| JP01142485 | DEVICE FOR DETECTING PRESENCE OF INSECT AND/OR INSECT LARVA |
| JP59107220 | VIBRATION SENSOR |
| WO/2011/131941 | VIBRATION LOGGER |
MANNANAL, Scaria (Schumannsdieken 15, Ratingen, 40885, DE)
EICKMEYER, Torsten (Bergstraße 13, Ratingen, 40878, DE)
FUSSHOLZ, Karin (Wipperauer Straße 17, Solingen, 42699, DE)
DEHNHARDT, Stefan (Hauser Ring 66, Ratingen, 40878, DE)
MANNANAL, Scaria (Schumannsdieken 15, Ratingen, 40885, DE)
EICKMEYER, Torsten (Bergstraße 13, Ratingen, 40878, DE)
FUSSHOLZ, Karin (Wipperauer Straße 17, Solingen, 42699, DE)
| Patentansprüche 1. Strahlungsdetektorvorrichtung zur Identifizierung radioaktiver Verunreinigungen in einem Meßvolumen (1) mit einer Anordnung aus Strahlungsdetektoren (3), einer Auswerteeinheit und einer Anzeigeeinheit, wobei die Strahlungsdetektoren (3) jeweils einen Szintillatorkristall (4) und einen Umsetzer zur Bereitstellung der Strahlungsdetektorsignale aufweisen, wobei während einer ersten Grobmessung das Meßvolumen (1) und die Strahlungsdetektorvorrichtung einander passieren, wobei die Auswerteeinheit während der Grobmessung die Ein- zelspektren der Strahlungsdetektoren (3) (Counts pro Energiekanal) und/oder die Summenspektren einzelner Strahlungsdetektoren (3) (auf summierte Counts einzelner Strahlungsdetektoren pro Energiekanal) und aus den Einzelspektren bzw. den Summenspektren ggf. die Gesamtcounts der Strahlungsdetektoren (3) (Counts über gesamten Energiebereich) und/oder die Summen-Gesamtcounts einzelner Strahlungsdetektoren (3) (aufsummierte Gesamtcounts einzelner Strahlungsdetektoren) ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit während der Grobmessung mit geringer Kanalauflösung die Einzelspektren der Strahlungsdetektoren (3) und/oder die Summenspek- tren einzelner Strahlungsdetektoren (3) erzeugt und bei Erkennung einer Alarmbedingung einen Alarm für die betreffende Meßstelle am Meßvolumen (1) generiert und dass die Auswerteeinheit im Alarmfall in einer Feinmessung an der dem Alarm zuzuordnenden Meßstelle (1) mit hoher Kanalauflösung das Einzelspektrum eines Strahlungsdetektors (3) und/oder das Summenspektren einzelner Strahlungsdetektoren (3) erzeugt und darauf basierend eine Nuklidanalyse vornimmt. 2. Strahlungsdetektorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geringe Kanalauflösung einer Aufteilung des relevanten Energiespekt- rums in eine Anzahl von maximal 256 Energiekanälen, vorzugsweise von 32 Energiekanälen, und die hohe Kanalauflösung einer Aufteilung des relevanten Energiespektrums in eine Anzahl von mehr als 256 Energiekanälen, vorzugsweise von 1024 Energiekanälen, entspricht. 3. Strahlungsdetektorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit die Grobmessung während des Passierens des Meßvolumens (1) und der Strahlungsdetektorvorrichtung in periodischen Abständen wiederholt, vorzugsweise, dass die Auswerteeinheit die relative Position der dem Alarm zuzuordnenden Meßstelle für die Durchfuhrung der anschließenden Feinmessung speichert. 4. Strahlungsdetektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Feinmessung zwischen dem Meßvolumen (1) und der Strahlungsdetektorvorrichtung keine Relativbewegung vorgesehen ist. 5. Strahlungsdetektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Grobmessung und/oder bei der Feinmessung an der Bildung des Summenspektrums beteiligten Strahlungsdetektoren (3) im Wesentlichen in einer Ebene liegen, um die effektive Strahlungsdetektorfläche zu vergrößern. 6. Strahlungsdetektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit im Alarmfall das Einzelspektrum eines Strahlungsdetektors (3) an der dem Alarm zuzuordnenden Meßstelle erzeugt und darauf basierend die Nuklidanalyse vornimmt und dass die Auswerteeinheit für den Fall, dass das Einzelspektrum aufgrund unzureichender Ausprägung spektraler Peaks die Identifizierung eines Nuklids nicht erlaubt, das Summenspektrum dieses Strahlungsdetektors (3) und mindestens eines weiteren, insbesondere benachbarten Strahlungsdetektors (3) erzeugt und darauf basierend die Nuklidanalyse durchführt. 7. Strahlungsdetektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinmessung basierend auf dem Einzelspektrum bzw. dem Summenspektrum des Strahlungsdetektors (3) bzw. der Strahlungsdetektoren (3) erfolgt, das bzw. die ursächlich für die Alarmauslösung war bzw. waren. 8. Strahlungsdetektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinmessung mit einem zusätzlichen, separaten Strahlungsdetektor (3) bzw. mit zusätzlichen, separaten Strahlungsdetektoren (6) erfolgt, der bzw. die in der jeweiligen Bewegungsrichtung gesehen hinter dem Strahlungsdetektor (3) bzw. den Strahlungsdetektoren (3) liegt bzw. liegen, der bzw. die ursächlich für die Alarmauslösung war bzw. waren. 9. Strahlungsdetektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit die Energiespektren jeweils ohne Meßvolumen - Hintergrundspektrum - und mit Meßvolumen - Meßspektrum - ermittelt und die relative, auf die jeweiligen Gesamtcounts bezogene Countverteilung des Hintergrundspektrums mit der entsprechenden relativen Countverteilung des Meßspektrums vergleicht und bei einer vorbestimmten Grenzabweichung der beiden relativen Countverteilungen voneinander einen Alarm auslöst. 10. Strahlungsdetektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Szintillatorkristall (4) einen Nal-Kristall oder einen Csl-Kristall aufweist und dass der Nal-Kristall bzw. der Csl-Kristall ein Volumen von mindestens 0,5 1, weiter vorzugsweise von mindestens 1 1 aufweist. 1 1. Strahlungsdetektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Szintillatorkristall (4) um einen BGO-Kristall handelt. 12. Strahlungsdetektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsdetektoren (3) länglich ausgestaltet sind und bezogen auf den Detektionsbereich rückseitig und seitlich jeweils eine Abschirmung (7) aufweisen, vorzugsweise, dass im Querschnitt die Abschirmungen (7) jeweils rückseitig einen plattenartigen Abschnitt (7a) aufweisen, von dessen beiden Enden zwei flügelartige Abschnitte (7b) trichterförmig zum Detektionsbereich hin abragen. 13. Strahlungsdetektorvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (7) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, im Wesentlichen geschlossen ausgestaltet ist und zum Detektionsbereich hin eine Anordnung aus Fenstern (8), vorzugsweise aus Kunststoff oder Keramik, für das Durchtreten radioaktiver Strahlung aufweist. 14. Strahlungsdetektor zur Identifizierung radioaktiver Verunreinigungen in einem Meßvolumen (1) mit mindestens einem Szintillatorkristall (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Szintillatorkristall (4) in einem zumindest teilweise, vorzugsweise voll- ständig, im Wesentlichen geschlossenen, abschirmenden Gehäuse (9) angeordnet ist, das zum Detektionsbereich hin eine Anordnung von Fenstern (8), vorzugsweise aus Kunststoff oder Keramik, für das Durchtreten radioaktiver Strahlung aufweist. |
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlungsdetektorvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie einen Strahlungsdetektor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 14.
Der in Rede stehenden Strahlungsdetektorvorrichtung kommt heute zunehmende Bedeutung zu, da strahlende Materialien in steigendem Maße in den Materialkreislauf gelangen. Strahlungsquellen hier sind beispielsweise Stahl und Eisen aus Kernkraftwerken, Kontrollstrahlquellen medizinischer Aktivitätsmesseinrichtungen o. dgl. oder Produkte mit Leuchtfarbenauftrag.
Vorliegend steht die Identifizierung radioaktiver Verunreinigungen in einem Meßvolumen aus Schrott, Halbzeugen oder dergleichen im Vordergrund. Dies ist aber nicht beschränkend zu verstehen.
Die bekannte Strahlungsdetektorvorrichtung (WO 2006/095188 AI), von der die vorliegende Erfindung ausgeht, umfasst einen Rahmen, an dem eine Anordnung aus Strahlungsdetektoren, dort Gamma- Strahlungsdetektoren, befestigt ist. Mit Metallschrott beladene Lastkraftwagen können durch diesen Rahmen hindurch fahren und auf radioaktive Verunreinigungen überprüft werden.
Bei der bekannten Strahlungsdetektorvorrichtung wird in einem ersten Schritt überprüft, ob überhaupt eine irgendwie geartete, erhöhte Strahlungsbelastung vorliegt. In einem zweiten Schritt wird eine Nuklidanalyse auf das Vorliegen bestimmter Nuklide im Meßvolumen durchgeführt. In beiden Messschritten ist es in einer Variante vorgesehen, mehrere Strahlungsdetektoren zur Erhöhung der Empfindlichkeit zusammenzuschalten.
