JP2020165967A - 放射線撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高線量率の環境下において、広い視野、高い角度分解能かつ高効率でγ線の入射方向を検知する。【解決手段】この放射線検出部３０においては、基台２０の表面を構成する素子載置面２０Ａ〜２０Ｆに、放射線検出素子１０が２４個ずつ配置されている。基台２０において、正５角形の形状の平面である素子載置面２０Ａ〜２０Ｆは、正１２面体における辺を共有するように互いに隣接するため、これらによって連続的に表面が形成される。放射線検出素子１０は、コンプトンカメラである。【選択図】図２

Description

本発明は、放射性物質の空間分布を認識するために放射線を撮像する放射線撮像装置に関する。

放射性物質（線源）の空間分布を測定するためには、この放射性物質が発するγ線を撮像する撮像装置が有効である。これにより得られたγ線の強度を空間中の各点（あるいはγ線の入射方向）と対応させることによって、この放射性物質の空間分布を認識することができる。しかしながら、可視光等とは異なり、γ線に対してはレンズ等の屈折光学素子や鏡等の反射光学素子が実質的に存在せず、結像光学系を形成することができないため、可視光と同様の撮像装置を実現することは極めて困難である。

このため、このような結像光学系を用いないγ線の撮像装置として、例えば、特許文献１に記載されたような、コンプトンカメラが知られている。コンプトンカメラにおいては、１層目となる散乱層、２層目となる吸収層のそれぞれにおいて、γ線光子１個の入射位置と、これによるγ線光子の吸収エネルギーが測定される。散乱層、吸収層は互いに平行な平板状とされる。これらの吸収エネルギーが測定されることによって、このγ線光子の散乱層による散乱角が算出できる。１回の検出では、入射したγ線光子の入射方向はこの散乱角に対応した方向に限定されるが、ここで求まるのは散乱角の絶対値のみであり、入射方向は空間分布における散乱角θに対応する円周（円錐：コンプトンコーン）上にある。このため、この場合には散乱方向が定まらず、入射したγ線の入射方向は一義的には定まらない。しかしながら、同一箇所から再びγ線光子が発せられ、これが再び同様に検出された場合には、再び同様のコンプトンコーンを認識することができ、散乱層による散乱方向が１回目と異なれば、これらのコンプトンコーンの重複（交差）箇所がこの入射方向として認識される。この原理によって、結像光学系を用いずに、γ線の撮像を行なうことができる。

また、高感度のγ線検出器としては、γ線光子の吸収に伴って可視光の発光をするシンチレータと、この発光を検出する光電子増倍管とを組み合わせた方式のものが知られている。特許文献２、３には、γ線光子の入射方向を狭い範囲に制限するコリメータやシンチレータを球面上の異なる箇所に多数分散させ、球面上における位置に対応した狭い角度範囲となる入射方向のγ線を各シンチレータが吸収し、このシンチレータの発光を検出することによって、γ線光子の入射方向を認識する検出器が記載されている。この場合においては、配列されたコリメータやシンチレータが撮像に際しての画素に対応する。

特開２０１０−４８６９９号公報 特開２００４−１７０１１６号公報 特開２０１７−２０８２０号公報

原子力発電所の事故現場等においては、放射性物質が極めて広い範囲に飛散しており、この広い範囲の中でその空間分布を測定することが要求される。この際、線量率の高い環境下でこの測定は行われるため、速やかな測定が可能なように、測定効率が高いことも要求される。あるいは、移動体（自動車等）によりこの検出器を移動させてその測定を行うことが必要となる場合もある。このような測定に際しては、上記のような放射線（γ線）撮像装置において、その視野角を広くとる必要があり、その中でγ線の入射方向を正確に認識できる、すなわち高い角度分解能をもつことが要求される。この際、視野は例えば半球状とすることが好ましい。

こうした点において、特許文献１に記載されたようなコンプトンカメラは、検出したイベント数が多ければ入射方向を高精度で認識することができるものの、視野を広くとることは困難であった。このため、実際に上記のように広い視野を確保するためには、コンプトンカメラの視野を逐次移動させることが必要となるため、効率的な測定は困難であった。あるいは、このように視野を機械的に切り替えるための機構、例えばコンプトンカメラを回転させる機構が必要となった。

