DE10335225A1

DE10335225A1 - Dosimeter for detecting high-energy neutron radiation

Info

Publication number: DE10335225A1
Application number: DE10335225A
Authority: DE
Inventors: Georg Fehrenbacher
Original assignee: GSI Helmholtzzentrum fuer Schwerionenforschung GmbH
Current assignee: GSI Helmholtzzentrum fuer Schwerionenforschung GmbH
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2005-02-03

Abstract

Es wird ein Dosimeter zur Erfassung von hochenergetischer Neutronenstrahlung mit einem Neutronenkonverter und einem Detektionselement vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass der Neutronenkonverter Metallatome umfasst, die die Energie der Neutronen umsetzen in Protonen, Alphateilchen und andere geladene Kerne in einem geeigneten Energiebereich, so dass sie detektierbar sind.A dosimeter for detecting high-energy neutron radiation with a neutron converter and a detection element is proposed, which is characterized in that the neutron converter comprises metal atoms that convert the energy of the neutrons into protons, alpha particles and other charged nuclei in a suitable energy range, so that they are detectable.

Description

Die Erfindungsmeldung betrifft ein Dosimeter zur Erfassung hochenergetischer Neutronenstrahlung gemäß Anspruch 1.The The invention relates to a dosimeter for detecting high-energy Neutron radiation according to claim 1.

Weltweit werden Beschleunigeranlagen für Forschungszwecke und zur Nutzung im industriellen und medizinischen Umfeld betrieben. In diesen Beschleunigeranlagen werden Teilchen auf sehr hohe Energien beschleunigt. Beispielsweise werden in modernen Schwerionenbeschleunigern Ionen bis auf Energien von ca. 1 GeV pro Nukleon beschleunigt. In anderen Anlagen werden Teilchen auf noch höhere Energien bis in den Bereich Tera-Elektronenvolt (TeV) beschleunigt. Diese hochenergetischen Teilchen produzieren Sekundärstrahlung, geladene Teilchen und Neutronen, wenn sie mit Materie in Wechselwirkung treten. Das Energiespektrum der erzeugten Neutronen reicht von 0,025 eV bis einige hundert Giga-Elektronenvolt (GeV), da die maximale Energie der erzeugten Neutronen denselben Energiebereich wie die der primären Teilchenstrahlen aufweist. Für den Strahlenschutz ist es notwendig, die erzeugten Neutronen zu messen, um Strahlenschutzmaßnahmen, insbesondere Abschirmungen, zu dimensionieren. Da hochenergetische Neutronen eine große mittlere Weglänge in Materie haben, können sie auch sehr starke Abschirmungen durchdringen. Deshalb ist es notwendig und von großer Bedeutung, ständig die Neutronenintensitäten, sowie Energie- und Winkelverteilung der Neutronen zu messen und zu überwachen, auch außerhalb der Abschirmungen. Personen, die sich im Bereich der Beschleunigeranlagen (innerhalb oder außerhalb der Abschirmungen) bewegen, müssen ständig Personendosimeter tragen, die die aktuelle Neutronendosis der diese Perso nen ausgesetzt sind messen und speichern. Insbesondere für die Strahlenschutzüberwachung ist es wichtig, Dosimeter zum Nachweis von Neutronenstrahlung zu entwickeln, die im gesamten Energiebereich der Neutronenstrahlung vom Bereich thermischer Neutronen (0,025 eV) bis zu den höchsten Energien im Bereich von GeV oder höher (bis zu 1 TeV) verwendet werden können.Worldwide become accelerators for research purposes and operated for use in industrial and medical environments. In these accelerator systems, particles become very high energies accelerated. For example, in modern heavy ion accelerators Accelerates ions down to energies of about 1 GeV per nucleon. In other Plants become particles at even higher energies down to the area Tera electron volts (TeV) accelerated. These high energy Particles produce secondary radiation, charged particles and neutrons when interacting with matter to step. The energy spectrum of the neutrons produced ranges from 0.025 eV to several hundred gigaelectronvolts (GeV), since the maximum energy of the generated neutrons is the same Energy range like that of the primary Particle rays. For the Radiation protection, it is necessary to measure the neutrons generated, Radiation protection measures, in particular shields, to dimension. Because high energy Neutrons a large medium path length in matter, can they also penetrate very strong shields. That's why it is necessary and of great Meaning, constantly the Neutron intensities, and to measure energy and angular distribution of the neutrons and to monitor also outside the shields. Persons involved in accelerator systems (within or outside the shields) must move constantly Personal dosimeters carry the current neutron dose of these Persons exposed are measuring and saving. Especially for radiation protection monitoring It is important to use dosimeters to detect neutron radiation develop throughout the energy range of neutron radiation from the range of thermal neutrons (0.025 eV) up to the highest energies in the range of GeV or higher (up to 1 TeV) can be used.

Dosimeter für Neutronenstrahlung wurden bisher für Bereiche der Kerntechnik (Kernreaktoren, Radio-Nuklidquellen, Brennelementeindustrie, Transport von abgebrannten Brennelementen) entwickelt, die Dosismessungen für Energien bis maximal ca. 10 bis 20 MeV ermöglichen.dosimeter for neutron radiation have been for so far Areas of nuclear technology (nuclear reactors, radio-nuclide sources, fuel industry, transport of spent fuel), the dose measurements for energies allow a maximum of about 10 to 20 MeV.

Das Ansprechvermögen der meisten Dosimetertypen ist für Neutronen höherer Energie als 20 MeV sehr gering, wobei mit steigender Neutronenenergie das Ansprechvermögen abnimmt. Einer der Gründe für diesen Effekt ist die Abnahme des Wirkungsquerschnittes, der für den Nachweis genutzten Reaktionen mit zunehmender Neutronenenergie. Im Allgemeinen gilt, dass mit zunehmender Neutronenenergie die in elastischer und inelastischer Streuung erzeugten Teilchen auch energiereicher werden. Es gilt für das Abbremsungsvermögen von geladenen energiereichen Teilchen, dass mit zunehmender Energie das Abbremsvermögen und damit auch die Energiedeposition in der Dosimeterschicht abnimmt. Dies führt ab einer bestimmten Energie der geladenen Teilchen dazu, dass diese nicht mehr nachgewiesen werden können. Neutronenfelder mit Anteilen an Neutronen höherer Energien im Energiespektrum können dann nur über spezielle Kalibrierfaktoren in der Dosisabschätzung gemessen werden. In Beschleunigern sind jedoch die Neutronenfelder in ihrer Energieverteilung sehr unterschiedlich, so dass einheitliche Ka librierfaktoren nicht immer angegeben werden können. Dosimetrische Systeme, die den gesamten Energiebereich messen, existieren bisher nicht.The responsiveness most dosimeter types is for Higher neutrons Energy as 20 MeV very low, with increasing neutron energy the response decreases. One of the reasons For this Effect is the decrease of the cross-section, which for the proof used reactions with increasing neutron energy. In general holds that with increasing neutron energy those in elastic and Inelastic scattering particles also become more energetic. It applies to the braking power of charged energetic particles that with increasing energy the braking power and thus the energy deposition in the dosimeter layer decreases. This leads off a certain energy of the charged particles that this can no longer be detected. Neutron fields with proportions of higher energy neutrons in the energy spectrum can then only over special calibration factors are measured in the dose estimation. In accelerators However, the neutron fields in their energy distribution are very different, so that uniform Ka librierfaktoren not always can be specified. Dosimetric systems that measure the entire energy range exist not yet.

Es gibt in der Literatur Ansätze, das Ansprechvermögen der Neutronendosimeter für hohe Neutronenenergien zu verbessern, indem die Neutronenenergie mittels Vorschaltung eines Moderators vor das eigentliche Dosimeter erniedrigt wird. Dieser Ansatz kann für die extrem hohen Neutronenenergien nicht verwendet werden, da die Moderationskörper zu großvolumig im Einsatz in einem Personendosimeter wären.It gives beginnings in the literature, the response the neutron dosimeter for to improve high neutron energies by the neutron energy by pre-switching a moderator in front of the actual dosimeter is lowered. This approach can be for the extremely high neutron energies not used, since the moderation body too bulky in use in one Personal dosimeter would be.

Des weiteren wird die Verwendung von radioaktiven Folien aus spaltbarem Material zusammen mit Kernspurdetektoren beschrieben. Auch diese sind als Personendosimeter nicht sinnvoll einsetzbar, da Dosimeter mit radioaktiven Bestandteilen in der Personendosimetrie nicht verwendbar sind.Of Another is the use of radioactive films from fissile Material described together with nuclear track detectors. These are too as a personal dosimeter not useful, since dosimeter with radioactive components in personal dosimetry not usable are.

Aufgabe der Erfindung ist es, Dosimeter zur Erfassung hochenergetischer Neutronenstrahlung zu entwickeln, die es gestatten hohe Neutronenenergien bis zu sehr hohen Energien von beispielsweise 1 TeV zu messen.task The invention is to dosimeter for detecting high energy To develop neutron radiation, which allow high neutron energies to measure very high energies of, for example, 1 TeV.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Dosimeter mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen vorgeschlagen. Da es sich bei Neutronen um elektrisch neutrale Teilchen handelt, können diese nicht direkt mittels eines Ionisationsprozesses nachgewiesen werden, es erfolgt daher eine Umwandlung in ionisierende Strahlung. Die hochenergetischen Neutronen werden mit Hilfe von Metallatomen in geladene Teilchen wie Protonen, Alphateilchen und andere geladene Kerne umgewan delt, die direkt in einem Detektionselement des Dosimeters nachgewiesen werden können.to solution This object is a dosimeter with the mentioned in claim 1 Characteristics proposed. Because neutrons are electrically neutral Particles can act these are not detected directly by means of an ionization process, There is therefore a conversion into ionizing radiation. The High energy neutrons are made with the help of metal atoms in charged particles like protons, alpha particles and other charged ones Cores transformed directly into a detection element of the dosimeter can be detected.

