SE510922C2 - Apparat och förfarande för mätning av lågenergetisk provstrålning - Google Patents

Description

510 922 10 |\) (Ü 25 (AJ LT' 2 Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en apparat för mätning av lågenergetisk strålning, som emanerar från ett strålande ämne i ett prov, som är billig, har en låg vikt och är liten. Ännu ett ytterligare ändamål med föreliggande upp- för fördelak- tiga tillverknings- och underhållsändamål, inte innehål- finning är att åstadkomma en apparat som, ler några rörliga delar överhuvudtaget.

Ovan nämnda ändamål uppnås enligt uppfinningen med ett förfarande, en apparat samt en kombination av en ap- parat och en provanordning som har de särdrag som defi- nieras i de bifogade kraven.

Enligt en första aspekt på föreliggande uppfinning åstadkommas en apparat för mätning av lågenergetisk prov- strålning som emanerar från ett prov som innehåller ett strålande ämne, innefattande en första och en andra strålningsdetektor för mät- ning av nämnda strålning och bakgrundsstrålning, varvid nämnda första och andra strålningsdetektorer är positio- nerade väsentligen parallellt med sina respektive aktiva ytor vända mot varandra i inbördes inriktat läge, med ett avstånd som medger temporärt införande av en provanord- ning med plan konfiguration i en mätkavitet mellan detek- torerna; yttre skärmningsorgan som innesluter strålnings- detektorerna, varvid nämnda skärmningsorgan reducerar bakgrundsstrålning som är närvarande i mätkaviteten, och varvid nämnda skärmningsorgan är försedda med en öppning för mottagande av provanordningen; elektroniska behandlingsorgan för hantering av sön- derfallspulser som mottas från strålningsdetektorerna, varvid nämnda organ utgående från pulserna beräknar den strålning som härstammar från provet och utvärderar re- sultatet av nämnda beräkning; och organ för registrering och/eller visning av utvärde- ringens resultat. 10 l5 20 25 30 35 510 922 3 Enligt en andra aspekt på föreliggande uppfinning åstadkommes en kombination av en ovan beskriven apparat och en provanordning med plan konfiguration och innefat- tande en provbärare och ett strålande provämne som bärs av provbäraren, varvid det strålande provämnet är anord- nat på provbäraren på ett sådant sätt att strålning strå- lar ut från provbärarens båda ytsidor, varvid ytsidorna är vända mot nämnda första och andra strålningsdetekto- rer, när provanordningen har införts i apparaten.

Enligt en tredje aspekt på föreliggande uppfinning åstadkommes en kombination av en ovan beskriven apparat och en provanordning med plan konfiguration och innefat- tande en provbärare och ett strålande provämne som bärs av provbäraren, varvid det strålande provämnet är anord- nat på provbäraren på ett sådant sätt att provstrålning väsentligen endast strålar ut från en ytsida av provbära- ren, varvid nämnda ena ytsida är vänd mot den första strålningsdetektorn när provanordningen är införd i apparaten.

Enligt en fjärde aspekt på föreliggande uppfinning åstadkommes ett förfarande för mätning av lågenergetisk provstrålning som emanerar från ett prov som innehåller ett strålande ämne, innefattande stegen: att införa ett prov i en mätkavitet, mellan två in- bördes inriktade stràlningsdetektorer som är vända mot varandra, på ett sådant sätt att provstrålning endast når en första detektor av nämnda strålningsdetektorer; att mäta, under en på förhand bestämd tidsperiod, det respektive antal utgående pulser som härstammar från joniseringsförlopp i respektive strålningsdetektor; att åstadkomma ett första strålningsvärde, som er- hållits ur antalet pulser från den första detektorn, och ett andra strålningsvärde, som erhållits ur antalet pul- ser från den andra detektorn; att åstadkomma ett provstrålningsvärde genom sub- traktion av ett bakgrundsstrålningsvärde från nämnda första värde, varvid bakgrundsstrålningsvärdet baseras 510 922 35 4 såväl på ett historiskt bakgrundsstràlningsvärde, vilket erhållits, före införande av provet, medelst den andra detektorn, som på det andra strålningsvärdet; och att utvärdera provstrålningsvärdet och därigenom fastställa mängden strålande ämne i provet.

Enligt en femte aspekt på föreliggande uppfinning åstadkommes ett förfarande för mätning av lågenergetisk provstrålning som emanerar från ett prov som innehåller ett strålande ämne, innefattande stegen: att införa ett prov i en mätkavitet mellan två in- bördes inriktade strålningsdetektorer som är vända mot varandra; att mäta, under en på förhand bestämd tidsperiod, det respektive antal utgående pulser som härstammar från joniseringsförlopp i respektive strålningsdetektor; att åstadkomma ett första strålningsvärde, som er- hållits ur antalet pulser från den första detektorn, och ett andra strålningsvärde, som erhållits ur antalet pul- ser från den andra detektorn; att åstadkomma ett provstrålningsvärde genom sub- traktion av ett bakgrundsstrålningsvärde från summan av nämnda första och andra strålningsvärden, varvid bak- grundsstrålningsvärdet baseras på ett historiskt bak- grundsstrålningsvärde som erhållits före införande av provet; och att utvärdera provstrålningsvärdet och därigenom fastställa mängden strålande ämne i provet.

Enligt en sjätte aspekt på föreliggande uppfinning åstadkommes ett förfarande för mätning av lågenergetisk provstrålning som emanerar från ett prov som innehåller ett strålande ämne, innefattande stegen: att anordna en första strålningsdetektor och en andra strålningsdetektor på ett sådant sätt att de två strålningsdetektorerna båda mäter väsentligen samma bak- grundsstrålning; att använda den andra strålningsdetektorn för att mäta ett historiskt medelvärde för bakgrundsstrålningen; 10 l5 20 25 30 35 510 922 5 att därefter positionera provet relativt strålnings- detektorerna på ett sådant sätt att provstrålning endast når den första strålningsdetektorn; att mäta både utgående pulser från den första strål- ningsdetektorn och utgående pulser från den andra strål- ningsdetektorn; och att beräkna ett provstrålningsvärde genom subtrak- tion från ett uppmätt antal utgående pulser från den första strålningsdetektorn av ett motsvarande bakgrunds- strålningsvärde som är baserat på det historiska medel- värdet för bakgrundsstrålningen och det uppmätta antalet utgående pulser från den andra strålningsdetektorn.

