SE435764B - Sett att vid en scintillationsreknare bestemma ett slumpkoincidensreknetal, samt apparat avsedd att anvendas for settet - Google Patents

Description

79007674) Ett betydande problem man möter vid mätning av radio- aktivitet medelst scintillationsräknare är att det finns ett antal fenomen vilka inte hänför sig till radioaktiviteten hos provet vilka icke desto mindre resulterar i generering av ut- gångspulser från multiplicerarfotoröret hos en scintillations- räknare. Dessa fenomen hänförs ofta till som "enkla" händelser eftersom de alla kännetecknas av utsändning av enkla fotoner eller fotoelektroner. En relativt stor källa av "enkla" händ- elser är den termiska emissionen av elektroner från foto- katoden eller från dynoderna hos själva multiplicerarphotoröret.

Sådana elektroner utsändes oberoende av någon detekterad strål- ning, och kan resultera i ett betydande fel, speciellt om rören drivs vid relativt höga spänningar, det typiska fallet där höga_ förstärkningsfaktorer används som i mätning av relativt låga strålningsnivåer. Denna termiska emission av elektroner hän- föres även till som "rörbrus“.

I vätskescintillationsräknare, kan provet själv emit- 'tera photoner genom någon process vilken är orelaterad till dess radioaktivitet. Provmaterialet skulle kunna uppvisa en viss grad av kemoluminesens dvs det kan föreligga en kemisk reaktion ellerreaktioner vilka inträffar inom provmaterialet vilka resulterar i utsändningen av photoner. Provmaterialet kan även vara underkastatbioluminisensprocessereller photolumine- sens, vilka även generar fotoner oberoende av radioaktivitets- nivån hos provmaterialet. Dessutom skulle närvaron av en bak- grundsstrålning av låg nivå, statiska elektriska urladdningar, eller läckage av omgivande ljus in i räknaren, kunna ge upphov till "enstaka" händelser vilka är detekteringsbara via scin- tillationsräknaren.

Användningen av den välkända koincidensräknetekniken reducerar väsentligt detekteringen av "enstaka" händelser hos en scintillationsräknare. I en vätskescintillationsräknare ut- nyttjas denna teknik genom att använda åtminstone två multipli- cerarfotorör anordnade på vardera sidan om provet. Utsändning- en av många enstaka radioaktiva partiklar via provet kan typiskt resultera i utsändandet av omkring sju eller flera pfiotoner samtidigt, eller nära samtidigt. Sålunda finns det en hög sanno- 790076?-o likhet att en sådan händelse skulle kunna detekteras av båda fotorören vid nästan samma tidpunkt. En "enstaka" händelse, sådan som en som härrör ur kemoluminisens, eller från en ther- miskt emitterad elektron i ett av rören, skulle dock resultera i en utgångspuls från endast ett av rören. Det inses då, att användningen av koincidensräknetekniken resulterar i eliminer- ingen av de flesta av de "enstaka" händelserna från räkneproc- essen.

Det är dock även uppenbart att p g a den slumpmässiga egenskapen hos de "enstaka" händelserna det föreligger en be- tydande sannolikhet att en "enstaka" händelse skulle kunnadet« ekterasi ett rör vid nästan samma ögonblick i tiden som en sådan detekteras i det andra röret. Det finns därför en slumpkoinci- densfrekvens vilken härrör ur slumpartade eller tillfälliga ko- incidenser av orelaterade "enstaka" händelser. Matematiskt ges slumpkoincidensräknefrekvensen SC av: se = 2 cslsz, där: 7; = upplösningstiden för koincidensräknaren, dvs den längsta tid som âtskiljer två pulser vilka fort- farande skulle anses vara koincidenta, S = "enstaka": S räknefrekvens uppmätt genom det andra av de båda multiplicerarfotorören Vid normal funktion, kommer en vätskescintillations- räknare att ge en uppmätt räknefrekvens (Sm) vilken kommer att vara summan av provkoincidensräknefrekvensen (Sa) och "enstaka" slumpkoincidensräknefrekvensen (SC). Dvs Sm=Sa+Sc. (2) VilkenSOm hfilstanvändare av en vätskescintillations- räknare behöver ideellt veta värdet av SC så att där det är möjligt en korrigering kan göras för att erhålla det korrekta värdet av strålning vilket kan tillskrivas enbart provet. T o m där direkt korrigering ej är möjlig, p g a att provning genom- föres i specifika energinivå"fönster", skulle ändå användare av räknaren bruka värdet av SC som en indikering av tillfällig- heten hos den uppmätta räknefrekvensen.

