DE1539828A1 - Ionisationskammer - Google Patents

Description

PATENTANWALT DR. HAN8 ULRIOH MAY

• MONOHiN C, ΟΤΤΟβΤΒΛββΕ la 1539828

TELEFON CO*TQ ββ «β ·* B. 1841.3 München, 11. November 1966

Dr.M./Eh

C-1-P.H1/424

Commissariat A 1* Energie Atoraique in Paris / Frankreich Ionisationskammer

Die Erfindung betrifft Ionisationskammern und »war insbesondere sog. "TasGhenioniaationokammern¹*, wobei dieser Ausdruck Instrumente beε©lehnet, die auoh oft Dosimeterstifte, Kondensatοrkammern uow. genannt werden, sowie solche, die nach de* gleichen Prinsip ai^ubeiten, und die alle daau beetiauat sind, deJ sie Ton einer Person getragen werden« damit nan die von ihr empfangenen Strahlungedosen feststellen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe eugrunde, eine Ionisationskammer zu sohaffen, deren Absorption von 8-r y~ und Röntgenstrahlen nahe bei und in einem wohl bestimmten Verhältnis su der Strahlenabsorption der Gewebe liegt, so dsJ man die biologisohs Wirkung einer Strahlung auf den Träger der Kammer bestiamteh kann, und die nioht auf Neutronen anspricht.

3AD ORiSINAL

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Die sweite Bedingung erfordert₍ daß die Atmosphäre der Kammer aus !lementen besteht, deren Binfangquersohnltt fttr langsam· und ■ ohneHe Neutronen klein let, und sohlisfit insbesondere

Wasserstoff aus. Die einfachste Lösung besteht offeneiohtlioh

(coefficient de reponse) in der Verwendung τοη Luft« deren Virkeamkeitekoeff isien-y B

gegenüber 01 ^- und Röntgenstrahlen mit Sesug auf Gewebe (ein Koelfisient, der als Verhältnis der in der Atmosphäre abaorbierten Energie sur in den organischen Geweben absorbierten Bnergie definiert ist) bei 0,92 £ 0.02 liegt (dleeer Koeffisient Terändert sioh ge±ingfttgig in Abhängigkeit toil der Bnergie der fnotonen).

Bs ist ferner bekannt , daß die gegenüber Strahlung empfindliohsten Teile des Organismus nloht die Oberfläohenteile sind« sondern für die Gesamtheit dee Organismus der Glaskörper der Augen und für die Haut die Grundsohioht der Epidemie. Infolgedeesen muß, damit die Kammer die richtige biologische Wirkung mißt, ihr· Wand •ine Absorption in gleicher Größenordnung wie die der die empfindlichen Teile sohütsenden Gewebe besltsen. Ken wählt deshalb als Werkstoff für dieee Wand ein Material· deesen Wirkssmkeitskoeffisient B nioht su weit τοη 1 liegt, ferner ist diteer Wirkeamkeitskoeffisient B vorsugsweiee τοη gleioher QrOBea-Ordnung wie der der Atmosphäre* Außerdem ist es erforderlioh» wenn man den BlnfluB τοη leutronen ausschalten will« fttr dl· Herstellung der Wand der Kanmer nur Blemente mit kleinem leutroneneinfangquersohnitt su verwenden.

BAD ORIQlNAL

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Sie Erfindung bezweckt die Hersfellung einer Kammer, die die oben angegebenen Forderungen erfüllt. Zu diesem Zweck wird erfindungegemäS eine Ionisationskammer, die ale OaeatBoepbüre luft verwendet, vorgeschlagen, die als Werkstoff für Ihre Wand eine Legierung von Beryllium mit mindestens einem der Element· Aluminium« Magnesium und Silicium benutet, wobei die Legierung die für kerntechnieche Zweoke übliche Reinheit hinsichtlich Elementen mit hoher Atomnummer (Ordnungszahl) besitst und der Berylliumanteil so gewählt ist, daß der AWirksamkeitskoeffieient der Wand gegenüber 0-3trahlen, y -Photonen und Röntgenstrahlen im wesentlichen gleioh dem von Luft let.

Da dieser Wirksam* eitekoeffieient in der Größenordnung von 0,09 liegt, ist es dann verhältnismäßig einfach, indem man nämlioh die Wand etwas dicker ausbildet als die die empfindlichsten feile dee Organismus schützende Wand» ein richtig arbeitendes Meßgerät für die biologische Wirkung herzustellen.

Um diese Äquivalenz mit einer im allgemeinen auereiohenden Näherung BU erreichen, kann man die folgenden Legierungen verwenden!

Be-Al mit 81 bis 89 8ew.£ Be Be-Hg mit 77 bis 85 Oew % Be Be-8i mit 84 bis 92 dew.* Be Be-alpaz mit 81 bis 89 Gew.* Be

(Alpax »£Si?03aezte Al-Bi-Legierung mit 88,3* Al und 11,7* Si) Als Beispiele mind Tier bestimmte StoffsusammensetBungen aufgeführt, die dem die Wand bildenden Material einen auereiohenden

Bad origi_NAL ]

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Wirksamkeitskoeffisienten verleihen, wobei darauf hinsuweisen 1st, daß man sich von den angegebenen Gewichtsgehalten geringfügig (bis etwa + 0,5$} entfernen kann, ohne die Eigenschaften merklich zn ändern·

In allen diesen legierungen erhöhen das Zueatzelement oder die Zusatzelemente den Wirksamkeitskoeffizienten gegenüber Photonen, der für reines Beryllium von 0,01 auf 0,82 ansteigt, während die Energie der empfangenen Biotonen wächst, und stabilisieren diesen Koeffizienten bei einem mittleren Wert im Bereich der den harten Röntgenstrahlen und Jf "-Strahlen entsprechenden Energie.

