JP2019219264A - Radiation measurement device - Google Patents

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耕一 岡田
Koichi Okada
耕一 岡田
田所 孝広
Takahiro Tadokoro
孝広 田所
篤 伏見
Atsushi Fushimi
篤 伏見
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Abstract

To provide a radiation measurement device which is less sensitive to a low-energy γ-ray and is more sensitive to a high-energy γ ray.SOLUTION: A radiation measurement device 100 includes: a converter 10 for discharging charged particles by a photonuclear reaction with a γ-ray; and a light emitting element 20 in contact with the converter 10, the light emitting element having a thickness equal to or less than the range of the charge particles. The converter 10 has a thickness equal to or less than the range of the charge particles. The radiation measurement device further includes a photoelectron multiplier 40 for performing a photoelectric conversion of light emitted by the light emitting element 20. The photoelectron multiplier 40 is provided in the position of the light emitting element 20 which is away from the radiation emission region.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、放射線計測装置に関する。   The present disclosure relates to a radiation measurement device.

従来より、検出層の表面に物質を配置することで,物質から放出される二次電子を検出層に排出させ,検出層で二次電子を計測する方法が知られている。例えば、特許文献1には、放射線の検出により発光するプラスチックシンチレータと原子番号が13より大きい物質よりなる板とを交互に積層した積層部と、プラスチックシンチレータで発光した光を伝送する光伝送路と、光伝送路を通過してきた光を電気信号に変換する光電変換素子と、光電変換素子からの電気信号を処理する信号処理回路と、を備える放射線検出器が開示されている。   Conventionally, a method has been known in which a substance is disposed on the surface of a detection layer, secondary electrons emitted from the substance are discharged to the detection layer, and the detection layer measures the secondary electrons. For example, Patent Literature 1 discloses a laminated portion in which a plastic scintillator that emits light by detecting radiation and a plate made of a substance having an atomic number greater than 13 are alternately laminated, and an optical transmission path that transmits light emitted by the plastic scintillator. A radiation detector including a photoelectric conversion element that converts light that has passed through an optical transmission path into an electric signal, and a signal processing circuit that processes an electric signal from the photoelectric conversion element is disclosed.

特開平9−197050号公報JP-A-9-197050

ところで、高エネルギーγ線(例えば、エネルギーが3[MeV]以上のγ線)は、結晶に対する透過力が高いため、放射線計測装置におけるエネルギー分析の際には、大きな結晶が必要とされる。
しかしながら、放射線計測装置において、結晶が大型化すると、低エネルギーγ線に対する感度も向上してしまうため、検出信号のパイルアップや信号処理系の飽和などによって、γ線のエネルギー分析が困難になるという問題があった。
Meanwhile, high energy γ-rays (for example, γ-rays having an energy of 3 [MeV] or more) have a high penetrating power to crystals, and thus require a large crystal for energy analysis in a radiation measurement device.
However, in a radiation measurement device, when the size of the crystal increases, the sensitivity to low-energy γ-rays also increases, so that the analysis of γ-rays becomes difficult due to pile-up of detection signals and saturation of the signal processing system. There was a problem.

本開示に係る実施形態は、低エネルギーγ線に対して感度が低く、高エネルギーγ線に対して感度が高い放射線計測装置を提供することを課題とする。   An object according to an embodiment of the present disclosure is to provide a radiation measurement device that has low sensitivity to low-energy γ-rays and high sensitivity to high-energy γ-rays.

本開示の実施形態に係る放射線計測装置は、γ線との光核反応により荷電粒子を放出するコンバータと、前記荷電粒子の飛程以下の厚さを有し、前記コンバータに接して設けられる発光素子と、を備えることを特徴とする。   A radiation measuring apparatus according to an embodiment of the present disclosure includes a converter that emits charged particles by a photonuclear reaction with γ-rays, and a light emitting device that has a thickness equal to or less than the range of the charged particles and is provided in contact with the converter. And an element.

本開示の実施形態に係る放射線計測装置によれば、低エネルギーγ線に対して感度が低く、高エネルギーγ線に対して感度が高い放射線計測装置を提供することができる。   According to the radiation measurement device according to the embodiment of the present disclosure, it is possible to provide a radiation measurement device having low sensitivity to low energy γ-rays and high sensitivity to high energy γ-rays.

第1実施形態に係る放射線計測装置の構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of a radiation measuring device concerning a 1st embodiment. 第2実施形態に係る放射線計測装置の構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of a radiation measuring device concerning a 2nd embodiment. 第3実施形態に係る放射線計測装置の構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of a radiation measuring device concerning a 3rd embodiment. 第4実施形態に係る放射線計測装置の構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of a radiation measuring device concerning a 4th embodiment. 第5実施形態に係る放射線計測装置の構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of a radiation measuring device concerning a 5th embodiment. 第6実施形態に係る放射線計測装置の構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of a radiation measuring device concerning a 6th embodiment. 第6実施形態に係る放射線計測装置におけるデータ分析装置の構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of a data analysis device in a radiation measuring device concerning a 6th embodiment.

以下、実施形態に係る放射線計測装置について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、例えば平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。また、本明細書において、「上」、「下」などは構成要素間の相対的な位置を示すものであって、絶対的な位置を示すことを意図したものではない。   Hereinafter, the radiation measurement device according to the embodiment will be described. The drawings referred to in the following description schematically show the embodiments, and the scale, interval, positional relationship, and the like of each member are exaggerated, or some of the members are not illustrated. There are cases. Further, for example, the scale and the interval of each member may not match in the plan view and the cross-sectional view thereof. In the following description, the same names and reference numerals indicate the same or similar members in principle, and a detailed description thereof will be omitted as appropriate. Also, in this specification, "up", "down", and the like indicate relative positions between components, and are not intended to indicate absolute positions.

[第1実施形態]
≪放射線計測装置の構成≫
まず、図1を参照して、第1実施形態に係る放射線計測装置100の構成について説明する。
[First Embodiment]
≫Configuration of radiation measurement device≫
First, the configuration of the radiation measuring apparatus 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図1に示すように、放射線計測装置100は、コンバータ10、発光素子20、光ファイバ30、光電子増倍管40、波高分析装置50、などを備えている。   As shown in FIG. 1, the radiation measuring apparatus 100 includes a converter 10, a light emitting element 20, an optical fiber 30, a photomultiplier tube 40, a wave height analyzer 50, and the like.

コンバータ10は、高エネルギーγ線A(例えば、エネルギーが3[MeV]以上のγ線)との光核反応により、荷電粒子101(例えば、α粒子、陽子)を放出する。光核反応は、高エネルギーγ線Aに対して生じ、低エネルギーγ線Bに対して生じない。
光核反応の閾エネルギーは、コンバータ10の物質に依存する。例えば、コンバータ10がベリリウムである場合、光核反応の閾エネルギーは、約3[MeV]となる。
The converter 10 emits charged particles 101 (for example, α particles and protons) by a photonuclear reaction with high energy γ rays A (for example, γ rays having energy of 3 [MeV] or more). The photonuclear reaction occurs for high energy γ-rays A and not for low energy γ-rays B.
The threshold energy of the photonuclear reaction depends on the material of the converter 10. For example, when the converter 10 is beryllium, the threshold energy of the photonuclear reaction is about 3 [MeV].

高エネルギーγ線Aとの光核反応により、コンバータ10内には、荷電粒子101が発生する。荷電粒子101は、コンバータ10内を移動しながら、コンバータ10にエネルギーを付与する。荷電粒子101のエネルギー損失は、荷電粒子101がコンバータ10内を移動する距離が長い程、大きくなり、荷電粒子101がコンバータ10内を移動する距離が短い程、小さくなる。   Due to the photonuclear reaction with the high energy γ-ray A, charged particles 101 are generated in the converter 10. The charged particles 101 apply energy to the converter 10 while moving in the converter 10. The energy loss of the charged particles 101 increases as the distance that the charged particles 101 move in the converter 10 increases, and decreases as the distance that the charged particles 101 move in the converter 10 decreases.

コンバータ10の厚さは、荷電粒子101の飛程以下であることが好ましい。コンバータ10の厚さが、荷電粒子101の飛程以下であることで、荷電粒子101は、発光素子20へと入射し易くなる。
荷電粒子101の飛程は、荷電粒子101の種類、荷電粒子101のエネルギー、コンバータ10の物質に依存する。なお、荷電粒子101の飛程とは、荷電粒子101が全エネルギーを失う物質中での平均的な移動距離を意味する。
The thickness of converter 10 is preferably equal to or less than the range of charged particles 101. When the thickness of the converter 10 is equal to or less than the range of the charged particles 101, the charged particles 101 easily enter the light emitting element 20.
The range of the charged particles 101 depends on the type of the charged particles 101, the energy of the charged particles 101, and the substance of the converter 10. Note that the range of the charged particle 101 means an average moving distance in a substance in which the charged particle 101 loses all energy.

また、コンバータ10は、低エネルギーγ線Bとのコンプトン散乱や電子対生成などの相互作用により、電子102を放出する。コンバータ10内に発生した電子102は、発光素子20へと入射し、発光素子20内を移動しながら、発光素子20にエネルギーを付与する。これにより、発光素子20は発光する。   The converter 10 emits the electrons 102 by an interaction with the low-energy γ-ray B such as Compton scattering and electron pair generation. The electrons 102 generated in the converter 10 enter the light emitting element 20 and apply energy to the light emitting element 20 while moving in the light emitting element 20. Thereby, the light emitting element 20 emits light.

電子102の飛程は、電子102のエネルギーに依存する。電子102の飛程は、電子102のエネルギーが大きい程長く、電子102のエネルギーが小さい程短い。
一般的に、電子102の飛程は、荷電粒子101の飛程よりも長く、例えば、アルファ粒子(エネルギー4[MeV])のベリリウム中での飛程は、約0.02[mm]であるのに対し、電子(エネルギー4[MeV])のベリリウム中での飛程は、約11[mm]である。なお、電子102の飛程とは、電子102が全エネルギーを失う物質中での平均的な移動距離を意味する。
The range of the electrons 102 depends on the energy of the electrons 102. The range of the electrons 102 is longer as the energy of the electrons 102 is larger, and is shorter as the energy of the electrons 102 is smaller.
In general, the range of the electrons 102 is longer than the range of the charged particles 101. For example, the range of alpha particles (energy of 4 [MeV]) in beryllium is about 0.02 [mm]. On the other hand, the range of electrons (energy 4 [MeV]) in beryllium is about 11 [mm]. Note that the range of the electron 102 means an average moving distance in a substance in which the electron 102 loses all energy.

