JP2012242369A - Radiation detector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation detector capable of outputting an individual counting rate with high accuracy by discriminating the kinds of radiations with one radiation detector even at a spot where the kinds of radiations, such as an alpha ray, a beta ray and a gamma ray are unknown.SOLUTION: A first scintillator, the thickness of a first layer of which is 0.1 mm or below detects all alpha rays because an alpha ray has a short range. The first scintillator of the first layer loses only a small portion of energy in a beta ray, and a second scintillator, the thickness of a second layer of which is 0.1 to 1 mm loses almost all of the energy. The thickness of the second layer which loses almost all of the energy of a beta ray of targeted 2 to 3 MeV is selected. A third scintillator, the thickness of a third layer of which is 0.1 to 50 mm detects a gamma ray because the gamma ray has high penetrability. In the scintillator of each layer, an electronic circuit measures difference between light emission decay times by using different light emission decay times, and discriminates the kind of a radiation with high accuracy by performing waveform analysis.

Description

本発明は、放射線検出器に関し、特に原子力発電所等の事故に伴う放射能汚染用の検出用のサーベイメータに関するものである。   The present invention relates to a radiation detector, and more particularly to a survey meter for detection of radioactive contamination associated with an accident at a nuclear power plant or the like.

従来のサーベイメータは、アルファ線用、ベータ線用、ガンマ線用などに分かれており、それぞれの用途に応じて使い分けることが多かった。しかし、原子力発電所の事故等に伴う放射能汚染の検出においては、多種類の核分裂生成物が環境中に放出され、その中にはアルファ線放出核種、ベータ線放出核種、ガンマ線放射核種が存在する。
一般的なサーベイメータはシンチレーション検出器を用いているが、構造上、環境中のガンマ線量を計測していることが多い。そのため、アルファ線やベータ線の検出には、それぞれ専用のサーベイメータを用いる必要がある。例えば、アルファ線サーベイメータには、ZnS(Ag)薄膜と光電子増倍管を組み合わせたシンチレーションサーベイメータが用いられる。
Conventional survey meters are divided into alpha rays, beta rays, and gamma rays, and they are often used according to their respective purposes. However, in the detection of radioactive contamination due to accidents at nuclear power plants, many types of fission products are released into the environment, including alpha-emitting nuclides, beta-emitting nuclides, and gamma-emitting nuclides. To do.
A general survey meter uses a scintillation detector, but structurally, it often measures gamma dose in the environment. Therefore, it is necessary to use a dedicated survey meter for detecting alpha rays and beta rays. For example, as the alpha ray survey meter, a scintillation survey meter in which a ZnS (Ag) thin film and a photomultiplier tube are combined is used.

また、異なるエネルギー領域の放射線を吸収するものとして、放射線の入射方向に対峙して設けられ、それぞれ異なるエネルギー領域の放射線を吸収して放射線量に応じた放射線検出信号を出力する複数層の半導体放射線検出器が知られている(特許文献1)。しかしながら、特許文献1に開示された半導体放射線検出器の場合、各層での放射線検出信号に重率を乗算するといったエネルギー感度特性の補正を行わねばならず、かかる重率によって感度が大きく変動するといった問題がある。   Also, multiple layers of semiconductor radiation that are provided opposite to the incident direction of radiation and absorb radiation in different energy regions and output radiation detection signals according to the radiation dose as absorbing radiation in different energy regions A detector is known (Patent Document 1). However, in the case of the semiconductor radiation detector disclosed in Patent Document 1, it is necessary to correct the energy sensitivity characteristic such as multiplying the radiation detection signal in each layer by the weight, and the sensitivity greatly varies depending on the weight. There's a problem.

特開2005−214869号公報JP 2005-214869 A

一般には、アルファ線用、ベータ線用、ガンマ線用のサーベイメータの3種を、緊急を要する汚染現場で使用することは困難である。また、測定器を複数種類そろえることは経済的な負担になる。
上記状況に鑑みて、本発明は、原子力発電所の事故等に伴う放射能汚染のような、アルファ線、ベータ線、ガンマ線など放射線の種類が不明の現場であっても、1つの放射線検出器でこれらの放射線の種類を弁別し、個別の計数率を高精度で出力可能な放射線検出器を提供することを目的とする。
In general, it is difficult to use three types of survey meters for alpha rays, beta rays, and gamma rays at an urgent contamination site. In addition, it is an economic burden to arrange a plurality of measuring instruments.
In view of the above situation, the present invention provides a single radiation detector even at a site where the type of radiation such as alpha rays, beta rays, and gamma rays is unknown, such as radioactive contamination associated with an accident at a nuclear power plant. Thus, it is an object to provide a radiation detector capable of discriminating these types of radiation and outputting individual count rates with high accuracy.

