JP2001255374A - αβ弁別型放射線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】α線およびβ線の測定において、いずれも均一
な検出感度分布を得ることのできるαβ弁別型放射線検
出器を提供する。 【解決手段】板状をなすα線用シンチレータ１と、板状
をなして張出し部11を有しこの張出し部11以外の部分に
おいて前記α線用シンチレータ１に重ね合わされたβ線
用シンチレータ２と、このβ線用シンチレータ２の前記
張出し部11以外の部分の前記α線用シンチレータ11と反
対の側に設けられた乱反射室３と、この乱反射室３の前
記β線用シンチレータ２と反対の側のほぼ中央に臨んで
設けられたα線用出力部（６，７）と、前記張出し部11
に取り付けられたβ線用出力部（４，５）とを備えた構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所など
の放射性物質取扱施設で用いられるαβ弁別型放射線検
出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所などの放射性物質取扱施設
では、放射性物質の原子核崩壊によって各種放射線が放
出される。この放射線の強さを測定するためにいろいろ
な検出器が用いられるが、α線とβ線については両者一
体のαβ弁別型放射線検出器が用いられることがある。

【０００３】従来のαβ弁別型放射線検出器は、発光波
長が異なるシンチレータを二層化し、カラーフィルタに
よる光学的波長弁別を行うことによって放射線の線種弁
別を行う手法を用いている。

【０００４】すなわち、図11（ａ）に示すように、従来
のαβ弁別型放射線検出器は、赤色発光する層状のα線
用シンチレータ１と、これに重ねられた青色発光する層
状のβ線用シンチレータ２と、このβ線用シンチレータ
２の後ろに取り付けられた青色光学フィルタ４およびβ
線出力フォトマル５と、前記β線用シンチレータ２の後
ろに取り付けられた乱反射室３と、この乱反射室３内に
臨んで取り付けられた赤色光学フィルタ６およびα線出
力フォトマル７とを主な構成部分として構成され、α線
用シンチレータ１の前方から飛来するα線８およびβ線
９を光10に変換して検出するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の従
来のαβ弁別型放射線検出器における乱反射室３の横方
向の位置に対するα線およびβ線の検出感度特性は、図
11（ｂ）に示すようになっており、α線の検出感度分布
は位置依存性が強い特徴がある。したがって、青色光学
フィルタ４およびβ線出力フォトマル５からなるβ線用
検出系をともに設ける場合、乱反射室３の中央にα線用
検出系を配置することが難しいため、検出面位置によっ
ては、α線検出感度が不均一となりがちであるという問
題がある。そこで本発明は、α線およびβ線の測定にお
いて、いずれも均一な検出感度分布を得ることのできる
αβ弁別型放射線検出器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、板状
をなすα線用シンチレータと、板状をなして張出し部を
有しこの張出し部以外の部分において前記α線用シンチ
レータに重ね合わされたβ線用シンチレータと、このβ
線用シンチレータの前記張出し部以外の部分の前記α線
用シンチレータと反対の側に設けられた乱反射室と、こ
の乱反射室の前記β線用シンチレータと反対の側のほぼ
中央に臨んで設けられたα線用出力部と、前記張出し部
に取り付けられたβ線用出力部とを備えた構成とする。
請求項１の発明によれば、検出面に対して対称なα線感
度分布を得ることができる。

【０００７】請求項２の発明は、前記張出し部は断面形
状に傾斜を有し、外周部は内側よりも薄い構成とする。
請求項２の発明によれば、検出面に対して対称なα線感
度分布を得ることができるとともに、集光効率が高くな
り、特にβ線の検出感度が向上する。

【０００８】請求項３の発明は、板状をなすα線用シン
チレータと、板状をなして前記α線用シンチレータに重
ね合わされたβ線用シンチレータと、このβ線用シンチ
レータの前記α線用シンチレータと反対の側に設けられ
た乱反射室と、この乱反射室の前記β線用シンチレータ
と反対の側のほぼ中央に臨んで設けられたα線用出力部
と、前記β線用シンチレータの側面に設けられたβ線用
波長シフト光ファイバと、このβ線用波長シフト光ファ
イバに光ケーブルを介して接続されたβ線用出力部とを
備えた構成とする。

【０００９】請求項３の発明によれば、検出面に対して
対称なα線感度分布を得ることができるとともに、β線
用シンチレータでの発光を側面集光し、光ケーブルでβ
線用出力部に接続することにより、β線用出力部を任意
の場所に配置することができ、配置上の制約を低減する
ことができる。