Das Dosimeter mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen erfüllt die folgenden Anforderungen:

1. Es wird ein ausreichend großer Wirkungsquerschnitt für Reaktionen der einfallenden Neutronen mit den Metallatomen des Neutronenkonverters realisiert, so dass die Energie der Neutronen umgesetzt wird in Protonen, Alpha-Teilchen und andere geladene Kerne.
2. Der Wirkungsquerschnitt des Dosimeters ist energieabhängig. Durch geeignete Wahl der Metallatome wird sichergestellt, dass dieser auch bei sehr hohen Neutronenenergien noch ausreichend groß ist.
3. Bei der Umsetzung der Energie von Neutronen in die oben genannten Teilchen wird sichergestellt, dass diese eine ausreichend hohe Energie haben, um von dem Detektionselement erfasst zu werden. Gleichzeitig ist ihre Energie nicht so groß, so dass eine genügend hohe Energiedeposition im Detektionselement erfolgen kann.
4. Bei der Umsetzung der Energie der Neutronenstrahlung treten folgende physikalische Effekte auf: Spallation, Fragmentation und Spaltung. Zur Detektion der hochenergetischen Neutronenstrahlung werden hier die bei der Spallation und bei der Fragmentation entstehenden Teilchen ausgenutzt.

The dosimeter with the features mentioned in claim 1 fulfills the following requirements:

1. A sufficiently large cross section for incident neutron reactions with the metal atoms of the neutron converter is realized so that the energy of the neutrons is converted into protons, alpha particles and other charged nuclei.
2. The cross section of the dosimeter is energy dependent. By a suitable choice of the metal atoms it is ensured that this is still sufficiently large even with very high neutron energies.
3. In the conversion of the energy of neutrons in the above-mentioned particles is ensured that they have a sufficiently high energy to be detected by the detection element. At the same time, their energy is not so great that a sufficiently high energy deposition can take place in the detection element.
4. When implementing the energy of neutron radiation, the following physical effects occur: spallation, fragmentation and fission. To detect the high-energy neutron radiation, the particles resulting from spallation and fragmentation are exploited here.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel eines Dosimeters, das sich dadurch auszeichnet, dass der Neutronenkonverter mehrere Schichten umfasst, die jeweils Metallatome einer bestimmten Kernladungszahl aufweisen. Dadurch können Neutronenstrahlungen unterschiedlicher Energie optimal ausgewertet werden.Prefers becomes an embodiment a dosimeter characterized by the neutron converter comprising several layers, each metal atoms of a particular Have atomic number. As a result, neutron radiation can be different Energy can be optimally evaluated.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass der Neutronenkonverter eine dünne Schicht mit ⁶Li- und/oder ¹⁰B-Atomen und/oder ¹⁴N-Atomen aufweist. Vorzugsweise wird für die ¹⁴N-Atome umfassende Schicht ein Polyamid wie beispielsweise Nylon verwendet. Die Atome sind vorzugsweise in einer dünnen Schicht angeordnet, die von der der Neutronenstrahlung zugewandten Seite des Dosimeters aus gesehen, vor dem Detektionselement liegt. Das so aufgebaute Dosimeter ist dazu geeignet, zusätzlich Neutronenstrahlung mit einer geringeren Energie, beispielsweise thermische Neutronen zu erfassen.Another preferred embodiment is characterized in that the neutron converter has a thin layer with ⁶ Li and / or ¹⁰ B atoms and / or ¹⁴ N atoms. Preferably, layer comprising a polyamide such as nylon used for the ¹⁴ N-atoms. The atoms are preferably arranged in a thin layer which, viewed from the side of the dosimeter facing the neutron radiation, lies in front of the detection element. The dosimeter constructed in this way is suitable for additionally detecting neutron radiation with a lower energy, for example thermal neutrons.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass ein wasserstoffhaltiges Polymer vorgesehen ist. Dabei ist der Neutronenkonverter mit unterschiedlichen Schichten versehen, von denen die der Neutronenstrahlung zugewandte erste Schicht Metallatome, die darunter liegende zweite Schicht das wasserstoffhaltige Polymer und die dritte Schicht ⁶Li- und/oder ¹⁰B-Atome und/oder ¹⁴N-Atome enthält. Die dritte Schicht ist unmittelbar in der Nähe des Detektorelements angeordnet oder auf diesem vorgesehen.Another embodiment is characterized in that a hydrogen-containing polymer is provided. In this case, the neutron converter is provided with different layers, of which the neutron radiation facing first layer contains metal atoms, the underlying second layer containing the hydrogen-containing polymer and the third layer ⁶ Li and / or ¹⁰ B atoms and / or ¹⁴ N atoms. The third layer is disposed immediately adjacent to or provided on the detector element.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.Further Embodiments emerge from the remaining subclaims.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. It demonstrate:

1 ein Dosimeter mit einem Neutronenkonverter der Metallatome aufweist und einem Detektionselement; 1 a dosimeter having a neutron converter of the metal atoms and a detection element;

2 ein Dosimeter mit einem eine Anzahl von Schichten mit Metallatomen unterschiedlicher Kernladungszahl Z aufweisenden Neutronenkonverter und einem Detektionselement; 2 a dosimeter having a neutron converter having a number of layers of metal atoms of different atomic number Z and a detection element;

3 ein Dosimeter mit einem Neutronenkonverter, der unterschiedliche Schichten aufweist, die der Erfassung von Neutronenstrahlung unterschiedlicher Energie dienen, außerdem ein Detektionselement; 3 a dosimeter having a neutron converter having different layers for detecting neutron radiation of different energy, and a detection element;

4 ein Dosimeter mit einem Neutronenkonverter, der unterschiedliche Schichten aufweist zur Erfassung von Neutronenstrahlung unterschiedlicher Energie dienen, außerdem ein Detektionselement; 4 a dosimeter having a neutron converter having different layers for detecting neutron radiation of different energy, and a detection element;

5 ein Dosimeter mit Bereichen unterschiedlicher Dicke sowie einem Detektionselement; 5 a dosimeter with regions of different thickness and a detection element;

6 eine Draufsicht auf ein Dosimeter mit einem Neutronenkonverter, der unterschiedliche Felder aufweist und 6 a plan view of a dosimeter with a neutron converter having different fields and

7 ein Dosimeter mit einer Anzahl von Detektionselementen zur Ortsdosimessung. 7 a dosimeter with a number of detection elements for local dose measurement.

Das in 1 dargestellte Dosimeter 1 ist im Querschnitt dargestellt. Dadurch wird erkennbar, dass das Dosimeter einen Neutronenkonverter 3 und ein Detektionselement 5 aufweist. Bei der Erfassung hochenergetischer Neutronenstrahlung treffen die Neutronen bei der Darstellung gemäß 1 von oben auf den Neutronenkonverter 3 auf. Der Neutronenkonverter 3 umfasst Metallatome 7, auf die die hochenergetischen Neutronen auftreffen. Falls die einfallenden Neutronen auf ein Metallatom mit vielen Nukleonen treffen, kommt es zur Spallation, also zur Abdampfung von Protonen und Neutronen. Es bildet sich eine intranukleare Kaskade im Kern des Metallatoms, bei der außer Protonen Neutronen emittiert werden, deren Energie geringer ist als die der auf das Dosimeter 1 auftreffenden Neutronen.This in 1 illustrated dosimeter 1 is shown in cross section. This will indicate that the dosimeter is a neutron converter 3 and a detection element 5 having. In the detection of high-energy neutron radiation, the neutrons meet in the representation according to 1 from the top of the neutron converter 3 on. The neutron converter 3 includes metal atoms 7 on which the high-energy neutrons impinge. If the incident neutrons strike a metal atom with many nucleons, spallation occurs, that is, the evaporation of protons and neutrons. An intranuclear cascade forms in the nucleus of the metal atom, which emits neutrons in addition to protons whose energy is lower than that of the dosimeter 1 impinging neutrons.

Die auf die Metallatome 7 auftreffenden Neutronen lassen die Kerne der Metallatome zerbrechen, es kommt also zu einer Fragmentation des auch als Targetkern bezeichneten Metallatoms in mehrere Kerne und anschließend zu einem Verdampfungsprozess von geladenen Teilchen. Dabei werden, außer Protonen und Alpha-Teilchen sowie weiteren Fragmenten, Neutronen erzeugt. Die Energie der entstehenden geladenen Teilchen ist geringer als die der auf das Dosimeter 1 auftreffenden Neutronen.The on the metal atoms 7 striking new The nuclei of the metal atoms can be broken by tronening, so that a fragmentation of the metal atom, also referred to as the target nucleus, into several nuclei occurs, followed by an evaporation process of charged particles. Here, except protons and alpha particles as well as other fragments, neutrons are generated. The energy of the resulting charged particles is less than that of the dosimeter 1 impinging neutrons.

