JP2010156673A - RADIOACTIVITY ABSOLUTE MEASURING METHOD OF POSITRON DECAY NUCLIDE DISCHARGING gamma-RAY, DETECTION EFFICIENCY DETERMINATION METHOD OF RADIATION DETECTOR AGGREGATE, AND CALIBRATION METHOD OF RADIATION MEASURING DEVICE - Google Patents

RADIOACTIVITY ABSOLUTE MEASURING METHOD OF POSITRON DECAY NUCLIDE DISCHARGING gamma-RAY, DETECTION EFFICIENCY DETERMINATION METHOD OF RADIATION DETECTOR AGGREGATE, AND CALIBRATION METHOD OF RADIATION MEASURING DEVICE Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radioactivity absolute value measuring method capable of reducing cost by simplifying a radioactivity detection circuit, and by reducing the number of components, capable of heightening calculation speed by reducing the number of times of repeated calculation, and further capable of reducing uncertainty of a radioactivity without performing extrapolation calculation. <P>SOLUTION: In this radioactivity absolute measuring method for measuring absolutely a radioactivity of a nuclide emitting electron/positron and photons by one decay, pair annihilation photons and the other photons (called as the other photons) are counted separately, while performing energy discrimination, relative to each radiation detector element, by using a radiation detector aggregate including a plurality of radiation detector elements, and a radioactivity absolute value is determined without performing efficiency extrapolation by using a counting rate or a simultaneous counting rate of a singular or a plurality of photon detection phenomenons in a pair annihilation photon energy window, a counting rate or a simultaneous counting rate of a photon detection phenomenon in an other photon energy window, and a simultaneous counting rate of a singular photon detection phenomenon in the pair annihilation photon energy window and the photon detection phenomenon in the other photon energy window, or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、放射能絶対測定方法、放射線検出器集合体の検出効率決定方法、及び、放射線(放射能)測定装置(放射線測定装置と総称する)の校正方法に係り、特に、陽電子放射断層撮像(ポジトロン・エミッション・トモグラフィ:PET)装置の校正に用いるのに好適な、一崩壊で、陽電子及びエネルギの異なる複数の光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定方法、該放射能絶対測定方法を利用した放射線検出器集合体の検出効率決定方法、及び、医療診断機器や非破壊検査装置等に用いられる放射線測定装置の校正方法に関する。   The present invention relates to an absolute radioactivity measurement method, a detection efficiency determination method for a radiation detector assembly, and a calibration method for a radiation (radioactivity) measurement device (collectively referred to as a radiation measurement device), and in particular, positron emission tomography. (Positron Emission Tomography: PET) Absolute radioactivity measurement method for absolute measurement of radioactivity of nuclides emitting a plurality of photons of different positron and energy, suitable for use in calibration of an apparatus The present invention also relates to a method for determining the detection efficiency of a radiation detector assembly using the absolute radioactivity measurement method, and a calibration method for a radiation measurement device used in medical diagnostic equipment, non-destructive inspection devices, and the like.

PET装置は、陽電子放出核種を利用した核医学イメージング装置であり、癌の診断や分子イメージング等に広く応用されている。また、放射線治療装置と併用した開放型PET装置により、患部の放射線量分布が可視化され、あるいは、薬効を本格投与前に推定できるPET装置によるマイクロドージング試験が進展するなど、今後PET装置の更なる普及が見込まれている。   The PET apparatus is a nuclear medicine imaging apparatus using a positron emitting nuclide and is widely applied to cancer diagnosis and molecular imaging. In addition, the open PET device used in combination with the radiotherapy device will visualize the radiation dose distribution in the affected area, or the microdosing test will progress with a PET device that can estimate the efficacy before full-scale administration. The spread is expected.

陽電子放出核種とは、18Fのように原子核中の陽子数が中性子数に比べて過多であることによる不安定な同位元素であり、β崩壊に伴って陽電子とニュートリノを放出する性質がある。放出された陽電子は電子の反物質であるため、電子と出会うと対消滅して、両者の質量が全てエネルギに転換される。このエネルギは、消滅放射線という高エネルギ電磁波の形で放射される。対消滅の前後で運動量保存則が維持されるため、消滅放射線は主に2本が同時刻にほぼ正反対の方向に放出される。厳密には1本のみの放出や、3本以上が放出される場合も存在するが、その割合は合わせて全体の1%未満であるため、イメージングでは無視できる。2本を放出する場合、それぞれのエネルギは(陽)電子1個の質量分に相当し、約511keVである。 Positron emitting nuclides are unstable isotopes due to the excessive number of protons in the nucleus compared to the number of neutrons, such as 18 F, and have the property of emitting positrons and neutrinos with β + decay. . Since the emitted positron is an antimatter of electrons, when it meets an electron, it annihilates and all the masses of both are converted into energy. This energy is emitted in the form of high energy electromagnetic waves called annihilation radiation. Since the momentum conservation law is maintained before and after the pair annihilation, two annihilation radiations are mainly emitted in almost opposite directions at the same time. Strictly speaking, there are cases in which only one emission or three or more emission occurs, but since the ratio is less than 1% of the total, it can be ignored in imaging. When emitting two, each energy corresponds to the mass of one (positive) electron, and is about 511 keV.

イメージングの原理は、以下のようである。消滅放射線の同時計数がおこった場合、即ち、511keVの放射線が対向する2つの放射線検出器でほぼ同時刻に測定された場合、この2つの放射線検出器を結ぶ直線上で陽電子が対消滅した可能性が最も高い。この情報を、図1に示す如く、被検体10の周囲にリング状に配置した多くの放射線検出器16を用いて収集し、X線CTと同様な数学的手法によって再構成することにより、被検体10中の陽電子放出核種12の分布を近似する断層画像映像が得られる。図において、14は消滅放射線、18はベッドである。   The principle of imaging is as follows. When simultaneous counting of annihilation radiation occurs, that is, when 511 keV radiation is measured at approximately the same time by two opposing radiation detectors, the positrons may have disappeared on a straight line connecting the two radiation detectors. Most likely. As shown in FIG. 1, this information is collected using a number of radiation detectors 16 arranged around the subject 10 in a ring shape, and is reconstructed by a mathematical method similar to that for X-ray CT. A tomographic image that approximates the distribution of the positron emitting nuclide 12 in the specimen 10 is obtained. In the figure, 14 is an annihilation radiation, and 18 is a bed.

従って、放射線検出器16に求められる性能は、消滅放射線14の入射位置、エネルギ、入射時刻を、なるべく正確に測定できることである。ここで、ほぼ同時刻とは概ね15ナノ秒(ナノは10-9)以内の時間であり、放射線検出器の時刻決定の精度が高い場合には10ナノ秒以下、あるいは5ナノ秒以下とすることができる。 Therefore, the performance required for the radiation detector 16 is that the incident position, energy, and incident time of the annihilation radiation 14 can be measured as accurately as possible. Here, the almost same time is a time within about 15 nanoseconds (nano is 10 −9 ), and when the time determination accuracy of the radiation detector is high, it is set to 10 nanoseconds or less, or 5 nanoseconds or less. be able to.

このPET装置用検出器として、特許文献1に、図2に示すような多数の放射線検出器要素から構成される、深さ方向相互作用位置(DOI)情報を得ることが可能な放射線検出器集合体(DOI検出器とも称する)20が提案されている。図において、21〜24は各層のシンチレータアレイ、26は受光素子である。   As a detector for this PET apparatus, a set of radiation detectors capable of obtaining depth direction interaction position (DOI) information composed of a number of radiation detector elements as shown in FIG. A body (also referred to as a DOI detector) 20 has been proposed. In the figure, 21-24 are scintillator arrays of each layer, and 26 is a light receiving element.

PET装置等の内部に装荷されている放射線検出器集合体は測定対象物の放射能を相対測定する装置であり、その検出効率(感度)は、予め放射能値が付与された標準線源で求めるか、あるいは、凡その放射能値が付与された放射線源により、放射線検出器集合体の相対的な検出効率(感度)の経時的変化が求められていた。放射線源には半減期があり、定期的に交換しなければならないが、線源を交換すると、線源の放射能値の精度が悪いことから、PET装置等の内部に装荷されている放射線検出器集合体の検出効率(感度)の測定値も、図3に例示するように変わってしまっていた。従って、PET装置等の内部に装荷されている放射線検出器集合体の検出効率(感度)について精度の向上が求められてきた。   A radiation detector assembly loaded inside a PET device or the like is a device that relatively measures the radioactivity of an object to be measured, and its detection efficiency (sensitivity) is a standard radiation source that has been given a radioactivity value in advance. A change over time in the relative detection efficiency (sensitivity) of the radiation detector assembly has been required depending on the radiation source to which the radiation detector is to be obtained or a radioactivity value assigned. Radiation sources have a half-life and must be replaced regularly. However, if the radiation source is replaced, the accuracy of the radiation value of the radiation source will be poor, so the radiation detection loaded inside the PET device etc. The measured value of the detection efficiency (sensitivity) of the vessel assembly has also changed as illustrated in FIG. Therefore, it has been required to improve the accuracy of the detection efficiency (sensitivity) of the radiation detector assembly loaded inside the PET apparatus or the like.

一方、57Co、54Mn、134Cs等、β線やX線、オージェ電子とγ線を放出する放射線源の放射能は、4πβ−γ同時測定装置などの放射線検出器により絶対測定されてきた。あるエネルギの放射線(放射線1)と、あるエネルギの放射線(放射線2)が、ある確率で、一回の崩壊において連続的に線源から放出される場合、放射線1を検出する計数率、放射線2を検出する計数率、及び、放射線1と放射線2を同時に検出する計数率を用いることにより、線源の放射能を絶対測定できることが一般に知られている(同時計数法と称する)(非特許文献1参照)。 On the other hand, the radioactivity of radiation sources that emit β-rays, X-rays, Auger electrons and γ-rays, such as 57 Co, 54 Mn, and 134 Cs, has been measured by a radiation detector such as a 4πβ-γ simultaneous measurement device. . If a certain energy radiation (Radiation 1) and a certain energy radiation (Radiation 2) are emitted from the source continuously in a single decay with a certain probability, the counting rate for detecting radiation 1, radiation 2 It is generally known that the radioactivity of a radiation source can be absolutely measured by using the count rate for detecting the radiation and the count rate for simultaneously detecting the radiation 1 and the radiation 2 (referred to as a coincidence method) (Non-Patent Document) 1).

従って、放射能を絶対測定する場合、図4に例示する如く、放射線1を検出する放射線検出器(検出器1)と、放射線2を検出する放射線検出器(検出器2)が用いられてきた。ここで、100は線源、110は放射線1としてのβ線やX線、オージェ電子、112は放射線2としてのγ線、120は検出器1としての例えば比例計数管、130と132は検出器2としての例えばNaI(T1)シンチレータ、140は同時計数回路である。   Therefore, when measuring the radioactivity absolutely, as illustrated in FIG. 4, a radiation detector (detector 1) for detecting radiation 1 and a radiation detector (detector 2) for detecting radiation 2 have been used. . Here, 100 is a radiation source, 110 is a beta ray or X-ray as radiation 1, Auger electrons, 112 is a gamma ray as radiation 2, 120 is a proportional counter as detector 1, for example, 130 and 132 are detectors For example, NaI (T1) scintillator as 2, 140 is a coincidence counting circuit.

この方法では、比例計数管120でβ線110を計数し、シンチレータ130、132でγ線112を計数し、同時計数回路140でβ線とγ線が同時に検出した事象も計数するが、例えば、検出器1によって、放射線2を検出してしまう場合等があり、それらを補正するため、効率外挿法が用いられている(非特許文献1参照)。   In this method, the β-ray 110 is counted by the proportional counter 120, the γ-ray 112 is counted by the scintillators 130 and 132, and the events in which the β-ray and the γ-ray are simultaneously detected by the coincidence counting circuit 140 are also counted. The detector 1 may detect the radiation 2 and the like, and an extrapolation method is used to correct them (see Non-Patent Document 1).

この方法は、放射線1を検出する計数率、放射線2を検出する計数率、及び、放射線1と放射線2を同時に検出する計数率から得られる、検出非効率値(=(1−検出効率)/検出効率)と見かけの放射能値を用い、図5に示す如く、この検出非効率値と見かけの放射能値の関係式を得て、検出非効率値が0即ち検出効率100%のときの放射能を絶対値とするものである。   This method is based on a count rate for detecting radiation 1, a count rate for detecting radiation 2 and a count rate for detecting radiation 1 and radiation 2 at the same time. Detection efficiency) and apparent radioactivity value are used, and as shown in FIG. 5, a relational expression between the detection inefficiency value and the apparent radioactivity value is obtained. When the detection inefficiency value is 0, that is, when the detection efficiency is 100%, Radioactivity is an absolute value.

前者の4πβ−γ同時測定装置で絶対測定を行うには、2種類の検出器が必要であった。また、計数率が高いと、検出器において、放射線が複数本同時に検出器に入射して、図6に示す如く、あたかも1本の別の放射線であるが如く検出されてしまう(パイルアップ)ことがある。このため、従来法では、数kBq程度の放射能値を持つ放射線源を測定しており、PET装置に使用されているような高い強度の放射能を絶対測定するのが難しかった。これを解決するため、放射線検出器集合体を用いて、1種類の検出器で高強度の放射線源の放射能を絶対測定する方法が提案されている(特許文献2)。   In order to perform absolute measurement with the former 4πβ-γ simultaneous measurement apparatus, two types of detectors were required. In addition, when the count rate is high, a plurality of radiations are incident on the detector at the same time and are detected as if they were one other radiation (pile-up) as shown in FIG. There is. For this reason, in the conventional method, a radiation source having a radioactivity value of about several kBq is measured, and it is difficult to absolutely measure high intensity radioactivity used in a PET apparatus. In order to solve this, there has been proposed a method of absolute measurement of the radioactivity of a high-intensity radiation source with one type of detector using a radiation detector assembly (Patent Document 2).

