LB 110 Tritium-Monitor

Der LB 110 ist ein spezielles Messgerät zur Überwachung der Aktivitätskonzentration von Tritium in Raum- und Abluft.

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Funktionen
  • Messung der 3H-Aktivitätskonzentration in Raum- und Abluft
     
  • Direkte und spezifische Messung
     
  • Hohe Empfindlichkeit
     
  • Geringer Einfluss durch erhöhten Untergrund-Strahlenpegel oder andere gasförmige Nuklide
     
  • Zwei Messkanäle
     
  • Kompensation des Untergrund-Strahlenpegels oder anderer gasförmiger Nuklide
     
  • Optimierung auf maximale 3H-Empfindlichkeit oder geringen Spillover
     
  • Detektor mit thermostatisch-kontrollierter Heizung (optional)
     
  • Zwei verschiedene Zählgase wählbar: Methan (CH4), Argon-Methan (P10)
     
  • Zwei verschiedene Datenerfassungssysteme wählbar: Datenlogger LB 9000, Datenlogger LB 5340
Details

Gerätekonzept

Tritium (3H) in Luft liegt meist als Wasserdampf (H1H3O) oder gasförmiger Wasserstoff (H1H3) vor. Da die Reichweite der vom 3H emittierten Betateilchen sehr gering sind (in Luft nur wenige Millimeter), müssen fensterlose Zählrohre verwendet werden, d.h. die zu messende Luft muss dem Zählgas zugemischt werden. Für eine kontinuierliche Messung muss das Zählrohr daher im Durchflussbetrieb arbeiten.

Die zu messende Luft wird mit einem geeigneten Zählgas gemischt und durch ein Proportionalzählrohr mit 1,3 Liter Volumen geleitet. Als Zählgas kann Methan (Mischungsverhältnis Luft/Gas 1:3) oder Argon-Methan (P10, Mischungsverhältnis Luft/Gas 1:4) verwendet werden.

Die Unterscheidung von 3H-Impulsen von denen anderer Nuklide oder von Gammastrahlung – und damit die 3H -spezifische Messung – erfolgt nach dem für Berthold patentierten Verfahren der Impulsanstiegsdiskriminierung, das gegenüber der früher gängigen Reichweitendiskriminierung erhebliche Vorteile bietet (F. Berthold, Tritium-in-Air Measurements by Pulse Shape Discrimination Methods, in: Radiation-Risk-Protection Vol. III, Seiten 1091 - 1094, FS-84-35 T, Verlag TÜV Rheinland, Köln 1984). Bei diesem Verfahren erhält man, bezogen auf gleichen Gasverbrauch, höhere Werte für die Ansprechempfindlichkeit.

Die Anstiegszeitdiskriminierung beruht darauf, dass die Anstiegszeit in Proportionalzählrohren abhängt von Differenzen in der Driftzeit, die in der primären Ionisationsspur auftretende Elektronen benötigen, um in Zähldrahtnähe zu gelangen. Diese Driftzeitunterschiede sind abhängig von Länge und Verlauf dieser Ionisationsspur. Bei 3H ist sie wegen der geringen Teilchenenergie nahezu punktförmig im Gegensatz zu den langen Ionisationsspuren, wie sie höherenergetische Beta- oder Gammastrahler verursachen.

Geräte Komponenten

  • Pumpe und Detektor Einheit inkl. Betriebselektronik
  • Auswerte- und Anzeigeelektronik (abhängig von der Messaufgabe)
  • Misch- und Pumpsystem (intern)
  • Durchflusszählrohr (intern)

Zählgasregelung

Die Genauigkeit der Messung hängt von der Konstanz des Mischungsverhältnisses von Luft und Zählgas ab. Auf Grund dessen garantiert der LB 110 eine gute und zuverlässige Luft-Zählgas-Regelung. Messluft- und Zählgasdurchfluss werden jeweils getrennt gemessen und über einen Regelkreis konstant gehalten. Der aktuelle Gas- und Luftdurchfluss wird mit Hilfe eines elektronisch geregelten Durchflussmessers, der nach dem Prinzip der thermischen Massemessung arbeitet, gemessen.

