NO890012L - Rimelig radon-detektor. - Google Patents

Description

Rimelig radon- detektor

1. Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse vedrører området alfapartikkel-detektorer, spesielt en rimelig radondetektor til bruk i boliger o 1, som kan drives for å angi radonkonsentrasjon i omgivelsene over en besemt terskel.

2. Kjent teknikk

Radon og produktene fra radioaktiv nedbrytning av radon (dvs radondatterprodukter) avgir alfa-partikler under radioaktiv nedbrytning. Radon er et tungt, radioaktivt stabilt, gassformet element, som dannes ved nedbrytning av radium, og som brytes ned til polonium, vismut og til slutt bly. Alfa-partiklene (dvs frie heliumkjerner, som består av to protoner og to nøytroner), som avgis under nedbrytnings-prosessen, danner en form for ioniserende stråling som kan være farlig for mennesker. Radon er en edelgass som kan være farlig på grunn av sin radioaktive stråling. Et større faremoment presenteres ved radondatterprodukter, som oppstår som metallioner og festner seg til luftbårne støvpartikler. Ved normal pusting, vil personer som utsettes for radonkonsentrasjoner, innånde støv med radondatterprodukter festnet eller "plettert" til støvpartiklene. Datterprodukter kan ansamles i lungene og som følge av alfa-stråling fra deres nedbrytning øke faren for lungekreft. Denne effekt av radon er godt dokumentert, og bestemte steder i landet og rundtom i verden er blitt undersøkt og ble funnet å ha et høyt radonnivå i beboelsesområder, spesielt kjellere.

Radonregistrering kan være nyttig for å vurdere risikoen for lungekreft i en gitt bolig, eller for å vurdere om et bestemt byggeområde er egnet til boligbygging. For så vidt som en radioaktiv nedbrytningskjede før radon omfatter uran 238, kan radonregistrering benyttes for registrering av urankonsentrasjoner. Radonregistrering er også foreslått i forbindelse med forutsigelse av jordskjelv som en måte å registrere underjordiske forstyrrelser på ved hjelp av radonfrigivning.

Det er kjent forskjellige radonregistreringsanordninger. En vanlig metode for radonregistrering omfatter innsamling av en prøve, f eks ved filtrering av luft i et prøveområde gjennom et aktivkullfilter for transport til et laboratori-um. Det brukes laboratorieutstyr for analyse av prøver ved gammaspektroskopi for bestemmelse av radonkonsentrasjonen i prøveområdet, under hensyntagen til samplingsmetode, samplingstiming osv. Denne teknikk, som er kjent som "stikkprøvetaking" muliggjør bruk av kostbart laboratorieutstyr fordi det bare er behov for å anskaffe en slik enhet for analyse av prøver som transporteres fra forskjellige steder. Stikkprøvetaking har sine ulemper, især fordi radonkonsentrasjonen i luften kan variere sterkt over tid, og en gitt prøve må ikke nødvendigvis være representativ. En stikkprøve er dessuten nødvendigvis begrenset med hensyn til volum og er derfor statistisk mindre signifikant enn en prøve tatt over lang tid av omgivelsesforhold på stedet.

Kvalitetsmessig laboratorieutstyr for radonregistrering kan basere seg på en omhyggelig analyse av forekomsten og styrkenivået av registrerte alfa-partikler. Denne teknikk, som er kjent som alfa-spektroskopi, kan omfatte bruk av en overflatebarriere-halvlederdiode med en aktiv overflate som er tynn nok til at alfa-partiklene som preller mot overflaten vil passere overflatebarrieren og avgi sin energi i diodens sperresjiktområde. Barrieren er gjerne svært tynn, slik at alfa-partikler som avgis ved nedbrytning av radon i en avstand fra dioden, har tilstrekkelig gjenværende energi etter å ha passert gjennom den mellomliggende luft til å bli registrert, like under overflatebarrieren. Sperresjiktet er også gjerne tykt nok til at alfa-partikler som sendes ut meget nær følerens overflate, ikke vil "slå" gjennom sperresjiktet og slippe unna nøyaktig energimåling ved å avsette en del av sin energi utenfor sperrhesjiktet. Derfor bruker alfa-spektroskopianordninger normalt en nøyaktig produsert overflatebarrierediode med et stort overflateareal og forspent for økning av sperresjiktets tykkelse. Det er også benyttet omhyggelig fremstilte diffusjonssam-menføringsdioder. Dette utstyr, sammen med anordninger for å analysere det mottatte signalets energifordeling, er nyttig for kvantifisering av radon i en prøve, men det er også for kostbart til å berettige permanent installasjon i kjelleren i en bolig e 1.

I tillegg til tellinger av alfa-partikler som resulterer fra radonnedbrytning, kan andre former for ioniserende stråling og andre effekter produsere utgangsvariasjoner eller "bakgrunns"-tellinger fra føleren som feilaktig kunne bli tolket som forårsaket av radonnedbrytning. Vanskeligheter med elektriske forstyrrelser o 1 som fremkaller transiente signaler som feilaktig tolkes som alfa-partikkeltellinger, er også et problem ved radondetektorer. For at feilaktige registreringer skal unngås, har det ved kjent teknikk vært nødvendig å stole på kostbare fotodiodedetektorer og signalbehandling, hvor detektorene utmerker seg med minimal bakgrunnsstøy, lav kapasitans og minimal variasjon i detektorkarakteristikk. Selv med disse forholdsregler, er bakgrunnstellingen i typiske detektorer relativt høy, slik at detektorene må drives i særdeles lang tid, sammenlignet med andre detektortyper, for at statistisk signifikante data skal oppnås. Ved det risikoterskelnivå på fire picoCurie/- liter (4 pCi/1) som er fastsatt av Environmental Protection Agency (EPA), er en forventet tellehastighet av alfa-partikler, som er mottatt i et typisk halvlederdetektorele-ment, svært lav, f eks 1,8 tellinger i timen. Hvis det ved denne hastighet var mulig å eliminere komplikasjoner som følge av betydelig bakgrunnsstrøy o 1, kunne det f eks utvikles statistisk signifikante data ved oppnådde 130 tellinger i løpet av tre dager. Men forskjellige transiente forhold, som motordrift nær typisk registreringsutstyr, tordenvær o 1 kan fremkalle en telling som er like høy eller høyere enn den som skyldes alfa-nedbrytning av radon. Typiske kjente detektorer søker å maksimere antallet alfa-partikler som registreres, som et middel for å bedre forholdet mellom alfa-tellinger og støy. Alfa-partikler som sendes ut av radon og radondatterprodukter har en energi på 5-10 MeV (avhengig av den spesielle isotop som brytes ned), og vandrer følgelig bare ca 4 cm i luft. For å maksimere registrering ifølge kjente fremgangsmåter, må man derfor fastsette et svært lavt, minste registrerbart pulsnivå og være i stand til å sondre mellom støy og alfa-partikler med energiområder fra nær null til en fastlagt spissenergi. Spissenergien er den som resulterer fra alfa-partikkelemi-sjon som føle av nedbrytning av radon eller radondatterprodukter ved detektorens overflate. Mulig forvirring med henblikk på ioniseringskilden og kilden til spennings- og strømvariasjoner i en halvlederdetektor gjør problemene med radontesting betydelig mer komplisert. Dette er tilfelle, selv om radonkonsentrasjonen ved detektoren er høy nok til å betraktes som svært risikabel ifølge EPA regelverket.

Laboratorieanalyseapparatur for behandling av stikkprøver er bl a angitt i US-PS 3 805 070 (Auxier et al.). Denne anordning har et testkammer omgitt av helium. Like fullt vil stråling i testvolumet, som er forårsaket av alfa-nedbrytning, på avstand fra detektoren, nødvendigvis produsere et svakere signal enn nedbrytning like ved detektoren, og forsøk på å maksimere statistisk signifikans ved registrering av de svakeste pulser, fører til vanskeligheter med støy og øker dermed nivåene av bakgrunnstelling.

Ved stikkprøver kan innsamlingstidspunktet være avgjørende, fordi halveringstiden til radon og radondatterprodukter i de forskjellige isotoper strekker seg over et bredt spektrum. Naturlig forekommende radon fins i Rn 222, som har en halveringstid på 3,8 dager (i U 238 nedbrytningskjeden) og i en viss utstrekning i Rn 220 (i Th 232 nedbrytningskjeden). Som følge av den fysiske egenart til alfa-partikkelemisjonen fra atomkjernene, varierer ikke energien som sendes ut under en gitt isotops alfa-nedbrytning. Men ved registrering av pulser, vil variasjoner i avstand fra emisjonen til detektoren forårsake variasjoner, fordi mer eller mindre av energien blir absorbert av luften og annet materiale mellom stedet for den radioaktive nedbrytning og speresjiktet til en overflatebarrierediode e 1 hvor pulsene skal registreres.

Det er utformet et mangfold av anordninger hvor halvleder-dioder, fototransistorer e 1 blir brukt for å utvikle et signal som er forårsaket av en eller annet form for ioniserende stråling, og hvor signalet blir forsterket, pulsene i signalet blir talt og tellingen blir sammenlignet med et maksimum. Disse anordninger kalles av og til dosimetere, idet hensikten er at de skal måle den totale strålingsdose som er påført et menneske, idet anordningene integrerer i det uendelige og muligens aktiverer en alarm eller indikator når et fastlagt nivå er nådd. Eksempler på slike anordninger er omtalt i US-PS 4 489 315 (Falk et al.); 4 484 076 (Thomson) og 4 301 367 (Hsu). En beskrivelse av en spesiell fotodiodecelle til bruk i et dosimeter er gitt i US-PS 4 469 945 (Hoeberchts et al.). En føler som benytter et sett av fotodioder er beskrevet i US-PS 3 564 245 (Koehler).

Et antall av de ovenstående detektorer og dosimetre er beregnet til bruk i tilfelle av høye nivåer av innfallende stråling, f eks i forbindelse med røntgenapparater o 1, hvor forekomsten av opptredende stråling er betydelig større enn ved radon. Forsøk på å bruke tilsvarende anordninger for registrering av stråling med svært lav pulshastighet har ikke vært heldige.

I forbindelse med kjente detektorer av fotodiodetypen, er det gjort forsøk på å skjelne mellom partikler, basert på deres energinivåer. US-PS 4 104 523 (Wolfert) angir eksempelvis en underjordisk detektor, hvor en pulshøydedis-kriminator (dvs en analog spenningskomparator) diskriminerer pulser med et lavere energinivå enn en fastlagt sammenlig- ningsterskel. Det skal bemerkes at variasjonen i avgitt energi fra et maksimum til null, forårsaket av det forhold at radioaktiv nedbrytning som produserer et signal kan opptre fra 0 til 4 cm fra detektoren, betyr at spenningskom-paratoren likeledes vil variere fra 0 til en maksimal spenning. Derfor vil enhver terskel mellom disse nivåer (dvs enhver terskel over null) eliminere telling av noen alfa-partikler som treffer detektoren. Anordningen kan likevel innrettes slik at de tellinger som fås over et tilfeldig valgt terskelenerginivå (like over normalt støynivå), blir talt, og tellingen kan relateres statistisk til radonkonsentrasjoner, nemlig ved bestemmelse av typisk bakgrunnstelling for hver enhet og måling av tellingen ved en kjent radonkonsentrasjon. Nøyaktigheten av en slik detektor avhenger i høy grad av den eksakte plassering av terskelen, den må kalibreres om ofte av hensyn til drift av terskel og/ eller bakgrunn, forsterkerforskyvning ol, og detektoren er fullstendig uegnet for meget rimelig langtidsmåling, som eksempelvis for røykdetektorer i private hjem.

