JP3332932B2 - 指向性放射線検出装置及び撮像装置 - Google Patents
指向性放射線検出装置及び撮像装置Info
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- JP3332932B2 JP3332932B2 JP50412198A JP50412198A JP3332932B2 JP 3332932 B2 JP3332932 B2 JP 3332932B2 JP 50412198 A JP50412198 A JP 50412198A JP 50412198 A JP50412198 A JP 50412198A JP 3332932 B2 JP3332932 B2 JP 3332932B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/18—Measuring radiation intensity with counting-tube arrangements, e.g. with Geiger counters
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 政府関連事項 ここに記載の発明は、いかなる実施料の支払も要する
ことなくアメリカ合衆国政府によって又はアメリカ合衆
国政府のために、製造、使用、販売、輸入、及び／又は
実施許諾され得るものである。
ことなくアメリカ合衆国政府によって又はアメリカ合衆
国政府のために、製造、使用、販売、輸入、及び／又は
実施許諾され得るものである。
関連分野 本発明は放射線検出装置に関し、より詳しくは放射線
源の方向及び／又は放射線像を提供する放射線検出装置
に関する。
源の方向及び／又は放射線像を提供する放射線検出装置
に関する。
発明の背景 トモグラフィ、天文学、及び民間防衛などの応用分野
では、例えばガンマ線や高速中性子線などのような放射
線源の方向を決定することがしばしば望まれる。しかし
ながら、たいていの形態の放射線が光電効果とコンプト
ン散乱のプロセスを介して物質と相互作用するため、
（放射線から検出できるエネルギー形態である）光電子
やコンプトン電子の角度分布がこれら散乱事象によって
変化したり歪められたりしている。そのため、放射線の
入射角を正確に判定するのは難しかった。
では、例えばガンマ線や高速中性子線などのような放射
線源の方向を決定することがしばしば望まれる。しかし
ながら、たいていの形態の放射線が光電効果とコンプト
ン散乱のプロセスを介して物質と相互作用するため、
（放射線から検出できるエネルギー形態である）光電子
やコンプトン電子の角度分布がこれら散乱事象によって
変化したり歪められたりしている。そのため、放射線の
入射角を正確に判定するのは難しかった。
指向性能を検出装置に与えるためにさまざまな技術が
使用されている。共通して用いられる指向性検出装置の
一つはコリメータ器械である。そこでは、遮蔽材が検出
装置による放射線の取り入れ角を限定し、かつその他の
方向からの背景（バックグラウンド）放射線の寄与を低
減するのに用いられている。従って、最大出力は遮蔽材
内の開口部が放射線源と整合した場合だけ得られる。或
る場合には、回転コリメータの開口部、或は複数の開口
部が放射線源の方向情報を得るのに用いられている。し
かしながら、これらコリメータ器械には幾つか欠点があ
る。例えばコリメータ壁との相互作用による入射放射線
のひずみ、高い指向性分解能が必要な場合の狭い取り入
れ立体角のための放射線強度の低下、及び広い取り入れ
立体角が必要な場合の角分解能の低下などがそれであ
る。
使用されている。共通して用いられる指向性検出装置の
一つはコリメータ器械である。そこでは、遮蔽材が検出
装置による放射線の取り入れ角を限定し、かつその他の
方向からの背景（バックグラウンド）放射線の寄与を低
減するのに用いられている。従って、最大出力は遮蔽材
内の開口部が放射線源と整合した場合だけ得られる。或
る場合には、回転コリメータの開口部、或は複数の開口
部が放射線源の方向情報を得るのに用いられている。し
