JP2008256631A - One-centimeter dose equivalent meter-usage scintillation detector - Google Patents

One-centimeter dose equivalent meter-usage scintillation detector Download PDF

Info

Publication number
JP2008256631A
JP2008256631A JP2007101303A JP2007101303A JP2008256631A JP 2008256631 A JP2008256631 A JP 2008256631A JP 2007101303 A JP2007101303 A JP 2007101303A JP 2007101303 A JP2007101303 A JP 2007101303A JP 2008256631 A JP2008256631 A JP 2008256631A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
energy
dose equivalent
window
kev
incident
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007101303A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5146638B2 (en
Inventor
Shoji Nakamura
尚司 中村
Kiyohito Yamamura
精仁 山村
Ryuji Hanabusa
龍治 花房
Kaoru Masui
馨 増井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Systems Co Ltd filed Critical Fuji Electric Systems Co Ltd
Priority to JP2007101303A priority Critical patent/JP5146638B2/en
Publication of JP2008256631A publication Critical patent/JP2008256631A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5146638B2 publication Critical patent/JP5146638B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a one-centimeter dose equivalent meter-usage scintillation detector which adopts a low-cost configuration, while enhancing its mechanical strength and is improved in detection sensitivity, by making the energy dependence of its response low to low-energy photons in a range of 8 keV to 150 keV. <P>SOLUTION: In the one-centimeter dose equivalent meter-usage scintillation detector, the thickness of an incidence window 12 made of a plastic resin is in the range of 1 mm to 4 mm, and the transmittance properties of the incidence window 12 for energies equal to and less than 20 keV is approximated to a one-centimeter dose equivalent conversion factor curve of the energies equal to and smaller than 20 keV, thereby making the energy response flat at the incidence of the low-energy photons, in a range of 8 keV to 150 keV. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、放射線の1cm線量当量、特に10keV〜150keVという低エネルギー光子(例えば、γ線、X線)を検出する1cm線量当量計に用いられる1cm線量当量計用シンチレーション検出器に関する。   The present invention relates to a scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter used in a 1 cm dose equivalent meter for detecting a 1 cm dose equivalent of radiation, particularly a low energy photon (for example, γ-ray, X-ray) of 10 keV to 150 keV.

低エネルギーのX線やγ線(以下、低エネルギー光子という)を用いる放射線利用装置が各種利用されている。このような放射線利用装置が設置される管理区域では、1cm線量当量計を用いて放射線の量を表す1cm線量当量を測定する。このような測定は、定期的(例えば一日毎に所定時刻から所定期間測定するというもの)あるいは不定期的に行われる。   Various types of radiation utilizing devices using low energy X-rays or γ rays (hereinafter referred to as low energy photons) are used. In a management area where such a radiation utilization apparatus is installed, a 1 cm dose equivalent representing the amount of radiation is measured using a 1 cm dose equivalent meter. Such measurement is performed periodically (for example, measurement is performed every day for a predetermined period from a predetermined time) or irregularly.

放射線利用装置の一例として、例えば医療用のX線撮影装置がある。このX線撮影装置では、X線の発生時間は撮影時間に依存する。さらにまた、撮影時間間隔は撮影対象に応じて異なるものであり、撮影毎に数ミリ秒〜数百ミリ秒発生させる。これら理由のため放射線(X線)の発生は不定期・間欠的であり、その線量を正確に測定するため1cm線量当量計の積算モードで測定する必要がある。このような1cm線量当量計では、一般的にその際の測定値の表示は、積算値あるいは線量率のいずれか一方のみであった。   An example of a radiation utilization apparatus is a medical X-ray imaging apparatus. In this X-ray imaging apparatus, the X-ray generation time depends on the imaging time. Furthermore, the shooting time interval varies depending on the shooting target, and is generated from several milliseconds to several hundred milliseconds for each shooting. For these reasons, the generation of radiation (X-rays) is irregular and intermittent, and it is necessary to measure in the integration mode of a 1 cm dose equivalent meter in order to accurately measure the dose. In such a 1 cm dose equivalent meter, in general, only one of the integrated value and the dose rate is displayed as the measured value.

一般に50keV以下の低エネルギー光子を測定対象とするときの1cm線量当量計としては、特に50keV以下の検出感度のエネルギー依存性が小さい点で有利な電離箱式の1cm線量当量計を使用したり、または、エネルギー依存性は小さくないが低域で検出感度が高い点で有利なNaI(Tl)シンチレーション検出器を用いた1cm線量当量計を使用する。ここにエネルギー依存性が小さいとは、入射する光子のエネルギーに対する検出器のレスポンスがエネルギーによらずに一定に近いことを指す。   In general, as a 1 cm dose equivalent meter when measuring a low energy photon of 50 keV or less, an ionization chamber type 1 cm dose equivalent meter which is advantageous in that the energy dependency of detection sensitivity of 50 keV or less is particularly small, Alternatively, a 1 cm dose equivalent meter using a NaI (Tl) scintillation detector, which is advantageous in that the energy dependency is not small but the detection sensitivity is low in the low range, is used. Here, the energy dependence is small means that the response of the detector to the energy of the incident photon is almost constant regardless of the energy.

また、放射線測定装置に係る他の従来技術として、例えば、特許文献1(特開2004−108796号公報;発明の名称「放射線測定装置」)がある。この放射線測定装置では、DBM方式により、NaI(Tl)シンチレーション検出された信号に対して、波高弁別器の弁別閾値を所定パターンに従って時間的に変化させることにより、検出パルス信号が後段の計数器に入力される確率をその波高に応じて調整することで、1cm線量当量換算係数曲線図で表されるようなエネルギー別の係数を乗じて、補正する装置が開示されている。
従来技術の低エネルギー光子を測定対象とする1cm線量当量計等の放射線測定装置はこのようなものである。
As another conventional technique related to a radiation measuring apparatus, for example, there is Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-108796; name of invention “radiation measuring apparatus”). In this radiation measuring apparatus, the detection pulse signal is sent to the counter at the subsequent stage by changing the discrimination threshold of the wave height discriminator with respect to the signal detected by NaI (Tl) scintillation by the DBM method according to a predetermined pattern. An apparatus is disclosed that adjusts the probability of input according to the wave height, and multiplies a coefficient for each energy as represented by a 1 cm dose equivalent conversion coefficient curve diagram for correction.
Such a conventional radiation measuring apparatus such as a 1 cm dose equivalent meter that uses low-energy photons as a measurement target is described above.

特開2004−108796号公報(段落番号0020,図1)JP 2004-108796 A (paragraph number 0020, FIG. 1)

従来技術の1cm線量当量計では、25keV以下の低エネルギー光子の検出については配慮されていないものであり、8keV〜150keVという低エネルギー光子を検出する場合に、特に25keV以下の低エネルギー光子の検出精度が高くないという問題点があった。   The conventional 1 cm dose equivalent meter does not consider the detection of low energy photons of 25 keV or less, and when detecting low energy photons of 8 keV to 150 keV, particularly the detection accuracy of low energy photons of 25 keV or less. There was a problem that was not high.

まず、電離箱式の1cm線量当量計では、エネルギー依存性を小さくするために、電離箱に使用される材質や電離する気体は制約を受け、材質はプラスチック、気体は窒素(空気)が大気圧で用いられることが多い。また、電離箱式の1cm線量当量計は携帯する測定器であり、電離箱検出器の大きさが制約をうける。これらのような事情のため、感度を高くすることが困難であった。加えて、エネルギー依存性は小さくおおむね良好であるものの、この場合における低エネルギー光子に対するレスポンスは、図8の電離箱式の1cm線量当量計の光子エネルギー−レスポンス特性の説明図からも明らかなように、特に25keV以下のエネルギー依存性については考慮されておらず、8keV〜25keVの低エネルギー光子に対するエネルギー依存性が良好でない(エネルギー依存性大きい)という問題があった。   First, in the ionization chamber type 1cm dose equivalent meter, in order to reduce energy dependency, the material used for the ionization chamber and the gas to be ionized are restricted, and the material is plastic, and the gas is nitrogen (air) at atmospheric pressure. Often used in. Also, the ion chamber 1 cm dose equivalent meter is a portable measuring device, and the size of the ion chamber detector is limited. For these reasons, it has been difficult to increase sensitivity. In addition, although the energy dependence is small and generally good, the response to low energy photons in this case is clear from the explanatory diagram of the photon energy-response characteristics of the ionization chamber type 1 cm dose equivalent meter of FIG. In particular, energy dependency of 25 keV or less is not taken into consideration, and there is a problem that energy dependency on low energy photons of 8 keV to 25 keV is not good (high energy dependency).

