CN105190361A - 中子束检测装置及中子捕捉疗法装置 - Google Patents

Abstract

中子束检测装置具备：闪烁器，若有放射线入射则产生光；光纤，传送在闪烁器中产生的光；及辨别部，接收通过光纤传送的光，当有关所接收的光的检测信号的波高超过判定阈值(Q_th)时，将检测信号辨别成有关中子束的信号，辨别部根据光纤的劣化调整判定阈值。

Description

中子束检测装置及中子捕捉疗法装置

技术领域

本发明涉及一种具备传送在闪烁器中产生的光的光纤的中子束检测装置及中子捕捉疗法装置。

背景技术

作为辨别中子束和伽马射线的技术有专利文献1中所记载的技术。若向闪烁器入射中子束或伽马射线，则引起闪烁发光。在闪烁器中产生的光在光电倍增管中转换成电脉冲。该电脉冲根据发光的衰减时间的不同而被分为中子束和伽马射线。专利文献1中根据脉冲宽度的不同辨别中子束与伽马射线。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-71381号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

可考虑通过光纤传送在闪烁器中产生的光。然而存在如下问题，即，若光纤因放射线而劣化，则光的透射率下降，例如误将基于中子束的信号检测成基于伽马射线的信号，从而使得中子束的检测精度下降。本发明的一个方面为提供一种能够抑制中子束的检测精度的下降的中子束检测装置及中子捕捉疗法装置。

用于解决技术课题的手段

本发明的一个方面为检测中子束的中子束检测装置，其具备：闪烁器，若有放射线入射，则产生光；光纤，传送在闪烁器中产生的光；及辨别部，接收通过光纤传送的光，当与所接收的光相关的检测信号的波高超过了判定阈值时，将检测信号辨别成与中子束相关的信号，辨别部根据光纤的劣化调整判定阈值。

该中子束检测装置中，入射放射线的闪烁器发光，基于该发光的光通过光纤被传送并导入到辨别部。当与所接收的光相关的检测信号的波高超过了判定阈值时，辨别部将检测信号辨别为与中子束相关的信号。中子束检测装置的辨别部能够根据光纤的劣化调整判定阈值，因此即使在光纤因放射线而劣化从而使得光的透射率下降时，也能够通过调整判定阈值来抑制中子束的检测精度的下降。

辨别部也可根据检测信号的波高分布调整判定阈值。此时，能够根据检测信号的波高分布调整判定阈值，能够抑制中子束的检测精度的下降。

辨别部也可检测波高分布中的基于中子束的峰值，并根据该峰值调整判定阈值。若光纤劣化，则基于中子束的峰值也随着透射率的下降而下降，因此通过根据中子束的峰值调整判定阈值，能够高精度地检测中子束，能够抑制检测精度的下降。波高分布中的中子束的峰值例如也可根据过去的数据设定。

辨别部也可将比峰值低规定值的值设定为判定阈值。如此，通过将比波高分布中的中子束的峰值低规定值的值设定为判定阈值，能够根据光纤的劣化调整判定阈值。规定值例如也可根据过去的数据设定。

并且，辨别部也可对波高分布拟合高斯函数来检测基于中子束的峰值，并将比峰值低1.5σ的值作为判定阈值。中子束检测装置通过利用高斯函数拟合波高分布来检测基于中子束的峰值。辨别部通过将判定阈值调整为比基于中子束的峰值低1.5σ的值，能够进一步抑制中子束的检测精度的下降。

中子束检测装置还具备光产生部，辨别部也可根据来自光产生部的光信号调整判定阈值。通过由辨别部根据来自光产生部的光信号来调整判定阈值，能够根据来自光产生部的光信号进一步抑制中子束的检测精度的下降。

辨别部也可存储来自光产生部的规定的光信号，并对所存储的规定的光信号与经由光纤检测的实际检测的光信号进行比较，根据比较结果调整判定阈值。通过由辨别部根据所存储的规定的光信号和实际检测的光信号来调整判定阈值，能够实时调整判定阈值。由此，即使光纤劣化也能够实时调整判定阈值。

光产生部也可安装于光纤中在闪烁器中产生的光所入射的一侧的端部。由此，能够根据来自安装于光纤的端部的光产生部的光信号来调整判定阈值。

中子束检测装置还可具备判定部，该判定部根据来自光产生部的光信号，判定是否产生了光纤因放射线而产生劣化的情况、及辨别部产生了不良情况的情形中的某情形。由此，利用来自光产生部的光信号，能够判定是否产生了光纤的劣化及辨别部的不良情况中的任何情形。

