JPH05341047A - 効果的なα及びβ(γ)線同時測定法及びその検出器 - Google Patents
効果的なα及びβ(γ)線同時測定法及びその検出器Info
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- JPH05341047A JPH05341047A JP11755491A JP11755491A JPH05341047A JP H05341047 A JPH05341047 A JP H05341047A JP 11755491 A JP11755491 A JP 11755491A JP 11755491 A JP11755491 A JP 11755491A JP H05341047 A JPH05341047 A JP H05341047A
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- scintillator
- rays
- zns
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 波形弁別法により1回の測定で同時にグロス
のα及びβ(γ)線をほぼ完全に区別して計測すること
に関する。 【構成】 (1) ZnS(Ag)シンチレータと、立
ち上がり(立ち下がり)時間がかなり短いプラスチッ
ク、スチルベン、BGO又はNaI(Tl)シンチレー
タとを2重に組み合わせた複合シンチレータを備えた検
出器において、線源に対してZnS(Ag)シンチレー
タを配置し、次にプラスチック、スチルベン、BGO又
はNaI(Tl)シンチレータを配置したことを特徴と
する検出方法又は検出器。 (2) ZnS(Ag)シンチレータと、立ち上がり
(立ち下がり)時間がかなり短いプラスチック又はスチ
ルベンと、BGO又はNaI(Tl)シンチレータとを
3重に組み合わせた複合シンチレータを備えた検出器に
おいて、線源に対して、順次に、ZnS(Ag)シンチ
レータを配置し、次にプラスチック又はスチルベンを配
置し、更に次にBGO又はNaI(Tl)を配置したこ
とを特徴とする検出方法又は検出器。
のα及びβ(γ)線をほぼ完全に区別して計測すること
に関する。 【構成】 (1) ZnS(Ag)シンチレータと、立
ち上がり(立ち下がり)時間がかなり短いプラスチッ
ク、スチルベン、BGO又はNaI(Tl)シンチレー
タとを2重に組み合わせた複合シンチレータを備えた検
出器において、線源に対してZnS(Ag)シンチレー
タを配置し、次にプラスチック、スチルベン、BGO又
はNaI(Tl)シンチレータを配置したことを特徴と
する検出方法又は検出器。 (2) ZnS(Ag)シンチレータと、立ち上がり
(立ち下がり)時間がかなり短いプラスチック又はスチ
ルベンと、BGO又はNaI(Tl)シンチレータとを
3重に組み合わせた複合シンチレータを備えた検出器に
おいて、線源に対して、順次に、ZnS(Ag)シンチ
レータを配置し、次にプラスチック又はスチルベンを配
置し、更に次にBGO又はNaI(Tl)を配置したこ
とを特徴とする検出方法又は検出器。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、波形弁別法により1回
の測定で同時にグロスのα及びβ(γ)線をほぼ完全に
区別して計測する放射線検出器に関するものである。3
重に組み合わせる場合は、グロスのα線、主にβ線、主
にγ線を同時にほぼ区別して測定することができる。こ
れらの測定法及び検出器は、固体、液体・気体試料のエ
ネルギーを特に厳密に問題にしない測定において有効で
ある。例えば、放射線管理用のサーベイメータ、エリア
モニター、放射性ガスモニター、放射性ダストモニター
等の放射線モニターの検出器としての利用が考えられ
る。
の測定で同時にグロスのα及びβ(γ)線をほぼ完全に
区別して計測する放射線検出器に関するものである。3
重に組み合わせる場合は、グロスのα線、主にβ線、主
にγ線を同時にほぼ区別して測定することができる。こ
れらの測定法及び検出器は、固体、液体・気体試料のエ
ネルギーを特に厳密に問題にしない測定において有効で
ある。例えば、放射線管理用のサーベイメータ、エリア
モニター、放射性ガスモニター、放射性ダストモニター
等の放射線モニターの検出器としての利用が考えられ
る。
【0002】
【従来の技術】通常、α及びβ(γ)線を測定するに
は、それぞれ専用の検出器を用いて測定する。しかし、
1台の検出器を用いて同時にα及びβ(γ)線を測定す
る必然性のある場合は、各種シンチレータを含む放射線
検出器を用いるエネルギーの相異から求める方法、α線
とβ(γ)線の波形弁別が可能な単一のシンチレータ等
