PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69717797T2 02.10.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0890116
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR FERNLOKALISIERUNG EINER ALPHA-RADIOAKTIVEN QUELLE
Anmelder Commissariat a l'Energie Atomique, Paris, FR;
Algade, Bessines-sur-Gartempe, FR
Erfinder PINEAU, Jean-François, F-87240 Saint-Sylvestre, FR;
IMBARD, Gerald, F-84000 Avignon, FR
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69717797
Vertragsstaaten BE, CH, DE, ES, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 28.03.1997
EP-Aktenzeichen 979194446
WO-Anmeldetag 28.03.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/FR97/00569
WO-Veröffentlichungsnummer 0097037244
WO-Veröffentlichungsdatum 09.10.1997
EP-Offenlegungsdatum 13.01.1999
EP date of grant 11.12.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse G01T 7/00
IPC-Nebenklasse G01T 1/169   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Fernlokalisierung und -visualisierung von Quellen von Alphateilchen, das heißt Teilchen, deren Energie im Allgemeinen unter 10 MeV liegt.

Die Erfindung ist insbesondere auf dem Gebiet des Strahlenschutzes anwendbar, um in einer Fläche oder einem Volumen radioaktive Quellen zu lokalisieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf zahlreichen anderen Gebieten anwendbar, zum Beispiel der Stilllegung von Nuklearanlagen, den Abtragungs- und Wartungsarbeiten, der Radioaktivitätsinventur, den Interventionen nach Störungsfällen, oder zur Unterstützung der Operatoren bei der Verfahrens- und Betriebsüberwachung.

Die Erfindung kann auch angewendet werden bei der Detektion von Lecks radioaktiver Gase und der Detektion des Vorhandenseins eines radioaktiven Gases (insbesondere Radon) oder einer radioaktiven Kontamination in Form eines Aerosols.

Generell betrifft die Erfindung im Wesentlichen die Detektion und die Lokalisierung von besonders starken ionisierenden Strahlungen (mit starkem längenbezogenem Energietransfer).

Stand der Technik

Die Alphastrahlung ist die am häufigsten vorkommende natürliche Radioaktivität beim Zerfall von Kernen, deren Atommasse über 200 liegt. Sie drückt sich durch die Abstrahlung von Alphateilchen aus, die doppelt ionisierte Heliumatome sind.

Die Teilchendetektoren liefern generell Informationen, die aus Wechselwirkungen der sie durchquerenden Teilchen mit ihrem empfindlichen Teil resultieren.

Wenn ein Alphateilchen ein Medium durchquert, erfährt es einen Energieverlust, im Wesentlichen verursacht durch die Ionisierung und die Erregung des durchquerten Mediums. Die Diffusions- und Bremsstrahlungsphänomene erscheinen als vernachlässigbar.

Unter Ionisierung kann man vorstellen, dass ursprünglich neutralen Atom ein oder mehrere Elektronen entrissen werden. Das herausgerissene Elektron kann frei bleiben oder bei einem anderen Atom ein negatives Ion bilden.

Bei der Entstehung dieser positiven oder negativen Ionenpaare spielen zwei Hauptphänomene eine Rolle: ungefähr 1/3 der lonisierungen entstehen durch Primärionisierung, das heißt durch direkte Wechselwirkung mit den Alphateilchen, und die restlichen bzw. anderen 2/3 entstehen durch Sekundärionisierung, erzeugt durch schnelle Elektronen, die während der Primärionisierung abgestrahlt werden. Diese schnellen Elektronen werden als Deltastrahlen bezeichnet.

Wie oben angegeben, kann der Durchgang eines Alphateilchens durch ein Medium sich durch die einfache Anregung bzw. Erregung dieses Mediums ausdrücken.

Man geht davon aus, dass ein Atom erregt ist, wenn es aus einem energetisch stabilen Zustand übergeht in einen Zustand höherer Energie. Die Erregungsenergie reicht jedoch nicht aus, um ein Elektron auszuschleudern. Generell wird die durch Erregung verbrauchte Energie anschließend entweder nichtstrahlend abgeleitet, das heißt in Form von thermischer Vibrations- oder Translationsenergie, oder strahlend, das heißt durch Photonenemission.

