JP2008145378A - 低エネルギ（コバルト６０β線）の放射線を高効率で測定するシンチレーション検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な設計事項を必要とすることなく低エネルギの放射線を高効率で測定できるシンチレーション検出器を提供すること。
【解決手段】少なくとも、入射した放射線により蛍光を発生するシンチレータと、該シンチレータを前端面側に配設した筒状部材と、該筒状部材の後端面側に連設した光電子増倍管とからなるシンチレーション検出器において、前記筒状部材の内壁面を前記蛍光が乱反射する物質により粗面状に形成したこと。
【選択図】図１

Description

本発明は、シンチレーション検出器に関し、特に、コバルト６０β線などの低エネルギ放射線を高効率で検出測定するシンチレーション検出器に関する。

シンチレーション検出器において、シンチレータと光電子増倍管（以下、単にフォトマルともいう）との径が略同一である場合には、適宜ハウジング部材に密挿されたシンチレータ材とフォトマルとを直に接合すればよいが、径が異なるものである場合は、シンチレータとフォトマルとの間に外側面を適宜反射物質で塗布乃至被装した略円錐形状の透明アクリル材等をライトガイドとして配設し、シンチレータが発した蛍光を集光しながらフォトマル入射面に入射させる必要があった。かかる技術については、特許文献１及び特許文献２に記載された技術が既に知られている。

しかしながら、上記の従来技術はライトガイド部に多くの設計事項と製造工程を要するためコスト的にも負担を伴うものであり、また、放射線の入射角によっては、シンチレータから発した蛍光が図２に見られるようにフォトマル入射面に到達できないことがある。一方、設計の簡略化からライトガイド部に単なる筒状部材を適用した場合においても、図３に見られるように、結果的にフォトマル入射面に到達できない蛍光が発生してしまい、コバルト６０β線のような低エネルギの放射線を測定するに際しては、その検出効率において特に大きな影響を与えるという不具合がある。
特表２００１−５１６８８８ 特開平９−２８３０７５

そこで本発明は、従来のシンチレーション検出器が有する上記の問題点に鑑み、複雑な設計事項を必要とすることなく低エネルギの放射線を高効率で測定できるシンチレーション検出器を提供することを課題とする。

上記の課題を解決することを目的としてなされた本発明シンチレーション検出器の構成は、少なくとも、入射した放射線により蛍光を発生するシンチレータと、該シンチレータを前端面側に配設した筒状部材と、該筒状部材の後端面側に連設した光電子増倍管とからなるシンチレーション検出器において、前記筒状部材の内壁面を前記蛍光が乱反射する物質により粗面状に形成したことを特徴とするものである。

また本発明のシンチレーション検出器の上記物質は、前記蛍光が乱反射する面粗度を備えるアクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、或いは、写真印刷用紙等のうちの一又は複数を素材として構成することも可能である。

本発明は、それぞれ径の異なるシンチレータとフォトマルとを連結してなるシンチレーション検出器において、当該シンチレータとフォトマルとの間にスペースを確保しつつ連結保持する筒状部材の内壁面を光を乱反射させる物質で粗面状に形成したことによって、シンチレータの発する蛍光をフォトマル入射面まで効率的に到達させることができる。この結果、コバルト６０β線のように低いエネルギの放射線測定時においても高効率で放射線を測定できるという効果を有する。

次に、本発明の実施の形態例を図により説明する。図１は本発明シンチレーション検出器を模式的に例示した側断面図、図２及び図３は従来型のシンチレーション検出器で発生した蛍光がフォトマル入射面に到達できない様子を模式的に表した側断面図、図４は物質が光を乱反射させる様子を模式的に表した断面図である。

図１において、１は本発明に係るシンチレーション検出器の一例であって、入射した放射線Rとの衝突により蛍光Fを発生するシンチレータ２と、シンチレータ２を前端面側に備える筒状部材３と、筒状部材３の後端面側に連設した光電子増倍管４とを具備している。なお、図１及び図２においては、紙面左方を前方、紙面右方を後方として記述している。