図1では、コンバータ10が発光素子20の少なくとも1面に接して設けられている構成を一例に挙げているが、コンバータ10は、発光素子20の全面に接して設けられていてもよい。   FIG. 1 illustrates an example in which the converter 10 is provided in contact with at least one surface of the light emitting element 20, but the converter 10 may be provided in contact with the entire surface of the light emitting element 20.

発光素子20は、コンバータ10の少なくとも一面に接して設けられている。発光素子20は、光ファイバ30を介して、光電子増倍管40と接続され、発光素子20が発光する光は、光ファイバ30を介して、光電子増倍管40へと入射する。   Light emitting element 20 is provided in contact with at least one surface of converter 10. The light emitting element 20 is connected to the photomultiplier tube 40 via the optical fiber 30, and light emitted by the light emitting element 20 enters the photomultiplier tube 40 via the optical fiber 30.

発光素子20は、光核反応の閾エネルギー以上の高エネルギーγ線Aがコンバータ10へと入射する際に、コンバータ10内に発生した荷電粒子101から、少なくともエネルギーの一部が付与されることで、発光する。
発光素子20の発光強度は、付与されるエネルギーが大きい程大きくなり、付与されるエネルギーが小さい程小さくなる。
The light-emitting element 20 is configured such that, when high-energy γ-rays A having a threshold energy of a photonuclear reaction or more enter the converter 10, at least a part of energy is imparted from the charged particles 101 generated in the converter 10. Emits light.
The emission intensity of the light emitting element 20 increases as the applied energy increases, and decreases as the applied energy decreases.

また、発光素子20は、低エネルギーγ線Bとのコンプトン散乱や電子対生成などの相互作用により、電子102を放出する。発光素子20は、当該発光素子20内に発生した電子102から、少なくともエネルギーの一部が付与されることで、発光する。
発光素子20の厚さは、荷電粒子101の飛程以下であることが好ましい。発光素子20の厚さが、荷電粒子101の飛程であれば、荷電粒子101は、全エネルギーを発光素子20に付与することが可能になる。一方,電子102の飛程は、荷電粒子101の飛程よりも長いため、発光素子20の厚さが荷電粒子101の飛程程度であれば,電子102は、一部のエネルギーしか発光素子20に付与できない。つまり、発光素子20の厚さが、荷電粒子101の飛程以下であることで、高エネルギーγ線Aと低エネルギーγ線Bとを分離することが可能になる。これにより、低エネルギーγ線に対して感度が低く、高エネルギーγ線に対して感度が高い放射線計測装置100を実現することができる。
In addition, the light emitting element 20 emits the electron 102 by an interaction with the low energy γ-ray B such as Compton scattering and generation of an electron pair. The light-emitting element 20 emits light by applying at least a part of energy from the electrons 102 generated in the light-emitting element 20.
It is preferable that the thickness of the light emitting element 20 be equal to or less than the range of the charged particles 101. If the thickness of the light emitting element 20 is within the range of the charged particles 101, the charged particles 101 can apply all energy to the light emitting element 20. On the other hand, the range of the electrons 102 is longer than the range of the charged particles 101. Therefore, if the thickness of the light emitting element 20 is about the same as the range of the charged particles 101, only a part of the energy of the electrons 102 is reduced. Cannot be assigned to That is, when the thickness of the light emitting element 20 is equal to or less than the range of the charged particles 101, the high energy γ-ray A and the low energy γ-ray B can be separated. Thereby, the radiation measurement apparatus 100 having low sensitivity to low energy γ-rays and high sensitivity to high energy γ-rays can be realized.

光ファイバ30は、発光素子20と光電子増倍管40との間に設けられ、発光素子20と光電子増倍管40とを接続し、発光素子20が発光する光を、光電子増倍管40へと導く。なお、光ファイバ30は、必須の構成ではなく、発光素子20と光電子増倍管40とを直接接続することも可能である。   The optical fiber 30 is provided between the light emitting element 20 and the photomultiplier tube 40, connects the light emitting element 20 and the photomultiplier tube 40, and sends light emitted by the light emitting element 20 to the photomultiplier tube 40. Lead. The optical fiber 30 is not an essential component, and the light emitting element 20 and the photomultiplier tube 40 can be directly connected.

光電子増倍管40は、光ファイバ30を介して、発光素子20と接続され、発光素子20が発光する光を光電変換して、電気信号を波高分析装置50へと出力する。光電子増倍管40は、発光素子20の放射線照射領域から離れた位置に設けられることが好ましい。光電子増倍管40は、光ファイバ30を介して、発光素子20と接続されていてもよいし、光ファイバ30を介さずに、発光素子20と接続されていてもよい。   The photomultiplier tube 40 is connected to the light emitting element 20 via the optical fiber 30, photoelectrically converts light emitted by the light emitting element 20, and outputs an electric signal to the wave height analyzer 50. The photomultiplier tube 40 is preferably provided at a position away from the radiation irradiation area of the light emitting element 20. The photomultiplier tube 40 may be connected to the light emitting element 20 via the optical fiber 30, or may be connected to the light emitting element 20 without the optical fiber 30.

波高分析装置50は、光電子増倍管40から出力される電気信号を波高値分析する。即ち、波高分析装置50は、電子102が発光素子20にエネルギーを付与した際に現れる電気信号の波高値から、荷電粒子101が発光素子20にエネルギーを付与した際に現れる電気信号の波高値を分離し、高波高値成分のみを計測する。なお、電気信号の波高値は、発光強度が大きい程、高くなり、発光強度が小さい程、低くなる。   The wave height analyzer 50 performs wave height analysis of the electric signal output from the photomultiplier tube 40. That is, the pulse height analyzer 50 calculates the peak value of the electric signal that appears when the charged particles 101 apply energy to the light emitting element 20 from the peak value of the electric signal that appears when the electrons 102 apply energy to the light emitting element 20. Separate and measure only the high peak value component. The peak value of the electric signal increases as the emission intensity increases, and decreases as the emission intensity decreases.

荷電粒子101から付与されたエネルギーに基づいて発光する発光素子20の発光強度は、電子102から付与されたエネルギーに基づいて発光する発光素子20の発光強度より大きくなる。
このため、波高分析装置50は、荷電粒子101から付与されたエネルギーに基づいて発光する発光素子20の発光強度と、電子102から付与されたエネルギーに基づいて発光する発光素子20の発光強度と、を比較することで、高エネルギーγ線Aと低エネルギーγ線Bとを分離し、高エネルギーγ線Aのみを計測することが可能になる。
The light emission intensity of the light emitting element 20 that emits light based on the energy imparted from the charged particles 101 is higher than the light emission intensity of the light emitting element 20 that emits light based on the energy imparted from the electrons 102.
For this reason, the wave height analyzer 50 is configured such that the light emission intensity of the light emitting element 20 that emits light based on the energy given from the charged particles 101, the light emission intensity of the light emitting element 20 that emits light based on the energy given from the electrons 102, By comparing the high energy γ-rays A and the low energy γ-rays B, only the high energy γ-rays A can be measured.

第1実施形態に係る放射線計測装置100によれば、荷電粒子から付与されたエネルギーに基づいて発光する発光素子の表面が、高エネルギーγ線との光核反応によって荷電粒子を放出する物質で覆われ、更に、当該発光素子の厚さが、荷電粒子の飛程以下となる構成を有する。これにより、低エネルギーγ線に対して感度が低く、高エネルギーγ線に対して感度が高い放射線計測装置100を実現できる。   According to the radiation measuring apparatus 100 according to the first embodiment, the surface of the light emitting element that emits light based on the energy imparted from the charged particles is covered with the substance that emits the charged particles by a photonuclear reaction with high-energy γ-rays. Further, the light emitting device has a configuration in which the thickness of the light emitting element is equal to or less than the range of the charged particles. Thereby, the radiation measurement apparatus 100 having low sensitivity to low energy γ-rays and high sensitivity to high energy γ-rays can be realized.

[第2実施形態]
≪放射線計測装置の構成≫
次に、図2を参照して、第2実施形態に係る放射線計測装置200の構成について説明する。
[Second embodiment]
≫Configuration of radiation measurement device≫
Next, a configuration of a radiation measuring apparatus 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

第2実施形態に係る放射線計測装置200が、第1実施形態に係る放射線計測装置100と異なる点は、第1実施形態に係る放射線計測装置100が発光素子20を備えているのに対して、第2実施形態に係る放射線計測装置200は、長波長発光素子21を備えている点である。   The radiation measurement device 200 according to the second embodiment is different from the radiation measurement device 100 according to the first embodiment in that the radiation measurement device 100 according to the first embodiment includes the light emitting element 20. The radiation measuring apparatus 200 according to the second embodiment is provided with the long-wavelength light emitting element 21.

長波長発光素子21が発光する光は、波長が700nm以上であることが好ましい。光ファイバ30による光の伝送距離は、長波長の光程、長く、短波長の光程、短い。また、長波長の光に対する光ファイバ30による伝送効率は、短波長の光に対する光ファイバ30による伝送効率より高い。   The light emitted by the long-wavelength light-emitting element 21 preferably has a wavelength of 700 nm or more. The transmission distance of light by the optical fiber 30 is longer for light of longer wavelength and shorter for light of shorter wavelength. Further, the transmission efficiency of the long wavelength light by the optical fiber 30 is higher than the transmission efficiency of the short wavelength light by the optical fiber 30.