特開2004−279057号公報(図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-279057 (FIG. 1) 特開2008−249337号公報JP 2008-249337 A

ICRU report 52, Particle counting in radioactivity measurements, International Commission on radiation units and measurements, vol.1, 1994ICRU report 52, Particle counting in radioactivity measurements, International Commission on radiation units and measurements, vol.1, 1994

しかしながら、前記方法は外挿が必要なため、測定点が多数必要である。従って、放射能を得るために、多数の同じ計算回路が必要で、部品の点数が多く必要であり、繰り返し計算が何度も必要で計算時間が必要になっていた。これに加え、外挿による放射能の不確かさが全体の不確かさの殆どを占めるという性質があった。   However, since the method requires extrapolation, a large number of measurement points are necessary. Therefore, in order to obtain radioactivity, a large number of the same calculation circuits are required, a large number of parts are required, repeated calculation is required many times, and calculation time is required. In addition, the uncertainty of radioactivity due to extrapolation accounted for most of the overall uncertainty.

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、放射能を得るための回路を簡素化することで部品の点数を削減してコストダウンを可能にし、また、繰り返し計算回数を減らすことで、計算の高速化も可能にすることに加え、更に、外挿計算を行わずに放射能の不確かさをも縮減することを第1の課題とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. By simplifying the circuit for obtaining radioactivity, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced, and the number of repeated calculations can be reduced. The first problem is to reduce the uncertainty of radioactivity without performing extrapolation calculation, in addition to enabling calculation speedup by reducing the number.

本発明は、更に、放射線の多重散乱およびパイルアップの影響を考慮した放射能測定を実現することにより、放射能絶対値の不確かさを縮減することを第2の課題とする。   A second object of the present invention is to reduce the uncertainty of the radioactivity absolute value by realizing radioactivity measurement in consideration of the effects of multiple scattering of radiation and pileup.

本発明は、又、放射線検出器集合体の検出効率を決定可能とすることを第3の課題とする。   The third object of the present invention is to make it possible to determine the detection efficiency of the radiation detector assembly.

本発明は、更に、放射線検出器集合体を用いて、放射線測定装置を校正可能とすることを第4の課題とする。   It is a fourth object of the present invention to make it possible to calibrate a radiation measuring apparatus using a radiation detector assembly.

本発明は、電子陽電子対消滅光子と他光子が完全に弁別することは難しく、電子陽電子対消滅光子として他光子が計数されてしまう事象があることを前提にした放射能絶対測定法である。   The present invention is a radioactivity absolute measurement method based on the premise that there is an event in which other photons are counted as electron positron pair annihilation photons because it is difficult to completely distinguish electron positron pair annihilation photons from other photons.

即ち、本発明の一側面は、一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子と他光子をエネルギ弁別しながら別々に計数し、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求めるようにして前記第1の課題を解決したものである。   That is, one aspect of the present invention is a radioactivity absolute measurement method for absolute measurement of radioactivity of a nuclide that emits positrons and photons in one decay, and a radiation detector assembly comprising a plurality of radiation detector elements. , The electron positron pair annihilation photon and the other photon are counted separately for each radiation detector element, and the counting rate of single or multiple photon detection events in the electron positron pair annihilation photon energy window, the electron positron Single photon detection event count rate in pair annihilation photon energy window, photon detection event count rate in other photon energy window, single or multiple photon detection event and other photon energy in electron positron pair annihilation photon energy window Coincidence rate of photon detection events in windows, single photon detection events in electron positron pair annihilation photon energy window And using the coincidence index in photon detection events other photon energy windows, without the efficiency extrapolation is obtained by solving the first problem was to obtain the radioactivity absolute value.

又、本発明の他の側面は、一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、光子のエネルギスペクトルを得ると共に、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子と他光子をエネルギ弁別しながら別々に計数し、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象と他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、他光子の非光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率を電子陽電子対消滅光子の光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率で除した計数率比を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求めるようにして前記第1の課題を解決したものである。   Another aspect of the present invention is a radioactivity absolute measurement method for absolute measurement of radioactivity of a nuclide that emits positrons and photons in one decay, comprising a plurality of radiation detector elements. The photon detection event in the electron positron pair annihilation photon energy window is obtained using the body to obtain the energy spectrum of photons and separately counting the electron positron annihilation photon and other photons for each radiation detector element while discriminating energy. Counting rate, photon detection event count rate in other photon energy window, photon detection event in electron positron pair annihilation photon energy window and photon detection event rate in other photon energy window, other photon detection rate Electron positron pair annihilation by electron absorption of electron positron pair annihilation photon by counting rate in electron positron pair annihilation photon energy window by nonphotoelectric absorption Using count rate ratio obtained by dividing the in count rate in the photon energy window, without the efficiency extrapolation is obtained by solving the first problem was to obtain the radioactivity absolute value.

又、本発明の更に他の側面は、一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子と他光子をエネルギ弁別しながら別々に計数し、少なくとも、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける二光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出または複数検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける二光子検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率を用いて、効率外挿を行うことなく、多重散乱およびパイルアップを考慮して、放射能絶対値を求めるようにして前記第2の課題を解決したものである。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a radioactivity absolute measurement method for absolute measurement of radioactivity of a nuclide that emits positrons and photons in one decay, comprising a plurality of radiation detector elements. Using an aggregate, the electron positron pair annihilation photon and other photons are separately counted for each radiation detector element while energy discriminating, and at least counting one or more photon detection events in the electron positron pair annihilation photon energy window. , Counting rate of single photon detection event in electron positron pair annihilation photon energy window, counting rate of two photon detection event in electron positron pair annihilation photon energy window, counting rate of detection event in other photon energy window Single or multiple photon detection in the electron-positron pair annihilation photon energy window and photon detection in other photon energy windows Event coincidence rate, photon single detection in electron positron pair annihilation photon energy window and photon detection event coincidence in other photon energy window, two photon detection in electron positron pair annihilation photon energy window and others Using the coincidence rate of photon detection events in the photon energy window, the second problem is solved by calculating the radioactivity absolute value in consideration of multiple scattering and pileup without performing extrapolation. It has been solved.

本発明は、又、電子陽電子対消滅光子と他光子のパイルアップ事象エネルギウィンドウでパイルアップを検出した場合に、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出数を加算補正し、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象及び電子陽電子対消滅光子と他光子の同時検出事象があったと見なすようにして前記第2の課題を解決したものである。   The present invention also adds and corrects the number of detected photons in the electron positron pair annihilation photon energy window when pileup is detected in the pileup event energy window of the electron positron pair annihilation photon and the other photon. The second problem is solved by assuming that there is a photon detection event in the window and a simultaneous detection event of electron positron annihilation photons and other photons.

本発明は、又、放射線スペクトルに対して、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウ、他光子エネルギウィンドウ、電子陽電子対消滅光子と他光子のパイルアップ事象エネルギウィンドウを、光子によるピークの高エネルギ側の一部にかけて、低エネルギ散乱放射線の影響を低減するようにしたものである。   The present invention also provides an electron positron pair annihilation photon energy window, an other photon energy window, an electron positron pair annihilation photon and another photon pileup event energy window with respect to the radiation spectrum. The effect of low energy scattered radiation is reduced over the part.

本発明は、又、前記の方法で決定された放射能絶対値を用いて、放射線検出器集合体の光子の計数率から、放射線検出器集合体の検出効率を求めるようにして、前記第3の課題を解決したものである。   In the present invention, the detection efficiency of the radiation detector assembly is obtained from the photon count rate of the radiation detector assembly using the radioactivity absolute value determined by the above method, This is a solution to this problem.

又、前記の方法で決定された放射能絶対値を用いて、放射線検出器集合体を備えた放射線測定装置を校正するようにして、前記第4の課題を解決したものである。   Further, the fourth problem is solved by calibrating the radiation measuring apparatus including the radiation detector assembly using the radioactivity absolute value determined by the above method.

ここで、前記放射線測定装置は、PET装置であることができる。   Here, the radiation measurement apparatus may be a PET apparatus.

又、前記放射線検出器集合体を校正用仲介標準器として作業現場に搬入し、作業現場にある放射線源に放射能絶対値を与え、この放射線源を、作業現場で使用している放射線測定装置で測定して、該放射線測定装置の出力と放射能絶対値を関連付けるようにすることができる。   The radiation detector assembly is carried into a work site as an intermediary standard for calibration, a radioactivity absolute value is given to a radiation source at the work site, and this radiation source is used at the work site. And the output of the radiation measuring apparatus can be related to the absolute value of radioactivity.

又、放射線源を分注して、放射線検出器集合体用放射線源と放射線測定装置用放射線源に分け、各放射線源の重さを測定し、放射線検出器集合体用放射線源を放射線検出器集合体で測定して、その放射能絶対値を付与し、この放射能絶対値と放射線源の重さから、放射線測定装置用放射線源に放射能絶対値を付与し、該放射線測定装置用放射線源を作業現場の放射線測定装置で測定して、該放射線測定装置の出力値と前記放射線測定装置用放射線源の放射能絶対値を関係付けるようにすることができる。   Also, the radiation source is dispensed and divided into a radiation source for the radiation detector assembly and a radiation source for the radiation measuring apparatus, the weight of each radiation source is measured, and the radiation source for the radiation detector assembly is measured by the radiation detector. Measure with the aggregate and give the radioactivity absolute value. From the radioactivity absolute value and the weight of the radiation source, give the radioactivity absolute value to the radiation source for the radiation measurement device. The source can be measured with a radiation measurement device at the work site, and the output value of the radiation measurement device and the radioactivity absolute value of the radiation source for the radiation measurement device can be related.

本発明により、放射線検出器集合体を備えたPET装置等で放射能絶対測定が精度良く行えるので、放射能値の付与されていない線源を用いてPET装置等の検出効率(感度)が決定できる。この際、直接放射能絶対値から検出効率(感度)を得られるので、安定的に精度良く検出効率(感度)が決定できる。   According to the present invention, absolute measurement of radioactivity can be performed with high accuracy using a PET apparatus equipped with a radiation detector assembly, so that the detection efficiency (sensitivity) of the PET apparatus is determined using a radiation source to which no radioactivity value is assigned. it can. At this time, since the detection efficiency (sensitivity) can be obtained directly from the absolute value of radioactivity, the detection efficiency (sensitivity) can be determined stably and accurately.

又、放射線検出器集合体を仲介標準器として放射線検出器の校正を行なうと、従来は寿命が短いため、輸送や測定が困難であった放射線源に対して、放射能絶対値を精度良く付与し、この放射能絶対値の付与された放射線源を用いて、放射線検出器の校正が、精度良く行なえる。また、輸送できる線源であっても、輸送中の紛失、盗難の恐れがあったが、本発明により、線源を輸送する必要がなくなり、安全に校正が行える。   In addition, when a radiation detector is calibrated using the radiation detector assembly as an intermediary standard device, the absolute value of radioactivity is accurately given to radiation sources that were difficult to transport or measure because of their short lifetime. The radiation detector can be calibrated with high accuracy using the radiation source to which the absolute value of radioactivity is given. Moreover, even if the radiation source can be transported, there is a risk of loss or theft during transportation. However, according to the present invention, it is not necessary to transport the radiation source, and the calibration can be performed safely.

これらの効果が、外挿を用いて放射線絶対値を計測する装置と比べ、安価に実現でき、また放射能絶対値を得るための計算速度を向上させることができる。更に放射能絶対値の不確かさを小さくすることができる。   These effects can be realized at a lower cost than an apparatus that measures the absolute radiation value using extrapolation, and the calculation speed for obtaining the absolute radioactivity value can be improved. Furthermore, the uncertainty of the radioactivity absolute value can be reduced.

又、これらの効果を、特に多数の放射線検出素子を持つPET装置を含む放射能測定装置について、従来法と比べ、小さい放射能不確かさで実現することができる。   In addition, these effects can be realized with less radio uncertainty compared to the conventional method particularly for a radioactivity measurement apparatus including a PET apparatus having a large number of radiation detection elements.

