JP2009047624A - Radiation detection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高温環境の下で放射線の検出を行なう放射線検出装置に関する。 The present invention relates to a radiation detection apparatus that detects radiation in a high temperature environment.
高温環境の下で放射線の検出を行なう放射線検出装置としてシンチレーション検出器が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A scintillation detector is known as a radiation detection device that detects radiation in a high-temperature environment (see, for example, Patent Document 1).
このシンチレーション検出器は、入射するγ線エネルギにほぼ比例した強さの光を発するシンチレータと、その光を検出し電気信号に変換する光電子増倍管と、電気信号を処理する信号処理回路とから構成されている。シンチレーション検出器は通常、受光光量を大きくするために、シンチレータに光電子増倍管を直接接合する構造になっている。
上述した従来のシンチレーション検出器においては、受光光量を大きくするために、シンチレータに光電子増倍管を直接接合する構造を採用している。 The conventional scintillation detector described above employs a structure in which a photomultiplier tube is directly joined to the scintillator in order to increase the amount of received light.
このために、シンチレーション検出器を高温環境下に設置すると、光電子増倍管が高温の影響を受け、出力信号の変動や部品の劣化が発生していた。すなわち、このシンチレーション検出器を高温環境下に設置すると、光電子増倍管が高温の影響を受け、高温環境下で高感度なγ線の計測が困難であるという課題があった。 For this reason, when the scintillation detector is installed in a high temperature environment, the photomultiplier tube is affected by the high temperature, and the output signal fluctuates and the components deteriorate. That is, when this scintillation detector is installed in a high temperature environment, the photomultiplier tube is affected by the high temperature, and there is a problem that it is difficult to measure gamma rays with high sensitivity in a high temperature environment.
また、このシンチレーション検出器を高温環境下に設置すると、放射線検出装置の部品の劣化が促進されるという課題があった。 In addition, when this scintillation detector is installed in a high temperature environment, there is a problem in that deterioration of components of the radiation detection device is promoted.
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、高温環境下で高感度なγ線の計測を可能とし、さらに部品の劣化を抑制することのできる放射線検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a radiation detection apparatus that can measure gamma rays with high sensitivity in a high-temperature environment and can further suppress deterioration of components. To do.
上記目的を達成するため、本発明の放射線検出装置においては、放射線が入射される円筒形の発光素子と、この発光素子からの光を集光する円筒形の集光素子と、断面が楕円形で内壁が鏡面を形成し、この楕円形状の鏡面の一方の焦点位置又はこの近傍に前記発光素子が設置され、この他方の焦点位置又はこの近傍に前記集光素子が設置される筒状容器と、前記集光素子に接続され外部に前記光を導出する光伝達ケーブルと、前記発光素子よりも低温環境に設置されかつ前記光伝達ケーブルの他端に接続されて前記光を検出する光検出器と、前記検出された光を信号化する信号処理回路と、を有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, in the radiation detection apparatus of the present invention, a cylindrical light emitting element on which radiation is incident, a cylindrical light collecting element for condensing light from the light emitting element, and an elliptical cross section A cylindrical container in which the inner wall forms a mirror surface, the light emitting element is installed at or near one focal position of the elliptical mirror surface, and the light collecting element is installed at or near the other focal position. A light transmission cable connected to the light condensing element to guide the light to the outside, and a light detector installed in a lower temperature environment than the light emitting element and connected to the other end of the light transmission cable to detect the light And a signal processing circuit for converting the detected light into a signal.
また、上記目的を達成するため、本発明の放射線検出装置においては、放射線が入射される発光素子と、この発光素子の少なくとも一端にかつこの発光素子の発光面に向けて設置された凹面鏡と、この凹面鏡の焦点位置又はこの近傍に設けられ前記発光素子からの光を集光する集光素子と、前記発光素子よりも低温環境に設置されかつ前記光伝達ケーブルの他端に接続されて前記光を検出する光検出器と、前記検出された光を信号化する信号処理回路と、を有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, in the radiation detection apparatus of the present invention, a light emitting element on which radiation is incident, a concave mirror disposed at least at one end of the light emitting element and toward the light emitting surface of the light emitting element, A condensing element that is provided at or near the focal position of the concave mirror and condenses light from the light emitting element, and is installed in a lower temperature environment than the light emitting element and is connected to the other end of the light transmission cable and the light. And a signal processing circuit for converting the detected light into a signal.
