JP3152476B2 - Radiation detector - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は位置検出型の放射線検出
装置に関し、特に、パイルアップ防止機能を備えた放射
線検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting type radiation detecting apparatus, and more particularly to a radiation detecting apparatus having a pile-up preventing function.
【０００２】[0002]
【従来の技術】入射γ線に対し、放射線検出装置の出力
は基本的には電荷の形で得られ、この電荷の総量すなわ
ち積分値は入射γ線のエネルギに比例している。従っ
て、より正確な波高弁別や、波高を演算に用いる場合に
は、入射信号をゲート積分器に通して積分する方法が取
られる。2. Description of the Related Art For an incident gamma ray, the output of the radiation detector is basically obtained in the form of electric charge, and the total amount of the electric charge, that is, the integral value is proportional to the energy of the incident gamma ray. Therefore, when more accurate wave height discrimination or wave height is used for calculation, a method of integrating an incident signal through a gate integrator is used.
【０００３】積分器を使用する場合、１つの信号パルス
を積分中に別の信号パルスが入力されると、積分器出力
は２つの入力が重なったものとなり（パイルアップ）、
この出力信号を除去する必要が出てくる。パイルアップ
除去の方法として従来より以下のような３つの方式が主
に考案・実施されている。なお、以下の説明文中、エネ
ルギ信号とは信号の波高弁別を行うための信号、タイミ
ング信号とはイベントが起きた（γ線が入射した）時刻
を表す信号を意味する。In the case of using an integrator, if another signal pulse is input during integration of one signal pulse, the output of the integrator becomes an overlap of the two inputs (pile-up).
It is necessary to remove this output signal. Conventionally, the following three methods have been mainly devised and implemented as pile-up removal methods. In the following description, the energy signal means a signal for discriminating the peak of the signal, and the timing signal means a signal indicating a time when an event occurs (γ-ray is incident).
【０００４】第１の方式は、エネルギ信号とこれを積分
した信号を用い、両者の大小を比較する比較器の出力を
積分期間終了後にサンプルすることにより、パイルアッ
プを検出する方式である。この第１の方式におけるパイ
ルアップ検出時の信号タイミングは図５および図６に示
される。これら各図においてエネルギ信号Ａが積分され
ることによりエネルギ積分信号Ｂが得られ、この積分信
号ＢがＫ倍（Ｋ＜１）されて比較積分信号Ｃが得られ
る。エネルギ信号Ａおよび比較積分信号Ｃの各大きさや
波形はパイルアップの有無により異なり、エネルギ信号
Ａと比較積分信号Ｃの大小が反転する時刻ＴC はパイル
アップの有無によって積分終了時刻Ｔに対して前後す
る。従って、時刻Ｔに対する時刻ＴC の関係を検出する
ことにより、パイルアップは検出される。The first method is a method of detecting pileup by using an energy signal and a signal obtained by integrating the energy signal and sampling the output of a comparator for comparing the magnitudes of the two after the integration period. The signal timings at the time of detecting the pile-up in the first method are shown in FIGS. In each of these figures, an energy integrated signal B is obtained by integrating the energy signal A, and the integrated signal B is multiplied by K (K <1) to obtain a comparison integrated signal C. Each size and waveform of the energy signals A and comparative integrated signal C varies depending on whether the pile-up, the time T C where the magnitude of the comparison integrated signal C and the energy signal A inverted for integration end time T by the presence or absence of pileup move back and forth. Accordingly, pile-up is detected by detecting the relationship between the time T and the time T C.
【０００５】図５（ａ）はパイルアップがない場合にお
ける各信号波形を示している。エネルギ信号Ａは同図
（ｂ）に示される積分ゲート信号のハイレベル期間にお
いて積分され、積分信号Ｂおよび比較積分信号Ｃが得ら
れる。エネルギ信号Ａと比較積分信号Ｃの大きさは時刻
ＴC で反転し、この状態反転は同図（ｃ）に示される比
較器出力信号がロウレベルになることにより検出され
る。反転時刻ＴC は積分終了時刻Ｔの前にあるため、パ
イルアップは検出されず、同図（ｄ）に示される出力禁
止信号はロウレベルの状態に維持される。一方、図６
（ａ）はパイルアップが有った場合における各信号波形
を示しており、エネルギ信号Ａの波形は、第１イベント
による第１の山と第２イベントによる第２の山が合成さ
れた形になっている。同図（ｂ）に示される積分ゲート
信号の終了時刻Ｔは、同図（ｃ）に示される比較器出力
信号の反転時刻ＴC よりも早く、反転時刻ＴC は終了時
刻Ｔの後にある。このため、パイルアップが検出され、
同図（ｄ）に示される出力禁止信号は積分終了時刻Ｔに
おいてハイレベルになり、放射線検出装置の検出出力は
禁止される。FIG. 5A shows signal waveforms when no pile-up occurs. The energy signal A is integrated during the high level period of the integration gate signal shown in FIG. 2B, and an integration signal B and a comparison integration signal C are obtained. The magnitudes of the energy signal A and the comparison integration signal C are inverted at time T C , and this state inversion is detected when the comparator output signal shown in FIG. Since the inversion time T C is before the integration end time T, no pile-up is detected, and the output inhibition signal shown in FIG. 11D is maintained at a low level. On the other hand, FIG.