Det er gjort forsøk på å tilveiebringe portable radondetektorer. En form for portabel detektor omfatter en prøve av klar plast e 1 som skal anbringes i testområdet og in-spiseres visuelt med henblikk på synlig skade i form av huller eller spor som er fremkalt av prellende alfa-partikler. Portable detektorer av ulike typer er omtalt i US-PS 4 607 165 (Berghoffer et al.), 4 518 860 (Alter et al) og 4 352 014 (Powell). Mens disse anordninger viser forskjellige innretninger for kompakt eller portabel emballasje for detektorer av forskjellige typer, viser ingen et heldig forsøk på å bruke en halvlederføler for radonregistrering på en måte hvor det brukes rimelige deler og som ikke krever hyppig kalibrering.

Foreliggende oppfinnelse unngår avhengighet av nøyaktig måling av energinivåer og det er derfor ikke nødvendig å sondre omhyggelig mellom alfa-partikler som sendes ut nær en detektoroverflate og de som er fjernere fra flaten. Et betydelig bedret signal:støyforhold tilveiebringes ved hjelp av visse bedringer i detektoren og ved måling og behandling av telledata under bestemte forutsetninger. Ved eliminering av problemer med støy og bakgrunnstellinger, oppnås en meget nøyaktig detektor over lang tid. Effektene av lokale, elektriske forstyrrelser er opphevet. I stedet for registrering av radon eller endog forsøk på sondring mellom pulser med noe høyere energi og nærliggende alfa-emisjoner og mellom pulser med noe lavere energi og relativt fjernere alfa-emisjoner, reagerer oppfinnelsens gjenstand på nedbrytning av utelukkende på-pletterte radondatterprodukter. Fortrinnsvis tilveiebringes organer for å tvinge radondatterprodukter i nærheten, bak føleren til å pletteres direkte på følerelementet, hvor registrert terskelenerginivå kan innstilles like under alfa-emisjonens maksimale energi, dvs den som opptrer ved null avstand fra detektoren. Ved å anta at radon 222 (dvs i nedbrytningskjeden til uran 238) er den eneste emitter av radioaktivitet som sannsynligvis vil finnes i en typisk kjeller i et privat hjem, og ved å ta nødvendig hensyn til identitet og karakteristika av datterproduktene til Rn 222, kan man på denne måte sette terskelen meget nøyaktig. Den relativt høye terskelspenning reduserer antallet bakgrunnstellinger og bedrer den statistiske nøyaktighet.

Ved å unngå avhengighet av nøyaktig måling av lokale og fjerne alfa-partikkelemisjoner og i stedet stole på meget pålitelige emisjoner fra alfa-nedbrytning av radondatterprodukter direkte på detektorens overflate, og ved hjelp av støyreduksjonsteknikker, som angitt her, er det mulig å redusere det forventede antall bakgrunnstellinger i en slik grad at det oppnås svært nøyaktige resultater, selv med de rimeligste følerelementer, f eks fotoelektriske celler som for tiden koster noen titalls kroner eller mindre og som gjerne brukes til solenergianlegg. Slike detektorer er hensiktsmessige som rimelige anordninger i private hjem, i en permanent montert detektor som installeres i kjeller e 1. Anordningen drives fortrinnsvis på lignende måte som en røykvarsler i boligen, med en synlig utgang og, om ønsket, en anordning for fjernvarsling. Anordningen kan også brukes til styring av utstyr som er beregnet for å senke radonkonsentrasjoner, f eks ventilasjonsutstyr. Ventilasjonsutstyret kan hensiktsmessig drives proporsjonalt i tid med graden av registrert risiko.

Kort beskrivelse av oppfinnelsen

Oppfinnelsen går ut på å tilveiebringe en effektiv radondetektor, som er svært rimelig og utnytter høyenergipulser fra innfangede radondatterprodukter, sammen med teknikker for støyreduksjon og reduksjon av bakgrunnstelling for bedret pålitelighet av risikoberegning.

Oppfinnelsen går videre ut på å muliggjøre en statistikkav-hengig beregning av risikoen på så kort tid som mulig ved minimering av virkningene av visse alfa-nedbrytningstilfelle som er vanskelige å måle, kortvarig støy og langvarig komponentavdrift.

Det er videre en hensikt med oppfinnelsen å produsere en radondetektor som kan drives for å vise en risikoberegning på kort sikt og samtidig samle og vise en integrert risikoberegning på lang sikt.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å muliggjøre utstrakt bruk av pålitelig radonovervåkning i bolighus, inklusive valgfri bruk av detektoren som styreorgan for utstyr som kan drives for å mildne forhold som resulterer i høye radonkonsentrasjoner.

Enda en hensikt med oppfinnelsen er å bedre følsomheten og påliteligheten av en strålingsdetektor ved bruk av flere følere og sammenligning av de signaler som genereres av følerne for å skjelne mellom støy (som opptrer i et flertall av følersignalene) og faktiske tellinger (som bare opptrer i en) .

Disse og andre formål oppnås ved en rimelig radondetektor, som benytter minst en halvlederdiode som har et sperresj ikt anbrakt tilstrekkelig nær et testmedium til at alfa-partikler avleirer sin energi i sperresjiktet. Signalet som produseres av dioden, blir forsterket og sammenlignet med en spenningsterskel som er typisk for pulsnivåer fremkalt av radioaktiv nedbrytning av radondatterprodukter, svært nær følerens overflate, slik at alfa-signaler med variabel energi fra radon eller andre alfa-kilder på avstand fra føleren blir utelukket. En andre forsterker og terskeldetektor som parallelt simulerer operasjonen av første forsterker og terskeldetektor, men som ikke trenger følere for alfa-registrering, produserer pulser i tilfelle av transiente forstyrrelser. Fortrinnsvis brukes et flertall følere og kanaler. Det er anordnet logiske kretser for sammenligning av utgangene og bestemmelse av om bare en av kanalene produserer en utgangspuls (som angir en alfa-nedbrytning), eller om et flertall kanaler produserer en utgangspuls (som angir støy). Et ledende avlukke rundt følerelementet kan forspennes med henblikk på føleren for å tvinge radondatterprodukter nær føleren til å pletteres ut på føleren. Pulser som deretter produseres av disse på-pletterte radondatterprodukter faller nøyaktig innenfor visse pulshøydeområder, godt og vel over støyterskelen. Pulser som er registrert i de utvalgte områder, blir talt og tellingene sammenlignes med et kalibrert risikoterskelnivå, som justeres av et bakgrunnsnivå og kan økes over tid av hensyn til elektroplettering av radondatterisotoper med lengre levetid, idet de justerte tellinger brukes til å bestemme om det foreligger en risikosituasjon på kort og/eller lang sikt.

Kort beskrivelse av tegningene

I tegningene er det vist utførelseseksempler som for tiden er foretrukket. Det skal bemerkes at oppfinnelsen ikke begrenser seg til den nøyaktige anordning og instrumente-ring som er vist i tegningen, og at oppfinnelsen omfatter variasjoner og grupperinger av de respektive deler. I

tegningen viser

fig. 1 et skjematisk diagram av føler-, forsterker- og

terskeldetektordelen ifølge oppfinnelsen,

fig. la et skjematisk diagram av en detektor med et flertall følere, forsterkere og terskeldetektorer, som produserer signaler for sammenligning, slik at

faktiske tellinger kan skjelnes fra støy,

fig. 2 et skjematisk diagram av pulstelle- og styre-organene i form av en mikroprosessor,

fig. 3 er skjematisk diagram av en fortrukket kraftfor-syningskrets,

fig. 4 et skjematisk diagram av en "power-up"-tilbakefø-rings- og kraftstatuskontrollkrets,

fig. 5 en gjengivelse i perspektiv av oppfinnelsen i en

fysisk pakke-utførelse,

fig. 6 et utspilt bilde i perspektiv av en alternativ,

fysisk utførelsesform av oppfinnelsen, til bruk

i en vegg-montert koplingsboksanordning,

fig. 7 et partielt snitt som illustrerer montering av

følerelementet i et avlukke,

fig. 8 et histogram som illustrerer fordelingen av pulshøyder som produseres av forsterkerkretsen ifølge fig. 1, men uten forspenningen av

avlukket i forhold til føleren,

fig. 9 et histogram som svarer til fig. 8, med avlukket forspent i forhold til føleren.

Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelseseksempler Inngangstrinnene til anordningen ifølge oppfinnelsen er illustrert i fig. 1. Energi som er avgitt av en prellende alfa-partikkel, produsert ved radioaktiv nedbrytning av radon og radondatterprodukter, produserer frie ladningsbæ-rere i speresj iktområdet mellom n og p_ områdene av føleren 20. Føleren 20 er fortrinnsvis en halvlederfotodiode med et sperresjikt anordnet tilstrekkelig nær testmediet innenfor avlukket 22 til at alfa-partikler som preller mot føleren 20 avleirer sin energi i sperresjiktområdet. Føleren 20 må ikke ha en ultratynn overflatebarriere og må heller ikke ha et ekstremt stort areal (skjønt dette er nyttige egenskaper), fordi anordningen fortrinnsvis stoler på registrerte alfa-emisjoner av radondatterprodukter på følerens 2 0 overflate.

Den samplede luft trer fortrinnsvis inn i avlukket 22 ved diffusjon gjennom et filter 24. Filter 24 stopper passasjen av støvpartikler, som radondatterprodukter allerede kan ha festnet seg til. Følgelig vil bare radongass, sammen med omgivelsesluft passere gjennom filter 24 inn til området for føler 20. Som følge av følerens 20 kopling i kretsen som vist, forblir føleren 20 på ca 5 volt likestrøm. Avlukket 22 er fortrinnsvis mer positivt forspent enn føler 20 ved tilknytning til en høyere spenningsforsyning, f eks 18 volt likestrøm fra den uregulerte likestrømsinngang. Avlukke 22 er fortrinnsvis forbundet med spenningskilden via en motstand, og er kapasitivt koplet til jord, slik at avlukket dermed koples fra spenningsvariasjoner med høyere frekvens på likestrømstilførselsledningen.

Forspenning av avlukket i forhold til følercellen skaper et elektrostatisk felt som akselererer de positivt ladede radondatterioner mot føleren. Feltet vil effektivt fjerne radondatterioner innen en kort avstand fra føleren, slik at nedbrytning av på-pletterte radondatterioner blir kilden til registrerte alfa-partikler. Den angitte forspenning, f eks 5-30 V, og fortrinnsvis ca 13 V, bedrer ut-pletteringseffekten med en faktor på to, men fanger ikke alle radondatterioner innenfor avlukket før de brytes ned.

