DE1789044A1 - Verfahren und Geraet zur Optimierung von Zaehlbedingungen bei der Messung von Strahlungsaktivitaeten von in einem Fluessigszintillator verteilten,zu untersuchenden radioaktiven Proben - Google Patents

Description

OW.-IH«. OIPL.-IN·. Μ.·«. Din.-»HV*. OR. HÖQER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER IN STUTTCANT , , , .

A 36 371
25.9.1968

Packard Instrument Company, Inc.,

2200 Warrenville Road,

Downers Grove, Illinois, U.S.A. Verfahren und Gerät zur Optimierung von Zähl- J

bedingungen bei der Messung von Strahlungaak- *

tivitäten von in einem FlUeeigszintillator verteilten» «u untersuchenden radioaktiven

Proben

Kurabeaehreibung

Die Erfindung beinhaltet ein Datenanalysiergerät für SeIntillationaspektrometer aur Kessung der Strahlungsaktivitä- % ten von Proben silt radioaktiven-Isotopen, welche unter*· echiedlichen Däapfungegriden «uegesetst «iod, bzw, ein Verfahren und ein Gerät sur Optimierung von Zählbedingungen zwecke Verbesserung der statistischen Zählungsgenauigkeit unbeschadet dee in einer gegebenen Probe vorliegenden Däapfungs^rades, wobei ein gemessener Parameter, welcher f'ir den wirksanen Dämpfungä'austand jeder Probe charakteri etl3ch ist, dazu verwendet wird, um mittels gewählter

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eingestellter Grossen das durch zwei Diskriminatoren gebildete Zählfenster für irgendein gegebenes Isotop automatisch gegenüber dem beobachteten Energiespektrum dieses Isotops zu justieren. Gegenstand der Erfindung sind verschiedene Verfahren und ein Gerät, welche, obgleich zur Optimierung von Zählbedingungen sowohl für viele Isotope enthaltende Proben als auch für lediglich ein Isotop enthaltende Proben geeignet, besonders wirksam zur Erzielung eines beachtlich verbesserten Isotopenauflösungeverraögene geeignet sind, wenn eine Anwenfc dung bei viele bsw. mehrere Isotope enthaltenden Proben erfolgt, beispielsweise bei einer zwei Isotope enthaltenden Probe mit Tritium (⁵H) und Kohlenstoff-U (¹*C).

Ausführliche Beschreibung

Die Erfindung betrifft sin Verfahren zur Optimierung von Zählbedingungen bei der Messung von Strahlungeaktivitäten in xu untersuchenden Proben mit einem oder mehreren radio«, sktiven Isotopen, welche in einem Flüssige scintillator verteilt sind und dort Lichtblitee erzeugen,sowie ein Gerät sur Durchführung des Verfahrens.· Allgemein soll dl· Ssintlll·- tionsspektrslsnalyse von su untersuchenden Proben mit η unbekannten Isotopen (wobei η gleich einer gansen Zahl 1st) verbessert werden. Insbesondere betrifft die Erfindung Spektralanalyaierverfahren mit Flüssigszintillation sowie Geräte zur Analysierung von Proben mit η-Isotopen in einem flüssigen Saintillator, welche einen vollständig autoraatischen Betrieb ermöglichen, wobei die Zählbedingungen automatisch für jede

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Probe in Abhängigkeit von der Bestimmung des wirksamen

en Dämpfungsgrades für jede Probe optimiert werden soll, so daee optimale Zählbedingungen erhalten v/erden, unbeschadet von den tatsächlichen Dämpfungsgrad jeder derartigen Probe, unter dem Ausdruck "optimierte Zählbedingungen" ist zu verstehen, dass für viele bzw. mehrere Isotope enthaltende Proben das Verhältnis der Zählungsausbeute für jedes besondere Isotop zu den Zählungaausbeuten für alle anderen Isotope in der Probe in einem durch zwei Diskriminatoren gebildeten Zählfenster auf einen Maximalwert für jedes besondere Isotop gebracht wird, während die Zählungeausbeuten für die anderen Isotope in diesem besonderen Fenster konstant gehalten werden und in dem Falle einer lediglich ein Isotop enthaltenden Probe das Verhältnis S /B (wobei E die Zählungsausbeute und B das Hintergrundrauschen sind) auf einen Maximalwert gebracht wird, wobei die statistische Genauigkeit einer Zählung in einem gegebenen Zählfenster für eine gegebene Zählperiode auf diese Weise gesteigert wird. Grundsätzlich bezieht sich die Erfindung auf verbesserte Verfahren und ein Gerät zur automatischen Justierung eines Isotopenzählfensters mittels bestimmter vorgegebener Grossen gegenüber dem beobachteten Energiespektrum f'ir irgendein gegebenes Isotop, wobei eine derartige Justierung in Abhängigkeit von der Anzeige eines gemessenen Parameters durchgeführt wird, welcher kennzeichnend für den wirksamen Dämpfungsgrad f'ir jede Probe ist, wobei optimale Zahlungsbedingungen für jede Probe und für jedes Isotop erzielt werden, unbeschadet des tatsächlichen Dämpfungszustandes fur jede solche Probe.

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Moderne Geräte-zur Anzeige und Messung von Radioaktivität •haben einen verhältnismässig hohen Entwicklungsstand erreicht und ermöglichen eine sehr hohe Empfindlichkeit hinsichtlich Strahlung von niedriger Energie und bieten verschiedene Möglichkeiten eur Vollautomatisierung, Halbautoraätisierung oder zu einem wirtschaftlicheren von Hand erfolgenden Betrieb. In verhältnismässig kurzer Zeit wurden wesentliche Portachritte zur Verbesserung der Präzision und Genauigkeit der Zäh- * lungeausbeute in'Verbindung" mit den sehr strengen Erfordernissen der 3enutzer dieser komplizierten Geräte gemacht. Bestimmte Probleme, welche sowohl fUr den Hersteller als auch für den Benutzer dieser Geräte Schwierigkeiten mit sich bringen, wurden indessen nicht gelöst. Ein besonders wesentliches und dringendes Problem stellt der Fehler dar, welcher in die Berechnungen der wahren Strahlungsaktivität der Probe

in

infolge eines Phänomens eingeht, das allgemein bei einem flüssigen Szintillator befindlichen Proben als "Dämpfung" bekannt ist. Dieses Phänomen beruht grob gesprochen in einer Schwächung der Lichtszintillationen innerhalb .der Proben, so dass die statistische Genauigkeit des Gerätes, welches die auf der Zahl und Energie derartiger Lichtszintillationen beruhenden Strahlungsaktivitätswerte bestimmt, wesentlich beeinflusst, wobei die Szintillationen über bekannte Zeiteinheiten gezählt werden und hinsichtlich ihrer Energie proportional der Energie der Zerfallvorgänge sind, welche die Szintillationen erzeugen. ■

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Es wurden bisher viele Bemühungen darauf gerichtet, die Fehler zu vermindern oder vorzugsweise zu beseitigen, welche sich aus dem Dämpfungsphänomen ergeben, wobei einige Lösungswege sich als völlig unbrauchbar, andere als mehr oder weniger bedingt brauchbar erwiesen. Ein Hauptbestreben im" Hinblick auf die Verminderung des Dämpfungsproblems lag in der Entwicklung verschiedener Bestandteile, welche die Probe ausmachen und soweit wie möglich frei von Dämpfungseigenschaften sind. Derartige Bestandteile umfassen, ohne Beschränkung hierauf, Szintillationssubstanzen, Lösungsmittel und das Material, auo dem eine lichtdurchlässige Küvette gefertigt ist. Voll lichtdurchlässige Stoffe mit fehlenden Dämpfungseigenschaften stehen jedoch einfach nicht zur Verfugung; selbst wenn dies der Fall wäre, würde das Problem bleiben» da die zu untersuchende Probe selbst dämpfende Stoffe enthalten kann und oftmals enthält, beispielsweise in Forjm von Blut oder Urin, welche wegen ihrer Farbe zu einer Schwächung des Lichtee führen können. Sofern nicht die Zähl- und Anzeigeeinrichtung in einer völlig eingeschlossenen Atmosphäre eines Inertgases, beispielsweise Argon, ( erhalten wird, kann eine Dämpfung allein wegen des Vorhandenseins von Luft auftreten.

Wegen der augenscheinlichen Unmöglichkeit der Beseitigung des Dämpfung^bHnomena als Fehlerquelle wurden zahlreiche Versuche unternommen, um das Problem zu lösen, indem Verfahren und Vorrichtungen, zur Kompensation derartiger i'ehler geschaffen wurden. Bei typischen laufend verwendeten Geräten mit grosser Verbreitung ist eine äuseere Standardstrahlungsquelle, welche

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in hohem Mass durchdringungafähige Strahlen aussendet, neben der Probe in einer Zähl- und Anzeigeeinrichtung während lediglich eines Teils eines Gesamtzählzyklus angebracht. Lichtszintillationen, welche in der Probe auftreten, werden alsdann während zumindest zweier diskreter Intervalle gezählt, wobei während eines Intervalle die Szintillationen lediglich durch das Isotop in der Probe erzeugt werden, wogegen während des anderen Intervalls die Szintillationen durch die zusammengesetzte Wirkung

^ des Isotops und der äusseren Standardstrahlungsquelle hervorgerufen werden. Es stehen geeignete elektronische Geräte zur Verfügung, um die Impulse von den beiden Strahlungsquellen auf Grund ihrer unterschiedlichen Energieniveaus zu trennen. Diejenigen Impulse, welche in erster Linie von der äusseren Standardstrahlungsquelle gezählt werden, ergeben eine ziemlich genaue Anzeige des Ausamsees an Dämpfung, das in der Probe vorliegt, da die Zählungsausbeute für diese äussere Standardstrahlungsquelle bekannt ist oder leicht durch Verwendung einer ungedämpften Eichprobe sichergestelllt werden

) kann. Typische Geräte dieser Art ergeben sich aus der USA-Patentschrift 3 188 468.

Die bekannten Geräte Bind von der Art, welche allgemein als "Gerät mit äusserer Standardisierung" bezeichnet werden und stelle:- grundlegende sowie beachtliche Verbesserungen gegenüber älteren bekannten Geräten dar, beispielsweise "Geräten mit innerer Standardisierung" und Kanalverhältnisgeräten". Alle diese bekannten Geräte haben jedoch bestimmte einander gemeinsame Eigenschaften, von denen eine wichtige darin

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besteht, dass der gemessene Dämpfungskorrelationsparamater (d.h. die "reine äussere, Standardzählung¹¹, das "äussere Standardverhältnis ", das "Kanalverhältnis¹¹ und dergleichen) all-

der
gemein eine Anzeige des Ausmasses in der Probe vorliegenden Dämpfung liefert, wobei eine derartige Anzeige alsdann mit einer vorangehend gezeichneten Därapfung3korrelationskurve verglichen werden muss, um die Zählungsausbeute zu bestimmen. Wenn einmal die Zählungsausbeute bekannt ist, können die Zählungen pro Minute-(cpm), welche für das analysierte Isptop j gemessen wurden, durch die Zählungsausbeute geteilt werden, ^ um die Strahlungsaktivität in Zerfallvorgängen pro Minute (dpm) zu bestimmen. Leider unterscheidet sich die Dämpfungekorrelationskurve selbst weitgehend von Gerät zu Gerät, von Isotop zu Iaotop, von Kanal zu Kanal und ändert sich mit dem Probenvolumen und mit anderen variablen Bedingungen. Polglich

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ist es hierbei notwendig, viele Dämprungskorrelationskurven zu erstellen, was zeitraubend, teuer und mit zahlreichen Fehlerquellen behaftet ist. Ferner ist es nach Erstellung der Kurven erforderlich, das3 die gemessenen Dämpfungskorre- | lationsdaten miteinander verglichen werden, um die Zählungsausbeute zu bestimmen, wobei eventuell die Gefahr der Einführung weiterer Fehler besteht.

Noch wesentlich wichtiger ist indessen die Tatsache, dass eine derartige Dämpfungskorrelationskurve lediglich so genau wie die Anzahl von Punkten erstellt werden kann, welche die Kurvetatsächlich definieren. Es wurde festgestellt, dass derartige Funkte nicht auf einer geraden Linie oder wenigstens auf einer

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glatt gekrUromten Kurve liegen, sondern die Punkte liegen ungleichförmig in einer nicht voraussehbaren zufälligen Verteilung vor, welche lediglich insgesamt diö Korrelationskurve definiert. Wenn folglich die Bedienungsperson ihren Berechnungen extreme Sorgfalt zugrunde legt, wird sie dennoch gezwungen zwischen bekannten Punkten zu extrapolieren oder Interpol!eren, da die extrapolierten oder interpolierten Daten beachtlich gegenüber den tatsächlichen Daten variieren können, wobei die berechnete Ausbeute sich noch wesentlich von der tatsächliehen Ausbeute um Maximalfehler in der Grösaenordnung bis zu 10$ und"Durchschnittsfehler in der Gröseenordnung bis zu 256 unterscheiden kann, und zwar in Abhängigkeit von der Anzahl unterschiedlich gedämpfter Standardproben, welche ausgewählt wurden, um die Dämpfungskorrelationskurve herzustellen.

Fehler der vorangehend erwähnten Grosse sind für hochqualifiziertes technisches Personal, das derartige Geräte handhabt, nicht äkzeptierbar. Solche Fehler sind in jedem Pail zu beanstanden, insbesondere im Hinblick auf den hohen Stand,den die Technik insgesamt erreicht hat. Tatsächlich werden derartige Fehler lediglich deshalb toleriert, weil die vorangehend beschriebenen Geräte nach dem" Stand der Technik (USA-Patentschrift 3 "»88 468) bisher die bestmöglichen Lösungen des Problems erbrachten.

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Es wurden indessen fortgesetzte Versuche unternommen, um eine bessere Lösung des Problems zu erzielen. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, die Strahlungsaktivität für eine Probe zu berechnen, indem einfach der gemessene variable Dämpfungskorrelationsparaaeter (insbesondere "äusaeres Standardverhältnis¹¹, "reine äussere Standardzählung","Kanalverhältnis" und dergleichen) in den gemessenen Wert in Zählungen pro Minute (cpm) für die zu analysierende Probe geteilt wird. Dieser Vorschlag ist aus verschiedenen Gründen indessen nicht zufriedenstellend. Erstens wird vorausgesetzt, dass die Dämpfungskcrrelations- I kurve eine gerad'e Linie darstellt, was nicht zutrifft. Zweitens berücksichtigt der Vorschlag nicht die ungleichförmige zufällige Verteilung von Punkten, welche eine solche Kurve definieren. Selbst wenn somit die Kurve eine gerade oder im wesentlichen gerade Linie wäre, würden Fehler der allgemeinen, oben beschriebenen Grosse zu beobachten sein. Die Tatsache, dass die Dämpfungskorrelationekurve keine gerade Linie ist, trägt tatsächlich tu der Grösee dieser Fehler mit dem. Ergebnis bei, dass Fehler in der Grössenordnung bis zu 255» g oftmals zu erwarten sind. Tatsächlich wurden bei einigen Gelegenheiten oftmals der Fehler dieser Gröeeenordnung festgestellt. .

Es wurde auch vorgeschlagen, das Problem durch eine in irgeneiner bekannten Weise durchgeführte Regel justierung der G^eamtsyst-einverstarkung und/oder der Hochspannungsversorgung · so zu lösen, dass der messbare Dämpfungskorrolationsparaneter auf einen Wert wiederhergestellt wird, welcher nur für eine

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ungedämpfte Probe kennzeichnend ist, und dass danach die Probe bo analysiert wird, wie wenn sie ungedämpft wäre. Dieser Lösun£s-Vorschlag ist indessen v/iederum nicht durchführbar,da die Verstärkungskorrelationskurven nidit mit den Dämpfungskorrelationskurven zusammenfallen ode'r diesen folgen und denigemäs3 die Fehlergrößse höher liegen kann oder oftmals grosser ist als diejenige, welche mit den vorangehend erwähnten Interpolations/ Extrapolationsverfahren erreichbar ist.

. Es wurden bereits zufriedenstellende Zählverfahren für Plüssigfisintillation nebst entsprechenden Geräten vorgeschlagen, welche in deT Lage sind, durch die Dämpfung eingeführte Ungenauigkeiten zu kompensieren. Gemäss derartigen Lösungsvorschlägen wird jeder Probe ein genau gesteuerter simulierter Dämpfungszustand aufgeprägt, welcher bei Zuführung zu dem tatsächlichen Dämpfungszuetand für die Probe einen genau bekannten wirksamen Dämpfungs-. grad schafft, für welchen die. Zählungsausbeute hinsichtlich des analysierten Isotops oder der Isotope mit einem hohen Ma3s

" an Genauigkeit bekannt sind. So wirksam diese Lösungsvorschläge bei der Steigerung der Genauigkeit der letztlich zu erreichenden Berechnung der Strahlungsaktivität der Probe sind, indem einer Bedienungsperson die Möglichkeit gegeben wird, en einem Punkt oder mehreren Punkten zu arbeiten, wo die Zählungsausbeuten genau bekannt sind, ergeben diese Vorschläge nichtsdestoweniger keine optimalen oder nahezu optimalen Zählbedingungen und damit eine optimierte statistische Genauigkeit.

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In dem Pall von viele Ieotope enthaltenden Proben, beispielsweise einer zwei Isotope enthaltenden Probe mit Tritium ( H) und Kohlenstoff-14 ( C) ist es unter der Annahme, dass die ^H- und

C-Zählfenster für optimale Zählbedingungen bei ungedämpften Proben eingestellt sind, bekannt, dass bei fortschreitender Zunahme der Dämpfung die Zählungsausbeute für Tritium in beiden Penstern progressiv verschlechtert wird, während die Zählungsauobeute für Kohlenstoff in dem Η-Fenster progressiv bis zu einem Punkt gesteigert tfnd in'dem C-Penster progressiv vermindert wird. Somit wird die Isotopenauflösung in de*m ^H-Penster -progressiv vermindert, wobei die Zählbedingungen und die statistische Zählungsgenauigkeit, insbesondere in den Pail von Proben mit verhältnismässig niedrigen Tritium-Strahlungsaktivitäten vermindert werden. In ähnlicher Weise wird die Zählungeausbeute in dem Fall einer nur ein Isotop enthaltenden Probe progressiv mit progressiv gesteigerter'Dämpfung vermindert, wobei auf diese Weise das Verhältnis E /B und damit die Zählbedingungen verschlechtert werden. In Jedem Pail ergibt sich die3 aus der Verschiebung der Energiespektren fir die analysierten Isotope gegenüber deren entsprechenden Zählfensterh, wie dies durch die Im- { pulshöhen-Analysenkanäle definiert ist. .Wahrend die vorangehend erwähnten, bereits vorgeschlagenen Systeme eine genauere Bestimmung der Zählungsausbeuten ergeben, verursacht das vorangehende Problem, dass die genauer bekannten Ausbeuten fir nur ein Isotop aufweisende Proben verschlechtert werden und dass für νίφ Iaotope enthaltende Proben eine ähnliche Verschleqhterung bezüglich der Isotopenaaflösung stattfindet, wenn die Proben progressiv mehr gedämpft werden. Dieses Ergebnis schliesst die Zählung bei opti-

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mierten Zählbedingungen und damit die Erreichung eines Optimums; oder angenäherten Optimums der statistischen Genauigkeit aus. Während die bekannten Systeme für Regeljustierung der Verstärkung oder Hochspannungserzeugung einerseits das 3 /B-Verhältnis von nur .ein Isotop aufweisenden Proben und die Isotopenauflösung in einem gewissen Mass verbessern, wenn es sich um viele Isotope enthaltende Proben handelt, was der statistischen Genauigkeit zugute kommt, trifft dies nicht ohne wesentliche Verbesserungen auf die Genauigkeit, der* berechneten Strahlungsaktivität der Pro- ^ be zu, da die Geräte nicht in der Lage sind, diejenigen Fehler zu kompensieren, welche aus einer Verschiebung des für den Dämpfungagrad kennzeichnenden gemessenen Parameters von einem Punkt, wo die Zählungsausbeute genau bekannt ist, bis zu einem Punkt, wo sie nicht feenau bekannt ist, stammen.

Allgemeiner Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines demgegenüber verbesserten Verfahrens sowie eines Gerätes, bei dem die vorangehend erwähnten Nachteile vermieden sind und welches sich durch Zuverlässigkeit, schnellen Betrieb, Genauigkeit und verbesserte Werte der statistischen. Genauigkeit auezeichnet. Weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung von verbesserten Radio'aktivitäts-Spektromcterverfahren sowie einem Gerät zur automatischen Optimierung der Zählbedingungen für aufeinanderfolgende zu untersuchende Proben unbeschadet des Ausmasses der in einer gegebenen Probe tatsächlich vorliegenden Dämpfung. Erreicht wird dies im wesentlirhen dadurch,

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da BBs · .

'durch Messung eines Dämpfungaanzeigepararaeters für jede Probe zur Gewinnung einer Anzeige der Strahlungsaktivität und automatische Justierung von Diskriminatoren bzw. Impulshöhen-Analysatoren, welche zur Bestimmung der Amplitude von durch Szin-

licht

tillation*.blitze hervorgerufenen Impulsen gegenüber den Spektren der Amplituden der Impulse eingerichtet sind, bestimmte feste Grossen in Abhängigkeit von der Messung des Dämpfungsanzeigeparanieters, wobei der Grad dieser .Justierung als Punktion dee Wertes des gemessenen'Parameters gesteuert wird.· Obgleich diesbezüglich die vorliegende Erfindung keiner Beschränkung unterworfen iat, ergibt sich ein besondere vorteilhafter Anwendungefall, wenn der für die Dämpfungsbedingungen massgebende gemeeeene' variable Tarameter die Form von "reinen äusseren StandardisierungsVerhältnissen" annimmt, obgleich auch eine Anwendung in Verbindung mit anderen messbaren variablen Parametern möglich ist, welche ebenfalls eine Anzeige des Dämpfungsgrades ergeben, beispielsweise in Form von KanalVerhältnissen oder "reinen äusBeren 3tandardzählungen".

Anders ausgedrückt besteht ein allgemeines Merkmal der vorliegendon Erfindung in der Schaffung von verbesserten Verfahren zur .Radioaktivitätsepektroiaetrie sowie einem Gerät, in welchem eingestellte Zählfenster für die Isotope, welcher einer Analyse zu unterwerfen sind, automatisch gegenüber den beobachteten Energiespektren für aufeinanderfolgende Proben un eingestellte bestimmte Grossen nachjustiert werden, die in Abhängigkeit von Messung Irgendeines geeigneten, eine Dämpfung anzeigenden Parameters gewählt sind, so dass die Zählbedingungen automatisch für

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jede Probe und fur jedes darin enthaltende Isotop optimiert werden, unbeschadet dee tatsächlichen Dämpfungsgrades jeder Probe, wobei dies erreicht wird, ohne dass die Aufmerksamkeit oder Überwachung seitens einer Bedienungsperson während der Analyse aufeinanderfolgender Proben erforderlich wäre, die unterschiedliche Dämpfungsgrade aufweisen, und zwar auf einer automatisierten Basis.

Als Folge der Erzielung der vorangehend erläuterten erfindungsgemäseen Vorteile ergab sich,- dass bei Anwendung auf viele Iso- ^ tope enthaltende Proben ein beachtlich verbessertes Isotopenauflösungsvermögen'erzielt wird und dass bei Anwendung auf nur ein Iaotop enthaltende Proben das E /B-Verhältnis auf einen Grösst· wert gebracht wird, wobei eine grossere statistische Genauigkeit erzielt wird.

Weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung von verbesserten Verfahren und einem Gerät «ur Optimierung von Zählbedingungen bei der Anwendung ir. der Radioaktivitäfeepektrometrie, welche . eich durch ihre Möglichkeit auszeichnen, eine höchst genaue Be-P Stimmung der Strahlungsaktivitäten einer Probe unter Bedingungen genau bekannter Zählungsausbeuten au erzielen, unbeschadet der tatsächlichen,in der Probe vorliegenden Dämpfungsbedingungen, so dass Bedingungen " . . optimaler Genauigkeit bzw. optimaler statistischer Genauigkeit erhalten werden.

Weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung von verbesserten Verfahren und einem Gerät zur Verwendung bei der Analyse von viele Isotope enthaltenden Proben, wobei da3 Verhältnis der

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Zählungeausbeuto für ^edes besondere Iaotop eu den Zählungsaus-

in
beuten für alle anderen Isotope der Probe in den Zählfenster für das besondere Isotop auf einen Maximalwert gebracht wird, während die Zählungsausbeuten für die anderen Isotope in diesem Fenster konstant gehalten, werden, eo dass die Erzielung optimierter Zählbedingungen eichergestellt wird. Ein zugeordneter Zweck der Erfindung in diesem Zusammenhang ist die Schaffung verbesserter Verfahren und eines Gerätes, welche auch vorteilhafte Anwendung bei .der Analyse von lediglich ein Isotop enthaltende Proben vermöge ihrer Fähigkeit zur Maximalisierung des * E /B Verhältnisses- finden, wobei optimierte Zähl bedingungen erhalten werden. ·

Weiterer und besonderer Zweck der Erfindung ist die Schaffung verbesserter Verfahren und eines Gerätes der oben erwähnten Art, wobei Vorsorge eur^automatischen WiderJustierung gewählter ein Fenster definierender Diskriminatomiveaue mittel eingestellter bestimmter Werte getroffen 1st, eo dass bei der Analysierung viele Isotope enthaltender Proben das Verhältnis E /B auf einen Maximalwert gebracht wird. In diesem Zusammenhang ' besteht ein zugeordneter Zweck der Erfindung in der Schaffung verbesserter Verfahren und einee Gerätes der vorangehend erwähnten Art, bei denen derartige Ergebnisse durch autoisa tische unabhängige Nachjustierung von Verstärkungsfaktoren in den verschiedenen Analysierungskanälen um eingestellte bestimmte Grossen erhalten werden, um sicherzustellen, dass die Zählungsausbeuten * fir nicht interessierende Isotope in einem gegebenen Fenster in dem Falle von viele Isotope enthaltenden Proben konstant

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gehalten werden und in dem Falle lediglich ein Isotop ehthaltender Proben das Verhältnis E /B auf einen Maximalwert gebracht wird.

Besonderer Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung verbesserter Verfahren und eines Gerätes zur automatischen Optimierung von Zählbedingungen in Abhängigkeit von der Messung einea geeigneten Dämpfungsanzeigeparameters, wobei eine derar-

^ tlge Messung auch dazu verwendet wird, um eine Dämpfungsbedin-

gung für irgendeine gegebene Probe zu simulieren, so dass diese Probe in gleiclier^ftöalyeierbar ist, wie wenn sie auf einen Wert gedämpft wäre, wo die Zählungsausbeuten genau bekannt sind, wobei nicht nur eine optimale statistische Genauigkeit, sondern auch eine optimale Rechengenauigkeit eichergestellt werden. .

Die Erfindung ist nachetehend anhand der Zeichnangen näher er läutert.
Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Bestandteil eines an sich bekannten Gerätes bildenden Zähl- und Anzeigeeinrichtung nebst einem Aufzug zur Untersuchung von Proben in aufgebrochener teilweieer Seitenansicht, wobei der Aufzug sich in einer unteren oder Probenbeschickungsetellung befindet, in v/elcher eine zu analysierende Probe zwischen einem Paar von Lichtwsndlern bzw, Photomultipliern eingesetzt ist,

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Pig. 2 das Gerät nach ?ig. 1 in einer demgegenüber um 90° gedrehten Seitehansicht sowie in teilweise aufgebrochener vergrösserter Darstellung nebst einer Einrichtung zur wahlweisen Einführung und Entfernung einer äusseren radioaktiven StandardstrahlungSiuelle, die zwischen einer ersten, von der Zähl- und Anzeigeeinrichtung entfernten sowie abgeschirmten Stellung, und einer zweiten Stellung neben öiner in der Zähl- und Anzeigeeinrichtung angebrachten Probe bewegbar ist,· *

Steuer

Pig. 3a, 3b ein beispielsweises\jerät zur Betätigung des »Aufzuges in dem G*rät nach Pig. 1, 2 mit Einrichtungen zur Anbringung einer radioaktiven Standardstrahlungs^uelle in· einer von zwei wählbaren Stellungen gemass einer besonderen, durch eine Betriebsart-Programmsteuerung bestimmten Wirkungsweise, ferner «alt einem Üblichen elektrischen System zur Aufnahme, Zählung und Aufzeichnung der Ausgangsgröße eines Strahlungsdetektors, einer üblichen Rechner/ Analysatro-Schaltung insbesondere zur Aufnahme von Auagangssteuersignalen des elektrischen Systems und einer üblichen Aufzeichnungseinrichtung, teils in Blockschaltbild- teils in Schaltbilddarstellung,

Pig. 4 ein typisches Impulshöhenspektrurn von zwei ungedämpften, Betastrahlung emittierenden Standardisotopen mit unterschiedlichen Energiewerten, wobei vorliegend die * Spektren bei Beobachtung in einem eingestellten Zählfenster und bei einer Verstärkung von annähernd 53$ dargestellt sind, . 209809/0641

Pig. 5 ein Schaubild ähnlich Pig. 4, wobei indessen vorliegend die Dnergiespektren fir zwei gedämpfte, Betastrahlung emittierende Standardisctope verschiedftier Energiewerte dargestellt sind,

Pig. 6 eine typische glatte Dämpfungskorrelationskurve, bei welcher die Abszisse in Einheiten des reinen Zählungsverhältnisses der äusseren Standardstrahlungsquelle als gemessener, für die Dämpfung charakteristischer variabler Däiapfungskorrelationsparameter unterteilt ist, für beispielsweise ein Tritiumisotop und ferner . auch den Beitrag eines stärkere Betastrahlung emittierenden Isotops, beispielsweise Kohlenstoff-14 in dem TritiumzMhlfenster,

Pig. 7 ein Schaubild ähnlich Pig. 6, wobei indessen der Beitrag de3 energiereicheren Isotops in dem Tritiumzählfenster bei allen interessierenden Dämpfungsgraden geraäss der vorliegenden Erfindung konstant gehalten ist,

Pig. 8-11 Schaubilder ähnlich Fig. 4-7, wobei indessen vorliegend der Pail dargestellt i3t, daes die Verstärkung auf 100?S eingestellt wird,

Pig. 12, 13 Schaubilder ähnlich Pig. 4, 5 und 8, 9, wobei jedoch vorliegend die Spektren unter den Bedingungen

einer 6,5-prozentigen Verstärkung dargestellt 3ind, um 209808/0641

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das Irapulshöhenspektrum fur das eaergiereichere Isotope über den vollen Diskrirainatortnalysenbereich auszudehnen,

Pig. 14 ein Schaubild ähnlich Pig. 6, wobei vorliegend typische Dämpfungskorrelationskurven für das energiereichere Kohlenstoff-14-Isotop sowohl vor als auch nach der Optimierung der Zählbedingungen geraäsa der vorliegenden Erfindung dargestellt sind,

Pig. 15 eine Schar von Kurven für ein typisches Tritiumisotop unter elf Dämpfungsbedingungen, wobei die in Einheiten der Kohleotoff~14-Zählungsausbeute in Tritiunifenster und die Ordinate in Einheiten der Tritiuoizählungsausbeute unterteilt Bind,

Pig. 16 ein AuefUhrungsbeiapiel eines erfindungsgemäscen Datenanalysiergerätes zur automatischen Optimierung von Fenstereinetellungen in Isotopzählkaniilen zwecks üicherstellung einer optimalen statistischen Genauigkeit in Blockschaltbilddarsteilung,

Fig. 17 Einzelheiten eines in dem Gerat nach Fig. 16 enthaltenen Fensterwählers, teils in Blockschaltbildteils in Schaltbilddarstellunf,,

Fig. 18 ein Gerät ähnlich Fi.£. 16,- bei den inde&^en optimale Zähl bedingungen durch unabhängige und automatische Justierung der Verstärkung in den verschiedenen Zählkanä-

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len erhalten werden,

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Pig. 19 eine Schaltungsanordnung ähnlich Pig. 17, wobei vorliegend jedoch Einzelheiten einer in Fig. 18 veranschaulichten veränderbaren Verstärkungsregelung gezeigt sind,

Pig. 20 die Zunahme einer unter verschiednen Dämpfungsbedingungen' erforderlichen Verstarkungszunähme zur Optimierung der Zählbedingungen in dem Gerät gemass Pig. 18, 19, wobei die Abszisse in Einheiten des reinen Zählungsverhältnisses einer äusseren StandardstrahlungBquelle und die Ordinate in Einheiten der normalisierten Verstärkung unterteilt sind.

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Vor einer ins einzelne gehenden Erläuterung der Erfindung sei zuerst der Stand der Technik betrachtet, innerhalb dessen die vorliegende Erfindung besondere Anwendungsmö'glichkeiten findet. Die meisten Radioaktivitätsmessungen zielen darauf ab, die Strahlungsaktivität von Isotopen zu bestimmen, welche entweder einzeln oder zu mehreren innerhalb von zu untersuchenden Proben vorliegen, wobei diese Strahlungsaktivität allgemein als Zerfallsrate (dpm) ausgedrückt wird. Somit ist die Menge eines in einer zu untersuchenden Probe vorliegenden besonderen Isotops allgemein proportional der durch dieses Isotop hervorgerufenen Zer- λ fallsrate, welche als "Strahlungsaktivität" der Quelle bezeichnet wird. Allgemein werden die Zerfalls- oder Strahlungsabgabevorgänge einer radioaktiven Strahlungsquelle zum Zwecke der Messung oder Zählung in Lichtszintillationen umgewandelt, die in ihrer Photonenenergie proportional der Zerfallsenergie sind, welche diese Szintillationen hervorrief. Die Lichtszintillationen werden alsdann in entsprechende Spannungs- oder Stromimpulse umgewandelt, welche allgemein proportional sowohl der Lichtszintillationsenergie als auch der Zerfallsenergie sind, welche

den besonderen Impuls hervorrief. Derartige Impulse werden als- " dann auf Grund ihrer Amplitude diskriminiert und alsdann gezählt. Die Impulse können über eine bestimmte Zeit (als "Betrieb in der vorliegenden Zeit" bezeichnet) gezählt werden, oder es können wahlweise eine bestimmte Zahl von Impulsen gezählt sowie die erforderliche Zeit zur Erreichung einer derartigen bestimmten Zählung gemessen werden (als "Betrieb mit eingestellter Zählung" bezeichnet). Allgemein zeigt das Verhältnis der gezählten Impulse zu der verstrichenen Zeit die Strahlungsaktivität der Probe

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a) Allgemeiner Aufbau und Betrieb eines Gerätes zur Untersuchung von Proben

Ein beispielsweises automatisches Gerät 20 geraäss Fig. 1, 2 ist zur reihenweisen, hintereinander erfolgenden Beschickung einer Zähl- und Anzeigeeinrichtung mit einer Vielzahl von proben, und zwar eine pro Zeiteinheit,, bzw. zum Auswerfen von derselben ausgelegt. Zu diesem Zweck umfasst das Gerät 20 einen Aufzug 21/ welcher zusammen mit der Zähl- und Anzeigeeinrichtung unter- w halb eines Auflagetisches 22 (Fig. 1) angebracht, ist, auf dem eine oder mehrere-Probenküvetten 24 vor dem Beschicken der

jiachy
Zähl - und Anzeigeeinrichtung bzwTfSem Auswerfen aus derselben

stehen. Besondere zum Fördern der Probenküvetten 24 zu und von einem Auarichtungspunkt mit dem Aufzug 21 verwendete Bauelemente eind für die vorliegende Erfindung unerheblich. Demnach können die Probenküvetten 24 auch in drehbaren Behältern beispielsweise gemäss den USA-Patentschriften 3 188 468 und 3 257 561 gehalten werden. Wahlweise können mehrere aufeinanderfolgende k Probenküvetten zu einem Ausrichtungspunkt mit dem Aufzug 21 mittels eines endlosen Förderers transportiert werden, welcher besondere Auflagerungen für die Probenküvetten aufweist. Aufeinanderfolgende Probenküvetten können von Hand in den Aufzug 21 eingeführt und hieraus entfernt werden. Obgleich nachfolgend ein kraftgetriebener Aufzug 21 zur Förderung aufeinanderfolgender Probenküvetten in die und aus der Zähl- und Anzeigeeinrichtung beschrieben ist, braucht der Aufzug nicht automatisch aus-. gebildet sein sondern kann auch als handbetätigter Aufzug, beispielsweise gemäss der USA-Patentschrift 3 198 148, eingerich-

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tet-sein. Die vorliegende Erfindung ist auch vorteilhaft auf wesentlich kleinere Ausführungsformen von Geräten anwendbar, welche vollständig auf Handbetrieb eingestellt sind und nicht irgendeinen Aufzug benötigen, wobei in diesem Fall die Proben ▼on Hand in die Zähl- und Anzeigeeinrichtung eingeführt und aus dieser herausgenommen werden.

• ·

Nachfolgend ist der Aufzug 21 nebst der Zähl- und Anzeigeeinrichtung 21 kurz beschrieben. -Hinsichtlich einer genaueren Be-Schreibung des Aufzuges 21 nebst der Zähl- und Anzeigeeinrichtung wird auf die USA-Patentschriften 3 188 468 und 3 257 561 verwiesen.

Gemäss Pig. 1 umfasst der Aufzug 21 nebst der Zähl- und Anzeigeeinrichtung einen Hantel 25» welcher zwei Lichtwandler, beispielsweise Pho t omul tipi i erPMT ^1 und PMT^j= 2 an entgegengesetzten Seiten einer vertikalen Aufzughülse 26 umfasst. Innerhalb der Aufzüghülse 26 ist eine Aufzugstange 28 mit einer an deren oberem Ende angebrachten Plattform 29 zur Auflagerung einer der eu untersuchenden Probenküvetten 24 sowie zu deren Abwärtstransport in die Aufzughülse 26 vorgesehen, wo die Probenkü-▼ette zwischen den Photomultipliern PMT# 1 und PKT# 2 ausgerichtet ist. Jede Probe kann in einer lichtdurchlässigen Probenküvette oder einem anderen lichtdurchlässigen 3ehälter untergebracht sein, innerhalb dessen ein flüssiger Szintillator

und ein oder mehrere zu untersuchende radioaktive Isotope angeordnet sind. Wenn das Isotop bzw. die Isotope einem Zerfall unterwerfen sind, werden Lichtszintillationen in dem Lichtazin-

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tillator erzeugt. Diese Szintillationen werden alsdann durch die Photomultiplier angezeigt, welche elektrische AuagangOBignale in Form von Spannungs- oder Stromimpulsen entsprechend jeder angezeigten Lichtszlntillation erzeugen. Bei Beendigung eines 2iähl2yklus wird die Aufzugstange 28 nach oben zurückbewegt, um die betreffende Probenküvette 24 aus dem Aufzug 21 sowie der Zähl- und Anzeigeeinrichtung auszuwerfen. Ein Verschluss 30 ist an dem oberen Ende des Mantels 25 angeordnet, um fehlerhafte Au3gangsBignale der Photomultipiier ale Folge von Umgebungslicht zu verhindern. Zusätzlich ist der Mantel 25 aus ge " eignetem Abschirmrnaterial, beispielsweise Blei, auegebildet, welches zur Verminderung der Menge ionisierender Umgebungßetrahlung dient, die Lichtblitze entweder in dem Szintillationsmediuin oder den Photomultipliern hervorrufen könnte.

Um sicherzustellen, daae der Verschluss 30 in zeitlicher Abstimmung mit der Vertikalbewegung der Aufzugstange 28 geöffnet und geschlossen wird, sind diese beiden Bauelemente miteinander verbunden und werden durch einen gemeinsamen umkehrbaren Antriebsmotor M1 (Fig. 1, 3a) betätigt. Obgleich nicht in Einzelheiten angegeben, umfasst der Verschluss 30 mehrere bewegliche Verschlusslamellen, zwischen welchen mehrere feste Verschlusslamellen angeordnet sind, wobei die festen Verschlusslamellen mit darin angebrachten Durchtritten versehen sind, welche mit der Aufzughülse 26 sowie mit einem in dem Auflagetisch 22 ausgebildeten P-urchtritt 31 in Ausrichtung stehen. Bei Verschwenkung der beweglichen Verschlusslamellen um einen (nicht gezeig-

In
terr) Zapfenpunkt schwenken diese/Zwischengrenzstellungen aus,

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um das obere Ende der Aufzughülse 26 nach Wahl zu öffnen und zu ßchliessen.

Um eine derartige Verschwenkung der Verschlusslamellen zu bewirken, sind diese starr an einem (nicht gezeigten) Wellen-

er stumpf befestigt, welcher ausführlich''in der USA-Patentschrift 3 198 948 erwähnt ist. Es sei hier lediglich erwähnt, dass der Wellenstumpf starr an dem oberen Ende einer allgemein flachen, nach unten verlaufenden Verschlussbetätigungsstange 32 (Fig. 2) mit einem verdrillten Abschnitt 34 zwischen den Enden befestigt ist. Das untere Ende der Yerschlussbetätigurigsstange 32 wird innerhalb einer rohrförmigen Antriebestange 35 (Fig. 2) aufgenommen, welche an ihrem unteren Ende mit der Aufzugstange 28 durch einen Bügel 36 gekoppelt ist. Ein Paar von (nicht gezeigten) Führungsstiften oder ähnlich wirkenden Nocken verläuft <iuer durch die rohrfb'rmige Antriebsstange 35 in dichtem Abstand zu der VerBchlussbetätigungsstange 32,

Beim Beginn der vertikalen, nach oben gerichteten Bewegung der Antriebes tätige 35 wird Kraft durch den Bügel >6 aal" die Auf- ( zugstange 28 übertragen, so dass diese nach oben angetrieben wird, um die Frobenkühratte 24 auszuwerfen. Kurz bevor die ProbenkUvette 24 den Verschluss 30 erreicht_v durcba-f cren die ?ührungsstifte oder ähnlich wirkenden flocken den veravUIien Teil 34 tier Verschlussbatätigungeötange 32,- wobei ίΗ^:κ> ..;;,-; Jiirs eigene vertikal8^Achse gedreht wird und die schwenkbar:":: '/ora^hlussaus des v/eg der vertikalen Bm/sgung der -v." 7. r;',:-? fcange

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verschwenkt werden. Während der Einführung einer Probenküvette dienen die Führungsstifte oder ähnlich wirkenden Nocken zur Drehung der Verschlussbetätigungsstange 32 in entgegengesetzter Richtung unmittelbar nach dem Durchlaufen der neuen Probenküvette 24 durch die in Ausrichtung befindlichen Durchtritte in dem Verschluss sowie dem Auflagetisch 22, wobei die beweglichen Verschlusslaraellen in die Schließstellung nach Pig. 1 ausgeschwenkt werden.

Um eine Vertikalbewegung der Antriebsstange 35 und der Aufzugstange 28 zum Zwecke des Einführens von Probenküvetten 24 in die Aufzughülse 26 sowie das Auswerfen der Probenküvetten hieraus zu bewirken, wird die Antriebsstange 35 mit einem üblich aufgebauten revereierbaren Motor M1 (Pig. 1, 3a) gekoppelt» Die besonderen verwendeten Bauelemente zur Kopplung des Motors mit der Antriebestange können sich ändern und sind nicht in Einzelheiten beschrieben, welche eich insbesondere der USA-Patentschrift 3 198 948 sowie den USA-Patentschriften 3 ISS 468 und 3 257 561 entnehmen lassen. Es sei lediglich zum Zwecke eines besseren Verständnisses der vorliegenden Erfindung erwähnt, dass der Motor M1 mit der Antriebsstange 35 in der dargestellten Vorrichtung durch (schematisch angedeutete) Seile ?S in Fig. 3a gekoppalt iat. Beim Antrieb des Motors M1 in einer Richtung werden die Seile 38 nach innen und aussen bewegt, um den Aufzug 21 anzuheben. Wenn sich umgekehrt der Motor in on t ^e 2-ⁿ£^e-¹K-tilter Richtung dreht, werden die Seile in entgegengesetzter Richtung bewogt, so dass der Aufzug 2t abgesenkt

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Eine Stromvercorgungsschaltung für den Motor M1 urr.faest einen. unteren Grenaschalter L31 (Fig. 2, 3a), welcher an dem Gerät 20 in einer Stellung angebracht ist, bei der ein Betätigungselement LSIa durch einen seitlich vorragenden Plansch 39 an .dem unteren'Ende des Aufauges 21 niedergedrückt wird, wenn dieser sich in seiner Untenstellung befindet, wobei die darauf gehaltene Probenküvette 24 Bich in Ausrichtung zwischen den Photomultipliern PHT# 1, ΡΠΤφ2 befindet. Ein Niederdrücken des Betätigungsele&entes L3ia dient sur Abschaltung des Motors IH , und das Gerät ist alsdann für einen Zählzyklus bereit. Ein zweiter Grenzschalter LS2 befindet sich an einer Stelle des Gerätes 20, in welcher ein Betätigungselement L32a durch den Plansch 39 niergedrückt wird, wenn der Aufzug an seiner obersten Grenzstellung ankommt, wobei die darauf enthaltene Probenküvette 24 aus der Aufzughülse 26 ausgeworfen wird. Somit dient der Grenzschalter L32 zur Abschaltung des Motors K1, wenn der Aufzug 21 seine oberste Grenzstellung erreicht.

Im Zusammenhang mit Fig. 1, 2, 3a, 3b wird nachfolgend eine Beschreibung eines typischen "Probenbeschickungs"- und "probonauswerf"-Zyklus beim Betrieb des Gerätes 20 gegeben. Unter der Annahme, r'n ,7 b die Auf zugstange 28 £ich in ihrer unteren Stellung befindet und die Probenküvette 24 in der Zähl- und Anzeigeeinrichtung einen vollständigen Zählvorgang zur Bestimmung der Strahlungsaktivität der darin enthaltenen radioaktiven Strah-

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lungsquelle durchlaufen hat, ist eine Bedienungsperson nunmehr in der Lage, die betrachtete Probenküvette 24 aus der Zähl- und Anzeigeeinrichtung zwischen den Photomultipliern PMT^"¹» PMT 4^ 2 zu entfernen und durch eine neue Probenkiivette 2"4 zu ersetzen. Wenn vorläufig ein halbautomatischer Zählzyklus in Betracht gezogen wird, ist es für eine Bedienungsperson lediglich erforderlich, einen Knopf für "Auswerfen¹¹ an einer (nicht gezeigten) Hauptsteuerplatte au drücken. Wenn dies erfolgt ist, wird ein Stromkreis von einem Anschluss L2 (Pig. 3a) einer ge-

" eigneten Wechselspannung über eine (nicht gezeigte) Baueinheit in einer Betriebaarteteuereinrichtung 40 über einen «Probewechsel n^M.-Anschluss 41, normalerweise geschlossene "Laufen"-Kontakte des oberen Grenzschalters LS2 sowie einen "Auswerfen"-Anschluss des Aufzugmotors M1 geschlossen, welcher mit dem Anschluss L1 der Wechselspannung in Verbindung steht. Unter diesen Bedingungen wird der Motor M1 eingeschaltet und beginnt zu laufen, um die Antriebsstange 35 eowie die Aufzugstange 28 anzuheben. Wenn die Aufzugstange 28 ihre Aufwärtsbewegung be-

k ginnt, gibt der Plansch 39, welcher mit dem Bügel 36 einstückig ausgebildet ist, das Betätigungselement LS1a des unteren Grenzschalters LS1 frei, wobei ermöglicht wird, dass dieser in seine Grundstellung zurückkehrt, wobei "Laufen"-Kontakte geschlossen und "Anhalten"-Kontakte offen sind. Wenn die Aufzugstange 28 sich ihrer oberen Grenzstellung nähert (wobei der Verschluss 30 durch Zusammenwirkung der Verechlussbetätigungsstange 32 sowie der Antriebsstange 35 geöffnet wurde), liegt der Flansch 39 gegen das Betätigungselement LS2a des

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oberen Grenzschalters LS2 an, wobei dieser verschoben wird, um seine normalerweise geschlossenen "Laufen"-Kontakte zu öffnen und die normalerweise geöffneten "Anhalten"-Kontakte zu echliessen. Wenn dies eintritt, wird der Aufzugmotor M1 abgeschaltet, und die Probenküvette 24 befindet sich in der "probenauswerf-" Stellung.