上記目的を達成すべく、本発明の第1の観点の放射線検出器は、発光減衰時間の互いに異なる、厚さ0.1mm以下の第1のシンチレータと、厚さ0.1〜1mmの第2のシンチレータと、厚さ0.1〜50mmの第3のシンチレータとが、順に入射側から積層され、各シンチレータでの発光を検出し得る光検出器と光結合されたことを特徴とする。
かかる構成によれば、アルファ線用の第1のシンチレータ、ベータ線用の第2のシンチレータ、ガンマ線用の第3のシンチレータの3種を順に入射側から積層し、各シンチレータでの発光を検出できる光検出器と光結合させることにより、アルファ線、ベータ線、ガンマ線を同時に、弁別して測定可能にする。
In order to achieve the above object, a radiation detector according to the first aspect of the present invention includes a first scintillator having a thickness of 0.1 mm or less and a second scintillator having a thickness of 0.1 to 1 mm, which have different emission decay times. These scintillators and a third scintillator having a thickness of 0.1 to 50 mm are laminated in order from the incident side, and are optically coupled to a photodetector that can detect light emitted from each scintillator.
According to this configuration, the first scintillator for alpha rays, the second scintillator for beta rays, and the third scintillator for gamma rays are stacked in this order from the incident side, and light emitted from each scintillator can be detected. By optically coupling with a photodetector, alpha rays, beta rays, and gamma rays can be discriminated and measured simultaneously.

アルファ線は飛程が短いので1層目の厚さ0.1mm以下の第1のシンチレータですべて検出できる。ベータ線は1層目の第1のシンチレータではごく一部のエネルギーのみ失い、そのほとんどのエネルギーを2層目の厚さ0.1〜1mmの第2のシンチレータで失う。2層目の厚さは目標とする2〜3MeVのベータ線のエネルギーをほぼすべて失うものを選択する。ガンマ線は透過力が高いので3層目の厚さ0.1〜50mmの第3のシンチレータで検出される。このように、各層のシンチレータにおいて、発光減衰時間の異なるものを用いれば、その発光減衰時間の違いを電子回路で計測し、これを波形解析することで高い精度で弁別することができる。
光検出器と光結合させる目的は、各層のシンチレータから放出された光の経路を把握して最適の方法で損失なしに光受信面にガイドすることにより、光信号を電気的に転換させることにある。
Since alpha rays have a short range, they can all be detected by the first scintillator having a thickness of 0.1 mm or less in the first layer. The beta ray loses only a small amount of energy in the first scintillator of the first layer, and most of the energy is lost in the second scintillator having a thickness of 0.1 to 1 mm in the second layer. The thickness of the second layer is selected to lose almost all of the target 2-3 MeV beta ray energy. Since gamma rays have high penetrating power, they are detected by a third scintillator having a thickness of 0.1 to 50 mm in the third layer. As described above, when the scintillators of the respective layers have different emission decay times, the difference in the emission decay times is measured by an electronic circuit, and the waveform can be discriminated with high accuracy.
The purpose of optical coupling with the photodetector is to convert the optical signal electrically by grasping the path of the light emitted from the scintillator of each layer and guiding it to the light receiving surface without loss by an optimum method. is there.