Fig. 8 viser en pulshøydefordeling fra et uforspent avlukke, hvor datterproduktene nær føleren bidrar med et pulshøyde-kontinuum under Po 218, som gjør det vanskelig å sette et klart terskelpunkt. Fig. 9 viser et forspent avlukke, hvor datterproduktene fra fig. 8 nær føleren er blitt samlet på føleren og en klar definisjon av hvor terskelnivået for måling bør settes. I omgivelser med ustyrt fuktighet, som kjellere i boliger, bør ut-pletteringseffekten fortrinnsvis ikke økes signifikant, hvor fuktighetseffektene kan endre ut-pletteringseffekten signifikant og dermed også anordningens respons.

Større forspenning kan brukes, f eks 500-3000 V, for innfangning av de fleste eller alle datterprodukter, men dette er kostbart og komplisert. Ifølge oppfinnelsen oppnås en lavere total ut-pletteringseffekt, men ettersom føleren primært reagerer på det sterke signal som produseres ved ut-plettering på føleren alene, oppnås meget gode resultater med lavere omkostninger og lavere kompleksitet. Den lavere forspenning reduserer også problemer i forbindelse med fuktighetsvariasj oner.

Fuktighetseffektene kan reduseres ved oppvarming av avlukket på en styrt måte, som sørger for lavere relativ fuktighet i måleavlukket enn i den ytre omgivelsesluft. Dette vil også bedre følerens og måleelektronikkens stabilitet over tid og vil hindre kondensering på følerens overflate i meget fuktige omgivelser.

En forsterker og terskeldetektor produserer en forsterket og pulshøydemålt utgang på "puls"-ledningen. En tilsvarende forsterker og terskeldetektor blir inkludert, og i utførel-seseksemplet i fig. 1 begrenser disse elementer en andre kanal uten følerelement som leder til "narre"-utgangen. Begge produserer pulskanal- og narrekanalpulser i tilfelle støy; bare "puls"-ledningen produserer et signal som følge av alfa-registrering. Utførelseseksemplet ifølge fig. la ligner, idet to kanaler er forsynt med følere. Begge kanaler produserer pulser samtidig som følge av støy; bare den ene produserer pulser når alfa-nedbrytning blir registrert.

Driftsforsterkeren 32 er, som vist, koplet som en til-bakemeldingsforsterker med fast forsterkning. Føler 20 er koplet tvers over de inverterende og ikke-inverterende inngangene, og den ikke-inverterende inngang er tilknyttet 5 V-forsyningen via en motstand og jord via en kondensator. Ytterligere en kondensator er koplet i serie med føler 20. Driftsforsterker 32 kan forventes å ha i det minste en mindre forskyvningsspenning mellom sine inverterende og ikke-inverterende innganger. Denne inngangsforskyvende forspenning tenderer til å lade kondensator 34, som derfor balanserer forskyvningen og tenderer til å hindre spen-ningsforspenning over føler 20 og eliminerer behovet for et forskyvningsnullende potensiometer for å nulle ut forsterk-ningen av forskyvningsspenning. Kondensatoren eliminerer også behovet for å justere med henblikk på endringer i forskyvning over tid eller fra enhet til enhet.

Føler 20 bør ha et tynt nok diffusjonslag eller overflatebarriere og et tykt nok sperresjikt for å samle prellende alfa-partikler over området av forventede energinivåer. Men området blir minimisert ifølge oppfinnelsen. Føler 20 kan være en rimelig fotoelektrisk celle og vil arbeide adekvat i vedkommende krets. En eller flere celler kan brukes til å begrense føleren. Kretsen vil ikke forspenne føler 2 0 for å øke tykkelsen av sperresjiktet, men omfatter tvertom kondensator 34 for at en forspenning på føler 20 skal unngås. En foretrukket fotoelektrisk celle er modell 21S650, fremstilt spesielt for Sun Nuclear Corpora-tion, etter en modifikasjon av standard "VTS" prosessen som forhandles av EG og G Vactec, St. Louis, Missouri. Anordningen ligner en rimelig standard fotoelektrisk celle, men er avsluttet med nikkel, i stedet for loddmetall for at nærhet til alfa-emitterende bly skal unngås. Loddmetall og andre blyholdige materialer blir omhyggelig unngått, i det minste på cellens aktive side.

Føleren kan være en enkel fotoelektrisk diode av kommersiell kvalitet, som sannsynligvis vil koste en tidel eller mindre av hva en fotoelektrisk celle eller fotodiode som er hensiktsmessig for alfa-spektroskopi, vil koste. Følercel-lens overflate er fortrinnsvis blottlagt, slik at datterprodukter avsettes direkte på følerens overflate. Følgelig er utsmøring ("smearing") av pulshøyder minimal, sammenlignet med situasjoner hvor alfa-partikler kan sendes ut over et avstandsområde fra cellen, som forårsaker utsmøring. Føleren er fortrinnsvis ikke en gang dekket med beskyttende mylar, slik at man unngår energinedbrytning som følge av avstand mellom nedbrytningsdatterprodukter og nedbrytning som f eks finner sted når en alfa-partikkel sendes ut i en lav hellingsvinkel mot føleroverflaten i stedet for perpendikulært på denne.

Den forventede prelling av alfa-partikler som følge av radonnedbrytning ved en radonkonsentrasjon som forårsaker 4 pCi/1 alfa-stråling vil følge i en meget lav tellefrekvens, f eks en tellehastighet på mindre enn 2-5 tellinger i timen. Ved denne lave hastighet er det meget viktig å ha et repeterbart arbeidende system, som er ufølsomt overfor støy. Den spesielle energi som avsettes av alfa-partikler ved anordningen ifølge oppfinnelsen, f eks en energi i størrel-sesorden 5-10 MeV (avhengig av den nedbrytende isotop), forsterkes av driftsforsterkeren 32 for generering av en pulsutgang på 200-500 millivolt (mV). Forsterkeren 32 kan være en enkel driftsforsterker som har høy spenningsforsterkning, stigningshastighet og høy inngangsimpedans. Eksempelvis har den dobbelte DIFET Op Amp P/N AD 712, fremstilt av Analog Devices til en pris under 12 kroner (2 dollar) en åpen sløyfespenningsforsterkning på 100 000 min., en stigningshastighet på 18 V pr mikrosekund og en differen-sialinngangsimpedans på 10<12>ohm og 6 picofarad og er brukt med hell i kretsen ifølge fig. 1. Ekspansiv ladningsfølsom-het eller forforsterkning av spektroskopisk kvalitet er ikke utslagsgivende for driften. Den høye forsterker-stigningshastighet gjør det mulig for forsterkerutgangen nesten å følge den bratte spenningspuls som opptrer over føleren ved alfa-nedbrytning. Når stigningshastigheten er adekvat for å passere alfa-pulsen over støyen som normalt assosieres med en fotoelektrisk diode av kommersiell kvalitet, kan alfa-anslag telles over støyen.

Registreringssystemer av spektroskopi-kvalitet benytter generelt detektor- og forforsterkerkombinasjoner som gir støyspesifikasjoner som ikke er høyere enn 30 keV over full bredde ved halvt maksimum (FWHM). Foreliggende oppfinnelse bruker en detektor og forsterker som resulterer i omtrent 34 0 keV FWHM. Denne støyspesifikasjon er egnet for enkel alfa-telling som benytter en terskelmåler. Den er også en hensiktsmessig løsning for måling av Po 210 og Po 214, når anledningen byr seg. Men den er ikke hensiktsmessig for spektroskopisk analyse av funn av ukjente alfa-emisjoner i kj erneforskningsøyemed.

Ved alfa-partikkelregistrering er det en godt etablert praksis å bruke en ladningsfølsom forforsterker for pulsmåling. Utgangen fra den ladningsfølsomme forforsterker er uavhengig av kondensatorendringer i føleren som kan oppstå med driftsparametre. Ved foreliggende oppfinnelse betraktes driftsparametrene som faste (dvs tilordnet en spesifikk oppgave), bortsett fra endringer i omgivelsen. Fig. 1 viser forsterkeren konfigurert for spenningsfølsom drift. Dette muligjør bruk av rimelige driftsforsterkere av kommersiell kvalitet, som AD 712 eller TL072. Ikke vist i fig. 1 er en spredningskapasitet over motstand 38, som foreligger på grunn av kretsens fysiske layout og på grunn av kondensatoren som brukes i driftsforsterkeren til frekvenskompensasjon. Ved denne oppfinnelse er det ikke gjort noe kostbart forsøk på å styre denne kondensator nøyaktig. En ladningsfølsom forforsterkerutførelse vil imidlertid strengt spesifisere denne tilbakemeldingskonden-sator for styring av utgangens pulshøyde.

Ved foreliggende oppfinnelse virker motstanden 36 for å redusere driftsforsterkerens ustabilitet, som forårsakes av detektorkondensatoren på den inverterende inngang og for å konfigurere driftsforsterkeren for spenningsfølsom drift. Forbindelse med motstand 3 8 kunne også opprettes på den andre siden av motstand 36, og dette ville konfigurere forsterkeren for ladningsfølsom drift. Men det kan nå opptre flere variasjoner av pulshøyder, fordi utgangspulsens amplitude vil variere som en funksjon av spredt tilbakemeld-ing av omgivelses-og produksjonstoleranser.

Den spesielle sluttet-sløyfe spenningsforsterkning til forsterker 32 bestemmes ganske enkelt av forholdet mellom tilbakemeldingsmotstand 38 og inngangsmotstanden, dvs inklusive seriemotstand 3 6 og den effektive seriemotstand til føler 20. De spesielle pulshøyder som opptrer, er utsatt for en viss fordeling som følge av variasjonen i energinivået til prellende alfa-partikler. Variasjonen kan være en følge av om alfa-partiklene ble generert ved nedbrytning av radon eller bestemte radondatterprodukter, og skyldes også mulig variasjon av den avstand fra føleren 2 0 hvor alfa-partiklene ble sendt ut, idet en del av alfa-energien absorberes av den mellomliggende luft.