Als Scintillator bezeichnet man ein Medium, das einen nicht zu vernachlässigender Teil der absorbierten Energie in radioaktiver Form durch Photonenemission zurückgibt.

Die bekannten Alphadetektoren umfassen also im Allgemeinen ein scintillierendes Medium, fest oder flüssig, das ermöglicht, die Alphastrahlen in Photonen "umzuwandeln", und außerdem ein System des Typs Photovervielfacher oder mit empfindlicher Fläche, um die durch den Scintillator emittierten Photonen zu detektieren.

Diese Detektoren sind jedoch nicht fähig, eine Alphastrahlungsquelle auf Distanz zu detektieren. Der freie Fluss der Alphateilchen in der Luft ist sehr schwach und es ist nötig, den Detektor in der direkten Umgebung der Quelle anzuordnen, um die Messungen durchzuführen.

Die Scinitllatoren sind nicht notwendigerweise fest oder flüssig. Sie können sich auch gasförmig präsentieren.

Die Scintillation der durch nukleare Teilchen erregten Gase ist seit dem Beginn der Untersuchungen der Radioaktivität bekannt, aber erst 1951, dank der Benutzung von Photovervielfachern, konnte der Emissionmechanismus, verbunden mit dem Durchgang eines Teilchens durch Gas, durch Grün und Schopper untersucht werden. Ein Jahr später benutzte C. Muehlhause in der Kernphysik ein Gas als Scintillator.

Über die Scintillation der Edelgase wurden zahlreiche Arbeiten durchgeführt. Bei einem beliebigen Gas können die Atome nämlich interagieren und dadurch einen Teil ihrer Erregungsenergie transferieren. Wenn sich nun das Atom in einem in einem komplexen Molekül befindet, kann der Energietransfer in Form von thermischer Vibrations- oder Rotationsengerie erfolgen, wobei keine Lichtemission entsteht. Die Edelgase können jedoch aufgrund ihrer eine große Stabilität gewährleistenden Struktur bei einer Kollision nur die Energie eines erregten Atoms auf ein anderes transferieren.

Untersuchungen haben gezeigt, dass die Luft auch Scintillationseigenschaften hat und dass das Spektrum der Luft, erregt durch Alphastrahlungsquellen durch eine Serie von Bändern gebildet wird, die mit denen identisch sind, die man in dem Emissionsspektrum des Stickstoffs beobachtet.

Das in der Luft vorhandene Argon hat vorzügliche Emissionseigenschaften, aber aufgrund seines sehr geringer Anteils ist sein Beitrag zur Lumineszenz der Luft vernachlässigbar.

Der Sauerstoff der Luft emittiert keine Fluoreszenz, sondern wirkt vielmehr als Extinktionssubstanz. Selbst eine geringe Menge einem Gas beigefügten Sauerstoffs kann nämlich dessen Scintillationseigenschaften konterkarieren. Zum Beispiel genügen 2% Sauerstoff in einem Sauerstoff-Xenon-Gemisch, um die Scintillation des Xenons um 70% zu reduzieren.

Die Luft besitzt aufgrund dieses Extinktionsphänomens nur eine sehr geringe Scintillationsausbeute. Die Scintillationsausbeute pro Alphateilchen beträgt nur einige Photonen.

In reinem Stickstoff ist die Zahl der emittierten Photonen zwar sehr viel höher als in der Luft, jedoch bleibt das Scintillationsphänomen relativ schwach.

Die folgende Tabelle I zeigt, dass der Druck des Gases auch ein wichtiger Parameter für den Scintillationseffekt des Gases und insbesondere von Stickstoff ist.

Die Tabelle I liefert zum Beispiel die Anzahl der pro Alphateilchen emittierten Photonen in Abhängigkeit vom Druck des Scintillatorgases (Stickstoff) einer Teilchenstrahlungsquelle.

TABELLE I

Man sieht, dass die Gesamtzahl der Photonen mit der Zunahme des Drucks abnimmt. Dies beruht auf der Tatsache, dass bei höherem Druck die Anzahl der Kollisionen zwischen Atomen und Molekülen des Gases zunimmt. Diese wachsende Anzahl von Kollisionen hat einen größeren nicht strahlungsbedingten Energieverlust zur Folge.