(A) shows each signal waveform in the case where pile-up occurs, and the waveform of the energy signal A is in a form in which the first peak by the first event and the second peak by the second event are combined. Has become. The end time T of the integration gate signal shown in FIG. 3B is earlier than the inversion time T C of the comparator output signal shown in FIG. 3C, and the inversion time T C is after the end time T. For this reason, pile-up is detected,
The output prohibition signal shown in FIG. 5D becomes high level at the integration end time T, and the detection output of the radiation detection device is prohibited.
【０００６】第２の方式は、入射エネルギ信号の立上が
り時間や時間差を利用してパイルアップを検出する方式
であり、その検出には時間−振幅変換器やパルス幅短縮
回路が用いられる。図７はこの第２の方式によるパイル
アップ検出原理を示すグラフである。すなわち、同図
（ａ）は２つのイベントが合成されたエネルギ信号Ａを
示し、このエネルギ信号Ａがパルス幅短縮回路を通過す
ることにより、同図（ｂ）に示される短縮されたパルス
幅を持つ信号が得られる。これら各信号の立上がりの時
間差Ｔｄが同図（ｃ）に示されるタイミング信号によっ
て検出されることにより、パイルアップが検出されて検
出器出力は禁止される。The second method is a method of detecting a pile-up by using a rise time or a time difference of an incident energy signal, and a time-amplitude converter or a pulse width shortening circuit is used for the detection. FIG. 7 is a graph showing the principle of pile-up detection according to the second method. That is, FIG. 11A shows an energy signal A in which two events are synthesized. When the energy signal A passes through the pulse width shortening circuit, the shortened pulse width shown in FIG. Signal is obtained. By detecting the time difference Td between the rises of these signals by the timing signal shown in FIG. 4C, pile-up is detected and the output of the detector is inhibited.
【０００７】第３の方式は、エネルギ信号のみを用いて
パイルアップを検出する方式であり、その検出原理は図
８のグラフに示される。すなわち、もし、２つ以上のイ
ベント入力があれば、同図（ａ）に示されるように、エ
ネルギ信号ＡのピークはエネルギウインドＷのＨｉｇｈ
ディスクリレベルを越える。しかし、１つのイベント入
力のみの場合には、Ｌｏｗディスクリレベルを僅かに越
えたところにピークが位置している。従って、エネルギ
信号ＡがＨｉｇｈディスクリレベルを越えた場合にこれ
を検出して同図（ｂ）に示される出力禁止信号をハイレ
ベルにし、放射線検出装置の検出出力が禁止される。The third method is a method of detecting pile-up using only an energy signal, and the principle of detection is shown in a graph of FIG. That is, if there are two or more event inputs, the peak of the energy signal A becomes High in the energy window W as shown in FIG.
Exceeds the discrimination level. However, when there is only one event input, the peak is located slightly beyond the low discrimination level. Therefore, when the energy signal A exceeds the high discrimination level, this is detected and the output prohibition signal shown in FIG. 4B is set to the high level, and the detection output of the radiation detection device is prohibited.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の各放射線検出装置にはそれぞれ次のような問題があ
った。つまり、図５および図６に示された、エネルギ信
号とその積分信号を用いた放射線検出装置は比較的良好
にパイルアップを検出するが、統計的変動の大きな信号
が入力された場合には、検出器出力を出力すべき信号に
対しても、比較器出力信号の反転時刻ＴC が積分終了時
刻Ｔの後になることがある。このため、パイルアップが
ない場合にも、検出器出力を禁止してしまうことがあっ
た。また、この逆の場合も起こり得り、パイルアップが
あって検出器出力を禁止すべき場合にも検出器出力を出
力してしまうことがある。However, each of the above-mentioned conventional radiation detection apparatuses has the following problems. In other words, the radiation detector using the energy signal and its integral signal shown in FIGS. 5 and 6 detects pileup relatively well, but when a signal with large statistical fluctuation is input, even for the detector to be output to the output signal, there is the inversion time T C of the comparator output signal is after the integration end time T. For this reason, even when there is no pile-up, the output of the detector may be prohibited. Also, the reverse case can occur, and the detector output may be output even when pile-up occurs and the detector output should be prohibited.
