197102. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés rádioaktív sugárforrások által okozott külső sugárterhelés értékelésére
7 197 102 8 során az eltérő hasadási termékek dózisteljesítmény-csökkenésére az 1. ábrán bemutatott, azonos menetű görbesereget kaptuk. Az ábrán az egyes görbék meredekségének jellemzésére az (1) Way- Winger egyenlet n empirikus hatványkitevőjének aktuális értékeit tüntettük feL Az n empirikus hatványkitevő első indexe az energiadiszkriminációs küszöbszint beállított értékét jelöli. A második index használata azért vált szükségessé, mert a különféle hasadási termékek dózisteljesítménycsökkenési görbéi — eltérő meredekséggel és energiadiszkriminációs küszöbérték beállítások mellett ugyan — egy olyan közös vonással rendelkeznek, hogy a 100. óra környezetében általános esetben a görbék meredeksége érzékelhető változást szenved. A második index ezért 1, ha az a 100. óra előtti első, vagy 2, ha az a Í00. óra utáni második idő-intervallumhoz tartozást jelöli Az 1. ábra alapján az is kitűnik, hogy az energiadiszkriminációs küszöbszint egy bizonyos, kitüntetett értékénél az egyes hasadási termékek dózisteljesítmény-csökkenési sebessége az időben állandó, stabil értékű n empirikus hatványkitevővel jellemezhető, amelyet adott esetben optimálisnak kell tekinteni. A vizsgálatok azt igazolták, hogy az Ho«lim««» időben állandó értékű hatványkitevővel jefiemezhető görbe előállításához, egy adott mérőrendszeren belül az energiadiszkriminációs küszöbszintnek egy kitüntetett értéke tartozik. A vizsgált hasadási termékek sajátságos fizikai tulajdonsága, hogy — azok eltérő izotópösszetételéből következően — az noptimíBj hatványkitevő érték, továbbá az ehhez rendelhető d; energiadiszkriminációs küszöbérték beállítás minden esetben a hasadási termék típusára jellemző, egymástól eltérő eredményeket szolgáltatott. Méréseink alkalmával pl. az egyes hasadási termékekre az alábbi d; energiadiszkriminációs küszöbszint kitüntetett beállítások mellett kaptuk az itt feltüntetett időben stabil értékű empirikus hatványkitevoket: Energiadiszkriminá- Az empirikus ki- Hasadási ciós küszöb kitünte- tevő időben stabil termék tett értékek (dj) (keV7 értéke (^optimális) 238U 60-1.2 235U 70-1.05 2»U 50-1.4 Az itt bemutatott példa jól szemlélteti az eltérő hasadási termékek azon, jellegében megegyező fizikai tulajdonságát, amely a találmány szerinti, valamennyi ismert hasadó anyagtípusra általánosan érvényes értékelési eljárás alapját képezi. Nevezetesen arról van szó, hogy a kalibráció során a különféle hasadd anyagokra rögzített, kitüntetett diszkrét értékű energiadiszkriminációs küszöbszint bármelyikével kezdve a mérést, a dózisíeljesítménycsökkenés folyamatos követése alapján a görbeillesztés és a fokozatos közelítés valamely matematikai eljárásának együttes alkalmazásával meghatározható a változási görbe n empirikus hatványkitevő és t, éleikor paramétere. Az n empirikus hatványkitevő ily módon mért aktuális értékét egyg bevetve a d; kitüntetett energiadiszkriminációs küszöbszinthez a kalibrációval hozzárendelt Optimál.» időben stabil empirikus kitevő értékével kiderül, hogy a vizsgált hasadási termékre jellemző kalibrációs beállítással mérünk-e vagy sem. jq Amennyiben az n empirikus hatványkitevő mért, aktuális értéke és az kalibrációs érték hibahatáron belül megegyeznek, akkor az adott hasadási termékre érvényes, helyes d; energiadiszkriminációs beállítással történik a mérés. Ellenkező eset- 15 ben át kell térni az eltérés előjele által meghatározott irányban a d, cncrgiadiszkriniinációs küszöbszínt-beállftás valamelyik szomszédos kitüntetett értékére. Ennél a beállításnál ismét meghatározzuk az empirikus hatványkitevő aktuális értékét 20 és egybevetjük azt a kalibrációval rögzített n„rtim,<n.r sál. A keresést addig folytatjuk, amíg a megfelelő kalibrációs beállításhoz nem jutunk, amiről a két érték egybeesése tanúskodik. A továbbiakban az adott hasadási termék összes többi vizsgálatát a d; 25 energiadiszkriminációs küszöb ezen kitüntetett, kalibrációs beállítása mellett végezzük. A gyakorlatban az eljárás sebességét az adott hasadási termék n,k,ul(U!„ mért hatvány kitevő értékének meghatározásához szükséges idővel jellemez- 30 hetjük. Vizsgálataink során azt találtuk, hogy amennyiben az egyes hasdási termékek tj életkora (a kísérletben ismert módon) 1—1000 órát fogott át, a dózisteljesftménymérés ciklusidejét pedig 6 másodpercnek választottuk, mindkét paraméternek 35 (Atujítij és tj) az eljárással előállított értékével szemben 1%-os pontossági igényt támasztottunk, akkor — a körülményektől függően — 10—100 mérési ciklus adatából és 5—50 iterációs (görbeiilesztési) lépéssel megfelelő eredményt kapunk. Tehát a dó- 40 zisteljesítmény-csökkenés sebességéhez mérten elfogadhatóan rövid idő alatt jutunk értékelhető, helyes eredményre akkor is, hn a hasadó anyag típusáról nincs információnk. A bemutatott példa jól szemlélteti az eljárás al- 45 kalmazhatóságát a tervezett felhasználási területen. Egyűttal azt is mutatja, hogy az energiadiszkrimináció néhány előre beállított, kitüntetett diszkrét értékének automatikus kiválasztása a mérések során műszakilag kivitelezhető a berendezésben, a j-q számítási műveletek pedig nem támasztanak túlzott idő- és kapacitás-igényt az alkalmazott processzorral szemben. Ezért az eljárás mikroprocesszoros hordozható eszközzel is megvalósítható. A találmány szerinti eljárás foganatosítására 55 szolgáló berendezés (2. ábra) energiaszelektfv 1 érzékelő egységgel van ellátva, amelynek kimenete 2 diszkriminátor bemenetére van vezetve. A 2 diszkriminátor kimenete 3 dózisteljesítménymérő bemenetére csatlakozik, míg a 3 dózisteljesítménymérő g0 kimenete 4 processzor bemenetére van vezetve. A 4 processzor kétirányú adatforgalmat lehetővé tevő módon 5 aritmetikai egységgel, valamint 6 memóriaegységgel van összekötve. A 4 processzor egyik kimenete 7 küszöbérték-beáilító egység bemeneté- 65 re csatlakozik, amely 7 küszöbérték-beáilító egység 5
