JPH02107990A - 放射線測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、医療分野及び工業分野における、放射線を利
用した放射線測定装置に関するものである。

従来の技術 従来の放射線測定装置としては、放射線に有感なパルス
型検出器を用い、放射線検出器から出力されるパルス信
号を前置増幅器で増幅してから処理等を行うものがあり
、その前置増幅器としては、電圧型前置増幅器と電荷型
前置増幅器とがある。

電圧型前置増幅器は、放射線検出器から出力されるパル
ス信号の電圧波高に比例した出力電圧を生じるものであ
るため、入力静電容量が一定の場合は放射線検出器で発
生する電荷Ｑに比例する出力を生じる。しかし、入力静
電容量が変化する場合は、この比例関係は成り立たなく
なるので、あまり好ましいものではない。

また、電荷型前置増幅器では、検出器から出力されるパ
ルス信号を積分して出力するので、出力電圧は入力端子
に加えられるパルス信号の全積分電荷に比例し、入力静
電容量の変化は無視できるようになる。第４図及び第５
図に電荷型前置増幅器を用いた場合の従来の放射線測定
装置のブロック図をボす。

第４図に示したものは積分法と呼ばれる方法で処理する
もので、■は放射線検出器であり、第６図（ａ）のよう
なパルス信号を出力する。

２は電荷型前置増幅器であり、タイマー５からのリセッ
ト信号により電荷が放電され、放射線検出器１からのパ
ルス信号の全積分電荷に比例した第６図（ｂ）のような
出力電圧を発生する。

３はサンプルホールド回路であり、積分された出力電圧
をタイマー５からのサンプリング信号のタイミングで保
持する。

４はサンプルホールド回路３の出力をディジタル化する
ためのＡ／Ｄ変換器である。

以上のように構成された従来の積分法による放射線測定
装置においては、放射線検出器１から出力されるパルス
信号をタイマー５により決められる期間だけ積分して出
力し、その出力電圧の最終値をＡ／Ｄ変換器４でディジ
タル信号に変換して出力する。

しかしながら前記のような積分法で処理する構成では、
センサー出力を積分して出力するものであるので、ある
期間内に入射した放射線の総線量としてしか情報を得る
ことができず、放射線として入射してくる一つ一つの光
子エネルギーの情報を得ることはできない。

また、第５図に示したものは、カウント法と呼ばれる方
法であり、１は放射線検出器、２は電荷型前置増幅器で
ある。６は微分回路であり、電荷型前置増幅器２の出力
信号の増加率を求め、第６図（ｃ）のように一つ一つの
パルス信号をエネルギーに応じた波高のパルスとして出
力する。７は波高弁別回路であり、入力パルスの波高が
設定した波高弁別レベルを越えたときだけロジック出力
パルスを発生するようになっている。８はカウンタであ
り、波高弁別回路８からの出力パルスの数を計数する。

以上のように構成された従来のカウント法で処理する放
射線測定装置においては、放射線検出器１から出力され
るイくルス信号を積分して増幅し、この出力信号を微分
することにより、エネルギーに応じた波高のパルスとし
て分離し、そのパルスのうち所定の波高以上のパルス（
所定のエネルギー以上の放射線によるパルス）のみを計
数する。

このレベルは例えば装置の雑音のちょうど上に設定する
ことにより、すべての大きさの検出器パルスを計数して
最大感度が得られ、また、所定のエネルギー以上の放射
線によるパルスのみを選択的に計数することもできる。

従って、カウント法では放射線として入射してくる一つ
一つの光子エネルギーの情報を得ることができるが、測
定する期間が長い場合には、電荷型前置増幅器の出力が
増加し続けるため最終的には飽和してしまい、それ以上
の測定ができなくなる。そこで、ある程度まで出力電圧
が増大したら電荷型前置増幅器にリセットをかけて蓄積
した電荷を放電させてやるという方法がとられる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、放射線として入射
してくる一つ一つの光子エネルギーの情報を得るために
はカウント法を用いる必要があるが、電荷型前置増幅器
の電荷を放電させている期間は、放射線検出器からのパ
ルスを積分することができず、この期間は不感時間とな
るため、この期間に放射線検出器から出力されるパルス
は測定できない。

