NO309915B1 - StrÕlings-detektor av scintillasjonstellertypen og fremgangsmÕte for analyse av strÕlingens energinivÕ - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fremgangsmåte og apparat for detektering av stråling. Mer spesielt angår foreliggende oppfinnelse fremgangsmåter og utstyr for å bestemme ulike konsentrasjoner av forskjellige elementer ved å analysere energispektra fra detektert stråling.

Radioaktive isotoper som kan foreligge i materialer i grunnformasjoner, sender ut flere forskjellige typer stråling som kan detekteres av ulike typer strålingsdetektorer. I andre tilfeller kan indusert stråling bli sendt ut fra grunn-formas joner ved å føre radioaktive kilder inn i formasjonene. Gammastråling kan f.eks. være særlig nyttig for å bestemme mengden av spesifikke radioaktive isotoper som foreligger i materialene, fordi hver forskjellig isotop sender ut gammastråler med karakteristiske energinivåer. Mengder av andre elementer som er tilstede i materialene kan bestemmes ved deteksjon av induserte gammastråler, som også har karakteristiske energinivåer. Induserte gammastråler sendes ut når elementene er tilstede og f.eks. neutronkilder blir introdu-sert i grunnformasjonene som inneholder disse elementer. Strålingsdetektorer er blitt konstruert som kan bestemme energinivåene til gammastrålene som blir detektert.

En type strålingsdetektor som er kjent innenfor dette området og som kan benyttes til å bestemme energinivåene av slik kollisjonsstråling, kalles en scintillasjonsdetektor. Seintillasjonsdetektoren omfatter typisk et enkelt, stort krystall som består av et materiale slik som cesiumjodid (Csl), natriumjodid (Nal), eller bismutgermanat (BGO). Gamma-ståler som trenger seg inn i krystallet forårsaker at krystallet sender ut et lite lysglimt eller en seintillasjon. Slike seintillasjoner har typisk en størrelse som er proporsjonal med energinivået til gammastrålen som forårsaket seintillasjonen.

Seintillasjonene blir på optisk måte koblet fra krystallet til et fotomultiplikatorrør. Fotomultiplikatorrøret sender ut en spenningspuls som er proporsjonal hva amplituden angår, med størrelsen på seintillasjonen. Spenningspulsene kan føres til ulike elektroniske kretser for analyse av amplitudene til de individuelle pulser.

Analyse av antall pulser med bestemte amplituder som tilsvarer forskjellige energinivåer i gammastrålene, kan fremskaffe informasjon om forekomst av visse elementer eller isotoper. En grafisk representasjon av antall pulser som inntreffer som funksjon av energinivået til pulsene, oppviser typisk lokale maksima, kalt "topper", ved flere energinivåer innenfor det energiområdet hvor scintallasjonsdetektoren arbeider, som typisk kan være endel av området fra 0,1 til 10 millioner elektronvolt (MeV), avhengig av krystalltypen og elementene som forventes å finnes. Toppene har også et område for energinivåer som er karakteristiske for isotopen. Disse energinivåområder kan typisk defineres som bredden (ved en MeV-skala) av toppverdien ved dens halve maksimumverdi, som forklart nærmere nedenfor.

Amplitudene til spenningspulsene blir på typisk måte analysert ved å benytte en krets som benevnes spektralanaly-sator. Spektralanalysatoren omfatter en pulshøyde-kvantiti-sator for å måle amplituden av hver spenningspuls fra fotomultiplikatoren, samt en lagringsanordning for å telle antall spenningspulser ved hver størrelse fastslått av kvantitisatoren. Basert på ampiitudemålinger utført av kvantitisatoren, blir en kvantitiseringsverdi som benevnes kanalnummer, tilforordnet hver målt puls. Hver puls som forlater kvantitisatoren inkrementerer et spesielt lagringsbuffer i lagringsan-ordningen som tilsvarer kanalnummeret som er fastlagt for hver puls av kvantitisatoren. Ved slutten av en hvilken som helst målt periode, benyttes antall forekomster av toppverdier (events) som er telt i hvert buffer, for analysefor-mål .