Aufgrund der mittelmäßigen Scintillationseigenschaften des Stickstoffs und insbesondere der Luft sowie der hohen Kosten der Edelgase, beschränkt sich die Verwendung von Gasen als Scintillatoren auf experimentelle Zählvorrichtungen.

Die Dokumente 1 und 2, die am Ende der vorliegenden Beschreibung als Fundstellen angeben sind, liefern Beispiele von Detektionsvorrichtungen, die mit einem solchen Gas, zum Beispiel Stickstoff, als Scintillator arbeiten. Bei diesen Vorrichtungen sind die Quelle und der Scintillator in der Nähe eines Detektors - zum Beispiel einer photographischen Kammer bzw. Kamera oder eines Photovervielfachers - angeordnet, um Zählungen oder spektroskopische Untersuchungen der Lumineszenz des Scintillatorgases durchzuführen.

Das Dokument 3, ebenfalls am Ende der Beschreibung als Fundstelle angegeben, erklärt, dass weder der Stickstoff noch die Luft als Scintillatoren von praktischem Nutzen sind. Das Vorhandensein von Stickstoff in einem Scintillationszähler, der mit einem Edelgas arbeitet, ist sogar unerwünscht.

Das Dokument (4), am Ende der Beschreibung detailliert als Fundstelle angegeben, beschreibt eine Detektion von Alphateilchen, die einen Transport von Sekundärionen erfordert.

Darstellung der Erfindung

Die basiert auf der durch die Erfinder entdeckten, überraschenden Tatsache, dass es trotz der mittelmäßigen Scintillationseigenschaften des Stickstoffs und vor allem einem Stickstoff-Sauerstoff-Gemisch wie der Luft nicht unmöglich ist, diese Gase als Scintillator zur Fernlokalisierung von radioaktiven Quellen zu benützen, die geladene schwere Teilchen emittieren.

Unter Fernlokalisierung versteht man eine Lokalisierung über eine Distanz, die sehr viel größer sein kann als der Weg der Alphateilchen in dem Gas oder in der Luft (der einige Zentimeter beträgt).

Tatsächlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fernlokalisierung der Quellen von Alphateilchen in einer Umgebung, bei dem man ein Gas benutzt, das Stickstoff enthält und den Umgebungsraum ausfüllt, um durch die Quellen emittierte Alphateilchen in eine Photonenstrahlung umzuwandeln, deren Wellenlänge sich zum Beispiel im ultravioletten Band, befindet, und bei dem man auf einer photoempfindlichen Fläche ein Bild der genannten Strahlung bildet.

Obwohl die Erfindung sich nicht beschränkt auf den Fall, wo die Photonenstrahlung eine Wellenlänge im UV-Band hat, wird diese Strahlung in der Folge der Beschreibung als UV- Strahlung bezeichnet.

Die Lokalisierung der Alphateilchen-Quellen unterscheidet sich von der einfachen Detektion der Alphateilchen insbesondere dadurch, dass die Quellen sich nicht notwendigerweise in einem Detektor oder in dessen unmittelbarer Nähe befinden müssen, sondern in der Umgebung verstreut sein können. Die Lokalisierung besteht zum Beispiel darin, in der Umgebung die Stelle und die Form von einer oder mehreren kontaminierten Zonen festzustellen.

Dies wird durch das Bild der UV-Strahlung möglich gemacht. Die Begrenzung der Detektionsdistanz hängt nur von der Absorption der UV-Strahlen durch die Atmosphäre ab, so dass Detektionsdistanzen von mehreren hundert Metern, ja sogar von mehreren Kilometern möglich sind.

Insbesondere aus Kostengründen ist es sehr vorteilhaft, dass man bei einer speziellen Anwendung Luft als Scintillatorgas verwenden kann.

Nach einem Aspekt der Erfindung ist es möglich, die Umgebung durch ein im Wesentlichen gasdichtes Gehäuse mit einer wenigstens lokal für UV-Strahlen transparenten Wand abzugrenzen. Man füllt dann das Gehäuse mit einem Stickstoff enthaltenden Gas und bildet auf der empfindlichen Fläche das Bild der induzierten Photonenstrahlung, durch die transparente Wand hindurch.

