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Zählrohr für die Messung radioaktiver Strahlung von Präparaten unterschiedlicher
geometrischer Ausdehnung Die Erfindung betrifft ein Zählrohr, für die Messung radioaktiver
Strahlung von Präparaten unterschiedlicher geometrischer Ausdehnung mit einer zwischen
dem Zählrohrgehäuse und Zählelektroden anlegbaren Zählhochspannung und mit mindestens
zwei Gruppen von elektrisch getrennten Elektroden..
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. Bei der Messung radioaktiver Strahlung mit-Hilfe von Zählrohren
hat man allgemein das Bestreben, das Verhältnis von Nutzeffekt zu Nulleffekt möglichst
günstig zu wählen. Besonders ist dies dann erforderlich, wenn radioaktive Stoffe
kleiner Strahlungsaktivität, die in der Größenordnung des Nulleffektes liegt,. gemessen
werden, sollen, und außerdem dann, wenn man mit möglichst kurzen Meßzeiten auskommen
will.
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. Die Erfüllung dieser Forderung verlangt eine An-Passung der Zählrohrgröße-an
die Ausdehnung des -zu messenden Präparates. Zwar läßt sich selbstverständ= lich
auch ein kleineres: Präparat mit einem für die Messung eines großen Präparates ausgelegten
Zählrohr messen, doch erhält man dann einen unnötig großen Nulleffekt. Daher ist
es bisher bei der Ausstattung von Meßgeräten, die zur Messung kleinster Aktivitäten
verwendet werden sollen; . üblich, mehrere Zählrohre verschiedener Größe vorzusehen
oder aber zumindest die Zählgitter des Zählrohres auswechselbar anzuordnen. Je nach
der Präparatgröße kann man dann das passende Zählrohr bzw. Zählgitter verwenden.
Dabei muß man jedoch den Nachteil in Kauf nehmen, daß jeweils beim Übergang von
einer Präparatgröße zur anderen mindestens ein Teil der Bleiabschirmung zu entfernen
ist und überhaupt ein großer Umbau der Meßanordnung vorgenommen werden muß.
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Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Zählrohr zu entwickeln, bei
dem die Umschaltung der für die Messung empfindlichen Querschnitte bzw. Volumina
des Zählrohres und ihre Anpassung an die verschiedenen Präparatausdehnungen ohne
Umbauten durch einfache Umschaltmaßnahmen erreichtwerden können.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die einzelnen
vom Zählrohrgehäuse isolierten Elektrodengruppen so ausgebildet und so angeordnet
sind, daß eine Anpassung der effektiven Zählrohrfläche an die flächenhafteAusdehnungderzuipessenden
Präparate erzielt wird, wenn die Elektrodengruppen wahlweise auf entsprechende Spannungen
gegenüber dem Zählrohrgehäuse gelegt werden.
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Im Gegensatz zu bekannten Zählrohrsystemen, die zwei Gruppen von elektrisch
getrennten Elektroden aufweisen, wobei die vom Zählrohrgehäuse isolierten Elektroden
immer als Zählelektroden, die anderen mit dem Zählrohrgehäuse verbundenen Elektroden
immer als Schirmelektroden wirken, sind bei dem erfindungsgemäßen Zählrohr alle
der Veränderung der effektiven Zählrohrfläche dienenden Elektroden vom Zählrohrgehäuse
isoliert angeordnet, so daß sie auf verschiedene Spannungen gegenüber dem Zählrohrgehäuse
gelegt werden können. . So kann in einfacher Weise die effektive Zählrohrfiäche
verändert- werden, indem beispielsweise die Gruppe der zuvor auf Gehäusepotential
gelegenen Elektroden an die Zählhochspannung angeschlossen wird, während die Gruppe
der zuvor an der Zählhochspannung angeschlossenen Elektroden auf Gehäusepotential
gelegt wird.
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Die Zählelektroden können dabei quer über das Gehäuse gespannte Drähte
sein. Sie können aber auch die Form von Ringen, Stiften oder ausgespannten Polygonen
besitzen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Zählrohres sind die Zählelektroden alternierend auf zwei Gruppen verteilt, die entweder
an die Zählhochspannung oder an das Gehäusepotential anschließbar sind. Der wesentlichste
Fall ist dabei der dreier Zählelektroden, wobei die beiden äußeren Elektroden die
eine. der beiden Gruppen und die zentrale Elektrode die andere Elektrodengruppe
bilden. In weiterer Ausbildung der Erfindung läßt sich eine Beeinflussung des empfindlichen
Bereichs auch dadurch erzielen, daß die Zählelektroden mindestens einer Gruppe teilweise,
vorzugsweise an der Peripherie des Zählrohres, abgeschirmt sind, so daß sie dann,
wenn sie auf Hochspannungspotential liegen, dennoch nicht zur Zählung beitragen
können. Der einfachste Fall einer solchen Abschirmung ist der, daß auf die Elektroden,
die beispielsweise Drahtform besitzen können, Hohlröhrchen von größerem Innendurchmesser
aufgeschoben
sind, die den wirksamen Radius der Elektrodendrähte
so weit heraufsetzen, däß es im Bereich der Abschirmung zu keiner Gasverstärkung
mehr kommt. Liegen die teilweise abgeschirmten Elektroden auf Kathodenpotential,
so wirken sich die Abschirmeinrichtungen nicht aus, und die entsprechenden Elektroden
verhalten sich so, als ob sie über den gesamten Bereich aktiv wären.
