JPS60177286A - Ri計測装置 - Google Patents

Ri計測装置

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JPS60177286A
JPS60177286A JP3312884A JP3312884A JPS60177286A JP S60177286 A JPS60177286 A JP S60177286A JP 3312884 A JP3312884 A JP 3312884A JP 3312884 A JP3312884 A JP 3312884A JP S60177286 A JPS60177286 A JP S60177286A
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JP
Japan
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scintillator
photoelectric peak
marker
ray source
gamma
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Pending
Application number
JP3312884A
Other languages
English (en)
Inventor
Kyoichi Miyashita
恭一 宮下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AASUNIKUSU KK
Earthnix Corp
Original Assignee
AASUNIKUSU KK
Earthnix Corp
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Publication date
Application filed by AASUNIKUSU KK, Earthnix Corp filed Critical AASUNIKUSU KK
Priority to JP3312884A priority Critical patent/JPS60177286A/ja
Publication of JPS60177286A publication Critical patent/JPS60177286A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/17—Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector
    • G01T1/178—Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector for measuring specific activity in the presence of other radioactive substances, e.g. natural, in the air or in liquids such as rain water

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はラジオアイソトープ(以下RIという)を用い
た計測装置に関し、特にシンチレーションカウンタを用
いて検出効率を高めるととも1こ温度変化等の外乱に対
して安定化を図り、もって法規制をうけない線源を用い
た野外等においても高検出効率ひいては高精度の計測を
なしうるようにした計測装置に関する。
シンチレータと光電子倍増管とを用いたシンチレーショ
ンカウンターは、6M計数管などに比べて検出効率(パ
ルスカウント/入射放射線の数)が102程度大きいと
いう利点がある。この利点は弱い線源を使用しなければ
ならないときに特に魅力的である。しかし、シンチレー
ションカウンタは、使用するシンチレータの光電変換効
率【こ温度係数があり、さら)こ同じ種類のシンチレー
タでも個々の特性が相違する。また光電子倍増管の利得
は、印加電圧の変動に伴って大きく変化し、温度係数も
一〇1〜−1.0%/°C程度と大きい。GM管と違っ
てシンチレータの出力パルスの波高は単一でなく、かつ
広範囲に分布しているため、七記光電変換効率や利得が
変化すると全計数値が変化することになる。従ってシン
チレーションカウンタの使用に隙して(j1温度コント
ロールが不可欠となり、更1こ測定のたびに較正を行う
必要がある。
このような事情からシンチレーションカウンタは、野外
や屋外のような温度コントロールを行いえない場所での
測定、長時間連続的Eこ測定する必要があり、途中で較
正を行いえないような条件下での測定、四季を通じて安
定した性能が要求される施工現場における測定などの用
途には実用的でない。
この事情は、安定の見地から線源になるべく弱いものを
使用する場合にも同様であって、更にこの場合]こは測
