DE2125366A1 - Anordnung zur schnellen Meldung einer radioaktiven Kontamination - Google Patents

Description

Patentanwälte Dlpl.-Ing. R. BEETZ sen. Dlpl-tna. K. LA^Pr-ECHT

Dr.-Ing. R. D !-.ET Z Jr.
8 München 22, Stoinadorfstr. 10

410-17.06-ip . 21.5.1971

Commissariat a. 1'Energie Atomique, Paris (Prankreich)

Anordnung zur schnellen Meldung einer radioaktiven Kontamination

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur schnellen Meldung einer radioaktiven Kontamination.

Eine derartige Anordnung erlaubt sehr schnell den Nachweis und die Messung (an mehreren Stellen gleichzeitig) einer zufälligen radioaktiven Kontamination, über von einem Radioaktivitätsdetektor abgegebene Impulse, z. B. einer Kontamination infolge des Austretens eines radioaktiven Gases, aus einem Rohrsystem oder Gefäß. Diese zufällige Kontamination kann in Gegenwart einer erhöhten natürlichen Kontamination erfaßt werden, die z. B. durch Folgeprodukte einer radioaktiven Substanz wie Radon erzeugt wird. Außerdem unterliegt diese natürliche Kontamination ziemlich großen Schwankungen, die 15 : 1 betr^n können, aber mit einer Periode von 24 h. Eine derartige Anordnung kann auch zur Sicherheit von Bedienungspersonal vorgesehen sein, so daß sie sehr betriebssicher arbeiten muß.

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Es werden bereits mehrere Anordnungen für die Meldung einer zufälligen radioaktiven Kontamination benutzt. Sie unterscheiden sich durch die Art der Auswahl des Nutzsignals (Zufallskontamination) aus Störsignalen (natürliche Kontamination), die das Nutzsignal abdecken können. Man kann z.B. die Differenz der radioaktiven Perioden der Nutz- und Störsignale auswerten, aber auch das Auftreten von charakteristischen Zeitbeziehungen der radioaktiven Alpha- und Beta-Emission, entweder des Nutzsignals oder des Störsignals. Man kann die Auswahl des Nutzsignals auch vornehmen, indem man das vorhandene Verhältnis zwischen den Gesamtflüssen der verschiedenen emittierten Teilchen (z.B. das Verhältnis des Alphateilchenflusses zum Betateilchenfluß) auswertet. Alle diese Maßnahmen führen jedoch zu insgesamt aufwendigen und kostspieligen Anordnungen, deren Ansprechzeit groß und deren Empfindlichkeit relativ gering ist.

Ein anderes bereits entwickeltes Vorgehen zur Trennung der Nutzsignale von den Störsignalen besteht darin, die Differenz der Geschwindigkeiten der zeitlichen Änderungen des Nutzsignals und des Störsignals auszuwerten. Wenn der Nachweis in Gegenwart einer natürlichen Kontamination infolge des Auftretens von Tochterprodukten von Radon vorgenommen wird, haben die Schwankungen der Radioaktivität des Radons eine Periode von etwa 24 h, während eine Zufallskontamination einen gefährlichen Wert in bedeutend kürzerer Zeit erreichen kann. In einer auf diesem Vorgehen beruhenden Anordnung ist daher eine Einrichtung vorgesehen, die die Entwicklung einer Zählrate verfolgt. Zu diesem Zweck hat die Anordnung einen Radioaktivitätsdet-ektor, der an seinem Ausgang Impulse abgibt, deren Zahl charakteristisch für die natürliche und zufällige radioaktive Kontamination ist, und zwei Einrichtungen, Ictometer genannt, die jeweils eine kontinuierliche Anzeige der mittleren Zählrate während einer vorbestimmten Zeit angeben. Diese

