JP2012021847A - Reader for glass dosimeter - Google Patents

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達世 石戸谷
Katsuki Makita
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reader for glass dosimeter which can be made compact and inexpensive, and can accurately read a dose of radiation emitted on a fluorescence glass element over a wide range.SOLUTION: The reader for glass dosimeter is a device for reading a dose of radiation emitted on a fluorescence glass element 10, and includes an irradiation section 20 for irradiating the element 10 with ultraviolet rays, a fluorescence amount varying section 30, a photomultiplier tube 40, a photon counting section 60, a fluorescence amount control section 70 and a dose calculation section 80. Fluorescence 10a emitted from the element 10 passes through the fluorescence amount varying section 30 to change its fluorescence quantity, and is incident on the photomultiplier tube 40. The photon counting section 60 counts the number of an output pulse obtained by A/D converting the output signal of the photomultiplier tube 40. The fluorescence amount control section 70 controls the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40 based on the number of the output pulse. The dose calculation section 80 calculates the dose of the radiation emitted on the element 10 on the basis of the number of the output pulse, the change amount of the fluorescence and the irradiation amount of the ultraviolet rays.

Description

本発明は、紫外線励起により蛍光ガラス素子が発する蛍光の強度に基づいて、蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を読み取るガラス線量計読取装置に関する。   The present invention relates to a glass dosimeter reader for reading a radiation dose irradiated to a fluorescent glass element based on the intensity of fluorescence emitted from the fluorescent glass element by ultraviolet excitation.

蛍光ガラス素子は、放射線被ばく線量を測定するための検出素子として、原子力分野や医療分野などの放射線を取り扱う分野において広く用いられている。蛍光ガラス素子は、例えば、銀イオンを含有したリン酸塩ガラスからなる。放射線が照射されて活性化された蛍光ガラス素子は、波長300〜400nmの紫外線の照射により励起すると、蛍光を発する(いわゆるラジオフォトルミネッセンス現象。以下、「RPL現象」という。)。この蛍光強度は、蛍光ガラス素子に照射された放射線線量(以下、「被照射線量」という。)に比例することから、蛍光強度を測定することによって、被照射線量を読み取ることができる(例えば、特許文献1および2参照)。   A fluorescent glass element is widely used as a detection element for measuring radiation exposure dose in the field of handling radiation, such as the nuclear field and the medical field. The fluorescent glass element is made of, for example, phosphate glass containing silver ions. The fluorescent glass element activated by irradiation with radiation emits fluorescence when excited by irradiation with ultraviolet rays having a wavelength of 300 to 400 nm (so-called radiophotoluminescence phenomenon, hereinafter referred to as “RPL phenomenon”). Since this fluorescence intensity is proportional to the radiation dose irradiated to the fluorescent glass element (hereinafter referred to as “irradiated dose”), the irradiated dose can be read by measuring the fluorescence intensity (for example, (See Patent Documents 1 and 2).

蛍光ガラス素子の被照射線量は、ガラス線量計読取装置(以下、「読取装置」という。)を用いて読み取られる。一般的な読取装置は、固体レーザ発振器などの励起光光源、光電子増倍管、アナログ積算部、および、線量算出部を備えている。   The irradiation dose of the fluorescent glass element is read using a glass dosimeter reading device (hereinafter referred to as “reading device”). A typical reading device includes an excitation light source such as a solid-state laser oscillator, a photomultiplier tube, an analog integration unit, and a dose calculation unit.

被照射線量の読取りは、蛍光ガラス素子を読取装置に装着して行われる。まず、固体レーザ発振器が発したレーザ光を紫外線透過フィルタに通して紫外線を選択的に取り出して、蛍光ガラス素子に照射する。そうすると、蛍光ガラス素子は、被照射線量に比例した強度の蛍光を発する。続いて、光電子増倍管を用いて、蛍光ガラス素子が発した蛍光を電流信号に変換した後、アナログ積算部において、互いに時刻の異なる第1および第2のサンプリング時間における信号量を求める。   The irradiation dose is read by attaching a fluorescent glass element to a reading device. First, the laser light emitted from the solid-state laser oscillator is passed through an ultraviolet transmission filter to selectively extract ultraviolet rays and irradiate the fluorescent glass element. Then, the fluorescent glass element emits fluorescence having an intensity proportional to the irradiation dose. Subsequently, after the fluorescence emitted from the fluorescent glass element is converted into a current signal using a photomultiplier tube, the analog integration unit obtains the signal amounts at the first and second sampling times having different times.

その後、線量算出部において、第1および第2のサンプリング時間における信号量から蛍光強度、ひいては、蛍光ガラス素子の被照射線量を算出する。ここで、蛍光ガラス素子が発する蛍光成分には、RPL現象による成分の他に、ノイズ成分が含まれている。このノイズ成分には、蛍光ガラス素子固有の減衰時定数の短い第1のノイズ成分(いわゆるプレドース成分)、ガラス素子表面に付着した汚れなどから発せられる減衰時定数の短い第2のノイズ成分、および、原因不明の減衰時定数の長い第3のノイズ成分が含まれている。そのため、線量算出部において、各成分の減衰時定数の差異を利用して、RPL現象による成分とノイズ成分とを時間分解し、ノイズ成分を除去する。そして、RPL現象による成分から被照射線量を算出する。このようにして、蛍光ガラス素子の被照射線量を精度良く読み取ることができる(例えば、特許文献3参照)。   Thereafter, the dose calculation unit calculates the fluorescence intensity, and hence the irradiation dose of the fluorescent glass element, from the signal amounts at the first and second sampling times. Here, the fluorescent component emitted from the fluorescent glass element includes a noise component in addition to the component due to the RPL phenomenon. The noise component includes a first noise component having a short decay time constant inherent to the fluorescent glass element (so-called pre-dose component), a second noise component having a short decay time constant emitted from dirt attached to the surface of the glass element, and the like. The third noise component having a long decay time constant whose cause is unknown is included. Therefore, the dose calculation unit uses the difference in the decay time constant of each component to time-resolve the component due to the RPL phenomenon and the noise component, and remove the noise component. Then, the irradiation dose is calculated from the component due to the RPL phenomenon. In this way, the irradiation dose of the fluorescent glass element can be accurately read (for example, see Patent Document 3).

特開2005−114410号公報JP 2005-114410 A 特開平8−220235号公報JP-A-8-220235 特開昭59−190681号公報JP 59-190681 A

上述したとおり、読取装置の励起光光源には、通常、固体レーザ発振器のような出力エネルギーの高い光源が用いられるが、固体レーザ発振器は、大型かつ高価であるため、読取装置も、大型かつ高価になってしまう。そこで、読取装置の小型化・低価格化のニーズに応えるために、読取装置の励起光光源として、発光ダイオード(LED)を用いることが提案されている。   As described above, a light source with high output energy such as a solid-state laser oscillator is usually used as the excitation light source of the reader. However, since the solid-state laser oscillator is large and expensive, the reader is also large and expensive. Become. Therefore, in order to meet the needs for downsizing and cost reduction of the reading apparatus, it has been proposed to use a light emitting diode (LED) as an excitation light source of the reading apparatus.

しかし、発光ダイオード(LED)は、固体レーザ発振器に比べて、出力エネルギーが小さい。そのため、蛍光ガラス素子の被照射線量が小さいと、RPL現象により生じる蛍光強度が微弱になってしまう。このような場合に、上述したアナログ積算方式を用いて光電子増倍管からの出力信号の処理を行うと、S/N比が小さくなってしまい、線量算出部において、RPL現象による成分とノイズ成分とを十分に分解できず、被照射線量を精度良く算出することができない。すなわち、アナログ積算方式を用いると、低線量の被照射線量を精度良く読み取ることができない。   However, light emitting diodes (LEDs) have lower output energy than solid state laser oscillators. Therefore, if the irradiation dose of the fluorescent glass element is small, the fluorescence intensity generated by the RPL phenomenon becomes weak. In such a case, if the output signal from the photomultiplier tube is processed using the analog integration method described above, the S / N ratio becomes small, and the dose calculation unit uses components due to the RPL phenomenon and noise components. Cannot be sufficiently decomposed, and the irradiation dose cannot be calculated with high accuracy. That is, when the analog integration method is used, it is impossible to accurately read a low dose.