Während eines halbautomatischen Betriebszyklus ersetzt die Bedienungsperson einfach die ausgeworfene Probenküvette 24 durch eine neue Probenküvette und drückt alsdann einen Betriebsartwählschalter für "Beschicken" an der (nicht gezeigten) Hauptsteuerplatte. Andererseits könnte bei einem vollständig automatischen Betriebszyklus die Schliessung der "Anhalten"-Kontakte des oberen Grenzschalters LS2 über eine geeignete, nicht gezeigte, jedoch nach der USA-Patentschrift 3 257 561 beschriebene Schaltung eine Einschaltung eines Portschaltmechanismus zur automatischen Bewegung der nächsten Probenküvette an ihren Platz hervorrufen.Wenn sich die neue Probenküvette an ihrem Platz befindet, wird in jedem Pail ein Stromkreis von dem Anschluss L2 der Wechselspannung über die Betriebsartsteuereinrichtung 40, deren "Probe gewechself'-Anschluss 42, die normalerweise geschlossenen ⁿLaufen^M-Kontakte des unteren Grenzschal tero LS1 und den "Beschicken"-Anschluss des Aufzugmotors M1 zurück zu dem Wechselspannungsanschlusa L1 geschlossen. Der Motor läuft nun in der entgegengesetzten Richtung, um die Aufzugstange 28 in ihre unterste Stellung zurückzuführen. Gleichzeitig wird der \&rschluss 30 geschlossen, wenn 3ich die

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Antriebsstange 35 nach unten bewegt und die Führungsstifte darin an dem verdrillten Teil 34 der Verschlussbetätigungsetange 32 vorbei'laufen. Wenn die Aufzugatange 28 ihre unterste Grensstellung erreicht, liegt der Flansch 39 wiederum an und drückt das Betätigungselement LS1a des unteren Grenzschalters LS1 nach unten, wobei die "Laufen"-Kontakte unterbrochen und die "Anhalten¹¹-Kontakte geschlossen werden. Der Motor M1 wird wiederum abgeschaltet, und das Gerät ist nun für einen anderen Zählzyklus bereit. Eine Schliessung der "Anhalten"-Kontakte des unteren Grenzschalters LS1 bewirkt, ein Steuersignal von dem Anschluss L1 der Wechselspannung zu einem •Aufzug unten"-Anschluse 43 der Betriebsarteteuereinrichtung 40, wobei dieser mitgeteilt wird, dass sich das Gerät in e-inem Zustand zur automatischen Einleitung des nächsten Zählzyklus befindet.

b) Automatisch bewegbare äussere Standardstrahlungsquelle

) Gemäss der USA-Patentschrift 3 188 468 sind verschiedene Verfahren und Ausführungsformen von Geräten zur automatischen Untersuchung aufeinanderfolgender Proben in zwei getrennten Zählzyklen bekannt, wobei während eines Zählzyklus die bu untersuchende Probe einer bekannten Strahlungsleistung unterworfen wird, welche von einer inneren oder äusseren Standard-Strahl ungsquelle ausgeht. Allgemein beruhen Verfahren mit äusserer Standardstrahlungsquelle auf einer Streuung nach dem

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Coriptoneffekt, demzufolge auf Grund der Wechselwirkung zv/ischen einfallender Strahlung und Elektronen, die einen Teil der zu untersuchenden Probe bilden, Elektronen in den Flüosigszintillator mit einem Energiespe.ktrum erzeugen, das ähnlichen Charakter wie das durch einen Betastrahl hervorgerufene Spektrum aufweist. Gsmäss Pig, 2 ist eine Standardstrahlungsquelle 44, vorliegend eine Ilischotrahlungsquelle, an einer Stelle ausserhalb sowie in der Nähe der zu untersuchenden Probenkiivette 24 angeordnet. Gemäss einer charakteristischen Eigenschaft von Gammastrahlern oder Strahlern mit ähnlicher durchdringender Strahlung unterliegt die Strahlungsquelle 44 einer Vielzahl von Zerfallvorgängen in einer gegebenen Zeitpericde, wobei diese Zerfallvorgänge aus der Emission von Gammastrahlen in verschiedener Hichtung herrühren. Bestimmte Gammastrahlen werden gegen, in oder durch die Probenküvette 24 gerichtet, welche in der Zähl- und Anzeigeeinrichtung angeordnet ist, was zu Wechselwirkungen zwischen der Gammastrahlung und der Substanz der flüssigen Probe führt, wobei eine Anregung von Elektronen und Erzeugung eines Lichtblitzes in der Probe bewirkt werden. Unter bestimmten Umständen kann die Energie der Gammastrahlung vollständig absorbiert werden, obgleich öfter die Energie der auftreffenden Gammastrahlung lediglich teilweise absorbiert wird. Im letzteren Fall wird ein Photon in einer zufälligen Richtung geinäss dem Impulserhaltungssatz mit verminderter Energie abgelenkt, bis eine zweite Compton-Weehselwirkung auftritt. Da das Photon eine verminderte Energie aufweist, erhöht sich die Köglichkeit der Erzeugung einer zweiten Compton-Weehselwirkung.

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Wenn das Photon mit einer Substanz innerhalb der ProbenkUvette zu einem zweiten Zeitpunkt in Wechselwirkung tritt, wird die Energie dieses Photons wiederum entweder vollständig oder teilweise absorbiert, wobei Elektronen erzeugt und eine zweite Lichtszintillation in der Küvette 24 hervorgerufen werden. Das Ergebnis der vorangehenden Vorgänge liegt darin, dass in der ProbenkUvette 24 auftretende "Compton-Wechselwirkungen" ein Energiespektrum erzeugen, welches nach physikalischen Gesetzen mit dem von einem Betastrahler erzeugten Spektrum in Beziehung steht. Wenn folglich das in der Probenküvette 24 angeordnete Isotop ein Energiespektrum aufweist, das nach physikalischen Gesetzen in Beziehung zu dem durch die '•Compton-Wechselwirkungen¹¹ erzeugten Energiespektrum in Beziehung steht, so ist es möglich, die wahre Strahlungsaktivität des Isotops zu bestimmen, unbeschadet des Ausmassee der Dämpfung, Änderungen der Netzspannung oder Drift des Gerätes» da die Wirkung dieser Variablen an dem Isotop und der Standardstrahlungsquelle gleich sind. Dies wird zweckmässig entweder durch arithmetische Berechnung oder durch Vergleich mit den vorangehend ausgearbeiteten Scharen von Eichkurven durchgeführt.

Das Gerät nach Fig. 2 ermöglicht eine pneumatische Verschiebung der äunseren radioaktiven Standardstrahlungsquelle 44 in die und auß der Nähe der in der Anzeigekanuner angeordneten Probenküvette 24. Dies ist bereits Gegenstand eines nicht zum Stande der Technik -gehörigen Vorschlages und wird nachfolgend näher erläutert.

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Genäss Pig. 2 ist die aus radioaktivem Material bestehende Standardstrahlungsquelle 44 innerhalb eines allgemein vertikal verlaufenden Rohres 45 untergebracht, welches an seinem oberen Ende neben der Zähl- und Anzeigeeinrichtung endigt, innerhalb welcher die Probenküvette 24 angeordnet ist. Das obere Ende des Rohres 45 endigt an einem festen Anschlag 46 und ist mit Atmosphärendruck über eine geeignete Querleitung 48 verbunden. Das untere Ende der Leitung 45 ragt in ein abgeschirmtes Gehäuse 49, welches starr an dem G©3tell des Gerätes 20 befestigt ist, wobei ein Ringanschlag 50 in dem unteren Ende des Rohres 45 innerhalb des Gehäuses 49 ausgebildet ist. Das untere Snde des Rohres 45 ißt unmittelbar mit einem Paar von Steuerventilen 51» 52 verbunden, welche an die Druck- und Vakuumaeite einer üblichen Fluidpumpe angeschlossen sind, die ala Pneumatikpumpe P ausgebildet sein kann. Das Steuerventil 51, das der Druckseite zugeordnet ist, wird durch ein Solenoid St mit Anschlüssen T¹I, T2 gesteuert, während das Steuerventil 52 durch ein Solenoid S3 mitAnschlüssen T3, 314 betätigt wird,

Wenn das Solenoid S1 eingeschaltet wird, erfolgt eine unmittelbare Verbindung des Rohres 45 mit der Hochdruckseite der Pumpe P über das Steuerventil 51. Unter diesen Bedingungen wird die Mischstrahlungsquelle bzw. Standards trahlungsque;! La 44, welche sich innerhalb des Rohres 45 befindet, nach oben gedrückt> bis s.ie gegen den festen Anschlag 46 an dem oberen Erui^ 'as Roiirec anliegt. Vorzugsweise wird da3 Solenoid S> lediglich ^u eingeschaltet, um einen Impuls des Piuidciruckea au ί beug Aus diesem Grund wird die Standardstrahlungsquelio -"-4 in der

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Stellung gemäss Pig. 2 neben der Probenkuvette 24 gehalten. Eine Stahlkugel 54 oder ein anderes geeignetes magnetisch anziehbares Material ist innerhalb des Rohres 45 unmittelbar unterhalb der Standardstrahlungsquelle 44 angebracht. Ein ringförmig torischer Magnet 55 ist nahe dem oberen Ende des Rohres 45 dieses umgebend angeordnet, und zwar allgemein an oder nahe dem oberen Rand der Plattform 29. Wenn somit das Soleoid 31 abgeschaltet wird, zeigen das Material der Standardstrahlungsquelle 44 und die Stahlkugel 54 das Bestreben, durch das Rohr 45 nach unten zu fallen, bis die Stahlkugel durch den Magnet 55 angezogen wird, wobei die Standardstrahlungsquelle in eine genau richtige Lage gebracht wird. Wenn eine Bedienungsperson die Standardatrahlungsquelle zu entfernen wünscht, ist es lediglich erforderlich, das Solenoid S2 kurzzeitig einzuschalten, so dass dae Rohr 45 unmittelbar mit der Vakuum- oder Niederdruckaeite der Pumpe P über das Steuerventil 52 gekoppelt wird. Wenn dies auftritt, wird Vakuum in das Rohr 45 eingezogen, welches zusammen mit dem über die Querleitung 48 ausgeübten Druck dazu dient, die Standardatrahlungsquelle 44 sowie die Stahlkugel 54 nach unten durch das Rohr zu treiben, bis diese gegen den ringförmigen festen Anschlag 50 innerhalb des abgeschirmten Gehäuses 49 anschlägt.

In Verbindung rait Fig. 3a, 3b sind nunmehr typische Betriebezyklen fir eine Betriebsart mit ausgeschalteter und eingeschalteter autonaiiach bewegbarer Standardatrahlungsquelle veranschaulicht,. Zuerst sei angenommen, dass die Beuienungsperson lediglich eine beaondero Probe zu untersuchen wünscht, ohne diese

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einer äuoseren ßtandardstrahlung auszusetzen. Alsdann ist es lediglich erforderlich, einen Steuerschalter 56 (Fig. 3a) für die automatisch bewegbare Standard strahlungsquell e in He Ausstellung zu bringen. Y/enn hierbei die Auf zugstange 28 die Abwärtsstellung erreicht und ein Signal auf den "Aufzug unten"-Anschluss 43 übertragen wird, wirkt dieses Signal Über eine geeignete Baueinheit in der Betriebsartsteuereinrichtung 40, um unmittelbar ein Steuersignal an einem "Zählung beginnen"-Anschluss 58 zu erzeugen, wobei ein Zählzyklua in einer nachfolgend ausfuhrlicher zu beschreibenden Wei3e eingeleitet wird. λ Bei Vollendung des Zählzyklus erscheint ein Steuersignal an einem, "Zahlung beendef'-Anschlues 59 für die Betrlebaartsteuer- «sinrichtung .40, wobei das Signal unmittelbar zu einem "Aufzeichnung begirmen^M-Anschius8 60 zu© 2wecke der Einjeüung eines Aufaeiehnungszyfclue an dem Anzeigeteil des Gerätes 20 übertragen wird. Sech Vervollständigung dee Aufzeichnungszyklue erechelnt ein Steuersignal an einem "Aufaeichnung beendef'-Abschluas 61, daa unmittelbar zu dem "Probe wechseln"~Ansehluss 41 zum Zwecke einer Erregung dea Aufzugmotors'M1 über desen "Ausv/erfen"-Anachluss in der vorangehend beschriebenen Weise übertragen wird, " um die zu untersuchende Probenküvette 24 aus der Zähl- und An-Zeigeeinrichtung auszuwerfen.

Nunmehr sei angenommen, daaa die Bedienungsperson eine Probe in einer Betriebsart mit eingeschalteter automatisch bewegbarer Standardstrabluigfsquelle zu zählen wünscht. Alsdann ist es lediglich notwendig, dass der Steuerschalter 5» in die Einschalteteilung gebracht wird. Y/enn dies der Fall ist, erreicht die

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Aufzugstange 26 ihre unterste Stellung mit der neuen Probenküvette, wobei da3 an dem "Aufzug unten"-Anschluss 43 erscheinende Signal über eine (nicht gezeigte) Differenziereinrichtung zu einem "Strahlungsquelle einsetzen"-Anschlu6s 64 der Betriebsartsteuereinrichtung 40 übertragen wird. Der Signalimpuls, welcher an dem Anschluss 64 erscheint, wird unmittelbar zu einer 'Strahlungsquelle ein/aus"-Steuerung 65 übertragen, um einen Stromkreis für das Solenoid S1 über eine (nicht gezeigte) Schaltung zu schliessen. Zum gleichen Zeitpunkt, in dem das Steuersignal auf den "Strahlungsquelle einsetzen^M-Anschlu8s 64 übertragen wird, erfolgt eine Signalübertragung auf den "Zählung beginnen"-Anschluss 58 der Betriebsartsteuereinrichtung 40 über eine übliche (nicht gezeigte) Zeitversögerungeeinrichtung, welche eine auereichende Verzögerung ergibt, um sicherzustellen, dass die Standardstrahlungsquelle von ihrer Abschirmsteilung im Gehäuse 49 bereits in ihre wirksame Stellung neben der Probenküvette verschoben ißt, wenn die Zählung beginnt. Das an dem "Zählung beginnen"-Anschluss 58 vorliegende Signal leitet einen ersten Zählzyklus für die Probenküvette 24 ein, während die Standardstrahlungsquelle 44 sich benachbart der Probenküvette 24 befindet. Bei Beendigung des Zählzyklus wird ein Signal an dem "Zählung beendef'-Anschluss 59 der Betriebsartsteuereinrichtung 40 erzeugt, welches über die (nicht gezeigten) Einschaltkontakte des Steuerschalters 56 für automatisch bewegbare Standardstrahlungsquelle zu einem "Strahlungsquelle auriickziehen"-Anschlus3 70 der Betriebsartsteuereinrichtung 40 über irgendeine geeignete (nicht gezeigte) Differenziereinrichtung übertragen wird. Das an dem Anschluas 70 vorliegende Signal schliesst einen Strom-

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kreis über die "Strahlungsquelle ein/aus"-Steuerung 65 für das Solenoid S2 und die Pumpe P, wobei die Pumpe beaufschlagt und das Steuerventil 52 in eine Stellung verschoben werden, wo das Rohr 45 unmittelbar mit der Vakuumseite der Pumpe verbunden wird, so dass die Standardstrahlungsquelle 44 aus ihrer Stellung neben der Probenküvette 24 in der Zähl- und Anzeigeeinrichtung in ihre Abschirmstellung innerhalb des Gehäuses 49 zurückgezogen wird. Zum gleichen Zeitpunkt, wenn das Steuersignal an dem "Strahlungsquelle zurückziehen^M-Anschlu8S 70 erscheint, wird dieses auch zu 'dem "Zählung beginnen"-Anschluss 58 der Betriebsartsteuereinrichtung 40 über eine "übliche (nicht gezeigte) Zeitverzögerungseinrichtung übertragen, um sicherzustellen, dass die Standardstrahllungequelle bei dem nächsten Zählvorgang aurückgezogen ist. Das an dem "Zählung beginnen¹·-Anschluss 58 der Betriebaartsteuereinrichtung 40 erscheinende Signal leitet alsdann einen zweiten Zählzyklus für die Probenküvette 24 ein, diesmal bei entfernter äusserer Standardatrahlungsquelle. Bei Beendigung des zweiten Zähljsyklus erscheint ein Steuersignal an dem "Zählung beendet"- · Anschluss 59 und v/ird unmittelbar über die (nicht gezeigten) Einschalt-Schalterkontakte des Steuerschalters 56 für die automatisch bewegbare Standardstrahlungsquelle sowie eine (nicht gezeigte) Differenziereinrichtung als Steuerimpuls zu den "Aufzeichnung beginnen"-Anschluss 60 übertragen, wonach wiederum ein Aufzeichnungszyklus ähnlich dem vorangehend beschriebenen eingeleitet wird, an dessen Ende ein Steuersignal an den "Probe wecheeln"-Anochlu53 41 abgegeben wird, welches bewirkt, dass ein Stromkreis für den Au'fzugmotor M1 über seinen "Ausv/erfen"-Anschlusö hergestellt wird, wobei die Probonkivette 24 aus der

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Zähl- und Anzeigeeinrichtung ausgeworfen-wird, nachdem sie zwei aufeinanderfolgende Zählzyklen durchlaufen hat, und zwar einen mit der Standardstrahlungsquelle 44 neben der Probenküvette und einen anderen, bei dem die Standardstrahlungsquelle 44 von der Probenküvette entfernt ist und sich innerhalb des abgeschirmten Gehäuses 49 befindet.

c) Programmierschaltung

Da das Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung normalerweise mit einer Bugeordneten Programmiersteuerechaltung verwendet werden, ißt nachfolgend eine typische Programmierschaltung 75 (Pig. 3a) kurz beschrieben. Nachdem eine Probenküvette 24 richtig zwischen den Detektor-Photomultipliern PMT{$.1» ΡΜΤ4£2 angeordnet wurde, erfolgt die Abgabe eines Signais an dem "Zählung beginnen"-Anschluss 53 in der vorangehend beschriebenen V/eise, wobei angezeigt wi'rd, dass eine Beschickung mit der neuen Probenküvette 24 erfolgte und der nächste Zählzykluö begonnen werden soll. Das an dem Anschluss 50 abgegebene Steuersignal wird alsdann über eine Leitung 76 zu den "Start"-Anschlüssen eines Zeitgebers 78 und einer Start/Stop-Steuerung 79 geleitet. Gleichzeitig wird ein Steuersignal von der Betriebsartßteuereinrichtung 40 über einen "Zeitwähl"-Anschluss 80 unmittelbar zu dem Zeitgeber 78 übertragen, wobei dieses Signal eur Rückstellung des Zeitgebers in seine Grundstellung dient, während gleichzeitig die Zeitzunahme für den Zeitgeber 78 ge-

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wählt wird, un während des folgenden Zählzyklus zu arbeiten. Das zu der Start/Stop-Steuerung 79 von dem "Zählung beginnen"-Anschluss 58 ausgehende Signal bewirkt einen von zwei Steuereingangssignalen, welche notwendig sind, um Gatter 8ia, 81b, 81c, 81d, 81e zu öffnen, wobei diese Gatter fünf Impulshöhen-Analyaierkanälen zugeordnet sind. Während des bestimmten Zeitintervalls, das durch den Zeitgeber 78 weggemessen wird, werden seitens der Photomultiplier PMT#1, PMT& 2 erzeugte Strom- oder Spannungsimpulse gleichzeitig zu einer Koinzidenzschaltung 82 und einem Suranierverstärker 84 Übertragen. Wenn Impulse gleichzeitig von beiden Photomultipilern durch die Koinzidenzschaltung 82 abgetastet werden, erfolgt die übertragung eines Ausgangssignals von der Koinzidenzschaltung 82 unmittelbar zu den Gattern 81a-81e, wobei ein zweites Steuereingangsaignal gebildet wird, das zur öffnung der Gatter erforderlich ist. Die Gatter 81a-81e sind normalerweise geschlosser., um den Durchgang von Impulsen zu verhindern, und lediglich bei gleichzeitigem Vorliegen von Steuereingangesignalen seitens der Koinzidenzschaltung 82 und der Start/Stop-Steuerung 79 geöffnet. (

Die Impulse der Photonultiplier PMT&1, PMT ff 2, welche zu dem Summierverstärker 84 verlaufen, werden algebraisch addiert, wobei ein einziger Ausgangsimpula erzeugt wird, welcher der Summe der beiden Eingangsimpulee entspricht, wobei der einzige Ausgangsimpuls gleichzeitig an den Ausgangsanschlüssen von Verstärkern 85a-85e mit einstellbarer Verstärkung liegt, die den fünf Impulshöhen-Analyaierkanälen zugeordnet sind. Die

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Ausgangssignale der einstellbaren Verstärker 85a-8J>e werden wiederum entsprechend den Eingangsaneclilüssen von fünf Impulshöhen-Analysatoren 86a-86e zugeführt. Die Impulshöhen-Analysatoren 86a-86e umfassen geeignete (in Fig. 3a nicht gezeigte) Diskriminatorschaltungen, welche nach Wahl justierbar sind, um lediglich ein gewähltes Amplitudenband von Impulsen durchzulassen. Die Eingangeimpulse zu den fünf Impulehöhen-Analysierkanälen können differentiell durch die einstellbaren Verstärker 85a-85e verstärkt werden, wie dies genauer der USA-Patentschrift 3 IH 835 zu entnehmen ist. Auf diese Weise werden diejenigen Impulse in jedem der fünf Impulehöhen-Analysierkanäle, welche in ihrer Amplitude den Grunddiekriminatorpegel für die entsprechenden Impulshöhen-Analysetoren 86a-.86e, nicht jedoch den maximalen Diskriminatorpegel überschreiten, von den Impulshöhen-Analysatoren zu dem Eingang der Gatter 81a-81e geleitet. Unter der Annahme, dass zusammenfallende Signale durch die Koinzidenzschaltung 82 angezeigt wurden, erfolgt eine Weiterleitung dieser Impulse durch die nunmehr offenen Gatter unmittelbar zu dem Eingang von entsprechenden Integratoren (ecalere) 88a-88e oder anderen geeigneten Regietriereinrichtungen. In einem vollständig automatischen System der beschriebenen Art erzeugen die Zähler 88a-88e Ausgangssignale S1-S5, welche einem Datenverarbeitungsteil 87 (Fig. 3b) des Systems zugeführt werden.