本発明の放射線検出装置によれば、発光素子を楕円形状の筒状容器の一方の焦点位置又はこの近傍に設置し、集光素子を他方の焦点位置又はこの近傍に設置することにより、高温環境下で高感度なγ線の計測を可能としている。 According to the radiation detection apparatus of the present invention, the light emitting element is installed at one focal position of the elliptical cylindrical container or in the vicinity thereof, and the light collecting element is installed at the other focal position or in the vicinity thereof. It is possible to measure gamma rays with high sensitivity below.
また、集光素子に光伝達ケーブルを介して光検出器を接続し光を検出することにより、この光検出器は高温環境の影響が大幅に制限され、部品の劣化を抑制することができる。 In addition, by connecting a light detector to the condensing element via a light transmission cable and detecting light, the influence of the high temperature environment is greatly limited in the light detector, and deterioration of components can be suppressed.
以下、本発明に係る放射線検出装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of a radiation detection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の第1の実施の形態の放射線検出装置の構成を示すブロック図であり、図2は、本発明の第1の実施の形態の放射線検出装置の変形例の構成を示す斜視図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the radiation detection apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the configuration of a modification of the radiation detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. It is a perspective view.
まず、第1の実施の形態の放射線検出装置の構成について、図1、図2を用いて説明する。 First, the structure of the radiation detection apparatus of 1st Embodiment is demonstrated using FIG. 1, FIG.
図1、図2に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されかつ高エネルギの放射線であるγ線6又はX線が入射される円筒形の発光素子1と、この発光素子1からの光を集光する円筒形の集光素子2と、この発光素子1及び集光素子2を内蔵する筒状容器14を有する。一例として、この発光素子1としてシンチレータが用いられている。また、筒状容器14は、一例として、断面が楕円形で内壁が鏡面を形成し、この楕円形状の鏡面の一方の焦点位置又はこの近傍に発光素子1が設置され、他方の焦点位置又はこの近傍に集光素子2が設置される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the radiation detection apparatus includes a cylindrical light-emitting
この集光素子2の接続された光伝達ケーブル3の他端には、発光素子1よりも低温環境に設置され光7を検出する光検出器4が設けられている。
At the other end of the
このように構成された本実施の形態において、放射線検出装置が高温環境の測定場所に設置された場合に、発光素子1に高エネルギの放射線であるγ線6又はX線が入射されたときに、発光素子1は励起エネルギにより光7を発する。断面形状が楕円の筒状容器14の一方の焦点位置又はこの近傍に設置された発光素子1からの光7は、筒状容器14の内壁を形成する鏡面で反射し、筒状容器14の他方の焦点位置又はこの近傍に設置された集光素子2に入射される。
In the present embodiment configured as described above, when the radiation detection apparatus is installed at a measurement place in a high temperature environment, when
この集光素子2に接続された光伝達ケーブル3の他端には、発光素子1よりも低温環境に設置され光伝達ケーブル3からの光7を検出する光検出器4が接続されている。
The other end of the
本実施の形態によれば、発光素子1を筒状容器14の一方の焦点位置又はこの近傍に発光素子1が設置され、この他方の焦点位置又はこの近傍に集光素子2を設置することにより、集光効率を高め検出可能な放射線量の範囲を広げ、高温環境下で高感度なγ線の計測を可能としている。
According to the present embodiment, the
また、集光素子2に光伝達ケーブル3を介して光検出器4を接続し、入射された光7を検出することにより、この光検出器4は高温環境の影響が大幅に制限され、部品の劣化を抑制することができる。
Further, the photodetector 4 is connected to the
次に、第1の実施の形態の放射線検出装置の変形例について、図2を用いて説明する。図2は、図1の放射線検出装置に中継器8を追加して設けたものであり、図1と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
Next, a modification of the radiation detection apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is provided by adding a