Beryllium t 85
Aluminium s 15

Biese Legierung besitzt einen Wirksamkeltskoeffieienten gegenüber Geweben von R = 0,90 + 0,05. Der Koeffizient schwankt je nach der Energie insbesondere der Photonen geringfügig um den Mittelwert von 0,90.

Beispiel 2

Beryllium ι 81 Gew.tf
Silicium ι 19 Gew.$

Biese !legierung besitzt einen WirksamkeitekotffiBlenten von 0t90 + 0,94.

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Beispiel 3

Beryllium : 88 Silicium : 12 Gew.jS

Diese legierung besitzt einen Wirksamkeitskoeffizienten von 0,90 £ 0,06.

Beispiel 4

Beryllium t 85,35 Gew.?i Alpax s H,65 Gew.^

Bekanntlich ist Alpax eine gegossene legierung mit 88,356 Aluminium und 11,7$ Silioium. Biese legierung besitzt den Vorteil, leicht schmelzbar zu sein und daher die Herstellung der legierung auf Berylliumgrundlage zu erleichtern. Beren Zusammensetzung ist dannι

Beryllium t 85,35 Gew.# Aluminium t 13,25 Gew.jS Silicium t 1,40 #

Der Virksamkeitekoetfflzient dieser Legierung liegt bei 0,90 + 0,05.

Man kann offensichtlich die oben definierten legierungen in praktisch allen Verhältnissen mischen. Unter diesen Legierungen scheint die des Beispiels 4 am vorteilhaftesten, während die Legierung des Beispiels 3 im Gegensatz dazu als die am wenigsten befriedigende erscheint.

Mau muff selbstverständlich daran denken, daß die oben angegebenen Stoffeucaimeneetsungen den angegebenen Wirksamkeitskoeffieienten nur dann gewährleisten, wenn ihre Bestandteile eine für Kernenergie· gweoke übliche Reinheit aufweisen. Falls das Beryllium und vor

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OBlQtNAL

allem das ihm eulegierte Material Verunreinigungen, selbst in geringer Menge,(beispielsweise Eisen, Berylliumoxid usw.)* hereintragen, muß man das berücksichtigen und die Zusammensetzung geringfügig abwandeln. Außerdem bleibt stete erforderlich, die Gegenwart von Elementen mit hohen Atomnummern der Legierung bu verhindern, die bu einer Verserrung der Wirksamkeit führen würden, und die kerntechnisohe Reinheit hineiohtlioh dieser Elemente aufrechtzuerhalten.

Die oben angegebenen Legierungen können beispielsweise als Werkstoff für die Wand von Dosimeterstiften des unter der Rubrik 3.1 im Kapitel^:G YII des Bandes 1 von "Cours de Genie atomlque" (I.N.S.T.N., Saclay 1960) beschriebenen Typs Verwendet werden· Die Legierungen müssen dazu in Form von Bohren mit einem Innendurchmesser von etwa 1 em und einer Dicke von etwa 1 mm hergestellt werden. Diese Herstellung kann insbesondere durch Pulvereintern nach üblichen Verfahren geschehen.

Es ist darauf hinzuweisen, daß alle diese Legierungen infolge ) des anwesenden Zusatzelemente das bei reinem Beryllium auftretende Problem der Giftigkeit des Staubes sehr stark herabmindern.

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Claims (5)

Patent.naprttoh,

1.) Ionisationskammer, die Luft als Gasatmosphäre benutet und deren Wand aus einem Material besteht, dessen Wirksamkeitskoeffizient gegenüber ß-Strahlen, ^ -Biotonen und Röntgenstrahlen im wesentlichen gleich dem von Luft ist» dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus einer Legierung von Beryllium mit wenigstens einem der Elemente Aluminium, Magnesium und Sllioium besteht, wobei die Legierung hinsichtlich Elementen mit höherer Atomnumaer (Ordnungszahl) die für kerntechnisohe Zwecke erforderliche Reinheit besitzt.

2.) Ionisationskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus einer Beryllium-Aluminiumlegierung mit einem Gewiehtsanteil von 81 bis 89#, vorzugsweise 85# +_ 0,.5# Beryllium besieht.

5·) Ionisationskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus einer Beryllium-Hagnesiumleglerung mit einem Gewiontsanteil von 77 bis 84£, vorzugsweise 819$ + O,5#, Beryllium besteht.

4.) Ionisationskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus einer Beryllium-Silioiumleglerung mit einem Cfewiohtsanteil von 84 bis 92£, vorzugsweise 8836 + 0,5^ Beryllium besteht.

5.) Xonleationskaaaer nach Anspruch 1, dadurch gekennmeiohnet, daß die Wand aus einer Legierung von Beryllium und einer gegossenen AlumlnlumrSllloiumlegierung mit 88,3)6 Aluminium und 11,7£ Silicium (Alpax) besteht und einen Gewiohtsantell von 81 bis 89j(, vorzugsweise 85,35^ Beryllium enthält.

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