JP2010181412A - Method and device for discriminating and measuring radiation - Google Patents

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光一 日塔
Takeshi Takahara
武 高原
Koyo Fukuda
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation discriminating/measuring device for irradiating a measuring object and discriminating and measuring α rays, β rays, γ rays, neutron beams, and X-rays contained in the obtained radiation. <P>SOLUTION: The measuring object 4, a first scintillator 7, a second scintillator 8, and a third scintillator 9 are arranged in a radiation irradiation region radiated from a radiation source. A light beam of a first wavelength region is emitted by the first scintillator 7, a light beam of a second wavelength region is emitted by the second scintillator 8, and a light beam of a third wavelength region is emitted by the third scintillator 9. The light emissions by the first, second and third scintillators are recognized by wavelength, and corrected. Measurements according to the types of the radiation are discriminated by wavelength and are performed simultaneously, thereby discriminating and measuring the types of the radiation, namely α rays, β rays, γ rays, neutron beams, and X-rays. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、原子力産業、放射線医療および放射能取扱施設などの放射性物質を取り扱う産業および研究機関において適用されるものであり、α線、β線、X線、γ線あるいは中性子線のいずれかが混在している放射線から、各放射線を弁別かつ測定し、非破壊試験を行える放射線弁別測定方法および放射線弁別測定装置に関するものである。   The present invention is applied in industries and research institutions that handle radioactive materials, such as the nuclear power industry, radiology and radioactivity handling facilities, and any one of α rays, β rays, X rays, γ rays, or neutron rays is applied. The present invention relates to a radiation discrimination measurement method and a radiation discrimination measurement apparatus capable of discriminating and measuring each radiation from mixed radiation and performing a nondestructive test.

放射線が物質を透過する際には、その構成物質の種類もしくは形状によって吸収および散乱が異なってくる。これを映像として写真やビデオ、デジタルファイル等として記録すれば、物質の破損状態、変化および充填状況等を把握することができる。これは一般にレントゲン写真で人体の内部状態を診察するのと同様の原理である。測定したい物体あるいは試料を破壊せずに内部の状態を測定するこの方法は、ラジオグラフィまたは非破壊放射線撮影法と呼ばれている。   When radiation passes through a substance, absorption and scattering differ depending on the type or shape of the constituent substance. If this is recorded as an image as a photograph, video, digital file or the like, it is possible to grasp the breakage state, change and filling state of the substance. This is generally the same principle as examining the internal state of the human body with radiographs. This method of measuring the internal state without destroying the object or sample to be measured is called radiography or non-destructive radiography.

従来からこのようなラジオグラフィとして、放射線のなかでもX線あるいはγ線を用いたものが良く知られている。X線あるいはγ線は、物をよく透過し軽い物ほど透過しやすいので、物体の内部のようすを調べるのに利用されている。しかし、X線あるいはγ線では軽い物ほど透過しやすいために、原子番号が小さい元素である軽元素を良く透過してしまうことから、金属材料中に隠された水素含有物質等を検査するのは困難であった。また、X線あるいはγ線では、硼(ほう)素と炭素のように原子番号が隣接した元素のように、微量の差を識別することは困難であった。   Conventionally, as such radiography, those using X-rays or γ-rays are well known. X-rays or γ-rays are used to examine the inside of an object because they pass through objects well and lighter objects are easier to transmit. However, X-rays or γ-rays are lighter and easier to transmit, so light elements with small atomic numbers are well transmitted. Therefore, hydrogen-containing substances hidden in metal materials are inspected. Was difficult. In addition, in X-rays or γ-rays, it is difficult to identify a minute difference such as elements having adjacent atomic numbers such as boron and carbon.

一方、X線あるいはγ線のかわりに中性子を用いたラジオグラフィが利用されている。このラジオグラフィでは、中性子の吸収が原子番号には依存せず、また重たい物質中をも透過するため、X線あるいはγ線では識別できなかった、金属中の軽元素の識別を行うことができる。また、中性子に対する吸収もしくは散乱断面積の値は、各元素によって固有であり、例えば、硼素に対しては中性子の吸収量が多いが、炭素に対しては多くない。このため、中性子を利用して軽元素までを識別する非破壊検査が行われるようになった。   On the other hand, radiography using neutrons instead of X-rays or γ-rays is used. In this radiography, the absorption of neutrons does not depend on the atomic number, and also passes through heavy materials, so light elements in metals that could not be identified by X-rays or γ-rays can be identified. . Further, the value of the absorption or scattering cross section for neutrons is unique to each element. For example, neutron absorption is large for boron, but not for carbon. For this reason, non-destructive inspection has been conducted to identify even light elements using neutrons.

現在では、このようなX線あるいはγ線を用いたラジオグラフィおよび中性子を用いたラジオグラフィの長所を生かして、両者を併用したラジオグラフィが用いられており、具体的には、火工品等の非破壊検査を行なっている。このX線、γ線あるいは中性子を併用したラジオグラフィによれば、同一試料についてそれぞれ異なったX線、γ線あるいは中性子による検査という2回の操作が必要となるため、測定時間および操作の面で煩雑であった。   Currently, taking advantage of such radiography using X-rays or γ-rays and radiography using neutrons, radiography using both is used. Specifically, pyrotechnics, etc. Non-destructive inspection is conducted. According to the radiography combined with X-rays, γ-rays or neutrons, the same sample requires two operations of inspection with different X-rays, γ-rays or neutrons. It was complicated.

このような欠点を解消する方法として、例えば、特開昭58−113842号公報(例えば、特許文献1)等に掲載されているように、カリホルニウムCf.252を中性子源とγ線源として用い、γ線画像検出器と中性子画像検出器とを並設させ、これらの各検出器にフィルムをセットして同時に画像を記録するという同時ラジオグラフィ手法が提案されている。しかし、このような方法においても、記録される画像であるフィルムが2枚となってしまうため、正確な位置合わせおよび画像処理上の煩雑さを有していた。   As a method for eliminating such drawbacks, for example, as disclosed in JP-A No. 58-113842 (for example, Patent Document 1), Californium Cf.252 is used as a neutron source and a γ-ray source, A simultaneous radiography method has been proposed in which a γ-ray image detector and a neutron image detector are arranged side by side, a film is set on each detector, and an image is recorded simultaneously. However, even in such a method, since there are two films as images to be recorded, there is a problem in accurate alignment and image processing.

さらに、この同時ラジオグラフィ手法を改良して、例えば、特開昭61−184444号公報(例えば、特許文献2)等に掲載されているように、色別でγ線画像と中性子画像とを測定する方法が提案されている。   Furthermore, this simultaneous radiography technique has been improved to measure γ-ray images and neutron images by color as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-184444 (for example, Patent Document 2). A method has been proposed.

特開昭58−113842号公報JP 58-113842 A 特開昭61−184444号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-184444 特開平4−290985号公報JP-A-4-290985

しかし、上記のような方法によれば、色別でγ線画像と中性子画像とを測定できる点において優れていたが、以下に示すような問題を有していた。   However, the method as described above is excellent in that the γ-ray image and the neutron image can be measured by color, but has the following problems.

上述した特開昭61−184444号公報における同時ラジオグラフィでは、1枚のフィルム上に赤色発光のγ線画像用のシンチレータと中性子用の青色あるいは緑色発光のシンチレータとを組合わせ、色別でγ線画像と中性子画像とを測定している。   In the above-mentioned simultaneous radiography in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-184444, a scintillator for γ-ray image emitting red light and a blue or green light emitting scintillator for neutron are combined on one film, A line image and a neutron image are measured.

実際には、γ線画像用のシンチレータとして、赤色光を発する蛍光材を重金属板上に塗布または蒸着したものを用いる。一方、中性子用のシンチレータとして、リチウム(Li−6)あるいはボロン(B−10)を含む物質に、青色または緑色で発光する蛍光材を混合または塗布あるいは蒸着したものを用い、中性子はリチウムまたはボロンと(n,α)反応を起こし、これにより生じたアルファ(α)線によって青色発光蛍光材が青色に発色される。なお、この青色発光蛍光材として、蛍光体に銀で活性化した硫化亜鉛ZnS:Agを用いている。   Actually, a scintillator for γ-ray images is obtained by applying or vapor-depositing a fluorescent material emitting red light on a heavy metal plate. On the other hand, as a scintillator for neutrons, a material containing lithium (Li-6) or boron (B-10) mixed with, or applied to, or vapor-deposited with a fluorescent material that emits blue or green light is used. The neutron is lithium or boron. And the (n, α) reaction occurs, and the blue (light emitting) fluorescent material is colored blue by the alpha (α) rays generated thereby. In addition, as this blue light-emitting fluorescent material, zinc sulfide ZnS: Ag activated with silver is used for the phosphor.

このように、1枚のフィルム上に中性子ラジオグラフィを青色で記録し、X線あるいはγ線ラジオグラフィを赤色で記録して色弁別する方法では、X線およびγ線によるかぶりを補正することが可能であった。またこの方法では、上記した銀で活性化した硫化亜鉛ZnS:Agと組み合わせた蛍光材を用いることにより、X線あるいはγ線に対してかぶる量が少ないという長所を有していたが、感度を十分に満足するものではなかった。   As described above, in the method of recording neutron radiography in blue on one film and recording X-rays or γ-ray radiography in red to discriminate color, it is possible to correct the fog caused by X-rays and γ-rays. It was possible. In addition, this method has the advantage that the amount of irradiation with respect to X-rays or γ-rays is small by using a fluorescent material combined with the above-described zinc sulfide ZnS: Ag activated with silver. I was not fully satisfied.

また、使用するシンチレータは、γ線と中性子との互いの波長に対して透過する材料から構成されていないため、γ線画像用のシンチレータと中性子用のシンチレータとの間にフィルムを挟む構成とし、シンチレータを配置しなければならなかった。このため3つのシンチレータを配置して、3色以上の組合わせの発光を行わせるのは実質上難しかった。   Moreover, since the scintillator to be used is not composed of a material that transmits γ rays and neutrons with respect to each other's wavelength, a film is sandwiched between the scintillator for γ ray images and the scintillator for neutrons, The scintillator had to be placed. For this reason, it is practically difficult to arrange three scintillators to emit light of a combination of three or more colors.

さらに、フィルムをはさんで配置する場合には、−般のカラーフィルムではハレーション防止層があり、裏面からの光は正確に記録されない。このため特殊なカラーフィルムを使用しなければならず、コスト的に高くなるという問題を有していた。   In addition, when the film is disposed between, a general color film has an antihalation layer, and light from the back surface is not accurately recorded. For this reason, a special color film has to be used, which has a problem of high cost.

また、一方において、近年、中性子における感度を向上させる方法が開発されており、例えば、特開平4−290985号公報(例えば、特許文献3)等に掲載されているように、従来のリチウム(Li−6)またはボロン(B−10)を用いたタイプに比べて、中性子に対する感度を高くした中性子用のイメージングプレートが開発されている。これは、電子線および放射線などの照射後、熱および光などの刺激で発光する現象である、蛍光体の輝尽発光を利用して開発されたものであり、このイメージングプレートは、輝尽蛍光体を塗布したものから構成される。具体的にこのイメージングプレートは、中性子との反応にガドリニウム(Gd)を用い、付活剤にプラセオジム(Pr)、テルビウム(Tb)あるいはユウロピウム(Eu)を含有した焼結体からなるものである。   On the other hand, in recent years, methods for improving the sensitivity in neutrons have been developed. For example, as disclosed in JP-A-4-290985 (for example, Patent Document 3), conventional lithium (Li An imaging plate for neutrons having higher sensitivity to neutrons compared to the type using −6) or boron (B-10) has been developed. This was developed by using the phosphor's stimulated luminescence, which is a phenomenon that emits light by stimulation such as heat and light after irradiation with an electron beam and radiation. Consists of a body applied. Specifically, this imaging plate is made of a sintered body using gadolinium (Gd) for reaction with neutrons and containing praseodymium (Pr), terbium (Tb) or europium (Eu) as an activator.