かしながら、これらコリメータ器械には幾つか欠点があ
る。例えばコリメータ壁との相互作用による入射放射線
のひずみ、高い指向性分解能が必要な場合の狭い取り入
れ立体角のための放射線強度の低下、及び広い取り入れ
立体角が必要な場合の角分解能の低下などがそれであ
る。
その他の指向性検出装置の設計としては、方向情報が
得られるフィラメント形式の検出器が用いられていた。
例えばチュップら（Chupp et al.）著「宇宙調査利用の
ための指向性中性子線検出装置」（IEEE Transactions
on Nuclear Science NS−13,468〜477頁（1966年２月
号））は、放射線源に向けてフィラメント軸を軸合せす
ることで指向性出力が提供されることを開示している。
その他の例として、ステッソンら（Stetson et al.）著
「中性子のための指向性シンチレーション計数器」（6N
uclear Instrument and Methods,94〜95頁（1960年））
は、フィラメント列群の列（アレイ）の使用を示唆して
おり、これはｎ−ｐ衝突からのプロトンの順方向最高
（forward−peaked）の角度分布を用いて指向性効果を
得ている。
得られるフィラメント形式の検出器が用いられていた。
例えばチュップら（Chupp et al.）著「宇宙調査利用の
ための指向性中性子線検出装置」（IEEE Transactions
on Nuclear Science NS−13,468〜477頁（1966年２月
号））は、放射線源に向けてフィラメント軸を軸合せす
ることで指向性出力が提供されることを開示している。
その他の例として、ステッソンら（Stetson et al.）著
「中性子のための指向性シンチレーション計数器」（6N
uclear Instrument and Methods,94〜95頁（1960年））
は、フィラメント列群の列（アレイ）の使用を示唆して
おり、これはｎ−ｐ衝突からのプロトンの順方向最高
（forward−peaked）の角度分布を用いて指向性効果を
得ている。
多くの応用において、重量と携帯性とは検出装置を選
定する際の重要な関心事である。例えば宇宙での応用で
は軽量な装置が必要であり、しかも修理ができないので
簡素なものが望ましい。これらと同一の考え方は、特に
手提げ装置、或いは特定の場所へのアクセスが必要にな
ることもある装置のような機動性装置にも適用できる。
定する際の重要な関心事である。例えば宇宙での応用で
は軽量な装置が必要であり、しかも修理ができないので
簡素なものが望ましい。これらと同一の考え方は、特に
手提げ装置、或いは特定の場所へのアクセスが必要にな
ることもある装置のような機動性装置にも適用できる。
1994年９月６日発行のバイアッドら（Byrd et al）に
よる「指向性高速中性子検出装置」と題された米国特許
第5,345,084号は、高速中性子の検出に限定される別の
形式の指向性放射線検出装置を開示しており、それは、
複数の全方向性の高速中性子放射線検出器が緻密に詰め
込まれた構成で配置され、細分化された対称性検出器を
形成している。プロセッサは、複数の検出器からの入射
放射線の計数を演算的に組合せて、前記放射線源の方向
に機能的に対応する信号を出力する。バイアッドの装置
の一実施例では４個の検出器が前後と左右との対称性を
伴う対関係に配置してある。放射線計数の出力は、前後
対称の検出器からの計数の減算と、左右対称の検出器か
らの計数の減算とを組合せる。得られる差は、放射線源
の方向を指示するベクトル量を形成する。しかしなが
ら、前述のようにこの検出装置は高速中性子の方向を検
出することに限定されており、又、指向性分解能は低
い。
よる「指向性高速中性子検出装置」と題された米国特許
第5,345,084号は、高速中性子の検出に限定される別の
形式の指向性放射線検出装置を開示しており、それは、
複数の全方向性の高速中性子放射線検出器が緻密に詰め
込まれた構成で配置され、細分化された対称性検出器を
形成している。プロセッサは、複数の検出器からの入射