Enligt en sjunde aspekt på föreliggande uppfinning åstadkommes ett förfarande för mätning av lågenergetisk provstrålning som emanerar från ett prov som innehåller ett strålande ämne, innefattande stegen: att anordna en första strålningsdetektor och en andra strålningsdetektor på ett sådant sätt att de två strålningsdetektorerna båda mäter väsentligen samma bak- grundsstrålning; att använda strålningsdetektorerna för att mäta ett historiskt medelvärde för bakgrundsstrålningen; att därefter positionera provet relativt strålnings- detektorerna på ett sådant sätt att provstrålning når båda strålningsdetektorerna; att mäta både utgående pulser från den första strål- ningsdetektorn och utgående pulser från den andra strål- ningsdetektorn; och att beräkna ett provstrålningsvärde genom subtrak- tion från ett uppmätt antal utgående pulser från detek- torerna av ett motsvarande bakgrundsstrålningsvärde som är baserat på det historiska medelvärdet för bakgrunds- strålningen.

Följaktligen positioneras den första och den andra strålningsdetektorerna väsentligen parallellt i inbördes inriktat läge i mätkaviteten, med deras respektive aktiva ytor vända mot varandra. Detektorerna är anpassade för 510 922 e att göra det möjligt för dem att mäta strålning som ema- nerar från en provanordning, med väsentligen plan konfi- guration, som införs i mätkaviteten, varvid provet posi- tioneras väsentligen parallellt med och så nära detekto- (n rerna som möjligt, så att spridning minimeras och att vä- sentligen all strålning som emanerar från provet kan nå detektorerna. Denna utformning, i vilken detektorerna är vända mot varandra med provanordningen införd däremellan, säkerställer att det inte förekommer någon skärmning av ru provstrålningen på grund av den andra detektorn.

Nämnda första och andra strålningsdetektorer kan båda användas för mätning av provstrålning. Detta gör det möjligt att detektera strålning som emanerar från strå- lande ytor på båda sidor av provanordningen med plan kon- k-* (Jl figuration och ökar antalet uppmätta joniseringsförlopp.

Följaktligen kan en bättre diagnostisk noggrannhet upp- nås. I detta fall utgör den bakgrundsstrålning som ska subtraheras från provmätningsresultaten ett historiskt bakgrundsvärde, varvid det historiska bakgrundsvärdet er- av hålls och uppdateras före varje införande av en provan- |\) (H b.) <3 ordning i mätkaviteten. Det historiska värdet kan erhål- las genom att man utnyttjar båda strålningsdetektorerna för att mäta bakgrundsstrålningen.

Som ett alternativ kan den andra strålningsdetektorn användas för att endast mäta bakgrundsstrålning. Detta åstadkommer ett lägre räknevärde för joniseringsförlop- pen, men ger istället en bättre noggrannhet avseende den uppmätta mängden bakgrundsstrålning som ska subtraheras tack vare det faktum att mängden bakgrundsstrålning som är närvarande i mätkaviteten förändras över tiden. Emel- lertid har det överraskande insetts att, när man subtra- herar bakgrundsstrålningen från provstrålningsmätning- arna, en betydande förbättring av mätnoggrannheten kan åstadkommas om det värde som motsvarar bakgrundsstrål- b.) U1 ningen är ett viktat medelvärde som beräknats ur resulta- tet av de bakgrundsstrålningsmätningar som utförts under provstrålningsmätningarna samt ur ett historiskt bak- 10 15 20 30 35 510 922 7 grundsvärde, varvid det historiska bakgrundsvärdet er- hålls och uppdateras före varje införande av en provan- ordning i mätkaviteten.

För att säkerställa att provstrålning inte detekte- i det fall den andra detektorn är anordnad att endast mäta bakgrunds- ras av den andra strålningsdetektorn, strålning, kan inre skärmningsorgan vara anordnade.

Skärmningsorganen kan antingen utgöra en del av appara- ten, en del av provanordningen eller både och. Företrä- desvis är provstrålskärmen borttagbart monterad (följer av sig självt om den finns i provanordningen) så att den För att erhålla ett pålitligt värde på den mängd bakgrundsstrålning som enkelt kan ersättas om den kontamineras. är närvarande i mätkaviteten är det viktigt att den inre skärmningen av den andra detektorn effektivt förhindrar strålning från provet att nå den andra detektorn, samti- digt som så lite bakgrundsstrålning som möjligt förhind- ras att nå den andra detektorn. Med anledning därav måste materialet och tjockleken av den inre skärmningen väljas med avseende på energiinnehållet hos och typen av prov- strålning som ska mätas.

Med avsikt att ytterligare förbättra noggrannheten avseende mätningen av den bakgrundsstrålning som är när- varande i mätkaviteten under provstrålningsmätningarna, i det fall både den första och den andra detektorn mäter provstrålning, kan en tredje stràlningsdetektor anordnas i mätkaviteten. Detta möjliggör mätning av bakgrunds- strålning samtidigt med mätning av provstrålning. Den tredje detektorn kan placeras bakom den första eller den andra detektorn, sett från provanordningen, eller i en position så nära provet som möjligt.

Vid mätning av provstràlningen eller bakgrundsstrål- ningen kan sammanfallande pulser, det vill säga pulser som träffar både den första och den andra strålningsde- tektorn samtidigt, automatiskt bortses från eftersom sam- manfallande pulser, tack vare orienteringen hos provets strålande ytor relativt den första och den andra strål- 510 922 ,_| C) 20 25 Lu LH 8 ningsdetektorn och tack vare det relativt låga antal joniseringsförlopp som emanerar från provet, med en mycket hög sannolikhet inte kan härstamma från provet.

Detta kan utföras genom att inte, eller separat, regi- strera joniseringsförlopp som förekommer i både den förs- ta och den andra strålningsdetektorn inom ett på förhand bestämt kort tidsintervall.

Företrädesvis kan apparaten enligt uppfinningen vi- dare innefatta en provpositionsdetektor för detektering av huruvida provet är i sitt rätta läge samt att förhind- ra att en provstrålningsmätning inleds ifall inte så är fallet. så mycket av provstrålningen som möjligt fångas upp av Nämnda detektor används för att säkerställa att den första strålningsdetektorn. Om provet inte skulle be- finna sig i korrekt position skulle strålningsspridning ett falskt, resultera i lågt antal uppmätta joniserings~ förlopp och ett falskt värde på mängden strålande ämne.