上記したイメージングプレートは、さらに改良が進み、Χ線用のイメージングプレートおよび中性子と反応するリチウム(Li−6)と、ボロン(B−10)またはガドリニウム(Gd)とからなる中性子用のイメージングプレートを組み合わせたものも開発されている。   The imaging plate described above has been further improved, and an imaging plate for neutrons and an imaging plate for neutrons composed of lithium (Li-6) that reacts with neutrons and boron (B-10) or gadolinium (Gd). Combinations have also been developed.

このような中性子用のイメージングプレートは、輝尽性蛍光体を用い電離放射線による信号をカラーセンターとして捕獲記憶し、読取り器のレーザー光で蛍光を発光させて画像化するものであるため、中性子に対する感度が高く、明るいところで作業できる点で優れているが、中性子照射後に読取り作業を別に行わなくてはならない点でリアルタイム性において問題がある。またこの技術は、元々X線用に開発されたものであるため、X線およびγ線に対する感度が高く、中性子画像にX線およびγ線の画像がかぶり区別できないという問題を有していた。この場合においても、中性子を遮断して、X線やγ線の画像を別に撮って画像処理しなければならないが、このような方法は、未だに開発されていないのが現状であった。   Such an imaging plate for neutrons uses a stimulable phosphor, captures and stores a signal from ionizing radiation as a color center, and emits fluorescence with a laser beam from a reader to form an image. Although it is excellent in that the sensitivity is high and the work can be performed in a bright place, there is a problem in the real-time property in that the reading work must be performed separately after neutron irradiation. Further, since this technology was originally developed for X-rays, it has a problem that the sensitivity to X-rays and γ-rays is high, and the X-ray and γ-ray images cannot be distinguished from the neutron images. Even in this case, neutrons must be cut off and X-ray and γ-ray images must be taken separately for image processing, but such a method has not yet been developed.

本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、測定対象物の内部を調査するために非破壊試験を行う際、測定対象物に放射して得られる放射線に含まれるα線、β線、γ線、中性子線およびX線などのいずれかから構成される放射線から、各個別の放射線として弁別するとともに、弁別した各放射線をタイムラグなしに、直接撮像して画像化できる放射線弁別測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve these problems, and when performing a nondestructive test for investigating the inside of a measurement object, alpha rays contained in radiation obtained by radiating the measurement object. , Β rays, γ rays, neutron rays, X-rays, and other radiation that can be discriminated as individual radiation, and that each radiation can be directly imaged and imaged without time lag It aims at providing a measuring device.

また、シンチレータを構成する材料およびその厚さの改良により、撮像された画像のかぶりを補正して、高感度の画像を得ることができる放射線弁別測定方法を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a radiation discrimination measurement method capable of correcting the fog of a captured image and obtaining a highly sensitive image by improving the material constituting the scintillator and its thickness.

請求項1記載の放射線弁別測定方法は、放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物、第1のシンチレータ、第2のシンチレータおよび第3のシンチレータを配置し、第1のシンチレータでは、前記放射線源から放射される放射線を前記測定対象物に放射させて得られる放射線の種類A、種類Βおよび種類Cに感応して第1の波長域の光線を発光させ、第2のシンチレータでは、前記第1のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Bおよび種類Cに感応して前記第1の波長域と異なる第2の波長域の光線を発光させ、第3のシンチレータでは、前記第2のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Cに感応して前記第1および前記第2の波長域と異なる第3の波長域の光線を発光させ、これら第1、第2および第3のシンチレータの発光を波長別に認識し、前記第1のシンチレータのデータを第2および第3のシンチレータのデータで補正し、前記第2のシンチレータのデータを第3のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定することを特徴とする。   In the radiation discrimination measurement method according to claim 1, a measurement object, a first scintillator, a second scintillator, and a third scintillator are arranged in a radiation irradiation region radiated from a radiation source. In the first scintillator, In response to the type A, type 光線 and type C of the radiation obtained by radiating the radiation emitted from the radiation source to the measurement object, the first scintillator emits light in the first wavelength range. In response to the types B and C of the radiation that is transmitted without being absorbed by the first scintillator, the second scintillator emits light in a second wavelength region different from the first wavelength region, and the third scintillator In response to the type C of radiation that is transmitted without being absorbed by the two scintillators, light of a third wavelength region different from the first and second wavelength regions is emitted, and the first, second and 3. Recognizing the light emission of the third scintillator by wavelength, correcting the data of the first scintillator with the data of the second and third scintillators, and correcting the data of the second scintillator with the data of the third scintillator Is characterized in that the measurement according to the type of radiation is discriminated by wavelength and measured simultaneously.

本発明においては、放射線の種類A、BおよびCのそれぞれに対して、各異なる発光波長のシンチレータを組合わせて用いている。特に第1のシンチレータは、放射線Aに対して感度が高くなるように設計する。しかし、第1のシンチレータでは、厳密に放射線の種類Bおよび種類Cにも感度があるため、多少放射線の種類Bおよび種類Cがかぶった結果が得られる。そこで、第1のシンチレータは放射線Aがほぼ100%止められるシンチレータの厚さにする。例えば、放射線の種類Aがα線であればシンチレータの厚さは数μmで良く、β線の場合でも数十μmの厚さがあれば止めることができる。また第2のシンチレータは、第1のシンチレータで透過する放射線の種類Bおよび種類Cに対して、特に放射線の種類Bに対して感度を高くするように設計する。例えば、放射線の種類Bが、β線あるいは後に示す中性子線であれば、シンチレータの厚さを数十μmとすれば十分であり、逆にこのシンチレータを厚くすると、X線およびγ線に対する感度が高くなってしまう。最後に、第2のシンチレータで止められずに透過する放射線の種類Cに対して、感度が高くなるように第3のシンチレータを設計する。但し、放射線の種類Cは第1のシンチレータ、第2のシンチレータおよび第3のシンチレータを通ってくるため、特に第3のシンチレータを厚くしてしまうと、幾何学的ぼけが生じて解像度が悪くなる。できれば第3のシンチレータとしては、薄くてγ線に対して感度の高いものを使う方が良い。第2および第3のシンチレータは、第1、第2および第3の発光波長に対して十分透過することが条件である。シンチレータで発光した光を発光波長毎に記録または観測し、色別の画像情報からそれぞれのかぶりを補正して純粋な放射線による信号を取り出す。例えば、第1のシンチレータで発光した色が青色の場合には、青色の信号の中には主に放射線Aの情報が含まれているが、放射線Βおよび放射線Cの情報も含まれている。また、第2のシンチレータの発光が赤色とすると主に放射線Bおよび放射線Cの情報が得られる。   In the present invention, scintillators having different emission wavelengths are used in combination for each of the radiation types A, B and C. In particular, the first scintillator is designed to be highly sensitive to the radiation A. However, since the first scintillator is strictly sensitive to the radiation types B and C, the result is that the radiation types B and C are somewhat covered. Therefore, the first scintillator has a thickness of the scintillator that can stop the radiation A almost 100%. For example, if the radiation type A is α-ray, the thickness of the scintillator may be several μm, and even in the case of β-ray, it can be stopped if the thickness is several tens of μm. In addition, the second scintillator is designed so as to increase the sensitivity with respect to the type B and type C of the radiation transmitted through the first scintillator, particularly with respect to the type B of radiation. For example, if the radiation type B is β rays or neutron rays shown later, it is sufficient that the thickness of the scintillator is several tens of μm. Conversely, if this scintillator is thickened, the sensitivity to X rays and γ rays is increased. It will be high. Finally, the third scintillator is designed so that the sensitivity is high with respect to the type C of radiation that is transmitted without being stopped by the second scintillator. However, since the type C of radiation passes through the first scintillator, the second scintillator, and the third scintillator, especially when the third scintillator is thickened, geometrical blur occurs and the resolution deteriorates. . If possible, it is better to use a thin third scintillator that is thin and highly sensitive to γ rays. The second and third scintillators are required to transmit sufficiently with respect to the first, second, and third emission wavelengths. The light emitted by the scintillator is recorded or observed for each emission wavelength, and each fog is corrected from image information for each color, and a signal based on pure radiation is extracted. For example, when the color emitted by the first scintillator is blue, the blue signal mainly includes information on the radiation A, but also includes information on the radiation trap and the radiation C. When the light emitted from the second scintillator is red, information on the radiation B and the radiation C is mainly obtained.

一般にカラーテレビ等のカラー信号は、RGBと言うR:赤、G:緑、B:青の信号として情報が読取られ表示される。従って、RGBそれぞれの信号として見ることについては、特に画像処理せずに見ることができる。但し、−般的にそれぞれのシンチレータの感度と計測環境下での放射線の種類に対する割合はー定ではないので補正することが必要になる。補正の仕方は、第3のシンチレータで得られた情報は放射線Cだけの情報であるため、第2のシンチレー夕から得られた情報から第3のシンチレータの情報を引いて放射線Bのみの情報を得る。第1のシンチレータの情報には放射線A、ΒおよびCの3つの情報が含まれているので、まず第1のシンチレータの情報から第2のシンチレータの情報(放射線Β、C)を引く。この結果、放射線Bの情報を第1のシンチレータの情報から消すことができる。しかし同時に放射線Cの情報も消されることになる。このため放射線Cの情報を引きすぎた場合には、第3のシンチレータから得られた放射線Cのみの情報で補正することができる。また、一度校正用のインジケータなどで測定しておくことにより、次からは同時に放射線の種類A、ΒおよびCについてのそれぞれの情報を見ることが可能になる。   In general, color signals of color televisions and the like are read and displayed as RGB signals of R: red, G: green, and B: blue. Therefore, it is possible to view the signals as RGB signals without performing image processing. However, in general, the sensitivity of each scintillator and the ratio to the type of radiation in the measurement environment are not constant, and need to be corrected. Since the information obtained by the third scintillator is only the information of the radiation C, the information of only the radiation B is obtained by subtracting the information of the third scintillator from the information obtained from the second scintillator evening. obtain. Since the information of the first scintillator includes three pieces of information of radiation A, soot and C, first, the information of the second scintillator (radiation soot, C) is subtracted from the information of the first scintillator. As a result, the information on the radiation B can be erased from the information on the first scintillator. At the same time, however, the radiation C information is also erased. For this reason, when the information of the radiation C is pulled too much, it can correct | amend with the information of only the radiation C obtained from the 3rd scintillator. In addition, once measurement is performed with a calibration indicator or the like, it is possible to simultaneously view information on the types of radiation A, Β and C from the next time.

従って本発明によれば、第1、第2および第3のシンチレー夕で得られた情報からかぶりを補正することにより、正確な情報を得ることができる。   Therefore, according to the present invention, accurate information can be obtained by correcting the fog from the information obtained in the first, second and third scintillator evenings.

請求項2記載の放射線弁別測定方法は、請求項1記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Aをα線、種類Βをβ線および種類Cをγ線とし、第1のシンチレータに青色発光体、第2のシンチレータに赤色発光体および第3のシンチレータに緑色発光体を用い、α線、β線およびγ線を色弁別により同時に測定することを特徴とする。   The radiation discrimination measurement method according to claim 2 is the radiation discrimination measurement method according to claim 1, wherein the radiation type A is α-ray, the type Β is β-ray and the type C is γ-ray, and the first scintillator emits blue light. The second scintillator uses a red light emitter and the third scintillator uses a green light emitter, and α, β, and γ rays are simultaneously measured by color discrimination.