Ein wesentlicher Vorteil dieses Prinzips ist die weit-gehende Druck- und Temperaturunabhängigkeit der Messung. Im Vergleich zu volumetrischen Prinzipien muss weder Druck noch Temperatur zusätzlich ge-messen werden. Die in dem Luft- und Gaseinschub integrierte Elektronik dient sowohl der Ansteuerung als auch der Signalauswertung des vom Durchflussregler modifizierten Signals. Gas- und Luftzufuhr werden jede für sich gemessen und über je einen Regelkreis konstant gehalten.

Anzeige-Elektronik

Es stehen 2 Auswerte- und Anzeige Einheiten für den LB 110 Tritium-Monitor zur Verfügung: Die Datenlogger LB 5340 oder LB 9000.

Spezifikationen
Mechanische Daten
Abmessungen Zählrohr LB 6225:   430 mm x Ø 80 mm
(aktives Volumen 1.3 l)                               
Abmessungen / Gewicht Gerät LB 110:      500 mm x 420 mm x 335 mm
(L x B x H) / 20 kg

 

 

 

Kalibrier- und Einstelldaten
Zählgas                                               

Methan

(CH4)           

P10

(90% Ar, 10% CH4)

Luft-Zählgasgemisch          1 : 3        1 : 4
Durchfluss l/min    0.25 : 0.75 l   0.20 : 0.80 l
Inhalt des Zählrohres an Messluft0.325 l0.260 l                      
Wirkungsgrad für 3Hca. 60%  ca. 55%
Kalibrierfaktor für 3H
(kBq/m³ pro ips) 
5.1  7.0
Nulleffekt im 3H Kanal0.4 bis 3 ips
Messbereich                                  500 Bq/m³ - 20 MBq/m³

Spilloverfaktor  

137Cs in 3H Kanal< 10 %     
85Kr in 3H Kanal3 bis 5 %
14C in 3H Kanal23 bis 25 %

     

Nachweisgrenzen für 3H in kBq/m³ für eine Nulleffektsrate von 2 ips
Messzeit

Methan

(CH4)

P10

(90% Ar, 10% CH4)

30 s3.65.0
60 s2.53.4
600 s0.71.0
1 h0.20.4
24 h0.080.1

     

Gas- und Luftanschlüsse (Anschlussstutzen)
Gas                                 Ø 7 mm                           
MessluftØ 7 mm
Auslass Gas-LuftgemischØ 7 mm
Stromanschluss
Spannung                                            230 VAC 50 Hz oder 115 VAC 60 Hz                 
Stromverbrauch                        Max. 40 W                                           
Sicherungen230 VAC: 0.5 A, T  /  115 VAC: 1 A, T
Heizungsversorgung (optional)
Spannung                                            230 VAC 50 Hz oder 115 VAC 60 Hz
Stromverbrauch                                 Max. 82 W                                           
Sicherungen230 VAC: 2 A, T  /  115 VAC: 3.15 A, T
Heizregler (Frontplattensicherung)     230 V / 0.315 A, T
Umgebungsbedingungen
Temperaturbereich                          0 °C bis 50 °C                               
Rel. Luftfeuchtigkeit                0 % bis 90 % (nicht kondensierend)
SchutzklasseIP32 im Tischgehäuse
(nach DIN IEC 60529)

  

                                                                                    

                                                                                           

                                             

                                         

                                          

Anwendungen
  • Biochemische Forschungslaboratorien
     
  • Syntheselabors
     
  • Entwicklungslabors der Pharmaindustrie
     
  • Neutronengeneratoren und Beschleuniger
     
  • Kerntechnik und Wiederaufarbeitung
     
  • In allen Laboren und Betrieben, in denen Tritium oder tritiumhaltige Verbindungen und Materialien hergestellt, verarbeitet oder gelagert werden
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