Bei der bekannten Strahlungsdetektorvorrichtung finden Strahlungsdetektoren mit Szintillatorkristallen Anwendung. Treffen Strahlungsquanten des in dem Meßvolumen vorhandenen, strahlenden Materials auf den Szintillatorkristall eines Strahlungsdetektors, so entstehen Lichtblitze im Szintillatorkristall, die mittels eines Umsetzers mit Photokathode in Strahlungsdetektorsignale umgesetzt werden.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Jedes in den Szintillatorkristall einfallende Strahlungsquant erzeugt einen Spannungsimpuls im Strahlungsdetektorsignal, dessen Höhe proportional zur Energie des einfallenden Strahlungsquants ist.
Üblicherweise wird der gesamte relevante Energiebereich der Strahlungsquanten in eine Vielzahl gleichbreiter Energiebänder unterteilt, die als Energiekanäle bezeichnet werden. Bei einem Messvorgang löst der Einfall eines Strahlungsquants wie oben erläutert einen Spannungsimpuls aus, der über dessen Höhe einem der Energiekanäle zugeordnet wird. Die gemessene Anzahl von Strahlungsquanten wird vorliegend als„Counts" bezeichnet.
Die Angabe der Counts pro Energiekanal für einen einzelnen Strahlungsdetektor entspricht dem Einzel Spektrum des jeweiligen Strahlungsdetektors. Alternativ dazu werden die Counts einzelner Strahlungsdetektoren pro Energiekanal aufsummiert. Hierbei handelt es sich dann um das Summenspektrum dieser Strahlungsdetektoren.
Die obigen Spektren, insbesondere die dortigen Verteilungen spektraler Peaks, ermöglichen auf einfache Weise eine Nuklidanalyse. Der Grund hierfür besteht darin, dass jedem Nuklid ein für ihn charakteristischer spektraler„Fingerabdruck" zugeordnet werden kann.
Aus den Einzelspektren bzw. den Summenspektren lassen sich auch die Gesamt- counts der Strahlungsdetektoren, also die Counts über den gesamten Energiebereich, und die Summen-Gesamtcounts einzelner Strahlungsdetektoren, also die aufsummierten Gesamtcounts einzelner Strahlungsdetektoren, ermitteln.
Eine Herausforderung bei der Umsetzung der bekannten StrahJungsdetektorvor- richtung besteht darin, dass während des Messvorgangs der das Meßvolumen aufweisende Lastkraftwagen die Strahlungsdetektorvorrichtung passiert, so dass nur wenig Zeit für die Ermittlung der obigen Spektren verbleibt. Dies bedeutet aber auch, dass vergleichsweise wenige Counts pro Energiekanal während des Messvorgangs entstehen können. Dies wirkt sich ungünstig auf die Qualität der Messergebnisse aus. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Strahlungsdetektorvorrichtung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine hohe Messqualität auch bei schneller Relativbewegung zwischen Meßvolumen und Strahlungsde- tektorvorrichtung gewährleistet ist.
Das obige Problem wird bei einer Strahlungsdetektorvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Der vorschlagsgemäßen Lösung liegt zunächst einmal die Überlegung zugrunde, eine Grobmessung für das Auslösen eines Alarms nach Erkennung erhöhter radioaktiver Strahlung, und, nach Alarmauslösung, eine Feinmessung zur Nuklidanalyse vorzunehmen. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass eine Grobmessung zur bloßen Alarmgenerierung, also ohne Nuklidanalyse, in noch zu erläuternder Weise mit geringem Zeitaufwand möglich ist, was der Relativbewegung zwischen dem Meßvolumen und der Strahlungsdetektorvorrichtung Rechnung trägt.
Wesentlich ist nun, dass die Auswerteeinheit während der Grobmessung die Einzelspektren der Strahlungsdetektoren und/oder die Summenspektren einzelner Strahlungsdetektoren mit geringer Kanalauflösung erzeugt. Eine geringe Kanalauflösung heißt, dass sich die Gesamtcounts eines Messvorgangs auf nur wenige Energiekanäle aufteilen. Bei hoher Kanalauflösung teilen sich die Gesamtcounts entsprechend auf eine hohe Anzahl von Energiekanälen auf. Um statistisch zuverlässige Aussagen treffen zu können, ist zu erwarten, dass ein Messvorgang mit hoher Kanalauflösung länger dauert als ein Messvorgang mit geringer Kanalauflösung.
Im Ergebnis wird mit der geringen Kanalauflösung bei der Grobmessung erreicht, dass die Grobmessung nur wenig Zeit erfordert und somit die Relativbewegung zwischen Meßvolumen und Strahlungsdetektorvorrichtung unproblematisch ist.
