Bei der Messung von radioaktiven Kontaminationen werden die Messwerte mit einem Grenzwert verglichen, der sich aus behördlichen bzw. gesetzlichen Vorgaben ergibt. Aufgrund der Natur der radioaktiven Strahlung unterliegen die Messwerte zeitlichen Schwankungen. Es werden daher zur Messung einer Kontamination sta- tistische Sicherheiten benutzt, die sich auf die sogenannte Nullmessung und die Ereignismessung beziehen. Dabei ist es bekannt, die Messdauer abhängig von der erforderlichen statistischen Sicherheit, dem resultierenden Grenzwert und dem Wert der Nullmessung zu bestimmen. Die Messdauer zur Erfüllung der statistischen Sicherheit liegt also bereits vor Beginn der eigentlichen Messung fest und errechnet sich aus den oben genannten Parametern. Für die vorgegebene Messdauer wird der Messwert ermittelt und mit dem Grenzwert für den Messwert verglichen. Liegt der Messwert oberhalb des Grenzwertes, so wird eine Grenzwertüberschreitung festge- stellt. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, dass sich vergleichsweise lange Messdauem ergeben, auch wenn keine Kontamination (Nettomessrate) vorliegt.

Aus DE 42 40 535 ist ein Verfahren zum schnellen Nachweis einer relativ zum Empfänger bewegten Strahlungsquelle mit einer Gammalinie bekannt.

Aus US 3,670,164 ist ein Plutoniumdetektor für Personen bekannt. Bei dem Pluto- niumdetektor wird durch eine Anzahl von Gammadetektoren fortlaufend die Hinter- grundstrahlung gemessen. Der gemessene Wert wird beim Eintritt einer Person in die Detektionszone als aktueller Wert für die Hintergrundstrahlung verwendet und bei der Messung berücksichtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Feststellung einer Grenzwertüberschreitung zu schaffen, das schnell und zuverlässig das Vorliegen einer Grenzwertüberschreitung anzeigt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Überschreitung eines Grenzwertes bei einer Radioaktivitätsmessung bestimmt. In einem ersten Schritt wird eine maxi- male Messdauer für ein verwendetes Kontaminationsmessgerät berechnet. Bevor- zugt wird die Messdauer für das Kontaminationsmessgerät mit Hilfe der in der DIN 25482/1 definierten Nachweisgrenze berechnet. Erfindungsgemäß werden nun mit dem Messgerät mehrere Einzelmessungen mit jeweils einer kürzeren Messdauer ausgeführt. Nach jeder Einzelmessung wird anhand der bisher gemessenen Mess- werte eine Wahrscheinlichkeit berechnet dafür, dass in der noch verbleibenden Messdauer der Mittelwert sämtlicher Messwerte den Grenzwert übersteigt. Diese Wahrscheinlichkeit kann unter Verwendung der einschlägigen Mathematik der Wahrscheinlichkeitsrechnung ohne grosse Probleme berechnet werden. In dem Fall, in dem die berechnete Wahrscheinlichkeit kleiner oder gleich einer vorbestimmten Sicherheit ist, wird ein Signal erzeugt, das die Messung beendet. Die vorbestimmte Sicherheit wird durch einen Zahlenwert gebildet und dient als ein Vergleichswert für die berechnete Wahrscheinlichkeit. In diesem Falle wurde also durch eine oder meh- rere Einzelmessungen mit kürzerer Messdauer als die vorgeschriebene Gesamtmess- dauer eine Aussage mit einer ausreichenden Zuverlässigkeit gewonnen. Ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass in den noch verbleibenden Einzelmessungen der Mittelwert sämtlicher Messwerte den Grenzwert übersteigt größer als die vorbe- stimmte Sicherheit, wird erneut eine Einzelmessung durchgeführt und unter Berück- sichtigung des neuen Messwerts die Wahrscheinlichkeit erneut bestimmt. Dies Ver- fahren wird solange wiederholt, bis entweder ein Signal erzeugt wird, wonach keine Sicherheit vorliegt, oder bis die Summe der Messdauer der Einzelmessungen die Gesamtmessdauer erreicht oder überschreitet. In letzterem Fall ist die Wahrschein- lichkeit für eine Grenzwertüberschreitung größer als die vorbestimmte Sicherheit, so dass abhängig von der geforderten statistischen Sicherheit für die Messung dann eine Grenzwertüberschreitung festgestellt oder ausgeschlossen wird. Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass sich bei vielen Messungen von Gegen- ständen oder Personen die Messdauer deutlich verkürzen läßt, wenn die Strahlung weit unterhalb des Grenzwerts liegt. Dies hat zur Folge, dass beispielsweise Schleu- sen in Atomkraftwerken, in denen Messungen durchgeführt werden, wesentlich schneller arbeiten und während einer Schicht mehr Personen und Güter durch diese hindurch geschleust werden können. Es ist wichtig zu bemerken, dass das erfin- dungsgemäße Verfahren die Aussage, dass eine Überschreitung eines Grenzwertes bei einer Radioaktivitätsmessung vorliegt bzw. diese Überschreitung nicht vorliegt, mit der selben statistischen Sicherheit wie herkömmliche Verfahren treffen kann. Es wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Messdauer abhängig von den bisher durchgeführten Einzelmessungen verkürzt, wenn aufgrund der Einzelmessung mit der geforderten statistischen Sicherheit ausgeschlossen werden kann, dass noch eine Grenzwertüberschreitung auftritt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird von der Anmelderin als PZ-Verfahren oder als"Probability Propagation"bezeichnet. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert eine Ersparnis der Messdauer, wenn nach ersten Einzelmessungen bereits mit hinreichender Sicherheit statistisch die Aussage getrof- fen werden kann, dass eine Grenzwertüberschreitung unwahrscheinlich ist. Für die Verteilung der Messwerte wird insbesondere bei Messgeräten für P-und/oder 7-Strahlung eine Gauss-Verteilung verwendet. Bei vergleichsweise geringen Bruttozahlraten, wie sie beispielsweise bei der Messung von oc-Strahlung auftreten, wird die Poisson-oder Binominal-Verteilung für die Messwerte verwen- det.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der einzigen Figur näher erläutert.