定時間を長くしなければならないこともあって検出器・
にシンチレータを適用することはますます困難となる。
かかる難点の解消のため、測定対象である線源の外にマ
ーカとして利用する弱いα源例えばAm−241をシン
チレータのなかに埋め込み、このマーカ用線源から放射
されるα線の検出パルスの波高分布のピークの位置が一
定の位置を保つよう)こ光電倍増管又はパルスアンプな
どのパルス信号増幅系の増幅度をフィードバック制御す
る構成とした安定化シンチレーションカウンタが主とし
てスペクトル測定の目的)ご用いられている。
つぎに従来のマーカ用の線源を用いた安定化シンチレー
ションカウンタの構成とその作用を説明する。
第1図は従来の安定化シンチレーションカウンタの構成
を示すブロック図で、シンチレータ(1)(j例エバN
aI (T6)が密封されており、容器内會こは極微里
のマーカ用のα線源(Am−241)(11α)が埋め
込まれている。このマーカ用線源(11α)から放射さ
れたα線はN’al(Tl)に蛍光を発生させる。
蛍光は光電子倍増管(2)で電気信号に変換され、増幅
されてパルス信号としてパルスアンプ(5)に入力され
、増幅される。(4)は光電子倍増管を駆動する高圧電
源で、(1) 、 (2)で放射線検出器(3)を構成
する。
第2図はパルスアンプ(5)から出力されるパルス信号
の波高分布を示す図で、Am−241はFW[(M約8
%の光電ピークPHを示す。ディスクリミネータ(6)
は弁別値設定回路(7)により設定される弁別値Vd 
より大きいパルス信号を通過させ、計数率計(8)はこ
のパルス数を計数する。一方下側つイントウディスクリ
ミネータ暁は第2図中1こ示す弁別値Vl−vcの間の
波高値をもつパルス信号のみを通過させ、下側計数率i
(鵠はこの通過してきたパルス数を計数する。上側つ・
イントウディスクリミネータ63)は、弁別値VC−V
tiの間の波高値をもつパルス信号のみを通過させ、上
側計数率計183)はこの通過してきたパルス数をdI
数する。これら二つの計数値NL、Nuはそれぞれ第2
図中fこ斜線を施した範囲内の総和となる。計算器(9
)はNu−NLの引算を行い、その値を制御回路ant
こ入力する。制御回路aCtは高圧電源(4)を制御し
、Nu−Nt、−0どなるように光電子倍増管(2)へ
の印加電圧を調整させる。即ちNu−NLの値は、光電
ピークPHの予め定めた基準位置に対する変位を表わし
、制御回路OQは第3図(a) )こ示ずように光電ピ
ークPHが左方fこ変位したとき(パルス信号の増幅系
の増幅度が減少しだ場合に相当する)は印加電圧を高く
し、同図(c)に示すように右方に変位したときは印加
電圧を低下させる。第4図は引算器の光電ピークPHの
変位に伴う引算値の変化特性を示しており、結局、光電
ピークPHはNu−NL=Oとなる位置、即ち第3図(
l〕)に示す基準位置に安定する。このように、このフ
ィードバック制御系は光電ピークPHを基準位置に収斂
させる制御系を構成しており、シンチレータ(1)、光
電倍増管(2)、高圧電源(4)、パルスアンプ(5)
などの変動を全て補償することができるのでシンチレー
ションカウンタの安定化が実現できることになる。
なお、拒1図中に波線で示すように、制御回路0(無)
こよりパルスアンプ(5)の増幅度を調節する構成とし
てもよいことはいうまでもない。
しかしこの装置は、マーカとして測定対象(γ線)とは
異なるα線源を使用し、シンチレータの性能もα線源の
埋設部付近は他の部分と変えであるためシンチレータの
温度係数がγ線パルスとα線パルスとでそれぞれ若干異
なる1、このためマーカ)こよる補償だけでは誤差要因
を完全にフイードバツりしたとはいえず、その上にα線
源を埋め込んだ特別のシンチレータを必要とするため高
価であh1研、充用としては使用し得ても、広〈産業用
として使用する蚤こは不便であり、実用されるに到って
いない。
ツキ(コマーカ用線源を用いないでシンチレーションカ
ウンタの安定化を図ったものに第17回5ICE学術講
演会(昭和53年8月28〜25日)で発表されたプラ
スチックシンチレータを用いたγ線厚さ計(予稿集P5
63〜564)がある。第5図はその構成を示すブロッ
ク図、第6図はパルス波高分布を示す図で、シンチレー
タ(1)1こはプラスチックシンチレータを用いて最高
計数率を高くし、安定化のための制御は節6図に示す弁
別値Vd以七の波高値をもつパルスの計数値Nと、第6
図1ζ示すまうtと、波高分布曲線の上端部の傾斜部に
設定されたVu以上の波高値をもつパルス信号を弁別す
るt側ディスクリミネータIllと、これをとおったパ
ルス数を計数する上側計数率計(8υの計数値Nu と
の比Nu/Nを算出する割算器(イ)とを有し、この割
算器ciの出力Nu/Nが予め定めた基準値となるよう
に高圧電源(4)の印加電圧を調節する制御回路OGと
を備えたものである。
このよう1こすると、第1図に示したようなマーカ用の
線源がなくても一応の安定化が図れるが、温度変化)こ
伴う変動Iこ対しては検出感度が不足し十分な補償がで