光電子増倍管40は、放射線の照射範囲から離れた位置に設置されている。光電子増倍管40は、発光強度が大きい程、波高値が高い電気信号を取得し、発光強度が小さい程、波高値が低い電気信号を取得する。このため、光電子増倍管40は、高エネルギーγ線Aに起因した電気信号の波高値を、低エネルギーγ線Bに起因した電気信号の波高値よりも高い値として変換する。   The photomultiplier tube 40 is installed at a position away from the radiation irradiation range. The photomultiplier tube 40 acquires an electric signal having a higher peak value as the luminous intensity is higher, and acquires an electric signal having a lower peak value as the luminous intensity is lower. Therefore, the photomultiplier 40 converts the peak value of the electric signal caused by the high-energy γ-ray A as a value higher than the peak value of the electric signal caused by the low-energy γ-ray B.

即ち、長波長発光素子21は、発光素子20と比較して、長距離伝送が可能であり、且つ、放射線照射による伝送効率が高い。これにより、光電子増倍管40を、高線量率環境下から退避させることができ、放射線による機器の故障を低減させることができる。また、長波長発光素子21が設置される場所への放射線の照射を止めることなく、線量率の低い環境で、光電子増倍管40を交換することができる。   That is, the long-wavelength light-emitting element 21 can perform long-distance transmission and has higher transmission efficiency by radiation irradiation than the light-emitting element 20. Thereby, the photomultiplier tube 40 can be retracted from the environment with a high dose rate, and the failure of the device due to radiation can be reduced. In addition, the photomultiplier tube 40 can be replaced in an environment with a low dose rate without stopping irradiation of radiation to the place where the long-wavelength light-emitting element 21 is installed.

例えば、長波長発光素子21が、YAG;Ndである場合、長波長発光素子21が発光する光は、波長が約1064[nm]である。
この際、コンバータ10をリチウム、高エネルギーγ線Aのエネルギーを6[MeV]とすると、コンバータ10中での、光核反応によって発生する荷電粒子101は、エネルギー約1.6[MeV]のアルファ粒子と、エネルギー約2.1[MeV]の三重水素イオンとなる。
For example, when the long-wavelength light-emitting element 21 is YAG; Nd, the light emitted by the long-wavelength light-emitting element 21 has a wavelength of about 1064 [nm].
At this time, assuming that the converter 10 is lithium and the energy of the high-energy γ-ray A is 6 [MeV], the charged particles 101 generated by the photonuclear reaction in the converter 10 have an alpha energy of about 1.6 [MeV]. It becomes particles and tritium ions having an energy of about 2.1 [MeV].

エネルギー約1.6[MeV]のアルファ粒子において、リチウム中での飛程は、約0.017[mm]から約0.018[mm]、YAG中での飛程は、約0.003[mm]から約0.004[mm]である。このため、コンバータ10の厚さを、約0.018[mm]、長波長発光素子21の厚さを、約0.004[mm]とすると、長波長発光素子21に、最大で約1.6[MeV]のエネルギーが、アルファ粒子により付与されることになる。   For alpha particles having an energy of about 1.6 [MeV], the range in lithium is about 0.017 [mm] to about 0.018 [mm], and the range in YAG is about 0.003 [mm]. mm] to about 0.004 [mm]. Therefore, assuming that the thickness of the converter 10 is about 0.018 [mm] and the thickness of the long wavelength light emitting element 21 is about 0.004 [mm], the long wavelength light emitting element 21 has a maximum thickness of about 1. Energy of 6 [MeV] will be provided by the alpha particles.

一方、リチウムの光核反応による閾エネルギーは、約3[MeV]であるため、低エネルギーγ線Bの最大エネルギーを、約3[MeV]とすると、低エネルギーγ線Bとコンバータ10或いは長波長発光素子21との相互作用で発生する電子102の最大エネルギーも、約3[MeV]となる。約3[MeV]の電子の電子のYAG中での飛程は約3[mm]であるため、電子が全エネルギーを付与するためには約3[mm]必要である。YAGの厚さをアルファ粒子の飛程である約0.004[mm]とした場合,電子の全エネルギーをYAGに付与するために必要な厚さに比べて約3桁足りないことになり、電子からは一部のエネルギーしか付与されない。   On the other hand, since the threshold energy of the photonuclear reaction of lithium is about 3 [MeV], if the maximum energy of the low energy γ-rays B is about 3 [MeV], the low energy γ-rays B and the converter 10 or the long wavelength The maximum energy of the electrons 102 generated by the interaction with the light emitting element 21 is also about 3 [MeV]. Since the range of electrons of about 3 [MeV] in YAG is about 3 [mm], about 3 [mm] is necessary for the electrons to apply the total energy. When the thickness of the YAG is set to about 0.004 [mm], which is the range of the alpha particles, the thickness is about three orders of magnitude less than the thickness required to apply the total energy of electrons to the YAG. Only a part of energy is given from electrons.

第2実施形態に係る放射線計測装置200によれば、長波長発光素子21を備えることで、高線量率環境下においても、光ファイバ30による光の伝送効率を長期間低下させることなく、長距離の伝送を行うことができる。これにより、光ファイバによる伝送効率の低下を抑制しつつ、低エネルギーγ線に対して感度が低く、高エネルギーγ線に対して感度が高い放射線計測装置200を実現できる。   According to the radiation measuring apparatus 200 according to the second embodiment, by including the long-wavelength light-emitting element 21, even in a high dose rate environment, the light transmission efficiency of the optical fiber 30 can be reduced over a long distance without reducing the transmission efficiency for a long time. Can be transmitted. Thereby, it is possible to realize the radiation measuring apparatus 200 having low sensitivity to low energy γ-rays and high sensitivity to high energy γ-rays while suppressing a decrease in transmission efficiency due to the optical fiber.

[第3実施形態]
≪放射線計測装置の構成≫
次に、図3を参照して、第3実施形態に係る放射線計測装置300の構成について説明する。
[Third embodiment]
≫Configuration of radiation measurement device≫
Next, a configuration of a radiation measuring apparatus 300 according to the third embodiment will be described with reference to FIG.

第3実施形態に係る放射線計測装置300が、第1実施形態に係る放射線計測装置100と異なる点は、第1実施形態に係る放射線計測装置100がコンバータ10を含む検出系統のみを備えているのに対して、第2実施形態に係る放射線計測装置200は、コンバータ10を含む検出系統及びコンバータ10を含まない検出系統の両系統を含む点である。
また、第3実施形態に係る放射線計測装置300が、第1実施形態に係る放射線計測装置100と異なる点は、第1実施形態に係る放射線計測装置100が差分処理装置60を備えていないのに対して、第3実施形態に係る放射線計測装置300は、差分処理装置60を備えている点である。
The radiation measurement apparatus 300 according to the third embodiment is different from the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment only in that the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment includes only a detection system including a converter 10. On the other hand, the radiation measurement apparatus 200 according to the second embodiment includes both a detection system including the converter 10 and a detection system not including the converter 10.
The radiation measurement apparatus 300 according to the third embodiment is different from the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment in that the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment does not include the difference processing apparatus 60. On the other hand, the radiation measurement apparatus 300 according to the third embodiment is provided with a difference processing apparatus 60.

図3に示すように、系統300a(第1系統)は、コンバータ10を含む検出系統であり、系統300b(第2系統)は、コンバータ10を含まない検出系統である。
系統300aは、長波長発光素子23a(第1長波長発光素子)を含む検出系統であり、系統300bは、長波長発光素子23b(第2長波長発光素子)を含む検出系統である。
系統300aにおいて、長波長発光素子23aが発光した光は、光ファイバ30aを介して、光電子増倍管40aへと伝送される。同様に、系統300bにおいて、長波長発光素子23bが発光した光は、光ファイバ30bを介して、光電子増倍管40bへと伝送される。
As shown in FIG. 3, system 300a (first system) is a detection system including converter 10, and system 300b (second system) is a detection system not including converter 10.
The system 300a is a detection system including the long wavelength light emitting element 23a (first long wavelength light emitting element), and the system 300b is a detection system including the long wavelength light emitting element 23b (second long wavelength light emitting element).
In the system 300a, light emitted by the long-wavelength light emitting element 23a is transmitted to the photomultiplier tube 40a via the optical fiber 30a. Similarly, in the system 300b, light emitted by the long wavelength light emitting element 23b is transmitted to the photomultiplier tube 40b via the optical fiber 30b.

系統300aでは、長波長発光素子23aは、コンバータ10に接して形成される。光核反応が、コンバータ10内で生じ、荷電粒子101は、長波長発光素子23aへと入射して、長波長発光素子23aにエネルギーを付与する。荷電粒子101が長波長発光素子23aへと入射する度に、一つの光子が光電子増倍管40aへと入射する。また、コンバータ10とγ線との間で、相互作用も起こるため、コンバータ10内で発生した電子102は、長波長発光素子23aへと入射して、長波長発光素子23aにエネルギーを付与する。   In the system 300a, the long wavelength light emitting element 23a is formed in contact with the converter 10. A photonuclear reaction occurs in the converter 10, and the charged particles 101 enter the long-wavelength light emitting element 23a and impart energy to the long-wavelength light emitting element 23a. Each time the charged particle 101 enters the long wavelength light emitting element 23a, one photon enters the photomultiplier tube 40a. In addition, since an interaction also occurs between the converter 10 and the γ-ray, the electrons 102 generated in the converter 10 enter the long-wavelength light-emitting element 23a and impart energy to the long-wavelength light-emitting element 23a.

系統300bでは、光核反応が生じないため、荷電粒子101が発生しない。従って、長波長発光素子23bが発光するのは、高エネルギーγ線Aと長波長発光素子23bとが相互作用を起こした場合である。この場合、長波長発光素子23bの厚さは、放射線の照射量が同じ環境において、光核反応を除いた際の、長波長発光素子23aと長波長発光素子23bとの発光が等しくなるように、調整される。このような構成とすることで、系統300aにおける光電変換の数と系統300bにおける光電変換の数との差を、高エネルギーγ線Aとコンバータ10との光核反応に起因した数のみとすることが可能になる。   In the system 300b, no charged particle 101 is generated because no photonuclear reaction occurs. Accordingly, the long wavelength light emitting element 23b emits light when the high energy γ-ray A and the long wavelength light emitting element 23b interact. In this case, the thickness of the long-wavelength light-emitting element 23b is set such that the light emission of the long-wavelength light-emitting element 23a and that of the long-wavelength light-emitting element 23b become equal when the photonuclear reaction is excluded in the environment where the radiation dose is the same. Adjusted. With such a configuration, the difference between the number of photoelectric conversions in the system 300a and the number of photoelectric conversions in the system 300b is limited to the number resulting from the photonuclear reaction between the high-energy γ-ray A and the converter 10. Becomes possible.

