DE29511967U1 - Detektor für eine Meßvorrichtung - Google Patents
Detektor für eine MeßvorrichtungInfo
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Description
24.05.95/Dr.L/Ha/HA95S13
BetaRay Kubisiak GmbH, D-75335 Dobel
Die Erfindung geht aus von einem Detektor für eine Meßvorrichtung zur Messung
radioaktiver Areale mit zwei Elektroden, zwischen denen eine Spannung anliegt, und einem zwischen den Elektroden vorhandenen Zählgas.
Die Messung radioaktiver Areale findet Verwendung insbesondere für die Bestimmung
radioaktiver Dünnsctiichtplatten, Papierchomtogrammen, Elektrophoresen,
Kleintierschnitten, DNA-Plotting-Streifen oder Kontaminationen. Hierzu wird z.B.
ein Geiger-Müller-Zählrohr oder ein Proportionalzählrohr verwendet. Diese Meßvorrichtungen
werden langsam relativ über die zu messende Oberfläche bewegt und die gemessene Radioaktivität z.B. mittels eines Ratemeters, Zählers und
Schreibers registriert.
Bei der Erfassung einer Fläche mit einem Proportionalzählrohr wird dieses
schrittweise entlang der abzutastenden Bahn versetzt. Eine andere Möglichkeit
• ·
-2-
besteht darin, daß mehrere hintereinander angeordnete Einzeizählrohre verwendet
werden.
Ferner ist es bekannt, radioaktive Areale auf Oberflächen mit Hilfe eines Drahtgitter-Detektors
(Multiwire-Detektor) zu bestimmen. Zwischen den voneinander isoliert aufgehängten Drahtgittern wird in den radioaktiven Bereichen eine Ionisation
im Zählgas ausgelöst und die örtliche Zuordnung der radioaktiven Areale im Drahtgitter nach bekannten elektronischen Methoden der radioaktiven Meßtechnik
auf einem Bildschirm angezeigt. Die örtliche Verteilung der Radioaktivität in einer Probe kann auch mittels photographischer Methoden registriert werden.
Ferner ist bekannt, die Verteilung der Radioaktivität auf Oberflächen durch Auflegen
einer photographischen Schicht, welche durch die Radioaktivität geschwärzt wird (Autoradiographie), zu messen. Nachteil dieser Methode ist jedoch, daß je
nach Aktivität lange Belichtungszeiten bis zu mehreren Monaten in Kauf genommen
werden müssen. In der jüngeren Vergangenheit ist die Autoradiographie fortentwickelt
worden. Zur Vermeidung langer Belichtungszeiten wird z.B. eine Phosphorschicht verwendet, in der Elektronen der Phosphorschicht in einen angeregten
Zustand versetzt werden und diese durch Abscannen mit einem Laserstrahl in ein optisches Bild umgesetzt wird.
Nachteilig bei dieser Methode ist jedoch, daß eine quantitative Bestimmung der
örtlichen Verteilung der Radioaktivität nur unbefriedigend ist.
Bei der Verwendung eines Multiwiredetektors ist die räumliche Auflösung engbenachbarter
Radioaktivitätsareale schlecht, da auch schräg einfallende Strahlung eine Gasionisation auslöst. Man versucht diesen Fehler zu eliminieren, indem
zwischen der radioaktiven Oberfläche und dem Detektor ein Viellochkollimator verwendet wird. Dieser hat jedoch den Nachteil, daß die Empfindlichkeit der Meßvorrichtung
erheblich reduziert wird. Ferner hat sich herausgestellt, daß die
mangelnde Starrheit und Stabilität von Drahtgittern als Elektroden zu Problemen
in Bezug auf Reproduzierbarkeit der Messungen führen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Detektor so weiterzubilden,
daß die Ortsauflösung weiter verbessert wird. Ferner soll die Reproduzierbarkeit
der Messungen verbessert werden.
Dieses Ziel wird durch einen Detektor für eine Meßvorrichtung zur Messung radioaktiver
Areale mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Detektor zeichnet sich dadurch aus, daß die Elektroden
auf gegenüberliegenden Flächen eines Trägers angeordnet sind. Ferner sind Kanäle
vorgesehen, die die Elektroden und den Träger durchdringen, wobei das Zählgas über die Kanäle mit den Elektroden in Verbindung steht.
Das Zählgas befindet sich in den einzelnen Kanälen. Somit wirkt jeder Kanal als
Kollimator und Zählrohr, in welchem beim Eindringen einer radioaktiven Strahlung
eine Gasionisation und schließlich durch Avalanceverstärkung eine Photoanregung
erfolgt, die z.B. durch bekannte photographische Methoden leicht und schnell nachweisbar ist. Über die Gesamtzahl der Kanäle in dem erfindungsgemäßen
Detektor erhält man ein Abbild der Radioaktivitätsverteiiung auf der zu messenden Oberfläche. Ferner wird sichergestellt, daß eine nahezu hundertprozentige
Detektierbarkeit der senkrecht zur Meßebene fliegenden Teilchen oder Quanten sichergestellt wird und eine durch schrägfliegende Teilchen oder Quanten
bewirkte Verschlechterung der Ortsauflösung verhindert wird.
