JP2008281442A - Radiation measuring device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect light from a scintillator by utilizing a photodetection element array. <P>SOLUTION: Each APD element in an APD array 20 detects whether photons enter the APD element at each sampling timing or not over a plurality of sampling timings. A photon number integration part 40 calculates the spatial total number of the number of photons from the element number of each APD element entered by the photons. Further, the photon number integration part 40 extracts a plurality of sampling timings corresponding to an emission time of the scintillator 10, and integrates the spatial total number of the number of the plurality of extracted sampling timings, to thereby calculate a spatial and time integrated value of the photons during the emission time. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、放射線測定装置に関し、特にシンチレータを利用して放射線を検出する技術に関する。   The present invention relates to a radiation measuring apparatus, and more particularly to a technique for detecting radiation using a scintillator.

放射線測定装置において、半導体検出器を利用する装置が知られている。例えば、特許文献1には、半導体検出器を利用した電池駆動型の放射線測定装置が示されている。   As a radiation measurement apparatus, an apparatus using a semiconductor detector is known. For example, Patent Document 1 discloses a battery-driven radiation measuring apparatus using a semiconductor detector.

また、放射線測定装置において、シンチレーション検出器を利用する装置も知られている。シンチレーション検出器は、放射線が入射することにより光を発生するシンチレータを利用し、シンチレータで発生した極めて微弱な光を光電子増倍管(PMT)などの光検出器を利用して検出する。   An apparatus using a scintillation detector in a radiation measuring apparatus is also known. The scintillation detector uses a scintillator that generates light when radiation enters, and detects extremely weak light generated by the scintillator using a photodetector such as a photomultiplier tube (PMT).

PMTは、光の検出信号を増幅するために1000ボルト程度の高電圧を印加する必要がある。PMTにおける利得を安定させるためには、PMTに印加される高電圧が適切な電圧値となるように制御されることが望ましい。しかし、高電圧であるため、PMTに印加される電圧を安定的に制御し続けることは容易ではない。そのため、PMTを利用したシンチレーション検出器では、例えば、PMTに印加する電圧をマニュアルで調整してから短時間の測定を行い、測定後に必要に応じてさらにPMTに印加する電圧を調整するなどして、測定の精度を維持する必要がある。   The PMT needs to apply a high voltage of about 1000 volts in order to amplify the light detection signal. In order to stabilize the gain in the PMT, it is desirable that the high voltage applied to the PMT is controlled to have an appropriate voltage value. However, since the voltage is high, it is not easy to stably control the voltage applied to the PMT. Therefore, in a scintillation detector using a PMT, for example, a voltage applied to the PMT is manually adjusted and then measured for a short time, and after the measurement, the voltage applied to the PMT is further adjusted as necessary. Need to maintain the accuracy of measurement.

このように、放射線測定装置に関する各種技術が知られている一方において、光を検出するデバイスとして、アバランシェフォトダイオード(APD)などの半導体デバイスが近年になって注目されている。例えばAPDを利用した光検出器は、比較的低いバイアス電圧で動作させることが可能であり、光データ伝送の分野などにおいて利用されている。   As described above, while various techniques relating to radiation measuring apparatuses are known, semiconductor devices such as avalanche photodiodes (APDs) have recently attracted attention as devices for detecting light. For example, a photodetector using APD can be operated with a relatively low bias voltage, and is used in the field of optical data transmission.

特開平3−243884号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-243884

上述した背景において、本願発明者は、PMTに換えてAPDなどを利用してシンチレータの光を検出する技術について研究開発を重ねてきた。特に、APDなどにより複数の光検出素子を備えた光検出素子アレイを形成することができるため、光検出素子アレイを利用して光を検出する技術に注目した。   In the background described above, the inventor of the present application has repeatedly researched and developed a technique for detecting the light of the scintillator using APD or the like instead of the PMT. In particular, since a light detection element array having a plurality of light detection elements can be formed by APD or the like, attention has been paid to a technique for detecting light using the light detection element array.