Före denna uppfinning har en precis bestämning av slumpkoincidensfrekvensen ej varit möjlig, utom i det som visas 7900767 *O och görs anspråk på i US patentansökan 693 652 vilken bär samma benämning och har samma uppfinnare som föreliggande uppfinning.

Trotsatt.tekniken som visas i den tidigare ansökan ger en i högsta grad tillfredställande lösning av problemet som uppträd- er genom inträffande av slumpkoincidenser erfordrar den använd- ningen av en räknekanal för räkning av ett enkelfotonräknesteg.

Följaktligen finns det fortfarande ett behov för en alternativ lösning på problemet.

Tidigare teknik har varit begränsad till att göra en kvalitativ uppskattning av närvaron av dessa "enstaka" händel- ser vilka avtar med tiden. Vanligen har kemoluminisens, bio- luminisens och fotoluminisens denna avtagande egenskap. I en- lighet med en sådan tidigare teknik, skulle radioaktiviteten hos ett prov mätas vid olika tidpunkter och de uppmätta räkne- frekvenserna jämföras, så att vilken som helst minskning i de uppmätta koincidensfrekvenserna skulle kunna märkas. Om det förelåg liten eller ingen minskning i det uppmätta koincidens- frekvenserna under en avsevärd tidsperiod, antogs det gener- ellt att slumpkoincidensfrekvensen var insignifikant. Denna metod är naturligtvis ganska tidsödande, och tar ej hänsyn till alla de "enstaka" händelser som härleds ur rörbrus, eller från andra källor vilka ej snabbt avtar.

US patentskriften 3 772 512 enligt Laney, föreslår att reella koincidenser kan urskiljas ur slump- eller till- fälliga koincidenser i multipla detektorer genom fördröjning av utgångspulserna från en av detektorerna. Teorin som ligger till grund för användningen av fördröjningskretsen är den att reella koincidenser elimineras genom fördröjning av signalerna från en av detektorerna men slumpkoincidenserna kommer att in- träffa vid samma mätbara frekvens, eftersom det är slumpartade till sin natur och en tidsfördröjning påverkar icke denna slumpartade egenskap. Om följaktligen den fördröja signalen från en detektor och den icke fördröjda signalen från den andra detektorn pålägges på en koincidensbestämningskrets, skulle detta ge en indikation av slumpkoincidensfrekvensen.

Dock är denna teknik fortfarande underkastad betydande fel, speciellt vid relativt höga provstrålningsräknetal. Vid höga 7900767-0 räknefrekvenser, finns det en ökad sannolikhet att pulserna vilka beror av reella koincidenser, fastän de är skiftade ur koincidens med varandra, icke desto mindre kommer att vara ko- incidenta med enstaka händelser eller med andra "reella" händ- elser.

Följaktligen finns det fortfarande ett behov för för- bättring i koincidensräknetekniken vilken utnyttjar en fördröj- ningskrets, för att ge ett alternativ till lösningen som fram- ställts i förutnämnda patentansökan för pålitlig uppskattning av felet vilket kan tillskrivas slumpartade eller tillfälliga koincidenser av enstaka händelser. Föreliggande uppfinning upp- fyller detta behov.

