DE2820670A1 - Verfahren und system zur absoluten aktivitaetsmessung von radionukliden - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE ZELLENTIN

ZWEIBRÜCKENSTR, 15
DOOO MÜNCHEN2

Instytut Badaft Jadrowych 11. Mai 1978

Warszawa, Polen AS/Hu

PL 2560

Verfahren und System zur absoluten Aktivitätsmesßung von Radionukliden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur absoluten Aktivitätsmessung von Radionukliden, insbesondere . von reinen Betastrahlern mit niedriger maximaler Energie, solchen wie ³H, ⁶³Ni, ¹⁴C, ³⁵S.

Die Anwendung der Erfindung kann auch auf Aktivitätsmessungen von anderen, z.B. durch einen Elektroneneinfang zerfallenden Radionukliden erweitert werden.

Die in der Fachliteratur, z.B. in der Veröffentlichung von Donald L. Horrocks: "Application of Liquid Scintillation Counting", Academic Press 1974, beschriebenen, allgemein verwendeten Verfahren zur Aktivitätsmessung von Radionukliden beruhen auf Relativmessungen unter Verwendung von Standardquellen.

Eine Reihe von Weltfirmen baut Geräte zur Aktivitätsmessung von betastrahlenden Radionukliden unter Verwendung eines flüssigen Szintillator. 809847/0846

Das bekannte System zur Aktivitätsmessung von Radionukliden besteht aus einem Szintillationskopf, in welchem zwei Photovervielfacher mit einem die Lösung des Radionuklids in einem flüssigen Szintillator enthaltenden Meßgefäß optisch konjugiert sind, und einer einfachen Zähleinrichtung, die die Koinzidenzimpulse dieser zwei Photovervielfacher zählt. Diese Zähleinrichtung befindet sich hinter zwei über ein Koinzidenztor verbundenen Verstärkern. Darüber hinaus enthält das System eine innere Eichquelle, welche es erlaubt, den aktuellen Meßwirkungsgrad zu bestimmen. Die auf der Impulszählung beruhende Aktivitätsmessung liefert ein gegenüber der wirklichen Zerfallanzahl kleineres Ergebnis, was durch die nicht vollständige Umwandlung der Zerfallsenergie in zu registrierende Impulse bedingt ist. Der Meßwirkungsgrad kann zusätzlich durch den Effekt einer Szintillationslöschung in der Lösung durch die zu messende Substanz als solche reduziert werden. Für jede zu messende Quelle muß jeweils die Löschung ermittelt werden. Die Ermittlung dieser Löschung macht es erforderlich, das Meßgerät mittels einer Standardquelle des Radionuklids zu eichen, überdies ist bei Messung jeder Quelle eine Eichungsmessung unter Verwendung einer zusätzlichen Gammaquelle erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßverfahren und ein Meßsystem anzugeben, mit dem die Aktivität von betastrahlenden Radionukliden, insbesondere von niedriger Höchstenergie, und anderen Radionukliden mit einem kleineren Meßfehler als bisher absolut, d.h. ohne Verwendung von Standardquellen gemessen werden kann.

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Diese Aufgabe wird durch ein "/erfahren zur absoluten Aktivitätsmessung von Radionukliden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß gleichzeitig nebeneinander unterschiedliche Koinzidenzvielache registriert werden und nachher eine Korrelation der aus verschiedenen Koinzidenzvielfachen erhaltenen Zählhäufigkeiten durchgeführt wird..

Das erfindungsgemäße System ist mit einem Szintillationskopf versehen, welcher mindestens drei Photovervielfacher enthält, wobei der die Koinzidenzimpulse zählende Kanal mindestens zwei mit Toren mit verschiedenen Koinzidenzvielfachen verbundene Ausgänge aufweist.

Die Erfindung ermöglicht eine absolute Aktivitätsmessung von Radionukliden der Betastrahler und insbesondere von Strahlern mit niedriger Höchstenergie, wie auch anderen, z.B. von durch Elektroneneinfang zerfallenden Radionukliden.

Im Ergebnis der Anwendung der Korrelation von verschiedenen Koinzidenzvielfachen wurde eine absolute Aktivitätsmessung mit Beseitigung der Eichung des Systems mittels Standardquellen ermöglicht, wobei die Meßleistung ohne Notwendigkeit eine innere Eichquelle zu verwenden bestimmt wird.

Im Vergleich mit bekannten Methoden erhält man auf einfacherem Wege mit kleinerem Fehler belastete Aktivitätsmeßergebnisse.

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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt den Übersichtsschaltplan des Systems.

Das System ist mit einem Szintillationskopf G versehen, der drei mit einem Szintillator Sc und einer zu messenden Quelle Z optisch konjugierte Photovervielfacher A, B, C enthält.