そこで、上述したアナログ積算方式に代えて、フォトンカウンティング方式(光子計数法)を用いることが考えられる。フォトンカウンティング方式を用いた読取りは、光子計数部において、光電子増倍管からのパルス電気信号を電流/電圧変換(以下、「I/V変換」という。)およびアナログ/デジタル変換(以下、「A/D変換」という。)して出力パルスを得て、互いに時刻の異なる第1および第2のサンプリング時間あたりの出力パルスの数(以下、「カウント値」という。)をカウントする。そして、線量算出部において、カウント値から被照射線量を算出する。   Therefore, it is conceivable to use a photon counting method (photon counting method) instead of the analog integration method described above. In reading using the photon counting method, a pulsed electric signal from a photomultiplier tube is subjected to current / voltage conversion (hereinafter referred to as “I / V conversion”) and analog / digital conversion (hereinafter referred to as “A”) in a photon counting unit. / D conversion ”) to obtain output pulses, and count the number of output pulses (hereinafter referred to as“ count value ”) per first sampling time and second sampling time having different times. Then, the dose calculation unit calculates the irradiation dose from the count value.

ここで、図10は、カウント値とカウント漏れの割合との関係の一例を示したグラフである。図10から、カウント値が10000までは、カウント漏れはほとんど生じないが、カウント値が10000を超えると、カウント漏れが大きくなることが分かる。蛍光ガラス素子の被照射線量が大きく、蛍光強度が強い場合には、出力パルスが過密となり、複数の出力パルスが重なり合ってしまう。そうすると、光子計数部において、重なり合った複数の出力パルスが1個の出力パルスとしてカウントされてしまい、カウント漏れが生じてしまう。その結果、線量算出部において、読取量が実際の被照射線量より低く算出されてしまう。すなわち、フォトンカウンティング方式を用いると、高線量の被照射線量を精度良く読み取ることができない。   Here, FIG. 10 is a graph showing an example of the relationship between the count value and the count omission ratio. From FIG. 10, it can be seen that almost no count omission occurs until the count value reaches 10,000, but when the count value exceeds 10,000, the omission of count increases. When the irradiation dose of the fluorescent glass element is large and the fluorescence intensity is strong, the output pulses are overcrowded and a plurality of output pulses are overlapped. Then, in the photon counting unit, a plurality of overlapping output pulses are counted as one output pulse, and count omission occurs. As a result, the reading amount is calculated lower than the actual irradiation dose in the dose calculation unit. That is, when the photon counting method is used, it is impossible to accurately read a high dose.

そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、小型化・低価格化を可能とし、かつ、蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を広範囲に渡って精度良く読み取ることができるガラス線量計読取装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, enables downsizing and cost reduction, and accurately reads the radiation dose irradiated to the fluorescent glass element over a wide range. An object of the present invention is to provide a glass dosimeter reader capable of performing the above.

上記の目的を達成するために、本発明に係るガラス線量計読取装置は、蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を読み取るガラス線量計読取装置であって、紫外線を発する光源を備え、前記蛍光ガラス素子に紫外線を照射する照射部と、前記蛍光ガラス素子が発した蛍光を通過させて蛍光量を変化させる蛍光量可変部と、前記蛍光量可変部を通過した蛍光を検出して電気信号を出力する光電変換部と、前記光電変換部が出力した電気信号をアナログ/デジタル変換して得た出力パルスの数をカウントする光子計数部と、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数、前記蛍光量可変部での蛍光の変化量および前記蛍光ガラス素子に照射された紫外線量に基づいて前記蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を算出する線量算出部と、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数に基づいて前記蛍光量可変部に制御信号を送信して前記光電変換部に入射させる蛍光量を制御する蛍光量制御部とを具備したことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a glass dosimeter reader according to the present invention is a glass dosimeter reader that reads a radiation dose irradiated on a fluorescent glass element, and includes a light source that emits ultraviolet rays, and the fluorescent glass An irradiation unit that irradiates the element with ultraviolet light, a fluorescence amount variable unit that changes the amount of fluorescence by passing the fluorescence emitted from the fluorescent glass element, and outputs an electrical signal by detecting the fluorescence that has passed through the fluorescence amount variable unit A photoelectric conversion unit, a photon counting unit that counts the number of output pulses obtained by analog / digital conversion of an electrical signal output from the photoelectric conversion unit, a number of output pulses counted by the photon counting unit, and the fluorescence A dose calculation unit that calculates a radiation dose irradiated to the fluorescent glass element based on a change amount of fluorescence in the variable amount unit and an ultraviolet ray irradiated to the fluorescent glass element; and the light Wherein the counting unit is equipped with a fluorescence amount control unit for controlling the amount of fluorescence is made incident by sending a control signal to the fluorescence amount varying section based on the number of output pulses counted in the photoelectric conversion unit.

本発明によれば、小型化・低価格化を可能とし、かつ、蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を広範囲に渡って精度良く読み取ることができるガラス線量計読取装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the glass dosimeter reader which can be reduced in size and cost and can read the radiation dose irradiated to the fluorescent glass element over a wide range with high precision can be provided.

本発明の第1の実施形態に係るガラス線量計読取装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a glass dosimeter reading device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るガラス線量計読取装置の概略構造を示した部分断面図である。It is the fragmentary sectional view showing the schematic structure of the glass dosimeter reading device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るガラス線量計読取装置の蛍光量可変部を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the fluorescence amount variable part of the glass dosimeter reader which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るガラス線量計読取装置の光子計数部を説明するための部分構成図である。It is a partial block diagram for demonstrating the photon counting part of the glass dosimeter reading device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るガラス線量計読取装置の蛍光量制御部および線量算出部を説明するための部分構成図である。It is a partial block diagram for demonstrating the fluorescence amount control part and dose calculation part of the glass dosimeter reader which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るガラス線量計読取装置を説明するための表であって、第1回目の計測時および再計測時に蛍光ガラス素子10が発した蛍光が通過する通過窓および透過率を示した表である。It is a table | surface for demonstrating the glass dosimeter reader which concerns on the 1st Embodiment of this invention, Comprising: The passage window and the transmission which the fluorescence which the fluorescent glass element 10 emitted at the time of the 1st measurement and remeasurement passes are transmitted It is the table | surface which showed the rate. 本発明の第2の実施形態に係るガラス線量計読取装置の蛍光量制御部および線量算出部を説明するための部分構成図である。It is a partial block diagram for demonstrating the fluorescence amount control part and dose calculation part of the glass dosimeter reading apparatus which concern on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るガラス線量計読取装置のカウント部がカウントしたカウント値と蛍光量決定部が決定する通過窓との対応関係を示した表である。It is the table | surface which showed the correspondence of the count value which the count part of the glass dosimeter reader which concerns on the 2nd Embodiment of this invention counted, and the passage window which a fluorescence amount determination part determines. 本発明の第3の実施形態に係るガラス線量計読取装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the glass dosimeter reading apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. ガラス線量計読取装置の光子計数部がカウントしたカウント値とカウント漏れの割合との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the count value which the photon counting part of the glass dosimeter reading device counted, and the ratio of count omission.

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係るガラス線量計読取装置について、図1ないし図6を用いて説明する。
[First Embodiment]
A glass dosimeter reading apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、本実施形態に係るガラス線量計読取装置の構造・構成の概要について、図1ないし図3を用いて説明する。図1は、ガラス線量計読取装置の全体構成図である。図2は、ガラス線量計読取装置の概略構造を示した部分断面図である。図3は、ガラス線量計読取装置の蛍光量可変部を示した斜視図である。   First, an outline of the structure and configuration of the glass dosimeter reading apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a glass dosimeter reading apparatus. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a schematic structure of the glass dosimeter reading apparatus. FIG. 3 is a perspective view showing a fluorescence amount variable portion of the glass dosimeter reading device.

本実施形態に係るガラス線量計読取装置は、蛍光ガラス素子10に照射された放射線線量を読み取る装置である。蛍光ガラス素子10は、被照射線量を測定するための検出素子であり、例えば、銀イオンを含有したリン酸塩ガラスからなる。放射線が照射されて活性化された蛍光ガラス素子10は、波長300〜400nmの紫外線20aの照射により励起すると、蛍光10aを発する。読取装置は、蛍光ガラス素子10が発する蛍光10aの強度が蛍光ガラス素子10の被照射線量に比例する特性を利用して、蛍光ガラス素子10の被照射線量を読み取る。   The glass dosimeter reading device according to the present embodiment is a device that reads the radiation dose irradiated to the fluorescent glass element 10. The fluorescent glass element 10 is a detection element for measuring an irradiation dose, and is made of, for example, phosphate glass containing silver ions. The fluorescent glass element 10 activated by irradiation with radiation emits fluorescence 10a when excited by irradiation with ultraviolet light 20a having a wavelength of 300 to 400 nm. The reading device reads the irradiation dose of the fluorescent glass element 10 using a characteristic that the intensity of the fluorescence 10 a emitted from the fluorescent glass element 10 is proportional to the irradiation dose of the fluorescent glass element 10.