(例えば、CsI(Tl)、スチルベン結晶)を用いる
方法等がある。
は、それぞれ専用の検出器を用いて測定する。しかし、
1台の検出器を用いて同時にα及びβ(γ)線を測定す
る必然性のある場合は、各種シンチレータを含む放射線
検出器を用いるエネルギーの相異から求める方法、α線
とβ(γ)線の波形弁別が可能な単一のシンチレータ等
(例えば、CsI(Tl)、スチルベン結晶)を用いる
方法等がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】1台の検出器により同
時にα及びβ(γ)線を測定する場合、その波高すなわ
ちエネルギーの相異から測定する方法は、単一及び複合
シンチレータいずれもα及びβ(γ)線を完全に区別し
て計測することは困難である。一方、波形弁別法により
α及びβ(γ)線を同時に測定する方法としては、単一
のシンチレータを用いる例のみが報告されていた。最も
効果的にα及びβ(γ)線の波形弁別ができるシンチレ
ータとして知られているCsI(Tl)、CsI(N
a)、スチルベン等は、2〜3程度のFOM(Figure o
f merit)値が報告されている。しかし、この程度で
は、エネルギーの相違、温度・測定条件の変動等により
α及びβ(γ)線の弁別に影響を及ぼし、安定した計測
は期待できない。即ち、本発明において解決しようとす
る課題は、α及びβ(γ)線を同時に測定する場合、こ
れらの問題点を無視できるような十分大きな分解能(F
OM値)をもつ検出器を開発したことにある。
時にα及びβ(γ)線を測定する場合、その波高すなわ
ちエネルギーの相異から測定する方法は、単一及び複合
シンチレータいずれもα及びβ(γ)線を完全に区別し
て計測することは困難である。一方、波形弁別法により
α及びβ(γ)線を同時に測定する方法としては、単一
のシンチレータを用いる例のみが報告されていた。最も
効果的にα及びβ(γ)線の波形弁別ができるシンチレ
ータとして知られているCsI(Tl)、CsI(N
a)、スチルベン等は、2〜3程度のFOM(Figure o
f merit)値が報告されている。しかし、この程度で
は、エネルギーの相違、温度・測定条件の変動等により
α及びβ(γ)線の弁別に影響を及ぼし、安定した計測
は期待できない。即ち、本発明において解決しようとす
る課題は、α及びβ(γ)線を同時に測定する場合、こ
れらの問題点を無視できるような十分大きな分解能(F
OM値)をもつ検出器を開発したことにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】ZnS(Ag)薄膜を用
いる放射線検出器は、β及びγ線にはほとんど不感であ
るが、α線にはきわめて高感である。しかも、その立ち
上がり(又は立ち下がり)時間が長いという特徴をも
つ。そこで、β及びγ線に有感でありかつZnS(A
g)に比べβ(γ)線の立ち上がり(又は立ち下がり)
時間がかなり短いプラスチック、スチルベン、BGO又
はNaI(Tl)シンチレータを組み合わせた複合シン
チレータを検出器とすれば、波形弁別により粒子弁別が
可能な単一のシンチレータを検出器とする場合より、は
るかに大きなα及びβ(γ)線の分解能を得ることが可
能となる。β(γ)線を検知するプラスチック又はスチ
ルベンシンチレータは、低い原子番号の元素から成るの
で、ZnS(Ag)シンチレータとこれらシンチレータ
の組み合わせから成る検出器はα線と主にβ線の同時測
定に適する。また、BGO又はNaI(Tl)シンチレ
ータの平均原子番号は高いためγ線やX線の検出効率は
かなり高く、これらシンチレータの組み合わせから成る
検出器はα線と主にγ線やX線の同時測定に適する。さ
らに、BGO又はNaI(Tl)シンチレータの立ち上
がり(又は立ち下がり)時間は、ZnS(Ag)シンチ
レータとプラスチック又はスチルベンシンチレータのそ
れのほぼ中間である。それ故に、これらシンチレータを
3重に組み合わせた複合シンチレータは、グロスのα
線、主にβ線(γ線含む)、主にγ線(β線含む)を同
時にほぼ区別して測定することが可能となる。
いる放射線検出器は、β及びγ線にはほとんど不感であ
るが、α線にはきわめて高感である。しかも、その立ち
上がり(又は立ち下がり)時間が長いという特徴をも
つ。そこで、β及びγ線に有感でありかつZnS(A
g)に比べβ(γ)線の立ち上がり(又は立ち下がり)
時間がかなり短いプラスチック、スチルベン、BGO又
はNaI(Tl)シンチレータを組み合わせた複合シン
チレータを検出器とすれば、波形弁別により粒子弁別が
可能な単一のシンチレータを検出器とする場合より、は
るかに大きなα及びβ(γ)線の分解能を得ることが可