Die Ausgänge der Photovervielfacher A,B, C sind über Verstärer W- W_D W_ mit Koinzidenztoren t.--, K__ K__ , K₇.-„ verbunden.

Die Ausgänge der zweifachen Koinzidenztore K^, K_ßC, K__A sind mit einer Summenschaltung S verbunden, deren Ausgang S„_o den ersten Ausgang des Systems bildet. Der Ausgang K₃ des dreifachen Tores K_Ä__ir, hingegen bildet den zweiten Systemausgang.

Die Wirkung des erfindungsgemäßen Systems sowie der beispielsweisen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist wie nachstehend beschrieben.

In dem Szintillationskopf G wird der Szintillator Sc mit der zu messenden Quelle Z angeordnet. Die Impulse aus den Photovervielfachern A, B, C, die durch die Verstärker W w„, W„ verstärkt sind, werden den Koinzidentoren K^, K^, K_,_A, K_A__C zugeführt. Die Koinzidenimpulse aus den zweifachen Koinzidenztoren K^, K_ßC, K_CA sind in der Summenschaltung S summiert. Die Koinzidenzimpulse werden gleichzeitig aus zwei Systemausgängen S_R2 und K₃ empfangen und in zwei nicht in der Zeichnung

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gezeigten Zählern gezählt. Die absolute Aktivität der zu messenden Quelle Z ist eine Funktion dieser zwei Zählungen.

Die Zählleistung erniedrigt sich nach dem Maß der Verminderung der Umwandlung der von dem Teilchen in dem Szintillator abgegebenen Energie in Szintillationslichtenergie.Die Zählungsleistung der dreifachen Koinzidenzen fällt schneller ab als jene der zweifachen Koinzidenzen und diese in der Folge schneller als die Zählungsleistung auf einem einfachen Kanal.

Das Ergebnis jeder Messung ist nicht wie bisher in Doppelsystemen eine Zahl, sondern zwei Zählungszahlen N, und N₀ aus den Ausgängen K₃ und S_K2·

Das Verhältnis dieser zwei Zahlen

^N2

dient zur Ermittlung der Meßleistung, worin N_ = Anzahl der dreifachen Koinzidenzen, N₀ = Anzahl der zweifachen Koinzidenzen ist.

Aufgrund empirischer Untersuchungen wurde festgestellt, daß K kann als Aproximation der Meßleistung W- betrachtet werden.

^N2

Käs« W, = —

^N0
worin N_Q = Zerfallanzahl in der. Quelle.

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Daraus ergibt sich:

N-N Äi A =

K N₃ worin: A = angenäherter Wert der Quellenaktivität

Nach Ausführung einer Reihe von Messungen der Quelle bei jedesmal veränderter Löschung erhält man eine Reihe von Zahlen N₃-, N₂₁, und daraus A-, K₁.

Diese Menge bildet die Punktion

A = f/K/ und wenn K —* 1

A-N₀

Durch Extrapolation der Funktion A = f/K/ zu K = 1 erhält man den Wert der wirklichen Aktivität der Qulle N_Q.

Die Funktion A = f/K/ ist innerhalb des praktischen Bereiches der Extrapolation eine lineare Funktion.

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Claims (2)

PATENTANWÄLTE ZELLENTIN ZWEIBRÜCKENSTR. 15 OOOO MÜNCHEN 2 Instytut Badaft Jadrowych 11. Mai 1978 Warszawa, Polen AS/Hu PL 2560 Verfahren und System zur absoluten Aktivitätsmessung von Radionukliden Patentansprüche

1. Verfahren zur absoluten Aktivitätsmessung von Radionukliden/ in welchem Koinzidenzimpulse von der zu messenden Quelle gezählt werden, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig nebeneinander unterschiedliche Vielfache der Koinzidenz registriert werden und nachher eine Korrelation der aus verschiedenen Vielfachen der Koinzidenzen erhaltenen Zählungen durchgeführt wird.

2. System zur absoluten Aktivitätsmessung von Radionukliden, das aus einem Szintillatxonskopf besteht, in welchem Photovervielfacher mit einem gemeinsamen Szintillator konjugiert sind, der mit einem die Koinzidenzimpulse aus diesen Photovervielfachern zählenden Zähleinrichtung verbunden ist,

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ORIGINAL INSPECTED

dadurch gekennzeichnet, daß der Szintillationskopf (G) mindestens drei Photovervielfacher (A, B, C) enthält, und die die Koinzidenzimpulse zählende Einrichtung mindestens zwei mit Toren (K.-; ^K _Bc' ^kca^{; K}abc^ ^{mit ver}~ schiedenem Vielfachen der Koinzidenzen verbundene Ausgänge (S_R ; K₃) aufweist.

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