JPS6189578A - β線エネルギスペクトル測定装置 - Google Patents
β線エネルギスペクトル測定装置Info
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- JPS6189578A JPS6189578A JP20986684A JP20986684A JPS6189578A JP S6189578 A JPS6189578 A JP S6189578A JP 20986684 A JP20986684 A JP 20986684A JP 20986684 A JP20986684 A JP 20986684A JP S6189578 A JPS6189578 A JP S6189578A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明はβ線のエネルギ分布の測定に用いられるβ線エ
ネルギスペクトル測定装置に関する。
ネルギスペクトル測定装置に関する。
「従来の技術」
β線のエネルギ分布の測定には、磁気スペクトロメータ
、ンンチレーションスペクトロメータあるいは半導体ス
ペクトロメータ等の測定装置が用いられている。このう
ち磁気スペクトロメータ以外の測定装置では、β線のエ
ネルギに比例したパルス波高を発生させ、A/D変換器
でこれらパルスのディジクル変換を行う。このようにし
て得られたディジクル信号は各波高に対応したチャンネ
ルに割り振られてそれぞれ該当するメモリ領域に蓄えら
れる。このようにして各チャンネルごとにパルスの計数
結果が得られる。これはβ線のエネルギスペクトルを表
わしており、β線核種のエネルギ測定に用いられている
。
、ンンチレーションスペクトロメータあるいは半導体ス
ペクトロメータ等の測定装置が用いられている。このう
ち磁気スペクトロメータ以外の測定装置では、β線のエ
ネルギに比例したパルス波高を発生させ、A/D変換器
でこれらパルスのディジクル変換を行う。このようにし
て得られたディジクル信号は各波高に対応したチャンネ
ルに割り振られてそれぞれ該当するメモリ領域に蓄えら
れる。このようにして各チャンネルごとにパルスの計数
結果が得られる。これはβ線のエネルギスペクトルを表
わしており、β線核種のエネルギ測定に用いられている
。
ところで原子力施設等において、放射線汚染された機器
表面に対するβ線核種のエネルギ測定を行うと、T線放
出核種による測定妨害が避は得ない問題として発生して
くる。特にエネルギの測定範囲の上限を引き上げるため
にβ線検出用のスペク)四メータ検出器の厚さをより厚
く設定すると、この検出器のT線に対する感度も上がっ
てしまい、本来測定すべきβ線スペクトルを歪めること
になる。
表面に対するβ線核種のエネルギ測定を行うと、T線放
出核種による測定妨害が避は得ない問題として発生して
くる。特にエネルギの測定範囲の上限を引き上げるため
にβ線検出用のスペク)四メータ検出器の厚さをより厚
く設定すると、この検出器のT線に対する感度も上がっ
てしまい、本来測定すべきβ線スペクトルを歪めること
になる。
この−例を第10図および第11図を用題て説明する。
このうち第10図はプラスチックシンチレータをスペク
トロメータ検出器として用″、)、903、 90Yの
β線源を測定したものであり、第11図はこのβ線源に
” Co が同時に存在した場合を表わしたものである
。第11図の例ではス・;クトロメータ検出器内でT線
コンプトン敗乱が生じ、” Co によるコンプトン電
子がβ線と同様の挙動を示してβ線のスペクトル上に重
なり合ってしまう。すなわちT線ハックグラウンドの存
在がβ線のエネルギ測定に妨害を与えることになるつこ
うしたγ線による妨害を取り除(手法として、従来から
(i)引き去り法と(11)同時計数法が考案されてい
る。このうち第12図は、引き去り法によるβ線エネル
ギスペクトル測定装置を表わしたものである。この装置
ではスペクトロメーク検出器1と線源2との間に、開閉
自在のβ線遮へい板3を配置している。このβ線遮へい
板3が開いた状態では、γ線の影響を含んだβ線のスペ
クトルの測定が行われる。またβ線遮へい板3が閉じた
状態では、T線の影響分に相当するスペクトルの測定が
行われる。引き去り法では、このようにして得られた2
種類のスペクトルの差を求めて、β線のみによるスペク
トルを得る。
トロメータ検出器として用″、)、903、 90Yの
β線源を測定したものであり、第11図はこのβ線源に
” Co が同時に存在した場合を表わしたものである
。第11図の例ではス・;クトロメータ検出器内でT線
コンプトン敗乱が生じ、” Co によるコンプトン電
子がβ線と同様の挙動を示してβ線のスペクトル上に重
なり合ってしまう。すなわちT線ハックグラウンドの存
在がβ線のエネルギ測定に妨害を与えることになるつこ
うしたγ線による妨害を取り除(手法として、従来から
(i)引き去り法と(11)同時計数法が考案されてい
る。このうち第12図は、引き去り法によるβ線エネル
ギスペクトル測定装置を表わしたものである。この装置
ではスペクトロメーク検出器1と線源2との間に、開閉
自在のβ線遮へい板3を配置している。このβ線遮へい
板3が開いた状態では、γ線の影響を含んだβ線のスペ
クトルの測定が行われる。またβ線遮へい板3が閉じた
状態では、T線の影響分に相当するスペクトルの測定が
行われる。引き去り法では、このようにして得られた2
種類のスペクトルの差を求めて、β線のみによるスペク
トルを得る。
この具体的な方法としては、A/D変換器4によってA
/D変換された後のβ線遮へい板が開いた状態でのエネ
ルギスペクトルをプロセスメモリ5に蓄えた後、A/D
変換器を減算モードにしてβ線遮へい板を閉じ引き算を
行う方法と、先に測定した値を図示しないバッファメモ
リに一時的に蓄えておき、後に測定した値と引き算して
