DE2746763A1 - Verfahren und anordnung zur kalibrierung eines gammastrahlungszaehlinstruments - Google Patents

Description

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Patentanwälte München, den 18. Oktober 1977 Dipl.-Ing. C. Wallach l6O4O H/Nu Dipl.-inn. G. Koch

Dr. T. Haibach

Dipl.-Ing. R. Feldkamp

München 2

Kiulingcrstr. 8, Tel. (089) 2402 75 Bezeichnung: Verfahren und Anordnung zur Kalibrierung

eines GammastrahlungsBählinstruments

Anmelder: Beoknan Instruments, Inc.

Pullerton, Calif. USA

Vertreter: Patentanwälte

Dipl.-Ing. C. Wallach Dipl.-Ing. O. Koch Dipl.-Phye. Dr. T. Haibach Dipl.-Ing. R. Feldkamp

Erfinder: S.H. Luitwieler, Jr.

La Nirada, Calif. USA

D.L. Horrooks Placentia, Calif. USA

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Verfahren und Anordnung zur Kalibrierung eines Gammastrahlungszählinstruments

Die Erfindung betrifft allgemein Gammastrahlungszähler, d. h. Instrumente zum Nachweis und zur Messung von Gammastrahlen. Die Erfindung betrifft speziell ein neues Kalibrierverfahren für derartige Instrumente„

Ein Gammaetrahlungszähler weist typischerweise einen Strahlungsdetektor in Form eines mit Thallium aktivierten Natriumjodidkristalls auf· Durch die von einer untersuchten radioaktiven Probe emittierten Gammastrahlungen werden einige der Elektronen in dem Natriumiodid angeregt, und diese angeregten Elektronen reagieren ihrerseits mit dem Thallium unter Erzeugung von Lichtblitzen bzw. Szintillationen. Diese Szintillationen werden sodann mit einer Photomultiplierröhre nachgewiesen und in entsprechende elektrische Impulse umgewandelt. Die in dieser Weise erhaltenen Ausgangsimpulse der Fhotomultiplierrb'hre sollten In ihrer Amplitude direkt proportional der Energie der entsprechenden Gammastrahlen sein, von welchen sich die Impulse herleiten. Die Gammastrahlungszähler weisen üblicherweise Vorrichtungen zur Sortierung bzw. Klassierung oder Filterung der Auegangsimpulse der Fhotomultiplierröhre auf, derart, daß man ein Energie- oder Impulshöhenspektrum erhalten kann·

In diesem Zusammenhang ist daran zu erinnern, daß das bei Verwendung eines Gammazählers erhaltene Energiespektrum das Energiespektrum der einfallenden Strahlung nicht genau

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wiedergibt. Gammastrahlen sind im wesentlichen monoenergetiech, d. h. falls eine radioaktive Substanz die Eigenschaft besitzt, daß sie Gammastrahlen mit einem bestimmten Energiepegel emittiert, so wird jeder Gammastrahl dieser Substanz mit genau dem gleichen Energiepegel emittiert« Bei Aufzeichnung eines Energiespektrums der Gammastrahlung in der Weise, daß auf der vertikalen Achse die Zählwerte (Häufigkeit) nachgewiesener Gammastrahlen und auf der horizontalen Achse die Energie der Gammastrahlung aufgetragen wird, müßte das resultierende Energiespektrum eine vertikale Linie am Ort des der Gammastrahlung dieser betreffenden radioaktiven Substanz entsprechenden Energiepegels sein, oder eine Anzahl derartiger vertikaler Linien, falls die betreffende Substanz Gammastrahlung mit mehreren verschiedenen Energiepegeln emittiert. In der Praxis läßt sich jedoch mit einem Gammastrahlungszähler niemals ein Spektrum dieser Art erreichen. Der Natrium-odid-Szintillator erzeugt nicht stets genau die gleiche Anzahl von Anregungselektronen für jeden einfallenden Gammastrahl, und die Photomultiplierröhre erzeugt nicht stets genau die gleiche Verstärkung bei jedem Nachweis einer Szintillation an ihrer Photokathode. Demzufolge besteht das in Abhängigkeit vom Ausgang der Photomultiplierröhre erhaltene Energie- oder Impulshöhenspektrum aus einer glockenförmigen Gauß¹sehen Verteilung statt aus einer vertikalen Linie in dem Spektrum entsprechend dem Energiepegel der einfallenden Gammastrahlen. Diese glockenförmige Verteilung ist üblicherweise als "Photopeak" in dem Impulshöhenspektrum bezeichnet.

Die meisten Gammastrahlungszählvorrichtungen weisen einen oder mehrere Impulehöhenanalysatoren auf, dem bzw. denen

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die Ausgangsimpulse der Photomultiplierröhre zugeführt werden. Jeder dieser Impulshöhenanalysatoren besitzt jeweils einen oberen und einen unteren Diskriminatorschwellwert, die zur Bildung eines jeweiligen gewünschten "Fensters" im Impulshöhenspektrum einstellbar sind. Der Impulshöhenanalysator wirkt im wesentlichen als ein Filter, welches außerhalb der jeweils gewählten Diskriminatorschwellwerteinstellungen zu liegen kommende Impulse zurückhält und nur solche Impulse, welche innerhalb des Ansprech-"Fensters" zu liegen kommen, an eine Skalier- bzw. Zählvorrichtung durchläßt· Die Diskriminatorschwellwerteinstellungen an einem Impulshöhenanalysator werden gewöhnlich bezüglich einer willkürlichen Relativskala definiert, beispielsweise bezüglich einer Relativskala von 0 bis 1000. Für viele Anwendungszwecke eines Gammastrahlungszählers ist es jedoch wichtig, die Heßergebniese in Absolutenergiepegeln zu erhalten· Es ist daher wichtig, den Gammastrahlungezähler kalibrieren zu können, derart, daß der erwähnte Relativbereich der Diskriminatoreinstellungen von beispielsweise 0 bis 1000 in Beziehung zu einem Absolutenergiebereich gesetzt werden kann, der üblicherweise in MeV oder in keV gemessen wird.

Im Idealfall soll ein Gammastrahlungszähler eine Reihe verschiedener Energiebereiche besitzen, über welche Gammastrahlung gemessen werden kann. Beispielsweise soll die Relativanzeigeskala des Instruments von 0 bis 1000 für einen bestimmten Test einem Absolutenergiebereich von 0 bis 0,5 HeV entsprechen, während sie für andere, mit dem gleichen Instrument vorzunehmende Tests Energiebereichen von beispielsweise 0 bis 1,0 HeV oder 0 bis 2,0 NeV entsprechen sollte. Nach dem Stande der Technik wurde hierzu