Mange spektralanalysatorer tildeler kanalnumre basert på en lineær skala av tilsynelatende amplituder på spenningspulsene. En lineær skalering betyr her at kanalnummeret er lineært proporsjonalt med amplituden til spenningspulsen, og derfor representerer det tilsynelatende energinivå av den detekterte gammastråling som forårsaket pulsen.

En av ulempene med lineær skalering er at visse elementer genererer flere energitopper, som kan være plassert nær hverandre i energinivåverdier, nær den nedre ende av energiområdet til scintillasjonsdetektoren, som typisk kan ligge på omkring 100 til 3 00 tusen elektronvolt (keV). Det er ofte vanskelig når lineært skalerte kanalnumre er tildelt, å diskriminere mellom elementer som har mange toppverdier i det nedre energiområdet til detektoren, fordi et utilstrekkelig antall analysatorkanaler er tilforordnet de nedre energinivåer til å kunne gi en adekvat oppløsning av toppverdiene.

En fremgangsmåte som er kjent innenfor dette tekniske området for å forbedre toppoppløsningen til spektralanalysatoren ved den nedre ende av detektorens energiområde, er vist i US-patent nr. 5.289.386 (Anderson). Fremgangsmåten som er benyttet i dette US-patent tilforordner kanalnumre til energinivåer under bruk av et annet ordens polynom av formen

hvor a og b er konstanter som er tilpasset et spesielt krystall og den type fotomultiplikator som er benyttet i kanal-analysatoren, E er energinivået til gammastrålene, og N er kanaltallet. Kanalanalysatorer som er kjent innenfor dette området har typisk 256 kanaler, som er gitt nummere fra null til 255, som avgrenser det typiske området på tallet N.

Fremgangsmåten som er omtalt i ovennevnte US-patent for å definere energien til kanaltallene, gir fortsatt en utilstrekkelig oppløsning ved et lavere energinivå til detektorens område og unødig høy oppløsningsevne ved øvre ende av detektorens energiområde.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveie-bringe en fremgangsmåte for å tilforordne kanalnumre i en kanalanalysator slik at det oppnås nær konstante tall for tilforordnede kanaler for oppløsning av emisjonsspektra som opptrer over hele det detekterte énergiområde for en scintillasjonsteller.

Foreliggende oppfinnelse er et system for å analysere energinivåene til stråling som detekteres av en strålingsdetektor med en pulshøydeanalysator for flere kanaler. Strålingsdetektoren genererer signaler som er representative for energinivået til den detekterte stråling, og analysatoren inkrementerer en spesiell kanal i avhengighet av signalet fra detektoren. Kanalen som herved blir trinnvis økt eller inkre-ment ert av analysatoren, reagerer på et empirisk forhold for den spesielle kanalen med henblikk på energinivået. Det empiriske forhold bestemmes slik at de spektrale energitopper som inntreffer over faktisk talt hele det detekterte energiområdet til detektoren, har toppverdier med bredde som spenner praktisk talt over de samme antall av analysatorkanaler.

I én utførelse av foreliggende oppfinnelse er detektoren en seintillasjonsteller som reagerer på gammastråling.

I én utførelse av oppfinnelsen blir det empiriske forhold tilnærmet bestemt av et ordenstalluttrykk som omfatter et tredje ordens polynom.

For å gi en klarere forståelse av foreliggende oppfinnelse vises til nedenstående detaljerte beskrivelse av et utførelseseksempel, samt til de ledsagende figurer, hvor: Fig. 1 viser en typisk strålingsdetektor med scintillasjonsteller slik den benyttes i et loggeinstrument

for borehull,

fig. 2 viser en grafisk fremstilling av det empiriske forhold mellom kanalnummer og energinivå,

fig. 3 viser en grafisk fremstilling av forholdet mellom

kanalnumre i henhold til tidligere kjent teknikk, fig. 4 viser en grafisk representasjon av et kvadratisk

forhold,

fig. 5 viser en grafisk representasjon av et forhold i

henhold til et tredje ordens polynom,

fig. 6 viser en grafisk fremstilling av et forhold i henhold til et fjerde ordens polynom,