放射線の計数を演算的に組合せて、前記放射線源の方向
に機能的に対応する信号を出力する。バイアッドの装置
の一実施例では４個の検出器が前後と左右との対称性を
伴う対関係に配置してある。放射線計数の出力は、前後
対称の検出器からの計数の減算と、左右対称の検出器か
らの計数の減算とを組合せる。得られる差は、放射線源
の方向を指示するベクトル量を形成する。しかしなが
ら、前述のようにこの検出装置は高速中性子の方向を検
出することに限定されており、又、指向性分解能は低
い。
従って、高分解能とともに広い取り入れ角を有し、複
数の異なる形式または強度の放射線源を検出できる指向
性検出装置または撮像装置の需要が存在する。本発明は
この需要を対象とするものである。
数の異なる形式または強度の放射線源を検出できる指向
性検出装置または撮像装置の需要が存在する。本発明は
この需要を対象とするものである。
発明の要約 従って、本発明の目的のひとつは、弧度を数分程度に
小さくなし得る分解能において、４πの取り入れ立体角
を有し、放射線源の方向を検出することのできる放射線
検出装置を提供することである。
小さくなし得る分解能において、４πの取り入れ立体角
を有し、放射線源の方向を検出することのできる放射線
検出装置を提供することである。
本発明の他の目的は、幾つかの異なる形式または強度
の放射線源を検出するように変更することができる指向
性放射線検出装置を提供することである。
の放射線源を検出するように変更することができる指向
性放射線検出装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、背景放射程度まで低下した
放射強度を検出することができる指向性放射検出装置を
提供することである。
放射強度を検出することができる指向性放射検出装置を
提供することである。
本発明の更に他の目的は、さまざまな放射線源の撮像
装置を提供することである。
装置を提供することである。
これらの目的及びその他の目的は、異なる原子番号
（Ｚ）を有する２種類の材料を用いて、例えばシンチレ
ーター、ガイガー・ミュラー型放射線計数器、或はシリ
コンなどで形成される固体放射線検出器のような放射線
検出器を囲繞或は挾持する本発明によって達成される。
本発明の一実施例では、鉛（Pb）の薄層がガイガー・ミ
ュラー放射線計数器の一方の側に置かれ、ルーサイトTM
の層が反対側に載置される。ガイガー・ミュラー計数器
は単一の事象を検出できるので、本発明による指向性放
射線検出装置は、約0.15μGyh-1の背景放射線レベルま
で低下した放射強度を検出することができる。本発明に
用いられる望ましいガイガー・ミュラー計数器の一例
は、両側が約2.8mg/cm2の厚さの薄いルビー雲母窓（rub
y mica windows）を有する修正パンケーキ型ガイガー・
ミュラー計数器である。
（Ｚ）を有する２種類の材料を用いて、例えばシンチレ
ーター、ガイガー・ミュラー型放射線計数器、或はシリ
コンなどで形成される固体放射線検出器のような放射線
検出器を囲繞或は挾持する本発明によって達成される。
本発明の一実施例では、鉛（Pb）の薄層がガイガー・ミ
ュラー放射線計数器の一方の側に置かれ、ルーサイトTM
の層が反対側に載置される。ガイガー・ミュラー計数器
は単一の事象を検出できるので、本発明による指向性放
射線検出装置は、約0.15μGyh-1の背景放射線レベルま
で低下した放射強度を検出することができる。本発明に
用いられる望ましいガイガー・ミュラー計数器の一例
は、両側が約2.8mg/cm2の厚さの薄いルビー雲母窓（rub
y mica windows）を有する修正パンケーキ型ガイガー・
ミュラー計数器である。
高Ｚ材料を（ガイガー・ミュラー（GM）或はシンチレ
ーター計数器（SC）などのような）放射線検出器の一方
の側に、又低Ｚ材料を、形式を問わずこれら計数器の反
対側に設置することによって、高或は低Ｚ材料から順方
向或は逆方向へ放出される光−コンプトン電子（photo
−Compton electrons）と、入射ガンマ線の減衰とを検