一方、特許文献２、３に記載されたような検出器の場合には、広い視野を確保することは可能であるが、その視野は、配列されたコリメータ、シンチレータの数に依存し、広い視野を得るためには、配列されたコリメータ、シンチレータ配置数を多くすることが必要となる。その際は、特に高線量率の環境下では、画素を制限するための遮蔽体を多く配置する必要があり、これにより構造が複雑となり全体の重量も重くなる。これらが付帯装備された測定機器を屋外で移動させて測定作業することは困難である。また、複雑な構造はその製造も容易ではなく、保守メンテナンスも容易でない。

すなわち、高線量率の環境下において、広い視野、高い角度分解能かつ高効率でγ線の入射方向を検知できることが望まれた。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の放射線撮像装置は、放射線の強度及び入射方向を検出する放射線検出素子を用いて放射性物質の空間分布を測定する放射線撮像装置であって、前記放射線検出素子は、平板状の散乱層及び吸収層を具備し、検出対象となる放射線の前記散乱層における平面内の入射位置、前記散乱層によって散乱後の放射線の前記吸収層における平面内の入射位置、当該検出対象となる放射線の前記散乱層におけるエネルギー損失、及び当該散乱後の放射線の前記吸収層におけるエネルギー損失に基づき、当該検出対象となる放射線の前記散乱層への入射方向が算出されるコンプトンカメラであり、多面体の表面を構成するように形成された、異なる向きの複数の多角形の平面である複数の素子載置面を有する基台を具備し、前記基台における複数の前記素子載置面の各々に、前記放射線検出素子が配されたことを特徴とする。
本発明の放射線撮像装置は、単一の前記素子載置面に、視野を共通とした複数の前記放射線検出素子が配されたことを特徴とする。
本発明の放射線撮像装置は、前記基台において、複数の前記素子載置面は、前記多面体における辺を共有して隣接する複数の表面に対応して形成されたことを特徴とする。
本発明の放射線撮像装置は、測定が行われた際の自身の存在する位置、日時のうちの少なくともいずれかを認識する測定状況認識部と、当該測定による測定結果を記憶する記憶部と、前記測定状況認識部によって認識された前記位置、前記日時のうちの少なくともいずれかと前記測定結果を対応させて前記記憶部に記憶させる制御部と、を具備することを特徴とする。
本発明の放射線撮像装置は、複数種類の放射性核種が発するγ線のエネルギースペクトルに関する情報に基づき、前記放射線検出素子によって検出された、特定の入射方向における特定のエネルギー範囲のγ線の検出強度より、線量率を算出する線量率算出部を具備することを特徴とする。
本発明の放射線撮像装置は、前記放射線撮像装置で撮像される対象物からの光による情報を取得する光学計測部を具備することを特徴とする。
本発明の放射線撮像装置は、前記入射方向毎に、前記放射線検出素子における特定のエネルギー範囲のγ線の検出強度と、前記光学計測部による前記情報とを共に画像化して表示する表示部を具備することを特徴とする。
本発明の放射線撮像装置において、前記光学計測部は、光を用いた計測によって前記対象物までの距離を算出することを特徴とする。
本発明の放射線撮像装置において、前記検出強度は、前記入射方向における前記コンプトンカメラによって得られる複数のコンプトンコーンの重複の度合いとして認識され、前記検出強度が前記距離に応じて前記対象物の表面での値に換算された上で、前記入射方向に対してマッピング表示されることを特徴とする。
本発明の放射線撮像装置において、前記散乱層及び前記吸収層は、シンチレータと、当該シンチレータからの発光を検出する光検出器とで構成されたことを特徴とする。
本発明の放射線撮像装置において、前記散乱層及び前記吸収層における前記シンチレータは、板状の結晶で構成され、前記散乱層における前記シンチレータは、前記吸収層における前記シンチレータよりも薄く構成されたことを特徴とする。
本発明の放射線撮像装置において、前記散乱層及び前記吸収層は、共に半導体材料中で前記放射線を検出する半導体検出器を具備することを特徴とする。

本発明は以上のように構成されているので、広い視野、高い角度分解能かつ高効率でγ線の入射方向を検知することができる。

本発明の実施の形態に係る放射線撮像装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る放射線撮像装置において用いられる放射線検出部の構成を示す上面図である。 本発明の実施の形態に係る放射線撮像装置において用いられる放射線検出素子の構造及び動作を示す図である。 本発明の実施の形態に係る放射線撮像装置において用いられる光学計測部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る放射線撮像装置が使用される際の態様の例を示す図である。 本発明の実施例による^１３７Ｃｓのマッピング結果である。