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bo vorgegangen, dafi man die Gammastrahlungszähler für einen bestimmten Absolutenergiebereich, üblicherweise den niedrigsten Energiebereich, kalibrierte; andere Energiebereiche erhielt man durch die Verwendung von Präzisionsdämpfungsvorrichtungen zur Verringerung der Impulshöhen um einen geeigneten Faktor. Beispielsweise konnte man einen Gammaetrahlungszähler für einen Absolutenergiebereich von O bis 0,5 HeV kalibrieren, indem man die Strahlung einer Kalibrierstrahlungsquelle, von der bekannt war, dafi sie Gammastrahlung mit einem Energiepegel von 0,25 HeV emittiert, vermäße Die Dämpfungsvorrichtungen wurden sodann so einjustiert, bis der von der Strahlung der Ealibrierstrahlungsquelle herrührende Fhotopeak mit der Diskriminatorpegeleinstellung 500, d. h. mit dem halben Vollausechlag der Relativansseigeskala, übereinstimmte· Die Ablesung für Voll-Skala betrug dann in der gewünschten Weise 0,5 HeV. Pur einen Energiebereich von O bis 1,0 HeV wurden die Dämpfungsvorrichtungen so justiert, dafi sie einen zusätzlichen Dämpfungsfaktor 2 ergaben, wodurch die Amplituden sämtlicher Ausgangeimpulse halbiert wurden und ein Absolutenergiebereich von O bis 1,0 HeV überdeckt wurde. Entsprechend wurde für einen Absolutenergiebereich von 0 bis 2,0 HeV ein weiterer Dämpfungsfaktor von 2 eingeführt, wodurch sich wiederum die Amplituden sämtlicher Ausgangspeaks der Photomultiplierröhre halbierten und so der gewünschte größere Absolutenergieberelch erreicht wurde. Die Photomultiplierröhre wurde dabei in allen Fällen bei oder nahe ihrer maximalen Betriebsspannung betrieben.

Wie ersichtlich, wird bei dieser bekannten Kalibrierweise nach dem Stande der Technik jeder Kalibrierfehler aus dem niedrigsten Bereich, 0 bis 0,5 HeV in dem vorstehend

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angenommenen Beispielsfall, bei Verwendung des Instrumente in seinem höheren Absolutenerglebereich yergrößert. Ee besteht daher auf dem Gebiete der Gammastrahlungsmessung ein Bedürfnis nach einer Kalibriertechnik, welche eine genaue Kalibrierung des Instruments für eine Reihe verschiedener Energiebereiche gestattet, wobei die jeweilige Kalibrierung in dem einen Energiebereich unabhängig von den Kalibrierungen für die anderen Energiebereiche iet· Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines Kalibrierverfahrene und einer Kalibrieranordnung zugrunde, welche diesem Problem Rechnung tragenο

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren und eine Anordnung zur Kalibrierung eines Gammaetrahlungezählers zur Messung von Strahlung innerhalb mehrerer Absolutenergiebereiche, wobei die Kalibrierung für jeden dieser Energiebereiche unabhängig von den Kalibrierungen für die anderen Energiebereiche sein soll.

Zu diesem Zweck ist bei dem erfindungsgemäßen Kalibrierverfahren vorgesehen, daß man eine Kalibrierstrahlungequelle, welche Gammastrahlung mit einem bekannten Energiepegel emittiert, in Virkeuordnung zu dem Strahlungedetektor anordnet; daß man die Einstellung der Gesamtsignalverstärkung der Photomultipliervorrichtung so lange einregelt bzw. justiert, bis die Ausgangsimpulse der Photomultipliervorrichtung eine Impulshöhe besitzen, deren Verhältnis zu einer maximal nachweisbaren Impulshöhe gleich groß wie das Verhältnis des bekannten Energiepegels der Kalibrierstrahlungsquelle zu einem gewünschten maximalen nachweisbaren Absolutenergiepegel ist; daß man die am Ende dieses Einstelljustiervorgangs erreichte Einstellung speichert; und

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daß man diese Verfahreneschritte der Justiereinstellung und nachfolgenden Speicherung für anderweitige gewünschte maximal nachweisbare Energiepegel wiederholt, derart, daß jede so erhaltene und so gespeicherte Justiereinstellung später wieder abgerufen und an das Instrument angelegt werden kann, zur Wahl eines der mehreren verschiedenen gewünschten nachweisbaren Energiepegel.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Justiereinstellung der Gesamtsignalverstärkung der Photomultiplierröhre durch Variierung der an die Photomultiplierröhre angelegten Hochspannung erfolgt. Jedoch kann die Signalverstärkung auch durch Justierung des Verstärkungsfaktors der mit den Ausgangeimpulsen der Photomultiplierröhre beaufschlagten Dämpfungsvorrichtungen verändert werden, oder mittels einer Kombination aus Spannungs- und Dämpfungs-EinstellJustierung, In Jedem Fall wird die Gesamtsignalveretärkung so verändert und Justiert, bis der von der Strahlung der Kalibrierstrahlungequelle herrührende Photopeak mit seiner Mitte bei einer Diekriminatoreinetellung liegt, welche dem bekannten Energiepegel der Kalibrierstrahlungsquelle bei Messung über den Jeweiligen gewünschten Energiebereich entspricht. Diese Diekriminatoreinstellung für Impulse des bekannten Ehergiepegels wird in der Weise berechnet, daß man den Maximalwert der relativen Impulshöhe, d. h. die dem vollen Skalenausschlag entsprechende Diekriminatoreinstellung, mit dem Verhältnis des bekannten Energiepegels zu dem gewünschten Maximalwert des nachweisbaren Absolutenerglepegels multipliziert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird

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bei dieser Juetiereinetellung der Verstärkung der Photomultiplierröhre unter anderem eo vorgegangen, daß zunächst die Verstärkung der Fhotomultiplierröhre auf einen Mindestwert eingestellt wird und sodann die Verstärkung erhöht wird, bis der den StrahlungsemiBBionen der KaIlbrieretrahlungsquelle entsprechende Fhotopeak auf den gewünschten Wert der relativen Impulshöhe, wie er in der zuvor erwähnten Weise errechnet wurde, zentriert ist. Zur Erleichterung dieses Justiervorganges hat es sich als erwünscht erwiesen und ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß man die Verstärkung zunächst um verhältnismäßig große Stufen, d, h. im Sinne einer Grobjustierung, erhöht, bis der Photopeak in der Nähe der gewünschten relativen Impulshöhe liegt, worauf sodann die Verstärkung um verhältnismäßig kleine Stufen, d. h. im Sinne einer Peinjustierung, erhöht wird, bis der Photopeak genau mit seinem Hittelpunkt auf den gewünschten Wert der relativen Impulshöhe zu liegen kommt.

