JP3180001U

JP3180001U - 放射線検出装置

Info

Publication number: JP3180001U
Application number: JP2012005532U
Authority: JP
Inventors: 雅夫筒井; 隆久益田; 克也長谷川; 英浩久米
Original assignee: 雅夫筒井; 株式会社山益製作所; 克也長谷川; 株式会社オプトメカトロ
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2022-09-11

Abstract

【課題】被検体から放射される放射線を環境放射線の影響が少なく、また環境負荷が少なく簡易に精度よく検出することができる放射線検出装置を提供する。
【解決手段】被検物６を収納する計測室４と、計測室に収納した被検物６から放射される放射線を計測する放射線検出装置５と、計測室の外周部を放射線遮蔽物８としての水で覆い計測室に外部から放射線が入射するのを軽減するための容器１と、放射線検出手段で検出された放射線量を表示する表示手段と、を有すること。
【選択図】図１

Description

本考案は被検体（放射性物質）から放射されるＸ線、α線、β線、γ線等の放射線を検出する際、被検体以外から入射し、検出誤差となる環境放射線を低減し、高精度に検出することができる放射線検出装置に関する。

被検体から放射された放射線をシンチレータを利用した放射線検出手段で検出する放射線検出装置が知られている（特許文献１、２）。多くの放射線検出装置では鉛、等からなる容器（筺体）に被検体を収納し、周囲を密閉する。そして容器内に設けた放射線検出手段で計測する。

対象とする被検体以外から放射線検出手段に入射し、計測誤差となる環境放射線の影響を少なくする目的で容器の外壁を放射線遮蔽効果の高い鉛を遮蔽材として用いている。

特開平０５−０８７９３４号公報特開２００１−２０８８５０号公報

従来の放射線検出装置では高い放射線遮蔽効果を得るため、多くの鉛材を必要としている。鉛材は比重が高く、また鉛自体が機械的強度を持たないため構造材が別に必要となるなど装置自体が非常に重くなる傾向があった。そのため移動が困難で、定置位置以外に移動して簡単に精度よく計測することが困難であった。

また、鉛は人体に毒性があり廃棄時には高い環境負荷が要求された。

本考案は、被検体から放射される放射線を環境放射線の影響が少なく、また環境負荷が少なく簡易に精度よく検出することができる放射線検出装置の提供を目的とする。

本考案の放射線検出装置は、被検体を収納する計測室と、前記計測室に収納した被検体から放射される放射線を計測する放射線検出手段と、前記計測室の外周部を水で覆い前記計測室に外部から放射線が入射するのを軽減するための筺体と、前記放射線検出手段で検出された放射線量を表示する表示手段と、を有することを特徴としている。

本考案によれば、被検体から放射される放射線を環境放射線の影響が少なく、また環境負荷が少なく簡易に精度よく検出することができる放射線検出装置が得られる。

本考案の実施例１の要部概略図本考案の実施例１の計測における一工程の説明図本考案の実施例１の計測における一工程の説明図本考案の実施例１の計測における一工程の説明図本考案の実施例１の計測における一工程の説明図本考案の実施例１の計測における一工程の説明図本考案の実施例１の計測における一工程の説明図本考案の実施例１の計測における一工程の説明図本考案の実施例１の計測における一工程の説明図本考案に係る表示手段の説明図本考案に係る放射線検出器の要部概略図

本考案の放射線検出装置は、被検体を収納する計測室と、計測室に収納した被検体から放射される放射線を計測する放射線検出手段と、計測室の外周部を水で覆い計測室に外部から放射線が入射するのを軽減するための筺体と、放射線検出手段で検出された放射線量を表示する表示手段と、を有する。

計測室には被検物が収納されたとき、自動的に被検体の重量を計測する重量計が設けられている。

図１（Ａ）、（Ｂ）は本考案の放射線検出装置の要部正面図と要部側面断面図である。本考案の放射線検出装置１１は容器（筺体）１に、注水口２、排水バルブ３が形成されている。容器１の内部に計測室４を配置し、放射線検出手段５を配置する。被検体（例えばお茶、豆、米等）６は取り出し口７より出し入れする。

容器１はプラスチック、シート材等からなっている。計測室４の一部には被検物６の重さを計測するための重量計９が設けられている。計測室４と容器１との間には放射線遮蔽物として水８を封入するための供水室が形成されている。