fig. 7 viser en grafisk representasjon av et forhold i henhold til et femte ordens polynom,

fig. 8 viser en spektralanalyse for radium<22S->stråling under bruk av relasjoner som benytter lineært for-delte kanalnumre,

fig. 9 viser en spektralanalyse basert på analysatorens kanalnumre ved radium<226->emisjoner under bruk av forholdet med kanalnumre i henhold til et polynom ved en utførelse i henhold til foreliggende oppfinnelse, og

fig. 10 viser en annen spektralanalyse for emisjoner fra radium<226> under bruk av forhold i henhold til et polynom ved en annen utførelse av foreliggende oppfinnelse.

Fig. 1 viser en typisk strålingsdetektor utstyrt med gammastråle-scintillasjonsteller innrettet til å bli benyttet ved radiospektroskopi av grunnformasjoner som gjennomtrenges av et borehull. Inne i et trykkbestandig instrumenthus 10 befinner det seg et scintillasjonsdetekterende krystall 12 forbundet med et fotomultiplikatorrør 14. Radioaktive kilder 2, som i denne utførelsen kan være grunnformasjonene (ikke vist), vil sende ut stråling som detekteres av krystallet 12, og forårsaker herunder scintillasjoner inne i krystallet 12. Disse scintillasjoner har størrelser som er proporsjonale med energien til strålingen som genererer scintillasjonen. Scin-tillasjonene føres på optisk måte til fotomultiplikatorrøret 14 hvor de omformes til spenningspulser som hver har en amplitude proporsjonal med størrelsen til scintillasjonen som forårsaket pulsen.

Spenningspulser fra fotomultiplikatoren 14 føres til en bufferforsterker 16 hvori pulsene blir forsterket og formet for videre analyse. Bufferforsterkeren 16 blokkerer også pulser fra fotomultiplikator 14 som sannsynligvis ikke er blitt forårsaket av detektering av en seintillasjon. Disse blokkerte pulser innbefatter såkalte "mørke strømmer", som typisk forårsakes av termisk støy i fotomultiplikatoren, og de kan blokkeres av en diskriminator med spenningsterskel i bufferforsterkeren. Pulser som blir prosessert i bufferet 18 føres deretter til en pulshøydeanalysator 18 for måling av amplitude og tildeling av kanal. Pulshøydeanalysator 18 omfatter typisk en analog/digital omformer samt et lagringsbuffer. Den analoge/digitale omformer måler amplituden av hver innkomne puls og genererer et nummer som tilsvarer den målte pulsamplitude. Lagringsbufferet omfatter typisk 256 kanaler, og hver av kanalene er programmert til å inkremen-tere en forekomst-teller (event counter) når et innkommende antall fra analog/digital-omformeren som representerer en pulsamplitude bestemmes til å ligge innenfor et forutbestemt område som er tilfordelt den spesielle kanal. Det forutbestemte området som tilsvarer hver analysatorkanal, er programmert til å være tilpasset et forutbestemt energiforhold med henblikk på kanaltallet.

Informasjon angående antall pulser detektert og lagret som scintillasjonsforekomster (event counts) i hver kanal i lagringsbufferet, kan overføres til analysekretser (ikke vist) lokalisert ved jordoverflaten, ved hjelp av en mikro-prosessor 2 0 som gjør forespørsler til lagringsbufrene i analysatoren 18, samt en digital sender/mottager (tran-sciever) 22 som er anbragt inne i huset 10. Signalene fra transcieveren 22 føres til jordens overflate via en armert elektrisk kabel 24 som omfatter minst én elektrisk leder 24A.

Forbedringen som oppnås utover tidligere kjent teknikk ved hjelp av foreliggende oppfinnelse kan forstås bedre ved å undersøke tabell 1. Tabell 1 viser en sammenligning av antall analysatorkanaler som er tilgjengelige for å oppløse spektraltopper som forekommer over hele energiområdet til en detektor under bruk av ulike forhold for analysatorens (vist som 18 i fig. 1) kanalnummer med henblikk på energinivået. Forutbestemte radioisotoper vist i tabell 1 ble valgt for å generere spektraltopper for å bestemme et optimalt forhold kanaltall i forhold til energinivå. Isotopene som er valgt blir vanligvis funnet i grunnformasjoner. Det er tenkt at andre radioisotoper kunne benyttes for å generere ulike energispektra, og derfor vil forskjellige forhold mellom energinivå og kanalnummer, avhengig av energiområdet til den spesielle detektor, bli benyttet.