Beim Auftreffen der hochenergetischen Neutronenstrahlung auf den Neutronenkonverter 3 des Dosimeters 1 finden die Spallation oder die Fragmentation statt. Im Übrigen findet auch noch eine Spaltung schwerer Kerne in zwei Kerne unter Freisetzung von zwei bis drei Neutronen statt. Dies allerdings vorwiegend bei der Verwendung von Metallatomen radioaktiver Substanzen. Bei der Verwendung des Dosimeters 1 als Personendosimeter wird naturgemäß darauf geachtet, dass keine radioaktiven Metallatome eingesetzt werden.When the high-energy neutron radiation hits the neutron converter 3 of the dosimeter 1 Spallation or fragmentation take place. Incidentally, there is also a cleavage of heavy nuclei into two nuclei with the release of two to three neutrons. This, however, mainly in the use of metal atoms of radioactive substances. When using the dosimeter 1 As personal dosemeters, care is taken to ensure that no radioactive metal atoms are used.

Sie haben aber je nach Energie der einfallenden Neutronen einen unterschiedlichen Wirkungsquerschnitt. Dadurch weist das Dosime ter eine unterschiedliche Ansprechfunktion oder ein unterschiedliches Ansprechvermögen auf. Fallen Neutronen mit einer Energie von ca. 30 MeV auf das Dosimeter, so werden durch die bei der Spallation auftretende intranukleare Kaskade Protonen erzeugt, deren Energie von dem Detektionselement 5 erfassbar ist. Die Energie ist allerdings so gering, dass das Detektionselement 5 nicht anspricht.But depending on the energy of the incident neutrons they have a different cross-section. As a result, the dosimeter has a different response function or a different response. If neutrons with an energy of about 30 MeV hit the dosimeter, protons are produced by the intranuclear cascade that occurs during spallation, and their energy is generated by the detection element 5 is detectable. However, the energy is so low that the detection element 5 not appealing.

Bei einer höheren Energie der auf das Dosimeter 1 auftreffenden Neutronenstrahlung ergibt sich Folgendes:
Die durch Kaskadenprozesse erzeugten Protonen haben entsprechend der höheren Energie der einfallenden Neutronen ihrerseits eine höhere Energie, die schließlich bei steigender Energie der Neutronen so groß ist, dass diese Protonen von dem Detektionselement 5 nicht mehr registrierbar sind. Bei der gleichzeitig gegebenen Fragmentation werden in diesem Fall Protonen erzeugt, deren Energie so groß ist, dass sie von dem Detektionselement 5 erfassbar werden.At a higher energy of the dosimeter 1 incident neutron radiation results in the following:
The protons generated by cascade processes in turn, according to the higher energy of the incident neutrons have a higher energy, which is finally so large with increasing energy of the neutrons that these protons from the detection element 5 are no longer registrable. In the case of the fragmentation given at the same time, in this case protons are generated whose energy is so great that they are separated from the detection element 5 become detectable.

Es zeigt sich also, dass bei der Erfassung der Neutronenstrahlung bei einer niedrigeren Energie aufgrund der Abdampfung von Protonen eine Detektion mittels des Detektionselements 5 möglich ist. Bei einer höheren Energie der zu erfassenden Neutronenstrahlung kann eine Detektion im Detektionselement 5 nicht bezüglich der durch die intranukleare Kaskade erzeugten Protonen erfolgen. Hier sind es die im Fragmentationsprozess durch Abdampfung entstehenden Protonen, die von dem Detektionselement 5 des Dosimeters 1 erfasst werden können. Dadurch ergänzen sich also diese beiden physikalischen Effekte bei der Erfassung hochenergetischer Neutronenstrahlung, wobei bis zu Energien von 30 MeV die intranukleare Kaskade der zur Detektion beitragende Prozess ist und für Energien ab einigen 100 MeV die Verdampfungsprozesse bei der Fragmentation dominierend sind.It thus turns out that when detecting the neutron radiation at a lower energy due to the evaporation of protons, a detection by means of the detection element 5 is possible. At a higher energy of the neutron radiation to be detected, a detection in the detection element 5 not with respect to the protons generated by the intranuclear cascade. Here it is the protons which are formed by evaporation in the fragmentation process, that of the detection element 5 of the dosimeter 1 can be detected. Thus, these two physical effects complement each other in the detection of high-energy neutron radiation, up to energies of 30 MeV is the intranuclear cascade of the process contributing to detection and for energies above 100 MeV, the evaporation processes are dominant in the fragmentation.

Um Neutronenstrahlung unterschiedlicher Energie erfassen zu können, werden die Kernladungszahlen der Metallatome so gewählt, dass im Rahmen der Spallation und der Fragmentation erzeugte Protonen sicher im Detektionselement 5 erfasst werden können. Die Spallation und Fragmentation findet nur bei Vorhandensein von Metallatomen mit genügend hoher Kernladungszahl statt, dadurch dass auf das Dosimeter 1 auftreffende Neutronen die Kerne der Metallatome aufheizen und die kinetische Energie des eintreffenden Neutrons auf viele Nukleonen verteilt wird. Erst wenn die Energie des eintreffenden Neutrons auf ausreichend viele Nukleonen verteilt ist, findet eine Abdampfung von Neutronen, Protonen und Alpha-Teilchen statt, deren Energie so ist, dass sie im Detektionselement 5 des Dosimeters 1 registriert werden können.In order to be able to detect neutron radiation of different energies, the atomic numbers of the metal atoms are chosen so that protons generated in the context of spallation and fragmentation safely in the detection element 5 can be detected. The spallation and fragmentation takes place only in the presence of metal atoms with sufficiently high atomic number, thereby affecting the dosimeter 1 impinging neutrons heat the nuclei of the metal atoms and the kinetic energy of the incoming neutron is distributed over many nucleons. Only when the energy of the incoming neutron is distributed to a sufficient number of nucleons, an evaporation of neutrons, protons and alpha particles takes place, whose energy is such that they are in the detection element 5 of the dosimeter 1 can be registered.

Insgesamt wird also durch die auf die Metallatome 7 auftreffenden Neutronen ein Teilchenspektrum erzeugt, dessen Energie geringer ist als die Energie der auftreffenden Neutronen. Da die Kernladungszahl Z der Metallatome die Energieverteilung der emittierten Teilchen bestimmt, kann sie so gewählt werden, dass die Teilchen von dem Detektionselement 5 erfasst werden können.Overall, therefore, by the on the metal atoms 7 impinging neutrons produces a particle spectrum whose energy is less than the energy of the incident neutrons. Since the atomic number Z of the metal atoms determines the energy distribution of the emitted particles, it can be chosen so that the particles from the detection element 5 can be detected.

Durch die Wahl der Kernladungszahl Z der Metallatome kann auch bei unterschiedlicher Energie der zu erfassenden Neutronenstrahlung sichergestellt werden, dass jeweils Teilchen mit einem Energiespektrum erzeugt werden, die von dem Detektionselement 5 erfassbar sind. Beispielsweise kann für die im Neutronenkonverter 3 vor handenen Metallatome 7 eine Kernladungszahl Z > 15 gewählt werden. Vorzugsweise werden Metallatome mit einer Kernladungszahl Z > 20 gewählt, um auch bei sehr hochenergetischer Neutronenstrahlung Teilchen entstehen zu lassen, die von dem Detektionselement 5 erfassbar sind.By choosing the atomic number Z of the metal atoms, even with different energy of the neutron radiation to be detected, it can be ensured that in each case particles with an energy spectrum are generated which are emitted by the detection element 5 are detectable. For example, for the neutron converter 3 in front of existing metal atoms 7 an atomic number Z> 15 can be selected. Preferably, metal atoms with an atomic number Z> 20 are selected in order to allow particles to be formed even in the case of very high-energy neutron radiation, which particles are emitted by the detection element 5 are detectable.

Beispielsweise können in dem Neutronenkonverter 3 Metallatome der Eisengruppe (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Mn, Co, Cu) mit einer Kernladungszahl Z ≥ 20 und/oder der Gruppe beginnend mit der Kernladungszahl Z = 39 (Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd und Ag, In) und/oder der Gruppe beginnend mit der Kernladungszahl Z ≥ 55 (Sb, Cs, Ce, Ba, La) und/oder der Gruppe beginnend mit der Kernladungszahl Z ≥ 63 (Eu, Wd, Sm, Ga, Er) und/oder der Gruppe beginnend mit der Kernladungszahl Z > 74 (Ta, W, Re, Au, Pt) und/oder mit der Kernladungszahl Z = 80 (Hg) und Z = 82 (Pb) und Z = 83 (Bi) gewählt werden.For example, in the neutron converter 3 Metal atoms of the iron group (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Mn, Co, Cu) with an atomic number Z ≥ 20 and / or the group starting with the atomic number Z = 39 (Y, Zr, Nb, Mo, Rh , Pd and Ag, In) and / or the group starting with the atomic number Z ≥ 55 (Sb, Cs, Ce, Ba, La) and / or the group starting with the atomic number Z ≥ 63 (Eu, Wd, Sm, Ga , Er) and / or the group starting with the atomic number Z> 74 (Ta, W, Re, Au, Pt) and / or with the atomic number Z = 80 (Hg) and Z = 82 (Pb) and Z = 83 ( Bi) can be selected.

