184358. lajstromszámú szabadalom • Eljárás folyadék és/vagy poralakú minták radioaktív koncentrációjának mérésére valaimnt mérőberendezés, mérőedény és mérőfej az eljárás foganatosításához
1 184 358 2 A találmány tárgya eljárás folyadék és/vagy por alakú minták radioaktív koncentrációjának mérésére és mérőberendezés az eljárás foganatosításához. A környezetvédelmi előírások szigorítása folytán mindennapos igénnyé válik a különféle anyagok radioaktív szennyezettségének vizsgálata is. Ezek között elsőrendű fontosságú a vizek rendszeres ellenőrzése, hiszen a radioaktív izotópok egyre szélesebb körű alkalmazása következtében a vízhasználat forrását képező természetes vizek is gyakran válnak radioaktív szennyeződések hordozóivá. A vizek illetve más folyékony vagy por alakú anyagok radioaktív szennyezettségének jellemző mérőszáma az ún. radioaktív koncentráció, vagyis a minta egységnyi térfogatának aktivitása. A minta tényleges A összaktivitása a különféle szennyeződéskomponensek Aj aktivitásértékeinek összege A = L Aj (1) i—1 ahol i a komponensindex. Amennyiben a folyadékminta több különféle szennyeződéskomponenst tartalmaz (ismeretlen mintáról ezt kell feltételezni), a mérhető érték és a keresett aktivitásértékek között az alábbi bonyolult összefüggés áll fenn: I = E E Vh} - kjj . A; (2) i=l j=i ahol I a mért intenzitásérték i a komponensindex j a detektált részecske vagy kvantum indexe; 7] a detektálási hatásfok; és k a detektált részecske vagy kvantum keletkezési gyakorisága. Ily módon az egyes Aj aktivitásértékek közvetlenül nem határozhatók meg. Meghatározásuk csak bonyolult radiokémiái és/vagy spektroszkópiai módszerekkel lehetséges, ami költséges, időigényes és laboratóriumhoz kötött megoldás. A gyakorlati esetek nagy többségében azonban gyors, egyszerű olcsó helyszíni rutinmérésekre van szükség. E célra alkalmas eljárás és eszközök jelenleg nem ismeretesek. A találmány célja ezen hiányosság megszüntetése. A találmány feladata folyadék és/vagy por alakú minták radioaktív koncentrációjának mérésére olyan egyszerű eljárás, valamint mérőberendezés létrehozása, amelyek a gyakorlati esetek többségében lehetővé teszik annak megállapítását, hogy a vizsgált mintában a szennyeződéskomponensek mennyisége túllépi-e a megengedett értéket, és a fennmaradó, aránylag kis számú esetre korlátozzák a részletes laboratóriumi mérések elvégzésének szükségességét. A találmány alapja az a felismerés, hogy a (2) összefüggésben az íj és k paramétereknek szennyeződéskomponensektől független szélsőértékeik (maximum- és minimumértékeik) vannak, amelyekkel a (2) összefüggés a következő egyszerű alakra hozható: 1 = *?sz * Kz * Asz (3) illetve Asz — ! (4) Vsz * ksz ahol ,,sz” szélsőértéket jelentő index (max vagy min). így egyetlen mért I intenzitásértékből egy Amjn és egy Amax aktivitásérték határozható meg, és bizonyos, hogy a tényleges összaktivitás A = E Aj (5) i=l az Amin és Amax aktivitásértékek által meghatározott intervallumon belül van. Ezen AA = Amax — Amjn aktivitásintervallum szélessége függ — a független intenzitásmérések számától (a mérések számának növelésével csökkenthető a statisztikus szórás); — a mintában jelenlevő különféle izotópfajták számától (a különféle izotópfajtákhoz különféle k-értékek tartoznak, és az íj-értékek intervalluma is változhat); — az adott mérési feladathoz és mérőrendszerhez hozzárendelhető (kmax TJmax kmin i/min) különbségtől. Ha a mért I intenzitásértékből kapott Amax aktivitásérték kisebb, mint az adott mintában lehetséges legveszélyesebb izotópkomponensre megengedett maximális aktivitás, akkor biztos, hogy a vizsgált minta radioaktív koncentrációja nem haladja meg az előírt értéket, tehát további mérésre nincs szükség. Ha a mért I intenzitásértékből kapott Amax aktivitásérték nagyobb egyes izotópkomponensek megengedett maximális aktivitásánál, még mindig van eshetőség arra, hogy ne kelljen további méréseket végezni. Az ezen komponensre vonatkozó (ki/)tjny értékek ugyanis nagyobbak, mint (kmjn Timin)- Ezért az aktivitás értékét ezen komponensekre nézve a (4) képletbe (kj?)t^ny értékeket helyettesítve számíthatjuk. Az így kapott aktivitás-értékek kisebbek lesznek, mivel (krj)-val fordítottan arányosak. Ha ezek az aktivitás-értékek kisebbek az egyes komponensekre külön-külön megengedett maximális aktivitás-értéknél, akkor még mindig fennáll, hogy a vizsgált minta radioaktív koncentrációja alatta marad a megengedett értéknek. Az összetartozó k és tj értékek (ki/) szorzatát (olyan izotópok esetében, amelyek több kvantumot bocsátanak ki, ezen szorzatok összegét) a következőkben bruttó detektálási hatásfoknak nevezzük. A fenti esetek kiszűrése jelentős mértékben csökkenti a részletes laboratóriumi mérések szükségességét. Ezen felismerés alapján az elsődleges feladat megoldása olyan eljárás folyadék és/vagy por alakú minták radioaktív koncentrációjának mérésére, amelynek során a mintát mérőedénybe helyezzük, és megmérjük radioaktív sugárzásának intenzitását, és amelynél a találmány értelmében egyidejűleg mérjük a minta y- és /3-sugárzását, amelyeket önmagában ismert módon szétválasztunk, majd a mért intenzitásértékekből meghatározzuk a lehetséges legnagyobb aktivitásértéket, amelyet összehasonlítunk a mintában lehetséges legveszélyesebb izotópkomponensre megengedett maximális aktivitásértékkel, és a mintát veszélytelennek minősítjük, ha a mért intenzitásértékekből meghatáro-I 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2
