DE1097047B

DE1097047B - Device for the detection and measurement of X-ray and gamma rays with the help of the difference in the external photo effect of different substances

Info

Publication number: DE1097047B
Application number: DEH36933A
Authority: DE
Inventors: Dr Bernhard Hess
Original assignee: BERHARD HESS DR
Current assignee: BERHARD HESS DR
Priority date: 1959-07-16
Filing date: 1959-07-16
Publication date: 1961-01-12

Description

Einrichtung zum Nachweis und zum Messen von Röntgen- und Gammastrahlen mit Hilfe des Unterschieds des äußeren Photoeffektes verschiedener Stoffe Die Methode des Nachweises und der Messung von Quantenstrahlung mit Hilfe des Unterschieds des äußeren Photoeffekts, den diese Strahlung an verschiedenen Stoffen erzeugt, hat in den letzten Jahren ihre weitere Ausarbeitung gefunden. Die bekannte Zus ammensetzung eines sogenannten »Röntgenelements« aus zwei Elektrodengruppen mit zwei verschiedenen Photoeffekten, z. B. durch abwechselndes Aufeinanderlegen von Folien mit verschiedenem Photoeffekt und mit einer dazwischenliegenden Isolatorfolie, verlangt, wenn bei Bestrahlung ein großer Strom erreicht werden soll, eine große Anzahl solcher Folienpaare. Device for the detection and measurement of X-rays and gamma rays by means of difference of external photoeffect of different fabrics The method the detection and measurement of quantum radiation with the help of the difference of the external photo effect that this radiation generates on various substances found their further elaboration in the last few years. The well-known composition a so-called "X-ray element" made up of two groups of electrodes with two different ones Photo effects, e.g. B. by alternately stacking foils with different Photo effect and with an insulating film in between, required if at Irradiation a large current is to be achieved, a large number of such pairs of foils.

Die Herstellung solcher Strahlungselemente ist deshalb mühevoll; der Hauptnachteil solcher Elemente ist aber die Richtungsabhängigkeit der Empfindlichkeit.The production of such radiation elements is therefore laborious; the The main disadvantage of such elements, however, is the directional dependence of the sensitivity.

Dies gilt sowohl für Elemente mit ebenen wie mit zylindrischen Elektroden. Um mit flächenförmigen Absorbern Richtungsunabhängigkeit zu erreichen, müßten kugelförmige Flächen Verwendung finden, was nur durch ein kompliziertes Herstellungsverfahren erreicht werden könnte.This applies to elements with both planar and cylindrical electrodes. In order to achieve independence of direction with flat absorbers, spherical ones would have to be used Areas are used, which is only possible through a complicated manufacturing process could be achieved.

Für einen großen Nutzeffekt, d. h. für ein großes Verhältnis der erzeugten potentiellen elektrischen Energie zu der absorbierten Strahlenenergie, ist ein großes Verhältnis von Oberfläche des absorbierenden Materials zu seinem Volumen, wie es bisher bei der Verwendung dünner Folien erreicht worden ist, notwendig. For great efficiency, i. H. for a great ratio of generated potential electrical energy to the absorbed radiation energy, is a large ratio of the surface area of the absorbent material to its Volume, as it has previously been achieved when using thin foils, is necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Nachweis und zum Messen von Röntgen und Gammastrahlen mit Hilfe des Unterschieds des äußeren Photoeffekts verschiedene Stoffe zu schaffen, bei der auf einfacheWeise Richtungsunabhängigkeit und großer Nutzeffekt erzielt sind. Die Einrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen porösen Körper mit großer Oberfläche, z. B. mit offenen Poren, der außen und in den Poren mit einer Isolierschicht versehen ist, wobei auf diese Isolierschicht ein Stoff mit einem von dem porösen I(örper abweichenden äußeren Photoeffekt aufgebracht ist und die beiden elektrisch voneinander isolierten, in sich aber elektrisch kurzgeschlossenen Stoffe (Elektroden) mit einem Strommesser oder einem Elektrometer verbunden sind. The invention is based on the object of a device for detection and for measuring X-rays and gamma rays by means of the difference of the external one Photoeffect to create different fabrics, with which in a simple way direction independence and great efficiency are achieved. The device according to the invention is characterized by a porous body with a large surface, e.g. B. with open pores, the outside and is provided with an insulating layer in the pores, on this insulating layer A substance with an external photo effect that differs from the porous body is applied and the two are electrically isolated from one another, but are electrically short-circuited Substances (electrodes) are connected to an ammeter or an electrometer.