När apparaten används för diagnostiska ändamål kan detta leda till en felaktig diagnos.

För att minska den mängd bakgrundsstrålning som är närvarande i mätkaviteten, kan kaviteten vara innesluten i en yttre strålskärm som är tillverkad av ett material med hög densitet. Detta kommer att förbättra signalbrus- förhållandet och därigenom öka mätningarnas noggrannhet.

För att provet inte ska kontaminera mätkaviteten kan provanordningen förses med ett skydd för provämnet som inte är permeabelt eller genomträngligt för provstrål- ningen. Ett sådant skydd kan bestå av en tunn film av nå- got slag. Företrädesvis består skyddet av en mylarfil med en typisk tjocklek av ungefär l um.

Stràlningsdetektorerna kommer i den efterföljande beskrivningen att illustreras i en horisontal position.

Detta skall emellertid inte ses som en begränsning av uppfinningen, utan endast som en illustration av före- dragna utföringsformer av föreliggande uppfinning. Ett flertal andra alternativ övervägs även inom uppfinningens skyddsomfång, såsom att placera detektorerna vertikalt, 10 15 20 25 30 35 510 922 9 etc. Att placera den första och den andra detektorn ver- tikalt, med provanordningen placerad vertikalt mellan de- tektorerna, skulle eliminera risken för att provämnet skulle kunna kontaminera dessa detektorer eftersom det strålande ämnet inte kan falla ned på detektorerna.

Med avseende på medel för användning vid den faktis- ka detekteringen av strålning inser fackmannen inom områ- det att olika typer av detekteringsorgan skulle kunna an- såsom proportionalräknare eller, vilket är före- (GM-rör). vändas, draget, Geiger-Müller-rör För att göra beskriv- ningen mer uttömmande kommer resten av beskrivningen följaktligen att hänvisa till GM-rör som medel för detek- tering av strålning.

Stràlningsdetektorerna i apparaten enligt uppfin- ningen är inte begränsade till en specifik form eller storlek. Eftersom det emellertid är ett ändamål med före- liggande uppfinning att åstadkomma en billig och liten mätapparat, skall GM-rören följaktligen tillgodose samma krav. Den beskrivna utformningen av apparaten tillsammans med det beskrivna förfarandet för mätning av provstrål- ning möjliggör, med bibehållen tillfredsställande dia- gnostisk noggrannhet, användning av de billigaste och minsta GM-rör som idag används.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Figurerna l-4 visar schematiskt vyer ovanifrån, un- derifrån, framifrån och från sidan av en apparat enligt föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning.

Figur 5 visar schematiskt en sidovy av en apparat enligt en alternativ utföringsform av föreliggande upp- finning.

Figurerna 6-8 visar en vy ovanifràn av en införings- styrning, samt en vy ovanifràn och en tvärsnittsvy av provanordningar enligt föredragna utföringsformer av upp- finningen. 510 UI },_l O [\.) C) 30 u) Uw 922 10 Figur 9 visar schematiskt en vy av ett Geiger- Müller-rör enligt föredragna utföringsformer av uppfin- ningen.

Figurerna 10 och ll visar schematiskt ett block- schema över de elektroniska kretsarna enligt föredragna utföringsformer av uppfinningen.

Figur 12 visar schematiskt ett pulsdiagram.

Figurerna 13-15 visar schematiskt flödesdiagram som illustrerar förfaranden enligt de föredragna utförings- formerna av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen Med hänvisning till figurerna l-9 visas en utfö- ringsform av en apparat enligt föreliggande uppfinning.

Apparaten 1 innefattar ett hus som innefattar separata, väsentligen cylindriska över- och underdelar 2, 3 som tillverkas av ett plastmaterial. En externt utskjutande införingsstyrning 4 är anordnad mellan över- och under- delarna 2, 3 och sträcker sig inåt från överdelens 2 sidovagg för bildande av en platt stödyta för en prov- anordning 6 med plan konfiguration. Införingsstyrningen 4 är försedd med ett cirkulärt hål 4a och två styrande kan- ter 4b och 4c. En springa 5 är formad mellan överdelen 2 och införingsstyrningen 4 för mottagande av provanord- ningen 6, varvid provanordningen 6 fyller ut springan 5 nar den befinner sig i ett infört läge.

Apparaten innefattar vidare en bakgrundsstràlnings- skarmning 7 av kolstàl som är monterad mellan över- och underdelen 2, 3. Denna skärmning består av fyra separata, tatt sammanpassade, cylindriska stràlskärmar 7a, 7b, 7c och 7d. 7d har en likformig tjocklek medan den andra och den tredje Den första och den fjärde stràlskärmen 7a, strålskarmen 7b, 7c är försedda med respektive genomgåen- de hål för inrymmande av ett forsta respektive ett andra 12. innefattar det första röret ll, Geiger-Müller-rör ll, Den andra stràlskärmen 7b, som ar även försedd med ett 10 15 20 25 30 35 510 922 11 urtag för mottagande av den monterade införingsstyrningen 4. Nämnda urtag syns bäst i figur 2. GM-rören ll, 12 är parallellt monterade med sina något fördjupade, cirkulä- l2a vända tätt mot varandra i inbör- till- en mätkavi- ra, aktiva ytor lla, des inriktat läge. Rören 11, 12 bildar mellan sig, sammans med den andra strålskärmens 7b urtag, tet för mottagande av provanordningen 6. Det andra GM- röret 12 är, enligt en utföringsform av föreliggande upp- finning, anordnad att inte motta någon strålning från provet 6b, antingen genom att provanordningen i sig är anordnad att åstadkomma strålning endast i en riktning, eller genom att en separat strålskärm för provstràlningen (ej visad) är placerad inuti kaviteten 8 mellan det andra röret 12 och provanordningen 6. En sådan separat strål- skärm bör vara anordnad att inte märkbart skärma det an- dra röret från bakgrundsstrålning. En sådan strålskärm skulle företrädesvis kunna vara anordnad i införingsstyr- ningens 4 cirkulära hål. 12a hos 12 är funktionsmäs- De inbördes motstàende aktiva ytorna lla, det första och det andra GM-röret ll, sigt separerade med ett avstånd som väsentligen svarar mot springans 5 höjd, vilken är anpassad för mottagande av en provanordning 6 med plan konfiguration och för positionering av det strålande ämnet så nära det första röret som möjligt under mätningen av provstrålningen.