Mit der geringen Kanalauflösung nimmt man in Kauf, dass eine Nuklidanalyse kaum oder gar nicht möglich ist, da der spektrale„Fingerabdruck" der Nuklide kaum oder gar nicht auflösbar ist. Um dennoch eine Nuklidanalyse zu ermöglichen wird vorgeschlagen, dass die Auswerteeinheit im Alarmfall in einer Feinmessung an der dem Alarm zuzuordnenden Messstelle das Einzelspektrum eines Strahlungsdetektors und/oder das Summenspektrum einzelner Strahlungsdetektoren mit hoher Kanalauflösung erzeugt und darauf basierend eine Nuklidanalyse vornimmt.
Bei geeigneter Auslegung der vorschlagsgemäßen Strahlungsdetektorvorrichtung lässt sich also ein optimaler Kompromiss zwischen Schnelligkeit einerseits und Messgenauigkeit andererseits erzielen.
Die vorschlagsgemäße Lösung erlaubt es gemäß Anspruch 3, dass sich die Grobmessung während des Passierens des Messvolumens und der Strahlungsdetektorvorrichtung in kurzen periodischen Abständen wiederholt, wobei die relative Position der dem Alarm zuzuordnenden Messstelle am Meßvolumen für die Durchführung der anschließenden Feinmessung gespeichert wird. Diese relative Position lässt sich beispielsweise durch Ermittlung der Relativgeschwindigkeit zwischen Meßvolumen und Strahlungsdetektorvorrichtung berechnen.
Während der Feinmessung ist zwischen dem Meßvolumen und der Strahlungsdetektorvorrichtung gemäß Anspruch 4 vorzugsweise keine Relativbewegung vorgesehen. Dies lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass der das Meßvolumen tragende Lastkraftwagen oder dergleichen beispielsweise mit Hilfe der Anzeigeeinheit an der entsprechenden Stelle vor dem jeweiligen Strahlungsdetektor bzw. vor den jeweiligen Strahlungsdetektoren positioniert wird.
Szintillatorkristalle haben den großen Vorteil, dass sich eine hohe Signalauflösung im Energiebereich erreichen lässt, was mit einer besonders hohen Qualität bei der Nuklidanalyse verbunden ist. Durch die Bildung von Summenspektren einzelner Strahlungsdetektoren lassen sich ferner räumliche Detektionsbereiche in nahezu unbegrenztem Umfang erzielen.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 ist es daher vorgesehen, dass Strahlungsdetektoren zur Bildung der obigen Summenspektren zusammengeschaltet werden und im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet werden, um die effektive Strahlungsdetektorfläche und damit den räumlichen Detektionsbe- reich zu vergrößern.
Mit der Bildung eines Summenspektrums mehrerer Strahlungsdetektoren lässt sich die Empfindlichkeit im Hinblick auf die Alarmgenerierung und die Nuklid- erkennung zwar steigern. Allerdings bezieht sich das resultierende Ergebnis bei der Bildung des Summenspektrums stets auf den entsprechend vergrößerten De- tektionsbereich, was die räumliche Auflösung der Messung beeinträchtigt. Daher wird gemäß Anspruch 6 vorgeschlagen, die Feinmessung zunächst anhand des Einzelspektrums eines einzigen Strahlungsdetektors durchzuführen und erst, wenn die resultierende Nuklidanalyse aufgrund unzureichender Ausprägung spektraler Peaks die Identifizierung eines Nuklids nicht erlaubt, das Summenspektrum dieses Strahlungsdetektors und mindestens eines weiteren Strahlungsdetektors zu erzeugen und basierend darauf die Nuklidanalyse durchzuführen.
Die besonders bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 zeigt eine besonders effektive Lösung für die Berücksichtigung der Hintergrundstrahlung bei der Alarmgenerierung. Problematisch ist nicht die Existenz der Hintergrundstrahlung als solche, sondern die Abschirmwirkung des Behältnisses des Meßvolumens, des Lastkraftwagens o. dgl., die zu einer bei der Grob- und Feinmessung unbekannten Absenkung des Hintergrundspektrums führen kann.