Im einzelnen wird bei dieser Grob- und nachfolgenden Feinjustierung nach vorteilhaften, zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung in der Weise vorgegangen, daß man zunächst ein erstes Diskriminatorfenster zwischen einem verhältnismäßig niedrigen Wert und dem gewünschten Wert der relativen Impulshöhe und an dieses Diskriminatorfenster anschließend ein zweites Diskriminatorfenster von dem gewünschten Wert der relativen Impulehöhe bis zu dem maximal verfügbaren Wert der relativen Impulshöhe einstellt; und daß man sodann bei schrittweiser Erhöhung der Verstärkung um verhältnismäßig große Inkremente die in die beiden Diskriminatorfenster fallende Strahlung mißt. Dieses Verfahren wird so lange fortgesetzt, bis das Verhältnis der

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in dem zweiten Meßfenster gemessenen Zählwerte zu den in dem ersten Meßfenster gemessenen Zählwerten einen vorgegebenen Schwellwert erreicht· Sobald dies der Fall ist, wird ein Diskriminatorfenster eingestellt, dessen obere und untere Begrenzungen in verhältnismäßig kleines und gleichem Abstand ober- bzw. unterhalb der gewünschten relativen Diskrimlnatoreinstellung liegen. Sodann werden Messungen durchgeführt, wobei gleichzeitig Verstärkungsänderungen um verhältnismäßig kleine Inkremente erfolgen, bis ein Maximum gemessen wird, was als Nachweis für die Erreichung des gewünschten Zuetandes dient, in welchem der Photopeak zentrisch bezüglich der gewünschten relativen Impulshöhen-β inst ellung liegt. In diesem Funkt können die Spannungseinstellung oder die Dämpfungseineteilung oder beide gespeichert werden, um später wieder abgerufen und en die Fhotomultiplierröhre bzw. an die Dämpfungsvorrichtungen wieder angelegt zu werden, wenn der gewünschte Energiebereich für bestimmte Testmessungen mit dem Instrument benötigt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Auegestaltung kann im Bahmen der Grobjustierung ein vorbereitender Schritt vorgesehen sein, bei welchem ein Zählkanal auf Überwachungsimpulse beliebiger Höhe eingestellt wird und die Photomultiplierröhrenspannung mit verhältnismäßig großen Inkrementen so eingeregelt wird, bis ein bestimmter Schwellwert von Zählungen pro Minute erreicht ist.

Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Kalibrierverfahrene; die Anordnung weist eine Vorrichtung zur Änderung der an die Photomultiplierröhre angelegten Spannung und damit zur

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Änderung der Gesamtsignalverstärkung auf, um den von der Strahlung der Ealibrierstrahlungsquelle herrührenden Photopeak längs der Relativenergie-Skala des Impulshöhenspektrums zu verschieben. Die Anordnung weist ferner Vorrichtungen zum Speichern der Spannungseinstellungen und zum späteren Abruf und erneuten Anlegen dieser gespeicherten Parametereinstellungen für einen bestimmten ausgewählten Energiebereich auf. Des weiteren können auch einstellbare Dämpfungsvorrichtungen vorgesehen sein, die entweder getrennt für sich oder in Verbindung mit der Vorrichtung zur Änderung der Speisespannung der Photomultiplierröhre zur Einstelljustierung der Gesamtsignalveretärkung verwendet werden können. Die vorstehenden Darlegungen lassen erkennen, daß die Erfindung einen bedeutsamen Fortschritt auf dem Gebiete der Gammastrahlungsmessungen darstellt_o Durch die Erfindung wird ein neuartiges Verfahren zur Kalibrierung eines Gammastrahlungszählers für die spätere Verwendung innerhalb jedes beliebigen aus einer Reihe verschiedener Abeolutenergiebereiche geschaffen.

Im folgenden werden Ausführungebeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen Satz von drei graphischen Darstellungen der jeweiligen Eichbeziehungen zwischen relativem Energiepegel und Absolutenergiepegel für drei verschiedene Absolutenergiebereiche,

· 3a bis 3c drei sämtlich von der gleichen Eichquelle

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abgeleitete Impulshöhenspektren, wie sie eich für drei verschiedene Verstärkungsfaktoren der Photomultiplierröhre entsprechend drei verschiedenen Absolutenergiebereichen ergeben,

Flgg. 4a bis 4-e Impulshöhenspektren, welche zusammen das Verfahren und den Vorgang der Anpaseung und Einstellung der Verstärkung der Photomultiplierröhre zur Zentrierung des von der Strahlung der KaIi-brlerquelle herrührenden Photomaximalwertπ ("photopeak") über einer gewünschten relativen Impulshöhenelnstellung, zum Zweck der Kalibrierung des Instruments für einen bestimmten Absolutenergiebereich, veranschaulichen

Fig. 5 ein Fließschema der einzelnen zur Kalibrierung

eines Gammastrahlungszählers nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erforderlichen Schritte .

Aus den Zeichnungsdarstellungen ist ersichtlich, daß die Erfindung nach ihrem Grundgedanken ein neues Verfahren zur Kalibrierung von Gammastrahlungszählern betrifft. Näherhin ermöglicht die Erfindung eine genaue Kalibrierung über eine Anzahl verschiedener Energiebereiche, wobei jeweils die Kalibrierung für einen beliebigen Energiebereich unabhängig von der Kalibrierung bezüglich der anderen Energie-· bereiche ist. Vie aus dem Blockschaltbild von Fig. 1 ersichtlich, weist ein typischer Gammastrahlungszähler einen mit 10 bezeichneten Detektor, eine zugeordnete Photomultiplierröhre 12, einen oder mehrere Impulehöhenanalysatoren 14 sowie eine entsprechende Anzahl von Skaliervorrich-

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tungen 16 auf· Als Detektor 10 dient üblicherweise ein mit Thallium aktivierter Natriumjodidkristall, der in Abhängigkeit von einfallender Gammastrahlung Lichtszintillationeblitze erzeugt.

Die Photomultiplierröhre 12 ist in der Nähe des Detektors 10 angeordnet und wandelt die von dem Detektor erzeugten Saintillationen in entsprechende elektrische Impulse um, die als Ausgangsgröße über die Leitung 18 den Impulshöhenanalyeatoren 14 zugeführt werden. Die auf der Ausgangsleitung 18 der Photomultiplierröhre 12 auftretenden elektrischen Impulse können den Impulshöhenanalysatoren 14 entweder direkt zugeführt werden, und zwar in der in der Zeichnung dargestellten Stellung eines mit der Leitung 18 verbundenen Schalters 20 und von diesem über eine weitere Leitung 22 zu den Impulshöhenanalysatoren. Alternativ können die elektrischen Ausgangsimpulse auf der Leitung 18, in der anderen Stellung dee Schalters 20, über ein oder mehrere, mit dem Schalter über eine Leitung 26 verbundene Präzisionsdämpfungsschaltungen 24 und weiter über die Leitung 28 den Impulshöhenanalysatoren 14 zugeführt werden.

Die Impulshöhenanalysatoren 14 arbeiten im wesentlichen als Amplitudenfilter; Jeder Analysator besitzt Jeweils obere und untere Diskriminatorschwellwerte, welche Impulse, die außerhalb eines gegebenen Impulshöhen- oder Energiebereichs fallen, zurückweisen. Typischerweise sind die oberen und unteren Diskriminatoreinstellwerte über eine beispielsweise von 0 bis 1000 reichende willkürliche Skala hin einstellbar veränderlich. Die auf einer Leitung 30 auftretenden Ausgangsgrößen der Impulshöhenanalysatoren 14 sind Zählungen von Impulsen, die in einen oder mehrere

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ausgewählte Relativenergiebereiche fallen, und die Skaliervorrichtungen 16 aind Zähl vorrichtungen, wie sie üblicherweise in Strahlungsmeßinstrumenten verwendet werden.

Sie Ausgänge der Skalierzähler 16 sind, wie durch eine Leitung 32 angedeutet, mit einer Ausgangsvorrichtung 34 verbunden, bei der es sich um eine beliebig« Auedruckoder Wiedergabevorrichtung handeln kann.

