JP2021081297A

JP2021081297A - 放射線検出器

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Publication number: JP2021081297A
Application number: JP2019208540A
Authority: JP
Inventors: 西沢　博志; Hiroshi Nishizawa; 博志西沢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2039-11-19
Also published as: JP7183140B2

Abstract

【課題】箱状の容器内面を短時間、かつ、感度良く測定する放射線検出器を得ることを目的とする。【解決手段】本願の放射線検出器１は、放射線を受けて発光するシンチレータ２、入射した光を電気信号に変換して出力する光検出器４、およびシンチレータ２が発した光を光検出器４に導くライトガイド３、を備え、シンチレータ２は、入射側の法線が互いに開く方向に交差する３つ以下の複数の平坦状の入射面１ｆｄを有することを特徴としている。【選択図】図１

Description

本願は、放射線検出器に関するものである。

放射線の管理区域内にある物品を管理区域外に持ち出す際には、放射能汚染（表面汚染）を検査することが法令で定められている。対象となる物品は様々であり、携帯できるような小さなものから、据置型の装置、建物の廃材のような大型物品まで、例外なく検査が必須である。とくに、東日本大震災以降、除染廃棄物を一時的に貯蔵する中間貯蔵施設では、廃棄物だけではなく、廃棄物を保管した容器、施設に出入りするダンプトラックなどの車両についても検査対象となり、箱型の容器内面に対する表面検査の需要が増大している。

これらの表面汚染を検査する検出器は、ＧＭサーベイメータ等により作業員が手作業で実施することもあれば、物品搬出モニタのように対象物品を所定の位置にセットして自動で測定を行うものもある。ところで、表面汚染の測定対象線種であるβ線とα線には、いずれも空気中の飛程に限界があり、α線は数ｃｍ、β線はエネルギーによるが数ｃｍから数十ｃｍ程度である。このため、表面汚染検査の際には検出器を測定対象物に近づけて測定することが必須である。

一方、測定対象物の形状は様々である。滑らかな形状であれば、検出器を容易に表面まで近づけることができるので測定はさほど難しくないが、凹凸が顕著にある物体は測定に手間がかかるだけでなく、物理的に検出器を測定対象に近づけられない場合があり、測定精度が低下するおそれがある。とくに、容器の内面を検査する場合は検出器を容器内面に入れて測定しなければならず、測定対象面に近づけるのに非常に手間がかかる。

それに対し、帯状に配置したシンチレータから軸中心に向かって発せられた光を円錐形のミラーで軸方向に反射してフォトマルに入射させる管内放射能測定装置（例えば特許文献１参照。）が開示されている。また、成形品の外表面に対峙するよう配置された外側検出器と、内表面に対峙するよう配置された内側検出器とを備えた形品放射能汚染モニタ装置の、とくに、内側検出器を内表面に合わせて角錐台または円錐台形状とした構成（例えば、特許文献２参照。）が開示されている。あるいは、分割された検出器ユニットが連結金具を介して配置され、測定対象の形状に応じて、取付間隔と取付角度が異なる連結金具に交換することで、任意の曲率の曲面を測定できる放射能測定装置（例えば、特許文献３参照。）が開示されている。

実開平３−０２１７９５号公報（第７頁１１行〜第８頁１行、第４図）特開２０００−５６０２６号公報（段落００３４〜００４０、図１〜図３、段落００５１〜００５３、図５）特開２００５−２４１５９５号公報（段落００１０〜００１５、図１〜図３）

しかしながら、帯状のシンチレータ、あるいは外表面と内表面それぞれに対峙する検出器を用いる技術では、内径が決まった管、あるいは形状が決まった成形品以外への適用が困難で、測定対象物が限られる。また、連結金具で曲面に対応させる技術では、測定対象物が変わるたびに連結金具の交換による時間がかかり、測定対象物が多岐にわたる条件での測定には不向きであった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、箱型の内面を短時間、かつ、感度良く測定する放射線検出器を得ることを目的とする。