Alfa-partikler sendes ut ved svært pålitelige energinivåer, som er kjent for hver isotop. Men avstanden fra føleren medfører variasjon av det registrerte energinivå. Alfa-partikler fra nedbrytende Rn 222 sendes ut ved 5,5 MeV; alfa-partikler fra radondatterprodukter ved 5,3 MeV for Po 210, 6 MeV for Po 218 og 7,7 MeV for Po 214. Ifølge oppfinnelsen kan pulsutgangen fra forsterker 32 bli nøyaktig målt, basert på pulshøyden, og terskelen for pulser som skal telles, kan settes til et forholdsvis høyt pulsnivå ifølge oppfinnelsen. Avlukke 22 er fortrinnsvis positivt forspent med henblikk på føler 20. Derfor vil positivt ladede ioner innenfor avlukket 22 av elektrostatisk kraft prelles mot føler 20. Disse ioner omfatter radondatterioner som, til forskjell fra radon, som er en edelgass, opptrer som positivt ladede metallioner som hefter ved enhver tilgjengelig overflate som kan skaffe frie elektroner. Avlukke 22 er en slik flate, men avlukke 22 har en ledende overflate som fortrinnsvis er positivt forspent med henblikk på føleren, slik at plettering av radondatterioner tenderer til å skje direkte på føleren 20. I likevektssituasjonen, kan man matematisk vise at konsentrasjonen av radondatterioner er direkte proporsjonal med konsentrasjonen av radon i avlukket, især fordi filter 24 blokkerer støvpartik- ler som kunde føre med seg datterioner fra omgivelsen inn i avlukket. Spenningsterskelnivået til pulsene fra forsterker 32, hvis pulser blir sendt og talt, kan innstilles nøyaktig for registrering av utelukkende en eller flere av datterionene. For så vidt som datterionene brytes ned og sender ut alfa-partikler etter å være plettert på føleren 20, er energinivået fra slik nedbrytning meget presist forutsig-bart. Utgangen fra forsterker 32 med spesielle pulsnivåer vil bli omtalt nærmere nedenfor under henvisning til fig. 8 og 9. Her er det tilstrekkelig å si at pulser som er høye nok til å overstige terskelen som delvis er definert av et motstandsnett, vil føre til pulsutgang fra terskeldetektoren 50, og dennes utgang går til en pulstelleanordning.

Terskeldetektorene 50 og 52 er forsterkere med høy forsterkning, kjent som komparatorer, av hvilke fire er alminnelig tilgjengelige i en fjorten stifters integrert krets (IC).De øvrige to komparatorer i denne integrerte krets er brukt som vist i fig. 4. Komparatoren 50 har et par motstander 54 koplet mellom sine inverterende og ikke-inverterende innganger. Forbindelsen mellom motstandene 54 er tilknyttet en integrerende kondensator 56, slik at terskelnivået, dvs spenningen ved den ikke-inverterende inngang til terskeldetektor-komparatoren 50, delvis bestemmes av forsterkerens 32 middelutgang, som akkumuleres i kondensatoren 56. Følgelig vil enhver likespenningsforspenning på utgangen fra forsterker 32 reflekteres i terskelen, som følge av den midlende kondensator 56. Dermed vil terskeldetektoren 50 reagere på variasjoner i utgangen fra forsterker 32, og ikke bare på spenningen på utgangen fra forsterker 32 som krysser et fastsatt likespenningsnivå på den ikke-inverterende inngang.

Utgangen fra komparatoren som definerer terskeldetektor 50 blir fortrinnsvis, ved hjelp av en seriekoplet kondensator og motstand 58 koplet til den ikke-inverterende inngang. En høytgående puls på inngangen til terskeldetektor 50 resulterr i en lavtgående pulsutgang. Når en utgangspuls opptrer på terskeldetektoren 50, blir spenningen ved den ikke-inverterende inngang (dvs terskelspenningen) følgelig temporært nedsatt for en tid som defineres av verdiene av motstand og kondensator som er koplet i serie langs tilbakemeldingsledning 58. For så vidt som terskelen temporært senkes, blir pulsutgangen fra terskeldetektoren 50 strukket, noe som forårsaker at terskeldetektoren får en enkelt utgang ("one shot output").

Som nevnt ovenfor, er den forventede tellehastighet av alfa-partikkelnedbrytning ganske lav. Selv om den forventede tellehastighet selvsagt varierer med radonkonsentrasjonen, kan den forventede tellehastighet ved EPA fareterskelen på 4 pico Curie/liter (4 pCi/1) være mindre enn to tellinger i timen. Selv leilighetsvis forekomst av elektromagnetiske forstyrrelser kan derfor produsere et signifikant bakgrunnsnivå, som svekker den statistiske signifikans av de mottatte tellinger. For å unngå feilaktige tellinger som følge av transienter, anordnes en andre forsterker 42 og terskeldetektor 52, og de kan som vist i fig. 1 brukes uten en tilsvarende føler for å produsere 11 narre11-utgangen. Forsterkeren 42 har fortrinnsvis minst en forbindelse felles med forsterkeren 32, slik at transienter på kraftledningene vil produsere pulser i begge. Transient interferens i luften, som f eks skyldes start og stans av motorer eller andre induktive belastninger, lynnedslag eller annen interferens, vil produsere pulser på begge forsterkere 32 og 42. Pulser som skyldes alfa-nedbrytning som preller på føleren 20 vil produsere en puls bare på forsterker 32. Forsterkeren 42 er forsynt med en seriemotstand 46 og en tilbakemeldingsmotstand 48 med verdier som kan sammenlignes med forsterkerens 32. En kondensator 44 er likeledes anordnet for å akkumulere eventuell forskyvning mellom de inverterende og ikke-inverterende innganger til forsterker 42. Derfor kan forsterker 42 forventes å produsere pulser av et nivå som kan sammenlignes med forsterkerens 32. På lignende måte er terskeldetektoren 52 forsynt med en motstandsstige og en midlende kondensator som svarer til forbindelsene av motstandene 54 og kondensator 56 for terskeldetektor 50. Det foretrekkes for tiden at motstand 62 for narre-terskeldetektor 52 er noe større enn tilsvarende motstand som brukes for terskeldetektor 50, slik at narrepuls-terskelnivået dermed blir noe lavere enn alfa-pulsterskelnivået. Følgelig kan narrepulser til tider opptre fra terskeldetektoren 52 uten at alfa-pulser opptrer på terskeldetektor 50. Skulle det opptre elektromagnetiske pulser som er tilstrekkelige til å trigre terskeldetektor 50, via forsterker 32, vil den lavere terskel sikre at en tilsvarende puls blir registrert ved terskeldetektor 52 og produserer en narreutgang. Terskelen for detektor 52 kan f eks være halvparten av terskelen for detektor 50.

Ifølge oppfinnelsen er det anordnet organer for telling av pulsene på utgangen fra terskeldetektor 50, med mindre pulsene også, samtidig gjenfinnes på utgangen fra nar-reterskeldetektor 52. Disse utganger fra terskeldetektorene 50, 52 kan føres sammen i en port og brukes til inkremente-ring av tellere. Men fortrinnsvis koples pulsene til innganger av en mikroprosessor 70, vist i fig. 2.

Som vist i fig. la, kan støymålefordelene ved en narrekanal utnyttes sammen med en økning av detektorfølsomhet ved bruk av et flertall følere 2 0 på inngangene til et flertall kanaler med forsterkere og terskeldetektorer. I det viste utførelseseksempel er "narre"-kahalen omdannet til en legitim alfa-registrerende kanal med en føler, forsterker og terskeldetektor. Forekomsten av radioaktiv nedbrytning er slik at det er ytterst usannsynlig at alfa-nedbrytning vil

opptre samtidig ved et flertall følere 20. På den annen side vil transient støy påvirke alle kanaler likt, og støy kan fjernes fra tellinger ganske enkelt ved sjekking om mer enn en kanal har produsert en puls. Logiske kretsorganer, som en EKSKLUSIV ELLER-port, er anordnet for å produsere en utgangspuls når en av kanalene produserer en puls, men ikke når begge produserer en puls. Følerkanalene kan overvåkes av fastkoplede, logiske elementer eller som separate innganger

til mikroprosessor 70.

Fig. la gir en skjematisk illustrasjon av et element for logisk sammenlikning, dvs en EKSKLUSIV ELLER-port, i forbindelse med to kanaler. For å utelukke signalkapp-løpsproblemer, er det mulig å stille inn vipper (ikke vist) for hver kanal etter opptreden av en puls på en slik kanal. Utgangene fra vippene kan påtrykkes EKSKLUSIV ELLER-porten og mikroprosessoren kan innstilles for periodevis tilbakestilling av vippene og/eller tilbakestilling ved avbrudd ved en legitim tellepuls.

Som følge av det større, effektive følerareal, vil utførel-seseksemplet i fig. la utmerke seg ved større nøyaktighet på kort sikt ved lave konsentrasjoner og ved støydiskriminering som i fig. 1. Følerelementet 2 0 som fortrinnsvis er en rimelig fotoelektrisk celle, fører til at anordningens pris ikke blir unødig økt. På grunn av det økte overflateareal, vil sjansene for å registrere en alfa-nedbrytning øke proporsjonalt og gi høyere telling pr enhet av radongasskon-sentrasjon, slik at måling gjennomføres med større sikkerhet og/eller på kortere tid. Kanalene er fortrinnsvis led-ningsført til separate innganger på mikroprosessoren 70, slik at pulser på hver av flertallet av kanaler kan overvåkes og brukes til registrering av følersvikt eller annen svikt langs signalbanen.

Når konfigurasjonen er slik at hver føler har separate innganger til mikroprosessoren, bør alfa-pulstellingen fra hver føler forbli nærmest lik, fordi følerne er utsatt for samme radonkonsentrasjon. Det kan anordnes organer i mikroprosessorens fastvare for sammenligning av de totale alfa-tellinger med tellinger som rutinemessig brukes i strålingstellestatistikker. Er resultatet ugyldig, kan en advarsel for mulig funksjonssvikt bli vist.

Enten støy-reduksjon gjennomføres ved bruk av en narrekanal, ved bruk av et flertall, parallelle kanaler eller på annen måte, er resultatet et signal som telles over en kjent tidsperiode.

Mikroprosessor 70 kan være en valgfri type av forskjellige, markedsførte mikroprosessorer. Den omfatter en sentral prosessor med aritmetiske og logiske funksjoner og den omfatter et program som fortrinnsvis er lagret i et leselager. I utførelseseksemplet i fig. 1, blir pulsutgangen fra terskeldetektor 50 koplet som avbruddsinngang til mikroprosessor 70, som for øvrig er programmert for gjentatt overvåkning av omkoplingsinnganger og til å holde orden på tiden. Prosessoren 70 teller antall alfa-partikkelpulser som opptrer pr kjent tidsenhet og sammenligner resultatene av denne telling med et tall som er empirisk bestemt til å representere en fastsatt radonkonsentrasjon. Denne fastsatte konsentrasjon kan f eks være EPA grensen på 4pCi/l. Andre fastsatte konsentrasjoner kan velges. Den for tiden foretrukne radonovervåkningsanordning ifølge oppfinnelsen er ved hjelp av dimbrytere 72 tilpasset for å velge konsentrasjoner på 4, 20 eller 80 pCi/1 etter brukers valg. Mikroprosessorens 70 lagringsenhet inneholder konstanter for den forventede alfa-tellings- og tidsintervall-lengde som er nødvendig for at man skal oppnå et gitt sikkerhetsnivå for hver av de mulige konsentrasjoner.

Den tidsperiode under hvilken prosessoren kan drives før statistisk signifikante telledata som er oppnådd, varierer med antall tellinger. Jo høyere tellehastighet, desto kortere tidsintervall under hvilket det kan oppnås statistisk signifikante data (f eks en nøyaktighet innenfor 30% av den angitte terskel, ved 90% sikkehetsnivå).