きないので、放射温度計を検出器(3)の近傍に配設し
、別に温度変化【こ伴う補償回路を設ける必要があり、
構成が複雑となる減点がある。
本発明はかかる従来装置の雑煮の解消を目的とし、その
要旨とするところがγ線源から被測定物にγ線を照射し
、その透過γ線または散乱されたγ線をシンチレータで
検出してその強度を測定するように構成されたものIこ
おいて、上記γ線源から放射されたγ線であってt記シ
ンチレータで検出されたパルス信号の光電ピークの基準
位置fこ対する変位量を検出する手段と、当該変位量が
常に零となるように上記検出パルスの増幅系の増幅度を
調節する制御手段とを備えた点にあるR1計測装置を提
供するものである。
上記構成要素中、光電ピークの変位検出手段は、光電ピ
ークの変位を計数率の変化としてとり出す全ての手段が
含まれる。またパルス信号増幅系の増幅度の調節手段は
、公知の技術手段が全て含まれる。
また測定用の線源にはCs −187、Co−60など
のγ線源が適用できる。またR1計測装置昏こはγ線密
度計、およびこれと原理を同じくする各種のRI計測装
置全てが含まれる。
以下本発明を具体化した実施例を説明する。
第7図は透過型γ線密度計に適用した実施例の要部の構
成を示す断面図で、□□□は例えばグラウトなどの被測
定流体(13が流される鋼管、(14γ)は測定用のγ
線源で放射線検出器(3)は鋼管α4を挾んでγ線源(
14γ)とシンチレータ(1ンが対向する位置)こ配設
される。なお、シンチレーションカウンタは図示は省略
しているが第1図1こ示したものと同様fこ構成されて
いる。第8図は線源(14γ)であるCs −137か
ら放射されるγ線を直接2°βのNaICT(1) の
シンチレータ(1)で検出した場合のパルスアンプ(5
)から出力されるパルス信号の波高分布を示す図で、波
高値を横軸に、計数率を縦軸にとったもので光電ピーク
P)lのF W HMは約8%となる。
第9図はγ線源に100μCiのCs −137を適用
し、径1〜2インチの鋼管Q4内1こ流体(13を流し
ているときの透過γ線を2インチダのNa1(T6)シ
ンチレータで検出した場合のパルス信号の波高分布を示
し、コンプトン効果fこよる部分はなだらかな傾斜とな
るが、光電ピークPHは、F W HMが約10〜15
%程度に拡がるものの、十分マーカーとして使用できる
ものが存在する。本実施例はこの透過γ線1こ存在する
光電ピークPHをマーカとして使用することによりマー
カ埋込型のシンチレータを用いることなくシンチレーシ
ョンカウンタの安定化を図ったものである。即ち、第9
図に示すように安定状態における充電ピークP Rの位
置を基準位置とし、その中心値を境界値VCとしてL下
向じ幅の弁別電圧VuとVlとを設定し、Vl〜Vcと
Vc=Vuのウィンドウをもつディスクリミネーター、
&lIを設け、各別に通過パルス数を計数する構成とし
たものである。この構成において、被測定流体a3の密
度が変化すると、当然に光電ピークの計数率も変化する
が、光電ピークP、の位置は変らないのでL記制御は正
しく行なわれる。
第10図(a)はL記実施例fζおいて光電ピークPH
の変位によh Nu−NLの値の変化の態様を示す特性
図で、図中のイないしへはそれぞれ同図(b)の0ない
しOの光電ピークPHの変位位置fこ対応している。第
10図(a)の特性曲線のイないしホは第4図の特性曲
線に類似しており、基準位置であるハの位置即ち同図(
b)のOの位置に光電ピークPHが収斂するよう■こ作
動し、RI計測装置の安定化が達成される。
第11図は他のフィードバック制御系の例を示すブロッ
ク図で、この例は第12図に示すように、定常状態にお
ける光電ピークPHの半値幅1こ対応する波高値を下側
弁別値Vlとする下側ゲートディスクリミネータ−とL
側弁側鎖Vuとする上側ディスクリミネータ−と、下側
計数率計の4)の計数値Ntと1側計数率計−の計数値
Nuとの割算Nu / NLを行う割算器a5と、光電
ピークPHが基準−位置蚤こあるときの割算値を基準値
としてNu/NLが基準値となるように高圧電源(4)
又はパルスアンプ(5)などのパルス信号増幅系の増幅
度が常に一定tコなるように制御する制御回路αGとで
フィードバック制御系を構成する。第13図は光電ピー
クPHの変位と割算値との関係を示す特性図で、図中の
イないしへは、それぞれ第8図(b)の0ないし0の変
位に対応する。この実施例においても第7図に示した実
施例と同様の効果が得られることは明らかである。
第14図はγ線反射型密度計に適用した実施例の要部の
断面図で、γ線源(14γ)を検出器(3)と同じ側に
配設し、シンチレータ(1)との間にシールド(119
を配設するとともfこ、シールド(7)に透孔0呻を形
成し、マーカ用のγ線を直接シンチレータ(1)に入射
させて反射γ線とともにシンチレータ(1)で検出し、
第16図に破線で示した直接入射γ線による光電ピーク
M−PHを用いて安定化を図る構成としだものである。