本願に開示される放射線検出器は、放射線を受けて発光するシンチレータ、入射した光を電気信号に変換して出力する光検出器、および前記シンチレータが発した光を前記光検出器に導くライトガイド、を備え、前記シンチレータは、前記放射線の入射側の法線が互いに開く方向に交差する複数の平坦状の入射面を有することを特徴とする。

本願に開示される放射線検出器によれば、面が交差する隅部分に近接して検査ができるので、容器内面を短時間、かつ、感度良く測定することができる。

実施の形態１にかかる放射線検出器の構成を説明するための斜視図である。実施の形態１にかかる放射線検出器のライトガイドのうち、受光部の形状を説明するための斜視図である。実施の形態１にかかる放射線検出器のライトガイドのうち、誘導部の形状を説明するための斜視図である。平坦面の表面汚染を検査する放射線検出器の構成例を説明するための正面図である。実施の形態１にかかる放射線検出器の構成を説明するための正面図である。実施の形態１にかかる放射線検出器の構成を説明するための側面図である。実施の形態１にかかる放射線検出器の測定対象の一例である、放射性汚染物を収納する箱型容器の斜視図である。実施の形態１にかかる放射線検出器の測定対象の一例である、トラックの荷台の斜視図である。実施の形態１の応用例にかかる放射線検出ユニットの構成と、測定方法を説明するための模式図である。実施の形態１の変形例にかかる放射線検出器のライトガイドのうち、受光部の形状を説明するための斜視図である。実施の形態２にかかる放射線検出器の構成を説明するための斜視図である。実施の形態２にかかる放射線検出器のライトガイドのうち、受光部の形状を説明するための斜視図である。実施の形態２にかかる放射線検出器のライトガイドのうち、誘導部の形状を説明するための斜視図である。

実施の形態１．
図１〜図８は、実施の形態１にかかる放射線検出器の構成、あるいは使用方法について説明するためのものであり、図１は放射線検出器の構成を説明するための斜め上方から見たときの斜視図、図２は放射線検出器を構成するライトガイドのうち、シンチレータからの光を受光する受光部の形状を説明するための上方から見たときの斜視図、図３はライトガイドのうち、集光した光を光検出器に出射する誘導部の形状を説明するための、出射面を真上に向け、上方から見たときの斜視図である。

また、図４は、一般的な平坦面の表面汚染を検査する放射線検出器であるとともに、応用例の放射線検出ユニットに用いる平坦面用検出器の構成例を説明するための正面図である。さらに、図５は放射線検出器の２つの入射面に垂直な方向を前後方向、一方の入射面を底面と定義したときの正面図、図６は図５と同じ方向の定義をしたときに他方の入射面側から見たときの側面図である。

一方、図７は放射線検出器の測定対象の一例である、放射性汚染物を収納する箱型容器の内面部分を示す斜視図、図８は測定対象の一例である、トラックの荷台の内面部分を示す斜視図である。そして、図９は応用例として、実施の形態１にかかる放射線検出器と平坦面を検知対象とする複数の放射線検出器とで構成した放射線検出ユニットの構成と、放射線検出ユニットにより、箱型容器の内面の表面検査を行う方法を説明するための模式図である。

以下、実施の形態にかかる放射線検出器について、図を参照しながら説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付しているが、対応する各構成部のサイズ、あるいは縮尺はそれぞれ独立している。例えば、構成の一部を変更した図の間で、変更されていない同一構成部分を図示する際に、同一構成部分のサイズ、あるいは縮尺が異なっている場合もある。また、放射線検出器の構成は、実際には、さらに複数の部材を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、他の部分については省略している。

実施の形態１にかかる放射線検出器１は、図１に示すように、放射線を受けると発光するシンチレータ２と、入射した光を検知する光検出器４と、シンチレータ２からの光を光検出器４の検出面に向けて誘導するライトガイド３とを備えている。シンチレータ２は矩形の第一入射面１ｆｄａを形成する第一面部２ａと、第一入射面１ｆｄａと直交する矩形の第二入射面１ｆｄｂを形成する第二面部２ｂとが、ｙ方向の両端を揃えて連なり、ｙ方向から見たときにＬ字状（図では逆Ｌ字）をなすように構成している。つまり、第一入射面１ｆｄａと、第一入射面１ｆｄａに直交する第二入射面１ｆｄｂからなる２つの入射面１ｆｄを有している。