放射線の種類による物質中での飛程の長さは、α線よりβ線、β線よりγ線の方が長くなる。従って、放射線の入射側からシンチレータの厚さを薄くして、また、後述するように薄いシンチレータを十分に止められるように工夫している。逆の場合、放射線の種類A、BおよびCから順に、γ線、β線およびα線とすると、即ち、第1のシンチレータでγ線用に最適化すると、β線およびα線が止まってしまい、第2のシンチレータ以降の意味がなくなり放射線の種類による波長弁別ができなくなってしまう。   The range of the range in the substance depending on the type of radiation is longer for β rays than for α rays and γ rays for longer than β rays. Therefore, the thickness of the scintillator is reduced from the radiation incident side, and the device is devised so that the thin scintillator can be sufficiently stopped as will be described later. In the opposite case, if the γ rays, β rays, and α rays are used in order from the radiation types A, B, and C, that is, if the first scintillator is optimized for γ rays, the β rays and α rays stop. The meaning after the second scintillator disappears, and wavelength discrimination based on the type of radiation becomes impossible.

従って本発明において、放射線の入射側からシンチレータの厚さを薄くすることにより、α線、β線およびγ線を色弁別により同時に測定することができる。   Therefore, in the present invention, by reducing the thickness of the scintillator from the radiation incident side, α rays, β rays and γ rays can be simultaneously measured by color discrimination.

請求項3記載の放射線弁別測定方法は、請求項1記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Aをβ線、種類Bを中性子線および種類Cをγ線とし、第1のシンチレータに青色発光体、第2のシンチレータに赤色発光体および第3のシンチレータに緑色発光体を用い、β線、中性子線およびγ線を色弁別により同時に測定することを特徴とする。   The radiation discrimination measurement method according to claim 3 is the radiation discrimination measurement method according to claim 1, wherein the radiation type A is β-ray, the type B is neutron radiation and the type C is γ-ray, and the first scintillator emits blue light. The second scintillator uses a red light emitter and the third scintillator uses a green light emitter, and β rays, neutron rays and γ rays are simultaneously measured by color discrimination.

本発明においては、放射線の種類からα線を除いた場合について示しており、放射線の種類A、BおよびCから順番にβ線、中性子線およびγ線としている。中性子線はγ線に対して飛程が短いわけでは無いが、中性子の吸収が大きいガドリニウム(Gd)をシンチレータとして用いた場合に、ガドリニウムと中性子とが(n,γ)反応して電子線が出る。ガドリニウムの場合、数十μmで熱中性子はほぼ100%止められる。また、この電子線の飛程は十数μm程度であるので、数十μmであれば蛍光体を電子線で発光させるには十分である。このため、この放射線の組合わせを工夫することで、γ線に対しても感度の高いガドリニウムを主材とした別の発光波長のシンチレータを使うことができるようになる。   In the present invention, the case where α rays are excluded from the types of radiation is shown, and β rays, neutron rays and γ rays are sequentially formed from the types of radiation A, B and C. Neutron beams do not have a shorter range than γ-rays, but when gadolinium (Gd), which absorbs large neutrons, is used as a scintillator, gadolinium and neutrons react (n, γ) to generate electron beams. Get out. In the case of gadolinium, thermal neutrons are stopped almost 100% at several tens of μm. Further, since the range of this electron beam is about several tens of μm, several tens of μm is sufficient for causing the phosphor to emit light with the electron beam. For this reason, by devising a combination of these radiations, it becomes possible to use a scintillator having a different emission wavelength mainly composed of gadolinium, which is highly sensitive to γ rays.

従って本発明においも、β線、中性子線およびγ線を色弁別により同時に測定することができる。   Therefore, also in the present invention, β rays, neutron rays and γ rays can be simultaneously measured by color discrimination.

請求項4記載の放射線弁別測定方法は、請求項2または3記載の放射線弁別測定方法において、シンチレータの組合わせを変えて、第1のシンチレータに青色発光体、第2のシンチレータに緑色発光体、第3のシンチレータに赤色発光体、あるいは、第1のシンチレータから順番に、赤色、青色、緑色、または赤色、緑色、青色、または緑色、赤色、青色、または緑色、青色、赤色と組合わせを変えて用い、撮影結果を色の組合わせの違いで区別することを特徴とする。   The radiation discrimination measurement method according to claim 4 is the radiation discrimination measurement method according to claim 2 or 3, wherein a combination of scintillators is changed, a blue light emitter is used as the first scintillator, a green light emitter is used as the second scintillator, In order from the red scintillator to the third scintillator, or red, blue, green, or red, green, blue, or green, red, blue, or green, blue, red in order from the first scintillator It is characterized by distinguishing the photographing results by the combination of colors.

本発明において、第2のシンチレータの発光を赤色、第3のシンチレータの発光を緑色としても、その逆でも実質的には変わりが無い。従って、測定するときに応じ、発光体を逆にして使うことにより、使用条件および使用場所での違いを色の組合わせの違いとしてあらわすことができる。例えば、イの場所では中性子が赤色、γ線が緑色で記録され、ロの場所では中性子が緑色、γ線が赤色で記録される。従って本発明によれば、後でデータが混在した場合においてもどこで得られた結果なのか色の組合わせで区別できるようになり、整理しやすくなる。   In the present invention, the second scintillator emits red light, the third scintillator emits green light, and vice versa. Therefore, by using the illuminant in an inverted manner according to the measurement, the difference in use conditions and use place can be expressed as a difference in color combination. For example, neutrons are recorded in red and γ rays are recorded in green at location a, while neutrons are recorded in green and γ rays are recorded in red at location b. Therefore, according to the present invention, it becomes possible to distinguish where the result is obtained even if data is mixed later by a combination of colors, and it is easy to organize.

請求項5記載の放射線弁別測定方法は、請求項2から4までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、青色発光のシンチレータとして、プラスチックシンチレータ、ガラスシンチレータまたは青色発光体の焼結体を用いることを特徴とする。   The radiation discrimination measurement method according to claim 5 is the radiation discrimination measurement method according to any one of claims 2 to 4, wherein a plastic scintillator, a glass scintillator, or a sintered body of a blue light emitter is used as the blue light emission scintillator. It is characterized by that.

本発明によれば、青色発光のシンチレータとしてプラスチックシンチレータ、ガラスシンチレータまたは青色発光体の焼結体を用い、かつ厚さを薄くするように工夫することで、第1のシンチレータの発光を青色とすることができ、また、α線およびβ線に対しての感度を十分得ることができる。   According to the present invention, the first scintillator emits blue light by using a plastic scintillator, a glass scintillator, or a sintered body of a blue light emitter as a blue light emission scintillator and devising to reduce the thickness. In addition, sufficient sensitivity to α rays and β rays can be obtained.

請求項6記載の放射線弁別測定方法は、請求項2から4までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、赤色発光のシンチレータとして、ユウロピウム(Eu)またはクロム(Cr)で活性化したガドリニウム(Gd)を主成分とする赤色蛍光体の焼結体を用いることを特徴とする。   A radiation discrimination measurement method according to claim 6 is the radiation discrimination measurement method according to any one of claims 2 to 4, wherein gadolinium activated with europium (Eu) or chromium (Cr) is used as a scintillator emitting red light. A red phosphor sintered body containing Gd) as a main component is used.

本発明においては、赤色発光のシンチレータの感度を高めて、シンチレータの厚さを薄くする工夫として、特に熱中性子に対して吸収断面積の大きいガドリニウム(Gd)を主成分とした蛍光体を選択して用いている。また、熱中性子との(n,γ)反応に伴って放出される電子線により赤色に発光するために付活剤としてユウロピウム(Eu)あるいはクロム(Cr)を選択して用いている。   In the present invention, in order to increase the sensitivity of the red light emitting scintillator and reduce the thickness of the scintillator, a phosphor mainly composed of gadolinium (Gd) having a large absorption cross-section with respect to thermal neutrons is selected. Used. Further, europium (Eu) or chromium (Cr) is selected and used as an activator in order to emit red light by an electron beam emitted in association with the (n, γ) reaction with thermal neutrons.

従来、例えば、青色発光のシンチレータとしてボロン(B)およびリチウム(Li)が熱中性子との反応の主材として用いられていたが、共に熱中性子との反応は(n、α)反応に伴って放出されるα線により蛍光体を発光させていた。α線の飛程はγ線と比較して短いため、青色発光のシンチレータの厚さを薄くできると考えられるが、このボロンおよびリチウムを主材とする青色発光のシンチレータは、本発明におけるガドリニウムと比べて吸収断面積が小さいため、シンチレー夕の厚さを薄くすると感度が低くなってしまう。このため、従来の材料ではシンチレー夕の厚さを薄くすることができなかった。また、第2のシンチレータとして使う場合には、中性子線を完全に止めることができなかった。   Conventionally, for example, boron (B) and lithium (Li) have been used as main materials for reaction with thermal neutrons as scintillators that emit blue light. Both reactions with thermal neutrons are accompanied by (n, α) reactions. The phosphor was caused to emit light by the emitted α-rays. Since the range of α rays is shorter than that of γ rays, it is considered that the thickness of the blue light emitting scintillator can be reduced. However, the blue light emitting scintillator mainly composed of boron and lithium is the same as gadolinium in the present invention. Since the absorption cross-sectional area is small, the sensitivity decreases when the thickness of the scintillator evening is reduced. For this reason, the thickness of the scintillator evening cannot be reduced with the conventional material. Further, when used as the second scintillator, the neutron beam could not be completely stopped.

従って本発明によれば、赤色発光のシンチレータとして、ガドリニウム(Gd)を主成分とする赤色蛍光体の焼結体を用いることにより、シンチレータの厚さを薄くすることができ、また中性子線を完全に止めることが可能となる。   Therefore, according to the present invention, by using a red phosphor sintered body mainly composed of gadolinium (Gd) as a red light emitting scintillator, the thickness of the scintillator can be reduced and the neutron beam can be completely obtained. It becomes possible to stop.

請求項7記載の放射線弁別測定方法は、請求項2から4までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、緑色発光のシンチレータとして、プラセオジム(Pr)またはテルビウム(Tb)で活性化したガドリニウム(Gd)を主成分とする緑色蛍光体の焼結体を用いることを特徴とする。   The radiation discrimination measurement method according to claim 7 is the radiation discrimination measurement method according to any one of claims 2 to 4, wherein gadolinium activated with praseodymium (Pr) or terbium (Tb) as a scintillator emitting green light ( A green phosphor sintered body containing Gd) as a main component is used.

基本的に、シンチレータが厚くなると測定被写体と記録用の受光面との距離が離れて幾何学的なぼけが多くなるが、シンチレータがΧ線およびγ線用である場合に、本発明によるガドリニウム(Gd)を主成分とした蛍光体を用いることにより、特に原子番号が大きいことからX線およびγ線の相互作用を起こしやすく、シンチレータが薄くても感度を上げられるため、上記のような材料の蛍光体を用いた。   Basically, when the scintillator becomes thicker, the distance between the subject to be measured and the light-receiving surface for recording increases and geometric blur increases. However, when the scintillator is for saddle and γ rays, the gadolinium ( By using a phosphor mainly composed of Gd), since the atomic number is particularly large, the interaction between X-rays and γ-rays is likely to occur, and the sensitivity can be increased even if the scintillator is thin. A phosphor was used.

また、中性子用に用いた赤色発光シンチレータと緑色発光シンチレータとを合せて置くことで、赤色発光成分にかぶったΧ線およびγ線の成分をほぼ同じ感度で補正できるため、本発明においてガドリニウム(Gd)を主成分とした蛍光体を用いた。   In addition, since the red light emission scintillator and the green light emission scintillator used for neutrons are placed together, the X-ray component and the γ ray component of the red light emission component can be corrected with substantially the same sensitivity. ) Was used as a main component.

さらに、前述した請求項4記載の発明とも関係するが、赤色発光シンチレータと緑色発光シンチレータとを入れ替えても同様に使用でき、前段落で示した中性子用としても組み替えて使用できるため、本発明においてガドリニウム(Gd)を主成分とした蛍光体を用いた。なお、赤色発光シンチレータと緑色発光シンチレータとを入れ替えた場合、緑色が熱中性子線による結果で、赤色がγ線の結果となる。   Furthermore, although related to the invention of claim 4 described above, it can be used in the same manner even if the red light emitting scintillator and the green light emitting scintillator are interchanged, and can also be used by being recombined for the neutron shown in the previous paragraph. A phosphor mainly composed of gadolinium (Gd) was used. When the red light emission scintillator and the green light emission scintillator are exchanged, the green color is the result of thermal neutrons and the red color is the result of γ rays.