従来のPET装置の概略構成を示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of the conventional PET apparatus. 従来のDOI検出器の構成例を示す斜視図The perspective view which shows the structural example of the conventional DOI detector. 従来のPET装置の校正における問題点を示す図The figure which shows the problem in the calibration of the conventional PET apparatus 従来の4πβ−γ同時測定装置の一例の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of an example of a conventional 4πβ-γ simultaneous measurement apparatus 効率外挿による絶対値測定の例を示す図Diagram showing an example of absolute value measurement by efficiency extrapolation スペクトルのパイルアップの例を示す図Diagram showing an example of spectrum pileup 本発明の第1実施形態を示す図The figure which shows 1st Embodiment of this invention 第1実施形態の計数装置に内蔵される放射能絶対値算出回路の例を示すブロック図The block diagram which shows the example of the radioactive absolute value calculation circuit incorporated in the counting device of 1st Embodiment 同じく放射能絶対値算出回路の他の例を示すブロック図Similarly, a block diagram showing another example of a radioactivity absolute value calculation circuit 同じく計算機に実装されるアルゴリズムの例の前半を示す流れ図A flowchart showing the first half of an example of an algorithm that is also implemented in a computer 同じく後半を示す流れ図Flow chart showing the second half 同じく計算機に実装されるアルゴリズムの他の例を示す流れ図A flow chart showing another example of an algorithm that is also implemented in the computer 本発明の第2実施形態の課題である多重散乱を示す図The figure which shows the multiple scattering which is a subject of 2nd Embodiment of this invention 本発明の第2実施形態の計数装置に内蔵される放射能絶対値算出回路の例を示すブロック図The block diagram which shows the example of the radioactivity absolute value calculation circuit incorporated in the counting device of 2nd Embodiment of this invention 光電吸収エネルギ範囲の例を示す図Diagram showing an example of the photoelectric absorption energy range 第2実施形態で計算機に実装されるアルゴリズムの例の前半を示す流れ図The flowchart which shows the first half of the example of the algorithm mounted in the computer by 2nd Embodiment 同じく後半を示す流れ図Flow chart showing the second half 本発明の第3実施形態を示す図The figure which shows 3rd Embodiment of this invention. 同じく第4実施形態を示す図The figure which similarly shows 4th Embodiment 同じく第5実施形態を示す図The figure which similarly shows 5th Embodiment

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図7は、本発明に係る外挿を用いない放射線検出器集合体を用いた放射能絶対測定方法及び放射線検出器集合体の検出効率(感度)測定方法を示す第1実施形態である。図中、200は放射線源、210、212は、例えばDOI検出器である放射線検出器集合体、220は計数装置、240は計算機、250は入力装置、260は表示装置である。   FIG. 7 is a first embodiment showing an absolute radioactivity measurement method using a radiation detector assembly without extrapolation and a detection efficiency (sensitivity) measurement method of the radiation detector assembly according to the present invention. In the figure, 200 is a radiation source, 210 and 212 are radiation detector assemblies, for example, DOI detectors, 220 is a counting device, 240 is a calculator, 250 is an input device, and 260 is a display device.

放射線源200からは、複数の光子が放出される。放射線検出器集合体210、212に光子が入射し、計数装置220によって、光子の入射時刻と、光子のエネルギと、光子を検出した検出素子の識別番号が組となって計数され、計算機240の記憶装置に記憶される。また、計数装置220で放射能値が計算される場合は、放射能値が計算機240に出力される。入力装置250によって計算機240を操作し、表示装置260により、入力内容や結果が表示される。   A plurality of photons are emitted from the radiation source 200. Photons are incident on the radiation detector assemblies 210 and 212, and the counting device 220 counts the incident time of the photons, the energy of the photons, and the identification number of the detection element that detected the photons as a set. Stored in a storage device. Further, when the radioactivity value is calculated by the counting device 220, the radioactivity value is output to the calculator 240. The calculator 240 is operated by the input device 250 and the input content and result are displayed by the display device 260.

光子を計数しながら放射能値を計算できるシステムの場合には、計数装置220に、図8あるいは図9のような、アルゴリズムをもつ回路が実装される。図8の場合は以下のとおりである。光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の識別番号の組が、着目しているエネルギを含む組のみを通すエネルギフィルタ221及び222に送られる。ここで、221は電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲(エネルギウィンドウA)を持つものを通し、222は他光子の光電吸収エネルギ範囲(エネルギウィンドウG)を持つものを通す。   In the case of a system capable of calculating a radioactivity value while counting photons, a circuit having an algorithm as shown in FIG. 8 or FIG. The case of FIG. 8 is as follows. A set of photon incident time, photon energy, and identification number of the detection element that has detected the photon is sent to energy filters 221 and 222 that pass only the set including the energy of interest. Here, 221 passes the one having the photoelectric absorption energy range (energy window A) of electron-positron pair annihilation photons, and 222 passes the one having the photoelectric absorption energy range (energy window G) of other photons.

223はエネルギウィンドウAに於ける光子の検出個数を判別する回路である。   A circuit 223 discriminates the number of detected photons in the energy window A.

224、225はエネルギウィンドウAとエネルギウィンドウGに於いてある時間幅での光子の同時検出を判別する回路であり、224はエネルギウィンドウAに於いて光子が単数または複数検出される場合に用いられ、225はエネルギウィンドウAに於いて単数光子が検出される場合に用いられる。   224 and 225 are circuits for discriminating the simultaneous detection of photons within a certain time width in the energy window A and the energy window G, and 224 is used when one or more photons are detected in the energy window A. 225 is used when a single photon is detected in the energy window A.

226、227、228、229、230はカウンタであり、測定時間中、226はエネルギウィンドウAに於ける光子の単数又は複数検出事象の計数、227はエネルギウィンドウAに於ける光子の単数検出事象の計数、228はエネルギウィンドウAに於ける光子の単数または複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象のある時間幅での同時計数、229はエネルギウィンドウAに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象のある時間幅での同時計数、230はエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数を行う。   226, 227, 228, 229, 230 are counters, and during the measurement time, 226 is a count of single or multiple photon detection events in energy window A, and 227 is a single photon detection event in energy window A. Count 228 is a coincidence of a photon detection event in energy window A and a photon detection event in energy window G over a period of time, and 229 is a photon detection event in energy window A. A coincidence of photon detection events in energy window G over a period of time, 230 is a count of photon detection events in energy window G.

231は放射能絶対値算出回路であり、226から230までのカウンタの値、および測定時間から、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数または複数検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数検出事象の計数率ras、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数または複数光子検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率rc、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率rcsが求められ、これらより放射能絶対値Aが算出される。 231 is a radioactive absolute value calculation circuit, the value of from 226 to 230 counters, and the measurement time, the count rate r a singular or plural detecting events in photon energy window A, in the energy window A count rate single detection event photons r the as, the energy window count rate r g of at photon detection events G, the energy windows in photon a s photon detection events and energy window in photon detection events G coincidence rate r c of the coincidence rate r cs of at photon detection events singular detection events and energy window G of in photon energy window a is determined, from these radioactive absolute value a is calculated.

放射能絶対値の算出式は、例えば22Naの場合は、以下のとおりである。 The formula for calculating the radioactivity absolute value is, for example, 22 Na, as follows.

Figure 2010156673
Figure 2010156673

ここで、ab, aecは、22Naがb+崩壊により22Neの1245keVのエネルギ準位に崩壊する分岐比とEC崩壊により同エネルギ準位に崩壊する分岐比である。同様に、核種ごとに原子核崩壊様式に則した計算式を立式することにより、放射能が求められる。 Here, a b, a ec is a branching ratio which disintegrate in the energy level by a branch ratio and EC collapse 22 Na collapses the energy level of 1245keV of b + decay by 22 Ne. Similarly, radioactivity is obtained by formulating a calculation formula according to the nuclear decay mode for each nuclide.

この得られた放射能絶対値は、図7に示した計算機240に送出される。   The obtained radioactivity absolute value is sent to the computer 240 shown in FIG.

また、図9の場合は以下のとおりである。光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の識別番号の組が、着目しているエネルギを含む組のみを通すエネルギフィルタ271及び272に送られ、更にスペクトルアナライザ273に送られる。ここで、エネルギフィルタ271は電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲(エネルギウィンドウA)を持つものを通し、エネルギフィルタ272は他光子の光電吸収エネルギ範囲(エネルギウィンドウG)を持つものを通す。またスペクトルアナライザ273はすべてのデータの組を受け取り、光子スペクトルを作成する。   The case of FIG. 9 is as follows. A set of photon incidence time, photon energy, and identification number of the detection element that has detected the photon is sent to energy filters 271 and 272 that pass only the set including the energy of interest, and further sent to the spectrum analyzer 273. Here, the energy filter 271 passes the one having the photoelectric absorption energy range (energy window A) of electron-positron pair annihilation photons, and the energy filter 272 passes the one having the photoelectric absorption energy range (energy window G) of other photons. The spectrum analyzer 273 also receives all data sets and creates a photon spectrum.

同時事象検知回路274は、エネルギウィンドウAに於ける光子とエネルギウィンドウGに於ける光子のある時間幅での同時検出を検知するものである。   The simultaneous event detection circuit 274 detects simultaneous detection of a photon in the energy window A and a photon in the energy window G in a certain time width.

カウンタ275、276、277は、それぞれ、エネルギウィンドウAに於ける光子の検出事象の計数、エネルギウィンドウAに於ける光子検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象のある時間幅での同時計数、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数を行う。   Counters 275, 276, and 277 respectively count photon detection events in energy window A, and coincidence of photon detection events in energy window A and photon detection events in energy window G over a period of time. The photon detection event is counted in the energy window G.

計数率比計算回路278はスペクトルアナライザ273により得られた光子スペクトルから、エネルギウィンドウAについて、ピーク部分と連続部分を分離し、ピーク部分の計数と連続部分の計数を求め、これと測定時間により電子陽電子対消滅光子の光電吸収による計数率に対する他光子の非光電吸収による計数率の比を得る。ピーク部分のカウントと連続部分のカウントの分離は、文部科学省放射能測定シリーズ7、ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリーに記載の方法等を用いることができる。ピーク部分の計数率rpeakと連続部分の計数率rcontから、計数率比はrcont/ rpeakと求められる。 The count rate ratio calculation circuit 278 separates the peak portion and the continuous portion for the energy window A from the photon spectrum obtained by the spectrum analyzer 273, obtains the count of the peak portion and the count of the continuous portion, and determines the electron based on this and the measurement time. The ratio of the count rate due to non-photo absorption of other photons to the count rate due to photoelectric absorption of positron pair annihilation photons is obtained. For the separation of the peak portion count and the continuous portion count, the method described in the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology's Radioactivity Measurement Series 7, gamma-ray spectrometry using a germanium semiconductor detector can be used. From the count rate r peak of the peak portion and the count rate r cont of the continuous portion, the count rate ratio is obtained as r cont / r peak .

放射能絶対値算出回路279では、測定時間とカウンタ275、276、277から得られる計数からエネルギウィンドウAに於ける光子の検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウGに於ける光子の検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウAに於ける光子の検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子の検出事象の同時計数rcを得て、計数率比計算回路278より計数率比rcont/ rpeakを得て、放射能絶対値Aを算出する。 In radioactivity absolute value calculation circuit 279, the measurement time and the count obtained from the counter 275,276,277 detection events in photon energy window A count rate r a, the detection event in photon energy window G The count rate r g , the coincidence count r c of the photon detection event in the energy window A and the photon detection event in the energy window G is obtained, and the count rate ratio r cont / r peak is obtained from the count rate ratio calculation circuit 278. And the radioactivity absolute value A is calculated.

放射能絶対値Aの算出方法は、例えば22Naの場合は以下の式のとおりである。 The calculation method of the radioactivity absolute value A is, for example, in the case of 22 Na as follows.

Figure 2010156673
Figure 2010156673

ここでab, aec22Naがb+崩壊により22Neの1245keVのエネルギ準位に崩壊する分岐比とEC崩壊により同エネルギ準位に崩壊する分岐比である。同様に、核種ごとに原子核崩壊様式に則した計算式を立式することにより、放射能が求められる。 Here, a b and a ec are the branching ratio at which 22 Na decays to the energy level of 1245 keV of 22 Ne due to b + decay and the branching ratio at which it decays to the same energy level due to EC decay. Similarly, radioactivity is obtained by formulating a calculation formula according to the nuclear decay mode for each nuclide.

図7に示した計算機240が省略され、入力装置250及び表示装置260が、直接、計数装置220に接続されていても良い。   The computer 240 shown in FIG. 7 may be omitted, and the input device 250 and the display device 260 may be directly connected to the counting device 220.

一方、計数装置220ではなく計算機240で、放射能計算を行う場合は、計数装置220から、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータが組になって出力され、計算機240に図8または図9のアルゴリズムが実装されるか、又は、計数装置220から、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータが組になって出力され、計算機240内の記憶装置に一旦記憶した後、計算機240に実装された図10〜11、図12のようなアルゴリズムにより放射能を計算することもできる。   On the other hand, when the radioactivity calculation is performed by the computer 240 instead of the counting device 220, the counting device 220 outputs a set of data of the incident time of the photon, the energy of the photon, and the number of the detection element that has detected the photon. 8 or 9 is implemented in the computer 240, or the photon incident time, the photon energy, and the data of the detection element number that detected the photon are output as a set from the counting device 220. The radioactivity can be calculated by an algorithm as shown in FIGS. 10 to 11 and 12 installed in the computer 240 after being temporarily stored in a storage device in the computer 240.

具体的には、まず、図10のステップ301で、電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲(エネルギウィンドウA)および他光子の光電吸収エネルギ範囲(エネルギウィンドウG)を決定する。   Specifically, first, in step 301 of FIG. 10, the photoelectric absorption energy range (energy window A) of electron-positron pair annihilation photons and the photoelectric absorption energy range (energy window G) of other photons are determined.

次いで、ステップ302で、エネルギウィンドウA内にある、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列1と、エネルギウィンドウG内にある、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列2を作る。   Next, in step 302, the data string 1 in the energy window A, arranged in the order of the photon incidence time of only the photon incidence time, the photon energy, and the number of the detection element number detecting the photon, and the energy window A data string 2 is formed in G, which is arranged in the order of the photon incidence times of only the photon incidence time, the energy of the photon, and the data number of the detection element that detected the photon.

次いで、ステップ303で、まだ読み込んでいないデータの組の中で最も入射時刻の古いデータの組を、データ列1又はデータ列2から読み込む。   Next, in step 303, the data set having the oldest incident time among the data sets not yet read is read from the data string 1 or the data string 2.