光電子増倍管40aは、光ファイバ30aを介して、長波長発光素子23aと接続され、長波長発光素子23aが発光する光を光電変換して、電気信号を波高分析装置50aへと出力する。同様に、光電子増倍管40bは、光ファイバ30bを介して、長波長発光素子23bと接続され、長波長発光素子23bが発光する光を光電変換して、電気信号を波高分析装置50bへと出力する。
例えば、YAG;Ndを使った計測方法の一つに、1放射線あたり1光子を光電子増倍管で光電変換する計測方法がある。この場合、YAG;Ndへの放射線の照射量に比例して、YAG;Ndに対するエネルギー付与の回数あたり単一の光子が、光電子増倍管40で光電変換される。
なお、放射線の種類に依らず、長波長発光素子23での1放射線検出あたり発生する光子が1つとなるように調整するため、必要に応じて、光ファイバ30aと光電子増倍管40aとの間、光ファイバ30bと光電子増倍管40bとの間に、減衰フィルタなどが挿入されていてもよい。
The photomultiplier tube 40a is connected to the long-wavelength light emitting element 23a via the optical fiber 30a, photoelectrically converts light emitted by the long-wavelength light emitting element 23a, and outputs an electric signal to the wave height analyzer 50a. Similarly, the photomultiplier tube 40b is connected to the long-wavelength light-emitting element 23b via the optical fiber 30b, photoelectrically converts the light emitted by the long-wavelength light-emitting element 23b, and converts the electric signal to the wave height analyzer 50b. Output.
For example, one of the measurement methods using YAG; Nd is a measurement method in which one photon per radiation is photoelectrically converted by a photomultiplier tube. In this case, a single photon is photoelectrically converted by the photomultiplier tube 40 per number of times energy is applied to YAG; Nd in proportion to the amount of radiation applied to YAG; Nd.
In addition, regardless of the type of radiation, the distance between the optical fiber 30a and the photomultiplier tube 40a is adjusted as needed to adjust the number of photons generated per radiation detection by the long wavelength light emitting element 23 to one. An attenuating filter or the like may be inserted between the optical fiber 30b and the photomultiplier tube 40b.

波高分析装置50aは、長波長発光素子23aの発光に起因した信号成分を、電気ノイズや光電子増倍管40aでのダークカレントなどのバックグラウンドの低波高値成分から分離して計測する。同様に、波高分析装置50bは、長波長発光素子23bの発光に起因した信号成分を、電気ノイズや光電子増倍管40bでのダークカレントなどのバックグラウンドの低波高値成分から分離して計測する。
そして、波高分析装置50は、所定の波高値以上と分析された電気信号の計数を算出する。
The wave height analyzer 50a separates and measures a signal component caused by light emission of the long wavelength light emitting element 23a from a background low wave height component such as electric noise or dark current in the photomultiplier tube 40a. Similarly, the wave height analyzer 50b separates and measures a signal component caused by light emission of the long wavelength light emitting element 23b from a background low wave height component such as electric noise or dark current in the photomultiplier tube 40b. .
Then, the pulse height analyzer 50 calculates the count of the electric signal analyzed to be equal to or more than the predetermined peak value.

差分処理装置60は、波高分析装置50aで算出された計数から、波高分析装置50bで算出された計数を引くことで、高エネルギーγ線Aとコンバータ10との光核反応に起因した成分のみ計数する。   The difference processing device 60 subtracts the count calculated by the pulse height analyzer 50b from the count calculated by the pulse height analyzer 50a, thereby counting only components caused by the photonuclear reaction between the high energy γ-ray A and the converter 10. I do.

第3実施形態に係る放射線計測装置300によれば、コンバータを含む検出系統及びコンバータを含まない検出系統の両系統を有する。これにより、長波長発光素子を用いた単一光子計測のような計測系に対しても,低エネルギーγ線に対する感度を低くし、高エネルギーγ線に対する感度を高くした放射線計測装置300を実現できる。   The radiation measurement apparatus 300 according to the third embodiment has both a detection system including a converter and a detection system not including a converter. Thus, even for a measurement system such as single photon measurement using a long-wavelength light emitting element, it is possible to realize a radiation measurement apparatus 300 that has reduced sensitivity to low energy γ-rays and increased sensitivity to high energy γ-rays. .

[第4実施形態]
≪放射線計測装置の構成≫
次に、図4を参照して、第4実施形態に係る放射線計測装置400の構成について説明する。
[Fourth embodiment]
≫Configuration of radiation measurement device≫
Next, a configuration of a radiation measuring apparatus 400 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.

第4実施形態に係る放射線計測装置400が、第1実施形態に係る放射線計測装置100と異なる点は、第1実施形態に係る放射線計測装置100が発光素子20における一つの面にのみコンバータ10を備えているのに対して、第4実施形態に係る放射線計測装置400は、発光素子21における全ての面にコンバータ10を備えている点である。   The radiation measurement apparatus 400 according to the fourth embodiment is different from the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment in that the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment uses the converter 10 only on one surface of the light emitting element 20. In contrast to this, the radiation measurement apparatus 400 according to the fourth embodiment is provided with the converter 10 on all surfaces of the light emitting element 21.

高エネルギーγ線A_2の進行方向には、コンバータ10、発光素子21、コンバータ10が配置されている。高エネルギーγ線A_2が、上側のコンバータ10(発光素子21の上面に接して設けられるコンバータ10)に対して、光核反応も相互作用も起こさず、発光素子21に対して、光核反応も相互作用も起こさなかった場合、高エネルギーγ線A_2は、下側のコンバータ10(発光素子21の下面に接して設けられるコンバータ10)へと入射する。
発光素子21を透過した後の高エネルギーγ線A_2において、下側のコンバータ10での反応確率と上側のコンバータ10での反応確率との間に違いはない。従って、下側のコンバータ10と高エネルギーγ線A_2との間で光核反応が生じると荷電粒子101が発生する。
The converter 10, the light emitting element 21, and the converter 10 are arranged in the traveling direction of the high energy γ-ray A_2. The high-energy γ-rays A_2 do not cause photonuclear reaction or interaction with the upper converter 10 (the converter 10 provided in contact with the upper surface of the light emitting element 21). When no interaction occurs, the high-energy γ-ray A_2 enters the lower converter 10 (the converter 10 provided in contact with the lower surface of the light emitting element 21).
There is no difference between the reaction probability of the lower converter 10 and the reaction probability of the upper converter 10 in the high-energy γ-ray A_2 after passing through the light emitting element 21. Therefore, when a photonuclear reaction occurs between the lower converter 10 and the high-energy γ-ray A_2, charged particles 101 are generated.

コンバータ10がLi、高エネルギーγ線A_2のエネルギーが、約6[MeV]である場合、荷電粒子101_2は、約1.6[MeV]のエネルギーを持つアルファ粒子と、約2.1[MeV]のエネルギーを持つ三重水素イオンである。   When the converter 10 is Li and the energy of the high-energy γ-ray A_2 is about 6 [MeV], the charged particle 101_2 is an alpha particle having an energy of about 1.6 [MeV] and about 2.1 [MeV]. Is a tritium ion having the energy of

これらは、光核反応によって、下側のコンバータ10内で発生し、一部は方向余弦が90度以上の方向に進む。この際、アルファ粒子或いは三重水素イオンは、発光素子20へと入射し、発光素子21にエネルギーを付与する。即ち、発光素子21の全周をコンバータ10で覆うことによって、高エネルギーγ線に対する感度を最大で2倍以上向上させた放射線計測装置400を実現できる。   These are generated in the lower converter 10 by a photonuclear reaction, and some of them proceed in a direction whose direction cosine is 90 degrees or more. At this time, the alpha particles or tritium ions enter the light emitting element 20 and impart energy to the light emitting element 21. That is, by covering the entire circumference of the light emitting element 21 with the converter 10, it is possible to realize the radiation measuring apparatus 400 in which the sensitivity to high-energy γ-rays is improved at least twice or more.

第4実施形態に係る放射線計測装置400によれば、発光素子21の全周をコンバータ10で覆うことによって、高エネルギーγ線の計測に対して感度を高くし、荷電粒子の発生確率を増加させることが可能である。これにより、低エネルギーγ線に対する感度が低く、高エネルギーγ線に対して感度が高い放射線計測装置400を実現できる。   According to the radiation measuring apparatus 400 according to the fourth embodiment, by covering the entire circumference of the light emitting element 21 with the converter 10, the sensitivity to the measurement of high energy γ-rays is increased, and the probability of generating charged particles is increased. It is possible. Thus, the radiation measurement device 400 having low sensitivity to low energy γ-rays and high sensitivity to high energy γ-rays can be realized.

[第5実施形態]
≪放射線計測装置の構成≫
次に、図5を参照して、第5実施形態に係る放射線計測装置500の構成について説明する。
[Fifth Embodiment]
≫Configuration of radiation measurement device≫
Next, a configuration of a radiation measuring apparatus 500 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG.

第5実施形態に係る放射線計測装置500が、第1実施形態に係る放射線計測装置100と異なる点は、第1実施形態に係る放射線計測装置100が発光素子20における一つの面にのみコンバータ10を備えているのに対して、第5実施形態に係る放射線計測装置500は、発光素子25における全ての面にコンバータ10を備えている点である。
また、第5実施形態に係る放射線計測装置500が、第1実施形態に係る放射線計測装置100と異なる点は、第1実施形態に係る放射線計測装置100が1本の光ファイバ30を備えているのに対して、第5実施形態に係る放射線計測装置500は、4本の光ファイバ30及びカプラ310を備えている点である。
The radiation measurement apparatus 500 according to the fifth embodiment is different from the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment in that the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment uses the converter 10 only on one surface of the light emitting element 20. In contrast to this, the radiation measuring apparatus 500 according to the fifth embodiment is provided with the converter 10 on all surfaces of the light emitting element 25.
The radiation measurement apparatus 500 according to the fifth embodiment is different from the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment in that the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment includes one optical fiber 30. On the other hand, the radiation measuring apparatus 500 according to the fifth embodiment is provided with four optical fibers 30 and a coupler 310.

