183662. lajstromszámú szabadalom • Nukleáris mérőhely
1 183662 2 A találmány tárgya nukleáris mérőhely, főleg orvosi vizsgálatoknál alkalmazott készülék, amelynek rendeltetése radioaktív minták gamma intenzitásának mérése. A nukleáris méréstechnikát alkalmazó orvosi diagnosztikai vizsgálatok jelentős részénél, a szervezetből származó radioaktív biológiai minták intenzitás mérése alapján következtetnek a szervek állapotára. A néhány kBq aktivitású, általában folyadék halmazállapotú mintákat — mint eddig ismert — a közel teljes térszögű detektálást biztosító, üreggel ellátott scintillátorba helyezve mérik. Az üreget vagy a hengeres alakú scintillátor hossztengelyében elhelyezkedő koaxiális furattal, vagy erre merőleges elhelyezésű haránt furattal alakítják ki. A környezetből eredő és a méréseket zavaró háttér-sugárzások hatásának csökkkentésére, a scintillátort és a hozzá optikailag csatolt fotoelektronsokszorozót, nagy rendszámú, rendszerint ólom anyagú, nukleáris árnyékoló rendszerben helyezik el. A vizsgálatoknál használt radioaktív izotóp gamma fotonjai által a detektorban keltett hasznos jeleket a háttérből származó zavaró jelektől, elektronikus eljárással, amely differenciál diszkriminálás néven ismert, választják el. A hasznos és a zavaró jelek időegységre vonatkoztatott viszonyának további növelésére ismert elektrónikus megoldás az úgynevezett háttér-levonó áramkör. Az egyszerűbb, klinikai rutinban elterjedt készülékek műszaki megoldására jellemző, hogy nem tartalmaznak a teljes nukleáris mérőcsatornára kiterjedő, zárt-hurkú energia-feszültség átállítási érzékenységet stabilizáló áramkört. Az intenzitásmérést időzítős számlálóval végzik, amely általában idő vagy impulzusszám előválasztással rendelkezik a mérési ciklus automatikus leállításához. A forgalomban lévő mintamérők zöme koaxiális üregű scintillátort tartalmaz, főleg azért, mert nukleáris energia felbontóképességük jobb, mint a hagyományos technológiával készített haránt-furatos scintillátoroké. A koaxiális üregű scintillátorokkal, asztalra helyezhető és kényelmesen kezelhető elrendezést nem sikerült az igények ellenére kialakítani. A konstrukciós nehézséget az okozza, hogy a folyadék minták miatt a scintillátor hossztengelyét az asztal síkjára merőlegesen célszerű elhelyezni, így a minták üregbe történő helyezése kémcső dugó használata nélkül is biztonságos. Ekkor az üreg asztal feletti magasságát a scintillátor, a fotoelektronsokszorozó és szerelvényei, valamint a nukleáris árnyékolás vastagsága határozza meg 30 cm körül. Számos gyártó ezért a detektor szerelvényt külön állványba helyezve, az asztal mellett üzemelteti, az asztal lapjának szintjébe helyezett üregnyílás magassággal. Az ilyen külön állványba épített megoldású rendszerek árnyékolása gyakran többszöröse az átlagos nukleáris orvosi diagnosztikai laboratóriumokban előforduló háttérsugárzások hatékony árnyékolásához szükségesnek. Súlyuk száz kilogramm feletti, nehezen mozdíthatók, a laboratórium alapterületéből helyet foglalnak el. A klinikai rutinban elterjedt egyszerűbb, olcsóbb készülék nukleáris energiafeszültség átalakítási érzékenységét gyakran kell ellenőrizni, mert váltakozó környezeti hőmérséklet, hálózati feszültség ingadozás a mérési eredmények torzulását idézhetik elő. Az ellenőrző vagy hitelesítő mérések a laboratóriumi személyzetet terhelik. Néhány fejlődő országban, ahol naponta többször is előfordulnak hálózati feszültség kimaradások, a fotoelektronsokszorozók ismert bekapcsolási tranziens folyamatai, amelyek elsősorban az érzékenység lassú stabilizálódásában nyilvánulnak meg, a méréseket gyakorlatilag reprodukálhatatlanokká teszik. Gyakorlatlan kezelők ilyen esetben a készülékben hibát kerestetnek, és miután azt nem találnak, a készülék cseréje vagy a szolgáltatás leállítása mellett döntenek. A problémát áthidaló, úgynevezett spektrum stabilizátorok, csak külön készülékek formájában vannak forgalomban, meglévő készülékekhez való csatlakoztatásuk általában rendelkezésre nem átló szakértelmet igényel. Az ismert elektronikus megoldású, úgynevezett háttérlevonó áramkörök, mint amilyen például a 162792 számú magyar szabadalomban leírt megoldás, csak abban az esetben működnek helyesen, ha a nukleáris csatorna a mérendő fotocsúcshoz viszonyítva csak 1 —2%-kal változtatja meg érzékenységét. Ha a környezeti hőmérséklet vagy a hálózati feszültség változásának hatására a nukleáris csatorna érzékenysége ezt meghaladó mértékben ingadozik, a háttérlevonóval beállítható kompenzálás hamis adatból kiindulva téves mérési eredményt ad, amely diagnosztikai hibát kelthet. Problémát okoz a forgalomban lévő készülékek csak külön készülék formájában való rendelkezésre állása, amely így meglévő rendszerekhez csak nehézségek árán csatlakoztathatók. A találmány szerinti megoldással azt kívánjuk elérni, hogy az ismert készülékeknél jelentkező kényelmetlenségeket, nehézségeket és azok kedvezőtlen hatását csökkentsük, illetve kiküszöböljük. Ehhez egyszerűbb szerkezeti megoldású, könnyebb, asztalra helyezve is kényelmesen kezelhető és mégis megfelelő nukleáris felbontóképességet nyújtó készüléket alkalmazunk, amely jobban illeszkedik a fejlődő országokban fennálló hálózati és klimatikus körülményekhez, javíthatósága könnyebb, kevesebb szakértelmet igényel. A kényelmesebb, asztali elhelyezés érdekében új műszaki megoldású harántfuratú üreges scintillátort alkalmazunk, amelynek nukleáris felbontóképessége 'a jód 125 energiáján 30% alatti. ! Korábban hasonló nukleáris energia felbontóképességet csak koaxiális furat elrendezésű scintillátorokkal lehetett biztosítani. A harántfuratú detektorral felépülő készülékekben a scintillátor hossztengelye vízszintesen helyezhető el, így a minta behelyező nyílás az asztal lapjához közelebb kerülhet, ez kényelmesebb kezelést tesz lehetővé. A fejlődő országokban gyakran előforduló hálózati feszültségingadozások és áramszünetek, fotoelektronsokszorozóra gyakorolt és áramerősítés ingadozásban megnyilvánuló hatásának csökkentésére, a mintából származó jelek felhasználásával spektrum stabilizátort alkalmazunk. A beépített alkatrészek számának csökkentése érdekében olyan kialakítású differenciál diszkriminátort használunk a fotocsúcsból származó jelek szelektálására, amely egyúttal a spektrum-stabilizáló áramkör hiba-jel detektálását elvégzi. A mérési adatok feldolgozásának megkönnyítésére, nagy stabilitású kvarc-oszcillátorral vezérelt háttér-levonó áramkört alkalmazunk, amely a nukleáris árnyékolás korábbi konstrukciókhoz viszonyított 20—30%-os csökkentését eredményezte. A készüléket olyan védelmi áramkörökkel szereltük fel, amelyek a hibás fotocsúcson kívüli méréseket auto5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