本発明は、その研究開発の過程において成されたものであり、その目的は、光検出素子アレイを利用してシンチレータの光を検出することにある。   The present invention has been made in the course of research and development, and an object thereof is to detect light of a scintillator by using a light detection element array.

上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である放射線測定装置は、ガンマ線が入射することにより光を発生するシンチレータと、シンチレータにおいて発生した光を各光検出素子ごとに検出する複数の光検出素子を備えた光検出素子アレイと、各光検出素子ごとに検出された光の検出結果を複数の光検出素子について空間的に加算処理することにより、ガンマ線の入射により発生した光の空間的な総量を算出する総量演算部と、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a radiation measuring apparatus according to a preferred aspect of the present invention includes a scintillator that generates light when gamma rays enter, and a plurality of light detection elements that detect light generated in the scintillator for each light detection element. A space of light generated by the incidence of gamma rays by spatially adding a light detection element array including a light detection element and a light detection result detected for each light detection element to a plurality of light detection elements. And a total amount calculation unit for calculating a total amount.

望ましい態様において、前記総量演算部は、シンチレータの発光時間に対応した期間内において、複数の光検出素子により検出された光の検出結果を時間的に加算処理することにより、ガンマ線の入射により発生した光の時間的な総量を算出することを特徴とする。上記構成においては、空間的な加算処理を行ってから時間的な加算処理を行ってもよいし、時間的な加算処理を行ってから空間的な加算処理を行ってもよい。   In a preferred aspect, the total amount calculation unit is generated by the incidence of gamma rays by temporally adding the detection results of light detected by the plurality of light detection elements within a period corresponding to the light emission time of the scintillator. It is characterized by calculating the total amount of light in time. In the above configuration, the temporal addition process may be performed after performing the spatial addition process, or the spatial addition process may be performed after performing the temporal addition process.

望ましい態様において、前記各光検出素子は、シンチレータにおいて発生した光を光子ごとに検出し、前記総量演算部は、複数の光検出素子の各々により検出された光子の個数を光検出素子アレイの全体に亘って加算することにより光子の個数の空間的な総数を算出し、その空間的な総数を発光時間に対応した期間内において積算することにより、ガンマ線の入射により発生した光子の個数の空間的かつ時間的な積算値を算出することを特徴とする。   In a preferred aspect, each photodetection element detects light generated in a scintillator for each photon, and the total amount calculation unit calculates the number of photons detected by each of the plurality of photodetection elements in the entire photodetection element array. To calculate the spatial total of the number of photons, and integrate the spatial total within a period corresponding to the emission time to obtain a spatial count of the number of photons generated by the incidence of gamma rays. In addition, a temporal integrated value is calculated.

望ましい態様において、前記各光検出素子は、複数のサンプリングタイミングに亘って、各サンプリングタイミングごとにその光検出素子に光子が入射するか否かを検出し、前記総量演算部は、各サンプリングタイミングごとに光子が入射した光検出素子の素子数から光子の個数の空間的な総数を算出し、各サンプリングタイミングごとに算出される空間的な総数に基づいて発光時間に対応した複数のサンプリングタイミングを抽出し、抽出された複数のサンプリングタイミングの空間的な総数を積算することにより前記積算値を算出することを特徴とする。   In a preferred aspect, each of the light detection elements detects whether or not a photon is incident on the light detection element at each sampling timing over a plurality of sampling timings, and the total amount calculation unit is at each sampling timing. The spatial total number of photons is calculated from the number of photodetection elements incident to the photon, and multiple sampling timings corresponding to the light emission time are extracted based on the spatial total calculated for each sampling timing. Then, the integrated value is calculated by integrating the spatial total of the extracted sampling timings.

望ましい態様において、ガンマ線の入射ごとに算出される前記積算値に基づいてガンマ線から得られるエネルギーの分布を反映させたスペクトルを形成するスペクトル形成部をさらに有することを特徴とする。   In a desirable mode, the apparatus further includes a spectrum forming unit that forms a spectrum reflecting a distribution of energy obtained from gamma rays based on the integrated value calculated for each incidence of gamma rays.