本図に示すように、集光素子として、波長変換ファイバであるガラス波長シフトファイバ15が使用されている。照射された光7をこのガラス波長シフトファイバ15の内部に閉じ込めている。中継器8を介して、ガラス波長シフトファイバ15を光伝達ケーブル3に接続している。この光伝達ケーブル3によって光7を外部に導出している。この光伝達ケーブル3の他端には光検出器4(図1も参照)が接続されている。
As shown in the figure, a glass
本実施の形態によれば、照射された光7をこのガラス波長シフトファイバ15の内部に閉じ込め、このガラス波長シフトファイバ15に接続した光伝達ケーブル3によって光7を外部に導出することにより、この光伝達ケーブル3の接続された光検出器4は高温環境の影響が大幅に制限され、部品の劣化を抑制することができる。
According to the present embodiment, the
図3は、本発明の第2の実施の形態の放射線検出装置の構成を一部透視して示す正面図である。 FIG. 3 is a front view partially showing the configuration of the radiation detection apparatus according to the second exemplary embodiment of the present invention.
まず、第2の実施の形態の放射線検出装置の構成について、図3を用いて説明する。 First, the structure of the radiation detection apparatus of 2nd Embodiment is demonstrated using FIG.
本図に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されγ線6が入射される発光素子16と、この発光素子16の少なくとも一端にかつこの発光素子16の発光面に向けて設置された凹面鏡9と、この凹面鏡9の焦点位置又はこの近傍に設けられ発光素子16からの光7を集光する集光素子2を有する。この集光素子2には、光伝達ケーブル3が接続されている。この光伝達ケーブル3の他端には、発光素子16よりも低温環境に設置され光7を検出する光検出器4(図1も参照)が接続されている。
As shown in the figure, the radiation detection apparatus is installed in a high-temperature environment and a
本実施の形態によれば、発光素子1の発光面に向けて凹面鏡9を設置し、この凹面鏡9の焦点を結ぶ位置又は近傍に集光素子2を設置して反射光7の集光効率を高めることにより、検出可能な放射線量の範囲を広げることができる。また、光伝達ケーブル3を介して反射光7を検出することにより、高温環境下で高感度なγ線6の計測を可能としている。
According to the present embodiment, the
図4は、本発明の第2の実施の形態の放射線検出装置の変形例の構成を一部透視して示す正面図である。図4は、図3の凹面鏡9に貫通孔9aを追加して設けたものであり、図3と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
FIG. 4 is a front view partially showing a configuration of a modification of the radiation detection apparatus according to the second exemplary embodiment of the present invention. FIG. 4 is obtained by adding a through
本図に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されγ線6が入射される発光素子16と、この発光素子16の少なくとも一端にかつこの発光素子16の発光面に向けて設置された凹面鏡9と、この凹面鏡9の焦点位置又はこの近傍に設けられ発光素子16からの光7を集光する集光素子2を有する。この凹面鏡9の中心部に貫通孔9aが開口されている。この貫通孔9aを経由して、集光素子2に接続した光伝達ケーブル3を外部に取り出している。この光伝達ケーブル3の他端には、発光素子16よりも低温環境に設置され光7を検出する光検出器4(図1も参照)が接続されている。
As shown in the figure, the radiation detection apparatus is installed in a high-temperature environment and a
本実施の形態によれば、凹面鏡9の中心部に開口した貫通孔9aを経由して、光伝達ケーブル3を外部に取り出している。このために、発光素子16からの光7をケーブルで遮ることがないので、集光効率を高めることができる。また、光伝達ケーブル3を介して反射光7を検出することにより、高温環境下で高感度なγ線6の計測を可能としている。
According to the present embodiment, the
図5は、本発明の第2の実施の形態の放射線検出装置の他の変形例の構成を示す断面図である。図5は、図3の発光素子16に貫通孔16aを追加して設けたものであり、図3と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
FIG. 5: is sectional drawing which shows the structure of the other modification of the radiation detection apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 5 is obtained by adding a through
本図に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されγ線6が入射される発光素子16と、この発光素子16の少なくとも一端にかつこの発光素子16の発光面に向けて設置された凹面鏡9と、この凹面鏡9の焦点位置又はこの近傍に設けられ発光素子16からの光7を集光する集光素子2を有する。この発光素子16の中心軸に貫通孔16aが開口されている。この貫通孔16aを経由して、集光素子2に接続した光伝達ケーブル3を外部に取り出している。この光伝達ケーブル3の他端には、発光素子16よりも低温環境に設置され光7を検出する光検出器4が接続されている。
As shown in the figure, the radiation detection apparatus is installed in a high-temperature environment and a
本実施の形態によれば、発光素子16の中心軸に開口した貫通孔16aを経由して、光伝達ケーブル3を外部に取り出している。このために、凹面鏡9に開口することがないので、集光効率を高めることができる。また、光伝達ケーブル3を介して反射光7を検出することにより、高温環境下で高感度なγ線6の計測を可能としている。