この実施例ではマーカ用のγ線源を別に設けることなく
シャープな光電ピークM−PHが得られルノテマーカ用
α線源(11α)をシンチレータ(1) lζ埋設した
ものと同様の安定化を図ることができる。
第15図はγ線反射型密度計に適用した他の実施例の要
部の断面図で、マーカ用γ線源(20γ)をシンチレー
タ(1)の近傍に配設せる構成としたもので、マーカ用
γ線源(20γ)からシンチレータ(1)に入射するγ
線の光電ピークM−1)H(第16図tこ示す)を用い
る第1図に示した従来装置と同様1こ安定化がし4れ1
.シンチレータの取扱いも埋込型のような取扱いしの困
難性が解消される効果がある。
本発明は以上説明したよう)こ、γ線源から被測定物に
γ線を照射し、その透過γ線または散乱されたγ線をシ
ンチレータで検出してその強度を測定するように構成さ
れたものにおいて、上記γ線源から放射されたγ線であ
って上記シンチレータで検出されたパルス信号の光電ピ
ークの基準位置に対する変位量を検出する手段と、当該
変位量が常に零となるように上記検出パルスの増幅系の
増幅度を調節する制御手段とを備えたことを特徴とする
RI計測装置であるから、マーカ用のα線源を埋込んだ
シンチレータを用いることなく汎用性のある普通のシン
チレータを用いて原理的)こも誤差要因が完全に補償さ
れた安定性のあるRI計測装置を構ルーすることかでき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のマーカ用線源を用いた安定化シンチレー
ションカウンタの構成を示すブロック図、第2図はマー
カ用γ線源(Am−241)の光電ピークとと、下ウイ
ンドウディスクリミオータの弁別値の関係を示す図、第
3図(a) 、 (+)) 、(c)は光電ピークの変
位と計数値の変化関係を示す図、第4図は光電ピークの
変位と引算器の出力値の関係を示す特性図、第5図はマ
ーカ用の線源を用いないで安定化を図った従来例の構成
を示すブロック図、第6図はそのパルス波高分布と、デ
ィスクリミネータの弁別電圧との関係を示す図、第7図
は本発明の一実施例であるγ線透過型密度計の要部の構
成を示す断面図、第8図はCs −187から放射され
たγ線をNaI(Tl)シンチレータで直接検出したと
きのパルス波高の分布特性を示す図、第9図は同じく透
過γ線のパルス波高の分布特性を示す図、第10図(a
)は透過γ線検出パルスの光電ピークの変位と引算器の
出力値との関係を示す特性図、第10図(b)は第10
図(a)中のイないしへの値に対応する光電ピークの変
位位置を示す図、第11図は安定化シンチレータの他の
構成例を示すブロック図、第12図は第11図の構成例
における透過γ線の検出パルス波高の分布と、上、下側
ディスクリミネータの弁別値との関係を示す図、第18
図は第11図の構成例における光電ピークの変化と割算
器の出力値との関係を示す図、第14図及び第15図は
それぞれγ線反射型密度計に適用した実施例の要部の構
成を示す41面図、第16図はそのシンチレータの検出
パルス信号の波高分布を示す図である。 符号の説明 (1ン、←→〒←→・・・シンチレータ、(2)・・・
光電子倍増・・・引算器、(10,αQ・・・制御回路
、(11α)・・・マーカ用α線源、(2)・・・鋼管
、α罎・・・被測定流体、(14γ)、 (14n)・
・・測定用線源、rm・・・割算器、(至)・・・シー
ルド、θト・・透孔、(20γ)・・・マーカ用γ線源
。 特許出願人 アースニクス株式会社 第1図 第2図 第4図 第3図 (ol ibl fC1 第5図 第6図 va Vυ ハ0ル石反尚 第7図 第8図 第11図 第12図 第13図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)γ線源から被測定物1こγ線を照射し、その透過
    γ線才たは散乱されたγ線をシンチレータで検出してそ
    の強度を測定するように構成されたもの]こおいて、J
    1記γ線源から放射されたγ線であってと記シンチレー
    タで検出されたパルス信号の光電ピークの基準位置に対
    する変位量を検出する手段と、当該変位皐が常に零とな
    るよう1こ上記検出パルスの増幅系の増幅度を調節する
    制御手段とを備えたことを特へとするRI計測装置1(
    2)反射型γ線密度計]こおいて、γ線源とシンチレー
    タとの間をしやへいするシールドにコリメータ用の透孔
    を設け、該コリメータをとおして直接入射するγ線によ
    る光電ピークを用いて制御する構成としたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のR1計測装置。
JP3312884A 1984-02-22 1984-02-22 Ri計測装置 Pending JPS60177286A (ja)

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