従来型のシンチレーション検出器１０を用いた場合、プロメチウム１４７やコバルト６０β線のように低エネルギの放射線を放つ線源に対しては充分な機器効率を得ることができなかった。機器効率とは、所定の幾何学的条件下における線源の表面放出率に対する正味の計数率の割合である。かかる不具合の原因として、入射線Rとの衝突によって発生した蛍光Fの放出角の条件によっては、図２、又は、図３において見られるように、内壁面Iを鏡面物質により形成された筒状部材３のスペースS内において蛍光Fが規則的な反射を繰返しフォトマル４の入射面に到達できない、或いは、到達する前にそのエネルギを喪失してしまうということが考えられる。

そこで本発明シンチレーション検出器１は、光を乱反射させる物質で筒状部材３の内壁面Iを粗面状態に形成したことによって上述の不具合を解消したので以下に説明する。

入射線Rとの衝突によって生じた蛍光Fは、直接フォトマル４の入射面に到達するものを除き、筒状部材３の内壁面Iに衝突してスペースS内に反射される。このとき、内壁面Iを形成する反射物質が光を乱反射させるものであれば、シンチレータ２から発せられた蛍光Fは不規則的に反射しながらスペースS内を進むので、図２や図３に例示したような特定の光路によりフォトマル入射面まで到達できないということを低減できる。

また、充分な反射率を備えるアクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン：登録商標）、ポリエステル、或いは、写真印刷用紙などの粗面物質を前記内壁面Iを形成する物質として採用すれば、さらに効率的に蛍光Fをフォトマル４へ集光できることになる。

本発明の有効性を明らかにする実験として、本発明者は、コバルト６０の１０ｃｍ×１０ｃｍによる面状線源を使用し、線源表面から５ｍｍを隔て放射線測定を行ったところ、従来型シンチレーション検出器が機器効率約２０％であるのに対し、本発明シンチレーション検出器においては機器効率３６％を実験結果として得た。

なお、本発明はテーパ形状のライトガイド部を有するシンチレーション検出器に適用してもその効果を有することは言うまでもなく、また、必ずしもシンチレータ２とフォトマル４の径が異なることを要求するものではない。

本発明は以上の通りであって、それぞれ径の異なるシンチレータとフォトマルとを連結してなるシンチレーション検出器において、当該シンチレータとフォトマルとの間にスペースを確保しつつ連結保持する筒状部材の内壁面を光を乱反射させる物質で粗面状に形成したことによって、シンチレータの発する蛍光をフォトマル入射面まで効率的に到達させることができるため、結果として、コバルト６０β線のように低いエネルギの放射線測定時においても高効率で放射線を測定できるという効果を有するからシンチレーション検出器に適用してきわめて有用である。

本発明シンチレーション検出器を模式的に例示した側断面図 従来型のシンチレーション検出器で発生した蛍光がフォトマル入射面に到達できない様子を模式的に表した側断面図 従来型のシンチレーション検出器で発生した蛍光がフォトマル入射面に到達できない様子を模式的に表した側断面図 物質が光を乱反射させる様子を模式的に表した断面図

符号の説明

１ 本発明に係るシンチレーション検出器
１０ 従来型シンチレーション検出器
２ シンチレータ
３ 筒状部材
４ 光電子増倍管
R 入射線
F 蛍光
I 内壁面
S スペース

Claims (2)

1. 少なくとも、入射した放射線により蛍光を発生するシンチレータと、
   該シンチレータを前端面側に配設した筒状部材と、
   該筒状部材の後端面側に連設した光電子増倍管とからなるシンチレーション検出器において、
   前記筒状部材の内壁面を前記蛍光が乱反射する物質により粗面状に形成したことを特徴とするシンチレーション検出器。
2. 前記物質は、前記蛍光が乱反射する面粗度を備えるアクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、或いは、写真印刷用紙等のうちの一又は複数を素材とする請求項１のシンチレーション検出器。

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