本実施形態に係るガラス線量計読取装置は、照射部20、蛍光量可変部30、光電変換部、および、コントローラユニット50などを備えている。本実施形態において、光電変換部は、光電子増倍管40である。   The glass dosimeter reading device according to the present embodiment includes an irradiation unit 20, a fluorescence amount variable unit 30, a photoelectric conversion unit, a controller unit 50, and the like. In the present embodiment, the photoelectric conversion unit is a photomultiplier tube 40.

照射部20は、蛍光ガラス素子10に紫外線20aを照射する役割を果たす。照射部20は、光源22、電源24、半球レンズ26、および、紫外線透過フィルタ28を備えている。   The irradiation unit 20 plays a role of irradiating the fluorescent glass element 10 with ultraviolet rays 20a. The irradiation unit 20 includes a light source 22, a power supply 24, a hemispherical lens 26, and an ultraviolet transmission filter 28.

本実施形態では、光源22は、例えば発光ダイオードであり、電源24に接続されている。電源24は、ケーブル52を介してコントローラユニット50に接続されていて、後述する蛍光量制御部70からの制御信号に基づいて、光源22に一定量の電流を供給する。 本実施形態では、光源22は、例えば4kw/mの光(パルス幅1μsec,20kPulse/sec)22aを発する。 In the present embodiment, the light source 22 is a light emitting diode, for example, and is connected to the power supply 24. The power source 24 is connected to the controller unit 50 via a cable 52 and supplies a constant amount of current to the light source 22 based on a control signal from a fluorescence amount control unit 70 described later. In the present embodiment, the light source 22 emits, for example, 4 kw / m 2 of light (pulse width 1 μsec, 20 kPulse / sec) 22 a.

光源22が発した光22aは、半球レンズ26を通過して集光される。続いて、この光22aは、紫外線透過フィルタ28を透過して、紫外線20aのみが蛍光ガラス素子10の側面に照射される。紫外線透過フィルタ28は、光源22が発した光22aのうち波長300〜400nmの紫外線20aを選択的に透過させる。上述したとおり、放射線が照射された蛍光ガラス素子10は、照射部20からの紫外線20aが照射されると、蛍光10aを発する。   Light 22 a emitted from the light source 22 passes through the hemispherical lens 26 and is collected. Subsequently, the light 22 a passes through the ultraviolet transmission filter 28, and only the ultraviolet rays 20 a are irradiated on the side surface of the fluorescent glass element 10. The ultraviolet light transmission filter 28 selectively transmits ultraviolet light 20 a having a wavelength of 300 to 400 nm among the light 22 a emitted from the light source 22. As described above, the fluorescent glass element 10 irradiated with radiation emits fluorescence 10a when irradiated with the ultraviolet rays 20a from the irradiation unit 20.

照射部20は、図2に示したように、矩形状の第1ケース120内に収納されている。第1ケース120は、底板122および上蓋124から構成されていて、上蓋124が底板122に対して開閉可能に取り付けられている。   As illustrated in FIG. 2, the irradiation unit 20 is housed in a rectangular first case 120. The first case 120 includes a bottom plate 122 and an upper lid 124, and the upper lid 124 is attached to the bottom plate 122 so as to be openable and closable.

底板122には、図2に示したように、第1ケース120の内部を第1空間120aと第2空間120bとに仕切る隔壁126が形成されている。照射部20は、第1空間120aに収納されている。また、蛍光ガラス素子10は、第2空間120bに設置される。隔壁126には、スリット126aが形成されていて、紫外線透過フィルタ28を通過した紫外線20aは、スリット126aを通過して、蛍光ガラス素子10に照射される。隔壁126は、第1空間120a内の散乱光が蛍光ガラス素子10に入射するのを防ぐ役割を果たす。   As shown in FIG. 2, the bottom plate 122 is formed with a partition wall 126 that partitions the inside of the first case 120 into a first space 120a and a second space 120b. The irradiation unit 20 is housed in the first space 120a. Moreover, the fluorescent glass element 10 is installed in the second space 120b. A slit 126 a is formed in the partition wall 126, and the ultraviolet light 20 a that has passed through the ultraviolet transmission filter 28 passes through the slit 126 a and is irradiated onto the fluorescent glass element 10. The partition 126 plays a role of preventing scattered light in the first space 120 a from entering the fluorescent glass element 10.

被照射線量の読取りは、上蓋124を開いて、矩形板状の蛍光ガラス素子10を底板122の第2空間120b側に形成されたガラス素子保持部122aに装着した後、上蓋124を閉めて行われる。上蓋124を閉めた状態では、第1ケース120の内部は、暗室になっている。   The irradiation dose is read by opening the upper lid 124 and mounting the rectangular plate-shaped fluorescent glass element 10 on the glass element holding portion 122a formed on the second space 120b side of the bottom plate 122, and then closing the upper lid 124. Is called. When the upper lid 124 is closed, the inside of the first case 120 is a dark room.

蛍光ガラス素子10の側面に紫外線20aが照射されると、蛍光ガラス素子10の下面側から蛍光10aが発せられる。蛍光10aは、底板122に形成された出射窓122bを通って、第1ケース120の下方に設けられた第2ケース128内に進む。続いて、この蛍光10aは、半球レンズ112を通過して平行光にされた後、蛍光量可変部30を通過する。蛍光量可変部30を通過した蛍光10bは、ミラー114により方向転換された後、干渉フィルタ116を通過する。その後、この蛍光10bは、半球レンズ118を通過して集光されて、光電子増倍管40に入射する。なお、第1ケース120内の紫外線20aが第2ケース128内に入射しないように、第2ケース128の入射窓128bは、紫外線除去フィルタ110で塞がれている。   When the side surface of the fluorescent glass element 10 is irradiated with the ultraviolet rays 20a, the fluorescent light 10a is emitted from the lower surface side of the fluorescent glass element 10. The fluorescent light 10 a passes through an emission window 122 b formed in the bottom plate 122 and proceeds into a second case 128 provided below the first case 120. Subsequently, the fluorescence 10 a passes through the hemispherical lens 112 to be converted into parallel light, and then passes through the fluorescence amount variable unit 30. The fluorescence 10b that has passed through the fluorescence amount variable unit 30 is redirected by the mirror 114 and then passes through the interference filter 116. Thereafter, the fluorescent light 10 b is collected through the hemispherical lens 118 and is incident on the photomultiplier tube 40. The incident window 128b of the second case 128 is blocked by the ultraviolet light removal filter 110 so that the ultraviolet light 20a in the first case 120 does not enter the second case 128.

ここで、蛍光量可変部30について、図3を用いて説明する。蛍光量可変部30は、後述する蛍光量制御部70からの制御信号に基づいて、光電子増倍管40に入射する蛍光量(以下、「蛍光入射量」という。)を変化させる役割を果たす。蛍光量可変部30は、図2に示したように、第2ケース128内に設置されている。本実施形態では、蛍光量可変部30は、図3に示したように、蛍光量可変板32、駆動装置36、および、シャフト36aを有している。   Here, the fluorescence amount variable unit 30 will be described with reference to FIG. The fluorescence amount variable unit 30 plays a role of changing a fluorescence amount incident on the photomultiplier tube 40 (hereinafter referred to as “fluorescence incident amount”) based on a control signal from a fluorescence amount control unit 70 described later. The fluorescence amount variable unit 30 is installed in the second case 128 as shown in FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the fluorescence variable unit 30 includes a fluorescence variable plate 32, a drive device 36, and a shaft 36a.

