5 Kalibrationsmessungen
Für eine erfolgreiche Durchführung einer segmentierten Gamma-Scan-Messung ist das Messsystem vor-der erstmaligen Inbetriebnahme zu kalibrieren. Bei kommerziellen Systemen sollten die hierfür durchzuführenden Schritte in einer dem System beiliegenden Kalibrations- und Wartungsanweisung aufgeführt sein. Diese gibt in der Regel auch die Intervalle vor, nach denen die jeweiligen Kalibrationen zu überprüfen bzw. erneut durchzuführen sind.
Unabhängig von diesen Vorgaben sind bei Auffälligkeiten die betreffenden Kalibrationen auch außerhalb der vorgegebenen Intervalle zu wiederholen und gegebenenfalls entsprechende Wartungs- oder Reparaturschritte einzuleiten.
Typischerweise sind folgende Kalibrationen eines segmentierten Gamma-Scanners durchzuführen bzw. in regelmäßigen Abständen zu überprüfen:
- Kalibration der Mechanik (Geschwindigkeit, Positionierung und deren Reproduzierbarkeit)
- Energiekalibration des Gamma-Spektrometrie-Systems
- Effizienzkalibration des segmentierten Gamma-Scan-Systems
- Kalibrationen weiterer installierter Komponenten (z. B. integrierte Wägeeinheit, Dosisleistungssonden, Neutronenzähler etc.)
Kalibration der mechanischen Komponenten
Der Ablauf einer segmentierten Gamma-Scan-Messung erfolgt computergesteuert, d. h. die verschiedenen Achsenparameter, wie Start- und Endpositionen, Positionen im Allgemeinen sowie die Verfahrgeschwindigkeiten zwischen einzelnen Messpositionen werden vom Operateur in einer Eingabemaske in den entsprechenden Einheiten (z. B. cm, °, cm/s, °/s) vorgegeben.
Die Umsetzung in der Steuerung erfordert aber die Umwandlung der eingegebenen Werte in die entsprechende Kodierung der Motorsteuerung, z. B. in Schritte oder Schritte/s bei Schrittmotorsteuerungen. Der Zusammenhang zwischen den verschiedenen Einheiten wird durch Parameter festgelegt, die in Kalibrationsmessungen zu bestimmen sind (bei kommerziellen Systemen sollte diese Kalibration bereits erstmalig seitens des Herstellers erfolgt sein).
Energiekalibration des Gamma-Spektrometrie-Systems
Das Detektorsystem eines segmentierten Gamma-Scanners wandelt die im Detektor (meist ein Halbleiter- oder ein Szintillationsdetektor) eintretende Strahlung in elektronische Impulse um, die in einem Vielkanalanalysator registriert werden. Jedem Kanal ist dabei ein Energieintervall zugeordnet. Die Bestimmung der Parameter für diese (lineare oder quadratische) Zuordnung erfolgt durch die Energiekalibration (siehe hierzu auch das entsprechende Videoturorial zu LVis).
Effizienzkalibration des segmentierten Gamma-Scan-Systems
Abhängig vom gewählten Mess- und Auswerteverfahren können die Parameter der verschiedenen Modellbeschreibungen, die nicht vom Messobjekt, sondern nur von der jeweiligen Messanordnung abhängen, in eigenständigen Effizienzkalibrationsfaktoren zusammengefasst werden. Da diese die Effizienz des jeweiligen Messsystems beschreiben, wird ihre Bestimmung umgangssprachlich auch als Effizienzkalibration (eines segmentierten Gamma-Scan-Systems) bezeichnet.
Werden die für eine spezifische Messanordnung bestimmten Werte einer Effizienzkalibration tabelliert, dann können sie in zukünftigen Messungen in gleicher Messanordnung in der jeweiligen Auswertung genutzt werden. D. h. im Prinzip ist eine einmalige Kalibrationsmessungen für eine spezifische Messanordnung bei deren Inbetriebnahme ausreichend.
Hinweis:
Die Kalibrationsdaten sollten in regelmäßigen Abständen auf Veränderungen überprüft werden. Beispielsweise könnte sich im Laufe der Zeit die Nachweiswahrscheinlichkeit des verwendeten Detektors verringern.
- Effizienzkalibration für Messungen in offener Geometrie
- Effizienzkalibration für Messungen in kollimierter Geometrie
Kalibrationen weitere Komponenten
Alle weiteren Komponenten eines segmentierten Gamma-Scanners, deren Messergebnisse in irgendeiner Art zur Charakterisierung des Messobjekts beitragen, müssen ebenfalls kalibriert werden.
Nachfolgend einige Beispiele mööglicher Komponenten:
- Integrierte Wägeeinheit
- Elektronische Abstandsmessung (z. B. für den Abstand Detektor – Messobjekt)
- Dosisleistungsmesssonde(n)
- Neutronenzähler
- etc.
Die Durchführung und Dokumentation der Kalibration bei erstmaligem Einsatz sowie in wiederkehrenden Prüfungen (WKPs) ist im Regelfall in der Begleitdokumentation zum Messsystem beschrieben.