Med hänvisning nu till figurerna 6-8 visas ett exem- pel på en provanordning 6, en alternativ provanordning 61 och införingsstyrningen 4. Provanordningen 6 består ty- piskt av en platt provbärare 6a, med en utformning som väsentligen motsvarar utformningen hos införingsstyrning- en 4 och med en tjocklek som motsvarar springans 5 höjd, vilken på en yta är försedd med ett område 6b med ett cirkulärt hål, som bildar ett fönster, i vilket är monte- rat ett C02-absorberande material som innehåller det faktiska med ”C märkta provet. Provbäraren 6a är tillver- kad av ett plastmaterial som skärmar dess omgivning från provstrålning, förutom för den delen där fönstret 6b 510 922 10 |__| UW 20 33 35 12 finns. Således strålar det strålande ämnet endast ut från fönstret 6b. Fönstret 6b är vidare försett med en tunn, skyddande film så att kontaminering av mätkaviteten 8 undviks. Provbäraren 6a är även försedd med ett område 6c med hög reflektionsförmåga vilket möjliggör detektering av provanordningens läge med en positionsdetektor 16.

Nämnda område 6c är placerat på det övre, inre, vänstra hörnet av provbäraren 6a, sett i införingsriktningen.

Den alternativa provanordningen 6I består av en platt provbärare 6aI, med samma särdrag som den ovan be- skrivna provbäraren 6a, som på en yta är försedd med ett område 6bI och på den andra ytan ett område 6bn, varvid båda nämnda områden har samma särdrag som det ovan be- skrivna området 6b. Således är den alternativa provanord- ningen 6I anordnad att åstadkomma provstrålning i båda riktningarna. Den alternativa provanordningen är vidare försedd med ett område med hög reflektionsförmåga (ej visat), på samma sätt som den ovan beskrivna provanord- ningen.

Införingsstyrningen 4 har styrande kanter 4b, 4c för styrning av provanordningen 6, 6:. De styrande kanterna konvergerar något mot apparatens l mitt, för att åstad- komma en korrekt positionering av motsvarande provanord- ning 6 i mätkaviteten 8 som avgränsas av rören ll, 12, det vill säga på ett sådant sätt att provanordningens 6, 61 fönster 6b, 6bI, 6bH är inriktade i linje med respek- l2a. För att den bakgrundsstrålning som når mätkammaren 8 likaledes ska tive GM-rörs ll, 12 aktiva ytor lla, kunna detekteras av båda rören ll, 12, är införingsstyr- Den enda 12 är genom provanordningen 6, 61 i sig. Vad gäller bakgrunds- ningen försedd med det genomgående hålet 4a. skärmning av bakgrundsstrålning mellan rören ll, strålningen är emellertid anordningen utformad att inte skärma.

För att minska den mängd bakgrundsstrålning som kom- mer in i matkaviteten 8 fortsätter springan 5 till ett långsträckt utrymme som bildas mellan den andra och den lO 15 20 25 30 35 510 922 13 tredje strålskärmen för bakgrundsstrålning 7b, 7c, vilket har en höjd som väsentligen motsvarar den plana provan- ordningens 6, 61 tjocklek. Tack vare geometrin hos det utrymme som bildas mellan strålskärmarna 7b, 7c kan en- dast en mindre del av bakgrundsstrålningen komma in i mätkaviteten 8 genom springan 5. Utrymmets höjd är anpas- sbï, enn, som innehåller det faktiska provet, är positionerade så nära sad så att provbärarens 6a, 6aI områden 6b, det första och det andra GM-röret ll, 12 som möjligt.

Apparaten innefattar vidare positionsdetektorn 16 för detektering både huruvida provanordningen 6, 61 har införts med korrekt orientering samt huruvida anordningen har nått korrekt position. Positionsdetektorn består av en reflektionssensor som kan detektera ett område 6c med högre reflektionsförmàga hos provanordningen 6, 61. Posi- tionsdetektorn 16 är monterad i den andra strålskärmen 7b vid införingsstyrningens 4 inre ände.

Med hänvisning till figur 5 visas en anordning en- ligt en alternativ utföringsform av föreliggande uppfin- ning. Apparaten innefattar en skärmning 7 av kolstål, för skärmning av bakgrundsstrålning, som består av fem sepa- rata, cylindriska strålskärmar 7a, 7b, 7c, 7d1, 7e, var- vid de tre övre strålskärmarna 7a, 7b, 7c har samma sär- drag som beskrivits ovan. Den fjärde strålskärmen 7dI är försedd med ett genomgående hål för inrymmande av ett tredje GM-rör 13, och den femte strålskärmen har en lik- formig tjocklek. De tre GM-rören 11, 12, 13 är alla pa- rallellt monterade i inbördes inriktat läge, varvid det första och det andra röret ll, 12 bildar mellan sig, tillsammans med urtaget i den andra strålskärmen 7b, en mätkavitet 8 för mottagande av den alternativa provanord- ningen 61. Följaktligen är det första och det andra GM- röret anordnade för mätning av provstrålning. Det tredje GM-röret anordnat för att mäta endast bakgrundsstrålning.

I husets underdel 3, under strålskärmen för bak- grundsstrålning 7, är ett kretskort monterat som innefat- tar en första elektronisk enhet 9. Med avseende på figur 510 922 14 Ul f\) fi) 14 2, innefattar nämnda enhet 9 en centralenhet (CPU) 50; ett EPROM 62; en realtidsklocka 63; detektorspännings- enhet 15 som innefattar en spänningstransformator och en ett lo- samt pulslängdsmodifierare 41, spänningsregleringsenhet; giskt ELLER-element 44; 42, 43. ell utgång 17 pulsformare 31, 32, 32; Extern åtkomst till CPU:n 50 kan ske via en seri- (figur 2) som är anordnad på husets under- dels 3 bakre vägg. Bredvid den seriella utgången 17 är även ett kontaktdon 18 anordnat för anslutning av en kon- ventionell batterieliminator (9, 7W) som matar instrumen- tet med likström vid låg spänning.

Den första elektroniska enheten 9 är även ansluten till en andra elektronisk enhet 10 som är placerad i hu- sets överdel 2, ovan strålskärmen för bakgrundsstrålning. 10 och 11 andra elektroniska enheten en display 61.

