interpreteren van uitgezonden gamma- en röntgenstraling.

Bij de bekende systemen laat men de te detecteren straling bijvoorbeeld op een kristal vallen waarbij een licht- flits kan worden gegenereerd. In geval van gamma- en röntgenstraling veroorzaakt zo'n foton een dergelijke lichtflits.

Deze lichtflitsen worden aan een fotomultiplicator toegevoerd die de zwakke lichtflitsen in elektrische pulsen omzet. De grootte van de elektrische puls is een maat voor de energie van het op het kristal invallende foton.

Door gedurende een periode van bijvoorbeeld twintig seconden het aantal pulsen te tellen en te sorteren naar puls-hoogte kan een energiespectrum worden samengesteld, dat wil zeggen het aantal fotonen dat per tijdseenheid wordt geregistreerd als functie van hun energie.

In een dergelijk spectrum zullen pieken of lijnen aanwezig zijn die respectievelijk althans in hoofdzaak door de genoemde radionucliden worden veroorzaakt. Een piek of een verzameling van pieken kan dan aan een nuclide worden toegeschreven. Daarnaast zijn echter bijdragen van andere fysische verschijnselen in het spectrum aanwezig, zoals bijvoorbeeld het Compton-effect.

In de bekende systemen wordt het spectrum per venster geanalyseerd. Binnen een venster is een piek aanwezig. Dat wil zeggen dat de inhoud van in het algemeen drie vensters wordt bepaald. Aan de hand van de inhoud van deze vensters kan worden bepaald welke nucliden zijn gedetecteerd. De informatie over de inhoud van de vensters wordt vervolgens in combinatie met elkaar verwerkt om de concentraties van de nucliden in het betreffende materiaal te bepalen. De concentraties van de nucliden blijken immers een vrijwel lineair verband te omvatten met de intensiteit van de straling, dat wil zeggen met het aantal uitgezonden fotonen.

In deze systemen wordt veelal gebruik gemaakt van Nal(Tl) kristallen; een dergelijk kristal heeft een matige energie-resolutie en is verder vrij ongevoelig voor hoog energetische straling, zodat een lange integratietijd, bijvoorbeeld meer dan 20 seconden nodig is voor het verkrijgen van een bruikbaar spectrum.

De uitvinding heeft tot doel aan genoemd nadeel van lage gevoeligheid tegemoet te komen door enerzijds bij voorkeur een kristal met grotere gevoeligheid te gebruiken en anderzijds zo goed als het totale energiespectrum in de analyse te betrekken. Bovendien heeft de uitvinding tot doel een systeem te verschaffen waarbij desgewenst eveneens voor andere invloeden kan worden gecorrigeerd zoals bijvoorbeeld temperatuurvaria-ties, etc.

Overeenkomstig de uitvinding is het signaalverwerkings-systeem hiertoe voorzien van een a/D-converter waaraan genoemde elektrische signalen worden toegevoerd en een eerste com-putereenheid die door de A/D-converter af gegeven signalen verder verwerkt voor het bepalen van genoemde samenstelling. Doordat het spectrum door de computereenheid wordt samengesteld om vervolgens door de computer te worden geanalyseerd kan gemakkelijk voor genoemde effecten worden gecorrigeerd.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de detector-eenheid een scintillatiedetector en een fotomultiplicator die de door de scintillatiedetector afgegeven lichtpulsen omzet in een elektrische puls met een amplitude die een maat is voor de energie van de door de scintillatiedetector ontvangen straling. Hierbij is de detector bij voorkeur voorzien van een pulshoogte-analysator voor het uit de elektrische pulsen verkrijgen van genoemde elektrische signalen.

Het is echter overeenkomstig de uitvinding tevens mogelijk andere detectoreenheden te gebruiken. Een dergelijke alternatieve detectoreeriheid kan zijn voorzien van een half-geleiderkristal waaraan een voorspanning wordt toegevoerd en middelen voor het detecteren van een variatie in de voorspanning voor het verkrijgen van genoemde elektrische signalen.