また、本発明の第2の観点の放射線検出器は、厚さ0.1mm以下の第1のシンチレータと、第1のシンチレータと同じ厚さのアルファ線吸収体が入射側に積層された厚さ0.1〜1mmの第2のシンチレータと、第1のシンチレータの厚さと第2のシンチレータの厚さの合計した厚さのベータ線吸収体が入射側に積層された厚さ0.1〜50mmの第3のシンチレータとが、それぞれ並行に配置され、各シンチレータでの発光を検出し得る光検出器と光結合されたことを特徴とする。
かかる構成によれば、アルファ線用の第1のシンチレータ、ベータ線用の第2のシンチレータ、ガンマ線用の第3のシンチレータの3種が並列に配置され、各シンチレータでの発光を検出できる光検出器を設けることにより、アルファ線、ベータ線、ガンマ線を同時に、弁別して測定できる。
光検出器と光結合させる目的は、各シンチレータから放出された光の経路を把握して最適の方法で損失なしに光受信面にガイドすることにより、光信号を電気的に転換させることにある。
The radiation detector according to the second aspect of the present invention has a thickness in which a first scintillator having a thickness of 0.1 mm or less and an alpha-ray absorber having the same thickness as the first scintillator are stacked on the incident side. 0.1 to 1 mm thickness of the second scintillator, and a beta ray absorber having a total thickness of the first scintillator thickness and the second scintillator thickness laminated on the incident side The third scintillators are arranged in parallel to each other, and are optically coupled to a photodetector that can detect light emitted from each scintillator.
According to such a configuration, the first scintillator for alpha rays, the second scintillator for beta rays, and the third scintillator for gamma rays are arranged in parallel, and light detection that can detect light emitted from each scintillator By providing a device, alpha rays, beta rays and gamma rays can be discriminated and measured simultaneously.
The purpose of optical coupling with the photodetector is to electrically convert the optical signal by grasping the path of the light emitted from each scintillator and guiding it to the light receiving surface without loss in an optimum manner. .

第2の観点の放射線検出器の場合、アルファ線用の第1のシンチレータ、ベータ線用の第2のシンチレータ、ガンマ線用の第3のシンチレータの3種は、第1の観点の放射線検出器と異なり、発光減衰時間が互いに異なる必要はなく、発光減衰時間が同じものでもよい。   In the case of the radiation detector according to the second aspect, the first scintillator for alpha rays, the second scintillator for beta rays, and the third scintillator for gamma rays are the radiation detector according to the first aspect. In contrast, the light emission decay times need not be different from each other, and the light emission decay times may be the same.

ここで、第1の観点の放射線検出器における光検出器は、各シンチレータでの発光を検出し電気信号として出力する光電子増倍管である。光電子増倍管を用いることにより、波形解析スペクトル、エネルギースペクトルの情報を得ることが可能になる。
また、第1の観点もしくは第2の観点の放射線検出器における光検出器は、各シンチレータでの発光を検出し電気信号として出力する位置有感型光電子増倍管である。
光検出器として位置有感型光電子増倍管を用いることにより、波形解析スペクトル、エネルギースペクトルに加えて、シンチレータで検出された放射線の位置の情報を得ることが可能になる。位置情報の計算は、例えば出力信号の重心を計算することで求めることができる。例えば、アルファ線を放出するプルトニウムは粒子状で存在するため、位置情報がプルトニウムの検出に役立つことになる。
Here, the photodetector in the radiation detector according to the first aspect is a photomultiplier tube that detects light emitted from each scintillator and outputs it as an electrical signal. By using a photomultiplier tube, it is possible to obtain waveform analysis spectrum and energy spectrum information.
The photodetector in the radiation detector according to the first aspect or the second aspect is a position-sensitive photomultiplier tube that detects light emitted from each scintillator and outputs it as an electrical signal.
By using a position-sensitive photomultiplier tube as a photodetector, it becomes possible to obtain information on the position of radiation detected by the scintillator in addition to the waveform analysis spectrum and energy spectrum. The position information can be calculated, for example, by calculating the center of gravity of the output signal. For example, since plutonium that emits alpha rays exists in the form of particles, the position information is useful for detection of plutonium.

本発明によれば、1つの放射線検出器でアルファ線、ベータ線、ガンマ線を同時に、弁別して測定できるといった効果を有する。   According to the present invention, there is an effect that alpha rays, beta rays, and gamma rays can be simultaneously discriminated and measured with one radiation detector.

実施例1の放射線検出器の概略構成模式図Schematic configuration schematic diagram of the radiation detector of Example 1 オシロスコープで観察したアルファ線(A)、ベータ線(B)、ガンマ線(C)に対する光電子増倍管出力信号波形Photomultiplier tube output signal waveforms for alpha rays (A), beta rays (B), and gamma rays (C) observed with an oscilloscope アルファ線、ベータ線、ガンマ線を個別に測定したときの波形解析スペクトル(左)とエネルギースペクトル(右)Waveform analysis spectrum (left) and energy spectrum (right) when alpha, beta, and gamma rays are measured separately アルファ線、ベータ線、ガンマ線を順番に照射したときの各層の計数率Counting rate of each layer when irradiated with alpha rays, beta rays, and gamma rays in order 実施例2の放射線検出器の概略構成模式図Schematic configuration schematic diagram of the radiation detector of Example 2 実施例3の放射線検出器の概略構成模式図Schematic configuration schematic diagram of the radiation detector of Example 3

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The scope of the present invention is not limited to the following examples and illustrated examples, and many changes and modifications can be made.