以下、本発明の実施の形態に係る放射線撮像装置について説明する。図１は、この放射線撮像装置１の構成を示すブロック図である。この放射線撮像装置１においては、特に入射したγ線（放射線）を検出し、その到来方向（入射方向：線源の空間的位置）とエネルギー（エネルギースペクトル）を認識するために、放射線検出部３０が設けられている。放射線検出部３０は、複数の放射線検出素子１０と、全ての放射線検出素子１０の出力を認識し、γ線の検出された素子の位置情報と吸収エネルギーを出力する信号処理部３１を具備する。

図２は、放射線検出部３０の構成を示す上面図である。この放射線検出部３０においては、基台２０の表面を構成する素子載置面２０Ａ〜２０Ｆに、放射線検出素子１０が２４個ずつ配置されている。基台２０において、正５角形の形状の平面である素子載置面２０Ａ〜２０Ｆは、正１２面体における辺を共有するように互いに隣接するため、これらによって連続的に表面が形成される。具体的には、素子載置面２０Ａが最上部で水平方向となるように配置され、素子載置面２０Ｂ〜２０Ｆは、素子載置面２０Ａにおける各辺と自身の一辺とを共有させて正１２面体の一部を構成させるように設けられている。このため、素子載置面２０Ａ〜２０Ｆは、正１２面体における対向する平行な２つの表面を水平方向とした場合に、正１２面体の上側半分を構成するように設けられる。この正１２面体の大きさは、例えば半径１ｍ程度とすることができる。

図３は、単一の放射線検出素子１０の構成を示す構成図である。この放射線検出素子１０は、特許文献１に記載された検出器と同様のコンプトンカメラである。この放射線検出素子１０においては、上段の散乱層１１、下段の吸収層１２が用いられる。散乱層１１、吸収層１２は、共にγ線の吸収により可視光の発光をするシンチレータと、この発光を検知してパルス出力をすると共に、この発光の平面内における位置も認識することができる２次元光検出器（光検出器）とが組み合わせて用いられる。２次元光検出器においては、発光を検知する度にパルス出力をする共に、発光の入射位置が認識される。このパルス出力におけるパルス高は、入射したγ線からシンチレータが吸収したエネルギーに対応する。素子内信号処理部１３は、このエネルギーと、各光検出器における発光の検出（入射）位置を認識する。

ここで、散乱層１１ではγ線光子の一部のエネルギーのみが吸収され、吸収層１２ではγ線光子の残りのエネルギーの大部分が吸収されるように設定される。散乱層１１においては、シンチレータ１１Ａと２次元光検出器１１Ｂが用いられ、入射γ線γ０が散乱層１１（シンチレータ１１Ａ）で散乱されて散乱γ線γ１となる。この際に入射γ線γ０からシンチレータ１１Ａが吸収したエネルギーに対応する光子数の可視光の発光Ｐ１が発せられ、これが２次元光検出器１１Ｂで検出される。同様に、吸収層１２においては、シンチレータ１２Ａと２次元光検出器１２Ｂが同様に組み合わせて用いられ、散乱γ線γ１からシンチレータ１２Ａが吸収したエネルギーに対応する光子数の可視光の発光Ｐ２が発せられ、これが２次元光検出器１２Ｂで検出される。

シンチレータ１１Ａ、１２Ａとしては、例えば平板状のＧＡＧＧ（ガドリニウム・アルミニウム・ガリウム・ガーネット）結晶が用いられる。ただし、前記のようにγ線エネルギーの散乱層１１における吸収を小さく、吸収層１２における吸収を大きくするために、シンチレータ１１Ａは薄く（例えば７ｍｍ厚）、シンチレータ１２Ａは厚く（例えば２０ｍｍ厚）とされる。２次元光検出器１１Ｂ、１２Ｂとしては同一仕様の位置検出型シリコン光電子増倍管が特に好ましく用いられる。２次元光検出器１１Ｂ、１２Ｂは可視光を検出するために薄く設けられ、これらによるγ線エネルギーの吸収は無視できる。

散乱層１１（シンチレータ１１Ａ）においては、γ線光子の散乱は主に電子によるコンプトン散乱であるため、これによるエネルギーの損失Ｅ１と散乱角θの間には一定の関係がある。また、散乱後のγ線γ１の残りのエネルギーが吸収層１２で吸収されるものとすると、吸収層１２でのエネルギー損失をＥ２として、散乱角θは、電子質量をｍ_ｅ、光速度をｃとして、（１）式で与えられる。Ｅ１は２次元光検出器１１Ｂのパルス出力より、Ｅ２は２次元光検出器１２Ｂのパルス出力より、それぞれ素子内信号処理部１３が認識する。

