JPH0468592B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低バツクグラウンド放射能測定方法、
特に測定室内の空間の放射性ガスに起因するバツ
クグラウンド計数を低減することができる放射線
測定器に関する。

放射能測定、特にごく微量放射能を含む試料の
測定においては、試料中の放射能から放出される
放射線による計数以外の計数、すなわちバツクグ
ラウンド計数を低減することが、測定精度を向上
させる重要な要素となる。

このようなバツクグラウンド計数は、宇宙線な
どの外部から侵入する放射線の作用による計数
（外部バツクグラウンド計数）、検出器の構成材料
及び検出器周辺の材料中に含まれる放射能からの
放射線の作用による計数、並びに測定室の空間の
放射性ガスからの放射線の作用による計数（室内
バツクグラウンド計数）が要因である。

従来、このようなバツクグラウンド計数を低減
する放射能測定方法として、以下に説明するよう
な方法が行われていた。

第１図には、従来の低バツクグラウンド放射能
測定方法に適用される放射能測定装置のブロツク
構成が示されている。図において、試料中の放射
能から放出される放射線を検出するために中心検
出器１０が設けられ、この中心検出器１０は測定
室１１に収納されている光透過性容器１２と、高
電圧源１４にて駆動される光電子増倍管１６とか
ら構成されている。

上記光透過性容器１２の内部には、放射線の作
用で光を放出する液体シンチレータに放射能を含
む試料を溶かした液体が入つており、試料の放射
能からの放射線は液体シンチレータと作用して該
放射線のエネルギに比例した光を発生する。そし
て発生した光は光電子増倍管１６にて光量に比例
した電気パルスに変換される。ここで中心検出器
１０は、該中心検出器１０の構成材料及び中心検
出器１０の周辺の材料中に含まれる放射能からの
放射線並びに宇宙線などの外部から侵入する放射
線も同様に検出するが、これがバツクグラウンド
計数となつて装置の検出限界を上げている。

このバツクグラウンド計数を低減するための手
段として、従来以下のような方法が行われてい
た。

すなわち、宇宙線など外部から侵入する放射線
を検出するために、中心検出器１０の外周には逆
同時検出器１８が設けられ、この逆同時検出器１
８はプラスチツクシンチレータ２０と、光電子増
倍管２２とから構成されている。このプラスチツ
クシンチレータ２０は放射線の作用で光を発生
し、その光は光電子増倍管２２で電気パルスに変
換されるが、放射能を含む試料から放出される放
射線のエネルギは弱く該プラスチツクシンチレー
タ２０まで達しないため、その作用を受けない。

そして、前記光電子増倍管１６，２２にて変換
された電気パルスは、それぞれプリアンプ２４，
２６及びアンプ２８，３０にて増幅され、波形整
形回路３２，３４にて波形整形された後、逆同時
回路３６に供給される。この逆同時回路３６は、
中心検出器１０のみから信号が供給されたとき
は、該信号をスケーラ３８に送り放射線を計数す
るが、逆同時検出器１８からのみ信号が供給され
たとき及び中心検出器１０と逆同時検出器１８か
ら同時に信号が供給されたときには、該信号を出
力しない。

従つて、宇宙線など透過力の強い放射線は中心
検出器１０と逆同時検出器１８に同時に作用し、
電気パルスに変換され波形整形された後、逆同時
回路３６に同時に加えられるので、これらの放射
線は計数されず、宇宙線による外部バツクグラウ
ンド計数を低減することができる。

また、宇宙線などの外部から侵入する放射線に
よる外部バツクグラウンド計数に加えて、中心検
出器１０及び該検出器１０の周辺材料中に含まれ
る放射能から放出される透過力の弱い放射線によ
るバツクグラウンド計数を除去する装置として、
従来、第２図で示されるような装置が用いられて
いた。図において、光透過性容器１２には２個の
光電子増倍管１６，２２がそれぞれ対向して設け
られ、これら光透過性容器１２及び光電子増倍管
１６，２２は、宇宙線、検出器及び該検出器周辺
の材料からの放射線などバツクグラウンド計数の
要因となる放射線に対して逆同時検出器として働
き、試料からの放射線に対しては中心検出器とし
て働くように構成されている。そして、一方の光
電子増倍管１６にて変換された電気パルス信号１
００はプリアンプ２４及びアンプ２８にて増幅さ
れ、波形整形回路３２にて波形整形された後、逆
同時回路３６ａの入力信号１０２及び逆同時回路
３６ｂの逆同時信号１０４としてそれぞれ供給さ
れる。また、他方の光電子増倍管２２にて変換さ
れた電気パルス信号１０６も同様にプリアンプ２
６及びアンプ３０にて増幅され、波形整形回路３
４にて波形整形された後、逆同時回路３６ｂの入
力信号１０８及び逆同時回路３６ａの逆同時信号
１１０としてそれぞれ供給される。

