JPH07134181A - 放射線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体検出器を用いた、感度の方向依存性の
少ない放射線検出装置を提供する。 【構成】 放射線検出装置は、複数の検出ユニットから
構成される。各検出ユニットは第１の平板状検出器と、
この第１の平板状検出器の側辺近傍に起立配設された第
２の平板状検出器とから構成される。これら複数の検出
ユニットは、第１の平板状検出器の検出面の向きを一致
させ、かつ第２の平板状検出器の検出面を互いに異なる
方向に向けて配置する。第１の平板状検出器の側面方向
から入射する放射線を第２の平板状検出器の検出面で捕
らえることができるため、側面方向の感度低下が補正さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射線取扱施設におけ
る環境放射線等の強度を測定するための放射線検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射線を取り扱う施設においては、人体
の放射線からの保護等の放射線管理上の目的から、環境
放射線の強度を常時監視する必要がある。

【０００３】このような環境放射線の監視のためには、
従来から電離箱式の検出器が広く用いられている。電離
箱式の検出器は、一般に大型で低感度であるという欠点
があった。

【０００４】一方、近年、高純度の半導体を用いた放射
線検出器が実用化されている。半導体検出器は、小型で
高感度であるため様々な用途に利用されており、環境放
射線監視用の検出器としても用いられるようになってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
検出器は一般に単体で用いられ、また平板形状であるた
め、その感度に方向依存性があるという問題がある。図
６及び図７は、発明者らが行った従来の半導体検出器の
感度に関する実験の結果を表すものであり、検出面に垂
直な方向、すなわち主感度方向から入射する放射線に対
する感度を１とした場合の、各方向から入射する放射線
に対する感度の分布を示している。図６は半導体検出器
の側面方向から見た感度分布であり、図７は半導体検出
器の正面方向から見た感度分布である。これらの図か
ら、平板状の半導体検出器の側面方向から入射する放射
線に対する感度は、主感度方向から入射する放射線に対
する感度に比べてかなり低いことがわかる。

【０００６】このような感度の方向依存性は、半導体検
出器を環境放射線のような入射方向が定まっていない放
射線の検出器として用いる場合には大きな欠点となるも
のである。

【０００７】本発明は、前述の問題点を解決するために
なされたものであり、感度の方向依存性の少ない半導体
検出器を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、複数の検出ユニットから成
る放射線検出器であって、前記各検出ユニットは、第１
の平板状検出器と、前記第１の平板状検出器の側辺近傍
に起立配設された第２の平板状検出器とを含み、前記複
数の検出ユニットは、第１の平板状検出器の検出面の向
きを一致させ、かつ第２の平板状検出器の検出面を互い
に異なる方向に向けて配置することを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、正面方向を向いた
主平板状検出器と、前記主平板状検出器の側辺近傍に起
立配設され、側面方向を向いた少なくとも１つの副平板
状検出器とを含むことを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記請求項１記載の構成によれば、第１の平板
状検出器の側面方向から入射する放射線を第２の平板状
検出器の主感度面で捕らえることができるため、第１の
平板状検出器の側面方向の感度低下を補うことができ
る。

【００１１】上記請求項２記載の構成によれば、主平板
状検出器の側面方向から入射する放射線を副平板状検出
器の主感度面で捕らえることができるため、主平板状検
出器の側面方向の感度低下を補うことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。

【００１３】図１は、本発明に係る第１実施例の放射線
検出装置の要部を示す斜視図である。第１実施例の放射
線検出装置は、床面上もしくは壁面上に設置され、その
検出装置の正面側の全方向から入射する放射線を検出す
るためのものである。

【００１４】図１において、放射線検出装置は検出ユニ
ット１２、１４、１６及び１８から構成されている。検
出ユニット１２、１４、１６及び１８は、すべて同様の
構成から成っている。そこで、以下、代表として検出ユ
ニット１２を例にとって、その構成を説明する。

【００１５】検出ユニット１２は、第１の平板状検出器
１２ａと第２の平板状検出器１２ｂとから構成されてい
る。本実施例では、検出器１２ａ、１２ｂの形状は、１
辺数ｍｍ、厚さ数１００μｍ程度の正方形平板状であ
る。

【００１６】第１の検出器１２ａと第２の検出器１２ｂ
とは、互いに１辺を近接させて配置されており、かつ互
いの検出面の向きが垂直になるように配置されている。
すなわち、検出ユニット１２は、検出器１２ａ、１２ｂ
がＬ字状に組み合わされた構造になっている。検出器１
２ａ、１２ｂの近接側の辺からは、それぞれリード線
（図示しない）が引き出されており、放射線の入射によ
り検出器に生じた電気信号が以降の回路に伝送されるよ
うになっている。なお、第１実施例では検出器１２ａと
１２ｂとは、互いに固定されている。