【００１０】請求項４の発明は、板状をなすα線用シン
チレータと、板状をなして前記α線用シンチレータに重
ね合わされたβ線用シンチレータと、このβ線用シンチ
レータの前記α線用シンチレータと反対の側に設けられ
た乱反射室と、この乱反射室の内底部に設けられたα線
用波長シフト光ファイバと、このα線用波長シフト光フ
ァイバに光ケーブルを介して接続されたα線用出力部
と、前記β線用シンチレータの側面に設けられたβ線用
波長シフト光ファイバと、このβ線用波長シフト光ファ
イバに光ケーブルを介して接続されたβ線用出力部とを
備えた構成とするものである。

【００１１】請求項４の発明によれば、検出面に対して
対称なα線感度分布を得ることができるとともに、α線
用出力部およびβ線用出力部を任意の場所に配置するこ
とができ、配置上の制約を低減することができる。

【００１２】請求項５の発明は、前記α線用波長シフト
光ファイバは乱反射室周辺部に密に配置されている構成
とする。請求項５の発明によれば、α線によるシンチレ
ーション発光を均一に集めることができる。

【００１３】請求項６の発明は、前記α線用波長シフト
光ファイバは環状に配置されている構成とする。請求項
６の発明によれば、光ファイバと光ケーブルの接続点数
を低減することができる。

【００１４】請求項７の発明は、板状をなすα線用シン
チレータと、板状をなして前記α線用シンチレータに重
ね合わされたβ線用シンチレータと、このβ線用シンチ
レータの前記α線用シンチレータと反対の側に設けられ
孔あるいは切欠きを有するα線用蛍光板と、このα線用
蛍光板に取り付けられたα線用出力部と、前記α線用蛍
光板の孔あるいは切欠きを通して前記β線用シンチレー
タに取り付けられたβ線用出力部とを備えた構成とす
る。請求項７の発明によれば、薄型のαβ弁別型放射線
検出器が得られる。

【００１５】請求項８の発明は、板状をなすα線用シン
チレータと、板状をなして前記α線用シンチレータに重
ね合わされたβ線用シンチレータと、このβ線用シンチ
レータの前記α線用シンチレータと反対の側に設けられ
たα線用蛍光板と、このα線用蛍光板の側面に取り付け
られたα線用波長シフト光ファイバと、このα線用波長
シフト光ファイバに光ケーブルを介して接続されたα線
用出力部と、前記β線用シンチレータの側面に設けられ
たβ線用波長シフト光ファイバと、このβ線用波長シフ
ト光ファイバに光ケーブルを介して接続されたβ線用出
力部とを備えた構成とする。

【００１６】請求項８の発明によれば、α線によるシン
チレーション発光を均一に集光することができるととも
に、α線用出力部とβ線用出力部を任意の場所に置くこ
とができるので、省スペース化が可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
を参照して説明する。すなわち図１（ａ）に示すよう
に、β線用シンチレータ２に張出し部11を設け、この張
出し部11に青色光学フィルタ４およびβ線出力フォトマ
ル５を取り付ける。そして乱反射室３の中央に臨んで赤
色光学フィルタ６およびα線出力フォトマル７を取り付
けた構成とする。本実施の形態のαβ弁別型放射線検出
器の検出感度特性は図１（ｂ）に示すようになり、検出
面に対して対称なα線感度分布を得ることができる。

【００１８】次に本発明の第２の実施の形態を図２を参
照して説明する。本実施の形態のαβ弁別型放射線検出
器は上記第１の実施の形態において、β線用シンチレー
タ２の張出し部11の上面に傾斜を付けたものである。こ
のような構成であると、検出面に対して対称なα線感度
分布を得ることができるとともに、集光効率が高くな
り、特にβ線の検出感度が向上する。

【００１９】次に本発明の第３の実施の形態を図３と図
４を参照して説明する。図３は本実施の形態のαβ弁別
型放射線検出器の側面図であり、図４はβ線用シンチレ
ータ部の平面図である。すなわち、１層目のα線用シン
チレータ１と同形とし重ね合わせた２層目のβ線用シン
チレータ２の側面に波長シフト光ファイバ12を取り付け
て、その先に青色光学フィルタ４およびβ線出力フォト
マル５を接続した構成である。