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Ictometer haben verschiedene Zeitkonstanten, wobei sich das erste Ictometer unmittelbar hinter dem Radioaktivitätsdetektor befindet und eine bedeutend kürzere Zeitkonstante als das zweite Ictometer hat (das Verhältnis dieser beiden Zeitkonstanten kann z. B* 5 betragen). Der Vergleich der am Ausgang der beiden Ictometer abgegebenen elektrischen Spannungen erlaubt, die Entwicklung der radioaktiven Kontamination zu verfolgen. Dennoch sind die Integrationszeitkonstanten der beiden Ictometer relativ groß, so beträgt die Zeitkons tan t'e des zweiten Ictometas im allgemeinen 300 - 1000 s. Aus diesem Grund tritt das Warnsignal bei einer Zufallskontamination nur am Ende eines ziemlich langen Zeitintervalls nach Einsetzen der Kontamination auf. Außerdem besitzt diese Anordnung zahlreiche Regelstrecken und Kalibrierungsstellen, die häufig ausgebaut werden müssen, um eventuelle Abweichungen festzustellen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur schnellen Meldung einer radioaktiven Kontamination zu schaffen, die die oben geschilderten Mangel des bekannten Stands der Technik überwindet, insbesondere eine sehr kurze Ansprechzeit aufweist, einfach zu bedienen ist und den Nachweis einer zufälligen radioaktiven Kontamination gleichzeitig an mehreren Orten erlaubt.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist gekennzeichnet durch η Detektorkanäle (n ganzzahlig), die jeweils nacheinander aufweisen einen Radioaktivitätsdetektor, der die Nutzsignale und die Störsignale abgibt, eine Anpassungsschaltung zur Anpassung dieser Signale und eine Zählstufen durch eine für alle Detektorkanäle gemeinsame Schaltung mit mindestens einem Generator für Taktsignale in Form periodischer Impulse, und mit einer Schaltung zur Verteilung der Taktsignale; durch einen

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Direktmeßkanal mit einer für die Ansteuerung der Zählstufen vorgesehenen ersten Ansteuersehaltung, die einerseits an eine Einrichtung für die Speicherung des Inhalts jeder Zählstufe und andererseits an eine erste Vergleichseinriehtung für den Vergleich des Inhalts jeder Zählstufe mit einem ersten Schwellenwert angeschlossen ist, wobei das Ergebnis des Ver™ gleiche über eine weitere Einrichtung eine Information hervorruft, wenn der Inhalt größer als der erste Schwellenwert ist« aurch einen Differenzmeßkanal zur Überwachung der Entwicklung der radioaktiven Kontamination mit einer zweiten Ansteuersehaltung zur Ansteuerung der Zählstufen, mit einer Einrichtung zur Abgabe eines "gefilterten" Werts Ca, ) des Inhalts jeder Zählstufe, mit einem zweiten Vergleicher zum Vergleich der Differenz jedes Inhalts und des "gefilterten" Werts, der ihm bei einem zweiten Schwellenwert entspricht, und mit einer Einrichtung zur Anzeige des Überschreitens des zweiten Schwellenwerts.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur ein Ausführungsbeispiel der Anordnung gemäß der Erfindung abgebildet ist.

Die Trennung der Nutzsignale, die vom Nachweis einer zufälligen radioaktiven Kontamination stammen, wird wie bei der zuletztgenannten bekannten Anordnung vorgenommen, indem die Differenz der Geschwindigkeiten der zeitlichen Änderung der Nutzsignale und der Störsignale festgestellt wird.

Die abgebildete Anordnung besteht aus drei Baugruppen: einem Direktmeßkanal 2, einem Differenzmeßkanal 4 und einer gemeinsamen Baugruppe, die durch zwei Schaltungen 6 und 8 gebildet ist. ·

