PL43066B1 - - Google Patents

Description

Dla ustalenia stopnia radioaktywnosci pre¬ paratów, których wlasnosci pozwalaja, przez chemiczne lub fizyczne scisnienie, na dosta¬ teczne podwyzszenie aktywnosci wlasciwej preparatu, uzywane sa scyntylatory z wy¬ wierconym otworem, stosunkowo malym, w którym umieszcza sia badany preparat.Jednakze przy badaniach chemicznych, bio¬ logicznych i medycznych zachodzi czesto przy¬ padek, ze nie rozporzadzamy dowolna iloscia badanego preparatu, przy czym jego aktyw¬ nosc wlasciwa nie moze byc podwyzszona.Gdy ilosc badanej cieczy przewyzsza znacznie 1 cm3, to znanych dotychczas krysztalów z wy¬ wierconym otworem do pomiaru stosowac nie mozna.Przypadek taki ma miejsce na przyklad przy badaniach zawrtosci izotopów we krwi.Pomijajac fakt, ze przy pewnych badaniach, •) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest Hans Joachim Pohl. metoda odparowywania jest uciazliwa i zabie¬ ra duzo czasu, i tak na przyklad badanie przy uzyciu radioaktywnego jodu nie da sie w tym wypadku przeprowadzic, gdyz jod bardzo la¬ two ulatnia sie.Zadaniem wynalazku jest stworzenie rów¬ niez dla takich przypadków urzadzenia do mierzenia scyntylacji, które lepiej bedzie do¬ stosowane do warunków i pozwoli na bardzo dokladny .pomiar radioaktywnosci badanych preparatów, których ilosci nie przekraczaja kilku cms, a których wlasnosci nie pozwalaja podwyzszyc ich aktywnosc wlasciwa.Wedlug wynalazku mozna to osiagnac, praz to, ze w urzadzeniu do mierzenia scyntylacji mierzony preparat jest umieszczony w wy¬ wierconym otworze scyntylatora, przy czym scyntylator ten wykonany jest wedlug zalez¬ nosci.Z opt — Z /L/ Z opt £ 25%gdzie Z opt oznacza najwieksza mozliwa szyb¬ kosc liczenia impulsów, a Z (L) oznacza szyb¬ kosc liczenia impulsów, zalezna od grubosci sciany L.Aby stosunek liczby impulsów w, scyntyla¬ torze pochodzacych od mierzonego promienio¬ wania, wzgledem liczby impulsów stanu zen*- wego scyntylatora, ksztaltowal sie mozliwie korzystnie, pozadanym jest aby scyntylator spelnial zaleznosc Zo.pt Nopt gdzie Zopt oznacza najwieksza mozliwa szyb¬ kosc liczenia impulsów, a Z (L,H) szybkosc liczenia impulsów zalezna od grubosci sciany i wysokosci, przy czym obie wartosci pocho¬ dza od mierzonego promieniowania. Natomiast Nopt oznacza najwieksza mozliwa szybkosc liczenia impulsów w stanie zerowym scynty¬ latora, a N (L,H) szybkosc liczenia impulsów w zaleznosci od grubosci sciany i wysokosci, równiez dla stanu zerowego. (Stan zerowy — czyli stan w którym scyntylator nie zawiera mierzonej substancji radioaktywnej).Jesli oprócz wymienionych wyzej warun¬ ków postaramy sie o to, zeby absorbcja wla¬ sna promieniowania, w mierzonym prepara¬ cie, byla mozliwie mala, to dzialanie scyntyla¬ tora ulegnie znacznej poprawie. Na przykla¬ dzie uwidocznionym na rysunku wyjasnione zostanie jak przeprowadzic obliczenie scynty¬ latora z wywierconym otworem, który przy danych wymiarach, wykazuje najwieksza szybkosc liczenia impulsów.Fig. 1 przedstawia schematycznie budowe scyntylatora. Sklada sie on z plyty szklanej 1, na której jest przylepiony krysztal scyntyla¬ cyjny 2 z wywierconym otworem 3. W wy¬ wierconym otworze znajduje sie kuweta 4, która zawiera badana substancje 5, na przy¬ klad jakas ciecz. Kuweta 4 podtrzymywana jest przez obudowe blaszana 6, która obejmu¬ je caly krysztal scyntylacyjny 