請求項8記載の放射線弁別測定方法は、請求項5から7までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、シンチレータは、組合わせるシンチレータの発光波長を透過する構成としたことを特徴とする。   The radiation discrimination measurement method according to claim 8 is the radiation discrimination measurement method according to any one of claims 5 to 7, wherein the scintillator transmits a light emission wavelength of the scintillator to be combined.

本発明において、組合わせてシンチレータを用いた場合においても、発光波長を透過する構成とすることにより、放射線を弁別して測定することができる。   In the present invention, even when a scintillator is used in combination, radiation can be discriminated and measured by adopting a configuration that transmits the emission wavelength.

請求項9記載の放射線弁別測定方法は、請求項5記載の放射線弁別測定方法において、青色蛍光体は、セリウムで活性化したアルミン酸イットリウムYAlO:Ce、セリウムで活性化したケイ酸イットリウムYSiO:Ce、セリウムで活性化したケイ酸ガドリニウムGdSiO:Ce、ニオブで活性化したタンタル酸イットリウムYTaO:Nb、ユーロピウムで活性化したフッ化塩化バリウムBaFCl:Eu、銀で活性化した硫化亜鉛ZnS:Ag、タングステン酸カルシウムCaWO、タングステン酸カドミウムCdWO、タングステン酸亜鉛ZnWO、またはタングステン酸マグネシウムMgWOのうちのいずれかであることを特徴とする。 The radiation discrimination measurement method according to claim 9 is the radiation discrimination measurement method according to claim 5, wherein the blue phosphor is cerium activated yttrium aluminate YAlO 3 : Ce, cerium activated yttrium silicate Y 2. SiO 5 : Ce, gadolinium silicate activated with cerium Gd 2 SiO 5 : Ce, niobium activated yttrium tantalate YTaO 4 : Nb, europium activated barium fluoride chloride BaFCl: Eu, activated with silver Zinc sulfide ZnS: Ag, calcium tungstate CaWO 4 , cadmium tungstate CdWO 4 , zinc tungstate ZnWO 4 , or magnesium tungstate MgWO 4 .

本発明によれば、青色蛍光体として上記した各種材料を適用することができる。   According to the present invention, various materials described above can be applied as the blue phosphor.

請求項10記載の放射線弁別測定方法は、請求項6記載の放射線弁別測定方法において、赤色蛍光体は、ユーロピウムで活性化したホウ酸ガドリニウムGdBO:Eu、ユーロピウムで活性化した酸化ガドリニウムGd:Eu、ユーロピウムで活性化した酸硫化ガドリニウムGdS:Eu、ユーロピウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムGdAl12:Eu、ユーロピウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムGdGa12:Eu、ユーロピウムで活性化したバナジン酸ガドリニウムGdVO:Eu、およびセリウムまたはクロムで活性化したガリウム酸ガドリニウムGdGa12:Ce,Crのうちのいずれかであることを特徴とする。 The radiation discrimination measurement method according to claim 10 is the radiation discrimination measurement method according to claim 6, wherein the red phosphor is gadolinium borate GdBO 3 : Eu activated with europium, gadolinium oxide Gd 2 O activated with europium. 3 : Eu, gadolinium oxysulfide activated with europium Gd 2 O 2 S: Eu, gadolinium aluminate activated with europium Gd 3 Al 5 O 12 : Eu, gadolinium gallate activated with europium Gd 3 Ga 5 O 12 : Eu, gadolinium vanadate GdVO 4 activated with europium: Eu, and gadolinium gallium gallate Gd 3 Ga 5 O 12 activated with cerium or chromium: Ce, Cr .

本発明によれば、赤色蛍光体として上記した各種材料を適用することができる。   According to the present invention, various materials described above can be applied as the red phosphor.

請求項11記載の放射線弁別測定方法は、請求項7記載の放射線弁別測定方法において、緑色蛍光体は、テルビウムで活性化した酸化ガドリニウムGd:Tb、テルビウムで活性化した酸硫化ガドリニウムGdS:Tb、プラセオジムで活性化した酸硫化ガドリニウムGdS:Ρr、テルビウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムGdGaO1:Tb、テルビウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムGdAl12:Tbのうちのいずれかであることを特徴とする。 The radiation discrimination measurement method according to claim 11 is the radiation discrimination measurement method according to claim 7, wherein the green phosphor is terbium activated gadolinium oxide Gd 2 O 3 : Tb, terbium activated gadolinium oxysulfide Gd. 2 O 2 S: Tb, gadolinium oxysulfide activated with praseodymium Gd 2 O 2 S: r, gadolinium gallium gallate activated with terbium Gd 3 Ga 5 O 1 2 : Tb, gadolinium aluminate Gd 3 activated with terbium It is any one of Al 5 O 12 : Tb.

本発明においても、緑色蛍光体として上記した各種材料を適用することができる。   Also in the present invention, the various materials described above can be applied as the green phosphor.

請求項12記載の放射線弁別測定方法は、請求項1記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Aを中性子、種類BをX線および種類Cをγ線とし、中性子、X線およびγ線を色弁別により同時に測定し、または放射線の種類Aを低エネルギーX線、種類Bを中エネルギーX線および種類Cを高エネルギーX線またはγ線とし、X線のエネルギー別またはX線とγ線とを色弁別により同時に測定することを特徴とする。   The radiation discrimination measurement method according to claim 12 is the radiation discrimination measurement method according to claim 1, wherein the radiation type A is neutron, the type B is X-ray and the type C is γ-ray, and the neutron, X-ray and γ-ray are detected. Simultaneously by color discrimination, or type A of radiation as low energy X-ray, type B as medium energy X-ray and type C as high energy X-ray or γ-ray, by X-ray energy or X-ray and γ-ray Are simultaneously measured by color discrimination.

本発明においては、α線、β線およびγ線などの放射線だけでなく、X線のエネルギー別に、色弁別により同時に測定することができる。   In the present invention, not only radiation such as α rays, β rays, and γ rays, but also X-ray energy can be measured simultaneously by color discrimination.

請求項13記載の放射線弁別測定装置は、放射線を放射する放射線源と、この放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物とともに配置され、前記測定対象物を透過した放射線の種類A、種類Βおよび種類Cに感応して第1の波長域の光線を発光する第1のシンチレータと、この第1のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Bおよび種類Cに感応して前記第1の波長域と異なる第2の波長域の光線を発光する第2のシンチレータと、この第2のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Cに感応して前記第1および前記第2の波長域と異なる第3の波長域の光線を発光する第3のシンチレータとを備え、これら第1、第2および第3のシンチレータの発光を波長別に認識し、前記第1のシンチレータのデータを第2および第3のシンチレータのデータで補正し、前記第2のシンチレータのデータを第3のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定する撮像手段を設けたことを特徴とする。   The radiation discrimination measurement device according to claim 13 is a radiation source that emits radiation, and a radiation type A that is disposed in a radiation irradiation region emitted from the radiation source together with the measurement object and that has passed through the measurement object. A first scintillator that emits light in the first wavelength range in response to type IV and type C, and the first scintillator in response to type B and type C of radiation that is transmitted without being absorbed by the first scintillator. In response to a second scintillator that emits light in a second wavelength range different from the first wavelength range, and the type C of radiation that is transmitted without being absorbed by the second scintillator, the first and second A third scintillator that emits light in a third wavelength range different from the wavelength range, and recognizes light emission of the first, second, and third scintillators by wavelength, and data of the first scintillator An imaging unit that corrects with the data of the second and third scintillators, discriminates the measurement according to the type of radiation by the wavelength by correcting the data of the second scintillator with the data of the third scintillator, and measures simultaneously. Is provided.

本発明による構成により、上述した放射線弁別測定を実施することができる。   With the configuration according to the present invention, the above-described radiation discrimination measurement can be performed.

請求項14記載の放射線弁別測定装置は、請求項13記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段として、波長別に認識して記録するカラーフィルムを備えたことを特徴とする。   The radiation discrimination measurement apparatus according to claim 14 is the radiation discrimination measurement apparatus according to claim 13, further comprising a color film for recognizing and recording for each wavelength as the imaging means.

本発明において、波長毎に発光した信号を記録する撮像手段として、カラーフィルムを用いて1枚のフィルムに記録する構成としている。従来のフィルム法を用いた方法では、工業用のX線フィルムが感度および画質の分解能の観点から用いられていたが、単色であったため記録したフィルムから波長成分を分割して読み取ることができなかった。また、工業用のX線フィルムではフィルム面に乳剤が塗られている面がベースフィルムに対して片側と両側とにある。従って、シンチレータに対して逆にセットしても記録されるが、一般のカラーフィルムの場合には、発光色の異なるシンチレータをフィルムに対して挟むような使い方はできない。そこで後述するように、第2および第3のシンチレータで発光した波長を透過するような構成とされている。なお、このことは以下に示す請求項11以降に記載のカメラ等の受光素子を用いた場合でも共通にいえることである。   In the present invention, as an image pickup means for recording a signal emitted for each wavelength, a color film is used for recording on a single film. In the method using the conventional film method, an industrial X-ray film was used from the viewpoint of sensitivity and resolution of image quality, but because it was monochromatic, the wavelength component could not be divided and read from the recorded film. It was. Further, in the industrial X-ray film, the film surface is coated with emulsion on one side and both sides of the base film. Accordingly, recording is performed even if the scintillator is set in reverse, but in the case of a general color film, it is not possible to use a scintillator having a different emission color between the film. Therefore, as will be described later, it is configured to transmit the wavelengths emitted by the second and third scintillators. This is true even in the case of using a light receiving element such as a camera according to claim 11 or later described below.

請求項15記載の放射線弁別測定装置は、請求項13記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段として、波長別に認識して観測するCCDカメラまたは撮像管などの光検出器を備えたことを特徴とする。   The radiation discrimination measurement apparatus according to claim 15 is the radiation discrimination measurement apparatus according to claim 13, further comprising, as an imaging unit, a photodetector such as a CCD camera or an imaging tube that recognizes and observes each wavelength. To do.

請求項16記載の放射線弁別測定装置は、請求項13記載の放射線弁別測定装置において、光検出器を単色のCCDカメラまたは撮像管として波長別に複数備えるとともに、各シンチレータの発光波長を分離するためのダイクロイックミラーを備えたことを特徴とする。   A radiation discrimination measurement device according to claim 16 is the radiation discrimination measurement device according to claim 13, wherein a plurality of photodetectors are provided for each wavelength as a single color CCD camera or an imaging tube, and the light emission wavelength of each scintillator is separated. A dichroic mirror is provided.

請求項15および16記載の発明では、シンチレータで発光した複数の異なる波長をカラーフィルムの変わりに、光検出器としてのCCDカメラまたは撮像管を用いて直接観測できるように構成したものである。特に、単色のCCDカメラまたは撮像管を用いた場合には、シンチレータで発光する波長に合わせて透過率と反射率とを最適にしたダイクロイックミラーを備えた構成としている。これにより効率的に波長を識別して観測することができる。なお、光検出器をよりシンプルにする場合には、3板式CCDカメラまたは3管式カメラを備えるとよい。   According to the fifteenth and sixteenth aspects of the present invention, a plurality of different wavelengths emitted by the scintillator can be directly observed using a CCD camera or an imaging tube as a photodetector instead of a color film. In particular, when a monochrome CCD camera or an imaging tube is used, a dichroic mirror having an optimized transmittance and reflectance according to the wavelength emitted by the scintillator is provided. As a result, the wavelength can be efficiently identified and observed. In order to simplify the photodetector, a three-plate CCD camera or a three-tube camera may be provided.