なお、本願の各実施の形態にかかる放射線検出器１においては、上下左右どの方向に向けても使用可能であるが、便宜上、以下のように方向を定義する。第二入射面１ｆｄｂをｘｙ面に平行に配置した状態を基準として、第二入射面１ｆｄｂを底面とし、ｚ軸方向の進行先を上、逆を下とする。上述したシンチレータ２がＬ字状に見える方向を前後方向として、ｙ方向の進行先を後ろ側とし、ｘｚ面に平行な第一入射面１ｆｄａが設けられた側（ｘ軸方向の進行先）を右、逆を左とする。

光検出器４は、例えば、光電子増倍管など、符号を付さない検知面（光電面）に入射した光を電気信号に変換して出力する。シンチレータ２の入射面１ｆｄの表面、あるいは内部には、放射線を受けると励起して発光する蛍光体が封じ込められており、放射線が入射面１ｆｄを透過した際、蛍光体にエネルギーが付与されることで光を発する。図において、第一入射面１ｆｄａの右側に、被検査体の壁面を、第二入射面１ｆｄｂの下側に被検査体の壁面を当てて放射線を検知することを想定している。なお、第一入射面１ｆｄａと第二入射面１ｆｄｂの交線部１ｓａｂは、角状に描画しているが、曲面状、あるいは面取り状になっていてもよい。

ライトガイド３は、アクリルなどの透明な材料の中実体で、シンチレータ２の裏面部分と密着してシンチレータ２からの光を受ける受光面３ｆｒを有する受光部３１と、受光部３１が受けた光を光検出器４に誘導する誘導部３２とを一体化して構成している。

受光部３１は、図２に示すように、第一入射面１ｆｄａの裏面に密着し、第一入射面１ｆｄａからの光を受ける第一受光面３ｆｒａと、第二入射面１ｆｄｂの裏面に密着し、第二入射面１ｆｄｂからの光を受ける第二受光面３ｆｒｂとが互いに直交する。そして、第一受光面３ｆｒａと第二受光面３ｆｒｂの交線３ｓａｂに対向する対向面３１ｆｊにより、ｙ軸に垂直な断面形状は直角二等辺三角形となり、対向する２つの側面３１ｆｓを底面とする三角柱を形成する。

一方、誘導部３２は、図３に示すように、矩形の下底面３２ｆｊと、下底面３２ｆｊより小さい矩形をなし、下底面３２ｆｊから間隔Ｌ３２ｈをあけて平行に配置された上底面３ｆｔとを有する四角錐台（六面体）をなす。受光部３１の対向面３１ｆｊと誘導部３２の下底面３２ｆｊとを接合すると、図１に示すようなライトガイド３の形状となる。なお、ライトガイド３の形状を説明するため、別体の受光部３１と誘導部３２とを「接合」したかのように記載したが、下底面３２ｆｊと対向面３１ｆｊとの間に光学的な境界は形成されていない。受光部３１と誘導部３２との間に光学的な界面が形成されないならば、面精度を出すために接合体で形成した方がいい場合もあるが、基本的にライトガイド３は、受光部３１の形状と誘導部３２の形状を合体させた立体形状を有する一体物であると考えた方がよい。

このような立体形状を有するライトガイド３の受光面３ｆｒに沿ってシンチレータ２を配し、上底面３ｆｔの領域Ｒ３ｐに光検出器４の検出面を対向させるようにして放射線検出器１を構成する。この場合、図４に示すような、ひとつの入射面１ｆｄＰを有する平板シンチレータ２Ｐ、角錐台または円錐台状のライトガイド３Ｐ、および光検出器４Ｐで構成する、一般的な平坦面用の高効率シンチレーション検出器である平坦面用検出器１Ｐと同様の光の伝搬経路を有することになる。