Sammanfattningsvis avser föreliggande uppfinning ett sätt och en samhörande apparat för bestämning av slumpkoinci- densräknefrekvens orsakad av olika händelser vilka vardera gen- ererar enstaka energikvanta och vilka råkar detekteras vid i huvudsak samma tidpunkt vid olika av de två oberoende detektor-I erna i en scintillationsräknare. Kortfattat och i generella termer innefattar metoden enligt uppfinningen stegen av räk- ning av antalet uppmätta koincidenser eller händelser vilka detekteras väsentligen samtidigt genom båda detektorerna i en scintillationsräknare, varvid pulserna från en av detektorerna fördröjs med en fast tidsfördröjning, och varvid detekteras de väsentligen samtidiga pulserna vilka härleds från de fördröjda pulserna från en detektor och de icke fördröjda pulserna från den andra detektorn, för att erhålla ett ungefärligt mått på slumpkoincidensräknefrekvensen vilken kan tillskrivas slump- koincidenserna hos enstaka kvantumhändelser, varvid korrigeras den ungefärliga slumpkoincidensräknefrekvensen för att kompen- sera för koincidenserna inbegripande åtminstone en puls vilken kan tillskrivas en reell koincidenspunkt. Mera i detalj om- fattar korrektionssteget för slumpkoincidensräknefrekvensen eliminering av pulser vilka är koincidenta med pulser vilka detekteras samtidigt genom båda detektorerna, och varvid för- dröjes signalen vilken utvisar pulser som detekteras samtidigt genom båda detektorerna, och vidare elimineras pulser vilka är koincidenta med den fördröjda signalen vilken utvisar pulser 1900767-0 som samtidigt detekteras av båda detektorerna.

Eftersom den ungefärliga slumpkoincidensräknefrekven- sen härleds genom detektering av koincidenser mellan fördröjda pulser från en detektor och icke fördröjda pulser från den andra detektorn, kommer den ungefärliga räknefrekvensen att om- fatta fyra kategorier av koincidenspulspar. Det mest betydande av dessa är naturligtvis det som omfattar koincidenser mellan icke fördröjda enstaka händelser och fördröjda enstaka händel- ser, eftersom dessa representerar slumpkoincidensräknefrekven- sen. De andra tre kategorierna är koincidenser mellan ofördröj- da reella händelser och fördröjda reella händelser, koinciden- ser mellan icke fördröjda reella händelser och fördröjda en- staka händelser, och koincidenser mellan icke fördröjda enstaka händelser och fördröjda reella händelser. De första två av dessa tre oönskade kategorier, vilka båda inbegriper icke för- dröjda reella händelser, kan elimineras genom undandragande av hänsynstagande till alla de pulser vilka är koincidenta med ur-' sprungligen uppmätta icke fördröjda reella koincidenser. Den tredje kategorin, vilken inbegriper en fördröjd reell händelse, kan elimineras genom undandragande av hänsynstagande de pulser vilka är koincidenta med fördröjda reella koincidenser.

Vad gäller den nya apparaten, innefattar uppfinningen först koincidensdetekteringsorgan för detektering av reella och slumpkoincidenser mellan signalerna från de två detektorerna, ett första tidsfördröjningsorgan för fördröjning av signalerna från en av detektorerna och andra koincidensdetekteringsorgan för bestämning av koincidenserna mellan en fördröjd signal från en detektor och en icke fördröjd signal från den andra detek- torn, för att erhålla en ungefärlig slumpkoincidensräknefrek- vens. Det ingår även ett andra tidsfördröjningsorgan vilket har en tidsfñrdröjning identisk med den första, och anti-koinci- densdetekteringsorgan för att ur den approximativaslumpkoin- cidensräknefrekvensen eliminera pulser som är koincidenta med den signal från det första koincidensdetekteringsorganet, och även de som är koincidenta med en fördröjd signal från det första koincidensdetekteringsorganet. Apparaten enligt uppfin- ningen kan även omfatta räkneorgan för ackumulering av ett 790016?-o korrigerat räknetal av slumpkoincidenser och ett räknetal av uppmätta koincidenser, och jämförelseorgan för jämförande av den korrigerade slumpkoincidensräknefrekvensen meden acceptabel slumpkoincidensräknefrekvens.

Det inses ur det föregående att föreliggande uppfin- ning erbjuder ett enkelt alternativ till enkelfotonräknetek- niken beskriven i förut nämnda samhörande patentansökan. Slump- koincidensräknefrekvensen som den sålunda bestäms kan användas för jämförelse med en acceptabel räknefrekvens, eller så kan procentuella korrigeringar beräknas på det sätt som framställts i förut nämnda patentansökan. Andra aspekter och fördelar hos föreliggande uppfinning kommer att framgår ur följande mera detaljerade beskrivning i förening med de bifogade ritningarna.