Für die Erfassung hochenergetischer Neutronenstrahlung werden besonders bevorzugt Metallatome von Titan, Kupfer, Eisen, Wolfram oder Blei. Aus diesen Metallen lassen sich nämlich leicht Metallplättchen herstellen, die ausgewalzt werden können.For the capture high-energy neutron radiation are particularly preferred Metal atoms of titanium, copper, iron, tungsten or lead. From these That's because metals can be slightly metal plate produce that can be rolled out.

Um das Dosimeter 1 auf die Erfassung von Neutronenstrahlung bestimmter Energie abstimmen zu können, werden auch Metallatome von Legierungen verwendet. Bevorzugt wird Elconite eingesetzt, das im Wesentlichen aus 35% Cu und 65% W besteht. Darüber hinaus können auch Atome von Metall enthaltenden Keramiken (Yttriumoxid, Cer-Oxid) eingesetzt werden. Insgesamt ist festzuhalten, dass die in dem Neutronenkonverter 3 vorgesehenen Metallatome 7 danach ausgewählt werden, welche Energie der Neutronenstrahlung erwartet wird. Die Kernladungszahl der Metallatome wird entsprechend auf das zu erfassende Energiespektrum der Neutronenstrahlung abgestimmt.To the dosimeter 1 To be able to vote on the detection of neutron radiation of certain energy, metal atoms of alloys are also used. Preferably Elconite is used, which consists essentially of 35% Cu and 65% W. In addition, atoms of metal-containing ceramics (yttrium oxide, cerium oxide) can also be used. Overall, it should be noted that in the neutron converter 3 provided metal atoms 7 be selected according to which energy of the neutron radiation is expected. The atomic number of the metal atoms is tuned accordingly to the energy spectrum of the neutron radiation to be detected.

Die Dicke des Neutronenkonverters 3 und die Anzahl der im Neutronenkonverter 3 vorhandenen Metallatome 7 muss so gewählt werden, dass einerseits eine ausreichend hohe Anzahl von Protonen erzeugt wird, und dass andererseits diese trotz ihrer begrenzten Reichweite das Detektionselement 5 erreichen und dort eine nachweisbare Spur hinterlassen. Vorzugsweise wird eine Bleischicht von cirka 2 mm Dicke als Neutronenkonverter 5 gewählt.The thickness of the neutron converter 3 and the number in the neutron converter 3 existing metal atoms 7 must be chosen so that on the one hand a sufficiently high number of protons is generated, and on the other hand, these despite their limited range, the detection element 5 reach and leave a detectable track there. Preferably, a lead layer of about 2 mm thickness as a neutron converter 5 selected.

In 1 ist schematisch dargestellt, dass der Neutronenkonverter 3 einzelne Metallatome 7 umfasst. Bevorzugt wird der Neutronenkonverter 3 durch eine auf das Detektionselement 5 aufgebrachte metallische Schicht realisiert, beispielsweise durch eine Metallfolie, die vorzugsweise in einem Walzprozess hergestellt wird, oder durch eine auf das Detektionselement 5 aufgedampfte Metallschicht.In 1 is shown schematically that the neutron converter 3 single metal atoms 7 includes. The neutron converter is preferred 3 by a on the detection element 5 applied metallic layer realized, for example by a metal foil, which is preferably produced in a rolling process, or by a on the detection element 5 vapor-deposited metal layer.

Dabei können Metallatome von Metallen in Reinstform verwendet werden oder von Legierungen. Es ist also möglich, Metallfolien oder eine aufgedampfte Schicht aus Metallatomen in Reinstform oder aus einer Legierung zu realisieren.there can Metal atoms of metals are used in pure form or by Alloys. So it's possible Metal foils or a vapor deposited layer of metal atoms in Pure form or to realize an alloy.

2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Dosimeters 1 im Querschnitt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass auf die Beschreibung zu 1 verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden. 2 shows a modified embodiment of a dosimeter 1 in cross section. Like parts are given the same reference numerals, so to the description 1 is referenced to avoid repetition.

Das Dosimeter 1 weist einen Neutronenkonverter 3 auf, der mehr als eine Schicht, hier beispielsweise fünf Schichten 3a bis 3e aufweist.The dosimeter 1 has a neutron converter 3 on, the more than one layer, here for example five layers 3a to 3e having.

Der Neutronenkonverter 3 umfasst, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 1, Metallatome 7, die an die Energie der zu erfassenden Neutronenstrahlung angepasst sind.The neutron converter 3 comprises, as in the embodiment according to 1 , Metal atoms 7 , which are adapted to the energy of the neutron radiation to be detected.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind in der obersten, der Neutronenstrahlung ausgesetzten Schicht 3a, Metallatome 7a vorgesehen. In der darunter liegenden Schicht 3b sind Metallatome 7b vorhanden. Entsprechend sind in den Schichten 3c, 3d und 3e, Metallatome 7c, 7d und 7e vorhanden.In the exemplary embodiment illustrated here, in the uppermost layer exposed to the neutron radiation 3a , Metal atoms 7a intended. In the layer below 3b are metal atoms 7b available. Corresponding are in the layers 3c . 3d and 3e , Metal atoms 7c . 7d and 7e available.

Auch hier können die Metallatome in den einzelnen Schichten von Metallen in Reinstform vorliegen oder in Form von Legierungen.Also here we can the metal atoms in the individual layers of metals in their purest form or in the form of alloys.

Besonders wird bevorzugt ein Ausführungsbeispiel des Dosimeters 1, bei dem in den unterschiedlichen Schichten 3a bis 3e jeweils Metallatome unterschiedlicher Kernladungszahl Z vorhanden sind.Particularly preferred is an embodiment of the dosimeter 1 in which in the different layers 3a to 3e each metal atoms of different atomic number Z are present.

Bevorzugt ist ein Ausführungsbeispiel des Dosimeters 1, bei dem von oben nach unten in den einzelnen Schichten 3a bis 3e Metallatome 7a bis 7e vorhanden sind, deren Kernladungszahl Z pro Schicht unterschiedlich ist. Dabei werden in der obersten Schicht 3a Metallatome mit der größten Kernladungszahl und abgestuft in Richtung zum Detektionselement 5 in der untersten Schicht 3e Metallatome 7e mit der kleinsten Kernladungszahl vorgesehen.Preferred is an embodiment of the dosimeter 1 in which from top to bottom in each layer 3a to 3e metal atoms 7a to 7e are present whose atomic number Z is different per layer. It will be in the top layer 3a Metal atoms with the largest atomic number and graded towards the detection element 5 in the lowest layer 3e metal atoms 7e provided with the smallest atomic number.

Die Kernladungszahl der Metallatome 7a bis 7e und der Abstand der jeweiligen Metallatome 7a bis 7e beziehungsweise der zugehörigen Schichten 3a bis 3e werden gewählt in Abhängigkeit von dem Energiespektrum der zu detektierenden Neutronenstrahlung.The atomic number of the metal atoms 7a to 7e and the distance of the respective metal atoms 7a to 7e or the associated layers 3a to 3e are chosen depending on the energy spectrum of the neutron radiation to be detected.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Dosimeters 1 ist es möglich, die Kernladungszahl der Metallatome 7a bis 7e pro Schicht von oben nach unten in Richtung zum Detektionselement 5 kontinuierlich abnehmen zu lassen oder aber auch innerhalb der Schichten eine freie Wahl der Kernladungszahl zuzulassen. Es kann also auch eine tiefer liegende Schicht Metallatome mit einer größeren Kernladungszahl aufweisen, als dies in den benachbarten Schichten der Fall ist.At the in 2 illustrated embodiment of the dosimeter 1 is it possible to calculate the atomic number of the metal atoms 7a to 7e per layer from top to bottom in the direction of the detection element 5 to decrease continuously or to allow within the layers a free choice of the atomic number. Thus, it may also have a deeper layer metal atoms with a larger atomic number than is the case in the adjacent layers.

Die Wahl der Folge der Schichten mit Metallatomen unterschiedlicher Kernladungszahl ist somit dem Energiespektrum der einfallenden zu messenden Neutronenstrahlung anpassbar, um ein optimiertes Ansprechvermögen des Dosimeters zu erreichen.The Choice of the sequence of layers with different metal atoms Nuclear charge number is thus the energy spectrum of the incident to measuring neutron radiation adaptable to an optimized response of the Reach dosimeter.

Die einzelnen Schichten des Dosimeters 3a bis 3e des Dosimeters nach 2 können durch Metallfolien und/oder durch Metallbedampfung erzeugt werden. Es ist also möglich, Dosimeter 1 mit verschiedenen Schichten herzustellen, die nur aus Folien bestehen oder die nur durch Metallbedampfung erzeugt wurden. Denkbar ist es aber auch, Metallfolien und Metallbedampfung zu kombinieren und in beliebiger Reihenfolge abzuwechseln.The individual layers of the dosimeter 3a to 3e of the dosimeter 2 can be generated by metal foils and / or by metal vapor deposition. So it's possible dosimeter 1 with different layers made only from foli exist or which were produced only by Metallevampfung. It is also conceivable, however, to combine metal foils and Metallbedampfung and alternate in any order.

Im Übrigen kann noch vorgesehen werden, dass die einzelnen Schichten 3a bis 3e unterschiedlich dick ausgelegt sind, um das Ansprechverhalten des Dosimeters 1 auf Neutronenstrahlungen unterschiedlicher Energien abzustimmen.Incidentally, it can still be provided that the individual layers 3a to 3e are designed differently thick to the response of the dosimeter 1 to tune neutron radiation of different energies.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Dosimeters 1 im Querschnitt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass auf die Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren verwiesen wird. 3 shows a further embodiment of a dosimeter 1 in cross section. The same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the description of the preceding figures.