次いで、ステップ304で、データ列1から読み込んだのか判別する。ステップ304の判定結果が「はい」の場合は、ステップ305に進む。   Next, in step 304, it is determined whether or not the data string 1 has been read. If the determination result in step 304 is “Yes”, the process proceeds to step 305.

ステップ305では、データ列1にある時間幅で同時刻入射のデータの組があるか判別する。ステップ305の判定結果が「はい」の場合は、ステップ306に進む。ステップ306では、同時刻入射のデータの組をデータ列1から読み込み、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を1つ増加させる。なお、同時刻入射のデータの組が2つ以上の複数存在しても計数値は1つ増加させる。   In step 305, it is determined whether there is a data set having the same time incidence in the time width in the data string 1. If the determination result in step 305 is “Yes”, the process proceeds to step 306. In step 306, the data set at the same time incidence is read from the data string 1, and the count value of the photon single or plural detection events in the energy window A is incremented by one. Note that even if there are two or more sets of data incident at the same time, the count value is increased by one.

次いで、ステップ307で、データ列2にある時間幅での同時刻入射の組があるか判別する。ステップ307の判定結果が「はい」の場合は、ステップ308に進む。   Next, in step 307, it is determined whether there is a set of incidents at the same time with a time width in the data string 2. If the determination result in step 307 is “Yes”, the process proceeds to step 308.

ステップ308では、データ列2よりデータを読み込み、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数値を1つ増加させる。更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を1つ増加させる。   In step 308, data is read from the data string 2, and the count value of the photon detection event in the energy window G is incremented by one. Furthermore, the count value of the simultaneous event of the photon detection event in the energy window A and the photon detection event in the energy window G is increased by one.

一方、ステップ305の判定結果が「いいえ」の場合は、ステップ309に進む。   On the other hand, if the determination result in step 305 is “No”, the process proceeds to step 309.

ステップ309では、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数値を1つ増加させ、更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を1つ増加させる。   In step 309, the count value of the single photon detection event in the energy window A is incremented by 1, and further, the count value of the single photon detection event or multiple detection events in the energy window A is incremented by one.

次いで、ステップ310で、データ列2にある時間幅で同時刻入射の組があるかどうか判定する。ステップ310の判定結果が「はい」の場合は、ステップ311に進む。   Next, at step 310, it is determined whether or not there is a set having the same time incidence in the time width in the data string 2. If the determination result in step 310 is “Yes”, the process proceeds to step 311.

ステップ311では、データ列2よりデータを読み込み、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数値を1つ増加させ、更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出とエネルギウィンドウGに於ける光子検出の同時事象の計数値を1つ増加させ、更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を1つ増加させる。   In step 311, the data is read from the data string 2, the count value of the photon detection event in the energy window G is incremented by 1, and further, the single photon detection in the energy window A and the photon detection in the energy window G are detected. , And the photon detection event in energy window A and the photon detection event in energy window G are incremented by one.

一方、ステップ304の判定結果が「いいえ」の場合は、図11のステップ312に進み、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数値を1つ増加させる。   On the other hand, if the determination result in step 304 is “NO”, the process proceeds to step 312 in FIG. 11 to increment the photon detection event count value in the energy window G by one.

次いで、ステップ313で、ある時間幅で同時刻入射のデータの組がデータ列1にあるか判別する。ステップ313の判定結果が「はい」の場合は、ステップ314に進む。   Next, in step 313, it is determined whether or not a data set having the same time incidence with a certain time width exists in the data string 1. If the determination result in step 313 is “Yes”, the process proceeds to step 314.

ステップ314では、データ列1から同時刻入射のデータの組を読み込む。   In step 314, a data set at the same time is read from the data string 1.

次いで、ステップ315で、データ列1にある時間幅で同時刻入射の組があるか判別する。ステップ315の判別結果が「はい」の場合はステップ316に進む。   Next, in step 315, it is determined whether there is a set of incidents at the same time with a time width in the data string 1. If the determination result in step 315 is “Yes”, the process proceeds to step 316.

ステップ316では、データ列1よりデータを読み込む。エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を1つ増加させ、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウGに於ける光子検出の同時事象の計数値を1つ増加させる。   In step 316, data is read from data string 1. Increase the count of photon singularity / plurality detection events in energy window A by one, and increment the count of simultaneous photon detection / single event detections in energy window A and photon detection in energy window G by one. increase.

一方、ステップ315の判定結果が「いいえ」の場合は、ステップ317に進み、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数値を1つ増加させ、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出とエネルギウィンドウGに於ける光子検出の同時事象の計数値を1つ増加させる。更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を1つ増加させ、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウGに於ける光子検出の同時事象の計数値を1つ増加させる。   On the other hand, if the determination result in step 315 is “No”, the process proceeds to step 317 where the count value of the photon singularity detection event in the energy window A is incremented by 1, and the photon singularity detection in the energy window A and the energy are detected. Increment the photon detection count in window G by one. Further, the count value of the photon detection event in the energy window A is incremented by 1, and the count value of the simultaneous photon detection event in the energy window A and the photon detection in the energy window G is increased. Increase by one.

図10のステップ308、311、図11の316、317終了後、又は、図10のステップ307、310、図11の313の判定結果が「いいえ」の場合は、図11のステップ318に進み、データの組を全て読み込んだか判別する。ステップ318の判定結果が「はい」の場合は、ステップ319に進み、測定時間と各計数値から得られる、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子単数及び複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数率と、例えば式(1)〜(2)を用いて、放射能絶対値を算出する。一方、ステップ318の判定結果が「いいえ」の場合、図10のステップ303に進む。   After Steps 308 and 311 in FIG. 10, 316 and 317 in FIG. 11, or when the determination result in Steps 307 and 310 in FIG. 10 and 313 in FIG. 11 is “No”, the process proceeds to Step 318 in FIG. Determine whether all data sets have been read. If the determination result in step 318 is “Yes”, the process proceeds to step 319, where the counting rate of the single photon detection event count in the energy window A, which is obtained from the measurement time and each count value, in the energy window A Photon single or multiple detection events count rate, photon single detection event in energy window A and photon detection event coincidence in energy window G, photon single and multiple detection events in energy window A and energy window The absolute value of radioactivity is calculated using the coincidence rate of photon detection events in G, the count rate of photon detection events in energy window G, and equations (1) to (2), for example. On the other hand, if the determination result in step 318 is “No”, the process proceeds to step 303 in FIG.

図12においては、ステップ331で、全データを用いて光子エネルギスペクトルを作成する。   In FIG. 12, in step 331, a photon energy spectrum is created using all data.

次いで、ステップ332で、得られた光子エネルギスペクトルからエネルギウィンドウA内について、ピーク部分と連続部分を分離し、ピーク部分の計数と連続部分の計数を求め、これと測定時間により電子陽電子対消滅光子の光電吸収による計数率rpeakで他光子の非光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率rcontを除した計数率比rcont/ rpeakを得る。ピーク部分のカウントと連続部分のカウントの分離は、文部科学省放射能測定シリーズ7、ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリーに記載の方法等を用いることができる。 Next, in step 332, the peak portion and the continuous portion are separated from the obtained photon energy spectrum in the energy window A, and the count of the peak portion and the count of the continuous portion are obtained. The count rate ratio r cont / r peak is obtained by dividing the count rate r cont in the electron-positron pair annihilation photon energy window due to the non-photo absorption of other photons by the count rate r peak due to the photoelectric absorption. For the separation of the peak portion count and the continuous portion count, the method described in the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology's Radioactivity Measurement Series 7, gamma-ray spectrometry using a germanium semiconductor detector can be used.

次いで、ステップ333で、電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲(エネルギウィンドウA)および他光子の光電吸収エネルギ範囲(エネルギウィンドウG)を決定する。   Next, in step 333, the photoelectric absorption energy range (energy window A) of the electron-positron pair annihilation photon and the photoelectric absorption energy range (energy window G) of other photons are determined.

次いで、ステップ334で、エネルギウィンドウAに於ける光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列1と、エネルギウィンドウGに於ける光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列2を作る。   Next, in step 334, the data sequence 1 arranged in the order of the photon incidence time of only the photon incidence time in the energy window A, the photon energy, and the detection element number data set that detected the photon, and the energy window G The data string 2 is formed in the order of the photon incident time of only the data set of the photon incident time, the energy of the photon, and the number of the detection element that has detected the photon.

次いで、ステップ335で、まだ読み込んでいないデータの組の中で最も入射時刻の古いデータの組を、データ列1又はデータ列2から読み込む。   Next, in step 335, the data set having the oldest incident time among the data sets not yet read is read from the data string 1 or the data string 2.

次いで、ステップ336で、データ列1から読み込んだのか判別する。ステップ336の判別結果が「はい」の場合は、ステップ337に進む。   Next, in step 336, it is determined whether data is read from the data string 1. If the determination result in step 336 is “Yes”, the process proceeds to step 337.

ステップ337では、エネルギウィンドウAに於ける光子検出事象の計数値を1つ増加させる。   In step 337, the photon detection event count in energy window A is incremented by one.

次いで、ステップ338で、データ列2に、ある時間幅で同時刻入射の組があるか判別する。ステップ338の判別結果が「はい」の場合は、ステップ339に進む。   Next, in step 338, it is determined whether or not the data string 2 has a set of incidents at the same time with a certain time width. If the determination result in step 338 is “Yes”, the process proceeds to step 339.

ステップ339では、データ列2よりデータを読み込み、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数値を1つ増加させ、更にエネルギウィンドウAに於ける光子とエネルギウィンドウGに於ける光子の同時検出事象の計数値を1つ増加させる。   In step 339, the data is read from the data string 2, the count value of the photon detection event in the energy window G is incremented by 1, and the simultaneous detection event of the photon in the energy window A and the photon in the energy window G is performed. 1 is incremented by one.

一方、ステップ336の判別結果が「いいえ」の場合は、ステップ340に進む。   On the other hand, if the determination result of step 336 is “No”, the process proceeds to step 340.

ステップ340では、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数値を1つ増加させる。   In step 340, the photon detection event count in the energy window G is incremented by one.

次いで、ステップ341で、データ列1にある時間幅で同時刻入射の組があるか判別する。ステップ341の判別結果が「はい」の場合は、ステップ342に進む。   Next, in step 341, it is determined whether there is a set having the same time incidence with a time width in the data string 1. If the determination result in step 341 is “Yes”, the process proceeds to step 342.

ステップ342では、データ列1からデータを読み込み、エネルギウィンドウAに於ける光子検出事象の計数値を1つ増加させ、更にエネルギウィンドウAに於ける光子とエネルギウィンドウGに於ける光子の同時検出事象の計数値を1つ増加させる。   In step 342, the data is read from the data string 1, the count value of the photon detection event in the energy window A is incremented by 1, and the simultaneous detection event of the photon in the energy window A and the photon in the energy window G is performed. 1 is incremented by one.

ステップ339、342終了後、または、ステップ338、341の判別結果が「いいえ」の場合、ステップ343へ進む。   After step 339, 342 is completed or when the determination result of step 338, 341 is “No”, the process proceeds to step 343.

ステップ343では、データの組を全て読み込んだか判別する。ステップ343の判定結果が「はい」の場合は、ステップ344に進む。   In step 343, it is determined whether all data sets have been read. If the determination result in step 343 is “Yes”, the process proceeds to step 344.

ステップ344では、エネルギウィンドウAに於ける光子検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウAに於ける光子検出事象とエネルギウィンドウAに於ける光子検出事象の同時計数rc、エネルギウィンドウAに於ける電子陽電子対消滅光子の光電吸収によるピーク部分の計数率rpeakで他光子による連続部分の計数率rcontを除した計数率比rcont/ rpeakを用いて、例えば、前出(3)式により放射能絶対値を算出する。 In step 344, the photon detection event count rate r a in the energy window A, the photon detection event count rate r g in the energy window G , the photon detection event in the energy window A and the energy window A coincidence r c photon detection event, count rate ratio by dividing the count rate r cont successive portions by another photon count rate r peak of the peak portions by the photoelectric absorption in the electron positron annihilation photons into energy window a r cont Using / r peak , for example, the radioactivity absolute value is calculated by the above equation (3).

一方、ステップ343の判別結果が「いいえ」の場合、ステップ335に戻る。   On the other hand, if the determination result in step 343 is “No”, the process returns to step 335.