Gemäß Anspruch 9 wird vorgeschlagen, die relative Countverteilung eines ohne Meßvolumen ermittelten Energiespektrums mit der relativen Countverteilung des mit Meßvolumen ermittelten Energiespektrums zu vergleichen, um unabhängig von der obigen Absenkung des Hintergrundspektrums zu sein. Im Grundsatz ist dieses Prinzip bekannt (DE 695 18 504 T2). Vorliegend ist jedoch erkannt worden, dass die Kanalauflösung für dieses Prinzip völlig unerheblich ist, so dass eine Anwendung auf die vorschlagsgemäße Grobmessung (mit geringer Kanalauflösung) mit einfachen Mitteln zu einem besonders schnellen und gleichzeitig feh- lerrobusten Gesamtsystem führt.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 14, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Strahlungsdetektorvorrichtung beansprucht, bei der es auf eine Relativbewegung zwischen Meßvolumen und Strahlungsdetektorvor- richtung nicht ankommt. Im Übrigen darf hinsichtlich des grundsätzlichen Aufbaus aber auf die Ausführungen zu der ersten Lehre verwiesen werden.
Wesentlich nach der weiteren Lehre ist die Tatsache, dass der Strahlungsdetektor vorzugsweise in einem vollständig im Wesentlichen geschlossenen, abschirmenden Gehäuse angeordnet ist, das eine Anordnung von Fenstern, vorzugsweise aus Kunststoff oder Keramik, für das Durchtreten radioaktiver Strahlung und damit zur Einstellung des Detektionsbereichs aufweist.
Die weitere Lehre zeigt eine Lösung zur Steigerung der Messqualität durch eine spezielle Konstruktion der Strahlungsdetektorvorrichtung, und nicht notwendigerweise durch die weiter oben genannten steuerungstechnischen Maßnahmen.
Es ist erkannt worden, dass ein Gehäuse mit Fenstern zwar eine geringere Durchlässigkeit für radioaktive Strahlung aufweist als ein zum Detektionsbereich hin vollständig offenes Gehäuse, dass sich mit der Ausgestaltung und Anordnung der Fenster jedoch neue Freiheitsgrade in der Auslegung des räumlichen Detektionsbereichs eröffnen. Zusätzlich stellt ein solches geschlossenes Gehäuse einen besonders robusten Schutz gegenüber äußeren Einwirkungen bereit.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine vorschlagsgemäße Strahlungsdetektorvorrichtung mit eingefahrenem Lastkraftwagen von vorne,
Fig. 2 die Strahlungsdetektorvorrichtung gemäß Fig. 1 von der Seite,
Fig. 3 einen Teilschnitt der Strahlungsdetektorvorrichtung gemäß Fig. 2 in einer Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie III-III,
Fig. 4 einen vorschlagsgemäßen Strahlungsdetektor,
Fig. 5 ein Einzelspektrum bei der Grobmessung mit und ohne Alarm, und
Fig. 6 ein Einzelspektrum bei der Feinmessung. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Strahlungsdetektorvorrichtung dient der Identifizierung radioaktiver Verunreinigungen in einem Meßvolumen 1, das hier und vorzugsweise in einem Lastkraftwagen 2 untergebracht ist. Der Transport des Meßvolumens 1 in einem Lastkraftwagen ist selbstverständlich nur beispielhaft, und nicht beschränkend zu verstehen. Denkbar ist auch, dass das Meßvolumen 1 auf einem Förderband oder dergleichen transportiert wird oder aber ortsfest angeordnet ist.
Bei dem Meßvolumen 1 kann es sich um jegliches, vermeintlich radioaktiv verunreinigtes Material, insbesondere um Metallschrott, um Halbzeuge oder dergleichen handeln.
Die Strahlungsdetektorvorrichtung weist eine Anordnung aus Strahlungsdetektoren 3, eine nicht dargestellte Auswerteeinheit und eine nicht dargestellte Anzeigeeinheit auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier Strahlungsdetektoren 3 vorgesehen. Je nach Anwendungsfall kann eine höhere oder geringere Anzahl von Strahlungsdetektoren 3 vorgesehen sein.
Bei den Strahlungsdetektoren 3 handelt es sich jeweils um Kristalldetektoren. Entsprechend sind die Strahlungsdetektoren 3 jeweils mit einem Szintillator- kristall 4 und einem nicht dargestellten Umsetzer zur Bereitstellung der Strahlungsdetektorsignale ausgestattet. Der Szintillatorkristall 4 ist hier und vorzugsweise länglich und im Querschnitt rund ausgestaltet. Es sind auch im Querschnitt rechteckige oder quadratische Ausgestaltungen denkbar.
Während einer ersten Grobmessung ist es vorgesehen, dass das Meßvolumen 1 und die Strahlungsdetektorvorrichtung einander passieren. Hier bedeutet dies, dass der Lastkraftwagen 2 durch ein torartiges Gebilde hindurchfährt, an dem die Strahlungsdetektoren 3 befestigt sind.
