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DE4112086C2 - Secondary standard ionization chamber for measuring photon radiation - Google Patents

Secondary standard ionization chamber for measuring photon radiation

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Publication number
DE4112086C2
DE4112086C2 DE19914112086 DE4112086A DE4112086C2 DE 4112086 C2 DE4112086 C2 DE 4112086C2 DE 19914112086 DE19914112086 DE 19914112086 DE 4112086 A DE4112086 A DE 4112086A DE 4112086 C2 DE4112086 C2 DE 4112086C2
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DE
Germany
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ionization chamber
secondary standard
chamber according
standard ionization
compensation layer
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Expired - Fee Related
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DE19914112086
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DE4112086A1 (en
Inventor
Klaus E Duftschmid
Josef Dr Hizo
Christian Strachotinsky
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oesterreichisches Forschungszentrum Seibersdorf GmbH
Original Assignee
Oesterreichisches Forschungszentrum Seibersdorf GmbH
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Publication of DE4112086C2 publication Critical patent/DE4112086C2/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J47/00Tubes for determining the presence, intensity, density or energy of radiation or particles
    • H01J47/02Ionisation chambers
    • H01J47/022Calibration thereof

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  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Sekundärstandard-Ionisationskammer zur Messung von Photonenstrahlung mit einer im wesentlichen allseits geschlossenen Kammerwand, einer Außenelektrode und einer Energiekompensationsschicht im Bereich der Kammerwand und einer Innenelektrode.The invention relates to a secondary standard ionization chamber for measuring photon radiation with an essentially Chamber wall closed on all sides, an outer electrode and an energy compensation layer in the area of the chamber wall and an inner electrode.

Eine solche Sekundärstandard-Ionisationskammer ist aus der EP 00 30 929 B1 bekannt.Such a secondary standard ionization chamber is from the EP 00 30 929 B1 known.

Die DE-AS 12 21 367 beschreibt einen Detektor für direkt oder indirekt ionisierende Strahlung mit einer die zu messende Strahlung absorbierenden Elektrodenanordnung, bestehend aus einer im wesentlichen als Ladungsträgeremitter wirkenden Emitterelektrode und einer im wesentlichen als Ladungsträgerauffänger wirkenden Gegenelektrode, wobei zur Erzielung einer energieunabhängigen Elektronenemission die Emitterelektrode aus mindestens zwei Schichten verschiedener Ordnungszahl (bspw. Al und Pb) besteht. DE-AS 12 21 367 describes a detector for direct or indirectly ionizing radiation with a to be measured Radiation absorbing electrode arrangement consisting of one essentially acting as a charge carrier emitter Emitter electrode and one essentially as a charge carrier interceptor acting counter-electrode, to achieve an energy-independent Electron emission the emitter electrode from at least two There are layers of different atomic numbers (e.g. Al and Pb).  

Durch die Einführung des internationalen Einheitensystems SI wurden für die Dosimeter ionisierender Strahlung neue Meßgrößen erforderlich. Die ICRU hat im Bericht ICRU-39 diese Meßgrößen festgelegt, welche nunmehr international in das gesetzliche Meßwesen und die Strahlenschutzgesetzgebung eingeführt werden.With the introduction of the international SI system of units new measurands required for the dosimeter of ionizing radiation. In the ICRU-39 report, the ICRU has defined these parameters now international in legal metrology and Radiation protection legislation will be introduced.

Aufgabe der Erfindung ist es, spezielle Sekundärstandard-Ionisationskammern, die nur zur Messung von Photonenstrahlung vorgesehen sind, zu erstellen, deren Energieabhängigkeit für die Meßgrößen "Umgebungs-Äquivalentdosis H*(10)" und "Richtungsäquivalentdosis H′(10) und H′(0,07)" optimiert ist. Dadurch soll eine direkte Kalibrierung von Orts- und Personendosimetern in den neuen Meßgrößen ermöglicht und die praktische Einführung der neuen ICRU-Meßgrößen erleichtert werden.The object of the invention is to provide special secondary standard ionization chambers, which are only intended for the measurement of photon radiation create their energy dependency for the measurands "ambient equivalent dose H * (10) "and" Direction equivalent dose H ′ (10) and H ′ (0.07) “ is optimized. This is intended to directly calibrate local and personal dosimeters enabled in the new measurands and the practical Introduction of the new ICRU measurands can be facilitated.