出することが可能になる。計数率（或は強度）に差があ
れば、放射線源の方向は容易に算出されるし、或は、検
出装置の応答の最大変化が発生する角度、つまり点源が
所在する角度を決定するために、計数器を単に回転させ
ることができる。計数差（或は強度の鏡像（mirror
s））が得られるように（例えば180度のような）異なる
角度に移動させた２個の計数器を持つことによって、本
発明は遥かに容易に放射線源の方向を検出することがで
き、後述して説明するように、本発明は放射線源の像を
強度の関数として提供することができる。これは、鉛中
のような高Ｚ材料から順方向または逆方向へ放出される
よりも、ルーサイトTM中のような低Ｚ材料から順方向へ
より多くの電子が放出されるため可能になる。GM或はシ
ンチレーション計数器に基づいてモニタを設計する長所
は、それらの性能が、約0.15μGyh-1である自然背景
（バックグラウンド）放射の２或は３倍まで限界強度を
低下させると云う点に在る。従って、GM管或はシンチレ
ーション計数器を用いる本発明を用いれば、自然背景放
射に近い強度を持つガンマ線源が同定できて位置決めす
ることができる。
ーター計数器（SC）などのような）放射線検出器の一方
の側に、又低Ｚ材料を、形式を問わずこれら計数器の反
対側に設置することによって、高或は低Ｚ材料から順方
向或は逆方向へ放出される光−コンプトン電子（photo
−Compton electrons）と、入射ガンマ線の減衰とを検
出することが可能になる。計数率（或は強度）に差があ
れば、放射線源の方向は容易に算出されるし、或は、検
出装置の応答の最大変化が発生する角度、つまり点源が
所在する角度を決定するために、計数器を単に回転させ
ることができる。計数差（或は強度の鏡像（mirror
s））が得られるように（例えば180度のような）異なる
角度に移動させた２個の計数器を持つことによって、本
発明は遥かに容易に放射線源の方向を検出することがで
き、後述して説明するように、本発明は放射線源の像を
強度の関数として提供することができる。これは、鉛中
のような高Ｚ材料から順方向または逆方向へ放出される
よりも、ルーサイトTM中のような低Ｚ材料から順方向へ
より多くの電子が放出されるため可能になる。GM或はシ
ンチレーション計数器に基づいてモニタを設計する長所
は、それらの性能が、約0.15μGyh-1である自然背景
（バックグラウンド）放射の２或は３倍まで限界強度を
低下させると云う点に在る。従って、GM管或はシンチレ
ーション計数器を用いる本発明を用いれば、自然背景放
射に近い強度を持つガンマ線源が同定できて位置決めす
ることができる。
図面の簡単な説明 本発明のこれらの目的とその他の目的は、本発明の詳
細な説明と添付した以下の図面を用いて容易に明らかに
なるはずであり、図面中、 図１は、一対のパンケーケ型ガイガー・ミューラー
（GM）計数器を用いる本発明の一実施例の断面図であ
り、 図２は、シンチレーションまたは固体計数器のような
放射検出器層を用いる本発明の他の実施例の断面図であ
り、 図３は、異なるＺ材料と検出器との幾つかの異なる層
群を用いる本発明の更に他の実施例の断面図であり、 図４は、電離箱型センサとしての本発明の斜視図であ
り、 図５は、16種類の異なるＺ材料と組合せてあるルーサ
イトと、11種類の異なる材料と組合せてある鉛とに対す
る図１のパンケーキ型計数器のレスポンスと、 計算結果とを比較した双方のデータの組を示し、 図６は、コバルト−60とセシウム−137の光子に暴露
されたときの144mg/cm2の鉛のエミッタから図１のパン
ケーキ型計数器へと逆方向へ放出された電子のフェザー
様解析であり、 図７は、さまざまな原子番号の元素から順方向へ放出
される光−コンプトン電子の、入射光子エネルギーに対
する三次元点描図（プロット）であり、 図８は、さまざまな原子番号の元素から逆方向へ放出
される光−コンプトン電子の入射光子エネルギーに対す
る三次元点描図（プロット）であり、 図９は、46keVのＸ線によって照射された電離箱型セ
ンサ（図４）の絶対計数比:R＝I1＋I2/I1−I2の、弧