Die Umgebung im Sinne der Erfindung beschränkt sich in diesem Fall auf das Innenvolumen des Gehäuses. Dieses Volumen ist bei diesem Vorrichtungstyp kleiner als das Gesamtvolumen des Raums, in dem man arbeitet.

Man kann tatsächlich vorsehen, den Druck in dem Gehäuse zu erhöhen oder zu erniedrigen, um zum Beispiel die Lecks des Füllgases zu begrenzen oder sein Verschmutzung zu vermeiden.

So ist es möglich, das das Gehäuse füllende Gas leichter zu kontrollieren und seine Zusammensetzung oder eventuell seinen Druck zu bestimmen.

Wenn man eine empfindliche Fläche benutzt, deren Empfindlichkeitsspektrum sich über das UV-Emissionsspektrum des durch Alphateilchen erregten Stickstoffs hinaus erstreckt, kann es vorteilhaft sein, das UV-Strahlungsbild ohne sichtbares Licht zu bilden. Diese Maßnahme ermöglicht, den Geräusch- oder Rauschabstand des Bilds zu verbessern.

Eine andere Maßnahme zur Bildverbesserung besteht darin, es durch ein Filter hindurch zu bilden, das die UV-Strahlung selektiv durchlässt, insbesondere für die Wellenlängen, die der Scintillation des Stickstoffs entsprechen.

Um die Nutzung des Fernlokalisierungssystems zu erleichtern, kann es auch vorteilhaft sein, das Bild der Photonenstrahlung bei Vorhandensein von sichtbarem Licht zu bilden. Diese künstliche sichtbare Licht kann aufgrund seines mit der Frequenz des Versorgungsstroms verknüpften oszillierenden Charakters numerisch bzw. digital von dem Gesamtbild abgezogen werden, das durch das UV-Bild und das sichtbare Bild gebildet wird.

Um die Feststellung der Quellen in dem UV-Strahlungsbild zu vereinfachen, ist es möglich, dem Bild ein Ortungsgitter bzw. Ortsbestimmungsnetz zu überlagern.

Eine besonders vorteilhafte Lösung besteht darin, außer dem Bild der UV- Strahlung ein Bild des sichtbaren Lichts der Umgebung zu bilden. Diese beiden Bilder können dann überlagert werden, um die Position der Quellen in Bezug auf in der Umgebung befindliche Objekte leichter zu orten.

In diesem Fall ist es insbesondere möglich, das Bild des sichtbaren Lichts unter einer künstlichen Beleuchtung der Umgebung zu realisieren.

Die künstliche Beleuchtung, deren Emission empfindlich ist für die Frequenz des Versorgungsstroms, kann nämlich, wenn nötig, numerisch bzw. digital von dem Bild der UV- Strahlung abgezogen werden, wenn das empfindliche Element ein elektronischer Sensor ist.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Fernlokalisierung von Alphateilchenquellen. Die Vorrichtung umfasst eine für UV-Strahlen empfindliche Fläche, ein gasförmiges Scintillationsmedium, das Stickstoff enthält und die Umgebung füllt, sowie optische Einrichtungen, um auf der empfindlichen Fläche ein Bild der UV-Strahlung der Umgebung zu bilden. Die UV-Strahlung stammt von der Scintillation des gasförmigen Mediums, das durch die Alphateilchen erregt wird, die durch die Quelle(n) emittiert wird (werden).

Die Vorrichtung kann eine Kamera umfassen, die mit der empfindlichen Fläche versehen ist. Diese wird zum Beispiel durch eine für UV-Strahlung und eventuell das sichtbare Licht empfindliche Photodiodenmatrix gebildet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen besser aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, bezogen auf die Figur der beigefügten, rein illustrativen und nicht einschränkenden Zeichnung.

Kurzbeschreibung der Figur

Die einzige Figur zeigt schematisch die Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Lokalisierung von Alphastrahlungsquellen in einer Umgebung.