Die große Oberfläche des porösen Körpers wird zunächst mit einem elektrisch isolierenden Überzug versehen, und anschließend werden die Poren ganz oder teilweise mit einem Stoff mit kleinem bzw. großem äußerem Photoeffekt, je nachdem, welchen Photoeffekt der Porenkörper selbst hat, ausgefüllt. The large surface area of the porous body is first covered with a electrically insulating coating provided, and then the pores are whole or partially with a fabric with a small or large external photo effect, depending on which photo effect the porous body itself has filled out.

Dieser Füllstoff, der ebenso wie der poröse Körper in sich elektrisch kurzgeschlossen ist, bildet die zweite Elektrode. Bei Bestrahlung entsteht zwischen den beiden voneinander elektrisch isolierten Elektroden eine Spannung, die zur Messung verwendet wird. Bei Dosisleistungsmessung werden die Elektroden über einen Strommesser kurzgeschlossen. Bei Messung der Dosis (Integralwert) wird ein Spannungsmesser mit möglichst großem (unendlichem) innerem Widerstand verwendet.This filler, like the porous body, is in itself electrical is short-circuited, forms the second electrode. When irradiated, between the two electrodes, which are electrically isolated from one another a voltage that is used to measure is used. When measuring the dose rate, the electrodes are connected to an ammeter shorted. When measuring the dose (integral value) a voltmeter is used the greatest possible (infinite) internal resistance is used.

Ausführungsbeispiele Poröse Kohlescheiben von 3 mm Dicke sind auf ihrer gesamten Oberfläche (innen und außen) mit einem dünnen isolierenden Lacküberzug versehen. Vor der Belackung wird eine kleine Stelle der äußeren Oberfläche der Kohle metallisiert und ein Leiter für den Anschluß an das Meßgerät angelötet. Nach der Belackung werden die Poren ganz oder teilweise mit Metall gefüllt. Zur Füllung können verschiedene Materialien Verwendung finden, z. B. Woodsches Metall (in flüssigem Zustand eingebracht), Leitfähigkeitslacke mit Metallpulver (z. B. Durozink) oder, nach einem dritten Ausführungsbeispiel, Silber, das aus einer Lösung auf der gesamten Oberfläche niedergeschlagen wird, und schließlich Metalle, die aus der Gasphase niedergeschlagen werden (Carbonyle, Hydride). Das Hineinbringen dieser zweiten Elektrode aus Metall erfolgt unter abwechselnder Anwendung von Unter- und Überdruck. EXEMPLARY EMBODIMENTS Porous carbon disks 3 mm thick are on their entire surface (inside and outside) with a thin, insulating varnish coating Mistake. Before coating, a small area is made on the outer surface of the carbon metallized and soldered a conductor for connection to the measuring device. After With lacquer, the pores are completely or partially filled with metal. Can be used for filling different materials are used, e.g. B. Wood's metal (in liquid State applied), conductive varnishes with metal powder (e.g. Durozink) or, According to a third embodiment, silver that comes from a solution on the whole Surface is precipitated, and finally metals that come out of the gas phase be precipitated (carbonyls, hydrides). Bringing in this second electrode made of metal takes place with alternating use of negative and positive pressure.

Die Stromstärken, die bei Dosisleistungsmessungen mit solchen Einrichtungen erzielbar sind, sind relativ sehr hoch. Bei der Strahlenqualität 150kV und 1 mm Cu-Filter entsprechen die erreichten Stromstärken Ionisationsströmen in Luftionisationskammern, die bei gleichem Querschnitt eine Ausdehnung in Strahlrichtung (Kammertiefe) von einem bis mehreren Metern haben, während die Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung nur insgesamt einige Millimeter dick sind. Gesintertes Beryllium. mit offenen Poren eignet sich noch besser als poröser Körper fi* solche Einrichtungen. The currents generated during dose rate measurements with such devices achievable are relatively very high. With the radiation quality 150kV and 1 mm Cu filters correspond to the current strengths of ionization currents in air ionization chambers, which with the same cross-section an expansion in the direction of the jet (chamber depth) of one to several meters, while the embodiments of the device according to the invention only a total of a few millimeters are thick. Sintered Beryllium. with open pores is even better suited than porous bodies Facilities.

Nach weiteren Ausführungsbeispielen besteht der poröse Körper aus schweratomigem Material, z. B. aus gesintertem Wolfram, Molybdän~ und Tantal mit offenen Poren, oder aus Preßstücken von Silberpulver. According to further exemplary embodiments, the porous body consists of heavy atomic material, e.g. B. made of sintered tungsten, molybdenum ~ and tantalum with open pores, or from pressed pieces of silver powder.