Die bisher beschriebene Ausbildung eines Gammastrahlungszählinstruments ist auf dem Gebiete der Strahlungsmessung herkömmlich; das Instrument kann von Hand betätigbar sein, und zwar entweder zur Kalibrierung oder für Probenmessungen. Bei Handbetrieb werden die oberen und unteren Diakriminator schwellwerte der Impulahöhenanalysatoren 14 eingestellt, bevor eine radioaktive Probe oder Kalibrierstrahlungequelle in die Nähe des Detektors 10 in Stellung gebracht wird. Sodann werden die Skalierzähler 16 und die Ausgangevorrichtung 34 zur Gewinnung der gewünschten Zählresultate überwacht. Der Grundgedanke der Erfindung eignet eich zur Anwendung in Verbindung mit einem derartigen von Hand betätigten Instrument; noch vorteilhafter ist jedoch die Anwendung der Erfindung in Verbindung mit einem kompliziertejnfiInetrumententyp, der unter der Steuerwirkung einer Instrumentsteuervorrichtung 36 automatisch betätigt wird. Die Steuervorrichtung 36 kann entweder als verdrahtete elektronische Vorrichtung oder als speziell ausgelegter Mikroprozessor oder Minicomputer ausgebildet sein.

Die Instrumentsteuerung 36 wählt obere und untere Diskriminatorschwellen für die Impulshöhenanalysatoren 14, wie durch die gestrichelte Linie 38 angedeutet; ferner steuert

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sie, wie durch die gestrichelte Linie 40 angedeutet, einen Transport- bzw. Vorschubmechanismus 4-2, welcher eine Aufeinanderfolge von radioaktiven Proben und Kalibrierstrahlungsquellen in Wirk-Zuordnung zu dem Detektor 10 bringt. Dies ist lediglin schematisch durch die gestrichelte Linie 44 angedeutet, welche den Transport- bzw. Vorschubmechanismus 4-2 mit einer durch den Kreis 46 angedeuteten KaIibrierstrahlungequelle verbindet.

Die Instrumentsteuerung 36 erhält des weiteren über eine Leitung 50 Steuersignale und Daten aus einer Dateneingangsvorrichtung 46 zugeführt. Die Einleitung eines bestimmten Tests mit dem Instrument kann entweder mittels der Dateneingangsvorrichtung 46 erfolgen, oder durch anderweitige Vorrichtungen, wie beispielsweise (nicht gezeigte) kodierte Marklervorrichtungen, die in Reihe vor einer oder mehreren zu vermessenden Proben, oder vor in das Instrument einzuführenden Kallbrlerstrehlungsquellen angebracht werden. Testparameter, wie beispielsweise die Diekriminator-Einsteilungen für die Impulshöhenanalysatoren 14-, können in der Instrumentsteuerung 36 vorgespeichert werden und brauchen daher nicht jedesmal eigene durch die Dateneingabevorrichtung 46 eingegeben zu werden, wenn ein bestimmter Test durchgeführt werden soll. Nachdem ein bestimmter Test- oder Versuchslauf eingeleitet ist, kann er sodann automatisch bis zu Ende ablaufen, wobei die Ausgangedaten der Skalierzähler 16 über eine Leitung 52 ebenfalls der Instrumentsteuerung 36 zugänglich gemacht werden. Die von den Impulshöhenanalysatoren 14- gewonnene Impulshöheninformation bildet einen Satz von Zählwerten für bestimmte vorgegebene relative Energiebereichs-"Fenster", wobei jeweils jedes Fenster zwischen zwei Funkten

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auf einer Skala zwischen 0 und 1000 gemessen wird. Für viele Anwendungszwecke eines Gammastrahlungszählers ist es wesentlich, daß man die relativen Energiepegel der Diskriminatoreinstellungen in absolute Energiepegel übersetzen kann, derart, daß die Skala von O bis 1000 einem entsprechenden Absolutenergiebereich gleichgesetzt werden kann.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung werden die Amplituden der von der Fhotomultiplierröhre 12 gelieferten und den Impulshöhenanalysatoren 14 zugeführten Impulse bei in Wirketeilung bezüglich dem Detektor 10 gebrachter KaIibrierstrahlungsquelle 46 so lange verstellt, bis das Instrument für einen bestimmten gewünschten Absolutenergiebereich korrekt kalibriert ist. Sodann werden die Einstellwerte oder Parameter dieser Einstellung gespeichert und können später abgerufen werden, wenn derselbe gewünschte Energiebereich wieder benötigt wird. Dieser Vorgang wird für andere gewünschte Energiebereiche wiederholt, wobei die Eichung für jeden Bereich jeweils unabhängig von den anderen Bereichen isto

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Amplitudeneinstellung der Ausgangeimpulse mittels einer einstellbar veränderlichen Hochspannungequelle 54, die über die leitung 56 als Spannungsquelle für die Fhotomultiplierröhre 12 dient; alternativ kann die Amplitudeneinstellung auch durch Einstellung der Präzieionsdämpfungsschaltungen 24 erfolgen. Diese verschiedenen Einstellungen können, wie durch die Linien 58 und 60 angedeutet, durch die Instrumentsteuerung 36 vorgenommen werden. Die Instrumentsteuerung 36 steht mit einem Segment eines Speichers 62 in Verbindung, in welchem die über die Leitungen

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58 und 60 zugeführten Bereichseinstellwerte gespeichert sind· Als Speicher 62 für diese Einstellwerte kann ein beliebiger Gedächtnisspeicher mit Einschreib- und Auslesefunktion verwendet werden. Bei Anwendung der Erfindung an einem für manuelle Betätigung vorgesehenen Instrument ohne Instrumenteteuerung 36 können die Einstellwerte als Einstellungen oder Anschlüsse eines Impedanznetzwerks oder als Potentiometereineteilungen gespeichert werden.

Durch die Justiereinstellung der Hochspannungs-Speisestromquelle 54 wird die Oesamtverstärkung der Fhotomultiplierröhre 12 verändert und so die gewünschte Amplituden-Justiereinstellung der Auegangsimpulse der Röhre bewirkt. Zur Durchführung der Justiereinstellung an der Hochspannungsquelle 54 ist ee nicht erforderlich, daß die Spannung auf der Leitung 46 nach ihrem Absolutbetrag bekannt ist, oder daß zwischen der auf der Leitung 58 zugeführten ReIativeinstellung und der resultierenden Spannung auf der Leitung 56 eine lineare Beziehung besteht. Wie noch erläutert wird, wird die gewünschte Hochspannungseinstellung durch Überwachung der Ausgangsgröße der Impulshöhenanalysatoren 14 erhalten. Solange gewährleistet ist, daß ein gegebener Einstellwert auf der Leitung 58 zu einer reproduzierbaren konstanten Spannung auf der Leitung 56 führt, ist eine eventuelle Nichtlinearität der Hochspannungsquel-Ie 54 ohne Bedeutung.

Die Instrumentsteuerung 36 steht ferner auch in Verbindung mit einem zweiten Speichersegment 64 für die Speicherung von Testparametern einschließlich eines Bereichswahlparameters, die sämtlich über die Dateneingabevorrichtung 48 eingestellt werden können.