これをプロセスメモリ5に蓄える方法とがある。
/D変換された後のβ線遮へい板が開いた状態でのエネ
ルギスペクトルをプロセスメモリ5に蓄えた後、A/D
変換器を減算モードにしてβ線遮へい板を閉じ引き算を
行う方法と、先に測定した値を図示しないバッファメモ
リに一時的に蓄えておき、後に測定した値と引き算して
これをプロセスメモリ5に蓄える方法とがある。
これに対して第13図は、同時計数法によるβ線エネル
ギスペクトル測定装置を表わしたものである。この装置
では、スペクトロメータ検出器1と線源2との間に、非
常に薄い透過型β線同時計数用検出器6を配置している
。透過型β線同時計数用検出器6はβ線が入射すると電
気信号を発生させ、A/D変換器7に内蔵されているゲ
ートをその間だけ開いてA/D変換を行わせる。この透
過型β線同時計数用検出器6は非常に薄いため、β線の
エネルギは透過時に一部失われるのみて後段のスペクト
ロメータ検出器lに到達する。すなわち線源2からβ線
が放出された場合には、透過型β線同時計数用検出器6
によってゲートが開かれ、スペクトロメータ検出器1に
到達したβ線の全エネルギに対応するパルス波高値がA
/D変換されることになる。
ギスペクトル測定装置を表わしたものである。この装置
では、スペクトロメータ検出器1と線源2との間に、非
常に薄い透過型β線同時計数用検出器6を配置している
。透過型β線同時計数用検出器6はβ線が入射すると電
気信号を発生させ、A/D変換器7に内蔵されているゲ
ートをその間だけ開いてA/D変換を行わせる。この透
過型β線同時計数用検出器6は非常に薄いため、β線の
エネルギは透過時に一部失われるのみて後段のスペクト
ロメータ検出器lに到達する。すなわち線源2からβ線
が放出された場合には、透過型β線同時計数用検出器6
によってゲートが開かれ、スペクトロメータ検出器1に
到達したβ線の全エネルギに対応するパルス波高値がA
/D変換されることになる。
一方、線源2からT線が放出された場合に:ま、透過型
β線同時計数用検出器6が非常に薄いのでβ線と比べて
比電離の小さなT線はこの検出器構成体との相互作用を
起こさない。つまりT線(ま透過型β線同時計数用検出
器6をそのまま通過しスペクトロメータ検出器1に到達
するが、ゲートが閉じた状態なのでこのパルス波高のA
/D変換は行われない。
β線同時計数用検出器6が非常に薄いのでβ線と比べて
比電離の小さなT線はこの検出器構成体との相互作用を
起こさない。つまりT線(ま透過型β線同時計数用検出
器6をそのまま通過しスペクトロメータ検出器1に到達
するが、ゲートが閉じた状態なのでこのパルス波高のA
/D変換は行われない。
このように同時計数法ではβ線とT線の至り米をたくみ
に区別してエネルギ分布を計数するので、β線の計数を
ほとんど低下させずにT線バッククラウンドの影響を減
少させることができる。
に区別してエネルギ分布を計数するので、β線の計数を
ほとんど低下させずにT線バッククラウンドの影響を減
少させることができる。
「発明が解決しようとする問題点」
ところで以上説明した2種類のβ線エネルギスペクトル
測定装置は、それぞれ次のような問題点を有している。
測定装置は、それぞれ次のような問題点を有している。
(1)引き去り法による装置
まず引き去り法では、β線遮へい板3がβ線を完全に遮
へいすることが前提となる。そこで測定対象のβ線エネ
ルギが高くなるにつれてβ線の遮へい板中の飛程が増加
する為、β線遮へい板3の厚さをより厚くする必要があ
る。ところがβ線遮へい板3を厚くすると、この部分で
のr線の吸収が無視できなくなる。この結果としてβ線
遮へい板3が開いたときと閉じたときとでT線バックグ
ラウンドにスペクトル上の差を生じてしまい、これがβ
線スペクトル上に誤差分として残ってしまう。
へいすることが前提となる。そこで測定対象のβ線エネ
ルギが高くなるにつれてβ線の遮へい板中の飛程が増加
する為、β線遮へい板3の厚さをより厚くする必要があ
る。ところがβ線遮へい板3を厚くすると、この部分で
のr線の吸収が無視できなくなる。この結果としてβ線
遮へい板3が開いたときと閉じたときとでT線バックグ
ラウンドにスペクトル上の差を生じてしまい、これがβ
線スペクトル上に誤差分として残ってしまう。
例えばIMeVのβ線を測定対象とした場合には、この
β線を完全に遮へいする遮へい板あるいは遮へい体の厚
さはアクリル板で1,5cmとなる。この場合のIMe
VのエネルギのT線バックグラウンドは、遮へい阪が存
在しない場合jこ比べて約1/10だけ低減する。
β線を完全に遮へいする遮へい板あるいは遮へい体の厚
さはアクリル板で1,5cmとなる。この場合のIMe
VのエネルギのT線バックグラウンドは、遮へい阪が存
在しない場合jこ比べて約1/10だけ低減する。
実際の例を用いてこれを説明する。第14図:ま第12
図に示すようにβ線遮へい坂3をスペクトロメータ検出
器1の前面に置いた場合のニス・ルキスペ、クトルを表
わしたものであり 60C0コンプトン電子のスペクト
ルである。今、第11図に示すβ線遮へい板を置かない
場合のスペクトルから第10図に示すβ線源のみのスペ
クトルを演算処理によって差し引くと、第15図で実線
で示すスペクトルが得られる。この第15図で破線で示
したスペクトルが903. 90yの実際のスペクトル
であり、これらの差が第14図に示した60Co コ
ンプトン電子の残留分となる。すなわち引き去り法を用
いると、T線の影響の大きな場所では、例えばr線の主
成分が” Co の場合”Co r線の影響を受ける
l M e V以下のエネルギ領域でのスペクトルを正
確に測定することができないっ(ii )同時計数法に
よる装置 一方、同時計数法を用いると、引き去り法に比べてγ線
のハックグラウンドの低減率は数オーダー高くなり、通
常の場合にはT線の影響を十分取り除くことができる。