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In den F i g. 1 bis 3 ist ein erfindungsgemäß ausgebildetes Zählrohr
schematisch dargestellt, wobei die in der F i g. 1 gewählte Schaltung den Fall veranschaulicht,
daß ein den gesamten Zählrohrquerschnitt überdeckendesPräparatvermessen werden soll,
während die Schaltungen -nach den F i g. 2 und 3 für die Ausmessung zunehmend kleinerer
Präparate gedacht sind.
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Das Zählrohrgehäuse 1, das in dem dargestellten Beispiel kreisförmigen
Querschnitt besitzt, liegt in allen drei Fällen auf Kathodenpotential, das dem Gehäuse
in Form des Erdpotentials über die Klemme 8 zugeführt wird. Quer über das Zählrohrvolumen
2 sind drei Zähldrähte 3, 4 und 5 isoliert von dem Zählrohrgehäuse 1 ausgespannt.
Dabei sind die Zähldrähte 3 und 4 elektrisch leitend miteinander verbunden und bilden
die eine von zwei Elektrodengruppen. Die zweite Elektrodengruppd besteht aus dem
zentral in der Mitte zwischen den beiden Zähldrähten 3 und 4
angeordneten
Z4hldraht 5.
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Sind, wie in der F i g. 1, die Zähldrähte 3 und 4 über die Klemme
9 mit der Zählhochspannung und gleichzeitig mit dem -an die gleiche Klemme
9 angeschlossenen Zählverstärker verbunden, während der Zentraldraht 5 über die
geerdete Klemme 12 auf Kathodenpotential gehalten wird ,dann erstreckt sich der
empfindliche Bereich 6 des Zählrohres, der in den Figuren jeweils durch eine gestrichelte
Linie dargestellt ist, praktisch über den gesamten Zählrohr querschnitt Inn, Zwar
wird der Zählrohrquerschnitt 2 durch den in F i g. 1 auf Kathodenpotential liegenden
Zentraldraht 5 in zwei gleiche Hälften aufgeteilt, die jeweils zu einem der Zähldrähte
3 und .4 gehören, eine Beeinflussung der Größe und Lage des empfindlichen Bereiches
6 des Zählrohres tritt jedoch so lange, wie sich der Zentraldraht 5 auf Kathodenpotential
befindet, in keinem Falle auf. Er würde sich viehmehr erst dann auswirken, wenn
man ihn ebenfalls an die Zählhochspannung anschließen würde, da dann seine durch
Metallröhrchen 7 abgeschirmten Enden nicht wirksam wären, so daß in ihrem Einflußbereich
eine Verzerrung des empfindlichen Bereiches 6 einträte. Das bedeutet also, daß man
allgemein jeweils die Zählelektrodengruppe, die teilweise mit abschirmenden Metallröhrchen
7 versehen ist, nicht gleichzeitig mit den anderen Zählrohrgruppen auf Hochspannung
legen darf, wenn man den gesamten Zählrohrquerschnitt 2 als empfindlichen Bereich
6 benutzen will.
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Legt man entsprechend der F i g. 2 die Zählelektrodengruppe
3, 4 auf das Erdpotential an der Klemme 12 und verbindet den Zähldraht 5,
d. h. also die andere Elektrodengruppe, mit dem Zählverstärker und der Zählhochspannung
an der Klemme 9, so wird der empfindliche Bereich 6 des Zählrohres durch die abschirmende
Wirkung einerseits der auf Erdpotential liegenden Zähldrähte 3 und 4 und andererseits
der Abschirmröhrchen 7 längs dem zentralen Zähldraht 5 wesentlich eingeschnürt,
so daß er in einer Richtung durch das nicht abgeschirmte Stück des Zähldrahtes 5
und in der anderen Richtung etwa durch die Lage der Zähldrähte 3 und 4 begrenzt
wird, wie dies in der F i g. 2 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist.
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Eine weitere Verkleinerung des empfindlichen Bereiches 6 läßt sich
dadurch erhalten, daß man entsprechend der F i g. 3 sowohl den zentralen Zähldrahts
als auch die beiden äußeren Zähldrähte 3 und 4 auf Zählhochspannung legt. Der erstere
ist dabei über die Klemme 9 gleichzeitig auch mit dem Zählverstärker verbunden,
während die Zähldrähte 3 und 4 über die Klemme 11 nur auf Hochspannung gelegt sind:
Die an ihnen entstehenden Zählimpulse werden durch die kapazitive Ableitung 10 auf
Erde unwirksam gemacht. Der empfindliche Bereich 6 des Zählrohres liegt dann wieder
einerseits auf dem nicht abgeschirmten Teil des Zähldrahtes 5 und wird andererseits
unter der Wirkung der auf Hochspannung liegenden Zähldrähte 3 und
4 etwa in der Mitte zwischen dem* mittleren Zähldraht 5 und den äußeren Zähldrähten
3 bzw. 4 begrenzt.
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In den Figuren ist als einfachstes Ausführungsbeispiel ein --erfindungsgemäßes
Zählrohr mit drei Zähldrähten dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige
Zählrohre beschränkt. Es können auch bei größeren Zählrohren mit beliebig vielen
Zähldrähten diese so zu Gruppen zusammengefaßt und verschaltet werden, daß aus einem
größeren Volumen ein kleinerer empfindlicher Bereich herausgegriffen wird. Dabei
läßt sich der empfindliche Bereich auch in Richtung der Zähldrähte einengen, wenn
die wirksamen Drähte auf einem Teil ihrer Länge durch metallische Abschirmröhrchen
abgeschirmt werden. Liegen andererseits die Zähldrähte mit Abschirmröhrehen auf
Kathodenpotential, dann sind die Abschirmröhrchen praktisch ohne Einfluß auf die
Feldverteilung.