JP2010025658A - 放射線プローブおよびそれを用いた放射線計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線源から放射線が放射される方向に長さを確保できない場所で放射線計測を行うことができるようにする。
【解決手段】放射線が照射されると光を発するシンチレータ１１と、一端部１２ａと他端部１２ｂとを有し、一端部１２ａにはシンチレータ１１が取り付けられると共に光が入射される入射面１２ｃが設けられ、他端部１２ｂには光が射出される射出面１２ｄが設けられ、入射面１２ｃから射出面１２ｄに光を導く光導波路１２とにより放射線プローブ１０を構成する。また、入射面１２ｃを射出面１２ｄに対して垂直に配置する。これにより、入射面１２ｃに対して垂直な方向の長さを小さくして光導波路１２に光を入射することが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、放射線を計測するための放射線プローブおよびそれを用いた放射線計測装置に関する。

従来より、センサヘッドと、イメージファイバーと、カメラと、画像処理装置とを備えた放射線計測装置が特許文献１で提案されている。このうち、センサヘッドは、γ線の透過率が高い遮光板、所定の方向成分を通過させるマルチコリメータ、およびγ線で蛍光を発するシンチレータなどの蛍光板が遮蔽容器に内蔵された構成になっている。

蛍光板はセンサヘッドの長手方向に対して垂直に配置されている。また、センサヘッドの蛍光板には、該蛍光板に垂直にイメージファイバーが密着させられている。このイメージファイバーにはカメラが接続され、カメラは画像処理装置に接続されている。

そして、センサヘッドは台車に固定され、測定対象物が入れられたタンクから離れた場所に配置される。タンク内で発生したγ線がセンサヘッドに入射すると、γ線は遮光板およびマルチコリメータを通過して蛍光板に照射される。これにより、蛍光板から蛍光が発せられる。該蛍光はイメージファイバーを介してカメラで撮影されて画像処理装置に取り込まれる。このようにして、タンク内の測定対象物から放射される放射線分布が計測される。
特開２００４−８５２５０号公報

しかしながら、上記従来の技術では、蛍光板がセンサヘッドの長手方向に対して垂直に配置され、該蛍光板に垂直にイメージファイバーが接続されている。このため、センサヘッドが該センサヘッドの長手方向に長くなった構成になる。したがって、センサヘッドの長手方向の長さを確保できる場所でないと、センサヘッドを設置して放射線計測を行うことができない。このように、放射線源から放射線が放射される方向に長さを確保できない場所での放射線計測が制限されてしまっていた。

本発明は、上記点に鑑み、放射線源から放射線が放射される方向に長さを確保できない場所で放射線計測を行うことができるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、放射線が照射されると光を発するシンチレータ（１１）と、一端部（１２ａ）と他端部（１２ｂ）とを有し、一端部（１２ａ）にはシンチレータ（１１）が取り付けられると共に光が入射される入射面（１２ｃ）が設けられ、他端部（１２ｂ）には光が射出される射出面（１２ｄ）が設けられ、入射面（１２ｃ）から射出面（１２ｄ）に光を導く導光手段（１２）とを備え、入射面（１２ｃ）は射出面（１２ｄ）に対して角度を持っていることを特徴とする。

これによると、射出面（１２ｄ）に垂直な方向に対して傾いた方向から入射面（１２ｃ）に光を入射できる。したがって、入射面（１２ｃ）に対して垂直な方向の長さを小さくして導光手段（１２）に光を入射することができる。これにより、放射線源（５２）から放射線が放射される方向に長さを確保できない狭い場所でも放射線プローブを配置することができる。こうして、狭い場所であっても、場所の広さに制限されずに放射線計測を行うことができる。

請求項２に記載の発明では、入射面（１２ｃ）は、射出面（１２ｄ）に対して垂直に配置されていることを特徴とする。

これにより、導光手段（１２）の長手方向に対して垂直な方向の幅しかないような狭い場所であっても、放射線プローブを配置して放射線計測を行うことができる。

請求項３に記載の発明では、導光手段（１２）は、入射面（１２ｃ）および射出面（１２ｄ）に対して傾けられ、入射面（１２ｃ）から入射された光を反射させて他端部（１２ｂ）側に導く反射面（１２ｅ）を備えていることを特徴とする。