Wie bereits ausgeführt wird die Messdauer für ein Kontaminationsmessgerät in Deutschland aus der in DIN 25482/1 definierten Nachweisgrenze berechnet. Die Nachweisgrenze ist definiert als wobei Ka n K, : Quantile der Standardnormalverteilung po : Erwartungswert der Nulleffekt-Zählrate p" : Nachweisgrenze für den Erwartungswert der Nettozählrate to : Messdauer der Nulleffektmessung tb : Messdauer der Bruttoeffektmessung.

Ein Auflösen der Gleichung für die Nachweisgrenze ergibt die Bruttomessdauer für das Messgerät. Hierbei wird noch in bekannter Weise der Detektorwirkungsgrad berücksichtigt. Bei vorgegebener Nachweisgrenze liegt also die Messdauer fest. Die Messdauer wird in N Messzyklen unterteilt, wobei jeder Messzyklus für die Dauer T durchgeführt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nach jeder Messung die Wahrschein- lichkeit ausgerechnet, die angibt, ob bei Berücksichtigung der bisherigen Messwerte eine Grenzwertüberschreitung in der verbleibenden Messdauer noch erreicht wird.

Dies läßt sich an einem einfachen Beispiel verdeutlichen : Angenommen, es werden zehn Einzelmessungen durchgeführt und der zu prüfende Grenzwert betrage zwölf.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird am Ende jeder Einzelmessung berechnet wie gross die Wahrscheinlichkeit ist, dass in den verbleibenden Einzel- messungen noch eine Grenzwertüberschreitung zu erhalten ist. 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.Mittel Messung Messung Messung Messun Messung Messung Messung Messung Messung Messung wert 9 2 3 1 4 2 3 2 3 1 3 2, 4 Nach der ersten Einzelmessung wird also beispielsweise gefragt, ob die Wahr- scheinlichkeit größer als 0,95 ist, dass im Mittel noch eine Grenzwertüberschreitung erhalten wird, wenn der erste Messwert 2 ist. Nach der zweiten Einzelmessung wird gefragt, ob die Wahrscheinlichkeit größer als 0,95 ist, dass im Mittel noch eine Grenzwertüberschreitung auftritt, wenn der erste Messwert 2 und der zweite Mess- wert 3 beträgt. Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis aufgrund der angefallenen Messwerte die geschätzte Wahrscheinlichkeit für eine ausbleibende Grenzwertüber- schreitung mit ausreichender Sicherheit gross genug ist.