以上のように、放射線検出器集合体によって、放射線源の放射能絶対値が計算できるので、これを基に単位時間当たりの放射線検出器集合体に入射する光子の数が計算できる。放射線源から放出される放射線の原子核1崩壊当たりの放出率は、Table of Isotopes,eighth edition,volume I,II,R.B.Firestone and V.S.Shirley,Wiley Interscience、 Table of radionuclides, Volume 1, 2, 3, Monoguraphie BIPM-5, Bureau International Des Poids et Mesures、Recommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelなどの核データから参照でき、又、線源の位置と放射線検出器集合体の幾何学的関係による係数、及び、これらの数値と求められた線源の放射能から、放射線検出器集合体に入射する放射線の単位時間当たりの数を計算することができる。放射線検出器集合体の光子の計数率を単位時間当たりの放射線検出器集合体に入射する光子で除することで、放射線検出器集合体の検出効率(感度)が求められる。また、放射線検出器集合体の光子の計数率を単位時間当たりの線源からの光子の発生数あるいは線源の放射能で除して検出効率(感度)とすることもあり、こちらも計算可能である。   As described above, since the radioactivity absolute value of the radiation source can be calculated by the radiation detector assembly, the number of photons incident on the radiation detector assembly per unit time can be calculated based on this value. The emission rate of the radiation emitted from the radiation source per nuclear decay is Table of Isotopes, eight edition, volume I, II, R.I. B. Firestone and V. S. Can be referenced from nuclear data such as Shirley, Wiley Interscience, Table of radionuclides, Volume 1, 2, 3, Monoguraphie BIPM-5, Bureau International Des Poids et Mesures, Recommended data, the Laboratoire National Henri Becquerel, and the location of the source The number of radiation per unit time incident on the radiation detector assembly can be calculated from the coefficients according to the geometric relationship between the radiation detector assembly and the numerical values obtained from these values and the radiation activity of the source. it can. The detection efficiency (sensitivity) of the radiation detector assembly is obtained by dividing the photon counting rate of the radiation detector assembly by the photons incident on the radiation detector assembly per unit time. Also, the detection efficiency (sensitivity) may be calculated by dividing the photon counting rate of the radiation detector assembly by the number of photons generated from the source per unit time or the radiation of the source. It is.

なお、第1実施形態では、例えば核種が22Naの場合、図13(A)に例示する如く、他光子が511keVのエネルギウィンドウに入るのは1回だけと仮定していたが、検出素子が増えると、図13(B)に例示する如く、他光子が511keVのエネルギウィンドウに2個同時に計数されたりする放射線の多重散乱の影響を受けてしまうことが、避けられなかった。さらに、多数の検出素子を用いることでパイルアップを起こりにくくしていたが、パイルアップが起こってしまう場合に対処していなかった。以下、このような問題を解決した本発明の第2実施形態について説明する。 In the first embodiment, for example, if the species is 22 Na, as illustrated in FIG. 13 (A), but the other photons from entering the energy window of 511keV were assumed to only once, the detection element When increased, it is unavoidable that two other photons are affected by multiple scattering of radiation that is counted simultaneously in an energy window of 511 keV as illustrated in FIG. Furthermore, although it has been difficult for pile-up to occur by using a large number of detection elements, no case has been dealt with when pile-up occurs. Hereinafter, a second embodiment of the present invention that solves such a problem will be described.

本実施形態の全体構成は、図7に示した第1実施形態と同じであるので説明は省略する。   The overall configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

第1実施形態の図8に対して、本実施形態においては、計数装置220に、図14のような、アルゴリズムをもつ回路が実装される。光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の識別番号の組が、着目しているエネルギを含む組のみを通すエネルギフィルタ281、282及び283に送られる。ここで、281は電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲(エネルギウィンドウA)を持つものを通し、282は他光子の光電吸収エネルギ範囲(エネルギウィンドウG)を持つものを通し、283は電子陽電子対消滅光子の光電吸収と他光子の光電吸収によるパイルアップのエネルギ範囲(エネルギウィンドウP)を持つものを通す。   In contrast to FIG. 8 of the first embodiment, in the present embodiment, a circuit having an algorithm as shown in FIG. A set of photon incident time, photon energy, and identification number of the detection element that has detected the photon is sent to energy filters 281, 282, and 283 that pass only the set including the energy of interest. Here, 281 passes the one having the photoelectric absorption energy range (energy window A) of the electron positron pair annihilation photon, 282 passes the one having the photoelectric absorption energy range (energy window G) of other photons, and 283 denotes the electron positron. A pair having a pile-up energy range (energy window P) by photoelectric absorption of pair annihilation photons and photoelectric absorption of other photons is passed.

ここで、光電吸収エネルギ範囲については、必ずしも光電吸収エネルギピーク全範囲とする必要は無い。例えば、図15に示す如く、光電吸収エネルギピークの高エネルギ側半分を光電吸収エネルギ範囲とするなどして、コンプトン効果による低エネルギ散乱光子の影響を低減させ、光電効果による部分のみを用いることによって放射能測定不確かさを抑制することも可能である。光電吸収エネルギ範囲は、高エネルギ側半分に限定されず、低エネルギ側でカットすれば良い。なお、光電吸収エネルギ範囲を狭く設定すると、低エネルギ散乱光子の影響をより低減することも可能であるが、計数率が低下し、放射能測定不確かさを小さくするために測定時間を長くする必要が出てくるため、光電吸収エネルギ範囲は測定時間との兼ね合いで、設定する。図15のエネルギウィンドウPの部分が、第1実施形態で無視していたパイルアップの部分である。   Here, the photoelectric absorption energy range is not necessarily the entire photoelectric absorption energy peak range. For example, as shown in FIG. 15, by reducing the influence of low energy scattered photons due to the Compton effect by using the high energy side half of the photoelectric absorption energy peak as the photoelectric absorption energy range, by using only the portion due to the photoelectric effect. It is also possible to suppress radioactivity measurement uncertainty. The photoelectric absorption energy range is not limited to the high energy side half, and may be cut on the low energy side. If the photoelectric absorption energy range is set narrow, it is possible to further reduce the influence of low energy scattered photons, but it is necessary to lengthen the measurement time in order to reduce the counting rate and reduce the radioactivity measurement uncertainty. Therefore, the photoelectric absorption energy range is set in consideration of the measurement time. The portion of the energy window P in FIG. 15 is a pile-up portion that has been ignored in the first embodiment.

エネルギフィルタ283を通ったデータは、以降の回路において、エネルギフィルタ281(即ちエネルギウィンドウA)とエネルギフィルタ282(即ちエネルギウィンドウG)を同時に各々1つずつデータが通ったことになるように扱う。即ちエネルギウィンドウAで1つ光子が検出され、エネルギウィンドウGで1つ光子が検出されたと見なす。また、これは、同時に他のデータがエネルギウィンドウAやGを通ることを妨げず、同時に他のデータがエネルギウィンドウAやGを通った場合、同時検出光子数はそれぞれ加算される。   The data passing through the energy filter 283 is handled in the subsequent circuits so that the data passes through the energy filter 281 (that is, energy window A) and the energy filter 282 (that is, energy window G) one by one at the same time. That is, it is assumed that one photon is detected in the energy window A and one photon is detected in the energy window G. Further, this does not prevent other data from passing through the energy windows A and G at the same time. When other data passes through the energy windows A and G at the same time, the number of simultaneously detected photons is added.

284はエネルギウィンドウAに於ける光子検出数を判別する回路である。   A circuit 284 discriminates the number of photons detected in the energy window A.

285、290、294はエネルギウィンドウAに於ける光子とエネルギウィンドウGに於ける光子のある時間幅での同時検出を判別する回路であり、285はエネルギウィンドウAに於いて光子が単数または複数検出した場合に用いられ、290はエネルギウィンドウAに於いて光子が単数検出した場合に用いられ、294はエネルギウィンドウAに於いて二光子検出した場合に用いられる。   Reference numerals 285, 290, and 294 denote circuits for discriminating simultaneous detection of photons in the energy window A and photons in the energy window G in a certain time width. Reference numeral 285 denotes detection of one or more photons in the energy window A. 290 is used when a single photon is detected in the energy window A, and 294 is used when two photons are detected in the energy window A.

286、287、288、291、292、295、296はカウンタであり、測定時間中、286はエネルギウィンドウAに於ける光子の単数または複数検出事象の計数、287はエネルギウィンドウGに於ける光子の検出事象の計数、288はエネルギウィンドウAに於ける光子の単数または複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子の検出事象のある時間幅での同時計数、291はエネルギウィンドウAに於ける光子の単数検出事象の計数、292はエネルギウィンドウAに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子の検出事象のある時間幅での同時計数、295はエネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象の計数、296はエネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子の検出事象のある時間幅での同時計数を行う。   286, 287, 288, 291, 292, 295, 296 are counters, and during the measurement time, 286 is a count of single or multiple photon detection events in energy window A, and 287 is a photon count in energy window G. Counting detection events, 288 is a coincidence of photon detection events in energy window A and photon detection events in energy window G over a period of time, and 291 is the number of photons in energy window A. A single detection event count, 292 is a coincidence count of a single photon detection event in energy window A and a photon detection event in energy window G over a period of time, 295 is a two-photon detection in energy window A Event count, 296 is the two-photon detection event in energy window A and energy window G Kicking performing coincidence at a certain time width of detection events of a photon.

293と297は、エネルギウィンドウAに於ける光子検出と、エネルギウィンドウAとエネルギウィンドウGに於ける光子同時検出を行う回路ユニットであり、必要に応じて、エネルギウィンドウAでの三光子検出、エネルギウィンドウAでの四光子検出、というように、回路ユニットを増やすこともできる。   Reference numerals 293 and 297 denote circuit units that perform photon detection in the energy window A and simultaneous photon detection in the energy window A and energy window G. If necessary, three-photon detection in the energy window A, energy The number of circuit units can be increased, such as four-photon detection in window A.

289は放射能絶対値算出回路であり、296、297等のカウンタの値、および測定時間から、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率rag、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数率ras、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率rasg、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象の計数率rad、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率radg等が求められ、これらより放射能絶対値Aが算出される。 289 is a radioactive absolute value calculation circuit, the value of the counter, such as 296 and 297, and the measurement time, the count rate of at photon s detection events to the energy window A r a, in photons into energy window G Detecting event count rate r g , photon single or multiple detection events in energy window A and photon detection event coincidence rate in energy window G r ag , photon single detection event count rate in energy window A r as, energy window a to in photon singular detection event and the energy window simultaneous counting rate r asg of in photon detection events in G, the count rate of the two-photon detection event that put to the energy window a r ad, to the energy window a The coincidence rate r adg of the two-photon detection event in the energy window G and the photon detection event in the energy window G is obtained. An absolute value A is calculated.

放射能絶対値の算出式は、例えば核種が22Naであり、エネルギウィンドウAの光子検出数の場合分けが、光子単数または複数、光子単数、二光子の場合は、以下のとおりである。 Formula for calculating the radioactivity absolute value is, for example, a nuclide is 22 Na, divided if photon detection number of energy windows A is the photon s, photons singular, in the case of two-photon, is as follows.

Figure 2010156673
Figure 2010156673

ここで、ab, aecは、22Naがb+崩壊により22Neの1245keVのエネルギ準位に崩壊する分岐比とEC崩壊により同エネルギ準位に崩壊する分岐比である。同様に、核種ごとに原子核崩壊様式に則した計算式を立式し、必要に応じた数の計数率のデータを用いることにより、放射能が求められる。 Here, a b, a ec is a branching ratio which disintegrate in the energy level by a branch ratio and EC collapse 22 Na collapses the energy level of 1245keV of b + decay by 22 Ne. Similarly, the radioactivity is obtained by formulating a calculation formula corresponding to the nuclear decay mode for each nuclide and using the data of the number of counting rates as required.

この得られた放射能絶対値は、図7に示した計算機240に送出される。   The obtained radioactivity absolute value is sent to the computer 240 shown in FIG.

一方、計数装置220ではなく計算機240で、放射能計算を行う場合は、計数装置220から、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータが組になって出力され、計算機240に図14のアルゴリズムが実装されるか、又は、計数装置220から、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータが組になって出力され、計算機240内の記憶装置に一旦記憶した後、計算機240に実装された図16〜17のようなアルゴリズムにより放射能を計算することもできる。   On the other hand, when the radioactivity calculation is performed by the computer 240 instead of the counting device 220, the counting device 220 outputs a set of data of the incident time of the photon, the energy of the photon, and the number of the detection element that has detected the photon. 14 is implemented in the computer 240, or the counting device 220 outputs the photon incident time, the energy of the photon, and the data of the number of the detection element that detected the photon as a set, and the computer 240 Once stored in the storage device, the radioactivity can be calculated by an algorithm as shown in FIGS.

具体的には、まず、図16のステップ351で、電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲(エネルギウィンドウA)、他光子の光電吸収エネルギ範囲(エネルギウィンドウG)および電子陽電子対消滅光子の光電吸収と他光子の光電吸収のパイルアップのエネルギ範囲(エネルギウィンドウP)を決定する。ここで、光電吸収エネルギ範囲については、必ずしも光電吸収エネルギピーク全範囲とする必要は無い。例えば、図15に示したごとく、光電吸収エネルギピークの高エネルギ側半分を光電吸収エネルギ範囲とするなどして、低エネルギ散乱光子の影響を低減させ、放射能測定不確かさを抑制することも可能である。光電吸収エネルギ範囲を狭く設定すると、低エネルギ散乱光子の影響をより低減することも可能であるが、計数率が低下し、放射能測定不確かさを小さくするために測定時間を長くする必要が出てくるため、光電吸収エネルギ範囲は測定時間との兼ね合いで、設定する。   Specifically, first, in Step 351 of FIG. 16, the photoelectric absorption energy range (energy window A) of the electron positron pair annihilation photon, the photoelectric absorption energy range of other photons (energy window G), and the photoelectric of the electron positron pair annihilation photon. The energy range (energy window P) of the pileup of absorption and photoelectric absorption of other photons is determined. Here, the photoelectric absorption energy range is not necessarily the entire photoelectric absorption energy peak range. For example, as shown in FIG. 15, it is also possible to reduce the influence of low energy scattered photons and suppress the radioactivity measurement uncertainty by setting the photoelectric absorption energy range to the high energy side half of the photoelectric absorption energy peak. It is. If the photoelectric absorption energy range is set narrow, the influence of low energy scattered photons can be further reduced, but the counting rate is lowered and it is necessary to lengthen the measurement time in order to reduce the radioactivity measurement uncertainty. Therefore, the photoelectric absorption energy range is set in consideration of the measurement time.