これにより、導光手段（１２）内を進む光の進行方向を曲げることができる。したがって、放射線源（５２）から放射線が放射される方向に長さを確保できない狭い場所でも放射線計測を行うことができる。

請求項４に記載の発明では、導光手段（１２）は、入射面（１２ｃ）および射出面（１２ｄ）に対して傾けられた反射面（１２ｅ）と、反射面（１２ｅ）に接続されると共に一端部（１２ａ）と反射面（１２ｅ）との間に配置された入射側反射面（１２ｆ）とを備えていることを特徴とする。

このように、導光手段（１２）に複数の反射面（１２ｅ、１２ｆ）を設けることで、導光手段（１２）内を進む光の進行方向を曲げることができる。したがって、放射線源（５２）から放射線が放射される方向に長さを確保できない狭い場所でも放射線計測を行うことができる。また、複数の反射面（１２ｅ、１２ｆ）により導光手段（１２）の集光効率を向上させることができる。

請求項５に記載の発明では、反射面（１２ｅ）は、光のうち入射面（１２ｃ）に対して垂直な方向に入射面（１２ｃ）から入射された光を全反射させるようになっていることを特徴とする。これにより、反射面（１２ｅ）によって、射出面（１２ｄ）に導かれる光の集光効率を向上させることができる。

請求項６に記載の発明では、導光手段（１２）は、一端部（１２ａ）と他端部（１２ｂ）との間に、導光手段（１２）の一端部（１２ａ）と他端部（１２ｂ）とを直角に接続する直角部（１２ｈ）を備えており、一端部（１２ａ）と直角部（１２ｈ）とのなす角度、および他端部（１２ｂ）と直角部（１２ｈ）とのなす角度が共に４５°になっていることを特徴とする。これにより、入射面（１２ｃ）を射出面（１２ｄ）に対して傾けて構成しやすくすることができる。

請求項７に記載の発明では、導光手段（１２）は、一端部（１２ａ）と他端部（１２ｂ）との間に、光のうち入射面（１２ｃ）に対して垂直な方向に進むものが全反射する角度で曲げられた曲げ部（１２ｉ）を備えていることを特徴とする。これにより、曲げ部（１２ｉ）によって、射出面（１２ｄ）に導かれる光の集光効率を向上させることができる。

請求項８に記載の発明では、導光手段（１２）は、一端部（１２ａ）の入射面（１２ｃ）から他端部（１２ｂ）の射出面（１２ｄ）までが直線状に構成されていることを特徴とする。これにより、直線状の導光手段（１２）しか配置できないような狭い場所であっても放射線プローブを配置することができる。

請求項９に記載の発明では、導光手段（１２）と該導光手段（１２）に取り付けられたシンチレータ（１１）との組が複数備えられ、複数の組のシンチレータ（１１）それぞれが一次元に配置されていることを特徴とする。これにより、放射線の一次元（一方向）分布を計測することができる。

請求項１０に記載の発明では、導光手段（１２）と該導光手段（１２）に取り付けられたシンチレータ（１１）との組が複数備えられ、複数の組のシンチレータ（１１）それぞれが二次元に配置されていることを特徴とする。これにより、放射線の二次元分布を計測することができる。

請求項１１に記載の発明では、導光手段（１２）は、アクリル樹脂で構成されていることを特徴とする。アクリル樹脂は曲がりやすく、加工しやすい材料である。したがって、導光手段（１２）を作りやすくすることができる。また、導光手段（１２）を安価で構成することができる。

請求項１２に記載の発明では、導光手段（１２）は、石英ガラスで構成されていることを特徴とする。石英ガラスは温度に対して耐性のある材料である。したがって、高温の測定対象物の測定に適した導光手段（１２）を構成することができる。

請求項１３に記載の発明では、シンチレータ（１１）が取り付けられた導光手段（１２）を覆う金属ケース（１３）を備えていることを特徴とする。これにより、外部からのノイズを遮断することができる。