（アーク）秒単位の傾斜角（光子の入射角）に対するグ
ラフ図であり、 図10は、任意の単位での電流出力を、図２に示す装置
の回転角に対して表すグラフであって（２回の独立した
走査について）、ここで該装置は４個の独立した137Cs
と60Coとの放射線源のビームに照射され、又直接像（＜
180度の回転角）と鏡像（＞180度の回転角）との４対を
示し、 図11は、S2（137Cs源の２）に対応する図10の走査デ
ータからの、直接像及び鏡像（180度ずらしたもの）に
対する遷移データの１次導関数の、回転角に対するグラ
フであり、 図12は、S1（137Cs源の１）に対応する図10の走査デ
ータからの、直接像及び鏡像（180度ずらしたもの）と
に対する遷移データの１次導関数の、回転角に対するグ
ラフであり、 図13は、図10の４個の放射線源と同一放射線源に対す
る独立した２つの走査にて、シンチレーターに基づく検
出装置（図２）を用い、しかしセンサをS1から移動し遠
ざける（放射線源から検知器まで直線に沿って48.5cm）
ことによって生成した図形の点描図（プロット）であっ
て、S1に関するそれぞれの放射線源の極角度計測値と、
それに対応する走査角の実験値とが示してあり、 図14a及び14bは、図10と図13とのグラフを得るために
用いた放射線源の物理的構成と幾何学的形状との図であ
り、 図15は、図２の検出装置を用いて得られた走査データ
の点描図（プロット）であって、ここで２個の放射線源
は、著しく異なるエネルギー、即ち、662keVの光子を放
出する137Csと174keVのＸ線とを有し、 図16a及び16bは、図15から得られる走査データの組か
ら放射線源の角度を決定する別の方法をグラフで示して
おり、ここで、セシウム及びＸ線源に対する一対の鏡像
は180度ずらしてプロットされているため、それらの対
応する直接像と交差し、又、像の対の絶対最小値は正規
化されて振幅に等しくしてある（交点はその検出装置に
対する放射線源の極角度）。
細な説明と添付した以下の図面を用いて容易に明らかに
なるはずであり、図面中、 図１は、一対のパンケーケ型ガイガー・ミューラー
（GM）計数器を用いる本発明の一実施例の断面図であ
り、 図２は、シンチレーションまたは固体計数器のような
放射検出器層を用いる本発明の他の実施例の断面図であ
り、 図３は、異なるＺ材料と検出器との幾つかの異なる層
群を用いる本発明の更に他の実施例の断面図であり、 図４は、電離箱型センサとしての本発明の斜視図であ
り、 図５は、16種類の異なるＺ材料と組合せてあるルーサ
イトと、11種類の異なる材料と組合せてある鉛とに対す
る図１のパンケーキ型計数器のレスポンスと、 計算結果とを比較した双方のデータの組を示し、 図６は、コバルト−60とセシウム−137の光子に暴露
されたときの144mg/cm2の鉛のエミッタから図１のパン
ケーキ型計数器へと逆方向へ放出された電子のフェザー
様解析であり、 図７は、さまざまな原子番号の元素から順方向へ放出
される光−コンプトン電子の、入射光子エネルギーに対
する三次元点描図（プロット）であり、 図８は、さまざまな原子番号の元素から逆方向へ放出
される光−コンプトン電子の入射光子エネルギーに対す
る三次元点描図（プロット）であり、 図９は、46keVのＸ線によって照射された電離箱型セ
ンサ（図４）の絶対計数比:R＝I1＋I2/I1−I2の、弧
（アーク）秒単位の傾斜角（光子の入射角）に対するグ
ラフ図であり、 図10は、任意の単位での電流出力を、図２に示す装置
の回転角に対して表すグラフであって（２回の独立した
走査について）、ここで該装置は４個の独立した137Cs
と60Coとの放射線源のビームに照射され、又直接像（＜
180度の回転角）と鏡像（＞180度の回転角）との４対を
示し、 図11は、S2（137Cs源の２）に対応する図10の走査デ
ータからの、直接像及び鏡像（180度ずらしたもの）に
対する遷移データの１次導関数の、回転角に対するグラ
フであり、 図12は、S1（137Cs源の１）に対応する図10の走査デ
ータからの、直接像及び鏡像（180度ずらしたもの）と