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Die Schaltung 6 hat η Detektorkanäle, die c"ie Zählung der von η Detektoren an η verschiedenen Orten abgegebenen Impulse erlauben. Die Zahl η kann groß sein, z. B. 16 betragen. Die Radioaktivität an jeder der η Orte wird mit Hilfe eines Radioaktivitätsdetektors gemessen, der z. 3. ein einem Photovervielfacher zugeordneter Szintillator sein kann. Jeder der η Detektorkanäle hat einen (nicht abgebildeten) Radioaktivitätsdetektor, eine Schaltung 10 zur Anpassung der von dem Radioaktivitätsdetektor abgegebenen Impulse, die bei 12 in die Anpassungsschaltung 10 gelangen, und eine Zählstufe 14, die mit dem Ausgang der Anpassungsschaltung 10 verbunden ist. Die Anpassungsschaltung 10, die eine Schwellenwertschaltung ist, gibt an ihrem Ausgang Impulse ab, die immer dieselbe Polarität und dieselbe Amplitude haben. Die Ausgangsimpulse der Anpassungsschaltung 10 werden in die Zählstufe 14 während eines konstanten Zeitintervalls z. B. von 10 s geschickt, wobei dieses Zeitintervall aber entsprechend dem Bereich der Folgefrequenz der von der Anpassungsschaltung 10 abgegebenen Impulse variiert werden kann. Das Zählen wird während etwa 10 ms unterbrochen, um die Auswertung des Inhalts der Zählstufe 14 zu ermöglichen. Zu diesem Zweck ist der Ausgang der Anpassungsschaltung 10 durch ein Verknüpfungsglied oder Gatter mit zwei Eingängen gebildet, das die Abgabe der Impulse während jeweils 10 s erlaubt und während den jeweils folgenden 10 ms sperrt. Ein Signal TC zur Öffnung des Gatters wird bei 16 in die Anpassungsschaltung 10 eingespeist. Nach jeder Zählung werden alle Zählstufen l4 auf Null rückgesetzt oder gelöscht mit Hilfe' eines Rücksetzsignals RAZ, das bei 18 in die Zählstufen 14 gelangt. Die zweite Schaltung 8 der gemeinsamen Baugruppe ist gebildet durch zwei Taktschaltungen 20 und 22, die untereinander durch eine Kapazität 24 gekoppelt sind, und eine Schaltung 26 zur Verteilung der Taktsignale. An sich würde eine einzige Taktschaltung genügen,

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da die zweite Taktschaltung lediglich aus Gründen der Betriebssicherheit vorgesehen ist.

Die Schaltung 26 zur Verteilung der Taktsignale gibt verschiedene Signale ab: das Signal TC zur Bestimmung der Zählzeit der Zählstufe 14, das Signal RAZ zum Rücksetzen oder Löschen der Zählstufen l4, ein Signal V zur Auswahl eines der η Detektorkanäle, ein Signal t zur Bestimmung der Rechenzeit im "Differenz"-Meßkanal und ein Signal S für die Ansteuerung der verschiedenen Speicher, die im Differenzmeßkanal verwendet werden. Die Schaltung 26 zur Verarbeitung und Verteilung der Taktsignale hat im Prinzip einen Oszillator in Form eines Verstärkers, der eine Reihe von Kippgliedern ansteuert, die als 8-fach-Untersetzer geschaltet sLnd, der ein n-fach-Untersetzer folgt. Die Ausgänge dieser Untereetzer sind an Decodierer angeschlossen. Die an den n-fach-Untersetzer angeschlossenen Decodierer geben η Signale V ab, die zur Auswahl eines der Detektorkanäle dienen. Jedes Signal V mit einer ungefähren Dauer von 500 /us ist in acht Signale t unterteilt, die Rechenzeitsignale genannt werden sollen. Außerdem gibt die Schaltung 26 die Signale S zur Ansteuerung der Speicher ab, wobei die Ansteuerung nach Zeilen und Spalten mittels einer Kombination von Verknüpfungsgliedern oder Gattern und NICHT-Gliedern vorgenommen wird, die ODER-Funktionen erfüllen.

Die Anpassungsschaltung 10 und die Zählstufen 14 empfangen die Signale TC und RAZ der beiden Taktschaltungen 20 und 22 über ein ODER-Glied. Außerdem steuert die Taktschaltung 20 die Verarbeitung der Nutzsignale für den Differenzmeßkanal, während die Taktschaltung 22 die Verarbeitung der Nutzsignale für den Direktmeßkanal steuert. Auf diese Weise wird bei Ausfall von einer der beiden Taktschaltungen die Schaltung 6 immer noch durch die ungestört arbeitende andere Taktschal-

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tung versorgt, wodurch der eine der beiden Meßkanäle 2 und 4 normal weiterarbeiten kann.