Mikroprosessoren 70 er fortrinnsvis innrettet for å gjøre det mulig for brukeren å stille tilbake løpende telleinter-vall, for å begynne på nytt med tids- og pulstelleakkumuler-ing. Prosessoren er også tilpasset for å la brukeren bestemme resultatene av langvarig risikoerfåring. Risiko- og tilbakestillingstrykknappene 82 hhv 84 og utgangene fra dimbryter 72 og eventuelt ytterligere overvåkede kanaler eller narrepulsinngang 66 er alle digitale innganger (dvs nivåinnganger), som periodevis avsøkes av mikroprosessoren 70. Pulsinngang 64 er fortrinnsvis koplet som avbruddsinngang. Det er også mulig ganske enkelt å kjøre mikroprosessor 70 i en sløyfe og overvåke puls 64 også som digital inngang. Alternativt kan digitale tellere, atskilt fra mikroprosessoren overvåke akkumulerte puls- og tidtellinger, idet utgangen fra tellerne leses av mikroprosessoren 70.

Enten brukeren velger fremvisning av siste risikointer-vallstatus eller langtidsrisikostatus, har prosessor 70 digitale utganger koplet for å drive lysemitterende dioder som angir forskjellige, mulige resultater. Fortrinnsvis lyser en gul, lysemitterende diode (LED) 94 ved hver opptreden av en alfa-puls for å forvisse brukeren om korrekt drift. En rød LED 92 aktiveres for å angi enten at siste intervall oversteg den fastsatte telleterskel for radonkonsentrasjon, eller for at langtidsrisikoen (hvis valgt med trykknapp 82) angir en risikosituasjon. På den annen side lyser en grønn LED, når siste intervall eller langtidsrisiko er under den fastsatte telleterskel.

Ytterligere en LED 98 er fortrinnsvis anordnet som et organ for å teste driften av hele radonregistreringssystemet. LED 98 kan monteres i avlukket 22, nær føler 20 og innrettes for å produsere en puls som overstiger pulsterskelnivået. Mikroprosessoren 70 vil periodevis tenne prøve-LED 98 og overvåke pulsledning 64 etter den forventede pulsutgang. Hvis den forventede utgang ikke blir mottatt, angir mikroprosessor 70 en feilsituasjon, muligens ved å tenne alle tre LEDene. I alle tilfellene er LED 92, 94, 96, 98 koplet i serie med en motstand til kollektoren til deres respektive drivtransistorer.

Risiko blir vurdert både på kort og lang sikt. Risikovurdering på kort sikt omfatter telling av et statistisk signifikant antall tellinger og et tilsvarende tidsintervall under hvilket radonkonsentrasjon på normalt nivå ville produsere samme antall tellinger. Konsentrasjonen ligger over det nominelle, hvis tellingen nås raskere, eller under det nominelle, hvis intervallet løper ut først.

Risikovurdering på lang sikt krever at data som representerer antallet registrerte alfa-tellinger og registreringsti-dens lengde lagres i lang tid. Anordningen ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis forsynt fra en ekstern likestrømskilde, som i sin tur mates fra hovednettets vekselstrøm i boligen e 1, hvor anordningen er installert. Anordningen kan også drives med batterier, muligens gjenladbare batterier som bare benyttes ved svikt i vekselstrømforsyningen. Enten anordningen drives fra vekselstrømforsyningen eller med batteri, kan det ventes strømstans, særlig i løpet av de svært lange perioder som radonovervåkningsanordninger forventes å være i drift. Langsiktige risikotilstander kan kreve overvåkning av alfa-telling i flere måneder eller år. Mikroprosessoren 70 lagrer langtidsdata i et elektrisk slettbart, programmerbart leselager (EEPROM) 76. Dette langtidslager som ikke er flyktig, holder seg ajour med den langsiktige risikoen ved å akkumulere informasjon om antallet alfa-pulser som er talt, og antallet definerte tidsinkrementer da en alfa-telling ville forventes hvis radonkonsentrasjonen lå på den valgte risikoterskel (f eks 4 pCi/1). Tidsspennet for en forventet telling eller det definerte "intervall for langsiktig risiko" er programmert i mikroprosessor 70, etter å være bestemt ved eksperimentering til å representere den tellehastighet som oppleves ved kretser med denne følsomhet, når de utsettes for radon med en gitt konsentrasjon. Det nøyaktige intervall kan således bestemmes ved kalibreringsprosedyrer for hver enhet. Intervallet for langsiktig risiko (dvs den forventede tid som går for hver alfa-telling ved nominell konsentrasjon) er forskjellig (dvs langt kortere) enn det intervall for statistisk signifikans som benyttes for risikovurdering på kort sikt.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis innrettet for å styre forskjellig utstyr som er tilpasset for å dempe radonrisikoen. Slikt utstyr kan omfatte en vifte 108, drevet av motor 106 og styrbart koplet til likestrømsforsyningen ved hjelp av en triac 104, som aktiveres av mikroprosessoren 7 0 når det er nødvendig. Brukeren kan også velge forskjellige former for drift av viften, basert på registrering av risikoforhold. Hvis brukeren ønsker, kan det f eks velges en digital inngang (f eks fra dimbryter 72) for drift av viften etter registrering av et risikointervall, i 25%, 50% eller 100% av tiden. Det er også mulig å programmere mikroprosessor 70 til å utføre denne proporsjonalitetsavgjørelse automatisk, basert på graden av registrert risiko. Skulle den registrerte alfa-telling f eks langt overskride terskelnivået, kan prosessoren 70 drive viften 108 i 100% av tiden. Hvis terskeltellingen derimot bare er lite over-skredet, kan prosessor 70 drive viften 108 periodevis under intervallet.

Alternativt kan den digitale inngang fra brukerinnstilt dimbryter 72 tilordnes radonkonsentrasjonens terskelnivå og hver time sjekkes etter antall alfa-tellinger som forventes ved den konsentrasjonen i løpet av timen. Er tellingene høyere etter en time (eller nås den forventede telling før en time er gått), blir den dempende styring aktivert. Deretter kan et nytt time-intervall settes i gang. Dette resulterer i kortere responstid for styringsanordningen. Time-intervallet er foretrukket, men ikke nødvendig.

Kraftforsyningen til hele kretsanordningen er illustrert i fig. 3 og 4. Ifølge fig. 3 er det anordnet en 18 V forsyning eksternt, langs linje 10 og regulert ved hjelp av regulato-rer 112, 114 ned til 5 V hhv 12 V. En anordning 116 for undertrykkelse av transient spenning er anordnet for i det minste delvis å blokkere innkommende interferens langs strømledningene. Dioden 118 beskytter kretsene mot å koples baklengs over kraftforsyningen. Et flertall lagrings- og utkoplingskondensatorer er anordnet. Ifølge oppfinnelsen, slik den er illustrert i fig 4, er det anordnet ytterligere terskeldetektorer mellom 18 V forsyningen, 5 V forsyningen og jord. En "power-up"-tilbakestillingskrets holder mikroprosessor 70 i tilbakestilt tilstand, inntil lagrings-kondensatorene er ladet til det punkt hvor 5 V forsyningen når eller nærmer seg sin forventede andel av 18 V forsyningen, som bestemt av en motstandsstige. 5 V forsyningen blir også sammenlignet med et avvikende punkt på motstandsstigen for dannelse av en "kraft-status" utgang som også kan brukes gjennom mikroprosessor 70 for å hindre start av innskriving i EEPROM 76, hvis likestrømsspenningen er utilstrekkelig til pålitelig fullføring av skrivesyklusen.

Fysiske utførelsesformer av radondetektoren ifølge oppfinnelsen er vist i fig. 5-7. Fig. 5 og 6 illustrerer eksterne trekk ved emballasjen ved valgfrie, foretrukne utførelser. I fig. 5 er det anordnet et bokslignende hus 130 ved øvre og nedre sjalusiventiler 132 som tillater omgivelsesgass å diffundere inn i området som begrenses av boksen 130. Trykknapper 82, 84 og indikator-LEDer 92, 94, 96 er anordnet på ytterflaten. Disse komponenter kan monteres på kanten av et kretskort og kortet kan monteres vertikalt i boksen 13 0. I sjalusiventilene er det fortrinnsvis anordnet lysblok-kerende filtre.

I et annet, foretrukket utførelseseksempel, som vist i fig. 6, er radondetektoren anordnet for permanent fluktmontering på veggen av en bygning, f eks montering ved hjelp av spiker 144, som fester en koplingsboks 146 som inneholder kretsene, direkte på en stolpe i bygningen. De lysemitterende indikatordioder og trykknapper er anbrakt på overflaten og luftsirkulasjonshuller 142 tillater luften å diffundere inn i detektorområdet.

Føleren 20 er fortrinnsvis montert i avlukket 22, som vist i fig. 7. Et kretskort 150 er forsynt med et flertall huller, gjennom hvilke omgivelsesluft kan diffundere. En lavere dekkplate 152, med huller langs en av kantene, tillater luft å diffundere gjennom filter 24, som dekker hullene i kretskortet 150. Føleren 20 er montert i avstand fra de øvrige komponenter, som er montert på kretskortet 150. Ved at føleren 20 monteres på en forhøyet flate, som vist, er forholdet mellom følerens overflateareal og avlukkets overflateareal maksimal for et gitt volum av avlukket. Følgelig er mindre overflateareal pr volumenhet, sammenlignet komponentenes overflate på kretskortet, tilgjengelig for ut-plettering av radondatterioner, bortsett fra overflaten av føler 20. Dette plasserer også føleren 2 0 på avstand fra alfa-emittere i kretskomponentene, som ellers ville bidra med bakgrunnstellinger (dvs tellinger som forventes i fravær av radon). En føler eller et flertall følere er fortrinnsvis montert i ett enkelt avlukke. Alternativt kan det benyttes et flertall følere, som er montert i individuelle avlukker. Avlukke 2 2 er fortrinnsvis fremstilt av ledende plast, som er forbundet med den positive forsyning gjennom kretskortet 150. På tilsvarende måte opprettes forbindelser med føleren eller følerne 20 gjennom kortet 150 og ledere som fungerer som avstandsorganer som holder føleren 2 0 på bordet i avstand ovenfor kretskortet 150. Føleren 2 0 er fortrinnsvis fullstendig fri for blyholdig loddemetall, idet den forbindes ved hjelp av ledende epoksy, eller ledende fjærer, og den har nikkelavslutninger i stedet for loddmetallavslut-ninger.

Fig. 8 og 9, som er histogrammer som viser antallet opptredende pulser i et pulshøydeområde, ble utviklet ved hjelp av kretser av lignende type som de som er vist i fig.

1. En analyse av disse resultater, hvor det tas hensyn til halveringstidene til radon og radondatterprodukter, polonium 210, 214 og 218, utgjør et middel til å sette pulster-skelhøyden som skal passere gjennom en terskeldetektor 50 nokså høyt, slik at virkningen av støy dermed kan reduseres ytterligere og den forventede bakgrunnstelling kan reduseres. Med redusert bakgrunn og støy, oppnås statistisk signifikante resultater på kortere tid. Ved ikke å stole på alfa-partikler utsendt av radon, men i stedet nøye innstille ett eller flere terskelnivåer for måling av bare alfa-partikler fra radondatterprodukter, er det videre ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen mulig å oppnå ekstremt nøyaktige resultater, som nesten eliminerer visse kilder til bakgrunnstellinger.

