151073. lajstromszámú szabadalom • Kis energiafüggésű Geiger-Müller számlálócső röntgensugarak dózisának és dózisteljesítményének mérésére
5 151073 6 a kiviteli alak gazdaságos és sugárvédelmi méréseknél különösen célszerű, mert a gömb alakú detektornak van a legkisebb irányítottság függése, továbbá technológiai szempontból a gömb alak készíthető el a legegyszerűbben. Katódként ugyancsak ismert módon jól vezető anyagból, például grafitból, alumíniumból, rézből vagy nikkelből készült vékony réteg szolgál, amelyet a detektor belső vagy külső falára vittünk fel. Belső katód használatánál grafitot célszerű alkalmazni. Fém belső katódok nem lehetnek erősebbek, mint 0,05 mg/cm2 . A számlálócsövek töltésére minden olyan gőz, gáz és gáz-gőzkeverék tekintetbe jöhet, amelyek effektív rendszáma -^ 20, amelyek önkioltó Geiger—Müller számlálócsövekhez ismertek, például szerves gőzök, vagy az argon és neon nemesgázok, valamint a két ismert oltógőz adalék keverékei. Elvileg a halogén elemeket is lehet oltógőzként használni, ha az üvegfalat megfelelő anyagokkal védjük a halogének támadása ellen. Fajlagos dózisérzékenység alatt impulzusszám vagy impulzussűrűség mérésénél a (ir-és a számlálócső keresztmetszete négyzetcentimétereire vonatkoztatott impulzusok számát értjük, vagy az áramerősség, illetve a töltés mérése esetében az amperekben mért áramsűrűséget mr/óra és a számlálócső keresztmetszetének négyzetcentiméterére vonatkoztatva. Ha a fajlagos dózisérzékenységet a számlálócső érzékelő keresztmetszetével megszorozzuk, vagyis hengeres számlálócső esetében a számlálócső tengelyére merőlegesen beeső számlálócső átmérő és aktív térfogat szorzatával, illetve gömb alakú számlálócső esetében r2 7T-vel (ahol r = a gömb sugara), akkor megkapjuk az abszolút dózisérzékenységet imp/'^i r, illetve A/mr/óra mértékegységekben. Egy ionizációs kamrával ellentétben, amelynek dózisérzékenysége az ionizáló térfogatban elnyelt elektronenergiától függ, egy ionizációs számlálócső esetében a dózisérzékenységre az aktív térfogatba beeső, illetve az aktív térfogatban gerjesztett szekunder elektronok száma a mértékadó. Egy számlálócső dózisérzékenysége ezért két részből tevődik össze: nevezetesen egy fali részből, amely a számlálócső falában gerjesztett és az aktív térfogatba bejutó szekunder elektronokból származik és egy gázrészből, amelyet a gáztöltésben gerjesztett szekunder elektronok hoznak létre. Hogy reprodukálható dózisérzékenységet kapjunk, a detektor méreteinek kisebbeknek kell lenni a mérendő sugárnyaláb kiterjedésénél, a falvastagságnak pedig egyenlőnek vagy nagyobbnak kell lenni, mint az energiában leggazdagabb szekunder elektronok hatótávolsága. Ha például 200 keV-tal egyenlő vagy annál kisebb kvantált energiákat kell mérni, akkor az 1 cm2 felületre eső súly 40 mg vagy annál nagyobb kell legyen. Kis (6—8) rendszámú anyagokból készült számlálócső falaknál a dózisérzékenység fali része a röntgensugár energiájának csökkenésével szintén csökken. A gázrész kis (6—8) 5 rendszámú töltőgázoknál a kvantált energia függvényében maximummal bír, ha a töltőgáz rendszáma 9, vagy annál nagyobb, az érzékenység az energia csökkenésével fokozódik, így tehát 9-nél nagyobb effektív rendszámú 10 töltőgázok használatánál a két rész ellentétesen alakuló energiafüggést mutat. Minthogy a gázrész a detektor átmérőjének és a töltőgáz sűrűségének szorzatával arányos, az átmérő és a töltőnyomás megfelelő választásával az eredő 15 dózisérzékenység energiafüggését széles energiatartományon belül kompenzálni lehet. Különösen a nagyon kis kvantált energiák esetében ezenkívül még a primersugárzásnak a számlálócső falában bekövetkező gyengülése folytán 20 beálló érzékenységveszteséget is figyelembe kell venni, amelynek hatása annál nagyobb, minél kisebb a kvantált energia. A találmány szerinti összefüggéseket a csatolt rajzokon szemléltetjük. 25 Az 1—4. ábrákon különböző falvastagságoknál, töltőgázoknál és töltőnyomásoknál a fajlagos dózisérzékenységet a kvantált energia függvényében szemléltetjük. Az 1., 2. és 3. 30 ábrán látható görbék hengeres számlálócsövekre vonatkoznak, a számlálócső tengelyére merőleges besugároztatásnál. A 4. ábrán látható görbék gömb alakú detektorokra érvényesek. Az összes görbéknél, illetve mérési értékek-35 nél párhuzamos sugárnyalábot tételeztünk fel. Az összes görbék — a 2. ábra 3 görbéjének kivételével — a találmány szerinti litium-berillium-borát üvegfalú detektorokra érvényesek. Összehasonlításként a 2. ábrán a 3 görbe egy 40 szilikátüvegből vagy alumíniumból készült ismert vékonyfalú számlálócső energiáfüggését mutatja. Ezt a görbét összehasonlítva a többi görbékkel, világosan látjuk a találmány szerinti intézkedésekkel elérhető haladást. Az 45 egyes görbék az alább következő táblázatban összefoglalt töltőgázokra, falvastagságokra (a felületegységre eső borítás mennyiségére) és töltő nyomásokra érvényesek. Minthogy a gázrész a detektor 2 r átmérője és a o G gáz-50 sűrűség 2 r o a szorzatától függ, a táblázatban a gáztöltés jellemzésére ennek a szorzatnak az értékét használtuk. A táblázatból továbbá kivehető az energiatartomány és az energiahiba is. 55 Látjuk, hogy a példaként felhozott számlálócsőre az energiahiba a közölt energiatartományokban 20%-nál kisebb. Emellett a közölt görbék monoenergiás sugárzásokra vonalköz-60 nak. A gyakorlatban a röntgensugarak tartományában alkalmazásra kerülő energiaspektrumoknál az energiahiba a közöltnél kisebb. A szokásos szűrők használata esetében a röntgensugárzás energiája durva közelítésben kö-65 rülbelül fele a gerjesztő feszültségnek. 3