【０００９】また、図７に示された、イベント入力の時
間差や信号の立上がり時間によってパイルアップを検出
する放射線検出装置においては、実際の入力信号の立上
がり時間の変動や、パルス幅短縮回路の特性の変動によ
ってパイルアップ検出能力が制限される。また、図８に
示された、エネルギウインドＷを用いてパイルアップを
検出する放射線検出装置においては、検出器のエネルギ
分解能が悪かったり、パイルアップの重なりの度合いが
小さいと、パイルアップを検出し落とす場合が生じる。Further, in the radiation detecting apparatus shown in FIG. 7 which detects pile-up based on a time difference between event inputs and a rise time of a signal, fluctuations in the rise time of an actual input signal and the characteristics of a pulse width shortening circuit are shown. , The pile-up detection capability is limited. Further, in the radiation detecting apparatus shown in FIG. 8 which detects pile-up using the energy window W, if the energy resolution of the detector is poor or the degree of pile-up overlap is small, the pile-up is detected. Dropping may occur.
【００１０】一方、上記従来の各放射線検出装置におけ
るパイルアップ検出原理を組み合わせることにより、相
当数のパイルアップの検出およびその除去が可能となる
ものと考えられる。しかしながら、入射位置検出面積が
大きな放射線検出装置の場合には、位置検出する全ての
面積に対して１つの検出信号出力を用いてパイルアップ
検出を行っているため、高計数率時におけるパイルアッ
プの検出誤りが増大してしまう。従って、入射位置検出
面積が大きい場合には、有効なパイルアップ除去回路と
して動作しなくなる。On the other hand, it is considered that by combining the above-described principle of pile-up detection in each of the conventional radiation detection apparatuses, it is possible to detect and remove a considerable number of pile-ups. However, in the case of a radiation detection apparatus having a large incident position detection area, pile-up detection is performed using one detection signal output for all areas to be position-detected. Detection errors increase. Therefore, when the incident position detection area is large, the circuit does not operate as an effective pile-up removing circuit.
【００１１】本発明はこのような課題を解消するために
なされたもので、従来の各パイルアップ検出原理と組み
合わせることによりさらに精度の良いパイルアップ除去
回路を構成することができ、しかも、放射線入射位置検
出面積が大きな場合においても有効に動作する放射線検
出装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and it is possible to configure a more accurate pile-up removing circuit by combining with each conventional pile-up detection principle. It is an object of the present invention to provide a radiation detection device that operates effectively even when the position detection area is large.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、放射線の入射
に対応して電子放出手段から放出された電子を検出する
放射線検出装置において、少なくとも一方向において電
子の入射位置を演算出力する位置検出手段と、電子入射
面が所定領域に分割されいずれかの各領域に同時にまた
はほぼ同時に電子が入射されたことを検出する同時入力
検出手段と、この同時入力検出手段で電子の上記同時入
射が検出されると位置検出手段の検出出力を禁止する出
力禁止手段とを備えて放射線検出装置を構成したもので
ある。According to the present invention, there is provided a radiation detecting apparatus for detecting electrons emitted from an electron emitting means in response to the incidence of radiation, wherein the position detecting means calculates and outputs the incident position of the electrons in at least one direction. A simultaneous input detecting means for detecting that the electron incident surface is divided into predetermined areas and electrons are simultaneously or almost simultaneously incident on any of the areas; and the simultaneous input detecting means detects the simultaneous incident of electrons. Then, the radiation detecting apparatus is provided with output inhibiting means for inhibiting the detection output of the position detecting means.
【００１３】[0013]
【作用】同時入力検出手段の各分割領域に同時にまたは
ほぼ同時に電子が入射されると、この複数の電子検出出
力によってパイルアップが検出される。パイルアップが
この同時入力検出手段によって検出されると、出力禁止
手段は位置検出手段の検出出力を禁止する。When electrons enter the divided regions of the simultaneous input detecting means simultaneously or almost simultaneously, pile-up is detected by the plurality of electron detection outputs. When pile-up is detected by the simultaneous input detection means, the output prohibition means prohibits the detection output of the position detection means.
【００１４】[0014]
【実施例】次に、本発明の第１の実施例による放射線検
出装置を位置検出型光電子増倍管（ＰＭＴ）を用いた装
置に適用した場合について説明する。Next, a description will be given of a case where the radiation detecting apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied to an apparatus using a position detecting type photomultiplier tube (PMT).