According to the present embodiment, the
図6は、本発明の第2の実施の形態の放射線検出装置のさらに他の変形例の構成を示す正面図である。図6は、図3の発光素子16に接合部10を追加して設けたものであり、図3と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
FIG. 6 is a front view showing a configuration of still another modified example of the radiation detection apparatus according to the second exemplary embodiment of the present invention. FIG. 6 is obtained by adding the
本図に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されγ線6が入射される発光素子16と、この発光素子16の一端にかつこの発光素子16の発光面に向けて設置された凹面鏡9と、この凹面鏡9の焦点位置又はこの近傍に設けられ発光素子1からの光7を集光する集光素子2を有する。この発光素子1と凹面鏡9との間には、伸縮性のある物質で作製された接合部10が設けられている。
As shown in the figure, the radiation detection apparatus is installed in a high temperature environment and is provided with a
本実施の形態によれば、発光素子16と凹面鏡9との間に伸縮性のある接合部10を設けることにより、発光素子16及び凹面鏡9の熱膨張率に差による接合面の破損を防止することにより、高温環境下で高感度なγ線の計測を可能としている。
According to the present embodiment, by providing the stretchable joint 10 between the light emitting
図7は、本発明の第3の実施の形態の放射線検出装置の構成を一部透視して示す正面図である。 FIG. 7 is a front view showing a part of the configuration of the radiation detection apparatus according to the third exemplary embodiment of the present invention.
図7は、図3の凹面鏡9の内部にミラー11を追加して設けたものであり、図3と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
FIG. 7 is provided by adding a
本図に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されγ線6が入射される発光素子16と、この発光素子16の少なくとも一端にかつこの発光素子16の発光面に向けて設置された凹面鏡9と、この凹面鏡9の焦点位置又はこの近傍に設けられ発光素子16からの光7を集光するミラー11を有する。このミラー11からの光7は、凹面鏡9の中心に設けられた貫通孔9bを経由し、凹面鏡9の外部に設けられたレンズ12で集光され、さらに、光伝達ケーブル3に入射される。
As shown in the figure, the radiation detection apparatus is installed in a high-temperature environment and a
本実施の形態によれば、凹面鏡9で集光した光を、焦点付近に設置したミラー11で反射し、凹面鏡9の中心に設けられた貫通孔9bを経由して光伝達ケーブル3に入射する。かくして、集光素子2を透過する際の光の減衰を排除して集光効率をさらに高めることができる。また、光伝達ケーブル3を介して反射光7を検出することにより、高温環境下で高感度なγ線6の計測を可能としている。
According to the present embodiment, the light collected by the
図8は、本発明の第4の実施の形態の放射線検出装置の構成を示す正面図である。 FIG. 8 is a front view showing the configuration of the radiation detection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
図8は、図3の発光素子1の両面に凹面鏡9、13を設けたものであり、図3と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
8 is provided with
本図に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されかつγ線6が入射される発光素子16と、この発光素子16の両面にかつこの発光素子16の発光面に向けて設置された凹面鏡9、13と、この凹面鏡9、13の焦点位置又はこの近傍に設けられ発光素子16からの光7を集光する集光素子2、2aを有する。この集光素子2、2aには、光伝達ケーブル3、3aがそれぞれ接続されている。この光伝達ケーブル3、3aの他端には、発光素子16よりも低温環境に設置され光7を検出する光検出器4(図1も参照)がそれぞれ接続されている。
As shown in the figure, the radiation detection apparatus is installed in a high temperature environment and a
本実施の形態によれば、発光素子1の両面に凹面鏡9、13、集光素子2、2a及び光伝達ケーブル3、3aを設けることにより、集光効率をさらに高めることができる。
According to the present embodiment, the condensing efficiency can be further increased by providing the
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、各実施の形態の構成を組み合わせて、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the embodiments described above, and departs from the gist of the present invention by combining the configurations of the embodiments. Various modifications can be made without departing from the scope.