Die Wolfram-, Molybdän- und Silberkörper werden ebenfalls außen und inwendig wieder mit einem dünnen Lacküberzug versehen, worauf die Poren ganz oder teilweise mit einem Leitfähigkeitslack, bei dem Ruß als leitender Füllstoff Verwendung findet, gefüllt werden. Besonders geeignet ist ein poröser Tantalkörper, da hier eine dünne Oxydhaut. über der Oberfläche für die elektrische Isolation genügt. Mit solchen porösen- Tantalkörpern von 2 mm Dicke mit isolierender Oxydhaut auf der Oberfläche und Graphit als zweiter Elektrode werden für härtere Strahlenqualitäten bei der Dosisleistungsmessung Ströme erreicht, die Ionisationskammern mit mehreren Metern Kammertiefe entsprechen.The tungsten, molybdenum and silver bodies are also outside and inside again provided with a thin lacquer coating, whereupon the pores wholly or partially with a conductive varnish, where carbon black is used as a conductive filler finds to be filled. A porous tantalum body is particularly suitable here a thin oxide skin. above the surface is sufficient for electrical insulation. With such porous tantalum bodies of 2 mm thickness with an insulating oxide skin on the Surface and graphite as a second electrode are used for harder beam qualities achieved in the dose rate measurement currents, the ionization chambers with several Meters correspond to chamber depth.

Um bessere Härteunabhängigkeit zu erreichen, werden Legierungen aus geeigneten Komponenten als poröses Material verwendet, bzw. es werden zusammengesetzte Stoffe zur Füllung der Poren benutzt. In order to achieve better independence from hardness, alloys are made from suitable components are used as the porous material, or composite ones are used Substances used to fill the pores.

Zur Herabsetzung der Härteabhängigkeit ist es ferner vorteilhaft, im Innern der Poren und auf der Außenfläche mehrere verschiedene Stoffe schichtweise übereinander auf der isolierenden Trennschicht zwischen den beiden Elektroden niederzuschlagen.To reduce the hardness dependency, it is also advantageous inside the pores and on the outside surface several different substances in layers deposit on top of each other on the insulating separating layer between the two electrodes.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung findet zur Erzielung weitgehender Richtungsunabhängigkeit als poröser Körper ein durch loses Aufwickeln von 10 starkem, dünn isoliertem Kupferdraht auf eine kleine Achse aus Trolitul entstandener Körper Verwendung, der einen Zylinder geeigneter Dimensionen bildet Während des Aufwickelns wird dabei eine zähe Leitfähigkeitspaste mit Kohle als leitendem Füllstoff zwischen dieDrähte eingeschmiert. In a further embodiment of the invention is used to achieve largely independent of direction as a porous body by loosely winding it up of 10 strong, thinly insulated copper wire on a minor axis made of Trolitul Body use that forms a cylinder of suitable dimensions during the A viscous conductivity paste with carbon as a conductive filler is used smeared between the wires.

Nach der Trocknung bildet der Kupferdraht die Elektrode mit großem und das Kohlenmaterial die Elektrode mit kleinem äußerem Photoeffekt.After drying, the copper wire forms the electrode with large and the carbon material is the electrode with small external photoelectric effect.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for the detection and measurement of X-ray and gamma rays using the Difference of external photo effect different Substances characterized by a porous body with a large surface, e.g. B. with open pores, which is provided with an insulating layer on the outside and in the pores, on this insulating layer a substance with a different from the porous body external photo effect is applied and the two electrically isolated from each other, but electrically short-circuited substances (electrodes) with an ammeter or an electrometer.

2. Device according to claim 1, characterized in that the insulating layer consists of lacquer or an insulating compound of the material of the porous body.

3. Device according to claim 1, characterized in that the porous Body made of a material with a very small external photo effect such as beryllium, coal or graphite.

4. Device according to claim 1, characterized in that the porous Body made of a heavy atomic material such as tungsten, tantalum, lead, molybdenum, gold or silver.

5. Device according to claim 1, characterized in that the electrode material consists of alloys that have a particularly large ratio of generated electrical Resulting measurement power to absorbed radiation power.

6. Device according to claim 1, characterized in that the electrode material consists of substances that give good wavelength independence.

7. Device according to claim 1, characterized in that to achieve a good measuring performance and / or a good hardness independence one or the other Both electrode surfaces are composed of suitable layers.

8. Device according to claim 1, characterized in that as porous Body a body created by loosely winding thin insulated wire is used.

Documents considered: German Patent No. 940 847.