【００１５】図２はこのＰＭＴを用いた放射線検出装置
の概略構成を示す断面図である。マルチワイヤアノード
ＰＭＴ１上にはシンチレータ２が設けられており、この
シンチレータ２にγ線が入射されると、シンチレータ２
は発光する。このシンチレーション光は窓３を透過して
ホトカソード４に照射され、光電変換されて電子ｅ-が
放出される。放出された電子ｅ-は複数のメッシュダイ
ノード５で増倍され、増倍された電子群は位置検出手段
を構成するクロスワイヤアノード６に到達する。クロス
ワイヤアノード６は抵抗チェーンによって接続されてお
り、電子入射位置の重心位置演算がされることにより、
γ線の入射位置が検出される。この際、クロスワイヤア
ノード６の下方に設けられたラストダイノード７は、ク
ロスワイヤアノード６を通過した電子群を反射してクロ
スワイヤアノード６に戻す作用をする。FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a radiation detection apparatus using the PMT. A scintillator 2 is provided on the multi-wire anode PMT1, and when γ rays enter the scintillator 2, the scintillator 2
Emits light. The scintillation light is irradiated onto the photocathode 4 is transmitted through the window 3, it is photoelectrically converted electrons e - are emitted. The emitted electrons e − are multiplied by a plurality of mesh dynodes 5, and the multiplied electrons reach a cross-wire anode 6 constituting the position detecting means. The cross wire anode 6 is connected by a resistance chain, and the center of gravity of the electron incident position is calculated,
The incident position of the γ-ray is detected. At this time, the last dynode 7 provided below the cross-wire anode 6 acts to reflect the electrons passing through the cross-wire anode 6 and return the electrons to the cross-wire anode 6.
【００１６】図１は、これらクロスワイヤアノード６お
よびラストダイノード７部分を拡大して示した図であ
る。クロスワイヤアノード６のＸ方向、Ｙ方向の各方向
にはそれぞれ分割抵抗Ｒが接続されており、これら各分
割抵抗Ｒには並列にＸ方向位置演算回路８およびＹ方向
位置演算回路９が設けられている。これら各位置演算回
路８，９は、メッシュダイノード５で増倍された電子群
のＸ方向，Ｙ方向における各重心位置をクロスワイヤア
ノード６の検出出力から演算し、その演算結果をＸ出
力，Ｙ出力として出力する。この位置演算により、シン
チレータ２に入射したγ線の入射位置が特定される。FIG. 1 is an enlarged view of the cross wire anode 6 and the last dynode 7. In each of the X direction and the Y direction of the cross-wire anode 6, a dividing resistor R is connected, and each of the dividing resistors R is provided with an X direction position calculating circuit 8 and a Y direction position calculating circuit 9 in parallel. ing. Each of these position calculation circuits 8 and 9 calculates the center of gravity of the electron group multiplied by the mesh dynode 5 in the X and Y directions from the detection output of the cross-wire anode 6, and calculates the X output and Y Output as output. By this position calculation, the incident position of the γ-ray incident on the scintillator 2 is specified.
【００１７】一方、ラストダイノード７の電子入射面は
複数の領域に分割されており、これら各分割領域にはそ
れぞれ入射イベント検出回路１０が接続されている。各
イベント検出回路１０は、これら各分割領域での電子の
検出出力をそれぞれ独立にリアルタイムに取り出す回路
である。各イベント検出回路１０に取り出されたそれぞ
れの電子検出出力はパイルアップ検出回路１１に入力さ
れる。パイルアップ検出回路１１は、位置演算の積分時
間内にイベント検出回路１０からの電子検出出力が複数
あればパイルアップがあったものと判別し、出力禁止信
号を出力する。この出力禁止信号は各位置演算回路８，
９の演算結果に対して出力され、入射されたγ線の位置
検出信号の出力が禁止される。また、イベント検出回路
１０からパイルアップ検出回路１１に電子検出出力が入
力されても、位置演算の積分時間内に複数の検出出力が
ない限り出力禁止信号は出力されず、各位置演算回路
８，９の演算結果はそのまま出力される。On the other hand, the electron incident surface of the last dynode 7 is divided into a plurality of regions, and an incident event detecting circuit 10 is connected to each of the divided regions. Each of the event detection circuits 10 is a circuit that independently takes out the detection output of electrons in each of the divided regions in real time. Each electronic detection output taken out by each event detection circuit 10 is input to a pile-up detection circuit 11. If there are a plurality of electronic detection outputs from the event detection circuit 10 within the integration time of the position calculation, the pile-up detection circuit 11 determines that a pile-up has occurred and outputs an output inhibition signal. This output inhibit signal is output to each position calculation circuit 8,
9, the output of the position detection signal of the incident γ-ray is prohibited. Further, even if the electronic detection output is input from the event detection circuit 10 to the pile-up detection circuit 11, the output inhibition signal is not output unless there are a plurality of detection outputs within the integration time of the position calculation. 9 is output as it is.