Der Direktmeßkanal 2 überträgt einerseits η elektrische Spannungen, die proportional den Zählraten von jedem von η Radioaktivitätsdetektoren sind, und andererseits Informationen über das Überschreiten eines Schwellenwertes durch die Zahl der von jedem Radioaktivitätsdetektor gezählten Impulse. Zu diesem Zweck besteht der Direktmeßkanal 2 aus einer Ansteuerschaltung 28 zur Ansteuerung der Zählstufen 14, um nacheinander den Inhalt jeder Zählstufe 14 einerseits zu einem Digitalvergleicher und andererseits zu einem Digital-Analog-Umsetzer zu leiten. Die beiden Gruppen von Ausgängen der Ansteuerschaltung 28 sind an zwei verschiedene Schaltungen angeschlossen. Die erste Schaltung wird gebildet durch einen Digitalt-Analog-Umsetzer 30, der den Inhalt jeder Zählstufe l4 in eine elektrische Gleichspannung umsetzt, die proportio-r nal der Zählrate des Radioaktivitätsdetektors ist, und durch η Kondensatorspeicher 32, von denen η Eingänge an die Ausgänge des Digital-Analog-Umsetzers 30 und η Ausgänge an ein Register 34 für den Inhalt jedes der η Kondensatorspeicher 32 angeschlossen sind. Der Digital-Analog-Umsetzer 30, der ein R/2R-Netzwerk aufweist, das durch Feldeffekttransistoren gesteuert ist, besitzt eine automatische Umschaltung zwischen zwei Bereichen mit einem Verhältnis von 10 : 1, um ein genaueres Lesen von kleinen Zählraten zu erlauben, wobei die Ansprechgeschwindigkeit dennoch groß bleibt. Er arbeitet mit den zehn höchstwertigen Bits, was im Hinblick auf die angestrebte Genauigkeit ausreicht.

Zur Speicherung des Werts der Gleichspannung, die durch den Digital-Analog-Umsetzer 30 abgegeben wird, vor der Ansteuerung der η Speicherkanäle werden die Eigenschaften eines

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Schalters aus. Feldeffekttransistoren ausgenutzt, den man Über deren Gatterelektrode steuert. Die Ausgangsspannung des Digital-Analog-Umsetzers 30 wird an den Senkenelektroden der η Feldeffekttransistoren angelegt, von denen die Quellenelektrode an einen Speicherkondensator kleiner Kapazität angeschlossen ist. Die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators wird in den zugehörigen Speicherkanal über einen Verstärker mit sehr hoher Eingangsimpedanz geschickt. Jeder Feldeffekttransistor wird an seiner Gatterelektrode durch die Signale V zur Edentifizierung der Detektorkanäle angesteuert. Man erhält so eine analoge Speicherung der alle 10 s gemessenen Zählraten. Zwischen zwei Messungen wird das vorhergehende Ergebnis gespeichert und graphisch angezeigt.

Im zweiten Teil des Direktmeßkanals 2 wird der Inhalt jeder Stufe mit einem Schwellenwert A* verglichen, der für jeden Detektorkanal verschieden sein kann. Der Vergleich erfolgt in einem Digitalvergleicher J>6, der genauer und betriebssicherer als ein Analogvergleicher arbeitet. Einer der beiden Eingänge des Vergleichers 36 ist an einen der beiden Ausgänge der Ansteuerschaltung 28 für die Ansteuerung der Stufen angeschlossen, während der zweite Eingang des Vergleichers 36 mit dem Ausgang einer Schaltung 38 zur Auswahl des vorbestimmten Schwellenwerts A¹ verbunden ist. Der Vergleich wird η-mal wiederholt, nämlich so oft, wie es Stufen auszuwerten gibt. Die η Vergleiche werden in 10 ms durchgeführt, und dieser Zyklus wiederholt sich alle 10 s. Um die Information für jeden Detektorskanal während zwei Vergleichen zu erhalten, ist eine Einheit 40 von η Speichern vorgesehen, deren Eingänge an den Ausgang des Vergleichers J>6 angeschlossen sind. Der Ausgang jedes dieser η Speicher steuert über einen nicht gezeigten Transistor η Einrichtungen 42 zur Anzeige des Überschreitens des Schwellenwerts A¹ an. Diese Einrichtungen können z. B. Warnleuchten sein, die an der Frontseite des Gehäuses der Anordnung angebracht sind. Diese Informationen über das Überschreiten des Schwellenwerts können

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auch vom Ausgang der Anordnung über einen Anschluß abgenommen werden, um möglicherweise außerhalb der Anordnung angeordnete Alarmanlagen auszulösen.