Med hänvisning till figurerna 1, innefattar den Displayen 61 är en vätskekristalldisplay (LCD) med 16x2 segment med bak- grundsbelysning, vilken kan ses genom ett uppåt riktat Ett tangentbord 60, integrerat tangentbord med 4 membrantangenter för initi- fönster i överdelen 2. som är ett ering av förprogrammerade programmenyer, och två lysdio- (LE3) 64a, del 2 och är elektriskt anslutna till den första elektro- der 64b är också anordnade ovanpå nämnda över- niska enheten 9 genom en öppning (ej visad) hos överdelen 2. Lysdioderna 64a, 64b utgörs av en grön och gul dubbel- lysdiod, för indikering av provmätningsstatus eller be- redskapsläge, samt en röd lysdiod, för indikering av fel av något slag.

Med hänvisning återigen till figurerna 10 och 11 vi- sas ett blockschema av de elektroniska kretsarna i sam- och i samband med tre GM-rören 11, 12, uti strålskärmen 7 och var för sig anslutna till detek- band med två detektorer (figur 10) detektorer (figur 11). 13 är belägna in- torspänningsenheten 15 samt, via kondensatorer 21, 22, 23, till en respektive pulsformare 31, 32, 33. De respek- 33 är anslutna såväl till re- 43 som till ett tive pulsformarna 31, 32, spektive pulslängdsmodifierare 41, 42, 10 15 25 30 510 922 15 gemensamt, logiskt ELLER-element 44. Inuti strålskärmen 7 är även positionsdetektorn 16 belägen, ansluten till en I/O-port 55 hos CPU:n 50. CPU:n 50 är även ansluten till det logiska ELLER-elementet 44 via en vilken är direkt I/O-port 54; till pulslängdsmodifierarna 41, 42, 43 via I/O-portar 51, 52, 53; till tangentbordet 60 via en I/O- port 56; samt till displayen 61, EPROM 62 och realtids- klockan 63 via en databuss.

CPU:n 50, en 68HCll-mikroprocessor, tillhandahåller såväl instrumentstyrning och mätdatabehandling som kon- troll av alarmfunktioner. för CPU:n och realtidsklockan 63 tillhandahåller tids- information for analysen hos CPU:n 50.

EPROM 62 innehåller programkod De alarmfunktioner som kontrolleras av CPU:n 50 innefattar detektorfunktion och möjlig kontaminering av mätkaviteten 8. Detta utförs genom att bakgrundsstrålningsnivåer mäts, när mätkavite- ten 8 är tom, och genom att en alarmsignal (optisk och/ eller akustisk) åstadkommes när nämnda nivå överstiger en förinställd nivå eller noll.

Spänningsregleringsenheten 15 reglerar spännings- transformatorn som transformerar den erhållna låga lik- spänningen till en högspänning för GM-rören på företrä- desvis omkring 500 V. Den önskade spänningsnivån ställs in genom en ställbar potentiometer (ej visad).

Följande beskrivning avser det fall då apparaten in- nefattar två strålningsdetektorer. När ett joniserings- förlopp inträffar i något av GM-rören 11, 12 mottar den respektive pulsformaren 31, 32 en puls från nämnda rör, varvid den mottagna pulsen formas till en fyrkantspuls, vilket kan ses i figur 12, med en pulslängd av ungefär 20 us. Pulsformarna 31, 32 är försedda med en diskrimina- tionsnivå for avlägsnande av eventuellt brus. Varje fyr- kantspuls skickas därefter till det logiska ELLER-elemen- tet 44, som följaktligen skickar en puls till CPU:n varje gång ett joniseringsförlopp detekteras av åtminstone ett av rören ll, 12. Vid mottagande av en puls från ELLER- elementet 44, avbryter CPU:n 50 sin pågående åtgärd och 510 922 10 f\) (11 35 16 detekterar huruvida det finns någon puls på någon av 1/0- till en puls från portarna 51, 52 samt ställer en variabel (Var_port) ett av tre möjliga värden, vilket indikerar: detektor 1, en puls från detektor 2 eller pulser från För att CPU:n 50 ska kunna detektera pulser som inträffar på I/O-portarna 51,52 när båda respektive detektorer.

CPU:n är upptagen, skickas pulserna från respektive puls- formare 31, 32 till CPU:n 50 via respektive pulslängds- modifierare 41, 42, som modifierar pulserna från en längd av omkring 20 us till en längd av omkring 40 us. Detta kan också ses i figur 12.

Med hänvisning nu till figurerna 13, 15 visas flö- desdiagram av ett förfarande enligt uppfinningen, vilket nu kommer att beskrivas i större detalj. Efter att appa- raten slagits på utförs initieringsrutiner. Initierings- rutinerna innefattar en mätning av bakgrundsstrålning för detek- tering av funktionsstörningar hos rören och/eller för de- under 1 000 sekunder med båda GM-rören 11, 12, tektering av eventuell kontaminering av mätkaviteten 8.

Dessutom används mätningen från det andra GM-röret 12, eller från båda GM-rören 11, 12, för att åstadkomma ett första värde som används för att beräkna ett värde som motsvarar den mängd bakgrundsstrålning, som härefter be- nämns BGR (âackground radiation), som är närvarande i Efter initieringsrutinerna erhålls BGR medan instrumentet är i kaviteten före införande av provanordningen 6, 61. beredskapsläge.