図に示すようにβ線遮へい坂3をスペクトロメータ検出
器1の前面に置いた場合のニス・ルキスペ、クトルを表
わしたものであり 60C0コンプトン電子のスペクト
ルである。今、第11図に示すβ線遮へい板を置かない
場合のスペクトルから第10図に示すβ線源のみのスペ
クトルを演算処理によって差し引くと、第15図で実線
で示すスペクトルが得られる。この第15図で破線で示
したスペクトルが903. 90yの実際のスペクトル
であり、これらの差が第14図に示した60Co コ
ンプトン電子の残留分となる。すなわち引き去り法を用
いると、T線の影響の大きな場所では、例えばr線の主
成分が” Co の場合”Co r線の影響を受ける
l M e V以下のエネルギ領域でのスペクトルを正
確に測定することができないっ(ii )同時計数法に
よる装置 一方、同時計数法を用いると、引き去り法に比べてγ線
のハックグラウンドの低減率は数オーダー高くなり、通
常の場合にはT線の影響を十分取り除くことができる。
しかしながらT線が極めて高い場所では、第13図に示
した透過型β線同時計数用検出器6がこれを感知してA
/D変換が行われる場合あるいは偶発同時計数も生じ、
T線の影響が若干ながら残ってしまう。
した透過型β線同時計数用検出器6がこれを感知してA
/D変換が行われる場合あるいは偶発同時計数も生じ、
T線の影響が若干ながら残ってしまう。
透過型β線同時計数用検出器6を用いることによるもう
1つの問題点は、この検出器のエネルギ損失のために低
エネルギのβ線がこの検出器を通過てきないことである
。すなわちこのような低エネルギのβ線はスペクトロメ
ータ検出器1まで到達することができず、スペクトルの
測定対象から除外されてしまう。
1つの問題点は、この検出器のエネルギ損失のために低
エネルギのβ線がこの検出器を通過てきないことである
。すなわちこのような低エネルギのβ線はスペクトロメ
ータ検出器1まで到達することができず、スペクトルの
測定対象から除外されてしまう。
この問題点を解決するためには透過型β線同時計数用検
出器6の厚さをできるだけ薄くすることが必要となる。
出器6の厚さをできるだけ薄くすることが必要となる。
ところが透過型β線同時計数用検出器6としてプラスチ
ックシンチレーション検出器を用いると、これを薄くす
るほどその発光効率が低下するのでその薄さに限界があ
る。従ってこのような薄い透過型β線同時計数用検出器
6には比例計数管が多く用いられることになる。ところ
が比例計数管を用いた場合には、その窓厚を薄くする必
要からガスの充填が必要となり、ボンベ等の付属物を備
えたガスフロ一方式の装置とせざるを得ない。このため
装置自体が大型化してしまL ′1゜実験室で固定して
用いる場合に支障はないが、可搬性に欠は現場での使用
が現実的に困グ(Fまたは不可能であった。
ックシンチレーション検出器を用いると、これを薄くす
るほどその発光効率が低下するのでその薄さに限界があ
る。従ってこのような薄い透過型β線同時計数用検出器
6には比例計数管が多く用いられることになる。ところ
が比例計数管を用いた場合には、その窓厚を薄くする必
要からガスの充填が必要となり、ボンベ等の付属物を備
えたガスフロ一方式の装置とせざるを得ない。このため
装置自体が大型化してしまL ′1゜実験室で固定して
用いる場合に支障はないが、可搬性に欠は現場での使用
が現実的に困グ(Fまたは不可能であった。
また同時計数法で測定しうるエネルギ下限:ま、透過型
β線同時計数用検出器6の厚さによって定まり、例えば
この検出器をQ、5mm厚のプラスチックシンチレータ
とすると、測定エネルギの下限は0.3MeVとなる。
β線同時計数用検出器6の厚さによって定まり、例えば
この検出器をQ、5mm厚のプラスチックシンチレータ
とすると、測定エネルギの下限は0.3MeVとなる。
従って最大エネルギか0.32Me、Vの” Co の
β線は原子力発電所等のβ線寄与核種として普遍的なも
のであるにもかかわらず、これを測定することが困難で
あった。
β線は原子力発電所等のβ線寄与核種として普遍的なも
のであるにもかかわらず、これを測定することが困難で
あった。
本発明はこのような事情に鑑み、高T1xλぶ境下でも
広いエネルギ範囲に、わたってβ線のエネル千スペクト
ルの測定を可能とするβ線エネルキスベクトル測定装置
を提供することをその目的とする。
広いエネルギ範囲に、わたってβ線のエネル千スペクト
ルの測定を可能とするβ線エネルキスベクトル測定装置
を提供することをその目的とする。
「問題点を解決するための手段」
本発明では第1図に原理的に示すように、β線を透過さ
せる薄い透過型β線エネルギ検出器11と、開閉可能な
β線カットフィルタ12と、これらの後段に配置された
厚型β線エネルギ検出器13と、β線カットフィルタ1
2の開いた状態と閉じた状態のそれぞれの状態で個別に
同時計数を行った結果得られた透過型β線エネルギ検出
器11のエネルギ信号をsl 、 ′、同時計数を
行わないとき(尋られた両β線エネルギ検出器11.1
3のエネルギ信号を52、 ′、また、β線カット
フィルタ12の開いた状態と閉じた状態のそれぞれの状
態で同時計数を行った結果得られた厚型β線エネルギ検
出器13のエネルギ信号を33 、S3 ’とすると
き、これら6個のデータを用いてβ線エネルギスペクト
ルを演算するエネルギスペクトル演算手段14とをβ線
エネルギスペクトル測定装置に具備させる。
せる薄い透過型β線エネルギ検出器11と、開閉可能な
β線カットフィルタ12と、これらの後段に配置された
厚型β線エネルギ検出器13と、β線カットフィルタ1
2の開いた状態と閉じた状態のそれぞれの状態で個別に
同時計数を行った結果得られた透過型β線エネルギ検出
器11のエネルギ信号をsl 、 ′、同時計数を
行わないとき(尋られた両β線エネルギ検出器11.1
3のエネルギ信号を52、 ′、また、β線カット