Die Signale V zur Identifizierung der Nummer der Detektorkanäle werden in einen Eingang 44 der Einheit 40 der η Speicher eingespeist.

Der Differenzmeßkanal 4 dient zur Abgabe eines "gefilterten" Werts a, des Inhalts jeder Zählstufe 14 und zum Vergleich der Differenz zwischen dem Ergebnis der direkten Zählung und der "gefilterten" Zählung mit einem vorbestimmten Schwellenwert A, um einen Alarm auszulösen, wenn diese Differenz den Schwellenwert A überschreitet, was signifikant für die Entwicklung der radioaktiven Korlamination ist. Diese Filterung wird durch ein numerisches Verfahren erhalten. Der "gefilterte" Wert a_fc des Inhalts einer Zählstufe l4 wird durch die folgende Gleichung gewonnen:

a, =ax, + a, , -Äa. , , mit Ö<<£> -«=1,

mit x_t = Inhalt der Zählstufe,

a._₁ = "gefilterter" Wert des Inhalts der Zählstufe

bei der vorhergehenden Messung; d~ = ein die Zeitkonstante t berücksichtigender Koeffizient.

Zwischen dieser Zeitkonstanten τ, dem Koeffizienten und der Abtastperiode T gilt folgende Beziehung:

= e =£-;
so daß fürA= 0, a. = a. , die Zeitkonstante unendlich ist.

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während für**,= l,a_fc = x_fc die Zeitkonstarite Null ist, weshalb Λ eine kleine Zahl und gleich 2~^y ist, y ganzzahlig.

Die Wahl von^wird also auf die Bestimmung einer Integrationszeitkonstanten zurückgeführt, und wenn manoc gleich 2 wählt, beträgt bei einer Meßperiode von 10 s diese Integrationszeitkonstante etwa 1000 s. Die Mulitplikation mit cd (für diesen Wert) entspricht also einer Division durch eine Potenz von 2. Praktisch kann man sie daher durch eine Verschiebung oder Versetzung der Binärinformation um eine Bitzahl gleich dem Exponenten y vornehmen.

Die Berechnungen des "gefilterten" Werts a. und dessen Auswertung wiederholen sich η-mal, nämlich so oft, wie Detektorkanäle vorhanden sind. Am Ende jedes Zähl- und Meßz#Lus werden die Zählstufen I²J- auf Null mit Hilfe des Signals RAZ rückgesetzt. Die Berechnungen von a. , und der Differenz (x_t ~^at;_i) werden mit Hilfe eines Addierers durchgeführt, der einerseits durch eine Schaltung zur Auswahl der Zählstufen und andererseits durch eine Einheit von Speichern angesteuert wird.

Der Differenzmeßkanal 4 hat zuerst eine Ansteuerschaltung 46 zur Ansteuerung der Zählstufen 14 mit η Eingängen, von denen jeder an den Eingang einer der Zählstufen 14 angeschlossen ist, und einen nachgeschalteten Addierer 48 mit zwei Eingängen, wobei der eine Eingang 62 an den Ausgang der Ansteuerschaltung 46 und der andere Eingang 64 an eine Einheit 50 von η Speichern angeschlossen ist. Der Ausgang des Addierers 48 ist mit einem der Eingänge der Einheit 50 der η Speicher über einen Pufferspeicher 52 verbunden. Die Ansteuerschaltung 46 zur Auswahl der Zählstufen 14 liefert dem Addierer