能となる。β(γ)線を検知するプラスチック又はスチ
ルベンシンチレータは、低い原子番号の元素から成るの
で、ZnS(Ag)シンチレータとこれらシンチレータ
の組み合わせから成る検出器はα線と主にβ線の同時測
定に適する。また、BGO又はNaI(Tl)シンチレ
ータの平均原子番号は高いためγ線やX線の検出効率は
かなり高く、これらシンチレータの組み合わせから成る
検出器はα線と主にγ線やX線の同時測定に適する。さ
らに、BGO又はNaI(Tl)シンチレータの立ち上
がり(又は立ち下がり)時間は、ZnS(Ag)シンチ
レータとプラスチック又はスチルベンシンチレータのそ
れのほぼ中間である。それ故に、これらシンチレータを
3重に組み合わせた複合シンチレータは、グロスのα
線、主にβ線(γ線含む)、主にγ線(β線含む)を同
時にほぼ区別して測定することが可能となる。
【0005】1例として、ZnS(Ag)薄膜とNE1
02Aプラスチックシンチレータ(ニュークリアエンタ
ープライズ社製)を使用した場合の検出器の概観を図1
に示す。α線によりZnS(Ag)シンチレータで発行
した蛍光は、NE102Aシンチレータを通り光電子倍
増管(PMT)に導入される。α線はその飛程がきわめ
て短く、ZnS(Ag)薄膜に完全に吸収されるため、
NE102Aプラスチックシンチレータにはβ(γ)線
のみが吸収される。その際、β(γ)線によりNE10
2Aシンチレータで発光した蛍光は直接PMTに導入さ
れる。両放射線によるパルスの立ち上がり時間(又は立
ち下がり時間)はかなり異なるため、波形弁別法により
容易に双方を区別することができる。即ち、立ち上がり
(又は立ち下がり)時間スペクトルを波高分析装置(P
MA)で測定することにより、あるいはα及びβ(γ)
領域に調製した2台のシングルチャンネルアナライザー
(SCA)からの計数値を出力することにより、α及び
β(γ)線を同時に測定する。
02Aプラスチックシンチレータ(ニュークリアエンタ
ープライズ社製)を使用した場合の検出器の概観を図1
に示す。α線によりZnS(Ag)シンチレータで発行
した蛍光は、NE102Aシンチレータを通り光電子倍
増管(PMT)に導入される。α線はその飛程がきわめ
て短く、ZnS(Ag)薄膜に完全に吸収されるため、
NE102Aプラスチックシンチレータにはβ(γ)線
のみが吸収される。その際、β(γ)線によりNE10
2Aシンチレータで発光した蛍光は直接PMTに導入さ
れる。両放射線によるパルスの立ち上がり時間(又は立
ち下がり時間)はかなり異なるため、波形弁別法により
容易に双方を区別することができる。即ち、立ち上がり
(又は立ち下がり)時間スペクトルを波高分析装置(P
MA)で測定することにより、あるいはα及びβ(γ)
領域に調製した2台のシングルチャンネルアナライザー
(SCA)からの計数値を出力することにより、α及び
β(γ)線を同時に測定する。
【0006】図1は、ZnS(Ag)及びNE102A
シンチレータを組み合わせて使用した場合の検出器の概
観図である。それぞれの要素は、シリコンオイル又は光
学接着剤により接した体系で、全体は検出器の窓の部分
を除いてアルミニウム容器等でハウジングして用いる。
シンチレータを組み合わせて使用した場合の検出器の概
観図である。それぞれの要素は、シリコンオイル又は光
学接着剤により接した体系で、全体は検出器の窓の部分
を除いてアルミニウム容器等でハウジングして用いる。
【0007】図1において、薄いアルミニウム蒸発マイ
ラー膜は、外部からの光を遮断(遮光)する、シンチレ
ータからの蛍光を反射するして効率を高める、さらにシ
ンチレータを保護する役目を担う。また、検出器が汚染
された場合、膜の交換により簡便かつ有効な除染を行う
ことができる。
ラー膜は、外部からの光を遮断(遮光)する、シンチレ
ータからの蛍光を反射するして効率を高める、さらにシ
ンチレータを保護する役目を担う。また、検出器が汚染
された場合、膜の交換により簡便かつ有効な除染を行う
ことができる。
【0008】
【実施例】図2に、上記検出器によるα及びβ(γ)線
の立ち上がり時間スペクトルの1例を示す。即ち、図2
は、2重に組み合わせたZnS(Ag)/NE102A
複合シンチレータを用いて測定されたα及びβ(γ)線
の立ち上がり時間スペクトルである。横軸はチャンネル
(立ち上がり時間:nsec)、縦軸はチャンネル当たりの
カウント数を示す。α線とβ(γ)線の弁別は、極めて
大きな分解能をもち、完全に行われている。波形弁別法
は、Kinbara及びKumaharaが開発した方法〔S. Kinbara,
T. Kumahara: “A General Purpose Pulse Shape Disc
