JP2000065936A - 蛍光伝送方式によるホスウィッチ放射線同時計測法及びその検出器 - Google Patents
蛍光伝送方式によるホスウィッチ放射線同時計測法及びその検出器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定困難な条件下において、α線、β線、γ
線及び／又は中性子などの異種の複数の放射線を同時に
区別して測定することができる方法又は検出器。 【構成】 複数の異種放射線の検出が可能なホスウィッ
チ検出部からの蛍光を光ファイバーにより装置本体の受
光部まで伝送し、装置本体で波形弁別法によりそれらの
放射線を区別して計測する方法及びその検出器。
線及び／又は中性子などの異種の複数の放射線を同時に
区別して測定することができる方法又は検出器。 【構成】 複数の異種放射線の検出が可能なホスウィッ
チ検出部からの蛍光を光ファイバーにより装置本体の受
光部まで伝送し、装置本体で波形弁別法によりそれらの
放射線を区別して計測する方法及びその検出器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に測定困難な条
件下において、α線、β線、γ線及び／又は中性子など
の異種の複数の放射線を同時に区別して測定することが
できる方法又は検出器に関するものである。
件下において、α線、β線、γ線及び／又は中性子など
の異種の複数の放射線を同時に区別して測定することが
できる方法又は検出器に関するものである。
【０００２】即ち、本発明は、放射線環境などの測定困
難な条件下において、複数の異種放射線を同時に区別し
て測定するために、複数の異種放射線の検出が可能なホ
スウィッチ検出部からの蛍光を、光ファイバー及び受光
部を経て計測装置本体まで伝送し、波形弁別法によりそ
れらの放射線を区別して計測する方法及び検出器に関す
るものである。
難な条件下において、複数の異種放射線を同時に区別し
て測定するために、複数の異種放射線の検出が可能なホ
スウィッチ検出部からの蛍光を、光ファイバー及び受光
部を経て計測装置本体まで伝送し、波形弁別法によりそ
れらの放射線を区別して計測する方法及び検出器に関す
るものである。
【０００３】なお、ホスウィッチは、２つ以上のシンチ
レータを組み合わせた検出部で、複数の異種放射線を計
測することが可能であり、必要に応じて波形弁別の効果
をあげるための光学フィルターを備えているものであ
る。
レータを組み合わせた検出部で、複数の異種放射線を計
測することが可能であり、必要に応じて波形弁別の効果
をあげるための光学フィルターを備えているものであ
る。
【０００４】
【従来の技術】光ファイバーを用いた蛍光伝送方式の放
射線測定法そのものは、古くから考案されているが、基
本的に一種類の放射線の強度情報に関する伝送である。
射線測定法そのものは、古くから考案されているが、基
本的に一種類の放射線の強度情報に関する伝送である。
【０００５】又、最近、光ファイバーを用いた蛍光伝送
方式の放射線測定法であって、複数の異種放射線を波高
弁別法によって計測する試みもある。この場合、情報の
定量的な伝送や放射線の弁別は完全ではない。その理由
は、光ファイバーは細くてフレッキシビリティに富んで
いるが、これを曲げると、光ファイバー内部で複雑な反
射現象等がおき、蛍光の伝送量が減少し、結果として観
測される波高分布も低下する。すなわち、光ファイバー
を曲げることにより、観測される事象数も減少し、かつ
波高分布が変動するため波高弁別が難しくなるという問
題がある。
方式の放射線測定法であって、複数の異種放射線を波高
弁別法によって計測する試みもある。この場合、情報の
定量的な伝送や放射線の弁別は完全ではない。その理由
は、光ファイバーは細くてフレッキシビリティに富んで
いるが、これを曲げると、光ファイバー内部で複雑な反
射現象等がおき、蛍光の伝送量が減少し、結果として観
測される波高分布も低下する。すなわち、光ファイバー
を曲げることにより、観測される事象数も減少し、かつ
波高分布が変動するため波高弁別が難しくなるという問
題がある。
【０００６】更に又、光ファイバーを使用しない通常の
技術では、放射線検出部に電源を含む電気回路部が必要
であり、電気信号で情報を伝送する方法によって対応し
ている。そのため、物理的・化学的に放射線計測が困難
な環境・条件下では、検出部がある程度嵩張り、又電磁
場、放射線場、温度、圧力などの影響を受け易いなどの
理由で利用が限定されるという問題がある。
技術では、放射線検出部に電源を含む電気回路部が必要
であり、電気信号で情報を伝送する方法によって対応し
ている。そのため、物理的・化学的に放射線計測が困難
な環境・条件下では、検出部がある程度嵩張り、又電磁
場、放射線場、温度、圧力などの影響を受け易いなどの
理由で利用が限定されるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】物理的・化学的に放射
線計測が困難な環境・条件下における放射線計測につい
ては、ホスウィッチからの蛍光による複数の異種放射線