Der Detektor als solcher ist starr und stabil, so daß eine Reproduzierbarkeit der
Messungen sichergestellt ist.
-A-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Elektroden unmittelbar auf dem
Träger angeordnet. Der Träger besteht aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff.
Der Träger kann ganz oder teilweise aus einem keramischen Werkstoff bestehen. Andere Werkstoffe wie z.B. Teflon oder Epoxid sind möglich.
Der Träger kann auch aus einem elektrischieitenden Werkstoff bestehen. In diesem
Fall wird vorgeschlagen, zwischen den Elektroden und dem Träger jeweils
eine Isolationsschicht vorzusehen. Die Verwendung eines elektrischleitenden Werkstoffes ist u.U. dann von Interesse, wenn die Ausbildung der Kanäle hierdurch
vereinfacht wird.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken wird vorgeschlagen, über
den Kanälen erste und zweite elektrische Leiter anzuordnen. Die ersten Leiter erstrecken
sich in einer ersten und die zweiten Leiter in einer zweiten Richtung, die
ersten und zweiten Leiter bilden ein gitterförmiges Netz. Die einzelnen Leiter sind
voneinander elektrisch isoliert. Die einzelnen Leiterbahnen in den beiden Richtungen
einer Ebene, welche parallel zu der Elektrodenebene liegt, dienen als Aüslöselektroden für die lonisationsvorgänge in den einzelnen Kanälen. Wird in
einem Kanal ein lonisationsvorgang ausgelöst, so wird an dem Kreuzungspunkt
der beiden Leiterbahnen eine Spannung induziert, die in einer Auswerteeinheit
ausgewertet werden kann und z.B. auf einem Bildschirm dargestellt wird. Durch diese Weiterbildung kann auf eine Auswertung mittels photographischer Methoden
verzichtet werden. Hierdurch bedingt kann die Meßzeit verringert werden. Von Vorteil ist es, wenn der Durchmesser der Kanäle zwischen 0,2 und 0,05 mm
beträgt.
Der Abstand zwischen benachbarten Kanälen beträgt vorteilhafterweise zwischen
0,1 bis 1 mm.
-5-
Der Abstand der Elektroden zueinander sollte vorzugsweise zwischen 3 bis 10
mm betragen. Dieser Abstand kann jedoch entsprechend der Energie der zu messenden
Teilchen oder Quanten angepaßt werden.
Statt der Anpassung des Abstandes der Elektroden zueinander wird vorgeschlagen,
den Druck des Zählgases entsprechend der Energie zu messenden Teilchen oder Quanten zu variieren. Dies hat den Vorteil, daß mit einem Detektor
durch Variationen des Druckes unterschiedliche Teilchen oder Quanten gemessen werden können.
Vorteilhafterweise ist der Detektor in einem Gehäuse angeordnet, wobei wenigstens
eine Wand für die zu messende Strahlungsart durchlässig ist.
Es hat sich herausgestellt, daß das Zählgas vorteilhafterweise eine Mischung aus
Neon, Helium und Methan ist. Methan dient hierbei als Quenschgas.
Weitere Vorteile und Merkmale des Gegenstandes der Erfindung werden anhand
eines Ausführungsbeispiels erläutert. Hierbei zeigt:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Detektors,
Figur 2 eine zweite Darstellung eines Detektors,
Figur 3 einen Detektor in einem Gehäuse.
Der Detektor 7 umfaßt zwei Elektroden 1, 2, zwischen denen eine Spannung V
anliegt. Die Elektroden 1, 2 sind auf gegenüberliegenden Flächen 4, 5 eines
Trägers 3 angeordnet. Die Elektroden 1, 2 und der Träger 3 sind durch Kanäle
durchsetzt. Das Zählgas Z steht über die Kanäle 6 mit den Elektroden 1, 2 in
Verbindung.
Der Detektor 7 weist eine Vielzahl von Kanälen 6 auf. Die Kanäle sind in den beiden
Richtungen X und Y ausgebildet. Sie sind äquidistant zueinander. Jeder Kanal wirkt als Kollimator und Zählrohr.
Über den Kanälen 6 sind erste und zweite elektrische Leiter 8, 9 angeordnet. Die
ersten Leiter 8 erstrecken sich in einer ersten Richtung in der gewählten Darstellung
in der X-Richtung. Die zweiten Leiter 9 erstrecken sich in einer zweiten Richtung
(Y-Richtung). Die einzelnen Leiter 8 und 9 sind voneinander elektrisch
isoliert.