発光素子25_kの上面には、コンバータ10_fが設けられ、発光素子25_kの下面には、コンバータ10_gが設けられる。発光素子25_lの上面には、コンバータ10_gが設けられ、発光素子25_lの下面には、コンバータ10_hが設けられる。発光素子25_mの上面には、コンバータ10_hが設けられ、発光素子25_mの下面には、コンバータ10_iが設けられる。発光素子25_nの上面には、コンバータ10_iが設けられ、発光素子25_nの下面には、コンバータ10_jが設けられる。
なお、各コンバータ、各発光素子は、それぞれ共に同じ種類である。このため、コンバータでの光核反応の閾エネルギーは、各層で同じであり、計測される高エネルギーγ線(高エネルギーγ線A_k、高エネルギーγ線A_l、高エネルギーγ線A_m、高エネルギーγ線A_n)のエネルギーも層ごとに差異はない。
A converter 10_f is provided on an upper surface of the light-emitting element 25_k, and a converter 10_g is provided on a lower surface of the light-emitting element 25_k. A converter 10_g is provided on an upper surface of the light-emitting element 25_1, and a converter 10_h is provided on a lower surface of the light-emitting element 25_1. A converter 10_h is provided on an upper surface of the light-emitting element 25_m, and a converter 10_i is provided on a lower surface of the light-emitting element 25_m. A converter 10_i is provided on an upper surface of the light-emitting element 25_n, and a converter 10_j is provided on a lower surface of the light-emitting element 25_n.
Each converter and each light emitting element are of the same type. Therefore, the threshold energy of the photonuclear reaction in the converter is the same in each layer, and the measured high-energy γ-rays (high-energy γ-ray A_k, high-energy γ-ray A_l, high-energy γ-ray A_m, high-energy γ-ray The energy of A_n) does not differ from layer to layer.

全ての発光素子の厚さは、荷電粒子101の飛程程度の厚さとなっているため、γ線の相互作用によって発生した電子の飛程よりも短く、電子の全エネルギーは付与されない。このため、波高分析装置50において、一定以上の波高値を持つ成分を計数することにより、高エネルギーγ線を計測できる。また、層を増加させても弁別する波高値レベルに変化がないため、必要な計数が得られる層のみ増加させることもできる。   Since the thickness of all the light emitting elements is about the same as the range of the charged particles 101, it is shorter than the range of the electrons generated by the interaction of the γ rays, and the entire energy of the electrons is not applied. For this reason, high-energy γ-rays can be measured by counting components having a peak value equal to or greater than a certain value in the pulse height analyzer 50. Further, even if the number of layers is increased, there is no change in the peak value level to be discriminated. Therefore, it is also possible to increase only the layer for which a necessary count is obtained.

カプラ310は、光ファイバ30_kによって伝送される光、光ファイバ30_lによって伝送される光、光ファイバ30_mによって伝送される光、光ファイバ30_nによって伝送される光を集約する。なお、カプラ310は、必ずしも必要ではなく、全ての光ファイバ(光ファイバ30_k、光ファイバ30_l、光ファイバ30_m、光ファイバ30_n)が、直接的に、光電子増倍管40に接続されていてもよい。   The coupler 310 aggregates light transmitted by the optical fiber 30_k, light transmitted by the optical fiber 30_1, light transmitted by the optical fiber 30_m, and light transmitted by the optical fiber 30_n. Note that the coupler 310 is not always necessary, and all optical fibers (optical fiber 30 — k, optical fiber 30 — 1, optical fiber 30 — m, and optical fiber 30 — n) may be directly connected to the photomultiplier tube 40. .

光電子増倍管40は、発光素子25_kが発光する光を光電変換して、電気信号を波高分析装置50へと出力する。また、光電子増倍管40は、発光素子25_lが発光する光を光電変換して、電気信号を波高分析装置50へと出力する。また、光電子増倍管40は、発光素子25_mが発光する光を光電変換して、電気信号を波高分析装置50へと出力する。また、光電子増倍管40は、発光素子25_nが発光する光を光電変換して、電気信号を波高分析装置50へと出力する。なお、発光素子の構成が同じであるため、同一の光電子増倍管40で、全ての発光素子が発光する光を、光電変換することが可能である。   The photomultiplier 40 photoelectrically converts the light emitted by the light emitting element 25 — k and outputs an electric signal to the wave height analyzer 50. Further, the photomultiplier tube 40 photoelectrically converts the light emitted by the light emitting element 25 </ b> _ <b> 1 and outputs an electric signal to the wave height analyzer 50. Further, the photomultiplier tube 40 photoelectrically converts the light emitted by the light emitting element 25 — m and outputs an electric signal to the wave height analyzer 50. Further, the photomultiplier tube 40 photoelectrically converts the light emitted by the light emitting element 25 — n and outputs an electric signal to the wave height analyzer 50. Note that since the light emitting elements have the same configuration, light emitted from all the light emitting elements can be photoelectrically converted by the same photomultiplier tube 40.

図5に示すように、高エネルギーγ線Aは、上方から下方へと向かって、放射線計測装置500へと入射する。   As shown in FIG. 5, the high energy γ-rays A are incident on the radiation measuring device 500 from above to below.

高エネルギーγ線A_kとコンバータ10_fとの間で、光核反応が起こることで発生する荷電粒子101_fkは発光素子25_kへとエネルギーを付与し、発光素子20_kが発光する。   The charged particles 101_fk generated by the photonuclear reaction between the high-energy γ-ray A_k and the converter 10_f impart energy to the light-emitting element 25_k, and the light-emitting element 20_k emits light.

高エネルギーγ線A_kと同程度のエネルギーを持つ高エネルギーγ線A_lは、コンバータ10_f及び発光素子25_kを透過し、コンバータ10_gで、光核反応を起こす。発生した荷電粒子101_glが発光素子25_lにエネルギーを付与することで、発光素子25_lが発光する。   The high-energy γ-ray A_l having approximately the same energy as the high-energy γ-ray A_k transmits through the converter 10_f and the light-emitting element 25_k, and causes a photonuclear reaction in the converter 10_g. The light emitting element 25_1 emits light by the generated charged particles 101_gl imparting energy to the light emitting element 25_1.

高エネルギーγ線A_k及び高エネルギーγ線A_lと同程度のエネルギーを持つ高エネルギーγ線A_mは、コンバータ10_f、コンバータ10_g、発光素子25_k、発光素子25_lを透過し、コンバータ10_hで、光核反応を起こす。発生した荷電粒子101_hmが発光素子25_mにエネルギーを付与することで、発光素子25_mが発光する。   The high-energy γ-ray A_m having the same energy as the high-energy γ-ray A_k and the high-energy γ-ray A_l transmits through the converter 10_f, the converter 10_g, the light-emitting element 25_k, and the light-emitting element 25_1, and undergoes photonuclear reaction in the converter 10_h. Wake up. The light-emitting element 25_m emits light by the generated charged particles 101_hm imparting energy to the light-emitting element 25_m.

高エネルギーγ線A_k、高エネルギーγ線A_l、高エネルギーγ線A_mと同程度のエネルギーを持つ高エネルギーγ線A_nは、コンバータ10_iに至るまで透過し、コンバータ10_iで、光核反応を起こす。発生した荷電粒子101_inが発光素子25_nにエネルギーを付与することで、発光素子25_nが発光する。   The high-energy γ-ray A_k, the high-energy γ-ray A_l, and the high-energy γ-ray A_n having approximately the same energy as the high-energy γ-ray A_m are transmitted to the converter 10 — i and cause a photonuclear reaction in the converter 10 — i. The light-emitting element 25_n emits light by the generated charged particles 101_in imparting energy to the light-emitting element 25_n.

なお、これら一連の過程で、荷電粒子101からエネルギーを付与される発光素子は、必ずしも、高エネルギーγ線入射方向の方向余弦が90度以下の範囲にある必要はない。例えば、高エネルギーγ線A_nとコンバータ10_iとの間で、光核反応が起こる時に発生する荷電粒子101_imが、発光素子25_mにエネルギーを付与してもよい。   Note that the light-emitting element to which energy is applied from the charged particles 101 in these series of processes does not necessarily need to have a direction cosine in the high-energy γ-ray incident direction in a range of 90 degrees or less. For example, charged particles 101_im generated when a photonuclear reaction occurs between the high-energy γ-ray A_n and the converter 10_i may impart energy to the light emitting element 25_m.

第5実施形態に係る放射線計測装置500によれば、高エネルギーγ線(高エネルギーγ線A_k、高エネルギーγ線A_l、高エネルギーγ線A_m、高エネルギーγ線A_n)が光核反応を起こす機会を増やすことができる。即ち、発生した荷電粒子が全エネルギーを失う前に、発光素子に入射し易い構造であるため、計数を増やすことが可能である。これにより、低エネルギーγ線に対する感度が低く、高エネルギーγ線に対して感度が高い放射線計測装置500を実現できる。   According to the radiation measuring apparatus 500 according to the fifth embodiment, an opportunity for a high-energy γ-ray (high-energy γ-ray A_k, high-energy γ-ray A_1, high-energy γ-ray A_m, high-energy γ-ray A_n) to cause a photonuclear reaction. Can be increased. That is, since the generated charged particles easily enter the light emitting element before losing the total energy, the number of counts can be increased. Accordingly, the radiation measurement apparatus 500 having low sensitivity to low energy γ-rays and high sensitivity to high energy γ-rays can be realized.

[第6実施形態]
≪放射線計測装置の構成≫
次に、図6及び図7を参照して、第6実施形態に係る放射線計測装置600の構成について説明する。
[Sixth embodiment]
≫Configuration of radiation measurement device≫
Next, a configuration of a radiation measuring apparatus 600 according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS.