次いで、ステップ352で、エネルギウィンドウA内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列1と、エネルギウィンドウG内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列2を作る。このとき、エネルギウィンドウP内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組については、エネルギウィンドウA内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組及び、エネルギウィンドウG内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組が各々一つずつあるとして扱う。   Next, in step 352, the data string 1 arranged in the order of the photon incidence time of only the photon incidence time, the photon energy, and the number of the detection element number detecting the photon, which is the energy in the energy window A, A data string 2 is created, which is arranged in the order of the photon incidence time of only the photon incidence time, the energy of the photon, and the data number of the detection element that detected the photon, which is the energy in the energy window G. At this time, for the data set of the photon incident time, the photon energy, and the detection element number that detected the photon, which is the energy in the energy window P, the photon incident time, which is the energy in the energy window A, A set of data of photon energy and the number of the detection element that detected the photon, and a set of data of the photon incident time, photon energy, and the number of the detection element that detected the photon, which are the energy within the energy window G, respectively. Treat as one by one.

次いで、ステップ353で、まだ読み込んでいないデータの組の中で最も入射時刻の古いデータの組を、データ列1又はデータ列2から読み込む。   Next, in step 353, the data set having the oldest incident time among the data sets not yet read is read from the data string 1 or the data string 2.

次いで、ステップ354で、データ列1から読み込んだのか判別する。ステップ354の判定結果が「はい」の場合は、ステップ355に進む。   Next, in step 354, it is determined whether or not the data string 1 has been read. If the determination result in step 354 is “Yes”, the process proceeds to step 355.

ステップ355では、データ列1にある時間幅で同時刻入射のデータの組がいくつあるか判別する。ステップ355の判定結果が「他の分岐に該当しない」場合は、ステップ356に進む。   In step 355, it is determined how many data sets have the same time incidence in the time width in the data string 1. If the determination result in step 355 is “not applicable to other branch”, the process proceeds to step 356.

ステップ356では、ある時間幅で同時刻入射のデータの組をデータ列1から読み込み、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を1つ増加させる。なお、同時刻入射のデータの組が2つ以上(複数)存在しても計数値は1つのみ増加させる。   In step 356, a set of data incident at the same time with a certain time width is read from the data string 1, and the count value of the photon singular or plural detection events in the energy window A is incremented by one. Note that even if there are two or more (multiple) sets of data incident at the same time, only one count value is increased.

次いで、ステップ357で、データ列2にある時間幅での同時刻入射の組があるか判別する。ステップ357の判定結果が「はい」の場合は、ステップ358に進む。   Next, in step 357, it is determined whether or not there is a set of incidents at the same time with a time width in the data string 2. If the determination result in step 357 is “Yes”, the process proceeds to step 358.

ステップ358では、データ列2よりデータを読み込み、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数値を1つ増加させる。更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を1つ増加させる。   In step 358, data is read from the data string 2, and the count value of the photon detection event in the energy window G is incremented by one. Furthermore, the count value of the simultaneous event of the photon detection event in the energy window A and the photon detection event in the energy window G is increased by one.

一方、ステップ355の判定結果が「1」の場合は、コンポーネント362のステップ359に進む。   On the other hand, when the determination result in step 355 is “1”, the process proceeds to step 359 of the component 362.

ステップ359では、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数値を1つ増加させ、更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を1つ増加させる。   In step 359, the count value of the single photon detection event in the energy window A is incremented by 1, and further, the count value of the single photon detection event or multiple detection events in the energy window A is incremented by one.

次いで、ステップ360で、データ列2にある時間幅で同時刻入射の組があるかどうか判定する。ステップ360の判定結果が「はい」の場合は、ステップ361に進む。   Next, in step 360, it is determined whether or not there is a set having the same time incidence in the time width in the data string 2. If the determination result in step 360 is “Yes”, the process proceeds to step 361.

ステップ361では、データ列2よりデータを読み込み、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数値を1つ増加させ、更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出とエネルギウィンドウGに於ける光子検出の同時事象の計数値を1つ増加させ、更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を1つ増加させる。   In step 361, the data is read from the data string 2, the count value of the photon detection event in the energy window G is incremented by 1, and the photon singularity detection in the energy window A and the photon detection in the energy window G are detected. , And the photon detection event in energy window A and the photon detection event in energy window G are incremented by one.

一方、ステップ355の判定結果が「2」の場合は、コンポーネント366のステップ363に進み、ある時間幅で同時入射のデータの組をデータ列1から読み込み、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象の計数値を1つ増加させ、更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を1つ増加させる。   On the other hand, if the determination result in step 355 is “2”, the process proceeds to step 363 in the component 366 where a set of simultaneously incident data with a certain time width is read from the data string 1 and the two-photon detection event in the energy window A And the count of photon single or multiple detection events in energy window A is incremented by one.

次いで、ステップ364で、データ列2にある時間幅で同時刻入射の組があるかどうか判定する。ステップ364の判定結果が「はい」の場合は、ステップ365に進む。   Next, in step 364, it is determined whether or not there is a set having the same time incidence in the time width in the data string 2. If the determination result in step 364 is “Yes”, the process proceeds to step 365.

ステップ365では、データ列2よりデータを読み込み、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数値を1つ増加させ、更に、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出とエネルギウィンドウGに於ける光子検出の同時事象の計数値を1つ増加させ、更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を1つ増加させる。   In step 365, data is read from the data string 2, the count value of the photon detection event in the energy window G is incremented by 1, and further, the two-photon detection in the energy window A and the photon detection in the energy window G are detected. , And the photon detection event in energy window A and the photon detection event in energy window G are incremented by one.

コンポーネント362とコンポーネント366はエネルギウィンドウAに於いての検出光子数に基づく計数を行う部分であり、コンポーネント362は光子数が1の場合、コンポーネント366は光子数が2の場合である。必要に応じて、同様のアルゴリズムを光子数が3の場合、光子数が4の場合、というように増やしていくことができる。   The component 362 and the component 366 are parts that perform counting based on the number of detected photons in the energy window A. The component 362 is when the number of photons is 1, and the component 366 is when the number of photons is 2. If necessary, the same algorithm can be increased when the number of photons is 3 and when the number of photons is 4.

一方、ステップ354の判定結果が「いいえ」の場合は、図17のステップ367に進み、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数値を1つ増加させる。   On the other hand, if the decision result in the step 354 is “No”, the process advances to a step 367 in FIG. 17 to increment the photon detection event count value in the energy window G by one.

次いで、ステップ368で、ある時間幅で同時刻入射のデータの組がデータ列1にあるか判別する。ステップ368の判定結果が「はい」の場合は、ステップ369に進む。   Next, in step 368, it is determined whether or not a data set having the same time incidence with a certain time width exists in the data string 1. If the determination result in step 368 is “Yes”, the process proceeds to step 369.

ステップ369では、データ列1からある時間幅の同時刻入射のデータの組を読み込む。   In step 369, a data set of the same time incident with a certain time width is read from the data string 1.

次いで、ステップ370で、データ列1にある時間幅で同時刻入射の組がいくつあるか判別する。ステップ370の判別結果が「他の分岐に該当しない」の場合はステップ371に進む。   Next, in step 370, it is determined how many pairs of the same time incidence exist in the time width in the data string 1. If the determination result in step 370 is “not applicable to other branch”, the process proceeds to step 371.

ステップ371では、データ列1よりデータを読み込む。エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を1つ増加させ、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウGに於ける光子検出の同時事象の計数値を1つ増加させる。   In step 371, data is read from data string 1. Increase the count of photon singularity / plurality detection events in energy window A by one, and increment the count of simultaneous photon detection / single event detections in energy window A and photon detection in energy window G by one. increase.

一方、ステップ370の判定結果が「1」の場合は、ステップ372に進み、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数値を1つ増加させ、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出とエネルギウィンドウGに於ける光子検出の同時事象の計数値を1つ増加させる。更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を1つ増加させ、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウGに於ける光子検出の同時事象の計数値を1つ増加させる。   On the other hand, if the determination result in step 370 is “1”, the process proceeds to step 372 where the count value of the photon singularity detection event in the energy window A is incremented by 1, and the photon singularity detection and energy in the energy window A are increased. Increment the photon detection count in window G by one. Further, the count value of the photon detection event in the energy window A is incremented by 1, and the count value of the simultaneous photon detection event in the energy window A and the photon detection in the energy window G is increased. Increase by one.

ステップ370の判定結果が「2」の場合は、ステップ373に進み、ある時間幅で同時入射のデータの組をデータ列1から読み込み、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象の計数値を1つ増加させ、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出とエネルギウィンドウGに於ける光子検出の同時事象の計数値を1つ増加させる。更に、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を1つ増加させ、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウGに於ける光子検出の同時事象の計数値を1つ増加させる。   If the determination result in step 370 is “2”, the process proceeds to step 373, where a set of simultaneously incident data in a certain time width is read from the data string 1, and the count value of the two-photon detection event in the energy window A is set to 1. And the count of simultaneous events of two-photon detection in energy window A and photon detection in energy window G is increased by one. Further, the count value of the photon detection event in the energy window A is incremented by 1, and the count value of the simultaneous photon detection event in the energy window A and the photon detection in the energy window G is increased. Increase by one.

ステップ372、ステップ373は、エネルギウィンドウAに於ける光子の検出数が1の場合と2の場合の処理を表しており、必要に応じて、エネルギウィンドウAに於ける光子の検出数が3の場合、4の場合、というように、ステップを増やすことができる。   Steps 372 and 373 represent processing when the number of detected photons in the energy window A is 1 and 2, and the number of detected photons in the energy window A is 3 if necessary. In the case of 4, the number of steps can be increased.

図16のステップ358、361、365、図17のステップ371、372、373終了後、又は、図16のステップ357、360、364、図17のステップ368の判定結果が「いいえ」の場合は、図17のステップ374に進み、データの組を全て読み込んだか判別する。   When Steps 358, 361, 365 of FIG. 16 and Steps 371, 372, 373 of FIG. 17 are completed, or when the determination results of Steps 357, 360, 364 of FIG. 16 and Step 368 of FIG. Proceeding to step 374 in FIG. 17, it is determined whether all data sets have been read.

ステップ374の判定結果が「はい」の場合は、ステップ375に進み、測定時間と各計数値から得られる、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウAに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける検出事象の同時計数率rag、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数率ras、エネルギウィンドウAに於ける単数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率rasg、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象の計数率rad、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率radg等を用いて、例えば22Naの場合は、例えば式(4)を用いて、放射能絶対値を算出する。 If the decision result in the step 374 is "YES", the flow proceeds to step 375, obtained from the measurement time and the count value, the count rate of at photon s detection events to the energy window A r a, the energy window G The photon detection event count rate r g in the energy window A, the photon singularity or multiple detection events in the energy window A and the coincidence count rate r ag of the detection event in the energy window G, the photon single detection event in the energy window A count rate r as, energy window simultaneous counting rate r asg of in photon detection events to in the singular detection event and the energy window G to a, the count rate r ad of the two-photon detection event that put to the energy window a, energy window a Using the coincidence rate r adg of the two-photon detection event in the energy window G and the photon detection event in the energy window G, for example, a 22 Na field In this case, the radioactivity absolute value is calculated using, for example, Equation (4).

一方、ステップ374の判定結果が「いいえ」の場合、図16のステップ353に戻る。   On the other hand, if the decision result in the step 374 is “No”, the process returns to the step 353 in FIG.

以上のように、放射線検出器集合体によって、放射線源の放射能絶対値が計算できるので、これを基に単位時間当たりの放射線検出器集合体に入射する光子の数が計算できる。放射線源から放出される放射線の原子核1崩壊当たりの放出率は、Table of Isotopes,eighth edition,volume I,II,R.B.Firestone and V.S.Shirley,Wiley Interscience、 Table of radionuclides, Volume 1, 2, 3, Monoguraphie BIPM-5, Bureau International Des Poids et Mesures、Recommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelなどの核データから参照でき、又、線源の位置と放射線検出器集合体の幾何学的関係による係数、及び、これらの数値と求められた線源の放射能から、放射線検出器集合体に入射する放射線の単位時間当たりの数を計算することができる。放射線検出器集合体の光子の計数率を単位時間当たりの放射線検出器集合体に入射する光子で除することで、放射線検出器集合体の検出効率(感度)が求められる。また、放射線検出器集合体の光子の計数率を単位時間当たりの線源からの光子の発生数あるいは線源の放射能で除して検出効率(感度)とすることもあり、こちらも計算可能である。   As described above, since the radioactivity absolute value of the radiation source can be calculated by the radiation detector assembly, the number of photons incident on the radiation detector assembly per unit time can be calculated based on this value. The emission rate of the radiation emitted from the radiation source per nuclear decay is Table of Isotopes, eight edition, volume I, II, R.I. B. Firestone and V. S. Can be referenced from nuclear data such as Shirley, Wiley Interscience, Table of radionuclides, Volume 1, 2, 3, Monoguraphie BIPM-5, Bureau International Des Poids et Mesures, Recommended data, the Laboratoire National Henri Becquerel, and the location of the source The number of radiation per unit time incident on the radiation detector assembly can be calculated from the coefficients according to the geometric relationship between the radiation detector assembly and the numerical values obtained from these values and the radiation activity of the source. it can. The detection efficiency (sensitivity) of the radiation detector assembly is obtained by dividing the photon counting rate of the radiation detector assembly by the photons incident on the radiation detector assembly per unit time. Also, the detection efficiency (sensitivity) may be calculated by dividing the photon counting rate of the radiation detector assembly by the number of photons generated from the source per unit time or the radiation of the source. It is.