1…発光素子、2、2a…集光素子、3、3a…光伝達ケーブル、4…光検出器、5…信号処理回路、6…γ線、7…光、8…中継器、9、13…凹面鏡、9a、9b…貫通孔、10…接合部、11…ミラー、12…レンズ、14…筒状容器、15…ガラス波長シフトファイバ、16…発光素子、16a…貫通孔。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
この発光素子からの光を集光する円筒形の集光素子と、
断面が楕円形で内壁が鏡面を形成し、この楕円形状の鏡面の一方の焦点位置又はこの近傍に前記発光素子が設置され、この他方の焦点位置又はこの近傍に前記集光素子が設置される筒状容器と、
前記集光素子に接続され外部に前記光を導出する光伝達ケーブルと、
前記発光素子よりも低温環境に設置されかつ前記光伝達ケーブルの他端に接続されて前記光を検出する光検出器と、
前記検出された光を信号化する信号処理回路と、
を有することを特徴とする放射線検出装置。 A cylindrical light emitting element to which radiation is incident;
A cylindrical condensing element for condensing light from the light emitting element;
The cross section is elliptical and the inner wall forms a mirror surface. The light emitting element is installed at or near one focal position of the elliptical mirror surface, and the light collecting element is installed at or near the other focal position. A cylindrical container;
A light transmission cable connected to the condensing element and leading the light to the outside;
A light detector installed in a low temperature environment than the light emitting element and connected to the other end of the light transmission cable to detect the light;
A signal processing circuit for converting the detected light into a signal;
A radiation detection apparatus comprising:
この発光素子の少なくとも一端にかつこの発光素子の発光面に向けて設置された凹面鏡と、
この凹面鏡の焦点位置又はこの近傍に設けられ前記発光素子からの光を集光する集光素子と、
前記発光素子よりも低温環境に設置されかつ前記光伝達ケーブルの他端に接続されて前記光を検出する光検出器と、
前記検出された光を信号化する信号処理回路と、
を有することを特徴とする放射線検出装置。 A light emitting element to which radiation is incident;
A concave mirror installed on at least one end of the light emitting element and toward the light emitting surface of the light emitting element;
A condensing element for condensing light from the light emitting element provided at or near the focal position of the concave mirror;
A light detector installed in a low temperature environment than the light emitting element and connected to the other end of the light transmission cable to detect the light;
A signal processing circuit for converting the detected light into a signal;
A radiation detection apparatus comprising:
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101330337B1 (en) * | 2012-10-30 | 2013-11-20 | 한양대학교 산학협력단 | Optical fiber based system to measure radiation dose and structure strain intensity |
-
2007
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KR101330337B1 (en) * | 2012-10-30 | 2013-11-20 | 한양대학교 산학협력단 | Optical fiber based system to measure radiation dose and structure strain intensity |
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