Volgens een bijzonder aspect van de uitvinding stelt de eerste computereenheid uit de door de A/D-converter toegevoerde signalen een energiespectrum van de gedetecteerde straling samen, in het bijzonder bepaalt de eerste computereenheid aan de hand van het spectrum volgens een vooraf bepaalde eerste algoritme de concentratie van de radionucliden.

Volgens een zeer voordelige uitvoeringsvorm bepaalt de eerste computereenheid aan de hand van het volledig bepaalde spectrum genoemde concentraties. Doordat volgens deze methode van alle beschikbare informatie, dat wil zeggen het volledige spectrum, gebruik wordt gemaakt, wordt een zeer hoge nauwkeurigheid verkregen. Volgens de eerder besproken op zich bekende methode waarin de inhoud van slechts drie vensters wordt geanalyseerd wordt slechts ongeveer 10 procent van de beschikbare informatie verwerkt.

Overeenkomstig de uitvinding is de detectoreenheid bij voorkeur voorzien van een BGO-kristal. De gevoeligheid van een dergelijk kristal voor hoog energetische straling is veel beter (een orde van grootte) dan de gevoeligheid van een gebruikelijk Naï(Tl) kristal. De energieresolutie is echter iets minder goed dan bij het Nal(Tl) kristal, zodat het ener-giespectrum enigszins bredere pieken zal omvatten. De pieken zullen elkaar derhalve meer gaan overlappen. Dankzij het feit dat het spectrum met genoemde voorafbepaalde algoritme wordt geanalyseerd kan toch betrouwbare informatie uit het spectrum worden verkregen.

Volgens een ander aspect van de uitvinding bepaalt de eerste computereenheid aan de hand van genoemde concentraties volgens een voorafbepaald tweede algoritme de samenstelling van de materie in mineralen.

Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is de eerste computereenheid voorzien van een geheugen waarin ener-giespectra van door radionucliden uitgezonden straling is op-geslagen. Deze in het geheugen opgeslagen spectra kunnen worden gébruikt in de voorafbepaalde eerste algoritme. Evenzo kunnen in het geheugen van de computer gegevens zijn opgeslagen van op zich bekende mineralen en de daarbij behorende concentraties van radionucliden. Deze in het geheugen opgeslagen informatie kan worden gébruikt in de tweede algoritme.

Volgens een zeer geavanceerde uitvoeringsvorm van de uitvinding is de detectoreenheid voorzien van sensoren waarmee geluid, temperatuur, magnetisme en/of andere fysische ver- schijnselen in de omgeving van de te detecteren nucliden kunnen worden gedetecteerd en omgezet in een elektrisch sensor-signaal. Het sensorsignaal kan via de A/D-converter aan een computereenheid, zoals bijvoorbeeld de eerste computereenheid worden toegevoerd voor het uitvoeren van correcties bij het bepalen van genoemde samenstelling.

Bovendien is het mogelijk dat het sensorsignaal aan een tweede computereenheid wordt toegevoerd voor het corrigeren en/of stabiliseren van de detectoreenheid.

Hiermee kunnen detectoreenheid en de eerste computereenheid van elkaar worden gescheiden waarbij de genoemde correcties direkt, lokaal bij de detectoreenheid kunnen worden uitgevoerd.

zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat het systeem verder is voorzien van een zendereenheid waaraan uitgangssignalen van de A/D-converter worden toegevoerd en een ontvangereenheid die ontvangen signalen aan de eerste computereenheid toevoert. Hierbij zijn de detectoreenheid en de a/d-converter bijvoorbeeld in een probe-vormende behuizing ondergebracht. Een dergelijke probe kan op vele plaatsen worden ingezet.