Detaillierte Darstellung von Ausführungsarten der Erfindung

Die einzige Figur zeigt einen Raum 10 mit einer Mauer 12, die eine oder mehrere Alphastrahlungsquellen 14 aufweist. Es handelt sich zum Beispiel um eine radioaktive Kontamination. Die durch die Quelle emittierten Alphateilchen werden schnell durch die Luft in dem Raum 10 gestoppt. Eine die Quelle umgebende Halbkugel deutet schematisch den maximalen mittleren Weg der Alphateilchen an und begrenzt eine sogenannte Scintillationseffekt-Zone 16.

In dieser Zone 16 interagieren die Alphateilchen mit den Stickstoffatomen, um eine Scintillation zu verursachen. Die Scintillation drückt sich durch die Emission ultravioletter Photonen aus, die sich frei in dem Raum ausbreiten. Die ultravioletten Photonen interagieren nämlich quasi nicht mit dem den Raum 10 füllenden Gas. Eine Kamera oder photographische Kammer 18, im Schnitt gesehen, umfasst eine für die ultravioletten Strahlen empfindliche Fläche 20 und ein System 22, um auf der empfindlichen Fläche 20 ein Bild von der UV- Strahlung zu bilden.

In der Praxis ist das optische System 2 vorgesehen, um für Strahlungen mit einer generell zwischen 200 und 400 nm enthaltenen Wellenlänge auf der empfindlichen Fläche 20 ein Bild der Mauer 12 und der Zone 16 zu bilden. Jedes optische oder katadioptrische System, wie zum Beispiel ein Objektiv des Typs U.V. NIKKOR, kann geeignet sein.

Die empfindliche Fläche 22 kann ein photographischer Film sein oder - vorzugsweise - eine Matrix aus elektronischen Detektoren, zum Beispiel aus Photodioden.

Es handelt sich zum Beispiel um einen Detektor des Typs CCD von 512 · 512 Pixeln mit einer Matrix von 12,3 · 12,3 cm, wobei dann jedes Pixel eine Abmessung von 24 um ·24 um hat.

Der Detektor ist mit einem Erfassungs- und Verwaltungssystem 24 bekannten Typs verbunden.

Es handelt sich zum Beispiel um einen Controller des Typs ST 138.

Die 50 Hz-Frequenz erscheint als ausreichend, um Messungen durchzuführen. Da das Scintillationsphänomen des Stickstoffs wenig Photonen erzeugt, ist es im Allgemeinen nicht nötig, den Detektor mit einer höheren Frequenz auszulesen. Um jedoch im Bedarfsfall den Einfluss des künstlichen Lichts numerisch bzw. digital zu subtrahieren, kann es nützlich sein, mit höheren Frequenzen zu arbeiten, indem man die erhaltenen Bilder addiert.

Da die geringe Anzahl nuklearer Ereignisse nachteilig sein kann für die Detektion durch die Vorrichtung, ist es möglich, von dem statistischen Charakter des Auftretens der Ereignisse zu profitieren, um das "Strahlungsbild" der Szene wiederzugeben. Die Erfassung integriert also das Signal, indem sie eine große Anzahl von rohen oder korrigierten Bildern summiert.

Das Erfassungssystem 24 umfasst auch Anzeigevorrichtungen des in dem Detektor gebildeten Bilds, zum Beispiel einen Monitor oder einen Bildschirm. Die Anzeige des Bilds kann also in Echtzeit erfolgen.

Das Empfindlichkeitsspektrum der Fläche 22 entspricht zum Beispiel einem Wellenlängenbereich, der sich von 200 nm bis 400 nm erstreckt. Jedoch kann man auch eine empfindliche Fläche mit einem breiteren Spektrum benutzen und dem optischen System 22 ein Interlerenzfilter 23 zuordnen, das nur UV-Strahlen in einem gewählten Wellenlängenbereich durchlässt.

Bei einer speziellen Ausführung ist es möglich, ein erweitertes Spektrum der empfindlichen Fläche vorteilhaft zu nutzen, um außerdem ein Bild des sichtbaren Lichts des Raums 10 zu bilden. Dieses sichtbare Bild kann auch auf dem Bildschirm angezeigt werden.