また、他の従来技術のNaI(Tl)シンチレーション検出器を用いた1cm線量当量計は、低域において検出感度が高いがエネルギー依存性が大きいものである。1cm線量当量計は、図9の光子エネルギー−1cm線量当量換算係数曲線図で表されるように、低エネルギー領域では値を小さくする換算係数を乗じる必要(例えば、10keVでは0.1倍する必要)があり、むしろ検出感度が高すぎることを示しているというものであった。この図9からも明らかなように、20keV(0.020MeV)以下では、換算係数が小さくなっており、換言すれば低エネルギー領域では検出感度を低くしたいという要請があった。この検出感度の点については、特許文献1でも同様の問題があった。
このように、8keV〜150keVという低エネルギー光子を検出する1cm線量当量計等の従来技術の放射線測定装置は、低域の検出感度が良好でないため、低域で検出精度に問題が生じるおそれがあった。
In addition, a 1 cm dose equivalent meter using another conventional NaI (Tl) scintillation detector has high detection sensitivity in a low frequency range, but is highly energy dependent. As shown in the photon energy-1 cm dose equivalent conversion coefficient curve diagram of FIG. 9, the 1 cm dose equivalent meter needs to be multiplied by a conversion coefficient that reduces the value in the low energy region (for example, it needs to be multiplied by 0.1 at 10 keV). ), Which indicates that the detection sensitivity is too high. As is clear from FIG. 9, the conversion coefficient is small below 20 keV (0.020 MeV). In other words, there is a demand for reducing the detection sensitivity in the low energy region. Regarding the detection sensitivity, Patent Document 1 has the same problem.
As described above, the radiation measuring apparatus of the prior art such as a 1 cm dose equivalent meter that detects low energy photons of 8 keV to 150 keV is not good in detection sensitivity in the low range, and there is a possibility that a problem may occur in detection accuracy in the low range. It was.

そこで、本発明者等は低エネルギー光子の検出に適した1cm線量当量計用シンチレーション検出器を発明し、特許出願をするに至っている。このような1cm線量当量計用シンチレーション検出器について図を参照しつつ説明する。図10は、従来技術の1cm線量当量計用シンチレーション検出器の断面構成図、図11は、従来技術の入射窓(アルミニウム板)の厚さ・材質別の光子エネルギー−透過率特性図、図12は、計算による光子エネルギー−レスポンス特性である。   Therefore, the present inventors have invented a scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter suitable for detecting low energy photons, and have filed a patent application. Such a scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a cross-sectional configuration diagram of a conventional scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter, FIG. 11 is a photon energy-transmittance characteristic diagram according to thickness and material of a conventional incident window (aluminum plate), FIG. Is a calculated photon energy-response characteristic.

1cm線量当量計用シンチレーション検出器100は、ケース101、入射窓102、隙間103、反射層104、シンチレータ105、光学窓106、光電子増倍管107、ブリーダ回路108を備える。従来技術では、シンチレータ105の前段でアルミニウム板による入射窓102を配置している。入射窓102の透過率は図11で示すように300keVから低くなるに連れて小さくなっており、低エネルギー領域における検出感度の低下を図るものであった。また、入射窓102をとシンチレータ105とを組合せることで全域でエネルギー依存性を小さくするものであった。   A scintillation detector 100 for a 1 cm dose equivalent meter includes a case 101, an incident window 102, a gap 103, a reflective layer 104, a scintillator 105, an optical window 106, a photomultiplier 107, and a bleeder circuit 108. In the prior art, an entrance window 102 made of an aluminum plate is disposed in front of the scintillator 105. As shown in FIG. 11, the transmittance of the incident window 102 decreases as it decreases from 300 keV, and the detection sensitivity in the low energy region is reduced. Further, by combining the incident window 102 and the scintillator 105, the energy dependency is reduced over the entire area.

図12の計算による光子エネルギー−レスポンス特性では、入射窓102の材質をアルミニウムとし、その厚さ4種類についての光子エネルギーに対するシンチレータ105のレスポンス(コンピュータシミュレーション等の計算結果)を示している。15keV以下でエネルギー依存性が改善され、特に入射窓102の厚さを0.2mm〜0.3mmとした場合、8〜100keVの範囲のエネルギー領域でのエネルギー依存性は小さくなって良好な特性が得られる。   In the photon energy-response characteristics by calculation of FIG. 12, the material of the entrance window 102 is aluminum, and the response of the scintillator 105 to the photon energy for four types of thickness (calculation results of computer simulation or the like) is shown. The energy dependence is improved at 15 keV or less, and particularly when the thickness of the incident window 102 is 0.2 mm to 0.3 mm, the energy dependence in the energy region in the range of 8 to 100 keV is reduced and good characteristics are obtained. can get.

しかしながら、アルミニウムによる入射窓102は、0.1〜0.4mmというように比較的薄く形成する必要があり、破損しやすいため、取り扱いに注意を要するという問題があった。例えば、図10で示す入射窓102に不用意な力が加わった場合には、入射窓102が破れたり、また、ケース101から外れたりして、以後の計測ができなくなるという問題もあった。
さらにまた、同等な特性を有するものとして材質がベリリウムによる入射窓を採用すれば、厚みを増すことができるため強度的な問題が解決するが、コストが上昇するため採用が難しいという問題もあった。
However, the incident window 102 made of aluminum needs to be formed to be relatively thin, such as 0.1 to 0.4 mm. For example, when an inadvertent force is applied to the incident window 102 shown in FIG. 10, there is a problem that the incident window 102 is broken or detached from the case 101, so that subsequent measurement cannot be performed.
Furthermore, if an incident window made of beryllium is used as a material having equivalent characteristics, the thickness can be increased and the strength problem can be solved. However, there is also a problem that the adoption is difficult because the cost increases. .

そこで、本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、安価かつ機械的な強度が高くなるような構成を採用しつつ、さらに8keV〜150keVという領域の低エネルギー光子に対してエネルギー依存度が小さいレスポンスとなるようにして、検出感度を良好にした1cm線量当量計用シンチレーション検出器を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to adopt a low-energy photon in the region of 8 keV to 150 keV while adopting a configuration that is inexpensive and has high mechanical strength. It is an object to provide a scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter in which the sensitivity is small and the detection sensitivity is improved so as to have a small energy dependence.

このような本発明の請求項1に係る1cm線量当量計用シンチレーション検出器は、
プラスチック樹脂を材料とし、入射する光子の一部を吸収するとともに残りは通過させ、所定エネルギー以下の光子に対してエネルギーが小さくなるにつれて透過率が小さくなる特性を有する入射窓と、
入射窓を通過した光子に応じてシンチレーション光を放出するシンチレータと、
シンチレータから放出されるシンチレーション光の強度に比例したパルス信号を出力する光電子増倍管と、
入射窓、シンチレータおよび光電子増倍管を収容するケースと、
を備える1cm線量当量計用シンチレーション検出器であって、
入射窓の厚さを1mmから4mmまでの厚さとして、20keV以下におけるエネルギーに対する入射窓の透過率の特性を20keV以下の1cm線量当量換算係数曲線に近似させることで、8keVから150keVまでの低エネルギー光子が入射したときのエネルギーレスポンスの平坦化を図ることを特徴とする。
Such a scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter according to claim 1 of the present invention,
An incident window having a characteristic that a plastic resin is used as a material, and a part of incident photons are absorbed and the rest are allowed to pass, and the transmittance decreases with decreasing energy with respect to a photon having a predetermined energy or less,
A scintillator that emits scintillation light in response to photons that have passed through the entrance window;
A photomultiplier tube that outputs a pulse signal proportional to the intensity of the scintillation light emitted from the scintillator;
A case for accommodating an entrance window, a scintillator and a photomultiplier;
A scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter comprising:
By making the thickness of the entrance window from 1 mm to 4 mm and approximating the transmittance characteristics of the entrance window with respect to energy at 20 keV or less to a 1 cm dose equivalent conversion coefficient curve of 20 keV or less, low energy from 8 keV to 150 keV It is characterized by flattening the energy response when a photon is incident.

また、本発明の請求項2に係る1cm線量当量計用シンチレーション検出器は、
請求項1に記載の1cm線量当量計用シンチレーション検出器において、
前記入射窓は、前記ケースの一部に含められる一体の構造体とし、ケース自体が入射窓の機能を兼ね備えることを特徴とする。
A scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter according to claim 2 of the present invention,
The scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter according to claim 1,
The incident window is an integral structure included in a part of the case, and the case itself has a function of the incident window.