請求項17記載の放射線弁別測定装置は、請求項14から16までのいずれかに記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段として、カラーフィルム、CCDカメラあるいは撮像管をシンチレータから離して設置し、前記カラーフィルム、前記CCDカメラあるいは前記撮像管と前記シンチレータとの間に前記シンチレータの信号を伝送させる光ファイバを備えたことを特徴とする。   The radiation discrimination measurement apparatus according to claim 17 is the radiation discrimination measurement apparatus according to any one of claims 14 to 16, wherein a color film, a CCD camera, or an imaging tube is installed as an imaging unit apart from a scintillator, An optical fiber for transmitting a signal of the scintillator is provided between the color film, the CCD camera or the imaging tube, and the scintillator.

本発明においては、発光したシンチレータとフィルム等の記録媒体、カメラおよび光電子増倍管等の観測装置との間に光ファイバを設置して、光の信号により伝送する構成とすることで、光検出器との距離を離して設置できる。特に、テーパーファイバーを設置して、直接カメラの受光素子と密着させればレンズ等の光学結像素子等を使用しなくても良い。   In the present invention, an optical fiber is installed between the emitted scintillator and a recording medium such as a film, an observation device such as a camera and a photomultiplier tube, and the optical signal is transmitted. Can be installed at a distance from the vessel. In particular, it is not necessary to use an optical imaging element such as a lens if a taper fiber is installed and brought into direct contact with the light receiving element of the camera.

請求項18記載の放射線弁別測定装置は、請求項15から17までのいずれかに記載の放射線弁別測定装置において、光ファイバに代え、または光ファイバとともに、もしくはCCDカメラまたは撮像管に付随させて、シンチレータの信号を増幅して感度を高めるためのイメージインテンシファイヤを備えたことを特徴とする。   The radiation discrimination measurement apparatus according to claim 18 is the radiation discrimination measurement apparatus according to any one of claims 15 to 17, wherein the radiation discrimination measurement apparatus is replaced with an optical fiber, or together with an optical fiber, or attached to a CCD camera or an imaging tube. An image intensifier for amplifying the scintillator signal to increase sensitivity is provided.

本発明において、シンチレータと光検出器との間にイメージインテンシファイヤおよびマイクロチャネルプレートを使用することにより、弱い発光の光信号を増幅して感度を上げることができる。また、光ファイバと組み合わせて信号伝送ロスを少なくすることができる。マイクロチャネルプレート等で増幅する場合に増幅した後の蛍光体に赤色発光体を用いることで、CCDカメラを用いた場合にCCDカメラの波長感度特性(700nm付近が感度ピーク)とマッチングが良くなり感度がさらに向上する。   In the present invention, by using an image intensifier and a microchannel plate between the scintillator and the photodetector, it is possible to amplify a weak light emission optical signal and increase the sensitivity. Further, signal transmission loss can be reduced in combination with an optical fiber. When amplifying with a microchannel plate or the like, the red phosphor is used for the amplified phosphor, and when using a CCD camera, matching with the wavelength sensitivity characteristics (sensitivity peak near 700 nm) of the CCD camera is improved and sensitivity is improved. Is further improved.

請求項19記載の放射線弁別測定装置は、請求項14記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段には、カラーフィルムと第1、第2および第3のシンチレータとを共に収納する一体型のフィルム着脱可能な撮像力カセッテを備えたことを特徴とする。   The radiation discrimination measurement device according to claim 19 is the radiation discrimination measurement device according to claim 14, wherein the image pickup means is an integral film attachment / detachment housing the color film and the first, second and third scintillators together. A possible imaging force cassette is provided.

本発明において、カラーフィルムを多色発光のシンチレータと一緒に遮光できる撮像力カセッテに収納して一体型とし、フィルムを着脱できる構成としてある。これにより従来中性子用に別にされていたフィルムを一つにまとめることにより、別々に現像する必要がなくなる。   In the present invention, the color film is housed in an imaging power cassette that can block light together with a multicolor light emitting scintillator, and is integrated, and the film can be attached and detached. This eliminates the need for separate development by bringing together films that were previously separated for neutrons.

請求項20記載の放射線弁別測定装置は、請求項13記載の放射線弁別測定装置において、第1または第2のシンチレータに、それぞれ赤色発光または緑色発光の熱中性子用のシンチレータを適用し、かつ前記第1のシンチレータと前記第2のシンチレータとの間に水素を含有する物質を設置し、前記第1のシンチレータで発光した熱中性子と前記第2のシンチレータで発光した速中性子とを発光波長別に同時に測定する構成としたことを特徴とする。   The radiation discrimination measurement apparatus according to claim 20 is the radiation discrimination measurement apparatus according to claim 13, wherein a scintillator for thermal neutrons emitting red light or green light is applied to the first or second scintillator, respectively. A substance containing hydrogen is installed between one scintillator and the second scintillator, and thermal neutrons emitted by the first scintillator and fast neutrons emitted by the second scintillator are simultaneously measured for each emission wavelength. It is characterized by having a configuration to do.

本発明においては、第1および第2のシンチレータに赤色発光または緑色発光の熱中性子用のシンチレータを用い、第1のシンチレータと第2のシンチレータとの間に水素を含む樹脂を入れて、第1のシンチレータで発光した熱中性子と第2のシンチレータで発光した速中性子とを発光波長別に同時に測定する構成としている。この時、第1のシンチレータでほぼ100%熱中性子を吸収するようにシンチレータの厚さを決める。例えば、上述したように、熱中性子吸収体としてガドリニウム(Gd)を主成分としたシンチレータでは、数十μmの厚さで十分である。速中性子はこの第1のシンチレータでは吸収されずに透過する。そこで水素を含む樹脂で速中性子を減速させて熱中性子化し、第2の熱中性子用シンチレータで発光させる構成としてある。   In the present invention, a scintillator for thermal neutrons emitting red light or green light is used for the first and second scintillators, and a resin containing hydrogen is inserted between the first scintillator and the second scintillator, The thermal neutron emitted by the scintillator and the fast neutron emitted by the second scintillator are simultaneously measured for each emission wavelength. At this time, the thickness of the scintillator is determined so that the first scintillator absorbs almost 100% thermal neutrons. For example, as described above, a thickness of several tens of μm is sufficient for a scintillator mainly composed of gadolinium (Gd) as a thermal neutron absorber. Fast neutrons are transmitted without being absorbed by the first scintillator. Therefore, the configuration is such that fast neutrons are decelerated with a resin containing hydrogen to form thermal neutrons, and light is emitted by the second thermal neutron scintillator.

請求項21記載の放射線弁別測定装置は、伝送用の複数の光ファイバと、この各光ファイバに取り付けられた波長別に発光するシンチレータと、このシンチレータの周りに目的とする放射線以外に対して設置された遮蔽材とから構成され、前記各光ファイバが直列あるいは並列に結合して構成されることを特徴とする。   The radiation discrimination measuring apparatus according to claim 21 is installed for a plurality of optical fibers for transmission, a scintillator that emits light for each wavelength attached to each optical fiber, and other than the intended radiation around the scintillator. And each of the optical fibers is connected in series or in parallel.

本発明においては、シンチレータを一つにまとめて一個所から発光させて測定するという構成ではなく、波長別に発光するシンチレータを個別に光ファイバに取り付けた構成としている。個々のシンチレータの周りには目的とする放射線以外に対して遮蔽材を設け、更に伝送用の光ファイバを直列または並列に結合させて、放射線の種類を色別で測定する構成としてある。このため、本発明によれば、光ファイバを束ねる構成としたり、別々に配置する構成とすることができ、配置する応用範囲が広くなる。   In the present invention, the scintillators are not combined to measure light by emitting light from one place, but are configured to individually attach scintillators that emit light according to wavelengths to optical fibers. A shielding material is provided around the individual scintillators in addition to the intended radiation, and transmission optical fibers are coupled in series or in parallel to measure the type of radiation by color. For this reason, according to this invention, it can be set as the structure which bundles an optical fiber, or can be arrange | positioned separately, and the application range to arrange | position becomes wide.

以上説明したように、本発明による放射線弁別測定方法および放射線弁別測定装置によれば、異なる放射線により発光する第1、第2および第3のシンチレータとして、同じ主成分を持つシンチレータを組合わせることにより、1枚のカラー写真に短時間で記録したり、またCCDカメラで観測して瞬時にカラー画像で放射線別に画像化して見ることを可能にした。これにより測定対象物への放射線の照射量を減らした検査ができ、被爆量の低減および測定時間の短縮が可能となる。また、一回の測定でX線およびγ線による画像と中性子による画像とを同時に、または別々にも観測できるため、従来のX線撮影では適用できなかった、プラスチック製の爆弾等についても導火線とプラスチックの本体とを中性子ラジオグラフィで観測できるため、検査の質および精度向上の効果を得られる。さらに、放射線測定器として考えた場合、従来の放射線弁別方法に加えて新たに波長による弁別方法が加わるため弁別の組合せ方が多くなり、多くの検出器を一つにまとめて測定できるシステムを構築することにより、信頼性の向上とシステム簡素化の効果を期待できる。   As described above, according to the radiation discrimination measuring method and the radiation discrimination measuring apparatus according to the present invention, by combining scintillators having the same main component as the first, second, and third scintillators that emit light by different radiations. It was possible to record on a single color photograph in a short time, or to observe it with a CCD camera and instantly visualize it as a color image according to radiation. As a result, an inspection can be performed with a reduced amount of radiation applied to the measurement object, and the amount of exposure can be reduced and the measurement time can be shortened. In addition, since X-ray and γ-ray images and neutron images can be observed simultaneously or separately in a single measurement, plastic bombs, which could not be applied with conventional X-ray photography, can be Since the plastic body can be observed by neutron radiography, the quality and accuracy of inspection can be improved. In addition, when considered as a radiation measuring instrument, in addition to the conventional radiation discrimination method, a new wavelength discrimination method is added, so there are more ways to combine the discrimination, and a system that can measure many detectors together is built. By doing so, it can be expected to improve reliability and simplify the system.

本発明の第1実施形態を示すもので、中性子ラジオグラフィの基本構成を示すシステム構成図。The system block diagram which shows 1st Embodiment of this invention and shows the basic composition of neutron radiography. 図1の撮像カセッテ内の構成の一例を示す拡大図。The enlarged view which shows an example of a structure in the imaging cassette of FIG. 本発明の第2実施形態を示すもので、中性子ラジオグラフィの基本構成を示すシステム構成図。The system block diagram which shows 2nd Embodiment of this invention and shows the basic composition of neutron radiography. 図3の撮像カセッテ内の構成の一例を示す拡大図。The enlarged view which shows an example of a structure in the imaging cassette of FIG. 図4の変形例を示す図。The figure which shows the modification of FIG. 本発明の第3実施形態を示す図。The figure which shows 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態による第1構成例を示す図。The figure which shows the 1st structural example by 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態による第2構成例を示す図。The figure which shows the 2nd structural example by 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は原子力産業で使用される放射性物質の測定例についてのものであり、例えば放射線の種類Aを中性子、BをX線、およびCをγ線とし、その弁別測定を行うための中性子ラジオグラフィについて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this embodiment is about the measurement example of the radioactive substance used in the nuclear industry. For example, the radiation type A is neutron, B is X-ray, and C is γ-ray. Neutron radiography will be described.

[第1実施形態(図1,図2)]
図1は、本実施形態による中性子ラジオグラフィの基本構成を示し、図2はその中の撮像手段の要部を示している。
[First Embodiment (FIGS. 1 and 2)]
FIG. 1 shows the basic configuration of the neutron radiography according to the present embodiment, and FIG. 2 shows the main part of the imaging means therein.