第6実施形態に係る放射線計測装置600が、第1実施形態に係る放射線計測装置100と異なる点は、第1実施形態に係る放射線計測装置100が発光素子20を1つ備えているのに対して、第6実施形態に係る放射線計測装置600は、発光素子26を4つ備えている点である。
また、第6実施形態に係る放射線計測装置600が、第1実施形態に係る放射線計測装置100と異なる点は、第1実施形態に係る放射線計測装置100が発光素子20における一つの面にのみコンバータ10を備えているのに対して、第6実施形態に係る放射線計測装置600は、発光素子26における全ての面に異なるコンバータ10を備えている点である。
また、第6実施形態に係る放射線計測装置600が、第1実施形態に係る放射線計測装置100と異なる点は、第1実施形態に係る放射線計測装置100がデータ分析装置70を備えていないのに対して、第6実施形態に係る放射線計測装置600は、データ分析装置70を備えている点である。
The radiation measurement apparatus 600 according to the sixth embodiment is different from the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment in that the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment includes one light emitting element 20. The radiation measurement apparatus 600 according to the sixth embodiment is provided with four light emitting elements 26.
The radiation measurement apparatus 600 according to the sixth embodiment is different from the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment in that the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment has a converter on only one surface of the light emitting element 20. The radiation measuring apparatus 600 according to the sixth embodiment has different converters 10 on all the surfaces of the light emitting element 26, whereas the radiation measuring apparatus 600 according to the sixth embodiment has different converters 10.
The radiation measurement apparatus 600 according to the sixth embodiment is different from the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment in that the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment does not include the data analyzer 70. On the other hand, the radiation measurement apparatus 600 according to the sixth embodiment is provided with a data analyzer 70.

第1層601は、発光素子26_11と、コンバータ10_11と、を備えており、光ファイバ30_11を介して、光電子増倍管40_11に接続されている。光電子増倍管40_11は、信号ケーブルを介して、波高分析装置50_11に接続されている。
第2層602は、発光素子26_12と、コンバータ10_12と、を備えており、光ファイバ30_12を介して、光電子増倍管40_12に接続されている。光電子増倍管40_12は、信号ケーブルを介して、波高分析装置50_12に接続されている。
第3層603は、発光素子26_13と、コンバータ10_13と、を備えており、光ファイバ30_13を介して、光電子増倍管40_13に接続されている。光電子増倍管40_13は、信号ケーブルを介して、波高分析装置50_13に接続されている。
第4層604は、発光素子26_14と、コンバータ10_14と、を備えており、光ファイバ30_14を介して、光電子増倍管40_14に接続されている。光電子増倍管40_14は、信号ケーブルを介して、波高分析装置50_14に接続されている。
なお、第6実施形態に係る放射線計測装置600における層の数は、特に限定されるものではなく、4層より少なくてもよいし、4層より多くてもよい。
The first layer 601 includes a light emitting element 26_11 and a converter 10_11, and is connected to the photomultiplier tube 40_11 via the optical fiber 30_11. The photomultiplier tube 40_11 is connected to a wave height analyzer 50_11 via a signal cable.
The second layer 602 includes a light emitting element 26_12 and a converter 10_12, and is connected to the photomultiplier tube 40_12 via the optical fiber 30_12. The photomultiplier tube 40_12 is connected to a wave height analyzer 50_12 via a signal cable.
The third layer 603 includes a light emitting element 26_13 and a converter 10_13, and is connected to the photomultiplier tube 40_13 via the optical fiber 30_13. The photomultiplier tube 40_13 is connected to a wave height analyzer 50_13 via a signal cable.
The fourth layer 604 includes a light emitting element 26_14 and a converter 10_14, and is connected to the photomultiplier tube 40_14 via the optical fiber 30_14. The photomultiplier tube 40_14 is connected to a wave height analyzer 50_14 via a signal cable.
Note that the number of layers in the radiation measurement device 600 according to the sixth embodiment is not particularly limited, and may be less than four or more than four.

各コンバータ(コンバータ10_11、コンバータ10_12、コンバータ10_13、コンバータ10_14)は、それぞれ光核反応の閾エネルギーが異なり、高エネルギーγ線の入射する側に近い程、光核反応の閾エネルギーが高い。   Each of the converters (converter 10_11, converter 10_12, converter 10_13, converter 10_14) has a different threshold energy of the photonuclear reaction, and the threshold energy of the photonuclear reaction is higher as the energy is closer to the side where high energy γ-rays are incident.

高エネルギーγ線A_11は、コンバータ10_11の光核反応の閾エネルギーよりも高いエネルギーを持つ。
高エネルギーγ線A_12は、コンバータ10_12の光核反応の閾エネルギー以上で、コンバータ10_11の光核反応の閾エネルギー以下のエネルギーを持つ。
高エネルギーγ線A_13は、コンバータ10_13の光核反応の閾エネルギー以上で、コンバータ10_12の光核反応の閾エネルギー以下のエネルギーを持つ。
高エネルギーγ線A_14は、コンバータ10_14の光核反応の閾エネルギー以上で、コンバータ10_13の光核反応の閾エネルギー以下のエネルギーを持つ。
即ち、高エネルギーγ線の入射側に近い位置に設置されるコンバータは、高エネルギーγ線の入射側から遠い位置に設置されるコンバータより、光核反応の閾エネルギーが高い。また、隣接するコンバータは、計測対象の高エネルギーγ線のエネルギーを挟む閾エネルギーを、それぞれ有することになる。
The high energy γ-ray A_11 has an energy higher than the threshold energy of the photonuclear reaction of the converter 10_11.
The high energy γ-ray A_12 has energy equal to or higher than the threshold energy of the photonuclear reaction of the converter 10_12 and equal to or lower than the threshold energy of the photonuclear reaction of the converter 10_11.
The high energy γ-ray A_13 has energy equal to or higher than the threshold energy of the photonuclear reaction of the converter 10_13 and equal to or lower than the threshold energy of the photonuclear reaction of the converter 10_12.
The high energy γ-ray A_14 has energy equal to or higher than the threshold energy of the photonuclear reaction of the converter 10_14 and equal to or lower than the threshold energy of the photonuclear reaction of the converter 10_13.
That is, the converter installed at a position near the high energy γ-ray incidence side has a higher threshold energy of the photonuclear reaction than the converter installed at a position far from the high energy γ-ray incidence side. Further, adjacent converters have threshold energies sandwiching the energy of the high-energy γ-rays to be measured.

高エネルギーγ線A_14は、コンバータ10_11、コンバータ10_12、コンバータ10_13では、光核反応を起こさず、コンバータ10_14では、光核反応を起こすエネルギーを持つ。
高エネルギーγ線A_14とコンバータ10_14との間で、光核反応が起こることで発生する荷電粒子101_14が発光素子26_14にエネルギーを付与することで、発光素子26_14は発光する。
発光素子26_14で生じた光は、光ファイバ30_14で伝送され、光電子増倍管40_14で光電変換することで電気信号となる。波高分析装置50_14は、波高値を弁別し、発光素子26_14で生じた光を、計測する。
The high-energy γ-ray A_14 does not cause a photonuclear reaction in the converters 10_11, 10_12, and 10_13, and has energy that causes a photonuclear reaction in the converter 10_14.
The charged particles 101_14 generated by the photonuclear reaction between the high energy γ-ray A_14 and the converter 10_14 give energy to the light emitting element 26_14, so that the light emitting element 26_14 emits light.
Light generated by the light emitting element 26_14 is transmitted through the optical fiber 30_14, and is converted into an electric signal by being photoelectrically converted by the photomultiplier tube 40_14. The wave height analyzer 50_14 discriminates the wave height value and measures the light generated by the light emitting element 26_14.

高エネルギーγ線A_13は、コンバータ10_11、コンバータ10_12では、光核反応を起こさず、コンバータ10_13では、光核反応を起こすエネルギーを持つ。
高エネルギーγ線A_13とコンバータ10_13との間で光核反応が起こることで発生する荷電粒子101_13が、発光素子26_13にエネルギーを付与することで、発光素子26_13は発光する。
発光素子26_13で生じた光は、光ファイバ30_13で伝送され、光電子増倍管40_13で光電変換することで電気信号となる。波高分析装置50_13は、波高値を弁別し、発光素子26_13で生じた光を、計測する。
The high-energy γ-ray A_13 does not cause a photonuclear reaction in the converters 10_11 and 10_12, and has energy which causes a photonuclear reaction in the converter 10_13.
The light emitting element 26_13 emits light when the charged particles 101_13 generated by the photonuclear reaction between the high energy γ-ray A_13 and the converter 10_13 impart energy to the light emitting element 26_13.
Light generated in the light emitting element 26_13 is transmitted through the optical fiber 30_13, and is converted into an electric signal by being photoelectrically converted by the photomultiplier tube 40_13. The wave height analyzer 50_13 discriminates the wave height value and measures the light generated by the light emitting element 26_13.

高エネルギーγ線A_12は、コンバータ10_11では光核反応を起こさず、コンバータ10_12では光核反応を起こすエネルギーを持つ。
高エネルギーγ線A_12とコンバータ10_12との間で、光核反応が起こることで発生する荷電粒子101_12が、発光素子26_12にエネルギーを付与することで、発光素子26_12は発光する。
発光素子26_12で生じた光は、光ファイバ30_12で伝送され、光電子増倍管40_12で光電変換することで電気信号となる。波高分析装置50_12は、波高値を弁別し、発光素子26_12で生じた光を、計測する。
The high-energy γ-ray A_12 does not cause a photonuclear reaction in the converter 10_11, and has energy that causes a photonuclear reaction in the converter 10_12.
The light emitting element 26_12 emits light when the charged particles 101_12 generated by the photonuclear reaction between the high energy γ-ray A_12 and the converter 10_12 impart energy to the light emitting element 26_12.
Light generated by the light emitting element 26_12 is transmitted through the optical fiber 30_12, and is converted into an electric signal by being photoelectrically converted by the photomultiplier tube 40_12. The wave height analyzer 50_12 discriminates the wave height value and measures the light generated by the light emitting element 26_12.