望ましい態様において、前記スペクトル形成部は、前記スペクトルとして、ガンマ線の入射ごとに算出される複数の積算値と各積算値の出現頻度を示す計数値とを対応付けた頻度分布を形成することを特徴とする。   In a desirable mode, the spectrum forming unit forms a frequency distribution associating a plurality of integrated values calculated for each incidence of gamma rays and a count value indicating an appearance frequency of each integrated value as the spectrum. And

本発明により、光検出素子アレイを利用してシンチレータの光を検出する技術が提供される。例えば、本発明の好適な態様により、比較的簡易な装置構成でありながら光子の個数の空間的かつ時間的な積算値を得ることが可能になる。また、さらに好適な態様によれば、積算値に基づいてガンマ線から得られるエネルギーの分布を反映させたスペクトルを形成することが可能になる。   According to the present invention, a technique for detecting light of a scintillator using a photodetecting element array is provided. For example, according to a preferred aspect of the present invention, it is possible to obtain a spatially and temporally integrated value of the number of photons with a relatively simple device configuration. Further, according to a more preferable aspect, it is possible to form a spectrum reflecting the energy distribution obtained from gamma rays based on the integrated value.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

図1には、本発明に係る放射線測定装置の好適な実施形態が示されており、図1はその全体構成を示す機能ブロック図である。図1の放射線測定装置は、例えば、線量モニタやサーベイメータなどとして具現化されるが、他の態様により具現化されてもよい。   FIG. 1 shows a preferred embodiment of a radiation measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a functional block diagram showing the overall configuration thereof. The radiation measurement apparatus of FIG. 1 is embodied as, for example, a dose monitor or a survey meter, but may be embodied in other forms.

シンチレータ10は、ガンマ線(γ線)が入射することにより光を発生する。つまり、シンチレータ10は、入射するガンマ線と相互作用をすることにより、そのガンマ線が失ったエネルギーに比例した数の光子を放出する。   The scintillator 10 generates light when gamma rays (γ rays) are incident. That is, the scintillator 10 emits a number of photons proportional to the energy lost by the gamma ray by interacting with the incident gamma ray.

APD(アバランシェフォトダイオード:Avalanche photo diode)アレイ20は、複数のAPD素子によって構成されている。複数のAPD素子は、例えば、二次元的に格子状に配列される。例えば、縦100個で横100個の10000個のAPD素子によってAPDアレイ20が形成される。なお、複数のAPD素子を一列に配列した一次元のAPDアレイ20を形成してもよい。また、各APD素子は、縦横が各々0.1mm程度の正方形状に形成される。もちろん、各APD素子が長方形やその他の形状であってもよい。   The APD (Avalanche Photo Diode) array 20 includes a plurality of APD elements. The plurality of APD elements are arranged in a two-dimensional lattice pattern, for example. For example, the APD array 20 is formed by 10000 APD elements of 100 vertical and 100 horizontal. A one-dimensional APD array 20 in which a plurality of APD elements are arranged in a line may be formed. In addition, each APD element is formed in a square shape that is about 0.1 mm in length and width. Of course, each APD element may be a rectangle or other shapes.

各APD素子は、シンチレータ10において発生する光(光子)を検出して検出信号を出力する半導体デバイスである。各APD素子は、n+pπp+の半導体構造を有しており、逆方向のバイアス電圧が印加される。各APD素子に光子が入射すると、比較的厚いπ領域で光子が吸収されてホールと電子の対が生成され、生成された電子が電界により加速されて衝突電離によりさらにホールと電子の対を生成する。新しく生成された電子も電界により加速されて衝突電離によりさらにホールと電子の対を生成する。こうして、電子とホールの対がなだれ的に増加して最終的に飽和した電気信号(検出信号)として外部に出力される。 Each APD element is a semiconductor device that detects light (photons) generated in the scintillator 10 and outputs a detection signal. Each APD element has an n + pπp + semiconductor structure, and a reverse bias voltage is applied. When a photon is incident on each APD element, the photon is absorbed in a relatively thick π region and a hole-electron pair is generated. The generated electron is accelerated by an electric field and further generates a hole-electron pair by impact ionization. To do. Newly generated electrons are also accelerated by the electric field, and further generate hole-electron pairs by impact ionization. In this way, pairs of electrons and holes are avalancheally increased, and finally output as a saturated electric signal (detection signal).