フィルタ12の開いた状態と閉じた状態のそれぞれの状
態で同時計数を行った結果得られた厚型β線エネルギ検
出器13のエネルギ信号を33 、S3 ’とすると
き、これら6個のデータを用いてβ線エネルギスペクト
ルを演算するエネルギスペクトル演算手段14とをβ線
エネルギスペクトル測定装置に具備させる。
エネルギスペクトル演算手段14は、アナログ−ディジ
タル変換後の前記した6個のデータをスペクトロメータ
として、次の演算式でβ線エネルギスペクトルEを演算
することができる。
タル変換後の前記した6個のデータをスペクトロメータ
として、次の演算式でβ線エネルギスペクトルEを演算
することができる。
E=33 + −(St −a 52 )ただし
S l ” (St St ’)、S 2−(
S2 S2 ’)、 S 3= (S3S3 ’ )、 a>1 本発明の装置は、(1)γ線に対して感度の低い薄型か
つ透過型の低エネルギβ線スペクトロメータ(透過型β
線エネルギ検出器11)と、高エネルギ川厚型β線スペ
クトロメーク(厚型β線エネルギ検出器13)を組み合
わせて、相互間に同時計数を行わせることにより、γ線
の影響を低減する。また、(11)これらのスペクトロ
メータ(透過型β線エネルギ検出器11および厚型β線
エネルギ検出器13)の前面に配置されたβ線カットフ
ィルター2の開閉時のデータを用いて、更に一般のγ線
の影響の低減を図る。これにより、γ線に極めて感度の
低い透過型β線同時計数用検出器が実現される。
S l ” (St St ’)、S 2−(
S2 S2 ’)、 S 3= (S3S3 ’ )、 a>1 本発明の装置は、(1)γ線に対して感度の低い薄型か
つ透過型の低エネルギβ線スペクトロメータ(透過型β
線エネルギ検出器11)と、高エネルギ川厚型β線スペ
クトロメーク(厚型β線エネルギ検出器13)を組み合
わせて、相互間に同時計数を行わせることにより、γ線
の影響を低減する。また、(11)これらのスペクトロ
メータ(透過型β線エネルギ検出器11および厚型β線
エネルギ検出器13)の前面に配置されたβ線カットフ
ィルター2の開閉時のデータを用いて、更に一般のγ線
の影響の低減を図る。これにより、γ線に極めて感度の
低い透過型β線同時計数用検出器が実現される。
「実施例」
以下実施例につき本発明の詳細な説明する。
第2図は本実施例のβ線エネルギスペクトル測定装置の
要部についてその断面を表わしたものである。この装置
は持ち運び可能な図示しない筐体内に低エネルギ用およ
び高エネルギ用の2種類の光電子増倍管21.22を配
置した構造となっている。低エネルギ用光電子増倍管2
1を収容する鉛で作られた第1の遮へい体23には、放
射線通過用の孔24が開けられており、その前面にはβ
線カットフィルタ25が開閉自在に配置されている。β
線カットフィルタ25の開いた状態または閉じた状態で
孔24に入射した放射線は、同時計数用プラスチックシ
ンチレータ26を通過し、更に遮光膜27を通過して、
エネルギ測定用プラスチックシンチレータ28に入射す
るようになっている。このとき同時計数用プラスチツク
シンチレ−り26の発する光は光ガイド29によって低
エネルギ用光電子増倍管21に導かれ、ここで−匿子的
に増幅された後、電気信号に変換される。抵エネルギ用
光電子増倍管21の出力する電気(言号:は光電子増倍
管用ソケット31を介して第1のプリアンプ32に人力
される。
要部についてその断面を表わしたものである。この装置
は持ち運び可能な図示しない筐体内に低エネルギ用およ
び高エネルギ用の2種類の光電子増倍管21.22を配
置した構造となっている。低エネルギ用光電子増倍管2
1を収容する鉛で作られた第1の遮へい体23には、放
射線通過用の孔24が開けられており、その前面にはβ
線カットフィルタ25が開閉自在に配置されている。β
線カットフィルタ25の開いた状態または閉じた状態で
孔24に入射した放射線は、同時計数用プラスチックシ
ンチレータ26を通過し、更に遮光膜27を通過して、
エネルギ測定用プラスチックシンチレータ28に入射す
るようになっている。このとき同時計数用プラスチツク
シンチレ−り26の発する光は光ガイド29によって低
エネルギ用光電子増倍管21に導かれ、ここで−匿子的
に増幅された後、電気信号に変換される。抵エネルギ用
光電子増倍管21の出力する電気(言号:は光電子増倍
管用ソケット31を介して第1のプリアンプ32に人力
される。
一方、同じく鉛で作られた第2の遮へ′J)体33内に
収容されている高エネルギ用光電子増倍管22はエネル
ギ測定用プラスチックシンチレータ28の発する光を電
気信号に変換し、第2のプリアンプ34に人力するよう
になっているっこの装置でエネルギ測定用プラスチック
シンチレータ28は、測定対象となるβ線の最大エネル
ギによって必要とする厚さが異なる。これに対して同時
計数用プラスチックシンチレータ26は、60Co か
ら放出される最大エネルギのβ線を測定可能な厚さを有
している。すなわちこのプラスチックシンチレータ26
は、0.32Me\ノ゛のエネルギのβ線についてのプ
ラスチックシンチレータ内での最大飛程に(目当する約
0.5mm0厚さとなっている。またβ線カットフィル
タ25の厚さは、測定対象とするβ線の最大エネルギや
このフィルタを構成する材質によって必要な厚さが異な
り、測定上限エネルギに相当するβ線のフィルタ物質中
での最大飛程以上の厚さを必要とする。
収容されている高エネルギ用光電子増倍管22はエネル
ギ測定用プラスチックシンチレータ28の発する光を電
気信号に変換し、第2のプリアンプ34に人力するよう
になっているっこの装置でエネルギ測定用プラスチック
シンチレータ28は、測定対象となるβ線の最大エネル
ギによって必要とする厚さが異なる。これに対して同時
計数用プラスチックシンチレータ26は、60Co か
