JPH07225280A

JPH07225280A - 放射線測定装置

Info

Publication number: JPH07225280A
Application number: JP1541594A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Mito; 正康三戸; Toshinori Oshima; 俊則大島
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-02-09
Filing date: 1994-02-09
Publication date: 1995-08-22

Abstract

(57)【要約】【目的】チェレンコフ光によるバックグラウンドレベ
ルの増加を防止した放射線測定装置を提供する。【構成】放射線を光子に変換するシンチレータ２に対
してシンチレータ２で変換された光子を同時計数するた
めの一対の光電子増倍管８ａ，８ｂを有する同時計数型
の放射線測定装置において、シンチレータ２と光電子増
倍管８ａ，８ｂとの間に、各光電子増倍管８ａ，８ｂに
対応して透明遮蔽部材４ａ，４ｂを光学的に分離して配
置した。【効果】一方の透明遮蔽部材４ａ、（４ｂ）内で発生
するチェレンコフ光は、他方の透明遮蔽部材４ｂ、（４
ａ）には到達しないのでノイズとして除去でき、ローバ
ックグラウンドで放射線測定ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射線測定装置、特に
シンチレーション効果を利用したノイズレベルの低い同
時計数型の放射線測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から放射線を照射することによって
発光するシンチレーション効果を利用した同時計数型の
放射線測定装置が知られている。この放射線測定装置を
図３に示して説明する。

【０００３】図中、シンチレータ２はプラスチック等か
ら成る平板であって、放射線が照射されると放射線吸収
エネルギーに比例した光子を発生し、光電子増倍管８
ａ，８ｂは、シンチレータ２で発生した光子をそれぞれ
所定の電圧パルスに変換・増幅する。

【０００４】ライトガイド２０は、所定の厚みを有する
プラスチック、ガラス等の透明部材から成り、シンチレ
ータ２で発生した光子を光電子増倍管８ａ，８ｂに導
く。このライトガイド２０の側面周囲には、シンチレー
タ２で発生した光子が外部に漏れないように光反射部材
６が設けられている。

【０００５】なお、光電子増倍管８ａ，８ｂのライトガ
イド２０側のガラス窓には⁴⁰Ｋ等が含まれており、この
⁴⁰Ｋ等に起因してβ線が発生する。ライトガイド２０
は、シンチレータ２からの光子を光電子増倍管８ａ，８
ｂに導くだけでなく、この光電子増倍管８ａ，８ｂに起
因する不要なβ線を遮蔽する機能を有する。ライトガイ
ド２０のこのβ線遮蔽機能によって、光電子増倍管８
ａ，８ｂから放射されたβ線がシンチレータ２に到達し
て測定対象の放射線として検出されてしまうことを防止
し、⁴⁰Ｋ等に起因するノイズを低減している。

【０００６】なお、高電圧が印加されている光電子増倍
管８ａ，８ｂの内部では、熱によるノイズが発生し放射
線の測定精度を低くしていた。しかし、この熱ノイズが
一対の光電子増倍管８ａ，８ｂ内で同時に発生する確率
が極めて低いことに着目し、シンチレータ２に対し一対
の光電子増倍管８ａ，８ｂを設け、測定対象の放射線を
同時計数して熱ノイズを低減している。

【０００７】具体的には、シンチレータ２で発生した光
子が光電子増倍管８ａ，８ｂの両方に到達し、両方から
所定の電圧パルスとして出力された場合には、この出力
電圧パルスは時間的に一致するので、図示しない計数回
路がこの出力電圧パルスのカウントを行う。光電子増倍
管８ａ，（８ｂ）の一方から熱ノイズ等によって電圧パ
ルスが出力されても、他方の光電子増倍管８ｂ，（８
ａ）からの出力電圧パルスと時間的に一致しないので、
計数回路がこれをノイズとして除去し、カウントは行わ
れない。