Förfarandet för erhållande av BGR utförs under tids- perioder med en på förhand bestämd längd och medelvärdet av ett förinställt antal senaste mätperioder registreras som BGR. Enligt den föredragna utföringsformen registre- ras ett värde i form av antalet joniseringsförlopp som detekterats under en tidsperiod på 50 sekunder i ett minne, vilket därigenom ersätter ett tidigare erhållet värde som tas bort på först-in-först-ut-basis, så att en- dast de 12 senaste värdena är registrerade i minnet. 10 l5 20 25 30 35 510 922 17 Medelvärdet beräknas därefter ur dessa värden, var- vid det högsta och det lägsta värdet utelämnas. Samtliga värden normaliseras till att motsvara en tidsperiod av 1 000 sekunder. Omedelbart efter slutet på en mätperiod för mätning av bakgrundsstrålning påbörjas nästa mätperi- od. På detta sätt åstadkommes ett kontinuerligt uppdate- rat historiskt medelvärde som motsvarar bakgrundsstrål- ningen. Så länge det inte finns någon provanordning 6 placerad inuti mätkaviteten 8 erhålls och uppdateras så- ledes BGR kontinuerligt. När en provanordning 6, 6I in- förs i kaviteten 8 och detekteras av detektorn 16 stoppas mätningen av BGR omedelbart. Då mätningen av BGR först inleds innehåller värdena i samtliga 12 positioner det antal joniseringsförlopp som registrerats under initie- ringsrutinen. Således kan provstrålningsmätningen inledas omedelbart efter initieringsrutinen. Registreringen av joniseringsförlopp under mätningen av bakgrundsstrålning utförs på samma sätt som för mätningen av provstràlning som beskrivs nedan. Följaktligen bortses från sammanfal- lande pulser under mätningen av bakgrundsstrålning och BGR innefattar inte sammanfallande pulser.

Efter införande av en provanordning 6, 61, som inne- håller ett strålande prov, i mätkaviteten detekterar provpositionsdetektorn 16 huruvida provanordningen 6, 6I är i korrekt position och har korrekt orientering för provmätning. Om så är fallet kan provstrålningsmätningen (figur 15) är fallet måste provets position justeras för att prov- inledas när startnyckeln aktiveras; Om så inte strålningsmätningen ska kunna påbörjas. Eftersom ”C har en lång avklingningstid, är tidpunkten när provstrål- ningsmätningen inleds inte en avgörande faktor.

När centralenheten (CPU:n) mottar indikeringen från startnyckeln att provstrålningsmätningen skall inledas sätts en tidsparameter till ett valt värde, företrädesvis 250 sekunder, digt börjar CPU:n att registrera pulser som mottas på I/O-portarna 51, 52, 53, 54 från ELLER-elementet 44 och och en nedräkning inleds omedelbart. Samti- 510 922 U'\ l5 18 pulslängdsmodifierarna 4l, 42 ,43. En variabel Var_port sätts till ett värde som motsvarar det GM-rör, eller de rör, från vilket pulsen härstammar. Baserat på nämnda Var_port stegas en av pulserna Var_coinc, för registre- ring av sammanfallande pulser; Var_l, för registrering av pulser som härstammar från det första GM-röret; samt Var_2, för pulser som härstammar från det andra GM-röret, upp med värdet l. Separeringen av sammanfallande pulser utförs för att underlätta de efterföljande beräkningarna, eftersom sammanfallande pulser med mycket hög sannolikhet I det fall det andra röret är skärmat från provstrålning är det faktiskt så inte härstammar från provstrålning. att sammanfallande pulser inte kan härstamma från prov- strålning.

När tidsperioden för provstrålningsmätning har löpt ut förlängs denna tidsperiod automatiskt ifall mätresul- tatet är tvivelaktigt. En viss maximal förlängningstid är förinställd för att undvika överdrivet långa förläng- ningstider. h E ter att provmätperioden löpt ut, inklusive en I (D (I) (T) ;_| v ntu l förlängningsperiod, återvänder apparaten till tt övervaka BGR och den mängd strålning som härstammar D, beräknas av CPU:n 50. I det fall det andra GM-röret endast mäter bakgrundsstrålning åstadkom- H19) rån provet, mes detta enligt följande ekvation D=D1_ där Dl = uppmätt värde på pulser som alstrats i Geiger- Nuller-rör l (prov) D2 = uppmätt värde på pulser som alstrats i Geiger- Müller-rör 2 (bakgrund) BSR = medelvärde som motsvarar bakgrundsstrålning, varvid varje värde normaliserats till en tidsperiod av l 000 sekunder. 10 15 20 25 30 35 510 922 19 Det har överraskande visat sig att ovan nämnda, spe- cifika sätt att beakta bakgrundsstrålningen förbättrar mätnoggrannheten betydligt.

I det fall båda GM-rören mäter provstrålning, beräk- nas mängden stràlning som härstammar fràn provet, D, en- ligt följande ekvation D=D1+D2-BGR där D1 = uppmätt värde på pulser som alstrats i Geiger- Müller-rör 1 (prov) D2 = uppmätt värde på pulser som alstrats i Geiger- Müller-rör 2 (prov) BGR = medelvärde som motsvarar bakgrundsstràlning, varvid varje värde normaliserats till en tidsperiod av 1 OOO sekunder.

Enligt en alternativ utföringsform av föreliggande i vilken båda GM-rören 11, uppfinning, 12 mäter prov- strålning, utförs mätning av bakgrundsstrålning även under provstrålningsmätningarna av ett tredje GM-rör 13.

Registreringen av joniseringsförlopp i det tredje röret 13 àstadkommes på samma sätt som registrering av jonise- ringsförlopp i det första och det andra röret ll, 12, så- som beskrivs ovan. Sammanfallande pulser bortses från på samma sätt som beskrivs ovan, med skillnaden att samman- fallande pulser avser pulser som erhålls samtidigt från samtliga tre GM-rör.

I detta fall beräknas den mängd strålning som här- stammar från provet, D, enligt följande ekvation D3+BGR D=D1+D2- där D1 = uppmätt värde på pulser som alstrats i Geiger- Müller-rör 1 (prov) 510 922 20 D2 = uppmätt värde på pulser som alstrats i Geiger- Müller-rör 2 (prov) D3 = uppmätt värde på pulser som alstrats i Geiger- Müller-rör 3 (bakgrund) BGR = medelvärde som motsvarar bakgrundsstrålning, varvid varje värde normaliserats till en tidsperiod av l OOO sekunder.

Det erhållna värdet D, som motsvarar den mängd strålning som emanerar från provet, jämförs därefter, en- ligt föredragna förfaranden av uppfinningen, med två för- inställda tröskelvärden Ll, L2 för klassificering av resultatet. Om det erhållna provstrålningsvärdet D ligger under det första tröskelvärdet Li, klassificeras mätre- sultatet som ”Negativt”; om det erhållna provstrålnings- värdet D ligger över det andra tröskelvärdet L2, klassi- ficeras det som "Positivt". Ett värde som ligger mellan nämnda första och andra tröskelvärden Ll, L2 klassifice- ras följaktligen som "Osäkert". Klassificeringsresultatet presenteras därefter på displayen 61.