An dem Ende der durch den Zeitgeber 78 dargestellten, seitlich abgestimmten Periode liefert der Zeltgeber ein Signal Über Leitungen 89, 90, um an der Betrlebsartsteuereinrlehtung 40

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Anzuzeigen, dass die Zählung beendet ist und zu bewirken, dass die Start/Stop-Steuerung 79 die Gatter 81a-81e schliesst. Gemäss Pig. 3a ist die mit dem Zeitgeber 78 verbundene Leitung 90 unmittelbar zu dem "Zählung beendef'-Anschluss 59 für die Betriebsartsteuereinrichtung 40 gefuhrt. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der Zeitgeber 78 ein Zeitgebersignal T1, welches für die Länge der Zeitperiode kennzeichnend ist, sowie ein "Zählung beendet"-Signal, die beide ebenfalls auf das nachfolgend zu beschreibende Datenyerarbeitungssyatem in der gleichen v/eise wie die Ausgangssignale S1-35 der Integratoren 88a-88e übertragen werden. Zu dem Zeitpunkt, wenn der Zeitgeber 78 abschaltet und ein "Stop"-Signal für die Start/Stop-Steuerung 79 erzeugt, liefert diese nach einer auereichenden Verzögerung, um sicherzustellen, dass die in den Integratoren 88a-88e aufgezeichneten Daten durch den Datenverarbeitungsteil des Systems abgelesen wurden, ein Rucksteilstgnal für die Integratoren über die Leitungen 91, wobei dieses Signal alle Integratoren in ihren Nullzustand zurückführt.

Da die schematisch in Pig. 3a veranschaulichte Programmierschaltung 75 in verschiedener Weise aufgebaut sein kann, ist keine ausführliche Beschreibung gegeben. Es versteht sich indessen, dass die durch die Integratoren 88a-38e aufgezeichneten "Zählungen", welche dem Datenverarbeitungateil des Systems als Signale S1-S5 zugeführt werden, "Antwortsignal einer Kintergrundötrahlung einaehlieeeen, welche Szintillationsblitze in dem Fliissigezintillator erzeugt und von äuseeren Strahlungeq.uellen

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aufgenommen wird. Diese Ansprechvorgänge auf die Hintergrund-Strahlung ergeben sich zusätzlich zu den Ansprechvorgängen auf die Strahlung der gemessenen Probe. Diese "Hintergrundstrahlungszählung¹¹ kann indessen zuerst erfolgen, wobei sich keine Probe oder eine Probe bekannter radioaktiver Strahlungsleistung in der Zähl- und Anzeigeeinrichtung befindet. Eine derartige Hintergrundstrahlungszählung umfasst, wie sich versteht, jegliche vernachlässigbaren Zählungen, welche durch die äussore Standardstrahlungsquelle 44 hervorgerufen werden, wenn sich diese in ihrem abgeschirmten Gehäuse 49 befinden. Die Hintergrundstrahlungszählung kann danach von jeder Probenablesung subtrahiert werden, um eine Anzeige der radioaktiven Strahlungs leistung der Probe zu erhalten. Um dies zu erreichen, ist das Gerät mit drei Gruppen von vier Einstellknopf-Skalenschaltern versehen, welche an einer (nicht gezeigten) Hauptsteuerplatte angeordnet sind. Nachdem die Bedienungsperson auf diese Weise bestimmt hat, welche Hintergrundetrahlungszählung für jeden der drei Datenkanäle vorliegt, d.h. die Kanäle mit den Integratoren 88c, 88d, 88e, braucht sie lediglich diese Ablesung in dem Gerät so einzustellen, dass Ausgangssignale BG1, BG2, BG3 (Pig. 3b) für den Datenverarbeitungeteil 87 des Systems erzeugt werden, welche von Bruttozählungen subtrahierbar sind, um eine Anzeige der Nettozählungen pro Minute zu erzielen.

Neben der Zählung von Antwortsignalen durch die Photomultiplier in einem gegebenen Zeitintervall (vorangestellter Zeitbetrieb) kann die erforderliche Zeitperiode zur Erzeugung einer bestimmten Antahl von Antwortsignalen (voreingeatellter Zählbetrieb)

gemessen und aufgezeichnet werden, wie dies an sich bekannt ist, In diesem Pail ergibt die Betriebsartsteuereinrichtung 40 ein geebnetes Signal über den "Zeitwähl"-Anschluss 80, um zu bewirken, dass der Zeitgeber 78 ein "3top"-Signal fur die Start/ Stop-3teuerung 79 zu dem Zeitpunkt erzeugt, in den die voreingeotellte Zählung erreicht wird.

d) Datenverarbeitungssysten i

Das besondere, in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendete Datenverarbeitungasystem ist nicht kritisch, so dass irgendeines der zahlreichen bekannten Systeme verwendbar ist. Besonders gunstige Ergebnisse sind indessen erzielbar, wenn das Datenverarbeitungcsystem In der Lage ist, Daten zu analysieren, die den System beispielsweise von den Integratoren 88a, 88b zugeführt wurden, wobei diese Daten kennzeichnend für ein besonderes Zählungsverhältnis der äuaseren Standardstrahlungs-'■luelle sind, d.h. für ein Verhältnis der in zwei verschiedenen Integratoren summierten Zählsignale, welche durch die äuasere Standardatrahlungsquelle 44 (Pig. 2, 3a) hervorgerufen wurden. Diese Daten können alsdann verwendet werden, um automatisch einen eingestellten Dämpfungsgrad zu simulieren, welcher dem gemessenen tatsächlichen Däinpfungsgrad für jede Probe überlagert wird, ua einen von m (wobei m eine ganze Zahl ist) wirksamen Dämpfurfgsgraden herzustellen, für deren jeden die Zähl-Y.irkung3gracie der interessierenden Isotope genau bekannt sind.

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Zum besseren Verständnis ist nachfolgend in Verbindung mit Pig. 3b ein derartiges typisches System beschrieben. Gemäss nicht zum Stande der Technik gehörigen Vorschlägen liegt bereite ein System vor, bei dem eine simulierte Dämpfung durch gesteuerte Modulation des Quantenwirkungsgrades der Photomul ti plier PMT $ ϊ , PMTiHt 2 oder die Kollektorwirkungsgrade von deren ersten Dynoden in Abhängigkeit von der Messung eines Dämpfungsanzeigeparameters erzeugt wird, beispielsweise des Nettozählungsverhältnisses der äusseren Standardstrahlungsquelle; ferner wurde bereits ein ähnliches System vorgeschlagen, bei dem eine simulierte Dämpfung durch steuerbare Modulation der vor dem Auftreffen erzeugten Licntenergie in einem Lichtwandler in Abhängigkeit von der Messung eines derartigen Parameters bewirkt wird.

Gemäss Fig. 3b werden die Ausgangs3ignale. S1-S5 der Integratoren 88a-88e (Pig. 3a) als Eingangssignale einer Rechner/Analysator-Schaltung 92 zugeführt, welche einen Teil des Datenverarbeitungssystems 87 darstellt. Bei Betrachtung der Signale S1, S2, welche durch die Integratoren 88a-88e erzeugt werden, ergibt sich,wie bereits erwähnt, dass diese Signale bei dem beispielsweise dargestellten Gerät kennzeichnend für die Zählungen sind, welche in zwei unterschiedlichen Penstern durch Wechselwirkungen zwischen den Strahlungen erzeugt werden, die von der äusseren Standardstrahlungsquelle 44 (Pig. 2, 3a) und dem Szintillatormaterial in einer Probenklivette 24 ausgehen. Somit ist das Verhältnis der in den beiden Integratoren 88a, 88b summierten Zählsignale das Bruttczählungsverhältnis der äusseren Standardetrahlungsquelle, welches verwendbar ist, um eine Anzeige der

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Dämpfung zu liefern.

Unter der Annahme, dass zv/ei aufeinanderfolgende Zählzyklen durchgeführt werden, und zwar einer mit der Standardstrahlungsquelle 44 neben einer Probenkiivette 24 und einer mit von der Probenkiivette entfernter Standardstrahlungsquelle in dem abgeschirmten Gehäuse 49, erscheinen zwei aufeinanderfolgende S1- und S2-Signale als Eingangssignale an der Rechner/Analysator-Schaltung 92, Die erste Gruppe von Signalen S1, 32 kann gespeichert werden; die zweite Gruppe von Signalen S1, S2 (aufgenommen, wenn die Standardstrahlungsquelle 44 von der Probenküvette^entfernt iot) kann alsdann von der ersten Signalgruppe abgezogen werden, um eine Anzeige der ausschliesslich von der äusseren Standardstrahlungsquelle hervorgerufenen Zählungen in den b3iden Kanälen zu erhalten. Die ausschliesslich von der Standardstrahlungsquelle bewirkte Zählung in dem Kanal mit dem Integrator 88d wird alsdann durch die entsprechende Zählung geteilt, welche in dem Kanal mit dem Integrator 8Se vorliegt, eo dass sich eine Anzeige des Zählungsverhältnisses ausschliesslich der äusseren Standardstrahlungsquelle ergibt.

Ein solches Zählungsverhältnis kann in einem "Antwortregister" 94 angezeigt werden, welches einen Teil der Rechner/Analysator-Schaltung 92 bildet. Vorzugsweise ist die Anordnung so justiert, dass das ermittelte Zählungsverhältnis mit einer Konstanten multiplizier* wird, um willkürlich ein Verhältnis von 1,0 für eine ungedämpfte Standardstrahlungsquelle zu erhalten. Bei progressiv gesteigerter Dämpfung werden die in den Integratoren

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88a, '88b summierten Bruttozählsignale erniedrigt, was in Abhängigkeit von den Auamass der Dämpfung eine Änderung in dem berechneten Verhältnis von 1,0 bis 0,0 herbeiführt. Die besonderen Programminstruktionen, welche dazu dienen, die Rechner/ Analysator-Schaltung 92 in der vorangehend aufeinanderfolgenden Betriebsart zu betätigen, werden von der Betriebsartsteuereinrichtung 40 (Pig. 3a) über die Leitung 95 an die Schaltung 92 abgegeben.

Es sei nun angenommen, das3 eine in dem "Antwortregister" 94 erseheineride Anzeige der fünf Digits umfassenden Zahl 0,3621 entspricht, wobei das "a"-Digit gleich "0", das »b»-Digit gleich 3," das "c"-Digit gleich 6 usw. sind. Unter dieser Annahme ist ersichtlich, dass das Zählungsverhältnis ausschliehelich der äusseren Standerdstrahlungsquelle für die besondere Probe 0,3621 beträgt, was einer wesentlich gedämpften Probe entspricht, wenn dies zu dem voreingestellten willkürlichen Verhältnis 1,0000 für eine ungedämpfte Probe in Vergleich gesetzt wird.

Gemäss der nachfolgenden Beschreibung kann die Bedienungsperson Zählungsausbeuten für das besondere Isotop kennen, welche lediglich für bestimmte ausgewählte Dämpfungsgrade ein hohes Hass an Gen-.uigkeit aufv/eisen, beispielsweise lediglich für die Verhältnisse 1,0; 0,9; 0,8; .....; 0,0, jedoch nicht fJr Zwischenwerte des Dämpfungsgrades. Bei der praktischen Ausfährungeform genä33 einem bereits erwähnten, nicht zum Stande der Technik gehörigen Vorschlag ist Vorsorge getroffen, um einen

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tl££j2 Dämpfungsgrad f Ur die au untersuchenoe^Probenküvette 2^) so au simulieren, dass ein wirksamer Dämpfungsgraö gleich einen der gewählten Dämpfungsgrade geschaffen wird, für welche die Zählungsausbeute mit einem hohen Iiasc an Genauigkeit bekannt ist, beispielsweise im vorliegenden Beispiel gleich einem Dänpfungsgrad von 0,3000. Un dies zu erreichen, wird gemäss dem nicht zum Stande der Technik gehörigen Vorschlag die binär kodierte Desimalinformation, welche in den "c"-, "d"- und "e"~Digitteilregistern des Antwjrtregisters 94 gespeichert ist, einer simulierten DämpfungsSteuerung 96 zugeführt, v/o die " Daten entschlüsselt werden und die resultierende Digitalinformation in Zunahmewerte, beispielsweise des Stromes, umgewandelt wird. Derartige Zunahmestromwerte werden alsdann über eins Leitung 98 zu den Photcmultipliern ΡΙ·;Τ# 1 , PMT#2 übertragen, wo sie zur Simulierung eines gesteuerten Daupfung3grades durch Änderung des Quantumwirkungsgrades der Photornultiplier dienen. Die Schaltung, welche vorliegend nicht im einaelEn gezeigt ist, bewirkt, dass der simulierte Dämpfungsgrad eine Punktion der Differenz zwischen dem gemessenen Dämpfungsgrad, vorliegend λ 0,3621, und dem gewählten Dämpfungsgrad, welchem das System anzupassen ist, vorliegend 0,3000. Der vorangehende Zyklus kann nach Wunsch beliebig oft wiederholt werden, um eine Konvergens gegen den gewünschten wirksamen Därspfungsgrad oder eine vernünftige Annäherung an denselben sicherzustellen.

Um eine weitere Steuerung zu ermöglichen, wird die binär verschlüsselte Dezimalinformation, welche in den "a"- und "b^w~ Digitteilregistern des Antwortregisters 94 gespeichert ist,

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vorzugsweise in einem geeigneten Entschlüssler 99 (Pig. 3b) entschlüsselt,, welcher geeignete Ausgangssignale an bestimmten seiner Anschlüsse b.9» b.8, b,7, ...., b.O erzeugt, welche digitalmässig kennzeichnend f';r den Wert der "a"- und "b" Digits sind, vorliegend .für den Wert 0,3000. Diese Digitalinformation kann alsdann zu der simulierten Dämpfung3:steu!erutng 96 übertragen werden, um das darin erzeugte Zunahmastromsignal in einer Weise zu modulieren» welche bereits Gegenstand des vorangehend erwähnten» nicht zum Stande der Technik gehörigen Vorschlages ist.

Bei der Anordnung gemäss dem vorangehend erwähnten» nicht zum Stande der Technik gehörigen Vorschlag ist ein ähnliches System vorgesehen. Jedoch stellt in diesem Fall das Ausgangssignal der simulierten DämpfungBsteuerung vorzugsweise ein gesteuertes Potentialniveau dar, welches verwendet werden kann, um eine Stellmotorantriebseinrichtung (vorliegend nicht gezeigt) in Betrieb zu setzen und beispielsweise eine Annähe-. rungsbewegung der Photomultiplier PMT$ 1 und PMT $2 gegen die einer Analyse zu unterwerfende Probe 24 oder von dieser weg zu bewirken, so dass der Wert der die Photomultiplier erreichenden Lichtenergie in gesteuertem Umfang geändert wird. Wiederum besteht die Wirkung darin, einen Dämpfungszustand zu simulieren, welcher algebraisch zu dem tatsächlichen Dämpfungsgrad der Probe addiert wird, um einen vorgewählten gewünschten wirksamen Dämpfungsgrad zu erzeugen, für welchen die Zählungs- · ausbeuten genau bekannt sind.

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Gemäss den vorangehend erwähnten, nicht zum Stande der Technik gehörigen Vorschlägen ist vorzugsweise bei den beispielsweisen Datenverarbeitungsteil 37 Vorsorge getroffen, um eine automatische Berechnung der Strahlungsaktivität der Probe in Einheiten der Zerfallsvorgänge pro Minute bzw. Zerfallsrate (dpm)· zu erabglichen. Zu diesem Zweck sowie unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Bedienungsperson mit hohem Genauigkeitsgrad die verschiedenen Zählungsausbeuten der Isotope in den verschiedenen Penstern lediglich für $eaen der m gewählten Dämpfungsgrade kennt, beispielsweise Dämpfungsgrade entsprechend den reinen Zählungsverhältnisson der äusseren Standardstrahlungsquelle von 0,9, 0,8, 0,7» .·..., 0,0, ist an der (nicht veranschaulichten) Steuerplatte des Gerätes Vorsorge getroffen, um derartige bekannte Dämpfungsgradwerte in das Gerät einzugeben. Somit nimmt ge,mäsa Pig. 3 die Rechner/Analysator-Schaltung 92 auch Steuereingangssignale über Leitungen 100 , 101, 102 auf, welche für derartige bekannte Dämpfungsgrade kennzeiohnand sind.

Wenn die Bedienungsperson eine Auswahl hinsichtlich der Betäti- i gung in einer Betriebsart trifft, derzufolge das Gerät jede Probe aialysieren und danach automatisch die absoluten Strahlungsaktivitäten für die Probe berechnen soll, braucht die Bedienungsperson lediglich einen automatischen "dpin"-Steuerschalter 104 (Pig. 3a) in den Einschaltzustand zu bringen, und die Betriebsartsteuereinrichtung 40 wirkt danach über die Leitung 95, um'zu bewirken, dass die Rechner/Analysator-Sehaltung .92 zuerst den tatsächlichen Dämpfungsgrad der Probe berechnet und danach eine Konvergenz zu Irgendeinem gewählten Dämpfunge-

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grad der π wirksamen Dämpfungsgrade herbeiführt, f",v deren jeden die Zählungsausbeuten genau bekannt sind, um danach die reine Zählungsrate (cprn) für verschiedene Isotope zu berechnen und schliesslich diese Nettozählraten durch die richtig eingespeisten Zählungsau3beuten zu teilen, um absolute Probenstrahlungsaktivitäten in Einheiten der Zerfallsrate (dpm) zu erzeugen. Diese Daten können alsdann einer üblichen Aufzeichnungseinrichtung 105 zur Anzeige in irgendeiner geeigneten Weise zugeführt werden. Praktisch befindet eich die Aufzeichnungseinrichtung 105 lediglich bei Aufnahme eines Steuersignals de3 "Aufzeichnung beglnnen"-Anschlusses 60 (Pig. 3a) in Bereitschaft und erzeugt bei Beendigung eines Aufzeichnungszyklus alsdann ein Steuersignal an dem "Aufzeichnung beendef'-Anschluss 61, um die Betriebsartsteuereinrichtung 40 in Bereitschaft zu bringen und eine automatisch fortgesetzte zyklische Betätigung des Gerätes zu ermöglichen.

e) Spektrale Verteilung und Paktoren, welche die Impulshöhenspektren beeinflussen

Es ist bekannt, dass Betastrahlung emittierende Isotope Zerfallvorsänge erzeugen, welche individuell eine Energieauabreitung über einen sehr weiten Bereich oder über ein Spektrum ein- echliessen. Jedes Isotop hat sein eigenee charakteristisches Spektrum mit einer bekannten Maximalenergie. Ein deratiges Spektrum umfasst einige Zerfallvorgänge von naheau verschwindender Energie, einige wenige Zerfallvorgänge von maximaler Energie

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und eine Mehrheit von Zerfallvorgängen mit Energien im Bereich zwischen den oberen und unteren Grenzen. Zwischen diesen Grenzen erreicht das Spektrum einen Spitzenwert und fällt dann ab. Da die Lichtwandler oder Photomultiplier ΡΙίϊ#1, PMT#2 Impulse erzeugen, welche im wesentlichen in ihrer Amplitude proportional den Energien der entsprechenden Zerfallvorgänge sind, entspricht das Impulshöhenspektrum für eine gegebene Verstärkung der Photomultiplier dem Energiespektrum der Zerfallvorgänge. Ein charakteristisches Impulshöhenspektrum für eine typische Betastrahlung von niedriger Energie, beispielsweise Tritium ( H) in einer ungedämpften Probe ist graphisch durch die Spektralkurve 106 von Fig. 4 dargestellt. Ein ähnliches charakteristirches Impulshöhenspketrum für einen höhere Energie abstrahlenden typischen Betastrahler, beispielsweise Kohlenstoff-14( G) in einer ungedämpften Probe ist graphisch durch die Spektralkurve 108 von Fig. 4 wiedergegeben. Es versteht sich, dass der Bereich unter den Kurven 106, 108 der Gesamtzahl von Ausgangsimpulsen der Photomultiplier entspricht und damit proportional der Gesamtzahl der Zerfallvorgänge ist, welche in der untersuchten Probe in einer gegebenen Zeiteinheit auftreten, beispielsweise pro Minute.

Wenn vorläufig die Spektralkurve 106 geraäss Fig. 4 betrachtet wird, welche scheiaatisch das Spektrum für Tritium (^H) darstellt, ist ersichtlich, dass diese Kurve der Spannungsverteilung der Stroaimpulshöhen (entv/eder an den Ausgängen der Ihotomultiplierröhren oder nachfolgend in den Verstärkern) entspricht.

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Zur Diskusaion der Kurve kann die Abszisae des .Schaubildes nach Pig. 4· als ein Mass der Impulshöhe in Volt betrachtet werden, während die Ordinate den Zählungen pro Zeiteinheit oder pro Minute bzw. der Zählrate (cpm) entspricht. Die V/erte der Impulshöhen können auch in Diskriminatorteilungseinheiten in den Impulshöhen-Analysatoren 86a-86e (Fig. 3a) betrachtet werden. Wenn somit angenommen wird, dass die Verstärkung so eingestellt wird, dass maximale -Impulse in der Grössenordnung von 6 Volt erzeugt werden und ferner der volle Bereich der Diskriminatoreinstellungen 1000 .Teilungseinheiten entspricht, ergibt sich, dass jede Teilungseinheit des Dlskriminators äquivalent 0,008 V ist. Pur eine tatsächliche Kurve hängen die numerischen V/erte der Impulshöhe von der Einstellung der Verstärkung des Photomultipliers und/oder nachfolgender Verstärkerstufen ab (beispielsweise der Verstärker 84, 85a-85e gemass Pig. 3a), während die den Zählungen pro Minute entsprechende Messung von der Strahlungsaktivität der Probe abhängt.

Ea sei vorläufig angenommen, dass eine Probe mit einem Tritium-Isotop zu analysieren ist und die Bedienungsperson wünscht, dass Impulse entsprechend den Abklingzeiten erzeugt werden, welche in der Probe auf dem Kanal mit dem Iapulshöhen-Analysator 86c und dem Integrator 88c (Pig. 3a) erzeugt werden. In diesem Fall würde die Bedienungsperson diejenigen beiden Diskrininatoren (in Fig. .3a nicht gezeigt) justieren, welche den Impulshöhen-Analysator 86c bilden, um ein Grundniveau A und ein Maximalniveau B (in Fig. 4 schematiech veranschaulicht) für die zu

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zählenden Impulse einzustellen. Mit anderen V/orten wUrde also die Bedienungsperson den Iinpulshöhen-Analysator 86c se einstellen, dass alle Impulse, welche hinsichtlich ihrer Amplitude nicht das Niveau A erreichen, gesperrt werden, während alle Impulse, welche in ihrem Niveau das Niveau B übersteigen, ebenfalls gesperrt werden. Die einzigen gezählten Impulse sind diejenigen, welche zwischen die Niveaus A, B fallen. Somit bilden die AB-Diskrirainatoren das,' v/as in der Technik allgemein als "AS-Penster" bezeichnet wird. Um das Gerät bei oder nahe optimalen Zähl bedingungen für eine ungedämpfte Probe zu betreiben, ist es notwendig den Impulshöhen-Analysator 86c (Fig. 3a) so zu justieren, dass die Zählungsausbeute in dem Kanal mit dem Integrator 88c (d.h. das Verhältnis der an dem Integrator 88c beobachteten Zählrate zu der in der zu untersuchenden Probe auftretenden Zerfallsrate ) hoch iet, während die Hintergrundzählrate niedrig ist, wobei vorzugsweise das AB-Penster so justiert werden sollte, dass das Verhältnis E /B (wobei E die Zählungsausbeute und B das Hintergrundrauschen darstellen) möglichst hoch wird. Um dies zu erreichen, sollte das AB-Penster (Pig. 4) des Impulshöhen-Analysators 86c breit sein, jedoch nicht so breit, daös die Anzahl der durch das Pen3ter verlaufenden Hintergrund Impulse gross im Vergleich zu der Anzahl der Impulnc int, welche eich aii3 den Zerfallvorgängen der zu untersuchen lsn Probe ergeben. Um die Zählungaausbeute so hoch wie möglich fir t-ine gegebene PenaterTarei te zu machen, sollte das AB-Fenüter »lvi. Gipfelteil der Spektralkurve 106 ui^^hl lessen oder aowult wie r'gLicb . Gleichzeitig ist es indessen wesentlich, dass dae

Niveau A bei oder etwas oberhalb eines Grenzniveaus T für die elektronischen Bestandteile des Gerätes liegt, während der dein Niveau B zugeordnete Diskriminator an oder unterhalb eines Sättigungsniveaus SP für die Schaltung liegen muss.