【０００８】このように、同時計数を行うことによりノ
イズレベルの低い即ちローバックグラウンドの状態で放
射線の計測を可能としていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
放射線測定装置では、光電子増倍管８ａ，８ｂに起因す
るβ線を遮蔽するために、ある程度の厚さを有するプラ
スチック等から成るライトガイド２０を用いているた
め、そのライトガイド２０内でチェレンコフ効果が発生
し、これに起因してノイズが発生してしまうという問題
があった。

【００１０】ここで、チェレンコフ効果とは、高エネル
ギーのγ線や宇宙線等の荷電粒子が物質中で運動する
時、その運動速度が物質中の光の速度（真空中の光速／
物質の屈折率）よりも大きくなった時に放射エネルギー
（チェレンコフ光）を発生することである。

【００１１】そして、ライトガイド２０内で発生するチ
ェレンコフ効果は、具体的には図３に示すように、外部
から飛来する高エネルギーのγ線や宇宙線が、シンチレ
ータ２を通り抜けてライトガイド２０に到達し、このラ
イトガイド２０内でチェレンコフ光を発生させることで
ある。

【００１２】ライトガイド２０内で発生したチェレンコ
フ光は、一対の光電子増倍管８ａ，８ｂの両方に到達す
るために同時計数され、測定対象の放射線に対してノイ
ズとなる。その結果、バックグラウンドレベルが増加し
てしまうという問題があった。

【００１３】本発明は、上記課題を解消するためになさ
れたもので、従来の光電子増倍管に起因するβ線による
ノイズ等の低減機能を維持しつつ、チェレンコフ光によ
るバックグラウンドレベルの増加を防止可能なローバッ
クグラウンドの放射線測定装置を提供することを目的と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る放射線測定装置は、以下のような特徴
を有する。

【００１５】即ち、放射線を光子に変換するシンチレー
タと、前記シンチレータで変換された光子を同時計数す
るための一対の光電子増倍管と、前記シンチレータと前
記光電子増倍管との間に配置され、前記シンチレータか
らの光子を前記各光電子増倍管に導くと共に、前記各光
電子増倍管から前記シンチレータ側へ放出された放射線
を遮蔽する所定の厚みを有する透明遮蔽部材であって、
前記光電子増倍管毎に対応して光学的に分離された透明
遮蔽部材とを有することを特徴とする。

【００１６】更に、前記透明遮蔽部材は、前記シンチレ
ータと所定の間隔を隔てて配置されることを特徴とす
る。

【００１７】

【作用】本発明に基づく放射線測定装置によれば、透明
遮蔽部材が光電子増倍管毎に対応して光学的に分離され
ているので、外部からの宇宙線等によって一方の透明遮
蔽部材内でチェレンコフ光が発生し、この透明遮蔽部材
に対応する光電子増倍管には到達しても、従来のように
他方側の光電子増倍管には到達しない。

【００１８】また、一対の光電子増倍管の両方で同時に
チェレンコフ光が発生する確率は、極めて低い。

【００１９】このように、チェレンコフ光のほとんどが
一方の光電子増倍管のみで検出されるため、同時計数を
行って一対の光電子増倍管からの出力を比較し、その出
力が時間的に異なるときはこれをノイズとして除去すれ
ば、ノイズレベルの低いローバックグランウンドの放射
線測定を行うことができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。

【００２１】（実施例１）図１は、本発明の実施例に係
る放射線測定装置の要部を示す概念図である。

【００２２】図中、シンチレータ２はプラスチック等か
ら成る平板や円柱であって、放射線が照射されると放射
線吸収エネルギーに比例した光子を発生する。そして、
このシンチレータ２の厚さは、一般的には放射線の量を
測定する場合は約０．５ｍｍ、量だけでなく放射線のス
ペクトルについても測定する場合は約２０〜３０ｍｍで
ある。