に関する情報を光ファイバーを用いて計測装置本体に伝
送する方法が行われている。この蛍光を伝送する際、蛍
光の伝送効率が低くなることが観測され、蛍光を利用す
る異種放射線の計測が困難になる。そこで、光ファイバ
ーによる蛍光の伝送効率を高めることが根本的な課題で
ある。又、光ファイバーが曲率を持つ限り、その程度に
応じ光量が減少する。これは波高分布の低エネルギー側
へのシフトとして現れる。
線計測が困難な環境・条件下における放射線計測につい
ては、ホスウィッチからの蛍光による複数の異種放射線
に関する情報を光ファイバーを用いて計測装置本体に伝
送する方法が行われている。この蛍光を伝送する際、蛍
光の伝送効率が低くなることが観測され、蛍光を利用す
る異種放射線の計測が困難になる。そこで、光ファイバ
ーによる蛍光の伝送効率を高めることが根本的な課題で
ある。又、光ファイバーが曲率を持つ限り、その程度に
応じ光量が減少する。これは波高分布の低エネルギー側
へのシフトとして現れる。
【０００８】そこで、本発明は、従来の波高分布ではな
く、波形分布を利用した弁別を行い、複数の異種放射線
の同時計測を可能にするものである。
く、波形分布を利用した弁別を行い、複数の異種放射線
の同時計測を可能にするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の検出器において
は、ホスウィッチ検出部から計測装置本体まで、電気信
号で伝送しないで、光ファイバーにより検出部からの光
情報をそのまま伝送する。その際、以下の２点に注意す
る。
は、ホスウィッチ検出部から計測装置本体まで、電気信
号で伝送しないで、光ファイバーにより検出部からの光
情報をそのまま伝送する。その際、以下の２点に注意す
る。
【００１０】（１）最適の光部品、光技術を利用するこ
とにより、光情報が極端に減衰しないようにする。具体
的には、ホスウィッチを構成するシンチレータの発光
波長領域と光ファイバーの透過波長領域、さらに受光部
の感度波長領域が合致したものを選ぶ、または有効な
発光波長領域を持たないシンチレータの場合は、その蛍
光領域を光学フィルターや波長シフターを利用して光フ
ァイバーの透過波長領域に合致させ、伝送効率を高め
る。
とにより、光情報が極端に減衰しないようにする。具体
的には、ホスウィッチを構成するシンチレータの発光
波長領域と光ファイバーの透過波長領域、さらに受光部
の感度波長領域が合致したものを選ぶ、または有効な
発光波長領域を持たないシンチレータの場合は、その蛍
光領域を光学フィルターや波長シフターを利用して光フ
ァイバーの透過波長領域に合致させ、伝送効率を高め
る。
【００１１】（２）波形弁別法を用いて、異種放射線を
弁別し、異種放射線の同時計測を可能にする。
弁別し、異種放射線の同時計測を可能にする。
【００１２】その結果、困難な環境・条件における課題
が克服され、目標とする異種放射線の同時計測が可能に
なり、それぞれのグロスの放射線強度が測定される。
が克服され、目標とする異種放射線の同時計測が可能に
なり、それぞれのグロスの放射線強度が測定される。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の検出器は、検出部、伝送
部及び計測装置本体から構成され、この計測装置本体に
は受光部が設けられている。即ち、その検出器は、図１
に示されるように、ホスウィッチ検出部（２つ以上のシ
ンチレータを組み合わせた放射線検出部で、複数の異種
放射線の計測が可能なもので、必要に応じ、波形弁別の
効果をあげるための光学フィルターを含む）、伝送部
（石英ガラス、プラスチックなどからなる光ファイバ
ー、必要に応じ波長シフターを含む）及び計測装置本体
（光電子増倍管、ホトダイオード等からなる受光部を備
える）から構成されている。
部及び計測装置本体から構成され、この計測装置本体に
は受光部が設けられている。即ち、その検出器は、図１
に示されるように、ホスウィッチ検出部（２つ以上のシ
ンチレータを組み合わせた放射線検出部で、複数の異種
放射線の計測が可能なもので、必要に応じ、波形弁別の
効果をあげるための光学フィルターを含む）、伝送部
（石英ガラス、プラスチックなどからなる光ファイバ
ー、必要に応じ波長シフターを含む）及び計測装置本体
（光電子増倍管、ホトダイオード等からなる受光部を備
える）から構成されている。
【００１４】図１には、蛍光伝送方式によるホスウィッ
チ検出部の１例として、ＺｎＳ（Ａｇ）及びＮＥ１０２
Ａからなるものが示され、伝送部として波長シフター
（ＮＥ１７２）及び光ファイバーからなるものが示され
ている。そして、遮光を必要とする場合又はホスウィッ
チの保護を必要とする場合には、例えば、アルミニウム
及び金蒸着マイラー薄膜などで検出部が被覆されて使用
される。その検出部は、図２に示されるように、光ファ
イバー等からなる伝送部及び光電子増倍管等からなる受
光部を介して、計測・解析を行うための波形弁別回路を
有する計測装置本体に結合されている。
チ検出部の１例として、ＺｎＳ（Ａｇ）及びＮＥ１０２