つまり、本実施の形態１にかかる放射線検出器１においても、複数の入射面１ｆｄそれぞれと検出面までは、平坦面用検出器１Ｐとほとんど同じ光の伝搬経路を有することになる。これにより、β線などの放射線がシンチレータ２に入射すると、エネルギーが付与され、蛍光体が発光する。シンチレータ２が発した光は受光面３ｆｒからライトガイド３内に入り、外部に向かって進む光の大半が壁面部分で内側に向けて反射され、光検出器４の検出面に誘導される。その結果、シンチレータ２に入射したβ線などの放射線を効率良く検出することができる。

このような、高効率の光伝達を実現する各部の寸法・角度の例を以下に示す。例えば、図２に示すように、第一受光面３ｆｒａの交線３ｓａｂからの長さＬ３ａと、第二受光面３ｆｒｂの交線３ｓａｂからの長さＬ３ｂは、ともに１４ｃｍ、交線３ｓａｂの長さ（交線長Ｌ３ａｂ）は２０ｃｍ（厳密には、（Ｌ３ａ^２＋Ｌ３ｂ^２）^１／２）に設定する。すると、対向面３１ｆｊ（＝下底面３２ｆｊ）の、第一受光面３ｆｒａ、第二受光面３ｆｒｂそれぞれとの交線の長さは、交線３ｓａｂの長さと同じ２０ｃｍであり、両側面３１ｆｓとの交線の長さ（交線長Ｌ３ｊ）は、交線長Ｌ３ａｂと同じ２０ｃｍとなる。

このように、対向面３１ｆｊ（＝下底面３２ｆｊ）を正方形に近い形状にすることが望ましく、また、図３に示すように、四角錐台の底角α（下底面３２ｆｊと側面３２ｆｓとのなす角）は４５°以上が望ましい。４５度以上にすることで、第一受光面３ｆｒａ、第二受光面３ｆｒｂそれぞれと側面３２ｆｓとのなす角が９０°以上になり、受光面３ｆｒに入射した光を側面３２ｆｓから外部に漏出させることなく、確実に上底面３ｆｔに誘導することができる。

なお、各部寸法は１０〜２０ｃｍ程度に設定した例を示すが、これら寸法の比率を保ったまま、寸法を変えた相似形であってもよい。これら構成部材の位置関係を、前方の側面３１ｆｓ側（ｙ方向）から見ると図５のように、第一入射面１ｆｄａ側（ｘ方向）から見ると図６のようになる。

このような構成にすることにより、廃棄物容器のように、少なくとも内面部分が直方体をなす、箱体の内面の放射能汚染を高効率に測定することが可能である。例えば、図７に示すように、放射性汚染物を収納する箱体７の内部、あるいは、図８に示すようなトラック８の荷台８１内面の放射能汚染を検査する場合について説明する。

このような場合、図４で説明した平坦面用検出器１Ｐだけでは、箱体７の隣接する３つの内面（内底面７ｉｏ、内側面７ｉｐ、内側面７ｉｑ）が交差する隅部７ｃに入射面１ｆｄＰを近づけることは困難であり、感度が低下して十分な測定精度が得られない。同様に、荷台８１の隣接する３つの内面（内底面８１ｉｏ、内側面８１ｉｐ、内側面８１ｉｑ）が交差する隅部８１ｃにも入射面１ｆｄＰを近づけることは困難であり、感度が低下して十分な測定精度が得られない。

もっとも、平坦面用検出器１Ｐであっても、例えば、一旦内底面７ｉｏ（または内底面８１ｉｏ）を検査後、検出器の向きを変えて内側面７ｉｐ（または内側面８１ｉｐ）を検査する、と言うように、面毎に入射面１ｆｄＰを近づけることは可能である。しかし、その場合は、測定に時間がかかり、大量に発生する検査対象の表面検査をスケジュール通りにこなすことが困難となる。

それに対し、実施の形態１にかかる放射線検出器１では、一度に内底面７ｉｏ（または内底面８１ｉｏ）と内側面７ｉｐ（または内側面８１ｉｐ）を検査することができ、かつ、隅部７ｃ（または隅部８１ｃ）にシンチレータ２の有感部を近づけることができる。その結果、時間と手間を省くと同時に、検出精度を高めることができる。