Dass dieses Verfahren eine Zeitersparung liefert wird noch deutlicher, wenn der Nullwert gemessen wird. Wird neunmal Null gemessen, ist es ohne weiteres ein- sichtig, dass der zehnte Messwert sehr unwahrscheinlich größer als 120 ist und somit zu einer Grenzwertüberschreitung fuhrt. Er wird nachweislich eine geforderte Wahr- scheinlichkeit von 0,95 unterschreiten. Hierzu können beispielsweise bei bekannter Verteilung der Messwerte aus den ersten neun Messwerten die Parameter der Ver- teilung geschätzt werden und dann die Wahrscheinlichkeit für einen Messwert größer als 120 bestimmt werden.

Der Ablauf des Verfahrens ist in der einzigen Figur als Flussdiagramm dargestellt.

In dem Verfahrensschritt 10 wird die Größe TMa, berechnet. Diese Größe kann bei- spielsweise die zuvor beschriebene Messdauer tb sein. In einem nachfolgenden Schritt 12 wird eine Messung für die Dauer T mit T < TM", durchgeführt. Für den Messwert und bereits davor gemessene Messwerte wird die Wahrscheinlichkeit pi berechnet dafür, dass der Mittelwert x aller in der Messzeit Ta,. möglichen Mes- sungen kleiner als ein Grenzwert xGr ist, wobei die Berechnungsgrundlage die bis- herigen Messwerte sind. Zur Bestimmung dieser Wahrscheinlichkeit wird ausge- nutzt, dass für die Messwerte bei grossen Zählraten eine Normalverteilung vorliegt und bei niedrigen Zählraten eine Poisson-oder Binominal-Verteilung vorliegt.

Die so bestimmte Wahrscheinlichkeit pi wird mit einer eingestellten statistischen Si- cherheit zur Grenzüberschreitung PGr in Verfahrensschritt 16 verglichen. Ist also die Restwahrscheinlichkeit pi zur Grenzüberschreitung kleiner als die eingestellte sta- tistische Sicherheit zur Grenzüberschreitung PGr, so wird in Verfahrensschritt 18 ein Signal S1 generiert, das die Gesamtmessung abbricht. Ist diese Aussage nicht mög- lich, so wird nachfolgend die Gesamtdauer der Einzelmessung mit der Maximal- dauer in Verfahrensschritt 20 verglichen. Ist bereits hinreichend lange gemessen worden, wird ein Signal S2 generiert, wonach die Wahrscheinlichkeit pj größer als Per ist und eine Grenzwertüberschreitung möglicherweise vorliegt. Ist die bisher aufgetretene Messdauer in Verfahrensschritt 20 nicht größer als die Gesamtmess- dauer, so kehrt das Verfahren zu dem Verfahrensschritt 12 zurück und wiederholt eine Messung für die Messdauer T, die kleiner als TM,, ist.

Selbstverständlich ist es möglich, auch die Messdauer der einzelnen Messvorgänge variabel zu gestalten und sogar von bisherigen Messergebnissen abhängig zu wäh- len.

Das Verfahren wurde durch Simulationen getestet, bei denen anhand von realistisch aufgezeichneten Messwerten eine Effektivitatssteigerung von ungefähr 30 % bei selber Sicherheit erzielt werden konnte. Das Verfahren wurde mit den Daten eines Personenmonitors vom Typ RTM860TS der Anmelderin als Vormonitor eines deut- schen Kernkraftwerks getestet. In 36 Tagen wurden dabei ungefähr 27.000 Messun- gen durchgeführt, was 13. 500 Begehungen entspricht. Die durchschnittliche Mess- zeit nach DIN betrug 9,9 Sekunden pro Körperseite. Diese Messzeit konnte durch das erfindungsgemäße Verfahren um 27,9 % verkürzt werden, was bei durchschnitt- lich 375 Begehungen pro Tag zu einer Einsparung von 34 Minuten pro Tag und Gerät führt.