【００１８】高計数率時、位置演算のために抵抗チェー
ンからの出力をゲート積分している間に次のγ線の入射
があると、位置演算結果は本来の入射位置を示さなくな
る。これがパイルアップによる位置演算の誤りである。
従来の放射線検出装置におけるこのパイルアップ除去
は、位置検出する全ての入射電子検出面に対して１つの
ダイノード信号、例えば、イベント入力時刻を表すタイ
ミング信号や、波高弁別を行うためのエネルギ信号に基
づき、入力信号の立上がりを検出したり、エネルギウイ
ンドをかけたりすることにより行われていた。従って、
前述したように、従来の放射線検出装置によっては十分
にパイルアップが検出・除去されなかった。しかし、本
実施例によるパイルアップの検出は、上記のように、ラ
ストダイノード７の各分割領域に得られる複数のイベン
ト検出出力に基づいて行われている。従って、パイルア
ップの検出はより確実に行われ、従来のパイルアップ検
出方式と組み合わせてパイルアップが検出されれば、さ
らに、精度良くパイルアップの検出・除去を行うことが
可能になる。特に、放射線が入射される放射線検出面積
が大きい場合には、有効にパイルアップが除去されるよ
うになる。At the high counting rate, if the next gamma ray is incident while the output from the resistor chain is gate-integrated for position calculation, the position calculation result will not indicate the original incident position. This is an error in position calculation due to pile-up.
This pile-up elimination in the conventional radiation detection apparatus is based on one dynode signal for all incident electron detection surfaces for position detection, for example, a timing signal indicating an event input time and an energy signal for performing wave height discrimination. This is performed by detecting the rise of an input signal or applying an energy window. Therefore,
As described above, the pile-up was not sufficiently detected and removed by the conventional radiation detection device. However, pile-up detection according to the present embodiment is performed based on a plurality of event detection outputs obtained in each divided area of the last dynode 7 as described above. Therefore, pile-up detection is performed more reliably, and if pile-up is detected in combination with the conventional pile-up detection method, it is possible to detect and remove the pile-up with higher accuracy. In particular, when the radiation detection area where the radiation is incident is large, the pile-up is effectively removed.
【００１９】図３は、本発明の第２の実施例による放射
線検出装置を位置検出型ＰＭＴを用いた装置に適用した
場合を示している。本実施例による放射線検出装置と上
記第１の実施例による放射線検出装置との相違は、電子
入射位置を検出する構成にある。すなわち、Ｘ方向位置
検出側は上記第１の実施例と同様に分割抵抗Ｒが設けら
れ、Ｘ方向位置演算回路８によってＸ方向の重心位置が
演算される。しかし、Ｙ方向位置検出側は分割抵抗Ｒが
設けられず、各クロスワイヤアノード６自体からそれぞ
れの電子検出出力が入射検出回路１２を介してそのまま
取り出され、Ｙ方向の入射位置が検出される構成になっ
ている。また、パイルアップの検出は、上記第１の実施
例と同様に、ラストダイノード７が複数領域に分割さ
れ、各分割領域での電子検出出力がそれぞれ独立にリア
ルタイムに同時検出回路１３に入力されることにより行
われる。すなわち、位置演算の積分時間内に同時検出回
路１３に複数の入射イベントの検出出力が入力されれ
ば、同時検出回路１３はパイルアップがあったものと判
別し、放射線位置検出出力の出力を禁止する。また、位
置演算の積分時間内に複数のイベント検出出力が入力さ
れなければ出力禁止信号は出力されず、パイルアップは
無いものとして処理される。この第２の実施例による放
射線検出装置においても上記第１の実施例と同様な効果
が奏される。FIG. 3 shows a case where the radiation detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention is applied to an apparatus using a position detecting type PMT. The difference between the radiation detecting apparatus according to the present embodiment and the radiation detecting apparatus according to the first embodiment is in the configuration for detecting the electron incident position. That is, the dividing resistor R is provided on the X direction position detection side in the same manner as in the first embodiment, and the X direction position calculation circuit 8 calculates the center of gravity position in the X direction. However, the splitting resistor R is not provided on the Y direction position detection side, and the respective electron detection outputs are directly taken out from each cross wire anode 6 via the incident detection circuit 12 to detect the Y direction incident position. It has become. In the pile-up detection, as in the first embodiment, the last dynode 7 is divided into a plurality of regions, and the electron detection outputs in each of the divided regions are independently input to the simultaneous detection circuit 13 in real time. This is done by: That is, if the detection outputs of a plurality of incident events are input to the simultaneous detection circuit 13 within the integration time of the position calculation, the simultaneous detection circuit 13 determines that pile-up has occurred and inhibits the output of the radiation position detection output. I do. If a plurality of event detection outputs are not input within the integration time of the position calculation, no output prohibition signal is output, and the processing is performed as if there is no pile-up. In the radiation detecting apparatus according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