Claims (25)

10 25 30 35 510 922 21 PATENTKRAV

1. Apparat (1) för mätning av làgenergetisk prov- strålning som emanerar från ett prov som innehåller ett strålande ämne, innefattande en första och en andra strålningsdetektor (11, 12) för mätning av nämnda strålning och bakgrundsstrålning, varvid den första och den andra detektorn är väsentligen parallellt positionerade, med sina respektive aktiva ytor (lla, 12a) med ett avstånd som medger temporärt införande av en vända mot varandra i inbördes inriktat läge, provanordning (6, 61) med plan konfiguration i en mät- kavitet (8) (11, 12); yttre skärmningsorgan (7) som innesluter strålnings- mellan detektorerna reducerar (8), (7) är försedda med en 61); för hantering av detektorerna, varvid nämnda skärmningsorgan (7) bakgrundsstrålning som är närvarande i mätkaviteten och varvid nämnda skärmningsorgan för mottagande av provanordningen (6, (50) sönderfallspulser som mottas från strålningsdetektorerna (11, räknar den strålning som härstammar från provet och ut- öppning (5) elektroniska behandlingsorgan 12), varvid nämnda organ utgående från pulserna be- värderar resultatet av nämnda beräkning; och organ för registrering och/eller visning av utvärde- ringens resultat. vidare innefattande en

2. Apparat enligt krav 1, tredje strålningsdetektor (13) för mätning av endast bak- grundsstrålning.

3. Apparat enligt krav 1, i vilken den andra (12) dast bakgrundsstrålning. strålningsdetektorn är anordnad för mätning av en-

4. Apparat (1) enligt något av föregående krav, vidare innefattande provpositionsdetekteringsorgan (16) 510 922 l\) CW 3C 22 för detektering av huruvida en införd provanordning (6, 61) är i korrekt position och har korrekt orientering för mätning.

5. Apparat (1) enligt något av föregående krav, vidare innefattande organ för registrering av sammanfallande pulser, varvid sammanfallande pulser är pulser som samtidigt mäts av nämnda första och andra strålningsdetektorer (11, 12); och organ för subtraktion av antalet sammanfallande pul- ser från det antal pulser som mäts av nämnda strålnings- detektorer (11, 12, 13). r o. Apparat (1) enligt något av föregående krav, i vilken nämnda strålningsdetektorer (11, 12, 13) utgörs av

6. Geiger-Müller-rör.

7. Kombination av en apparat (1) enligt något av (61) konfiguration och innefattande en provbärare(6aI) och ett kraven 1, 2 eller 4-6 och en provanordning med plan strålande provämne (6b:) som bärs av provbäraren (6aÜ, (ßbï) bäraren (6aI) på ett sådant sätt att strålning strålar ut (ßal) vända mot nämnda första och andra strålningsdetektorer (11, 12), (el) varvid det strålande provämnet är anordnat på prov- från provbärarens båda ytsidor, varvid ytsidorna är när provanordningen införts i apparaten.

8. Kombination av en apparat (1) 1-3, konfiguration och innefattande en provbärare (6a) och ett <6b> (ßaï), varvid det strålande provämnet är anordnat på prov- enligt något av kraven 5 eller 6 och en provanordning (6) med plan strålande provämne som bärs av provbäraren (Öb) bäraren (6a) på ett sådant sätt att provstrålning väsent- ligen endast strålar ut från en ytsida av provbäraren (6a), varvid nämnda ena ytsida är vänd mot den första 10 20 25 30 35 510 922 23 strålningsdetektorn (ll) när provanordningen (6) är införd i apparaten.

9. Förfarande för mätning av lågenergetisk prov- strålning som emanerar från ett prov som innehåller ett strålande ämne, innefattande stegen: att införa ett prov i en mätkavitet (8), mellan två (ll, 12) vända mot varandra, på ett sådant sätt att provstrålning (ll) inbördes inriktade stràlningsdetektorer som är endast når en första detektor av nämnda strålnings- (ll, 12); att mäta, under en på förhand bestämd tidsperiod, detektorer det respektive antal utgående pulser som härstammar från joniseringsförlopp i respektive strålningsdetektor (ll, 12); att åstadkomma ett första strålningsvärde (Dl), som erhållits ur antalet pulser från den första detektorn (ll), (D2), ur antalet pulser från den andra detektorn (l2); och ett andra strålningsvärde som erhållits att åstadkomma ett provstrålningsvärde (D) genom subtraktion av ett bakgrundsstrålningsvärde från nämnda första värde, varvid bakgrundsstrålningsvärdet baseras såväl på ett historiskt bakgrundsstrålningsvärde (BGR) vilket erhållits, före införande av provet, medelst den andra detektorn, som på det andra strålningsvärdet (02): och att utvärdera provstrålningsvärdet (D) och därigenom fastställa mängden strålande ämne i provet.

10. Förfarande enligt krav 9, vid vilket provstrål- ningsvärdet beräknas ur pwkïëåfíš där Dl = värdet på antalet pulser från nämnda första strålningsdetektor (ll), 510 922 F* (II 25 (i) CD 35 24 D2 = värdet på antalet pulser från nämnda andra strålningsdetektor (12), BGR = det historiska bakgrundsstrålningsvärdet, varvid samtliga värden avser en given tidsperiod.

11. Förfarande enligt krav 9 eller 10, vid vilket provanordningen (6) i sig används för skärmning av den andra strålningsdetektorn (12) från provstrålning.

12. Förfarande för mätning av lågenergetisk prov- strålning som emanerar från ett prov som innehåller ett strålande ämne, innefattande stegen: mellan två (ll, 12) att införa ett prov i en mätkavitet (8) inbördes inriktade strålningsdetektorer som är vända mot varandra; att mäta, under en på förhand bestämd tidsperiod, det respektive antal utgående pulser som härstammar från joniseringsförlopp i respektive strålningsdetektor (11, 12); att åstadkomma ett första strålningsvärde (D1), som erhållits ur det uppmätta antalet pulser från den första detektorn (11), och ett andra strålningsvärde (D2), som erhållits ur det uppmätta antalet pulser från den andra detektorn (12): att åstadkomma ett provstràlningsvärde (D) genom subtraktion av ett bakgrundsstrålningsvärde från summan (D1, D2), varvid bakgrundsstrålningsvärdet baseras på ett histo- (BGR) av nämnda första och andra strålningsvärden riskt bakgrundsstrålningsvärde som erhållits före införande av provet; och att utvärdera provstrålningsvärdet (D) och därigenom fastställa mängden strålande ämne i provet.