応用例．
また、測定対象の面積が広い場合、実施の形態１で説明した放射線検出器１を含む複数の検出器で構成された放射線検出ユニットにより一度に対象面を検査することで全体の検査時間を短縮することができる。測定対象が平坦面のみであれば、平坦面用検出器１Ｐを複数台横方向に配置させるだけで特段の課題はない。

しかし、箱状容器内面の交線部分のように、２面以上の測定対象を同時に検査する放射線検出ユニットを構成する場合、平坦面用検出器１Ｐのみで交線部分も網羅できる構成にすると、ライトガイド３Ｐ、光検出器４Ｐなどの各構成部材が空間的に干渉する。そのため、実質的に平坦面用検出器１Ｐのみで、交線部分、さらには隅部７ｃ（または隅部８１ｃ）のような隅部分を測定するために配置したユニットを構成することは、大変困難であった。

それに対し、実施の形態１の放射線検出器１と、入射面１ｆｄＰが矩形の平坦面用検出器１Ｐの複数台を組み合わせて、例えば、図９に示すような放射線検出ユニット１０を構成する。放射線検出ユニット１０は、箱状の筐体１１の内底面と内側面との交線部に、放射線検出器１の交線部１ｓａｂを再接近させるように配置し、放射線検出器１に対して、ｘ方向に順次隣接するよう、平坦面用検出器１Ｐ_−１〜１Ｐ_−３を並べる。そして、放射線検出器１に対して、ｚ方向に隣接するよう、平坦面用検出器１Ｐ_−４を並べる。

これにより、左右方向（ｘ方向）での計測長Ｌｈ、前後方向（ｙ方向）での計測長（交線長Ｌ３ａｂ：図２）、および垂直方向（ｚ方向）での計測長Ｌｖを有する放射線検出ユニット１０が形成される。ここで、例えば、矢印のように、放射線検出ユニット１０の水平入射面１０ｆｄｈを被検査体９の内底面９ｉｏに当て、さらに、垂直入射面１０ｆｄｖを内側面９ｉｐに当てるように移動させる。そして、内底面９ｉｏと内側面９ｉｐとの接触を保ちながら、両矢印に示す、内底面９ｉｏと内側面９ｉｐの交線に平行な走査方向Ｄｓに沿って、走査する。これにより、箱体内面の隅９ｃに容易に近づけることができ、かつ、一度に大面積の領域を検査することができる。

なお、シンチレータ２の交線部１ｓａｂ、あるいは放射線検出ユニット１０の交線部１０ｓｖｈについては、被検査体の内面同士の交差部分の形状に合わせ、曲率が最も小さい（曲率半径が大きい）形状に合わせることが望ましい。これにより、放射線検出器１の交線部１ｓａｂを図７における内底面７ｉｏと内側面７ｉｐとの交差部分に近接させ、第二入射面１ｆｄｂと内底面７ｉｏとの密着、および第一入射面１ｆｄａと内側面７ｉｐとの密着を維持した検査、あるいは走査が可能となる。同様に、放射線検出ユニット１０の交線部１０ｓｖｈを図９における内底面９ｉｏと内側面９ｉｐとの交差部分に近接させ、水平入射面１０ｆｄｈと内底面９ｉｏとの密着、および垂直入射面１０ｆｄｖと内側面９ｉｐとの密着を維持しながら検査、あるいは走査が可能となる。

変形例．
図１０は、変形例にかかる放射線検出器のライトガイドのうち、受光部の形状を説明するための、図２に対応する斜視図である。そして、図２においては、第一受光面３ｆｒａと第二受光面３ｆｒｂとが直交する例を示したが、これに限ることはない。例えば、図１０に示すように、第一受光面３ｆｒａと第二受光面３ｆｒｂが交差する角度βが鈍角であってもよい。あるいは、シンチレータ２に対して説明したように、図に示したような交線３ｓａｂが実際に出現する必要はなく、曲面であったり、面取りが施されていたりしてもよい。