【００２０】なお、上記各実施例では、ラストダイノー
ド７の電子入射面を分割してパイルアップを検出する構
成について説明したが、クロスワイヤアノード６の上方
に位置する最終段の増倍用ダイノード５にも電子が入射
されるため、この最終段増培用ダイノード５を複数領域
に分割し、これら各分割領域にそれぞれ入射イベント検
出回路を設け、パイルアップを検出する構成にしてもよ
い。この構成においても、上記各実施例と同様な効果が
奏される。また、電子が入射されるクロスワイヤアノー
ド６自体を複数領域に分割して位置演算とは別にパイル
アップ検出用に使用することも可能であり、この場合に
おいても上記各実施例と同様な効果が奏される。In each of the above embodiments, the configuration in which the electron incident surface of the last dynode 7 is divided to detect pile-up has been described. However, the multiplication dynode 5 in the final stage located above the cross-wire anode 6 is described. Since electrons are also incident on the dynode 5 for the final stage, the dynode 5 may be divided into a plurality of regions, and an incident event detection circuit may be provided in each of the divided regions to detect pile-up. Also in this configuration, the same effects as in the above embodiments can be obtained. Further, the cross-wire anode 6 itself into which electrons are incident can be divided into a plurality of regions and used for pile-up detection separately from position calculation. In this case, the same effects as those of the above embodiments can be obtained. Is played.
【００２１】また、上記各実施例では位置演算のための
電子検出をクロスワイヤアノード６を用いた場合につい
て説明したが、ワイヤ自体に抵抗分を持つレジスティブ
アノードを用いて位置演算のための電子検出を行っても
良い。この場合には、分割抵抗Ｒは不要になり、より簡
単な構成で上記各実施例と同様な効果を奏する放射線検
出装置を構成することが可能になる。In each of the above embodiments, the case where the cross-wire anode 6 is used for electron detection for position calculation has been described. However, the electron for position calculation is obtained by using a resistive anode having a resistance in the wire itself. Detection may be performed. In this case, the dividing resistor R becomes unnecessary, and it is possible to configure a radiation detecting apparatus having the same effects as those of the above embodiments with a simpler configuration.
【００２２】図４は、本発明の第３の実施例による放射
線検出装置を半導体位置検出素子（ＰＳＤ）を用いた装
置に適用した場合を示している。FIG. 4 shows a case where the radiation detecting apparatus according to the third embodiment of the present invention is applied to an apparatus using a semiconductor position detecting element (PSD).
【００２３】半導体位置検出素子（ＰＳＤ）２１はＰ型
抵抗層と高抵抗絶縁層とＮ型半導体層とが重ね合わされ
たＰＩＮ構造を有している。また、ダイノード５で増倍
された電子群が入射されるＰ型抵抗層の表面の周囲に
は、図示しない電極がＸ方向、Ｙ方向に設けられてい
る。このＰＳＤ２１に増倍された電子が入射し、その入
射点の周囲に電子が分布することにより、入射位置と電
極との間の抵抗値に対応した電圧が発生する。この電圧
がＸ方向位置演算回路２２およびＹ方向位置演算回路２
３で検出され、入射点のＸ方向およびＹ方向の各重心位
置が演算されることにより、放射線の入射位置が特定さ
れる。また、ＰＳＤ２１の裏面、つまり、Ｎ型半導体層
裏面には複数領域に分割された電極２４が設けられてお
り、各分割電極２４にはその上方に入射した電子が検出
される。この電子検出出力は各分割電極２４ごとに独立
にリアルタイムに取り出され、同時検出回路２５に入射
イベント検出出力として入力される。同時検出回路２５
は、位置演算の積分時間内に複数の入射イベントが入力
されるとパイルアップがあったものと判別し、上記位置
演算結果に対して出力禁止信号を出力する。この結果、
ＰＳＤ２１による位置演算結果の出力は禁止される。一
方、位置演算の積分時間内に複数の入射イベントが入力
されない時には、同時検出回路２５は出力禁止信号を出
力せず、位置演算結果はそのまま出力される。The semiconductor position detecting element (PSD) 21 has a PIN structure in which a P-type resistive layer, a high-resistance insulating layer, and an N-type semiconductor layer are overlapped. In addition, electrodes (not shown) are provided in the X and Y directions around the surface of the P-type resistance layer on which the electron group multiplied by the dynode 5 is incident. The multiplied electrons are incident on the PSD 21, and the electrons are distributed around the incident point, so that a voltage corresponding to the resistance value between the incident position and the electrode is generated. This voltage is applied to the X direction position operation circuit 22 and the Y direction position operation circuit 2