riminating Circuit", Nucl. Instr. Methods, 70, 173
-182 (1969)〕を用いた。測定試料は、α放射能標準体
(244Cm)及びβ(γ)放射能標準体(137Cs)である。
第1表は、この測定結果をまとめたものである。α及び
β(γ)線ピークの分解能(FOM)は、約10という
極めて大きな値となった。テイリングはほとんど無視で
きる(10-4程度又はそれ以下)。α線検出効率は、検
出器にほぼ接して測定した場合44.6%であった。ま
た、ZnS(Ag)シンチレータを使用しているので、
α領域のバックグランドは極めて低かった。
の立ち上がり時間スペクトルの1例を示す。即ち、図2
は、2重に組み合わせたZnS(Ag)/NE102A
複合シンチレータを用いて測定されたα及びβ(γ)線
の立ち上がり時間スペクトルである。横軸はチャンネル
(立ち上がり時間:nsec)、縦軸はチャンネル当たりの
カウント数を示す。α線とβ(γ)線の弁別は、極めて
大きな分解能をもち、完全に行われている。波形弁別法
は、Kinbara及びKumaharaが開発した方法〔S. Kinbara,
T. Kumahara: “A General Purpose Pulse Shape Disc
riminating Circuit", Nucl. Instr. Methods, 70, 173
-182 (1969)〕を用いた。測定試料は、α放射能標準体
(244Cm)及びβ(γ)放射能標準体(137Cs)である。
第1表は、この測定結果をまとめたものである。α及び
β(γ)線ピークの分解能(FOM)は、約10という
極めて大きな値となった。テイリングはほとんど無視で
きる(10-4程度又はそれ以下)。α線検出効率は、検
出器にほぼ接して測定した場合44.6%であった。ま
た、ZnS(Ag)シンチレータを使用しているので、
α領域のバックグランドは極めて低かった。
【0009】
【0010】また、ZnS(Ag)とスチルベンを組み
合わせた検出器では、α及びβ(γ)線ピークのFOM
値は、約8であり、プラスチックシンチレータとの組み
合わせによる上記検出器とほぼ同等の特性が得られた。
合わせた検出器では、α及びβ(γ)線ピークのFOM
値は、約8であり、プラスチックシンチレータとの組み
合わせによる上記検出器とほぼ同等の特性が得られた。
【0011】一方、ZnS(Ag)とBGOを組み合わ
せた検出器は、上記検出器と比べ分解能においては劣る
ものの(FOM:約4)、γ線やX線の検出効率は数倍
大きい特徴を持つ。なお、ZnS(Ag)とNaI(T
l)を組み合わせた検出器も、ZnS(Ag)とBGO
を組み合わせた検出器とほぼ同等の性能及び特徴を有す
る。
せた検出器は、上記検出器と比べ分解能においては劣る
ものの(FOM:約4)、γ線やX線の検出効率は数倍
大きい特徴を持つ。なお、ZnS(Ag)とNaI(T
l)を組み合わせた検出器も、ZnS(Ag)とBGO
を組み合わせた検出器とほぼ同等の性能及び特徴を有す
る。
【0012】図3に、3重に組み合わせたZnS(A
g)/NE102A/BGO複合シンチレータによる
241Am及び60Coのα、主にβ及び主にγ線の立ち上がり
時間スペクトルの1例を示す。即ち、図3は、3重に組
み合わせたZnS(Ag)/NE102A/BGO複合
シンチレータによるα、主にβ及び主にγ線の立ち上が
り時間スペクトルである。横軸はチャンネル(立ち上が
り時間:nsec)、縦軸はチャンネル当たりのカウント数
を示す。α線とβ及びγ線の弁別はほぼ完全に、また主
にβ線と主にγ線の弁別もほぼ行われている。α及び主
にβ線ピークのFOM値は約5、またβ及び主にγ線ピ
ークのFOM値は約4であった。
g)/NE102A/BGO複合シンチレータによる
241Am及び60Coのα、主にβ及び主にγ線の立ち上がり
時間スペクトルの1例を示す。即ち、図3は、3重に組
み合わせたZnS(Ag)/NE102A/BGO複合
シンチレータによるα、主にβ及び主にγ線の立ち上が
り時間スペクトルである。横軸はチャンネル(立ち上が
り時間:nsec)、縦軸はチャンネル当たりのカウント数
を示す。α線とβ及びγ線の弁別はほぼ完全に、また主
にβ線と主にγ線の弁別もほぼ行われている。α及び主
にβ線ピークのFOM値は約5、またβ及び主にγ線ピ
ークのFOM値は約4であった。
【0013】
【発明の効果】α及びβ(γ)線の弁別を極めて大きな
分解能をもって行うことにより、以下のことが可能にな
った。
分解能をもって行うことにより、以下のことが可能にな
った。
【0014】 1台の検出器でグロスのα及びβ(γ)
線を同時に精度よく測定する。 α線のバックグランドは極めて低い。 エネルギーの大小による影響、お互い他放射線の影