Radon som opptrer i boliger er så å si alltid Rn 222 i U 238 kjeden. Andre former for alfa-utsendende kilder, som americium eller thorium, er det med andre ord lite sannsyn-lig at man vil finne i en typisk bolig. På grunnlag av denne antagelse, er det mulig å oppløse en radonkonsentrasjon til et område mellom 0,1-1 pCi/1 og trygt måle en konsentrasjon på 4 pCi/1 i løpet av flere dager (en til tretti dager). Detektoren ifølge oppfinnelsen har vist seg å oppløse 0,1 pCi/1 og måle 4 pCi/1 i løpet av ca tre dager. Støyreduk-sjonsteknikkene utgjør en del av årsaken til denne nøyak-tighet. Disse støyreduksjonsteknikker omfatter bruk av flere kanaler med organer for logisk sammenligning av deres utganger eller, alternativt, narreforsterkerkretsen 42, som etteraper forbindelsen av forsterker 32, bortsett fra bruk av føleren 20. Ved fremstilling av føleren 20 er alle prosesser som fører anordningen i nærheten eller i kontakt med substanser som inneholder alfa-emitterende stråling blitt redusert eller eliminert. Spesielt benyttes ikke loddemetall, fordi loddemetall inneholder bly og bly assosieres med naturlig forekommende isotoper som er alfa-emittere (bly er det endelige resultat av U 238- og/eller radonnedbrytning). Hvis alfa-emitterende isotoper avsettes på anordningen under fremstillingen, er det ikke mulig å skjelne resultatet når radioaktiv nedbrytning skjer i isotopene, fra radonnedbrytning.

Støy- og bakgrunnsreduksjon tilveiebringes også ved måling av pulser som følge av en omhyggelig analyse av de opptredende pulshøydene. Det er to hovedspisser i histogram-mene i fig. 8 og 9, som representerer et radongasspektrum som følge av nedbrytning av radondatterprodukter Po 218 og Po 214. Spissene skyldes ut-plettering av disse radondat terioner på detektoren. En signifikant del av bakgrunns-spektret, inklusive de forventede pulsnivåalfa-partikler fra nedbrytning av radon 222, ligger i et relativt bredt område under disse to spissene. Derfor kan terskeldetektorens innstilling settes like under de to spissene, og dermed blir bakgrunnspulsene ignorert. Dette vil hindre registrering av Po 210, som har lang levetid og normalt danner en økende andel av bakgrunnstellingene over tid, og det eliminerer behovet for å måle radon 222 alfa-nedbrytning direkte, som rangerer fra null (for Rn 222 nedbrytning på avstand) til et punkt under punktet for Po 210 (for Rn 222 nedbrytning nær føleren 20). Dersom et flertall følere blir brukt, bør terskelnivåene være i det vesentlige like. Ved bruk av en narreforsterker, blir måleinnstillingen for narrekanalen satt godt over normal driftsforsterkerstøy, men godt under (f eks på ca halvparten av) innstillingen for alfa-registre-ringskanalen. Derfor kan støy ikke forårsake en puls på alfa-kanalen, men ikke på narrekanalen.

I tillegg til de ovenstående trekk for støyreduksjon, blir likespenningsforskyvningene for driftsforsterkerne om mulig eliminert ved hjelp av kondensatorene 34, 44 og ved anordning av terskeldetektorer med en spenning som avhenger av middelutgangen fra forsterkerne 32, 42. Kondensator 34 støtter eksempelvis den stabile forskyvningsspenning over inngangene til forsterker 32, men endrer ikke spenningen signifikant under en løpende alfa-partikkelomformning.

Ut-plettering av radondatterioner skjer på enhver tilgjengelig overflate. Ifølge oppfinnelsen er avlukket 22 mer positivt forspent enn detektoren 20, for at radondat-terionene i nærheten av føleren, som er positive ioner, dermed skal støttes til ut-plettering på føleren 20 i stedet for å forbli svevende i luften over føleren. For så vidt som alfa-partiklene som emitteres under radioaktiv nedbrytning, vil miste en del av sin energi idet de passerer gjennom luften, skjer det færre fjernere nedbrytninger når forspenning trekker inn datterionene. Dermed opptrer meget utpregede spisser, som vist i fig. 9, som følge av radioaktiv nedbrytning av Po 218 og Po 214 som pletteres ut direkte på følerens 2 0 overflate, og dette danner et bedre grunnlag for måling. I de tidsperioder som er av interesse, produserer ut-plettering av radondatterioner på føleren ingen uønsket bakgrunn, slik som loddemetall og andre blyholdige materialer i detektorområdet. Halveringstiden av Po 218 er bare ca 3 minutter og halveringstiden av Po 214 er en brøkdel av et sekund, men tilveksthalveringstiden av Po 214 er i størrelsesorden en halv time eller deromkring. Alfa-nedbrytning av Po 218 skjer rundt 6 MeV; Po 214 nedbrytning ved ca 7,7 MeV; og Po 210 ved 5,3 MeV. Rn 222 nedbrytning skjer ved ca 5,5 MeV, men man kan ikke stole på at maksimal energiavgivning skaper et spiss-spektrum, fordi stedet for Rn 222 nedbrytning er variabelt. I fig. 8 og 9 bidrar Rn 222 nedbrytning til den hellende kontur fra null (fjern nedbrytning) til ca 300mV (nær nedbrytning). Radon er en stabil edelgass og kan ikke fanges opp ved ut-plettering slik som dens datterioner.

Registreringseffektiviteten av nedbrytningsprodukter som er ut-plettert på detektoren er ca 50%. Registreringseffektiviteten når det gjelder radongass er bare ca 0,5% ved lave terskler (hvor støyen er høyest) og avtar med stigende terskel. Videre følges hver radonnedbrytning av to datter-nedbrytninger i løpet av kort tid. For så vidt som datterionene til en viss grad kan innfanges ved forspenning av avlukkekuppelen, øker ut-pletteringseffektiviteten sterkt og dermed øker registreringseffekten. Dette kan ses ved en sammenligning av fig. 8 og 9, hvor fig. 9 har en mindre uttalt helling fra null til 280mV, som representerer nedbrytning av Rn 222 og dennes datterioner i et område av beliggenheter i avstand fra føleren 20. Alle disse teknikker har resultert i oppnåelse av en bakgrunnsandel på 20% eller mindre av tellehastigheten ved en pCi/1, sammenlignet med resultater oppnådd før disse bedringer, da en mer typisk bakgrunnsandel var fire ganger tellehastigheten ved en picoCurie pr liter.

De andre isotoper enn Po 210 har kort halveringstid og produserer ikke noen langvarig bakgrunnstelling. Men Po 210 har en effektiv halveringstid på 20 år. Det er mulig å innrette anordningen ifølge oppfinnelsen slik at det forventede telleterskelnivå ved normale risikoforhold (dvs alfa-tellinger pluss bakgrunnstelling) økes over tid for å ta hensyn til den økte bakgrunnstelling som forårsakes av akkumulering av Po 210 ut-plettering på følerelementet. Alternativt er det mulig å stille terskeldetektorens 50 pulsterskelhøyde like under spissen for P 218 og dermed diskriminere Po 210 ved hjelp av dets energinivå.

En annen mulighet er å bruke en dobbelt terskeldetektor for måling utelukkende av pulser som resulterer av alfa-nedbrytning av Po 218. Denne anordning resulterer i en radon-"sniffer" med svært kort responstid. En slik anordning er effektiv ved høye radonkonsentrasjoner. Ikke desto mindre krever statistisk signifikante resultater ved lavere konsentrasjoner lang tids overvåkning.

Produksjonen av isotopene Po 214, Po 210 og Po 218 fra radonnedbrytning kan relateres matematisk til konsentrasjonen av radon, med den forutsetning at den foreliggende gass er Rn 222 med en halveringstid av ca 3,82 døgn. Følgelig vil registrering av alfa-emisjoner fra visse isotoper, med unntak av alfa-emisjoner fra selve Rn 222, likevel gi nøyaktig indikasjon på nærvær av radon i en typisk bolig.

En rekke ytterligere variasjoner er mulige ifølge oppfinnelsen. Radonkamret kan varmes opp noe over omgivelsestempera-turen for at den relative fuktighet skal reduseres i detektoren. Dette bedrer detektorens driftsomgivelser, særlig under syklisk passering av doggpunktet. Denne oppvarming bidrar også til å stabilisere ut-plettering på detektoren, forårsaket av en positiv forspenning av avlukkehvelvet. Ved foreliggende utførelse foretrekkes et oppvarmingsforhold på en watt for et kammer på 0,1 liter, og dette oppnås ved at en passende dimensjonert motstand anbringes i avlukket. Men varmeorganets effekt avhenger av den termiske kontinuitet av kammerluften til omgivelses-temperaturene. Anordning av varmeisolasjon over avlukket tillater lavere wattforbruk og jevnere temperaturgradienter i avlukket.

Et foretrukket telleopplegg som benyttes med mikroprosessor 70 kan forenkle bestemmelse av både enkeltrisiko-intervaller og risiko over tid. En utformning og kalibrering av detektoren gjør det mulig for utformeren å begrense en bestemt, forventet, middels alfa-telling over et bestemt intervall, som bør forekomme (utsatt for variasjoner som følge av sannsynlighet) hver gang radonkonsentrasjonen er på et fastsatt nivå, f eks 4 pCi/1. Etter at et statistisk signifikant antall pulser er talt, er middelverdien pålitelig for et kjent sikkerhetsnivå. Ifølge oppfinnelsen, blir både det forventede tidsintervall og den signifikante alfa-telling talt ned til null fra dette terskeltall. Hvis begge tellinger når null og både tid og telling løper ut samtidig, er radonkonsentrasjonen for korttidsmåling på terskelnivå. Løper tiden ut først, ligger konsentrasjonen under terskelen, og det grønne lyset aktiveres. Ender nedtellingen før tiden løper ut, er konsentrasjonen over terskelen og det røde lys aktiveres. Intervallene blir kortere når konsentrasjonen øker, noe som sørger for tidlig varsling for beboerne.

Verdiene av terskelpulstelling og tidstelling bestemmes ved en kalibreringsprosedyre. Ved denne prosedyre blir bak-grunnstellehastigheten og detektorens følsomhet overfor radongass målt empirisk. Disse to verdier blir deretter brukt med henblikk på den nødvendige, statistiske nøyak-tighet, for å generere et totaltall av tellinger (inklusive bakgrunn) i en total tidsperiode som kreves for konsentrasjon på terskelnivå. Den statistiske nøyaktighet refererer seg til usikkerheten om netto tellehastighet som følge av radonkonsentrasjon alene.