その場合、長さＬ３ａ＝長さＬ３ｂとし、式（１）のように、交線長Ｌ３ａｂを設定すれば対向面３１ｆｊを正方形に形成できる。
Ｌ３ａｂ＝Ｌ３ａ×２ｃｏｓ（９０°−β／２）・・・（１）

実施の形態２．
上記実施の形態１においては、容器内の２つの面を同時に検査するため、入射側の法線が互いに開く方向に交差する２つの入射面を有する放射線検出器の例を示した。本実施の形態２では、容器内の３つの面を同時に検査するため、入射側の法線が互いに開く方向に交差する３つの入射面を有する放射線検出器について説明する。

図１１〜図１３は、実施の形態２にかかる放射線検出器の構成について説明するためのものであり、図１１は放射線検出器の構成を説明するための斜め上方から見たときの斜視図であるが、シンチレータの記載は省略している。図１２は放射線検出器を構成するライトガイドのうち、シンチレータからの光を受光する受光部の形状を説明するための上方から見たときの斜視図、図１３はライトガイドのうち、集光した光を光検出器に出射する誘導部の形状を説明するための、出射面を上方に向け、上方から見たときの斜視図である。実施の形態１と同様の部分については、同様の符号を付し、同様部分の説明については省略する。

実施の形態２にかかる放射線検出器１は、図１１に示すように、それぞれ隣接し、外側を向いて直交する３つの受光面３ｆｒ（第一受光面３ｆｒａ、第二受光面３ｆｒｂ、および第三受光面３ｆｒｃ）を有するライトガイド３を有することを特徴とする。ライトガイド３は、実施の形態１と同様に、描画を省略したシンチレータ２の裏面部分と密着してシンチレータ２からの光を受ける３つの受光面３ｆｒを有する受光部３１と、受光部３１が受けた光を光検出器４に誘導する誘導部３２とを一体化して構成している。

なお、光検出器４については、相違点がないため、説明を省略する。一方、シンチレータ２は、３つの受光面３ｆｒを覆う形態であり、互いに直交し隣接する図示しない３つの入射面１ｆｄ（第一入射面１ｆｄａ、第二入射面１ｆｄｂ、および符号を付さない第三入射面）を有している。そして、外形としては３つの受光面３ｆｒをつないだ形に厚み分を足した形態となるが、実施の形態１の図１と図２の違いと同様、受光面３ｆｒと同様の形になるため、改めての説明は省略する。

受光部３１は、図１２に示すように、矩形（好ましくは、正方形）をなし、互いに直交する３つの受光面３ｆｒと、各受光面３ｆｒの交点３ｃｒに対向する対向面３１ｆｊと、対向面３１ｆｊと各受光面３ｆｒとの間に形成された３つの側面３１ｆｓとを有する。つまり、直方体（同、正六面体）を３つの頂点を通る平面で切り取った七面体となり、好ましくは、各受光面３ｆｒが正方形、対向面３１ｆｊが正三角形、各側面３１ｆｓが直角二等辺三角形となる。

一方、誘導部３２は、図１３に示すように、三角形（好ましくは、正三角形）の下底面３２ｆｊと、下底面３２ｆｊより小さい相似形の三角形をなし、下底面３２ｆｊから間隔Ｌ３２ｈをあけて平行に配置された上底面３ｆｔとを有する三角錐台をなす。受光部３１の対向面３１ｆｊと誘導部３２の下底面３２ｆｊとを接合すると、図１１に示すようなライトガイド３の形状となる。

これにより、例えば、図７の箱体７に対しては、隅部７ｃに交点３ｃｒを近接させることで、３つの入射面１ｆｄをそれぞれ内底面７ｉｏ、内側面７ｉｐ、および内側面７ｉｑに同時に密着させて、３面同時に検査することが可能となる。同様に、図８の荷台８１に対しても、隅部８１ｃに交点３ｃｒを近接させることで、３つの入射面１ｆｄをそれぞれ内底面８１ｉｏ、内側面８１ｉｐ、および内側面８１ｉｑに同時に密着させて、３面同時に検査することが可能となる。つまり、箱体内面の隅の三面を同時に測定することができ、測定の手間と時間を大幅に省けるとともに、隅の部分の測定精度を高めることができる。