光子判定部30は、各APD素子において光子が検出されたか否かを判定する。光子判定部30は、複数のAPD素子の各々に対応した複数のダイオードを備えている。各ダイオードは、1個分の光子に対応したスレッショルドレベルを備えており、これによりノイズが弁別されて光子が検出される。各ダイオードは、対応するAPD素子から出力される検出信号に基づいて、そのAPD素子において光子が検出されたか否かを判定する。各ダイオードは、対応するAPD素子において光子が検出された場合に、電気信号(例えば電流信号)を出力する。   The photon determination unit 30 determines whether a photon is detected in each APD element. The photon determination unit 30 includes a plurality of diodes corresponding to each of the plurality of APD elements. Each diode has a threshold level corresponding to one photon, whereby noise is discriminated and a photon is detected. Each diode determines whether a photon is detected in the APD element based on a detection signal output from the corresponding APD element. Each diode outputs an electrical signal (for example, a current signal) when a photon is detected in the corresponding APD element.

光子数積算部40は、光子判定部30の複数のダイオードから出力される電気信号に基づいて、複数のAPD素子によって検出された光子の個数を空間的かつ時間的に加算処理する。光子の検出は、複数のサンプリングタイミングに亘って、各サンプリングタイミングごとに行われる。光子数積算部40は、各サンプリングタイミングごとに、光子が入射したと判定されたAPD素子の素子数から、光子の個数の空間的な総数を算出する。さらに、光子数積算部40は、各サンプリングタイミングごとに算出される空間的な総数に基づいて、シンチレータの発光時間に対応した複数のサンプリングタイミングを抽出し、抽出された複数のサンプリングタイミングの空間的な総数を積算することにより積算値を算出する。   The photon number integrating unit 40 adds the number of photons detected by the plurality of APD elements spatially and temporally based on the electrical signals output from the plurality of diodes of the photon determining unit 30. Photon detection is performed at each sampling timing over a plurality of sampling timings. The photon number accumulating unit 40 calculates the spatial total number of photons from the number of APD elements determined to have entered photons at each sampling timing. Furthermore, the photon number integration unit 40 extracts a plurality of sampling timings corresponding to the light emission time of the scintillator based on the spatial total calculated for each sampling timing, and spatially extracts the plurality of sampling timings extracted. The integrated value is calculated by integrating the total number.

そこで、光子数積算部40による積算値の算出処理について図2を利用して説明する。なお、図2を利用した説明において、図1に既に示した部分(構成)については図1の符号を利用する。   Therefore, the calculation process of the integrated value by the photon number integrating unit 40 will be described with reference to FIG. In the description using FIG. 2, the reference numerals in FIG. 1 are used for the portions (configurations) already shown in FIG.

図2は、光子数積算部40による積算値の算出処理を説明するための図である。図2において、時刻は、各サンプリングタイミングを示している。また、空間的な光子の総数は、各時刻における光子の個数の空間的な総数であり、各時刻において光子を検出したAPD素子の個数に相当する。なお、各サンプリングタイミングにおいて、同じAPD素子に2個以上の光子が入射すると、光子を検出したAPD素子の個数と光子の総数が厳密には一致しなくなる。そのため、サンプリング間隔は、各ADP素子に複数個の光子が入射しない程度であることが望ましい。サンプリング間隔は、例えば10ps(ピコセコンド)程度であり、望ましくは1ps程度である。   FIG. 2 is a diagram for explaining the integrated value calculation processing by the photon number integrating unit 40. In FIG. 2, time indicates each sampling timing. The total number of spatial photons is the total number of photons at each time and corresponds to the number of APD elements that have detected photons at each time. If two or more photons are incident on the same APD element at each sampling timing, the number of APD elements that have detected the photon and the total number of photons do not exactly match. Therefore, it is desirable that the sampling interval is such that a plurality of photons do not enter each ADP element. The sampling interval is, for example, about 10 ps (picosecond), and preferably about 1 ps.