Das Dosimeter 1 weist einen Neutronenkonverter 3 auf, der hier zwei Schichten 3a und 3b umfasst, außerdem ein Detektionselement 5.The dosimeter 1 has a neutron converter 3 up, here two layers 3a and 3b also includes a detection element 5 ,

In der der einfallenden Neutronenstrahlung zugewandten Schicht 3a sind wiederum Metallatome 7 vorgesehen, die, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2, von Metallen in Reinstform oder von Legierungen stammen können. Im Übrigen ist es möglich, die Schicht 3a durch eine Metallfolie oder durch Metallbedampfung zu realisieren.In the incident neutron radiation facing layer 3a are again metal atoms 7 provided, which, as in the embodiment according to 2 , of metals in pure form or of alloys. By the way, it is possible the layer 3a to realize by a metal foil or by Metallevampfung.

In der Schicht 3b sind ⁶Li- und/oder ¹⁰B-Atome und/oder ¹⁴N-Atome 9 vorhanden.In the shift 3b are ⁶ Li and / or ¹⁰ B atoms and / or ¹⁴ N atoms 9 available.

Zur Funktion des Dosimeters 1 ist Folgendes festzuhalten:
Treffen auf die der Neutronenstrahlung zugewandte Schicht 3a mit den Metallatomen 7 Neutronenstrahlen, so werden aufgrund von Spallation und Fragmentation, wie anhand der Ausführungsbeispiele gemäß 1 und 2 erläutert, Protonen, Alpha-Teilchen und andere Kerne erzeugt, die in dem Detektionselement 5, das lediglich geladene Teilchen erfassen kann, detektierbar sind. Insofern wird auf das in den 1 und 2 Erläuterte verwiesen.On the function of the dosimeter 1 note the following:
Meeting on the neutron radiation facing layer 3a with the metal atoms 7 Neutron beams are so due to spallation and fragmentation, as in the embodiments of FIGS 1 and 2 explains protons, alpha particles and other nuclei generated in the detection element 5 that can detect only charged particles are detectable. In this respect is on the in the 1 and 2 Explained referenced.

Beim Auftreffen der hochenergetischen Neutronen auf die Metallatome 7 in der Schicht 3a werden aber auch Neutronen freigesetzt, deren Energie geringer ist als die der auftreffenden Neutronen. Die Neutronen an sich sind für das Detektionselement 5 nicht wahrnehmbar. Sie treffen bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel auf die ⁶Li- und/oder ¹⁰B-Atome 9, wodurch eine (n, α)-Reaktion auftritt und/oder auf die ¹⁴N-Atome, wodurch eine (n, p)-Reaktion auftritt, durch die die hier auftreffenden Neutronen der Me tallatome 7 in geladene Alpha-Teilchen beziehungsweise in Protonen konvertiert werden. Diese können von dem Detektionselement 5 registriert werden.When the high-energy neutrons hit the metal atoms 7 in the layer 3a but neutrons are also released whose energy is less than that of the incident neutrons. The neutrons themselves are for the detection element 5 not noticeable. They meet at the 3 illustrated embodiment of the ⁶ Li and / or ¹⁰ B atoms 9 , whereby an (n, α) reaction occurs and / or on the ¹⁴ N atoms, whereby a (n, p) reaction occurs, through which the here incident neutrons of Me tallatome 7 be converted into charged alpha particles or into protons. These can be from the detection element 5 be registered.

Mittels der ⁶Li- und/oder ¹⁰B- und/oder ¹⁴N-Atome 9 in der Schicht 3b des Neutronenkonverters 3 können nicht nur die von den Metallatomen 7 stammenden Neutronen erfasst werden, was die Empfindlichkeit des Dosimeters 1 gegenüber den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 3 erhöht, sondern vorwiegend auf das Dosimeter 1 auftreffende Neutronen, deren Energiespektrum sehr niederenergetisch ist, so dass diese unmittelbar mit den Atomen 9 eine (n, α)-Reaktion und/oder (n, p)-Reaktion eingehen können.By means of the ⁶ Li and / or ¹⁰ B and / or ¹⁴ N atoms 9 in the layer 3b of the neutron converter 3 not only those of the metal atoms 7 originating neutrons are detected, reducing the sensitivity of the dosimeter 1 compared to the embodiments according to the 1 and 3 increased, but mainly on the dosimeter 1 impinging neutrons, whose energy spectrum is very low energy, so that these directly with the atoms 9 can undergo an (n, α) -reaction and / or (n, p) -reaction.

Das in 3 dargestellte Dosimeter 1 ist also bezüglich der zu detektierenden Neutronenstrahlung empfindlicher als die in den 1 und 2 dargestellten Dosimeter. Es ist außerdem in der Lage, auch Neutronenstrahlung mit einer niedrigeren unter 30 MeV liegenden Energie und die rückgestreuten Neutronen zu erfassen.This in 3 illustrated dosimeter 1 is therefore more sensitive to the neutron radiation to be detected than in the 1 and 2 illustrated dosimeter. It is also able to detect neutron radiation with a lower energy than 30 MeV and the backscattered neutrons.

Somit ist das zu messende Energiespektrum des Dosimeters dieser Ausführungsform größer als das der in 1 und 2 gezeigten Dosimeter.Thus, the energy spectrum of the dosimeter of this embodiment to be measured is larger than that of FIG 1 and 2 shown dosimeter.

Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die obere Schicht 3a des Neutronenkonverters 3 für sich gesehen mehrere Schichten aufweisen, wie dies anhand des Ausführungsbeispiels in 2 erläutert wurde.At the in 3 illustrated embodiment, the upper layer 3a of the neutron converter 3 seen in itself have multiple layers, as with reference to the embodiment in 2 was explained.

4 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Dosimeters 1 im Querschnitt, das grundsätzlich den gleichen Aufbau aufweist wie das in 3 erläuterte. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass auf die Beschreibung der vorangegangenen Figuren verwiesen wird. Der Neutronenkonverter 3 weist hier allerdings drei Schichten 3a, 3b und 3c auf, wobei die oberste Schicht 3a den einfallenden Neutronen zugewandt ist und die Schicht 3b auf dem Detektionselement 5 aufliegt. Die Schicht 3c liegt zwischen den Schichten 3a und 3b. 4 shows a modified embodiment of a dosimeter 1 in cross section, which basically has the same structure as that in 3 explained. The same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the description of the preceding figures. The neutron converter 3 here, however, has three layers 3a . 3b and 3c on, with the topmost layer 3a facing the incident neutrons and the layer 3b on the detection element 5 rests. The layer 3c lies between the layers 3a and 3b ,

Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel des Dosimeters zeichnet sich also dadurch aus, dass zwischen den Schichten 3a und 3b des Neutronenkonverters 3 eine Schicht 3c vorgesehen ist, die wasserstoffhaltiges Polymer umfasst, beispielsweise Polyethylen (PE) oder Polymethylmethacrylat (PMMA).This in 4 illustrated embodiment of the dosimeter is thus characterized by the fact that between the layers 3a and 3b of the neutron converter 3 a layer 3c is provided which comprises hydrogen-containing polymer, for example polyethylene (PE) or polymethyl methacrylate (PMMA).

Der Neutronenkonverter 3 liegt auf einem Detektionselement 5 auf, wie dies oben im Einzelnen erläutert wurde.The neutron converter 3 lies on a detection element 5 as explained in detail above.

In der Schicht, die wasserstoffhaltige Polymere umfasst, können Neutronen im Energiebereich zwischen einigen 100 KeV und einigen 10 MeV nachgewiesen werden. Hierbei findet elastische Streuung der hochenergetischen Neutronen mit den Protonen des wasserstoffhaltigen Polymers statt. Die Protonen werden dann im Detektionselement 5 nachgewiesen.In the layer comprising hydrogen-containing polymers, neutrons can be detected in the energy range between a few 100 KeV and a few 10 MeV. In this case, elastic scattering of the high-energy neutrons with the protons of the hydrogen-containing polymer takes place. The protons are then in the detection element 5 demonstrated.

In der Schicht 3c können auch Neutronen die von oben oder von der Seite in diese Schicht eintreten, mittels elastischer Streuung registriert und erfasst werden.In the shift 3c Neutrons entering the layer from above or from the side can also be registered and recorded by means of elastic scattering.

Wie bei den anhand der vorangegangenen Figuren erläuterten Dosimetern kann die Schicht 3a des in 4 dargestellten Dosimeters 1, aber auch die Schicht 3b aus mehreren Schichten bestehen, wie dies anhand des in 2 dargestellten Dosimeters erläutert wurde.As with the Dosimetern explained with reference to the preceding figures, the layer 3a of in 4 illustrated dosimeters 1 but also the shift 3b consist of several layers, as indicated by the in 2 illustrated dosimeters was explained.

5 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Dosimeters 1 im Querschnitt, dessen Grundaufbau im Wesentlichen dem entspricht, der in 1 dargestellt ist. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. 5 shows a modified embodiment of a dosimeter 1 in cross section, the basic structure of which substantially corresponds to that in 1 is shown. The same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description.