図1に本発明の実施例1の放射線検出器の概略構成模式図を示す。シンチレータには厚さ50μmのプラスチックシンチレータ、厚さ0.5mmのCe濃度1.5mol%のGdSiO(GSO)、厚さ0.5mmのCe濃度0.4mol%のGSOをそれぞれ光結合し、光検出器である光電子増倍管(PMT)に光結合した構成になっている。
核反応生成物の代表的な核種であるアメリシウムなどから放出される6MeV程度のアルファ線の飛程はプラスチック内では50μm程度であるので、アルファ線はすべてのエネルギーをプラスチックシンチレータ内で失い、シンチレーション光を発生する。このシンチレーション光の発光減衰時間は2.4ns程度である。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a radiation detector according to the first embodiment of the present invention. The scintillator was optically coupled with a plastic scintillator with a thickness of 50 μm, a 0.5 mm thick Ce concentration of 1.5 mol% Gd 2 SiO 5 (GSO), and a 0.5 mm thick Ce concentration with 0.4 mol% GSO. The photomultiplier tube (PMT) which is a photodetector is optically coupled.
Since the range of alpha rays of about 6 MeV emitted from americium, which is a typical nuclide of nuclear reaction products, is about 50 μm in plastic, alpha rays lose all energy in the plastic scintillator, scintillation light Is generated. The emission decay time of this scintillation light is about 2.4 ns.

代表的な核分裂生成物であるSr−Y−90から放出される2MeVの程度のベータ線の飛程は、水中において平均2mm程度である。従って、ベータ線の飛程は、密度が6倍以上のGSOの中では平均で0.3mm程度となり、ほぼすべてのエネルギーを2層目のGSO内で失うことになる。1層目においてもベータ線はエネルギーを失うが、プラスチックシンチレータの厚みが50μmであるので、この中でのベータ線のエネルギー損失はごく僅かである。このシンチレーション光の発光減衰時間は35ns程度である。   The range of beta rays of about 2 MeV emitted from Sr-Y-90, which is a typical fission product, is about 2 mm on average in water. Accordingly, the range of beta rays is about 0.3 mm on average in GSO having a density of 6 times or more, and almost all energy is lost in the second layer GSO. Even in the first layer, the beta rays lose energy, but since the thickness of the plastic scintillator is 50 μm, the energy loss of the beta rays in this layer is negligible. The emission decay time of this scintillation light is about 35 ns.

代表的な核分裂生成物であるCs−137から放出される662keVのガンマ線の透過性は極めて高く、1層目では検出されず、2層目と3層目で略同じ割合で検出される。したがって、3層目の計数は、それまでの1層目と2層目でアルファ線とベータ線が吸収され3層目には到達しないのでガンマ線のみとなる。このシンチレーション光の発光減衰時間は70ns程度である。
これら3層の発光は光電子増倍管に導かれ、電気信号に変換される。電気信号のシンチレーション光の信号は、1層目、2層目、3層目でそれぞれ異なっているので、この信号を波形解析することで3層のどの層で発光した信号かを弁別することが可能になる。
The transmittance of 662 keV gamma rays emitted from Cs-137, which is a typical fission product, is extremely high, and is not detected in the first layer, but is detected in approximately the same ratio in the second and third layers. Therefore, the count of the third layer is only gamma rays because alpha rays and beta rays are absorbed in the first and second layers so far and do not reach the third layer. The emission decay time of this scintillation light is about 70 ns.
The light emitted from these three layers is guided to a photomultiplier tube and converted into an electric signal. Since the scintillation light signal of the electric signal is different in each of the first layer, the second layer, and the third layer, it is possible to discriminate which of the three layers emits the light by analyzing the waveform of this signal. It becomes possible.