図３において、２次元光検出器１１Ｂ、１２Ｂにおいては光の入射位置が認識されるため、素子内信号処理部１３は、散乱層１１で散乱後のγ線γ１の方向を認識することができる。ここで、散乱角θは（１）式で定まるが、ここで定まるのは散乱角θの絶対値であるため、入射γ線γ０の方向は散乱後のγ線γ１の周りの角度θの円錐面(コンプトンコーン）上のいずれかとなり、一義的には定まらない。ただし、同一方向（空間内の一点にある線源）から再び発せられたγ線光子を同様に検知し、これによって前記と異なるコンプトンコーンが認識された場合には、この線源の方向を、これらのコンプトンコーンの交点として認識することができる。図３において、素子内信号処理部１３は、入射γ線γ０の入射毎にこのように散乱後のγ線γ１の方向とθ（コンプトンコーン）を認識することによって、入射γ線γ０の方向を認識する。また、各放射線検出素子１０において、前記のように散乱γ線γ１が吸収層１２で完全に止められる（散乱γ線γ１のエネルギーが全て吸収される）ものとすると、入射γ線γ０のエネルギーはＥ１＋Ｅ２となる。この際、多くのγ線光子の検出に際しては、上記のコンプトンコーンが多く得られ、この重複の度合いが高い方向（２次元画像中の位置）においては、特にγ線強度が大きい（高線量である）と認識される。このため、例えばコンプトンコーンの交点の密度がγ線強度に対応し、これを例えばカラー表示（カラーコンター表示）することによって、γ線強度分布を２次元画像で可視化（マッピング）することができる。また、図１の場合において１つのγ線光子から放射線検出素子１０が吸収したエネルギー（Ｅ１＋Ｅ２）がこのγ線のエネルギーと等しいとすると、ある特定の放射性核種（例えば^１３７Ｃｓ）が発するγ線のエネルギーと等しいγ線の検出結果のみに基づき、このマッピングを行なえば、この放射性核種のマッピングを行うことができる。

このように、放射線検出素子１０は入射γ線γ０の入射方向、エネルギーを認識することができるが、その視野は図３における散乱層１１、吸収層１２の水平方向の幅等で限定され、これらはシンチレータや２次元光検出器の大きさで定まる。このため、例えばこの視野を例えば半球状（視野角＝１８０°）にすることは極めて困難である。これに対して、各放射線検出素子１０を図２に記載されるように配置すれば、素子載置面２０Ａ〜２０Ｆの各々に配置された放射線検出素子１０の視野は素子載置面毎に定まり、視野の中心は隣接する素子載置面の間で一定値だけずれる。このため、図１の構成によって、全体としては半球状の広い視野が得られる。

また、図２における素子載置面２０Ａ〜２０Ｆは、正１２面体を構成する表面であるため、前記の基台２０は、実際には正１２面体を形成することによって得られる。その後、基台２０の内部に信号処理部３１を配置し、各素子載置面に図２に示されたように放射線検出素子１０を配置して接続することによって、前記の放射線検出部３０を容易に得ることができる。

ここで、入射γ線γ０の入射方向、エネルギーを放射線検出素子１０で認識するためには、入射γ線γ０の１個のγ線光子に対する２次元光検出器１１Ｂの出力、及びこれに対応した散乱後のγ線γ１による２次元光検出器１２Ｂのパルス出力が適正に認識できることが要求される。このγ線光子の単位時間当たりの入射個数（カウント数）が多すぎる場合には、上記のような２次元光検出器１１Ｂ、１２Ｂのパルス出力の認識が困難となる場合があるため、単一の放射線検出素子１０におけるカウント数は、一定値以下であることが要求される。一方、γ線の検出効率を高めるためには、図２における単一の素子載置面における素子面積（散乱層１１、吸収層１２の面積）を大きくとり、検出効率を高くして、カウント数を大きくすることが好ましい。

図１の構成においては、単一の素子載置面に配置され同一の視野をもつ複数の放射線検出素子１０を多数設けたことによって、単一の放射線検出素子１０のカウント数を小さくすることができ、線量率が高い場合にも、個々の放射線検出素子１０における上記の認識がしやすくなる。ただし、上記のような認識が可能な限りにおいて、図３における素子内信号処理部１３を、複数（例えば４つ）の放射線検出素子１０について共通としてもよい。

