202657. lajstromszámú szabadalom • Mérőberendezés gamma sugárzó radioaktív minták aktivitásának mérésére
1 HU 202 657 B 2 bemenetével közösítetten a kijelző és kezelőegység (6) középhelyzet beállító kimenetére (6/5) csatlakozik, alsó és felső határérték kimenetéi (8/6,8/7) pedig a mérőcsatomák (A.. .Z) differenciál diszkriminátorainak (3) határérték bemenetéivel (3/3,3/4) állnak kapcsolatban. így 5 a mérőberendezéssel végrehajtott mérés stabilitása és sebessége a spektrum stabilizátor és időzítőfokozattal (8) megvalósított, valamennyi jelátvivő tagra kiterjesztett szabályozási húrok révén jelentősen megnő. (1. ábra) A találmány tárgya gamma sugárzó radioaktív minták aktivitásának mérésére alkalmas mérőberendezés, 10 amelynek szcintillációs detektort, azzal optikai csatolásban álló tápegységgel összekapcsolt fotoelektronsokszorozót, a szcintillációs detektor kimenetére kapcsolt, beállítható erősítési tényezőjű erősítőfokozatot, arra kapcsolódó differenciál diszkriminátort és utóbbi kirne- 15 netére kötött számlálófokozatot tartalmazó mérőcsatornái, valamint vezérlőegysége, azzal kétirányú adatforgalom kapcsolatban álló kijelző- és kezelőegysége, továbbá mérőcsatoma érzékenységet beállító, az erősítőfokozatra csatlakozó szabályozóegysége van. A javasolt 20 mérőberendezés elsősorban a lágy gamma sugárzást kibocsátó, nagyszámú mintával dolgozó nukleáris orvosdiagnosztikai laboratóriumokban alkalmazható előnyösen. A nukleáris méréstechnikát használó orvosi vizsgála- 25 tok RIA csoportjánál vizsgált személyenként hét-tíz, néhány kBq aktivitású gamma sugárzó minta mérésére van szükség. Az ilyen vizsgálatokkal rendszeresen foglalkozó egészségügyi intézményekben naponta több száz minta mérésére van szükség. A minták automatikus 30 mérésére úgynevezett mintaváltókat alkalmaznak, amelyek egy vagy több nukleáris detektorral felszerelt változatokban készülnek és kerülnek forgalmazásra. Az egyetlen detektorral rendelkező készülékekre jellemző, hogy néhány száz minta befogadására alkalmas 35 tárral rendelkeznek, amelyből egy alkalmas szerkezet egyenként és egymás után juttatja a mintákat a nukleáris detektor mérőterébe. Az ilyen rendszerű mérőberendezésekkel általában óránként 20-60 minta vizsgálható. Ilyen jellegű mérőberendezést ismertet a HU 167 603 40 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás. A többdetektoros készülékek előnye, hogy a minták mérése egyidejűleg történik, és így például egy tíz detektoros mérőberendezés óránként 200-600 vizsgálatot tud elvégezni. Az ilyen mérőberendezésekre jellemző, 45 hogy a detektorok számával egyező számú, szabályozható erősítőfokozattal, differenciál diszkriminátorral és többdekádos számlálófokozattal felépített mérőcsatornáik vannak, a számlálófokozatok törlésére és a mérés időtartamának beállítására pedig vezérlőegységgel ren- 50 delkeznek, továbbá olyan eredménykijelzőjük van, amelyre a mérőcsatomák számlálófokozatainak kimenetei egymás után rákapcsolhatok. Ezeknek a mérőberendezéseknek a használhatósága nagymértékben függ a mérőcsatomák stabilitásától, amelynek ellenőrzésére 55 ugyanazt az egyetlen radioaktív mintát mindegyik detektorban megmérik és vizsgálják például a három perc alatt észlelt impulzusok szórását Diagnosztikai szempontból az eredmények abban az esetben használhatók