Fig l är ett blockschema över ett mätsystem inne- hållande en scintillationsräknare och samhörande komponenter för utövande av koincidensräknetekniken i enlighet med prin- ciperna för föreliggande uppfinning; Fig 2a - 2c är tiddiagram utvisande kontrasten mellan reella koincidenta händelser, icke koincidenta händelser, slump- koincidenser för orelaterade händelser; och Fig 3 är ett tiddiagram utvisande förhållandet mellan olika typer av pulser vilka detekteras och behandlas av appa- raten enligt uppfinningen visad i fig l.

Som visas i ritningarna i belysande syfte, gäller föreliggande uppfinning i huvudsak ett sätt att bestämma felet p g a slumpkoincidenser vilka detekteras genom utnyttjande av koincidensräknetekniken i en scintillationsräknare. Som tidig- are antytts, utnyttjar koincidensräknetekniken åtminstone två strålningsdetektorer, vanligen multiplicerarfotorör för att undvika räkning av enkelfotonhändelser vilka härrör från kemo- luminisens eller liknande fenomen i det prov som uppmätes, eller härrör från fotorörbrus vilket uppstår ur termisk emis- sion av elektroner. Trots att dessa "enstaka" händelser normalt kommer att detekteras i endast ett multiplicerarfotorör, resul- terar den slumpartade egenskapen hos inträffandet av dessa i detektering av ett betydande antal uppenbara koincidenser vilka är orelaterade till den radioaktivitet som övervakas. .7900767-0 Fig l visar i blockschemaform ett typiskt arrange- mang för radioaktivitetsmätning i vilken används en vätske- scintillationsräknare. Ett prov l0, placeras mellan ett par fotondetektorer 12, vilka vanligen utgöres av multiplicerar- fotorör. I vätskescintillationsräknare absorberas radioaktiva partiklar vilka utsändes av provmaterialet av ett vätskescin- tillationsmedium blandat med själva provet, och genereringen av ett antal fotoner är resultatet av varje utsändning av en radioaktiv partikel. Fotonerna detekteras samtidigt eller näs- tan samtidigt av multiplicerarfotorören 12 och omvandlas till mätbara elektriska pulser för utmatning på resp ledningarna l4 och 15. Utgångspulserna från multiplicerarfotorören 12 över- föres till en summerande förstärkare 16, och utsignalen från förstärkaren matas till tre pulshöjdsanalysatorer l8, av vilka vardera kan ställas in så att de ignorerar pulser vilka ej fal- ler inom ett valbart område av pulshöjder eller energinivåer.

Utgångspulserna från multiplicerarfotorören 12 överföres även till en koincidensdetekteringskrets 20, vilken ger en utsignal på ledningen 22 om pulser från rören är i koincidens inom ett visst förvalt upplösningstidintervall.

Koincidenssignalen på ledningen 22 och utsignalerna från pulshöjdsanalysatorerna 18 pålägges på tre koincidens- grindar 24, vilka arbetar som AND-grindar, vilka alstrar en utgångssignal endast när båda ingângssignalerna befinner sig i samma valda tillstånd. Tre räknare 26 mottar utgångspulser från resp koincidensgrindar 24, och ackumulerar räknepulser i de tre kanalerna.

, I enlighet med föreliggande uppfinning pâlägges även utgångssignalerna från ett av multiplikatorfotorören 12 på led- ningen l5, på en fördröjningsanordning 30, och den fördröjda signalen pålägges på en andra koincidensdetekteringskrets 32 tillsammans med den icke fördröjda signalen från det andra mul- tiplicerarfotoröret på ledning 14. Därpå korrigeras ett approx- amativt slumpkoincidensräknetal vilket erhålles från nämnda koincidensdetekteringskretsen 32 ytterligare medelst en anti- koincidenskrets 34 till vilken signaler utvisande den approxa- mativa slumpkoincidensfrekvensen pålägges via ledning 36. En 7900767- 0 signal vilken utvisar uppmätta koincidenser pålägges även anti- koincidenskretsen 34 vilken signal härledes från ledningen 22, och en signal vilken utvisar ursprungliga koincidenser på led- ningen 22 fördröjd genom en andra fördröjningsanordning 38, vilken fördröjningsanordning har samma inneboende tidsfördröj- ning som den första tidsfördröjningsanordningen 30. Som fram- gent kommer att förklaras, ger anti-koincidenskretsen 34 sig- nalpulser på utgångsledningen 40, vilka utvisar en korrigerad frekvens av slumpkoincidenser, dvs koincidenser vilka kan till- skrivas "enstaka" händelser.