中子束检测装置还可具备传送在光产生部产生的光信号的光产生部用光纤，辨别部还接收通过光产生部用光纤传送的光信号，当与通过辨别部接收的在闪烁器中产生的光相关的检测信号的波高、及与从光产生部输出的光信号相关的检测信号的波高整体向波高的增加方向或减少方向位移时，判定部判定为辨别部产生了不良情况，当只有与在闪烁器中产生的光相关的检测信号的波高向波高的减少方向位移时，判定部判定为光纤因放射线而产生了劣化。此时，判定部根据与在闪烁器中产生的光相关的检测信号的波高、及与从光产生部输出的光信号相关的检测信号的波高，能够判定辨别部的不良情况及光纤的劣化的产生。

本发明的另一方面为具备上述中子束检测装置的中子捕捉疗法装置。

该中子捕捉疗法装置中具备中子束检测装置，入射有伽马射线或中子束的闪烁器发光，基于该发光的光通过光纤被传送并导入到辨别部。当与所接收的光相关的检测信号的波高超过了判定阈值时，辨别部将检测信号辨别为与中子束相关的信号；当检测信号的波高没有超过判定阈值时，辨别部将检测信号辨别为与伽马射线相关的信号。中子束检测装置的辨别部能够根据光纤的劣化来调整判定阈值，因此即使在光纤因放射线劣化从而使得光的透射率下降时，也能够通过调整判定阈值来抑制中子束的检测精度的下降。

发明效果

根据本发明的各个方面能够提供一种即使因光纤劣化而使得光的透射率下降，也能够抑制中子束的检测精度的下降的中子束检测装置及中子捕捉疗法装置。

附图说明

图1是表示具备第一实施方式的中子束检测器的中子捕捉疗法装置的示意图。

图2是表示设置于准直器的中子束检测器的剖视图。

图3是表示第一实施方式的中子捕捉疗法装置的控制部的框图。

图4是表示检测信号的波高分布的曲线图。

图5是表示判定阈值Q_th与中子束N的检测效率之间的关系的表。

图6是表示检测信号的波高分布与判定阈值Q_th之间的关系的曲线图。

图7是表示第二实施方式的光导的示意图。

图8是表示检测信号的波高分布的曲线图。

图9是表示第二实施方式的中子捕捉疗法装置的控制部的框图。

图10是表示第三实施方式所涉及的中子束检测器的示意图。

图11是表示第三实施方式的中子捕捉疗法装置的控制部的框图。

图12(a)是表示光检测器中产生不良情况时的检测信号的波高分布的曲线图，(b)是表示光导中产生劣化时的检测信号的波高分布的曲线图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的一实施方式进行详细说明。

(第一实施方式)

首先，对第一实施方式进行说明。图1所示的中子捕捉疗法装置1为利用硼中子捕捉疗法(BNCT：BoronNeutronCaptureTherapy)来进行癌症治疗的装置。中子捕捉疗法装置1中，例如向被供给有硼(¹⁰B)的患者(被照射体)50的肿瘤照射中子束N。

中子捕捉疗法装置1具备回旋加速器2。回旋加速器2为使阴离子等带电粒子加速以作出带电粒子束R的加速器。本实施方式中，带电粒子束R为从阴离子剥离电荷而生成的质子射束。质子射束通过被加速的阴离子在回旋加速器2内被箔剥离器等剥离电子而生成，并从回旋加速器2射出。该回旋加速器2例如具有生成射束半径为40mm、60kW(＝30MeV×2mA)的带电粒子束R的能力。另外，加速器不限于回旋加速器，还可以是同步加速器或同步回旋加速器、直线加速器等。

从回旋加速器2射出的带电粒子束R被送往中子束生成部M。中子束生成部M由靶7、减速件9及准直器10构成。从回旋加速器2射出的带电粒子束R通过射束导管3向配置于射束导管3的端部的靶7行进。沿着该射束导管3设置有多个四极电磁铁4、电流检测部5及扫描电磁铁6。多个四极电磁铁4例如用电磁铁进行带电粒子束R的射束轴调整或射束直径调整。