Das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel des Dosimeters 1 zeichnet sich dadurch aus, dass der Neutronenkonverter 3 über die Breite des Dosimeters 1 keine konstante Dicke aufweist. Beispielhaft ist hier vorgesehen, dass in einem mittleren Bereich die Dicke des Neutronenkonverters 3 größer ist als in den sich daran anschließenden seitlichen Bereichen.This in 5 illustrated embodiment of the dosimeter 1 is characterized by the fact that the neutron converter 3 across the width of the dosimeter 1 does not have a constant thickness. By way of example, it is provided here that in a central region the thickness of the neutron converter 3 larger than in the adjoining lateral areas.

Die Ausgestaltung des dickeren Bereichs ist frei wählbar und an unterschiedliche Detektionsfälle anpassbar. Beispielsweise kann der dickere Bereich im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet sein und sich über die Tiefe des Dosimeters 1 erstrecken. Denkbar ist es aber auch auf der Oberseite des Neutronenkonverters 3 einen viereckigen oder runden Vorsprung vorzusehen, so dass hier ein Bereich größerer Dicke gegeben ist.The configuration of the thicker region is freely selectable and adaptable to different detection cases. For example, the thicker region may be substantially rectangular in shape and across the depth of the dosimeter 1 extend. It is also conceivable on the top of the neutron converter 3 to provide a square or round projection, so that here is given a region of greater thickness.

Der hier dargestellte Aufbau des Dosimeters 1 bewirkt eine größere Sensibilität des Dosimters gegenüber einer senkrecht auftreffenden Neutronenstrahlung. Dies deshalb, weil im dickeren Bereich die Anzahl der Metallatome erhöht wird, die von dem Neutronenstrahl getroffen werden können. Damit ergibt sich hier im Bereich größerer Dicke für die Neutronen ein verlängerter Weg innerhalb des Neutronenkonverters 3 und damit eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, Metallatome 7 zu treffen.The structure of the dosimeter shown here 1 causes a greater sensitivity of the dosimeter against a vertically incident neutron radiation. This is because in the thicker region, the number of metal atoms that can be hit by the neutron beam is increased. This results in an extended path within the neutron converter in the region of greater thickness for the neutrons 3 and thus an increased probability of metal atoms 7 hold true.

Durchlaufen Neutronenstrahlen den dünneren Bereich des Neutronenkonverters 3 unter einem Winkel, erhöht sich der Weg innerhalb des Konverters gegenüber einer senkrecht eintretenden Strahlung. Damit erhöht sich auch die Wahrscheinlichkeit, dass der Neutronenstrahl auf Metallatome trifft.Neutron rays pass through the thinner area of the neutron converter 3 at an angle, the path within the converter increases with respect to perpendicularly entering radiation. This also increases the probability that the neutron beam will strike metal atoms.

Dieser Aufbau ermöglicht es, ein Dosimeter 1 zu realisieren, der die Winkelabhängigkeit bei der Detektion von Neutronenstrahlen reduziert.This design makes it possible to use a dosimeter 1 to realize that reduces the angular dependence in the detection of neutron beams.

6 zeigt ein Dosimeter 1 in Draufsicht, also eine Draufsicht auf den Neutronenkonverter 3. 6 shows a dosimeter 1 in plan view, so a plan view of the neutron converter 3 ,

Grundsätzlich wird davon ausgegangen, dass der Neutronenkonverter 3 über seine gesamte Ausdehnung – in Draufsicht gesehen – einen gleichen Aufbau aufweist. Eine Draufsicht auf die in den 1 bis 4 dargestellten Dosimeter zeigte damit keine Struktur. Bei dem Dosimeter nach 5 wäre lediglich der Bereich mit der größeren Dicke zu sehen.Basically, it is assumed that the neutron converter 3 over its entire extent - seen in plan view - has a same structure. A top view of the in the 1 to 4 shown dosimeter showed thus no structure. After the dosimeter 5 would be seen only the area with the greater thickness.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des Dosimeters 1 ist vorgesehen, dass der Neutronenkonverter 3 verschiedene Felder aufweist. Beispielhaft sind hier drei unterschiedliche Bereiche N1, N2 und N3 des Neutronenkonverters 3 vorgesehen, die im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet und in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Denkbar ist es natürlich auch, die Kontur der Bereiche N1 bis N3 anders auszubilden, beispielsweise kreisförmig, ellipsoid oder dergleichen. Auch ist es möglich, die Bereiche unmittelbar aneinander angrenzen zu lassen und/oder eine andere Anzahl von Bereichen zu wählen.In the embodiment of the dosimeter shown here 1 is provided that the neutron converter 3 has different fields. By way of example, here are three different regions N1, N2 and N3 of the neutron converter 3 provided, which are substantially rectangular in shape and arranged at a distance from each other. Of course, it is also conceivable to form the contour of the regions N1 to N3 differently, for example circular, ellipsoidal or the like. It is also possible to have the areas immediately adjacent to each other and / or to choose a different number of areas.

Die Bereiche N1, N2 und N3 unterscheiden sich durch einen unterschiedlichen Aufbau. Dabei kann vorgesehen werden, dass die Bereiche mit Metallatomen unterschiedlicher Kernladungszahl Z versehen sind, verschieden aufgebaute Schichten oder dergleichen aufweisen.The Areas N1, N2 and N3 differ by a different one Construction. It can be provided that the areas with metal atoms different atomic number Z are provided differently constructed Layers or the like.

In den verschiedenen Bereichen N1 bis N3 werden, wie oben beschrieben, geladene Teilchen erzeugt, die zu dem unterhalb des Neutronenkonverters 3 liegenden Detektionselement 5 gelangen und dort erfasst werden.In the various regions N1 to N3, as described above, charged particles are generated which are below that of the neutron converter 3 lying detection element 5 arrive and be recorded there.

Der unterschiedliche Aufbau der Bereiche N1 bis N3 bedingt, dass die erzeugten geladenen Teilchen unterschiedliche Eigenschaften bezüglich der Energie- und Winkelverteilung aufweisen und damit ein unterschiedliches Detektionsverhalten im Detektionselement 5 bezüglich der drei Bereiche N1 bis N3.The different structure of the areas N1 to N3 requires that the charged particles produced have different properties with respect to the energy and angular distribution and thus a different detection behavior in the detection element 5 with respect to the three areas N1 to N3.

Aus den unterschiedlichen Detektionsergebnissen im Detektionselement 5 kann somit das Energiespektrum und die Winkelverteilung der auf das Dosimeter 1 auftreffenden Neutronenstrahlung bestimmt werden. Dabei können die Eigenschaften der verschiedenen Felder N1 bis N3 variiert und auf Neutronenstrahlungen mit unterschiedlichen Energiespektren abgestimmt werden.From the different detection results in the detection element 5 thus can the energy spectrum and the angular distribution of the dosimeter 1 incident neutron radiation can be determined. The properties of the various fields N1 to N3 can be varied and tuned to neutron radiation with different energy spectra.

Grundsätzlich wird davon ausgegangen, dass das Detektionselement 5 bei allen anhand der 1 bis 6 beschriebenen Dosimeter gleich aufgebaut ist. Es lassen sich im Wesentlichen zwei Grundtypen unterscheiden, nämlich aktive Detektionselemente und passive.Basically, it is assumed that the detection element 5 at all on the basis of 1 to 6 described dosimeter equal up is building. Essentially, two basic types can be distinguished, namely active detection elements and passive ones.

Ein besonders einfacher Aufbau des Dosimeters 1 ergibt sich, wenn als Detektionselement 5 ein Teilchen registrierendes und speicherndes passives Detektionselement, hier beispielsweise ein anorganischer Kristall wie ein Thermolumineszenzkristall und/oder ein organischer Kristall und/oder ein Hochpolymer, wie Polykarbonat, und/oder ein anorganisches Glas gewählt wird.A particularly simple design of the dosimeter 1 arises when as a detection element 5 a particle-detecting and storing passive detection element, here, for example, an inorganic crystal such as a thermoluminescent crystal and / or an organic crystal and / or a high polymer such as polycarbonate, and / or an inorganic glass is selected.

In passiven Detektionselementen verursachen die geladenen Teilchen durch die Deponierung von Energie Strahlenschäden, die je nach dem zur Realisierung des Detektionselements verwendeten Material unterschiedlicher Natur sind und auch auf unterschiedliche Weise sichtbar gemacht werden können. Zur Auswertung des Detektionselements 5 wird dieses in der Regel aus dem Dosimeter 1 ausgebaut.In passive detection elements cause the charged particles by depositing energy radiation damage, which are different depending on the material used to realize the detection element and can also be made visible in different ways. For evaluation of the detection element 5 This is usually taken from the dosimeter 1 expanded.