De sålunda erhållna slumpkoincidenspulserna på led- ningen 40 ackumuleras i en räknare 42, och de uppmätta koin- cidenspulserna på ledningen 22 ackumuleras i en annan räknare 44. Det ackumulerade räknetalet i räknaren 42 vilket utvisar den korrigerade slumpkoincidensräknefrekvensen, överföres via ledningen 46 till en presentationsanordning 48, och till en jämförelsekrets 50, vilken också mottar data från räknaren 44 via ledningen 52. dämförelsekretsen 50 kan omfatta vilken som helst önskad krets för jämförande av värdet hos slumpkoinci- densräknefrekvensen med en acceptabel slumpfrekvens, vilken an- tyds vid 54. Jämförelsekretsen 50 kan även ha funktionen av att generera en räknarâterställningssignal, som antyds vid 56, så att räkning kan återstartas automatiskt om slumpkoincident- räknefrekvensen ej ligger nere på en acceptabel nivå. Denna senare egenskap skulle naturligtvis vara användbar endast om slumpkoincidenserna skulle kunna tillskrivas primärt samma fen- omen, sådant som kemoluminisens, vilken avklingar snabbt med tiden.

Funktionen hos apparaten visad i fig l kan bättre in- ses genom att betrakta de olika kategorierna av pulser som kan inträffa, som visas i förenklad form i fig 2 och 3. Fig 2a visar två och R2 else, är de i själva verket koincidenta i tiden, och ger upphov till en reell koincidentpuls, vilken visas som RO. I förhåll- ande till blockschemat enligt fig l skulle om Rl skulle upp- träda på ledningen 14 och R2 skulle uppträda på ledningen 15, reella koincidenta pulser, betecknade resp som Rl . Eftersom pulserna Rl och R2 härrör från endast en händ- r '7900767-0 10 koincidensdetekteringskretsen 20 ge pulsen Ro på ledningen 22.

Fig 2b belyser som jämförelse två "enstaka" pulser vilka är orelaterade och icke koincidenta i tiden och betecknas resp med S1 och S2. Fig 2c visar två orelaterade enstaka pul- ser S1 och S2 vilka råkar att sammanfalla i tiden inom tole- ransen som är vald för bredderna hos koincidensgrinden vilken ingår i koincidensdetekteringskretsen 20. Dessa pulser ger där- för upphov till en slumpkoincidenspuls SC. Åter skulle i sam- band med apparaten visad i fig 1 om pulserna S1 och S2 upp- trädde på resp ledningar 14 och 15, koincidensdetekterings- kretsen 20 ge pulsen SC på ledningen 22.

I fig 3, indikerar vâgformen (a) i förenklad form tåget av pulser av det slag som skulle kunna inträffa på led- ningen l4 (fig l) från ett av multiplicerarfotorören 12. Det framgår att vågformen (a) omfattar två typer av pulser, reella pulser vilka betecknas med Rl och "enstaka" pulser vilka be- tecknas S1. För ytterligare identifikationssyften, indikeras de reella pulserna sekventiellt som Rl_l, Rl_2, Rl_3, osv, och de enstaka pulserna betecknas Sl_l, Sl_2, Sl_3, osv. På liknande sätt visar vâgformen (b) enligt fig 3 en motsvarande vågform för signalpulserna vilka uppträder på ledningen 15 från det andra multiplicerarfotoröret 12. Det torde observeras att samma nomenklatur utnyttjas, och att pulserna vilka beror av reella händelser är tidskoincidenta i de två vâgformerna. Så- lunda är pulsen Rl_l koincident med pulsen R2_l, pulsen Rl_2 är tidkoincident med R2_2, osv. De enstaka pulserna är natur- ligtvis ej generellt koincidenta, men i belysande syfte visas enstaka pulsen Sl_2 som varande koincident i tiden med enstaka pulsen S2_2. Signalinnehållet hos vågformen (a) kan i förkortad form betecknas som Rl + S1 och signalinnehållet hos vågformen (B) kan betecknas i förkortad form som R2 + S2.