図1に示すように、本実施形態では放射線源を中性子源1とし、この中性子源1を減速材としてのモデレータ2内に収納している。この中性子源1から照射される中性子ビームにΧ線またはγ線が含まれている場合がある。モデレータ2内には、中性子ビームの照射部位にコリメータ3を設置し、このコリメータ3によって収束された中性子ビームを、測定対象物4に照射するようにし、その測定対象物4の後方に、撮像手段としての撮像カセッテ5を配置している。これにより、測定対象物4を透過した放射線(中性子、X線またはγ線)が、撮像カセッテ5で放射線の信号として検出され映像化されるようにしてある。   As shown in FIG. 1, in this embodiment, the radiation source is a neutron source 1, and this neutron source 1 is housed in a moderator 2 as a moderator. In some cases, the neutron beam irradiated from the neutron source 1 contains soot or γ rays. In the moderator 2, a collimator 3 is installed at the irradiation site of the neutron beam, and the measurement object 4 is irradiated with the neutron beam converged by the collimator 3, and imaging means is provided behind the measurement object 4. An imaging cassette 5 is arranged. As a result, the radiation (neutron, X-ray or γ-ray) transmitted through the measurement object 4 is detected as a radiation signal by the imaging cassette 5 and imaged.

そして本実施形態では、撮像カセッテ5を、図2に拡大して示すように、記録媒体として着脱可能なカラーフィルム6を用いた構成としてあり、このカラーフィルム6に、第1シンチレータ7、第2シンチレータ8および第3シンチレータ9が順次に配置されるようにしてある。これらの各シンチレータ7,8,9は、薄い構成とすることにより各発光が相互に透過できるようになっている。   In this embodiment, as shown in the enlarged view of FIG. 2, the imaging cassette 5 has a configuration using a detachable color film 6 as a recording medium. The color film 6 includes a first scintillator 7 and a second scintillator 7. The scintillator 8 and the third scintillator 9 are arranged sequentially. Each of these scintillators 7, 8, 9 is configured to be thin so that each light emission can pass through each other.

第1シンチレータ7は、中性子放射線に対して感度が高い赤色発光体、例えばユウロピウム(Eu)で活性化した酸硫化ガドリニウム(GdS)によって構成し、厚さは、例えば40μmとしてある。 The first scintillator 7 is composed of a red light emitter having high sensitivity to neutron radiation, for example, gadolinium oxysulfide (Gd 2 O 2 S) activated with europium (Eu), and has a thickness of, for example, 40 μm.

第2シンチレータ8は、X線に対して感度が高い緑色発光体、例えばテルビウム(Tb)で活性化した酸硫化ガドリニウム(GdS)によって構成し、厚さは数十μmとしてある。 The second scintillator 8 is composed of a green light emitter having high sensitivity to X-rays, for example, gadolinium oxysulfide (Gd 2 O 2 S) activated with terbium (Tb), and has a thickness of several tens of μm.

第3シンチレータ9は、γ線に対して感度が高い青色発光体、例えば銀(Ag)で活性化した硫化亜鉛(ZnS)によって構成し、厚さは数十μmとしてある。   The third scintillator 9 is made of a blue light emitting body having high sensitivity to γ rays, for example, zinc sulfide (ZnS) activated with silver (Ag), and has a thickness of several tens of μm.

なお、これら第1、第2、第3シンチレータ7,8,9としては、前述した他の各種発光体を適用することが可能であり、その場合も本実施形態と同様の機能を得ることができる。また、発行色は、赤色、青色、緑色の組合わせを前述のように、種々変更することができる。   As the first, second, and third scintillators 7, 8, and 9, it is possible to apply the other various light emitters described above, and in that case, the same function as in this embodiment can be obtained. it can. Further, as described above, various combinations of the red, blue, and green colors can be changed as described above.

本実施形態では、第2、第3シンチレータ8,9で発生した緑色および青色光が、第1、第2シンチレータ7,8を透過してフィルム状に照射される際に、各シンチレータの情報が減算された状態で感光される。   In this embodiment, when the green and blue light generated in the second and third scintillators 8 and 9 are transmitted through the first and second scintillators 7 and 8 and irradiated in the form of a film, information on each scintillator is obtained. It is exposed in the subtracted state.

なお、図2では、カラーフィルム6を各シンチレータ7,8,9に対して、矢印で示した放射線の入射側である左側にセットしたものとして示したが、カラーフィルム6は各シンチレータ7,8,9に対して、放射線透過後の方向、つまり図の右側にセットしても良い。   In FIG. 2, the color film 6 is shown as being set on the left side, which is the radiation incident side indicated by the arrow, with respect to each scintillator 7, 8, 9. , 9 may be set in the direction after radiation transmission, that is, on the right side of the figure.

本実施形態においては、カラーフィルム6をは現像して観察し、あるいはスキャナー等でデジタル的に処理して波長別に放射線の画像として見ることが河能になる。したがって、異なる放射線により発光する第1、第2、第3シンチレータ7,8,9の組合せ構成によって、従来できなかった1枚のカラー写真に短時間で記録するで、瞬時にカラー画像として放射線別の画像観察を行え、これにより測定対象物4への放射線の照射量を減少して検査できるようになり、被爆量の低減や測定時間の短縮等が図れる。   In the present embodiment, the color film 6 is developed and observed, or digitally processed by a scanner or the like and viewed as a radiation image for each wavelength. Therefore, by combining the first, second, and third scintillators 7, 8, and 9 that emit light with different radiations, it is possible to record a single color photograph in a short time, which could not be performed in the past, so that an instantaneous color image can be obtained for each radiation. Thus, it becomes possible to perform inspection by reducing the amount of radiation applied to the measurement object 4, thereby reducing the amount of exposure and shortening the measurement time.

[第2実施形態(図3〜図5)]
本実施形態は、第1実施形態で示したカラーフィルムに代えてカメラおよび光学レンズを用い、画像を直接観測する構成としたものである。図3は装置の全体構成を示し、図4は、要部を拡大して示している。
[Second Embodiment (FIGS. 3 to 5)]
In this embodiment, a camera and an optical lens are used instead of the color film shown in the first embodiment, and an image is directly observed. FIG. 3 shows the overall configuration of the apparatus, and FIG. 4 shows an enlarged main part.

これらの図3および図4に示すように、本実施形態では、3板式CCDカメラ14を用い、異なる放射線により発光する第1、第2、第3シンチレータ7,8,9の情報を画像信号として得るとともに、この画像信号を3板式CCDカメラ14に接続された遠隔操作装置21でモニタできるようになっている。この遠隔操作手段21は、3種の着色光の情報から減算処理等を行う演算手段22、演算結果を表示できるモニタテレビ23および操作用の入力手段24等によって構成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, in this embodiment, information of the first, second, and third scintillators 7, 8, and 9 that emit light by different radiation is used as an image signal by using a three-plate CCD camera 14. In addition, the image signal can be monitored by the remote control device 21 connected to the three-plate CCD camera 14. The remote control means 21 is constituted by a calculation means 22 that performs subtraction processing or the like from information of three types of colored light, a monitor television 23 that can display calculation results, and an input means 24 for operation.

本実施形態においては、遠隔操作で測定することができるので、被爆なく測定できるとともに、時間の短縮等が図れる。また、観測された信号がRGB信号として取り込まれるため、瞬時に画像処理してΧ線やγ線等のかぶりや照射エリアの照射むらを補正することができる。さらに、モニタテレビ23上で各色毎にそれぞれ分けて観察できるので、波長の異なる画像の位置合せが不要となる利点が得られる。   In this embodiment, since it can measure by remote control, it can measure without exposure and can shorten time. In addition, since the observed signal is captured as an RGB signal, the image processing can be instantaneously performed to correct fogging such as glazing and γ rays and irradiation unevenness in the irradiation area. Furthermore, since each color can be observed separately on the monitor television 23, there is an advantage that it is not necessary to align images having different wavelengths.

図5は本実施形態の変形例を示したものである。   FIG. 5 shows a modification of this embodiment.

この例では、単色の高感度CCDカメラ12を3台使用し、シンチレータ7,8,9で発光した異なる波長の光を、特定の波長のみを厳密に分ける第1、第2のダイクロイックミラー10,11で分光して観察できるようにしてある。   In this example, three single-color high-sensitivity CCD cameras 12 are used, and the first and second dichroic mirrors 10, which strictly separate only specific wavelengths from light of different wavelengths emitted by the scintillators 7, 8, 9. 11 for spectroscopic observation.

すなわち、第1のダイクロイックミラー10では第1シンチレータ7の光が反射されるとともに、第2、第3シンチレータ8,9の光が透過する。また、第2のダイクロイックミラー11では、第2シンチレータ8の光が反射するとともに、第3シンチレータ9の光が透過する。これら異なる光による映像を3第のCCDカメラ12で別々に得ることができるようになっている。   That is, the first dichroic mirror 10 reflects the light from the first scintillator 7 and transmits the light from the second and third scintillators 8 and 9. The second dichroic mirror 11 reflects the light from the second scintillator 8 and transmits the light from the third scintillator 9. Images by these different lights can be obtained separately by the third CCD camera 12.

このような構成によれば、各CCDカメラ12で得られた映像を、それぞれ独立して観測することができ、また瞬時に画像処理してΧ線やγ線等のかぶりや照射エリアの照射むらを補正することも可能である。しかも、特定の波長のみを厳密に分けるダイクロイックミラーを使用する構成によって、信号に対するノイズの比率(SIN)を良好とすることができる。   According to such a configuration, the images obtained by each CCD camera 12 can be observed independently, and the image processing is instantaneously performed to cover fogging or γ rays or uneven irradiation of the irradiation area. It is also possible to correct. Moreover, the ratio of noise to signal (SIN) can be improved by using a dichroic mirror that strictly separates only a specific wavelength.

[第3実施形態(図6)]
上述した第2実施形態では、CCDカメラおよび光学レンズを用いた構成であったが、本実施形態は、光学レンズに代えて光ファイバを用いた構成としたものである。図6は、その要部構成を示している。
[Third Embodiment (FIG. 6)]
In the second embodiment described above, the CCD camera and the optical lens are used. However, in the present embodiment, an optical fiber is used instead of the optical lens. FIG. 6 shows the configuration of the main part.

この図6に示すように、本実施形態では、多数本の光ファイバ、例えば光入口側が光出口側よりも断面積が大きいテーパーファイバ13がバンドルされており、このテーパーファイバ13のバンドルによって、第3シンチレータ9と3CCDカメラ14の受光面とが、直接接続されている。   As shown in FIG. 6, in this embodiment, a large number of optical fibers, for example, a tapered fiber 13 having a larger cross-sectional area on the light entrance side than on the light exit side are bundled. The 3 scintillator 9 and the light receiving surface of the 3CCD camera 14 are directly connected.

このような構成によっても前記第2実施形態とほぼ同様の効果が奏される。   Even with such a configuration, substantially the same effects as those of the second embodiment can be obtained.

[第4実施形態(図7、図8)]
本実施形態は、波長別に発光する複数のシンチレータを1本または複数本の光ファイバに取付け、その光ファイバ上の各シンチレータ部位から直接的に放射線を入力し、波長別の光情報を分光器によって分光することで放射線別の情報を得るようにしたものである。
[Fourth Embodiment (FIGS. 7 and 8)]
In this embodiment, a plurality of scintillators that emit light according to wavelengths are attached to one or a plurality of optical fibers, radiation is directly input from each scintillator portion on the optical fibers, and optical information for each wavelength is obtained by a spectrometer. Information on each radiation is obtained by spectroscopic analysis.

図7は、第1の構成例を示している。   FIG. 7 shows a first configuration example.

この第1の構成例では図7に示すように、1本の光ファイバ15に複数、感応する放射線および発光波長が互いに異なる第1,第2の二つのシンチレータ7a,8aが隣接位置に組込んである。   In the first configuration example, as shown in FIG. 7, a plurality of first and second scintillators 7a and 8a having different sensitive radiation and emission wavelengths are incorporated in one optical fiber 15 at adjacent positions. It is.