In dit verband wordt opgemerkt dat het systeem volgens de uitvinding op vele gebieden zijn toepassing vindt, zo kan het systeem worden toegepast voor het meten en/of analyseren van slib, het scheiden van mineralen bij bijvoorbeeld afvalverwerking en het opsporen van afvalstromen in rivieren en oceanen. Daarnaast kan de detectoreenheid van het systeem eveneens onder een vliegtuig worden gemonteerd voor het uitvoeren van radiometrische traceringen. Een ander voorbeeld is echter het uitvoeren van horizontaal en/of vertikaal bodemonderzoek, het verrichten van bodemanalyses en de eerder genoemde exploratie en exploitatie van mineralen.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin toont: figuur 1 een uitvoeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding; figuur 2 een voorbeeld van een energiespectrum van een mineraal; en figuur 3 de processtappen die worden uitgevoerd door het systeem volgens figuur 1.

In figuur 1 is met verwijzingscijfer l een systeem voor het detecteren en interpreteren van door radionucliden uitgezonden gamma- en röntgenstraling volgens de uitvinding getoond. Het systeem is voorzien van een op zich bekende scin-tillatiedetector 2: in dit voorbeeld een BGO (Bismuth Germanium Oxide)-kristal. Dit kristal kan een lichtflits genereren wanneer een foton van de straling op het kristal valt. Deze lichtflitsen worden zoals schematisch met verwijzingscijfer 4 is aangegeven aan een bekend type fotomultiplicator 6 toegevoerd. De fotomultiplicator 6 zet de door de scintillatie-detector afgegeven lichtpulsen om in een elektrische puls met een amplitude die een maat is voor de energie van de door de scintillatiedetector ontvangen straling. Deze elektrische pulsen worden via leiding 8 aan een bekend type pulshoogte-analysator 10 toegevoerd.

De pulshoogte-analysator genereert op leiding 12 elektrische signalen die informatie bevatten over de hoogte van een puls en daarmee de energie die door de fotonen is afgegeven. Deze analysator 10 bestaat bijvoorbeeld uit een hier niet getoonde detectie-inrichting die een signaal afgeeft als er een puls aanwezig is en een eveneens niet getoonde "sample and hold"-inrichting waaraan het uitgangssignaal van de laatstgenoemde detectie-inrichting wordt toegevoerd Het aantal per tijdseenheid gedetecteerde fotonen (cps) is een maat voor de intensiteit van de straling, zodat ook deze informatie in het elektrische signaal op leiding 12 aanwezig is.

Het genoemde elektrische signaal wordt vervolgens aan een A/D-converter 14 toegevoerd die het signaal digitaliseert.

Het gedigitaliseerde signaal wordt vervolgens in dit voorbeeld via leiding 16 aan een zender/ontvangereenheid 18 toegevoerd die het gedigitaliseerde signaal uitzendt. De met het elektrische signaal gemoduleerde draaggolf is schematisch met verwijzingscijfer 20 aangegeven.

Het systeem is in dit voorbeeld voorts voorzien van een zender/ontvangereenheid 22 voor het ontvangen en demoduleren van het door de zender/ontvangereenheid 18 uitgezonden signaal. De zender/ontvangereenheid 22 geeft op leiding 24 een digitaal signaal dat overeenkomt met het door de A/D- converter afgegeven digitale signaal.

Het digitale signaal wordt vervolgens aan een eerste com-putereenheid 26 toegevoerd voor verdere verwerking. De com-putereenheid 26 stelt op zich bekende wijze uit de digitale informatie een energiespectrum samen, zoals bij wijze van voorbeeld in figuur 2 is getoond.

In dit voorbeeld telt de eerste computereenheid 26 gedurende een periode van ongeveer een seconde het aantal pulsen die een tussen Ei+1 en Ei liggende grootte hebben voor i=l,l,...n met n=En-Eo/Ei+i-Ei. Indien n groot is kan een althans nagenoeg continu spectrum worden geconstrueerd zoals in figuur 2 is getoond. In figuur 2 zijn drie pieken zichtbaar die afkomstig zijn van K, u en Th.