図１において、制御部４０は、上記のように認識された入射γ線γ０の到来方向（空間分布）を認識し、これを表示部５０（ディスプレイ）で、例えば空間画像中の点として表示させることができる。この画像における点が密集した場所が高い線量率の線源に対応すると認識することができる。この表示は、例えば検出されたγ線光子のエネルギー毎、あるいは一定のエネルギー範囲毎に行わせることができる。この場合、例えば特定された放射性核種の発するγ線スペクトルにおけるピーク付近のエネルギーでこの表示を行わせれば、この表示はこの放射性核種の空間分布に対応する。

ここで、線源として想定される放射性核種が予め限定されている場合には、この放射性核種の発するγ線のエネルギースペクトルより、上記のような一定エネルギー範囲内のカウント数から、一定時間（例えば１年）における線量率を算出することができる。図１における線量率算出部６０は、このような予め想定される放射性核種の発するγ線のエネルギースペクトルを基にして、一定のエネルギー範囲のカウント数から、この放射線撮像装置１がある場所における線量率を算出することができる。

また、図１において、制御部４０には、光学計測部７０も接続される。図４は、光学計測部７０の構成及び動作を示すブロック図である。光学計測部７０は、周知のライダー（Ｌｉｄａｒ）装置として機能する。光学計測制御部７１は、レーザー光源７２を制御してパルス状かつビーム状のレーザー光Ｌを特定の方向に向けて発する。このレーザー光Ｌが対象物Ｏｂの表面に照射された際の拡散反射光等である戻り光Ｒが、受光部７３で検出される。光学計測制御部７１は、レーザー光Ｌが対象物Ｏｂ表面を走査するように制御し、これに応じた戻り光Ｒの受光部７３による検出強度を認識することができる。

また、レーザー光Ｌがパルス状に発振されるため、戻り光Ｒもこれに対応したパルス状となる。光学計測制御部７１は、レーザー光Ｌと戻り光Ｒの時間差を解析することによって、光学計測部７０（放射線撮像装置１）と対象物Ｏｂにおけるレーザー光Ｌが照射された箇所との間の距離を認識することができる。この距離も戻り光Ｒの検出強度と同様にレーザー光Ｌの走査に応じて認識することができる。

このため、図１の構成においては、表示部５０において前記のようにγ線強度の空間分布を表示させると共に、戻り光Ｒの強度分布も表示させることができる。これらの表示を空間位置が対応するように重複させて表示部５０に表示させることができる。戻り光Ｒの強度の空間分布は、測定対象物（建物等）の表面構造等を反映し、可視光による画像と類似する。一方、前記のように、放射線検出部３０によって得られたコンプトンコーンの重複の度合い（例えば交点の密度）は、γ線強度の空間分布（放射性物質の分布）を反映する。これらの画像を重複させて表示部５０で表示させることによって、放射性物質の分布（その局在の状況）を容易に認識することができる。これらの画像データ、あるいは画像データの基になった実測データは、図１における記憶部９０に記憶させることができる。記憶部９０は、 ハードディスクや不揮発性メモリ等で構成される。

一方、前記のように、光学計測部７０によって、制御部４０は、対象物Ｏｂまでの距離を認識することができる。このため、制御部４０は、例えば前記の画像におけるγ線強度が高い領域（線源）までの距離も認識することができ、これを前記の戻り光Ｒの強度の代わりに画像化して表示させることもできる。この場合、制御部４０は、このγ線強度が高い領域の実際の大きさも認識することができる。前記のように、γ線強度はコンプトンコーンの交点の密度に対応するが、この際に、このように密度の高い箇所に対応する距離を用いてこのγ線強度を補正した（例えばこの密度に距離の２乗を乗じた）上で、前記と同様にマッピングした場合には、このマッピング画像は、対象物Ｏｂ上の実際のγ線強度に対応する。前記のようにこのマッピングを特定の放射性核種について行えば、このマッピング結果は、対象物Ｏｂ上におけるこの放射性核種の分布を反映する。このため、単にγ線あるいはこれを発する放射性物質を測定する（撮像する）だけでなく、戻り光Ｒの検出強度や対象物Ｏｂまでの距離を認識できる光学計測部７０を用いることが特に好ましい。