Ifølge ovenstående opplegg, som forutsetter et terskelnivå på 4 pCi/1, kan det oppnås adekvat sikre nivåer etter ca 13 0 tellinger i løpet av tre dager. Hvis 130 tellinger blir nådd på kortere tid enn tre dager, aktiveres det røde lyset som angir at et risikointervall (konsentrasjon over den nominelle) nettopp har forekommet. Hvis tre dager blir nådd før 130 tellinger har funnet sted, tenner mikroprosessoren det grønne lyset for å angi at det nettopp har vært et trygt intervall (konsentrasjon under den nominelle). Vurdering av langtidsrisiko krever et noe avvikende arrangement, hvor alle tellinger og all tid før fremvisning av "risiko"-forhold blir akkumulert. Hvis det igjen forutsettes at 4 pCi/1 viser seg å gi 130 tellinger i løpet av tre dager, kan man dividere for å bestemme at en telling i gjennomsnitt bør skje omtrent hvert 2.000. sekund. 2.000 sekunder defineres således som ett "langtids-risikointervall". Følgelig blir mikroprosessoren 70 for risikovurdering over lang tid programmert for å holde orden på alle alfa-tellinger som blir registrert og alle forløpte intervaller på 2.000 sekunder, fra begynnelsen av detektordrift til nåtid. Hvis tallet i telleregisteret overstiger tallet i intervallregisteret, tyder risikoforhold på sikt en fare, dvs at mid-delkonsentrasjonen til nå ligger høyere enn den fastsatte terskel. Hvis tallet i intervallregisteret overstiger tallet i telleregisteret, er betingelsene på sikt gode, dvs mid-delkonsentrasjonen til nå har vært under terskelen. Det skal bemerkes at denne form for sammenligning mellom tellinger og intervaller i realiteten er en forholdsmessig sammenligning, men ved at intervalltellingen defineres som forventet tid da en telling vil finne sted ved nominell konsentrasjon, krever denne proporsjon bare en enkel sammenligning av totalsummene i registeret.

Tellerne av langsiktig risiko, f eks 16 bit binære tellere, vil til slutt flyte over. I stedet for å tilbakestille tellerne av langsiktig risiko eller prøve å opprettholde en flyte tallsum, foretrekkes for tiden at innholdene av begge telleregistre av langsiktig risiko bare skiftes en bit mot den minst signifikante bit, når et av dem er i ferd med å flyte over, slik at tellingen deles med to. Telling fortsetter med de nå dividerte, gamle tellingene som har et mindre signifikant, individuelt bidrag enn de løpende tellinger etter delingen. Tellingene blir ikke sluppet. Derfor er en relevant sammenligning med den gamle pulstelling og den gamle intervalltelling fortsatt mulig, uansett delingen. Derfor indikeres en risiko over tid og resultatene er meningsfylte i det uendelige.

Korttidsintervallene som kreves for oppnåelse av statistisk signifikante data avhenger, som nevnt, av konsentrasjon og opptreden av alfa-tellinger. Ifølge løpende eksperimenter, forventes at et system ifølge foreliggende oppfinnelse på en nøyaktig måte (f eks 70% sikkerhet) skal reflektere radonkonsentrasjoner som forårsaker påvirkning av alfa-stråling på 4 pCi/1 i løpet av ca 54 timer; 20 pCi/1 i løpet av ca 11 timer og 2 00 pCi/1 i løpet av en time.

Detektorforsterkeren har støy ved utgangen som generelt er pluss/minus 10 mV. Ettersom de fleste alfa-nedbrytningspul-ser optrer over 80 mV, brukes en logisk spenningskomparator-forsterker for å diskriminere 100% av støypulsene. Derfor vil bare pulser som skyldes alfa-nedbrytning bli talt.

Selve detektoren inneholder spormengder av alfa-aktivitet som følge av substratmonteringen og avslutningsmaterialene, som nevnt ovenfor. Denne egenaktivitet vil forårsake tellinger i detektorkretsen, selv ved fravær av en ekstern kilde. Denne bakgrunnstellingshastighet (b) vil bidra til det totale antall tellinger og må tas i betraktning for at man skal komme frem til netto tellehastighet (S) som utelukkende skyldes Rn kildekonsentrasjon.

Optimale telletider for begge kilder pluss bakgrunn (S+B) og bakgrunn (B) kan avledes i form av variasjonskoeffisienten (1 standard avvik) av nettokildehastigheten "S".

Resultatene er:

Hvis det f eks eksisterer en bakgrunn på 0,5 cph og en terskel på 4 pCi/1 skal måles med et brøkdels standardavvik på 0,2 cv, er den nødvendige telletid for 4 pCi/1 4,3 dager med 122 tellinger som resultat. For Rn nivåer på 16 pCi/1, vil det gå 1,55 dager før en telling på 122 er nådd. Ved 128 pCi/1 (0,6 WL), er målingen av tid 0,22 dager (5 timer).

Ovenstående eksempel illustrerer hvordan radondetektoren vil virke med en bakgrunn på 0,5 cph. Det viser også logikken i anordningens utformning. Idet konsentrasjonsverdiene øker, avtar måletidene, noe som tillater en tidligere statusin-dikasjon. Telletidene for 1 til 128 pCi/1 konsentrasjoner er stilt opp i tabellform. Tiden på 4/3 dager for 4 pCi/1 er nesten samme tid som kreves for aktivkullfilteranbringelse (Co 86, Ge 84). Men i motsetning til filtrene, er måletidene kortere for høyegre konsentrasjoner; og lang tids gjen-nomsnittsberegning over mange måleintervaller er mulig på grunn av digitalelektronikken.

Andre egenheter ved driften av mikroprosessor 7 0 vil fremgå av følgende flytskjemaangivelser:

Flytskjema for radonovervåkning

STRØM PÅ: - Igangsetting

- Fremvisning av siste intervallstatus

- Start av nytt del-intervall (12 timer)

- Sletting av del-intervall direktelager-tellere

- Del-intervallsløyfe

- Klargjør PULS-avbrudd

- Tidtakerinkrement (4 min)

- Hvis slutt av intervall FREMVIS - SPAR data til EEPROM hver 12. time - Avsøk etter TILBAKESTILL eller

RISIKO

- Sløyfe

PULS: - Alfa-komparatoravbrudd

- Hvis ingen ledsagende støypuls, inkrementer direktelageralfa-teller

- Vend tilbake til sløyfe

SPAR: - Spar følgende EEPROM

- Intervalltidtelling

- Intervallalfa-telling

- Langtidsrisikotelling

- Løpende intervallstatus

- Langtidsrisikoalfa-telling

- Vend tilbake til sløyfe

FREMVISNING:

- Er intervallalfa-tellingen større enn terskel-alfa-tellingen, fremvis rødt, ellers grønt - Skriv intervallstatus i EEPROM hvis forskjellig fra forrige - Tilbakestill tellere for start av nytt intervall - Vend tilbake til sløyfe

TILBAKESTILLING

- Lys hvelv-LED, blink gult hvis OK

- Rilbakestill tellere for start av nytt intervall

- Slå av lysene

- Vend tilbake til sløyfe

RISIKO - Sammenlign total alfa-telling (AC) med total tidstelling (TC)

- Er AC større enn eller lik TC, rødt lys

mens risiko på

- Er AC mindre enn TC, grønt lys

mens risiko på

- Vend tilbake til sløyfe

RISIKO 6 TILBAKESTILLING

- Gult lys for datatømming

- Med hver risiko, fremvis bitstatus for AC og TC med grønt = 0 og rødt = 1 - Hvis risiko på, på slutten, vend tilbake til sløyfe.

Hvis tilbakestilling på og holdt, slettes hele

EEPROM

Et antall ytterligere variasjoner vil nå bli nærliggende for fagfolk. Når det gjelder oppfinnelsens reelle ramme, vises til de etterfølgende krav i stedet for ovenstående beskrivelse.

Claims (32)

1. Detektor for alfa-partikler som er produsert ved radioaktiv nedbrytning i et testmedium, karakte-isert ved at den omfatter: en halvlederdiode med et sperresjikt som er anordnet tilstrekkelig nær testmediet slik at alfa-partikler som emitteres i testmediet vil avsette sin energi i sperresjiktet ; en første forsterker som er koplet for å forsterke et signal som produseres av minst en diode, idet første forsterker kan drives for å generere en utgangspuls når energi er blitt avsatt i sperresjiktet; en andre forsterker som har minst en forbindelse felles med første forsterker, hvor andre forsterker har innganger forbundet med andre enn signalet som produseres av dioden, slik at både første og andre forsterker produserer utgangspulser som følge av transienter og bare første forsterker produserer utgangspulser som følge av alfa-partiker; og logiske kretser som kan drives for å registrere utgangspulser som bare opptrer fra første forsterker og ignorere utgangspulser som opptrer samtidig i både første og andre forsterker.

2. Detektor som angitt i krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter minst ytterligere en halvlederdiode med et sperresjikt som er tilgjengelig for alfa-nedbrytning i testmediet, for avsetting av energi fra alfa-partikler, hvor dioden og den i det minste ene tilleggsdioden er koplet til atskilte forsterkere, hvor de logiske kretser kan drives for å godta pulser som er produsert av de atskilte forsterkere og vrake pulser som er produsert sammenfallende av et flertall forstekere, hvilket gir detektoren bedret følsomhet og støyreduksjon.

3. Detektor som angitt i krav 2, karakterisert ved at den videre omfatter en terskeldetektor for utgangene av hver av første hhv andre forsterker, hvor terskeldetektorene genererer utgangspulser når utgangene fra første forsterker og andre forsterker overskrider fastsatte nivåer.

4. Detektor som angitt i krav 3, karakterisert ved at de fastsatte nivåer delvis avledes av et motstand/kondensatornett som er koplet til utgangene av den minst ene forstehker og den andre forsterker, slik at de fastsatte nivåer varierer med et middelutgangsnivå av forsterkerne.

5. Detektor som angitt i krav 4, karakterisert ved at den fastsatte nivå for hver av terskeldetektorene delvis bestemmes av en spenningsdeler som er koplet til én inngang av en driftsforsterker som har en inverterende og en ikke-inverterende inngang, og videre omfatter en tilbakemeldingskrets med et reaktivt element koplet til en utgang av terskeldetektoren og til en andre av driftsforsterkerens innganger, hvor tilbakemeldingskretsen momentant endrer det fastsatte nivå ved opptreden av utgangspulsen, slik at terskeldetektorene produserer enkeltpulsutganger.

6. Detektor som angitt i krav 3, karakterisert ved at det fastsatte nivå settes like under en karakteristisk pulshøyde, fremkalt av radioaktiv nedbrytning av minst en av polonium 210, polonium 214 og polonium 218, som opptrer nær en overflate av halvlederdioden.

7. Detektor som angitt i krav 2, karakterisert ved at første forsterker og andre forsterker omfatter driftsforsterkere, som hver har en inverterende og en ikke-inverterende inngang, hvor de ikke-inverterende innganger fra nevnte forsterkere blir koplet sammen og til jord gjennom en kondensator, forterkerne er forbundet med ytterligere en kondensator i serie med dioden og en motstand, mellom forsterkernes ikke-inverterende og inverterende innganger, slik at dioden og den ytterligere diode er i det vesentlige uforspent.