蛍光量可変板32は、円板状に形成されていて、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aの光路に垂直に配置されている。蛍光量可変板32には、4つの通過窓(第1〜第4の通過窓)32a〜32dが周方向に等間隔に形成されている。第1〜第4の通過窓32a〜32dは、時計回りに順に配置されている。   The fluorescence amount variable plate 32 is formed in a disc shape, and is arranged perpendicular to the optical path of the fluorescence 10 a emitted from the fluorescent glass element 10. Four passage windows (first to fourth passage windows) 32a to 32d are formed in the fluorescence amount variable plate 32 at equal intervals in the circumferential direction. The first to fourth passage windows 32a to 32d are sequentially arranged in the clockwise direction.

第1〜第3の通過窓32a〜32cのそれぞれには、通過する蛍光10aを減光させる第1〜第3の減光フィルタ34a〜34cが嵌め込まれている。第1〜第3の減光フィルタ34a〜34cの透過率は、それぞれ約1/1000,約1/100,約1/10である。なお、第4の通過窓32dには、減光フィルタは嵌め込まれておらず、光量を変化させずに蛍光10aを通過させる。   In each of the first to third passage windows 32a to 32c, first to third neutral density filters 34a to 34c for dimming the passing fluorescent light 10a are fitted. The transmittances of the first to third neutral density filters 34a to 34c are about 1/1000, about 1/100, and about 1/10, respectively. Note that a neutral density filter is not fitted in the fourth passage window 32d, and the fluorescent light 10a is allowed to pass through without changing the amount of light.

駆動装置36は、シャフト36aを介して、蛍光量可変板32に接続されている。駆動装置36は、蛍光10aが第1〜第4の通過窓32a〜32dのいずれかを通過するように、蛍光量可変板32を軸中心に反時計回りに回転させる。駆動装置36は、ケーブル54(図2では省略)を介してコントローラユニット50に接続されていて、後述する蛍光量制御部70からの制御信号に基づいて、蛍光量可変板32を回転させる。   The drive device 36 is connected to the fluorescence amount variable plate 32 through a shaft 36a. The drive device 36 rotates the fluorescence variable plate 32 counterclockwise about the axis so that the fluorescence 10a passes through any of the first to fourth passage windows 32a to 32d. The drive device 36 is connected to the controller unit 50 via a cable 54 (not shown in FIG. 2), and rotates the fluorescence amount variable plate 32 based on a control signal from a fluorescence amount control unit 70 described later.

光電子増倍管40は、光電効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電管の一種であって、電流増幅(電子増倍)機能を有する高感度光検出器である。光電子増倍管40に入射した蛍光10aは、光電陰極から光電子を叩き出す。叩き出された光電子は、印加電圧により加速されて第1ダイノードに衝突して、光電子1個あたり複数個の二次電子を叩き出す。叩き出された二次電子は、第2ダイノードに衝突して、より多くの二次電子を叩き出す。光電子増倍管40は、これを繰り返すことにより二次電子を増倍して、陽極に到達した二次電子を、パルス電流信号40aとして取り出す。   The photomultiplier tube 40 is a type of phototube that converts light energy into electrical energy using the photoelectric effect, and is a high-sensitivity photodetector having a current amplification (electron multiplication) function. The fluorescence 10a incident on the photomultiplier tube 40 knocks out photoelectrons from the photocathode. The struck photoelectrons are accelerated by the applied voltage, collide with the first dynode, and knock out a plurality of secondary electrons per photoelectron. The knocked-out secondary electrons collide with the second dynode and knock out more secondary electrons. The photomultiplier tube 40 repeats this to multiply the secondary electrons, and takes out the secondary electrons that have reached the anode as a pulse current signal 40a.

光電子増倍管40は、図2に示したように、第2ケース128と隣接して、第1ケース120の下方に設けられている。光電子増倍管40の側面には、冷却用のヒートシンク42が取り付けられている。   As shown in FIG. 2, the photomultiplier tube 40 is provided adjacent to the second case 128 and below the first case 120. A heat sink 42 for cooling is attached to the side surface of the photomultiplier tube 40.

コントローラユニット50は、光子計数部60、蛍光量制御部70、線量算出部80、記録部90、および、表示部100を備えている。   The controller unit 50 includes a photon counting unit 60, a fluorescence amount control unit 70, a dose calculation unit 80, a recording unit 90, and a display unit 100.

光子計数部60は、光電子増倍管40が出力したパルス電気信号40aをI/V変換およびA/D変換して得た出力パルスの数を、光子計数法を用いてカウントする。蛍光量制御部70は、光子計数部60がカウントした出力パルスの数に基づいて、蛍光量可変部30に制御信号を送信して、光電子増倍管40への蛍光入射量を制御する。線量算出部80は、光子計数部60がカウントした出力パルスの数、蛍光量可変部30での蛍光の変化量、および、蛍光ガラス素子10に照射された紫外線量に基づいて、蛍光ガラス素子10の被照射線量を算出する。また、表示部100は、例えばディスプレイであって、線量算出部80が算出した被照射線量を表示する。   The photon counting unit 60 counts the number of output pulses obtained by performing I / V conversion and A / D conversion on the pulse electrical signal 40a output from the photomultiplier tube 40 using a photon counting method. Based on the number of output pulses counted by the photon counting unit 60, the fluorescence amount control unit 70 transmits a control signal to the fluorescence amount variable unit 30 to control the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40. The dose calculating unit 80 is based on the number of output pulses counted by the photon counting unit 60, the amount of change in fluorescence in the fluorescence amount varying unit 30, and the amount of ultraviolet light applied to the fluorescent glass element 10. The irradiation dose is calculated. The display unit 100 is, for example, a display, and displays the irradiation dose calculated by the dose calculation unit 80.

コントローラユニット50は、光電子増倍管40と隣接して、第1ケース120の下方に設けられている。コントローラユニット50の蛍光量制御部70は、ケーブル52,54を介して、電源24および駆動装置36に接続されている。   The controller unit 50 is provided below the first case 120 adjacent to the photomultiplier tube 40. The fluorescence amount control unit 70 of the controller unit 50 is connected to the power supply 24 and the driving device 36 via cables 52 and 54.

次に、光子計数部60について、図4を用いて、詳細に説明する。図4は、ガラス線量計読取装置の光子計数部を説明するための部分構成図である。   Next, the photon counting unit 60 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is a partial configuration diagram for explaining a photon counting unit of the glass dosimeter reading device.

光子計数部60は、I/V変換・増幅部62、A/D変換部64、および、カウント部66を有している。   The photon counting unit 60 includes an I / V conversion / amplification unit 62, an A / D conversion unit 64, and a count unit 66.

I/V変換・増幅部62は、光電子増倍管40が出力したパルス電流信号40aを受信して、I/V変換回路および増幅回路により、パルス電圧信号62aを生成して、出力する。   The I / V conversion / amplification unit 62 receives the pulse current signal 40a output from the photomultiplier tube 40, and generates and outputs a pulse voltage signal 62a by the I / V conversion circuit and the amplification circuit.

A/D変換部64は、I/V変換・増幅部62が出力したパルス電圧信号62aを受信して、比較回路により、パルス電圧信号62aの値を所定のしきい値と比較する。そして、A/D変換部64は、パルス電圧信号62aの値がしきい値より低い場合には、ノイズ成分と判断して「0」を出力して、パルス電圧信号62aの値がしきい値より高い場合には、信号成分と判断して「1」を出力する。このようにして、A/D変換部64は、デジタルパルス信号64aを出力する。   The A / D conversion unit 64 receives the pulse voltage signal 62a output from the I / V conversion / amplification unit 62, and compares the value of the pulse voltage signal 62a with a predetermined threshold value using a comparison circuit. When the value of the pulse voltage signal 62a is lower than the threshold value, the A / D conversion unit 64 determines that the pulse component is a noise component and outputs “0”. If it is higher, “1” is output as a signal component. In this way, the A / D converter 64 outputs the digital pulse signal 64a.

カウント部66は、A/D変換部64が出力したデジタルパルス信号64aを受信して、デジタルパルス信号64aに含まれる単位時間あたりの出力パルスの数をカウントする。   The count unit 66 receives the digital pulse signal 64a output from the A / D conversion unit 64, and counts the number of output pulses per unit time included in the digital pulse signal 64a.