次に、本発明に係る放射線検出器集合体による、放射線測定装置の校正方法を示す第3実施形態を図18に示す。図中、400は放射線源、410は、例えば、多数のDOI検出器でなる放射線検出器集合体412を備えたPET装置、220は、第1実施形態と同様の計数装置、240は、同じく計算機、250は、同じく入力装置、260は、同じく表示装置である。   Next, FIG. 18 shows a third embodiment showing a calibration method of the radiation measuring apparatus by the radiation detector assembly according to the present invention. In the figure, 400 is a radiation source, 410 is, for example, a PET apparatus including a radiation detector assembly 412 made up of a number of DOI detectors, 220 is a counting device similar to the first embodiment, and 240 is a computer. , 250 are input devices, and 260 is a display device.

本実施形態においては、第1又は第2実施形態と同様な方法で放射線源400の放射能絶対値を測定した後、該放射能絶対値を用いて、PET装置410の検出効率(感度)を決定し、校正する。   In this embodiment, after measuring the radioactivity absolute value of the radiation source 400 by the same method as in the first or second embodiment, the detection efficiency (sensitivity) of the PET apparatus 410 is determined using the radioactivity absolute value. Determine and calibrate.

具体的には、例えば図8又は図9のアルゴリズムを用いて、計数装置220及び計算機240によりエネルギウィンドウAに於ける光子の単数または複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数または複数光子検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率から、放射能絶対値を決定する。   Specifically, for example, using the algorithm of FIG. 8 or FIG. 9, the counting device 220 and the computer 240 count the number of photons or detection events in the energy window A, and the number of photons in the energy window A. Count rate of detection events, count rate of photon detection events in energy window G, single or multiple photon detection events in energy window A and coincidence rate of photon detection events in energy window G, energy window From the coincidence rate of the single photon detection event in A and the photon detection event in the energy window G, the absolute activity value is determined.

又は、例えば、図14のアルゴリズムを用いて、計数装置220及び計算機240により、エネルギウィンドウPも考慮しながら、エネルギウィンドウAに於ける光子単数及び複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子単数及び複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数率とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象の計数率とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率を用いて、放射能絶対値を決定する。   Or, for example, using the algorithm of FIG. 14, the counting device 220 and the calculator 240 consider the energy window P and also count the number of photon singularity and multiple detection events in the energy window A, in the energy window G. Photon detection event count rate, photon singularity and multiple detection events in energy window A and photon detection event coincidence rate in energy window G, photon single detection event count rate in energy window A, energy window Photon single detection event count in A and photon detection event coincidence rate in energy window G, two photon detection event count rate in energy window A, two photon detection event in energy window A And the coincidence rate of photon detection events in the energy window G, Ino to determine the absolute values.

そして、放射能から単位時間当たりPET装置410に入射する放射線の数を、幾何学的条件、及び、例えば、核データRecommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelによる放射線の放出率から算出する。   Then, the number of radiation incident on the PET apparatus 410 per unit time from the radioactivity is calculated from the geometric conditions and, for example, the release rate of the radiation by the nuclear data Recommended data, the Laboratoire National Henri Becquerel.

そして、PET装置410の計数率を、単位時間当たりPET装置410に入射する放射線の数で除することにより、検出効率(感度)を決定する。また、PET装置410の計数率を、単位時間当たり放射線源400から放出される光子数で除することにより、検出効率(感度)とすることも可能である。   Then, the detection efficiency (sensitivity) is determined by dividing the counting rate of the PET apparatus 410 by the number of radiation incident on the PET apparatus 410 per unit time. Also, detection efficiency (sensitivity) can be obtained by dividing the count rate of the PET apparatus 410 by the number of photons emitted from the radiation source 400 per unit time.

本実施形態によれば、PET装置410に元々備えられている放射線検出器集合体412を利用して、放射線源400を校正することが可能になる。   According to the present embodiment, the radiation source 400 can be calibrated using the radiation detector assembly 412 originally provided in the PET apparatus 410.

次に、本発明に係る放射線検出器集合体による、放射線測定装置の校正方法を示す第4実施形態を図19に示す。図において、500は作業現場の放射線源、510は、校正事業者から送られた、例えばDOI検出器である放射線検出器集合体、520は、作業現場で使用される放射線測定装置である。   Next, FIG. 19 shows a fourth embodiment showing a calibration method of the radiation measuring apparatus by the radiation detector assembly according to the present invention. In the figure, 500 is a radiation source at the work site, 510 is a radiation detector assembly which is a DOI detector, for example, and 520 is a radiation measurement apparatus used at the work site.

作業現場で製造された、あるいは、作業現場で使用されている放射線源500は、放射線検出器集合体510で測定され、放射能絶対値が放射線源500に付与される。この放射能絶対値が付与された放射線源500は、作業現場の放射線測定装置520で測定され、放射線測定装置520の出力値と放射線源500の放射能絶対値が関係付けられる。これにより、放射線測定装置520の校正が行なえる。   The radiation source 500 manufactured or used at the work site is measured by the radiation detector assembly 510, and an absolute value of radioactivity is given to the radiation source 500. The radiation source 500 to which the radioactivity absolute value is given is measured by the radiation measurement apparatus 520 at the work site, and the output value of the radiation measurement apparatus 520 and the radioactivity absolute value of the radiation source 500 are related to each other. Thereby, the radiation measuring apparatus 520 can be calibrated.

次に、本発明に係る放射線検出器集合体による、放射線測定装置の校正方法を示す第5実施形態を図20に示す。図において、600は液状の線源、602、604は分注された線源、610は、例えばDOI検出器でなる放射線検出器集合体、620は、作業現場で使用される放射線測定装置である。   Next, FIG. 20 shows a fifth embodiment showing a calibration method of the radiation measuring apparatus by the radiation detector assembly according to the present invention. In the figure, 600 is a liquid radiation source, 602 and 604 are dispensed radiation sources, 610 is a radiation detector assembly including, for example, a DOI detector, and 620 is a radiation measurement apparatus used at a work site. .

作業現場で製造された、あるいは作業現場で使用されている液体状の放射線源600が分注され、放射線検出器集合体610用の放射線源602と、放射線測定装置620用の放射線源604となる。各放射線源602、604の重さが測定される。   A liquid radiation source 600 manufactured or used at the work site is dispensed into a radiation source 602 for the radiation detector assembly 610 and a radiation source 604 for the radiation measuring device 620. . The weight of each radiation source 602, 604 is measured.

放射線源602は、放射線検出器集合体610で測定され、放射能絶対値が放射線源602に付与される。この放射能絶対値と放射線源の重さから、放射線源604に放射能絶対値が付与され、放射線源604は、作業現場の放射線測定装置620で測定され、放射線測定装置620の出力値と放射線源604の放射能絶対値が関係付けられ、放射線測定装置620が校正される。   The radiation source 602 is measured by the radiation detector assembly 610, and an absolute radioactivity value is given to the radiation source 602. The radiation activity absolute value is given to the radiation source 604 from the radiation activity absolute value and the weight of the radiation source. The radiation source 604 is measured by the radiation measuring device 620 at the work site, and the output value and radiation of the radiation measuring device 620 are measured. The radioactivity absolute value of the source 604 is related and the radiation measurement device 620 is calibrated.

図7の構成で、放射線源200として22Na線源、放射線検出器集合体210、212としてDOI検出器を用いた。DOI検出器(210、212)に対して所定の位置に放射線源200を設置した。DOI検出器(210、212)から出力されるスペクトルのうち、511keVの電子陽電子対消滅光子の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウAと、1275keVのγ線(他光子)の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウGにより、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数または複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数または複数光子検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率を測定して、図8、図9に示した同時計数法により、22Na線源(200)の放射能絶対値を決定することができた。 In the configuration of FIG. 7, a 22 Na ray source is used as the radiation source 200, and a DOI detector is used as the radiation detector assemblies 210 and 212. The radiation source 200 was installed at a predetermined position with respect to the DOI detector (210, 212). Of the spectrum output from the DOI detector (210, 212), the energy window A applied to a part of the photoelectric absorption peak of the 511 keV electron-positron pair annihilation photon, and the photoelectric absorption peak of 1275 keV gamma ray (other photons). Energy window G applied to a portion of the photon, the counting rate of single or multiple photon detection events in energy window A, the counting rate of single photon detection events in energy window A, and the photons in energy window G Detecting event count rate, photon single or multiple photon detection events in energy window A and photon detection event coincidence rate in energy window G, photon single detection event in energy window A and energy window G 8 and 9, the coincidence rate of photon detection events was measured. The counting method, it was possible to determine the radioactivity absolute value of 22 Na-ray source (200).

放射線検出器集合体の検出効率(感度)の校正法の実施例として、図18の構成で、PET装置410により、22Na線源(400)から放出される光子を検出した。511keVの電子陽電子対消滅光子の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウAと、1275keVのγ線(他光子)の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウGにより、図8又は図9のアルゴリズムを用いて、計数装置220及び計算機240によりエネルギウィンドウAに於ける光子の単数または複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数または複数光子検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率を測定して、放射能絶対値を決定した。放射線源から放出される電子陽電子対消滅光子の数を、放射能および核データRecommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelによる放射線の放出率から算出した。PET装置410の計数率を、単位時間当たり放出される電子陽電子対消滅光子数で除することにより、検出効率(感度)を決定できた。 As an example of the calibration method of the detection efficiency (sensitivity) of the radiation detector assembly, photons emitted from the 22 Na radiation source (400) were detected by the PET apparatus 410 in the configuration of FIG. The energy window A applied to a part of the photoelectric absorption peak of the 511 keV electron-positron pair annihilation photon and the energy window G applied to a part of the photoelectric absorption peak of 1275 keV γ-ray (other photon), as shown in FIG. In the energy window A, the counting device 220 and the computer 240 count the number of photon detection events in the energy window A, the number of photon detection events in the energy window A, and the energy window G. Photon detection event count rate in the energy window A, single or multiple photon detection event in the energy window A and photon detection event coincidence rate in the energy window G, single photon detection event and energy in the energy window A Measuring the coincidence rate of photon detection events in window G We were determined. The number of electron-positron annihilation photons emitted from the radiation source was calculated from the radiation emission rate by the radioactivity and nuclear data Recommended data, the Laboratoire National Henri Becquerel. The detection efficiency (sensitivity) could be determined by dividing the counting rate of the PET apparatus 410 by the number of electron-positron pair annihilation photons emitted per unit time.

図7の構成で、放射線源200として22Na線源、放射線検出器集合体210、212としてDOI検出器を用いた。DOI検出器(210、212)に対して所定の位置に放射線源200を設置した。DOI検出器(210、212)から出力されるスペクトルのうち、511keVの電子陽電子対消滅光子の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウAと、1275keVのγ線(他光子)の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウG、511keVの電子陽電子対消滅光子の光電吸収と1275keVのγ線(他光子)の光電吸収のパイルアップピークの一部にかけられたエネルギウィンドウPにより、エネルギウィンドウAに於ける光子単数及び複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子単数及び複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数率とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象の計数率とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率を測定して、図14に示した同時計数法により、22Na線源(200)の放射能絶対値を決定することができた。 In the configuration of FIG. 7, a 22 Na ray source is used as the radiation source 200, and a DOI detector is used as the radiation detector assemblies 210 and 212. The radiation source 200 was installed at a predetermined position with respect to the DOI detector (210, 212). Of the spectrum output from the DOI detector (210, 212), the energy window A applied to a part of the photoelectric absorption peak of the 511 keV electron-positron pair annihilation photon, and the photoelectric absorption peak of 1275 keV gamma ray (other photons). Energy window G applied to a part of the energy window A, the energy window P applied to a part of the pileup peak of the photoelectric absorption of the 511 keV electron-positron pair annihilation photon and the photoelectric absorption of 1275 keV gamma rays (other photons). Photon single and multiple detection events in energy window G, photon detection event count rate in energy window G, photon single and multiple detection events in energy window A and photon detection event in energy window G simultaneously Count rate, count rate of single photon detection event in energy window A, The counting rate of single photon detection events in the energy window A and the simultaneous counting rate of photon detection events in the energy window G, the counting rate of two photon detection events in the energy window A, the two photons in the energy window A Measure the count rate of detection events and the coincidence rate of photon detection events in the energy window G, and determine the absolute value of the radioactivity of the 22 Na source (200) by the coincidence method shown in FIG. I was able to.