高エネルギーγ線A_11は、コンバータ10_11では光核反応を起こすエネルギーを持つ。
高エネルギーγ線A_11とコンバータ10_11との間で光核反応が起こることで発生する荷電粒子101_11が、発光素子26_11にエネルギーを付与することで、発光素子26_11は発光する。
発光素子26_11で生じた光は、光ファイバ30_11で伝送され、光電子増倍管40_11で光電変換することで電気信号となる。波高分析装置50_11は、波高値を弁別し、発光素子26_11で生じた光を、計測する。
The high energy γ-ray A_11 has energy that causes a photonuclear reaction in the converter 10_11.
The light emitting element 26_11 emits light when the charged particles 101_11 generated by the photonuclear reaction between the high energy γ-ray A_11 and the converter 10_11 impart energy to the light emitting element 26_11.
The light generated by the light emitting element 26_11 is transmitted through the optical fiber 30_11, and is converted into an electric signal by being photoelectrically converted by the photomultiplier tube 40_11. The wave height analyzer 50_11 discriminates the wave height value and measures the light generated by the light emitting element 26_11.

この際、高エネルギーγ線とコンバータの間の光核反応は、高エネルギーγ線のエネルギーが、閾エネルギーよりも高ければ起こり得る。このため、高エネルギーγ線が、光核反応が起こり得る最初のコンバータを透過した以後に入射するコンバータにおいても、光核反応は起こり得る。
つまり、高エネルギーγ線A_13は、コンバータ10_13だけでなく、コンバータ10_14でも光核反応を起こす可能性がある。また、高エネルギーγ線A_12は、コンバータ10_12だけでなく、コンバータ10_13、コンバータ10_14でも光核反応を起こす可能性がある。また、高エネルギーγ線A_11は、コンバータ10_12、コンバータ10_13、コンバータ10_14でも光核反応を起こす可能性がある。
At this time, a photonuclear reaction between the high energy γ-ray and the converter can occur if the energy of the high energy γ-ray is higher than the threshold energy. Therefore, a photonuclear reaction may occur even in a converter in which high-energy γ-rays are incident after passing through the first converter in which a photonuclear reaction can occur.
That is, the high energy γ-ray A_13 may cause a photonuclear reaction not only in the converter 10_13 but also in the converter 10_14. The high energy γ-ray A_12 may cause a photonuclear reaction not only in the converter 10_12 but also in the converters 10_13 and 10_14. Also, the high energy γ-ray A_11 may cause a photonuclear reaction in the converters 10_12, 10_13, and 10_14.

図7に示すように、データ分析装置70は、γ線強度算出機能701、γ線強度算出機能702、γ線強度算出機能703、γ線強度算出機能704、換算装置711、換算装置712、換算装置713、換算装置714、換算装置715、換算装置716、差分処理装置721、差分処理装置722、差分処理装置723、などを備えている。   As shown in FIG. 7, the data analysis device 70 includes a γ-ray intensity calculation function 701, a γ-ray intensity calculation function 702, a γ-ray intensity calculation function 703, a γ-ray intensity calculation function 704, a conversion device 711, a conversion device 712, and a conversion device. The apparatus includes a device 713, a conversion device 714, a conversion device 715, a conversion device 716, a difference processing device 721, a difference processing device 722, a difference processing device 723, and the like.

データ分析装置70は、それぞれの波高分析装置(波高分析装置50_11、波高分析装置50_12、波高分析装置50_13、波高分析装置50_14)から取得したデータに基づいて、高エネルギーγ線A_11の強度、高エネルギーγ線A_12の強度、高エネルギーγ線A_13の強度、高エネルギーγ線A_14の強度を出力する。
なお、データ分析装置70は、必ずしも波高分析装置に直接接続される必要はなく、スケーラーなどを介して接続されていてもよい。また、データ分析装置70は、独立した装置として、計数が直接入力されることでデータ分析する装置であってもよい。
The data analyzer 70 is based on data obtained from each of the pulse height analyzers (the pulse height analyzer 50_11, the pulse height analyzer 50_12, the pulse height analyzer 50_13, and the pulse height analyzer 50_14). The intensity of γ-ray A_12, the intensity of high energy γ-ray A_13, and the intensity of high energy γ-ray A_14 are output.
Note that the data analyzer 70 does not necessarily need to be directly connected to the wave height analyzer, and may be connected via a scaler or the like. Further, the data analysis device 70 may be an independent device that performs data analysis by directly inputting a count.

データ分析装置70は、コンバータの種類で分けられた各層(第1層601、第2層602、第3層603、第4層604)ごとのデータを集約し、高エネルギーγ線の強度を分析する。例えば、データ分析装置70は、分析対象の高エネルギーγ線が入射する側の層から順に、高エネルギーγ線の強度を分析する。具体的には、データ分析装置70は、上層の発光素子の発光回数に基づいて強度が算出された高エネルギーγ線が、下層の発光素子の発光に寄与した回数を算出する。そして、データ分析装置70は、下層の発光素子の全発光回数に基づいて強度が算出された高エネルギーγ線の発光回数を引くことにより、下層の発光素子で初めて発光に寄与した高エネルギーエネルギー帯のγ線の強度を算出する。   The data analyzer 70 aggregates data for each layer (first layer 601, second layer 602, third layer 603, and fourth layer 604) classified by the type of converter, and analyzes the intensity of high-energy γ-rays. I do. For example, the data analyzer 70 analyzes the intensity of the high-energy γ-ray in order from the layer on the side where the high-energy γ-ray to be analyzed is incident. Specifically, the data analysis device 70 calculates the number of times that the high-energy γ-rays whose intensities have been calculated based on the number of times of light emission of the upper layer light emitting element contributed to the light emission of the lower layer light emitting element. Then, the data analyzer 70 subtracts the number of high-energy γ-rays whose intensity has been calculated based on the total number of times of emission of the lower-layer light-emitting element, and thereby the lower-layer light-emitting element first contributes to light emission in the high-energy energy band. Γ-ray intensity is calculated.

高エネルギーγ線の強度の算出方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、対象の高エネルギーγ線による発光素子の発光量や計数からデータベースを元に算出しても良いし、また、例えば、光核反応断面積や荷電粒子の発光素子への入射確率などを用いて算出しても良い。
なお、データ分析装置70の出力としては、高エネルギーγ線の強度のみならず、高エネルギーγ線の強度以外の計数、放射能、或いは、線量率などであっても良い。その場合、後述のγ線強度算出装置の代わりに、線量率換算装置や放射能算出装置などを使用することも可能である。
The method of calculating the intensity of the high-energy γ-ray is not particularly limited.For example, the intensity may be calculated based on a database from the light emission amount or the count of the light-emitting element by the target high-energy γ-ray, For example, it may be calculated using the photonuclear reaction cross-section, the probability of charged particles being incident on the light-emitting element, or the like.
The output of the data analyzer 70 may be not only the intensity of the high-energy γ-ray but also a count, radioactivity, dose rate, or the like other than the intensity of the high-energy γ-ray. In this case, a dose rate conversion device, a radioactivity calculation device, or the like can be used instead of a γ-ray intensity calculation device described later.

γ線強度算出機能701は、波高分析装置50_11から入力される一定の波高値以上の電気信号の計数に基づいて、高エネルギーγ線A_11の強度を算出する。ここでは、コンバータ10_11に高エネルギーγ線が入射する。   The γ-ray intensity calculation function 701 calculates the intensity of the high-energy γ-ray A_11 based on the count of the electric signal having a certain peak value or more input from the peak analyzer 50_11. Here, high energy γ-rays enter the converter 10_11.

換算装置711は、γ線強度算出機能701で算出された高エネルギーγ線A_11の強度に基づいて、高エネルギーγ線A_11によって、コンバータ10_12で光核反応を起こし、発光素子26_12を発光させ、波高分析装置50_12で、一定の波高値以上と分析された信号の計数を算出する。   Based on the intensity of the high energy γ-ray A_11 calculated by the γ-ray intensity calculation function 701, the conversion device 711 causes a photonuclear reaction in the converter 10_12 by the high energy γ-ray A_11, causing the light emitting element 26_12 to emit light, The analyzer 50_12 calculates a count of signals analyzed as having a certain peak value or more.

換算装置712は、γ線強度算出機能701で算出された高エネルギーγ線A_11の強度に基づいて、高エネルギーγ線A_11によって、コンバータ10_13で光核反応を起こし、発光素子26_13を発光させ、波高分析装置50_13で、一定の波高値以上と分析された信号の計数を算出する。   The conversion device 712 causes a photonuclear reaction in the converter 10_13 by the high-energy γ-ray A_11 based on the intensity of the high-energy γ-ray A_11 calculated by the γ-ray intensity calculation function 701, causing the light emitting element 26_13 to emit light, The analyzer 50_13 calculates the count of signals analyzed as having a certain peak value or more.

換算装置713は、γ線強度算出機能701で算出された高エネルギーγ線A_11の強度に基づいて、高エネルギーγ線A_11によって、コンバータ10_14で光核反応を起こし、発光素子26_14を発光させ、波高分析装置50_14で、一定の波高値以上と分析された信号の計数を算出する。   The conversion device 713 causes a photonuclear reaction in the converter 10_14 by the high energy γ-ray A_11 based on the intensity of the high energy γ-ray A_11 calculated by the γ-ray intensity calculation function 701, causing the light emitting element 26_14 to emit light, The analysis device 50_14 calculates the number of signals analyzed as having a certain peak value or more.

差分処理装置721は、波高分析装置50_12から入力される計数から、換算装置711で換算された計数を引いた計数を、γ線強度算出機能702へと出力する。   The difference processing device 721 outputs a count obtained by subtracting the count converted by the conversion device 711 from the count input from the pulse height analysis device 50_12 to the γ-ray intensity calculation function 702.

γ線強度算出機能702は、差分処理装置721から入力される計数に基づいて、高エネルギーγ線A_12の強度を算出する。   The γ-ray intensity calculation function 702 calculates the intensity of the high energy γ-ray A_12 based on the count input from the difference processing device 721.