図2に実施例1の放射線検出器で、Am−241からのアルファ線、Sr−Y−90からのベータ線、Cs−137からのガンマ線を個別に測定したときの光電子増倍管の信号波形を示す。
アルファ線が検出器に入射した場合、1層目のプラスチックシンチレータでのみ検出されるので、速い発光減衰時間(回路で少し平滑化され10ns程度)の波形が観察される。
ベータ線が検出器に入射した場合、2層目のGSOでのみ検出されるので、中程度の発光減衰時間(回路で少し平滑化され40ns程度)の波形が得られる。
ガンマ線が検出器に入射した場合、2層目と3層目の両方で検出されるので、中程度(回路で少し平滑化され40ns程度)と遅い発光減衰時間(回路で少し平滑化され80ns程度)の波形が得られる。
この信号の波形解析を行うことで、波形解析スペクトルを得ることができる。信号処理の方法としては光電子増倍管の信号をアナログ−デジタル変換し、2種類の積分時間(例えば50nsと320ns)で積分し、その比を取れば良い。
FIG. 2 shows the signal waveform of the photomultiplier tube when the alpha ray from Am-241, the beta ray from Sr-Y-90, and the gamma ray from Cs-137 are individually measured in the radiation detector of the first embodiment. Indicates.
When alpha rays are incident on the detector, they are detected only by the first layer of plastic scintillator, so that a waveform with a fast emission decay time (slightly smoothed by the circuit and about 10 ns) is observed.
When beta rays enter the detector, they are detected only by the second-layer GSO, so that a waveform with a moderate light emission decay time (about 40 ns after being smoothed slightly by the circuit) is obtained.
When gamma rays are incident on the detector, they are detected in both the second and third layers, so they are moderate (slightly smoothed by the circuit and about 40 ns) and slow emission decay times (slightly smoothed by the circuit and about 80 ns) ) Waveform is obtained.
By performing waveform analysis of this signal, a waveform analysis spectrum can be obtained. As a signal processing method, the signal of the photomultiplier tube is converted from analog to digital, integrated with two types of integration times (for example, 50 ns and 320 ns), and a ratio between them is obtained.

図3に実施例1の放射線検出器で、Am−241からのアルファ線、Sr−Y−90からのベータ線、Cs−137からのガンマ線を個別に測定したときの波形解析スペクトルとエネルギースペクトルを示す。図3(A)〜(C)において、左が波形解析スペクトルで右がエネルギースペクトルである。
アルファ線が放射線検出器に入射した場合、発光減衰時間の速いプラスチックシンチレータでのみ検出されるので、波形解析結果で最も右にピークが観察される(図3(A)の左図)。エネルギースペクトルはアルファ線に対する単一のピークが観察される(図3(A)の右図)。
FIG. 3 shows the waveform analysis spectrum and the energy spectrum when the alpha ray from Am-241, the beta ray from Sr-Y-90, and the gamma ray from Cs-137 are individually measured with the radiation detector of Example 1. Show. 3A to 3C, the left is the waveform analysis spectrum and the right is the energy spectrum.
When alpha rays are incident on the radiation detector, they are detected only by a plastic scintillator with a fast emission decay time, so that a peak is observed on the rightmost in the waveform analysis result (the left diagram in FIG. 3A). In the energy spectrum, a single peak with respect to alpha rays is observed (the right diagram in FIG. 3A).

ベータ線が放射線検出器に入射した場合、発光減衰時間が中程度の2層目のGSOでのみ検出されるので、波形解析結果で中ほどにピークが観察される(図3(B)の左図)。エネルギースペクトルはベータ線に対する広がった分布が観察される(図3(B)の右図)。
ガンマ線が放射線検出器に入射した場合、発光減衰時間が中程度の2層目と遅い3層目の両方で検出されるので、中ほどと左側にピークが観察される(図3(C)の左図)。エネルギースペクトルはガンマ線に対する単一のピークが観察される(図3(C)の右図)。
これらの結果より、波形解析スペクトルを3分割すれば、右からアルファ線、ベータ線、ガンマ線の計数を得ることが可能となる。
When the beta ray is incident on the radiation detector, it is detected only in the second layer GSO having a medium emission decay time, so that a peak is observed in the middle in the waveform analysis result (left of FIG. 3B). Figure). In the energy spectrum, a broad distribution with respect to beta rays is observed (the right diagram in FIG. 3B).
When gamma rays are incident on the radiation detector, the light emission decay time is detected in both the second and slow third layers, so peaks are observed on the middle and left sides (see FIG. 3C). (Left figure). In the energy spectrum, a single peak with respect to gamma rays is observed (the right figure in FIG. 3C).
From these results, if the waveform analysis spectrum is divided into three, it is possible to obtain alpha, beta, and gamma ray counts from the right.