また、本発明の請求項3に係る1cm線量当量計用シンチレーション検出器は、
プラスチック樹脂を材料とし、入射する光子の一部を吸収するとともに残りは通過させ、所定エネルギー以下の光子に対してエネルギーが小さくなるにつれて透過率が小さくなる特性を有する外側の入射窓と、
アルミニウムを材料とし、入射する光子の一部を吸収するとともに残りは通過させ、所定エネルギー以下の光子に対してエネルギーが小さくなるにつれて透過率が小さくなる特性を有する内側の入射窓と、
外側の入射窓および内側の入射窓を通過した光子に応じてシンチレーション光を放出するシンチレータと、
シンチレータから放出されるシンチレーション光の強度に比例したパルス信号を出力する光電子増倍管と、
外側の入射窓、内側の入射窓、シンチレータおよび光電子増倍管を収容するケースと、
を備える1cm線量当量計用シンチレーション検出器であって、
内側の入射窓の厚さが0.1mm〜0.4mmの厚さの範囲における特性の範囲内となるように、外側の入射窓の厚さと内側の入射窓の厚さとを調整して、20keV以下におけるエネルギーに対する外側と内側との入射窓の透過率の特性を20keV以下の1cm線量当量換算係数曲線に近似させることで、8keVから150keVまでの低エネルギー光子が入射したときのエネルギーレスポンスの平坦化を図ることを特徴とする。
A scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter according to claim 3 of the present invention,
An outer incident window having a characteristic that a plastic resin is used as a material, and a part of the incident photons are absorbed and the rest are allowed to pass, and the transmittance decreases with decreasing energy with respect to a photon having a predetermined energy or less,
An inner incident window having a characteristic that the transmittance is reduced as the energy is reduced for a photon having a predetermined energy or less, while absorbing a part of the incident photon and allowing the rest to pass through the material made of aluminum.
A scintillator that emits scintillation light in response to photons that have passed through the outer and inner incident windows;
A photomultiplier tube that outputs a pulse signal proportional to the intensity of the scintillation light emitted from the scintillator;
A case containing an outer incident window, an inner incident window, a scintillator and a photomultiplier;
A scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter comprising:
The thickness of the outer incident window and the thickness of the inner incident window are adjusted so that the thickness of the inner incident window is within the range of characteristics in the thickness range of 0.1 mm to 0.4 mm. By approximating the transmittance characteristics of the outside and inside entrance windows with respect to the energy to a 1 cm dose equivalent conversion coefficient curve of 20 keV or less, the energy response is flattened when low energy photons from 8 keV to 150 keV are incident. It is characterized by planning.

また、本発明の請求項4に係る1cm線量当量計用シンチレーション検出器は、
請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の1cm線量当量計用シンチレーション検出器において、
前記入射窓および前記ケースと、前記シンチレータと、の間に隙間を介在させることを特徴とする。
A scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter according to claim 4 of the present invention,
In the scintillation detector for 1 cm dose equivalent meters according to any one of claims 1 to 3,
A gap is interposed between the incident window, the case, and the scintillator.

以上のような本発明によれば、安価かつ機械的な強度が高くなるような構成を採用しつつ、さらに8keV〜150keVという領域の低エネルギー光子に対してエネルギー依存度が小さいレスポンスとなるようにして、検出感度を良好にした1cm線量当量計用シンチレーション検出器を提供することができる。   According to the present invention as described above, while adopting a configuration that is inexpensive and has high mechanical strength, a response with low energy dependence is provided for low energy photons in the region of 8 keV to 150 keV. Thus, a scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter with improved detection sensitivity can be provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態の1cm線量当量計用シンチレーション検出器について図を参照しつつ説明する。図1は本形態のシンチレーション検出器の断面構造図である。   Hereinafter, a scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter of the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional structure diagram of the scintillation detector of this embodiment.

1cm線量当量計用シンチレーション検出器1は、図1に示すように、ケース11、入射窓12、シンチレータ13、反射層14、光学窓15、光電子増倍管16、ブリーダ回路17、隙間18を備える。図10で示した従来技術では、シンチレータ105の前段でアルミニウムによる入射窓102を配置していたが、本発明ではアルミニウムによる入射窓ではなくプラスチック樹脂による入射窓12を配置した点が相違する。   The 1 cm dose equivalent meter scintillation detector 1 includes a case 11, an incident window 12, a scintillator 13, a reflective layer 14, an optical window 15, a photomultiplier tube 16, a bleeder circuit 17, and a gap 18, as shown in FIG. . In the prior art shown in FIG. 10, the incident window 102 made of aluminum is arranged in front of the scintillator 105. However, in the present invention, the incident window 12 made of plastic resin is arranged instead of the incident window made of aluminum.

以下、各構成について説明する。
ケース11は、前方に検出孔を、後方に信号線・電源線を引き出す孔(図示せず)を有する金属製の筒体であり、光や磁気を遮蔽する機能を有する。
入射窓12は、不透明のプラスチック樹脂による円板である。具体的には、プラスチック樹脂としてポリアセタールコポリマー樹脂(ジュラコン)を採用している。厚さとしては1〜4mmである。なお、動作・機能については後述する。
Each configuration will be described below.
The case 11 is a metal cylinder having a detection hole in the front and a hole (not shown) for drawing out the signal line and the power line in the rear, and has a function of shielding light and magnetism.
The entrance window 12 is a disc made of an opaque plastic resin. Specifically, polyacetal copolymer resin (Duracon) is adopted as the plastic resin. The thickness is 1 to 4 mm. The operation / function will be described later.

シンチレータ13は、詳しくは、微量のタリウム(Tl)を含むヨウ化ナトリウム(NaI)の結晶からなるNaI(Tl)シンチレータである。シンチレータは円柱状に形成されている。このシンチレータ13の動作・機能については後述する。
反射層14は、シンチレータ13の検出方向側に設けられる層であり、光子は通過させるが、シンチレーション光はシンチレータ13内から外へシンチレーション光が漏れないようにしている。
Specifically, the scintillator 13 is a NaI (Tl) scintillator made of a crystal of sodium iodide (NaI) containing a small amount of thallium (Tl). The scintillator is formed in a cylindrical shape. The operation / function of the scintillator 13 will be described later.
The reflective layer 14 is a layer provided on the detection direction side of the scintillator 13 and allows photons to pass therethrough, but prevents the scintillation light from leaking from the inside of the scintillator 13 to the outside.

光学窓15は、シンチレータ13と光電子増倍管16との間に介在して配置される。シンチレータ13で発生するシンチレーション光を光電子増倍管16へ入射させるための透明な窓でシンチレータ13が外気に露されると潮解するのを防止できるようにケース11に接合している。光学窓15は光電子増倍管16の光入射窓および反対面のシンチレータ13とは平滑な面で透明なシリコングリースなどの接合材を介して確実に密着してシンチレーション光がシンチレータ13から光電子増倍管16へ確実に入射させるようにしている。   The optical window 15 is disposed between the scintillator 13 and the photomultiplier tube 16. The scintillator 13 is joined to the case 11 so that the scintillator 13 can be prevented from deliquescence when exposed to the outside air through a transparent window for allowing the scintillation light generated by the scintillator 13 to enter the photomultiplier tube 16. The optical window 15 is a smooth surface with the light incident window of the photomultiplier tube 16 and the scintillator 13 on the opposite surface, and is securely adhered via a bonding material such as transparent silicon grease, so that the scintillation light is photomultiplied from the scintillator 13. The incident light is surely incident on the tube 16.

光電子増倍管16は、シンチレータ13から放出されるシンチレーション光を光電面に入射させて、光電面でシンチレーション光を光電子に変換して、この光電子を電流に交換増倍し、強度に比例した電流によるパルス信号を出力する変換器である。詳しくは、光電面から出力される光電子をダイノードで加速して二次電子放出増倍により10万倍から100万倍程度に増倍し、最終的に光電子の強さに比例した電流によるパルス信号を出力する。   The photomultiplier tube 16 makes the scintillation light emitted from the scintillator 13 incident on the photocathode, converts the scintillation light into photoelectrons on the photocathode, and exchanges and multiplies the photoelectrons into current, and a current proportional to the intensity. It is the converter which outputs the pulse signal by. Specifically, the photoelectrons output from the photocathode are accelerated by dynodes and multiplied by secondary electron emission multiplication to about 100,000 to 1 million times, and finally a pulse signal by current proportional to the photoelectron intensity. Is output.