図2において、例えば時刻t0では、空間的な光子の総数は0(ゼロ)であり、これは、時刻t0においてAPDアレイ20によって光子が1個も検出されなかったことを示している。また、時刻t1において、空間的な光子の総数は1200であり、これは、時刻t1においてAPDアレイ20によって光子が1200個だけ検出されたことを示している。図2には時刻t2以降のデータも示されている。図2に示すデータ(テーブル)は、例えば、光子数積算部40内のメモリに記憶される。 In FIG. 2, for example, at time t 0 , the total number of spatial photons is 0 (zero), which indicates that no photon was detected by the APD array 20 at time t 0 . At time t 1 , the total number of spatial photons is 1200, indicating that only 1200 photons were detected by the APD array 20 at time t 1 . It has also been shown time t 2 after the data in Figure 2. The data (table) shown in FIG. 2 is stored in a memory in the photon number integrating unit 40, for example.

シンチレータ10にガンマ線が入射すると、入射の度に、そのガンマ線によってシンチレータ10が光(光子)を発生させる。そのため、ガンマ線の入射によってシンチレータ10が発光している時間(発光時間)内において、光子が時間的に連続的に検出される。   When gamma rays are incident on the scintillator 10, the scintillator 10 generates light (photons) by the gamma rays each time the gamma rays are incident. Therefore, photons are detected continuously in time within the time (light emission time) in which the scintillator 10 emits light due to the incidence of gamma rays.

図2において、時刻t1〜t3は、あるタイミングで入射したガンマ線による発光時間Aのデータを示している。つまり、時刻t1〜t3の前の時刻t0ではシンチレータ10が発光していないため光子の総数が0(ゼロ)であり、時刻t1〜t3の期間では、シンチレータ10が発光しているためその期間(発光時間A)において光子が連続的に検出されている。また、時刻t1〜t3の後の時刻t4ではシンチレータ10の発光が終了して光子の総数が0(ゼロ)となっている。 In FIG. 2, times t 1 to t 3 indicate data of light emission time A by gamma rays incident at a certain timing. That is, since the scintillator 10 does not emit light at time t 0 before time t 1 to t 3 , the total number of photons is 0 (zero). During the period from time t 1 to t 3 , the scintillator 10 emits light. Therefore, photons are continuously detected during the period (light emission time A). Also, the total number of photons emission and end times t 4 in the scintillator 10 after the time t 1 ~t 3 is 0 (zero).

また、時刻tn+2〜tn+4は、別のタイミングで入射したガンマ線による発光時間Bのデータを示している。発光時間Bにおいても、発光時間Aの場合と同様に、その期間内において光子が時間的に連続的に検出される。 Times t n + 2 to t n + 4 indicate data of the light emission time B by gamma rays incident at different timings. In the light emission time B, as in the case of the light emission time A, photons are detected continuously in time within that period.

