Messung an einem identischen Messobjekt mit bekannter Aktivität A
Ein sehr Einfaches, allerdings in der Praxis selten einsetzbares Verfahren zur Bestimmung der Aktivität A aus der in offener Geometrie gemessenen Zählrate Z basiert auf einer Vergleichsmessung. Diese wird mit einem Objekt durchgeführt, das in Abmessungen, Inhalt (Materialverteilung, Radionuklide) und Aktivitätsverteilung dem zu messenden Objekt gleicht, dessen Aktivitäten Aref aber bekannt sind.
In einer Messung des Vergleichsobjekts werden die Zählraten Zref der verschiedenen charakteristischen Linien der Radionuklide bestimmt. Anschließend wird die Vergleichsmessung in der gleichen Messgeometrie mit dem zu charakterisierenden Objekt durchgeführt und die entsprechenden Zählraten Z bestimmt. Durch Anwendung des Dreisatzes ergibt sich die einfache Relation
\[ A = \frac{a_{ref}}{Z_{ref}} \cdot Z \]
mit der die unbekannte Aktivität A bestimmt werden kann, ohne dass eine explizite Berechnung einer Detektoreffizienz erforderlich ist.
Dieses Verfahren kann vor allem bei Messungen von kontinuierlichen Abfallströmen Anwendung finden, bei denen sichergestellt ist, dass sich Inhalt und Nuklidvektor im Laufe der Zeit nicht ändern.
Messung mit Kalibrationsquelle und Einbeziehung von Modellbeschreibungen der Messanordnung
Die Zuordnung einer Zählrate Z zu einer Aktivität A für eine Messgeometrie erfolgt in der Regel durch ein mathematisches Modell der Form
\[ A = T \cdot Z \]
Die in der energieabhängigen Transferfunktion T enthaltenen Parameter, die vom Messobjekt unabhängig sind, werden zu energieabhängigen Effizienzkalibrationsfaktoren zusammengefasst. Ihre Beschreibung hängt vom gewählten Auswerteverfahren ab.
Auswerteverfahren nach Filß
In das Auswertemodell nach Filß für Messungen in offener Geometrie geht die energieabhängige Effizienz ε des Detektors als einziger vom Messobjekt unabhängiger Parameter ein. Voraussetzung ist, dass die Kalibrationsmessung mit einer Punktquelle durchgeführt wird, die sich im gleichen Abstand S vor dem Detektor befindet wie die Oberfläche des späteren Messobjekts.
Dann können die energieabhängigen Detektoreffizienzwerte ε durch eine (oder mehrere) Messungen mit geeigneten Kalibrationsquellen (Aktivitäten A0, Emissionswahrscheinlichkeit η0 der jeweiligen charakteristischen Gamma-Linie) aus den gemessenen Zählraten Z0 bestimmt werden (Hinweis: die Gleichung gilt jeweils für eine Energie)
\[ \epsilon = \frac{Z_0}{A_0 \cdot \eta_0} \]
Die Kalibrationsquellen sind so zu wählen, dass deren charakteristische Linien den kompletten Energiebereich, der in späteren Messungen ausgewertet werden soll, mit einer ausreichenden Anzahl an Werten abdeckt.
Weicht der Abstand Skal der Kalibarationsquelle vom Detektor vom Abstand S in der späteren Messung des Messobjekts ab (da z. B. der Durchmesser der untersuchten Behälter variiert), muss der Effektivitätswert durch Anwendung des Abstandsquadratgesetzes entsprechend korrigiert werden
\[ \epsilon = \frac{S_{kal}^2}{S^2} \cdot \epsilon_{kal} \]
Für die Effizienzkalibration wird unterstellt, dass die Effizienz ε keine Winkelabhängigkeit aufweist. Dies ist mit den für die Messungen empfohlenen Abständen näherungsweise gegeben.