また、第５図のように電荷型前置増幅器２の後段に微分
回路６を入れる構成の場合、第７図のＡ点で電荷の放電
を開始するとすれば、電荷型前置増幅器２の出力信号は
第７図（ｂ）のようになるため、微分回路６の出力信号
は第７図（Ｃ）に示すようになりパルス状のノイズが生
じる。従って、この期間に放射線検出器から出力される
パルスは正しく測定できないため、結局、測定期間をそ
れ以上長くすることができないという課題を有していた
。

本発明はかかる点に鑑み、電荷型前置増幅器を用いて不
感時間のない放射線測定を行うことができる放射線測定
装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、放射線を検出する放射線検出器と、を微分す
る前記積分手段と同数の微分手段と、放射線検出器のパ
ルス状出力信号を複数の積分手段に選択的に供給する入
力切換手段と、複数の積分手段の各々の出力信号の振幅
が所定の大きさ以上になったことを検出する少なくとも
積分手段と同数の電圧検出手段と、複数個の微分手段の
出力を切り換えて選択的に出力する出力切換手段とを備
えた構成となっている。

作用 本発明は前記した構成により、電圧検出手段の出力によ
りその電圧検出手段の入力となった積分手段をリセット
すると共に、入力切換手段と出力切換手段とをそれまで
選択していた積分手段とは別の積分手段を選択するよう
に切り換え、連続して放射線測定を行なう。

実施例 検出器などのように、入射放射線の光子のエネルギーに
比例する波高のパルスを出力するような検出器である。

１０．１８はアナログスイッチであり、それぞれフリッ
プフロップ１５．２１の出力信号により開閉され、その
出力はそれぞれ電荷型増幅器１１．１７に供給される。

電荷型増幅器１１．１７の出力信号はそれぞれ電圧検出
回路１３゜１４．１９．２０及び微分回路１２．１８に
加えられ、微分回路１２．１８の出力は、切換回路２４
で切り換えられて出力される。なお、切換回路２４はフ
リップフロップ２２の出力信号を遅延回路２３で所定時
間だけ遅延させた信号により切り換えられ、この信号が
ハイ（Ｈｉｇｈ）レベルの時には微分回路１８からの信
号を出力し、ロー（Ｌｏｗ）レベルの時には微分回路１
２からの信号を出力する。

以上のように構成された本実施例の放射線測定装置につ
いて、以下その動作を説明する。

第２図は、第１図の各部の波形を示したものであり、　
（ａ）は検出器１の出力信号である。最初はフリップフ
ロップ１５の出力がハイレベルでアナログスイッチ１０
がオン、フリップフロップ２１の出力がローレベルでア
ナログスイッチ１６がオフになっているとする。従って
、電荷型増幅器１１には検出器１からのパルスが印加さ
れるため、その出力信号は、第２図（ｂ）のようになる
。そして電圧検出回路１３により所定の電圧以上になっ
たことを検出し、同図（Ｃ）で示すような信号を出力し
、この信号により、フリップフロップ２１及び２２をセ
ットする。よって、このタイミングでフリップフロップ
２１の出力はハイレベルとなりアナログスイッチ１６が
オンになるため、電荷型増幅器１７にも検出器１からの
信号が供給され始める。第２図（ｈ）はフリップフロッ
プ２１の出力信号、　（ｉ）はアナログスイッチ１６の
出力信号、　（ｊ）は電荷型増幅器１７の出力を示して
いる。また、電荷型増幅器１１の電圧がさらに上昇し電
圧検出回路１４により検出される電圧以上になると、電
圧検出回路１４は第２図（ｄ）のような信号を出力し、
モノマルチ回路２５を経て、同図（ｅ）に示すような信
号で電荷型増幅器１１とフリップフロップ１５をリセッ
トする。モノマルチ回路２５は電圧検出回路１４の出力
パルスを電荷型増幅器１１をリセットするのに十分な長
さのパルスに変換するための回路である。従って、フリ
ップフロップ１５の出力信号は、第２図（ｆ）のように
なり、このタイミングでアナログスイッチ１０がオフに
なるため、その出力は（ｇ）で示したようになる。電荷
型増幅器１１の出力信号は、同図（ｂ）のようになるの
で、微分回路１２の出力は（ｋ）のようになる。同様に
して、電荷型増幅器１７の出力は、（ｊ）のようになり
、微分回路１８の出力は（１）で示すようになる。一方
、フリップフロップ２２の出力は、前述したように第２
図（Ｃ）の信号でセットされるので同図（ｍ）のように
なり、それを遅延回路２３によりｔだけ遅延させると（
ｎ）のようになる。この信号がハイレベルの時、切換回
路２４は微分回路１８からの信号（第２図（１））を出
力し、ローレベルの時には、微分回路１２からの信号（
第２図（ｋ））を出力する。従って、切換回路２４の出
力信号はＩｌ− 第２図（０）に示すようになる。ただし、遅延回路２３
の遅延時間ｔは、電圧検出回路１３の出力が出てから電
圧検出回路１４の出力が出るまでの時間の半分程度の時
間に設定するものとする。