电流检测部5在带电粒子束R的照射过程中实时检测照射在靶7上的带电粒子束R的电流值(即电荷、照射剂量率)。电流检测部5为使用对带电粒子束R不造成影响且能够测定电流的非破坏型DCCT(DCCurrentTransformer)。电流检测部5向后述控制部20输出检测结果。另外，“剂量率”是指每单位时间的剂量。

具体而言，为了通过消除四极电磁铁4的影响来高精度地检测照射在靶7上的带电粒子束R的电流值，将电流检测部5设于比四极电磁铁4更靠下游侧(带电粒子束R的下游侧)的扫描电磁铁6的刚刚前方。即，由于扫描电磁铁6始终以不使带电粒子束R对靶7的相同位置进行照射的方式扫描，因此当将电流检测部5配设于比扫描电磁铁6更靠下游侧时，需要大型的电流检测部5。而通过将电流检测部5设置于比扫描电磁铁6更靠上游侧，能够缩小电流检测部5。

扫描电磁铁6扫描带电粒子束R，并控制带电粒子束R照射靶7。该扫描电磁铁6控制带电粒子束R照射靶7的位置。

中子捕捉疗法装置1通过向靶7照射带电粒子束R来产生中子束N，并向患者50射出中子束N。中子捕捉疗法装置1具备靶7、屏蔽体8、减速件9、准直器10及伽马射线检测部11。

并且，中子捕捉疗法装置1具备控制部20。控制部20为由CPU[CentralProcessingUnit]、ROM[ReadOnlyMemory]、RAM[RandomAccessMemory]等构成，并综合控制中子捕捉疗法装置1的电子控制单元。

靶7受到带电粒子束R的照射来生成中子束N。其中，靶7例如由铍(Be)、锂(Li)、钽(Ta)、钨(W)形成，例如呈直径为160mm的圆板状。另外，靶7的形状不限于板状，例如也可以为液状。

减速件9使在靶7中生成的中子束N的能量减速。减速件9具有由第1减速件9A和第2减速件9B构成的层叠结构，其中，所述第1减速件主要使包含于中子束N的快中子减速；所述第2减速件主要使包含于中子束N的超热中子减速。

屏蔽体8屏蔽所产生的中子束N及随该中子束N的产生而产生的伽马射线等以免向外部放出。屏蔽体8以包围减速件9的方式设置。屏蔽体8的上部及下部向比减速件9更靠带电粒子束R的上游侧延伸，在这些延伸部上设有伽马射线检测部11。

准直器10对中子束N的照射场进行整形，其具有供中子束N通过的开口10a。准直器10例如为在中央具有开口10a的块状部件。

伽马射线检测部11在中子束的生成过程中(即，向患者50照射中子束N的过程中)实时检测通过带电粒子束R的照射而从中子束生成部M产生的伽马射线。作为伽马射线检测部11能够采用闪烁器或电离箱、其他各种伽马射线检测设备。本实施方式中，伽马射线检测部11在靶7周围设于比减速件9更靠带电粒子束R的上游侧。

伽马射线检测部11分别配置于沿带电粒子束R的上游侧延伸的屏蔽体8的上部及下部的内侧。另外，没有特别限定伽马射线检测部11的个数，可以是一个，也可以是三个以上。当设有三个以上的伽马射线检测部11时，能够以规定间隔包围靶7的外周的方式设置。伽马射线检测部11向控制部20输出伽马射线的检测结果。也可以为不具备该伽马射线检测部11的结构。

如图2所示，准直器10中设有用于在生成中子束的过程中(即，向患者50照射中子束N的过程中)实时检测通过准直器10的开口10a的中子束N的中子束检测器12。中子束检测器12的至少一部分设于形成在准直器10的贯穿孔10b(形成在与开口10a正交的方向的贯穿孔)中。中子束检测器12具有闪烁器13、光导14及光检测器15。

闪烁器13为将所入射的放射线(中子束N、伽马射线)转换为光的荧光体。闪烁器13的内部结晶根据所入射的放射线的剂量成为激发状态，产生闪烁光。闪烁器13设于准直器10的贯穿孔10b内，并向准直器10的开口10a露出。闪烁器13通过开口10a内的中子束N或伽马射线入射到闪烁器13而发光。作为闪烁器13采用⁶Li玻璃闪烁器、LiCAF闪烁器、涂布有⁶LiF的塑料闪烁器、⁶LiF/ZnS闪烁器等。

