200001. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés beta-sugárzó izotópo(ka)t tartalmazó minta aktivitásának mérésére nagyintenzitású gamma-sugárzási háttérben
5 HU 200001 B menete a kijelzőre van kapcsolva. Előnyösen az üzemmódkapcsoló egy további kimenete egyrészt közvetlenül a számolóegységre, másrészt kapcsolható tápegységen keresztül a sugárzásdetektorra van csatlakoztatva. A találmány szerinti eljárás és berendezés béta-sugárzás megbízható mérésére alkalmas intenzív gamma-sugárzási háttér mellett. A mérés sorén a háttérsugárzás zavaró hatásának kiküszöbölése energiadiszkriminációs és/vagy feszültségkorrekciós eljárással történik. Mivel az eljárás során nincs szükség ólom-abszorbensre, igy hordozható műszerrel is realizálható, melynek kezelése egyszerű. A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti foganatositási mód és kiviteli példák alapján ismertetjük részletesebben, és ennek során a csatolt rajzra hivatkozunk. A rajzon az 1. ábra béta-sugárzás intenzív gamma-sugárzási háttérben történő mérésére szolgáló berendezés analóg változaténak tömbvázlata, míg a 2. ábra béta-sugárzás intenzív gamma-sugérzási háttérben történő mérésére szolgáló berendezés digitális változatának tömbvázlata. A találmány szerinti eljárás sorén oly módon járunk el, hogy a hiteles dózisteljesitmény-mérésre beszabályozott alapdiszkriminációnál magasabb, alkalmasan megválasztott energiaküszöb fölött megmérjük az energiaszelektiv sugárzásdetektor által adott idő alatt szolgáltatott, a gamma-sugárzási háttérből származó beütésszámot, majd ugyanezen energiaszint fölött a minta plusz háttér együttes, bruttó beütésszámát. A két érték különbsége a megadott mérési tartományban szignifikánsan, nagy megbízhatósággal szolgáltatja a béta-sugárzó minta háttérmentes, nettó beütésszámát. Ebből viszont az adott rendszerre előzetesen kimért és ismert kalibrációs faktorokkal egyszerűen képezhető a vizsgált minta aktivitása, radioaktív koncentrációja, esetleg a felületére jellemző béta-szennyezettsége, vagy más származtatott dozimetriai paraméter. Az energiaküszöb megállapítása céljából a sugárzásdetektorral béta-sugárzás abszorpciója mellett mérjük a vizsgálandó minta gamma-sugárzását. A mérési tartományt ugyanúgy energiaintervallumokra osztjuk, mint a sugárzásdetektor hitelesítése során. A mért beütésszámokat a kalibráció alapján helyesbítjük, majd alulról felfelé haladva intervallumonként összegezzük. Amikor az igy kapott összeg a teljes mérési tartományra vonatkozó öszeg legalább 0,7-szeresét eléri, vagy annál nagyobb, akár a teljes mérési tartományra kapott összeggel egyenlővé válik, a béta-sugárzó minta méréséhez szolgáló energiaküszöböt kijelölhetjük, mint a már figyelembe nem vett első energiaintervallum alsó határát. Az eljárást kísérleti mérésekkel ellenőriztük. SilL.il félvezető sugárzásdetektorral 5 vizsgáltuk a gyakorlatban elterjedten használatos és környezetvédelmi szempontból legveszélyesebbnek tekintett béta-sugárzó izotóp, a 9oSr-9oY mérésének lehetőségét megnövelt intenzitású gamma-sugárzási háttér 10 mellett. Gamma-sugárzó izotópként i37Cs, illetve 6oCo forrósokat alkalmaztunk. Példaként annak a szélsőséges esetnek a mérési eredményeit mutatjuk be, amikor az extrém magas szintűnek tekinthető 50 milli- 15 gray/óra (mGy/h) gamma-dózistelje6itmény mellett mutattuk ki 10 becquerel (Bq) aktivitású béta-sugárzó izotóp jelenlétét. A sugárzásdetektor tápfeszültségét 40 V-ra, a diszkriminációs küszöböt 50 KeV-ra választottuk. 20 A minta háttérrel együtt mért bruttó beütésszáma mintegy 10® értékűnek adódott. A minta nettó beütésszáma ugyanilyen feltételek mellett mindössze alig 5 • 102 volt. Mivel ez utóbbi jóval a háttér nukleáris szórásán be- 25 lül esik, így ekkora háttér esetén természetesen nem is okoz szignifikáns változást a bruttó beütésszámban, ezért ki sem mutatható. Ugyanakkor, ha az alapdiszkriminációt mintegy 500 keV-re növeljük, a gamma-su- 30 gárzási háttér 10'4 beütésszámára csökken, mig a béta-preparátum beütésszáma csupán 4 • 102 értékre. Tehát a gamma-sugárzási háttér észlelésének két nagyságrendnyi gyengítése mellett a béta-beütésszám mind- 35 össze a kezdeti érték 40%-ára csökken. Az idézett példa is mutatja, hogy 500 keV fölött a béta-sugárzású izotóp által szolgáltatott beütésszámok egyfelől szelektíven elkülöníthetők a gamma-sugárzási háttér beütésszá- 40 maitól, másfelől viszont az izotóp nettó beütésszáma nem csökken a kimutathatósági határ alá. A fenti adatokra ugyanis a nukleáris szórás a legelterjedtebben használatos 3 • (hháttír)1/2 kifejezéssel számolva 3 • 102 45 értéket ad, amely mellett a minta 4 • 102 beütésszáma már nagy megbízhatósággal értékelhető. Az így mért béta-beütésszám alapján a minta aktivitása a szokásos empirikus kalibrációs faktorral egyszerűen képezhető. 50 További előnyös hatás biztosítható azzal, ha az energiadiszkriminációs eljárást a sugárzásdetektor tápfeszültségének csökkenésével együtt alkalmazzuk. Igaz ugyan, hogy ekkor a tudatosan előnytelenül megválasztott 55 munkapontban romlik a sugárzásdetektor számlálási hatásfoka, azonban az adott célra történő rendkívül előnyös alkalmazhatóság ténye ezt a hátrányt teljes egészében kompenzálja. Ekkor ugyanis a béta- és gamma- 60 -számlálási hatásfokok aránya már az energiadiszkriminációs küszöb kisméretű növelésekor rohamosan növekszik. A bemutatott példa jól szemlélteti az eljárás alkalmazhatóságát a tervezett felhasz- 65 nálási területen. Az eljárás alkalmazása során 6 5