そして、上記各逆同時回路３６ａ，３６ｂは光
電子増倍管１６，２２から同時に電気パルス信号
１００，１０６が発生した時は混合回路３９に信
号を出力しないが、電気パルス信号１００，１０
６が時間的にずれて発生した時は有効な信号とし
て混合回路３９に出力する。混合回路３９は逆同
時回路３６ａ，３６ｂから供給される信号を混合
してスケーラ３８に送り、スケーラ３８は逆同時
回路３６ａ，３６ｂを通過した信号のパルス数を
総計し、試料に含まれる放射能の測定を行う。

例えば測定する放射性物質がトリチウムである
場合、その放射線の平均放出エネルギは6keVと
非常に微弱であつて、液体シンチレータとの作用
で発生する光は微量であるので、光電子増倍管１
６の近くで発生した光は光電子増倍管１６に到達
するが、他方の光電子増倍管２２には到達しな
い。このことは光電子増倍管２２の近くで光が発
生した場合も同様である。従つて、これらの場合
各光電子増倍管１６，２２から発生する電気パル
ス信号１００，１０６は互いに時間的にずれてい
るので、有効な信号としてスケーラ３８で計数さ
れる。

一方、光透過性容器１２の構成材料やその周辺
材料中に含まれる放射能からの放射線及び宇宙線
などの外来放射線の平均放出エネルギは数百keV
以上であるので、液体シンチレータとの作用で発
生する光量は、その発生場所に関係なく光電子増
倍管１６，２２から同時に電気パルス信号１０
０，１０６を発生するのに十分であり、スケーラ
３８では計数されない。

このように改良された従来装置によれば、宇宙
線など透過力の強い放射線によるバツクグラウン
ド計数のみならず、検出器及びその周辺材料から
放出する透過力の比較的弱い放射線によるバツク
グラウンド計数をも除去することができる。

しかしながら、このような従来装置において
は、測定室の空間の放射性ガスからの放射線の作
用によるバツクグラウンド計数を除去することが
きないという欠点を有していた。すなわち、測定
室の空間の放射性ガスの放射線により発光した光
が試料からの放射線による光と同等な場合には、
両者を区別することができないので、バツクグラ
ウンドとして除去することができないという欠点
を有していた。例えば、ラドン222（²²²Rn）は微
量ではあるが空気中に常に存在している。このラ
ドン222は5.486MeVのα線を放出するものであ
るが、10種類の放射性壊変により次々と10種類の
放射性元素が生じる。これら新しく生じた元素は
種々のエネルギを有するα線、β線、γ線を放射
するので、これら放射線の作用で発生する光の中
には被測定物質と同等の光を放出するものがあ
り、従来装置においては、バツクグラウンドとし
て除去することができなかつた。

本発明は前述した従来の課題に鑑みなされたも
ので、その目的は測定室内のバツクグラウンド計
数を低減し、精度の高い放射能測定を行うことが
できる低バツクグラウンド放射線測定器を提供す
ることにある。

上記目的を達成するために、液体シンチレータ
に放射線測定試料が溶解されて形成される試料溶
液が収容される測定ビンと、この測定ビンの両側
に設置される第１及び第２の光電子増倍管と、光
を遮蔽する部材で構成され、前記測定ビンと前記
第１及び第２の光電子増倍管を収容する測定筒
と、この測定筒を被つて設置される固体シンチレ
ータと、この固体シンチレータに設置される第３
及び第４の光電子増倍管と、前記測定筒の内部に
放射能を有しない気体を充填させる気体充填手段
と、を含むことを特徴とする。

以上のような構成を有する本発明に係る低バツ
クグラウンド放射線測定器においては、宇宙線の
ような強力な放射線を受けた場合には、第１及び
第２及び第３の光電子増倍管、又は第１及び第２
及び第４の光電子増倍管、又は第１及び第２及び
第３及び第４の光電子増倍管から電気パルスが出
力され、試料溶液中に放射性の不純物が存在した
場合には、第１及び第２の光電子増倍管から電気
パルスが出力される。そして、放射線測定試料の
微弱な放射能に基づくシンチレーシヨンによつ
て、第１又は第２の光電子増倍管のいずれか一方
のみから電気パルスが出力され、しかも測定筒の
内部には放射能を有しない気体が充填されている
ので、第１又は第２の光電子増倍管から出力され
る電気パルスを計数することによつて、周囲の放
射線の悪影響を排除して、放射線測定試料の精度
良い放射能の測定を行うことが可能となつてい
る。