ら放出される最大エネルギのβ線を測定可能な厚さを有
している。すなわちこのプラスチックシンチレータ26
は、0.32Me\ノ゛のエネルギのβ線についてのプ
ラスチックシンチレータ内での最大飛程に(目当する約
0.5mm0厚さとなっている。またβ線カットフィル
タ25の厚さは、測定対象とするβ線の最大エネルギや
このフィルタを構成する材質によって必要な厚さが異な
り、測定上限エネルギに相当するβ線のフィルタ物質中
での最大飛程以上の厚さを必要とする。
第3図はこのようなβ線エネルギスペクトル測定装置の
回路構成の要部を表わしたものである。
回路構成の要部を表わしたものである。
この装置の低エネルギ用光電子増倍管21からエネルギ
に比例した波高で出力される波高パルス41は、第1の
プリアンプ(PA)32で波形整形され、第1のリニア
アンプ(LA)42で増幅される。高エネルギ用光電子
増倍管(PM)22から出力される波高パルス43も同
様に第2のプリアンプ34で波形整形された後、第2の
リニアアンプ44で増幅される。第1および第2のリニ
アアンプ42.44を経た信号は対応する第1または第
2の遅延増幅器(DA>45.46および、第1または
第2のシングルチャンネル波高弁別回路(SCA)47
.48にそれぞれ入力される。
に比例した波高で出力される波高パルス41は、第1の
プリアンプ(PA)32で波形整形され、第1のリニア
アンプ(LA)42で増幅される。高エネルギ用光電子
増倍管(PM)22から出力される波高パルス43も同
様に第2のプリアンプ34で波形整形された後、第2の
リニアアンプ44で増幅される。第1および第2のリニ
アアンプ42.44を経た信号は対応する第1または第
2の遅延増幅器(DA>45.46および、第1または
第2のシングルチャンネル波高弁別回路(SCA)47
.48にそれぞれ入力される。
このうち第1および第2のシングルチャンネル波高弁別
回路(SCA)47.48;こ入力された信号は、ノイ
ズ成分と区別されると共jこ同時計数に必要な一定波高
かつ一定幅のパルス信号51.52に変換される。同時
計数回路(COI N )53は、2種類のパルス信号
51.52が同時゛に発生した場合にのみ、パルス信号
54を発生させる。すなわちパルス信号54が発生する
場合とは、同時計数用プラスチックシンチレータ26に
入射したβ線の最大飛程がこのプラスチックシンチレー
タの厚さよりも長い場合である。この場合にはそのβ線
は一部のエネルギを損失した状態でプラスチックシンチ
レータ26を透過し、エネルギ測定用プラスチックシン
チレータ28に到達して残りの全エネルギを失い、これ
により両パルス信号51.52が発生することになる。
回路(SCA)47.48;こ入力された信号は、ノイ
ズ成分と区別されると共jこ同時計数に必要な一定波高
かつ一定幅のパルス信号51.52に変換される。同時
計数回路(COI N )53は、2種類のパルス信号
51.52が同時゛に発生した場合にのみ、パルス信号
54を発生させる。すなわちパルス信号54が発生する
場合とは、同時計数用プラスチックシンチレータ26に
入射したβ線の最大飛程がこのプラスチックシンチレー
タの厚さよりも長い場合である。この場合にはそのβ線
は一部のエネルギを損失した状態でプラスチックシンチ
レータ26を透過し、エネルギ測定用プラスチックシン
チレータ28に到達して残りの全エネルギを失い、これ
により両パルス信号51.52が発生することになる。
パルス信号54は遅延回路付ゲート信号発生器(DGG
)56に入力され、時間的に遅延されたゲート信号57
が発生する。
)56に入力され、時間的に遅延されたゲート信号57
が発生する。
一方、前記した第1および第2の遅延増幅器45.46
は、同時計数回路53を経た信号とのタイミングをとる
ために、それらの出力信号58.59を所定時間だけ遅
延させる。このうち第1の出力信号58は第1のA/D
変換器(ADC)61に入力され、ここでディジタル信
号に変換される。このようにして作成されたスペクトル
データSl、 St ’はマルチプレクサ(MPX)
62の入力となる。
は、同時計数回路53を経た信号とのタイミングをとる
ために、それらの出力信号58.59を所定時間だけ遅
延させる。このうち第1の出力信号58は第1のA/D
変換器(ADC)61に入力され、ここでディジタル信
号に変換される。このようにして作成されたスペクトル
データSl、 St ’はマルチプレクサ(MPX)
62の入力となる。
第1の出力信号58は第2のA/D変換器63にも供給
され、ゲート信号57の制御によってA/D変換される
。これによって作成されたスペクトルデータS2、′も
マルチプレクサ62の人力となる。
され、ゲート信号57の制御によってA/D変換される
。これによって作成されたスペクトルデータS2、′も
マルチプレクサ62の人力となる。
一方、第2の出力信号59は第3のA/D変換器64に
供給され、ゲート信号57の制御によってA/D変換さ
れる。この結果得られたスペクトルデータS3 、S3
’もマルチプレクサ62の入力となる。マルチプレ
クサ62はこれら3種類のスペクトルデータ(St 、
St ′)、(S2.52′)、(S3、S3’)を
択一的に選択し、プロセミメモリ(PRM)65に書き
込むことになる。
供給され、ゲート信号57の制御によってA/D変換さ
れる。この結果得られたスペクトルデータS3 、S3
’もマルチプレクサ62の入力となる。マルチプレ
クサ62はこれら3種類のスペクトルデータ(St 、
St ′)、(S2.52′)、(S3、S3’)を
択一的に選択し、プロセミメモリ(PRM)65に書き
込むことになる。
次にこれらのスペクトルデータがβ線カットフィルタ2
5(第1図)との関係でどのようにしてプロセスメモリ
に書き込まれるかを具体的に説明する。
5(第1図)との関係でどのようにしてプロセスメモリ
に書き込まれるかを具体的に説明する。
(i)まず3種類のスペクトルデータS1 、S2、
S3 は、β線カットフィルタ25を開いた状態の測定
結果として取得される。β線カットフィルタ25は第1
図で矢印67方向に移動できるようになっており、例え
ば図で上方向に移動すると孔24の入力が完全に開き、
β線が自由に入射できる状態となる。この状態で第1の
A/D変換器61からは低エネルギ用光電子増倍管21
からのデータとしてスペクトルデータS1 が(尋ら
れ、第2のA/D変換器63からは同時計数を行った低
エネルギ用光電子増倍管21からのデータとしてスペク
トルデータS2が1等られる。また第3のA/D変換器
64からは、同じく同時計数を行った高エネルギ用光電
子増倍管22からのデータとしてスペクトルデータs3
が得られる。
S3 は、β線カットフィルタ25を開いた状態の測定
結果として取得される。β線カットフィルタ25は第1
図で矢印67方向に移動できるようになっており、例え
ば図で上方向に移動すると孔24の入力が完全に開き、
β線が自由に入射できる状態となる。この状態で第1の
A/D変換器61からは低エネルギ用光電子増倍管21
からのデータとしてスペクトルデータS1 が(尋ら
れ、第2のA/D変換器63からは同時計数を行った低
エネルギ用光電子増倍管21からのデータとしてスペク
トルデータS2が1等られる。また第3のA/D変換器
64からは、同じく同時計数を行った高エネルギ用光電
子増倍管22からのデータとしてスペクトルデータs3
が得られる。
マルチプレクサ62はこれら3睡頚のスペクトルデータ
s1 、S2、S3を用頁1こ選択し、それらの値をプ
ロセスメモリ65の該当するアドレスにそれぞれ書き込
むことになる。
s1 、S2、S3を用頁1こ選択し、それらの値をプ
ロセスメモリ65の該当するアドレスにそれぞれ書き込
むことになる。
(ii )次に残りの3種類のスペクトルデータs 、
/、82 ′、s 3/について説明する。これら
は第1図に示したβ線カットフィルタ25を閉じた状態
で1尋られる。このときβ線は孔24の手前で入射を遮
断されることになる。この状態で第1〜第3のA/D変
換器61.63.64からスペクトルデータsI′、
′、83′が得られる。これらはマルチプレクサ6
2の制御によってプロセスメモリ65のそれぞれ該当す
るアドレスに書き込まれる。プロセスメモリ65に以上
のようにして書き込まれたデータは、演算回路69によ
って処理され、β線のエネルギスペクトルが求められる
ことになる。
/、82 ′、s 3/について説明する。これら
は第1図に示したβ線カットフィルタ25を閉じた状態
で1尋られる。このときβ線は孔24の手前で入射を遮
断されることになる。この状態で第1〜第3のA/D変
換器61.63.64からスペクトルデータsI′、
′、83′が得られる。これらはマルチプレクサ6
2の制御によってプロセスメモリ65のそれぞれ該当す
るアドレスに書き込まれる。プロセスメモリ65に以上
のようにして書き込まれたデータは、演算回路69によ
って処理され、β線のエネルギスペクトルが求められる
ことになる。
第4図はこのようなデータ処理を行う部分を表わしたも
のである。このβ線エネルギスペクトル測定装置には各
部を制御するためのCPU (中央処理装置)71が搭
載されており、ROM (’j −ド・オンリ・メモリ
)72に書き込まれたブロクラムに従って前記テーク処
理等を行うようjごなっている。RAν1(ランダム・
アクセス・メモリ)73は処理データを一時的に蓄積す
る作業用のメモリである。CPIJ71、ROM?2、
R9へ〜173とプロセスメモリ65はパス74によっ
て接続されており、処理データやアドレステークが転送
されるようになっている。測定が終了すると、演算処理
回路69はプロセスメモリ65から各スペクトルデータ
s、 、S、’、Sl S Sl SS3、S3
′の読み出しを行い、次の演算を行ってスペクトルデー
タの差S1、S7、S3 を求める(第5図ステップ■
)、。
のである。このβ線エネルギスペクトル測定装置には各
部を制御するためのCPU (中央処理装置)71が搭
載されており、ROM (’j −ド・オンリ・メモリ
)72に書き込まれたブロクラムに従って前記テーク処
理等を行うようjごなっている。RAν1(ランダム・
アクセス・メモリ)73は処理データを一時的に蓄積す
る作業用のメモリである。CPIJ71、ROM?2、
R9へ〜173とプロセスメモリ65はパス74によっ
て接続されており、処理データやアドレステークが転送
されるようになっている。測定が終了すると、演算処理
回路69はプロセスメモリ65から各スペクトルデータ
s、 、S、’、Sl S Sl SS3、S3
′の読み出しを行い、次の演算を行ってスペクトルデー
タの差S1、S7、S3 を求める(第5図ステップ■
)、。
31 °5.1 −51 ’
Sl =52 Sl ′
53=S3S3’
このようにスペクトルデータの差S1 、Sl、S3を
求めたのは、前記したデータの引き去りを行うためであ
る。すなわち第12図において説明めである。
求めたのは、前記したデータの引き去りを行うためであ
る。すなわち第12図において説明めである。
Sl に余分のβ線エネルギスペクトルが含まれるこ
とになる。これは、同時計数用プラスチックシンチレー
タ26をβ線が透過してしまった場合のこれによるエネ
ルギの損失分に相当し、第6図にこの斜線部分の成分は
、低エネルギ用光電子増管22からの信号とを同時計数
することにより求められる。このデータが第7に示すス
ペクトルデータの差S2 である。従って0.3MeV
以下についての真のスペクトル成分を求めるには、スペ
クトルデータの差S1からスペクトルデータの差S2
を所定の比で差し引くことが必要となる。これを式で表
わすと次のようになる。
とになる。これは、同時計数用プラスチックシンチレー
タ26をβ線が透過してしまった場合のこれによるエネ
ルギの損失分に相当し、第6図にこの斜線部分の成分は
、低エネルギ用光電子増管22からの信号とを同時計数
することにより求められる。このデータが第7に示すス
ペクトルデータの差S2 である。従って0.3MeV
以下についての真のスペクトル成分を求めるには、スペ
クトルデータの差S1からスペクトルデータの差S2
を所定の比で差し引くことが必要となる。これを式で表
わすと次のようになる。
低エネルギのβ線スペクトル−3+ a Slここ
で、この上式はいずれもスペクトルの各部。
で、この上式はいずれもスペクトルの各部。
ンネルごとの演算として行われるものであるっまた定数
aは線源に対する透過型および彫型のそれぞれの検出器
の幾何学的な効率を考慮した重み付(すであり、1より
も大きな正の数である。
aは線源に対する透過型および彫型のそれぞれの検出器
の幾何学的な効率を考慮した重み付(すであり、1より
も大きな正の数である。
一方、0.3MeVよりも大きな高エネルギiiJ、I
lのβ線スペクトルは、第8図に示すように高エネルギ
用光電子増倍管22からの信号を用いて作成したスペク
トルデータの差S3 となる。
lのβ線スペクトルは、第8図に示すように高エネルギ
用光電子増倍管22からの信号を用いて作成したスペク
トルデータの差S3 となる。
従って全体のβ線エネルギスペクトルをEとすると、こ
れは低エネルギ側と高エネルギ側を合算したものであり
、次式で表わされる。
れは低エネルギ側と高エネルギ側を合算したものであり
、次式で表わされる。
E=33 + (S+ as2 )この式で
表わした演算をスペクトルデータ間に行うことにより、
広範囲なエネルギ測定領域を有し、かつT線の影響の少
ないβ線スペクトルデー夕を得ることができる。低エネ
ルギ用の検出器の測定エネルギの上限は、本実施例のよ
うに、測定現場に不偏に存在する60Co のβ線の最
大エネルギすなわち0.3MeVに設定することが望ま
しい。この場合の同時計測用プラスチックシンチレータ
の厚さはQ、5mmとなる。
表わした演算をスペクトルデータ間に行うことにより、
広範囲なエネルギ測定領域を有し、かつT線の影響の少
ないβ線スペクトルデー夕を得ることができる。低エネ
ルギ用の検出器の測定エネルギの上限は、本実施例のよ
うに、測定現場に不偏に存在する60Co のβ線の最
大エネルギすなわち0.3MeVに設定することが望ま
しい。この場合の同時計測用プラスチックシンチレータ
の厚さはQ、5mmとなる。
第9図は一例としてTβ−204のβ線を本実施例のβ
線エネルギスペクトル測定装置によって測定した結果を
実線で表わしたものである。低エネルギ用の検出器の測
定上限を0.3MeVとし、高エネルギ用の検出器の測
定上限を4 M e Vとしている。破線は理論上の値
であり、両者がよく一致していることがわかる。このβ
線エネルギスペクトル測定装置を用いた測定におけるT
線に対する感度は、0,3MeV以上の高エネルギスペ
クトル領域で60Co のT線について、従来技術とし
ての引き去り法に比べて1/100になっており、また
同時計数法に比べて1./4となっている。
線エネルギスペクトル測定装置によって測定した結果を
実線で表わしたものである。低エネルギ用の検出器の測
定上限を0.3MeVとし、高エネルギ用の検出器の測
定上限を4 M e Vとしている。破線は理論上の値
であり、両者がよく一致していることがわかる。このβ
線エネルギスペクトル測定装置を用いた測定におけるT
線に対する感度は、0,3MeV以上の高エネルギスペ
クトル領域で60Co のT線について、従来技術とし
ての引き去り法に比べて1/100になっており、また
同時計数法に比べて1./4となっている。
「発明の効果」
以上説明したように本発明によれば従来の同時計数法を
用いた装置に必要だったボンベ等の大型の設備が不要な
ので、装置を非常に小型にすることができ、現場で自由
に移動させ測定を行うことができる。また本発明では低
エネルギ用β線スペクトロメータ検出器と高エネルギ用
β線スペクトロメータ検出器のそれぞれのエネルギ情報
に所定の補正を行うことにより、T線に対する感度を十
分に低下させ、低エネルギまでのエネルギスペクトルを
得ることができる。
用いた装置に必要だったボンベ等の大型の設備が不要な
ので、装置を非常に小型にすることができ、現場で自由
に移動させ測定を行うことができる。また本発明では低
エネルギ用β線スペクトロメータ検出器と高エネルギ用
β線スペクトロメータ検出器のそれぞれのエネルギ情報
に所定の補正を行うことにより、T線に対する感度を十
分に低下させ、低エネルギまでのエネルギスペクトルを
得ることができる。
第1図は本発明の原理を示すブロック図、第2図〜第9
図は本発明の一実施例を説明するためのもので、このう
ち第2図はβ線エネルギスペクトル測定装置の要部を示
す断面図、第3図はβ線エネルギスペクトル測定装置の
回路構成を示すブロック図、第4図はデータ処理を行う
回路部分の要部を示すブロック図、第5図は演算回路の
動作を示す流れ図、第6図はスペクトルデータの差S1
を表わすスペクトル特性図、第7図はスペクトルデータ
の差S2を表わすスペクトル特性図、第8図はスペクト
ルデータの差S3を表わすスペクトル特性図、第9図は
演算処理後のβ線スペクトルの一例を示す特性図、第1
0図はβ線源のみのスペクトルの一例を示す特1生図、
第11図は第10図に示すβ線源に60Cor線源のス
ペクトルが重なり合った状態を示すスペクトル特性図、
第12図は従来の引き去り法によるβ線エネルギスペク
トル測定装置を示すブロック図、第13図は従来の同時
計数法によるβ線エネルギスペクトル測定装置を示すブ
ロック図、第14図は” Co のコンプトン電子のス
ペクトル特性図、第15図は従来の引き去り法によるス