Die geladenen Teilchen verursachen beispielsweise in anorganischen Kristallen wie Thermolumineszenzkristallen, beispielsweise LiF-Mg, Ti oder CaF₂-Mn, Li₂B₄O₇-Mn, Mg₂SiO₄-Tb CaSo₄-Dy, BeOMa, AL₂O₃ durch die von den geladenen Teilchen deponierte Energie im Festkörpergitter freigesetzte Elektronen oder Löcher von bestimmten Störstellen eingefangen werden und Haftstellen erzeugen. Diese werden unter Energieabgabe durch gezieltes Aufheizen des Detektionselements 5 in Form von Wärme und Licht wieder frei. Das Licht kann in einem Photodetektor gemessen werden. Die Intensität des Lichts wird als Funktion der Temperatur in einem Spektrum der so genannten Glow-Kurve sichtbar. Die Fläche unter der Kurve ist ein Maß, für die Anzahl der erzeugten Haftstellen und damit für die Anzahl der vom Detektionselement 5 registrierten geladenen Teilchen. Die Anzahl der geladenen Teilchen ist abhängig von der An zahl der auf das Dosimeter 1 auftreffenden hochenergetischen Neutronen.The charged particles cause, for example, in inorganic crystals such as thermoluminescent, for example, LiF-Mg, Ti or CaF ₂ -Mn, Li ₂ B ₄ O ₇ -Mn, Mg ₂ SiO ₄ -Tb CaSo ₄ -Dy, BeOMa, AL ₂ O ₃ by the electrons or holes released by the charged particles are trapped in the solid-state lattice from certain defects and create traps. These are energized by targeted heating of the detection element 5 free in the form of heat and light. The light can be measured in a photodetector. The intensity of light is visible as a function of temperature in a spectrum of the so-called glow curve. The area under the curve is a measure of the number of traps generated and thus the number of detectors 5 registered charged particles. The number of charged particles depends on the number of meters on the dosimeter 1 impinging high-energy neutrons.

Da verschiedene geladene Teilchen unterschiedliche Ionisierungsdichten haben und damit Energiebeträge unterschiedlicher Größe an das Detektionselement 5 abgeben, ist zur Anregung der dabei erzeugten Haftstellen auch eine unterschiedliche Temperatur erforderlich. Das bedeutet, dass in der Glow-Kurve bei unterschiedlichen Temperaturwerten Intensitätsmaxima zu sehen sind, die den unterschiedlichen Strahlungsarten zuzuordnen sind. Man kann also mittels Zuordnung der Intensitätsmaxima eine Aussage über das Teilchenspektrum und damit über die Art der geladenen Teilchen treffen.Since different charged particles have different ionization densities and thus energy amounts of different sizes to the detection element 5 give a different temperature is required to stimulate the detention sites generated. This means that intensity maxima can be seen in the glow curve at different temperature values, which can be assigned to the different types of radiation. Thus, by assigning the intensity maxima one can make a statement about the particle spectrum and thus about the type of charged particles.

Thermolumineszenzdetektoren können sehr erfolgreich auch in Bereichen eingesetzt werden, in denen nicht nur eine Neutronenstrahlung gegeben ist sondern auch eine Photonenstrahlung.thermoluminescence can very successful also be used in areas where not only a neutron radiation is given but also a photon radiation.

Das Detektionselement 5 kann auch ein organisches Hochpolymer wie Polycarbonat enthalten, vorzugsweise Allyldiglykol-karbonat (CR39) oder Makrofol. Bei so ausgebildeten Detektionselementen 5 wird die die von den geladenen Teilchen in das Detektionselement 5 eingetragene Energie in latenten Kernspuren gespeichert. Diese können mittels eines chemischen oder elektrochemischen Ätzverfahrens in so genannten Ätzgruben sichtbar gemacht und optisch ausgewertet werden. Die Dichte der innerhalb des Detektionselements 5 gegebenen Kernspuren ist proportional zu der Intensität der registrierten geladenen Teilchen, damit auch der Intensität der eingestrahlten Neutronen.The detection element 5 may also contain an organic high polymer such as polycarbonate, preferably allyl diglycol carbonate (CR39) or macrofol. With trained detection elements 5 becomes the of the charged particles in the detection element 5 registered energy stored in latent nuclear traces. These can be made visible and optically evaluated by means of a chemical or electrochemical etching process in so-called etching pits. The density of the inside of the detection element 5 given nuclear traces is proportional to the intensity of the registered charged particles, hence the intensity of the irradiated neutrons.

Es ist auch möglich, das Detektionselement 5 mit Hilfe von anorganischem Glas zu realisieren, in dem ebenfalls Kernspuren durch auf treffende geladene Teilchen entstehen. Das Glas wird ebenfalls mittels des im Zusammenhang mit Detektionselementen 5 aus Polycarbonat beschriebenen Verfahrens ausgewertet.It is also possible to use the detection element 5 to realize with the help of inorganic glass, which also produces nuclear traces by impinging charged particles. The glass is also made by means of the detection elements 5 evaluated from polycarbonate method described.

Die mit passiven Detektionseinheiten ausgebildeten Detektionselemente 5 werden in der Praxis für einen bestimmten, festgelegten Zeitraum der Strahlung ausgesetzt und dann ausgewechselt und ausgewertet.The trained with passive detection units detection elements 5 are exposed in practice for a specific, fixed period of radiation and then replaced and evaluated.

Detektionselemente 5 mit passiven Elementen können Felder aufweisen, die unterschiedlich aufgebaut sind. Es kann sich also ein Aufbau ergeben, wie er anhand von 6 bezüglich des Neutronenkonverters 3 erläutert wurde. Mit Detektionselementen 5, die derartige Felder aufweisen, ist es möglich, Energie und Art der auf das Dosimeter 1 auftreffenden Strahlung zu analysieren. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem so ausgestalteten Dosimeter 1 nicht nur Neutronenstrahlungen sondern auch gemischte Strahlenfelder zu detektieren, die außer den Neutronen beispielsweise Photonen, unter anderem Gammastrahlung, aufweisen.detection elements 5 with passive elements can have fields that are structured differently. It can therefore result in a structure, as it is based on 6 with respect to the neutron converter 3 was explained. With detection elements 5 who have such fields, it is possible to put energy and type of on the dosimeter 1 to analyze incident radiation. In this way it is possible with such a designed dosimeter 1 not only neutron radiation but also to detect mixed radiation fields, which, in addition to the neutrons, for example, photons, including gamma rays have.

Dosimeter 1 der hier angesprochenen Art können auch mit Detektionselementen 5 ausgestattet werden, die mindestens ein aktives Element aufweisen. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass die auftreffende Strahlendosis zu jedem Zeitpunkt abrufbar ist. Damit kann die aktuelle Neutronendosis zu jedem Zeitpunkt angezeigt werden.dosimeter 1 The type mentioned here can also be used with detection elements 5 equipped with at least one active element. These are characterized by the fact that the incident radiation dose is retrievable at any time. Thus, the current neutron dose can be displayed at any time.

Bei der Realisierung von aktiven Elementen werden in diesem Zusammenhang bevorzugt MOS-Durchbruchdetektoren verwendet, deren Wirkprinzip auf der Registrierung elektrischer Durchbrüche durch eine SiO₂-Schicht eines MOS-Kondensators beruht. Diese Durchbrüche werden beim Durchgang eines geladenen Teilchens durch die SiO₂-Schicht bei einem anliegenden elektrischen Feld verursacht.In the realization of active elements, MOS breakdown detectors are preferably used in this context, whose operating principle is based on the registration of electrical breakdowns through an SiO ₂ layer of a MOS capacitor. These breakthroughs are due to the passage of a charged particle through the SiO ₂ layer caused by an applied electric field.

Die Zählrate eines derartigen MOS-Durchbruchdetektors ist bei einer bestimmten Betriebsspannung der Flussdichte, also der Teilchen bezüglich einer bestimmten Fläche, proportional.The count rate such a MOS breakdown detector is at a certain Operating voltage of the flux density, so the particles with respect to a certain area, proportional.

Auch bei einem Detektionselement 5 mit einem aktiven Element können unterschiedlich ausgestaltete Felder vorgesehen werden, um gewünschte Strahlenfelder zu analysieren.Even with a detection element 5 With an active element differently designed fields can be provided to analyze desired radiation fields.

7 zeigt ein Dosimeter 1, das eine Anzahl von Dosimeterelementen 1a bis 1h aufweist. Die einzelnen Dosimeterelemente sind hier beispielsweise auf einer Kreislinie angeordnet und sind so ausgebildet, wie dies anhand der vorangegangenen Figuren erläutert wurde. Gegebenenfalls können auch Dosimeterelemente unterschiedlichen Aufbaus miteinander zu einem Dosimeter kombiniert werden. 7 shows a dosimeter 1 containing a number of dosimeter elements 1a to 1h having. The individual Dosimeterelemente are arranged here, for example, on a circular line and are formed as explained with reference to the preceding figures. Optionally, dosimeter elements of different construction can also be combined with one another to form a dosimeter.

Wesentlich ist, dass die Dosimeterelemente symmetrisch zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise werden sie nicht nur in einer Ebene, wie in 7 dargestellt, angeordnet, sondern auf einem symmetrischen Raumkörper, vorzugsweise auf einer Kugel, um eine Ortsdosismessung sowie Richtungsverteilungsmessung durchführen zu können, indem die einzelnen Dosimeterelemente aufeinander normiert werden und so unterschiedlich detektierte Dosiswerte an unterschiedlichen Orten der Kugel gemessen werden.It is essential that the Dosimeterelemente are arranged symmetrically to each other. Preferably, they are not only in a plane, as in 7 but arranged on a symmetrical space body, preferably on a ball, in order to be able to carry out a local dose measurement and directional distribution measurement by normalizing the individual dosimeter elements to one another and thus measuring differently detected dose values at different locations of the sphere.

Die Normierung erfolgt dadurch, dass die Messwerte eines Dosiermeterelements als Normierungs- oder Bezugsgröße angenommen werden. Die Messwerte der anderen Dosimeterelemente werden durch diese Normierungsgröße dividiert. Damit ergibt sich für jedes Dosimeterelement ein normierter Messwert. Die normierten Messwerte erleichtern den Vergleich der registrierten Dosis an verschiedenen Orten der Kugel.The Normalization is performed by measuring the measured values of a metering element assumed as normalization or reference quantity become. The measured values of the other dosimeter elements are determined by divided this normalization size. This results in for each dosimeter element is a normalized measurement. The standardized measured values facilitate the comparison of the registered dose in different places the ball.