另外，图2中用直线示出中子束N的行进方向，实际上中子束N扩散行进。因此，设于贯穿孔10b内的闪烁器13上也照射有中子束N，并能够通过闪烁器13检测中子束N。

光导14是传递在闪烁器13中产生的光的部件。光导14由光纤构成。光导14例如也可由柔性光纤束等构成。光检测器15检测通过光导14而被传递的光。作为光检测器15例如能够采用光电倍增管、光电管等各种光检测设备。光检测器15在检测光时向控制部20输出电信号(检测信号)。

如图3所示，控制部20具有剂量计算部21及照射控制部22。控制部20与电流检测部5、伽马射线检测部11及光检测器15(中子束检测器12)电连接。

剂量计算部21根据通过电流检测部5检测的带电粒子束R的电流值的检测结果，在照射带电粒子束R的过程中实时测定(计算)照射靶7的带电粒子束R的剂量。剂量计算部21按时间对测定出的带电粒子束R的电流值逐次积分，实时计算带电粒子束R的剂量。

并且，剂量计算部21根据通过伽马射线检测部11检测的伽马射线的检测结果，在照射中子束N的过程中实时测定(计算)伽马射线的剂量。

另外，剂量计算部21根据通过中子束检测器12检测的中子束N的检测结果测定(计算)通过准直器10的开口10a的中子束N的剂量。剂量计算部21从光检测器15接收检测信号，并辨别有关中子束的信号和有关伽马射线的信号(详细内容后述)。剂量计算部21与光检测部15一同构成辨别部。

剂量检测部21根据所计算的带电粒子束R的剂量、伽马射线的剂量及中子束N的剂量，在照射中子束N的过程中实时综合地计算在靶7中产生的中子束N的剂量。通过剂量计算部21计算出的中子束N的剂量等计算结果例如显示于显示器(显示部)31。

照射控制部22根据通过剂量计算部21计算的中子束N的剂量，控制带电粒子束R对靶7的照射。照射控制部22向回旋加速器2及扫描电磁铁6发送指令信号来控制带电粒子束R对靶7的照射，由此进行从靶7生成的中子束N对患者的照射控制。照射控制部22将中子束N的照射控制为，剂量计算部21所计算的中子束N的剂量符合预先设定的治疗计划。

剂量计算部21判定与在光检测器15中接收的光有关的检测信号的波高(光量)是否超过判定阈值Q_th，辨别基于中子束N的检测信号与基于伽马射线的检测信号。闪烁器13中，作为放射线入射中子束N及伽马射线，因此根据光量的强度辨别中子束N与伽马射线。

图4是表示检测信号的波高分布的曲线图。图4中，在横轴上示出有关在光检测器15中接收的光的检测信号的波高(光量)，在纵轴上示出检测信号的件数(Count/s)。剂量计算部21对波高分布进行拟合，并检测波高分布的峰值。作为用于拟合的函数可举出下式(1)的高斯函数。

[式1]

$f\left(x\right)=\exp \left\{-\frac{{\left(x-\mathrm{\μ}\right)}^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}\right\}...\left(1\right)$

x表示检测信号的光量，μ表示峰值的位置。

如图4所示，剂量计算部21将波高分布中的第2个峰值P₂作为基于中子束N的峰值P_N，并将比基于该中子束N的峰值P_N低1.5σ的值设定为判定阈值Q_th。

其中，剂量计算部21按规定间隔时间变更(调整)判定阈值Q_th。剂量计算部21将用于变更判定阈值Q_th的间隔时间设定为“60秒”，并根据有关在该间隔时间内接收的光的检测信号的波高，制作波高分布，并根据该波高分布变更判定阈值Q_th。另外，间隔时间不限于“60秒”，可以设为其他时间，也可由工作人员(操作人员或医生)适当决定。所谓波高分布是指在横轴上表示光量，在纵轴上表示检测到该光量的检测信号的频率(件数)的曲线图。

通过使用中子捕捉疗法装置1，光导14的光纤受到放射线而劣化，使得光的透射率下降。若光导14的光的透射率下降，则在剂量计算部21中测定的光的光量下降，图4所示的波高分布将随着透射率的下降而向左偏移。剂量检测部21对间隔时间中的波高分布拟合高斯函数来设定基于中子束N的峰值P_N，并将比该峰值P_N低1.5σ的值设定为新的判定阈值Q_th。剂量检测部21根据新的判定阈值Q_th来辨别基于中子束N的检测信号和基于伽马射线的检测信号。