に対する遷移データの１次導関数の、回転角に対するグ
ラフであり、 図13は、図10の４個の放射線源と同一放射線源に対す
る独立した２つの走査にて、シンチレーターに基づく検
出装置（図２）を用い、しかしセンサをS1から移動し遠
ざける（放射線源から検知器まで直線に沿って48.5cm）
ことによって生成した図形の点描図（プロット）であっ
て、S1に関するそれぞれの放射線源の極角度計測値と、
それに対応する走査角の実験値とが示してあり、 図14a及び14bは、図10と図13とのグラフを得るために
用いた放射線源の物理的構成と幾何学的形状との図であ
り、 図15は、図２の検出装置を用いて得られた走査データ
の点描図（プロット）であって、ここで２個の放射線源
は、著しく異なるエネルギー、即ち、662keVの光子を放
出する137Csと174keVのＸ線とを有し、 図16a及び16bは、図15から得られる走査データの組か
ら放射線源の角度を決定する別の方法をグラフで示して
おり、ここで、セシウム及びＸ線源に対する一対の鏡像
は180度ずらしてプロットされているため、それらの対
応する直接像と交差し、又、像の対の絶対最小値は正規
化されて振幅に等しくしてある（交点はその検出装置に
対する放射線源の極角度）。
図17は、本発明にて入射する放射線強度の角依存度を
計算する方法と関連する角度基準を示し、 図18は、本発明がどのように撮像装置として有用であ
るかを説明する実験的構成を示してあり、 図19は、図18の実験的構成を用いて得られた結果と、
本発明が撮像装置として有用であることを示す計算結果
とをグラフで示す。
計算する方法と関連する角度基準を示し、 図18は、本発明がどのように撮像装置として有用であ
るかを説明する実験的構成を示してあり、 図19は、図18の実験的構成を用いて得られた結果と、
本発明が撮像装置として有用であることを示す計算結果
とをグラフで示す。
発明の詳細な説明 図１は本発明に従う装置の断面図を示す。図示のとお
り、単一の高Ｚ（原子番号）材料層１は、２個のパンケ
ーキ型ガイガー・ミュラー（GM）計数器３及び５に挾持
されている。２個のGM計数器３及び５はそれらの外側を
２個の低Ｚ材料層７及び９によって挾持されている。高
及び低Ｚ材料に適当な材料は、それぞれ鉛及びポリメチ
ルメタクリレート（ルーサイトTM或は類似のプラスチッ
ク）であろう。２個のGM計数器が示してあるが、本発明
は、１層の高Ｚ材料と、１層の低Ｚ材料との間に挾持さ
れた１個のGM計数器でも機能することに注目されたい。
しかしながら、単一の計数器を用いて同一のデータを得
るために、本発明の検出装置は、180度よりもむしろ360
度に亙って回転しなければならない（後述して説明す
る）。
り、単一の高Ｚ（原子番号）材料層１は、２個のパンケ
ーキ型ガイガー・ミュラー（GM）計数器３及び５に挾持
されている。２個のGM計数器３及び５はそれらの外側を
２個の低Ｚ材料層７及び９によって挾持されている。高
及び低Ｚ材料に適当な材料は、それぞれ鉛及びポリメチ
ルメタクリレート（ルーサイトTM或は類似のプラスチッ
ク）であろう。２個のGM計数器が示してあるが、本発明
は、１層の高Ｚ材料と、１層の低Ｚ材料との間に挾持さ
れた１個のGM計数器でも機能することに注目されたい。
しかしながら、単一の計数器を用いて同一のデータを得
るために、本発明の検出装置は、180度よりもむしろ360
度に亙って回転しなければならない（後述して説明す
る）。
本実施例において好ましくは、GM計数器は、2.8mg/cm
2厚の薄いルビー雲母窓を両側に伴って構成される特別
のパンケーキ型計数器である。こうすることによって、
計数器のどちらの外側にも、高及び低Ｚの遮蔽材を設け
ることが可能になり、光子によって生成されたより低エ
ネルギー電子は、薄い雲母窓を貫通してパルスを生成す
る。
2厚の薄いルビー雲母窓を両側に伴って構成される特別
のパンケーキ型計数器である。こうすることによって、
計数器のどちらの外側にも、高及び低Ｚの遮蔽材を設け
ることが可能になり、光子によって生成されたより低エ