3, the position of the center of gravity in the X direction and the Y direction of the incident point is calculated, whereby the incident position of the radiation is specified. Further, on the back surface of the PSD 21, that is, on the back surface of the N-type semiconductor layer, there are provided electrodes 24 divided into a plurality of regions, and each divided electrode 24 detects electrons incident thereon. The electron detection output is independently taken out in real time for each of the divided electrodes 24 and is input to the simultaneous detection circuit 25 as an incident event detection output. Simultaneous detection circuit 25
When a plurality of incident events are input within the integration time of the position calculation, it is determined that pile-up has occurred, and an output inhibition signal is output in response to the position calculation result. As a result,
The output of the position calculation result by the PSD 21 is prohibited. On the other hand, when a plurality of incident events are not input within the integration time of the position calculation, the simultaneous detection circuit 25 does not output the output prohibition signal, and outputs the position calculation result as it is.
【００２４】この第３の実施例による放射線検出装置に
おいても、パイルアップの検出はより確実に行われ、ま
た、放射線検出面積が大きい場合には有効にパイルアッ
プが除去されるようになり、上記各実施例と同様な効果
が奏される。In the radiation detecting apparatus according to the third embodiment, the pile-up is more reliably detected, and when the radiation detection area is large, the pile-up is effectively removed. An effect similar to that of each embodiment is obtained.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、同
時入力検出手段の各分割領域に同時にまたはほぼ同時に
電子が入射されると、この複数の電子検出出力によって
パイルアップが検出される。パイルアップがこの同時入
力検出手段によって検出されると、出力禁止手段は位置
検出手段の検出出力を禁止する。As described above, according to the present invention, when electrons are simultaneously or almost simultaneously incident on each divided area of the simultaneous input detecting means, pile-up is detected by the plurality of electron detection outputs. When pile-up is detected by the simultaneous input detection means, the output prohibition means prohibits the detection output of the position detection means.
【００２６】このため、さらに精度良くパイルアップの
検出・除去が行え、しかも、放射線入射面積が大きい場
合にも有効にパイルアップの検出・除去が行える放射線
検出装置が提供されるようになる。Therefore, a radiation detection apparatus capable of detecting and removing pile-up with higher accuracy and effectively detecting and removing pile-up even when the radiation incident area is large is provided.
【図１】本発明を位置検出型ＰＭＴに適用した第１の実
施例による放射線検出装置の要部構成を示す一部拡大図
である。FIG. 1 is a partially enlarged view showing a main configuration of a radiation detection apparatus according to a first embodiment in which the present invention is applied to a position detection type PMT.
【図２】第１の実施例による放射線検出装置の全体の概
略構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the entire radiation detecting apparatus according to the first embodiment.
【図３】本発明を位置検出型ＰＭＴに適用した第２の実
施例による放射線検出装置の要部構成を示す一部拡大図
である。FIG. 3 is a partially enlarged view showing a main configuration of a radiation detection apparatus according to a second embodiment in which the present invention is applied to a position detection type PMT.
【図４】本発明をＰＳＤに適用した第３の実施例による
放射線検出装置の要部構成を示す一部拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view showing a main configuration of a radiation detecting apparatus according to a third embodiment in which the present invention is applied to a PSD.
【図５】従来の第１の放射線検出装置によるパイルアッ
プ検出原理を示すグラフ（パイルアップがない場合）で
ある。FIG. 5 is a graph showing the principle of pile-up detection by a conventional first radiation detection device (when there is no pile-up).
【図６】従来の第１の放射線検出装置によるパイルアッ
プ検出原理を示すグラフ（パイルアップがある場合）で
ある。FIG. 6 is a graph showing the principle of pile-up detection by a conventional first radiation detection device (when there is a pile-up).
【図７】従来の第２の放射線検出装置によるパイルアッ
プ検出原理を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the principle of pile-up detection by a conventional second radiation detection apparatus.