光子数積算部40は、各時刻ごとに算出される空間的な光子の総数に基づいて、発光時間に対応した複数の時刻を抽出する。光子数積算部40は、例えば、1個以上の光子が検出された時刻から光子が検出され続けている期間内の複数の時刻を抽出する。これにより、発光時間に対応した複数の時刻として、時刻t1〜t3や時刻tn+2〜tn+4が抽出される。なお、ノイズなどの影響を考慮して、所定個数(例えば100個)以上の光子が検出された時刻から光子が検出され続けている期間内の複数の時刻を、発光時間に対応した複数の時刻として抽出するようにしてもよい。また、発光時間の開始タイミングのみを検出し、そのタイミングから予め設定された期間を発光時間としてもよい。予め設定される期間は、発光時間をカバーできる程度に長く、且つ、別の発光時間を含まない程度に短く設定されることが望ましい。その期間は例えば100ps〜500ps程度に設定される。 The photon number integrating unit 40 extracts a plurality of times corresponding to the light emission time based on the total number of spatial photons calculated at each time. The photon number integrating unit 40 extracts, for example, a plurality of times within a period in which photons are continuously detected from the time when one or more photons are detected. Thereby, the times t 1 to t 3 and the times t n + 2 to t n + 4 are extracted as a plurality of times corresponding to the light emission time. In consideration of the influence of noise and the like, a plurality of times within a period in which photons are continuously detected from a time when a predetermined number (for example, 100) or more photons are detected are represented as a plurality of times corresponding to the light emission time. May be extracted as Alternatively, only the start timing of the light emission time may be detected, and a period preset from that timing may be set as the light emission time. It is desirable that the preset period is set to be long enough to cover the light emission time and short enough not to include another light emission time. The period is set to about 100 ps to 500 ps, for example.

光子数積算部40は、発光時間に対応した複数の時刻を抽出すると、その発光時間内の光子の総数を積算して積算値を算出する。図2において、光子の積算値は、光子の総数を発光時間に対応した期間内において積算した値である。つまり、発光時間に対応した期間として抽出された時刻t1〜t3における光子の総数を積算することにより、発光時間Aにおける光子の積算値として3300個が算出される。同様に、発光時間に対応した期間として抽出された時刻tn+2〜tn+4における光子の総数を積算することにより、発光時間Bにおける光子の積算値として1600個が算出される。こうして、光子数積算部40は、発光時間ごとに積算値を次々に算出する。 When a plurality of times corresponding to the light emission time are extracted, the photon number integration unit 40 calculates the integrated value by integrating the total number of photons within the light emission time. In FIG. 2, the integrated value of photons is a value obtained by integrating the total number of photons within a period corresponding to the light emission time. That is, by integrating the total number of photons at times t 1 to t 3 extracted as the period corresponding to the light emission time, 3300 photon integrated values at the light emission time A are calculated. Similarly, by integrating the total number of photons at times t n + 2 to t n + 4 extracted as the period corresponding to the light emission time, 1600 photon integrated values at the light emission time B are calculated. In this way, the photon number integrating unit 40 calculates the integrated value one after another for each light emission time.

図1に戻り、光子数積算部40において次々に算出される積算値は、計数部50内のメモリに次々に記憶される。計数部50は、メモリに記憶された積算値をその大きさによって複数のチャンネルに分け、各チャンネルごとにその積算値の出現回数をカウントする。こうして、複数のチャンネルと各チャンネルのカウント値(計数)とを対応付けた計数分布が得られる。計数部50において形成された計数分布は、表示部60に表示される。   Returning to FIG. 1, the integrated values calculated one after another by the photon number integrating unit 40 are sequentially stored in the memory in the counting unit 50. The counting unit 50 divides the integrated value stored in the memory into a plurality of channels according to the size, and counts the number of appearances of the integrated value for each channel. In this way, a count distribution in which a plurality of channels and count values (counts) of the respective channels are associated is obtained. The count distribution formed in the counting unit 50 is displayed on the display unit 60.

図3は、複数のチャンネルと各チャンネルの計数とを対応付けた計数分布を示す図である。図3の横軸はチャンネルcを示しており、縦軸は計数nを示している。各チャンネルは、光子数積算部(図1の符号40)から出力される積算値の大きさに対応付けられている。積算値は、あるタイミングで入射したガンマ線によって発生した光子の全個数に相当するものであり、そのガンマ線から得られたエネルギーを反映させたものである。したがって、図3に示す計数分布は、ガンマ線から得られるエネルギーの分布を反映させたものとなる。図3の計数分布はスペクトルと呼ばれる。   FIG. 3 is a diagram showing a count distribution in which a plurality of channels and counts of each channel are associated with each other. The horizontal axis in FIG. 3 indicates the channel c, and the vertical axis indicates the count n. Each channel is associated with the magnitude of the integrated value output from the photon number integrating unit (reference numeral 40 in FIG. 1). The integrated value corresponds to the total number of photons generated by gamma rays incident at a certain timing, and reflects the energy obtained from the gamma rays. Therefore, the count distribution shown in FIG. 3 reflects the distribution of energy obtained from gamma rays. The count distribution in FIG. 3 is called a spectrum.