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48 über ein ODER-Glied 54 in den Schaltung 46 die Werte ^xnt^J ^ ^xnt ¹^¹⁰ ^_n(t_i)' wobei letzterer Wert das Komplement oder die Negation von«*.a /_t _-. \darstellt. Der andere Eingang 64 des Addierers 48 empfängt über ein ODER-Glied 56 in der Einheit 50 die Werte ^a _n(t-i)* ^an(t-l) ¹^ ^d*"^{e Difi>erenz} ^^an(t-l) ~ ^²Wt-I) ^* ^Die E^¹**¹⁶¹*' 50 der η Speicher gibt an ihrem Ausgang 58 den Wert <*^a _n(t_i) ^an die Ansteuerschal'tung ab. Der Ausgang des Pufferspeichers 52, der an die Einheit 50 der η Speicher angeschlossen ist, speist in letztere über ein ODER-Glied 60, das den Ausgang des Pufferspeichers 52 bildet, die Werte a^ sowie (%^_λ) -At_n^₁)) ein.

Eine Folge von Berechnungen läuft in mehreren Schritten während aufeinanderfolgender Zeiten t_Q - t,- ab. Diese Schritte

sind: -

Erster Schritt zur Zeit t_Q:

Der Inhalt x_fc der Zählstufe 14 des behandelten Detektorkanals wird durch die Ansteuerschaltung 46 in den Eingang 62 des Addierers 48 eingespeist. Das Komplement «t. - des "gefilterten" Werts a_t_^ wird in den Eingang 64 des Addierers 48 gegeben. Ein Signal mit dem Logikpegel "1" wird in einen "Subtraktions"-Eingang 66 des Addierers 48 eingespeist» um eine Subtraktion vorzunehmen. Die Subtraktion (x^ - a^-i) wird durchgeführt. Das Ergebnis wird im Pufferspeicher 52 gespeichert.

Zweiter Schritt zur Zeit t^:

Ein Vergleicher 68, der ständig die Signale vom Addierer 48 empfängt, gibt an seinem Ausgang ein Signal ab, wenn die Differenz (x. - a_t_,\ größer als ein Schwellenwert A ist, der

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durch eine Schaltung 70 zur Wahl des Schwellenwerts A vorbestimmt ist, wobei dieser Wert für die einzelnen Detektorkanäle verschieden sein kann. Das Ergebnis wird in eine Ein- ■ heit 72 von η Speichern gespeichert und läßt gegebenenfalls eine Information über das Überschreiten des Schwellenwerts A in einer Schaltung 74 auftreten. Diese Information über das Überschreiten des Schwellenwerts A kann z. B. durch Aufleuchten einer Warnleuchte angezeigt werden. Dieser Zustand wird bis zur entsprechenden Folge des nächsten Zyklus aufrechterhalten. Das ggf. auftretende Überschreiten des Schwellenwerts wird für jeden Kanal in einem Register 76 gespeichert,

Dritter Schritt zur Zeit t^:

_t-1 (Komplement des "gefilterten" Werts a_fc_₁, multipliziert mit <x) wird dem Eingang 62 des Addierers 48 über die Ansteuerschaltung 46 zugeführt. Diese Information kommt über den Ausgang 58 der Einheit 50 der η Speicher von a. ,, das in der Einheit 50 gespeichert ist, zum y Bits nach rechts versetzt oder verschoben, d. h. der den niedrigsten Stellenwert aufweisende Eingang des Addierers 48 empfängt das (y + l)-te Bit, bezogen auf das in der Einheit 50 enthaltene niedrigstwertige Bit. Der "gefilterte" Wert a. , wird in den Eingang 64 des Addierers 48 eingespeist. Ein Signal mit dem Logikpegel "1" wird in den Subtraktionseingang 66 des Addierers 48 eingegeben, da eine Subtraktion durchgeführt werden soll. Die Subtraktion (a. , - cKSL. ,) wird vorgenommen. Das Ergebnis wird im Pufferspeicher 52 gespeichert.

Vierter Schritt zur Zeit ty.

Das Ergebnis (a, , --d-a. ), das im Pufferspeicher 52 gespeichert ist, wird in die Einheit 50 der η Speicher eingespeist.