【００２３】また、光電子増倍管８ａ，８ｂは、シンチ
レータ２で発生した光子が到達すると、これをそれぞれ
所定の電圧パルスに変換・増幅するものであり、シンチ
レータ２に対して一対設けられている。これは、既に述
べたように光電子増倍管８ａ，８ｂ内では熱ノイズがラ
ンダムに発生しており、この熱ノイズが複数の光電子増
倍管８で同時に検出される確率が極めて低いことに着目
したものであり、所定の電圧パルスが光電子増倍管８
ａ，８ｂの両方から同時に得られたとき以外は、その電
圧パルスをノイズとして除去し、ノイズレベルを低減し
ている。

【００２４】次に、透明遮蔽部材４ａ，４ｂは、所定の
厚さを有するプラスチックやガラス等から成り、シンチ
レータ２と光電子増倍管８ａ，８ｂとの間に、各光電子
増倍管８ａ，８ｂに対応して配置され、シンチレータ２
で発生した光子を対応する各光電子増倍管８に導いてい
る。また、光電子増倍管８ａ，８ｂのシンチレータ２側
のガラス窓には⁴⁰Ｋ等が含まれているが、透明遮蔽部材
４ａ，４ｂはこの⁴⁰Ｋ等に起因するβ線を遮蔽する機能
を有し、光電子増倍管８ａ，８ｂから放射されたβ線が
シンチレータ２に到達して光子を発生しノイズとなるこ
とを防止している。

【００２５】ここで、透明遮蔽部材４ａ，４ｂの厚さ
は、例えば５ｍｍ〜１０ｍｍであり、その材質がプラス
チックやガラスであれば５ｍｍ程度から光電子増倍管８
ａ，８ｂから放射されたβ線の遮蔽効果を有する。

【００２６】なお、光反射部材６は、シンチレータ２で
発生した光子を対応する光電子増倍管８ａ，８ｂに効率
良く導くため、及び隣接する光電子増倍管８ａ，８ｂ間
で光が漏れることを防止するために、透明遮蔽部材４
ａ，４ｂの側面周囲に設けられている。

【００２７】更に、空気層１０によって、透明遮蔽部材
４ａ，４ｂとシンチレータ２とは、シンチレータ２内で
発生した光子を一対の光電子増倍管８ａ，８ｂの両方に
供給可能な所定の間隔（例えば１０ｍｍ）に隔てられて
いる。

【００２８】以上述べた構成を有する放射線測定装置に
おいて、外部から測定対象の放射線（例えばβ線）がシ
ンチレータ２に入射すると、シンチレータ２内でこの放
射線に対応する光子が発生する。この光子は空気層１０
を通り、各光電子増倍管８ａ，８ｂに対応して設けられ
た透明遮蔽部材４ａ，４ｂを介して両方の光電子増倍管
８ａ，８ｂに到達する。光電子増倍管８ａ，８ｂは、そ
れぞれ到達した光子の数に応じてこの光子を所定の電圧
パルスに変換し、図示しない計数回路に出力する。計数
回路では一対の光電子増倍管８ａ，８ｂから出力された
電圧パルスを比較し、この電圧パルスが同時に発生した
ものであればこれをカウントし、同時に発生していなけ
ればノイズとして除去し、カウントしない。

【００２９】一方、外部から高エネルギーのγ線や宇宙
線等はシンチレータ２を透過して、空気層１０を介して
透明遮蔽部材４ａ，４ｂ内に到達する。そして、この透
明遮蔽部材４ａ，４ｂ内で既に述べたようにチェレンコ
フ光が発生する。発生したチェレンコフ光は、各透明遮
蔽部材４ａ，４ｂに対応する光電子増倍管８ａ，８ｂに
到達して所定の電圧パルスに変換される。

【００３０】しかし、透明遮蔽部材４ａ，４ｂは、光電
子増倍管８ａ，８ｂ毎に光学的に分離されているため、
例えば透明遮蔽部材４ａ内でチェレンコフ光が発生して
も、このチェレンコフ光は、透明遮蔽部材４ａの側面周
囲に設けられた光反射部材６に遮られて外部には漏れ
ず、他方の透明遮蔽部材４ｂ及びこれに対応する光電子
増倍管８ｂには到達できない。また、この逆も同様であ
る。なお、一対の光電子増倍管８ａ，８ｂに対応する透
明遮蔽部材４ａ，４ｂの両方でチェレンコフ光が同時に
発生する確率は極めて低い。