Dieses Bild des sichtbaren Lichts ermöglicht, wenn es dem UV-Strahlungsbild überlagert wird, leichter die Position der Alphastrahlungsquellen festzustellen, insbesondere in Bezug auf die Wände des Raums oder auf andere Objekte, die dort angeordnet sind.

Dank dem Erfassungs- und Verwaltungssystem des Detektors ist es möglich, die dem Bild des sichtbaren Lichts und dem Bild der UV-Strahlung entsprechenden Daten digital zu addieren oder zu subtrahieren. Es ist auch möglich, von dem ein separat aufgezeichnetes "Grundgeräusch" abzuziehen.

Das Erfassungs- und Verwaltungssystem ermöglicht auch, die Empfindlichkeit und die Auflösung der Bilder digital zu modifizieren oder das Bild ganz oder teilweise zu vergrößern.

Der in der Luft vorhandene Sauerstoff hat einen negativen Effekt auf das Scintillationsphänomen des in der Luft enthaltenen Stickstoffs. Wie die Figur zeigt, ist es möglich, um diesen Effekt zu begrenzen, in dem Raum eine kleinere Umgebung abzugrenzen, in der es möglich ist, die Zusammensetzung des die Quelle umgebenden Gases leichter zu kontrollieren.

So ist ein im Wesentlichen gasdichtes Gehäuse 30 in dem Raum 10 an einer Stelle angeordnet, wo man das Vorhandensein einer Alphateilchenquelle vermutet, die man lokalisieren möchte. Im Falle der Figur steht das Gehäuse 30 an der Wand 12 und grenzt einen Raum ab, dessen Volumen kleiner ist als das Volumen des Raums 10. Dieser Raum bildet dann im Sinne der Erfindung die Umgebung, in der die Quelle lokalisiert sein muss bzw. lokalisiert werden muss. Dieser Behälter kann vorteilhaft durch den Handschuhkasten oder durch das abgeschirmte Gehäuse gebildet werden, bei dem man die Kontamination der Innenwände untersuchen möchte.

Das Gehäuse hat Abmessungen, die größer sind als der mittlere maximale Weg der Alphateilchen in dem Gas, das heißt größer als die Dimensionen der Scintillationseffekt- Zone 16.

Mit dem Gehäuse ist ein Stickstoffgenerator 32 verbunden, um den Stickstoffgehalt in dem Gehäuse erhöhen zu können. Es können auch andere Gase in das Gehäuse eingeblasen werden, zum Beispiel Ar, Na, Kr und Xe oder jedes Gemisch aus diesen Gasen; um das Scintillationsphänomen zu verbessern.

Es ist auch möglich, den in dem Gehäuse 30 enthaltenen Sauerstoff wenigstens teilweise zu eliminieren, indem man dort eine Verbrennung oder eine Oxidationsreaktion mittels Katalysator vorsieht.

Das Gehäuse ist aus einem für UV-Strahlen transparenten Material oder umfasst ein Fenster 33, um die Scintillationsphotonen in Richtung Kamera durchzulassen.

Schließlich ist es dank der Vorrichtung und des Verfahrens der Erfindung möglich, eine Alphastrahlungsquelle aus einer Distanz zu detektieren, die deutlich größer ist als der mittlere freie Weg der Alphateilchen.

Während nämlich die von einem Alphateilchen vor der Wechselwirkung durchlaufene Distanz einige Zentimeter beträgt, kann die Distanz L, die die zu lokalisierende Quelle von der Messkamera trennt, mehrere Kilometer betragen. Sie ist justierbar, insbesondere durch die Wahl der Fokaldistanz des optischen Systems.

Wie oben erwähnt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt werden zur Detektion radioaktiver Quellen. Sie kann auch genutzt werden, um in der Umgebung ein Alphateilchen-emittierendes radioaktives Gas nachzuweisen.

Um zum Beispiel ein Leck in einem Behälter, zum Beispiel einem Flüssiggastanker bzw. -transporter nachzuweisen, ist es möglich, in die Doppelschale auf der Außenseite des Behälters ein Gas einzuspeisen, das Alphateilchenquellen enthält, zum Beispiel Radon, und ein Bild von der Innenwand des Behälters zu bilden. Dieses Bild zeigt dann die Stelle des Lecks, dort wo Scintillation auftritt, verursacht durch die Wechselwirkung der durch das Radon und die Umgebungsluft emittierten Alphateilchen.