上記のように、この放射線撮像装置１は、線源の空間分布を実画像に対応させて表示部５０で表示させることができる。この際、放射線撮像装置１自身の位置や日時を正確に認識できることがより好ましい。このため、図１において、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）信号を受信することによって自身の位置を認識すると共に現在の日時を認識する測定状況認識部８０も用いられる。これによって、制御部４０は、放射線撮像装置１自身の位置情報、日時と、この位置、日時において取得された前記の画像データ（γ線強度及び光学計測部７０による画像等）を対応付けて、記憶部９０に記憶させることができる。

図５は、この放射線撮像装置１が使用される際の形態の例を模式的に示す図である。ここで、この放射線撮像装置１は、地上Ｇ上を走行する移動体（車両）Ｍに搭載されている。ここでは、上部の対象物Ｏｂ表面の線源ＲＲが前記のように放射線検出部３０、光学計測部７０によって撮像されている。移動体Ｍの移動に際して、この測定結果（画像データ等）を記憶部９０に記憶させることができる。移動体Ｍの移動は、有人あるいは遠隔操作により行わせることができる。前記のように、放射線検出部３０は半球状の視野をもつため、こうした態様で使用することができ、移動体Ｍを移動させることによって放射線検出部３０の視野（対象物Ｏｂにおいて撮像される場所）は変動する。このため、広い範囲でこのような画像を得ることができる。この際、制御部４０は、移動体Ｍ及び放射線撮像装置１の移動と共に、測定状況認識部８０によって、測定データと共にこの測定が行われた際の位置情報や日時を記憶部９０に記憶させることができる。これによって、後で記憶部９０から測定データを読み出して放射性物質分布や線量率等を画像化して再構成する際に、この画像がどの場所で得られたものかを容易に認識することができる。なお、この際に位置情報、日時のいずれか一方のみを認識、記憶させてもよい。

結像光学系が用いられずに上記の基台２０が用いられた放射線検出部３０を用いることにより、放射線撮像装置１をこのように車両Ｍに搭載可能な形態とすることができ、上記のように測定を行うことができる。この際、γ線の入射方向の角度分解能は、放射線検出素子１０（コンプトンカメラ）で定まるため高く、局所的に分布する線源を認識することができる。

図６は、図５の構成において、前記のような特定の放射性核種を^１３７Ｃｓとした場合のマッピング結果を示す。ここでは、光学計測部７０（ライダー装置）によって得られた画像と、放射線撮像装置１によって得られたγ線検出強度の値を用いたマッピング結果とが重複されて表示されている。ここで、^１３７Ｃｓを搭載した車両の識別が可能である。

図２の構成においては、基台２０における素子載置面２０Ａ〜２０Ｆが正１２面体を構成する表面とされた。しかしながら、同様の効果を奏する限りにおいて、他の多面体形状の表面を用いることができる。この際、基台あるいは放射線検出部の大きさが同一である場合には、面の数が多い多面体とし場合には単一の素子載置面の面積は小さくなるため、単一の素子載置面での検出効率は低くなる。一方、この場合には隣接する素子載置面上の放射線検出素子の視野の違いは小さくなるため、単一の放射線検出素子の視野を小さく設定することができる。このため、基台の形状は、放射線検出素子の構成等に応じて適宜設定される。いずれの場合においても、基台の形状を正多面体を基にした形状とする場合には、その製造が容易であり、かつ各素子載置面を同一の形態とすることができるため、好ましい。この際、素子載置面を、多面体における辺を共有して隣接する複数の表面とすれば、空間上の一領域（例えば半球状の領域）を連続的な視野範囲とすることができる。また、上記の例では正１２面体における６つの面を素子載置面とすることにより半球状の視野範囲を得たが、視野範囲は素子載置面の数で定まり、この数を増やすことによって、半球状よりも広い視野範囲とすることもできる。

また、上記の例では、放射線検出素子（コンプトンカメラ）１０における散乱層、吸収層として、シンチレータと２次元光検出器とが組み合わされたものが用いられ、シンチレータとして、同一の材料（ＧＡＧＧ）で構成され散乱層、吸収層で異なる厚さのものが用いられた。しかしながら、散乱層、吸収層で、異なる材料のシンチレータを用いてもよい。更に、上記と同様に機能する散乱層、吸収層であれば、他の構成のものを用いてもよい。例えば、半導体材料中でγ線を検出する半導体検出器を散乱層、吸収層として用いることができ、散乱層、吸収層で異なる半導体材料を用いてもよい。