Vågformen (c) representerar utsignalen från den förs- ta koincidensdetekteringskretsen 20 på ledningen 22. Det fram- går att den innehåller koincidenspulser för de reella händel- serna betecknade som R0_l, R0_2, osv och innehåller en slump eller tillfällighetskoincidens, betecknad som Sc_l. Vâgformen (c) kan betecknas Ro + SC i förkortad form. För att underlätta 7900767-'0 ll upprepas vågformen (a) som vågform (d). Vågformen (e) är resul- tatet av den tidsfördröjande vågformen (b) . Med andra ord rep- resenterar vågformen (e) den fördröjda signalutgången från tidsfördröjningsanordningen 30 till den andra koincidensdetek- teringskretsen 32. I förkortad form kan vâgformen (e)betecknas som (R2 + S2)¿.

Vâgformen (f) avbildar signalen som erhålles på led- ningen 36 från den andra koincidenskretsen, och representerar koincidenserna mellan pulserna i vågformerna (d) och (e). Som kommer att diskuteras mera i detalj innehåller denna signal pulser av fyra typer, vilka kan representeras i samma kortade form som Rl + R2D, Rl + SZD, S1 + R2D, och S1 + SZD.

Teorin som ligger till grund för användningen av en fördröjning för att särskilja reella koincidenser från slump- artade sådana är att antalet slumpkoincidenser mellan "enstaka" händelser kommer att vara oförändrade om signalerna från en av multiplicerarfotorören fördröjs i tiden, men att fördröjningen förstör tidskoincidensförhâllandet mellan de reellakoindidenta pulserna. Det framgår dock ur fig 3, att eftersom vågformerna (D) och (e) båda innehåller pulser vilka resulterar ur reella och enstaka händelser, finns en möjlighet att när de skiftade och oskiftade signalerna jämföres, det kommer att föreligga koincidenser p g a pulser vilka kan tillskrivas reella händel- ser såväl som p g a pulser vilka kan tillskrivas enstaka hän- delser. Närmare bestämt omfattar koincidenserna vilka detek- teras i koincidensdetekteringskretsen 32 fyra särskiljbara kategorier: en ofördröjd reell puls och en fördröjd reell puls, och ofördröjd reell puls och fördröjd enstaka puls, en oför- dröjd enstaka puls och fördröjd reell puls, och en ofördröjd enstaka puls och en fördröjd enstaka puls. Uppenbart är attden slumpkoincidensräknefrekvens vilken användaren är intresserad av, är den som härleds ur koincidenser i den sista kategorin av de fyra dvs mellan enstaka pulser. För en noggrann bestäm- ning av slumpkoincidensräknefrekvensen, måste därför koinciden- ser i de första tre kategorierna elimineras.

I belysande syfte, visas vâgformen (f) scm1omfattande en puls från vardera av de fyra kategorierna av koincidenta vsàovsv-o " 12 pulspar. Den fördröjda pulsen R2_l visas som koincidens med den ofördröjda enstaka pulsen Sl_l, den ofördröjda pulsen Rl_3 visas som koincident med den fördröjda enstaka pulsen S2_3, den ofördröjda pulsen Rl_5 visas som koincident med den för- dröjda pulsen R2_4, och den ofördröjda enstaka pulsen Sl_4 visas som koincident med den fördröjda enstaka pulsen S2_4.

