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Einrichtung zur Überwachung der Konzentration von in einem Medium enthaltenen radioaktiven Substanzen
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der Untergrund-Aktivität selektiv unterdrückt wird.
In der Zeichnung ist in Fig. l ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Überwachungs-Einrich- tung sowie in Fig. 2 ein zugehöriges Diagramm dargestellt.
An einer durch einen Ansaugkanal l mit rechteckiger Ansaugöffnung 2 gebildeten Sammelstelle für radioaktive Substanzen wird ein aus Filterpapier bestehendes Sammelband 3 in Richtung des Pfeiles P mit konstanter Geschwindigkeit vorbeibewegt, wobei zwei Seiten der Ansaugöffnung 2 so angeordnet sind, dass sie in Transportrichtung P des Filterbandes 3 liegen. DurcL eine nicht dargestellte Ansaugvorrichtung wird das überwachte Medium -z. B. Luft- mit möglichst konstauterDurchfluss-Geschwindigkeit durch das Filter- band 3 in den Ansaugkanal l gesaugt ; wobei das angesaugte Medium am Filterband 3 einen grossen Teil der suspendiert enthaltenen Teilchen ablagert.
Rechts neben der Ansaugöffnung 2 befindet sich in bekann- ter Weise in einiger Entfernung ein-in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellter- Strahlen-
Detektor I und direkt überder anseugöffnung in einem bestimmten Abstand über dem Filterband ein zweiter, der Form der Ansaugöffnung angepasster, Detektor n ;
in einer Entfernung b von diesem zweiten Detektor
II, die kleiner ist als die m Transportrichtung P des Filterbandes 3 liegende Rechteckseite a der Ansaug- öffnung, befindet sich schliesslich ein dritter Detektor IIL
Bei stationären Verhältnissen ist die Menge der Ablagerung auf jedem Element des Filterbandes 3 di- rekt proportional der Zeit T, während der dieses Element aber der Ansaugöffnung 2 vorbeibewegt wird.
Ist nun die Halbwertszeiteiner aktiven Substanz viel grösser als diese Transportzeit T eines bestimmten
Filterelementes über der Ansaugöffnung, so ist auch die Aktivitäts-Belegung dieses Elementes proportional zur Zeit T, während welcher es sich über der Ansaugöffnung aufgehalten hat.
In Fig. 2 ist nun der Verlauf der Aktivitäts-Belegung des Filterbandes 3 durch eine Substanz mit lan- ger Halbwertszeit durch die Kurve k dargestellt-und zwar für eine Substanz, bei welcher die Dauer des
Auftretens der Aktivität im Überwachten Medium gerade so gross war wie die Zeit T, die ein Filterband-
Element zur Durchwanderung der Ansaugöffnung 2 benötigt ; ist jedoch die Dauer des Auftretens der Akti- vität des überwachten Mediums grösser als die Zeit T, so ändert sich die Aktivitäts-Belegung im Sinne der gestrichelt gezeichneten Kurve k.
Bezeichnet man die spezifische Aktivität der Mediumeinheit mit a so ist-wie sich aus der Kurve k ergibt- die in diesem Falle voir Detektor B erfasste Aktivität :
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Tritt die spezifische Aktivität a nur während einer gegenüber der oben genannten Zeit Tkleineren Zeit t auf, so ist die vom Detektor II erfasste Aktivität :
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Bei Substanzen, deren Zeitkonstante r gegenüber der Zeit T kurz ist-wie bei der unschädlichen Untergrung-Aktivität- stellt sich dagegen auf dem Filterband 3 ein der Kurve m entsprechender Verlauf der Aktivität ein ;
in diesem Falle wird über der Ansaugöffnung 2 ein Gleichgewichtszustand erreicht, der nach dem Verlassen derselben schnell abklingt, wird die spezifische Aktivität der Substanzen, mit kurzer Halbwertszeit mital bezeichnet, so ist die vom Detektor II im stationären Zustande erfasste Aktivität dieser Substanzen angenähert
Al a1'T. T.
Das Verhältnis einer auftretenden, schädlichen Aktivität mit gegenüber T verhältnismässig grosser Halbwertszeit zur unschädlichen Untergrund-aktivität mit gegenüber T kleiner Halbwertszeit ergibt sich zu
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Die Grösse o t = D ist ein Mass für die Menge gefährlicher radioaktiver Substanzen, die in der Zeit t von den zu schützenden Organismen aufgenommen werden konnte ; für einen bestimmten Wert von D und einen zwischen 0 und T liegenden Wert von t - bei unveränderlicher spezifischer Aktivität 01 - kann sich e höchstens um den Faktor zwei ändern.