請求項１４に記載の発明では、導光手段（１２）の側面に反射材が設けられていることを特徴とする。これにより、導光手段（１２）の集光効率を向上させることができる。

そして、請求項１５に記載の発明のように、上記の放射線プローブと、放射線プローブの導光手段（１２）の射出面（１２ｄ）から射出された光を電子に変換して増幅し、増幅した電子を該電子の量に応じた光に変換する増倍手段（２０）と、増倍手段（２０）から放出された光を撮影する撮影手段（３０）と、撮影手段（３０）で撮影された画像を処理する画像処理手段（４０）とを備えた放射線計測装置を構成することができる。

この放射線計測装置を用いることで、放射線源から放射線が放射される方向に長さを確保できない場所でも放射線計測を行うことができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。以下で示される放射線計測装置は、放射線源から放射される放射線を計測するものとして用いられるものである。特に、狭い場所での放射線計測に適している。

図１は、本発明の第１実施形態に係る放射線計測装置の全体構成図である。この図に示されるように、放射線計測装置は、放射線プローブ１０と、増倍ユニット２０と、ＣＣＤカメラ３０と、画像処理装置４０とを備えて構成されている。

放射線プローブ１０は、放射線源から放射される放射線を検出するものである。この放射線プローブ１０は放射線を検出すると、該放射線を放射線エネルギーに応じた光として取得する構成になっている。そして、放射線プローブ１０は、増倍ユニット２０に取り付けられている。放射線プローブ１０の構成については、後で詳しく説明する。

増倍ユニット２０は、放射線プローブ１０で検出された光の強度を増倍させるものである。具体的に、増倍ユニット２０は、放射線プローブ１０から射出された光を光電面に当てて電子に変換して増幅し、増幅した電子を蛍光面に当てることにより、増幅した電子の量に応じた光に変換する。

ＣＣＤカメラ３０は、増倍ユニット２０で増幅された光を撮影するものである。このＣＣＤカメラ３０は増倍ユニット２０に取り付けられており、増倍ユニット２０から放出された光を撮影する。

画像処理装置４０は、ＣＣＤカメラ３０で撮影された画像を取り込み、画像処理を行う機能を有するものである。画像処理装置４０では、撮影された画像のノイズ処理、多数の画像の加減算処理、画像の保存等の各種処理が行われる。画像処理装置４０としては、一般的なパーソナルコンピュータ等が用いられる。以上が、本実施形態に係る放射線計測装置の全体構成である。

次に、上記の放射線プローブ１０の構成について説明する。図２は、放射線プローブ１０の拡大断面図である。この図に示されるように、放射線プローブ１０は、シンチレータ１１と、光導波路１２と、金属ケース１３とを備えている。

シンチレータ１１は、放射線を光に変換する放射線−光変換器である。具体的に、シンチレータ１１は、放射線が照射されるとその放射線エネルギーを吸収して光を発する蛍光板である。この光は、シンチレータ１１内の一点を中心に放射状に四方八方へ放射される。本実施形態では、２ｍｍ角の板状のものが採用される。

光導波路１２は、一方から他方に光を導くものである。図３は、１本の光導波路１２にシンチレータ１１が取り付けられたものを示した図である。この図に示されるように、光導波路１２は、一端部１２ａと他端部１２ｂとを有している。本実施形態では、１本の光導波路１２は２ｍｍ角の棒状をなしている。

また、光導波路１２の一端部１２ａには光が入射される入射面１２ｃが設けられ、他端部１２ｂには光が射出される射出面１２ｄが設けられている。入射面１２ｃは棒状の光導波路１２の一方の端面であり、射出面１２ｄは棒状の光導波路１２の他方の端面である。

入射面１２ｃは射出面１２ｄに対して角度を持っている。具体的には、図３に示されるように、入射面１２ｃは、射出面１２ｄに対して垂直に配置されている。このため、入射面１２ｃと射出面１２ｄとが垂直になるように、光導波路１２の一端部１２ａと他端部１２ｂとの間の一部が曲げられた形状になっている。

光導波路１２の材質は例えばアクリル樹脂である。アクリル樹脂は曲がりやすく、加工しやすい材料であるため、図３に示されるような形状の光導波路１２を作りやすくすることができる。光導波路１２の形成方法としては、棒状のアクリル樹脂を曲げる方法や、一つのブロックを光導波路１２の形状に削る方法がある。一方、アクリル樹脂を型成形することにより光導波路１２を得ることもできる。