fel, ha az egyetlen azonos mintával végrehajtott ellenőr- 60 zésnél észlelt eredmények szórása nem haladja meg a ± 1 %-ot. Ennek a követelménynek a biztosítása többféle módon oldható meg. Például a brit Nuclear Enterprise Ltd. cég NE 1600 típusjelű tizenhat detektoros mérőberendezésében hőfokegyütthatóra válogatott alkatrészek 65 kerülnek felhasználásra, továbbá a bemelegedés után referenciaforrás segítségével kézi érzékenységszabályozást kell végezni. Ez az eljárás igen lassú, rendkívül gondos munkát igényel és csak néhány órára nyújt biztonságot, ha a környezeti hőmérséklet ± 1 ‘C tartományon belül és a hálózati feszültség ± 2% tartományon belül marad a névleges értékhez képest. A finn LKB/Wallac cég multigamma II típusjelzésű készülékében automatikus mérőcsatoma érzékenység szabályozás van megvalósítva. A nukleáris detektor szcintillátorába LED diódát építenek, és ezek fényimpulzusait használják fel egy automatikus szabályozókörben referenciajelként. A megoldás sajátossága, hogy a LED nem üzemel a mérés tartama alatt, azaz ilyenkor a mérőcsatoma szabályozatlan és érzékeny a külső vagy belső eredetű hibaforrásokra. Nehezen kiküszöbölhető, súlyos gondot okozhat a fényemittáló diódák öregedése vagy a szcintillátor és a fényemittáló dióda közötti optikai csatoló közeg meghibásodása, ilyenkor ugyanis a nukleáris jel keltette amplitúdó változatlan marad és a fényemittáló diódát követő szabályozófokozat „félrehangolja” a csatornát a mérendő nuldeáris információról. A találmánnyal célunk az ismert mérőberendezések felsorolt hiányosságainak kiküszöbölése, azaz olyan mérőberendezés létrehozása, amellyel egyidejűleg nagyszámú minta mérésére nyílik mód anélkül, hogy a hálózati feszültség-, környezeti hőmérséklet- stb. független és időben sem korlátozott méréssorozat alatt a mérőberendezés folyamatos újrahitelesítésére lenne szükség. Célunk továbbá, hogy a mérőberendezés leginkább kritikus alkatrészei egyszerű felépítésüknél, mechanikai kialakításuknál és elhelyezésüknél fogva könnyen hozzáférhetők, illetve cserélhetők legyenek. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy a felhasznált alkatrészekkel szemben támasztott követelmények, a válogatási, szabályozási és újrahitelesítési munkaigény nagymértékben csökkenthető, a mérőberendezéssel elérhető mérési stabilitás pedig növelhető akkor, ha a mérőberendezés szabályozóegységét a nukleáris mérőcsatomák jeleit felhasználó, valamennyi jelátvivő tagra kiterjesztett szabályozási hurokkal rendelkező spektrum stabilizátorral látjuk el, amelynek jeleit a mérőberendezés alapbeállítása során is fel tudjuk használni. A kitűzött feladat megoldása során gamma sugárzó radioaktív minták aktivitásának mérésére alkalmas olyan mérőberendezést vettünk alapul, amelynek szcintillációs detektort, azzal optikai csatolásban álló, tápegységben összekapcsolt fotoelektron sokszorozót, a szcintillációs detektor kimenetére kapcsolt, beállítható erősítési tényezőjű erősítőfokozatot, arra kapcsolódó differenciál diszkriminátort és utóbbi kimenetére kötött számláló fokozatot tartalmazó mérőcsatomái, valamint vezérlőegysége, azzal kétirányú adatforgalom kapcsolatban álló kijelző- és kezelőegysége, továbbá méiőcsatoma érzékenységet beállító, az erősítőfokozatra csatlakozó szabályozóegysége van. Ezt a mérőberendezést 2
