JPH102966A - 放射線強度分布測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シンチレーション光を光ファイバで伝送して放
射線分布を計測する放射線強度分布測定で、シンチレー
ションファイバ及び蛍光ファイバでの光の減衰を抑え、
より高感度な、また、光ファイバの長距離化がより容易
な放射線強度分布測定装置を提供する。 【解決手段】複数個のシンチレータ１を伝送損失の少な
いファイバ２とそれぞれ並列に接続し、光ファイバの両
端までの放射線検出光の到達時間差を測定することによ
り発光位置を特定し、放射線強度分布を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放射線強度分布測定
装置に係り、特に、光ファイバを用い放射線検出光を光
伝送して放射線強度分布を計測する放射線強度分布測定
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シンチレーション光を光ファイバで伝送
して放射線分布を計測する放射線分布測定装置の発明に
は特開平5−249247 号，特開平6−258446 号公報の例が
ある。前者はシンチレーションファイバと伝送用光ファ
イバを直列に接続したものであり、後者は伝送用光ファ
イバの途中に複数のシンチレータを直列に接続したもの
で、シンチレーション光が入射する部分に蛍光ファイバ
を用いる構成のものである。どちらの方式もシンチレー
タを直列に接続したファイバ両端のシンチレーション光
到達時間差からシンチレーション位置を決定し、各位置
での発光頻度から放射線強度分布を求める。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方式では、すべ
ての放射線検出部を直列に接続していた。図２に従来の
放射線分布測定装置の構成の一例を示す。放射線検出部
を直列に接続した光ファイバの両端で光検出を行い、時
間波高変換器(time−to−amplitude combertor、以下Ｔ
ＡＣと略称）を用いてシンチレーション光の到達時間差
を分析する。ファイバ両端のシンチレーション光到達時
間差からシンチレーション位置を決定し、各位置での発
光頻度から放射線強度分布を求めていた。

【０００４】従来の方式では、放射線検出光は発光位置
からファイバの端までにあるシンチレーションファイバ
あるいは蛍光ファイバを透過して光電子変換素子に到達
する。シンチレーションファイバと蛍光ファイバは伝送
用光ファイバと比べて伝送損失が大きい。したがって、
放射線検出信号が減衰するので、検出感度が下がる、Ｓ
／Ｎ比が悪化するなどの欠点があった。

【０００５】本発明の目的はシンチレーション光を光フ
ァイバで伝送して放射線分布を計測する放射線強度分布
測定で、シンチレーションファイバ及び蛍光ファイバで
の光の減衰を抑え、より高感度な放射線強度分布測定装
置を構築できる装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
複数個のシンチレータを、放射線検出光の伝送損失の少
ない光伝送ファイバとそれぞれ並列に接続することによ
り放射線検出光の減衰を抑制し、ファイバ両端のシンチ
レーション光到達時間差からシンチレーション位置を決
定し、各位置での発光頻度から放射線強度分布を求める
ものである。

【０００７】本発明の第２の発明は、伝送損失の少ない
光伝送ファイバにシンチレータを並列に接続するとき、
接続部から接続部までの光路を光が透過する時間が取り
得るすべての経路で等しくなるように接続することを特
徴とする放射線強度分布測定装置である。

【０００８】シンチレーションファイバは照射された放
射線との相互作用により、シンチレータ特有の波長のシ
ンチレーション光を等方的に放射する。シンチレーショ
ン光のうち、ファイバの臨界角以内の立体角を持つ光が
シンチレーションファイバの端部に到達する。シンチレ
ーションファイバは両端で光伝送ファイバと接続されて
おり、シンチレーションファイバと並列に伝送用光ファ
イバが接続されている。このとき、並列に接続された伝
送用光ファイバからシンチレーションファイバへ、また
その逆方向へ光が伝送されないように接続する。

【０００９】放射線強度を測定する部位毎にシンチレー
ションファイバ光を光伝送ファイバに並列にそれぞれ接
続する。シンチレーション光は、光ファイバの両端に向
けて伝送される。両端までの間に他のシンチレーション
ファイバが接続されている。シンチレーション光は光学
的な接続特性に従ってシンチレーションファイバとそれ
に並列に接続されている伝送用光ファイバに分岐・透過
して再度合流する。光伝送ファイバはシンチレーション
ファイバと比べて伝送損失が小さいので、並列に接続し
た伝送用光ファイバがない場合と比べて光の伝送損失は
抑制される。このため、放射線検出光は両端にある光電
子変換素子まで、より多い光子数で到着することがで
き、信号の雑音からの分離が容易にできる。また、光フ
ァイバの長距離化がより容易になる。このときそれぞれ
の経路での光路長が等しければ、シンチレーション光の
パルスは広がることなく重なって伝送されるので、より
一層効果的である。

【００１０】放射線検出光は、ファイバ両端の光電子変
換素子までファイバ中を伝送されるので、光電子変換素
子への到達時間は、発光位置から光電子変換素子までの
光路長に比例する。光ファイバの全長をＬ，ファイバの
一端から発光位置までの距離をＸ，光ファイバ中での光
速をＣｃとすと、Ｘの起点とした端までの放射線検出光
の到達時間から他端までの放射線検出光の到達時間を引
いた到達時間差Ｔは、Ｔ＝（２Ｘ−Ｌ）／Ｃｃである。
この到達時間差をＴＡＣを用いて電圧に変換し、マルチ
チャンネルアナライザで電圧の分布を測定することによ
り、放射線の強度分布を測定できる。