光導波路１２の側面には、反射材が設けられている。反射材として、例えば金属箔や金属の蒸着膜が採用される。金属としては、反射効率が高いＡｌ（アルミニウム）などが採用される。このような反射材処理が施されていることにより、光導波路１２内を伝達する光の漏れを防止できる。また、反射材による光導波路１２内での集光効率も向上する。

そして、入射面１２ｃから光が入射されると、この光が光導波路１２と外部との境界で反射しながら光導波路１２内を伝達していき、射出面１２ｄから光導波路１２の外部に射出されることとなる。上述のように、光導波路１２の一部が曲げられているため、該曲がった部分で一端部１２ａ側から他端部１２ｂ側に光を導けるように光導波路１２に反射面１２ｅが設けられている。

この反射面１２ｅは、入射面１２ｃおよび射出面１２ｄに対して傾けられ、入射面１２ｃから入射された光を反射させて他端部１２ｂ側に導く役割を果たす。また、光導波路１２の一端部１２ａ側から他端部１２ｂ側に伝達する光が当該曲がった部分で反射せずに光導波路１２の外部に漏れることを防止する。

反射面１２ｅは、入射面１２ｃに対して垂直な方向に入射面１２ｃから入射した光を全反射させる角度で入射面１２ｃに対して傾けられている。具体的には、アクリル樹脂と空気との界面では、４２°以上で入射する光が全反射されるため、反射面１２ｅは入射面１２ｃに対して４２°以上で傾けられている。本実施形態では、反射面１２ｅは入射面１２ｃに対して４５°の角度で傾けられている。

図４は、光導波路１２の一端部１２ａ付近の拡大図である。上述のように、放射線がシンチレータ１１に照射されると、シンチレータ１１内の一点を中心に放射状に四方八方へ光が放射される。そして、この放射状に照射される光のうち、光導波路１２の入射面１２ｃに対して垂直な方向に入射面１２ｃから入射した光は、一端部１２ａの長手方向に平行に進み、反射面１２ｅで反射して他端部１２ｂの長手方向に平行な方向に進む。

なお、反射面１２ｅの角度の上限は、アクリル樹脂と空気との界面で全反射できる９０°未満である。上記のような角度で反射面１２ｅを設けることで、入射面１２ｃから入射された光を効率良く反射させて他端部１２ｂ側に導くことが可能となる。

一方、図４に示されるように、シンチレータ１１で放射状に発せられた光のうち、入射面１２ｃに対して垂直な方向とは異なる方向に進む光は、光導波路１２と空気との界面で反射しながら光導波路１２内を進んでいくこととなる。

上記の光導波路１２の入射面１２ｃにシンチレータ１１が接着剤等により取り付けられ、１本の光導波路１２と該光導波路１２に取り付けられたシンチレータ１１とで一つの組が構成されている。本実施形態では、図２に示されるように、光導波路１２とシンチレータ１１との組が５つ備えられている。

また、図２に示されるように、各組のシンチレータ１１それぞれが一次元に配置され、光導波路１２とシンチレータ１１との５つの組が一体化されている。本実施形態では、各光導波路１２は、各光導波路１２が一次元的に並べられる方向に対して垂直に曲げられているため、一端部１２ａから曲がった部位までの距離がそれぞれの光導波路１２で異なっている。このため、画像処理装置４０は、画像処理を行う際に各光導波路１２の光路の長さに応じた補正も行っている。

そして、図２に示されるように、一体化された各光導波路１２は有底筒状の金属ケース１３で覆われている。すなわち、シンチレータ１１が取り付けられた各光導波路１２は、それぞれの射出面１２ｄを除いて金属ケース１３に収納された状態になっている。

この金属ケース１３は、シンチレータ１１や光導波路１２を外部から保護する役割を果たすものである。また、シンチレータ１１で発せられた光は弱い光であるため、外部からのノイズに影響されやすい。しかし、金属ケース１３によって光導波路１２を覆い隠すことにより、外部からのノイズを遮断できる。金属ケース１３の材質として、ＳＵＳやＡｌ等が採用される。

