177623. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés atomrobbanások radioaktív termékei által az élő szervezetre gyakorolt sugárveszély mértékének a termékek életkora alapján történő értékelésére
7 177623 8 K2-vel jelölt arányossági tényező szorzata adja a t-, életkort. Az eljárás matematikai alapját képező lineáris függvényt az (1) egyenlet dózisteljesítményre vonatkoztatott alakjából származtatjuk. Ezt a kezdeti P0 dózisteljesítményre rendezve az (5) egyenlet adja meg. Az egyenletben a P; dózisteljesítmény aktuális értékét mérjük, az n kitevő pedig az életkor-meghatározás teljes intervallumában közel azonos értékkel kell, hogy rendelkezzen. Általánosan alkalmazott gyakorlat, hogy n közepes értékét 1, 2 körüli értéknek fogadják cl. Az általunk használt modell anyaggal és Si(Li) félvezető detektorral végezve a mérést, különböző elrendezésekben az (50—80) keV diszkriminációs küszöböknél gyakorlatilag ugyanerre az eredményre jutottunk. Az (5) egyenletben ismeretlen kezdeti P0 dózisteljesítmény kiejtése céljából két különböző időpontban mérünk dózisteljesítményt. Ekkor Pi=P0t-ï P2=Pofn2 (6) ahol P[ a t, időpontban, P2 a t2 időpontban mért dózisteljesítmény értéke. A két dózisteljesítmény hányadosa : és bevezetve a t(=t2—At jelölést, ahol At a két mérés közt eltelt idő, rendezve az egyenletet a második mérés időpontjára, azaz a robbanástól eltelt időre, azaz a t; életkorra kapjuk: At W A két sugárszint hányadosát előre megválaszthatjuk célszerűen K=0,7—0,98 közé, ily módon f Pl l/n |= állandó =Kj és *2-At 1-Ki az állandókat tovább összevonva 1 —K, így t2 ~ K2 • At=t; (8) Látható, hogy az életkor meghatározása a fenti felismerések után lineáris egyenlettel történhet, mely elektronikusan egyszerűen megoldható. A fentiek alapján ezen életkor meghatározó eljárásunka következő: Ismert eljárással folyamatosan mérjük a radioaktív robbanási termékek ismert törvényszerűség szerint monoton csökkenő dózisteljesítményét, melynek értéke a mérési ciklus kezdetén a Pj dózisteljesítmény, valamint ettől az időponttól eltelt azon At időtartamot, amely alatt a Pj dózisteljesítmény az előre megválasztott K szorosára csökken, ahol K értékét 0,7—0,98 között választjuk meg. Az így kapott At időtartam egy konstans K2-vel jelölt arányossági tényezővel megszorozva az életkort adja. Ezen eljárásunk megvalósítására szolgáló berendezés egy lehetséges kiviteli példáját a 3. ábra alapján ismer- 5 tétjük. Az ábrán az ismert megoldású 8 dózisteljesítménymérő folyamatosan méri a Pj dózisteljesítményt. Hozzá csatlakozik a mérés kezdetén megjelenő P, dózisteljesítményt a K tényezővel megszerző 9 szorzó és tároló 10 áramkör, mely e műveleteket analóg vagy digitális formában valósítja meg. A 8 dózisteljesítménymérőről a folyamatos sugárszint Pj dózisteljesítményét a 10 összehasonlító áramkörre vezetjük. A 10 összehasonlító áramkörre csatlakozik a 9 szorzó és tároló áramkör 15 kimenete is. Az elektronikusan indítható és leállítható 13 időmérő 12 indító bemenete a 8 dózisteljesítménymérőre csatlakozik, mely a Pj dózisteljesítmény megjelenésekor a 13 időmérőt indítja. A 13 időmérő 11 beállító bemenetére 20 csatlakozik a 10 összehasonlító áramkör kimenete. A 10 összehasonlító áramkör kimenetén jel csak akkor jelenik meg, ha mindkét bemenetére egyforma értékű (digitális vagy analóg) jel kerül. Ez csak akkor történik meg, ha a monoton csökkenő Pj dózisteljesítmény 25 értéke elérte a tárolt K • P, értéket. Ebben az időpontban a 10 összehasonlító áramkör kimenetén megjelenő jel a 13 időmérőt leállítja. Ezzel az elrendezéssel elértük, hogy egyszerű módon megkapjuk az életkorral arányos At időtartamot, mivel 30 a fentiek szerint a 13 időmérő éppen ennyi ideig működött. Az analóg vagy digitális jel alakjában meglevő At időtartammal arányos jel egy állandóval (K2) megszorozva (pl. az időegység célszerű megválasztása révén) közvetlen az életkort adja. E műveletet a 14 szor- 35 zó áramkör végzi. Látható, hogy ezen elrendezéssel a mérés elvileg itt is két t[, t2 időpontban történik (pontosabban e két időpont között állandóan folyik), azonban az első mérés kezdő tj időpontjától a mérés folyamatos és a berende- 40 zés automatikusan határozza meg a második t2 időpontot. E miatt ezen eljárás további előnye, hogy a felhasználónak végeredményben csak egy mérést kell végrehajtani. A két mérési időpont között eltelt idő nagysága az általunk megválasztott K tényezőtől is 45 függ. Ennek a javasolt célszerű értékei mellett a mérési ciklus időtartama a tényleges életkor idejéhez viszonyítva elhanyagolható. Ezen második mérési eljárásunkkal meghatározott életkor birtokában a további dozimetriai jellemzőket az 50 előző eljárásban leírt módon szintén képezhetjük. Azaz a Pj dózisteljesítményt és tj életkort a 2. ábrán feltüntetett 6 és 7 szorzó egységekre vezetve az ott ismertetett eljárás alapján a kezdeti P0 dózisteljesítmény és a teljes lebomlási idő alatt elszenvedett D°= dózis értéke meg- 55 határozható. Mint látható, mindkét eljárás előnye, hogy az életkort — mint alapvető dozimetriai paramétert — az eddig ismert eljárásokhoz képest egyszerűbben és egy méréssel határozzák meg. 60 További előnyként jelentkezik az, hogy az eljárásokat megvalósító berendezések egyszerűek. Ezért hordozható műszerként is megvalósíthatók, így helyszíni mérésekre is alkalmasak, ellentétben az eddig alkalmazott sokcsatornás analizátorokkal, melyek csak laboratóri- 65 umban voltak használhatók. 4