詳しくは、カウント部66は、光源22の発光後2μsecから7μsecまでの5μsec間(以下、「第1のサンプリング時間」という。)および光源22の発光後40μsecから45μsecまでの5μsec間(以下、「第2のサンプリング時間」という。)における出力パルスの数をカウントする。本実施形態では、1回の計測につき、光源22を20000回発光させて、蛍光ガラス素子10を20000回発光させる。そして、カウント部66は、20000個のデジタルパルス信号64aを受信して、20000回分の出力パルスの数を積算する。すなわち、カウント部66は、第1のサンプリング時間における出力パルスの積算数(以下、「第1のカウント値」という。)、および、第2のサンプリング時間における出力パルスの積算数(以下、「第2のカウント値」という。)を求める。カウント部66は、第1のカウント値および第2のカウント値を含むカウント値データ66aを出力する。   Specifically, the count unit 66 is for 5 μsec from 2 μsec to 7 μsec after light emission from the light source 22 (hereinafter referred to as “first sampling time”) and for 5 μsec from 40 μsec to 45 μsec after light emission from the light source 22 (hereinafter, “ The number of output pulses in “second sampling time”) is counted. In the present embodiment, the light source 22 emits light 20000 times and the fluorescent glass element 10 emits 20000 times per measurement. Then, the count unit 66 receives 20000 digital pulse signals 64a and integrates the number of output pulses for 20000 times. That is, the count unit 66 counts the number of output pulses accumulated in the first sampling time (hereinafter referred to as “first count value”) and the number of output pulses accumulated in the second sampling time (hereinafter referred to as “first count value”). 2) ”). The count unit 66 outputs count value data 66a including the first count value and the second count value.

ここで、光電子増倍管40からの出力信号の処理に光子計数法を用いると、上述したとおり、蛍光強度が強く、サンプリング時間に検出されるフォトンの数が極端に多いと、カウント漏れが生じてしまう。一方、蛍光強度が微弱で、サンプリング時間に検出されるフォトンの数が極端に少ないと、カウント値のばらつきが大きくなってしまう。   Here, when the photon counting method is used for processing the output signal from the photomultiplier tube 40, as described above, if the fluorescence intensity is strong and the number of photons detected at the sampling time is extremely large, the count leakage occurs. End up. On the other hand, if the fluorescence intensity is weak and the number of photons detected at the sampling time is extremely small, the variation in the count value becomes large.

そこで、本実施形態に係るガラス線量計読取装置の蛍光量制御部70は、カウント値を適正範囲に収めるために、光電子増倍管40への蛍光入射量をフィードバック制御する。蛍光量制御部70について、図5および図6を用いて、詳細に説明する。図5は、ガラス線量計読取装置の蛍光量制御部および線量算出部を説明するための部分構成図である。図6は、第1回目の計測時および再計測時において、蛍光ガラス素子10が発した蛍光が通過する通過窓および透過率を示した表である。   Therefore, the fluorescence amount control unit 70 of the glass dosimeter reader according to the present embodiment feedback controls the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40 in order to keep the count value within an appropriate range. The fluorescence amount control unit 70 will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a partial configuration diagram for explaining a fluorescence amount control unit and a dose calculation unit of the glass dosimeter reader. FIG. 6 is a table showing the passage window and the transmittance through which the fluorescence emitted from the fluorescent glass element 10 passes during the first measurement and the remeasurement.

蛍光量制御部70は、データ送信部72、再計測要否判定部74、蛍光量決定部76、および、制御信号出力部78を有している。   The fluorescence amount control unit 70 includes a data transmission unit 72, a remeasurement necessity determination unit 74, a fluorescence amount determination unit 76, and a control signal output unit 78.

データ送信部72は、カウント部66が出力したカウント値データ66aを受信して、カウント値データ66aを再計測要否判定部74および線量算出部80に送信する。   The data transmission unit 72 receives the count value data 66 a output from the count unit 66 and transmits the count value data 66 a to the remeasurement necessity determination unit 74 and the dose calculation unit 80.

再計測要否判定部74は、カウント値データ66aを受信して、カウント値が所定の範囲(例えば1000以上)に収まっているか否かを判定する。本実施形態では、再計測要否判定部74は、第1のカウント値が1000以上であるか否かを判定する。再計測要否判定部74は、カウント値が1000以上である場合には、線量算出部80に算出指示信号74aを出力する。   The re-measurement necessity determination unit 74 receives the count value data 66a and determines whether the count value is within a predetermined range (for example, 1000 or more). In the present embodiment, the remeasurement necessity determination unit 74 determines whether or not the first count value is 1000 or more. The remeasurement necessity determination unit 74 outputs a calculation instruction signal 74a to the dose calculation unit 80 when the count value is 1000 or more.

一方、再計測要否判定部74は、カウント値が1000未満である場合には、蛍光量決定部76に再計測指示信号74bを出力する。   On the other hand, when the count value is less than 1000, the remeasurement necessity determination unit 74 outputs a remeasurement instruction signal 74b to the fluorescence amount determination unit 76.

蛍光量決定部76は、再計測指示信号74bを受信すると、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aが第1〜第4の通過窓32a〜32dのうちのいずれの通過窓を通過したかについての情報(以下、「通過窓データ」という。)76aを記録部90から読み込んで、その通過窓より透過率の大きい通過窓を決定する。そして、蛍光量決定部76は、決定した通過窓の情報を含む通過窓データ76aを記録部90および制御信号出力部78に出力する。記録部90は、通過窓データ76aを保存する。   When the fluorescence amount determining unit 76 receives the remeasurement instruction signal 74b, the fluorescent light 10a emitted from the fluorescent glass element 10 is passed through any of the first to fourth passage windows 32a to 32d. Information (hereinafter referred to as “passage window data”) 76a is read from the recording unit 90, and a passage window having a larger transmittance than the passage window is determined. Then, the fluorescence amount determining unit 76 outputs the passing window data 76a including the determined passing window information to the recording unit 90 and the control signal output unit 78. The recording unit 90 stores the passage window data 76a.

制御信号出力部78は、通過窓データ76aを受信すると、ケーブル54を介して、駆動装置36に制御信号78aを出力する。制御信号78aを受信した駆動装置36は、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aが蛍光量決定部76で決定した通過窓を通過するように、蛍光量可変板32を軸中心に反時計回りに45°だけ回転させる。同時に、制御信号出力部78は、ケーブル52を介して、電源24に制御信号78aを出力する。制御信号78aを受信した電源24は、蛍光量可変板32の回転後に光源22に一定量の電流を供給して、再度、光源22を発光させる。   When receiving the passing window data 76a, the control signal output unit 78 outputs the control signal 78a to the driving device 36 via the cable 54. The driving device 36 that has received the control signal 78a counterclockwise around the fluorescence variable plate 32 so that the fluorescence 10a emitted from the fluorescent glass element 10 passes through the passage window determined by the fluorescence determination unit 76. Rotate by 45 °. At the same time, the control signal output unit 78 outputs a control signal 78 a to the power supply 24 via the cable 52. The power supply 24 that has received the control signal 78a supplies a constant amount of current to the light source 22 after the fluorescence amount variable plate 32 rotates, and causes the light source 22 to emit light again.

本実施形態では、図6に示したように、第1回目の計測時(初期設定時)では、蛍光量可変板32は、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aが第1の通過窓32aを通過するように位置合わせされている。すなわち、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aは、第1の遮光フィルタ34aを透過して、約1/1000の光量に減光されて、光電子増倍管40に入射する。そして、再計測要否判定部74によって、カウント値が1000未満であると判断された場合には、蛍光量可変板32は、駆動装置36によって、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aが第2の通過窓32bを通過するように回転する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 6, during the first measurement (initial setting), the fluorescence variable plate 32 has the fluorescence 10a emitted from the fluorescent glass element 10 passing through the first passage window 32a. Aligned to pass. That is, the fluorescent light 10 a emitted from the fluorescent glass element 10 passes through the first light shielding filter 34 a, is reduced to about 1/1000 light amount, and enters the photomultiplier tube 40. When the re-measurement necessity determination unit 74 determines that the count value is less than 1000, the fluorescence amount variable plate 32 has the second fluorescence 10a emitted from the fluorescent glass element 10 by the drive device 36. It rotates so that it may pass through the passage window 32b.