図２に示されるように、金属ケース１３の開口部には接続部１３ａが設けられている。この接続部１３ａには、ねじ部が設けられた図示しない取り付け部材が取り付けられており、該取り付け部材を介して金属ケース１３が増倍ユニット２０にねじ止めされている。

上記の金属ケース１３のサイズは、２ｍｍ角の光導波路１２が一次元的に５本並べられたものを収納する大きさ、例えば１１〜１２ｍｍ×３ｍｍ×９０〜１５０ｍｍである。以上が、放射線プローブ１０の構成である。

次に、上記の放射線プローブ１０が備えられた放射線計測装置で放射線を計測する方法について、図５を参照して説明する。なお、図５では、放射線計測装置のうち放射線プローブ１０のみを描いてある。また、放射線プローブ１０の金属ケース１３や光導波路１２は省略してある。

図５に示されるように、ハウジング５０に該ハウジング５０の外部と繋がった穴部５１が設けられたものがある。この穴部５１は、ハウジング５０内に直線状の空間を形成している。

また、ハウジング５０の内部のうち、穴部５１の側部に測定対象物となる放射線源５２が配置されている。放射線源５２は、例えば^５６Ｃｏや^６５Ｚｎ等の放射線を発するものである。

このような放射線源５２から放射線が放射されているかを計測する。具体的には、図１に示される放射線計測装置を用意し、ハウジング５０の穴部５１に放射線プローブ１０を差し込む。

そして、放射線プローブ１０のシンチレータ１１と放射線源５２とを対向させる。このとき、金属ケース１３を放射線源５２に接触させることがもっとも良い。放射線源５２が動いているものや、ハウジング５０内の構造によっては近づけることが難しいものについては、放射線源５２になるべくシンチレータ１１を近づけるようにする。

放射線源５２から放射線が放射されていれば、放射線が金属ケース１３を通過してシンチレータ１１に入射する。これにより、シンチレータ１１が放射線エネルギーを吸収して光を発する。この光が光導波路１２の入射面１２ｃから光導波路１２内に照射され、光導波路１２内を伝達して射出面１２ｄから射出されると共に増倍ユニット２０に入射する。

この後、増倍ユニット２０で光が電子に変換されて増幅され、増幅された電子が再び光に変換される。この光をＣＣＤカメラ３０で撮影し、撮影した画像を画像処理装置４０に取り込む。

画像処理装置４０により、放射線源５２とシンチレータ１１との距離に基づく干渉を考慮したノイズ処理等を行って画像化を図る。これにより、放射線源５２から放射線が放射されていればその分布が表示された画像が得られ、放射線が放射されていなければ何も表示されない画像が得られる。このようにして、放射線計測が完了する。

上記のように、ハウジング５０の穴部５１にしか放射線プローブ１０を配置できないような場合であっても、放射線計測を行うことができる。すなわち、穴部５１は、その長手方向の長さを確保できるものの、放射線源５２から放射線が放射される方向に長さを確保できない狭い場所である。しかし、本実施形態で示されたように、穴部５１の長手方向に平行にシンチレータ１１を配置した放射線プローブ１０を用いることにより、放射線源５２から放射線が放射される方向に長さを確保できない場所であっても、放射線プローブ１０に放射線を取り込むことができる。

以上説明したように、本実施形態では、光導波路１２において射出面１２ｄに対して垂直に入射面１２ｃを設けたことが特徴となっている。これにより、入射面１２ｃに対して垂直な方向の長さを小さくして光導波路１２内に光を導くことが可能となる。したがって、放射線源５２から放射線が放射される方向に長さを確保できない狭い場所であっても放射線プローブ１０を配置し、放射線計測を行うことができる。

また、本実施形態では、入射面１２ｃは射出面１２ｄに対して垂直に配置され、各シンチレータ１１が放射線プローブ１０の長手方向に一次元的に配置されている。このため、放射線プローブ１０全体を放射線プローブ１０の長手方向に対して垂直な方向に突出した部分がない構成、すなわち棒状に構成することが可能である。したがって、穴部５１のような狭い空間に放射線プローブ１０を差し込むことができる。こうして、狭い場所であっても、放射線プローブ１０を配置する場所の広さに制限されずに放射線計測を行うことができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、増倍ユニット２０が特許請求の範囲の増倍手段に対応し、ＣＣＤカメラ３０が特許請求の範囲の撮影手段に相当する。また、画像処理装置４０が特許請求の範囲の画像処理手段に相当し、光導波路１２が特許請求の範囲の導光手段に相当する。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。第１実施形態では、光導波路１２の入射面１２ｃは射出面１２ｄに対して垂直に配置され、光導波路１２の一部が曲げられたものが示されたが、本実施形態では光導波路１２は直線状になっていることが特徴となっている。もちろん、入射面１２ｃは射出面１２ｄに対して角度を持っている。