【００１１】以上により、複数個のシンチレータを伝送
損失の少ないファイバとそれぞれ並列に接続し、光ファ
イバの両端までの放射線検出光の到達時間差を測定する
ことにより放射線強度分布を測定できることになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により説明
する。図１は本発明を応用した放射線強度分布計の一例
である。本例では、放射線検出部として、シンチレーシ
ョンファイバを使用した場合について説明する。

【００１３】測定点と同数のシンチレーションファイバ
１を光分配器を用いて伝送用光ファイバ２に接続する。

【００１４】図３に本発明に用いる光分配器の構造の一
例を示す。光分配器１６に光ファイバ１７，１８，１９
を接続すると、光ファイバ１７に右側から入射した光
は、光ファイバ１８の左端と光ファイバ１９の左端に到
達する。光ファイバ１８の左端から入射した光は光ファ
イバ１７の右端には到達するが、光ファイバ１９の左端
には到達しない。光ファイバ１９の左端から入射した光
は光ファイバ１７の右端には到達するが、光ファイバ１
８の左端には到達しない。

【００１５】図３に示した光分配器を用いて、シンチレ
ーションファイバ１からの光がそれと並列に接続されて
いる部分の伝送用光ファイバ２に伝送されないように光
ファイバの接続を行う。光ファイバ２の接続部及びシン
チレーションファイバ１から外部の光が装置に進入しな
いよう、接続部及びシンチレーションファイバ１は遮光
する。

【００１６】シンチレーションファイバ１に放射線が入
射すると、シンチレーション光が放射される。シンチレ
ーション光は、伝送用光ファイバ２中を伝送され、伝送
用光ファイバ２の両端に到達する。伝送用光ファイバ２
の両端の光電子変換素子４でシンチレーション光を計測
する。光電子変換素子４は、入射した光の強度に比例し
た電流を出力するが、この電流は微弱であるため、前置
増幅器５，増幅器６により、信号を増幅する。両端の一
方の信号は遅延回路７で遅延させ、遅延させない他方の
信号を開始信号に、遅延させた信号を停止時間に利用す
る。この開始，停止信号を用いて時間波高変換器（ＴＡ
Ｃ）８で到達時間差を振幅信号として取り出す。アナロ
グ／デジタル変換器９で時間差信号をデジタル信号に変
換し、マルチチャンネルアナライザ１０で一定の時間の
間信号を積算した後、演算装置１１で各計測位置での線
量率を演算し、表示装置１２に表示する。

【００１７】従来の放射線強度分布測定装置ではシンチ
レータを直列につないでいたため、光の伝送損失が大き
かったが、本発明により、光の伝送損失を抑制し、高感
度な放射線強度分布測定装置を構成できる。

【００１８】図４は複数のシンチレータを光学結合する
際、コア部に波長シフタを添加した蛍光ファイバを介し
て光学結合した場合の変形例である。シンチレーション
ファイバは、径が細いため、放射線の検出感度が低い。
特に低線量率部位の測定に際しては長いシンチレーショ
ンファイバを用いてシンチレータ体積を増加させるた
め、光の伝送損失が増加する。本実施例では、シンチレ
ータは蛍光ファイバを介して伝送用光ファイバと接続さ
れているので、シンチレータ形状はいかようにも変化さ
せることができる。このため、測定線量率範囲がシンチ
レータ形状を変えることにより自由に調整できるという
利点がある。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、光ファイバを用いて放
射線検出光を光伝送して放射線強度分布を計測する放射
線強度分布測定装置で、シンチレータを伝送損失の少な
いファイバと並列に接続することにより、光の伝送損失
を抑制し、高感度な、また、光ファイバの長距離化がよ
り容易な放射線強度分布測定装置を構成できる。従っ
て、放射線強度の分布測定を高感度化，長距離化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】従来の放射線強度分布測定装置のブロック図。

【図３】光分配器の動作の説明図。

【図４】本発明の他の実施例のブロック図。

【符号の説明】

１…シンチレーションファイバ、２…光伝送ファイバ、
３…分岐した光伝送ファイバ、４…光電子変換素子、５
…前置増幅器、６…増幅器、７…遅延回路、８…時間波
高変換器、９…アナログ／デジタル変換器、１０…マル
チチャンネルアナライザ、１１…演算装置、１２…表示
装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のシンチレータを光ファイバに光学結
   合し、前記光ファイバの両端で光検出を行う装置におい
   て、光の伝送損失の少ない伝送用光ファイバと並列に前
   記シンチレータをそれぞれ接続することを特徴とする放
   射線強度分布測定装置。
2. 【請求項２】複数のシンチレータを光ファイバとそれぞ
   れ並列に接続し、前記光ファイバの両端で光検出を行う
   装置において、並列に接続した二つの光路の光路長が等
   しくなるように接続する請求項１の放射線強度分布測定
   装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、シンチレーシ
   ョン光を波長変換した上で光伝送する放射線強度分布測
   定装置。