Op basis van spectra die afkomstig zijn van respectievelijk zuiver K, U, en Th en die in een geheugen 28 van de eerste computereenheid 26 zijn opgeslagen wordt het spectrum van figuur 1 volgens een eerste algoritme gedeconvolueerd voor het verkrijgen van de concentraties van de betreffende gedetecteerde isotopen in bijvoorbeeld een materie die diverse mineralen omvat. Bij voorkeur gebruikt de algoritme hiertoe het gehele spectrum, dat wil zeggen alle informatie die voorhanden is.

in het geheugen 28 zijn eveneens gegevens opgeslagen over bekende mineralen en de concentraties van de zich daarin bevindende isotopen. De computer 26 bepaalt vervolgens aan de hand van deze gegevens en de gemeten concentraties volgens een tweede algoritme in welke verhouding de groepen mineralen zijn gedetecteerd. Deze gegevens worden vervolgens aan een data-output systeem 30 doorgegeven voor verdere verwerking. Volgens deze methode kan derhalve iedere seconde of zoveel langer als gewenst een nieuw spectrum worden bepaald en geanalyseerd.

Aan de hand van door de eerste computereenheid 26 bepaalde spectra kunnen vervolgens bepaalde parameters waarmee bijvoorbeeld de fotomultiplicator 6, de pulshoogte-analysator en de A/D-converter zijn ingesteld worden bijgeregeld. Er ontstaat dan een terugkoppeling naar de fotomultiplicator 6, de pulshoogte-analysator en/of de A/D-converter 14. De door de computereenheid 26 gegenereerde terugkoppelsignalen kunnen via leiding 24, zender/ontvangereenheden 22, 18 en leiding 16 naar de A/D-converter worden gevoerd. Het systeem omvat verder een D/A-converter om deze terugkoppelsignalen via leidingen 12 en 8 naar de fotomultiplicator 6 en de pulshoogte-analysator 10 te voeren. Indien bijvoorbeeld de versterkingsfactor van het signaal niet optimaal is kan op deze wijze bijvoorbeeld de gain van een van deze onderdelen 6,10 en/of 14 worden bijgeregeld.

Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm van het systeem is het systeem verder voorzien van additionele sensoren. In dit voorbeeld zij twee van dergelijke sensoren 32,34 getoond. Het is echter eveneens mogelijk het systeem uit te breiden met drie of meer sensoren. De sensor 32 is in dit voorbeeld een tenperatuursensor. De door deze sensor 32 afgegeven tempera-tuurrepresenterende signalen worden via leiding 36 naar de A/D-converter gevoerd. De A/D-converter digitaliseert dit signaal en stuurt dit via leiding 16 naar de zender/ontvanger-eenheid. Hierbij lean bijvoorbeeld via multiplex-technieken of coderingstechnieken worden gewaarborgd dat deze signalen op leiding 16 onderscheidenjk zijn van signalen die van de pulshoogte-analysator ίο afkomstig zijn. De eerste computereenheid 26 kan vervolgens de ontvangen gedigitaliseerde temperatuurrepresenterende signalen gebruiken voor het uitvoeren van de eerste en/of tweede algoritme, indien deze algoritmes temperatuurafhankelijke parameters bevatten. Evenzo is het systeem voorzien van een bewegingsdetector 34 waarvan de signalen via eenzelfde weg als bij de temperatuursensor omschreven aan de eerste computereenheid 26 worden toegevoerd voor verdere verwerking. In het algemeen geldt dat de met de additionele sensoren verkregen informatie kan worden gebruikt voor uitvoeren van software-matige correcties. Het is echter ook mogelijk dat de eerste computereenheid aan de hand van met de additionele sensoren verkregen informatie terugkoppelsignalen genereert die zoals hiervoor omschreven kunnen worden toegevoerd naar diverse onderdelen van het systeem voor het instellen van bijvoorbeeld genoemde parameters.

Volgens een zeer geavanceerde uitvoeringsvorm van de uitvinding is het systeem 1 voorts voorzien van een tweede computereenheid 38 waaraan eveneens uitgangssignalen van de sensoren 32, 34 worden toegevoerd. De tweede computereenheid 38 verwerkt deze signalen volgens een derde algoritme die bepaalt op welke wijze instelparameters van bijvoorbeeld de fotomultiplicator 6, pulshoogte-analysator 10 en/of A/D-converter 14 via leiding 40 kunnen worden bijgeregeld. Zo kan bijvoorbeeld de gain van de eenheden 6, 10, 14 temperatuurafhankelijk worden bijgeregeld.