ブリーダ回路17は、光電子増倍管16の各電極に対して適切な電圧を印加する。
隙間18は、ケース11および入射窓12と、シンチレータ13(詳しくはシンチレータ13表面の反射層14)と、の間に介在する空間である。この空間の存在により、入射窓12やケース11に衝撃があったとしても、衝撃がシンチレータ13に到達しないこととなり、シンチレータ13を保護する。なお、シンチレータ13の表面に入射窓12を接する構成を採用しても検出は可能であるが、シンチレータ13保護の観点から隙間18を設けることが望ましい。
The bleeder circuit 17 applies an appropriate voltage to each electrode of the photomultiplier tube 16.
The gap 18 is a space interposed between the case 11 and the incident window 12 and the scintillator 13 (specifically, the reflective layer 14 on the surface of the scintillator 13). Due to the presence of this space, even if there is an impact on the incident window 12 or the case 11, the impact does not reach the scintillator 13, and the scintillator 13 is protected. Although detection is possible even if the configuration in which the incident window 12 is in contact with the surface of the scintillator 13 is adopted, it is desirable to provide a gap 18 from the viewpoint of protecting the scintillator 13.

続いて、1cm線量当量計用シンチレーション検出器1の動作・機能について図を参照しつつ以下に説明する。図2はシンチレータの光子エネルギー−検出効率の特性図である。図3はプラスチック樹脂による入射窓の厚さ・材質別の光子エネルギー−透過率特性図である。   Next, the operation / function of the 1 cm dose equivalent meter scintillation detector 1 will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a characteristic diagram of photon energy-detection efficiency of the scintillator. FIG. 3 is a photon energy-transmittance characteristic chart according to the thickness and material of the entrance window made of plastic resin.

まず、1cm線量当量計用シンチレーション検出器1のシンチレータ13について説明する。
光子が物質内を通過するときに閃光により発光する現象を、シンチレーションといい、発光する物質をシンチレータという。光子がシンチレータ13へ入射するとシンチレータ13からシンチレーション光を放出する。
First, the scintillator 13 of the scintillation detector 1 for a 1 cm dose equivalent meter will be described.
A phenomenon in which a photon emits light by flashing when passing through a substance is called scintillation, and a substance that emits light is called a scintillator. When the photon enters the scintillator 13, the scintillator 13 emits scintillation light.

このシンチレータ13単体での検出効率について説明する。図2のシンチレータ(入射窓なし)13に入射する光子エネルギーに対する検出効率の例を示す。図2では、50keVまでの光子エネルギーに対しては検出効率は1.00と一定であるが、50keV以上の光子エネルギーに対しては、光子エネルギー値が大きくなるにつれて検出効率が低下する。このようにシンチレータ13では50keV以上でエネルギー依存性が大きい。   The detection efficiency of the scintillator 13 alone will be described. The example of the detection efficiency with respect to the photon energy which injects into the scintillator (no entrance window) 13 of FIG. 2 is shown. In FIG. 2, the detection efficiency is constant at 1.00 for photon energy up to 50 keV, but for photon energy of 50 keV or more, the detection efficiency decreases as the photon energy value increases. Thus, the scintillator 13 has a large energy dependency at 50 keV or more.

このような1cm線量当量計用シンチレーション検出器1において、仮に入射窓12がない1cm線量当量計用シンチレーション検出器1からの出力とするならば、この出力に対しては、1cm線量当量換算係数を用いて換算している。先の図9の国際放射線防護委員会(ICRP)1990年勧告に基いた光子エネルギー−1cm線量当量換算係数曲線図によれば、光子エネルギーの50keV以上の領域では1cm線量当量換算係数が大きくなっていき、エネルギー依存性を低くするようにしている。ところが、光子エネルギーの20keV以下の領域では1cm線量当量換算係数が小さくなっており、換言すれば、1cm線量当量計用シンチレーション検出器1からの出力は、低域で感度が高いというものであり、低域の感度を予め低くする必要がある。そこでシンチレータ13の前側に低域の光子を吸収する入射窓12を配置している。   In such a 1 cm dose equivalent meter scintillation detector 1, if the output from the 1 cm dose equivalent meter scintillation detector 1 without the entrance window 12 is used, a 1 cm dose equivalent conversion coefficient is used for this output. Used to convert. According to the photon energy-1cm dose equivalent conversion coefficient curve diagram based on the recommendation of the International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1990 in FIG. 9, the 1cm dose equivalent conversion coefficient increases in the region of 50 keV or more of photon energy. We are trying to reduce energy dependency. However, in the region of 20 keV or less of the photon energy, the 1 cm dose equivalent conversion coefficient is small. In other words, the output from the scintillation detector 1 for the 1 cm dose equivalent meter is high in the low range, The low-frequency sensitivity needs to be lowered in advance. Therefore, an entrance window 12 that absorbs low-frequency photons is disposed on the front side of the scintillator 13.

入射窓12は、光子を入射させ、通過する光子の一部を吸収する機能を有する。入射窓12の材質は、先に述べたようにプラスチック樹脂による円板である。具体的には、プラスチック樹脂としてポリアセタールコポリマー樹脂(ジュラコン)を採用している。厚さとしては1〜4mmである。ここにプラスチック樹脂による入射窓12の厚さを変えた場合の光子エネルギー−透過率特性図(EGS4によるシミュレーション計算結果)を図3に示す。   The incident window 12 has a function of making a photon incident and absorbing a part of the passing photon. The material of the entrance window 12 is a disc made of plastic resin as described above. Specifically, polyacetal copolymer resin (Duracon) is adopted as the plastic resin. The thickness is 1 to 4 mm. FIG. 3 shows a photon energy-transmittance characteristic diagram (simulation calculation result by EGS4) when the thickness of the entrance window 12 made of plastic resin is changed.

入射窓12の材質と厚さ(厚さは光子入射面から出射面までの厚さ)に依存して光子エネルギーに対して透過率が変化するというもので、図3は入射窓の材質をポリアセタールコポリマー樹脂(ジュラコン)とし、厚さを1mm、2mm、4mm、8mmのものを示している。これら特性からも明らかなように、光子エネルギーが低くなるにつれて光子エネルギーに対する透過率も低くなるという特性を有している。なおこの結果は、入射窓12と、従来技術のアルミニウムによる入射窓102とは、同様の傾向を示している。アルミニウム製の入射窓102の厚さに対するエネルギー依存性と比較すると、ポリアセタール樹脂の厚さをアルミニウムの10倍にするとほぼ同様のエネルギー依存性とすることができることが判る。アルミニウムによる入射窓102は、0.1〜0.4mmと同様の特性が好ましいため、プラスチック樹脂による入射窓12の厚さとしては1〜4mmが好ましい。   The transmittance changes with respect to photon energy depending on the material and thickness of the entrance window 12 (thickness is the thickness from the photon entrance surface to the exit surface). FIG. 3 shows the material of the entrance window as polyacetal. Copolymer resin (Duracon) is shown with thicknesses of 1 mm, 2 mm, 4 mm, and 8 mm. As is clear from these characteristics, the transmittance with respect to the photon energy decreases as the photon energy decreases. This result shows that the incident window 12 and the conventional aluminum incident window 102 have the same tendency. Compared to the energy dependence on the thickness of the aluminum entrance window 102, it can be seen that the energy dependence can be made substantially the same when the thickness of the polyacetal resin is 10 times that of aluminum. Since the incident window 102 made of aluminum preferably has the same characteristics as 0.1 to 0.4 mm, the thickness of the incident window 12 made of plastic resin is preferably 1 to 4 mm.

入射窓12を装着した1cm線量当量計用シンチレーション検出器1へ入射した光子の1cm線量当量は次式により算出される。   The 1 cm dose equivalent of a photon incident on the 1 cm dose equivalent meter scintillation detector 1 equipped with the entrance window 12 is calculated by the following equation.