13. Forfarande enligt krav 12, vid vilket det his- toriska bakgrundsvärdet erhålls med användning av både den första och den andra strålningsdetektorn. lO 15 20 25 30 510 922 25

14. Förfarande enligt krav 12 eller 13, vidare innefattande stegen: att under en på förhand bestämd tidsperiod, när pro- vet är infört i mätkaviteten, mäta det antal utgående pulser som härstammar från joniseringsförlopp som inträf- far i en tredje strålningsdetektor (13), varvid den tred- (13) ett sådant sätt att strålning som härstammar från provet (13): att åstadkomma ett tredje strålningsvärde je strålningsdetektorn anordnas i mätkaviteten på inte når den tredje detektorn (D3) erhållits ur det uppmätta antalet pulser från den tredje detektorn (13): att åstadkomma bakgrundsstrålningsvärdet baserat så- SOITI och väl på det historiska bakgrundsvärdet (BGR) som på det tredje strålningsvärdet (D3).

15. Förfarande enligt något av kraven 9-14, vid vilket såväl det första och det andra strålningsvärdet (D1, D2) (BGR) kommes genom att man tar skillnaden mellan de respektive som det historiska bakgrundsvärdet åstad- uppmätta pulserna och antalet sammanfallande pulser av de uppmätta pulserna.

16. Förfarande enligt krav 15, vid vilket antalet sammanfallande pulser är pulser som samtidigt detekteras av båda strålningsdetektorerna (11, 12).

17. Förfarande enligt något av kraven 9-16, vid vilket det historiska bakgrundsvärdet uppmäts och upp- dateras före införande av ett prov (6, 6%.

18. Förfarande enligt krav 17, vid vilket mätningen av det historiska bakgrundsvärdet utförs under successiva på förhand bestämda tidsperioder; efter varje tidsperiod ett värde, som motsvarar an- talet joniseringsförlopp som uppmätts under den tidsperi- oden, lagras i ett minne, varvid minnet innehåller ett på 510 922 b I (H 2G f\J (11 35 26 förhand bestämt antal successiva sådana värden, samtidigt som det äldsta värdet ersätts på först-in-först-ut-basis; och ett medelvärde beräknas baserat på sådana lagrade värden, företrädesvis uteslutande det högsta värdet och det lägsta värdet, varvid nämnda medelvärde används som det historiska bakgrundsstrålningsvärdet.

19. Förfarande enligt något av kraven 9-18, vid vilket strålningen som ska mätas är betastrålning, före- trädesvis från ett strålande ämne som är märkt med NC.

20. Förfarande för mätning av lågenergetisk prov- strålning som emanerar från ett prov som innehåller ett strålande ämne, varvid förfarandet innefattar: (ll) på ett sådant sätt att de att anordna en första strålningsdetektor och en (12) (ll, 12) gen samma bakgrundsstrålning; andra strålningsdetektor två strålningsdetektorerna båda mäter väsentli- (l2) för att mäta ett historiskt medelvärde för bakgrundsstràl- att använda den andra strålningsdetektorn ningen; att därefter positionera provet relativt strålnings- (ll, ning endast når den första strålningsdetektorn l2) på ett sådant sätt att provstrål- (1l); att mäta både utgående pulser från den första strål- (ll) strålningsdetektorn detektorerna och utgående pulser från den andra (l2); att beräkna ett provstrålningsvärde genom subtrak- ningsdetektorn och tion från ett uppmätt antal utgående pulser från den för- (ll) grundsstrålningsvärde som är baserat på det historiska (BGR) mätta antalet utgående pulser från den andra strålnings- detektorn (12). sta strålningsdetektorn av ett motsvarande bak- medelvärdet för bakgrundsstrålningen och det upp- 10 20 25 30 35 510 922 27

21. Förfarande enligt krav 20, vid vilket provet positioneras mellan två motstående, mot varandra vända (lla, l2a) (11, strålning endast träffar den första strålningsdetektorns (ll) detektorfönster hos den första och den andra strålningsdetektorn 12) på ett sådant sätt att prov- detektorfönster.

22. Förfarande för mätning av lågenergetisk prov- strålning som emanerar från ett prov som innehåller ett strålande ämne, varvid förfarandet innefattar: (ll) och en (12) på ett sådant sätt att de (ll, 12) gen samma bakgrundsstrålning; att anordna en första strålningsdetektor andra strålningsdetektor två strålningsdetektorerna båda mäter väsentli- (ll, 12) mäta ett historiskt medelvärde för bakgrundsstrålningen; att använda strålningsdetektorerna för att att därefter positionera provet relativt strålnings- (ll, ning når båda strålningsdetektorerna 12) på ett sådant sätt att provstrål- (ll, 12); att mäta både utgående pulser från den första strål- (ll) strålningsdetektorn detektorerna och utgående pulser från den andra (12): att beräkna ett provstrålningsvärde genom subtrak- ningsdetektorn och tion från ett uppmätt antal utgående pulser från detek- (ll, 12) värde som är baserat på det historiska medelvärdet för torerna av ett motsvarande bakgrundsstrålnings- bakgrundsstrålningen. vidare innefattande (13) sådant sätt att provstrålning inte når den tredje strål- (139: att använda den tredje strålningsdetektorn

23. Förfarande enligt krav 22, att anordna en tredje stràlningsdetektor på ett ningsdetektorn (13) för att mäta bakgrundsstrålning; att mäta utgående pulser från den tredje strålnings- (13): detektorn och 510 lO 922 28 att åstadkomma nämnda bakgrundsstrålningsvärde base- rat pà det historiska bakgrundsstrålningsmedelvärdet och det uppmätta antalet utgående pulser från den tredje strålningsdetektorn (13).

24. vid vilket provet anordnas mellan motstående, mot varandra vända (lla, l2a) (ll, 12) strålning träffar både den forsta och den andra strål- (ll, 12) Förfarande enligt krav 22 eller 23, detektorfonster hos den första och den andra strålningsdetektorn på ett sådant sätt att prov- ningsdetektorns detektorfönster.

25. Forfarande enligt något av kraven 20-24, vid vilket sammanfallande pulser bortses från vid mätning.