接着，对以上说明的第一实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置1的作用效果进行说明。

中子捕捉疗法装置1的中子束检测器12中，若有伽马射线或中子束N入射，则闪烁器13会发光，基于该发光的光通过光导14被传送并导入光检测器15中。光检测部15根据所导入的光而向控制部20输出电信号(检测信号)。控制部20的剂量计算部21能够根据检测信号的波高分布调整判定阈值Q_th，因此即使因放射线而使光导14的光纤劣化从而导致光的透射率下降，也能够通过调整判定阈值Q_th来抑制中子束N的检测精度的下降。由此，能够高精度地检测中子束N。

该中子捕捉疗法装置1的中子束检测装置中，对波高分布拟合高斯函数来检测基于中子束的峰值P_N，并将比峰值P_N低1.5σ的值作为判定阈值Q_th来进行调整，因此能够根据光纤的劣化而变更判定阈值Q_th来高精度地辨别中子束N和伽马射线。由于峰值PN随着光量的下降而下降，因此通过根据峰值PN变更判定阈值Q_th，能够高精度地辨别中子束N和伽马射线。

中子捕捉疗法装置1中，通过准确测定中子束N的剂量，能够确认中子束N的照射有无按计划进行。

本发明不限于前述第一实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行下述各种变形。

例如闪烁器13的配置位置不限于准直器10内，也可以是其他位置。闪烁器例如也可配置于准直器10的下游，也可配置于患者的表面(被照射部的附近)。

并且，上述第一实施方式中，将比基于中子束N的峰值P_N低1.5σ的值作为判定阈值Q_th来进行了调整，但也可将判定阈值Q_th变更为其他值。图5是表示判定阈值Q_th与中子束N的检测效率之间的关系的表。如图5所示，当将比基于中子束N的峰值P_N低σ的值作为判定阈值Q_th时，中子束N的检测效率为84.1％。当将比基于中子束N的峰值P_N低1.5σ的值作为判定阈值Q_th时，中子束N的检测效率为93％。并且，当将比基于中子束N的峰值P_N低2σ的值作为判定阈值Q_th时，中子束N的检测效率为99.8％。如此，可将比基于中子束N的峰值P_N低σ的值作为判定阈值Q_th，也可将比基于中子束N的峰值P_N低2σ的值作为判定阈值Q_th，还可以将比基于中子束N的峰值P_N低其他值的值作为判定阈值Q_th。

并且，上述第一实施方式中，通过对波高分布拟合高斯函数来检测基于中子束的峰值P_N，但也可利用其他函数使得近似于波高分布来检测基于中子束的峰值P_N。

并且，作为判定阈值Q_th，也可采用其他值。图6是表示检测信号的波高分布与判定阈值Q_th之间的关系的曲线图。如图6所示，例如将基于中子束的峰值P_N的件数设为100％时，也可将件数成为50％的值(高斯分布中较低的值)采用为判定阈值Q_th(Q_th2)。并且，也可将相对于峰值P_N(P₃)的值采用为判定阈值Q_th，还可将比峰值P_N低规定值的值采用为判定阈值Q_th。该规定值也可根据过去的数据设定。

并且，也可根据与波高分布对应的高斯函数的斜率调整判定阈值Q_th。例如，如图6所示，也可将高斯函数的斜率成为0的点采用为判定阈值Q_th(Q_th3)。

(第二实施方式)

接着，对第二实施方式进行说明。本实施方式主要使用结构不同的光导14A(参考图7)来代替第一实施方式中的光导14。并且，本实施方式中采用处理内容不同于第一实施方式的控制部20的控制部20A(参考图9)。以下，主要对与第一实施方式不同之处进行说明。并且，在附图说明中，对与第一实施方式相同的要件附加相同的元件符号以省略重复说明。

如图7所示，在本实施方式中采用的光导14A与第一实施方式中的光导14同样将在闪烁器13中产生的光传送到光检测器15。光导14由传送光的光纤部14a及覆盖光纤部14a的端部的盖子14b构成。

盖子14b覆盖闪烁器13及光纤部14a的端部。盖子14b的前端部上安装有LED(发光二极管、光产生部)50。在盖子14b中与光纤部14a的端部对置的部位设有开口部14c。