その後、再度、光源22が発光して、第2回目の計測が開始される。第2回目の計測時では、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aは、第2の遮光フィルタ34bを透過して、約1/100の光量に減光されて、光電子増倍管40に入射する。そのため、第2回目の計測時での光電子増倍管40への蛍光入射量は、第1回目の計測時での光電子増倍管40への蛍光入射量の10倍となる。その結果、第2回目の計測時のカウント値は、第1回目の計測時のカウント値の約10倍になる。そして、再計測要否判定部74によって、再度、第2回目の計測時のカウント値が1000以上であるか否かが判断される。   Thereafter, the light source 22 emits light again, and the second measurement is started. At the time of the second measurement, the fluorescence 10a emitted from the fluorescent glass element 10 passes through the second light shielding filter 34b, is reduced to about 1/100, and enters the photomultiplier tube 40. . Therefore, the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40 at the time of the second measurement is 10 times the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40 at the time of the first measurement. As a result, the count value at the time of the second measurement is approximately 10 times the count value at the time of the first measurement. Then, the re-measurement necessity determination unit 74 determines again whether or not the count value at the time of the second measurement is 1000 or more.

このようにして、蛍光量制御部70は、カウント値が1000以上になるまで、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aが通過する通過窓を第1〜4の通過窓32a〜32dの順に切り替える。そして、光電子増倍管40への蛍光入射量を徐々に増加させて、繰り返し計測を行う。   In this way, the fluorescence amount control unit 70 switches the passage windows through which the fluorescence 10a emitted from the fluorescent glass element 10 passes in the order of the first to fourth passage windows 32a to 32d until the count value reaches 1000 or more. Then, the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40 is gradually increased to perform repeated measurement.

次に、線量算出部80について、図5を用いて、詳細に説明する。   Next, the dose calculation unit 80 will be described in detail with reference to FIG.

線量算出部80は、再計測要否判定部74が出力した算出指示信号74aを受信すると、記録部90から通過窓データ76aを読み込む。線量算出部80は、記録部90から読み込んだ通過窓データ76aに含まれる通過窓の情報から、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aが通過した通過窓の透過率を得る。   When receiving the calculation instruction signal 74 a output from the remeasurement necessity determination unit 74, the dose calculation unit 80 reads the passage window data 76 a from the recording unit 90. The dose calculation unit 80 obtains the transmittance of the passage window through which the fluorescent light 10 a emitted from the fluorescent glass element 10 has passed from the information on the passage window included in the passage window data 76 a read from the recording unit 90.

一方、線量算出部80は、ノイズ成分に起因する出力パルスを除去して、RPL現象に起因する出力パルスの数を求める。詳しくは、線量算出部80は、RPL現象による成分とノイズ成分との減衰時定数が互いに異なることを利用して、RPL現象による成分とノイズ成分とを時間分解して、ノイズ成分を除去する。具体的には、線量算出部80は、第1のカウント値から第2のカウント値を差し引いて、ノイズ成分に起因する出力パルスを除去して、RPL現象に起因する出力パルスの積算数(すなわち、ノイズ除去後のカウント値)を求める。   On the other hand, the dose calculation unit 80 removes the output pulses due to the noise component, and obtains the number of output pulses due to the RPL phenomenon. Specifically, the dose calculation unit 80 uses the fact that the decay time constants of the component due to the RPL phenomenon and the noise component are different from each other, and temporally resolves the component due to the RPL phenomenon and the noise component to remove the noise component. Specifically, the dose calculation unit 80 subtracts the second count value from the first count value, removes the output pulse due to the noise component, and integrates the number of output pulses due to the RPL phenomenon (that is, , Count value after noise removal).

続いて、線量算出部80は、ノイズ除去後のカウント値に通過窓の透過率の逆数を乗じて、蛍光量可変部30により減光されなかった場合のカウント値を算出する。例えば、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aが第3の通過窓32cを通過した場合には、ノイズ除去後のカウント値に10を乗じる。その後、このカウント値および紫外線20aの照射量を用いて、被照射線量を算出する。   Subsequently, the dose calculation unit 80 multiplies the count value after noise removal by the reciprocal of the transmittance of the passing window to calculate the count value when the fluorescence amount variable unit 30 has not dimmed. For example, when the fluorescent light 10a emitted from the fluorescent glass element 10 passes through the third passage window 32c, the count value after noise removal is multiplied by 10. Thereafter, the irradiation dose is calculated using the count value and the irradiation amount of the ultraviolet rays 20a.

線量算出部80は、算出した被照射線量を含む線量データ80aを表示部100に出力する。表示部100は、線量データ80aを受信して、被照射線量を表示する。   The dose calculation unit 80 outputs dose data 80a including the calculated irradiation dose to the display unit 100. The display unit 100 receives the dose data 80a and displays the irradiation dose.

本実施形態に係るガラス線量計読取装置の効果について説明する。   The effect of the glass dosimeter reading device according to this embodiment will be described.

本実施形態によれば、光電子増倍管40からの出力信号の処理に光子計数法を用いるため、大型かつ高価な固体レーザ発振器などの出力エネルギーの高い光源の代わりに、発光ダイオードなどの出力エネルギーの低い光源22を採用することができる。その結果、ガラス線量計読取装置を小型化かつ安価にすることができる。   According to the present embodiment, since the photon counting method is used for processing the output signal from the photomultiplier tube 40, the output energy of a light emitting diode or the like is used instead of a light source having a high output energy such as a large and expensive solid-state laser oscillator. A low light source 22 can be employed. As a result, the glass dosimeter reader can be reduced in size and cost.

また、本実施形態によれば、蛍光ガラス素子10の被照射線量が小さく、蛍光強度が微弱な場合、蛍光量制御部70により、カウント値が適正範囲(例えば1000以上)に収まるように光電子増倍管40への蛍光入射量をフィードバック制御する。そして、適正範囲に収まったカウント値に基づいて被照射線量を算出する。したがって、低線量の被照射線量について精度良く読み取ることができる。   Further, according to the present embodiment, when the irradiation dose of the fluorescent glass element 10 is small and the fluorescence intensity is weak, the fluorescence amount control unit 70 increases the photoelectrons so that the count value falls within an appropriate range (for example, 1000 or more). Feedback control of the amount of fluorescence incident on the double tube 40 is performed. Then, the irradiation dose is calculated based on the count value falling within the appropriate range. Therefore, it is possible to accurately read a low dose.

さらに、本実施形態によれば、蛍光量制御部70は、再計測を行う度に光電子増倍管40への蛍光入射量を徐々に大きくする。そのため、光電子増倍管40の受光面が損傷しにくい。また、カウント値も小さな値から徐々に大きくなるため、カウント漏れも生じにくい。したがって、高線量の被照射線量について精度良く読み取ることができる。   Furthermore, according to the present embodiment, the fluorescence amount control unit 70 gradually increases the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40 each time remeasurement is performed. Therefore, the light receiving surface of the photomultiplier tube 40 is not easily damaged. Further, since the count value gradually increases from a small value, the count omission is less likely to occur. Therefore, it is possible to accurately read a high dose.

以上より、本実施形態に係るガラス線量計読取装置は、小型化かつ安価であり、かつ、被照射線量を広範囲に渡って精度良く読み取ることができる。   As described above, the glass dosimeter reader according to the present embodiment is small and inexpensive, and can accurately read the irradiated dose over a wide range.

[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係るガラス線量計読取装置について、図7および図8を用いて説明する。図7は、ガラス線量計読取装置の蛍光量制御部および線量算出部を説明するための部分構成図である。図8は、ガラス線量計読取装置のカウント部がカウントしたカウント値と蛍光量決定部が決定する通過窓との対応関係を示した表である。なお、本実施形態は、第1の実施形態の変形例であって、第1の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
[Second Embodiment]
A glass dosimeter reading apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a partial configuration diagram for explaining the fluorescence amount control unit and the dose calculation unit of the glass dosimeter reader. FIG. 8 is a table showing a correspondence relationship between the count value counted by the counting unit of the glass dosimeter reading device and the passing window determined by the fluorescence amount determining unit. In addition, this embodiment is a modification of 1st Embodiment, Comprising: The same code | symbol is attached | subjected to the same part or similar part as 1st Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.

本実施形態では、第1回目の計測時(初期設定時)では、蛍光量可変板32は、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aが第3の通過窓32cを通過するように位置合わせされている。   In the present embodiment, at the time of the first measurement (initial setting), the fluorescence amount variable plate 32 is aligned so that the fluorescence 10a emitted from the fluorescent glass element 10 passes through the third passage window 32c. Yes.