容器１と計測室４との隙間を２重構造（複数構造）とし、環境放射線の量に応じて計測室と容器の内壁との間の水で遮蔽される厚さを変えても良い。

プラスチックなどの素材でできた容器１の中に被検体６から放射される放射線を検出するため被検体６や放射線検出手段５が収納できる計測室４を作る。そして計測室４の外側（外周）と容器１の内壁との隙間（周囲全体）を環境放射線の遮蔽材として水８が流入及び流出自在となるように構成し、環境放射線の影響を軽減して被検体６から放射される放射線を計測する。

本考案の放射線検出装置１１では放射線遮蔽物として水８を用いた簡易式の放射性物質検出用容器を用いている。このため放射線遮蔽物として、鉛を用いた放射線遮蔽と同等の精度を持ちながら移設が非常に容易になる。また、未使用時には水を抜き別場所に移動し保管可能であり、農産物検査などの短期間しか使用しない場合にも未使用時の空間占有が少ないため空間を有効利用できる。

次に本考案の放射線検出装置で被検体から放射される放射線量を検出する工程について説明する。

図２に示すように放射線検出装置１１の容器（遮蔽容器）１に供水手段１２からの水を注水口２より供給する。計測室４の周囲に水が充填したか否かを確認する。被検体が計測室４に入っていない状態で、図３に示すように計測手段としてのタッチパネルにて検出誤差となるバックグランド（環境放射線）を計測する。水によって計測室４への放射線が遮蔽され、計測室４に環境放射線が入射しないことを確認する。図４に示すよう、容器１の上部に設けた遮蔽蓋１３をスライドさせて計測室４を開く。遮蔽蓋１３と計測室４との間は水が入る供水室が形成されている。

図５に示すように被検体６をマリネリ容器（４リットル程度の容器である）１４に収納する。

図６に示すように被検物６を収納したマリネリ容器１４は計測室４に入れた後に図７に示すように遮蔽蓋１３を閉じる。計測室４の下部には重量計が配置されており、マリネリ容器１４はその重量計に載置され、自動的に被検出６の重量が計測されるようになっている。

その後図８に示すようにタッチパネル（計測手段）に測定時間（図では２０分）を入力する。計測時間が経過すると、制御手段からアラーム音が発せられて、それとともに図９に示すように表示手段１６に計測完了と計測値が表示される。

図１０は本実施例における表示手段１６に表示するデータの一例である。

図１１は本考案で用いる放射線検出手段５の要部概略図である。図１１において、放射線検出手段１００は放射線検出器１０１、放射線検出器１０１で検出された信号より放射線情報（放射線量）を演算する演算処理手段（マイクロプロセッサ）１０９、演算処理手段１０９で演算された放射線情報を表示する表示手段１６等を有する。

本実施例の放射線検出器１０１について説明する。

１０３はシンチレータ結晶であり、ヨウ化セシウムにタリウムが少量ドープされたＣｓＩ（ＴＩ）やヨウ化ナトリウムにタリウムが少量ドープされたＮａＩ（ＴＩ）等から成っている。１０３ａは反射膜であり、シンチレータ結晶１０３の外周部に設けられている。

１０２は放射線Ｒが入射する入射窓である。放射線としては、例えばγ線、Ｘ線等である。

１０４はシンチレータ結晶１０３から発光される可視光（螢光）を検出する光検出手段（光センサー）であり、光電子増倍管と高圧電源等からなっている。

１０５は密封ケースであり、アルミ材よりなり、シンチレータ結晶１０３を密封している。

密封ケース１０５と入射窓０２は一体のアルミ材よりなっている。

１０６は光学カップリングであり、シンチレータ結晶１０３と光検出手段１０４を結合している。

１０７は光検出モジュールであり、電子回路光検出手段１０４等を有している。

シンチレータ結晶１０３は入射窓１０２側の入射面１０３ａが１６（ｍｍ）×１６（ｍｍ）の正方形状であり、光検出手段１０４側の出射面１０３ｂが光検出手段１０４の受光面形状に合わせて直径８ｍｍの円形状よりなっている。

入射面１０３ａから出射面１０３ｂまでの長さは１６ｍｍである。

シンチレータ結晶１０３の断面形状において、角柱形状から円柱形状に変化するときの角度は３０度となっている。尚、この角度は３０度に限らず何度であっても良い。例えば２５度〜６０度であるのが良い。