De spektrale energiverdier for toppverdiene for de radioisotoper som er nevnt i tabell 1, ble bestemt ved labo-ratorieanalyser som beskrevet f.eks. i "Scintillation Spectrometry Gamma Ray Spectrum Catalogue" av R.L. Heath, U.S. Atomic Energy Commission, 1964; og "Gamma Ray Spectrum Cata-log, Ge(Li) and Si(Li) Spectrometry", av R.L. Heath, U.S. Atomic Energy Dommission, 1974. Toppverdibredden for hver spektraltopp blir definert som det energiområde som spenner over tre standard avvik over og tre standard avvik under den midlere toppenergi etter at detekteringene av bakgrunnsstrål-ingen er fjernet.

Spektraltoppene i tabell 1 er referanser og for disse kan det optimale forhold genereres ved hvilke kanalene til analysatoren 18 kan tildeles energinivåer. De optimale forhold kan bestemmes ved å velge slik at et likt antall kanaler som spenner over hver topp i spektret på tilsvarende måte for de forutbestemte radioisotoper, slik at det bestemmes energi-bredder for hver kanal ved hver av toppene. Forholdet mellom kanaltall og energi blir relatert til totalt antall kanaler i analysatoren, som i denne utførelsen kan være 256, og er dessuten relatert til energiområdet til analysatoren, som i denne utførelsen kan være 0 til 3 MeV.

Spalte A viser antall analysatorkanaler, tolv i tallet, hvor spektraltoppen i hver for det forutbestemte radioisotops spekter i tabell 1, vil passe innenfor et samme antall analysatorkanaler over energiområdet 0 til 3 MeV til detektoren, og det totale antall analysatorkanaler, som i denne utførelse kan være 256. Spalte A representerer det optimale forhold for kanaltallet relatert til energinivået.

I foreliggende utførelse kan et ordenstalluttrykk benyttes for å gi en matematisk tilnærming til det empirisk bestemte optimale forhold, slik at analysatoren 18 på enklere måte kan programmeres. Sammenligning av antall kanaler som spenner over de forskjellige toppverdier under bruk av forskjellige typer ordentallsuttrykk, er vist i spaltene B til G i tabell 1.

Spalten B representerer antall kanaler som er tilpasset bredden for hver av de tilsvarende spektraltopper som benytter et lineært forhold for kanaltallet med henblikk på energinivået. Kolonnen C representerer antall kanaler som er tilpasset energibredden til hver av toppverdiene under bruk av forholdet som er vist i US-patent nr. 5.289.386, og angir dermed en referanse for kvantifisering av forbedringen i forhold til tidligere kjent teknikk oppnådd ved hjelp av foreliggende oppfinnelse.

Spaltene D til G representerer antall kanaler som er tilpasset hver av de spektraltopper ved bruk av polynomfunk-sjoner for kanaltallene med henblikk på energinivået. Uttrykt som funksjon av energinivået E, vil de polynome funksjoner få følgende teneraliserte form:

hvor N er kanaltallet, ax til am er konstanter, og m er en heltallsverdi. I tabell 1 er verdien til m lik 2 i spalte D, og stiger til verdi 5 i spalte G. Koeffisientene a1 til am kan f.eks. bestemmes av et databehandlingsprogram som kalkulerer koeffisienter for en best mulig tilpasset kurve med en forutbestemt maksimalverdi på m.