【００２０】波長シフト光ファイバは、シンチレーショ
ン光を吸収して異なる波長の光を再放出する波長シフタ
を添加した光ファイバである。赤色光学フィルタ６およ
びα線出力フォトマル７は、上記第１，第２の実施の形
態と同じく乱反射室３の中央に取り付ける。

【００２１】この第３の実施の形態によれば、検出面に
対して対称なα線感度分布を得ることができるととも
に、β線用シンチレータ２での発光を側面集光し、光ケ
ーブル13でβ線出力フォトマル５に接続することによ
り、フォトマル５を任意の場所に配置することができ、
配置上の制約を低減することができる。

【００２２】次に本発明の第４の実施の形態を図５を参
照して説明する。すなわち、β線検出のための構成は上
記第３の実施の形態と同じであるが、α線検出のために
乱反射室３内底部にα線用の波長シフト光ファイバ14を
取り付けて集光し、光ケーブル13によって赤色光学フィ
ルタ６およびα線出力フォトマル７に接続した構成であ
る。

【００２３】この第４の実施の形態によれば、検出面に
対して対称なα線感度分布を得ることができるととも
に、α線出力フォトマル７およびβ線出力フォトマル５
を任意の場所に配置することができ、配置上の制約を低
減することができる。

【００２４】次に本発明の第５の実施の形態を図６およ
び図７を参照して説明する。すなわち、これらの図に示
すように、α線用シンチレータ１からの発光が弱くなる
乱反射室３周辺部に、短冊状にしたα線用の波長シフト
光ファイバ14を密に配置した構成とする。β線検出のた
めの構成は、上記第３および第４の実施の形態と同じで
ある。本実施の形態によれば、α線によるシンチレーシ
ョン発光を均一に集めることができる。

【００２５】次に本発明の第６の実施の形態を図８を参
照して説明する。すなわち、α線用の波長シフト光ファ
イバ14を乱反射室３内に環状に設けた構成とする。β線
検出のための構成は、上記第３，４，５の実施の形態と
同じである。この第６の実施の形態によれば、光ファイ
バと光ケーブルの接続点数を低減することができる。

【００２６】次に本発明の第７の実施の形態を図９を参
照して説明する。すなわち、α線用シンチレータ１とβ
線用シンチレータ２を重ねた後にα線用蛍光板15を重
ね、このα線用蛍光板15に赤色光学フィルタ６およびα
線出力フォトマル７を取り付ける。青色光学フィルタ４
およびβ線出力フォトマル５は、α線用蛍光板15に孔あ
るいは切欠きを設けて、β線用シンチレータ２にじかに
取り付けた構成とする。

【００２７】α線用蛍光板15はα線用シンチレータ１で
発生した光を吸収してα線用フォトマル７に入る光を発
光する。この実施の形態によれば、薄型のαβ弁別型放
射線検出器が得られる。

【００２８】次に本発明の第８の実施の形態を図10を参
照して説明する。すなわち、α線用シンチレータ１とβ
線用シンチレータ２とα線用蛍光板15を重ね、β線用シ
ンチレータ２の側面にβ線用の波長シフト光ファイバ12
を取り付けて光ケーブル13を経て青色光学フィルタ４お
よびβ線出力フォトマル５に接続し、α線用蛍光板15の
側面にα線用の波長シフト光ファイバ14を取り付けて光
ケーブル13を経て赤色光学フィルタ６およびα線出力フ
ォトマル７に接続した構成とする。

【００２９】この実施の形態によれば、α線によるシン
チレーション発光を均一に集光することができるととも
に、フォトマルを任意の場所に置くことができるので省
スペース化が可能となる。

【００３０】

【発明の効果】本発明のαβ弁別型放射線検出器によれ
ば、検出面に対して対称なα線検出感度分布を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、（ａ）はα
β弁別型放射線検出器の断面図、（ｂ）はα線とβ線の
検出感度特性を示す曲線図。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す断面図。

【図３】本発明の第３の実施の形態を示す側面図。

【図４】図３のIV−IV線に沿う平面図。

【図５】本発明の第４の実施の形態を示す側面図。

【図６】本発明の第５の実施の形態を示し、乱反射室部
分の平面図。

【図７】本発明の第５の実施の形態を示し、乱反射室部
分の斜視図。

【図８】本発明の第６の実施の形態を示し、乱反射室部
分の平面図。

【図９】本発明の第７の実施の形態を示す断面図。

【図１０】本発明の第８の実施の形態を示す側面図。

【図１１】従来のαβ弁別型放射線検出器を示し、
（ａ）は断面図、（ｂ）は検出感度特性図。

【符号の説明】

１…α線用シンチレータ、２…β線用シンチレータ、３
…乱反射室、４…青色光学フィルタ、５…β線出力フォ
トマル、６…赤色光学フィルタ、７…α線出力フォトマ
ル、８…α線、９…β線、10…光、11…張出し部、12…
波長シフト光ファイバ（β線用）、13…光ケーブル、14
…波長シフト光ファイバ（α線用）、15…α線用蛍光
板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 総一郎 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2G088 AA03 EE12 EE17 EE21 FF05 FF06 GG15 GG16 GG18 JJ01 JJ09 JJ37 KK28 LL15