図3において、波形80は、基準線源から放出されるガンマ線に対応した計数分布曲線である。ガンマ線の場合、シンチレータ(図1の符号10)における相互作用として、光電効果、コンプトン散乱、電子対生成などがある。つまり、これらの相互作用によってガンマ線からエネルギーが得られる。これらの相互作用のうち、光電効果等はガンマ線の全エネルギーを電子等に移行させる作用である。   In FIG. 3, a waveform 80 is a count distribution curve corresponding to gamma rays emitted from the reference source. In the case of gamma rays, the interaction in the scintillator (reference numeral 10 in FIG. 1) includes photoelectric effect, Compton scattering, electron pair generation, and the like. That is, energy is obtained from gamma rays by these interactions. Among these interactions, the photoelectric effect or the like is an action that transfers the total energy of gamma rays to electrons or the like.

図3において、波形80の全吸収ピークPBが光電効果等によるガンマ線のエネルギー吸収に対応している。つまり、全吸収ピークPBがガンマ線の全エネルギーに対応するものであり、その位置(チャンネル)からガンマ線のエネルギーを知ることができる。 In FIG. 3, the total absorption peak P B of the waveform 80 corresponds to the energy absorption of gamma rays due to the photoelectric effect or the like. That is, the total absorption peak P B corresponds to the total energy of gamma rays, and the energy of gamma rays can be known from the position (channel).

上述した実施形態により、比較的簡易な装置構成でありながら光子の個数の空間的かつ時間的な積算値を得ることが可能になる。例えば、APDアレイ20から出力される検出信号をデジタル化する手段(アナログデジタルコンバータなど)を利用しなくても、光子の個数の積算値を算出することが可能になる。また、上述した実施形態によれば、算出された積算値に基づいて、ガンマ線から得られるエネルギーの分布を反映させたスペクトルを形成することが可能になる。   According to the above-described embodiment, it is possible to obtain a spatially and temporally integrated value of the number of photons with a relatively simple device configuration. For example, the integrated value of the number of photons can be calculated without using means for digitizing the detection signals output from the APD array 20 (such as an analog-digital converter). Further, according to the above-described embodiment, it is possible to form a spectrum reflecting the energy distribution obtained from gamma rays based on the calculated integrated value.

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態やその効果は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above and its effect are only a mere illustration in all points, and do not limit the scope of the present invention. The present invention includes various modifications without departing from the essence thereof.

本発明に係る放射線測定装置の全体構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the whole structure of the radiation measuring device which concerns on this invention. 光子数積算部による積算値の算出処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation process of the integrated value by a photon number integration part. 各チャンネルと計数とを対応付けた計数分布を示す図である。It is a figure which shows the count distribution which matched each channel and the count.

符号の説明Explanation of symbols

10 シンチレータ、20 APDアレイ、30 光子判定部、40 光子数積算部、50 計数部、60 表示部。   10 scintillators, 20 APD arrays, 30 photon determination units, 40 photon number integration units, 50 counting units, 60 display units.