För att eliminera de oönskade kategorierna av koin- cidenta pulser ur det approxomativt bestämda slumpkoincidens- räknetalet, utnyttjas anti-koincidenskretsen 34. Utsignalen från den första koincidensdetekteringskretsen 20 på ledningen 22, används i anti-koincidenskretsen för att eliminera.koin- cidenserna vilka beror av ofördröjda pulser vilka kan till- skrivas reella händelser. Som visas i vâgformen (g), vilken är identisk med vâgformen (c) kan pulsen Ro_3 användas för att eliminera koincidensen i vâgformen (f) betecknad som R + SD, och pulsen R0_5 kan användas för att eliminera koincidensen mellan oskiftade och skiftade reella händelsepulser vilka i vâgformen (F) betecknas som R + RD.

Signalen vilken representerar uppmätta koincidenser, vilken visas genom vâgformen (c) pålägges fördröjningsanord- ningen 38, och den fördröjda signalen visad i vâgformen (H), pålägges sedan via ledningen 39, till anti-koincidenskretsen 34. Det framgår ur vâgformen (H) att pulserna kan utnyttjas för att eliminera koincidensen betecknad som S + RD, inbegrip- ande en fördröjd enstaka puls, och en fördröjd reell puls. När en gång de tre icke önskade kategorierna av koincidenser har eliminerats ur vâgformen (F), är vad som återstår på ledningen 40 en signal som visas i vâgformen (i) dvs innehållande endast pulser vilka kan tillskrivas slumpkoincidenser av enstaka "hän- delser".

Anti-koincidenskretsen 34 kan realiseras i många skilda specifika former. I princip arbetar den som en AND-grind vilken har tre ingångar. En ingång matas från signalerna vilka utvisar den approxomativa slumpkoincidensräknefrekvensen på ledningen 36 och de två andra insignalerna härledes ur inver- terade former av signalerna på resp ledningarna 22 och 39. Det inses dock; att något mera komplicerade dock helt konven- 7900 7 67 - 0 tionell logik behövs för att ta hand om situationer i vilka pulser som skall elimineras ur vågformen (f) ej är i exakt ko- incidens med motsvarande pulser i vågformerna (g) och (h).

Det finns en mycket liten sannolikhet att koincidens- pulserna t o m av det slag vilket tillskrivas "enstaka" pulser endast kommer att elimineras genom förutbeskrivna teknik. Det föreligger möjligheten att tiden för inträffande för en av slumppulserna S + SD i vågformen (f) nästan exakt kommer att svara mot tiden för inträffande av en slumpkoincidens som be- tecknas genom SC i vågformen (g) eller vâgformen (a). Det an- tas dock att sannolikheten för detta inträffande är ytterst låg, och att sannolikheten kan bortses ifrån i de flesta prak- tiska syften. _ Det inses ur det föregående att föreliggande upp- finning ger en enkel och praktisk alternativ teknik för er- hållande av en indikering av slumpkoincidensräknefrekvensen i en scintillationsräknare i vilken används koincidensteknik. Det inses även att trots att en specifik utföringsform av uppfin- ningen har beskrivits i detalj i belysande syfte, varvid modi- fieringar kan göras utan avsteg från uppfinningens grundtanke och ram.

Claims (8)

7900767-0 P1 PATENTKRAV

1. l. Sätt att vid en scintillationsräknare som utnyttjar åt- minstone två detektorer i en koincidensräkningsteknik bestämma ett slumpkoincidensräknetal förorsakat av händelser resulte- rande i enkelkvantumemissioner vilka slumpartat kan inträffa på sådant sätt att par av i huvudsak koincidenta enkelkvantum- händelser detekteras en gång i varje detektor och felaktigt -räknas såsom radioaktivt sönderfall som inträffar i ett prov, k ä n n e t-e c k n a É av stegen: fördröjning av utgångspulser från en av detektorerna (12 ): _ detektering av koincidenser mellan de fördröjda pulserna från en detektor (12) och de icke fördröjda pulserna från den andra detektorn (12) i och för erhållande av en signal indike- rande ett approximativt slumpkoincidensräknetal; och korrigering av det approximativa slumpkoincidensräkne- talet i och för kompensering av koincidenser involverande åtminstone en puls härrörande från en reell koincidens som kan tillskrivas händelser vilka resulterar i multipelkvantumemis- sioner.