Während der Grobmessung ermittelt die Aus werteeinheit die Einzel Spektren der Strahlungsdetektoren 3 und/oder die Summenspektren einzelner Strahlungsdetektoren 3. Aus den Einzelspektren bzw. den Summenspektren werden gegebenenfalls auch noch die Gesamtcounts der Strahlungsdetektoren 3 und/oder die Summen- Gesamtcounts einzelner Strahlungsdetektoren 3 ermittelt. Wesentlich ist nun, dass die Auswerteeinheit während der Grobmessung mit geringer Kanalauflösung die Einzelspektren der Strahlungsdetektoren 3 und/oder die Summenspektren einzelner Strahlungsdetektoren erzeugt. Fig. 5 zeigt ein Einzelspektrum mit Alarm (schraffierte Füllung) und ohne Alarm (schwarze Füllung).
Bei Erkennung einer Alarmbedingung, hier bei dem Überschreiten eines noch zu erläuternden Grenzwerts (Fig. 5, weiße Füllung), wird ein Alarm für die betreffende Messstelle am Meßvolumen 1 generiert. Dies ist bei dem in Fig. 5 gezeigten Spektrum in den Kanälen 10, 1 1 und 12 der Fall. Die Messstelle ist hier irgendeine Stelle am Lastkraftwagen 2, an der während der Grobmessung der Alarm ausgelöst worden ist.
Im Alarmfall erzeugt die Auswerteeinheit in einer Feinmessung an der dem Alarm zuzuordnenden Messstelle mit hoher Kanalauflösung das Einzelspektrum eines Strahlungsdetektors 3 und/oder das Summenspektrum einzelner Strahlungsdetektoren 3. Darauf basierend nimmt die Aus werteeinheit dann eine Nuk- lidanalyse vor, um zu überprüfen, auf welches Nuklid bzw. welche Nuklid- zusammensetzung die radioaktive Verunreinigung zurückgeht. Die Vorteile von Grobmessung mit geringer Kanalauflösung und Feinmessung mit hoher Kanalauflösung wurden im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert.
Fig. 6 zeigt ein im Rahmen der Feinmessung erzeugtes Einzelspektrum bei einer Kanalauflösung von 1024 Kanälen im Alarmfall. Der in Fig. 6 dargestellte Alarmfall entspricht dem in Fig. 5 dargestellten Alarmfall. Ein Vergleich der Figuren 5 und 6 zeigt, dass sich mit der hohen Kanalauflösung spektrale„Fingerabdrücke" grundsätzlich automatisch erfassen lassen.
Es hat sich in Versuchen gezeigt, dass die Grenze zwischen geringer Kanalauflösung und hoher Kanalauflösung in obigem Sinne optimalerweise bei 256 Energiekanälen liegt. Vorzugsweise ist es daher vorgesehen, dass die geringe Kanalauflösung eine Aufteilung des relevanten Energiespektrums in eine Anzahl von maximal 256 Energiekanälen entspricht. Weiter vorzugsweise entspricht die hohe Kanalauflösung einer Aufteilung des relevanten Energiespektrums in eine Anzahl von mehr als 256 Energiekanälen. In bevorzugter Ausgestaltung handelt es sich bei der geringen Kanalauflösung um eine 32-kanalige Auflösung und bei der hohen Kanalauflösung um eine 1024-kanalige Auflösung. Dies hat sich bei der Anwendung der obigen Lastkraftwagen-Messung mit Meßvolumen aus Metallschrott und aus Halbzeugen bewährt.
Dadurch, dass die Grobmessung wie erläutert besonders schnell durchgeführt werden kann, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Auswerteeinheit die Grobmessung während des Passierens des Messvolumens 1 und der Strahlungsdetektorvorrichtung in periodischen Abständen wiederholt. Das Meßvolumen 1 , hier das im Lastkraftwagen 2 angeordnete Meßvolumen 1 , wird gewissermaßen „scheibchenweise" abgetastet. Sofern während der Abtastung ein Alarm entsteht, ist es weiter vorzugsweise vorgesehen, dass die Auswerteeinheit die relative Position der dem Alarm zuzuordnenden Messstelle für die Durchführung der anschließenden Feinmessimg speichert. Die Feinmessung ist mit einem größeren Zeitaufwand als die Grobmessung verbunden, so dass während der Feinmessung zwischen dem Meßvolumen 1 und der Strahlungsdetektorvorrichtung keine Relativbewegung vorgesehen ist.
Der Lastkraftwagen 2 passiert während der Grobmessung die Strahlungsdetek- torvorrichtung in Schrittgeschwindigkeit. Sofern an irgendeiner Messstelle ein Alarm generiert worden ist, wird der Lastkraftwagen 2 ein zweites Mal in der Strahlungsdetektorvorrichtung positioniert, und zwar gerade so, dass die dem Alarm zuzuordnende Messstelle vor mindestens einem der Strahlungsdetektoren 3, insbesondere vor dem den Alarm auslösenden Strahlungsdetektor 3, positioniert ist.