第1シンチレータ7aは例えばγ線に感応するものであり、外周側に熱中性子をカットする所定厚さのCd遮蔽体16が被覆してある。また、第2シンチレータ8aは、逆に中性子に感応するものであり、外周側にγ線をカットする所定厚さのPb遮蔽体17が被覆してある。そして、光ファイバ15の両端は、図示しない分光器に接続されている。   The first scintillator 7a is sensitive to, for example, γ rays, and has a Cd shield 16 having a predetermined thickness for cutting thermal neutrons on the outer peripheral side. The second scintillator 8a is sensitive to neutrons on the contrary, and is coated with a Pb shield 17 having a predetermined thickness for cutting γ rays on the outer peripheral side. Both ends of the optical fiber 15 are connected to a spectrometer (not shown).

そして、第1のシンチレータ7aで得られた光は、Cd遮蔽体16によって熱中性子がカットされ、主にγ線による光信号となり、光ファイバ15の一端側(例えば図の左端側)を介して図示しない分光器に送られる。また、第2のシンチレータ7bで得られた光は、Pb遮蔽体17でγ線がカットされ、主に熱中性子による光信号となり、光ファイバ15の他端側(例えば右端側)を介して図示しない分光器にされる。   Then, the light obtained by the first scintillator 7a is cut into thermal neutrons by the Cd shield 16 and mainly becomes an optical signal by γ rays, and is passed through one end side of the optical fiber 15 (for example, the left end side in the figure). It is sent to a spectrometer (not shown). The light obtained by the second scintillator 7b is cut by γ-rays by the Pb shield 17 to become an optical signal mainly by thermal neutrons, and is shown via the other end side (for example, the right end side) of the optical fiber 15. Don't be a spectrograph.

このような構成によると、光ファイバ15を例えばループ状に構成しておき、シンチレータ7a,7b部分を放射線領域に配置しておく等の手段によって、その放射線領域から離間した位置で遠隔的に放射線観察を行うことができる。この場合、図示しないが、第3のシンチレータを前記第1第2シンチレータ7a,7bとともに組込んでおけば、さらに別の放射線情報を得ることができる。このとき、1本の光ファイバ15内で複数の光情報が伝送されることになるが、前記各実施形態と同様の補正を行うことによって、弁別することができる。なお、シンチレータは、1本の光ファイバの一個所に限らず、複数か所に離間して配置することも可能であり、その場合には複数の領域についての放射線観察を行うことができる。   According to such a configuration, the optical fiber 15 is configured in, for example, a loop shape, and the scintillators 7a and 7b are arranged in the radiation region, so that the radiation is remotely transmitted at a position separated from the radiation region. Observations can be made. In this case, although not shown, further radiation information can be obtained by incorporating a third scintillator together with the first and second scintillators 7a and 7b. At this time, a plurality of pieces of optical information are transmitted within one optical fiber 15, but can be discriminated by performing the same correction as in the above embodiments. Note that the scintillator is not limited to a single optical fiber, and can be arranged at a plurality of locations apart from each other. In that case, radiation observation can be performed on a plurality of regions.

図8は、本実施形態の他の構成例を示している。   FIG. 8 shows another configuration example of the present embodiment.

この構成例では、図8に示すように、複数本、例えば3本の光ファイバ15の各先端に、それぞれ感応する放射線および発光波長が互いに異なる第1,第2,第3のシンチレータ7b,8b,9bが組込んである。各光ファイバ15の他端は、図示しない光検出器に接続してある。   In this configuration example, as shown in FIG. 8, first, second, and third scintillators 7b and 8b having different radiations and emission wavelengths that are sensitive to each end of a plurality of, for example, three optical fibers 15, respectively. 9b are incorporated. The other end of each optical fiber 15 is connected to a photodetector (not shown).

第1,第2シンチレータ7b,8bは、図7に示したものとほぼ同様の構成で、それぞれCd遮蔽体16およびPb遮蔽体17で被覆されているが、第3シンチレータ9bは、内部に水素を含む樹脂を充填したCdカバー18で被覆してある。これにより、Cdカバー18で熱中性子をカットするとともに、水素を含む樹脂で速中性子を熱中性子化するようになっている。   The first and second scintillators 7b and 8b have substantially the same configuration as that shown in FIG. 7, and are covered with a Cd shield 16 and a Pb shield 17, respectively. It is covered with a Cd cover 18 filled with a resin containing. As a result, thermal neutrons are cut by the Cd cover 18 and fast neutrons are converted into thermal neutrons by a resin containing hydrogen.

このような構成によると、3種の光を各光ファイバの一端側で取得し、それぞれ他端側の光検出器で検出することで、複数の放射線情報を得ることができる。この場合、第1,第2,第3シンチレータ7b,8b,9bで得られる情報にかぶりがある場合、前記第1実施形態と同様の補正を行うことによって、正確な情報とすることができる。   According to such a configuration, a plurality of pieces of radiation information can be obtained by acquiring three types of light at one end of each optical fiber and detecting them with the photodetector at the other end. In this case, when the information obtained by the first, second, and third scintillators 7b, 8b, and 9b is fogged, accurate information can be obtained by performing the same correction as in the first embodiment.

この構成例の場合には、シンチレータ7b,8b,9bをそれぞれ設けた各光ファイバ15の先端を任意の放射線領域に配置することで、遠隔観察を行うことができ、その際に複数光の補正を行うことによって正確な情報を得ることができるという効果が奏される。   In the case of this configuration example, remote observation can be performed by arranging the tip of each optical fiber 15 provided with the scintillators 7b, 8b, and 9b in an arbitrary radiation region. As a result, it is possible to obtain accurate information.

なお、図8では3本の光ファイバを用いた例を示したが、場合によっては2本でもよく、また4本以上として実施することもできる。   Although FIG. 8 shows an example using three optical fibers, depending on circumstances, two may be used, or four or more may be used.

[他の実施形態]
なお、以上の各実施形態では、シンチレータと受光素子との間にイメージインテンシファイヤを入れて感度を上げて使用することが可能である。
[Other Embodiments]
In each of the above embodiments, an image intensifier can be inserted between the scintillator and the light receiving element to increase sensitivity.

また、各実施形態の構成を相互に組合せる構成等も可能である。例えば、図8に示した樹脂層を、図2,図4,図5,図6等に示した第2シンチレータ8と第3シンチレータ9との間に挿入する等の構成である。このような構成としても前記同様の機能が得られる。   Moreover, the structure etc. which mutually combine the structure of each embodiment are also possible. For example, the resin layer shown in FIG. 8 is configured to be inserted between the second scintillator 8 and the third scintillator 9 shown in FIG. 2, FIG. 4, FIG. 5, FIG. Even in such a configuration, the same function as described above can be obtained.

さらに、以上の各実施形態の他、本発明は前述した各シンチレータ材料等を適宜に利用して対象あるいは環境等に応じて種々実施することができるものである。   Further, in addition to the above-described embodiments, the present invention can be implemented in various ways according to the object or environment by appropriately using the above-described scintillator materials and the like.

1 中性子源
2 モデレータ
3 コリメータ
4 測定対象物
5 撮像カセッテ
6 カラーフィルム
7,7a,7b 第1シンチレータ
8,8a,8b 第1シンチレータ
9,9a,9b 第1シンチレータ
10,11 ダイクロイックミラー
12 高感度CCDカメラ
13 テーパーファイバ
14 3板式CCDカメラ
15 光ファイバ
16 Cd遮蔽体
17 Pb遮蔽体
18 Cdカバー
21 遠隔操作装置
22 演算手段
23 モニタテレビ
24 入力手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Neutron source 2 Moderator 3 Collimator 4 Measurement object 5 Imaging cassette 6 Color film 7, 7a, 7b 1st scintillator 8, 8a, 8b 1st scintillator 9, 9a, 9b 1st scintillator 10, 11 Dichroic mirror 12 High sensitivity CCD Camera 13 Tapered fiber 14 Three-plate CCD camera 15 Optical fiber 16 Cd shield 17 Pb shield 18 Cd cover 21 Remote control device 22 Calculation means 23 Monitor TV 24 Input means

Claims (21)