ペクトルと理論値を比較した説明図である。 11・・・・・・透過型β線エネルギ検出器、12・・
・・・・β線カットフィルタ、13・・・・・・彫型β
線エネルギ検出器、14・・・・・・エネルギスペクト
ル演算手段、21・・・・・・低エネルギ用光電子増倍
管、22・・・・・・高エネルギ用光電子増倍管、26
・・・・・・同時計数用プラスチックシンチレータ、2
8・・・・・・エネルギ測定用 プラスチックシンチレータ、 69・・・・・・演算回路、 a・・・・・・定数、 Sl 、SI ′、S2 、S2 ’、s3、s3・
・・・・・スペクトルデータ、 S、 、S2、S、・・・・・・スペクトルデータの差
。 出 願 人 日本原子力事業株式会社代 理
人 弁理士 山 内 侮 雄第7
図 第8図 第12図 ′ (31と去
り汰)第9図 第13図
図は本発明の一実施例を説明するためのもので、このう
ち第2図はβ線エネルギスペクトル測定装置の要部を示
す断面図、第3図はβ線エネルギスペクトル測定装置の
回路構成を示すブロック図、第4図はデータ処理を行う
回路部分の要部を示すブロック図、第5図は演算回路の
動作を示す流れ図、第6図はスペクトルデータの差S1
を表わすスペクトル特性図、第7図はスペクトルデータ
の差S2を表わすスペクトル特性図、第8図はスペクト
ルデータの差S3を表わすスペクトル特性図、第9図は
演算処理後のβ線スペクトルの一例を示す特性図、第1
0図はβ線源のみのスペクトルの一例を示す特1生図、
第11図は第10図に示すβ線源に60Cor線源のス
ペクトルが重なり合った状態を示すスペクトル特性図、
第12図は従来の引き去り法によるβ線エネルギスペク
トル測定装置を示すブロック図、第13図は従来の同時
計数法によるβ線エネルギスペクトル測定装置を示すブ
ロック図、第14図は” Co のコンプトン電子のス
ペクトル特性図、第15図は従来の引き去り法によるス
ペクトルと理論値を比較した説明図である。 11・・・・・・透過型β線エネルギ検出器、12・・
・・・・β線カットフィルタ、13・・・・・・彫型β
線エネルギ検出器、14・・・・・・エネルギスペクト
ル演算手段、21・・・・・・低エネルギ用光電子増倍
管、22・・・・・・高エネルギ用光電子増倍管、26
・・・・・・同時計数用プラスチックシンチレータ、2
8・・・・・・エネルギ測定用 プラスチックシンチレータ、 69・・・・・・演算回路、 a・・・・・・定数、 Sl 、SI ′、S2 、S2 ’、s3、s3・
・・・・・スペクトルデータ、 S、 、S2、S、・・・・・・スペクトルデータの差
。 出 願 人 日本原子力事業株式会社代 理
人 弁理士 山 内 侮 雄第7
図 第8図 第12図 ′ (31と去
り汰)第9図 第13図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、β線を透過させる薄い透過型β線エネルギ検出器と
、開閉可能なβ線カットフィルタと、これら両者の後段
に配置された厚型β線エネルギ検出器と、前記β線カッ
トフィルタの開いた状態と閉じた状態のそれぞれの状態
で同時計数を行った結果得られた透過型β線エネルギ検
出器のエネルギ信号をS_1、S_1′、同時計数を行
わないとき得られた両β線エネルギ検出器のエネルギ信
号をS_2、S_2′、また、前記β線カットフィルタ
の開いた状態と閉じた状態のそれぞれの状態で同時計数
を行った結果得られた厚型β線エネルギ検出器のエネル
ギ信号をS_3、S_3′とするとき、これら6個のデ
ータを用いてβ線エネルギスペクトルを演算するエネル
ギスペクトル演算手段とを具備することを特徴とするβ
線エネルギスペクトル測定装置。 2、前記6個のデータがアナログ−ディジタル変換され
たスペクトルデータであり、エネルギスペクトル演算手
段が次の演算式 E=S_3+1/a(S_1−aS_2) ただしS_1=(S_1−S_1′)、 S_2=(S_2−S_2′)、 S_3=(S_3−S_3′)、 a>1 をもとにしてβ線エネルギスペクトルEを演算すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のβ線エネルギ
スペクトル測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20986684A JPS6189578A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | β線エネルギスペクトル測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20986684A JPS6189578A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | β線エネルギスペクトル測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6189578A true JPS6189578A (ja) | 1986-05-07 |
Family
ID=16579924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20986684A Pending JPS6189578A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | β線エネルギスペクトル測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6189578A (ja) |
-
1984
- 1984-10-08 JP JP20986684A patent/JPS6189578A/ja active Pending
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