Insbesondere sollen Sekundärstandard-Ionisationskammern für den Dosis-Leistungsbereich von 0,1 µSv/h-1 Sv/h erstellt werden, deren Energieabhängigkeit für Photonenstrahlung im Bereich zwischen 40 keV und 1,3 MeV für die direkte Messung von H*(10) bzw. H′(10) und H′(0,07) optimiert ist.In particular, secondary standard ionization chambers for the Dose-performance range of 0.1 µSv / h-1 Sv / h are created, the Energy dependence for photon radiation in the range between 40 keV and 1.3 MeV for the direct measurement of H * (10) or H ′ (10) and H ′ (0.07) is optimized.

Die Aufgabe wird bei einem Dosimeter bzw. einer Ionisationskammer der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Das heißt, daß zur Ausbildung eines möglichst genauen Zusammenhanges zwischen der gemessenen Ionendosis und den gewünschten ICRU-Meßgrößen Umgebungsäquivalentdosis H*(10) bzw. Richtungsäquivalentdosis H′(10) und H′(0,07), insbesondere unabhängig von der Energieverteilung der jeweiligen Strahlung, auf der Innenseite der Wand der Kammer, insbesondere diese zur Gänze bedeckend, zumindest drei, gegebenenfalls mehrschichtig aufgebaute Energiekompensationsschichten aufgebracht sind, wobei die erste auf der Kammerwand aufgebrachte Kompensationsschicht, die eine im Vergleich zur Luft erhöhte strahlungserzeugte Sekundärelektronenemission aufweist, zumindest ein Element mit im Vergleich zur Luft höherer effektiver Ordnungszahl, vorzugsweise mit einer Ordnungszahl gleich oder höher als Barium, insbesondere Blei und/oder Wismut, mit einer Gesamtflächendichte von 0,1 bis 5 mg/cm², vorzugsweise 0,3 bis 3 mg/m², des(r) Elemente(s), enthält, wobei auf diese außenliegende erste Kompensationsschicht eine zweite, mittlere Kompensationsschicht aufgebracht ist, die zur Erzielung der gewünschten Absorptions- bzw. Filterwirkung zumindest ein Element mit einer Ordnungszahl kleiner als Luft, vorzugsweise Kohlenstoff, insbesondere in Form von Graphit und/oder Kunstharzen und/oder Bor und/oder Beryllium, mit einer Gesamtflächendichte von 5 bis 15 mg/cm², vorzugsweise 9 bis 11 mg/cm², des(r) Elemente(s) enthält, und wobei auf diese mittlere Kompensationsschicht eine dritte innere Kompensationsschicht aufgebracht ist, die zur Ausbildung einer im Vergleich zu Luft leicht strahlungsüberempfindlichen Schicht zumindest ein Element mit einer Ordnungszahl größer als Luft und kleiner als Barium, vorzugsweise zumindest eines der Elemente Al, Mg, Fe, Cu, Ni, Zn, mit einer Gesamtflächendichte von 0,2 bis 2 mg/cm², vorzugsweise 0,5 bis 1,5 mg/cm², des(r) Elemente(s) enthält.The task is with a dosimeter or an ionization chamber of the type mentioned by the features specified in the characterizing part of claim 1. That means that for Formation of a connection as precise as possible between the measured Ion dose and the desired ICRU parameters Ambient equivalent dose H * (10) or directional equivalent dose H ′ (10) and H '(0.07), in particular regardless of the energy distribution of the respective Radiation, on the inside wall of the chamber, in particular covering them entirely, at least three, possibly multi-layered built-up energy compensation layers are applied, the first compensation layer applied to the chamber wall, which increased one compared to air has radiation-generated secondary electron emission, at least one element with im Compared to air with higher effective atomic number, preferably with an atomic number equal to or higher than barium, especially lead and / or bismuth, with a total surface density of 0.1 to 5 mg / cm²,  preferably contains 0.3 to 3 mg / m² of the element (s), whereby on this external first compensation layer is a second, middle one Compensation layer is applied to achieve the desired Absorption or filter effect at least one element with an atomic number smaller than air, preferably carbon, especially in Form of graphite and / or synthetic resins and / or boron and / or beryllium, with a total areal density of 5 to 15 mg / cm², preferably 9 to 11 mg / cm², des (r) contains elements (s), and being on this middle compensation layer a third inner compensation layer is applied, that to form a slightly radiation-sensitive compared to air Layer at least one element with an atomic number greater than air and smaller than barium, preferably at least one of the elements Al, Mg, Fe, Cu, Ni, Zn, with a total surface density of 0.2 to 2 mg / cm², preferably 0.5 to 1.5 mg / cm², of the element (s) contains.