【００１７】次に、検出ユニットの配置構成を説明す
る。第１実施例において、４個の検出ユニット１２、１
４、１６及び１８は、同一平面上に配置されている。ま
た、各検出ユニットの第１の平板検出器の検出面は同じ
向きを向いており、かつ隣り合う検出ユニットの第２の
平板状検出器の検出面同士は互いに直角をなしている。
図中の矢印は各平板状検出器の主感度方向を示してい
る。

【００１８】このような構成にすれば、側面方向から入
射する放射線を第２の平板状検出器の検出面で捕らえる
ことができるため、側面方向の感度の落ち込みの少ない
半球状に近い感度分布が得られる。

【００１９】図２は、第１実施例の放射線検出装置の更
に詳しい構成を示す説明図である。まず、図２に基づい
て、検出ユニット１２についての信号処理を行う回路構
成を説明する。

【００２０】前置増幅器１２ｃは、検出器１２ａ、１２
ｂの近接部の近傍に配置されている。検出器１２ａ及び
１２ｂは、近接辺から引き出されたリード線によって前
置増幅器１２ｃに接続されている。このように検出器と
前置増幅器が近接した構成にしたことより、検出器１２
ａ、１２ｂから前置増幅器１２ｃまでの配線の長さが短
くなるため、検出器１２ａ、１２ｂの微弱な出力信号に
対する伝送中のノイズの重畳を極めて少なくすることが
できる。前置増幅器１２ｃは波高弁別器１２ｄに接続さ
れ、更に波高弁別器１２ｄは波形整形回路１２ｅに接続
されている。

【００２１】検出ユニット１４、１６及び１８について
の信号処理のための回路構成も、検出ユニット１２と同
様であり、各検出ユニットは、それぞれ前置増幅器１４
ｃ、１６ｃ、１８ｃを介して波高弁別器１４ｄ、１６
ｄ、１８ｄに接続され、更に波形整形回路１４ｅ、１６
ｅ、１８ｅに接続される。

【００２２】また、これらの回路全体はバイアス電源２
０によってバイアスされている。

【００２３】２２は検出ユニット１２、１４、１６及び
１８を覆う銅製のフィルタである。フィルタ２２は所定
のエレルギーレベル以下の低エネルギーの放射線を減弱
して、検出ユニットに入射する放射線のエネルギー特性
をフラットにするために設けられている。このフィルタ
２２は、厚さ約１ｍｍの円筒形状を成しており、上面も
同じ厚さの銅板で覆われている。フィルタ２２の下面に
ついては、遮蔽板で覆ってもよいし、また覆いをせずに
開放したままでもよい。これは、第１実施例の放射線検
出装置が正面側半球方向のみを検出の対象としているた
めである。

【００２４】なお、第１実施例では、フィルタ２２の内
部はモールド材２４で充填されており、湿気の混入等に
よる半導体の劣化の防止、及び検出装置に衝撃等が加わ
った場合における半導体検出器の振動による誤動作、配
線の切断等を防止している。以下、第１実施例における
信号処理について図２に基づいて説明する。

【００２５】フィルタ２２を透過した放射線が、検出器
１２ａもしくは１２ｂによって検出された時、その検出
信号は、前置増幅器１２ｃによって増幅された後、波高
弁別器１２ｄによってノイズと弁別される。そして、波
形整形回路１２ｅによってパルス幅が圧縮される。

【００２６】検出ユニット１４、１６及び１８において
放射線が検出された場合も同様の信号処理がなされる。

【００２７】そして、波形整形回路１２ｅ、１４ｅ、１
６ｅ、１８ｅの出力は足し合わされた後、図示されない
計数回路に出力される。その計数回路によってパルス数
がカウントされることにより、放射線の線量が測定され
る。

【００２８】第１実施例において、波形整形回路によっ
てパルス幅を圧縮するのは、４個の検出ユニットからの
出力信号が重なることによってパルスの数え落しが生じ
ることを防ぐためである。すなわち、４個の波高弁別器
の出力パルスを単純に足し合わせた場合、パルス幅が大
きいためパルスの重なりが生じやすく、短時間に多量の
放射線が入射したときには計数回路においてパルスの数
え落しをする可能性が高くなる。そこで、波形整形回路
によってパルス幅を圧縮してから足し合わせるようにす
れば、パルスの重なりを少なくすることができ、パルス
の数え落しを減らすことができる。パルス幅の圧縮比率
は検出ユニットの数に応じて変える必要があり、ユニッ
ト数が多くなれば、それに応じてパルス幅を小さくすれ
ばよい。第１実施例の場合はパルス幅を１／４に圧縮し
ている。