Die Kreuzungspunkte 8, 9 liegen über den Kanälen 6. Jeder einzelne Leiter 8, 9
ist mit einer Auswerteeinheit, welche nicht dargestellt ist, verbunden. Die Leiter 8
bzw. 9 können in einer elektrisch nichtleitenden Schicht eingebracht sein. Diese
Schichten können direkt auf einer Elektrode aufgebracht sein. Die Schichten können
auch im Abstand zu der Elektrode angeordnet sein, wie noch beschrieben
wird.
An jedem Leiter kann ein Ohm'scher Widerstand vorgesehen werden. Jeder Leiter
ist mit einer konstanten Spannung beaufschlagt. Findet eine Ionisation in einem
Kanal 6 statt, so wird in den zum Kanal 6 zugeordneten Leiter 8, 9 eine
Spannung induziert. Aus der Veränderung der Spannung in den einzelnen Leitern 8, 9 kann der Ort des Ereignisses bestimmt werden.
Der Detektor kann in einem Gehäuse 10 angeordnet sein. Das Gehäuse 10 weist
eine Gaseintrittsöffnung 11 und eine Gasaustrittsöffnung 12 auf. Die der Elektrode
1 gegenüberliegende Wand 13 ist mit einer Öffnung 14 versehen, die der Elektrode 1 entspricht. Über der Öffnung 14 kann mittels einer nicht dargestellten
-7-
Einrichtung eine photographische Schicht eingebracht werden. Die Einrichtung
dichtet auch die Öffnung 14 ab.
Wird ein Detektor mit einem Gehäuse, wie in Figur 3 dargestellt verwendet, so ist
der durch das Gehäuse und einem nicht dargestellten Verschluß der Öffnung 14
gebildeten Innenraum durch ein Spülgas zu spülen. Nachdem der Innenraum gespüit
worden ist, wird ein Zählgas in den Innenraum geführt. Der Gasdruck im Innenraum
wird gemessen und durch eine nicht dargestellte Regelung konstant gehalten, um eine gleichmäßige Empfindlichkeit zu erreichen.
Statt der Öffnung 14 kann die Wand 13 für die zu messende Stahlungsart aus
durchlässigem Werkstoff bestehen. Das Gehäuse des Detektors kann dann für sich hermetisch abgeschlossen sein, so daß keine Gasverluste eintreten.
Claims (13)
1. Detektor für eine Meßvorrichtung zur Messung radioaktiver Areale, mit zwei
Elektroden (1; 2), zwischen denen eine Spannung (V) anliegt, und einem
Zählgas (Z), dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (1; 2) aufgegenüber!
iegenden Flächen (4; 5) eines Trägers (3) angeordnet sind, und daß Kanäle
(6) vorgesehen sind, die die Elektroden (1; 2) und den Träger (3) durchdringen,
wobei das Zählgas (Z) über die Kanäle (6) mit den Elektroden (1; 2) in Verbindung steht.
2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (1;
2) unmittelbar auf dem Träger (3) angeordnet sind, und der Träger (3) aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff besteht.
3. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Elektroden
(1; 2) und dem Träger (3) jeweils eine Isolationsschicht vorgesehen ist.
4. Detektor nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger
(3) ganz oder teilweise aus einem keramischen Werkstoff besteht
5. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Anzahl
von ersten und zweiten elektrischen Leitern (8; 9), die über den Kanälen (6) angeordnet sind, wobei sich die ersten Leiter (8) in einer ersten Richtung
(X) und die zweiten Leiter (9) in einer zweiten Richtung (Y) erstrecken, und
daß die Leiter (8; 9) mit einer Auswerteeinheit verbunden sind.
-2-
6. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchmesser der Kanäle (6) zwischen 0,2 und 0,005 mm beträgt.
7. Detektor nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand zwischen benachbarten Kanälen (6) 0,1 bis 1 mm beträgt.
8. Detektor nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand der Elektroden (1; 2) entsprechend der Energie der zu messenden Teilchen oder Quanten vorzugsweise im Bereich von 3 bis
10 mm angepaßt wird.
9. Detektor nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck des Zählgases entsprechend der Energie der zu messenden Teilchen oder Quanten anpaßbar ist.
10. Meßvorrichtung mit einem Detektor nach einem oder mehreren vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor in einem Gehäuse
(10) angeordnet ist, wobei wenigstens eine Wand für die zu messende Strahlungsart
durchlässig ist.
11. Meßvorrichtung mit einem Detektor nach einem oder mehreren Ansprüchen
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählgas eine Mischung aus Neon, Helium und Methan ist.
-3-
12. Meßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählgas
30-95 % Neon, 0-65 % Helium und 3,5 % Methan enthält.
13. Meßvorrtchtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählgas
65,5 % Neon, 30 % Helium und 4,5 % Methan enthält.
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