200001. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés beta-sugárzó izotópo(ka)t tartalmazó minta aktivitásának mérésére nagyintenzitású gamma-sugárzási háttérben
1 HU 200001 B 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés béta-sugárzó izotópo(ka)t tartalmazó minta aktivitásának mérésére nagyintenzitású gamma-sugárzási háttérben. Az eljárás foganatosítása során energiaszelektiv sugárzásdetektort tartalmazó mérőrendszerrel ismert aktivitású és energiájú béta- és gamma-sugárzó etalon radioaktiv izotópokra több energia-intervallumra osztott mérési tartományban a béta- és gamma-számlálási hatásfokot az energia függvényében külön-külön mérjük, amivel az energiaszelektiv mérőrendszer kalibrációját elvégezzük, majd ennek ismeretében legalább egy béta-aktivitású izotópot gamma-sugárzási háttérben tartalmazó mérendő minta mérésekor oly módon járunk el, hogy a kalibrálásnál alkalmazottal azonos méröelrendezésben az energiaszelektiv mérőrendszer sugárzásdetektorával az energiaintervallumokban a minta béta- és a háttér gamma-sugárzására összesített beütésszámokat mérünk, ezzel egyidejűleg vagy ezt követően ugyanezen energiaintervallumokban a béta-sugárzásra nézve gyakorlatilag teljes mértékben elnyelő abszorbens közbeiktatáséval a gamma-sugárzásra jellemző gamma beütésszámot mérünk, a kalibrációs göroe alapján az egyes energiaintervallumokban a gamma beütésszámokat korrigáljuk és a mérési tartományban a korrigált gamma beütésszámokat összegezzük, valamint segítségükkel az összesített beütésszámokat korrigáljuk és az utóbbiakat összegezzük, majd a béta-sugárzó minta aktivitását a korrigált beütésszámok összegeinek különbsége és a béta-számlálási hatásfok alapján határozzuk meg. A javasolt berendezés soros láncban egymást követően elrendezve sugárzásdetektort, erősítőt, diszkriminátort, beütésazámot követő egységet, például ratemetert, vagyis komplementer tranzisztorokkal működő kompenzáló számlálási sebességmérőt és kijelzőt tartalmaz. Ismeretes, hogy a legtöbb sugárzásdetektor mind gamma-, mind béta-sugárzás hatására egyaránt képes jelet szolgáltatni. Környezeti és egyéb minták radioaktivitásának mérésekor a - főként gamma-fotonokat tartalmazó - háttérsugárzás rontja a mérés pontosságát és érzékenységét. Ezért az ilyen jellegű mérések során elengedhetetlen követelmény a háttérsugárzás zavaró hatásának csökkentése. Különös jelentőségű ez a kérdés akkor, ha béta-sugárzó izotópo(ka)t tartalmazó minta aktivitását gamma-sugárzó izotópokkal kontaminált környezetben kell mérni. A laboratóriumi gyakorlatban legelterjedtebb megoldásként a gamma-sugárzás hatásának leárnyékolására törekednek, általában megfelelő ólomárnyékolást alkalmaznak. Ennek 6orán a mérni kívánt mintát ún. ólomtoronyban helyezik el. Ez azonban csak laboratóriumi körülmények között alkalmazható megoldás, mert a kielégítő árnyékolást biztosító ólomtorony tömege több tiz, vagy akár száz kilogrammot is kitehet. A háttér hatását művi jellegű eszközökkel is kompenzálni lehet. Ennek fejlettebb változatait a jelszámkivonás, illetve a jelalak szerinti diszkrimináció jelenti, amelyeknél nincs szükség ólomárnyékolásra, igy ezek már hordozható műszer esetében is alkalmazhatók. Hordozható sugárzásméró műszereknél általában ezek az egyszerűbb elektronikus eljárások terjedtek el a háttér kompenzálására. Legegyszerűbb esetben például a sugárzásdetektor ablakának zárt állása mellett mérik a gamma-sugárzási hátteret, amikor az ablaklemez abszorbeáló hatása miatt a bétarészecskék nem képesek bejutni a sugárzásdetektorba. Az ily módon mért gamma-sugárzási hátteret a minta mérésekor - akár a ratemeter null-kompenzációjával, akár jelszámkivonással - a mért aktivitás értékéből folyamatosan kivonva kapják a mintára vonatkozó hasznos információt. A kivonásos elven működő háttérkompenzáció egy továbbfejlesztett változata található meg a HU 188.935 lsz. magyar szabadalmi leírásban. Az ott ismertetett megoldás egyidejűleg jelenlévő különböző fajtájú radioaktiv sugárzások egymástól független mérésére alkalmas mérőberendezésre vonatkozik. A leírásból kitűnően a mérőberendezésnek két egymástól független impulzusüzemű sugárzásdetektora, két impulzuserősitöje, két impulzusamplitúdó diszkriminátora és egy ratemetere van. A két sugárzásdetektor közül az egyik mind a mérendő, mind a mérést zavaró sugárzásokat érzékeli, a másik pedig csak a zavaró sugárzásra érzékeny. A két érzékelésnek megfelelő jel különbsége elvileg a mérendő sugárzásra jellemző, a zavaró sugárzások hatásának kiküszöbölésével nyert értéket adja. A háttérkompenzáció ugyancsak elektronikus megvalósításéra kínál kedvező lehetőséget az a tény, hogy a különféle sugárzások által a sugárzásdetektorban keltett elektromos jelek felfutási meredeksége eltérő. Ennek a felismerésnek a gyakorlati alkalmazására, a különböző felfutási meredekségű impulzusok szétválasztására szolgáló kapcsolási elrendezést ismertet például a HU 186.195 lsz. magyar szabadalom. Az ebben bemutatott kapcsolási elrendezés erősítője, valamint első és második bemenettel, továbbá kimenettel rendelkező jelfeldolgozó egysége segítségével valósítja meg a különböző felfutási meredekségű impulzusok szétválasztását. A háttérkompenzáció elektronikus megvalósítására ismert kapcsolási elrendezésekkel létrehozott mérőeszközök és az eddig javasolt eljárások közös hátránya, hogy a béta-sugárzás szelektív mérésére a gamma-sugárzási háttér egy bizonyos szintje fölött alkalmatlanok, mert szignifikancia problémák merülnek fel: az intenzív háttérsugárzástól a béta-sugárzás csak nagy bizonytalansággal különböztethető meg. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