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Fünfter Schritt zur Zeit

_t wird am Eingang 62 des Addierers 48 über die Ansteuerschaltung 46 angelegt. Diese Information kommt von x^, die in der Zählstufe 14 des gerade betrachteten Detektorkanals vorhanden ist, um y Bits nach rechts versetzt oder verschoben (d.h. der den niedrigsten Stellenwert aufweisende Eingang des Addierers 48 empfängt das (y + l)-te Bit, bezogen auf das niedrigstwertige Bit in der Zählstufe 14). Die Differenz (a_t_₁ -cCa_t_₁), die in der Einheit 50 der η Speicher enthalten ist, wird dem Eingang 64 des Addierers 48 zugeführt. Es erfolgt die Addition

^xt ⁺ (^at-l "^t-lV" ^af Das Ergebnis wird in den Pufferspeicher 52 eingespeichert,

Sechster Schritt zur Zeit tr-:

Das vorhergehende Ergebnis a_t, das im Pufferspeicher gespeichert ist, wird in die Einheit 50 der η Speicher am Ende der Auswertung im folgenden Rechenzyklus eingespeichert.

Bei jedem Meßzyklus (alle 10 s), werden die Rechnungen, die bei den eben erwähnten Schritten durchgeführt werden, η-mal vorgenommen, und zwar für jeden Detektorkanal einmal, und sie führen zum Auftreten von Information über das überschreiten eines Schwellenwerts, und zwar einer Information für jeden Detektorkanal,- wenn die "gefilterte" Entwicklung der Kontamination den Schwellenwert A überschreitet, der für jeden Detektorkanal unabhängig einstellbar 1st. Außerdem wird der Detektorkanal, in dem der Schwellenwert überschritten wird, in dem Register 76 erfaßt. Wenn die radioaktive Kontamination wieder normal wird, werden die Informationen über

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das Überschreiten des Schwellenwerts automatisch gelöscht (z. B. durch Verlöschen die Warnleuchten), und allein die Speicherung zeigt an, daß ein Überschreiten stattgefunden hat.

Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt daher die Überwachung einerseits über den Direktmeßkanal der Entwicklung der radioaktiven Kontamination und andererseits über den Differenzmeßkanal der "gefilterten" Entwicklung dieser Kontamination. In den bekannten Anordnungen werden die von den Radioaktivitätsdetektoren abgegebenen Signale in Analogform verarbeitet, während erfindungsgemäß eine Verarbeitung in Digitalform im DifferenzmeSkanal 4 stattfindet. Das erlaubt insbesondere ein bedeutend schnelleres Ansprechen der erfindungsgemäßen Anordnung. Der Fertigungspreis der erfindungsgemäßen Anordnung ist relativ niedrig, insbesondere im Hinblick darauf, daß bis zu η Detektorkanäle behandelt werden können, indem dank der Ansteuerschaltung 46 zur Ansteuerung der Zählstufen 14 dieselben Rechenorgane für jeden Detektorkanal benutzt werden. Die erfindungsgemäße Anordnung hat auch einen geringeren Raumbedarf und ist sehr betriebssicher. Die Genauigkeit der Messungen ist auch bedeutend höher als bei den bekannten Anordnungen. Schließlich ist die Ansprechzeit bedeutend kürzer, da die Berechnungen alle 10 s durchgeführt werden.

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Claims (5)