換算装置714は、γ線強度算出機能702で算出された高エネルギーγ線A_12の強度に基づいて、高エネルギーγ線A_12によって、コンバータ10_13で光核反応を起こし、発光素子26_13を発光させ、波高分析装置50_13で、一定の波高値以上と分析された信号の計数を算出する。   The conversion device 714 causes a photonuclear reaction in the converter 10_13 by the high-energy γ-ray A_12 based on the intensity of the high-energy γ-ray A_12 calculated by the γ-ray intensity calculation function 702, and causes the light emitting element 26_13 to emit light. The analyzer 50_13 calculates the count of signals analyzed as having a certain peak value or more.

換算装置715は、γ線強度算出機能702で算出された高エネルギーγ線A_12の強度に基づいて、高エネルギーγ線A_12によってコンバータ10_14で光核反応を起こし、発光素子26_14を発光させ、波高分析装置50_14で、一定の波高値以上と分析された信号の計数を算出する。   The conversion device 715 causes a photonuclear reaction in the converter 10_14 by the high-energy γ-ray A_12 based on the intensity of the high-energy γ-ray A_12 calculated by the γ-ray intensity calculation function 702, causes the light emitting element 26_14 to emit light, and performs wave height analysis. The device 50_14 calculates a count of signals analyzed as having a certain peak value or more.

差分処理装置722は、波高分析装置50_13から入力される計数から、換算装置712で換算された計数及び換算装置714で換算された計数を引いた計数を、γ線強度算出機能703へと出力する。   The difference processing device 722 outputs a count obtained by subtracting the count converted by the conversion device 712 and the count converted by the conversion device 714 from the count input from the pulse height analysis device 50_13 to the γ-ray intensity calculation function 703. .

γ線強度算出機能703は、差分処理装置722から入力される計数に基づいて、高エネルギーγ線A_13の強度を算出する。   The γ-ray intensity calculation function 703 calculates the intensity of the high-energy γ-ray A_13 based on the count input from the difference processing device 722.

換算装置716は、γ線強度算出機能703で算出された高エネルギーγ線A_13の強度に基づいて、高エネルギーγ線A_13によって、コンバータ10_14で光核反応を起こし、発光素子26_14を発光させ、波高分析装置50_14で、一定の波高値以上と分析された信号の計数を算出する。   The conversion device 716 causes a photonuclear reaction in the converter 10_14 by the high-energy γ-ray A_13 based on the intensity of the high-energy γ-ray A_13 calculated by the γ-ray intensity calculation function 703, causing the light emitting element 26_14 to emit light, The analysis device 50_14 calculates the count of signals analyzed as having a certain peak value or more.

差分処理装置723は、波高分析装置50_14から入力される計数から、換算装置713で換算された計数、換算装置715で換算された計数、及び換算装置716で換算された計数を引いた計数を、γ線強度算出機能704へと出力する。   The difference processing device 723 subtracts the count converted by the conversion device 713, the count converted by the conversion device 715, and the count converted by the conversion device 716 from the count input from the pulse height analysis device 50_14, Output to the γ-ray intensity calculation function 704.

γ線強度算出機能704は、差分処理装置723から入力される計数に基づいて、高エネルギーγ線A_14の強度を算出する。   The γ-ray intensity calculation function 704 calculates the intensity of the high-energy γ-ray A_14 based on the count input from the difference processing device 723.

上述のように、データ分析装置70は、エネルギーの異なる高エネルギーγ線A_11の強度、高エネルギーγ線A_12の強度、高エネルギーγ線A_13の強度、高エネルギーγ線A_14の強度を分離して算出することができる。
なお、換算装置における計数の換算方法は、特に限定されるものではなく、データベースを元に算出しても良いし、コンバータの光核反応断面積や荷電粒子の発光素子への入射確率などを用いて算出しても良い。
As described above, the data analyzer 70 separately calculates the intensity of the high energy γ-ray A_11, the intensity of the high energy γ-ray A_12, the intensity of the high energy γ-ray A_13, and the intensity of the high energy γ-ray A_14 having different energies. can do.
The conversion method of the count in the conversion device is not particularly limited, and may be calculated based on a database, or may be based on the photonuclear reaction cross-section of the converter or the probability of incidence of charged particles on the light emitting element. May be calculated.

第6実施形態に係る放射線計測装置600によれば、発光素子とコンバータとで構成される層を、コンバータの種類が異なる多層構造とすることで、光核反応の閾エネルギーを利用し、高エネルギーガンマ線をエネルギー帯ごとに分離して計測することができる。これにより、低エネルギーγ線に対して感度が低く、高エネルギーγ線に対して感度が高い放射線計測装置600を実現できる。   According to the radiation measuring apparatus 600 according to the sixth embodiment, the layer composed of the light emitting element and the converter has a multilayer structure having different types of converters. Gamma rays can be measured separately for each energy band. This makes it possible to realize the radiation measuring apparatus 600 having low sensitivity to low energy γ-rays and high sensitivity to high energy γ-rays.

以上、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。   Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, the gist of the present invention is not limited to these descriptions, and should be widely interpreted based on the description of the claims. It goes without saying that various changes and modifications based on these descriptions are also included in the gist of the present invention.

10 コンバータ
20,25 発光素子
21,23a 長波長発光素子(第1長波長発光素子)
23b 長波長発光素子(第2長波長発光素子)
30 光ファイバ
40 光電子増倍管
50 波高分析装置
60 差分処理装置
70 データ分析装置
100 放射線計測装置
200 放射線計測装置
300 放射線計測装置
300a 系統(第1系統)
300b 系統(第2系統)
400 放射線計測装置
500 放射線計測装置
600 放射線計測装置
10 converter 20, 25 light emitting element 21, 23a long wavelength light emitting element (first long wavelength light emitting element)
23b Long wavelength light emitting device (second long wavelength light emitting device)
Reference Signs List 30 optical fiber 40 photomultiplier tube 50 wave height analyzer 60 difference processing device 70 data analyzer 100 radiation measuring device 200 radiation measuring device 300 radiation measuring device 300a system (first system)
300b system (second system)
400 radiation measuring device 500 radiation measuring device 600 radiation measuring device

Claims (12)

γ線との光核反応により荷電粒子を放出するコンバータと、
前記コンバータに接して設けられる発光素子とを有し、
前記コンバータは、前記荷電粒子の飛程以下の厚さを有する、
ことを特徴とする放射線計測装置。
a converter that emits charged particles by photonuclear reaction with γ-rays,
A light-emitting element provided in contact with the converter,
The converter has a thickness equal to or less than the range of the charged particles,
A radiation measuring device, characterized in that:
γ線との光核反応により荷電粒子を放出するコンバータと、
前記荷電粒子の飛程以下の厚さを有し、前記コンバータに接して設けられる発光素子と、
を備えることを特徴とする放射線計測装置。
a converter that emits charged particles by photonuclear reaction with γ-rays,
A light-emitting element having a thickness equal to or less than the range of the charged particles, and provided in contact with the converter,
A radiation measurement device comprising:
前記発光素子が発光する光を光電変換する光電子増倍管を更に備え、
前記光電子増倍管は、
前記発光素子の放射線照射領域から離れた位置に設けられる、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の放射線計測装置。
Further comprising a photomultiplier tube for photoelectrically converting the light emitted by the light emitting element,
The photomultiplier tube,
Provided at a position away from the radiation irradiation area of the light emitting element,
The radiation measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記発光素子と前記光電子増倍管とを接続する光ファイバを更に備える、
ことを特徴とする請求項3に記載の放射線計測装置。
Further comprising an optical fiber connecting the light emitting element and the photomultiplier tube,
The radiation measuring apparatus according to claim 3, wherein:
前記発光素子は、
波長が700nm以上の光を発光する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の放射線計測装置。
The light emitting element,
Emits light having a wavelength of 700 nm or more,
The radiation measuring apparatus according to claim 1, wherein
前記光電子増倍管から出力される電気信号の波高値を分析する波高分析装置を更に備える、
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の放射線計測装置。
The apparatus further includes a wave height analyzer for analyzing a wave height of an electric signal output from the photomultiplier tube,
The radiation measuring apparatus according to claim 3 or 4, wherein:
前記コンバータ及び前記発光素子は、複数である、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の放射線計測装置。
The converter and the light emitting element are plural,
The radiation measuring apparatus according to claim 1, wherein:
前記コンバータは、異なる材料で形成される、
ことを特徴とする請求項7に記載の放射線計測装置。
The converter is formed of different materials;
The radiation measuring apparatus according to claim 7, wherein:
前記γ線の入射側に近い位置に設置されるコンバータは、前記γ線の入射側から遠い位置に設置されるコンバータより、光核反応の閾エネルギーが高い、
ことを特徴とする請求項8に記載の放射線計測装置。
The converter installed at a position closer to the γ-ray incidence side has a higher threshold energy of photonuclear reaction than the converter installed at a position farther from the γ-ray incidence side,
The radiation measuring apparatus according to claim 8, wherein:
隣接するコンバータは、計測対象のγ線のエネルギーを挟む閾エネルギーを、それぞれ有する、
ことを特徴とする請求項7乃至請求項9の何れか一項に記載の放射線計測装置。
Adjacent converters each have a threshold energy sandwiching the energy of the gamma ray to be measured,
The radiation measuring apparatus according to claim 7, wherein
前記γ線の強度を分析するデータ分析装置を更に備える、
ことを特徴とする請求項7乃至請求項10の何れか一項に記載の放射線計測装置。
Further comprising a data analyzer for analyzing the intensity of the γ-ray,
The radiation measuring apparatus according to any one of claims 7 to 10, wherein
γ線との光核反応により荷電粒子を放出するコンバータと、前記荷電粒子の飛程以下の厚さを有し、前記コンバータに接して設けられる第1の長波長発光素子と、を含む第1系統と、
第2の長波長発光素子を含む第2系統と、
前記第1系統で得られた計数と前記第2系統で得られた計数との差分を算出する差分処理装置と、
を備えることを特徴とする放射線計測装置。
a first device including a converter that emits charged particles by a photonuclear reaction with γ-rays, and a first long-wavelength light-emitting element having a thickness equal to or less than the range of the charged particles and provided in contact with the converter. Strain and
A second system including a second long-wavelength light emitting element;
A difference processing device that calculates a difference between the count obtained in the first system and the count obtained in the second system,
A radiation measurement device comprising:
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