Erfindungsgemäß ergibt sich somit als wesentlicher Vorteil die Möglichkeit einer direkten Messung der vorgeschriebenen ICRU-Größen, insbesondere der Umgebungsäquivalentdosis, unabhängig von der spektralen Energieverteilung der Strahlung. Mit den bisher bekannten Photonenmeßgeräten konnte zwar die Ionendosis gemessen werden, es muß jedoch zur Umrechnung auf die neuen ICRU-Meßgrößen mittels energieabhängiger Konversionsfaktoren die Strahlungsenergie bekannt sein, andernfalls eine Umrechnung in die neuen Meßgrößen nicht möglich war. Mit der erfindungsgemäßen Sekundärstandard-Ionisationskammer ist nunmehr eine direkte Messung möglich, da die Meßgröße direkt H*(10) bzw. H′(10) angibt und die erfindungsgemäße Sekundärstandard-Ionisationskammer aufgrund der Kammerwandausbildung eine Energieabhängigkeit besitzt, die sehr genau dem vorgegebenen Zusammenhang zwischen der Ionendosis bzw. Photonenäquivalentdosis und den neuen ICRU-Meßgrößen folgt.According to the invention, this results in a significant advantage Possibility of direct measurement of the prescribed ICRU sizes, especially the ambient dose equivalent, regardless of the spectral Energy distribution of radiation. With the previously known photon measuring devices Although the ion dose could be measured, it has to be converted to the new ICRU measurands using energy-dependent conversion factors the radiation energy should be known, otherwise a conversion in the new measurands was not possible. With the invention Secondary standard ionization chamber is now a direct one Measurement possible since the measured quantity directly indicates H * (10) or H ′ (10) and the secondary standard ionization chamber according to the invention due to the Chamber wall formation has an energy dependency that is very accurate the predetermined relationship between the ion dose or photon equivalent dose and follows the new ICRU parameters.

Vorteilhaft ist es, wenn die in den Kompensationsschichten eingesetzten Elemente in elementarer Form oder in Form von Verbindungen, insbesondere Oxiden, vorzugsweise pulverförmig, in den Schichten enthalten sind oder wenn die Elemente und/oder deren Verbindungen in Form eines dünnen Überzuges aufgedampft, aufgesputtert, aufgesprayt od. dgl. sind.It is advantageous if the in the compensation layers elements used in elementary form or in the form of connections, in particular oxides, preferably in powder form, in the layers are included or if the elements and / or their connections in Form of a thin coating evaporated, sputtered on, sprayed on or the like.

Vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, daß die Elemente und/oder deren Verbindungen in aushärtenden Harzen, vorzugsweise Epoxyharzen, als Pulver verteilt aufgebracht sind. Der in den Harzen enthaltene Kohlenstoff ist dabei für die Gesamtflächendichte des Kohlenstoffes in der mittleren Kompensationsschicht zu berücksichtigen bzw. wird in den vorgegebenen Werten der Gesamtflächendichte miteingezogen.It can also be advantageously provided that the elements and / or their compounds in curing resins, preferably Epoxy resins, applied as a powder. The one in the resins  The carbon contained is for the total surface density of the Consider carbon in the middle compensation layer or is included in the specified values for the total area density.

Sofern die einzelnen Elemente pulverförmig vorliegen, ist es zweckmäßig, wenn die angegebenen Mengen der Elemente in der äußeren und mittleren Kompensationsschicht in 2 bis 30 mg/cm², vorzugsweise 5 bis 20 mg/cm², und in der inneren Kompensationsschicht in 0,2 bis 2 mg/cm², vorzugsweise 0,5 bis 1,5 mg/cm², Epoxyharz verteilt aufgebracht sind.If the individual elements are in powder form, it is expedient if the specified amounts of the elements in the outer and middle compensation layer in 2 to 30 mg / cm², preferably 5 to 20 mg / cm², and in the inner compensation layer in 0.2 to 2 mg / cm², preferably 0.5 to 1.5 mg / cm², epoxy resin are applied distributed.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß zumindest eine der Kompensationsschichten aus Teilschichten aufgebaut ist, wobei diese Teilschichten gleiche Elemente gegebenenfalls in unterschiedlicher Flächendichte oder unterschiedliche der in der jeweiligen Kompensationsschicht möglichen Elemente enthalten, wobei jedoch die Summe der Flächendichten der Elemente in den jeweiligen Teilschichten der vorgegebenen Gesamtflächendichte der jeweiligen von diesen Teilschichten aufgebauten Kompensationsschicht entspricht. Durch Unterteilung der einzelnen Kompensationsschichten ist es unter Umständen möglich, eine noch bessere Anpassung der Meßcharakteristik an die durch die ICRU vorgegebene Meßcharakteristik zu erreichen.In a special embodiment of the invention, too be provided that at least one of the compensation layers Sub-layers is constructed, these sub-layers being the same elements possibly in different areal densities or different contain the possible elements in the respective compensation layer, however, the sum of the surface densities of the elements in the respective Sublayers of the given total areal density of the respective of corresponds to these partial layers built up compensation layer. By It may be subdivision of the individual compensation layers possible, an even better adaptation of the measurement characteristics to the through to achieve the ICRU predetermined measurement characteristic.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further preferred embodiments of the invention are to the subclaims remove.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtIn the following the invention is based on an embodiment explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Sekundärstandard-Ionisationskammer, Fig. 1 shows a section through an inventive secondary standard ionization chamber,