以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。

第３図には、本発明に係る低バツクグラウンド
放射線測定器に好適な放射能測定装置の構成が示
され、図において、４０は無酸素銅などの放射性
不純物が少ない材料から成る測定筒であり、測定
ビン４２の測定室４４を形成している。この測定
筒４０には、取付孔４６ａ，４６ｂを通して中心
検出器用光電子増倍管４８ａ，４８ｂがそれぞれ
対向して取り付けられ、これら中心検出用光電子
増倍管４８ａ，４８ｂは測定室４４に挿入された
測定ビン４２に向けられ、測定ビン４２と光電子
増倍管４８ａ，４８ｂとで中心検出器４９を構成
している。また測定筒４０の外周にはプラスチツ
クシンチレータ５０と光電子増倍管５２ａ，５２
ｂとで構成される逆同時検出器５４が設けられて
いる。更にターンテーブル５６上に設置された試
料が入つている複数の測定ビン４２を順次測定室
４４内に挿入配置するためにリフト５８が設けら
れ、このリフト５８を測定筒４０の下端に位置決
め固定した際に、測定筒４０内は密閉状態とな
る。

そして、この測定室４４内には、空気中に含ま
れるラドン222などの放射性ガスが飛散しており、
これら放射性ガスからの放射線による測定室４４
内のバツクグラウンド計数を低減するために、本
発明においては、放射線検出時に放射性物質の含
まれていないガスを測定室４４内に充填すること
を特徴とする。すなわち、測定筒４０の下部に
は、それぞれ供給パイプ６０及び排出パイプ６２
が固定され、第３図で示されるように、リフト５
８を測定筒４０の下端に位置決め固定して測定室
４４内を密閉状態とした後、供給パイプ６０から
測定室４４内に窒素などの放射性物質の含まれて
いないガスを供給し続ける。この結果、測定室４
４内の放射性物質の含まれているガスは排出パイ
プ６２から測定室４４外に排出され、測定室４４
内は常時放射性物質の含まれていないガスで満た
されることとなる。

また測定室４４内に放射性物質の含まれていな
いガスを充填する方法として、フイルタなどを通
して放射性物質を除去したガスを供給パイプ６０
から測定室４４内に供給することも可能である。

このように、放射線検出時に放射性物質の含ま
れていないガスを測定室４４内に充填した後、中
心検出器４９及び逆同時検出器５４にて従来例と
同様な放射線の検出が行われ、検出した放射線を
計数して試料中に含まれる放射能の測定が行わ
れ、測定室４４内のバツクグラウンド計数を低減
することができる。

なお本発明は測定室４４の空間に存在するラド
ン222等の放射性物質を含むガスを窒素ガスなど
の放射性物質を含まないガスで置換することによ
り、バツクグラウンド計数を低減するものである
から、本実施例に限らず、ゲルマニウム、シリコ
ンなどの半導体検出器を使つたカウンタあるいは
結晶シンチレータを使つたカウンタの測定室４４
に本発明を適用することも可能である。

以上説明したように、本発明によれば、放射線
検出時に試料が溶解された液体シンチレータであ
る第１のシンチレータと第１の光電子増倍管のす
くなくとも検出部のみを密閉収納した測定筒内
に、放射性物質の含まれていないガスを充填する
ことにより、測定室内のバツクグラウンド計数を
低減することができ、測定精度を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の低バツクグラウンド放射線測定
器の一実施例を示すブロツク説明図、第２図は従
来の低バツクグラウンド放射能測定装置の他の実
施例を示すブロツク説明図、第３図は本発明に係
る低バツクグラウンド放射能測定方法に好適な放
射能測定装置の構成図である。 ４０…測定筒、４２…測定ビン、４４…測定
室、４８ａ，４８ｂ…中心検出器用光電子増倍
管、４９…中心検出器、５０…プラスチツクシン
チレータ、５２ａ，５２ｂ…光電子増倍管、５４
…逆同時検出器、６０…供給パイプ、６２…排出
パイプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体シンチレータに放射線測定試料が溶解さ
   れて形成される試料溶液が収容される測定ビン
   と、 この測定ビンからのシンチレーシヨンを受光す
   るように、該測定ビンの両側に設置される第１及
   び第２の光電子増倍管と、 光を遮蔽する部材で構成され、前記測定ビンと
   前記第１及び第２の光電子増倍管を収容する測定
   筒と、 この測定筒を被つて設置される固体シンチレー
   タと、 この固体シンチレータに設置される第３及び第
   ４の光電子増倍管と、 前記測定筒の内部に放射能を有しない気体を充
   填させる気体充填手段と、 を含む低バツクグラウンド放射線測定器。