また、上記の例では、光学計測部７０としてライダーが用いられたが、対象物側からの光によって得られる情報（光学的情報）を得ることができる限りにおいて、他の構成の光学計測部を用いることもできる。例えば、対象物までの距離の認識は困難であるが、単に可視光での撮像を行う撮像装置を光学計測部として用いても、前記のような画像表示が可能である。この際、対象物までの距離を測定する測距手段を撮像装置とは別に設けてもよい。

１ 放射線撮像装置
１０ 放射線検出素子
１１ 散乱層
１１Ａ、１２Ａ シンチレータ
１１Ｂ、１２Ｂ ２次元光検出器（光検出器）
１２ 吸収層
１３ 素子内信号処理部
２０ 基台
２０Ａ〜２０Ｆ 素子載置面
３０ 放射線検出部
３１ 信号処理部
４０ 制御部
５０ 表示部
６０ 線量率算出部
７０ 光学計測部
７１ 光学計測制御部
７２ レーザー光源
７３ 受光部
８０ 測定状況認識部
９０ 記憶部
Ｇ 地上
Ｌ レーザー光（照射光）
Ｍ 移動体
Ｒ 戻り光
Ｏｂ 対象物
ＲＲ 線源
γ０ 入射γ線
γ１ 散乱後のγ線

Claims (12)

1. 放射線の強度及び入射方向を検出する放射線検出素子を用いて放射性物質の空間分布を測定する放射線撮像装置であって、
   前記放射線検出素子は、平板状の散乱層及び吸収層を具備し、検出対象となる放射線の前記散乱層における平面内の入射位置、前記散乱層によって散乱後の放射線の前記吸収層における平面内の入射位置、当該検出対象となる放射線の前記散乱層におけるエネルギー損失、及び当該散乱後の放射線の前記吸収層におけるエネルギー損失に基づき、当該検出対象となる放射線の前記散乱層への入射方向が算出されるコンプトンカメラであり、
   多面体の表面を構成するように形成された、異なる向きの複数の多角形の平面である複数の素子載置面を有する基台を具備し、
   前記基台における複数の前記素子載置面の各々に、前記放射線検出素子が配されたことを特徴とする放射線撮像装置。
2. 単一の前記素子載置面に、視野を共通とした複数の前記放射線検出素子が配されたことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記基台において、複数の前記素子載置面は、前記多面体における辺を共有して隣接する複数の表面に対応して形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮像装置。
4. 測定が行われた際の自身の存在する位置、日時のうちの少なくともいずれかを認識する測定状況認識部と、
   当該測定による測定結果を記憶する記憶部と、
   前記測定状況認識部によって認識された前記位置、前記日時のうちの少なくともいずれかと前記測定結果を対応させて前記記憶部に記憶させる制御部と、
   を具備することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
5. 複数種類の放射性核種が発するγ線のエネルギースペクトルに関する情報に基づき、前記放射線検出素子によって検出された、特定の入射方向における特定のエネルギー範囲のγ線の検出強度より、線量率を算出する線量率算出部を具備することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
6. 前記放射線撮像装置で撮像される対象物からの光による情報を取得する光学計測部を具備することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
7. 前記入射方向毎に、前記放射線検出素子における特定のエネルギー範囲のγ線の検出強度と、前記光学計測部による前記情報とを共に画像化して表示する表示部を具備することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像装置。
8. 前記光学計測部は、光を用いた計測によって前記対象物までの距離を算出することを特徴とする請求項６又は７に記載の放射線撮像装置。
9. 前記検出強度は、前記入射方向における前記コンプトンカメラによって得られる複数のコンプトンコーンの重複の度合いとして認識され、前記検出強度が前記距離に応じて前記対象物の表面での値に換算された上で、前記入射方向に対してマッピング表示されることを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像装置。
10. 前記散乱層及び前記吸収層は、シンチレータと、当該シンチレータからの発光を検出する光検出器とで構成されたことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
11. 前記散乱層及び前記吸収層における前記シンチレータは板状の結晶で構成され、前記散乱層における前記シンチレータは、前記吸収層における前記シンチレータよりも薄く構成されたことを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮像装置。
12. 前記散乱層及び前記吸収層は、共に半導体材料中で前記放射線を検出する半導体検出器を具備することを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の放射線撮像装置。