Möglich ist es im Übrigen auch, mehrere Dosimeterelemente 1a bis 1h eines Dosimeters 1 auf einem Phantom, nämlich auf einem dem menschlichen Körper nachgebildeten Modell anzuordnen, um eine Richtungsmessung vorzunehmen.Incidentally, it is also possible to use several dosimeter elements 1a to 1h a dosimeter 1 on a phantom, namely on a model modeled on the human body to make a directional measurement.

Dosimeter der hier angesprochenen Art sind, wenn sie als Personendosimeten eingesetzt werden, in einem Gehäuse untergebracht. Ein solches Gehäuse weist typischerweise eine flächige Vorderwand sowie eine flächige Rückwand gleicher Größe auf. Vorder- und Rückwände werden durch Seitenwände voneinander in einem Abstand gehalten, der die Dicke des Gehäuses ausmacht. Typische Maße für ein Gehäuse sind 30 mm × 60 mm für Vorderwand und Rückwand. Die Dicke beträgt 3 bis 15 mm. Das Gehäuse wird aus Kunststoff hergestellt. Soll das Personendosimeter in einem Neutronenstrahlungsfeld eingesetzt werden, in dem ein hoher Neutronenfluss beziehungsweise eine hohe Anzahl von thermischen Neutronen zu erwarten ist, dann muss das Gehäuse einem besonderen Aufbau aufweisenden: die Vorder- und die Rückwand sowie die Seitenwände werden aus verschiedenen Materialien hergestellt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass nur die Seitenwände aus Polyethylen bestehen und Bor- (¹⁰B) und/oder Kadmium- (Cd) und/oder Stickstoff- (¹⁴N) und/oder Lithium-Atome (⁶Li) in Form von chemischen Verbindungen wie beispielsweise Borkarbid (B₄C) enthalten. Da die genannten Elemente langsame Neutronen, die durch die Seitenwände in das Gehäuseinnere und somit auf das Dosimeter gelangen, abschirmen, weist das Personendosimeter in einem so aufgebauten Gehäuse eine verminderte Ansprechfunktion für langsame Neutronen auf. Die durch die Geometrie der Dosimeterelemente gegebene überhöhte Registrierung der langsamen Neutronen bei einem Einbau des Dosimeters in ein bekanntes Gehäuse mit Vorderwand, Rückwand und Seitenwänden aus gleichem Material, wird durch die Verwendung des oben beschriebenen Gehäuses für das erfindungsgemäße Dosimeter somit kompensiert. Ferner wird die Richtungsabhängigkeit im Vergleich zu einem Personendosimeter, welches ein bekanntes Gehäuse aus gleichem Material für Vorderwand, Rückwand und Seitenwände verwendet, modifiziert.Dosimeters of the type discussed here are housed in a housing when used as personal dosimeters. Such a housing typically has a flat front wall and a flat rear wall of the same size. Front and rear walls are held by side walls at a distance from each other, which makes up the thickness of the housing. Typical dimensions for a housing are 30 mm × 60 mm for front wall and rear wall. The thickness is 3 to 15 mm. The housing is made of plastic. If the personal dosimeter is to be used in a neutron radiation field in which a high neutron flux or a high number of thermal neutrons is to be expected, then the housing must have a special construction: the front and rear walls and the side walls are made of different materials. It is preferably provided that only the side walls are made of polyethylene and boron ( ¹⁰ B) and / or cadmium (Cd) and / or nitrogen ( ¹⁴ N) and / or lithium atoms ( ⁶ Li) in the form of chemical compounds such as boron carbide (B ₄ C) included. Since the said elements shield slow neutrons passing through the sidewalls into the housing interior and thus onto the dosimeter, the personal dosimeter in such a housing has a reduced slow neutron response function. The excessive registration of the slow neutrons given by the geometry of the dosimeter elements when the dosimeter is installed in a known housing with front wall, rear wall and side walls of the same material is thus compensated by the use of the housing described above for the dosimeter according to the invention. Further, the directionality is modified as compared to a personal dosimeter using a known housing of the same material for the front wall, rear wall and side walls.

In weiteren Ausführungsbeispielen lassen sich zusätzliche Varianten im Gehäuseaufbau realisieren, in die das Dosimeter nach Anspruch 1 und den folgenden Unteransprüchen eingebaut wird.In further embodiments can be additional Variants in the housing structure realize in which the dosimeter according to claim 1 and the following dependent claims is installed.

Im Übrigen ist es möglich, mindestens zwei Dosimeterelemente mit unterschiedlichen Metallatomen in einem Gehäuse vorzusehen, um die Energie- und/oder Winkelverteilung eines Neutronenfeldes zu erfassen.Incidentally, is it is possible at least two dosimeter elements with different metal atoms in a housing provide the energy and / or angular distribution of a neutron field capture.

Dosimeter der hier angesprochenen Art können also universell verwendet werden. Dabei kann die Anzahl der Dosimeterelemente auf den jeweiligen Detektionsfall angepasst werden.dosimeter of the kind mentioned here So be used universally. The number of dosimeter elements can be be adapted to the respective detection case.

Claims

Dosimeter for detecting high-energy neutron radiation with a neutron converter and a detection element, characterized in that the neutron converter ( 3 ) Metal atoms ( 7 ), which convert the energy of the neutrons to be detected into protons, alpha particles and other charged nuclei in a suitable energy range so that they are detectable.

Dosimeter according to claim 1, characterized gekenn records that the metal atoms ( 7 ) of the neutron converter ( 3 ) have an atomic number Z> 15, preferably Z> 20.

Dosimeter according to claim 1 or 2, characterized in that the neutron converter ( 3 ) Comprises titanium, chromium, vanadium, iron, copper, tungsten and / or lead atoms.

Dosimeter according to one of the preceding claims 1 or 2, characterized in that the metal atoms ( 7 ) of the neutron converter ( 3 ) are stable in terms of radioactivity.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that the neutron converter ( 3 ) Metal atoms ( 7 ) contains different atomic number.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that the neutron converter ( 3 ) Metal atoms ( 7 ) of alloys.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that the neutron converter ( 3 ) at least two layers ( 3a . 3b ) with metal atoms ( 7 ) of different atomic number.

Dosimeter according to claim 1, characterized in that the neutron converter ( 3 ) Layers ( 3a to 3e ) with metal atoms ( 7 ), wherein in each case only metal atoms (in each case 7a to 7e ) are provided with a certain atomic number.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that the layers ( 3a to 3e ) of the neutron converter ( 3 ) from the side of the dosimeter facing the neutron radiation ( 1 ) made of metal atoms ( 7a to 7e ) with decreasing atomic number.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the layers ( 3a to 3e ) with metal atoms ( 7 ) is formed as a metal foil, preferably as a rolled metal foil, or as a metal vapor-deposited polymer film.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that the sequence of layers ( 3a to 3e ) with metal atoms ( 7a to 7e ) of different atomic number is adapted to the energy spectrum of the neutron radiation.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that the neutron converter ( 3 ) from the side of the dosimeter facing the neutron radiation ( 1 ) seen in front of the detection element ( 5 ) - preferably arranged in a thin layer - ⁶ Li and / or ¹⁰ B atoms and / or ¹⁴ N atoms ( 9 ) having.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that at least two Dosimeterelemente with different metal atoms ( 7 ) can be arranged to measure the energy and / or angular distribution in a housing.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that the neutron converter ( 3 ) between the metal atoms ( 7 ) and the ⁶ Li and / or ¹⁰ B and / or ¹⁴ N atoms ( 9 ) comprises a hydrogen-containing polymer.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that the neutron converter ( 3 ) Layers, wherein the neutron radiation facing first layer ( 3a ) Metal atoms, the second layer ( 3c ) the hydrogen-containing polymer and the third layer ( 3b ) ⁶ Li and / or ¹⁰ B and / or ¹⁴ N atoms ( 9 ) contains.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that the neutron converter ( 3 ) spatially juxtaposed fields (N1, N2, N3) having different structure.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized by a number of dosimeter elements ( 1a to 1h ), which are preferably arranged symmetrically on a spherical surface to make a local dose measurement and a directional distribution measurement.

Dosimeter according to one of the preceding claims through, a number of dosimeter elements on a phantom can be arranged to make a direction measurement.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that the detection element ( 5 ) comprises at least one passive element and / or at least one active element.

Dosimeter according to one of the preceding claims characterized characterized in that the passive element is organic high polymer, preferably polycarbonate or cellulose nitrate (preferably CR39 or macrofol), and / or an inorganic crystal and / or mineral, preferably a thermoluminescent crystal, in particular LiF, and / or inorganic glasses and / or an organic crystal.

Dosimeter according to one of the preceding claims characterized in that the active element comprises a semiconductor, preferably Silicon, has.

Dosimeter according to one of the preceding claims characterized characterized in that a photon dosimeter is provided.

Dosimeter according to one of the preceding claims characterized in that the converter layers and the detection element in a housing can be accommodated, which has a front and a rear wall, and side walls.

Dosimeter according to one of the preceding claims, characterized in that the side walls boron, and / or cadmium and / or nitrogen ( ¹⁴ N) and / or lithium atoms ( ⁶ Li).