8. Detektor som angitt i krav 2, karakterisert ved at de logiske kretser omfatter en mikroprosessor som reagerer på utgangspulsene fra forsterkerne, mikroprosessoren kan drives for å telle pulser som opptrer utelukkende på en av forsterkerne, og også for å telle tidsintervaller, hvor mikroprosessoren kan drives for å sammenligne totalsummen av pulser for tidsintervaller med et forhåndsvalgt nivå for påvirkning av radioaktiv nedbrytning og produsere en utgang som angir resultatet av sammen-ligningen.

9. Detektor som angitt i krav 8, karakterisert ved at mikroprosessoren kan drives for å produsere ytterligere utganger for styring av organer som svekker påvirkningen fra nevnte radioaktive nedbrytning.

10. Detektor som angitt i krav 2, karakterisert ved at den videre omfatter et ledende avlukke som i det minste delvis omgir dioden, hvor det ledende avlukke er positivt forspent i forhold til dioden, slik at positivt ladede radondatterioner trekkes mot og pletteres på dioden.

11. Detektor som angitt i krav 10, karakterisert ved at den videre omfatter et støvfilter som hindrer støv og faste partikler fra å komme inn i et område som er omgitt av nevnte avlukke.

12. Radondetektor som reagerer på alfa-emisjoner av radondatterprodukter, karakterisert ved at den omfatter: minst ett halvleder-diodefølerelement, som har et sperresj ikt anordnet tilstrekkelig nær en overflate som er utsatt for en testprøve til at alfa-partikler som produseres ved radioaktiv nedbrytning nær overflaten, vil avsette energi i sperresjiktet til følerelementet, som er en fotoelektrisk diode av kommersiell kvalitet som ikke egner seg til alfa-spektroskopi; et avlukke, som delvis omgir følerelementet og omfatter et ledende skall, hvor omgivelsesgasser diffunderer inn i avlukket, hvor det ledende skall og føleren er forspent for å produsere en likespenningsgradient som er mer positiv på det ledende skall, hvor spenningsgradienten er mindre enn ca 3 0 V, slik at radondatterprodukter trekkes mot føleren fra et område umiddelbart ovenfor føleren, pletteres på føleren og brytes ned på overflaten i stedet for i avstand fra føleren; en spenningsfølsom forsterker som er koplet for forsterkning av et signal, som produseres av følerelementet, hvor forsterkeren har en høy stigningshastighet og høy inngangsimpedans for å opprettholde en spenningsavbøyningspuls som følge av energi som er avsatt av alfa-produktet, uansett støykarakteristikkene til den fotoelektriske diode; og minst en terskeldetektor som er koplet til forsterkeren og måler pulser som produseres av følerelementet etter pulsnivå, idet nivået er valgt høyt nok til å utelukke alfa-emisjoner som er karakteristiske for radonnedbrytning fjernt fra følerelementet og inkludere alfaemisjoner som er karakteristiske for radondatterprodukter umiddelbart ved føleren.

13. Detektor som angitt i krav 12, karakterisert ved at den videre omfatter et støvfilter som hindrer støv og faste partikler fra å komme inn i området som er omsluttet av nevnte avlukke.

14. Detektor som angitt i krav 12, karakterisert ved at den videre omfatter organer for å telle pulser som er målt av terskeldetektoren og sammenligne en talt pulshastighet med en forventet pulshastighet, hvor den forventede pulshastighet representerer en bakgrunns-pulstelling pluss en pulstelling på et fastsatt nivå av radonpåvirkning.

15. Radondetektor som angitt i krav 12, karakterisert ved at terskeldetektoren for måling av utgangspulser godtar nivåer som er karakteristiske for energinivåer emittert under radioaktiv nedbrytning av i det minste en av polonium 210, polonium 214 og polonium 218, som opptrer nær en overflate av følerelementet.

16. Detektor som angitt i krav 15, karakterisert ved at terskeldetektoren kan drives for å diskriminere utgangspulser med nivåer som er karakteristiske for radioaktiv nedbrytning av polonium 218 som er plettert på en overflate av følerelementet.

17. Detektor som angitt i krav 16, karakterisert ved at den omfatter organer for telling av målte pulser og sammenligne den faktiske telling med en forventet telling av en kjent radonkonsentrasjon, pluss en bakgrunnstelling.

18. Detektor som angitt i krav 17, karakterisert ved at den videre omfatter organer for å øke den forventede bakgrunnstelling over tid, hvorved radioaktive emisjoner av tidligere pletterte radondatterioner på følerelementet legges til som bakgrunnstelling.

19. Detektor som angitt i krav 12, karakterisert ved at den omfatter et flertall terskeldetektorer som kan drives for å måle pulser etter nivå, hvor minst en av terskeldetektorene er koplet i en kanal som omfatter følerelementet og minst en annen av terskeldetektorene er koplet i minst en annen kanal som omfatter ytterligere et følerelement, hvor den minst ene ytterligere kanal har minst en forbindelse felles med nevnte første kanal, slik at pulser som produseres sammenfallende på både første og andre kanal er resultat av støy, mens pulser som produseres på individuelle kanaler bare angir et tilfelle av radioaktiv nedbrytning.

20. Detektor som angitt i krav 12, karakterisert ved at følerelementet er koplet til detektoren med minimal bruk av bly som loddemetall i nærheten av sperresjvktet.

21. Detektor som angitt i krav 12, karakterisert ved at den også omfatter styrbart drevne organer for å svekke radonrisikoen, hvor de styrbart drevne organer kan drives som reaksjon på signaler fra den minst ene terskeldetektor som angir et fastsatt radonkonsen-trasj onsforhold.

22. Detektor som angitt i krav 12, karakterisert ved at den også omfatter logiske kretser og tidtakerorganer som kan drives for å telle pulsene i det fastsatte pulshøydeområde og for å bestemme den tid som er gått, hvor de logiske kretser omfatter organer som definerer et testintervall og kan drives for å telle et antall av de envte pulser opp til en maksimal pulstelling og kan drives for å registrere tid som er gått opp til et maksimalt tidsintervall, hvor den maksimale pulstelling og det maksimale intervall utgjør en telling og et intervall som er nødvendig for oppnåelse av et fastsatt sikkerhetsnivå for radonkonsentrasjon ved en gitt konsentrasjonsterskel, og hvor oppnåelse av maksimal pulstelling før maksimalt tidsintervall er innstilt for å initiere en risiko-antydende tilstand, og hvor oppnåelse av maksimalt tidsintervall før maksimal pulstelling er innstilt for å initiere en trygg-hets-antydende tilstand, hvorpå pulstellingen og den registrerte tid hviler.

23. Radondetektor som angitt i krav 22, karakterisert ved at den gitte konsentrasjonsterskel er en av et flertall konsentrasjonsterskler som kan velges ved omkoplingsinnganger til den logiske og tidtakende enhet.

24. Radondetektor som angitt i krav 12, karakterisert ved at den også omfatter logiske kretser med minst to registre for vurdering av risiko på lang sikt, hvor et av registrene akkumulerer pulstellinger og det andre register akkumulerer en telling av risikovur-deringsintervaller på lang sikt som svarer til middels tidsforløp mellom pulser ved den gitte konsentrasjonsterskel, hvor en sammenligning av innholdet i registrene reflekterer middelkonsentrasjon over og under den gitte konsentrasj onsterskel.

25. Radondetektor som angitt i krav 12, karakterisert ved at den omfatter et flertall fotoelektriske dioder, som nevnt, som er koplet sammen og definerer et fler-diode følerelement for minst ett følerele-ment som nevnt.

26. Radondetektor som angitt i krav 22, karakterisert ved at den logiske og tidtagende enhet videre omfatter minst to registre for vurdering av risiko på lang sikt, hvor et av registrene akkumulerer pulstellinger og det andre akkumulerer intervalltelling av risikovurdering på lang sikt lik en middelverdi av tid som er gått mellom pulser ved den gitte konsentrasjonsterskel, slik at sammenligning av registerinnholdene reflekterer middelkon-sentrasjonen over og under den gitte konsentrasjonsterskel.

27. Radonovervåkningsanordning, karakterisert ved at den omfatter: organer for telling av alfa-nedbrytning i en prøve; organer for overvåkning av den tid som går; minst to registere som kan drives for å akkumulere tellinger som representerer en risikovurdering på lang sikt, hvor et av registrene akkumulerer en telling av langsiktige risikointervaller under hvilke nedbrytning oversteg en terskel, og det andre register akkumulerer en telling av nevnte langsiktige risikovurderinger, idet de langsiktige risikovurderinger svarer til en middels tid som er gått mellom pulsene ved en gitt risikokonsentrasjonsterskel, slik at sammenligning mellom innholdene i de to registre reflekterer middels konsentrasjon av alfa-nedbrytningsprodu-serende materialer over og under terskelen.

28. Radonovervåkningsanordning, karakterisert ved at den omfatter: organer for telling av alfa-nedbrytninger over tid og organer for sammenligning av en telling av alfa-nedbrytninger over tid med en terskel som reflekterer en bakgrunnstelling og en telling som følge av alfa-nedbrytninger i en løpende prøve, hvor terskelen velges slik at den tar hensyn til bakgrunnstellingen og en telling som angir radonkonsentrasjon; og organer for økning av terskelen for å øke bakgrunnstellingen over tid, slik at de radioaktive emisjoner fra tidligere på-pletterte radondatterioner på følerelementet reflekteres i bakgrunnstellingen.

29. Radonovervåkningsanordning, karakterisert ved at den omfatter: et avlukke for en prøve og organer for registrering og telling av alfa-nedbrytninger i prøven over tid; og et varmeelement i avlukket som kan varme opp prøven, slik at variasjoner som følge av funktighetsendringer blir redusert til et minimum.

30. Anordning for å dempe radonrisiko, karakterisert ved at den omfatter: en radomovervåkningsanordning med minst en føler som har en blottlagt fotoelektrisk diode av kommersiell kvalitet; et avlukke på føleren, av ledende materiale som er mer positivt forspent enn dioden ved lav spenning, fortrinnsvis mindre enn ca 30 V likespenning, og organer for å slippe inn prøveluft i avlukket; en spenningsfølsom forsterker med relativt høy stigningshastighet og relativt høy inngangsimpedans, som kan drives for forsterkning av et signal som er produsert av føleren; en terskeldetektor som er koplet til en forsterkerutgang, hvor terskeldetektoren er innstilt for bare å la pulser passere som er karakteristiske for alfa-nedbrytning av radondatterprodukter, umiddelbart inntil føleren; organer for telling av nevnte pulser og overvåkning av den tid som går, og for sammenligning av resultatene fra nevnte telling og overvåkning med et fastsatt terskelnivå av radonkonsentrasjon; og et omkoplingsorgan som reagerer på nevnte organ for telling, overvåkning og sammenligning, aktivert for å kople strøm til en utgang av omkoplingsorganet når resultatene når i det minste en andel av et fastsatt risikonivå av radonkon-sentras j on.

31. Anordning som angitt i krav 28, karakterisert ved at det også omfatter drevet risikodempende utstyr som er koplet til omkoplingsanordningens utgang.

32. Anordning som angitt i krav 29, karakterisert ved at det risikodempende utstyr omfatter minst en vifte, en styrbar ventil, en styrbar demper og en anordning for støvfjernelse.