Figure 2008256631
Figure 2008256631

入射した光子の光子エネルギー値により決定される1cm線量当量換算係数、検出器の検出効率、入射窓の透過率を求め、検出器の入射窓面積を用いて1cm線量当量を算出する。
光子エネルギーが50keV以下の低エネルギー領域ではシンチレータ13の検出効率は、図2で示したように、ほぼ100%で一定(=1.0)であって、この場合は数1でも明らかなように、1cm線量当量換算係数の低下具合と、入射窓12の吸収による透過率の低下具合と、を一致させると測定値(1cm線量当量)の光子エネルギーに対する依存性を小さくすることができる。
The 1 cm dose equivalent conversion coefficient determined by the photon energy value of the incident photon, the detection efficiency of the detector, and the transmittance of the entrance window are obtained, and the 1 cm dose equivalent is calculated using the entrance window area of the detector.
In the low energy region where the photon energy is 50 keV or less, as shown in FIG. 2, the detection efficiency of the scintillator 13 is almost 100% and constant (= 1.0). If the degree of reduction of the 1 cm dose equivalent conversion coefficient and the degree of reduction of the transmittance due to absorption by the incident window 12 are matched, the dependence of the measured value (1 cm dose equivalent) on the photon energy can be reduced.

つまり、光子源(図示せず)とシンチレータ13との間に適切な材質で適切な厚さの入射窓12を挿入すれば、50keV以下におけるエネルギーに対する入射窓12の透過率の特性を50keV以下の1cm線量当量換算係数曲線に近似させることができ、50keVまでの低エネルギー光子が入射したときのエネルギーレスポンスを平坦化し、低エネルギー領域における1cm線量当量のエネルギー依存性を小さくできる。   In other words, if the incident window 12 of an appropriate material is inserted between the photon source (not shown) and the scintillator 13, the transmittance characteristic of the incident window 12 with respect to energy at 50 keV or less is 50 keV or less. It can be approximated to a 1 cm dose equivalent conversion coefficient curve, flattening the energy response when low energy photons of up to 50 keV are incident, and reducing the energy dependence of the 1 cm dose equivalent in the low energy region.

続いて計算によるシンチレーション検出器10のエネルギーレスポンスを検討する。例えば、従来技術ではアルミニウムの入射窓は、図12で示したように、特に0.2mm〜0.3mmのときに特に15keV以下でエネルギー依存性が改善される。図12で示すアルミニウムの入射窓が0.2mm〜0.3mmのときの特性とほぼ同じ特性は、図3で示すが入射窓12の厚さが1mmと4mmとの間にある特性であり、入射窓12の厚さが2mm〜3mmのときに一致すると推察される。プラスチック樹脂による入射窓12は、1mm〜4mmのときに15keV以下でエネルギー依存性が改善され、8〜150keVの範囲のエネルギー領域でのエネルギー依存性が改善される。以上より、例えば8keV以上を測定する場合、入射窓の材質および厚さは1mm〜4mmが好適である。   Subsequently, the energy response of the scintillation detector 10 by calculation is examined. For example, in the prior art, as shown in FIG. 12, the energy dependency of the aluminum incident window is improved particularly at 15 keV or less, particularly when 0.2 mm to 0.3 mm. The characteristics substantially the same as the characteristics when the aluminum incident window shown in FIG. 12 is 0.2 mm to 0.3 mm are characteristics shown in FIG. 3, but the thickness of the incident window 12 is between 1 mm and 4 mm. It is assumed that the incident window 12 matches when the thickness is 2 mm to 3 mm. When the incident window 12 made of plastic resin is 1 mm to 4 mm, the energy dependency is improved at 15 keV or less, and the energy dependency in the energy range of 8 to 150 keV is improved. From the above, for example, when measuring 8 keV or more, the material and thickness of the entrance window are preferably 1 mm to 4 mm.

このように本発明によるシンチレーション検出器では、特に厚さ1mm〜4mmのプラスチック樹脂の入射窓12を採用すれば、8〜150keVの範囲のエネルギー領域でのエネルギー依存性の低下が見込め、従来技術と比較しても、特に低域の光子エネルギーに対してエネルギー依存性を少なくして検出精度を高めるというものであり、低エネルギー光子の検出に適用できる。   As described above, in the scintillation detector according to the present invention, if the incident window 12 made of a plastic resin having a thickness of 1 mm to 4 mm is adopted, the energy dependence in the energy region in the range of 8 to 150 keV can be expected to be reduced. Even in comparison, the detection accuracy is improved by reducing the energy dependency especially for low-range photon energy, and can be applied to detection of low-energy photons.

以上説明した本形態によれば、従来技術のアルミニウム製の入射窓に代えて、光子に対する吸収が少なく機械的強度が強い不透明のプラスチック樹脂の入射窓を採用した。これにより、入射窓は外部光を遮光し、光子の吸収が少ない分厚みを厚くすることができ、かつ機械的強度が増した分入射窓の破損が確実に防止され、取り扱いが容易な1cm線量当量計用シンチレーション検出器を提供することができる。   According to the present embodiment described above, instead of the conventional aluminum entrance window, an opaque plastic resin entrance window with low photon absorption and high mechanical strength is employed. As a result, the incident window shields external light, can be increased in thickness due to less absorption of photons, and the increased mechanical strength prevents damage to the incident window, making it easy to handle. An equivalent meter scintillation detector can be provided.

続いて他の形態について図を参照しつつ説明する。図4は他の形態のシンチレーション検出器の断面構造図である。1cm線量当量計用シンチレーション検出器1’は、図4に示すように、シンチレータ13、反射層14、光学窓15、光電子増倍管16、ブリーダ回路17、隙間18、ケース19、ネジ部19a、Oリング19b、接着部19c、ケース20、入射窓20aを備える。図1で示した形態では、ケース11は金属製であり、また、入射窓12はプラスチック樹脂製であったが、本形態ではケース19は金属製、入射窓20aを含むケース20はプラスチック樹脂にし、両者をネジ部19aのネジで接合した点が相違する。そこでシンチレータ13、反射層14、光学窓15、光電子増倍管16、ブリーダ回路17は同じ構成であるものとして重複する説明を省略し、相違点のみ重点をおいて説明する。   Next, another embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a cross-sectional structure diagram of another form of scintillation detector. As shown in FIG. 4, the scintillation detector 1 ′ for a 1 cm dose equivalent meter includes a scintillator 13, a reflective layer 14, an optical window 15, a photomultiplier tube 16, a bleeder circuit 17, a gap 18, a case 19, a screw portion 19a, An O-ring 19b, an adhesive portion 19c, a case 20, and an incident window 20a are provided. In the embodiment shown in FIG. 1, the case 11 is made of metal and the incident window 12 is made of plastic resin. However, in this embodiment, the case 19 is made of metal and the case 20 including the incident window 20a is made of plastic resin. The difference is that the two are joined by the screw of the screw portion 19a. Therefore, the scintillator 13, the reflection layer 14, the optical window 15, the photomultiplier tube 16, and the bleeder circuit 17 are omitted in the description because they have the same configuration, and only differences are described with emphasis.

ケース19は、後方に信号線・電源線を引き出す孔(図示せず)を有する不透明の金属製の筒体である。
ケース20は、プラスチック樹脂による筒と天井の入射窓20aを一体にした形であり上記のポリアセタールコポリマー樹脂(ジュラコン)である。入射窓20aは、厚さが1〜4mmとなるように形成されている。
ケース19とケース20はネジ部19aで締結固定されると、Oリング19bによりケース19とケース20の内部は外界から封止される。なお、ケース20には光学窓15が接着部19cにより接着封止されている。
ここで入射窓20aの1〜4mmという厚さは、光子に対する吸収がアルミニウムで0.1〜0.4mmの入射窓相当となる厚みとしている。
The case 19 is an opaque metal cylinder having a hole (not shown) for pulling out a signal line and a power line on the rear side.
The case 20 has a shape in which a plastic resin tube and a ceiling incident window 20a are integrated, and is the above-described polyacetal copolymer resin (Duracon). The incident window 20a is formed to have a thickness of 1 to 4 mm.
When the case 19 and the case 20 are fastened and fixed by the screw portion 19a, the inside of the case 19 and the case 20 is sealed from the outside by the O-ring 19b. Note that the optical window 15 is bonded and sealed to the case 20 by an adhesive portion 19c.
Here, the thickness of 1 to 4 mm of the incident window 20a is set to a thickness corresponding to the incident window of 0.1 to 0.4 mm of aluminum with respect to photons.