Fig. 2 einen Detailschnitt, Fig. 2 shows a detail section,

Fig. 3 eine Ausführungsform der Kompensationsschichten im Schnitt und Fig. 3 shows an embodiment of the compensation layers in section and

Fig. 4 ein Diagramm. Fig. 4 is a diagram.

Die in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Sekundärstandard-Ionisationskammer 7 umfaßt eine kugelförmige Kammerwand 1, an deren Innenseite Kompensationsschichten 3, 4, 5 und eine Außenelektrode 6 aufgebracht sind. Die Kammer 7 kann auch eine andere Form als Kugelform besitzen, z. B. die Form eines Zylinders usw. Eine derartige insbesondere luftgefüllte Kammer kann z. B. einen Durchmesser von zirka 30 cm besitzen und eine zur Messung der natürlichen Umgebungsstrahlung ausreichende Meßempfindlichkeit besitzen. Die Innenelektrode besteht bei dieser Ausführungsform aus einer Kugel 15, durch die von der Oberseite der Kammer 7 ein Aluminiumröhrchen 16 als Führungsrohr für einen Prüfstrahler 19 hineinragt. Da das Führungsrohr 16 keine elektrische Verbindung mit der Innenelektrode 15 bewirken darf, ist es durch das Schirmrohr 17 elektrisch abgeschirmt und übt somit keinen Einfluß auf die elektrischen Feldlinien im Inneren der Kammer 7 aus. Der Prüfstrahler 19 wird durch das Ansatzstück 18 in das Führungsrohr eingebracht und verbleibt nur während der Prüfmessung im Inneren der Kammer.The secondary standard ionization chamber 7 shown in section in FIG. 1 comprises a spherical chamber wall 1 , on the inside of which compensation layers 3, 4, 5 and an outer electrode 6 are applied. The chamber 7 can also have a shape other than spherical, z. B. the shape of a cylinder, etc. Such a particularly air-filled chamber can, for. B. have a diameter of about 30 cm and have a sufficient sensitivity to measure the natural ambient radiation. In this embodiment, the inner electrode consists of a ball 15 , through which an aluminum tube 16 protrudes from the top of the chamber 7 as a guide tube for a test radiator 19 . Since the guide tube 16 must not make an electrical connection to the inner electrode 15 , it is electrically shielded by the shield tube 17 and thus has no influence on the electrical field lines in the interior of the chamber 7 . The test radiator 19 is introduced through the extension piece 18 into the guide tube and only remains inside the chamber during the test measurement.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß zur Ausbildung der Außenelektrode die innerste Kompensationsschicht 5 elektrisch leitend ausgebildet ist und/oder auf der innersten Kompensationsschicht 5 eine dünne elektrisch leitende Schicht 6, z. B. aus Graphit oder Aluminium od. dgl., ausgebildet, z. B. aufgedampft oder aufgesprayt ist, von der die durchtretende zu messende Strahlung im Vergleich mit den Kompensationsschichten nahezu unbeeinflußt bleibt bzw. in der von der durchtretenden Strahlung nahezu keine Sekundärelektronen ausgelöst werden. Die die Außenelektrode bildende leitende Schicht 6 kann z. B. in Form einer Aluminiumschicht mit einer Flächen- bzw. Belegungsdichte von nicht größer als 0,05 mg/cm² Al ausgebildet werden. Die Sekundärstandard-Ionisationskammer 7 besitzt eine nicht mehr als 3 mm dicke luft-, gewebe- oder wasseräquivalente Kammerwand 1, die zu wenigstens 85 Gew.-% aus einem, im wesentlichen aus Polyacetal, insbesondere in einer Mischung bis zu 20 Gew.-% Polytetrafluoräthylen, enthaltenen Grundstoff bestehen kann, dem gegebenenfalls Zusatzstoffe, vorzugsweise Kalziumoxid, Aluminiumoxid, Aluminium- und/oder Kohlenstoff zugemischt sind, wobei die Kammerwand 1 vorzugsweise höchstens 10 Gew.-% Aluminium als Zusatz enthält; gegebenenfalls kann die Kammerwand 1 auch aus Polyäthylen bestehen.It is advantageously provided that to form the outer electrode, the innermost compensation layer 5 is electrically conductive and / or on the innermost compensation layer 5, a thin electrically conductive layer 6 , z. B. made of graphite or aluminum. Like., For. B. is evaporated or sprayed, by which the radiation to be measured remains almost unaffected in comparison with the compensation layers or in which almost no secondary electrons are triggered by the radiation passing through. The conductive layer 6 forming the outer electrode may e.g. B. in the form of an aluminum layer with a surface or occupancy density of not greater than 0.05 mg / cm² Al. The secondary standard ionization chamber 7 has an air, fabric or water equivalent chamber wall 1 which is not more than 3 mm thick and which consists of at least 85% by weight of an, essentially polyacetal, in particular in a mixture of up to 20% by weight. Polytetrafluoräthylen, contained basic material, which optionally additives, preferably calcium oxide, aluminum oxide, aluminum and / or carbon are mixed, wherein the chamber wall 1 preferably contains at most 10 wt .-% aluminum as an additive; if necessary, the chamber wall 1 can also consist of polyethylene.