Ved foreliggende utførelse av oppfinnelsen kan et tredje ordens polynom for kanaltallet med henblikk på energinivået frembringe en variasjon på bare én kanal som spenner over en hvilken som helst spektraltopp over praktisk talt hele energiområdet til detektoren. Mindre variasjon med henblikk på det empiriske forhold kan oppnås ved å benytte polynome funksjoner av en høyere orden enn 3, som vist i spaltene F og G i tabell 1. Spektrene som benyttes i tabell 1 ble generert under bruk av en 2 x 12 tommer cesiumiodid (Csl) scintilla-sjonskrystall og en analysator 18 som inneholder 256 kanaler med et energiområde fra 0 til 3,5 MeV. Det er antatt at ulike typer detektorkrystaller, slik som vismutgermanat (BGO) kan benyttes med en 256 kanals analysator for å dekke et energiområde fra 0 til 10 MeV. Det er videre antatt at en analysator med mer enn eller færre enn 256 kanaler kan benyttes sammen med foreliggende oppfinnelse.

Det er videre forutsatt at ytterligere typer av ordens-tall-uttrykk kan benyttes for å representere forholdet mellom energinivå og kanalnummer, f.eks. eksponensialfunksjoner av formen:

hvor £ er energinivået, am og X„, er koeffisienter, mens N er kanaltallet. Andre typer med ordnede uttrykk kan oppvise lignende samsvar mellom de empiriske forhold og forhold benyttet for å tildele analysatoren 18 kanaler for visse forutbestemte energispektra. Fig. 2 er en grafisk representasjon av det empiriske forhold mellom kanaltallet og energinivået hvor de tolv kanaler av de 256 mulige kanaler i analysatoren er tildelt hver av energitoppene fra radioisotoper i grunnformasjoner vist i tabell 1. En jevn kurve 26 er trukket mellom disse diskrete data, som også er angitt i tabell 1. Fig. 3 viser en sammenligning av den empiriske kurve 26 og en kurve 2 8 som er generert etter forhold omtalt i US-patent nr. 5.289.386. Forholdene angitt i dette US-patent oppviser en distinkt forskjell fra den empiriske kurve 26 i området 0,8 til 2,0 MeV-området, og i området mellom 0 og 0,3 MeV. Fig. 4 viser en sammenligning av den empiriske kurven 2 6 og en kurve 30 generert ved bruk av et annen-ordens polynom. Samsvaret mellom den empiriske kurven 26 og den polynome kurve 3 0 er forbedret ved energinivåer over 0,8 MeV i forhold til kurven 28 i fig. 3, men viser betydelig avvik fra den empiriske kurve 26 ved lavere energinivåer. Mens ordentalls-uttrykket omtalt i US-patent nr. 5.289.386 er et annet-ordens uttrykk, er koeffisienten til det første-ordens ledd, a2, lik null. US-patent nr. 5.289.386 angir ikke som noen mulighet at første-ordens koeffisienten kan være noe annet enn null for

ett empirisk forhold.

Fig. 5 viser en sammenligning mellom den empiriske kurve 26 og en tredje ordens polynomkurve 32. Det er her et godt samsvar mellom kurvene 26 og 32 over hele energiområdet til detektoren. Fig. 6 viser en sammenligning av den empiriske kurve 26 med en fjerde-ordens polynomkurve 34. Den fjerde-ordens polynomkurve 34 viser en høy grad av samsvar med den empiriske kurve 26. Fig. 7 viser en sammenligning av den empiriske kurve 26 med en femte-ordens polynomkurve 36. Denne femte-ordens kurve 36 viser en svært høy grad av samsvar med den empiriske kurve.

Ved foreliggende utførelse av oppfinnelsen blir analysatoren (vist som 18 i fig. 1) på typisk måte programmert for å tildele kanaler som svar på detektert gammastråle-energinivå under bruk av en tredje-ordens polynomfunksjon av kanaltallet med hensyn på energinivået. Mer spesiell har, i foreliggende utførelse av oppfinnelsen, den tredje-ordens funksjon som er vist i fig. 5 de typiske koeffisienter ax = 1,1119 x IO"<3>; a2 = 1,2906 X IO"<3>; a3 = 4,95469 X IO"6; og a4 = 1.7649913 x 10"<7>. Det er forutsatt at verdiene til koeffisientene som er bestemt for foreliggende oppfinnelse kan ha andre verdier for andre størrelser eller sammensetningen av seintillasjonsdetektoren (vist som 12 i fig. 1) .