データ送信部72は、カウント部66が出力したカウント値データ66aを受信して、カウント値データ66aを再計測要否判定部74、蛍光量決定部76、および、線量算出部80に送信する。   The data transmission unit 72 receives the count value data 66a output from the count unit 66, and transmits the count value data 66a to the remeasurement necessity determination unit 74, the fluorescence amount determination unit 76, and the dose calculation unit 80.

再計測要否判定部74は、カウント値データ66aを受信して、第1のカウント値が所定の範囲(例えば1000以上10000未満)に収まっているか否かを判定する。再計測要否判定部74は、カウント値が1000以上10000未満に収まっている場合には、線量算出部80に算出指示信号74aを出力する。   The remeasurement necessity determination unit 74 receives the count value data 66a and determines whether or not the first count value is within a predetermined range (for example, 1000 or more and less than 10,000). The re-measurement necessity determination unit 74 outputs a calculation instruction signal 74a to the dose calculation unit 80 when the count value is within 1000 or more and less than 10,000.

一方、再計測要否判定部74は、第1のカウント値が1000以上10000未満に収まっていない場合には、蛍光量決定部76に再計測指示信号74bを出力する。蛍光量決定部76は、再計測指示信号74bを受信すると、図8に示したカウント値と蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aが通過する通過窓との対応関係に基づいて、カウント値データ66aに含まれるカウント値に対応する通過窓を選び出す。   On the other hand, the re-measurement necessity determination unit 74 outputs a re-measurement instruction signal 74b to the fluorescence amount determination unit 76 when the first count value is not within 1000 or more and less than 10,000. When receiving the remeasurement instruction signal 74b, the fluorescence amount determination unit 76 receives the count value data 66a based on the correspondence relationship between the count value shown in FIG. 8 and the passage window through which the fluorescence 10a emitted from the fluorescent glass element 10 passes. A passing window corresponding to the count value included in is selected.

例えば、蛍光量決定部76は、第1回目の計測時でのカウント値が500である場合には、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aが通過する通過窓を第4の通過窓32dに決定する。その結果、第2回目の計測時での光電子増倍管40への蛍光入射量が第1回目の計測時での光電子増倍管40への蛍光入射量に比べて増加して、カウント値も増加する。また、第1回目の計測時でのカウント値が12000である場合には、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aが通過する通過窓を第2の通過窓32bに決定する。その結果、第2回目の計測時での光電子増倍管40への蛍光入射量が第1回目の計測時での光電子増倍管40への蛍光入射量に比べて減少して、カウント値も減少する。   For example, when the count value at the time of the first measurement is 500, the fluorescence amount determination unit 76 determines the passing window through which the fluorescence 10a emitted from the fluorescent glass element 10 passes is the fourth passing window 32d. To do. As a result, the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40 at the time of the second measurement is increased compared to the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40 at the time of the first measurement, and the count value is also increased. To increase. When the count value at the time of the first measurement is 12000, the passage window through which the fluorescence 10a emitted from the fluorescent glass element 10 passes is determined as the second passage window 32b. As a result, the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40 at the time of the second measurement is smaller than the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40 at the time of the first measurement, and the count value is also reduced. Decrease.

本実施形態によれば、1度のフィードバック制御によって、カウント値を適正範囲に近づけて、被照射線量を算出する。そのため、本実施形態によれば、第1の実施形態に比べて、被照射線量の読取り時間を短くすることができる。   According to this embodiment, the irradiation dose is calculated by bringing the count value close to the appropriate range by one feedback control. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to shorten the irradiation dose reading time as compared with the first embodiment.

[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態に係るガラス線量計測定装置について、図9を用いて説明する。図9は、ガラス線量計測定装置の全体構成図である。なお、本実施形態は、第1の実施形態の変形例であって、第1の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
[Third Embodiment]
A glass dosimeter measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an overall configuration diagram of the glass dosimeter measuring apparatus. In addition, this embodiment is a modification of 1st Embodiment, Comprising: The same code | symbol is attached | subjected to the same part or similar part as 1st Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.

本実施形態では、蛍光量可変部30は、液晶シャッタ38を有している。液晶シャッタ38は、蛍光ガラス素子10が発した蛍光10aの光路上に設置されていて、ケーブルを介して蛍光量制御部70に接続されている。液晶シャッタ38は、蛍光量制御部70からの制御信号に基づいて、透過する蛍光10aの量、すなわち、光電子増倍管40への蛍光入射量を変化させる。   In the present embodiment, the fluorescence amount variable unit 30 includes a liquid crystal shutter 38. The liquid crystal shutter 38 is installed on the optical path of the fluorescent light 10a emitted from the fluorescent glass element 10, and is connected to the fluorescent light amount control unit 70 via a cable. The liquid crystal shutter 38 changes the amount of transmitted fluorescence 10 a, that is, the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40, based on a control signal from the fluorescence amount control unit 70.

本実施形態によれば、光電子増倍管40への蛍光入射量を離散的に変化させる第1の実施形態と異なり、光電子増倍管40への蛍光入射量を連続的に変化させることができる。   According to this embodiment, unlike the first embodiment in which the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40 is discretely changed, the amount of fluorescence incident on the photomultiplier tube 40 can be continuously changed. .

[他の実施形態]
上記の実施形態は、単なる例示であって、本発明は、これらに限定されることはない。上記の実施形態では、光源22として、発光ダイオードを用いたが、レーザダイオードを用いても良い。また、上記の実施形態では、光電変換部として、光電子増倍管40を用いたが、アバランシェフォトダイオード(APD)を用いても良い。さらに、光子計数部60、蛍光量制御部70および線量算出部80は、1以上のコンピュータによって構成されても良い。
[Other Embodiments]
The above embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these. In the above embodiment, a light emitting diode is used as the light source 22, but a laser diode may be used. In the above embodiment, the photomultiplier tube 40 is used as the photoelectric conversion unit, but an avalanche photodiode (APD) may be used. Furthermore, the photon counting unit 60, the fluorescence amount control unit 70, and the dose calculation unit 80 may be configured by one or more computers.

また、上記の実施形態では、再計測要否判定部74において、第1のカウント値が適正範囲に収まっているか否かを判断したが、第2のカウント値が適正範囲に収まっているか否かを判断しても良い。   In the above embodiment, the re-measurement necessity determination unit 74 determines whether or not the first count value is within the appropriate range, but whether or not the second count value is within the appropriate range. You may judge.

また、上記の実施形態では、ノイズ成分の除去処理は、線量算出部80で行われているが、カウント部66で行われても良い。すなわち、カウント部66は、ノイズ成分の除去処理を行って、RPL現象に起因する出力パルスの積算数(すなわち、ノイズ除去後のカウント値)を含むカウント値データ66aを生成する。そして、再計測要否判定部74は、ノイズ除去後のカウント値が適正範囲に収まっているか否かを判断しても良い。   In the above embodiment, the noise component removal process is performed by the dose calculation unit 80, but may be performed by the count unit 66. That is, the count unit 66 performs a noise component removal process, and generates count value data 66a including the integrated number of output pulses (that is, the count value after noise removal) caused by the RPL phenomenon. Then, the remeasurement necessity determination unit 74 may determine whether the count value after noise removal is within an appropriate range.

さらに、集光およびコリメートに使用している半球レンズ26,112は、コリメート光が得られるものであれば、非球面レンズや球レンズなどを使用しても良い。同様に、半球レンズ118についても、非球面レンズや球レンズ、あるいは、光ファイバケーブルなどを用いても良い。また、第1および第2の実施形態において、蛍光量可変板32には、4つの通過窓32a〜32cが形成されているが、5つ以上の通過窓を形成して、さらに読取りレンジを増やすこともできる。   Further, as the hemispherical lenses 26 and 112 used for condensing and collimating, an aspherical lens or a spherical lens may be used as long as collimated light can be obtained. Similarly, for the hemispherical lens 118, an aspherical lens, a spherical lens, or an optical fiber cable may be used. In the first and second embodiments, four passage windows 32a to 32c are formed on the fluorescence amount variable plate 32, but five or more passage windows are formed to further increase the reading range. You can also.