放射線検出器集合体の検出効率(感度)の校正法の実施例として、図18の構成で、PET装置410により、22Na線源(400)から放出される光子を検出した。511keVの電子陽電子対消滅光子と、1275keVのγ線(他光子)により、図14のアルゴリズムを用いて、計数装置220及び計算機240により、511keVの電子陽電子対消滅光子の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウAと、1275keVのγ線(他光子)の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウG、511keVの電子陽電子対消滅光子と1275keVのγ線(他光子)の光電吸収のパイルアップピークの一部にかけられたエネルギウィンドウPを設定して、エネルギウィンドウAに於ける光子単数及び複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子単数及び複数検出事象とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける光子単数検出事象の計数率とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウAに於ける二光子検出事象の計数率とエネルギウィンドウGに於ける光子検出事象の同時計数率を測定して、放射能絶対値を決定した。放射線源から放出される電子陽電子対消滅光子の数を、放射能および核データRecommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelによる放射線の放出率から算出した。PET装置410の計数率を、単位時間当たり放出される電子陽電子対消滅光子数で除することにより、検出効率(感度)を決定できた。 As an example of the calibration method of the detection efficiency (sensitivity) of the radiation detector assembly, photons emitted from the 22 Na radiation source (400) were detected by the PET apparatus 410 in the configuration of FIG. Using the algorithm of FIG. 14 by the 511 keV electron positron pair annihilation photon and the 1275 keV gamma ray (other photons), the counter 220 and the computer 240 apply a part of the photoelectric absorption peak of the 511 keV electron positron pair annihilation photon. Energy window A, energy window G applied to a part of the photoelectric absorption peak of γ-rays (other photons) of 1275 keV, 511 keV electron-positron annihilation photon, and pile of photoelectric absorptions of γ-rays (other photons) of 1275 keV By setting an energy window P applied to a part of the up-peak, the counting rate of single and multiple photon detection events in the energy window A, the counting rate of photon detection events in the energy window G, and the energy window A Photon single and multiple detection events and photon detection in the energy window G Coincidence rate of events, count rate of single photon detection events in energy window A, count rate of single photon detection events in energy window A and coincidence rate of photon detection events in energy window G, energy window Measure the count rate of two-photon detection events in A, the count rate of two-photon detection events in energy window A and the coincidence count of photon detection events in energy window G to determine the absolute value of radioactivity did. The number of electron-positron annihilation photons emitted from the radiation source was calculated from the radiation emission rate by the radioactivity and nuclear data Recommended data, the Laboratoire National Henri Becquerel. The detection efficiency (sensitivity) could be determined by dividing the counting rate of the PET apparatus 410 by the number of electron-positron pair annihilation photons emitted per unit time.

図19の構成で、放射線源500として68Ge-68Ga線源、放射線検出器集合体510としてDOI検出器、放射線測定装置520としてRIキャリブレータを用いた。68Ge-68Ga線源(500)をDOI検出器(510)によって測定し、放射能の絶対値を付与した。RIキャリブレータ(520)でも、68Ge-68Ga線源(500)を測定し、RIキャリブレータ(520)の出力値と68Ge-68Ga線源(500)の放射能値の関係を求めた。これにより、RIキャリブレータ(520)を校正できた。 In the configuration of FIG. 19, a 68 Ge— 68 Ga ray source is used as the radiation source 500, a DOI detector is used as the radiation detector assembly 510, and an RI calibrator is used as the radiation measurement apparatus 520. A 68 Ge- 68 Ga radiation source (500) was measured by a DOI detector (510) to give an absolute value of radioactivity. RI But calibrator (520), 68 Ge-68 measured Ga-ray source (500) to determine the relationship between the radioactivity value of the output values of RI calibrator (520) and 68 Ge-68 Ga-ray source (500). Thereby, the RI calibrator (520) could be calibrated.

図20の構成で、放射線源600として22Na線源、放射線検出器集合体610としてDOI検出器、放射線測定装置620としてRIキャリブレータを用いた。22Na線源(600)を分注して、DOI検出器用放射線源(602)とRIキャリブレータ用放射線源(604)を製作し、それぞれの放射線源の重さを測定した後、それぞれで測定を行なった。 In the configuration of FIG. 20, a 22 Na ray source is used as the radiation source 600, a DOI detector is used as the radiation detector assembly 610, and an RI calibrator is used as the radiation measurement device 620. 22 Dispensing the Na-ray source (600), manufacturing the DOI detector radiation source (602) and the RI calibrator radiation source (604), measuring the weight of each radiation source, then measuring each I did it.

DOI検出器(610)によって放射線源(602)の放射能の絶対値が決定され、分注時の重さから、22Na線源(600)の放射能濃度を決定した。又、この放射能濃度から、RIキャリブレータ用放射線源(604)の放射能値を求め、RIキャリブレータ(620)の出力値とRIキャリブレータ用放射線源(604)の放射能値の関係を求め、これをもって、RIキャリブレータ(620)を校正できた。 The absolute value of the radioactivity of the radiation source (602) was determined by the DOI detector (610), and the radioactivity concentration of the 22 Na radiation source (600) was determined from the weight at the time of dispensing. The radioactivity value of the RI calibrator radiation source (604) is obtained from this radioactivity concentration, and the relationship between the output value of the RI calibrator (620) and the radioactivity value of the RI calibrator radiation source (604) is obtained. The RI calibrator (620) could be calibrated.

なお、前記実施形態においては、2個又は多数の放射線検出器集合体が用いられていたが、放射線検出器集合体の数は1個でも構わない。又、放射線検出器集合体も、DOI検出器に限定されず、その素子数も限定されない。放射線源や放射線の種類も、前記実施形態に限定されない。   In the above embodiment, two or many radiation detector assemblies are used, but the number of radiation detector assemblies may be one. Further, the radiation detector assembly is not limited to the DOI detector, and the number of elements is not limited. The type of radiation source and radiation are not limited to the above embodiment.

本発明は、放射能絶対測定に用いられる。又、放射線診療装置、非破壊検査装置等の放射線検出器の検出効率(感度)測定に用いられる。更に、医療用放射能測定装置等、放射線測定装置の校正に利用できる。   The present invention is used for absolute radioactivity measurement. Moreover, it is used for the measurement efficiency (sensitivity) measurement of radiation detectors, such as a radiological medical device and a nondestructive inspection device. Furthermore, it can be used for calibration of radiation measuring devices such as medical radioactivity measuring devices.

100、200、400、500、600、602、604…放射線源
210、212、412、510、610…放射線検出器集合体
220…計数装置
240…計算機
250…入力装置
260…表示装置
410…PET装置
520、620…放射線測定装置
100, 200, 400, 500, 600, 602, 604 ... Radiation source 210, 212, 412, 510, 610 ... Radiation detector aggregate 220 ... Counting device 240 ... Calculator 250 ... Input device 260 ... Display device 410 ... PET device 520, 620 ... Radiation measurement device

Claims (10)

一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、
複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子とその他の光子(他光子とする)をエネルギ弁別しながら別々に計数し、
電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求めることを特徴とする放射能絶対測定法。
An absolute activity measurement method for absolute measurement of radioactivity of nuclides that emit positrons and photons in one decay,
Using a radiation detector assembly composed of a plurality of radiation detector elements, the electron positron pair annihilation photon and other photons (referred to as other photons) are separately counted for each radiation detector element while being energy-discriminated.
Count rate of single or multiple photon detection events in electron positron pair annihilation photon energy window, count rate of single photon detection events in electron positron pair annihilation photon energy window, count of photon detection events in other photon energy window Rate, coincidence rate of single or multiple photon detection events in electron positron pair annihilation photon energy window and photon detection events in other photon energy window, single photon detection event in electron positron pair annihilation photon energy window and others An absolute radioactivity measurement method, wherein the absolute value of radioactivity is obtained without extrapolating efficiency using the coincidence rate of photon detection events in the photon energy window.
一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、
複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、光子のエネルギスペクトルを得ると共に、
放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子と他光子をエネルギ弁別しながら別々に計数し、
電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象と他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、他光子の非光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率を電子陽電子対消滅光子の光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率で除した計数率比を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求めることを特徴とする放射能絶対測定法。
An absolute activity measurement method for absolute measurement of radioactivity of nuclides that emit positrons and photons in one decay,
Using a radiation detector assembly consisting of a plurality of radiation detector elements to obtain a photon energy spectrum,
For each radiation detector element, the electron positron pair annihilation photon and other photons are counted separately while discriminating energy,
Count rate of photon detection event in electron positron annihilation photon energy window, count rate of photon detection event in other photon energy window, photon detection event and other photon energy window in electron positron pair annihilation photon energy window The counting rate in the electron positron pair annihilation photon energy window due to the photoabsorption of the electron positron pair annihilation photon is the count rate in the electron positron pair annihilation photon energy window due to the non-photo absorption of other photons. Absolute radioactivity measurement method characterized in that the absolute value of radioactivity is obtained without extrapolating efficiency using the count rate ratio divided by the rate.
一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、
複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子とその他の光子(他光子とする)をエネルギ弁別しながら別々に計数し、少なくとも、
電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける二光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出または複数検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける二光子検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率を用い、効率外挿を行うことなく、多重散乱およびパイルアップを考慮して、放射能絶対値を求めることを特徴とする放射能絶対測定法。
An absolute activity measurement method for absolute measurement of radioactivity of nuclides that emit positrons and photons in one decay,
Using a radiation detector assembly composed of a plurality of radiation detector elements, the electron positron pair annihilation photon and other photons (referred to as other photons) are separately counted for each radiation detector element while separately discriminating, at least,
Count rate of single or multiple photon detection events in electron positron pair annihilation photon energy window, Count rate of single photon detection events in electron positron pair annihilation photon energy window, two photons in electron positron pair annihilation photon energy window Count rate of detection events, count rate of detection events in other photon energy window, single or multiple photon detection in electron positron pair annihilation photon energy window and coincidence rate of photon detection events in other photon energy window Photon singularity detection in electron positron pair annihilation photon energy window and coincidence rate of photon detection events in other photon energy window, two photon detection in electron positron pair annihilation photon energy window and other photon energy window Efficient extrapolation using coincidence rate of photon detection events Without taking into account the multiple scattering and pileup, radioactivity absolute measurement method characterized by determining the radioactivity absolute value.
電子陽電子対消滅光子と他光子のパイルアップ事象エネルギウィンドウでパイルアップを検出した場合に、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出数を加算補正し、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象及び電子陽電子対消滅光子と他光子の同時検出事象があったと見なすことを特徴とする放射能絶対測定法。   When pileup is detected in the energy window of the electron positron pair annihilation photon and other photons, the number of photons detected in the electron positron pair annihilation photon energy window is added and corrected to detect the photons in the other photon energy window. An absolute radioactivity measurement method characterized by assuming that there was a simultaneous detection event of an event and an electron-positron pair annihilation photon and another photon. 放射線スペクトルに対して、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウ、他光子エネルギウィンドウ、電子陽電子対消滅光子と他光子のパイルアップ事象エネルギウィンドウを、光子によるピークの高エネルギ側の一部にかけて、低エネルギ散乱放射線の影響を低減することを特徴とする放射能絶対測定法。   Low energy scattering over the radiation spectrum, electron positron pair annihilation photon energy window, other photon energy window, electron positron pair annihilation photon and other photon pileup event energy window over part of the high energy side of the peak due to photons Absolute radioactivity measurement method characterized by reducing the effects of radiation. 請求項1乃至5のいずれかに記載の方法で決定された放射能絶対値を用いて、放射線検出器集合体の光子の計数率から、放射線検出器集合体の検出効率を求めることを特徴とする放射線検出器集合体の検出効率決定方法。   The detection efficiency of the radiation detector assembly is obtained from the photon counting rate of the radiation detector assembly using the radioactivity absolute value determined by the method according to any one of claims 1 to 5. A method for determining the detection efficiency of a radiation detector assembly. 請求項1乃至5のいずれかに記載の方法で決定された放射能絶対値を用いて、放射線検出器集合体を備えた放射線測定装置を校正することを特徴とする放射線測定装置の校正方法。   A calibration method for a radiation measurement apparatus, comprising: calibrating a radiation measurement apparatus including a radiation detector assembly using the radioactivity absolute value determined by the method according to claim 1. 前記放射線測定装置がPET装置であることを特徴とする請求項7に記載の放射線測定装置の校正方法。   The radiation measuring apparatus calibration method according to claim 7, wherein the radiation measuring apparatus is a PET apparatus. 前記放射線検出器集合体を校正用仲介標準器として作業現場に搬入し、作業現場にある放射線源に放射能絶対値を与え、この放射線源を、作業現場で使用している放射線測定装置で測定して、該放射線測定装置の出力と放射能絶対値を関連付けることを特徴とする請求項7に記載の放射線測定装置の校正方法。   The radiation detector assembly is brought into the work site as an intermediary standard for calibration, an absolute radioactivity value is given to the radiation source at the work site, and this radiation source is measured by a radiation measuring device used at the work site. The radiation measurement apparatus calibration method according to claim 7, wherein an output of the radiation measurement apparatus is associated with an absolute value of radioactivity. 放射線源を分注して、放射線検出器集合体用放射線源と放射線測定装置用放射線源に分け、各放射線源の重さを測定し、放射線検出器集合体用放射線源を放射線検出器集合体で測定して、その放射能絶対値を付与し、この放射能絶対値と放射線源の重さから、放射線測定装置用放射線源に放射能絶対値を付与し、該放射線測定装置用放射線源を作業現場の放射線測定装置で測定して、該放射線測定装置の出力値と前記放射線測定装置用放射線源の放射能絶対値を関係付けることを特徴とする請求項7に記載の放射線測定装置の校正方法。   Distributing the radiation source, dividing it into a radiation source for the radiation detector assembly and a radiation source for the radiation measuring device, measuring the weight of each radiation source, and then radiating the radiation source for the radiation detector assembly to the radiation detector assembly The radioactivity absolute value is given, and the radioactivity absolute value is given to the radiation source for the radiation measurement device from the radioactivity absolute value and the weight of the radiation source. 8. The calibration of the radiation measuring apparatus according to claim 7, wherein the radiation measuring apparatus is measured with a radiation measuring apparatus at a work site, and an output value of the radiation measuring apparatus is related to an absolute activity value of the radiation source for the radiation measuring apparatus. Method.
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