【図８】従来の第３の放射線検出装置によるパイルアッ
プ検出原理を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a principle of pile-up detection by a conventional third radiation detection apparatus.
１…光電子増倍管（ＰＭＴ）、２…シンチレータ、３…
窓、４…ホトカソード、５…増倍用メッシュダイノー
ド、６…クロスワイヤアノード、７…ラストダイノー
ド、８，２２…Ｘ方向位置演算回路、９，２３…Ｙ方向
位置演算回路、１０…入射イベント検出回路、１１…パ
イルアップ検出回路、１２…入射検出回路、１３，２５
…同時検出回路、２１…半導体位置検出素子（ＰＳ
Ｄ）、２４…分割電極。1. Photomultiplier tube (PMT), 2. Scintillator, 3.
Window: 4 photocathode, 5: mesh dynode for multiplication, 6: cross-wire anode, 7: last dynode, 8, 22: X direction position calculation circuit, 9, 23: Y direction position calculation circuit, 10: incident event detection Circuit, 11: pile-up detection circuit, 12: incident detection circuit, 13, 25
... Simultaneous detection circuit, 21 ... Semiconductor position detection element (PS
D), 24 ... divided electrodes.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−303787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−58283（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−14392（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01T 1/16 - 7/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-303787 (JP, A) JP-A-63-58283 (JP, A) JP-A-61-14392 (JP, U) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01T 1/16-7/12
Claims (3)
ら放出された電子を検出する放射線検出装置において、 少なくとも一方向において電子の入射位置を演算出力す
る位置検出手段と、電子入射面が所定領域に分割されい
ずれかの各領域に同時にまたはほぼ同時に電子が入射さ
れたことを検出する同時入力検出手段と、この同時入力
検出手段で電子の前記同時入射が検出されると前記位置
検出手段の検出出力を禁止する出力禁止手段とを備えて
構成される放射線検出装置。1. A radiation detecting apparatus for detecting electrons emitted from an electron emitting means in response to incidence of radiation, wherein the position detecting means for calculating and outputting the incident position of the electrons in at least one direction, and wherein the electron incident surface has a predetermined position. A simultaneous input detecting means for detecting that electrons are simultaneously or almost simultaneously incident on any one of the divided areas; and, when the simultaneous input of electrons is detected by the simultaneous input detecting means, the position detecting means A radiation detection apparatus comprising: an output prohibiting unit that prohibits a detection output.
のクロスワイヤアノードまたはレジスティブアノードに
よって構成され、 同時入力検出手段は、電子入射面が所定領域に分割され
た前記光電子増倍管の最終段の増倍用ダイノードまたは
ラストダイノードと、これら各分割領域への電子入射を
それぞれ独立に検出して取り出す複数の入射電子検出回
路とから構成され、 出力禁止手段は、前記位置検出手段による位置演算に要
する積分時間内に前記各入射電子検出回路から複数の電
子検出出力があると前記位置検出手段の位置検出出力を
禁止することを特徴とする請求項１記載の放射線検出装
置。2. The position detecting means is constituted by a cross-wire anode or a resistive anode of a position detecting type photomultiplier tube, and the simultaneous input detecting means is constituted by a photomultiplier tube having an electron incident surface divided into a predetermined area. A final stage multiplication dynode or last dynode, and a plurality of incident electron detection circuits for independently detecting and extracting electrons incident on each of these divided regions; 2. The radiation detecting apparatus according to claim 1, wherein when a plurality of electron detection outputs are received from each of the incident electron detection circuits within an integration time required for calculation, the position detection output of the position detection means is prohibited.
た半導体位置検出素子によって構成され、 同時入力検出手段は、所定領域に分割された前記半導体
位置検出素子の裏面電極と、これら各分割電極からの出
力をそれぞれ独立に取り出す複数の入射電子検出回路と
から構成され、 出力禁止手段は、前記位置検出手段による位置演算に要
する積分時間内に前記各入射電子検出回路から複数の電
子検出出力があると前記位置検出手段の位置検出出力を
禁止することを特徴とする請求項１記載の放射線検出装
置。3. The position detecting means comprises a semiconductor position detecting element incorporated in the photomultiplier tube, and the simultaneous input detecting means comprises a back surface electrode of the semiconductor position detecting element divided into a predetermined area, and each of these divided parts. A plurality of incident electron detection circuits that independently take out outputs from the electrodes, and an output prohibiting unit that outputs a plurality of electron detection outputs from each of the incident electron detection circuits within an integration time required for position calculation by the position detection unit. 2. The radiation detecting apparatus according to claim 1, wherein when there is, the position detection output of the position detecting means is prohibited.
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