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状をなすα線用シンチレータと、板状
   をなして張出し部を有しこの張出し部以外の部分におい
   て前記α線用シンチレータに重ね合わされたβ線用シン
   チレータと、このβ線用シンチレータの前記張出し部以
   外の部分の前記α線用シンチレータと反対の側に設けら
   れた乱反射室と、この乱反射室の前記β線用シンチレー
   タと反対の側のほぼ中央に臨んで設けられたα線用出力
   部と、前記張出し部に取り付けられたβ線用出力部とを
   備えたことを特徴とするαβ弁別型放射線検出器。
2. 【請求項２】 張出し部は断面形状に傾斜を有し、外周
   部は内側よりも薄いことを特徴とする請求項１記載のα
   β弁別型放射線検出器。
3. 【請求項３】 板状をなすα線用シンチレータと、板状
   をなして前記α線用シンチレータに重ね合わされたβ線
   用シンチレータと、このβ線用シンチレータの前記α線
   用シンチレータと反対の側に設けられた乱反射室と、こ
   の乱反射室の前記β線用シンチレータと反対の側のほぼ
   中央に臨んで設けられたα線用出力部と、前記β線用シ
   ンチレータの側面に設けられたβ線用波長シフト光ファ
   イバと、このβ線用波長シフト光ファイバに光ケーブル
   を介して接続されたβ線用出力部とを備えたことを特徴
   とするαβ弁別型放射線検出器。
4. 【請求項４】 板状をなすα線用シンチレータと、板状
   をなして前記α線用シンチレータに重ね合わされたβ線
   用シンチレータと、このβ線用シンチレータの前記α線
   用シンチレータと反対の側に設けられた乱反射室と、こ
   の乱反射室の内底部に設けられたα線用波長シフト光フ
   ァイバと、このα線用波長シフト光ファイバに光ケーブ
   ルを介して接続されたα線用出力部と、前記β線用シン
   チレータの側面に設けられたβ線用波長シフト光ファイ
   バと、このβ線用波長シフト光ファイバに光ケーブルを
   介して接続されたβ線用出力部とを備えたことを特徴と
   するαβ弁別型放射線検出器。
5. 【請求項５】 α線用波長シフト光ファイバは乱反射室
   周辺部に密に配置されていることを特徴とする請求項４
   記載のαβ弁別型放射線検出器。
6. 【請求項６】 α線用波長シフト光ファイバは環状に配
   置されていることを特徴とする請求項４記載のαβ弁別
   型放射線検出器。
7. 【請求項７】 板状をなすα線用シンチレータと、板状
   をなして前記α線用シンチレータに重ね合わされたβ線
   用シンチレータと、このβ線用シンチレータの前記α線
   用シンチレータと反対の側に設けられ孔あるいは切欠き
   を有するα線用蛍光板と、このα線用蛍光板に取り付け
   られたα線用出力部と、前記α線用蛍光板の孔あるいは
   切欠きを通して前記β線用シンチレータに取り付けられ
   たβ線用出力部とを備えたことを特徴とするαβ弁別型
   放射線検出器。
8. 【請求項８】 板状をなすα線用シンチレータと、板状
   をなして前記α線用シンチレータに重ね合わされたβ線
   用シンチレータと、このβ線用シンチレータの前記α線
   用シンチレータと反対の側に設けられたα線用蛍光板
   と、このα線用蛍光板の側面に取り付けられたα線用波
   長シフト光ファイバと、このα線用波長シフト光ファイ
   バに光ケーブルを介して接続されたα線用出力部と、前
   記β線用シンチレータの側面に設けられたβ線用波長シ
   フト光ファイバと、このβ線用波長シフト光ファイバに
   光ケーブルを介して接続されたβ線用出力部とを備えた
   ことを特徴とするαβ弁別型放射線検出器。