LED50的发光通过脉冲发生器55(参考图9)来予以控制。LED50通过脉冲发生器55来予以控制，而输出脉冲状的光信号。LED50中产生的光信号经由盖子14b的开口部14c入射到光纤部14a。入射到光纤部14a的光信号通过光纤部14a被传送到光检测器15。

图8表示有关在光检测器15中接收的光的检测信号的波高分布的曲线图。如图8所示，波高分布的曲线图中包含有关在LED50中产生的光信号的检测信号的波高分布X、及有关在闪烁器13中产生的光的检测信号的波高分布Y。

如图9所示，本实施方式中采用的控制部20A具有剂量计算部21A及照射控制部22。剂量计算部21A判定有关在光检测器15中接收的光的检测信号的波高(光量)是否超过判定阈值Q_th，并辨别基于中子束N的检测信号和基于伽马射线的检测信号。

并且，剂量检测部21A预先存储有关来自LED50的光信号的检测信号的波高分布。LED50为稳定的光源，因此只要光导14A不劣化，则呈恒定的波高分布。作为其中一例，剂量计算部21A预先存储有关光导14A未劣化时的来自LED50的光信号的检测信号的波高分布。

接着，对改变通过剂量计算部21A辨别基于中子束N的检测信号和基于伽马射线的检测信号时的判定阈值Q_th的处理进行说明。剂量计算部21A对有关来自预先存储的LED50的光信号的检测信号的波高分布与通过光检测器15实际测定的有关来自LED50的光信号的检测信号的波高分布进行比较。

其中，如图8所示，若光导14A劣化，则波高分布的曲线图中的波高向减少的方向位移。图8中，用虚线表示因光导14A的劣化而位移之后的波高分布。

因此，剂量计算部21A对预先存储的有关来自LED50的光信号的检测信号的波高分布与通过光检测器15实际测定的有关来自LED50的光信号的检测信号的波高分布进行比较，由此能够判断光导14上有无产生劣化。

两个波高分布中产生偏移时，剂量计算部21A变更判定阈值Q_th。例如，剂量计算部21A能够将判定阈值Q_th变更为与通过光检测器15检测的LED50的光量(作为其中一例为45％的光量)对应的值。通过根据LED50的光量来变更判定阈值Q_th，不分析中子分布即可将判定阈值Q_th设定为最佳值。如此，剂量计算部21A与光检测部15一同构成辨别部。

并且，脉冲产生器55在控制LED50的发光的同时向控制部20A输出表示使LED51发光的时序的脉冲信号。剂量计算部21A将从光检测器15输出的电信号中与从脉冲产生器55输出的脉冲信号同步的电信号判断为在LED50中产生的光信号的检测结果。

由此，剂量计算部21A在从光检测器15输出的电信号中能够高精度地判别在LED50中产生的光信号的检测结果和在闪烁器13中产生的光的检测结果。由此，剂量计算部21A能够高精度地求出有关在LED50中产生的光信号的检测信号的波高分布X和有关在闪烁器13中产生的光的检测信号的波高分布Y。

本实施方式如上构成，剂量计算部21A根据来自LED50的光信号变更判定阈值Q_th，由此能够根据来自LED50的光信号进一步抑制中子束N的检测精度的下降。

剂量计算部21A预先存储有关来自LED50的光信号的检测信号的波高分布。剂量计算部21A对所存储的波高分布及通过光检测器15实际测定的有关来自LED50的光信号的检测信号的波高分布进行比较，由此能够实时变更判定阈值Q_th。由此，即使光导14劣化，也能够实时变更判定阈值Q_th。

通过对所存储的波高分布及通过光检测器15实际测定的有关来自LED50的光信号的检测信号的波高分布进行比较，能够判断光导14A有无劣化。由此，能够掌握光导14A的更换时期等。

通过将LED50安装于盖子14b，可轻易将产生于LED50的光入射到光导14A内。

(第三实施方式)

接着，对第三实施方式进行说明。本实施方式主要在第一实施方式上追加了LED用光导(光产生部用光纤)14B及LED51(参考图10)。并且，本实施方式中，使用处理内容不同于第一实施方式的控制部20的控制部20B(参考图11)。以下，主要对与第一实施方式的不同点进行说明。并且，在附图说明中，对与第一实施方式相同的要件标注相同的符号以省略重复说明。