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Fig. 2 veranschaulicht drei Kalibrier-Beziehungen zwischen einem relativen Energiebereich, von O bis 1OOO auf einer willkürlichen Skala, und einem in HeV gemessenen Absolutenergiebereich· Bei diesem theoretischen Beispiel ist angenommen, daß eine Kalibrieretrahlungsquelle zur Verfugung steht, die Gammastrahlung mit einem Energiepegel von 0,5 HeV erzeugt. Vie eingangs erläutert wurde, ergibt eine derartige Strahlung, obwohl sie monoenergetisch ist, derart, daß jeder Gammaatrahl genau den gleichen Energiepegel besitzt, bei Hessung mit einem Gammastrahlungszähler ein Impulshöhen- oder Energiespektrum in Form eines glockenförmigen Fhotopeaks um den Energiewert 0,5 HeV als Hittelpunkt herum· Falls dieser Fhotopeak auf einer relativen Energieskala bei dem Skalenwert 1000, d. h. bei Vollausschlagt zu liegen kommt, so wäre das Instrument sodann zur Ablesung von Werten im Bereich von 0 bis 0,5 HeV geeicht. Entsprechend wäre das Instrument für Ablesungen über einen Bereich von 0 bis 1,0 HeV geeicht, falls der 0,5 HeV-Photopeak bei dem Skalenwert 500 zu liegen käme. Schließlich wäre das Instrument für einen 0 bis 2,0 HeV-Bereich geeicht, falls der Fhotopeak bei dem Skalenwert 250, d. h. bei einem Viertel des Vollausschlags, zu liegen käme.

Zwar ist es möglich, für Jeden Energiebereich eine verschiedene Kalibrierquelle zu verwenden; jedoch wäre selbstverständlich die Verwendung einer einzigen Kalibrierquelle bequemer, deren charakterietieche Strahlungsleistung zur Gänze innerhalb jedes der jeweils gewünschten Energiebereiche fällt. Die Wahl einer Kalibrierstrahlungsquelle hängt selbstverständlich von den jeweiligen Abeolutenergiebereichen ab, für welche das Instrument kalibriert

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werden soll, jedoch lassen sich einige erwünschte Eigenschaften der Kalibrierquelle näher spezifizieren. Zum einen soll die Quelle eine relativ lange Halbwertszeit besitzen, derart, daß über die zu erwartende Lebensdauer des zugehörigen Instruments eine konstante Zählhäufigkeitsstatistlk aufrechterhalten werden kann. Des weiteren soll die Quelle eine charakteristische Gammaetrahlungsleistung besitzen, die nicht durch andere Strahlungen der gleichen Quelle maskiert und überlagert ist. Pur ein Instrument mit den drei Energiebereichen 0 bis 2,0 HeY, 0 bis 1,0 HeV und 0 bie 0,5 HeV ist ein diesen Bedingungen genügendes Badionuklid Barium-133» das eine Halbwertszeit von 7»2 Jahren besitzt und Gammastrahlung mit einem 0,356 HeV-Energiepegel emittiert. Alle anderweitigen von Barium-133 emittierten Gammastrahlungen besitzen eine niedrigere Energie und können, wie welter unten noch zu sehen ist, Hessungen der Fhotopeaks bei 0,356 HeV nicht störend beeinträchtigen. Außerdem liegt der 0,356 HeV-Fhotopeak innerhalb aller drei gewünschten Energiebereiche, wie aus den Flgg. 3a bis 3c ersichtlich.

In den Figg. 3a bis 3c sind auf der horizontalen Achse die Photopeak-Höhen auf einer relativen Skala von 0 bis 1000 aufgetragen, während die vertikale Achse ein Haß für Zählhäufigkeiten (counts) Je Skalenstrich der horizontalen Skala darstellt. In Fig. 3b ist der Verstärkungsfaktor der Fhotomultiplierröhre und gegebenenfalls der Verstärkungsfaktor der Dämpfungeglieder so eingeregelt worden, daß der 0,356 HeV-Photopeak der Kalibrierstrahlungequelle mit seinem Hittelpunkt über dem Diskriminatorpegel entsprechend 356 Teilstrichen der Horizontalskala liegt. Da eine Ablesung von 356 Teilstrichen auf der Horizontalskala in Fig.

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3b genau dem 0,356 HeV-Photopeak entspricht, entspricht ersiehtlicherweiee ein Vollakalenausschlag auf der Horizontalskala einem Verb von 1,0 HeV.

In Fig. 3a 1st die Verstärkung so eingeregelt, daß der 0,356 HeV-Photopeak über einem Skalenablesewert entsprechend 176 Skalenstrichen auf der horizontalen Skala zu liegen kommt. Ersichtlicherweise entspricht im Falle der Fig. 3a ein Skalenstrich auf der Horizontalskala einem Energieinkrement von 0,002 HeV, und somit entspricht der Skalenvollausechlag einer Energie von 2,0 HeV.

In entsprechender Weise zeigt Fig. 3c das Spektrum der gleichen Kalibrierquelle, wobei jedoch jetzt der Photopeak über den Skalenwert 712 auf der Horizontalskala liegt. Wie ersichtlich, entspricht in Fig. 3c ein Skalenstrich auf der horizontalen Skala einem Energieinkrement von 0,0003· HeV, und damit der Skalenvollausechlag einem Energiewert von 0,5 HeV.

Ein bedeutsamer Aspekt der Erfindung liegt in dem zur Einregelung der Verstärkung der Photomultiplierröhre 12 (Fig. 1) oder der Verstärkung der Dämpfungsglieder 24 (Fig. 1} angewandten Verfahren, um den von der Strahlung einer Kalibrierquelle herrührenden Photopeak so zu verschieben, daß er mit seiner Hitte über dem gewünschten Relativenergiepegel zu liegen kommt, wie in den Figg. 3a bis 3c veranschaulicht. Allgemein gesehen ist nach diesem Verfahren eine anfängliche Grobjustierung des Verstärkungsfaktors vorgesehen, bei welcher die Verstärkung in verhältnismäßig großen Inkrementen von einem Hinimumwert aus angehoben wird, bis der Photopeak auf der unteren Seite des jeweils

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gewünschten Relativenergiepegels liegt, auf welchen er zentriert werden soll. Pig. 4a veranschaulicht den Zustand, bei welchem der Fhotopeak zwar auf der Skala liegt, jedoch noch in erheblichem Abstand unter dem gewünschten Relativenergiepegel von 178 Skalenteilen. Flg. 4b zeigt denselben Fhotopeak nach der Grobjustierung, wobei der Photopeak mit seiner Vorderflanke, d. h. mit seinem energiereichen Ende, in Ausrichtung mit dem gewünschten ReIativenerglepegel liegt. Danach wird der Verstärkungsfaktor in kleineren Inkrementen erhöht, bis der Fhotopeak schließlich genau über dem gewünschten Relativenergiepegel zu liegen kommt. Dieser Schritt der Feinjustierung der Verstärkung ist in den Figg. 4c bis 4e veranschaulicht, die nunmehr in Verbindung mit dem Fließschema von Fig. beschrieben werden.

