157496. lajstromszámú szabadalom • Energiaszelektív hiteles lyukszelvényező berendezés gamma, gamma-gamma és neutron-gamma mérésekhez

a 157496 4 Spektrumstabilizálási megoldást valósított meg H. de Waard. Leírás: Nucleonics 1955. július. „Stabilizing Scintillation Spectrometers with Counting—Rate—Difference Feedback". A hőmérsékletváltozás okozta hibák csökkentésére szabályozó kört épít. Ellenőrző jelként" a izotóppal (pl. Pu 239) ellátott szcintillációs kristályt (EaJ/TI) alkalmaz. A sugárforrás hosszú felezési idejű, határozott energiacsúccsal rendelkezik. Az arányos szabályozás biztosítja, hogy az a sugárforrás elmozdulása az amplitúdó- (energia) spektrumban egy előre meghatározott hibaérték (pl. 1%) alatt marad, vagyis ezzel együtt a mérendő gamma jelek amplitúdói is energiahitelesek, és stabilak lesznek a vizsgálati idő alatt. Ennek a megoldásnak az alkalmazásánál minden mérés előtt a szabályozáshoz szükséges energiacsúcsot meg kell keresni, hogy a szabályozás létrejöjjön, vagyis a csúcsot nem tudja az áramkör megkeresni. Itt is úgy kell beállítani az eiősítést, hogy a szabályozáshoz szükséges energiacsúcs az amplitudótaftományban legyen, ezért a spektrum kisenergiás részét nem lehet kinagyítani. A nagymélységű energiaszelektív szelvényező berendezésnek a következő előnyös tulajdonságokkal kell rendelkeznie: 1. Energiahiteles legyen, nemcsak a névleges tartományban, hanem az energiatartomány kis szakaszának amplitudótartományra való kinagyítása esetén is. 2. A berendezésnek különböző energiasávok egyidejű mérését kell elvégeznie, mindegyiket hitelesen. 3. A hitelesség nemcsak különböző hőmérsékleteken követelmény, hanem a teljes hőmérséklettartomány (20—150° C) folyamatos változása esetén is. A nagymélységű energiaszelektív szelvényező berendezésnek a következő különleges tulajdonsággal kell rendelkeznie: 1. A hitelesítést automatikusan végezze el, akkor is, ha a lyukmüszer nagymélységben van. 2. Újrahitelesítést végezzen ha bármilyen zavaró jel olyan nagymértékűre növekszik, hogy a szabályozás nem képes követni. Az újrahitelesítés fontosságát, és szükségességét indokolja a geofizikai méréseknél a csúszóérintkezők (kollektorgyűrűk) alkalmazása. A csúszóérintkezőköh keletkező kontaktellenállásváltozás zaj-impulzusokat termel, és éppen a szcintillációs jelekre jellemző formájú Impulzusokat (nagymeredekségű, keskeny impulzusok). A zaj-impulzusok amplitúdó-eloszlása statisztikus, így mindig lesznek olyan amplitudójúak, amelyek az ellenőrző csúcstartományba esnek, és ugrásszerű változásokat idéznek elő. A nagymélységű szelvényezésnél a kábelér hőmérséklet-okozta ellenállásváltozás-mértéke meghaladja a szcintillációs mérőfej hőmérséklet-oközta amplitúdó-hibáját. Számszerűen: 20—150° C hőmérséklet változásra 70% az amplitúdó csökkenés, míg a tápláló kábelérpár ellenállásváltozása miatt 80% az amplitúdó csökkenés. Ez a stabilizálási tartomány nagymértékű bővítését vonná maga után, amelyet elkerülhetünk, ha a rendelkezésre álló 7 ér közül 3—3-at párhuzamosan kötünk. Ezzel az ellenállások értékét harmadára, és az ebből eredő amplitúdó változást is harmadára—-—= 27%-ra csökkená tettük. A stabilizálási faktor az előbbi 80+70 = = 150-ről 70+27~'100-ra csökken 1%-os megengedett hiba esetén. A párhuzamosítás viszont éppoly hibalehet®ségeket rejt magában, mint a kollektorzaj. Ugyanis egy ér megszakadása esetén, amely a kollektor-érintkezés megszűnésével is előállhat, ugrásszerű amplitúdó változás áll elő, s így a szabályozás, vele együtt a hitelesség is megszűnik. A találmány lSnyege abban áll, hogy az említett előnyök, és különleges követelmények biztosítására az energiaszelektív, lyukszelvényező berendezést, amely gamma, gamma-gamma és neutron-gamma mérésekre alkalmas, önhitelesítővel építi fel, amelyre jellemző, hogy automatikus csúcskereső áramköre van. Az automatikus csúcskeresést a következőképpen oldjuk meg: A szabályozás alapjelének impulzusgenerátort választunk^ Az impulzusgenerátor alapjelként szóigál akkor, ha a mintavevő differenciál diszkriminátor az ellenőrző energiacsúcs energiatartományában van. Az impulzusgenerátor szinttoióként működik akkor, ha a mintavevő differenciál diszkriminátor nincs az energiacsúcs energiatartományban és a szabályozóláncon keresztül az ellenőrzőcsúcsot addig tolja, míg a differenciáldiszkriminátor alapszintje fölé nem ér, és a szabályozás helyre nem áll. A berendezés biztosítja a hitelességet kisenergiasávok kinagyítása esetén is, mégpedig oly módon, hogy az ellenőrző energiacsúcs impulzusát különcsatornán dolgozza fel az önhitelesítővel. így alkalom nyílik arra, hogy az önhitelesítő csatorna amplitúdó spektrumában jelen legyen az a energiacsúcs, míg a szelvényezést végző gamma csatorna, vagy csatornák nagyerősítésük révén csak a gamma jeleket analizálhatják, a túlerősített ellenőrző jelekre itt nincs szükség. A hiteles energiaolvasás az önhitelesítő csatorna erősítésértékének, és a mérőcsatornák erősítőértékének arányával történik. Ez a megoldás biztosítja, hogy a kinagyított spektrum is hiteles lesz, és több mérőcsatorna esetén mindegyik hiteles. A hiteles többcsatornás mérés szükséges pl. á dolomitizációs fok meghatározásához. Természetes gamma-sugárzás mérésénél az urán-tórium tartalom megállapítható, ha az 1,8 MeV (urán) és 2,6 MeV (tórium) energiatartományait egyidejűleg mérjük. Ez jellemzi^ a 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2