放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物、第1のシンチレータ、第2のシンチレータおよび第3のシンチレータを配置し、第1のシンチレータでは、前記放射線源から放射される放射線を前記測定対象物に放射させて得られる放射線の種類A、種類Βおよび種類Cに感応して第1の波長域の光線を発光させ、第2のシンチレータでは、前記第1のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Bおよび種類Cに感応して前記第1の波長域と異なる第2の波長域の光線を発光させ、第3のシンチレータでは、前記第2のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Cに感応して前記第1および前記第2の波長域と異なる第3の波長域の光線を発光させ、これら第1、第2および第3のシンチレータの発光を波長別に認識し、前記第1のシンチレータのデータを第2および第3のシンチレータのデータで補正し、前記第2のシンチレータのデータを第3のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定することを特徴とする放射線弁別測定方法。 An object to be measured, a first scintillator, a second scintillator, and a third scintillator are arranged in a radiation irradiation region radiated from the radiation source, and in the first scintillator, the radiation radiated from the radiation source is measured. The first scintillator emits light in the first wavelength band in response to the type A, type Β, and type C of the radiation obtained by irradiating the object, and the second scintillator transmits without being absorbed by the first scintillator. In response to the types B and C of the radiation to be emitted, the third scintillator emits light in a second wavelength region different from the first wavelength region, and is transmitted without being absorbed by the second scintillator In response to the type C, light of a third wavelength range different from the first and second wavelength ranges is emitted, and the emission of the first, second and third scintillators is recognized by wavelength. Then, the first scintillator data is corrected with the second and third scintillator data, and the second scintillator data is corrected with the third scintillator data to perform measurement according to the type of radiation. A radiation discrimination measurement method characterized by discriminating by wavelength and measuring simultaneously. 請求項1記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Aをα線、種類Βをβ線および種類Cをγ線とし、第1のシンチレータに青色発光体、第2のシンチレータに赤色発光体および第3のシンチレータに緑色発光体を用い、α線、β線およびγ線を色弁別により同時に測定することを特徴とする放射線弁別測定方法。 The radiation discrimination measurement method according to claim 1, wherein the radiation type A is α-ray, the type Β is β-ray and the type C is γ-ray, the first scintillator is a blue light emitter, the second scintillator is a red light emitter, and A radiation discrimination measurement method, wherein a green light emitter is used as a third scintillator, and α rays, β rays and γ rays are simultaneously measured by color discrimination. 請求項1記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Aをβ線、種類Bを中性子線および種類Cをγ線とし、第1のシンチレータに青色発光体、第2のシンチレータに赤色発光体および第3のシンチレータに緑色発光体を用い、β線、中性子線およびγ線を色弁別により同時に測定することを特徴とする放射線弁別測定方法。 The radiation discrimination measurement method according to claim 1, wherein the radiation type A is β-ray, the type B is neutron beam and the type C is γ-ray, the first scintillator is a blue light emitter, the second scintillator is a red light emitter, and A radiation discrimination measurement method, wherein a green light emitter is used as a third scintillator and β rays, neutron rays and γ rays are simultaneously measured by color discrimination. 請求項2または3記載の放射線弁別測定方法において、シンチレータの組合わせを変えて、第1のシンチレータに青色発光体、第2のシンチレータに緑色発光体、第3のシンチレータに赤色発光体、あるいは、第1のシンチレータから順番に、赤色、青色、緑色、または赤色、緑色、青色、または緑色、赤色、青色、または緑色、青色、赤色と組合わせを変えて用い、撮影結果を色の組合わせの違いで区別することを特徴とする放射線弁別測定方法。 The radiation discrimination measurement method according to claim 2 or 3, wherein the combination of the scintillators is changed, the first scintillator is a blue light emitter, the second scintillator is a green light emitter, the third scintillator is a red light emitter, or In order from the first scintillator, red, blue, green, or red, green, blue, or green, red, blue, or green, blue, red are used in different combinations, and the result is a combination of colors. Radiation discrimination measurement method characterized by distinguishing by difference. 請求項2から4までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、青色発光のシンチレータとして、プラスチックシンチレータ、ガラスシンチレータまたは青色発光体の焼結体を用いることを特徴とする放射線弁別測定方法。 5. The radiation discrimination measurement method according to claim 2, wherein a plastic scintillator, a glass scintillator, or a sintered body of a blue light emitter is used as the blue light emission scintillator. 請求項2から4までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、赤色発光のシンチレータとして、ユウロピウム(Eu)またはクロム(Cr)で活性化したガドリニウム(Gd)を主成分とする赤色蛍光体の焼結体を用いることを特徴とする放射線弁別測定方法。 5. The method of measuring radiation discrimination according to claim 2, wherein the red phosphor scintillator is made of gadolinium (Gd) activated by europium (Eu) or chromium (Cr) as a main component. A radiation discrimination measurement method using a sintered body. 請求項2から4までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、緑色発光のシンチレータとして、プラセオジム(Pr)またはテルビウム(Tb)で活性化したガドリニウム(Gd)を主成分とする緑色蛍光体の焼結体を用いることを特徴とする放射線弁別測定方法。 5. The radiation discrimination measurement method according to claim 2, wherein the green phosphor is composed of gadolinium (Gd) activated by praseodymium (Pr) or terbium (Tb) as a main component as a green light emission scintillator. A radiation discrimination measurement method using a sintered body. 請求項5から7までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、シンチレータは、組合わせるシンチレータの発光波長を透過する構成としたことを特徴とする放射線弁別測定方法。 8. The radiation discrimination measurement method according to claim 5, wherein the scintillator is configured to transmit the emission wavelength of the scintillator to be combined. 請求項5記載の放射線弁別測定方法において、青色蛍光体は、セリウムで活性化したアルミン酸イットリウムYAlO:Ce、セリウムで活性化したケイ酸イットリウムYSiO:Ce、セリウムで活性化したケイ酸ガドリニウムGdSiO:Ce、ニオブで活性化したタンタル酸イットリウムYTaO:Nb、ユーロピウムで活性化したフッ化塩化バリウムBaFCl:Eu、銀で活性化した硫化亜鉛ZnS:Ag、タングステン酸カルシウムCaWO、タングステン酸カドミウムCdWO、タングステン酸亜鉛ZnWO、またはタングステン酸マグネシウムMgWOのうちのいずれかであることを特徴とする放射線弁別測定方法。 6. The radiation discrimination measurement method according to claim 5, wherein the blue phosphor is cerium activated yttrium aluminate YAlO 3 : Ce, cerium activated yttrium silicate Y 2 SiO 5 : Ce, cerium activated silicic acid. Gadolinium acid Gd 2 SiO 5 : Ce, niobium activated yttrium tantalate YTaO 4 : Nb, europium activated barium fluoride chloride BaFCl: Eu, silver activated zinc sulfide ZnS: Ag, calcium tungstate CaWO 4 , Cadmium tungstate CdWO 4 , Zinc tungstate ZnWO 4 , or Magnesium tungstate MgWO 4 . 請求項6記載の放射線弁別測定方法において、赤色蛍光体は、ユーロピウムで活性化したホウ酸ガドリニウムGdBO:Eu、ユーロピウムで活性化した酸化ガドリニウムGd:Eu、ユーロピウムで活性化した酸硫化ガドリニウムGdS:Eu、ユーロピウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムGdAl12:Eu、ユーロピウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムGdGa12:Eu、ユーロピウムで活性化したバナジン酸ガドリニウムGdVO:Eu、およびセリウムまたはクロムで活性化したガリウム酸ガドリニウムGdGa12:Ce,Crのうちのいずれかであることを特徴とする放射線弁別測定方法。 7. The radiation discrimination measurement method according to claim 6, wherein the red phosphor is gadolinium borate GdBO 3 : Eu activated with europium, gadolinium oxide Gd 2 O 3 activated with europium: Eu, oxysulfide activated with europium. Gadolinium Gd 2 O 2 S: Eu, europium activated gadolinium aluminate Gd 3 Al 5 O 12 : Eu, europium activated gadolinium gallate Gd 3 Ga 5 O 12 : Eu, europium activated vanadic acid Radiation discrimination measurement method characterized by being one of gadolinium GdVO 4 : Eu and gadolinium gallate Gd 3 Ga 5 O 12 : Ce, Cr activated with cerium or chromium. 請求項7記載の放射線弁別測定方法において、緑色蛍光体は、テルビウムで活性化した酸化ガドリニウムGd:Tb、テルビウムで活性化した酸硫化ガドリニウムGd:Tb、プラセオジムで活性化した酸硫化ガドリニウムGd:Ρr、テルビウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムGdGa12:Tb、テルビウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムGdAl12:Tbのうちのいずれかであることを特徴とする放射線弁別測定方法。 8. The method according to claim 7, wherein the green phosphor is activated by terbium activated gadolinium oxide Gd 2 O 3 : Tb, terbium activated gadolinium oxysulfide Gd 2 O 2 : Tb, praseodymium. Gadolinium oxysulfide Gd 2 O 2 : Ρr, terbium activated gadolinium gallate Gd 3 Ga 5 O 12 : Tb, terbium activated gadolinium aluminate Gd 3 Al 5 O 12 : Tb A radiation discrimination measurement method characterized by the above. 請求項1記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Aを中性子、種類BをX線および種類Cをγ線とし、中性子、X線およびγ線を色弁別により同時に測定し、または放射線の種類Aを低エネルギーX線、種類Bを中エネルギーX線および種類Cを高エネルギーX線またはγ線とし、X線のエネルギー別またはX線とγ線とを色弁別により同時に測定することを特徴とする放射線弁別測定方法。 The radiation discrimination measurement method according to claim 1, wherein the type A of radiation is neutron, the type B is X-ray and the type C is γ-ray, and the neutron, X-ray and γ-ray are simultaneously measured by color discrimination, or the type of radiation. A is low energy X-ray, type B is medium energy X-ray and type C is high energy X-ray or γ-ray, and X-ray energy or X-ray and γ-ray are measured simultaneously by color discrimination. A radiation discrimination measurement method. 放射線を放射する放射線源と、この放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物とともに配置され、前記測定対象物を透過した放射線の種類A、種類Βおよび種類Cに感応して第1の波長域の光線を発光する第1のシンチレータと、この第1のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Bおよび種類Cに感応して前記第1の波長域と異なる第2の波長域の光線を発光する第2のシンチレータと、この第2のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Cに感応して前記第1および前記第2の波長域と異なる第3の波長域の光線を発光する第3のシンチレータとを備え、これら第1、第2および第3のシンチレータの発光を波長別に認識し、前記第1のシンチレータのデータを第2および第3のシンチレータのデータで補正し、前記第2のシンチレータのデータを第3のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定する撮像手段を設けたことを特徴とする放射線弁別測定装置。 A radiation source that emits radiation and a radiation irradiation region that is radiated from the radiation source are arranged together with the measurement object, and the first in response to the type A, type IV, and type C of the radiation that has passed through the measurement object. A first scintillator that emits light in a wavelength region of the second and a second wavelength region that is different from the first wavelength region in response to types B and C of radiation that is transmitted without being absorbed by the first scintillator A second scintillator that emits a light beam of the second and a light beam in a third wavelength region different from the first and second wavelength regions in response to a type C of radiation that is transmitted without being absorbed by the second scintillator A third scintillator that recognizes the light emission of the first, second, and third scintillators by wavelength, and the data of the first scintillator is the data of the second and third scintillators. Radiation discrimination characterized in that imaging means is provided that corrects and corrects the data of the second scintillator with the data of the third scintillator to discriminate measurement according to the type of radiation by wavelength and simultaneously measures measuring device. 請求項13記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段として、波長別に認識して記録するカラーフィルムを備えたことを特徴とする放射線弁別測定装置。 14. The radiation discrimination measuring apparatus according to claim 13, further comprising a color film for recognizing and recording for each wavelength as an imaging unit. 請求項13記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段として、波長別に認識して観測するCCDカメラまたは撮像管などの光検出器を備えたことを特徴とする放射線弁別測定装置。 14. The radiation discrimination measurement apparatus according to claim 13, further comprising: a photo detector such as a CCD camera or an imaging tube that recognizes and observes each wavelength as an imaging unit. 請求項13記載の放射線弁別測定装置において、光検出器を単色のCCDカメラまたは撮像管として波長別に複数備えるとともに、各シンチレータの発光波長を分離するためのダイクロイックミラーを備えたことを特徴とする放射線弁別測定装置。 14. The radiation discrimination measuring apparatus according to claim 13, wherein a plurality of photodetectors are provided for each wavelength as a monochromatic CCD camera or an imaging tube, and a dichroic mirror for separating the emission wavelengths of each scintillator is provided. Discrimination measuring device. 請求項14から16までのいずれかに記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段として、カラーフィルム、CCDカメラあるいは撮像管をシンチレータから離して設置し、前記カラーフィルム、前記CCDカメラあるいは前記撮像管と前記シンチレータとの間に前記シンチレータの信号を伝送させる光ファイバを備えたことを特徴とする放射線弁別測定装置。 17. The radiation discrimination measurement apparatus according to claim 14, wherein a color film, a CCD camera, or an imaging tube is installed as an imaging unit apart from a scintillator, and the color film, the CCD camera, or the imaging tube A radiation discrimination measuring apparatus comprising an optical fiber for transmitting a signal of the scintillator between the scintillator and the scintillator. 請求項15から17までのいずれかに記載の放射線弁別測定装置において、光ファイバに代え、または光ファイバとともに、もしくはCCDカメラまたは撮像管に付随させて、シンチレータの信号を増幅して感度を高めるためのイメージインテンシファイヤを備えたことを特徴とする放射線弁別測定装置。 18. The radiation discrimination measurement apparatus according to claim 15, wherein the scintillator signal is amplified to increase sensitivity in place of an optical fiber, or together with an optical fiber, or attached to a CCD camera or an imaging tube. A radiation discrimination measuring device comprising an image intensifier of the above. 請求項13記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段には、カラーフィルムと第1、第2および第3のシンチレータとを共に収納するー体型のフィルム着脱可能な撮像カセッテを備えたことを特徴とする放射線弁別測定装置。 14. The radiation discrimination measurement apparatus according to claim 13, wherein the imaging means includes a film-type detachable imaging cassette that houses both the color film and the first, second, and third scintillators. A radiation discrimination measuring device. 請求項14記載の放射線弁別測定装置において、第1または第2のシンチレータに、それぞれ赤色発光または緑色発光の熱中性子用のシンチレータを適用し、かつ前記第1のシンチレータと前記第2のシンチレータとの間に水素を含有する物質を設置し、前記第1のシンチレータで発光した熱中性子と前記第2のシンチレータで発光した速中性子とを発光波長別に同時に測定する構成としたことを特徴とする放射線弁別測定装置。 15. The radiation discrimination measurement apparatus according to claim 14, wherein a scintillator for thermal neutrons of red light emission or green light emission is applied to the first or second scintillator, respectively, and the first scintillator and the second scintillator A radiation discrimination characterized in that a substance containing hydrogen is placed between the thermal neutrons emitted by the first scintillator and fast neutrons emitted by the second scintillator are simultaneously measured for each emission wavelength. measuring device. 伝送用の複数本の光ファイバと、この各光ファイバに取り付けられた波長別に発光するシンチレータと、このシンチレータの周りに目的とする放射線以外に対して設置された遮蔽材とから構成され、前記各光ファイバが直列あるいは並列に結合して構成されることを特徴とする放射線弁別測定装置。 A plurality of optical fibers for transmission, a scintillator that emits light for each wavelength attached to each of the optical fibers, and a shielding material installed around the scintillator for other than the intended radiation, A radiation discrimination measuring device comprising optical fibers coupled in series or in parallel.
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