Ａからなるものが示され、伝送部として波長シフター
（ＮＥ１７２）及び光ファイバーからなるものが示され
ている。そして、遮光を必要とする場合又はホスウィッ
チの保護を必要とする場合には、例えば、アルミニウム
及び金蒸着マイラー薄膜などで検出部が被覆されて使用
される。その検出部は、図２に示されるように、光ファ
イバー等からなる伝送部及び光電子増倍管等からなる受
光部を介して、計測・解析を行うための波形弁別回路を
有する計測装置本体に結合されている。
【００１５】図２に、本発明の検出器のＧＢ（グローブ
ボックス）又はセル内への利用例を示す。ＧＢ又はセル
内には検出部のみを導入し、そこからの蛍光は光ファイ
バーにより外部に引き出し、光電子増倍管などの受光部
で電気信号に変え、波形弁別回路により複数の異種放射
線を計測装置本体で解析するので、必要最小限のものの
みがＧＢ又はセル内に設置されることになる。又、この
ような状況下では、往々にして高放射線場、腐食性や毒
性の高い環境であることが多いので、検出部としては、
これらの影響を受けないリーズナブルな測定系を組み込
むことができる。
ボックス）又はセル内への利用例を示す。ＧＢ又はセル
内には検出部のみを導入し、そこからの蛍光は光ファイ
バーにより外部に引き出し、光電子増倍管などの受光部
で電気信号に変え、波形弁別回路により複数の異種放射
線を計測装置本体で解析するので、必要最小限のものの
みがＧＢ又はセル内に設置されることになる。又、この
ような状況下では、往々にして高放射線場、腐食性や毒
性の高い環境であることが多いので、検出部としては、
これらの影響を受けないリーズナブルな測定系を組み込
むことができる。
【００１６】原子力関係の産業や研究機関では、核燃料
製造施設、原子炉施設、使用済み核燃料の再処理施設、
放射性廃棄物処理施設、加速器施設などにおいて、電磁
波、放射線、温度若しくは圧力などの影響を受け易い環
境、物理的に狭小場で大型の検出器の設置が困難な環
境、又は腐食性や毒性の高い環境などの、放射線計測が
困難となる環境が多く存在する。そこで、本発明の方法
及び検出器は、このような環境条件下においても、複数
の異種放射線を同時に区別して計測する事ができるため
に、計量管理、工程管理、放射線管理などのモニター及
びインライン計測において使用されることができる。
製造施設、原子炉施設、使用済み核燃料の再処理施設、
放射性廃棄物処理施設、加速器施設などにおいて、電磁
波、放射線、温度若しくは圧力などの影響を受け易い環
境、物理的に狭小場で大型の検出器の設置が困難な環
境、又は腐食性や毒性の高い環境などの、放射線計測が
困難となる環境が多く存在する。そこで、本発明の方法
及び検出器は、このような環境条件下においても、複数
の異種放射線を同時に区別して計測する事ができるため
に、計量管理、工程管理、放射線管理などのモニター及
びインライン計測において使用されることができる。
【００１７】具体的には、本発明の方法及び検出器は、
核燃料製造における計量管理のためのプロセスモニタ
ー、原子炉における高放射線場若しくは狭小場での放射
線の線量測定、又は使用済み核燃料の再処理施設におけ
るグローブボックス若しくはホットセル内の工程管理モ
ニターなどにおいて、複数の異種放射線の同時計測検出
器として使用されることができる。
核燃料製造における計量管理のためのプロセスモニタ
ー、原子炉における高放射線場若しくは狭小場での放射
線の線量測定、又は使用済み核燃料の再処理施設におけ
るグローブボックス若しくはホットセル内の工程管理モ
ニターなどにおいて、複数の異種放射線の同時計測検出
器として使用されることができる。
【００１８】
【実施例】線源として244Ｃｍと137Ｃｓを使用し、Ｚｎ
Ｓ（Ａｇ）粉末及びＮＥ１０２Ａプラスチックシンチレ
ータから成るホスウィッチ検出部（図１）からの蛍光を
ＮＥ１７２波長シフター及びバンドル型石英光ファイバ
ーから構成される蛍光伝送部を介して、蛍光を受光する
光電子増倍管を含む計測装置本体まで伝送して波形弁別
回路により計測した。
Ｓ（Ａｇ）粉末及びＮＥ１０２Ａプラスチックシンチレ
ータから成るホスウィッチ検出部（図１）からの蛍光を
ＮＥ１７２波長シフター及びバンドル型石英光ファイバ
ーから構成される蛍光伝送部を介して、蛍光を受光する
光電子増倍管を含む計測装置本体まで伝送して波形弁別
回路により計測した。
【００１９】その結果として得られた、244Ｃｍ線源か
らのα線と137Ｃｓ線源からのβ線（γ線含む）との波
形分布の測定結果を図３に示した。これによると、α線
とβ線（γ線含む）に起因するピークが分離されている
ので、これらを区別して測定することができた。
らのα線と137Ｃｓ線源からのβ線（γ線含む）との波
形分布の測定結果を図３に示した。これによると、α線
とβ線（γ線含む）に起因するピークが分離されている
ので、これらを区別して測定することができた。
【００２０】即ち、図３の横軸はチャンネル、縦軸はカ
ウント数を示し、これよりα線とβ線（γ線含む）に起
因する事象が波形弁別により分離されているので、双方