Gemäss Fig. 4 reicht die beispielsweise AB-Fenstereinstellung für das H-Fen3ter. bei einer Verstärkung von beispielsweise 53$ und für eine ungedämpfte Probe von etwa 25 Teilungseinheiten zu annähernd -985 Teilungseinheiten.

Bei gemeinsamer Betrachtung von Fig. 4_t 12 ist ersichtlich, dass die vorangehenden Erläuterungen auch auf die Einstellung de3 Gerätes für das höhere Energie aufweisende Kohlenstoff-H-Isotop ( C) gemäs3 der Spektralkurve 108 anwendbar sind. Da in diesem Fall jedoch Kohlenstoff-Η beträchtlich energiereicher als Tritium ist, besteht die Notwendigkeit, die Impulshöheneinstellung abzuschwächen, um mit optimaler Ausbeute zu zählen. Somit sowie unter der Annahme, daee durch die Bedienungsperson da3 Kohlenstoffisotop in dem Kanal mit dem ImpulfJüöhen-Analysator 86d und dem Integrator 88d (Fig. 3a) geaählt werden soll, wäre zuerst eine Justierung des einstellbaren Vorn t'irkers 85d erforderlich, um das Kohlenstoff Spektrum nach unten in die ausgezogen dargestellte Lage gemäsa der Kurve 108¹ in Fig. 12 zu bringen. Bei Vergleich der Kurve 108' für den Kohlenstoff-U in Pig. 12 mit der Kurve 100 für Kohlenstoff -14 in Fig. 4 ergibt sich, daea ea bei Justierung des

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Impulshöhen-Analysators 66c auf optimale Zählung de3 Tritiumisotops in dem AB-Fenster dem Wesen nach unmöglich ist, gute Zählbedingungen für das Kohlenstoffisotop zu erreichen. Der Grund hierfür liegt darin, dass zur Trennung der beiden Impulse das CD-Fenster, welches durch die Diskriminatoren gebildet ist, die den Impulshöhen-Analysator 86d bilden, sehr eng und dicht auf den Sättigungspunkt der Schaltung eingestellt werden muss. Andernfalls erhält man einen beachtlichen Beitrag von Zählsignalen in dem CD-Fenster durch das niedrigere Energie aufweisende Tritiumisotop. Durch Justierung des einstellbaren Verstärkers 85d ist es indessen möglich, Bedingungen ähnlich denjenigen herzustellen, welche schematisch in Pig. 12 dargestellt 3ind, wobei zufriedenstellende Zählbedingungen in dem CD-Penster für Kohlenstoff-H erreichbar sind und die Zählungen, zu welchen das niedrigere Energie aufweisende Tritiumisotop beiträgt, im wesentlichen unterdrückt werdm. Die beispielsweise CD-Penstereinsteilung für das C-Penster bei einer Verstärkung von etwa 6,5$ sowie für eine ungedämpfte Probe reicht von etwa 106 Teilung3einheiten bis zu annähernd 1000 Teilungseinheiten.

Ein oft auftretendes Problem bei der Flüssigszintillationsspektronetrie ergibt sich aus der allgemein als "Dämpfung" bekannten Erscheinung, welche bewirkt, dass das für ein gegebenes Isotop charakteristische Impulshöhensrektrurr sich gegenüber denjenigen ändert, welches normalerweise beobachtet

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wird, wenn keine Dämpfung auftritt. Wenn die zu untersuchende Probenküvette 24 vorbereitet ist, wird ein lösungsmittel für das Szintillationsmedium gewählt, welches transparent ist und maximale Lichtdurchlässigkeitseigenschaften aufweist. Die Küvette, welche die Probe enthält, wird auch sorgfältig ausgewählt, um sicherzustellen, dass sie nicht den Durchtritt von Photonen zu dein bzw. den Photomultipliern behindert. Jedoch

" weist die Substanz, welche das zu untersuchende radioaktive Material enthält, .oftmals verhältni3mässig schlechte Lichtdurchlässigkeitseigenschaften auf. Lediglich beispielsweise wird, wenn das radioaktive Isotop innerhalb einer Blut- oder Urinprobe enthalten ist, die' zu untersuchende Probe in ihrer Farbe rot oder gelb anstatt klar sein. Eine derartige rote oder gelbe Färbung der zu untersuchenden Probe behindert die Licht.durchlässigkeit von den SzintiH.ationsblltzen zu den Photomultipliern PMT^=I» FMT^ 2, so dass diese nicht die gleiche * Anzahl von Photonen anzeigen, wie dies sonst der Fall wäre, wenn die zu untersuchende Probe farblos wäre. Anders ausgedruckt wird das In dem Szintillationsmedium durch einen bestimmten Zerfallvorgang erzeugte Licht bei seinem Durchtritt zu den Photomultipliern geschwächt, was eine Abschwächung der Ausgangsimpulse der Photoaultiplier zur Folge hat. Da ferner.bestimmte, in niedrigen Niveaus stattfindende Zerfallvorgänge lediglich einige Photonen erzeugen, verhindert der Effekt der Lichtabschwächung in der zu untersuchenden Probe in einigen Fällen, dass eine genügende Anzahl von Photonen die lichtempfind

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liehe Kathode de3 Photomultipliers erreicht, so dass keine anzeigbaren Ansprechvorgänge in den Photomultipliern Pi-IT $r 1, PMT ^r 2 erzeugt werden. Die vorangehende Erscheinung wird allgemein als "Farbdämpfung" bezeichnet und kann graphisch gemäss Pig. 4- durch die Gipfelteile der Spektralkurven 106a,106b, 106c dargestellt werden, welche entsprechend progressiv gesteigerte Dämpfungsbedirgingen für das ungedämpfte Tritiumisotop darstellen, das durch die Kurve 106 wiedergegeben v/ird. Während somit das besondere untersuchte Isotop beim Fehlen einer Dämpfung beispielsweise ein Spektrum gemäss der Spektralkurve 106 erzeugt, verschiebt sich beim Vorliegen einer derartigen Farbdämpfung das gesamte Spektrum nach unten (oder nach links bei Betrachtung an der Stelle 106a in Fig. 4), und zv/ar wegen der Lichtabschwächung in der Probenkiivette 24. V/enn dae Ausmass der Löschung gesteigert wird, erfolgt eine progressive Verschiebung der Kurve nach unten, in eine Lage, welche durch die dargestellten Abschnitte der Kurven 106b oder 106c wiedergegeben wird. Eine derartige progressiv gesteigerte Dämpfung beeinflusst auch die Spektralkurve 108 gemäss den Kurven 108a, 106b, 108c in Fig. 4.

Eine v/eitere, durch Dämpfung verursachte Fehlerquelle, welche Probleme bei der Flüssigszintillationsspektrometrie mit sich bringt, wird, allgemein als "chemische Dämpfung" bezeichnet und ergibt sich aus dem Vorliegen gewisser Substanzen in der zu untersuchenden Probe, welche unabhängig von der Farbe eine Stö-

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rung bei der Umwandlung von radioaktiver Strahlungsenergie in _r Lichtenergie herbeiführen. Solche Substanzen bewirken, dass ein Teil der Strahlungsenergie als Wärme abgegeben wird, anstatt Photonen in dem Szintillationsmedium zu erzeugen. Das Vorliegen einer chemischen Dämpfung kann in einigen Fällen, welche bei verhältnismässig niedriger Energie ablaufende Zerfallvorgänge einschliessen, eine Erzeugung einer genügenden Anzahl von Photonen zum Triggern dea Photoaiultipliers verhindern. Jedoch erzeugt die dänische Dämpfung einen Effekt ähnlich dem durch Farbdärapfung erzeugten Effekt, was bedeutet, dass das Impulshöhenspektrum nach links verschoben wird. In bestimmten Fällen kann der Gesamteffekt kumulativ sein, was bedeutet, dass die zu untersuchende Probe sowohl einer chemischen Dämpfung als auch einer Farbdämpfung unterworfen ist.

Aus Fig. A ergeben sich die Gipfelteile der Spektralkurven ) 100a, 108b, 1.08c, welche entsprechend charakteristisch für progressiv gesteigerte Dämpfungsbedingungen für das höhere Energie aufweisende Kohlenstoff-14-Isotop sind. Hierbei ist zu beachten, dass die 'Wirkung der Dämpfung bei dem höhere Energie aufv/eisenden Isotop ganz ähnlich derjenigen bei den niedrigere Energie aufweisenden Isotop ist, was bedeutet, dass die Dämpfung eine nach unten links gerichtete Verschiebung der Kurve wegen der Schwächung der Lichtimpulse hervorruft.

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Aus Fig. 5 ergibt sich, dass bei progressiver Steigerung der Dämpfung die Fähigkeit zur Trennung der Impulse, welche von den beiden Isotopen ausgehen, beachtlich reduziert wird und die Zählbedingungen daher verschlechtert werden. Somit sind hier die gleichen beiden Spektralkurven, wie sie in Fig. 4 unter Bedingungen fehlender Dämpfung gezeigt sind, unter Bedingungen des Vorliegens einer wesentlichen Dämpfung veranschaulicht, bei- " spielsweise bei einem reinen Zählungsverhältnis der äusseren Standardstrahlungsquelle von 0,3000. Die Kurve 106 von Fig. 4 wird nach unten links verschoben, wobei sich eine Spektralkurve 106Q ergibt, während die C-Kurve entsprechend der Kurve 108 (Fig. 4) als verschobene Spektralkurve 103Q erscheint. Da die Dämpfung nicht die Dickriminatcreinstellungen beeinflusst, ergibt sich, dais nunmehr in dem AB-Fenster extrem schlechte Zählbedingungen vorliegen, was bedeutet, dass der Bereich unter der Kurve 106Q wegen der verhältnismässig schlechten H- a Zählungsausbeuten wesentlich reduziert wird und umgekehrt der Bereich unter der Kurve 1O8Q wegen der grösseren C-Zählungsausbeuten in dem Tritium AB-Fenster vergrössert wird. Ähnliche Verhältnisse treten in dem Kohlenstoff-14-(¹⁴II)-CD-Zählfen3ter genäss Fig. 13 auf. In diesem Fall wurde jedoch die dera Tritiumspejttrum zugeordnete Spektralkurve 106' (Fig. 12) gänslich aus dem CD-Fenster in eine Stellung entsprechend der Spektralkurve 106Q verschoben, während das Kohlci^stoff-H-Spektrun nach unten links auo der Stellung entsprechend der opektralkurve 103' (Fig. 12) in eine Stellung entsprechend der 3pektralk:irv<· 100·^

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verschöben wurde, was bedeutet, dass der Bereich unter der Kurve 108Q innerhalb des CD-Pensters wesentlich reduziert wird. Gleichzeitig bleibt das üntergrundrauschen (nicht veranschaulicht, 3^β^⁰⁰^ insbesondere in den oberen Bereichen des CD-Penstere vorliegend) im wesentlichen ungeändert. Folglich wird das

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Verhältnis E /B in dem Kohlenstoff-14-GD-Fenster wegen der Dämpfung beachtlich verschlechtert.

t) Quantitative Bestimmung der Dämpfung sowie der wahren Strahlungsaktivität der Probe durch das Verfahren der Anwendung einer äusseren Standardstrahlungsquelle

Die Anwendung einer ausβeren Standardatrahlungequelle ergibt bekanntlich eine quantitative Anzeige des Dämpfungsgrades. Derartige Verfahren sind im einzelnen insbesondere in der USA-Patentschrift 3 188 468 beschrieben, so dass eine Beschreibung nicht in allen Einzelheiten erfolgt. Ee dürfte als Erläuterung genügen, dass die Ausgangsimpulse des Sunanierveretärkers 84 (Fig. 3a), welche den die Integratoren 88a bew. 88b enthaltenden Kanälen zugeführt werden, in ihrer Verstärkung justiert und diskriminiert werden, um Zählsignale in den Integratoren 88a, 88b zu erzeugen, welche in erster Linie charakteristisch für Zerfallvorgänge sind, die in der äusseren Standardstrahlungöquelle .auftreten. Gemäss einem bereits vorangehend er- * wähnten, nicht zum Stande der Technik gehörigen Vorschlag kann der Impulshöhen-Analysator 86a bezüglich seines Schwellwert-

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diskriminator das untere Niveau eines G-bie-unendlich-Fensters (nicht gezeigt) definieren, während der Impulshöhen-Analysator 86b bezüglich seines Schwellwertes auf ein H-bis-unendlich-Penster (nicht gezeigt) eingestellt werden könnte, wobei H grosser als G ist. Bei dem G-bis-unendlich-Fenster werden alle Impulse, welche in ihrer Amplitude das G-Niveau übersteigen, in dem Integrator 88a gezählt, wogegen lediglich solche Impulse, welche ein höheres Amplitudenniveau H überschreiten, in dem Integrator 88b gezählt werden. Für praktische Zwecke ist vorzuziehen, dass die G-bis-unendlich- und H-bis-unendlich-Fenster so justiert werden, dass annähernd doppelt soviele Zählsignale in dem Integrator 88a als lindem Integrator 88b aufgezeichnet werden, wenn man sich auf eine äussere Standardstrahlungsquelle und eine ungedämpfte Probe bezieht. Wenn jedoch eine Dämpfung auftritt, verschiebt sich die Spektralkurve (nicht gezeigt) für die äussere Standardstrahlungsquelle nach unten und links in genau der gleichen Weise wie die Spektralkurven 1Ö6, 108 von Fig. 4 und 12. Folglich ergeben eioh weniger Zählsignale, welche in den G-bis-unendlich- und H-bis-unendlich-Fenstern aufgezeichnet werden, v/obei auf diese Weise das Verhältnis der Zählsignale in den beiden Fenstern verändert wird. Da das Verhältnis der Zählsignale, welche durch jeden der beiden "bis unendlich"-Kanäle aufgenommen v/erden, nicht langer gMch ist, ergibt sich eine wandelba're Methode zur quantitativen Bestimmung der Gröase der Dämpfung.

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Aus Pig. 6 ergibt sich eine übliche Dämpfungskorrelationskurve 109 zur Bestimmung der Zählungsausbeuten für ein typisches Betastrahlen emittierendes Isotop, vorliegend für ein H-Isotop,bei einer Verstärkung von 53^c/> in dem AB-Fenster. Da in diesem Fall die Dämpfungskorrelationskurve 109 dem Tritium ( H) zugeordnet ist, wird die Ordinate in Einheiten der prozentualen Zählungsausbeute für das Tritiumfenster eingeteilt, während die Abszisee in Einheiten eines messbaren Dämpfungskorrelationepararaeters eingeteilt wird, im vorliegenden Fall des Zählungsverhältnissee der äusseren Standardstrahlungsquelle (d.h. des Verhältnisses der Zählsignale in dem G-bis-unendlich- und H-bis-unendlich-Fenster, wie sie dort aufgezeichnet wurden). Es ist auch eine zweite Korrelationskurve 110 dargestellt, welche vorliegend für den Kohlenstoff-14-( H)-Anteil in dem Tritium_rAB-Penster kennzeichnend ist.

Um eine Eichkurve beispielsweise entsprechend der Kurve 109 i'n Fig. 6 herzustellen, hat die Bedienungsperson normalerweise eine Reihe von Eichproben bekannter Strahlungsaktivität für jedes verschiedene interessierende Isotop vorbereitet. Wenn das interessierende Isotop im vorliegenden Fall Tritium ist, kann die Bedienungsperson beispielsweise eine Reihe von Proben vorbereiten, deren jede den gleichen Wert der Tritium-Strahlungsaktivität aufweist (beispielsweise kann jede der elf Proben eine Tritiumzerfallsrate von 100 000 dpm aufweisen). Alsdann gibt die Bedienungsperson zu jeder der Eichproben genau die gleiche Menge an Plüssigszintillationsmedium zu, beispiels-

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weise 15_f75 nil eines Plussigszintillationsnediurns pro Probenküvette. Die Bedienungsperson fügt darauf eich ändernde Mengen geeigneten Daicpfungsmaterials verschiedenen Proben von insgesamt elf Eichproben bei. Zua Beispiel i3i üblicherweise die erste Eichprobe aus der Reihe der elf Eichproben eine ungedämpfte Eichprobe, so dass folglich zu dieser Eichprobe kein Dämpfungsraaterial zugegeben wird. Die zweite Eichprobe in der Reihe weist eine geringe Menge zugegebenen Dämpf ungsniaterial ε auf, etwa in der Grössenordnung von etwa 15 Mikroliter |

Dämpfungsnaterial. Die dritte Eichprobe weist eine grössere Menge an Dämpfungsmaterial auf, beispielsweise etwa 30 Mikroliter, während jede folgende Eichprobe in der Reihe aufeinanderfolgend grössere Mengen des zugefügten Dämpfungsmaterials enthält. Das Ergebnis dieser Vorbereitung ist die Bildung einer Reihe von elf unterschiedlich gedämpften Eichproben, deren jede annähernd das gleiche Volumen aufweist und die gleiche Strahlungsaktivität besitzt.

Wenn einmal die Reihe unterschiedlicher gedämpfter Eichproben ^ in der oben beschriebenen Weise vorbereitet wurde, setzt die Bedienungsperson aufeinanderfolgend jede Eichprobe bzw. Probenk'I-

wo

vette der Reihe nach in das Gerät 20 (Pig. 1, 2) ein,/die Strahlungsaktivität der Sichprobe geraessen wird. Es sei nun unter Bezugnahme auf die Fig. 3a angenommen, dass die dort gezeigte Anordnung so ju3tiert wurde, dass die Zählung der laufenden Isotopenuntersuchung (vorliegend Tritium) in den Kanal mit deir Integrator 88c zugelassen wird, während die Kanäle mit den Integratoren PSa, 86b voreingeetellt werden, urn die Zählung einer

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äusseren Standardstrahlungsqueile zu ermöglichen (beispielsweise Strahlen, welche von der Standardstrahlungsquelle 44 gemäss Fig. 2 ausgehen).

Wenn das Gerät 20 und die Programmierschaltung 75 (Fig. 3a) in der vorangehend beschriebenen Weise justiert wurden, kann die
Bedienungsperson zuerst die ungedämpfte iüichprobe in die Zähl- und Anzeigeeinrichtung des Gerätes einführen und einen Zählzyklus über ein bestimmtes Zeitintervall, beispielsweise eine
Minute, durchführen. Während dieser eine Minute umfassenden
Periode wird die Standardstrahlungsquelle 44 in die Nähe der
Probenkilvette gewegt, welche sich dann in der Zähl- und Anzeigeeinrichtung befindet, beispielsweise mittels der in Fig. 2, 3a beschriebenen Einrichtung. Während des Verlaufs dieses ersten, eine Minute umfassenden Zählzyklus werden Zählsignale in den Integratoren 8Sa, 88b aufgenommen, welche leicht in ein Zählaignalverhältnis für die beiden Kanäle umgewandelt werden können, wobei das Verhältnis willkürlich auf 1,0 für eine ungedämpfte
Eichprobe festgesetzt wird, wie dies vorangehend erläutert wurde. Da somit die besondere erste Eichprobe, welche ausgewertet wurde, die ungedämpfte Eichprobe ist, zeigt das Gerät ein Verhältnis von 1,0 an. Die Standardstrahlungsquelle wird alsdann
in der vorangehend beschriebenen Weise zurückgezogen, und es
wird eine ungedämpfte Eichprobe einem zweiten Zählzyklus über
eine Periode von beispielsweise 1 Minute ausgesetzt. Während des zweiten Zählzyklus wird eine bestimmte Anzahl von Zählsignalen in dem Kanal mit dem Integrator 88c aufgenommen, wobei

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die Zählsignale unter den dargestellten Bedingungen charakteristisch für die von dem Tritiumisotop ausgehenden Zählsignale sind, welches im vorliegenden Fall eine bekannte Zerfallsrate von 100 000 dpm aufweist. Es sei ferner angenommen, dass der Integrator 88c 63 000 Zählsignale während einer eine Minute umfassenden Zählperiode aufnimmt. Die Bedienungsperson weiss danach, dass fUr diese besondere Sichprobe eine Zählung mit einer Ausbeute von -6354 stattgefunden hat. Unter diesen Bedingungen i3t die Bedienungsperson nun in der Lage, den ersten

Λ erforderlichen Punkt zur Konstruktion der Dämpfungskorrelationskurve 109 von Pig. 6 aufzutragen, wobei es sich vorliegend um den Punkt P 10 handelt.

Der vorangehende Vorgang wird alsdann für die zweite Eichprobe in der Reihe wiederholt, welche im vorliegenden Pail etwa 15 Mikroliter Dämpfungsmaterial enthält. Es ergibt eich, dass wegen der leichten Dämpfung der zweiten Eichprobe die in dem $rl~ tiumzählkanal auftretende Zählungsausbeute etwas geringer als die für die erste ungedämpfte Eichprobe bestimmte Zählungsaus- ( beute iBt. Im vorliegenden Pail kann die zweite Bichprobe eine Zählungsausbeute in der Grössenordnung von 57¹/* zeigen. Während die automatisch bewegbare Standardstrahlungsquelle In der Zählperiode für die zweite Eichprobe sich in Betriebssteilung befindet und die ßichprobe von der äussereti Dtandardetrahlungsquelle 44 ausgehenden Strahlen ausgesetzt Ist, ergibt sich In ähnlicher Ve ine, dass dan Verhältnis der in den der Standardstrahlungsquelle zugeordneten Kanälen aufßenoanenen ZählaLg-

nale leicht abfällt, beispielsweise auf etwa 0,90. Somit bestimmen der Wirkungsgrad von 57$ und das Verhältnis von 0,90 einen zweiten Punkt P9 auf der Dämpfungskorrelationskurve 109. Der vorangehende Vorgang wird alsdann für jede der verbleibenden neun vorbereiteten Sichproben wiederholt, und die während der zwei Zählperioden für jede der Eichproben aufgezeichnete Information wird alsdann in das Schaubild nach Pig. 6 eingetragen. Wenn alle elf Eichproben ausgewertet und die elf Punkte P10-P0 aufgetragen wurden, kann die Kurve 109Γ durchgezogen werden. Die Kurve 110, welche den C-Beitrag in dem AB-Fenster darstellt, kann in ähnlicher Weise eingezeichnet werden.

Während die Dämpfungskorrelationskurve 109 gemäsa Pig. 6 zum Zwecke einer beispielsweisen Darstellung ale glatte.Kurve gezeichnet wurde, fallen -tatsächlich die verschiedenen Punkte P10-PÖ nicht genau in die Kurve. Es ergab sich im Gegenteil, dass die Punkte, welche die Dämpfungskorrelationskurve 109 definieren, in einer nicht vorausbestimmbaren zufälligen Verteilung mit einigen Punkten zusammenfallen, welche etwas oberhalb der Kurve, beispielsweise mit einem Punkt 111, oder an anderen Punkten liegen, welche sich etwas unterhalb der Kurve befinden, beispielsweise en einem Punkt 112. Ungünstigerweise kann diese zufällige Verteilung von Messwerten schwierige Probleme schaffen und zu beachtlichen statistischen Fehlern bei der Berechnung der waWren Strahlungsaktivität führen. Dies kenn leicht unter Bezugnahme auf die Dämpfungskorrelationskurve 109 nach Pig, 6 und den Punkt 111 gezeigt werden, welcher etwas ober-

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halb der Kurve dargestellt ist. Es sei angenommen, dass die Kurve 109 von der Bedienungsperson auf der Basis der elf Eichproben erstellt wurde, v/elche vorangehend beschrieben wurden und keine Eichprobe mit einem Dämpfungsgrad umfassen, der ein Zählungsverhältnis der äusseren Standardstrahlungsquelle zwischen 0,8 und 0,9 hervorruft. Unter diesen Bedingungen hat die Bedienungsperson keinen Weg zur Verfugung, um Kenntnis zu erlangen, dass die wahre Ausbeute für irgendeine gegebene Probe mit einem Dämpfungsgrad zwischen den durch die Verhältnisse 0,8 und 0,9 dargestellten Punkten nicht genau durch die glatte Kurve 109 dargestellt wird. Wenn somit angenommen wird, dass die Bedienungsperson eine unbekannte Probe mit einem Tritiuraisotop in das Gerät 20 einsetzte, zuerst ein Zählungsverhältnis der äusseren Standardstrahlungsquelle von 0,87 berechnete und dann eine Zählung in dem Tritiumzählkanal mit 40 000 Zählsignalen pro Minute stattfand, eo folgt daraus, dass bei Bezugnahme auf die Eichkurve 109 die Bedienungsperson durch Extrapolation und Interpolation kalkuliert, dass eine Probe, welche ein Zählungs- { verhältnis der äusseren Standardstrahlungsquelle von 0,87 ergibt, einen Zählwirkungsgrad von etwa 55Ϊ» und somit eine Strahlungsaktivität bzw. Zerfallsrate von 72,727 dpm haben sollte. Wie sich indessen klar aus dem gemessenen Punkt 111 ergibt, hat eine derartige Probe keine Zählungsausbeute von 555« sondern eine v/3eentlich höhere Zählungsauabeute in der Grcssonoränung von 58'/o, wan eine wahre Strahlungaaktivitai Im:. Zerfallsrate, im Hinblick au" die Dämpfung korrigiert, voi. ^8,966 dpm ergibt, Selbst wenn soait die grcsste 3or/:lai t : 1 Vorbindunp roll diesen

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Kalkulationen getrieben wird, ergibt sich für die Bedienungsperson eine resultierende Strahlungsaktivität mit einem Fehler von 3»761 dpm oder mehr als 5/ί.