Volgens een zeer voordelige uitvoeringsvorm zijn de eenheden 2, 6, 10, 14 en 18 in een behuizing 42 tezamen gebracht en vormen een probe. Indien de eenheden 32, 34 en 38 aanwezig zijn kunnen deze eveneens in de behuizing 42 zijn ondergebracht. Dit heeft als voordeel dat de probe direkt kan worden ingesteld en bijgeregeld op grond van door de sensoren 32, 34 gemeten fysische omstandigheden van de direkte omgeving van de probe.

De uitvinding is niet beperkt tot de in figuur 1 getoonde uitvoeringsvormen van het systeem l. Zo kunnen enerzijds de zender/ontvangereenheden 18, 22 worden vervangen door een direkte verbinding door middel van leiding 44. Anderzijds kunnen de andere leidingen van figuur 1 worden vervangen door paren van zender/ontvangereenheden. De A/D-converter 14 zou deel uit kunnen maken van de tweede computereenheid 38. Het systeem kan tevens deel uitmaken van een groter systeem, zoals bijvoorbeeld een mineraalscheidingssysteem. In een dergelijk scheidingssysteem wordt een basisstroom materie veelal gesplitst in een eerste stroom die mineralen van een eerste soort omvat en een eerste restgroep. De eerste restgroep kan vervolgens worden gesplitst in een tweede stroom die mineralen van een tweede soorb omvat en een tweede restgroep, etc. Met behulp van het systeem l kan hierbij bijvoorbeeld van de basisstroom worden bepaald hoeveel mineralen van de eerste soort hierin aanwezig zijn. Aan de hand van deze informatie kunnen procesparameters (zoals bijvoorbeeld de snelheid van de basisstroom) van het scheidingssysteem worden ingesteld. Daarnaast kan met het systeem 1 van de eerste restgroep worden bepaald hoeveel mineralen van de tweede soort hierin aanwezig zijn. Aan de hand van deze informatie kunnen tevens procesparameters van het scheidingssysteem worden ingesteld, etc. Tevens kan worden gecontroleerd of bijvoorbeeld de stroom met mineralen van de eerste soort niet is "verontreinigd" met andere mineralen.

De software van de eerste en tweede computereenheid is bij voorkeur voorzien van een beveiliging tegen het ongewenst kopiëren daarvan.

Ter illustratie zal hierna nog aan de hand van figuur 3 worden aangegeven uit welke processtappen de eerste en tweede algoritme kan zijn opgebouwd.

in figuur 3 wordt een bewerking door een cirkel gerepresenteerd en gegevens door een vierkant.

Uit de invoergegevens 61 worden continu de gegevens van de overige sensoren geselecteerd en bewerkt 63. De bewerkte gegevens 65 kunnen worden uitgevoerd. Uit de invoergegevens 61 worden ook continu de gegevens van de detector geselecteerd en gesorteerd 67 en verzameld in een spectrum 69. Eens per seconde of zoveel langer als gewenst wordt dit spectrum omgezet 71 naar een ander spectrum 73, waarin de gemeten fotonen gesorteerd zijn naar energie. Dit gebeurt met een aantal omzet -tingsfactoren 75. Uit dit spectrum 73 worden concentraties 77 van kalium, uranium en thorium berekend 79 met behulp van eer der opgenomen spectra van K, U en Th afzonderlijk en een achtergrondspectrum 81. Energiestabilisatie 83 wordt verkregen door uit concentraties 77 en spectra 81 een spectrum samen te stellen en dit te vergelijken met spectrum 73 en aan de hand hiervan omzettingsfactoren 75 aan te passen. Deze stabilisatie geschiedt geheel software-matig. Uit de K, u en Th concentraties 77 worden mineraal- of mineraalgroepenverhoudingen 85 berekend 87 met behulp van eerder bepaalde radiometrische gegevens van deze mineralen 89.