を同時に区別して測定できることが分かった。なお、縦
軸のカウントとは、放射能測定においては測定器で一つ
一つ数えられた放射線の事象数のことであり、また横軸
のチャネルとは、マルチチャネルアナライザーである放
射能測定装置により計数される一つ一つの事象（パル
ス）の大きさ（通常は電圧）を示したものである。図３
においては、パルスの高さを指す場合は波高又はエネル
ギー分布スペクトルを表し、パルスの立ち上がり時間を
指す場合は波形分布スペクトルを表している。
ウント数を示し、これよりα線とβ線（γ線含む）に起
因する事象が波形弁別により分離されているので、双方
を同時に区別して測定できることが分かった。なお、縦
軸のカウントとは、放射能測定においては測定器で一つ
一つ数えられた放射線の事象数のことであり、また横軸
のチャネルとは、マルチチャネルアナライザーである放
射能測定装置により計数される一つ一つの事象（パル
ス）の大きさ（通常は電圧）を示したものである。図３
においては、パルスの高さを指す場合は波高又はエネル
ギー分布スペクトルを表し、パルスの立ち上がり時間を
指す場合は波形分布スペクトルを表している。
【００２１】この場合、波長シフターを使用しないと、
特にＮＥ１０２Ａからの発光スペクトルは短波長領域に
あり、これは光ファイバーの伝送効率の低い領域である
ため、蛍光は殆ど伝送されず、有効なシグナルは得られ
なかった。又、光ファイバーの曲率に依存して、蛍光の
伝送量が低下し、ピークの幅が若干広がるが、その位置
は変化しなかった。
特にＮＥ１０２Ａからの発光スペクトルは短波長領域に
あり、これは光ファイバーの伝送効率の低い領域である
ため、蛍光は殆ど伝送されず、有効なシグナルは得られ
なかった。又、光ファイバーの曲率に依存して、蛍光の
伝送量が低下し、ピークの幅が若干広がるが、その位置
は変化しなかった。
【００２２】一般に、長波長領域に発光スペクトルを有
するシンチレータ（例えば、ＣｓＩ（Ｔｌ），ＹＡＧ
（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ），Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕなど）は、
光ファイバーの伝送効率の高い波長領域とシンチレータ
からの蛍光の波長領域を合わせることができるので、波
長シフターを必要としないこともある。
するシンチレータ（例えば、ＣｓＩ（Ｔｌ），ＹＡＧ
（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ），Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕなど）は、
光ファイバーの伝送効率の高い波長領域とシンチレータ
からの蛍光の波長領域を合わせることができるので、波
長シフターを必要としないこともある。
【００２３】又、本発明の検出器をアルミニウム及び金
蒸着マイラー薄膜で保護することにより硝酸を含む１０
％濃縮ウラン溶液中に浸し、溶液中のα線とβ線（γ線
含む）を直接測定すれば、α線やβ線（γ線含む）の放
出核種（例えば、アクチノイド核種）の濃度モニターと
して利用できる。
蒸着マイラー薄膜で保護することにより硝酸を含む１０
％濃縮ウラン溶液中に浸し、溶液中のα線とβ線（γ線
含む）を直接測定すれば、α線やβ線（γ線含む）の放
出核種（例えば、アクチノイド核種）の濃度モニターと
して利用できる。
【００２４】
【発明の効果】放射線検出部に電気信号部を必要としな
いので、電磁場、放射線場、温度、圧力などの影響を受
けにくい。また、シンチレータの材質を選ぶことによ
り、さらに必要に応じその保護を施すことにより、腐食
性や毒性の高い環境における放射線計測が可能となる。
いので、電磁場、放射線場、温度、圧力などの影響を受
けにくい。また、シンチレータの材質を選ぶことによ
り、さらに必要に応じその保護を施すことにより、腐食
性や毒性の高い環境における放射線計測が可能となる。
【００２５】基本的にホスウィッチである検出部は小型
軽量であり、これに細くてフレッキシビリティに富んだ
光ファイバーを接続して、ホスウィッチからの蛍光を装
置本体まで伝送する。これにより、遠隔操作性にも優
れ、狭小場でも有効な検出器として成立する。また、物
理的・化学的に困難な条件下においても、複数の異種放
射線を同時に区別して計測できる。
軽量であり、これに細くてフレッキシビリティに富んだ
光ファイバーを接続して、ホスウィッチからの蛍光を装
置本体まで伝送する。これにより、遠隔操作性にも優
れ、狭小場でも有効な検出器として成立する。また、物
理的・化学的に困難な条件下においても、複数の異種放
射線を同時に区別して計測できる。
【図１】 蛍光伝送方式によるホスウィッチ検出部及び
蛍光の伝送部を示す図である。
蛍光の伝送部を示す図である。
【図２】 蛍光伝送方式によるホスウィッチ放射線同時
計測検出器の利用例を示す図である。
計測検出器の利用例を示す図である。
【図３】 蛍光伝送方式によるホスウィッチ放射線同時
計測検出器を用いたα線とβ線（γ線含む）の波形分布