Vises det nå på ny til fig. 1, vil, når instrumentet 10 betjenes, gammastrålene 2 som detekteres av detektoren 12 resultere i ulike antall tellinger som tilsvarer antallet detekterte gammastråler 2 med energinivåer som tilsvarer energinivåene som er tilforordnet kanalene i analysatoren 18, bli lagret i de ulike kanaler i analysatoren 18. Periodisk kan analysatoren 18 bli forespurt av mikroprosessoren 2 0 slik at tellingsdata fra hver kanal kan analyseres. Typiske telledata korreleres med telledata som tilsvarer radioisotoper analysert i et laboratorium, slik som vist i tabell 1. En utgang fra dette korreleringstrinnet kan innbefatte en kurve (ikke vist) for relative konsentrasjoner av ulike radioisotoper.

Loggeinstrumentet (vist som 10 i fig. 1) ble først

programmert for å gjøre det mulig for analysatoren 18 å tildele kanaltall med henblikk på energinivåer under bruk av et lineært forhold. Fig. 8 viser en grafisk representasjon av et gammastråle-spektrum fra radium-226-emisjoner detektert av instrumentet 10 med analysatoren 18 programmert til lineært forhold. Tall som tilsvarer tellingene lagret i de individuelle analysatorkanaler 18 er blitt filtrert til en glatt

kurve 3 8 for å redusere virkningen av statistiske variasjoner i spektralanalysen. En høy topp som er karakteristisk for spektret til radium-226 er vist ved 40. En sekundær topp som også er karakteristisk for radium-226-spektrum er vist ved 42. Langt mindre spektraltopper er vist ved 44. Fig. 9 viser en grafisk fremstilling av det samme radium-226-spektrum, men denne gang ved å benytte det tredje-ordens forhold i henhold til den foreliggende utførelse av oppfinnelsen for å tildele kanaltall til de forskjellige spenningspulser som mottas av analysator 18. Den individuelle analysator 18 gir tellenumre som igjen blir filtrert til en glatt kurve 46. Toppverdier 40A, 42A, 44A som tilsvarer de ekvivalente toppverdier 40, 42, 44 i kurven i fig. 8, frem-viser markant forskjellige relative amplituder enn toppene i fig. 8. Særlig må nevnes at de sekundære topper 44A er meget mer klart definert, og den primære toppen 40A oppviser flere mindre perturbasjoner 40AA som ikke engang var synlige i spektrumet opptegnet ved kurven i fig. 8. Fig. 10 er en grafisk representasjon av energispektret for radium-226 fremvist som en tellekurve med henblikk på energi, atter en gang filtrert til en glatt kurve 40. Ko-ordinat skalaene i fig. 10 tilsvarer dem i kurven vist i fig. 8. Det må bemerkes når det gjelder fig. 10 at detalj trekk til spektret, slik som sekundærtopper 4OB, er mer klart synlige enn i kurven vist i fig. 8.

Scintillasjonskrystallet 12 i den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er typisk responsivt overfor gammastråle. Det forutsettes at foreliggende oppfinnelse også kan benyttes sammen med scintillasjonsdetektorer som er responsive overfor andre strålingstyper, slik som litium-6 glasskrystaller, som også er responsive overfor neutron.

Det bemerkes at foreliggende oppfinnelse ikke er begrenset til utførelsen som er fremsatt i eksemplene ovenfor, men bare er begrenset i henhold til angivelser i de nedenfor fremsatte patentkrav.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for analysering av energinivået av stråling detektert av en strålingsdetektor, hvilken detektor genererer et utgangssignal som tilsvarer det nevnte energinivå, idet detektoren omfatter en pulshøyde-analysator med flere kanaler hvor hver av kanalene reagerer innenfor et eget, forutbestemt størrelsesområde som tilsvarer nevnte utgangssignal, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: bestemmelse av et empirisk forhold mellom energinivået og det forutbestemte størrelsesområdet hvori det finnes spektrale topper generert av forutbestemte elementer, hvilke topper inntreffer innenfor en hvilken som helst del av et detektert energiområde for detektoren, med toppverdibredder som spenner over praktisk talt samme mengde som ved de til-grensende av de mange kanaler, besørge at pulshøyde-analysatoren fører utgangssignalet som tilsvarer energinivået til den av de mange kanaler som har det kanalnummer som tilsvarer det forutbestemte forhold.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det dessuten omfatter trinnet med å undersøke innholdet i hver av de mange kanaler for å bestemme et energispektrum for strålingen som meddeles detektoren.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det bestemte forhold er et empirisk forhold som tilnærmet tilsvarer et rangert uttrykk som inneholder et tredjeordens polynom.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at pulshøyde-analysatoren omfatter 256 kanaler.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at strålingsdetektoren er anbragt inne i et brønnloggings-instrument innrettet til å føres gjennom et borehull som gjennomtrenger en grunnforma-sjon.