10…蛍光ガラス素子、10a,10b…蛍光、20…照射部、20a…紫外線、22…光源、24…電源、26…半球レンズ、28…紫外線透過フィルタ、30…蛍光量可変部、32a〜32d…第1〜第4の通過窓、34a〜34c…第1〜第3の減光フィルタ、36…駆動装置、36a…シャフト、38…液晶シャッタ、40…光電子増倍管、40a…パルス電流信号、42…ヒートシンク、50…コントローラユニット、52,54…ケーブル、60…光子計数部、62…I/V変換・増幅部、62a…パルス電圧信号、64…A/D変換部、64a…デジタルパルス信号、66…カウント部、66a…カウント値データ、70…蛍光量制御部、72…データ送信部、74…再計測要否判定部、74a…算出指示信号、74b…再計測指示信号、76…蛍光量決定部、76a…通過窓データ、78…制御信号出力部、78a…制御信号、80…線量算出部、80a…線量データ、90…記録部、100…表示部、110…紫外線除去フィルタ、112…半球レンズ、114…ミラー、116…干渉フィルタ、118…半球レンズ、120…第1ケース、120a…第1ケース内の第1空間、120b…第1ケース内の第2空間、122…第1ケースの底板、122a…ガラス素子保持部、122b…出射窓、124…第1ケースの上蓋、126…隔壁、126a…スリット、128…第2ケース、128a…入射窓 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fluorescent glass element, 10a, 10b ... Fluorescence, 20 ... Irradiation part, 20a ... Ultraviolet light, 22 ... Light source, 24 ... Power supply, 26 ... Hemispherical lens, 28 ... Ultraviolet transmission filter, 30 ... Fluorescence amount variable part, 32a-32d DESCRIPTION OF SYMBOLS 1st-4th passage window, 34a-34c ... 1st-3rd neutral density filter, 36 ... Drive apparatus, 36a ... Shaft, 38 ... Liquid crystal shutter, 40 ... Photomultiplier tube, 40a ... Pulse current signal , 42 ... heat sink, 50 ... controller unit, 52, 54 ... cable, 60 ... photon counting unit, 62 ... I / V conversion / amplification unit, 62a ... pulse voltage signal, 64 ... A / D conversion unit, 64a ... digital pulse Signal: 66 ... Count unit, 66a ... Count value data, 70 ... Fluorescence amount control unit, 72 ... Data transmission unit, 74 ... Remeasurement necessity determination unit, 74a ... Calculation instruction signal, 74b ... Recount Instruction signal 76... Fluorescence amount determining unit 76 a .. passing window data 78... Control signal output unit 78 a... Control signal 80... Dose calculating unit 80 a. ... UV removal filter, 112 ... Hemispherical lens, 114 ... Mirror, 116 ... Interference filter, 118 ... Hemispherical lens, 120 ... First case, 120a ... First space in the first case, 120b ... Second in the first case Space 122, first case bottom plate 122 a glass element holding portion 122 b exit window 124 first case top cover 126 partition 126 a slit 128 128 second case 128 a entrance window

Claims (12)

蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を読み取るガラス線量計読取装置であって、
紫外線を発する光源を備え、前記蛍光ガラス素子に紫外線を照射する照射部と、
前記蛍光ガラス素子が発した蛍光を通過させて蛍光量を変化させる蛍光量可変部と、
前記蛍光量可変部を通過した蛍光を検出して電気信号を出力する光電変換部と、
前記光電変換部が出力した電気信号をアナログ/デジタル変換して得た出力パルスの数をカウントする光子計数部と、
前記光子計数部がカウントした出力パルスの数、前記蛍光量可変部での蛍光の変化量および前記蛍光ガラス素子に照射された紫外線量に基づいて前記蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を算出する線量算出部と、
前記光子計数部がカウントした出力パルスの数に基づいて前記蛍光量可変部に制御信号を送信して前記光電変換部に入射させる蛍光量を制御する蛍光量制御部と、
を具備したことを特徴とするガラス線量計読取装置。
A glass dosimeter reader for reading a radiation dose irradiated to a fluorescent glass element,
An illumination unit that includes a light source that emits ultraviolet light, and irradiates the fluorescent glass element with ultraviolet light;
A fluorescence amount variable section that changes the fluorescence amount by passing the fluorescence emitted by the fluorescent glass element;
A photoelectric conversion unit that detects fluorescence that has passed through the fluorescence amount variable unit and outputs an electrical signal; and
A photon counter that counts the number of output pulses obtained by analog / digital conversion of the electrical signal output by the photoelectric converter;
The radiation dose applied to the fluorescent glass element is calculated based on the number of output pulses counted by the photon counting unit, the amount of change in fluorescence in the fluorescence amount variable unit, and the amount of ultraviolet light applied to the fluorescent glass element. A dose calculator;
A fluorescence amount control unit that controls the amount of fluorescence that is incident on the photoelectric conversion unit by transmitting a control signal to the fluorescence amount variable unit based on the number of output pulses counted by the photon counting unit;
A glass dosimeter reading device comprising:
前記蛍光量制御部は、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数が所定の範囲に収まるように前記光電変換部に入射させる蛍光量を制御することを特徴とする請求項1に記載のガラス線量計読取装置。   2. The glass according to claim 1, wherein the fluorescence amount control unit controls the amount of fluorescence incident on the photoelectric conversion unit so that the number of output pulses counted by the photon counting unit falls within a predetermined range. Dosimeter reader. 前記蛍光量制御部は、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数が所定の値以下である場合には前記光電変換部に入射させる蛍光量を上げることを特徴とする請求項2に記載のガラス線量計読取装置。   3. The fluorescence amount control unit according to claim 2, wherein the fluorescence amount control unit increases the amount of fluorescence incident on the photoelectric conversion unit when the number of output pulses counted by the photon counting unit is a predetermined value or less. Glass dosimeter reader. 前記蛍光量制御部は、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数が所定の値以上である場合には前記光電変換部に入射させる蛍光量を下げることを特徴とする請求項2または3に記載のガラス線量計読取装置。   The said fluorescence amount control part reduces the fluorescence amount made to enter into the said photoelectric conversion part, when the number of the output pulses which the said photon counting part counted is more than predetermined value, The Claim 2 or 3 characterized by the above-mentioned. The glass dosimeter reading device described. 前記蛍光量制御部は、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数が所定の範囲に収まるまで前記光電変換部に入射させる蛍光量を繰り返し制御することを特徴とする請求項2ないし4のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。   5. The fluorescence amount control unit repeatedly controls the amount of fluorescence incident on the photoelectric conversion unit until the number of output pulses counted by the photon counting unit falls within a predetermined range. The glass dosimeter reader according to claim 1. 前記蛍光量制御部は、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数が互いに異なる複数の範囲のうちのいずれかの範囲に属するかを判定して、属する範囲に応じて前記光電変換部に入射させる蛍光量を制御することを特徴とする請求項2ないし4のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。   The fluorescence amount control unit determines whether the number of output pulses counted by the photon counting unit belongs to one of a plurality of different ranges, and enters the photoelectric conversion unit according to the belonging range The glass dosimeter reading device according to any one of claims 2 to 4, wherein the amount of fluorescence to be controlled is controlled. 前記蛍光量可変部は、減光フィルタを備え、前記減光フィルタに前記蛍光ガラス素子が発した蛍光を通過させることにより前記光電変換部に入射させる蛍光量を変化させることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。   The fluorescence amount varying unit includes a neutral density filter, and changes the amount of fluorescence incident on the photoelectric conversion unit by allowing the fluorescence emitted from the fluorescent glass element to pass through the neutral density filter. The glass dosimeter reader according to any one of 1 to 6. 前記蛍光量可変部は、液晶シャッタを備え、前記液晶シャッタに前記蛍光ガラス素子が発した蛍光を通過させることにより前記光電変換部に入射させる蛍光量を変化させることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。   2. The fluorescent light amount changing unit includes a liquid crystal shutter, and changes the fluorescent light amount incident on the photoelectric conversion unit by allowing the fluorescent light emitted from the fluorescent glass element to pass through the liquid crystal shutter. The glass dosimeter reader according to claim 6. 前記光源が発光ダイオードであることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。   The glass dosimeter reading device according to any one of claims 1 to 8, wherein the light source is a light emitting diode. 前記光源がレーザダイオードであることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。   The glass dosimeter reading device according to any one of claims 1 to 8, wherein the light source is a laser diode. 前記光電変換部が光電子増倍管であることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。   The glass dosimeter reading device according to any one of claims 1 to 10, wherein the photoelectric conversion unit is a photomultiplier tube. 前記光電変換部がアバランシェフォトダイオードであることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。   The glass photoelectric dosimeter reading device according to any one of claims 1 to 10, wherein the photoelectric conversion unit is an avalanche photodiode.
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