【００２９】図３及び図４は、第１実施例の放射線検出
装置の感度に関して発明者らが行った実験の結果を示す
ものであり、本装置の正面方向から入射する放射線に対
する感度を１とした場合の各方向から入射する放射線に
対する感度の分布を示したものである。図３は本装置の
側面方向から見た感度の分布を示すグラフであり、図４
は正面方向から見た感度の分布を示すグラフである。こ
れらのグラフを前記の図６及び図７のグラフと比較すれ
ば、側面方向から入射する放射線に対する感度の低下が
良く補正されていることが理解される。

【００３０】なお、第１実施例では、４個の検出ユニッ
トが、隣り合うユニット同士が等角度を成して全方向に
均等に配置される例を示したが、検出ユニットの数は測
定に要求される精度に応じて増減することが可能であ
り、また、その配置の仕方も全方向均等配置に限られ
ず、検出装置の設置場所等の条件に応じて変更してもよ
い。 また、第１実施例に示した放射線検出装置は、正
面側方向のみを検出対象とするものであったが、この検
出装置の裏側に同じ検出装置を逆向きに設けることによ
り、あらゆる方向から入射する放射線を検出できる検出
装置を得ることもできる。

【００３１】図５には、本発明に係る第２実施例の放射
線検出装置が示されている。この第２実施例では、主検
出器３０の各側辺に、主検出器３０の側面方向外側向き
に主感度面を向けた副検出器３２、３４、３６及び３８
が起立配設されている。図中の矢印は各検出器の主感度
方向を示している。なお、副検出器は、主検出器の側面
方向の感度低下を補うだけでよいので、主検出器より小
さい寸法のものでよい。

【００３２】このような構成によれば、主検出器３０の
側面方向から入射する放射線は、主感度面を側面方向に
向けた副検出器３２、３４、３６、３８によって捕らえ
ることができるため、主検出器の側面方向の感度低下を
補うことができ、半球状に近い感度分布が得られる。

【００３３】なお、第２実施例においても、第１実施例
の場合と同じように、裏側に同じ検出装置を逆向きに設
けることにより、あらゆる方向から入射する放射線を検
出できる検出装置を得ることもできる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
感度の方向依存性の少ない、環境放射線監視に適した放
射線検出装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の放射線検出装置の要
部を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る第１実施例の放射線検出装置の回
路構成を示すブロック図である。

【図３】第１実施例の放射線検出装置の各方向から入射
する放射線に対する感度の分布を示すグラフである。

【図４】第１実施例の放射線検出装置の各方向から入射
する放射線に対する感度の分布を示すグラフである。

【図５】本発明に係る第２実施例の放射線検出装置の要
部を示す斜視図である。

【図６】従来の平板状の半導体検出器の各方向から入射
する放射線に対する感度の分布を示すグラフである。

【図７】従来の平板状の半導体検出器の各方向から入射
する放射線に対する感度の分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１２、１４、１６、１８ 検出ユニット １２ａ、１４ａ、１６ａ、１８ａ 正面方向検出器 １２ｂ、１４ｂ、１６ｂ、１８ｂ 側面方向検出器 １２ｃ、１４ｃ、１６ｃ、１８ｃ 前置増幅器 １２ｄ、１４ｄ、１６ｄ、１８ｄ 波高弁別器 １２ｅ、１４ｅ、１６ｅ、１８ｅ 波形整形回路 ２０ バイアス電源 ３０ フィルタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の検出ユニットから成る放射線検出
   装置であって、 前記各検出ユニットは、 第１の平板状検出器と、 前記第１の平板状検出器の側辺近傍に起立配設された第
   ２の平板状検出器と、 を含み、 前記複数の検出ユニットは、第１の平板状検出器の検出
   面の向きを一致させ、かつ第２の平板状検出器の検出面
   を互いに異なる方向に向けて配置することを特徴とする
   放射線検出装置。
2. 【請求項２】 正面方向を向いた主平板状検出器と、 前記主平板状検出器の側辺近傍に起立配設され、側面方
   向を向いた少なくとも１つの副平板状検出器と、 を含む放射線検出装置。