2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att korrigeringssteget innefattar: konventionell detektering av reella koincidenser mellan pulser från de två detektorerna (12): fördröjning av de reella koincidenserna mellan de två detektorerna; eliminering av pulser som är koincidenta med de reella koincidenserna; och eliminering av pulser som är koincidenta med de fördröjda reella koincidenserna i och för erhållande av en signal indi- kerande ett korrigerat slumpkoincidensräknetal. 190076?-o \ST

3. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av stegen: jämförelse av den korrigerade slumpkoincidensräknefrek- vensen med ett acceptabelt värde; och återstartning av räknandet om den korrigerade frekvensen överskrider den acceptabla frekvensen.

4. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av stegen: detektering av reella och skenbara koincidenser mellan pulser från de två detektorerna (12): detektering av koincidenser mellan de fördröjda pulserna från den ena detektorn och de icke fördröjda pulserna från den andra detektorn i och för erhållande av ett slumpkoincidens- pulståg ur vilket en approximativ slumpkoincidensräknefrekvens kan bestämmas: fördröjning av de reella och skenbara koincidenserna mellan pulserna från de två detektorerna; eliminering i en anti-koincidenskrets (34) av de koinci- denspulser som inträffar i huvudsak samtidigt med, och därför kan tillskrivas antingen ursprungligen detekterade reella och skenbara koincidenser eller fördröjda reella och skenbara ko- incidenser, ur slumpkoincidenspulståget, i och för erhållande av ett korrigerat slumpkoincidenspulståg; och i ' ackumulering av ett räknetal av pulser som inträffar i det korrigerade slumpkoincidenspulståget för erhållande av en korrigerad slumpkoincidensräknefrekvens.

5. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av stegen: jämförelse av den korrigerade slumpkoincidensräknefrek- vensen med ett acceptabelt frekvensvärde; och återstartning av mätprocessen om den korrigerade slump- koincidensräknefrekvensen överskrider det acceptabla värdet.

6. Apparat avsedd att användas med en scintillationsräknare som utnyttjar åtminstone två detektorer i en koincidensräkne- teknik i och för bestämning av ett slumpkoincidensräknetal förorsakat av händelser resulterande i enkelkvantumemissioner 79007674) lb som slumpartat kan uppträda på sådant sätt att par av i huvud- sak koincidenta enkelkvantumhändelser detekteras en gång i varje detektor och felaktigt räknas såsom radioaktiva sönder- fall som uppträder i ett prov, k ä n_n e t e c k n a d av: ett första koincidensdetektororgan (20) för detektering av reella och slumpkoincidenser mellan pulser från de två de- tektorerna (12): ett tidsfördröjningsorgan (30) för fördröjning av pulser från en av detektorerna (12): ett andra koincidensdetektororgan (32) för detektering av koincidenser mellan fördröjda pulser från tidsfördröjningsor- ganet (30) och icke fördröjda pulser från den andra av detek- torerna (12), i och för erhållande av ett pulståg indikerande ett approrimativt slumpkoincidensräknetal; och kompenseringsorgan (34, 38) för korrigering av pulståget indikerande ett approximativt slumpkoincidensräknetal i och för erhållande av ett pulståg indikerande ett korrigerat slumpkoincidensräknetal.

7. Apparat enligt krav 6, kiä n n e t e c k n a d av att nämnda kompenseringsorgan innefattar ett andra tidsfördröj- ningsorgan (38) för fördröjning av utgångspulser från det första koincidensdetektororganet (20) med en tidsperiod lika med fördröjningstiden för det första tidsfördröjningsorganet, och ett anti-koincidenskretsorgan (34) för elíminering av eventuella pulser koincidenta med utgångspulserna från det första koincidensdetektororganet och eventuella pulser koinci- denta med utgångspulser från det andra tidsfördröjningsorganet ur pulståget som indikerar ett approximativt slumpkoincidens- räknetal.

8. Apparat enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av räknarorgan för ackumulering av ett korrigerat koincidensräk- netal och jämförelseorgan (50) för jämförelse av det korrige- rade räknetalet med ett förutbestämt värde.