シンチレータ結晶１０３の外周部に形成した反射膜１０３ａは可視光の反射率を高めるためのものである。

本実施例では角柱形状のシンチレータ結晶を加工して前述の形状となるようにしている。

光検出モジュール１０７は（株）浜松ホトニクス社の商品名光センサモジュールＨ１０７２１シリーズのうちの１つを用いている。

光センサモジュール１０７は光検出手段１０４と、光検出手段１０４からの信号を処理するアナログ処理回路、デジタル処理回路等より構成されている。

内蔵されている光電子増倍管１０４は高ゲイン、広ダイナミックレンズ、高速応答特性を有している。

その光電面はスーパーバイアルカリ光電面、ウルトラバイアルカリ光電面、赤外感度のあるマルチアルカリ光電面等からなっている。

１０８は光検出モジュール１０７からの検出信号が出力される入出力端である。

入射窓１０２から入射されてくる被検体１１２から放射された放射線の強弱に比例してシンチレータ結晶１０３で可視光に変換された検出光を光検出モジュール１０７の光電子増倍管からなる光検出手段１０４で検出する。

光検出モジュール１０７で検出され、その信号は入出力端１０８よりマイクロプロセッサ１０９で信号処理され、入射窓１０２から入射した放射線量（放射能エネルギー量）を測定する。

マイクロプロセッサ１０９では単位時間（例えば１秒間）に入射されてくる放射能（ベクレル（Ｂｑ））と線量率（Ｃｖ）を算出する。

マイクロプロセッサ１０９で算出された放射能に関する値は表示手段１６に表示される。また通信手段１１１を介して外部の通信部に通信される。

本実施例はシンチレータ結晶１０３の放射線の入射窓１０２の寸法を光電子増倍管１０４の円形状の光入射面の面積よりも大きな面積の四角形状（又は多角形状）としている。

そしてシンチレータ結晶１０３で発光した可視光を検出する光学カップリング１０６側の形状を光電子増倍管の光入射面形状に合わせて円形状としている。

これによって被検体１１２から放射される放射線Ｒを検出するときの立体角２ωを大きくして検出感度を高めている。

図１の実施例では直接地上に置くことを想定しているが、高線量地帯で地上からの環境放射線が強い場合は、下に放射線を遮蔽する鉛板、鉄板、コンクリート等を敷いた上に設置すると良い。また、放射線は距離の二乗に比例して弱くなることから、脚部を設置して地上から離すことで地上からの環境放射線を低減してもよい。

以上のように本考案によれば、環境放射線の遮蔽材として鉛を用いずに水を使用する。そのため使用するときだけ容器内に遮蔽材である水を入れることができる。このため従来と同等の検出精度で放射性物質（被検体）から放射される放射線の検出が可能であり、放射線検出装置を移動するときは水を抜くことで容器のみの重さとなるため簡易に移設ができる。

本考案の放射線検出装置を異なった移動先で使用するときは、その都度遮蔽材である水を水道から供給すればよく、設置、移設時には容器のみを移動すればよく移設が容易であるため短期間の使用などの様々な環境で容易に使用することができる。また、遮蔽材として使用する水は、水道水として飲用に供するものが利用できるため各自治体により含有放射性物質が厳密に管理されているため、放射線計測に与える影響が少ない。

本考案によれば環境放射線の影響を軽減するための遮蔽材として全く環境負荷のない水を用いるため、廃棄に係る環境負荷は容器のみであり環境対応性が良い。

１容器
２注水口
３排水バルブ
４計測室
５放射線計測器
６被検物
７取り出し口
８放射線遮蔽物（水）
１１放射線検出装置
１２供水手段
１３遮蔽蓋
１４マリネリ容器
１５計測手段
１６表示手段
１００放射線検出器
１０１放射線検出器
１０２入射窓
１０３シンチレータ結晶
１０４光検出手段
１０６光学カップリング
１０７光検出モジュール
１０９演算処理手段
１１１通信手段
１１２被検体

被検体から放射された放射線をシンチレータを利用した放射線検出手段で検出する放射線検出装置が知られている（特許文献１、２）。多くの放射線検出装置では鉛からなる容器（筺体）に被検体を収納し、周囲を密閉する。そして容器内に設けた放射線検出手段で計測する。

Claims

被検体を収納する計測室と、
前記計測室に収納した被検体から放射される放射線を計測する放射線検出手段と、
前記計測室の外周部を水で覆い前記計測室に外部から放射線が入射するのを軽減するための筺体と、
前記放射線検出手段で検出された放射線量を表示する表示手段と、
を有することを特徴とする放射線検出装置。
前記筺体は前記計測室を開閉するための遮蔽蓋を有し、該遮蔽蓋で前記計測室を覆ったとき、該遮蔽蓋と該計測室との間に水が供水される供水室が形成されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１の放射線検出装置。
前記計測室には被検物を該計測室の一部に載置したとき、前記被検体の重量を自動的に計測する重量計が設けられていることを特徴とする請求項１又は２の放射線検出装置。