Claims (6)

ガンマ線が入射することにより光を発生するシンチレータと、
シンチレータにおいて発生した光を各光検出素子ごとに検出する複数の光検出素子を備えた光検出素子アレイと、
各光検出素子ごとに検出された光の検出結果を複数の光検出素子について空間的に加算処理することにより、ガンマ線の入射により発生した光の空間的な総量を算出する総量演算部と、
を有する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
A scintillator that generates light by the incidence of gamma rays;
A photodetecting element array comprising a plurality of photodetecting elements for detecting light generated in the scintillator for each photodetecting element;
A total amount calculation unit that calculates a spatial total amount of light generated by the incidence of gamma rays by spatially adding the detection results of light detected for each light detection element for a plurality of light detection elements;
Having
A radiation measuring apparatus characterized by that.
請求項1に記載の放射線測定装置において、
前記総量演算部は、シンチレータの発光時間に対応した期間内において、複数の光検出素子により検出された光の検出結果を時間的に加算処理することにより、ガンマ線の入射により発生した光の時間的な総量を算出する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
The radiation measurement apparatus according to claim 1,
The total amount calculation unit temporally adds the detection results of light detected by a plurality of light detection elements within a period corresponding to the light emission time of the scintillator, thereby temporally calculating the light generated by the incidence of gamma rays. Calculate the total amount,
A radiation measuring apparatus characterized by that.
請求項2に記載の放射線測定装置において、
前記各光検出素子は、シンチレータにおいて発生した光を光子ごとに検出し、
前記総量演算部は、複数の光検出素子の各々により検出された光子の個数を光検出素子アレイの全体に亘って加算することにより光子の個数の空間的な総数を算出し、その空間的な総数を発光時間に対応した期間内において積算することにより、ガンマ線の入射により発生した光子の個数の空間的かつ時間的な積算値を算出する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
The radiation measurement apparatus according to claim 2,
Each of the light detection elements detects light generated in the scintillator for each photon,
The total amount calculation unit calculates a spatial total number of photons by adding the number of photons detected by each of the plurality of photodetecting elements over the entire photodetecting element array. By integrating the total number within the period corresponding to the emission time, the spatial and temporal integration value of the number of photons generated by the incidence of gamma rays is calculated.
A radiation measuring apparatus characterized by that.
請求項3に記載の放射線測定装置において、
前記各光検出素子は、複数のサンプリングタイミングに亘って、各サンプリングタイミングごとにその光検出素子に光子が入射するか否かを検出し、
前記総量演算部は、各サンプリングタイミングごとに光子が入射した光検出素子の素子数から光子の個数の空間的な総数を算出し、各サンプリングタイミングごとに算出される空間的な総数に基づいて発光時間に対応した複数のサンプリングタイミングを抽出し、抽出された複数のサンプリングタイミングの空間的な総数を積算することにより前記積算値を算出する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
The radiation measurement apparatus according to claim 3.
Each of the light detection elements detects whether a photon enters the light detection element at each sampling timing over a plurality of sampling timings,
The total amount calculation unit calculates a spatial total number of photons from the number of photodetecting elements on which photons are incident at each sampling timing, and emits light based on the spatial total calculated at each sampling timing. Extracting a plurality of sampling timings corresponding to time, and calculating the integrated value by integrating the spatial total of the extracted sampling timings,
A radiation measuring apparatus characterized by that.
請求項4に記載の放射線測定装置において、
ガンマ線の入射ごとに算出される前記積算値に基づいてガンマ線から得られるエネルギーの分布を反映させたスペクトルを形成するスペクトル形成部をさらに有する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
The radiation measurement apparatus according to claim 4,
A spectrum forming unit that forms a spectrum reflecting a distribution of energy obtained from gamma rays based on the integrated value calculated for each incidence of gamma rays;
A radiation measuring apparatus characterized by that.
請求項5に記載の放射線測定装置において、
前記スペクトル形成部は、前記スペクトルとして、ガンマ線の入射ごとに算出される複数の積算値と各積算値の出現頻度を示す計数値とを対応付けた頻度分布を形成する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
The radiation measurement apparatus according to claim 5,
The spectrum forming unit forms, as the spectrum, a frequency distribution in which a plurality of integrated values calculated for each incidence of gamma rays and a count value indicating an appearance frequency of each integrated value are associated with each other.
A radiation measuring apparatus characterized by that.
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