其中，利用光检测器15检测在闪烁器13中产生的光时，存在通过光检测器15检测的光量变化的情况。有该变化因光检测器15的不稳定性引起的情况、以及因光导14受到放射线而劣化而引起的情况。

以往，很难判定通过光检测器15检测的光量的变化是由光检测器15的不稳定性引起还是由因光导14受到放射线而劣化引起。因此，本实施方式的目的为，判定通过光检测器15检测的光量的变化是由光检测器15的不稳定性引起还是由光导14劣化引起。

如图10所示，中子束检测器12B具有闪烁器13、光导14、光检测器15、LED51及LED用光导14B。

LED51的发光通过脉冲产生器55(参考图11)来予以控制。LED51通过脉冲产生器55来予以控制，而输出脉冲状的光信号。在LED51中产生的光信号通过LED用光导14B被传送到光检测器15。

光检测器15除了检测在闪烁器13中产生的光之外，还检测在LED51中产生的光信号。光检测器15在检测在闪烁器13中产生的光或在LED51中产生的光信号时，向控制部20B(参考图11)输出电信号(检测信号)。

如11图所示，控制部20B具有剂量计算部21B、照射控制部22及劣化判定部23。劣化判定部23根据通过光检测器15检测的有关来自闪烁器13的光的检测信号的波高分布及通过光检测器15检测的有关来自LED51的光信号的检测信号的波高分布，判定光检测器15的不良情况及光导14有无劣化。

其中，在图12(a)中示出有关在光检测器15中接收的光的检测信号的波高分布的曲线图。如图12所示，波高分布的曲线图中包含有关在LED51中产生的光信号的检测信号的波高分布X和有关在闪烁器13中产生的光的检测信号的波高分布Y。

例如，在光检测器15中产生不良情况而使得光检测器15的检测结果不稳定时，如图12(a)所示，有关在LED51中产生的光信号的检测信号的波高分布X和有关在闪烁器13中产生的光的检测信号的波高分布Y整体向波高的增加方向或减少方向位移。另外，图12(a)中，用虚线表示向波高的减少方向位移时的波高分布。

因此，在有关在LED51中产生的光信号的检测信号的波高分布X和有关在闪烁器13中产生的光的检测信号的波高分布Y整体位移时，劣化判定部23判定光检测器15中产生了不良情况。另外，劣化判定部23也可对预先存储的波高分布和基于通过光检测器15实际测定的结果的波高分布进行比较，由此判定光检测器15有无不良情况。或者，也可在波高分布随着时间的经过而进行位移时，判定为光检测器15发生了不良情况。

并且，例如在光导14上产生劣化时，如图12(b)所示，只有有关在闪烁器13中产生的光的检测信号的波高分布Y向波高的减少方向位移。另外，图12(b)中，用虚线表示向波高的减少方向位移时的波高分布Y。即使光导14产生劣化也不会影响来自LED51的光信号，因此波高分布X上没有变化。

因此，当只有有关在闪烁器13中产生的光的检测信号的波高分布Y位移时，劣化判定部23判定为光导14上产生了劣化。另外，劣化判定部23也可对预先存储的波高分布和基于通过光检测器15实际测定的结果的波高分布进行比较，由此判定光导14有无劣化。或者，也可在波高分布Y随着时间的经过而进行位移时，判定为光导14上产生了劣化。

并且，脉冲产生器55在控制LED51的发光的同时向控制部20B输出表示使LED51发光的时序的脉冲信号。剂量计算部21B将从光检测器15输出的电信号中与从脉冲产生器55输出的脉冲信号同步的电信号判断为在LED51中产生的光信号的检测结果。

由此，剂量计算部21B在从光检测器15输出的电信号中能够高精度地判别在LED51中产生的光信号的检测结果和在闪烁器13中产生的光的检测结果。由此，剂量计算部21B能够高精度地求出有关在LED51中产生的光信号的检测信号的波高分布X和有关在闪烁器13中产生的光的检测信号的波高分布Y。

本实施方式如上构成，判定部根据有关来自LED51的光信号的检测信号的波高分布及有关来自闪烁器13的光的检测信号的波高分布来判定光检测器15有无不良情况及光导14有无产生劣化。由此，当通过光检测器15检测的光量有变化时，能够实时判定是由光检测器15的不良情况引起还是由光导14的劣化引起。能够实时确定通过光检测器15检测的光量的变化的原因，因此能够在检测光的过程中对检测器15的不稳定性进行修正。