Aus Fig. 14 ergibt sich eine übliche Dämpfungskorrelationskurve 114, welche für Kohlenstoff-H ( C) in der gleichen Weise wie vorangehend für die Kurven 109, 110 beschrieben, erstellt wurde. Im vorliegenden Fall' ist indessen die Bedienungsperson an der

^C-Zählungsausbeute in dem Kohlenstoff~14-( C)-CD-Fenster interessiert, und die Punkte P10-P0, welche die elf Punkte auf der Kurve'114 definieren, werden durch Messung von elf unterschiedlich gedämpften Eichproben eines C-Isotops mit gleicher Strahlungsaktivität bestimmt, wobei die Messungen nunmehr in den Kanälen mit den Integratoren 38a, 88b, 88d (Fig. 3a) vorgenommen werden.

Zum Zwecke einer Erleichterung des weiteren Verständnisses der vorliegenden Erfindung iat in Fig. 8, 9, ¹O eine Gruppe von beispielsweisen Messbedingungen für ein typisches Tritiumisotop dargestellt, welche sich von denjenigen gemass Fig. 4-6 in erster Linie darin unterscheiden, dass die Verstärkung auf 100$ (anstatt 53^) gesteigert v/urde und das Fenster etwas enger gemacht wurde, so dass eine etwas bessere Isotoptrennung für zwei Isotope enthaltende Proben erreicht wird, jedoch bei einem leichten Verlust in Bezug auf die Tritiua-r( K)-Zählungsausbeute. Es sei angenommen, dass eine ungedämpfte, mit H und C versetzte Probe in dem Kanal mit dem Impulshöhen-Analysator 86e

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sowie dem Integrator 88e (Fig. 3a) gemessen v/ird. Ss sei ferner angenommen, dass die Verstärkung auf 1OO>S und die "Diskriminatoren in dem Impulshö'hen-Analysator 86e so einjustiert werden, dass ein E-ITiveau von 50 Diskriminatorteilungseinheiten und ein F-Niveau von 790 Teilungseinheiten entstehen, d.h. eine Fensterbreite von 740 Teilungseinheiten anstatt 960 Teilungseinheiten, was bei dem AB-Penster gemäss Fig. 4 der Fall war. Kit.diesen Einstellungen ergeben sich Spektralkurven 115» 116 (Pig. 8) für ⁵H und ¹⁴G in den Tritium-EF-Fenster·.

Wenn eine solche Probe danach wesentlich gedämpft wird, beispielsweise ausreichend stark, um ein reines Zählungsverhältnis der äusseren Standardstrahlungsquelle von 0,3000 zu erzeugen, verschieben sich die opektralkurven 115, 116 aus der Lage von Fig. 8 in eine entsprechende Lage gemäss Spektralkurven 115Q» 116Q in Fig. 9· Bei der höheren Verstärkungseinstellung und der engeren Pensterbreiteneinstellung ergibt sich jedoch aus einen Vergleich von Fig. 9 mit Fig. 5» dass der Bereich innerhalb des EF-Fensters unter der Kurve 115Q beträchtlich grosser als der entsprechende Bereich unter der Kurve 106Q innerhalb des AB-Fensters ist. Gleichzeitig ist der Bereich unter der 0-Kurve 116Q innerhalb des EF-Fensters beträchtlich geringer als der entsprechende Bereich unter der Kurve 108Q in dem AB-Penster. Kurz zusammengefasst werden mehr Tritiumzählsignale durch das EP-Fenster ale durch das AB-Penster geleitet, während wenige ¹⁴C-Zählungen durch das EF-Fenster als das AB-Penster verlaufen, was eine bessere Isotopentrennung bewirkt.

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Me entsprechenden Däinpfungskorrelationskurven 118, 119 gsmäss Fig. 10 können in genau der gleichen Weise v/ie vorangehend für die Kurven 109, 110 nach Pig. 6 beschrieben konstruiert werden, 3s ist jedoch hier zu beachten, dass die Differenz in der Verstärkung und der Fenstereinstellung einen Verlust von etwa 15/ό in der Tritium-Zählungsausbeute an dem einer fehlenden Dämpfung entsprechenden Ende der Kurve 118. im Vergleich zu der Kurve 109 (Pig· 6) ergibt. Wenn die Dämpfung jedoch gesteigert wird, nähert sich die Korrelationskurve 118 dichter der Kurve 109 (Pig. 6) an.

Optimierung der Zählbedingungen nach der vorliegenden Erfindung

Vorangehend wurden die der Erfindung zugrundeliegenden Probleme in Verbindung mit einem Gerät und Methoden zur Bestimmung der Probenstrahlungsaktivität durch Erstellung geeigneter üblicher Eichkurven (welche lediglich durch m Punkte genau verlaufen, die jede Kurve definieren), nachfolgende Messung eines variablen Dämpfungskorrelationsparameters (beispielsweise der Zählungaverhältnisse der äusseren Standardstrahlungsquelle) sowie Verwendung dieser Messung in Verbindung mit den an den Eichkurven gewonnenen Daten zur Berechnung der Zählungsausbeute sowie der Probenstrahlungsaktivität beschrieben. Sa wurden auch Anordnungen erläutert, welche eine automatische Konvergenz des

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gemessenen Parameters mit einem der bekannten m Punkte ergeben, und zwar in Verbindung mit der Aufprägung einer simulierten Dämpfung auf den tatsächlichen Dämpfungagrad der Probe, wobei auf diese Weise ein bestimmter wirksamer Dänpfungsgrad für jede Probe erzeugt wird, für welche die Zählungsausbeuten genau bekannt sind.

Jedoch bleibt in jeder der vorangehend erwähnten Anordnungen das Problem der unter dem Optimum liegenden Zählbedingungen in wesentlichen ungcändert. Dieses bedeutet, das::; -.1 jedea lall, wenn es sich um eine viele Isotope enthaltende Probe handelt, eine Steigerung der Dämpfung schlechtere H-Zahlungsausbeuten und verbesserte C-Zäh3 ungsausbeuten in dei^ Tritium-AB-Fenster (oder dem EF-Fenster von Fig. 9) ergibt,' Gleichzeitig wird in dem Kohl ens tofJT-CD-Fenster (oder in den Fenster, das für dem Wesen nach jedes einzeln vorliegende Isotop verwendet wird) die Zählungsausbeute bei gesteigerter Dämpfung verschlechtert, während das Hintergrundrauschen (B) ira wesentlichen un-

o verändert bleibt, so dass das Verhältnis Y/~/B. erniedrigt wird.

Dies führt zu Sählbedinf-ungen, welche beträchtlich unterhalb des Optimums liegen, wobei dies vcn einer unt era pt iinal en statistischen Genauigkeit begleitet ist.

Gemäss der vorliegenden Erfindung ist Vorsorge getroffen, us einen geeigneten Da-jpfur.^sanzeige parameter (trispielsweise .reine Eählun^Bvorhs] tnist<? der äusperen Btandardstralil urj^aquelle) far ^eäe I'robenkuvette 24 zu rissen, us den taisäcH ich»n

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Dämpfungsgrad der Probe zu bestimmen und alsdann diese Messung zur automatischen Wiederjustierung der eingestellten Zählfenster für jedes Isotop in der Probe gegenüber den beobachteten Energiespektrum für die Isotope zu verwenden, so dass die Zählbedingungen optimiert werden, wobei das Ausmass dieser Wiederjustierung eine Punktion des Dämpfungsgrades ist, entweder des tatsächlichen Dämpfungsgrades oder des wirksamen Dämpfungsgrades, wie er in der Probe vorliegt« Polglich werden alle Proben unbeschadet ihres tatsächlichen Därapfungsgrades bei optimierten Zählbedingungen gemessen, um eine Zählung mit optimaler oder nahezu optimaler statistischer Genauigkeit zu erzielen. Zu diesem Zweck ist Vorsorge getroffen, um eingestellte Zählfenster gegenüber den beobachteten Energiespektren um bestimmte eingestellte Grossen nachzujtistieren, um sicherzustellen, das3 in dem Fall von viele Isotope enthaltenden Proben das Verhältnis der Zählungs ausbeute für jedes besondere Isotop zu den Zählungsausbeuten aller Isotope in dem Zählfenster bezüglich dee besonderen Isotops auf einen Maximalwert gebracht wird, während die Zählungsausbeuten für alle anderen Isotope in diesem Fenster konstant gehalten werden und in dem Fall von lediglich ein Isotop· enthaltenden Proben das Verhältnis E /B in dem Zählfenster für das Isotop in der Probe auf einen Maximalwert gebracht wird.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 4 wird in Erinnerung gebracht, dass die Spektralkurven 106, 108, welche den Ensrgie— Spektren für Tritium (^H) und Xohlenstoff-14( C) entsprechen,

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dort unter einer beispielaweisen Gruppe von eingestallten Zählbedingungen dargestellt sind, um eine optimierte Zählung von Tritium in dem Tritium-AB-Penster zu erzielen, das heis3t, dass die Eichprobe ungedämpft ist, dass AB-Fenster etwa 960 Teilungseinheiten breit (das heisst fast den gesamten zur Verfugung stehenden Diskriminatorbereich umfa3Bt) und die Verstärkung auf 53/S eingestellt ist. Somit wird gemäss Pig. 6, wenn die Probe ungedämpft ist, was bedeutet, dass das reine Zählungsverhältnis der äusseren Standardstrahlungsquelle 1,0000 beträgt und dass Tritium bei etwa 63^5 Zählungsausbeute in dem AB-Fenster gezählt wird, während die Zählungsau3beute für Kohlenstoff-14 lediglich 20$ in dem AB-Fenster beträgt. Somit liegt eine hervorragende Isotopentrennung mit dementsprechend optimaler oder nahezu optimaler statistischer Genauigkeit vor. Jedoch werden, wie vorangehend beschrieben und in Fig. 6 dargestellt, diese Zählbedingungen schnell bei progressiv gesteigerter Dämpfung verschlechtert.

Gemäss einer Ausführungaform der Erfindung ist Vorsorge zur automatischen Nachjustierung der Diskriminatoreinstellungen für die AB- und CD-Fenster um bestimmte eingestellte feste Grossen getroffen, welche eine Punktion des gemessenen Dämpfungsanzei-,geparameters (beispielsweise des reinen Zählungsverhältnisses der äusaeren Standardstrahlungsquelle) sind, um die Zählungsausbeate für,diese Isotope konstant zu halten, welche nicht in jedem Zählfenater interessieren. Somit werden bei Betrachtung des AB-Pensters von Pig. 4, 5 die Diskriminatoreinotellungen,

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welche dieses Fenster definieren, wahlweise und automatisch so verschoben, dass die Kohlenstoff-H-( C)-Zählungsausbeute in diesem Fenster bei den beispielsweisen 20$ (der C-Wirkungsgrad bei eiran reinen Zählungsverhältnis der äusseren Standard-Btrahlungsquelle von 1,000 für eine ungedämpfte Probe gemäss Fig. 6) aufrecht erhalten wird. Infolgedessen ergab es sich, dass die beispielsweisen Dämpfungskorrelationskurven 109, 110 von Fig. 6 die Form-von Dämpfungskorrelationskurven 120, 121 nach Fig. 7 annehmen.

Ein Vergleich der Kurven 120, 121 nach Fig. 7 mit denjenigen, welche beispielsweise in Fig. 6 dargestellt sind, zeigt, dass gemaas Fig. 7, wenn das Tritiumspektrum einer gesteigerten Dämpfung unterworfen wird, der Tritiun-Zählungsausbeute in genau der gleichen Weise'für die Kurve 109 von Fig. 6 verschlechtert wird. Tatsächlich erwiesen sich die Kurven für alle praktischen Zwecke als im wesentlichen identisch, wobei lediglich weniger als 15ε Verlust in der ^H-Zählungsausbeute längs des gesamten Dämpfungsbereichs vorlag. Da gleichzeitig die C-Zählungsausbeute bei 20$ über den gesamten Dämpfungsbereich konstant bleibt, wird das Verhältnis der H-Zählungsausbeute zu der C-Zählungeauabeute in dem Tritium-AB-Feneter so optimiert, dass die Zählbedingungen für Tritium bei der festen Verstärkung von 53$ optimiert werden und die statistische Zählungsgenauigkeit beachtlich verbessert wird.

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Gernäss der nachfolgenden Beschreibung ist es möglich, beide Diskriminatorniveaus A, B (Pig. 5) automatisch.sowie unabhängig zu verschieben« Gleichwohl ergab es sich, dass bei:.¹) Arbeiten mit einem verhältnismässig niedrige Energie aufweisenden Isotop, beispielsweise Tritium, dies nicht erforderlich ist. An sich ist es, wie vorangehend beschrieben, günstig, das AB-Fenster so breit wie möglich zu machen. Zu diesem Zwo el: wurde der Schwell- f wertdiskriminator A auf ein Diskrimina1orniveau ^τοη etwa 25 Tei~ lungaeinheiten eingestellt. Unter den beispielsweisen Verstärkungsbedingungen ist eine solche Einstellung äquivalent der 3ystera-Koinzidenzgrenzempfindlichkeit. Somit bewirkt eine Verschiebung des Mskriminatcrs A zu einer unteren Einstellung keine wesentliche Zunahme der Ausbeute, wahrem! eine Verschiebung zu einer höheren Einstellung die Ausbeute tatsächlich reduziert. Die Verschiebung de3 oberen Diekririinatorniveaus E zu progressiv niedrigeren Einstellungen bei gesteigerter Dämpfung dient je&cch dazu, den Bereich unter der Kurve 1083 (Pig· 5) innerhalb des AB-Fensters zu halten, so dass die C-ZähÜungs ausbeute in dem AB-Penster bei den gewünschten 20?ί verbleibt. Eine solche typische Diskrininatoreinsteilung ergibt sich aus Fig. 5 an einer Vertikalen B', v:c die gewünschte C-Zählungnausbeute von 20p unter den eingestellten Zählbedingungen bei einem Diskriaiinatorniveau von etwa 252 Teilungeeinheiten für eine v/esentlich gedämpfte Probe nit einer:: reinen Zählungsverhältnis der äusseren Standardstrahlungsquclle von 0,3000 erzielt wird.

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Bei Betrachtung der Kurven nach Pig. 8-10 ergibt sich, dass die dort ursprünglich vorliegenden Zählbedingungen für eine Verstärkung von 100$ und eine C-Zählungsausbeute von 7$ in dem Tritium-AB~Fenster ausgelegt waren. Bei Ausbildung dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Diskriminator F für das obere Niveau automatisch um bestimmte feste Grossen mit progressiv gesteigerter Dämpfung nach unten verschoben, um

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die C-Zählungsausbeute in dem Tritiun-EF-Fenstar konstant bei l<fo in genau der gleichen Weise wie die oben beschrieb me B-Diskriminatoreinsteilung zu halten. Die resultierenden Dämpfungskorrelatidnskurven 122, 124 für Tritium bzw. Kohlenstoff-14 sind in Fig. 11 veranschaulicht. Ein Vergleich dieser Kurven mit den Kurven 118, 119 von Fig. 10 zeigt unmittelbar die wesentliche Ve 'Besserung bei der Isotopentrennung mit gesteigerter Dämpfung. In Fig. 9 ist eine typische Einstellung des oberen Dickriminatorniveaus (vorliegend des F-Niveaus) für eine stark gelöschte Probe mit einem reinen Zählungsverhältnis der äusseren Standardstrahlungsquelle von 0,5000 sowie unter den Bedingungen einer 100#igen Verstärkung veranschaulicht, das heisst einer Einstellung von 272 Teilungseinheiten für den F-Diskriiainator, wie dies durch eine Vertikale F¹ gezeigt ist.

Gemäss Fig. 12-14, welche die Bedingungen in dem Kohlenstoff-14-( C)-CD-Zählfenster zeigen, ergibt sich eine einfache Verbesserung aus der automatischen Justierung des Diskriminator niveaus C, D. Ls sei daran erinnert, dass in diesem Fall die

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ursprünglich voreingestellten'optimierten Zählbedingung?n für

C bei einer Verstärkung von 6,5$ ein CD-Fenster umfassten, bei dem das C-Niveau auf etwa 106 Teilungseinheiten und das D-Uiveäu auf 1,000 Teilungseinheiten eingestellt wurden. Ein solches Fenster bewirkt unter den angegebenen Bedingungen einen sehr niedrigen Tritiumbeitrag in dem C-Penster, das heisst in der Grössenordnung von Vß> oder weniger der H-Zählungsausbeute in dem CD-Penster für eine ungedämpfte Eichprobe. Somit ist es a durch automatische Verschiebung des CD-Niveaus um voreingestellte feste Grossen möglich, die Zählbedingungen zu optimieren und die H-Zählungsausbeute in dem Kohlenstoff-14-CD-Fenster konstant bei 1$ zu halten.

Um dies zu erreichen, ist es lediglich erforderlich, den Sehwellwertdiskriminator C nach unten zu verschieben, wenn sich das gedämpfte H-Spektrura 1O6»Q (Pig. 13) nach unten sowie nach links verschiebt, um den ⁵H-Beitrag in dem CD-Fenster bei etwa 1$ zu halten. Gemäss Pig. 13, wo eine wesentlich gedämpfte C-Probe mit einem reinen Zählungsverhältnie der äusseren Standardstrahlungsq.uelle von 0,3000 zugrundegelegt ist, wurde das C-Niveau auf ein Niveau C von etwa 24 Teilungseinheiten gegenüber dem Ursprungeniveau für eine ungedämpfte Probe von etwa 106 Teilungseinheiten verschoben. Da gleichzeitig das

C-Spel'trux auch einer Dämpfung unterworfen wurde, vorliegend auf eines Niveau von 0,3000 des reinen Zählungsverhältnisaes der äuaseren Standardstrahlungsquelle, 1st es erwinsoht, gleichzeitig den Diskriminator für das D-Niveau nach uni-un zu

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verschieben, so dass er auf das obere Ende des gedämpften

C-Spektrums eingestellt ist. Wie in i?ig. 13 dargestellt ist, wird somit der Diskriminator für das D-Niveau auf etwa 193 Teilungseinheiten gebiss der der Vertikalen D¹ eingestellt. Sine gesteuerte Nachjuotierung des Schwellwertdiskriminators C in der beschriebenen Weise dient zur Steigerung der C-Zählungsau3beute in dem CD-P.nater für irgendeinen gegebenen Däinpfungsgrad, während eine Verschiebung de3 dem oberen Niveau zugeordneten Diskriminator D zum Anschluss eines unerwünschten Hintergrundrauschens dient.

Polglich werden die optimierenden Zahlbedingungen, wie sie hier für eine viele Isotope enthaltende Probe beschrieben werden , in dem CD-Fenster das Verhältnis der C-Zählungsausbeute zu der H-Zählungsausbeute wesentlich verbessern oder steigern. Zusätzlich wird sowohl fir viele Isotope enthaltende und für lediglich ein Isotop enthaltende Proben das E /B-Verhältnis . in dem CD-Penster auf einen Maximalwert gebracht. Gemäss Fig. ) ' 14 wird die Verbesserung der Zählungsausbeute für eine viele Isotope enthaltende Probe durch die optimierte C-Dämpfungskorrelationskurve 125 wiedergegeben.

Die Anwendung der Dampfungskorrelationskurven, beispielsweise g»mäss Fig. 7_f 11» H ist nunmehr in Verbindung mit Pig. 15 erläutert, die eine Schar von elf Kurven 130-140 zeigt, welche die H-Zählungsausbeute in einem Tritiumfeneter (beispielsweise dem AB'-Fenster von Pig. 7 oder dem EP'-Fenster von Pig. ί1) ale Punktion der C-Zählungsaunbeute in dem gleichen Fenster

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darstellen. Hierbei versteht sich, dass die B¹- und jf-lliveaue sich in Abhängigkeit von der Dämpfung ändern. Die elf Kurven entsprechen Dämpfungsgraden bei Zählungsverhältnissen der 'iusseren Standardstrahlungsquelle von 0,0000 bzw. 0,1000 bzw, 0,2000,...., ί,ΟΟΟΟ. V/enn nunmehr eine Vertikale beispielsweise an dem Punkt gezeichnet wird, wo die O-Zählungsausbeute 2OjS entspricht, entstehen elf Schnittpunkte PO, 1Ί , Ρ2, ......

P10 mit den Kurven 130-140, wobei die Schnittpunkte verwendet werden können, um d-ie ''H-Dämpfungskorrelationo-rurve 120 gernäss Fig. 7 zu konstruieren. In ähnlicher V/eise ei gilt eine Vertikale, welche bei einer C-Zahlungsuusbeutc vor .;5 gezeichnet wurde, elf Punkte, welche die H-Dä3pfungskorrelationskurve in Fig. 11 darstellen.

Obgleich die vorliegende Erfindung nicht auf irgendwelche besonderen Diskriininatdreinstellungen be;?chrynlrt ist, ergab sich aus Versuchen, welche unter ,cran^eheni erläuterten ,^;edjngungen durchgeführt wurden, dass ausgezeichnete optimierte 'Isotopentrennungen in viele Isotope enthaltenden Proben ϊ:Λ 1 Diskriminatoreinstellungen (ausgedrückt in cir.er Unterteilung, wie vorangehend beschrieben) in einer ürcsceuorönung entsprechend der nachfolgenden Tabelle ] erreicht wurden (siehe Anhang).

PIg. 16 reigt in Blockschaltbili3uqrste31ung 'in beispi el G see- Gerät zxxr Durchführung des vorangehe;..! hcpchriebenen erfindungsgeniassen Verfahrens. Das Gerät stellt ein· vereinfachte Form äee Gerätes nach Fig. 3a, 3b dar, ve-..^i. n^si iiu.tte PäS'.and-

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teile zum Zwecke der Klarheit weggelassen wurden und bestimmte zusätzliche Bestandteile dargestellt 3ind. Soweit Übereinstimmung zwischen Fig. 3a, 3b einerseits und Pig. 16 andererseits besteht, sind gleiche Bezugsziffern verwendet.