このようにシンチレータ13のケース20自体を、プラスチック樹脂とすることで、光子の入射方向が側面側となっても入射窓20aによる光子の吸収が正面と同じになる。この点について図を参照しつつ説明する。図5は、従来技術によるケースとプラスチック樹脂(ポリアセタールコポリマー樹脂)製のケースとの1cm線量当量計用シンチレーション検出器の光子エネルギー10keVに対する方向依存性を説明する特性図である。図10の従来技術のアルミニウム製ケース101による1cm線量当量計用シンチレーション検出器100では基準方向からずれるに従い感度が低下するのに対し、図4の本形態のプラスチック樹脂ケースによる1cm線量当量計用シンチレーション検出器1’の場合は、0〜90度まで±30%程度の差異で測定できることが判る。従って、光子の到来方向を厳密に意識しなくても高精度の測定ができることとなる。   As described above, the case 20 itself of the scintillator 13 is made of plastic resin, so that the photon absorption by the incident window 20a is the same as that of the front surface even when the incident direction of the photon is the side surface. This point will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a characteristic diagram for explaining the direction dependency of a scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter on a photon energy of 10 keV between a case according to the prior art and a case made of plastic resin (polyacetal copolymer resin). In the scintillation detector 100 for a 1 cm dose equivalent meter by the aluminum case 101 of the prior art of FIG. 10, the sensitivity decreases as it deviates from the reference direction, whereas the scintillation for 1 cm dose equivalent meter by the plastic resin case of this embodiment of FIG. In the case of the detector 1 ′, it can be seen that the measurement can be made with a difference of about ± 30% from 0 to 90 degrees. Therefore, it is possible to perform highly accurate measurement without being strictly aware of the direction of arrival of photons.

従来技術や先の形態で説明したように低エネルギー放射線の測定の入射方向は窓側からに限定されていたが、本形態によれば、シンチレータ13のケース20(入射窓20aを含む)自体を、不透明のプラスチック樹脂として全体に入射窓としての機能を持たせたため、従来技術や図1で説明した形態のケースの機能であるシンチレータへの外部光の遮光という動作環境を確保しつつ、感度のエネルギー依存性の方向依存性を小さくするように改善して高精度の1cm線量当量を測定し、さらに構造の簡単化、機械的強度の強化、取り扱いの容易化をともに実現した1cm線量当量計用シンチレーション検出器を提供することができる。   As described in the prior art and the previous embodiment, the incident direction of the measurement of the low energy radiation was limited to the window side, but according to the present embodiment, the case 20 (including the incident window 20a) of the scintillator 13 itself is The opaque plastic resin as a whole has a function as an entrance window, so that the energy of sensitivity is secured while ensuring an operating environment for shielding external light to the scintillator, which is a function of the conventional technique and the case described in FIG. 1cm dose equivalent meter scintillation with improved accuracy to measure the 1cm dose equivalent with high accuracy and further simplification of structure, strengthening of mechanical strength and easy handling A detector can be provided.

続いて他の形態について図を参照しつつ説明する。図6は他の形態のシンチレーション検出器の断面構造図である。1cm線量当量計用シンチレーション検出器1”は、図6に示すように、ケース11、シンチレータ13、反射層14、光学窓15、光電子増倍管16、ブリーダ回路17、隙間18、内側入射窓(アルミニウム板)21、外側入射窓(プラスチック樹脂板)22を備える。図10で示した従来技術では、シンチレータ105の前段でアルミニウム板による入射窓102を配置していたが、本発明ではアルミニウム板による内側入射窓20に加えてさらにプラスチック樹脂板による外側入射窓22を配置した点が相違する。そこでシンチレータ13、反射層14、光学窓15、光電子増倍管16、ブリーダ回路17は同じ構成であるものとして重複する説明を省略し、相違点のみ重点をおいて説明する。   Next, another embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram of another form of scintillation detector. As shown in FIG. 6, the scintillation detector 1 ″ for a 1 cm dose equivalent meter includes a case 11, a scintillator 13, a reflective layer 14, an optical window 15, a photomultiplier tube 16, a bleeder circuit 17, a gap 18, an inner incident window ( An aluminum plate 21 and an outer incident window (plastic resin plate) 22. In the prior art shown in Fig. 10, the incident window 102 made of an aluminum plate is disposed in front of the scintillator 105, but in the present invention, an aluminum plate is used. The difference is that an outer incident window 22 made of a plastic resin plate is disposed in addition to the inner incident window 20. Therefore, the scintillator 13, the reflection layer 14, the optical window 15, the photomultiplier tube 16, and the bleeder circuit 17 have the same configuration. The description will be omitted, and only the differences will be emphasized.

ケース11は、前方に検出孔を、後方に信号線・電源線を引き出す孔(図示せず)を有する金属製の筒体であり、光や磁気を遮蔽する機能を有する。
内側入射窓21は、アルミニウムによる円板である。厚さとしては0.1〜0.4mmである。
外側入射窓22は、不透明のプラスチック樹脂による円板である。具体的には、プラスチック樹脂としてポリアセタールコポリマー樹脂(ジュラコン)を採用している。厚さとしては1〜4mmである。
内側入射窓21と外側入射窓22との厚さは、光子に対する吸収がアルミニウムで0.1〜0.4mm相当となるように選択された厚みを採用する。
The case 11 is a metal cylinder having a detection hole in the front and a hole (not shown) for drawing out the signal line and the power line in the rear, and has a function of shielding light and magnetism.
The inner entrance window 21 is a disk made of aluminum. The thickness is 0.1 to 0.4 mm.
The outer entrance window 22 is a disc made of an opaque plastic resin. Specifically, polyacetal copolymer resin (Duracon) is adopted as the plastic resin. The thickness is 1 to 4 mm.
The thicknesses of the inner incident window 21 and the outer incident window 22 are selected so that absorption with respect to photons is equivalent to 0.1 to 0.4 mm for aluminum.

図7は内側入射窓・外側入射窓の組合せ別の光子エネルギー−透過率特性図である。二重構造となる内外の入射窓のうち外側入射窓22は材質がポリアセタールコポリマー樹脂、厚さが1mmであり、また、内側入射窓21は材質がアルミニウム、厚さが0.1mmであるエネルギー依存性(EGS4によるシミュレーション計算結果)を示す。ここに比較のため、図10で示した従来技術によるアルミニウム製の入射窓102の1cm線量当量計用シンチレーション検出器100のエネルギー依存性として厚さ0.1mmと厚さ0.2mmの場合を示す。   FIG. 7 is a photon energy-transmittance characteristic diagram for each combination of the inner entrance window and the outer entrance window. Outer and outer entrance windows of the double-sided entrance window 22 are made of polyacetal copolymer resin and have a thickness of 1 mm, and the inside entrance window 21 is made of aluminum and has a thickness of 0.1 mm. (Simulation calculation result by EGS4) is shown. For comparison, the energy dependence of the scintillation detector 100 for a 1 cm dose equivalent meter of the aluminum entrance window 102 according to the prior art shown in FIG. 10 is shown as being 0.1 mm thick and 0.2 mm thick. .

図7で示すように、厚さ0.1mmの入射窓にプラスチック製で厚さ1mmの入射窓を追加することで、厚さ0.2mmの入射窓に相当するエネルギー依存性とすることができる。簡易的にはアルミニウムの厚さ0.1mmのエネルギー依存性とプラスチック樹脂の厚さ1mmのエネルギー依存性とが一致している。アルミニウムの厚さ0.3mmのエネルギー依存性に一致させるならば、厚さ0.1mmの入射窓にプラスチック製で厚さ2mmの入射窓を追加したり、厚さ0.2mmの入射窓にプラスチック製で厚さ1mmの入射窓を追加することで、厚さ0.3mmの入射窓に相当するエネルギー依存性とすることができる。このように外側入射窓22と内側入射窓21との組合せによるエネルギー依存性を従来技術のアルミニウム製の入射窓102のエネルギー依存性とほぼ同じにすることができる。
一般化すれば内側入射窓21のアルミニウムの入射窓の厚さをamm、外側入射窓22のプラスチック樹脂の厚さをbmmとした場合に、0.1≦a+0.1b≦0.4(ただし0<a,0<b)を満たすものである。
As shown in FIG. 7, by adding an incident window made of plastic and having a thickness of 1 mm to an incident window having a thickness of 0.1 mm, energy dependence corresponding to an incident window having a thickness of 0.2 mm can be obtained. . In simple terms, the energy dependency of aluminum with a thickness of 0.1 mm coincides with the energy dependency of plastic resin with a thickness of 1 mm. If the energy dependency of 0.3 mm in aluminum is matched, an incident window with a thickness of 2 mm is added to the incident window with a thickness of 0.1 mm, or a plastic is added to the incident window with a thickness of 0.2 mm. By adding an incident window having a thickness of 1 mm, it is possible to obtain energy dependency corresponding to an incident window having a thickness of 0.3 mm. In this way, the energy dependency of the combination of the outer incident window 22 and the inner incident window 21 can be made substantially the same as the energy dependency of the conventional aluminum incident window 102.
In general, when the thickness of the aluminum incident window of the inner incident window 21 is amm and the thickness of the plastic resin of the outer incident window 22 is bmm, 0.1 ≦ a + 0.1b ≦ 0.4 (however, 0 <A, 0 <b) is satisfied.