另外，也可组合使用第二实施方式中所说明的在光导14A的前端安装LED50来变更判定阈值Q_th的结构和如第三实施方式中所说明的那样判定光检测器15有无不良情况及光导14有无产生劣化的结构。

以上，本发明不限于前述第一至第三实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行如下各种变形。例如，在第一至第三实施方式中，将本发明的一个方面所涉及的中子束检测装置应用于中子捕捉疗法装置1中，但中子束检测装置的用途并无限定。例如，也可将本发明的一个方面所涉及的中子束检测装置应用于监控核反应堆的运行状态的监控器中。并且，也可在测定物理实验中使用的加速中子时使用本发明的一个方面所涉及的中子束检测装置。并且，也可在非破坏检查用中子照射装置中使用本发明的一个方面的中子束检测装置。

产业的可利用性

根据本发明的各种方面，能够提供一种即使因光纤劣化而使得光的透射性下降，也能够抑制中子束的检测精度的下降的中子束检测装置及中子捕捉疗法装置。

符号说明

1-中子捕捉疗法装置，2-回旋加速器(加速器)，7-靶，12-中子束检测器，13-闪烁器，14、14A-光导(光纤)，14B-LED用光导(光产生部用光纤)，15-光检测器，20、20A、20B-控制部，21、21A、21B-剂量计算部，23-判定部，50、51-LED(光产生部)，N-中子束，M-中子束生成部。

Claims (11)

1.一种检测中子束的中子束检测装置，其具备：

闪烁器，若有放射线入射，则产生光；

光纤，传送在所述闪烁器中产生的所述光；及

辨别部，接收通过所述光纤传送的所述光，当与所接收的所述光相关的检测信号的波高超过了判定阈值时，将所述检测信号辨别为与所述中子束相关的信号，

所述辨别部根据所述光纤的劣化，调整所述判定阈值。

2.根据权利要求1所述的中子束检测装置，其中，

所述辨别部根据所述检测信号的波高分布来调整所述判定阈值。

3.根据权利要求2所述的中子束检测装置，其中，

所述辨别部检测所述波高分布中基于所述中子束的峰值，并根据所述峰值调整所述判定阈值。

4.根据权利要求3所述的中子束检测装置，其中，

所述辨别部将比所述峰值低规定值的值设定为所述判定阈值。

5.根据权利要求4所述的中子束检测装置，其中，

所述辨别部对所述波高分布拟合高斯函数来检测基于所述中子束的峰值，并将比所述峰值低1.5σ的值作为所述判定阈值。

6.根据权利要求1所述的中子束检测装置，其中，

该中子束检测装置还具备光产生部，

所述辨别部根据来自所述光产生部的光信号来调整所述判定阈值。

7.根据权利要求6所述的中子束检测装置，其中，

所述辨别部存储来自所述光产生部的规定的所述光信号，并对所述存储的所述规定的光信号和经由所述光纤检测到的实际检测的所述光信号进行比较，并根据比较结果调整所述判定阈值。

8.根据权利要求6或7所述的中子束检测装置，其中，

所述光产生部安装于所述光纤中的在所述闪烁器中产生的光所入射的一侧的端部。

9.根据权利要求6所述的中子束检测装置，其中，

该中子束检测装置还具备判定部，该判定部根据来自所述光产生部的所述光信号，判定是否发生了所述光纤因所述放射线而产生劣化的情形、及所述辨别部产生了不良情况的情形中的某情形。

10.根据权利要求9所述的中子束检测装置，其中，

该中子束检测装置还具备传送在所述光产生部中产生的所述光信号的光产生部用光纤，

所述辨别部还接收通过所述光产生部用光纤传送的所述光信号，

当与通过所述辨别部接收的在所述闪烁器中产生的所述光相关的检测信号的波高、及与从所述光产生部输出的所述光信号相关的检测信号的波高整体向波高的增加方向或减少方向位移时，所述判定部判定为在所述辨别部上产生了不良情况；当只有与在所述闪烁器中产生的所述光相关的检测信号的波高向波高的减少方向位移时，所述判定部判定为所述光纤因所述放射线而产生了劣化。

11.一种中子捕捉疗法装置，其具备根据权利要求1至10中任一项所述的中子束检测装置。