Daraus ist ersichtlich, dass durch einen über der Ansaugöffnung 2 angeordneten, diese ganz überdekkenden bzw. erfassenden Detektor bereits mit ausreichender Genauigkeit die Menge der gefährlichen aktiven Substanzen erfasst wird, welche von den gefährdeten Organismen hätte aufgenommen werden können, und zwar bis zu Konzentrationen, bei denen der gewählte Wert von D nach einer Zeit t=T erreicht wird.
Dies ergibt jedoch noch keine genügende Sicherheit, denn zur lückenlosen Erfassung geringerer Kon- zentratioren, bei denen der gewählte Wert forl D nach einer grösseren Zeit als T erreicht wird und die daher durch den Detektor II nicht mehr erfasst werden, dient nun der Detektor m.
Wie aus der Zeichnung er- sichtlich,-beginnt für diesen bei der erfindungsgemässen Anordnung ein Anstieg der durch die Kurve k
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dargestellten Aktivität bereits flach einer Zeit t., die kürzer ist als die Zeit T ; da dabei gleichzeitig die durch die Kurve m dargestellte Aktivität bereits gesunken ist, kann die Messung durch den Detektor III mit einer grösseren Genauigkeit durchgeführt werden als durch den direkt über der Ansaugöffnung 2 ange- ordneten Detektor II.
Durch die beschriebene Einrichtung wird also eine bessere Überwachung der Konzentration gefähr- licher radioaktiver Substanzen in Medien -vorzugsweise in Luft-erreicht ; ist eine besonders hohe Messge- nauigkeit erwünscht, so kann neben dem Detektor in noch ein weiterer Detektor angeordnet werden, dem die in einer bestimmten Zeit über der Ansaugöffnung 2 gesammelten radicaktiven Substanzen auf dem
Filterband 3 etwas später zugeführt werden als dem Detektor III.
Als Strahlen-Detektoren können bei der erfindungsgemässen Einrichtung mit besonderem Vorteil sol- che mit selektiver Wirkung zur Unterdrückung der Untergrund-Aktivität verwendet werden, weil dadurch Messgenauigkeit und Empfindlichkeit der Einrichtung stark erhöht wird ; eine solche selektive Wirkung Kann z. B. durch Verwendung eines besonders ausgebildeten Detektors oder durch Zusammenschaltung zweier oder mehrerer Detektoren-deren jeder die ganze Ansaugöffnung2 erfasst-zu einer Vergleichs-, Koinzidenz- oder Antikoinzidenz-Schaltung erzielt werden, wobei diese Detektoren entweder an entgegengesetzten
Seiten des Filterbandes bzw. quer zu diesem nebeneinanderliegen oder bei Verwendung von Scintillations Kristallen direkt übereinander angeordnet sein können.
Unter Umständen kann zu diesem Zweck auch eine zweite Ansaugstelle mit einem eigenen Filterband zur Anwendung kommen.
Die Ausführung der Ansaugöffnung mit rechteckigem Querschnitt hat den Vorteil, dass sie die erwähnten Gesetzmässigkeiten einwandfrei zu erfassen gestattet.
Die beschriebene Einrichtung kann grundsätzlich auch bei einem Medium zur Anwendung kommen, das nicht gasförmig ist, z. B. bei Wasser. Die laufende Ablagerung der zu prüfenden radioaktiven Substanzen kann anstatt durch Filterung auch auf eine andere, zweckmässige Art und Weise erfolgen, z. B. durch elektrostatischen Niederschlag oder durch Sedimentation.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Einrichtung zur kontinuierlichen Überwachung der Konzentration von in Medien enthaltenen radioaktiven Substanzen, die mit einem an einer Sammelstelle mit konstanter Geschwindigkeit vorbeibewegten Sammelband für die Ablagerung dieser radioaktiven Substanzen sowie zwei Strahlen-Detektoren ausgestattet ist, deren einer über der Sammelstelle und der andere von dieser entfernt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung des Sammelbandes (3) neben dem direkt über der Sammelstelle (2) angeordneten Strahlen-Detektor (II) mindestens ein weiterer Strahlen-Detektor (in) in einem Abstande (b) angeordnet ist, der kleiner ist als die Länge (a) der Sammelstelle (2) in Richtung des Sammelbandes (3).