第３図は、第１図の各部の波形を第２図よりも長い時間
間隔で示したものである。第３図（ａ）は検出器１の出
力信号であり、　（ｂ）は電荷型増幅器１１の出力信号
、　（Ｃ）は電荷型増幅器１７の出力信号、　（ｄ）＋
　　（ｅ）はそれぞれ微分回路１２．１８の出力信号で
ある。そして、遅延回路２３の出力信号は、　（ｆ）で
示すようになり、この信号がローレベルの時には（ｄ）
の信号が出力され、ハイレベルの時には（ｅ）の信号が
出力される。

なお、本実施例においては、電荷型増幅器を２個、電圧
検出回路を４個用いたが、必要に応じて何個でもよい。

また、電荷型増幅器についても、入力信号を積分して出
力するようなものであればどのようなものでもよい。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、電荷型前置増幅器を用
いて不感時間のない放射線測定を行うことができ、その
実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の放射線測定装置のブ
ロック図、第２図、第３図は同実施例の動作波形図、第
４図は従来の積分法による放射線測定装置のブロック図
、第５図は従来のカウント法による放射線測定装置のブ
ロック図、第６図。 第７図は従来の放射線測定装置の動作波形図である。 １・・・・・・放射線検出器、２．１１．１７・・・・
・・電荷型増幅器、１０．１６・・・・・・アナログス
イッチ、１３．４４．　１９．２０・・・・・・電圧検
出回路、６゜１２．１８・・・・・・微分回路、２３・
・・・・・遅延回路、２４・・・・・・切換回路、１５
，２１．２２・・・・・・フリップフロップ、２５．２
８・・・・・・モノマルチ回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線検
   出器のパルス状出力信号を積分する複数の積分手段と、
   前記複数の積分手段の各々の出力信号を微分する前記積
   分手段と同数の微分手段と、前記放射線検出器のパルス
   状出力信号を前記複数の積分手段に選択的に供給する入
   力切換手段と、前記複数の積分手段の各々の出力信号の
   振幅が所定の大きさ以上になったことを検出する少なく
   とも前記積分手段と同数の電圧検出手段と、前記複数個
   の微分手段の出力を切り換えて選択的に出力する出力切
   換手段とを有し、前記電圧検出手段の出力により前記電
   圧検出手段の入力となった前記積分手段をリセットする
   と共に前記入力切換手段と前記出力切換手段とをそれま
   で選択していた積分手段とは別の積分手段を選択するよ
   うに切り換えることを特徴とする放射線測定装置。
2. （２）１つの積分手段に対して、検出電圧の異なる少な
   くとも２つの電圧検出手段を有し、そのうち１つの電圧
   検出手段の出力信号により別の積分手段の入力切り換え
   手段を制御し、別の１つの電圧検出手段の出力信号によ
   り前記電圧検出手段の入力となった前記積分手段をリセ
   ットすると共に前記積分手段の入力切換手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
3. （３）１つの積分手段に対して、検出電圧の異なる少な
   くとも２つの電圧検出手段を有し、そのうち１つの電圧
   検出手段の出力信号を遅延手段により遅延させた信号に
   より出力切換手段を制御することを特徴とする請求項１
   または２記載の放射線測定装置。