【００３１】従って、宇宙線等に起因して透明遮蔽部材
４ａ，４ｂの一方でチェレンコフ光が発生しても、もう
一方の透明遮蔽部材４ｂ，４ａにはこのチェレンコフ光
は到達しないので同時計数されず、チェレンコフ光によ
るノイズは除去することができる。

【００３２】以上述べたように、本実施例に係る放射線
測定装置によれば、光電子増倍管８ａ，８ｂに起因する
β線によるノイズ等の低減・除去機能を保持しつつ、か
つチェレンコフ光によるノイズの低減・除去が可能であ
り、ノイズレベルの極めて低い測定ができ、測定対象の
放射線が微弱であってもその測定を行うことができると
いう効果を有する。

【００３３】なお、各部材の厚さやその形は、幾何学的
に規定されるものであり既に述べた値や形には限定され
ないものである。

【００３４】（実施例２）次に、実施例１とは別の構成
を有する放射線測定装置について図２を用いて説明す
る。なお、図中、図１と同一部分には同一符号を付して
説明を省略する。

【００３５】本実施例に係る放射線測定装置の特徴は、
一対の光電子増倍管８ａ，８ｂが極めて近い距離に隣接
配置される場合に、各光電子増倍管８ａ，８ｂに対応す
る透明遮蔽部材１２ａ，１２ｂを一体的に構成し、かつ
光電子増倍管８ａ，８ｂの間に対応する部分に光反射部
材６を設けていることである。この光反射部材６によっ
て、一体的に構成された透明遮蔽部材１２ａ，１２ｂ
は、光電子増倍管８ａ，８ｂ毎に光学的に分離されてい
る。

【００３６】このような構成により、実施例１と同様、
光電子増倍管８ａ，８ｂに起因するβ線によるノイズ等
の低減・除去機能を保持しつつ、かつチェレンコフ光に
よるノイズの低減・除去が可能であり、測定対象の放射
線が微弱であってもその測定を行うことができるという
効果を有する。

【００３７】更に、一対の光電子増倍管８ａ，８ｂの配
置距離を小さくすることができるので、放射線に対する
光電子増倍管８ａ，８ｂの位置依存性を小さくすること
ができ、ノイズレベルの更なる低減・除去に貢献できる
という効果を有する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る放射
線測定装置によれば、光電子増倍管内で発生する熱ノイ
ズや、光電子増倍管に起因するβ線によるノイズ等の低
減・除去機能のみならず、チェレンコフ光によるノイズ
も低減・除去可能であり、ノイズレベルを極めて低くで
きるので微弱な放射線であってもその測定が可能なロー
バックグラウンドの放射線測定装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る放射線測定装置の要部
を示す概念図である。

【図２】本発明の実施例２に係る放射線測定装置の要部
を示す概念図である。

【図３】従来の放射線測定装置の要部を示す概念図であ
る。

【符号の説明】

２シンチレータ４ａ、４ｂ、１２ａ、１２ｂ透明遮蔽部材６光反射部材８ａ、８ｂ光電子増倍管１０空気層２０ライトガイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線を光子に変換するシンチレータ
と、前記シンチレータで変換された光子を同時計数するため
の一対の光電子増倍管と、前記シンチレータと前記光電子増倍管との間に配置さ
れ、前記シンチレータからの光子を前記各光電子増倍管
に導くと共に、前記光電子増倍管から前記シンチレータ
側へ放出された放射線を遮蔽する所定の厚みを有する透
明遮蔽部材であって、前記光電子増倍管毎に対応して光
学的に分離された透明遮蔽部材と、を有することを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】前記透明遮蔽部材は、前記シンチレータ
と所定の間隔を隔てて配置されることを特徴とする請求
項１記載の放射線測定装置。