図4にアルファ線、ベータ線、ガンマ線を順番に照射したときの各層の計数率の変化を示す。まず、アルファ線を照射したときは1層目の計数のみ増加する。次に、ベータ線を照射すると2層目の計数のみが増加する。最後にガンマ線を照射すると2層目と3層目の計数が増加する。したがって、1層目の計数はアルファ線、2層目はベータ線、3層目はガンマ線の計数を表していることになる。
ベータ線とガンマ線が同時に照射された場合は、2層目の計数から3層目の計数を定数倍したものを減算すれば補正されたベータ線の計数率が得られる。
FIG. 4 shows changes in the count rate of each layer when alpha rays, beta rays, and gamma rays are irradiated in order. First, when alpha rays are irradiated, only the first layer count increases. Next, when beta rays are irradiated, only the second layer count increases. Finally, when gamma rays are irradiated, the counts of the second and third layers increase. Therefore, the first layer count represents alpha rays, the second layer represents beta rays, and the third layer represents gamma ray counts.
When beta rays and gamma rays are irradiated simultaneously, a corrected beta ray count rate can be obtained by subtracting a constant multiple of the third layer count from the second layer count.

図5に本発明の実施例2の放射線検出器の概略構成模式図を示す。シンチレータには厚さ50μmのプラスチックシンチレータ、厚さ0.5mmのCe濃度1.5mol%のGSO、厚さ0.5mmのCe濃度0.4mol%のGSOをそれぞれ光結合し、光検出器である位置有感型光電子増倍管(PSPMT)に光結合した構成になっている。位置有感型光電子増倍管と3種のシンチレータの間には、透明アクリル板などで作成したライトガイドを挿入することもできる。   FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of a radiation detector according to the second embodiment of the present invention. The scintillator is an optical detector by optically coupling a plastic scintillator with a thickness of 50 μm, a GSO with a Ce concentration of 1.5 mol% with a thickness of 0.5 mm, and a GSO with a Ce concentration of 0.5 mol with a thickness of 0.5 mm. It is configured to be optically coupled to a position sensitive photomultiplier tube (PSPMT). A light guide made of a transparent acrylic plate or the like can be inserted between the position-sensitive photomultiplier tube and the three types of scintillators.

3種のシンチレータで検出される放射線は実施例1と同じであるが、本実施例においては位置有感型光電子増倍管に光結合されているので、波形解析スペクトル、エネルギースペクトルに加えて、シンチレータで検出された放射線の位置の情報を得ることが可能になる。位置情報の計算は、例えば出力信号の重心を計算することで求めることが可能となる。アルファ線を放出するプルトニウムは粒子状で存在するので位置情報がプルトニウムの検出に役立つ。   The radiation detected by the three types of scintillators is the same as in Example 1, but in this example, since it is optically coupled to the position-sensitive photomultiplier tube, in addition to the waveform analysis spectrum and energy spectrum, Information on the position of the radiation detected by the scintillator can be obtained. The position information can be calculated by, for example, calculating the center of gravity of the output signal. Since plutonium that emits alpha rays exists in the form of particles, position information is useful for detection of plutonium.

図6に本発明の実施例3の放射線検出器の概略構成模式図を示す。シンチレータには厚さ50μmのプラスチックシンチレータを位置有感型光電子増倍管(PSPMT)の一部(図6の左側)に光結合し、厚さ0.5mmのCe濃度1.5mol%のGSOを図6に示すように中ほどに光結合し、その入射面には、例えば50μm程度の発光しないプラスチックを貼り付ける。厚さ0.5mmのCe濃度0.4mol%のGSOを図6に示すように右側に光結合し、その前には1mm程度のベータ線吸収材を貼り付ける。実施例3では、これらのシンチレータを、光検出器である位置有感型光電子増倍管に光結合した構成になっている。   FIG. 6 shows a schematic configuration diagram of a radiation detector according to the third embodiment of the present invention. For the scintillator, a plastic scintillator having a thickness of 50 μm is optically coupled to a part of the position-sensitive photomultiplier tube (PSPMT) (left side in FIG. 6), and GSO with a Ce concentration of 1.5 mol% with a thickness of 0.5 mm is added. As shown in FIG. 6, optical coupling is performed in the middle, and a plastic that does not emit light, for example, about 50 μm is attached to the incident surface. A GSO with a thickness of 0.5 mm and a Ce concentration of 0.4 mol% is optically coupled to the right side as shown in FIG. 6, and a beta ray absorbing material of about 1 mm is pasted before that. In Example 3, these scintillators are optically coupled to a position-sensitive photomultiplier tube that is a photodetector.