GENANNTE FUNDSTELLEN-DOKUMENTE (1)

Gaseous Scintillation Counting, von C. Eggler et al. in Nucleonics, April 1956, Seiten 34 und 35.

(2)

A spectroscopic Study of Alpha-ray-Induced Luminescence in Gases, von S. Dondes, Radiation research 27, 1966, Seiten 174-209.

(3)

The Theory and Practice of Scintillation Counting, von J. B. Birks, Pergamon Press, Seite 578 und Seite 592.

(4)

Proceedings of the Annual International Carnahan Conference on Security Technology, Albuquerque, 12.-14. Okt. 1994. Konf.-Nr. 28, 12. Oktober 1994. Sanson L. D., Seiten 6-19, XP00.0492095, Koster J.E. et al.: "Alpha Detection as a Probe for Counter Proliferation".


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Fernlokalisierung von Quellen (14) von alpha-radioaktiven Teilchen in einer Umgebung (10, 30), bei dem man ein Gas, das Stickstoff als Scintillator enthält und die Umgebung füllt, benutzt, um die durch die Quellen (14) emittierten alpharadioaktiven Teilchen in eine Photonenstrahlung umzuwandeln, und bei dem man auf einer photosensiblen Fläche ein Bild der Photonenstrahlung bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Stickstoff enthaltendes Gas benutzt, um die durch die Quellen (14) emittierten alpha-radioaktiven Teilchen in eine ultraviolette Photonenstrahlung umzuwandeln.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umgebung (30) mit einem Gehäuse abgrenzt, das im Wesentlichen Gas-undurchlässig ist und eine Wand (33) aufweist, die wenigstens lokal für die Photonenstrahlung durchlässig ist, man das Gehäuse mit Stickstoff enthaltendem Gas füllt und man das Bild der Photonenstrahlung auf der sensiblen Fläche bildet, durch die genannte Wand (33) hindurch.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das Bild der Photonenstrahlung ohne die Präsenz von sichtbarem Licht bildet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das Bild der Photonenstrahlung durch ein Filter (23) hindurch bildet, das ultraviolette Strahlen selektiv durchlässt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das Bild der Photonenstrahlung in Präsenz von künstlichem sichtbarem Licht bildet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man außerdem ein Bild des sichtbaren Lichts der Umgebung bildet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man das Bild des sichtbaren Lichts unter einer künstlichen Beleuchtung der Umgebung realisiert.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man das Bild des sichtbaren Lichts und das Bild der Photonenstrahlung überlagert.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Luft als Scintillator benutzt, um die durch die Quellen (14) emittierten alpha-radioaktiven Teilchen in ultraviolette Strahlung umzuwandeln.

11. Vorrichtung zur Fernlokalisierung von Quellen von alpha-radioaktiven Teilchen in einer Umgebung, wobei diese Vorrichtung eine für ultraviolette Strahlen sensible Fläche (20), ein gasförmiges scintillierendes Medium, das Stickstoff enthält und die Umgebung füllt, und optische Einrichtungen (22) umfasst, um ein Bild der ultravioletten Strahlung der Umgebung auf der sensiblen Fläche abzubilden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Gehäuse (30) umfasst, das im Wesentlichen Gas-undurchlässig ist, um die Umgebung abzugrenzen, und eine Wand aufweist, die wenigstens lokal für die Photonenstrahlung durchlässig ist, um das Bild der Photonenstrahlung auf der sensiblen Fläche zu bilden, wobei die sensible Fläche sich auf der Außenseite des Gehäuses befindet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kamera umfasst, wobei die Kamera mit der sensiblen Fläche versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die sensible Fläche eine Photodioden-Matrix ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix Photodioden umfasst, die außerdem für sichtbares Licht sensibel sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem Einrichtungen umfasst, um ein Bild des sichtbaren Lichts der Umgebung zu bilden.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem einen Bildschirm umfasst, um wenigstens eines der Bilder der ultravioletten Strahlung und des sichtbaren Lichts zu visualisieren.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com