このように入射窓を内外で二重にし、外側を低エネルギー光子でも吸収が小さく機械的強度が高いプラスチック樹脂板による外側入射窓を、また、内側をアルミニウム板による内側入射窓を配置し、さらに内側のアルミニウムと外側のプラスチック樹脂との合計の光子に対する吸収が、アルミニウムで0.1〜0.4mm相当の吸収となる厚みとしている。これは従来技術の1cm線量当量計用シンチレーション検出器100に加え、その外側に強度の強いプラスチック樹脂による保護ケースとなる外側入射窓を追加して破損しにくくしたものといえる。このように簡単な追加構成により機械的強度を高めて、目的とするエネルギー依存性を確保しながら取り扱いが容易な1cm線量当量計用シンチレーション検出器を提供することができるようになる。   In this way, the entrance window is doubled on the inside and outside, the outside entrance window made of a plastic resin plate that absorbs little even with low-energy photons and has high mechanical strength, and the inside entrance window made of an aluminum plate is placed on the inside. The absorption with respect to the total photon of the inner aluminum and the outer plastic resin is set to a thickness corresponding to an absorption equivalent to 0.1 to 0.4 mm with aluminum. In addition to the conventional scintillation detector 100 for a 1 cm dose equivalent meter, it can be said that an outer incident window serving as a protective case made of a strong plastic resin is added to the outside to make it difficult to break. In this way, it is possible to provide a scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter that is easy to handle while increasing the mechanical strength with a simple additional configuration and ensuring the desired energy dependence.

このように本発明のシンチレーション式低エネルギー光子1cm線量当量計では、安価かつ強度が高くなるような構成を採用しつつ、さらに、8keV〜150keVというエネルギー領域の低エネルギー光子に対してエネルギー依存度が小さいレスポンスとなるように検出感度を向上させて、使い勝手が良好な1cm線量当量計用シンチレーション検出器を提供することができる。   Thus, the scintillation type low energy photon 1 cm dose equivalent meter of the present invention adopts a configuration that is inexpensive and high in strength, and further has an energy dependency with respect to low energy photons in the energy region of 8 keV to 150 keV. It is possible to provide a scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter with improved usability by improving detection sensitivity so as to have a small response.

本発明を実施するための最良の形態のシンチレーション検出器の断面構成図である。1 is a cross-sectional configuration diagram of a scintillation detector of the best mode for carrying out the present invention. シンチレータの光子エネルギー−検出効率の特性図である。It is a characteristic figure of the photon energy-detection efficiency of a scintillator. プラスチック樹脂による入射窓の厚さ・材質別の光子エネルギー−透過率特性図である。It is a photon energy-transmittance characteristic view according to thickness and material of an incident window made of plastic resin. 他の形態のシンチレーション検出器の断面構造図である。It is a cross-section figure of the scintillation detector of another form. 従来技術によるケースとプラスチック樹脂(ポリアセタールコポリマー樹脂)製のケースとの1cm線量当量計用シンチレーション検出器の光子エネルギー10keVに対する方向依存性を説明する特性図である。It is a characteristic view explaining the direction dependence with respect to the photon energy of 10 keV of the scintillation detector for 1 cm dose equivalent meters of the case by a prior art, and the case made from a plastic resin (polyacetal copolymer resin). 他の形態のシンチレーション検出器の断面構造図である。It is a cross-section figure of the scintillation detector of another form. 内側入射窓・外側入射窓の組合せ別の光子エネルギー−透過率特性図である。It is a photon energy-transmittance | permeability characteristic view according to the combination of an inner entrance window and an outer entrance window. 電離箱式の1cm線量当量計の光子エネルギー−レスポンス特性の説明図である。It is explanatory drawing of the photon energy-response characteristic of an ionization chamber type 1 cm dose equivalent meter. 光子エネルギー−1cm線量当量換算係数曲線図である。It is a photon energy-1cm dose equivalent conversion factor curve figure. 従来技術の1cm線量当量計用シンチレーション検出器の断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram of the scintillation detector for 1 cm dose equivalent meters of a prior art. 従来技術の入射窓(アルミニウム板)の厚さ・材質別の光子エネルギー−透過率特性図である。It is a photon energy-transmittance | permeability characteristic view according to thickness and material of the entrance window (aluminum plate) of a prior art. 計算による光子エネルギー−レスポンス特性である。It is a photon energy-response characteristic by calculation.

符号の説明Explanation of symbols

1,1’,1”:シンチレーション式低エネルギー光子1cm線量当量計
11:ケース
12:入射窓(プラスチック樹脂)
13:シンチレータ
14:反射層
15:光学窓
16:光電子増倍管
17:ブリーダ回路
18:隙間
19:ケース(金属ケース)
19a:ネジ部
19b:Oリング
19c:接着部
20:ケース(プラスチック樹脂)
20a:入射窓(プラスチック樹脂)
21:内側入射窓(アルミニウム板)
22:外側入射窓(プラスチック樹脂板)
1, 1 ', 1 ": scintillation type low energy photon 1 cm dose equivalent meter 11: case 12: entrance window (plastic resin)
13: scintillator 14: reflective layer 15: optical window 16: photomultiplier tube 17: bleeder circuit 18: gap 19: case (metal case)
19a: Screw part 19b: O-ring 19c: Adhesive part 20: Case (plastic resin)
20a: entrance window (plastic resin)
21: Inside entrance window (aluminum plate)
22: Outside entrance window (plastic resin plate)

Claims (4)