6. Fremgangsmåte for analysering av energinivået til stråling detektert av en strålingsdetektor, hvilken detektor omfatter en scintillasjonsdetektor, en fotomultiplikator og en flerkanals pulshøyde-analysator med flere kanaler, hvor hver kanal er tilordnet et nummer, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: måling av størrelsen på pulsene fra fotomultiplikatoren i analysatoren, hvilke pulser genereres som respons på deteksjon av stråling i seintillasjonsdetektoren, besørge at pulshøyde-analysatoren fører hver av pulsene som blir målt i analysatoren til den av de mange kanaler som har nettopp det kanalnummer som tilsvarer en utgang på et rangert uttrykk som har størrelsen på pulsene som en uav-hengig variabel og et kanalnummer som tilsvarer hver av de mange kanaler som en avhengig variabel, hvilket rangert uttrykk er beregnet til i alt vesentlig å tilpasses et empirisk forhold av kanalnumrene med henblikk på energinivået som er bestemt for de forutbestemte energispektra, hvilket utgangssignal genereres av det rangerte uttrykk som reaksjon på inngangssignalet fra hver størrelse av pulsene, slik at en forekomst-teller for alle kanaler økes med ett trinn hver gang én av disse pulser føres til én av de mange kanaler.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at de rangerte uttrykk omfatter et tredjeordens polynom.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at det dessuten omfatter trinnet med å forespørre hver forekomst-teller i analysatoren og korrelere forekomst-tellerne med spektraldata for de forutbestemte elementer.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at den dessuten omfatter generering av et utgangssignal fra korreleringstrinnet, hvilket utgangssignal tilsvarer konsentrasjonen av de forutbestemte elementer.

10. Apparat for å analysere energinivået fra stråling, karakterisert ved at apparatet omfatter: en detektor som er følsom for stråling ved de aktuelle energinivåer, hvilken detektor dekker et energiområde og genererer utgangspulser med en størrelse som tilsvarer energien til strålingen som blir detektert av detektoren, og en analysator koblet til detektoren, hvilken analysator omfatter et apparat for å måle størrelsen av utgangspulsene som genereres av detektoren og en teller som omfatter flere kanaler, idet hver av kanalene teller utgangspulser som opptrer innenfor et forutbestemt størrelsesområde, idet analysatoren er programmert slik at den reagerer på et forutbestemt forhold mellom områdene med henblikk på deres stør-relse, idet de forutbestemte forhold har praktisk talt samme antall med kanaler som spenner over spektrale topper i strålingen som opptrer over praktisk talt alle av de nevnte energiområder.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at de forutbestemte forhold er et empirisk forhold som tilsvarer energispektra for strålingen fra forutbestemte elementer.

12. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved at de empiriske forhold blir approksimert av et ordenstallforhold som omfatter et tredjeordens polynom.

13. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at det dessuten omfatter anordninger for å foreta spørreanrop i hver av de mange kanaler i analysatoren for å bestemme et antall pulser i hver av de mange kanaler som tilsvarer antall strålingsforekomster med energinivåer som tilsvarer hver av de mange kanaler.

14. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at detektoren omfatter en scintillasjonsdetektor som reagerer på gammastråler.

15. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at detektoren omfatter en scintillasjonsdetektor som reagerer på neutroner.