Es versteht sich, dass der Verlauf der Impulse durch die Programmiere chaltung 75 (Fig. 16) identisch mit der vorangehend in Verbindung mit Pig. 3a, 3b beschriebenen Schaltung ist, so dass die Beschreibung dieses besonderen Teils des Messvorgangs nicht ausführlich wiederholt wird. Es mag jedoch' zu einem besseren Verständnis der vorliegenden Ausflihrungsform des erfindungsgemässen Gerätes beitragen, wenn der Betrieb der Impulshöhen-Analysatoren 86clfd6e beschrieben wird, und zwar beispielsweise unter Bezugnahme auf den Analysator 86c, welcher dem AB-Penster zugeordnet ist. Es versteht sich, dass die verbleibenden Impulshöhen-Analys -toren 86d,· 86e identisch sind, mit der Ausnahme, dass in den meisten Fällen zumindest einer der federn Analysetor zugeordneten Diskriminatoren auf ein unterschiedliches Niveau justiert ist. Demgemäse sind innere Bauelemente der beiden Impulshöhen-Analysatoren 86d, 86e durch die gleichen Bezeichnungen zuzüglich einer weiteren Angabe ^wd" oder "e" bezeichnet, und zwar in Abhängigkeit davon, in welchem Impulshöhen-Analysa-• tor die Elemente erscheinen.

AS3
Un eine Impülsdiakriminierung inTmpulahiJhen-Analysator 86c zu ermöglichen, v/erden alle Ausgangsimpulse des Sumraierverstärkers 84 durch den einstellbaren Verstärker 85c geführt und erscheinen dann gleichzeitig als Eingangssignale an einem

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Paar Diskriminatorbaueinheiten (vorliegend in Blocksehaltbiladarstellung gezeigt) 86e/A, S6c/B, wobei die Baueinheit 86c/A das niedrigere Niveau aufweist bzw. den Schwellwertdiskriminator darstellt, während die Baueinheit B6c/B die Diskriminatorbaueinheit für das obere Uiveau bildet. Mit Ausnahme der Vorspannungseingangssignale für die Diskriminatorbaueinhaiten, welche deren Botriebsniveaus darstellen, sind die beiden Diskriminatorbaueinheiten sonst von üblicher sowie an sich bekannter 'Ausbildung und aus diesem Grund nicht im einzelnen beschrieben. Es dürfte der Hinweis genügen, dass jede Diskriminatorbaueinheit 86c/A, 86c/B von der Art ist, welche den Durchlass lediglich derjenigen Impulse ermöglicht, die hinsichtlich ihrer Amplitude das durch eine justierbare Eingangsvorspannung gebildete Niveau überschreiten. Unter der Annahme, dass die der Dinkriminatorbaueinheit 86c/A zugeführte Vorspannung ausreicht, un deren Niveau auf 25 Teilungseinheiten einzustellen (siehe beispielsweise Fig. 5) und dass ferner jede Teilungoeinheit gleich 0,008 V beträgt, lässt dfe Diskriminatorbaueinheit 86c/A alle· Impulse oberhalb 0,2 V durch. In ähnlicher weise lässt die Diskriminatorbaueinheit 86c/B alle Impulse durch, welche 7_f88 V überschreiten, unter der Annahme, dass der Diskriminator auf ein Niveau von 985 Teilungseinheiten (siehe beispielsweise Fig. 5) eingestellt ist.

Um sicherzustellen, das3 lediglich solche Impulse verarbeitet werden, welcne in die durch das AB-Fenster· definierten Grenzen fallen, werden solche Impulse, welche durch die Diskriminatorbaueinheit 86c/A verlaufen, durch eine geeignete Zeitverzöge-

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rungs einrichtung H1c und von dort zu dein Eingang eines normalerweise offenen Gatters 142c geführt. Jeder Impuls, welcher das lliveau von 985 Teilungseinheiten überschreitet, verläuft durch eine Diskriminatorbaueinheit 86c/B und wirkt als Steuersignal, um das normalerweise offene Gatter 142c zu schliessen, wobei hiermit der Durchtritt von Impulsen seitens der Diskriminatorbaueinheit verhindert wird. Die Verzögerungskennwerte der Zeitverzo'gerungseinrichtung 141c sind entsprechend der Anstiegszeit fir die Impulse gewählt, um sicherzustellen, dass ein Impuls nicht von der Diskriminatorbaueinheit 86c/A durch das Gatter H2c verläuft, bis nicht der gleiche Impuls Zeit genug hatte, um auf das Niveau B anzusteigen, so dass übermässig hohe Impulse keine Möglichkeit haben, das Gatter zu schliessen. Lediglich solche Impulse, W3lche das Niveau A überschreiten, nicht jedoch da3 Niveau B, können durch das Gatter 142c und von dort zu dem Integrator 88c verlaufen. Sogar solche Impulse, welche durch das Gatter H2c verlaufen, erreichen nicht den Integrator und werden nicht gezählt, sofern nicht das Gatter 81c durch das gleichseitige Vorliegen eines "Koinzidenz^Signals und eines "Starf'-Signals geöffnet wird.

E3 ist Vorsorge getroffen, um die Einstellung des AB-Pensters in Abhängigkeit von einem gemessenen Dämpfungsanzeigeparanieter, beispielsweise des reinen Zählungsverhältnieses der äusseren Standardstrahlungsq.uelle, zu optimieren. Zu diesem Zweck werden die in den Integratoren 88a, 88b während zweier aufeinanderfolgender Zählzyklen der Rjchnar/Aiialyaator-Schaltung 92 aufgenommenen Zählsignale als Signale S1 bzw. o2 zugeführt.

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und die hierbei dargestellten Daten werden verwendet, um ein reines Z'ihlungs verhältnis der äusseren Standards trahlungsquelle zu berechnen, welehe3 in dem Antwortregister 94 (Fig. 3b) als eine fünf Digits umfassende Zahl erscheint. Es sei angenommen, dass das Antwortsignal "0,9873" beträgt und charakteristisch f^;ir eine leicht gedämpfte «Probe ir.rt einem reinen Zählungsverhältnis der äusseren Standardstrahlungsquelle von O,9£73 ist, wobei das "b"~Digit (Fig. 3b) "9" beträgt. Unter solchem Bedingungen erzeugt der "Entschlüssler 99 ein Auagangsaignal bei einem binären "O"-Niveau lediglich auf seinem Anschluss b.9> * während sich all« anderen Anschlüsse auf dem bj '.ren "1 "-Niveau befinden. Diese Signale werden danach als Steuereingangssignale allen Abschnitten eines sechs Abschnitte 145-150 umfassenden optimierten Fensterwählers 144 (Fig. 6) zugeführt. Die Abschnitte 145-150 dienen dazu, Irgendeine der sechs Diskriminatorbaueinheiten 06c/A, 86c/B, 36d/C, C6d/D, t*6e/E, 86e/? in den drei Datenkanälen vorzuspannen,

Unter der Annahme, dass das besondere interessierende leotop j dasjenige ist, welches in dem Kanal mit dem AS-Ienster analyßiert wird, sind Einzelheiten des Abschnittes 146 des optimierten Fc-nsterwählers 144 in Fig. 17 dargestellt. Es ist hier der Abschnitt 1/-6, welcher dazu dierit, den Diskriminator 86c/B für das obere liiveau geaiasa der Dämpfung der Probe einzustellen. S3 versteht sich jedoch, dass alle ar.Ie^erj Ab-.*:\hnitte 145, 147-150 identisch sind, mit Ausr;a];me der ',/erte f^:ir die darin verwendeten Widerstände.

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Aus Pig. 17 ergibt sich, dass der Abschnitt H6 eine Gruppe von elf einstellbaren Widerständen R_Q, R.., R₂, .....,Rq, H umfasst, ait denen elf verschiedene Vorspannungen für die Diskriminatorbaueinheit 86c/B erzeugen. Die Widerstände sind in der gezeigten V/eise parallel geschaltet, wobei ein Ende jedes Widerstandes an eine Leitung 15I angeschlossen ist, welche wiederum aiit einer positiven Spannung, beispielsweise eines Anschluss 152,verbunden ist, der auf + 12 V gehalten ^ werden kann. Die anderen Enden der Widerstände Ro""^cDm ^s*^n<* mit den Kollektoren £ von elf normalen "ein" -Ti^ansistorschal-

tern Q₀, Q₁, , Qg, Q₀₁₀ verbunden, wobei die Emitter £

der Schalter über eine gemeinsame Leitung 154 mit Mas3e 155 verbunden sind. . ·

Zum Zwecke einer automatischen Betätigung Behaltet irgendein bestimmter Transistor aus der Gruppe der elf normalerweise eingeschalteten Transietorschalter Qo'*'*^ot>ifl *ⁿ ^^en Abschaltzustand, wobei die Basen ]s der Schalter Qq....Qq unmittelbar * . mit einem entsprechenden Ausgangsanschluss B.0-B.9 des Entschlüsslers 99 (Jig· 3b, 17) über Widerstände R verbunden sind, während die Basis t> des Schalters' Q_m über einen Widerstand R und einen Umwandler I56 nit den Abschaltkontakten des automatischen "dpn^fl-3teuerachalters 104 (Fig. 3a, 17) gekoppelt ist. Wenn die Bedienungsperson wünscht, in einer ^flcpm"-Betrieb8art zu2ählen, wird der Steuerschalter 104 in die Ab3chaltstellung gebracht, wie dies gestrichelt in Pig. 17 dargestellt ist, wobei

auf diese V/eise der Umwandler 156 unmittelbar mit einem Anschluss 158 verbunden wird, der vorzugsweise auf einer Spannung

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- op -

von +2 V gehalten wird. Unter diesen Bedingungen wird die Ba3ia b des Schalters Q_ct)m zum Abfallen auf das Potential Null gebrecht, wobei der normalerweise in Einschaltstellung befindliche Schalter Q in die Abschaltstellung gebracht wird und einen Stromkreis von dem Anschluss 152 über den V/iderstand R ,die Diode D , die Leitung 159 sowie den Ladewiderstand R auf Masse 155 herstellt.

, V/enn umgekehrt der "dpm"-i3teuerschalter 104 sich im Einschaltzustand befindet, wird die Basis b des Schalter Q_CT)rn auf einem ™ Niveau von etwa 2 V gehalten, wobei der Schalter in die Einschal tstellung gebracht und eine Schliessung des Stromkreises über die in Reihe liegenden Widerstände R_n„_m, R_Q verhindert

c pm β

werden. Unter diesen Bedingungen wird jedoch der Anschluss 158 über die Einschaltkontakte sowie den "dpm"-Steuerschalter 104 mit einem Eingang jedes der vier Undgatter 160-163 verbunden, welche ihre zweiten Steuereingangssignale von dem "b"-Digit in dem Antwortregister 94 (Fig. 3b) erhalten. Unter diesen Bedingungen wird einer und lediglich einer der Ausgangsansehlüs- i se b.O-b.9 des Entschl'isslers 99 (Fig. 3b, 17) auf ein binäres ^H0^M-Niveau abgesenkt, während alle anderen auf einem binaren ¹M "-Niveau verbleiben.

Unter den angenommenen Bedingungen beträgt der Wert des "b"-Digita "9", v/obei der Anschluss b.9 auf ein binäres "O"-Niveau abfällt und der Schalter Q_n abgeschaltet wird, bo dass ein Stromkreis von dem Anschluss 152 durch die reihengeschalteten Widerstandes R_Q, R_e sowie eine Diode D_Q auf Masse 155 herge-

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stellt wird. In gleicher V/eise w'irde der gebildete Stromkreis, wenn das "b"-Digit den V/ert "3" entspräche, den Widerstand R, anstatt des Widerstandes Rq umfassen. Semit wird , ohne Rücksicht auf die anliegende Betriebsart oder den anliegenden Probendämpfungsgrad, ein Stromkreis, welcher lediglich einen der

Widerstände R₀, R., , Rq, R umfasst, von dem Anschluss

152 für den Widerstand R auf Masse 155 hergestellt, folglich stellt <?ie Spannung an dem Widerstand R einen bestimmten V/ert dar, v/elcher davon abhängt, welcher der Widerstände R^-R gewählt wird. Diese Spannung wird dann an die Eingangsan' chlüsse eines Verstärkers 164· gegeben, des3en einer Ausgangsa Schluss mit Masse und deesen anderer mit der Diskriminator-Uiueinheit 86c/3 gekoppelt ist, um ein bestimmtes Vorspannungspotential zuzuführen.

Aus den vorangehenden Ausführungen ergibt sich, dass dann, wenn die Bedienungsperson in einer "cpm^H-Betriebsart bei anderen als automatisch optimierten Zählbedingungen zu arbeiten wUnscht, der "dpm"-Steuerschalter 104 abgeschaltet wird. Dies stellt die Diskriminatorbaueinheit 86c/B auf ein besonderes Niveau ein, das durch den Wert des Widerstandes R_com bestimmt ist, welcher leicht durch die Bedienungsperson an der Hauptsteuerplatte in üblicher Weise justiert werden kann. Wenn andererseits in einer dpm-^HEinsc-halt"-Betrieb3art gearbeitet wird, hängt das besondere Niveau, auf welches die Diskriminatorbaueinheit 86c/B eingestellt wird, davon ab, welcher der Widerstände Rq-Rq gewählt wird, was wiederum von dem V/ert des gemessenen Dämpfung3anzeigeparameters, beispielsweise von de'.a

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reinen Zählungsverhältnis der äusseren Standardstrahlungsquelle, abhängt. \letin somit ELg. 17 in Verbindung mit der Tabelle I betrachtet wird, εο ergibt sich, dass der V.^rert des Widerstandes Rq so zu wählen ist, dass die Diskrininatorbaueinheit 86c/S auf ein Niveau von 795 Teilungseinheiten vorgespannt wird. Der Wert des Widerstandes R_ß wäre so zu wählen, dass die Diskriminatorbaueinheit 86c/B auf ein Niveau von 665 Teilungseinheiten vorgespannt wird usw. Da unter den beispielsweisen, für das AB-Fenster gemäss Tabelle I eingestellten Zählbedingungen die Diskriminatorbaueinheit 86c/A auf einem Niveau von 25 . Teilungseinheiten fest bleibt, versteht sich, dass die Widerstände Rq-Rq in dem Abschnitt 145 des optimierten Fensterwählers 144 (Fig. 16)alle den gleichen Wert haben, d.h. einen ausreichenden Wert, um die Diskriminatorbaueinheit 86c/A auf ein Niveau von 25 Teilungseinheiten vorzuspannen.

Bei bevorzugten Durchführungsformen des erfindungsgemäs3en Verfahrens werden zur Optimierung der Impulshöhenanalysierfeneter gemäss der vorangehenden Beschreibung die Fenster auf einen besonderen Dämpfungsgrad von m Dämpfungsgraden eingestellt, das für eine gegebene Probe gemessen v/ird. Unter der Annahme, dass diese Niveaus den zehn reinen Zählungsverhältnissen der äusseren Standardstrahlungsquelle von 0,9000, 0,8000,.., 0,0000 entsprechen, werden die Widerstände R₀-Rq (Fig. 17) beim Arbeiten in einer ^Mdpm^H-Betriebsart so gewählt, das3 die Fenster für optimale oder nahezu optimale Zählbedingungen lediglich für diejenigen Proben ausgewählt werden, v/elche einen Dämpfungsgrad von 0,9000, 0,8000, , 0,0000 aufweisen.

Gleichzeitig wirken jedoch die ⁿb"-^lle"-i)igits des' Verhältnisses in der beschriebenen V/eise im Sinne einer Simulierung eines Därnpfungszustandes für die Probe, yobei ein wirksanier Dämpfungsgrad erzeugt wird, welcher bewirkt, dass die Probe Zählungen in dein Integrator in einer Weise erzeugt, die im wesentlichen identisch mit denjenigen ist, die auftreten würdea, wenn die Probe tatsächlich bis zu einem bestimmtem 'gewählten m Dämpfungsgrade gedämpft wäre. Polglich werden absolute Strah- ^ lungeaktivitäten mit optimierter Genauigkeit und bei optimierten Zählbedingungen berechnet, so dass eine optimale statistische Genauigkeit· erzielt wird.

Aus den vorangehenden Ausführungen ergibt sich, dass es nicht wesentlich ist, in der ⁿdpm"-Betriebsart *u arbeiten, um die Zählbedingungen zu optimieren. Beispielsweise könnte die Schaltung so eingestellt sein, dass automatisch die Zählbedingungen in allen Betriebsarten optimiert werden, wobei in diesem Pail die Bauelemente 160-163, .156, 158, Q_cpm, R_cpm, D_cpffl, gemäss. " ' Pig. 17 eliminiert werden könnten.

ObgleicITiTmpulshöhen-Analysatoren· 86a, 86b im wesentlichen identisch mixTTmpulshöhen-Analysator 86c sind, unterscheiden sie sich gering darin, dass die Vorspannungsniveaus für die Di8kriminatoren vorzugsweise durch die Bedienungsperson über eine (nicht gezeigte) Justiereinrichtung an einer Hauptsteuerplatte eingeteilt werden.

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Vorangehend wurde die Erfindung in Verbindung mit einem Gerät beschrieben, bei dem die relative Justierung der Inpulaspektren und der Diskriminatoren die Verschiebung der Dislcriminatorbetriebsniveaus zu besonderen Punkten umfasst, wo sie eine besondere Beziehung zu den Energiespektren aufweisen, beispielsweise hinsichtlich der Verschiebung des B-Hiveaus zur Aufrechterhaltung des C-Beitrages in demΆΒ-Fenster, und zwar konstant bei 20$ Zählungsausbeute (oder irgendeinem anderen gewünschten Wert), hinsichtlich, der Verschiebung des C-Niveaus zur Konstanthaltung de3 Η-Beitrages in dem CD-Fenster bei «1$ Zählungsaus- ™ beute und hinsichtlich der Verschiebung des D-Niveaus zu einem Punkt, wo es dicht an dem oberen Ende des C-Energiespektrums liegt,.usw. Die Erfindung ist indessen hierauf nicht beschränkt, da es. auch möglich ist, die Energiespektren gegenüber festen Diskriminatorniveaus zu verschieben, um die gleiche relative Beziehung zwischen den Dislcriminatorniveaua und den Energiespektren, zu erzeugen.

Aus Fig. 18 ergibt eich eine etwas abgewandelte Form eines erfindungsgemässen Gerätes, welche insgesamt ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 16 ist, wobei jedoch der gemessene Dampfungsanzeigeparameter (beispielsweise das reine Zählungsverhältnis der äuaseren Standardstrahlungsquelle) zur automatischen und unabhängigen Nachjustierung der Verstärkung in den Datenkanälen einschliesslich der AB-, CD- und EF-Fenster und nicht zur Nachjustierung der Fenstereinstellungen dient. Wiederum umfasst die Nachjustierung eine Zunahmeänderung, im vorliegenden Fall der Verstärkung, um voreingestellte bestimmt·

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Grossen, welche eine Punktion des gemessenen Dämpfungsanzeigeparameters sind. Um dies zu erreichen, werden diö an den Anßchlüssen b.O, b.1, ...., b.9 (Pig. 3b, 18) auftretenden Signalniveaus den einstellbaren Verstärkern 85c, 85d, 85e in den Datenkanälen direkt zugefihrt, um in kontrolliarbarer Weise die Kanalverstärkungen ura voreingestellte GrÖeaen zu ändern. Wie hier dargestellt ist, sind die einstellbaren Verstärker 85c-85e im wesentlichen identisch, ausgenommen hinsichtlich der Werte der darin enthaltenen Widerstände. Somit genügt die Beschreibung eines Verstärkers, beispielsweise des Verstärkers 85c, für alle.

Pig. 19 zeigt Einzelheiten eines typischen einstellbaren Verstärkers 85c Alle an dem Ausgangsanschluss 166 des Summierverstärkers 84 (Pig. 3a, 18) erscheinenden Ausgangsimpulse werden durch ein Widerstandsnetzwerk mit einem festen Widerstand R geleitet, dessen eines Ende mit dem Anschluss 166 und dessen anderes Ende über eine gemeinsame Leitung 168 mit jedem der Widerstände R₁₀-R₁Q, R_c__ verbunden ist. Die letzteren Widerstände sind parallel zueinander sowie in Reihe zu dem Widerstand R_e angeordnet. Die anderen Enden der elf Widerstände

Rm-Sm» R,-, m sind mit den Kollektoren c von je einem entspre-ι \) iy Cpiu "^

chendan, normalerweise in Ausschaltstellung befindlichen Tran-3 si f_ Trans j ρ +.'Tash

*q--*9» '«t_cpm Verbunden. Die Emitter _e der Transistorschalter sind alle mit Masse 155 über eine gemeinsame Leitung 169 verbunden, währen::die Basen _b der Schalter Qq-Qo mit entsprechenden unterschiedlichen Anschlüssen b.O-b.9 des Entschlüssler 99 über die Widerstände R verbunden sind. In ähnlicher Weiae ist die Basis b des Transistorschalters Q

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über einen Widerstand R mit den Abschaltkontakten des "dpm"-Steuerschalters 104 verbunden.

In diesem Fall ist jedoch der Entschlüssler 99 so angeordnet, dass lediglich einer von seinen zehn Ausgangsanschlüssen auf ein "1"-Niveau angehoben wird (d.h. ein auf positives Potential), während alle anderen Anschlüsse sich auf einem binären "0"-Hiveau (d.h. auf Nullpotential) befinden. Wenn man sich in der ^Mdpm"-Betriebsart befindet, wird folglich einer der Anschlüsse, beispielsweise der Anschluss b.2, auf ein binäres "1"-Niveau " angehoben, wobei auf diese Yfeise ein positives Potential von etwa 2 V an der Basis ti des Transistors Q« erzeugt wird, das diesen einschaltet und einen Stromkreis von dem Anschluss 166 •durch die Serienwiderstände R , R-jo» ^^en nunmehr eingeschalteten Schalter Q₂ und die Leitung 169 auf Masse 155 vervollständigt. Alle anderen Schalter bleiben in Abschaltstellung.

Wenn der Anschluss b.9 auf das binäre "1"-Niveau angehoben wor-en wäre, so wäre der Schalter Q_g eingeschaltet, wobei auf j diese Weise der Stromkreis einsehliesslich des Widerstandes R_1Q anstelle des Widerstandes R^ geschlossen würde. Wenn andererseits die "dpn"-Betriebsart abgeschaltet ist, verbleiben alle Anschlüsse b.O-b.9 auf dea binären "C-ITiveuu, während der Anschluss 158 mit der Basis b def Schalters Q_cr)m bzw. einem positiven Potential von etwa 2 V verbunden wird, wobei der Schalter eingeschaltet und der Stromkreis mit den Serien- · widerständen R und R___ vervollständigt werden.

•3 CpIu

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Bei dieser Ausf^rihrungsform der Erfindung bilden die Widerstände R_ und ein gewählter Widerstand aus den Widerständen R₁Q-R^q, R_0131n einen Spannungsteiler, wobei das Potential auf der Leitung 165 von den Werten der Widerstände abhängt. Das

von
Potential umfasst ein Signal nachjustierter Verstärkung in

dein Fall der Auswahl eines der Widerstände R₁₀-R₁Q, wobei dieses Signal durch (nicht gezeigte) geeignete Mittel weiter verstärkt und danach zu dem Eingangsanschluss 170 für den fc Impulshö'hen-Analysator 186c (Fig. 18) übertragen werden kann.

Wie in deia Pail'des optimierten Fensterwählers 144 (Fig. 17) bestimmen die eingestellten Werte für die Widerstände R₁₀-R₁Q die Grosse der festgelegten Verstärkungszunahmejus.tierung, welche erforderlich iet, um die Zählbedingungen in den verschiedenen Penstern zu optimieren. Obgleich die besonderen Werte der V/iderstände in weitem Umfang variieren können, wird nachfolgend ein Weg angegeben, um die Werte der Widerstände R-iq-R₁Q ausEulegen. Aus Pig. 20 ergibt sich eine beispielsweise- ^w typische Plurve 171_t welche hier kennzeichnend für die festen ' Verstärkungszunahmewerte ist, die erforderlich sind, um die Zählbedingungen in einem typischen AB-Fenster zu optimieren, das zum Betrieb mit einer ungedämpften Eichprobe bsi einer festen Verstärkung von etwa 17^5 oder darunter und einem AB-Fen3terbereich von 25 zu 985 Teilungseinheiten eingestellt ist. Um dies zu erreichen, wenn man sich auf eine gedämpfte Probe mit einem Zählungsverhältnis von 0,0000.bezieht, wUrde die Verstärkung in dein AB-Fenster um einen Faktor von etwa 5»72 zu steigern sein. Ein Verhältnis von 0,9000 würde eine Ver-

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Stärkungssteigerung um einen Paktor von etv/a 1,121 erfordern usv;.