なお、ライトガイド３は、実施の形態１と同様に、受光部３１と誘導部３２とを一体化して形成され、上底面３ｆｔの領域Ｒ３ｐに光検出器４の検出面を接続させることを想定している。一方、実施の形態２においては、図１２に示すように、対向面３１ｆｊが、３つの受光面３ｆｒを投影した領域よりも小さくなっているので、領域Ｒ３１ｐに光検出器４の検出面を直接接続し、受光部３１のみをライトガイド３として用いることも可能である。

その際、実施の形態１で説明したように、３つの入射面１ｆｄの交点部分は、実際に存在させる必要はなく、適宜、曲面加工、面取り加工等を施していてよい。

なお、本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。

例えば、実施の形態１で示した応用例のように、実施の形態２にかかる放射線検出器１を含めた複数の放射線検出器により、放射線検出ユニット１０を形成してもよい。

以上のように、本実施の形態にかかる放射線検出器１によれば、放射線を受けて発光するシンチレータ２、入射した光を電気信号に変換して出力する光検出器４、およびシンチレータ２が発した光を光検出器４に導くライトガイド３、を備え、シンチレータ２は、放射線の入射側の図示しない法線が互いに開く方向に交差する（３以下の）複数の入射面１ｆｄを有するように構成したので、箱型の容器内の、２つの内面が交差する部分の２つの内面、あるいは３面が交差する隅部分の３つの内面に同時に入射面１ｆｄを当てることができる。そのため、短時間、かつ、感度良く表面汚染を測定することができる。

とくに、複数の入射面１ｆｄ（第一入射面１ｆｄａと第二入射面１ｆｄｂ、あるいは、さらに符号を付さない第三入射面）はそれぞれ平坦、かつ入射面１ｆｄどうしが交差する角度βは、直角、または鈍角であるので、箱型容器（箱体７、荷台８１、被検査体９など）の２面同時、あるいは３面同時に、入射面１ｆｄを容易に密着させることができる。

また、実施の形態１で説明したように、シンチレータ２は、複数の入射面１ｆｄとして、２つの入射面１ｆｄ（第一入射面１ｆｄａと第二入射面１ｆｄｂ）を有し、ライトガイド３は、三角柱状をなし、３つの（矩形の）側面のうちの２つの側面を、２つの入射面１ｆｄそれぞれの裏側に密着して、２つの入射面１ｆｄそれぞれからの光を内部に導入する受光面３ｆｒ（第一受光面３ｆｒａと第二受光面３ｆｒｂ）とする受光部３１と、受光部３１の残りの側面（対向面３１ｆｊ）を下底面３２ｆｊとし、下底面３２ｆｊより小さな相似形の上底面３ｆｔを、内部を進行してきた光を光検出器４に向けて出射する出射面とする四角錐台状の誘導部３２と、を一体化した中実体であるように構成したので、２つの入射面１ｆｄからの光を確実に光検出器４に導くことができる。

その際、複数の受光面３ｆｒ（第一受光面３ｆｒａと第二受光面３ｆｒｂ）は、それぞれ平坦、かつ受光面どうしが交差する角をβ、受光面どうしの交線３ｓａｂの長さ（交線長Ｌ３ａｂ）をＬ、受光面における交線３ｓａｂと対辺との間隔をＧ（＝長さＬ３ａ、長さＬ３ｂ）とすると、「Ｌ＝Ｇ×２ｃｏｓ（９０°−β／２）：（式（１）」の関係を満たすようにすれば、２つの入射面１ｆｄからの光を効率良く光検出器４に導くことができる。

とくに、誘導部３２における下底面３２ｆｊと４つの側面３２ｆｓそれぞれとのなす角（底角α）が４５度以上であれば、外部に向かう光を内部に戻し、光検出器４への光の到達率が向上する。