Das Fließschema in Flg. 5 veranschaulicht die von der Instrumentsteuerung 36 (Fig. 1) bei der Kalibrierung des Gammastrahlungszählers auszuführenden Funktionen. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Schritte zwar selbstverständlich besonders einfach und wirksam mit Hilfe eines programmierten Mikroprozessors oder Minicomputers ausgeführt werden können, jedoch können diese Schritte auch durch manuelle Justiereinstellung der Verstärkung und manuelle Beobachtung der von den Skalierzählern 16 (Fig. 1) aufgezeichneten Zählwerte ausgeführt werden.

Beginnend mit dem "Eingangs"-Punkt 100, wird die Spannungswahl für die einstellbare Hochspannungsquelle 34 (Fig. 1) auf einen Wert Null gestellt, wie durch den Block 102 veranschaulicht. Es sei darauf hingewiesen, daß dies nicht einem Spannungspegel 0 entspricht, sondern lediglich

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einen. Wert O innerhalb eines willkürlichen Bereichs von 0 bis zu einem höheren Wert, in diesem speziellen Fall bis zum Wert 1023« bedeutet. Sie Ausgangseinet ellung O entspricht irgendeiner Hindest-Betriebsspannung für die Photomultiplierröhre 12, und im allgemeinen wird keine lineare Beziehung zwischen diesem willkürlichen relativen Einstellwert und der tatsächlichen Spannung an der Photoröhre bestehen.

Das Fließschema von Fig. 5 gilt für ein Instrument mit wenigstens zwei Zählkanälen, d. h. mit wenigstens zwei Impulshöhenanalysatoren 14 (Fig. 1) und zwei Skalierzählern 16. Als nächster, durch den Block 104 veranschaulichter Schritt wird ein als Kanal 1 bezeichneter Zählkanal so eingestellt, daß sein Zählfenster weit geöffnet ist, d, h, seine untere Diskriminatorschwelle liegt bei 0 und seine obere Diskriminatorschwelle bei 1000 auf der willkürlichen Relativenergieskala von 0 bis 1000. Sodann wird im Fließschemablock 106 die jeweilige Zählzeit für das Instrument auf 0,01 Hinuten eingestellt und im Block 108 eine Zählung während der angegebenen Zähldauer vorgenommen, und zwar nach einer ersten Erhöhung der Ausgangsspannungseinstellung für die Betriebsspannung der Photomultiplierröhre um 32. Dies ist ein verhältnismäßig grobes Spannungsinkrement, entsprechend Absolutwerten zwischen 10 und 13 V. Als nächstes wird, gemäß Block 110 des Fließschemas, die Frage gestellt, ob die Zählrate 200.000 Zählungen pro Hinute übersteigt. Ist die Antwort negativ, so wird zu Block 108 zurückgekehrt und die Spannungseinstellung erneut um 32 erhöht und wiederum 0,01 Hinuten lang gezählt. Der Zweck dieser Schritte besteht darin, eine ausreichend hohe Verstärkung der Photomultiplierröhre 12 sicherzustellen, um

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die Registrierung einer nennenswerten Anzahl von Zählungen je Minute in dem Instrument zu gewährleisten. Dies kann verhältnismäßig schnell mit einem nur verhältnismäßig kleinen Zeitaufwand an Zählzeit für jeden Schritt erreicht werden.

Sobald die Zählrate einen ausreichend hohen Wert erreicht hat, wie durch Block 110 veranschaulicht, besteht der nächste, durch den Block 112 dargestellte Schritt in einer Einstellung der Diskriminatorschwellwerte von Kanal 1 und eines mit 2 bezeichneten zweiten Kanals solcher Art, daß zwei Zählfenster oberhalb und unterhalb der gewünschten Relativenergiestelle überdeckt werden, über welcher der Fhotopeak für den höchsten der gewünechten Energiebereiche zentriert werden soll. Wie aus den Figg« 3a bis 3c ersichtlich, muß für den höchsten Energiebereich, d« h. in diesem Fall für 0 bis 2,0 HeV, der Fhotopeek auf einen verhältnismäßig niedrigen Relativenergiepegel zentriert werden. Für den nächsthöheren Bereich, in diesem Fall 0 bis 1,0 NeV, muß der Fhotopeak auf einen höheren Relativenergiepegel als für den 0 bis 2,0 MeV-Bereich, d. h, auf einen Pegel von 356 Skalenteilen zentriert werden. Entsprechend muß für den niedrigsten Energiebereich, 0 bis 0,5 HeV, der Fhotopeak auf einen noch höheren Relativenergiepegel als bei den beiden anderen Bereichen zentriert werden. In der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst der höchste Energiebereich kalibriert und sodann der Fhotopeak durch Erhöhung der Verstärkung des InsferumeriB auf der Relativenergieskala weiter nach oben verschoben, um aufeinanderfolgend niedrigere Absolutenergiebereiche zu kalibrieren.

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In Tabelle 114- neben dem Block 112 des Fließscheraas in Flg. 5 sind die oberen und unteren Diskriminatorschwel.!.-werte für Kanal 1 und Kanal 2 für jeden der drei bei diesem Beispiel kalibrierten Energiebereiche angegeben» Für den 2 MeV-Bereich, der nach dem vorstehend Gesagten als erster zu kalibrieren wäre, wird der Kanal 1 so eingestellt, daß seine untere Diskriminatorechwelle bei dem Skalenteilstrich 112 und seine obere Diskriminatorechwelle bei dem Skalenteilstrich 178 liegt, während der Kanal 2 so eingestellt wird, daß seine untere Diskriminatorschwelle bei dem Skalenwert 178 und seine obere Diskriminatorschwelle bei dem Skalenwert 1000 liegt. Indem man in jedem dieser beiden Fenster die Gammastrahlungszählrate mißt, läßt sich aus dem Verhältnis dieser Zählwerte in den beiden Kanälen eine Anzeige für die relative Lage des Fhotopeake bezüglich der gewünschten Relativenergie-Lage gewinnen, d. h. in diesem Fall bezüglich dem Skalenwert 178 auf der horizontalen Skala. Für diese Bestimmung wird gemäß Block 116 des Fließschema^ die Zählzeit auf 0,05 Minuten eingestellt und sodann werden die Zählwerte für diese Zeit aufgezeichnet, nachdem die Spannungseinstellung um 32 erhöht wurde, vergleiche Block 118. Sodann wird gemäß Block 120 die Frage gestellt, ob das Verhältnis der im Kanal 1 registrierten Zählwerte zu den in Kanal 2 registrierten Zählwerten kleiner als ein bestimmter vorgegebener Wert ist, im Beispielsfall kleiner als die ganze Zahl 2. Zu diesem vorgewählten Wert gelangt man durch Erfahrung mit der jeweiligen speziellen Kalibrierprobe; er 1st so gewählt, daß bei Erreichung dieses Wertes die an der Stelle des gewünschten relativen Energiepegelβ, über welchem der Photopeak zentriert werden soll, gezogene Ordinate den Fhotopeak an seiner Vorder- oder energiereichen Flanke