Unter Berücksichtigung der vorangehenden Ausführungen 3Qwie der Tatsache, dass die Verstärkung nach folgender Gleichung bestimmt wird

Verstärkung =

wobei E₁ die Eingangsspannung und E_Q die Ausgangsspannung ist, | sowie ferner unter Berücksichtigung der Tatsache, dass

[2]

R_x/ (R₈ + R_x)

ist,.wobei R einen besonderen Widerstand aus den Widerständen R₁₀-R₁₉ gemäss Fig. 19 darstellt, ist es möglich, fir R_x jeden besonderen Wert von R_a zu lösen, beispielsweise wenn R_e einen Wert von 100 Ohm aufweist. Um die folgenden Überlegungen su vereinfachen, sei willkürlich angenommen, da3s die normalisierte Verstärkung gleich 0,10 für eine ungedämpfte Probe mit einem Verhältnis von 1,0000 ist. Hierbei können die Gleichungen

Γι] und £2j leicht gelöst werden, um den Wert jedes der Widerstände R₁₀-R₁Q zu bestimmen. Beispielsweise ergibt sich für den Widerstand R_1n folgende Berechnung:

Verstärkung G₀₉ = G_{1 Q} (1,121), oder Verstärkung G₀₉ * 0,10 (1,121) = 0,1121

und 0,1121 = R₁₉

100 + R₁₉

oder R₁₉ β 11,21 + 0,1121 (R₁₉)

cder 0,8879 R₁₉ * 11,21
Somit: R₁₉ Ξ 12.6 Λ 209Ö08/06A1

Erfolgt eine Lösung In der gleichen Weise fUr die restlichen Widerstandswerte, so ergeben sich folgende Werte: R₁₈ ¹Sr 16.6 -/\-, H₁₇ ST 20.6 -^V, R₁₆ ST 26.9-^-, R₁₅^ 34.4 R₁₄^ 44.1 -TL, R₁^ ν _63ί9 /\_{f Hi2} £ 84.3 ^Λ, R₁₁ Ξ ns /V

₁₁

und R₁₀ = 134

Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, dass es möglich ist, optimierte oder nahezu optimierte Zählbedingungen zu erhalten, indem entweder die Diskriminatorniveaus oder die Verstärkung

" um bestimmte feste Grossen justiert werden und zwar unabhängig in jedem Kanal, wobei in beiden Fällen da3 Ausmass der Justierung eine Punktion des Wertes eines gemessenen oder messbaren Dämpfungsanzeigeparameters iet. In jedem Pail besteht das gewünschte Ergebnis darin, das Verhältnis der H/ C-Zählungsausbeuten in dem Η-Fenster und das Verhältnis von Ξ /3 in demjenigen Zählfenster auf einen Maximalwert zu bringen, das für nur ein Isotop enthaltende Proben verwendet wird. Vorzugsweise wird dies durch Justierung der Energiespektren gegenüber den Zähl-

|, fenstern erreicht, so dass die nicht interessierenden Isotope in einem gegebenen Fenster auf der gleichen Zählungsausbeute für jedes von m gewählten Niveaus der Probendämpfung gehalten werden. Vorzugsweise werden die Proben einer simulierten Dämpfung unterworfen, um zu bewirken, dass ihre wirksamen. Dämpfungsgrado zu ein und denselben Dämpfungograd aus den m Dämpfungsgraden konvergieren, für welche optimierte Zählbedingungen eingerichtet sind.

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In einigen Fällen mag es auch günetig sein, die Zählbedingungen zu optimieren, indem gleichzeitig die Diskriminatoreinstellung verschoben und die Verstärkung justiert v/erden. Beispielsweise kann es in dem Kohlenatoff-14-(¹⁴C)-CD-Penster (Fig. 12, 13) unter bestirnten Zahlbedingungen günstig sein, eine Verstärkung von 6,5£ für Zählungsverhiltnisse der äusseren Standardstrahlungsquelle innerhalb des Bereichs von 1,0000 bis 0,4000 zu verwenden, während eine Verstärkung von 3θ£ für Zählungsverhältnisse von 0,3000 bis 0,0000 verwendet wird. In diesem Tall wären die Daten

*äej>

geaass Tabelle I entsprechenT^Tabelle II (siehe Anhang) abzuwandeln.

Jn dem Fall, dass das Merkmal der hier beschriebenen optimierten Zählbedingungen in Verbindung mit einem Gerät verwendet wird, welches keine Simulierung der Dämpfungabedingungen durchzuführen vernier um eine Konvergenz zu einem bestimmten wirksamen Dämpfungsgrad herbeizuführen, so ist die zu erzielende Verbesserung, während bei den tatsächlichen Zählbedingungen eine sehr beachtliche Verbesserung vorliegt, etwas geringer, als sie sonst erreicht werden könnte. In diesen Fall wäre es günstig, die Widerstandswerte so zu wählen, dass die Zählbedingungen in bestmöglichem .lusmass gegenüber jedem der m Bereiche der Zählungsverhaltnisse 1er äusseren Standardstrahlungsquelle oder dergleichen optiü.ert werden, derart, beispielsweise, oder über einen Bereich, welcher von einen Zählungsverhältnis von 0,40000 bis 0,4999 reicht.

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Obgleich die Erfindung in Verbindung mit zehn gewählten Dämpfungsgraden beschrieben wurde, für welche Bedingungen optimiert werden, nämlich Zählungsverhältnisee der äusseren Standardstrahlungsquelle von 0,9000, 0,8000, ...., 0,000, besteht hinsichtlich zehn derartiger Werte kein bestimmtes Erfordernis. Im Gegenteil können mehr oder weniger als zehn Werte gewählt werden. Die Werte können sich entweder in gleichem oder ungleichmässigem Abstand voneinander befinden und auf irgendeinen Punkt innerhalb des Bereichs des gewählten Parameters fallen. Ferner kann der Parameter andere V/erte als die ZählungsverhaYLtnisse der äuseeren Standardstrahlungsquelle umfassen. Beispielsweise kann der Parameter die reinen Zählungs-Verhältnisse der äusseren Standardstrahlungsquelle, Kanalverhältnisse oder andere zur Verfügung stehende Parameter umfassen, welche numerisch charakteristisch für den Dämpfungsgrad sind.

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Anhang

Tabelle I

Reines Zähl.verh. d. äuss.Standard strahlungsquelle	AB-Fenster 53# Verstärk A B- Breit	985	960	CD-Fenster 6,55' Verst. C D Breit	1000 894	EP-Fenster IOO5J Verst. E F Brei üe
1.0000	25	820	795	106	845 754	50 790 740
0.9000	25	690	665	91	700 627	50 675 625
0.8000	25	575	550	73	560 500	50 590 540
0.7Q00	. 25	465	440	60	440 '392	50 510 460
0.6000	25	384	359	48	343 303	50 435 385
0.5000	25	321	296	40^	269 236	50 377 327
0.4000	25	252	227	33	193 169	50 328 278
0.3000	25	215	190	24	145 126	50 272 222
0.2000	25	182	157	19	104 89	50 242 192
0.1000	25	172	H7	15	65 57	50 209 159
0.0000	25	8	50 192 H2

Tabelle II

Reines äusseres Standardverhältnis	C	CD- Fenster D	Breite	t
0.3000	111	891	780
0.2000	88	669	581
0.1000	69	480	411
0.0000	37	300	263 A	•

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Claims (1)

1. Patentansprüche :

   A Verfahren zur Optimierung von Zählbedingungen bei der Messung von Strahlungsaktivitäten in zu untersuchenden Proben mit einem oder mehreren radioaktiven Isotopen, welche in einem Flüssigazintillator verteilt sind und dort Lichtblitze erzeugen, gekennzeichnet durch Messung eines Dämpfungs-" anzeigeparameters fur jede Probe zur Gewinnung einer Anzeige der Strahlungsaktivität und automatische Justierung von Diskriminatoren bzw. Impulshöhen-Analysatoren, welche zur

   Bestimmung der Amplitude von durch Szintillationslichtblitze her * ■

   *vorgerufenen Impulsen gegenüber den Spektren der Amplituden der Impulse eingerichtet sind, auf bestimmte feste Grossen in Abhängigkeit von der Messung des Dämpfungsanzeigeparameters, wobei der Grad dieser Justierung als Punktion des Wertes des gemessenen Parameters gesteuert wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beitrag der Lichtblitae jedes nicht interessierenden Isotops in einem gegebenen Kanal eines Impulshöhen-Analysators durch entsprechende Steuerung von dessen Justierung konstant gehalten wird.

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   3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierung der Inipulshöhen-Analysatoren, welche zur Zählung von nur ein Isotop enthaltenden Probon oder Zählung des energiereichsten Isotops in einer viele Itotope enthaltenden Probe dienen, in Sinne der Erzielung eines Maximalwertes des Verhältnisses S /B ,(E = Zählungsausbeute; B = iiintergrundrauschen) durchgeführt wird.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Messung des Dämpfungsanzeigeparameters sowie während zumindest einer der Perioden vor, während und nachfolgend zu der automatischen Justierung der Diskriminatoren bzw. Impulshöhen-Analysatoren ein simulierter Dämpfungszustand auf zu untersuchende Proben übertragen wird, um einen gewählten wirksamen Dämpfungsgrad zu erzeugen, für welchen die Zählungsausbeuteigenau bekannt sind.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

   der auf die Probe übertragene simulierte Dämpfungs- | grad als Punktion des Wertes des gemessenen Dämpfungsanzeigeparameters gesteuert^ wird.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass während der automatischen Justierung der Di3kriainatoren bzw. Impulshöhen-Analysatoren die Einstellung bestimmter Diskriirinatoren bzw. Iapulshöhen-Analysatoren aus der Gesamtzahl der Diskriminatoren bzw. Impulshchen-Analysatoren in definierten festen Mass verschoben wird, um Analysier-

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   BAD ORJGlNAL

   fenster unterschiedlicher Breite zu bilden, wobei die verschobenen Diskrimin&torniveaus eine bestimmte Beziehung gegenüber den Bnergiespekt-ren der Probe aufweisen.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein einem oberen Niveau zugeordnete, in einem Fenster zur Analyse eines relativ energiearmen Isotops verwendeter Diskriminator bezüglich seiner Einstellung um einen Wert verschoben wird,

   h welcher ausreicht, um die Zählungsausbeuten energiereicher Isotope in dem Fenster auf einem konstanten bestimmten Wert zu halten.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem zur Analyse eines relativ energiereichen Isotops verwendeten Fenster jeweils vorgesehener Schwellwertdiskriminator in seiner Einstellung-um'einen Wert verschoben wird, welcher ausreicht, um die Zählungsausbeuten von niedrigere· Energie aufweisenden Isotopen in dem der höheren Energie zuge-

   ordneten Fenster auf einem konstanten bestimmten Niveau zu zählen.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass

   der dem höheren Niveau zugeordnete Diskriminator in öem der · höheren Energie zugeordneten Fenster hinsichtlich seiner Einstellung um einen Wert verschoben wird, welcher ausreicht, um das Diskriminatorniveau an dem oberen Eric· der Spektren für das höhere Energie aufweisende Isotop anzuordnen.

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   10. Verfahren nach einem der Anspräche 1-9» dadurch gekennzeichnet, dass während der automatischen Justierung der Diskriminatoren bzw. Impulshöhen-Analysatoren die Verstärkung von Impulsen, welche durch ein gegebenes, einein niedrige Energie aufweisenden Isotop zugeordnetes Zäh"⁷ fenster von bestimmter eingestellter Bandbreite verlaufen, automatisch um bestimmte feste Werte gesteigert wird, um sicherzustellen, dass der Beitrag der Zählungen, welche durch ein Isotop von verhältnismässig hoher Energie hervorgerufen werden, in dem der niedrigen Energie augeordneten Fenster konstant gehalten wird.

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass während der automatischen Justierung der Diskriminatoren bzw. Impulshöhen-Analyaatoren die Verstärkung von Impulsen, welche durch ein einem hohe'Energie aufweisenden Isotop zugeordnetes Zählfenster von fester eingestellter Bandbreite verlaufen, automatisch us bestimmte feste Werte gesteigert wird, um sicherzustellen, dass der Beitrag von Zählungen, welche durch ein verhäitnismässlg niedrige Energie aufweisendes Isotop hervorgerufen werden, in dem der hohen Energie sageordne ten Pe ns tar konstant gehalten wird,

   12* Verfahren r.ac:¹. eines; der Ansprüche 6-11, 'iadurr;h g^ksrsnseichnsv, ei.a?;·:-. ·■ ä·;.:■«-_;d der automatischen Justierung ier Dis- krluilmt-3i'.-'-n bs:;. ^,culshöhen-Analysatorer: z:>.~.i.:::'<?;>"* b-.-stifte Eins:ellung:?:.. :'ir Verstärkung um bö3tLn::;te iV^t! '.'erte automa 5v3eii yor.; - - ·? _;n werden.

   0 3 / 0 S 4 1

   13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die verschobenen Werte der Verstärkungseinstellung denjenigen V/erten der Verstärkungseinstellung in dem der höheren Energie zugeordneten Fenster entsprechen, welche den wesentlich gedämpften Proben zugeordnet sind.

   H. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-13 bzw. zur Optimierung der Zählbedingungen in zu untersuchenden" Proben mit η radioaktiven Isotopen, welche in einem Flüssigszintillator verteilt sind, wobei jedes Isotop ein beobachtbares Energieapektrum erzeugt, mit einem Lichtwandler, Bauelementen zur Anordnung einer Probe neben dem Wandler, derart, dass Licht auf diesen zu fallen vermag, Bauelementen zur Messung eines gewählten Dämpfungsanzeigeparaaeters, welcher den Dänpfungsgrad der Probe anzeigt, η Impulshöhen-Analy3atoren zur Analysierung der von dem Lichtv.-andler ausgehenden Impulse, η Impulshöhendiskriminatoren, welche in den Impulehb'hen-Analysato- · ) ren enthalten sind» und Justiz.elementen, welche auf den Wert des gemessenen Mnpfungsanzeigeparameters ansprechen, um die Diskriniinatoren gegenüber dem beobachteten Spektrum für jedes Isotop automatisch zu justieren, dadurch gekennzeichnet, da3s die Juatiereleaiente zur Einstellung der Diskriniinatoren (z.B. 86c/A in Pig. 16) gegenüber dem beobachteten Spektrum für jedes Isotop um eine von m bestimmten, eingestellten, festen Grö&sen eingerichtet sind, welche in Abhängigkeit von den Wert des gemessenen Parameters wählbar nind,

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   15. Gerät nach Anspruch Hi dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl η zumindest gleich 2 ist und dass die Justierelemente zur Einstellung der Diskriminatoren (z.3. B6c/A in Pig. 16) gegenüber den beobachteten Spektren eingerichtet sind, un die Zählungsausbeuten für jedes der η Isotopen bei bestimmten konstanten Werten in verschiedenen gegebenen Impulshöhen-Analysatoren (66) aus der Gesamtzahl der Impulshöhenanalysatoren aufrecht zu erhalten, unbeschadet des Grades der in der Probe auftretenden Dämpfung.

   16. Gerät nach einem der Ansprüche 14-15, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der η Impulshöhen-Analysatoren (86) einen Schwellwertdiskrininator (z.B. O6c/A in Pig. 16) und einen Diskriminator (z.B. 86c/B in Pig. 16) für ein oberes Snergieniveau umfasst und dass die Justierelemente zur automatischen NachJustierung des Diskriminator für das obere Energieniveau um eine bestimmte vorgegebene feste Grösae in Abhängigkeit von dem Wert des gemessenen Dämpfungsanzeigeparameters eingerichtet ( sind, um das Verhältnis E /B in einem gewählten Impulshöhen-Analysator (86) aus der Gesamtzahl der η Impulshöhenanalysatoren bei Messung von Proben mit lediglich einem einzigen Isotop zu optimieren.

   17. Gerät nach einem der Anspräche 15-16, dadurch gekennzeichnet, dass in* einem ereten der η Impulshöhen-Analysatoren (86) ' •ein Schwellvertdiskriminator (z.B. 66c/A in Pig. 16) und ein Diskriminator (z.B· 86c/B in Fig. '«6) für ein oberoa Aiergie-

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   niveau ein AB-Zählfenster zur Zählung des geringste Energie aufweisenden der η Isotope bilden, dass in einem anderen der η Impulshöhen-Analysatoren ein Schwellwertdiskriminator (z.B. 86c/C in Pig. 16) und ein Diskriminator (z.B. 86c/D in Fig.16) für ein oberes Energieniveau ein CD-Zählfenster zur Zählung eines energiereicheren Isotops aus der Gesamtzahl der η Isotope bilden, dass das Jus ti er element zur Justierung des B-Diskriminatorniveau3 um eine, von m bestimmten voreingeeteilten festen Gro'ssen bei τη verschiedenen Werten des gemessenen Parameters eingerichtet ist,-um die Zählungsausbeute des energiereicheren Isotops in dem AB-Fonster auf einem konstanten Ifiveau für jeden der m V/erte zu halten, und dass die Justierelenente ferner, zur Justierung des C-Diskrirainatorniveaus um eine von πι bestimmten voreingestellten festen Grossen bei den m Werten des gemessenen Parameters eingerichtet sind, um die Zählungsausbeute des weniger energiereichen Isotops in dem CD-Penster für jeden der m Werte auf einem konstanten Wert zu halten.

   .18. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierelemente zur Justierung des D-Diskriminators um eine bestimmte voreingestellte feste Grösae bei den α Werten des gemessenen Parameters eingerichtet sind, um zumindest einen Teil unerwünschten Hintergrundrauschens (B) auezuschlieasen und hierbei das Verhältnis E /B in dem CD-Fenster auf einen Maximalwert zu bringen,.wobei B gleich der Zählungeauebeute des energiereicheren Isotops in dem CD-Penster ist.

   ■*λ λ

   19. Gerät nach einem der Ansprüche H-18, dadurch gekennzeichnet, dass Bauelemente in Tandemanordnung mit ,jedem der η Impulshöhen-Analysatoren (86) vorgesehen sind, um die sich ändernde Verstärkung zu steuern, wobei die Justierelemente derart bedienbar sind, dass einstellbare Verstärker (85) um eine bestimmte voreingestellte feste Grosse in Abhängigkeit von dem Wert des gemessenen Dämpfungsanzeigeparameter3 automatisch nachjustiert werden, um das Verhältnis E /B in einem bestimmten Impulshöhen-Analysator (86) aus der Gesamtzahl der ri Impulshöhen-Analysatoren bei Messung der Proben mit lediglich einem einzigen Isotop zu optimieren.

   20. Gerät nach einem der Ansprüche 15-19, dadurch gelcennzeich-

   der net, dass die Justierelemente zur automatischen liachjustierung/ einstellbaren Verstärker (85) in Tandemanordnung mit dem AB-Fenster um eine von π bestimmten voreingestellten festen Grossen bei m Werten des gemessenen Parameters eingerichtet sind, um die Zählungsausbeute des energiereicheren Iaotops in dem AB-Fenster auf einem konstanten Niveau für jeden der a Werte su halten, dass die Justierelemente auch zur automatischen Naehjustierung der einstellbaren Verstärker in Tandemanordnung mit dem CD-Fenster um eine von m bestimmten voreingeatellten festen Grossen bei m Werten des gemessenen Parameters eingerichtet sind, um die Zählungsaue beute des weniger enei'gi ereichen, Iaotops in der, CD-Penater auf einem konstanten Niveau für jeden der m V/er te zu halten,

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   17890AA

   21. Gerät nach einen der Anspräche H-20, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter das reine Zählungsverhältnis der äusseren Standardstrahlungs^uelle ist.

   22. Gerät nach einem der Ansprüche H-21, dadurch gekennzeichnet, dass Konvergenzelemente vorgesehen sind, um den gemessenen Därapfungsanzeigeparameter zur Konvergenz mit einem be-

   Ψ stimmten aus m Werten des gemessenen Parametern zu bringen, wobei für jeden der m Werte die Isotop-Zählungsausbeuten genau bekannt sind, ao dass optimierte Zählbedingungen und eine optimierte Berechnungsgenauigkeit während eines einzigen Analysenzyklus für jede Probe erreicht werden.

   23. Gerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierelemente und Konvergenzelemente beide in Abhängigkeit von dem Wert des gemessenen Parameters betätigbar sind, wobei

   . ein simulierter Dämpfungszustaril auf jede Probe übertragen v/ird, welcher ausreichend ist, urn uinen wirksamen Dämpfungsgrad für die Probe identisch einem dpr m Werte zu schaffea, so dass absolute Proben-Strahlungsaktivitäten bei genau bekannten Zählungsausbeute.i entsprechend den besonderen Niveau aus den m Niveaus berechnet werden und die Zählbedingungen an dem besonderen Niveaus aus dem m Niveaus optimiert werden, unbeschadet des. tatsächlichen Dämpfungsgrades der Probe.

   24. Gerät nach olnem der Anspräche H-23 zur Analysierung von

   zu untersuchenden Proben, welche einer Dämpfung unterworfen

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   ORIGINAL

   "¹⁰⁷" 17890U

   sind und ein oder mehrere radioaktive Isotope enthalten, welche einzeln oder zu mehreren in einem Flüssigszintillator verteilt sind, wobei jedes Isotop ein beobachtbares Snergiespektrum erzeugt, nach einem der Anspräche 1-10, gekennzeichnet durch Bauelemente zur Erzeugung eines simulierten Dämpfungszustandes für jede Probe, um für diese Probe ein bestimmtes Niveau von m bestimmten wirksamen Dämpfungsgraden aufzubauen, für deren jeden die Isotop-Zählungsausbeuten genau bekannt sind, wobei eine Korabination mit den Elementen zur Simulierung

   4 der Dämpfung von η Impulshöhen-Analysatoren (86) zur Diskrimi-

   nierung von Impulsen auf der Basis von deren Impulshöhen vorgesehen ist, dass Bauelemente zur Messung eines Dämpfungsanzeigeparaaietera für jede Probe vorgesehen sind, um den tatsächlichen Dämpfungsgrad jeder Probe zu bestimmen, und dass auf den V/ert des gemessenen Parameters ansprechende Bauelemente zur Justierung jedes der η ImpulshiJhen-Analysatoren (86) unabhängig voneinander um eingestellte bestimmte feste Grossen vorgesehen sind, welche eine Funktion des Wertes des gemessenen Parameters sind, eo dass bei Verwendung des Gerätes zur Ana- ^ lyse von viele Isotope enthaltenden Proben der Beitrag von nicht interessierenden Isotopen in einem gegebenen Analysator aus der Gesamtzahl von η Analysatoren konstant gehalten wird und bei Analysierung einer nur ein Isotop enthaltenden Probe in irgendeinem der η Analysato
   auf einen Maximalwert gebracht v/ird.

   2 Probe in irgendeinem der η Analysatoren das Verhältnis E /B

   209606/0641

   - 10β -

   25. Gerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , dass der Parameter daa Zählungßverhältnis der äusseren Standardstrahist.

   26. Gerät nach einem der Ansprüche 24-25, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Erzeugungseiemente für eine simulierte Dämpfung als auch die Justierelemente in Abhängigkeit von dem gemessenen Parameter betätigbar sind, wobei das Ausmaas der simulierten Dämpfung und das Äusmass der bestimmten, festen Justie· rungagrössen der InpulBhöhen-Analysatoren eine, funktion des Wertes d«s gemessenen Parameters sind.

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