2 i jest umoco¬ wana na szklanej plycie 1.Ilosc scyntylacji pochodzacych od preparatu umieszczonego w otworze scyntylatora, zalezy od nastepujacych wielkosci: po pierwsze od aktywnosci wlasciwej I badanego preparatu, po drugie od objetosci V wywierconego otwo¬ ru, .po trzecie od absorbcji otaczajacego mate¬ rialu. Stopien absorbcji tj jest identyczny z iloscia promieniowania y zwiazana przez material. Jest on zalezny od rodzaju materia¬ lu, od energii promieniowania i od grubosci materialu. Wielkosc tj dla NaJ (Tl) mozna wziac z tabeli, po czwarte od zaleznosci geo¬ metrycznych, szczególnie od kata przestrzen¬ nego co, który moze byc zmierzony w scynty¬ latorze otaczajacym badany preparat. W pierw¬ szym przyblizeniu mozna przyjac kat prze¬ strzenny, pod jakim widac scyntylator z pun¬ ktu srodkowego mierzonej objetosci. To przy¬ blizenie jest wystarczajace, gdyz wprawdzie kat przestrzenny w poblizu dna wywiercone¬ go otworu jest wiekszy, za to jednak w pobli¬ zu górnej powierzchni otworu jest odpowied¬ nio mniejszy. Po piate od wspólczynnika prze¬ nikania f swiatla scyntylacji, który zalezy od stosunku grubosci scyntylatora do jego wyso¬ kosci. Poniewaz dotychczas nie ma scislych danych co do tej zaleznosci, mozna przyjac f = 1. Po szóste absorbcji wlasnej Ri to zna¬ czy od absorbcji nastepujacej w badanej sub¬ stancji. Zalezna jest ona od energii promie¬ niowania badanego izotopu. Dla zorientowa¬ nia sie co do wielkosci absorbcji wlasnej, roz¬ patrzymy ten problem na przykladzie objeto¬ sci kulistej. Dla, oszacowania dolnej granicy, wyobrazmy sobie cala aktywnosc skoncentro¬ wana w srodku tej kuli. Natezenie promienio¬ wania, pomierzone na zewnatrz kuli, przebie¬ ga, w tym przyblizeniu, wedlug funkcji wy¬ kladniczej (fig. 2, krzywa a), zgodnie z pra¬ wem absorbcji. Przy równomiernym rozkla¬ dzie aktywnosci, wystepujace na zewnatrz promieniowanie bedzie z pewnoscia wieksze.Górna granice promieniowania wychodzacego na zewnatrz z danej objetosci mozna okreslic w drugim przyblizeniu na przykladzie fig. 3.Dla promieniowania wychodzacego poza ob¬ reb danej objetosci, a pochodzacego od izoto¬ pu odleglego od srodka tej objetosci, warstwe absorbcyjna stanowi jedynie grubosc (r-p), P*zy czym sluszne jest to tylko przy jednej stronie i tylko dla jednego kierunku. Z tego przybli¬ zenia mozna okreslic R jako W zaleznosci tej rH oznacza grubosc warstwy stosowanego materialu, w której polowa pro¬ mieniowania zostanie pochlonieta. Krzywe na fig. 2 obliczone sa dla H20, z która w praktyce czesto mamy do czynienia. Rzeczywiscie wy- - 2 -st««^e pri^weniowarwe lezy pomiedzy krzy¬ wa a i b. Dla srednicy otworu uzywanego przy krysztalach NaJ — (Tl), to przyblizenie w zu¬ pelnosci wystarcza. Dlatego tez mozna pomi¬ nac scisle przeliczenie tego problemu. W prze¬ prowadzonych rachunkach przyjeto R dla energii 0.361 MeV, a przy 0.8 i 1.2 MeV przy¬ jeto R = 1.Przy uwzglednieniu wymienionych wyzej zaleznosci szybkosc liczenia impulsów wynosi Z = I • V ¦• f\ (L) . w • f • R a stopien aktywnosci scyntylatora dla R = 1 wynosi W = i) * <* - f Wychodzac z szeregu typowych krysztalów NaJ (Tl), przy obliczaniu konkretnych wiel¬ kosci, nalezy przyjac jako podstawowa sred¬ nice zewnetrzna D = 50 mm. Na fig. 4 podana jest, zgodnie z przeprowadzonym wyzej ra¬ chunkiem, szybkosc liczenia impulsów, w za¬ leznosci od grubosci sciany L, która wystepu¬ je w tego rodzaju krysztalach. Zmiennym pa¬ rametrem krzywych jest w tym przypadku wysokosc H krysztalu. W kazdym wypadku przyjmuje sie 100 przypadków cm5 sek Na lig. 5 przedstawiono zaleznosc stopnia aktywnosci W od grubosci L, przy stalej wy¬ sokosci H = 35 mm, dla róznych energii. Przy dolnej granicy wskazan scyntylatora trzeba uwzglednic stosunek impulsu sygnalu do impulsu stanu zerowego. Dla NaJ (Tl) i podob¬ nych izotopów mozna na ogól pominac impuls stanu zerowego spowodowany powielaniem, gdyz impulsy sygnalu sa dostatecznie duze w stosunku do ciemnych impulsów pochodza¬ cych od zachodzacego zjawiska powielania.Oznacza to, ze w tych wypadkach impuls sta¬ nu zerowego pochodzi jedynie od scyntylato¬ ra. Jezeli impuls stanu zerowego przyjmiemy jako proporcjonalny do objetosci scyntylato¬ ra, to otrzymamy przedstawiona na fig. 6 za¬ leznosc stosunku sygnalu do poziomu szumów, w zaleznosci od grubosci scianki i wysokosci krysztalu, dla energii 1.2 MeV.Jak widac optymalne warunki mamy przy H =s 35 mm. Po rozwazeniu wszystkich argu¬ mentów wynikajacych z wyzej przeprowadzo¬ nych rachunków szacunkowych, mozna usta¬ lic nastepujace wymiary krysztalu, dla anali¬ zy aktywnych cieczy: H =5 35 mm, D = 50 mm, L = 10 mm PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do mierzenia scyntylacji, w którym mierzony, aktywny preparat jest umieszczony w wywierconym otworze scyntylatora, znamienne tym, ze scyntyla¬ tor jest wykonany wedlug zaleznosci Zopt — Z (L) Zopt < 25%, gdzie Zopt oznacza najwieksza mozliwa szybkosc liczenia im¬ pulsów, a Z (L) oznacza szybkosc liczenia impulsów, zalezna od grubosci sciany (L). 2. Urzadzenie do mierzenia scyntylacji we¬ dlug zastrz. 1, znamienne tym, ze scynty¬ lator spelnia zaleznosc Zopt - Z (L,H) Nopt N (L,H) Zopt ^ 25%, gdzie Zopt Nopt oznacza najwieksza mozliwa szybkosc li¬ czenia impulsów, a Z (L,H) szybkosc licze¬ nia impulsów zalezna od grubosci sciany i wysokosci, przy czym obie wartosci po¬ chodza od mierzonego promieniowania, natomiast Nopt, oznacza najwieksza mozli¬ wa szybkosc liczenia impulsów w stanie ze¬ rowym scyntylatora, a N (L,H) jest to szyb¬ kosc liczenia impulsów w zaleznosci od grubosci sciany i wysokosci, równiez dla stanu zerowego. 3. Urzadzenie do mierzenia scyntylacji we¬ dlug zastrz. 1, znamienne tym, ze scynty¬ lator spelnia zaleznosc Zopt — Z (L,R) Zopt" < 25%, gdzie Zopt oznacza najwieksza mozliwa szybkosc licze¬ nia impulsów, a Z (L,R) mozliwa do osiag¬ niecia szybkosc liczenia impulsów, zalezna od grubosci sciany L i absorbcji wlasnej R. 4. Urzadzenie do mierzenia scyntylacji we¬ dlug zastrz. 1, znamienne tym, ze scyntyla¬ tor posiada srednice zewnetrzna od 40 mm do 60 mm i grubosc sciany od 8 do 12 mm dopasowana do promieniowania od 0.2 do 1.5 MeV. 5. Urzadzenie do. mierzenia scyntylacji we¬ dlug zastrz. 2 — 4, znamienne tym, se wy¬ sokosc scyntylatora wynosi od 30 do 45 mm. VEB Carl Zeiss Jena Zastepca: dr Andrzej Au rzecznik patentowyDo opisu patentowego nr 43066 II 1 u 1' ' 1 r~2ni \—l!~A ' "A. 1 s 1 L 1—-y — kv\ \\v\\* ^\\AL fig. 7 Fig.

2. Fig* 30 40 30 to (5 FigA U'35mm 20 i(mml 36fMeV fO 15 ZO Lfmm) Fig.5 196. RSW „Prasa", Kielce A N ó* 5 4 - 3 - 2- o\ [BIB LIC ¦Urzedu Fe: ri,N,,L; f?er y: jr H.50n / yd^U25m 5 )TEKA tentowego 75litej Ludowej H35mm 1 • 10 Fig.6 US AteV tf LQ L (mmi PL