Für die zweite Einfahrt oder das Rücksetzen des Lastkraftwagens 3 kann dem Fahrer des Lastkraftwagens eine Position über die Anzeigeeinheit vorgegeben werden, so dass die jeweilige Messstelle an dem entsprechenden Strahlungsdetektor 3 zu stehen kommt. Hier sind auch vollautomatische Systeme denkbar, beispielsweise durch eine motorische Längsverstellung der Strahlungsdetektoren 3. Fig. 1 zeigt, dass die Strahlungsdetektoren 3 paarweise im Wesentlichen in einer Ebene liegen, und zwar so, dass die effektive Strahlungsdetektorfläche vergrößert wird. Ganz generell wird vorgeschlagen, dass die bei der Grobmessung und/oder bei der Feinmessung an der Bildung des Summenspektrums beteiligten Strahlungsdetektoren im Wesentlichen in einer Ebene liegen, eben um die effektive Strahlungsdetektorfläche zu vergrößern.
Es wurde schon darauf hingewiesen, dass auch die Feinmessung gegebenenfalls zweistufig durchgeführt wird. In einer ersten Stufe ist es vorgesehen, dass die Auswerteeinheit im Alarmfall das Einzelspektrum eines Strahlungsdetektors 3 an der dem Alarm zuzuordnenden Messstelle erzeugt und darauf basierend die Nuk- lidanalyse vornimmt. Für den Fall, dass die Ausprägung spektraler Peaks im Einzel Spektrum nicht ausreicht, um die Identifizierung eines Nuklids vorzunehmen, wird vorgeschlagen, das Summenspektrum dieses Strahlungsdetektors 3 und mindestens eines weiteren, insbesondere benachbarten Strahlungsdetektors 3 zu erzeugen. Darauf basierend kann dann die Nuklidanalyse mit besseren Erfolgsaussichten durchgeführt werden.
Die besten Ergebnisse haben sich in Versuchen gezeigt, wenn die Feinmessung basierend auf dem Einzelspektrum bzw. dem Summenspektrum des Strahlungsdetektors 3 bzw. der Strahlungsdetektoren 3 erfolgt, das bzw. die ursächlich für die Alarmauslösung war bzw. waren. Das geht natürlich nur, wenn der Lastkraftwagen 2 nochmals in die Strahlungsdetektorvorrichtung einfährt oder zurücksetzt.
In Anwendungsfallen, bei denen es um einen hohen Durchsatz von zu überprüfenden Meßvolumen 1 geht, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Feinmessung mit einem zusätzlichen, separaten Strahlungsdetektor 6 bzw. mit zusätzlichen, separaten Strahlungsdetektoren 6 erfolgt, die in der jeweiligen Bewegungsrichtung, hier der Bewegungsrichtung des Lastkraftwagens 3, gesehen hinter dem Strahlungsdetektor 3 bzw. den Strahlungsdetektoren 3 liegt bzw. liegen, der bzw. die ursächlich für die Alarmauslösung war bzw. waren. Solche zusätzlichen, separaten Strahlungsdetektoren 3 sind in Fig. 2 in gestrichelter Linie dargestellt. Denkbar ist es hier, dass durch die ersten Strahlungsdetektoren 3 ein Alarm an einer Messstelle generiert wird und dass der Lastkraftwagen 2 gestoppt wird, wenn die Messstelle die weiteren Strahlungsdetektoren 6 erreicht hat. Dann kann die Feinmessung erfolgen, ohne dass der Lastkraftwagen ein zweites Mal in die Strahlungsdetektorvorrichtung eingefahren oder zurückgesetzt werden muss.
Es wurde im allgemeinen Teil der Beschreibung darauf hingewiesen, dass die stets vorhandene Hintergrundstrahlung auf die eine oder andere Weise berücksichtigt werden muss. Hier und vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Auswerteeinheit die Energiespektren zunächst einmal ohne Meßvolumen 1 ermittelt, was hier als „Hintergrundspektrum" bezeichnet wird. Dies kann in einem Kalibriervorgang erfolgen, der vorzugsweise in bestimmten Abständen periodisch wiederholt wird. Denkbar ist auch die Kalibrierung vor jedem Meßvorgang. Während der Grob- und Feinmessung werden die Energiespektren dann mit Meßvolumen 1 ermittelt. Diese Energiespektren werden vorliegend jeweils als„Messspektrum" bezeichnet.