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schneidet, wie in Fig. 4b gezeigt. Ist die Antwort auf die in Block 120 gestellte Frage negativ, so werden die Schritte gemäß Block 118 solange wiederholt, bis der Photopeak sich in der gewünechten Stellung bezüglich der horizontalen Achse befindet. Bei dieser gemäß den Blöcken 118 und 120 ausgeführten Form der Grobjustierung besteht die Möglichkeit des HinausSchießens über das gewünschte Ziel der Grobeinstellung. Demgemäß ist gemäß Block 122, zu dem man über die Verbindung A gelangt, ein Verfahren«- schritt vorgesehen, bei welchem die Spannungseinstellung dann entweder erhöht oder erniedrigt wird, und zwar um den halben Betrag der vorhergehenden Erhöhung oder Erniedrigung, und es findet eine erneute Ablesung statt, um auf das gewünschte Verhältnis der Kanalzählwerte zu konvergieren. Dieses Verfahren wird so lange fortgesetzt, bis das Einsteilspannungsinkrement auf den Wert 1 reduziert ist, wie durch die Fragestellung gemäß Block 124 veranschaulicht.

Nachdem die Grobeinstellung entsprechend den vorhergehenden Schritten abgeschlossen ist, wird das Fenster des Kanals 1 neu so eingestellt, daß es einen verhältnismäßig schmalen Bereich ober» und unterhalb der gewünschten Relativenergieeinstellung definiert, auf welche der Photopeak zentriert werden soll. Dies ist in Block 126 und der zugehörigen Tabelle 127 angedeutet. So wird beispielsweise für den Bereich 0 bis 2,0 HeV das Kanal-1 -Fenster mit seiner unteren Diskrimlnatorschwelle auf den Skalenwert 173 und mit seinem oberen Diskriminatorschwellwert auf den Skalenwert 181 eingestellt, wie in Fig. 4c gezeigt. Der gewählte Bereich ist nicht kritisch, man erkennt jedoch, daß die jeweilige Wahl für die Breite dieses Bereichs

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einen Kompromiß zwischen Auflösung (Genauigkeit) und Wirksamkeit (Schnelligkeit) darstellt. Ein sehr schmales Fenster ergibt eine bessere Auflösung des Peaks, erfordert jedoch mehr Zeit für die Kumulierung einer ausreichenden Zahl von Zählungen. In dem gezeigten Beispiel wird die Zählzeit auf 0,10 Minuten eingestellt, wie in Block 128 veranschaulicht, als Anfangsschritt der Feineinstellung bzw. -justierung der Instrumentverstärkung.

Im Grundsatz sieht dieser Feinjustiervorgang eine Erhöhung oder Verringerung der Spannungseinstellung um 1 vor, wobei jeweils eine Zählung über die zuvor eingestellte Zähldauer vorgenommen wird, gemäß Block 130, worauf sodann gemäß Block 132 überprüft wird, ob der Zählwert ein Maximum erreicht hat. Falls der Zählwert kein Maximum ist, wird zu Block 130 zurückgekehrt, die Spannungseinstellung

erneut rejustiert und eine weitere Zählung vorgenommen. Fig. 4d zeigt den Fhotopeak in Zentrierung über der gewünschten Relativenergieeinstellung, während Fig. 4e einen Zustand zeigt, bei welchem der Fhotopeak zu weit über die gewünschte Relativenergieeinstellung fortgeschritten ist. Sobald der Zählwert im Kanal 1 ein Maximum erreicht hat, wird die zugehörige Spannungseinstellung gespeichert, gemäß Block 134; gemäß Block 136 wird sodann die Frage gestellt, ob noch weitere Energiebereiche zu kalibrieren sind. Bejahendenfalls wird über den Weg B zu Block 112 übergegangen, um eine weitere Grob justierung für den nächsten Energiebereich einzuleiten, für welchen eine Kalibrierung durchgeführt werden soll. Falls keine weiteren Energiebereiche mehr zu kalibrieren sind, findet die Schrittfolge des Kalibrierverfahrens ihren Abschluß, gemäß dem Abschlußblock 138.

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Aue den vorstehenden Darlegungen ergibt sich, daß nach Durchführung der an Hand von Fig. 5 beschriebenen Schritte für jeden der zu kalibrierenden Energiebereiche das Speicherelement 62 (Fig. 1) dann eine Spannungseinstellung für Jeden der gewünschten Absolutenergiebereiche enthält. Selbstverständlich könnte das gleiche Verfahren zur Justierung bzw. Einstellung der Dämpfungsschaltungsbereiche statt der an die Fhotomultiplierröhre angelegten Hochspannung Anwendung finden, oder es könnte eine Justierung einer Kombination von Dämpfungebereich und Hochspannung vorgenommen werden. Nachdem einmal alle diese Justiereinstellungen gespeichert sind, ist es eine einfache Angelegenheit, sie jeweils einzeln abzurufen, sobald ein bestimmter Absolutenergiebereich zur Verwendung für eine bestimmte Testmessung benötigt wird. Auf diese Weise kann das Instrument zur genauen Ablesung über eine Anzahl gewünschter Absolutenergiebereiche kalibriert werden, wobei die einzelnen Kalibrierungen unabhängig voneinander sind und Je nach Bedarf zur erneuten Anwendung zur Verfügung stehen. Die Erfindung wurde vorstehend an Hand spezieller Ausführungebeispiele beschrieben, die Jedoch selbstverständlich in mannigfacher Weise abgewandelt werden können, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Zusammenfassung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Eichung eines Gammastrahlungsmeßinstruments

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zur Verwendung über einem beliebigen aus einer Reihe verschiedener Absolutenergiebereiche. Das Verfahren sieht eine schrittweise Einstellung bzw. Justierung der Gesamtsignal verstärkung für Impulse, die von nachgewiesenen Gammastrahlen herrühren, vor, so lange, bis das Instrument für einen bestimmten Absolutenergiebereich kalibriert ist; danach werden die dieser Justierung der Gesamtsignalverstärkung entsprechenden Sätze von Parametern gespeichert, und das Verfahren kann für andere erwünschte Abeolutenergiebereiche wiederholt werden. Die so gespeicherten Sätze von Justiereinstellparametern können später wieder abgerufen und angelegt werden, derart, daß Testmessungen mit einem bestimmten ausgewählten dieser vorkalibrierten Absolutenergiebereiche durchgeführt werden können. Es sind Mittel vorgesehen zur Justiereinetellung der Gesamtsignalverstärkung durch Variierung der an eine Photomultiplierröhre in dem Instrument angelegten Spannung, oder durch Variierung des Verstärkungsfaktors von an den Ausgang der Photomultiplierröhre gekoppelten Dämpfungeschaltungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden zunächst Grob- und sodann Fein-Justiereinstellungen der Signalverstärkung vorgesehen, zur raschen Konvergenz auf die erforderlichen Kalibriereinstellungen.