De berekening 79 van de concentraties 77 kan als volgt worden uitgevoerd.

Hierna geldt dat: S(i) = aantal per seconde gedetecteerde fotonen gedetecteerd met energie Ei in te analyseren materie;

Cx = concentratie van nuclide x in te analyseren materie; X(i) = K(i), U(i), Th(i): aantal per seconde gedetecteerde fotonen met energie Ei afkomstig van zuivere K-, U- of Th-spectra; B{i) = aantal per seconde gedetecteerde fotonen met energie Ei afkomstig van achtergrondstraling; i = 1, 2 .... n; en x = K, U of Th.

De waarden van K(i), U(i), Th(i) en B(i) zijn vooraf bepaald.

De waarde van Ck, Cu en C<rh kan volgens de kleinste kwadraten methode worden bepaald.

Dit betekent dat:

(1) waarbij

de onzekerheid in het aantal gede tecteerde fotonen met energie Ei in het tijdsinterval T representeert .

Uit formule (1) kunnen C^, Cu en 0¾ worden bepaald. Opgemerkt wordt dat formule (1) eveneens kan worden toegepast door slechts een deel van het spectrum te gebruiken. Dan worden derhalve niet alle waarden van i gebruikt. Bij voorkeur worden dan die waarden van i gebruikt waarvoor geldt dat Ei in of nabij een piek ligt.

De berekening van 87 kan als volgt worden uitgevoerd.

Hierbij wordt verondersteld dat de te analyseren materie vier groepen van mineralen omvat die met a, b, c en d worden aangeduid. Iedere mineraalgroep is gekarakteriseerd door zijn relatieve massa nij in de materie en drie concentraties Cj (u),

Cj (Th) en Cj (K) met j = a, b, c of d.

De relatieve massa's zijn karakteristiek voor de te analyseren materie, terwijl de concentraties (Cj (U), Cj (Th) en Cj (K)) karakteristiek zijn voor de mineraalgroep. Deze laatstgenoemde concentraties zijn derhalve bekend. Een mineraalgroep is een vooraf gedefinieerde groep mineralen waarvan de spectra zeer veel op elkaar lijken. Een mineraalgroep kan echter eveneens bestaan uit slechts één soort mineraal. De mineraalgroepen worden verder dusdanig gedefinieerd dat de spectra van verschillende mineraalgroepen juist niet veel op elkaar lijken.

Voor de materie geldt dat C(U), C(Th) en C(K) de totale (activiteiten)concentraties van U, Th en K representeert. Deze waarden kunnen volgens formule (1) zijn bepaald, verder geldt dat: maCa(U) + mbCb(U) + mcCc (U) + m<aCd(U) = C(U) maCa (Th) + 11¾¾ (Th) + mcCc(Th) + (Th) = C(Th) (2) maCa(K) + mbCb(K) + mcCc(K) + mdCd(K) = C(K) ma + mb + mc + md=l

Uit de vergelijking (2) kunnen met de bekende waarden van Cj (U), Cj (Th) en Cj (K) en de gemeten waarden van C(ü), c(Th) en C(K) de waarden van ma, mb, rric en worden bepaald.

Aan de hand van de waarden van ma, 1%, me en 11¾ is thans bekend in welke hoeveelheden de mineraalgroepen a, b, c en d aanwezig zijn in de geanalyseerde materie.

Claims (22)

1. Systeem voor het bepalen van een samenstelling van radio-nucliden in bijvoorbeeld een mineralen bevattende materie door het detecteren van door de nucliden uitgezonden gamma- en/of röntgenstraling, voorzien van een detectoreenheid welke een elektrisch signaal afgeeft dat informatie bevat over de intensiteit en energie van de uitgezonden straling en een signaal-verwerkingssysteem waarmee deze elektrische signalen verder worden verwerkt voor het bepalen van genoemde samenstelling, met het kenmerk, dat het signaalverwerkingssysteem is voorzien van een A/D-converter waaraan genoemde elektrische signalen worden toegevoerd en een eerste computereenheid die door de A/D-converter afgegeven signalen verder verwerkt voor het bepalen van genoemde samenstelling.