Während der Grobmessung wird die relative, auf die jeweiligen Gesamtcounts (über den gesamten relevanten Energiebereich) bezogene Countverteimng des Hintergrundspektrums mit der entsprechenden relativen Countverteimng des Messspektrums verglichen, wobei bei einer vorbestimmten Grenzabweichung der beiden relativen Countverteilungen voneinander ein Alarm ausgelöst wird. Diese von der Auswerteeinheit vorzunehmende Alarmgenerierung basiert auf dem Vergleich der relativen, also auf die Gesamtcounts bezogenen Verläufe der Energiespektren. Ein Absenken des Energiespektrums insgesamt, wie es beispielsweise durch die Abschirmwirkung des Lastkraftwagens verursacht wird, hat entsprechend nur statistischen Einfluss auf das Messergebnis.
Fig. 5 zeigt neben den relativen Countverteilungen mit und ohne Alarm einen Grenzwert, der sich aus dem Hintergrundspektrum berechnet. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es sich bei den Werten in Fig. 5 eben um Relativwerte in obigem Sinne handelt, nämlich um die einem Energiekanal zuzurechnenden Counts bezogen auf die jeweiligen Gesamtcounts.
Im einfachsten Fall ergeben sich die Grenzwerte, indem auf die relative Count- verteilung des Hintergrundspektrums eine Konstante aufaddiert wird. Bei dieser Konstante kann es sich um die dem Energiespektrum zugeordnete Standardabweichung und/oder um einen benutzerdefinierten Parameterwert handeln. Es sind zahlreiche Möglichkeiten für die Auslegung des Szintillatorkristalls 4 denkbar. In besonders bevorzugter Ausgestaltung handelt es sich bei dem Szintillatorkristall 4 allerdings um einen Natriumiodid-Kristall (Nal-Kristall) oder um einen Caesiumiodid-Kristall (Csl-Kristall), der ein Volumen von mindestens 0,5 1 (Liter), vorzugsweise von mindestens 1 1 (Liter) aufweist.
Eine andere interessante Szintillatorkristall-Alternative zu einem Natriumiodid- Kristall oder einem Caesiumiodid-Kristall ist ein Wismut-Kristall (BGO- Kristall), der gegenüber einem Natriumiodid-Kristall oder einem Caesiumiodid- Kristall eine weitaus bessere„Photopeak-Efficiency" aufweist.
Es ergibt sich aus der Zusammenschau der Figuren 1 bis 3, dass die Strahlungsdetektoren 3 länglich ausgestaltet sind und bezogen auf den Detektionsbereich rückseitig und seitlich eine Abschirmung 7 aufweisen. In Fig. 3 sind der Detektionsbereich oben, der rückseitige Bereich entsprechend unten und die seitlichen Bereiche entsprechend links und rechts gelegen.
Im Querschnitt weisen die Abschirmungen 7 jeweils rückseitig einen plattenartigen Abschnitt 7a auf, von dessen beiden Enden zwei flügelartige Abschnitte 7b trichterförmig zum Detektionsbereich hin abragen. Mit dieser trichterförmigen Ausgestaltung ist ein Einfallen von Strahlungsquanten in den Szintillatorkristall 4 auch in einem gewissen Winkel möglich.
Denkbar ist aber auch, dass die Abschirmung 7 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, im Wesentlichen geschlossen ausgestaltet ist und zum Detektionsbereich hin eine Anordnung aus Fenstern 8, vorzugsweise aus Kunststoff oder Keramik, für das Durchtreten radioaktiver Strahlung aufweist. Eine solche Abschirmung 7 mit Fenstern 8 ist in Fig. 4 dargestellt. Es wurde schon erläutert, dass mit derartigen Fenstern der Detektionsbereich des jeweiligen Strahlungsdetektors in einem weiten Bereich eingestellt werden kann.
Ein obiger Strahlungsdetektor 3 mit einem zumindest zum Teil, vorzugsweise vollständig, im Wesentlichen geschlossenen, abschirmenden Gehäuse 9, das eine Anordnung von Fenstern 8, vorzugsweise aus Kunststoff oder Keramik, für das Durchtreten radioaktiver Strahlung und damit zur Einstellung des Detektionsbe- reichs aufweist, ist Gegenstand einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt. Auf das nach der ersten Lehre vorgeschlagene Messverfahren kommt es hier nicht an. Im Übrigen darf auf alle obigen Ausführungen zu den Strahlungsdetektoren 3 verwiesen werden.
Es darf schließlich noch darauf hingewiesen werden, dass die obigen Fenster 8 aus beliebigen Materialien ausgestaltet sein können, die den Durchtritt radioaktiver Strahlung erlauben. Grundsätzlich kann es sich bei den Fenstern 8 im obigen Sinne auch um reine Öffnungen in der Abschirmung 7 bzw. im Gehäuse 9 han- dein.