Patentansprüche

1.J Anordnung zur schnellen Meldung einer radioaktiven Kortamination, wobei die Nutzsignale von Störsignalen getrennt virerden, indem die Differenz' der Geschwindigkeiten der zeitlichen Änderung der Nutzsignale und der Störsignale ausgewertet wird, gekennzeichnet durch η Detektorkanäle (n ganzzahlig), die jeweils nacheinander aufweisen einen Radioaktivitätsdetektor, der die Nutzsignale und die Störsignale abgibt, eine Anpassungsschaltung (10) zur Anpassung dieser Signale und eine Zählstufe (14); durch eine für alle Detektorkanäle gemeinsame Schaltung (8) mit mindestens einem Generator (20% 22) für Taktsignale in Form periodischer Impulse, und mit einer Schaltung (26) zur Verteilung der Taktsignalej durch einen Direktmeßkanal (2) mit einer für die Ansteuerung der Zählstufen (l4) vorgesehenen ersten Ansteuerschaltung (28), die einerseits an eine Einrichtung (50, 32, 34) für die Speicherung des Inhalts jeder Zählstufe (14) und andererseits an eine erste Vergleichseinrichtung (36) für den Vergleich des Inhalts jeder Zählstufe (14) mit einem ersten Schwellenwert (A') angeschlossen ist, wobei das Ergebnis des Vergleichs über eine weitere Einrichtung (40, 42) eine Information hervorruft, wenn der Inhalt größer als der erste Schwellenwert (A¹) ist; und durch einen Differenzmeßkanal (4) zur Überwachung der Entwicklung der radioaktiven Kontamination mit einer zweiten Ansteuerschaltung (46) zur Ansteuerung der Zählstufen (14), mit einer Einrichtung (48, 50) zur Abgabe eines "gefilterten" Werts (a. ) des Inhalts jeder Zählstufe (14), mit einem zweiten Vergleicher (68) zum Vergleich der Differenz jedes Inhalts und des "gefilterten" Werts, der ihm bei einem zweiten Schwellen-

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wert (A) entspricht, und mit einer Einrichtung (74) zur Anzeige des Überschreitens des zweiten Schwellenwerts (A).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Speicherung des Inhalts jeder Zählstufe (14) über den Direktmeßkanal aufweist: einen DigitalVAnalog-Umsetzer (3O)₃ η erste Speicher (32), deren Eingänge an den Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers angeschlossen sind, und ein Register (34) mit η Eingängen für die in den Speichern (32) gespeicherten η Informationen, wobei jeder der η ersten Speicher einem der η Eingänge des Registers (34) zugeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vergleiehseinriehtung aufweist: einen Vergleicher (36) mit zwei Eingängen, von denen eirer an den Ausgang der ersten Ansteuerschaltung (28) zur Ansteuerung der Zählstufen (14) und der andere an den Ausgang einer Schaltung (38) zur Einstellung des ersten Schwellenwerts (A') auf einen eigenen vorbestimmten Wert für jeden Detektorkanal angeschlossen ist, η zweite Speieher (40), die dem Ausgang des Vergleichers (36) nachgeschaltet sind, und η Einrichtungen (42) zur Anzeige des Überschreitens des ersten Schwellenwerts (A'), wobei jeweils eine dieser Einrichtungen (42) einem der ή zweiten Speicher (4o) zugeordnet ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abgabe eines "gefilterten" Werts a. des Inhalts jeder Zählstufe (14) aufweist: eine mit zwei Ausgängen versehene Einheit (50) von η Speichern, von denen ein Ausgang (58) an die zweite Ansteuerschaltung (46) zur Ansteuerung der Zählstufen (14) im Differenzmeßkanal und der andere an den einen Eingang (OJ-) von zwei Eingängen

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eines Addierers (48) angeschlossen ist, dessen anderer Eingang (62) an den Ausgang der zweiten Ansteuerschaltung (46)

¹ ι

angeschlossen ist, einen Pufferspeicher (52), dessen Eingang mit dem Ausgang des Addierers (48) verbunden ist, wobei der eine von zwei Ausgängen des Pufferspeichers an den Eingang der Einheit (50) der η Speicher und der andere Ausgang an den zweiten Vergleicher (68) im Differenzmeßkanal angeschlossen ist, wobei der gefilterte Wert a_fc durch die Gleichung gegeben ist:

^at ^{= a}t-l ⁺ ^^xt "t-l/'

mit x, = Inhalt einer der Zählstufen (14),

a+-T= gefilterter Wert von der vorhergehenden Zählung, qW beliebig gewählte Zahl gleich 2 *, y ganzzahlig.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei untereinander gekoppelte Taktsignalgeneratoren (20, 22) in der für alle Detektorkanäle gemeinsamen Schaltung (8), von denen der eine die Taktsignale für den ' Direktmeßkanal (2) und der andere die Taktsignale für den Fifferenzmeßkanal (4) abgibt.

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