図６（ａ）は、本実施形態に係る放射線プローブ１０の拡大断面図である。この図に示されるように、各光導波路１２の入射面１２ｃは射出面１２ｄに対してそれぞれ傾けられているが、各光導波路１２は一端部１２ａの入射面１２ｃから他端部１２ｂの射出面１２ｄまでが直線状に構成されている。そして、入射面１２ｃにシンチレータ１１が取り付けられている。

入射面１２ｃは、射出面１２ｄに対して例えば２０°〜３０°の角度で傾けられている。また、各入射面１２ｃは、各光導波路１２が一次元的に並べられた方向に対して傾けられているため、各光導波路１２は順に長くなっている。そして、第１実施形態と同様に、シンチレータ１１が取り付けられた各光導波路１２が金属ケース１３に収納されている。

図６（ｂ）は、図６（ａ）に示される放射線プローブ１０を用いて放射線計測を行う様子を示した図である。図６（ｂ）に示されるように、ハウジング５０に直線状の穴部５１が設けられている。放射線源５２は、ハウジング５０内であって穴部５１の底部付近に配置されている。穴部５１の底面は、該穴部５１の長手方向に対して例えば２０〜３０°で傾けられている。

このような状況において、図６（ａ）に示される放射線プローブ１０が穴部５２に差し込まれると、シンチレータ１１が放射線源５２に対向して配置される。これにより、放射線プローブ１０によって放射線計測が行われる。

以上説明したように、光導波路１２が直線状であっても、入射面１２ｃが射出面１２ｄに対して傾けられている。このため、入射面１２ｃに垂直な方向に場所を確保できない場合であっても、シンチレータ１１を放射線源５２に対向させて配置することが可能となる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第１、第２実施形態では、シンチレータ１１が一次元に配置されていたが、本実施形態では二次元に配置されていることが特徴となっている。

図７は、本実施形態に係る放射線プローブ１０の斜視図である。なお、図７において金属ケース１３については輪郭のみ描いてある。

この図に示されるように、放射線プローブ１０には、光導波路１２と該光導波路１２に取り付けられたシンチレータ１１との組が複数備えられている。また、各組のシンチレータ１１それぞれが二次元に配置されている。

本実施形態では、図２で示された一次元に配置されたものが紙面垂直方向に複数並べられることで、図７の二次元構造が構成されている。これにより、２５個のシンチレータ１１が二次元的に並べられた状態になっている。以上のように、シンチレータ１１を二次元配置することで、放射線の二次元分布を計測することができる。また、放射線分布を計測する際の分解能を向上させることが可能となる。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、放射線プローブ１０は複数の光導波路１２を備えた構成になっているが、１本の光導波路１２とシンチレータ１１とによって放射線プローブ１０を構成することも可能である。この場合、光導波路１２の入射面１２ｃが射出面１２ｄに対して傾けられていれば良い。

また、光導波路１２を一次元に５本並べるだけでなく、２本や６本以上を並べるようにしても良い。同様に、光導波路１２を二次元に並べる場合には、５×５の配置に限らず、３×３、７×７、３×５といった配置でも良い。

上記各実施形態では、光導波路１２として２ｍｍ角の棒状のものが示されているが、光導波路１２のサイズはこれに限らず、１ｍｍ角のものや２．５ｍｍ角のものでも良い。また、光導波路１２の断面が正方形に限らず、長方形のものでも良い。例えば、光導波路１２の断面が１ｍｍ×２ｍｍのものでも良い。