の測定結果を示す図である。
計測検出器を用いたα線とβ線（γ線含む）の波形分布
の測定結果を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 α線、β線、γ線及び／又は中性子など
の異種放射線の計測が可能なホスウィッチ検出部からの
蛍光を光ファイバーを用いて受光部を経て計測装置本体
まで伝送し、波形弁別法によりそれら異種放射線を同時
に計測することを特徴とする蛍光伝送方式によるホスウ
ィッチ放射線同時計測検出方法。 - 【請求項２】 ２つ以上のシンチレータを組み合わせた
ホスウィッチ検出部を、光ファイバー及び必要に応じ波
長シフターからなる伝送部及び光電子増倍管からなる受
光部を介して、異種放射線の計測・解析を行う波形弁別
回路を有する計測装置本体に結合したことを特徴とする
蛍光伝送方式によるホスウィッチ放射線同時計測検出
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23814398A JP2000065936A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 蛍光伝送方式によるホスウィッチ放射線同時計測法及びその検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23814398A JP2000065936A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 蛍光伝送方式によるホスウィッチ放射線同時計測法及びその検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000065936A true JP2000065936A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=17025834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23814398A Pending JP2000065936A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 蛍光伝送方式によるホスウィッチ放射線同時計測法及びその検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000065936A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002082171A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-22 | Toshiba Corp | 放射線検出器およびこれを用いたｘ線診断装置 |
| JP2009031151A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Tetsuo Hashimoto | パルス信号データ解析装置 |
| JP2011179855A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | 放射線検出器 |
| CN112280421A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-01-29 | 苏州昊唐兴核高新材料有限公司 | 一种探测器涂覆用掺银硫化锌水溶胶的制备方法 |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP23814398A patent/JP2000065936A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002082171A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-22 | Toshiba Corp | 放射線検出器およびこれを用いたｘ線診断装置 |
| JP2009031151A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Tetsuo Hashimoto | パルス信号データ解析装置 |
| JP2011179855A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | 放射線検出器 |
| CN112280421A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-01-29 | 苏州昊唐兴核高新材料有限公司 | 一种探测器涂覆用掺银硫化锌水溶胶的制备方法 |
| CN112280421B (zh) * | 2020-09-27 | 2021-10-22 | 苏州昊唐兴核高新材料有限公司 | 一种探测器涂覆用掺银硫化锌水溶胶的制备方法 |
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