位置有感型光電子増倍管と3種のシンチレータの間には透明アクリル板などで作成したライトガイドを挿入し高さを一定にそろえることもできる。また発光が別のシンチレータの位置まで広がらないように光吸収材を各シンチレータの間に入れることもできる。
3種のシンチレータで検出される放射線は実施例1と同じであるが、本実施例3においては位置有感型光電子増倍管に光結合されているので、シンチレータで検出された放射線の位置の情報が各シンチレータで検出された種類を表すことができる。この場合、波形解析を併用することで精度が向上する。なお、本実施例3の場合、発光減衰時間の同じシンチレータを選択しても良い。
A light guide made of a transparent acrylic plate or the like can be inserted between the position-sensitive photomultiplier tube and the three types of scintillators to keep the height constant. Further, a light absorbing material can be placed between each scintillator so that the light emission does not spread to the position of another scintillator.
The radiation detected by the three types of scintillators is the same as that in Example 1, but in this Example 3, since it is optically coupled to the position-sensitive photomultiplier tube, the position of the radiation detected by the scintillator The information can represent the type detected by each scintillator. In this case, accuracy is improved by using waveform analysis together. In the case of Example 3, a scintillator having the same emission decay time may be selected.

本発明は、原子力発電所等の施設内のサーベイメータとして有用である。
The present invention is useful as a survey meter in a facility such as a nuclear power plant.

Claims (4)

発光減衰時間の互いに異なる、厚さ0.1mm以下の第1のシンチレータと、厚さ0.1〜1mmの第2のシンチレータと、厚さ0.1〜50mmの第3のシンチレータとが、順に入射側から積層され、各シンチレータでの発光を検出し得る光検出器と光結合されたことを特徴とする放射線検出器。   A first scintillator having a thickness of 0.1 mm or less, a second scintillator having a thickness of 0.1 to 1 mm, and a third scintillator having a thickness of 0.1 to 50 mm, which have different emission decay times, are sequentially provided. A radiation detector characterized in that it is laminated from the incident side and optically coupled to a photodetector capable of detecting light emitted from each scintillator. 厚さ0.1mm以下の第1のシンチレータと、第1のシンチレータと同じ厚さのアルファ線吸収体が入射側に積層された厚さ0.1〜1mmの第2のシンチレータと、第1のシンチレータの厚さと第2のシンチレータの厚さの合計した厚さのベータ線吸収体が入射側に積層された厚さ0.1〜50mmの第3のシンチレータとが、それぞれ並行に配置され、各シンチレータでの発光を検出し得る光検出器と光結合されたことを特徴とする放射線検出器。   A first scintillator having a thickness of 0.1 mm or less, a second scintillator having a thickness of 0.1 to 1 mm in which an alpha ray absorber having the same thickness as the first scintillator is laminated on the incident side, A third scintillator having a thickness of 0.1 to 50 mm in which a beta ray absorber having a total thickness of the scintillator and the second scintillator is stacked on the incident side is arranged in parallel, A radiation detector characterized by being optically coupled to a photodetector capable of detecting light emitted from a scintillator. 前記光検出器が、各シンチレータでの発光を検出し電気信号として出力する光電子増倍管である請求項1の放射線検出器。   The radiation detector according to claim 1, wherein the photodetector is a photomultiplier tube that detects light emitted from each scintillator and outputs the detected light as an electric signal. 前記光検出器が、各シンチレータでの発光を検出し電気信号として出力する位置有感型光電子増倍管である請求項1又は2の放射線検出器。

The radiation detector according to claim 1 or 2, wherein the photodetector is a position-sensitive photomultiplier tube that detects light emitted from each scintillator and outputs it as an electrical signal.

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