上記各実施形態で示された光導波路１２は棒状のものであったが、光ファイバーのような管状のものでも良い。

上記各実施形態では、金属ケース１３の接続部１３ａに図示しない取り付け部材を取り付けて放射線プローブ１０を増倍ユニット２０に固定していたが、他の手段によって金属ケース１３を増倍ユニット２０に取り付けても良い。例えば、金属ケース１３の接続部１３ａを増倍ユニット２０に直接取り付けるようにしても良い。

上記各実施形態では、光導波路１２をアクリル樹脂で構成していたが、石英ガラスで構成することもできる。石英ガラスは温度に対して耐性があるので、高温のハウジング５０に放射線プローブ１０を配置しても放射線計測に影響がないようにすることができる。

入射面１２ｃから入射された光を射出面１２ｄに導くための光導波路１２の曲がり部分の形態については、図３に示されたものに限らず、他の形態になっていても良い。このことについて、図８〜図１１を参照して説明する。図８〜図１１は、１本の光導波路１２の一端部１２ａ側の拡大図である。

図８（ａ）に示されるように、入射面１２ｃが光導波路１２の側面に配置されると共に、反射面１２ｅが入射面１２ｃに接続された形態になっていても良い。また、図８（ｂ）に示されるように、光導波路１２の一部が垂直に曲がっているが、反射面１２ｅは入射面１２ｃに接続された形態になっていても良い。もちろん、反射面１２ｅの角度は、光が全反射する角度になっていることが好ましい。特に、反射面１２ｅが入射面１２ｃに対して４５°に傾けられていると、図８（ａ）に示されるように、入射面１２ｃに対して垂直に光導波路１２に入射した光が反射面１２ｅで直角に反射してそのまま射出面１２ｄに導かれることとなる。

また、図９に示されるように、光導波路１２の曲がり部に反射面１２ｅと入射側反射面１２ｆとが設けられたものでも良い。入射側反射面１２ｆは反射面１２ｅに接続されると共に一端部１２ａと反射面１２ｅとの間に配置されている。また、反射面１２ｅは入射面１２ｃに対して４５°に傾けられている。この反射面１２ｅの角度は一例であり、４５°に限らず、上述のように光を全反射できる角度であれば良い。

このように、光導波路１２に複数の反射面１２ｅ、１２ｆを設けることで、光導波路１２の集光効率を向上させることが可能となる。

一方、図１０に示されるように、光導波路１２の一端部１２ａと他端部１２ｂとの間に、光導波路１２の一端部１２ａと他端部１２ｂとを直角に接続する直角部１２ｈが備えられていても良い。これによると、一端部１２ａと直角部１２ｈとのなす角度、および他端部１２ｂと直角部１２ｈとのなす角度は共に４５°になっている。このような直角部１２ｈを設けることで、入射面１２ｃを射出面１２ｄに対して傾けて構成しやすくすることができる。また、入射面１２ｃに対して垂直に光導波路１２内に入射した光を直角部１２ｈで全反射させて他端部１２ｂ側に導くことが可能となる。

そして、図１１に示されるように、光導波路１２の一端部１２ａと他端部１２ｂとの間に、光のうち入射面１２ｃに対して垂直な方向に進むものが全反射する角度で曲げられた曲げ部１２ｉが備えられていても良い。この場合、図１１（ａ）のような光導波路１２の一箇所が折り曲げられた形状や、図１１（ｂ）のような複数箇所が折り曲げられた形状とすることができる。この曲げ部１２ｉによって光が反射されることで、射出面１２ｄに導かれる光の集光効率を向上させることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る放射線計測装置の全体構成図である。 放射線プローブの拡大断面図である。 １本の光導波路にシンチレータが取り付けられたものを示した図である。 光導波路の一端部付近の拡大図である。 放射線を計測する様子を示した図である。 （ａ）は第２実施形態に係る放射線プローブの拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示された放射線プローブを用いて放射線計測を行う様子を示した図である。 第３実施形態に係る放射線プローブの斜視図である。 他の実施形態において光導波路の一例を説明するための図である。 他の実施形態において光導波路の一例を説明するための図である。 他の実施形態において光導波路の一例を説明するための図である。 他の実施形態において光導波路の一例を説明するための図である。