2. Systeem volgens conclusie l, met het kenmerk, dat de detectoreenheid een scintillatiedetector en een fotomultiplicator omvat die de door de scintillatiedetector afgegeven lichtpulsen omzet in een elektrische puls met een amplitude die een maat is voor de energie van de door de scintillatiedetector ontvangen straling.

3. Systeem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de detectoreenheid verder is voorzien van een pulshoogte-analysa-tor voor het verkrijgen van genoemde elektrische signalen.

4. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de detectoreenheid is voorzien van een halfgeleiderkristal waaraan een voorspanning wordt toegevoerd en middelen voor het detecteren van een variatie in de voorspanning voor het verkrijgen van genoemde elektrische signalen.

5. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de eerste computereenheid uit de door de A/D-con- verter toegevoerde signalen een energiespectrum van de gedetecteerde straling samenstelt.

6. Systeem volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de eerste computereenheid aan de hand van het spectrum volgens een voorafbepaalde eerste algoritme de concentratie van de radionucliden bepaalt.

7. Systeem volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de eerste computereenheid aan de hand van het volledige bepaalde spectrum genoemde concentraties bepaalt.

8. Systeem volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de eerste computereenheid genoemde concentraties bepaalt aan de hand van voorafbepaalde energiegebieden van het spectrum die corresponderen met spectra van individuele radionucliden waarvan de concentratie wordt bepaald.

9. Systeem volgens een der conclusies 6-8, met het kenmerk, dat de eerste computereenheid is voorzien van een geheugen waarin energiespectra van door radionucliden uitgezonden straling is opgeslagen.

10. Systeem volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de in het geheugen opgeslagen spectra worden gebruikt in de vooraf-bepaalde eerste algoritme.

11. Systeem volgens een der conclusies 6-10, met het kenmerk, dat de eerste computereenheid aan de hand van genoemde concentraties volgens een voorafbepaalde tweede algoritme de samenstelling van de materie in mineralen bepaalt.

12. Systeem volgens een der conclusies 5-11, met het kenmerk, dat in het geheugen van de eerste computereenheid gegevens zijn opgeslagen van op zich bekende mineralen en de daarbij behorende concentraties van radionucliden.

13. Systeem volgens conclusies 11 en 12, met het kenmerk, dat de tweede algoritme gebruik maakt van de in het geheugen opgeslagen informatie over genoemde mineralen.

14. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de detectoreenheid is voorzien van sensoren waarmee geluid, temperatuur, magnetisme en/of andere fysische verschijnselen in de omgeving van de te detecteren nucliden kunnen worden gedetecteerd en omgezet in een elektrisch sensorsignaal.

15. Systeem volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het sensorsignaal via de A/D-converter aan de eerste computer-eenheid wordt toegevoerd voor het uitvoeren van correcties bij het bepalen van genoemde samenstelling.

16. Systeem volgens conclusie 15, 6 en/of 11, met het kenmerk, dat genoemde correcties software-matig worden uitgevoerd.

17. Systeem volgens een der conclusie 14-16, met het kenmerk, dat het sensorsignaal aan een tweede computereenheid wordt toegevoerd voor het corrigeren en/of stabiliseren van de detectoreenheid.

18. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het systeem verder is voorzien van een zender-eenheid waaraan uitgangssignalen van de A/D-converter worden toegevoerd en een ontvangereenheid die ontvangen signalen aan de computereenheid toevoert.

19. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 1-17, met het kenmerk, dat de uitgangssignalen van de A/D-converter via een kabel aan de computereenheid worden toegevoerd.

20. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de detectoreenheid en de A/D-converter in een probe-vormende behuizing zijn ondergebracht.

21. Systeem volgens conclusies 17 en 19, met het kenmerk, dat de tweede computereenheid eveneens in genoemde behuizing is ondergebracht.

22. Systeem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de scintillatiedetector een BGO-kristal omvat.