響(テイリング)を受けない。 温度変動等による検出器の特性変化に影響を受けな
い。
線を同時に精度よく測定する。 α線のバックグランドは極めて低い。 エネルギーの大小による影響、お互い他放射線の影
響(テイリング)を受けない。 温度変動等による検出器の特性変化に影響を受けな
い。
【図1】ZnS(Ag)/NE102A複合シンチレー
タ検出器の概観図である。
タ検出器の概観図である。
【図2】ZnS(Ag)/NE102A複合シンチレー
タを用いて測定されたα及びβ(γ)線の立ち上がり時
間スペクトル図である。
タを用いて測定されたα及びβ(γ)線の立ち上がり時
間スペクトル図である。
【図3】ZnS(Ag)/NE102A/BGO複合シ
ンチレータを用いて測定されたα、主にβ及び主にγ線
の立ち上がり時間スペクトル図である。
ンチレータを用いて測定されたα、主にβ及び主にγ線
の立ち上がり時間スペクトル図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 波形弁別法により、ZnS(Ag)シン
チレータと立ち上がり(又は立ち下がり)時間がかなり
短いプラスチック、スチルベン、BGO又はNaI(T
l)シンチレータを2重に組み合わせた複合シンチレー
タを用いて、グロスのα及びβ(γ)線を同時にしかも
ほぼ完全に区別して測定する方法。 - 【請求項2】 ZnS(Ag)シンチレータ、プラスチ
ック又はスチルベン、BGO又はNaI(Tl)シンチ
レータを3重に組み合わせた複合シンチレータを用い
て、グロスのα線、主にβ線(γ線含む)、主にγ線
(β線含む)を同時にほぼ区別して測定する方法。 - 【請求項3】 波形弁別法により、ZnS(Ag)シン
チレータと、立ち上がり(立ち下がり)時間がかなり短
いプラスチック、スチルベン、BGO又はNaI(T
l)シンチレータとを2重に組み合わせた複合シンチレ
ータを用いて、グロスのα及びβ(γ)線を同時にしか
もほぼ完全に区別して測定する検出器であって、線源に
対してZnS(Ag)シンチレータを配置し、次にプラ
スチック、スチルベン、BGO又はNaI(Tl)シン
チレータを配置したことを特徴とする検出器。 - 【請求項4】 波形弁別法により、ZnS(Ag)シン
チレータと、立ち上がり(立ち下がり)時間がかなり短
いプラスチック又はスチルベンと、BGO又はNaI
(Tl)シンチレータとを3重に組み合わせた複合シン
チレータを用いて、グロスのα線、主にβ線(γ線を含
む)、主にγ線(β線を含む)を同時にほぼ区別して測
定する検出器であって、線源に対して順次、ZnS(A
g)シンチレータを配置し、次にプラスチック又はスチ
ルベンを配置し、更に次にBGO又はNaI(Tl)を
配置したことを特徴とする検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11755491A JPH05341047A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 効果的なα及びβ(γ)線同時測定法及びその検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11755491A JPH05341047A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 効果的なα及びβ(γ)線同時測定法及びその検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05341047A true JPH05341047A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=14714692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11755491A Pending JPH05341047A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 効果的なα及びβ(γ)線同時測定法及びその検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05341047A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-05-22 JP JP11755491A patent/JPH05341047A/ja active Pending
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