符号の説明

１０ 放射線プローブ
１１ シンチレータ
１２ 光導波路
１２ａ 一端部
１２ｂ 他端部
１２ｃ 入射面
１２ｄ 射出面
１２ｅ 反射面
１２ｆ 入射側反射面
１２ｈ 直角部
１２ｉ 曲げ部
１３ 金属ケース
２０ 増倍ユニット
３０ ＣＣＤカメラ
４０ 画像処理装置

Claims (15)

1. 放射線が照射されると光を発するシンチレータ（１１）と、
   一端部（１２ａ）と他端部（１２ｂ）とを有し、前記一端部（１２ａ）には前記シンチレータ（１１）が取り付けられると共に前記光が入射される入射面（１２ｃ）が設けられ、前記他端部（１２ｂ）には前記光が射出される射出面（１２ｄ）が設けられ、前記入射面（１２ｃ）から前記射出面（１２ｄ）に前記光を導く導光手段（１２）とを備え、
   前記入射面（１２ｃ）は前記射出面（１２ｄ）に対して角度を持っていることを特徴とする放射線プローブ。
2. 前記入射面（１２ｃ）は、前記射出面（１２ｄ）に対して垂直に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線プローブ。
3. 前記導光手段（１２）は、前記入射面（１２ｃ）および前記射出面（１２ｄ）に対して傾けられ、前記入射面（１２ｃ）から入射された前記光を反射させて前記他端部（１２ｂ）側に導く反射面（１２ｅ）を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線プローブ。
4. 前記導光手段（１２）は、前記入射面（１２ｃ）および前記射出面（１２ｄ）に対して傾けられた反射面（１２ｅ）と、前記反射面（１２ｅ）に接続されると共に前記一端部（１２ａ）と前記反射面（１２ｅ）との間に配置された入射側反射面（１２ｆ）とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線プローブ。
5. 前記反射面（１２ｅ）は、前記光のうち前記入射面（１２ｃ）に対して垂直な方向に前記入射面（１２ｃ）から入射された光を全反射させるようになっていることを特徴とする請求項３または４に記載の放射線プローブ。
6. 前記導光手段（１２）は、前記一端部（１２ａ）と前記他端部（１２ｂ）との間に、前記導光手段（１２）の一端部（１２ａ）と他端部（１２ｂ）とを直角に接続する直角部（１２ｈ）を備えており、
   前記一端部（１２ａ）と前記直角部（１２ｈ）とのなす角度、および前記他端部（１２ｂ）と前記直角部（１２ｈ）とのなす角度が共に４５°になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線プローブ。
7. 前記導光手段（１２）は、前記一端部（１２ａ）と前記他端部（１２ｂ）との間に、前記光のうち前記入射面（１２ｃ）に対して垂直な方向に進むものが全反射する角度で曲げられた曲げ部（１２ｉ）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の放射線プローブ。
8. 前記導光手段（１２）は、前記一端部（１２ａ）の入射面（１２ｃ）から前記他端部（１２ｂ）の射出面（１２ｄ）までが直線状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線プローブ。
9. 前記導光手段（１２）と該導光手段（１２）に取り付けられた前記シンチレータ（１１）との組が複数備えられ、前記複数の組の前記シンチレータ（１１）それぞれが一次元に配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の放射線プローブ。
10. 前記導光手段（１２）と該導光手段（１２）に取り付けられた前記シンチレータ（１１）との組が複数備えられ、前記複数の組の前記シンチレータ（１１）それぞれが二次元に配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の放射線プローブ。
11. 前記導光手段（１２）は、アクリル樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の放射線プローブ。
12. 前記導光手段（１２）は、石英ガラスで構成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の放射線プローブ。
13. 前記シンチレータ（１１）が取り付けられた前記導光手段（１２）を覆う金属ケース（１３）を備えていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の放射線プローブ。
14. 前記導光手段（１２）の側面に反射材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の放射線プローブ。
15. 請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の放射線プローブと、
    前記放射線プローブの前記導光手段（１２）の射出面（１２ｄ）から射出された前記光を電子に変換して増幅し、増幅した電子を該電子の量に応じた光に変換する増倍手段（２０）と、
    前記増倍手段（２０）から放出された光を撮影する撮影手段（３０）と、
    前記撮影手段（３０）で撮影された画像を処理する画像処理手段（４０）とを備えていることを特徴とする放射線計測装置。

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