In Fig. 2 ist ein Schnitt gemäß dem Detail A in Fig. 1 näher dargestellt. Man erkennt die auf die Innenfläche der Kammerwand 1 aufgetragenen Kompensationsschichten 3, 4 und 5. Auf der innersten Kompensationsschicht 5 ist die Außenelektrode 6 in Form einer elektrisch leitenden Schicht aufgebracht, sofern nicht die innere Kompensationsschicht 5 leitend ausgebildet und als Außenelektrode eingesetzt wird. FIG. 2 shows a section according to detail A in FIG. 1 in more detail. The compensation layers 3, 4 and 5 applied to the inner surface of the chamber wall 1 can be seen. The outer electrode 6 is applied in the form of an electrically conductive layer on the innermost compensation layer 5 , provided that the inner compensation layer 5 is not made conductive and is used as the outer electrode.

Für die erste, äußerste Kompensationsschicht 3 werden vorteilhafterweise die Elemente Barium und/oder Blei und/oder Wismut eingesetzt. In der mittleren Kompensationsschicht 4 wird insbesondere Kohlenstoff in Form von Graphit eingesetzt. Der in der Einbettungsmasse (üblicherweise Kunstharz) für Graphit bzw. Bor bzw. Beryllium enthaltene Kohlenstoff ist dabei in der gleichen Weise zu berücksichtigen, wie der in dem Schichtmaterial der mittleren Kompensationsschicht eingesetzte Kohlenstoff (Graphit). Die innere Kompensationsschicht 5 besteht vorteilhafterweise aus zumindest einem der Elemente Aluminium, Magnesium, Eisen, Kupfer, Nickel oder Zink, wobei auch andere Elemente mit einer Ordnungszahl kleiner als Barium aber größer als Luft einsetzbar sind. Es zeigte sich, daß bei entsprechender Wahl der Gesamtflächendichte der einzelnen Elemente in den einzelnen Schichten ein Ansprechvermögen für die Sekundärstandard-Ionisationskammer 7 erreicht wird, das den Vorschriften der ICRU vollkommen genügt bzw. dem vorgegebenen Zusammenhang zwischen Strahlungsenergie und Umgebungsäquivalentdosis sehr genau entspricht.The elements barium and / or lead and / or bismuth are advantageously used for the first, outermost compensation layer 3 . Carbon in the form of graphite is used in particular in the middle compensation layer 4 . The carbon contained in the embedding compound (usually synthetic resin) for graphite or boron or beryllium must be taken into account in the same way as the carbon (graphite) used in the layer material of the middle compensation layer. The inner compensation layer 5 advantageously consists of at least one of the elements aluminum, magnesium, iron, copper, nickel or zinc, wherein other elements with an atomic number smaller than barium but larger than air can also be used. It was found that with a corresponding choice of the total surface density of the individual elements in the individual layers, a response capacity for the secondary standard ionization chamber 7 is achieved which completely meets the regulations of the ICRU or corresponds very precisely to the specified relationship between radiation energy and ambient dose equivalent.

In Fig. 4 ist das relative Ansprechvermögen a(E)/a(CS), d. h. das Ansprechvermögen in Abhängigkeit von der Energie[a(E)] bezogen auf das Ansprechvermögen bei der Energie von ¹³⁷Cs-Gammastrahlung (0,661 MeV) [a(Cs)], einer erfindungsgemäßen Sekundärstandard-Ionisationskammer aufgetragen über der Strahlungsenergie E. Mit durchgezogener Linie ist die von der ICRU vorgegebene Sollkurve angegeben, welche den Zusammenhang zwischen der Umgebungsäquivalentdosis und der Photonenäquivalentdosis bzw. der Ionendosis wiedergibt. Mit Kreisen bzw. Quadraten sind Kurven für das relative Ansprechvermögen von zwei erfindungsgemäßen Sekundärstandard-Ionisationskammern wiedergegeben; es zeigte sich, daß Abweichungen von der vorgegebenen Sollkurve von nicht größer als ±2% erzielbar sind, womit eine Meßeinrichtung geschaffen wurde, welche die Messung von Absolutwerten der Umgebungsäquivalentdosis unabhängig von dem Spektrum der zu untersuchenden Energiestrahlung in den vorgegebenen SI-Einheiten mißt.In Fig. 4 is the relative responsiveness a (E) / a (CS), ie the responsiveness as a function of the energy [a (E)] based on the responsiveness at the energy of ¹³ -Cs gamma radiation (0.661 MeV) [a ( Cs)], a secondary standard ionization chamber according to the invention plotted against the radiation energy E. The continuous curve indicates the target curve specified by the ICRU, which represents the relationship between the ambient equivalent dose and the photon equivalent dose or the ion dose. Circles or squares represent curves for the relative responsiveness of two secondary standard ionization chambers according to the invention; it was found that deviations from the specified target curve of not greater than ± 2% can be achieved, thus creating a measuring device which measures the measurement of absolute values of the ambient dose equivalent regardless of the spectrum of the energy radiation to be examined in the specified SI units.

Es ist selbstverständlich auch möglich, die gesamte Meßanordnung richtungsabhängig auszuführen und damit die (richtungsabhängige) Richtungsäquivalentdosis zu messen.It is of course also possible to use the entire measuring arrangement direction-dependent and thus the (direction-dependent) Direction equivalent dose to measure.

Claims (24)

1. Sekundärstandard-Ionisationskammer zur Messung von Photonenstrahlung mit einer im wesentlichen allseits geschlossenen, Kammerwand (1), einer Außenelektrode (6) und einer Energiekompensationsschicht (3, 4, 5) im Bereich der Kammerwand (1) und einer Innenelektrode (15), dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite der Kammerwand (1) zumindest drei Energiekompensationsschichten (3, 4, 5) aufgebracht sind, wobei
- die erste, auf der Kammerwand (1) aufgebrachte Kompensationsschicht (3), die eine im Vergleich zur Luft erhöhte strahlungserzeugte Sekundärelektronenemission aufweist, zumindest ein Element mit im Vergleich zur Luft höherer effektiver Ordnungszahl mit einer Gesamtflächendichte von 0,1 bis 5 mg/cm² enthält, und
- auf diese außen liegende Kompensationsschicht (3) eine zweite, mittlere Kompensationsschicht (4) aufgebracht ist, die zumindest ein Element mit einer effektiven Ordnungszahl kleiner als Luft mit einer Gesamtflächendichte von 5 bis 15 mg/cm² enthält, und
- auf diese mittlere Kompensationsschicht (4) eine dritte, innere Kompensationsschicht (5) aufgebracht ist, die zumindest ein Element mit einer effektiven Ordnungszahl größer als Luft und kleiner als Barium mit einer Gesamtflächendichte von 0,2 bis 2 mg/cm² des(r) Elemente(s) enthält.
1. secondary standard ionization chamber for measuring photon radiation with a chamber wall ( 1 ) essentially closed on all sides, an outer electrode ( 6 ) and an energy compensation layer ( 3 , 4 , 5 ) in the region of the chamber wall ( 1 ) and an inner electrode ( 15 ), characterized in that at least three energy compensation layers ( 3 , 4 , 5 ) are applied to the inside of the chamber wall ( 1 ), wherein
- The first, on the chamber wall ( 1 ) applied compensation layer ( 3 ), which has an increased radiation-generated secondary electron emission compared to the air, at least one element with a higher effective atomic number than the air with a total areal density of 0.1 to 5 mg / cm² contains, and
- On this external compensation layer ( 3 ) a second, middle compensation layer ( 4 ) is applied, which contains at least one element with an effective atomic number smaller than air with a total surface density of 5 to 15 mg / cm², and
- On this middle compensation layer ( 4 ), a third, inner compensation layer ( 5 ) is applied, which has at least one element with an effective atomic number greater than air and smaller than barium with a total areal density of 0.2 to 2 mg / cm² of the (r) Contains items.
2. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärstandard-Ionisationskammer kugelförmig ist.2. Secondary standard ionization chamber according to claim 1, characterized characterized in that the secondary standard ionization chamber is spherical. 3. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärstandard-Ionisationskammer mit einer Lufteintrittsöffnung versehen ist.3. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding Claims, characterized in that the secondary standard ionization chamber with an air inlet opening is provided. 4. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsschichten (3, 4, 5) die Wand (1) zur Gänze bedecken.4. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the compensation layers ( 3 , 4 , 5 ) cover the wall ( 1 ) entirely. 5. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element der äußeren Kompensationsschicht (3) eine Ordnungszahl gleich oder höher als Barium hat.5. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the element of the outer compensation layer ( 3 ) has an atomic number equal to or higher than barium. 6. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element der äußeren Kompensationsschicht (3) Barium und/oder Blei und/oder Wismut ist. 6. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the element of the outer compensation layer ( 3 ) is barium and / or lead and / or bismuth. 7. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der äußeren Kompensationsschicht (3) enthaltenen Elemente eine Gesamtflächendichte von 0,3 bis 3 mg/cm² aufweisen.7. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the elements contained in the outer compensation layer ( 3 ) have a total surface density of 0.3 to 3 mg / cm². 8. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Element der mittleren Kompensationsschicht (4) um Kohlenstoff und/oder Bor und/oder Beryllium handelt.8. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the element of the middle compensation layer ( 4 ) is carbon and / or boron and / or beryllium. 9. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoff als Graphit vorliegt.9. Secondary standard ionization chamber according to claim 8, characterized characterized in that the carbon is present as graphite. 10. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoff in Form von Kunstharzen vorliegt.10. Secondary standard ionization chamber according to claim 8, characterized characterized in that the carbon in the form of Synthetic resins are present. 11. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der Ansprüche 1, 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in der mittleren Kompensationsschicht (4) enthaltenen Elemente eine Gesamtflächendichte von 9 bis 11 mg/cm² aufweisen.11. Secondary standard ionization chamber according to one of claims 1, 8 to 10, characterized in that the elements contained in the middle compensation layer ( 4 ) have a total surface density of 9 to 11 mg / cm². 12. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element der inneren Kompensationsschicht (5) eines der Elemente Al, Mg, Fe, Cu, Ni, Zn ist.12. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the element of the inner compensation layer ( 5 ) is one of the elements Al, Mg, Fe, Cu, Ni, Zn. 13. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der Ansprüche 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in der inneren Kompensationsschicht (5) enthaltenen Elemente eine Gesamtflächendichte von 0,5 bis 1,5 mg/cm² aufweisen. 13. Secondary standard ionization chamber according to one of claims 1 or 12, characterized in that the elements contained in the inner compensation layer ( 5 ) have a total surface density of 0.5 to 1.5 mg / cm². 14. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente und/oder deren Verbindungen pulverförmig in den Kompensationsschichten (3, 4, 5) enthalten sind.14. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the elements and / or their connections are contained in powder form in the compensation layers ( 3 , 4 , 5 ). 15. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente und/oder deren Verbindungen in Form eines dünnen Überzuges aufgedampft, aufgesputtert oder aufgesprayt sind.15. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the elements and / or their Vapor-deposited connections in the form of a thin coating, are sputtered or sprayed on. 16. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente und/oder deren Verbindungen in Epoxydharzen als Pulver verteilt als Kompensationsschichten (3, 4, 5) aufgebracht sind.16. Secondary standard ionization chamber according to claim 14, characterized in that the elements and / or their compounds in epoxy resins distributed as a powder as compensation layers ( 3 , 4 , 5 ) are applied. 17. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die angegebenen Mengen der Elemente in der äußeren und mittleren Kompensationsschicht (3, 4) in 5 bis 20 mg/cm² und in der inneren Kompensationsschicht (5) in 0,5 bis 1,5 mg/cm² Epoxydharz verteilt aufgebracht sind.17. Secondary standard ionization chamber according to claim 16, characterized in that the specified amounts of the elements in the outer and middle compensation layer ( 3 , 4 ) in 5 to 20 mg / cm² and in the inner compensation layer ( 5 ) in 0.5 to 1 , 5 mg / cm² epoxy resin are distributed. 18. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der Außenelektrode die innerste Kompensationsschicht (5) elektrisch leitend ausgebildet ist oder auf der innersten Kompensationsschicht (5) eine dünne elektrisch leitende Schicht (6) aus Graphit oder Aluminium ausgebildet ist, von der die durchtretende Strahlung im Vergleich mit den Kompensationsschichten nahezu unbeeinflußt bleibt und in der von der durchtretenden Strahlung nahezu keine Sekundärelektronen ausgelöst werden. 18. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding claims, characterized in that for forming the outer electrode, the innermost compensation layer ( 5 ) is electrically conductive or on the innermost compensation layer ( 5 ) a thin electrically conductive layer ( 6 ) made of graphite or aluminum is, by which the penetrating radiation remains almost unaffected in comparison with the compensation layers and in which almost no secondary electrons are triggered by the penetrating radiation. 19. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die die Außenelektrode bildende leitende Schicht (6) in Form einer Aluminiumschicht mit einer Flächendichte von nicht größer als 0,05 mg/cm² ausgebildet ist.19. Secondary standard ionization chamber according to claim 18, characterized in that the conductive layer ( 6 ) forming the outer electrode is in the form of an aluminum layer with a surface density of not greater than 0.05 mg / cm². 20. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine höchstens 3 mm dicke luft-, gewebe- oder wasseräquivalente Kammerwand (1) vorgesehen ist, die zu wenigstens 85 Gew.-% aus einem im wesentlichen Polyacetal, insbesondere in einer Mischung bis zu 20 Gew.-% Polytetrafluoräthylen enthaltenden Grundstoff, besteht, dem Kalziumoxid, Aluminiumoxid, Aluminium und/oder Kohlenstoff zugemischt sind.20. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding claims, characterized in that a maximum 3 mm thick air, tissue or water equivalent chamber wall ( 1 ) is provided, which is at least 85 wt .-% of an essentially polyacetal, especially in a mixture of up to 20% by weight of polytetrafluoroethylene-containing base material, calcium oxide, aluminum oxide, aluminum and / or carbon are mixed. 21. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwand (1) höchstens 10 Gew.-% Aluminium als Zusatz enthält.21. Secondary standard ionization chamber according to claim 20, characterized in that the chamber wall ( 1 ) contains at most 10 wt .-% aluminum as an additive. 22. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwand (1) aus Polyäthylen besteht.22. Secondary standard ionization chamber according to one of claims 1 to 19, characterized in that the chamber wall ( 1 ) consists of polyethylene. 23. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Kompensationsschichten (3, 4, 5) aus Teilschichten (3′, 3′′; 5′, 5′′) aufgebaut ist, wobei diese Teilschichten (3′, 3′′; 5′, 5′′) gleiche Elemente in unterschiedlicher Flächendichte oder unterschiedliche der in der jeweiligen Kompensationsschicht möglichen Elemente in gleicher oder unterschiedlicher Flächendichte enthalten, wobei jedoch die Summe der Flächendichten der Elemente in den jeweiligen Teilschichten (3′, 3′′; 5′, 5′′) der vorgegebenen Gesamtflächendichte der jeweiligen von diesen Teilschichten aufgebauten Kompensationsschicht (3, 4, 5) entspricht.23. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the compensation layers ( 3, 4, 5 ) is made up of partial layers ( 3 ', 3'';5', 5 '' ), these partial layers ( 3 ′, 3 ′ ′; 5 ′, 5 ′ ′ ) contain the same elements in different area densities or different elements in the respective compensation layer in the same or different area densities, but with the sum of the area densities of the elements in the respective sub-layers ( 3 ′ , 3 ''; 5 ', 5'' ) corresponds to the predetermined total surface density of the respective compensation layer ( 3, 4, 5 ) built up by these partial layers. 24. Sekundärstandard-Ionisationskammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer luftgefüllt ist.24. Secondary standard ionization chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber is filled with air.
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