あるいは、実施の形態２で説明したように、シンチレータ２は、複数の入射面１ｆｄとして、３つの入射面１ｆｄ（第一入射面１ｆｄａと第二入射面１ｆｄｂ、および符号を付さない第三入射面）を有し、ライトガイド３は、六面体をある頂点に隣接する３つの頂点を結ぶ平面で切断した七面体状をなし、ある頂点に対向する頂点（交点３ｃｒ）を囲む３面を、３つの入射面１ｆｄそれぞれの裏面に密着して、３つの入射面１ｆｄそれぞれからの光を内部に導入する受光面３ｆｒ（第一受光面３ｆｒａ、第二受光面３ｆｒｂ、第三受光面３ｆｒｃ）とする受光部３１を有する、ように構成すれば、単純な構成で、３つの入射面１ｆｄからの光を確実に光検出器４に導くことができる。

その際、ライトガイド３は、受光面３ｆｒが正方形をなすように構成したので、箱型容器の各面からの放射線を偏りなく検出することができる。

また、ライトガイド３は、受光部３１と、受光部３１の３つの頂点を結ぶ（三角形の）面（対向面３１ｆｊ）を下底面３２ｆｊとし、下底面３２ｆｊより小さな相似形の上底面３ｆｔを、内部を進行してきた光を光検出器４に向けて出射する出射面とする三角錐台状の誘導部３２と、を一体化した中実体であるように構成したので、３つの入射面１ｆｄからの光をさらに確実に光検出器４に導くことができる。

１：放射線検出器、１０：放射線検出ユニット、１ｆｄ：入射面、１ｆｄａ：第一入射面、１ｆｄｂ：第二入射面、１Ｐ：平坦面用検出器、２：シンチレータ、３：ライトガイド、３１：受光部、３１ｆｊ：対向面（残りの側面）、３２：誘導部、３２ｆｊ：下底面、３ｆｔ：上底面、３ｆｒ：受光面、３ｆｒａ：第一受光面、３ｆｒｂ：第二受光面、３ｆｒｃ：第三受光面、４：光検出器、α：底角、 β：角度。

Claims

放射線を受けて発光するシンチレータ、
入射した光を電気信号に変換して出力する光検出器、および
前記シンチレータが発した光を前記光検出器に導くライトガイド、を備え、
前記シンチレータは、
入射側の法線が互いに開く方向に交差する複数の平坦状の入射面を有することを特徴とする放射線検出器。
前記複数の入射面どうしが交差する角度が、直角、または鈍角であることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
前記シンチレータは、前記複数の入射面として、２つの入射面を有し、
前記ライトガイドは、
三角柱状をなし、３つの側面のうちの２つの側面を、前記２つの入射面それぞれの裏側に密着して、前記２つの入射面それぞれからの光を内部に導入する受光面とする受光部と、
前記受光部の残りの側面を下底面とし、前記下底面より小さな相似形の上底面を、前記内部を進行してきた光を前記光検出器に向けて出射する出射面とする四角錐台状の誘導部と、を一体化した中実体であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線検出器。
前記受光面どうしのなす角をβ、前記受光面どうしの交線の長さをＬ、前記受光面における前記交線と対辺との間隔をＧとすると、
Ｌ＝Ｇ×２ｃｏｓ（９０°−β／２）
の関係を満たすことを特徴とする請求項３に記載の放射線検出器。
前記誘導部における前記下底面と４つの側面それぞれとのなす角が４５度以上であることを特徴とする請求項３または４に記載の放射線検出器。
前記シンチレータは、前記複数の入射面として、３つの入射面を有し、
前記ライトガイドは、
六面体をある頂点に隣接する３つの頂点を結ぶ平面で切断した七面体状をなし、前記ある頂点に対向する頂点を囲む３面を、前記３つの入射面それぞれの裏面に密着して、前記３つの入射面それぞれからの光を内部に導入する受光面とする受光部を有する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線検出器。
前記ライトガイドは、
前記受光面が正方形をなすことを特徴とする請求項６に記載の放射線検出器。
前記ライトガイドは、
前記受光部と、
前記受光部の前記３つの頂点を結ぶ面を下底面とし、前記下底面より小さな相似形の上底面を、前記内部を進行してきた光を前記光検出器に向けて出射する出射面とする三角錐台状の誘導部と、を一体化した中実体であることを特徴とする請求項６または７に記載の放射線検出器。