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Leerseite

Claims (10)

1. Patentansprüche

   1«JVerfahren zur Kalibrierung eines Gammastrahlungszäh- ^■^lors mit einem Detektor und einer Photomultiplierröhre zum Nachweis von Gammastrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kalibrieretrahlungsquelle (4-6), welche Gammastrahlung mit einem bekannten Energiepegel emittiert, in Wirkzuordnung zu dem Strahlungsdetektor (10) anordnet; daß man die Einstellung der Gesamtsignalverstärkung der Photomultipliervorrichturig so lange einregelt bzw«, justiert, bis die Ausgangaimpulse (18, 22) der Photomultipliervorrichtung (12) eine Impulshöhe besitzen, deren Verhältnis zu einer maximal nachweisbaren Impulshöhe gleich groß wie das Verhältnis des bekannten Energiepegels der Kalibrierstrahlungsquelle zu einem gewünschten maximalen nachweisbaren Absolutenergiepegel ist; daß man die am Ende dieses EinsteilJustiervorgangs erreichte Einstellung speichert (62); und daß man diese Verfahrensschritte der Justiereinstellung und nachfolgenden Speicherung für anderweitige gewünschte maximal nachweisbare Energiepegel wiederholt, derart, daß jede so erhaltene und so gespeicherte Justiereineteilung später wieder abgerufen und an das Instrument angelegt werden kann, zur Wahl eines der mehreren verschiedenen gewünschten nachweisbaren Energiepegel.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Justiereinstellung die Änderung des Betrags einer an die Photomultipliervorrichtung (12) angelegten

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   Spannung (54, 56) umfaßt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet', daß die Photomultipliervorrichtung einstellbar veränderlL-che Signaldämpfungevorrichtungen (24) aufweist und daß die EineteilJustierung die Veränderung des Verstärkungsfaktors der einstellbaren Signaldämpfungevorrichtung umfaßt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dnß der EinsteilJustiervorgang folgende Schritte umfaßt:

   Bestimmung einer gewünschten relativen Impulshöhe für Impulse des bekannten Energiepegels der Kalibrierstrahlungsquelle, indem man die maximale nachweisbare Impulshöhe mit dem Verhältnis des bekannten Absolutenergiepegels zu dem gewünschten Maximumwert des nachweisbaren Absolutenergiepegels multipliziert;

   Einstellung der Gesamtsignalverstärkung der Photomultipliervorrichtung auf einen Minimumwert;

   Veränderung der Gesamtsignalverstärkung der Photomultipliervorrichtung, bis der von den Strahlungsemissionen der Kalibrierstrahlungsquelle mit dem bekannten Energiepegel herrührende Photopeak auf der gewünschten relativen Impulshöhe zentriert ist.
5. 5« Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang der Einstellveränderung der Gesamtsignalverstärkung folgende Schritte umfaßt:

   eine anfängliche Grobeinstelljustierung der Gesamtsignal verstärkung, bis der Photopeak relativ nahe an den gewünschten Wert der relativen Impulshöhe an dessen

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   -'s

   energiearmer Seite herangebracht 1st;

   anschließende Feinjustiereinstellung der Gesamtsignalverstärkung zur genauen Zentrierung des Photopeake über den gewünschten Wert der relativen Impulehöhe.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang der anfänglichen Grobjustierung der Gesamtslgnalverstärkung folgende Schritte umfaßt:

   Wahl eines ersten Zählkanals zur Zählung von Impulsen mit einer Höhe bis zu. des gewünschten Wert der relativen Impulehöhe und von da nach abwärts bis zu einem relativ niedrigen Wert der relativen Impulshöhe;

   Wahl eines zweiten Zählkanals zur Zählung von Impulsen mit einer Impulshöhe zwischen dem gewünschten Wert der relativen Impulshöhe und einem verhältnismäßig hohen Wert der relativen Impulshöhe;

   Durchführung von Zählmessungen in dem ersten und in dem zweiten Zählkanal;

   Bestimmung des Verhältnisses der Zählrate des einen Kanals zur Zählrate in dem anderen Kanal;

   sowie Einstelljustierung der Gesamtsignalverstärkung, bis das so bestimmte Verhältnis einen vorgegebenen Betrag erreicht, (112 bis 124, Fig. 5).
7. 7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang der anfänglichen Grobjustierung der Gesamtsignalverstärkung zusätzlich die folgenden vorbereitenden Schritte umfaßt (1CW- bis 110, Fig. 5):

   Wahl eines einzigen Zählkanals zur Zählung aller nachweisbaren Impulse von der Impulehöhe Null bis zum

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   Maximtunwert der nachweisbaren Impulehöhe; Zählung der Impulse in diesem Kanal;

   Justierung der Gesamtsignalverstärkung bis zur Erreichung eines vorgegebenen Mindestwertes der Zählrate.
8. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die anschließende Feinjustierung der Gesamtsignalverstärkung folgende Schritte umfaßt (126 bis 132, Fig. 5)»

   Einstellung eines einzelnen Zählkanals zur Impulszählung innerhalb eines verhältnismäßig engen Impulsenergiebereichs, dessen obere und untere Bereichsgrenzen im gleichen Abstand von dem gewünschten Wert der relativen Impulehöhe liegen;

   Impulszählung in diesem ausgewählten Zählkanal;

   Justierverstellung der Gesamtsignalverstärkung mit verhältnismäßig kleinen Inkrementen, bis die in dem ausgewählten Zählkanal registrierte Zählrate einen Maximalwert zeigt, derart, daß der Fhotopeak über den gewünschten Wert der relativen Impulshöhe zentriert wird.
9. 9. Kalibrieranordnung zur Kalibrierung eines Gammastrahlungszählinstruments mit einem Gammastrahlungsdetektor und einer Fhotomultipllerröhre, zur Kalibrierung des Instruments bezüglich mehrerer gewünschter Absolutenergiebereiche, gekennzeichnet durch

   eine Vorrichtung (42), mittels welcher eine Gammastrahlung mit einem bekannten Energiepegel emittierende Kalibrierstrahlungequelle (46) in Wirkzuordnung zu

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   dem Strahlungsdetektor (10) gebracht werden kann;

   eine Vorrichtung ( 54) zur einstellbaren Veränderung der an die Photomultiplierröhre (12) angelegten Spannung, zur Einstelljustierung der Gesamtsignalverstärkung, bis die Ausgangeimpulse (18, 22) der Photomultiplierröhre (12) eine Impulshöhe besitzen, deren Verhältnis zu einem Maximalwert der nachweisbaren Impulshöhe gleich groß wie das Verhältnis des bekannten Energiepegels der Kalibrierstrahlungequelle zu einem gewünschten Maximalwert des nachweisbaren relativen Energiepegels ist;

   Vorrichtungen (36, 62) zur Speicherung einer von der Justiervorrichtung (54) für die Speisespannung der Photomultiplierröhre (12) abgeleiteten Spannungseinstellung;

   sowie Vorrichtungen (36) zum späteren Abrufen und Anlegen der Spannungseinstellung, zur Anwendung des kalibrierten Instruments über einen jeweils ausgewählten der mehreren gewünschten Absolutenergiebereiche.
10. 10. Anordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß sie einstellbar veränderliche Dämpfungsvorrichtungen (24) zur Dämpfung der Ausgangeimpulse der Photomultiplierröhre (12) aufweist, die ebenfalls zur Justierkalibrierung des Instruments herangezogen werden.

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