プラスチック樹脂を材料とし、入射する光子の一部を吸収するとともに残りは通過させ、所定エネルギー以下の光子に対してエネルギーが小さくなるにつれて透過率が小さくなる特性を有する入射窓と、
入射窓を通過した光子に応じてシンチレーション光を放出するシンチレータと、
シンチレータから放出されるシンチレーション光の強度に比例したパルス信号を出力する光電子増倍管と、
入射窓、シンチレータおよび光電子増倍管を収容するケースと、
を備える1cm線量当量計用シンチレーション検出器であって、
入射窓の厚さを1mmから4mmまでの厚さとして、20keV以下におけるエネルギーに対する入射窓の透過率の特性を20keV以下の1cm線量当量換算係数曲線に近似させることで、8keVから150keVまでの低エネルギー光子が入射したときのエネルギーレスポンスの平坦化を図ることを特徴とする1cm線量当量計用シンチレーション検出器。
An incident window having a characteristic that a plastic resin is used as a material, and a part of incident photons are absorbed and the rest are allowed to pass, and the transmittance decreases with decreasing energy with respect to a photon having a predetermined energy or less,
A scintillator that emits scintillation light in response to photons that have passed through the entrance window;
A photomultiplier tube that outputs a pulse signal proportional to the intensity of the scintillation light emitted from the scintillator;
A case for accommodating an entrance window, a scintillator and a photomultiplier;
A scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter comprising:
By making the thickness of the entrance window from 1 mm to 4 mm and approximating the transmittance characteristics of the entrance window with respect to energy at 20 keV or less to a 1 cm dose equivalent conversion coefficient curve of 20 keV or less, low energy from 8 keV to 150 keV A scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter characterized by flattening an energy response when a photon is incident.
請求項1に記載の1cm線量当量計用シンチレーション検出器において、
前記入射窓は、前記ケースの一部に含められる一体の構造体とし、ケース自体が入射窓の機能を兼ね備えることを特徴とする1cm線量当量計用シンチレーション検出器。
The scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter according to claim 1,
The scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter, wherein the incident window is an integral structure included in a part of the case, and the case itself has a function of the incident window.
プラスチック樹脂を材料とし、入射する光子の一部を吸収するとともに残りは通過させ、所定エネルギー以下の光子に対してエネルギーが小さくなるにつれて透過率が小さくなる特性を有する外側の入射窓と、
アルミニウムを材料とし、入射する光子の一部を吸収するとともに残りは通過させ、所定エネルギー以下の光子に対してエネルギーが小さくなるにつれて透過率が小さくなる特性を有する内側の入射窓と、
外側の入射窓および内側の入射窓を通過した光子に応じてシンチレーション光を放出するシンチレータと、
シンチレータから放出されるシンチレーション光の強度に比例したパルス信号を出力する光電子増倍管と、
外側の入射窓、内側の入射窓、シンチレータおよび光電子増倍管を収容するケースと、
を備える1cm線量当量計用シンチレーション検出器であって、
内側の入射窓の厚さが0.1mm〜0.4mmの厚さの範囲における特性の範囲内となるように、外側の入射窓の厚さと内側の入射窓の厚さとを調整して、20keV以下におけるエネルギーに対する外側と内側との入射窓の透過率の特性を20keV以下の1cm線量当量換算係数曲線に近似させることで、8keVから150keVまでの低エネルギー光子が入射したときのエネルギーレスポンスの平坦化を図ることを特徴とする1cm線量当量計用シンチレーション検出器。
An outer incident window having a characteristic that a plastic resin is used as a material, and a part of the incident photons are absorbed and the rest are allowed to pass, and the transmittance decreases with decreasing energy with respect to a photon having a predetermined energy or less,
An inner incident window having a characteristic that the transmittance is reduced as the energy is reduced for a photon having a predetermined energy or less, while absorbing a part of the incident photon and allowing the rest to pass through the material made of aluminum.
A scintillator that emits scintillation light in response to photons that have passed through the outer and inner incident windows;
A photomultiplier tube that outputs a pulse signal proportional to the intensity of the scintillation light emitted from the scintillator;
A case containing an outer incident window, an inner incident window, a scintillator and a photomultiplier;
A scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter comprising:
The thickness of the outer incident window and the thickness of the inner incident window are adjusted so that the thickness of the inner incident window is within the range of characteristics in the thickness range of 0.1 mm to 0.4 mm. By approximating the transmittance characteristics of the outside and inside entrance windows with respect to the energy to a 1 cm dose equivalent conversion coefficient curve of 20 keV or less, the energy response is flattened when low energy photons from 8 keV to 150 keV are incident. A scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter, characterized by:
請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の1cm線量当量計用シンチレーション検出器において、
前記入射窓および前記ケースと、前記シンチレータと、の間に隙間を介在させることを特徴とする1cm線量当量計用シンチレーション検出器。
In the scintillation detector for 1 cm dose equivalent meters according to any one of claims 1 to 3,
A scintillation detector for a 1 cm dose equivalent meter, wherein a gap is interposed between the incident window and the case, and the scintillator.
JP2007101303A 2007-04-09 2007-04-09 Scintillation detector for 1cm dose equivalent meter Expired - Fee Related JP5146638B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007101303A JP5146638B2 (en) 2007-04-09 2007-04-09 Scintillation detector for 1cm dose equivalent meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007101303A JP5146638B2 (en) 2007-04-09 2007-04-09 Scintillation detector for 1cm dose equivalent meter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008256631A true JP2008256631A (en) 2008-10-23
JP5146638B2 JP5146638B2 (en) 2013-02-20

Family

ID=39980330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007101303A Expired - Fee Related JP5146638B2 (en) 2007-04-09 2007-04-09 Scintillation detector for 1cm dose equivalent meter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5146638B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008256630A (en) * 2007-04-09 2008-10-23 Fuji Electric Systems Co Ltd Energy compensation scintillation type photon dosimeter
JP2010112744A (en) * 2008-11-04 2010-05-20 Toshiba Corp Radiation detector and method of manufacturing same
WO2011060400A2 (en) * 2009-11-16 2011-05-19 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Scintillation article
JP2016046146A (en) * 2014-08-25 2016-04-04 浜松ホトニクス株式会社 Optical detection unit
JP2016081877A (en) * 2014-10-22 2016-05-16 アズビル株式会社 Ultraviolet light sensor
CN106249272A (en) * 2016-10-18 2016-12-21 山西中辐核仪器有限责任公司 A kind of device collecting plastic scintillant fluorescent photon
WO2020125123A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 苏州瑞派宁科技有限公司 Scintillation crystal assembly and radiation detection device and system comprising same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01134291A (en) * 1987-11-19 1989-05-26 Aloka Co Ltd Scintillation type dose rate meter
JPH0361883A (en) * 1989-07-31 1991-03-18 Aloka Co Ltd Dose-equivalent measuring apparatus
JPH067463A (en) * 1992-06-25 1994-01-18 Mitaka Koki Co Ltd Micro-positioning device for radiotherapeutic head section orienting unit
JP2003315463A (en) * 2002-04-25 2003-11-06 Japan Science & Technology Corp Radon concentration measuring instrument
JP2007248319A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Fuji Electric Systems Co Ltd Scintillation detector and scintillation-type low-power photon 1-cm dose equivalent meter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01134291A (en) * 1987-11-19 1989-05-26 Aloka Co Ltd Scintillation type dose rate meter
JPH0361883A (en) * 1989-07-31 1991-03-18 Aloka Co Ltd Dose-equivalent measuring apparatus
JPH067463A (en) * 1992-06-25 1994-01-18 Mitaka Koki Co Ltd Micro-positioning device for radiotherapeutic head section orienting unit
JP2003315463A (en) * 2002-04-25 2003-11-06 Japan Science & Technology Corp Radon concentration measuring instrument
JP2007248319A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Fuji Electric Systems Co Ltd Scintillation detector and scintillation-type low-power photon 1-cm dose equivalent meter

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008256630A (en) * 2007-04-09 2008-10-23 Fuji Electric Systems Co Ltd Energy compensation scintillation type photon dosimeter
JP2010112744A (en) * 2008-11-04 2010-05-20 Toshiba Corp Radiation detector and method of manufacturing same
WO2011060400A2 (en) * 2009-11-16 2011-05-19 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Scintillation article
WO2011060400A3 (en) * 2009-11-16 2011-09-15 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Scintillation article
CN102695966A (en) * 2009-11-16 2012-09-26 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 Scintillation article
US8530847B2 (en) 2009-11-16 2013-09-10 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Scintillation article
JP2016046146A (en) * 2014-08-25 2016-04-04 浜松ホトニクス株式会社 Optical detection unit
JP2016081877A (en) * 2014-10-22 2016-05-16 アズビル株式会社 Ultraviolet light sensor
CN106249272A (en) * 2016-10-18 2016-12-21 山西中辐核仪器有限责任公司 A kind of device collecting plastic scintillant fluorescent photon
WO2020125123A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 苏州瑞派宁科技有限公司 Scintillation crystal assembly and radiation detection device and system comprising same

Also Published As

Publication number Publication date
JP5146638B2 (en) 2013-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008256630A (en) Energy compensation scintillation type photon dosimeter
JP5146638B2 (en) Scintillation detector for 1cm dose equivalent meter
JP4583480B2 (en) Neutron dosimeter
JP4766407B2 (en) Radiation dosimeter and radiation dose calculation program
US20090140153A1 (en) Ionizing Radiation Detector
EP2883085B1 (en) Gamma-ray spectrometer
JP4061367B2 (en) ZnS (Ag) scintillation detector
US20110253290A1 (en) Pixelated scintillation detector and method of making same
JP2016114392A (en) Radiation monitor
US10234577B2 (en) Stabilization method for radiation detector
JP6108394B2 (en) Radiation energy distribution detection method and detection apparatus therefor
JP4845680B2 (en) Radiation detector
JP2005024539A (en) Charged particle detector and sensing device using the same
US10775320B2 (en) Afterglow detection device and afterglow detection method
JPS63259952A (en) Position detector
JP2013088381A (en) Portable radiation detector
US11079222B2 (en) Radiation-based thickness gauge
JP4852011B2 (en) Radiation detector
JP2007248319A (en) Scintillation detector and scintillation-type low-power photon 1-cm dose equivalent meter
JP2006275602A (en) High-sensitivity radiation dosage measurement method for high-energy neutron, photon, and muon
KR102139936B1 (en) Gaseous ionization detectors having a electric light source and radiation measurement apparatus having functions of detector checking, calibration, and automatic output stabilization using the same
KR101187480B1 (en) Radiation detecting apparatus
Tremsin et al. High efficiency angular selective detection of thermal and cold neutrons
KR20170046437A (en) Detecting method of ionizing radiation using camera of smart-phone and smart-phone using the same
JPS5831522B2 (en) Himakunoatsumisokuteisouchi

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091117

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20110422

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111222

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120306

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121031

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121113

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5146638

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151207

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees