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Direkt auf die Ionisationskammer wirkender Kontrollstandard für Kleinkammerdosimeter
Zur Kontrolle der Konstanz der Meßangaben eines Röntgendosimeters für Röntgenstrahlen
wurde seit jeher ein Standard verwendet. Dieser besteht aus ;einem radioaktiven
Präparat, das innerhalb eines größeren Behälters eingeschlossen ist. Der Behälter
bildet die eine Elektrode, und zentral isoliert von diesem ist eine zweite Elektrode
eingeführt. Es. tritt nun in diesem Standard durch das auf beide Elektroden aufgetragene
Präparat (Uranoxyd) eine konstante Ionisation und durch das begrenzte Volumen eine
bestimmte Ionisationsstromstärke auf. Wird ein solcher Standard parallel ,an die
Leitung, die zur Ionisationskammer führt, angeschlossen, so bringt er das Dosimeter
zum Ansprechen. Bei Dosimetern nach dem Ablaufel@ektrom@eterverfähren ergibt der
Standard eine bestimmte Ablaufzeit. Nach dieser Methode ist wohl eine Kontrolle
aller elektrischen Daten eines Dosimeters möglich, nicht aber die unmittelbare Kontrolle
der Ionisätionskammer selbst. Um eine solche vollständige Kontrolle zu .erhalten,
ist es eben notwendig, _ mit einem Radiumpräparat die Ionisationskammer direkt ,anzustrählen,
um die in ihr entstehenden Ianisationsströme selbst durch ihre Ablaufzeit zu messen
bzw. festzuhalten. Würde für diesen Zweck :ein Radiumgammapräparat verwendet werden,
so wären die erforderlichen Radiummengen infolge der schwachen Gammastrahlung viel
zu groß, und das Präparat würde übermäßig teuer.
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'Erfindungsgemäß wird nun für ein solches direkt auf - die Ionisationskammer
wirkendes Radiumpräparat ein Betastrahler verwendet und so eigenartig angeordnet,
daß seine Wirkung durch die von einem Element von hoher Atomnummer .erfolgende Rückwärtsstreuung
der Betastrahlen vervielfacht wird. Auf diese Weise kann mit einem relativ kleinen
und billigen Präparat das Auslangen gefunden
werden. Das Strahlungsprinzip
dieses direkten Kontrollstandards kann allgemein als das "Prinzip der Rückwärtsstreuung
(auch Reflexion oder Rückdiffusion genannt und im folgenden mit Reflexion bezeichnet)
und Mehrfachrückwärtsstreuung (auch Mehrfachreflexion und Mehrfachrückdiffusion
genannt und im folgenden mit Mehrfachreflexion bezeichnet) der Betastrahlung an
Elementen hoher Atomnummer bezeichnet werden. Durch dieses Prinzip wird die Strahlenwirkung
auf die Ionisationskammer außerordentlich gesteigert. Die folgenden schematischen
Skizzen sollen dies erläutern: In Abb. i sei . das radioaktive Präparat durch die
Linie 2 angedeutet, die Ionisationskammer durch das Rechteck i. Ein Punkt der strahlenden
Fläche sei herausgegriffen. Ein von diesem Punkt ausgehender Strahl q. durchsetzt
die Ionisationskammer i und geht dann außerhalb der Ionisationskammer weiter. Der
Strahl s geht für die Ionisationskammer vollständig verloren, während vom Strahl
q. nur ein kleiner Teil seiner Reichweite für die c wirksame Ionisation ausgenutzt
wird.
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Wird hingegen das radioaktive Präparat (Abt. 2) mit einem Reflektor
6 aus einem Material hoher Atomnummer (Platin, Gold, Blei) hinterlegt, dann kann
der früher unwirksame Strahl durch Reflexion in die Ionisationskammer gebracht werden.
Dadurch wird die ionisierende Wirkung der Strahlung um etwa 50% gesteigert. Bei
beiden Strahlen wird wieder nur :ein im Verhältnis zu ihrer Reichweite geringer
Teil für die wirksame Ionisation ausgenutzt.
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Durch Anbringung eines zweiten Reflektors 7 (Abt. 3) wird infolge
der Mehrfachreflexion eine sehr weitgehende Ausnutzung der Strahlung bewirkt. Das
Prinzip entfaltet seine volle Wirksamkeit bei kreis- bzw. zylinderförmiger Anordnung
des Reflektors um die Ionisationskammer. Auf diese Weise wird die wirksame Ionisation
um ein Vielfaches gesteigert. Bei diesem Effekt handelt es sich weder um eine von
der Betastrahlung hervorgerufene Sekundärstrahlung, noch um :eine von der die Betastrahlung
begleitenden Gammastrahlung hervorgerufene Sekundärstrahlung.
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Unter Berücksichtigung des Umstandes, daß ein Kontrollstandard auf
kleine 4geänderungen gegenüber der Ionisationskammer nicht empfindlich sein darf,
ergibt sich für das erfindungsgemäße Prinzip die beispielsweise Ausführung laut
Abb. q.. Hierin bedeutet i den Raum, in den die Ionenkammer geschoben wird, 2 besteht
aus einer etwa o.2 mm starken Aluminiumhülle. Auf 3 ist der radioaktive Belag aufgebracht.
An diesen Belag schließt unmittelbar der mit q. bezeichnete etwa 2 mm starke Bleimantel
an. Den Abschluß des ganzen Standards bilden die Metallteile 6, 7 und B. Der Luftraum
innerhalb dieser Metallteile ist mit einer an sich .bekannten gasdichten Vergußmasse
vergossen.
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.der Bleimantel q. ist unten geschrägt, um ein gutes Verrinnen der
Vergußmasse und damit eine völlige Abdichtung zu erzielen. Die kreis-bzw. zylinderförmige
Anordnung des Strahlers und des Reflektors um die Ionisationskammer bewirkt eine
. praktisch vollständige Unempfindlichkeit des Standards gegen Verdrehungen und
exzentrische Verschiebungen. Die weitere Anordnung des Strahlers und Reflektors
in Form eines Zylinders, der kürzer als die Ionisationskammer ist, bewirkt eine
weitgehende Unempfindlichkeit des Standards geger. Verschiebungen in der Achsenrichtung.
Versuche ergaben, daß bei dieser Anordnung von Strahler und Reflektor axiale Verschiebungen
des Standards bis zu 2 mm und exzentrische Lagerungen des Standards von i mm noch
keinen merklichen Einfluß auf die Ioni-. sation ausüben.
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Durch das geschilderte Prinzip der Mehrfachreflexion der Betastrahlung
an Elementen höher Atomnummer in der geschilderten Anordnung wird es erstmalig möglich,
mit einer Radiummenge von i mg eine direkte Kontrolle eines Kleinkammerdosimeters
durchzuführen wobei die Schlagzeiten, z. B. am Röntgendosiszähler Mekapion, unter
dem Einfluß des Standards unter i Minute liegen. Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung
besteht in der soliden Bauart, die das geschilderte Prinzip ermöglicht. Es gibt
im Standard keine frei liegenden oder frei beweglichen Teile; alle Teile des Kontrollstandards
sind miteinander durch den Verguß fest verbunden.
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Wie aus Abb. q. zu ersehen ist, wird das Präparat in einen zylinderförmigen
Körper eingeschlossen, der direkt auf die Ionisationskammer geschoben wird.
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Dieser Standard kann aber auch als Standard der bisher bekannten Art
verwendet werden, indem in den erfindungsgemäßen Standard eine isolierte Innenelektrode
eingeführt und diese so gebildete Radiumionisationskammer, wie oben bekannt, parallel
an die Leitung der Ionisationskammer angeschlossen wird.