ネルギー電子は、薄い雲母窓を貫通してパルスを生成す
る。
ルーサイトTM及び鉛は、低及び高Ｚ材料のための選定
として分かり易いが、さまざまな厚さを有するその他の
材料を本発明に用いることができる。材料及び材料の厚
さの選定は、後で明らかにされるとおり、材料の原子番
号、及び放射線照射された時の順方向と逆方向への材料
の電子放出とに大いに依存する。このような観点からさ
まざまな高及び低Ｚ材料、及び厚さが、本発明における
利用のために検討された。特に、図１の装置にて、材料
のさまざまな組合せを用い、どの材料が本発明の高及び
低Ｚ材料として最も適当であるかが決定された。図５
は、16種類の異なるＺ材料と組合せたルーサイトTMと、
11種類の異なるＺ元素と組合せた鉛とに対する図１のパ
ンケーキ型GM計数器の応答を示し、これら同一条件にお
ける双方のデータ組を、既知の計算結果と比較した。図
示のとおり、データ（丸及び三角形）は、これらのテス
トにおけるルーサイトTM（或はポリエチレン）、及び鉛
をそれぞれ表す。図５では、それぞれのテストで用いた
最低Ｚ材料（即ち、BeとＣ）に対して比較した、それぞ
れの元素における計数比を、原子番号に対してプロット
した。図５から理解されるように、計数比のＺに関する
依存は、近似的に直線である。それぞれの実験において
この比は、任意の元素（Ｚ）に対する計数になるよう
に、最低Ｚ元素（即ち、BeまたはＣ）で得られる計数に
よって除算して定義される。この直線的性質は、ルーサ
イトTM及び鉛と他の元素との遮蔽的組合せの双方に適用
される。エラーバーは、元素当り15回の観察に対する実
験的再現性と、計数の統計量とに起因する広がりを含
む。理解しやすいように、ルーサイトTM＋種々のＺ材料
に対するエラーバーのみを示す。他の組合せに対して、
エラーバーはほぼ同一である。前述のとおり、計算値は
ほぼ±20％のエラーバーを有する。計測値に対する計算
値の最悪の不一致は、最高Ｚ番号、即ち、Ｚ＝79（金）
に対して発生する。ルーサイトTM＋遮蔽元素に対しての
これは12％であり、鉛＋Ｚ元素で得られる結果に対して
は22％である。
として分かり易いが、さまざまな厚さを有するその他の
材料を本発明に用いることができる。材料及び材料の厚
さの選定は、後で明らかにされるとおり、材料の原子番
号、及び放射線照射された時の順方向と逆方向への材料
の電子放出とに大いに依存する。このような観点からさ
まざまな高及び低Ｚ材料、及び厚さが、本発明における
利用のために検討された。特に、図１の装置にて、材料
のさまざまな組合せを用い、どの材料が本発明の高及び
低Ｚ材料として最も適当であるかが決定された。図５
は、16種類の異なるＺ材料と組合せたルーサイトTMと、
11種類の異なるＺ元素と組合せた鉛とに対する図１のパ
ンケーキ型GM計数器の応答を示し、これら同一条件にお
ける双方のデータ組を、既知の計算結果と比較した。図
示のとおり、データ（丸及び三角形）は、これらのテス
トにおけるルーサイトTM（或はポリエチレン）、及び鉛
をそれぞれ表す。図５では、それぞれのテストで用いた
最低Ｚ材料（即ち、BeとＣ）に対して比較した、それぞ
れの元素における計数比を、原子番号に対してプロット
した。図５から理解されるように、計数比のＺに関する
依存は、近似的に直線である。それぞれの実験において
この比は、任意の元素（Ｚ）に対する計数になるよう
に、最低Ｚ元素（即ち、BeまたはＣ）で得られる計数に
よって除算して定義される。この直線的性質は、ルーサ
イトTM及び鉛と他の元素との遮蔽的組合せの双方に適用
される。エラーバーは、元素当り15回の観察に対する実
験的再現性と、計数の統計量とに起因する広がりを含
む。理解しやすいように、ルーサイトTM＋種々のＺ材料
に対するエラーバーのみを示す。他の組合せに対して、
エラーバーはほぼ同一である。前述のとおり、計算値は
ほぼ±20％のエラーバーを有する。計測値に対する計算
値の最悪の不一致は、最高Ｚ番号、即ち、Ｚ＝79（金）
に対して発生する。ルーサイトTM＋遮蔽元素に対しての
これは12％であり、鉛＋Ｚ元素で得られる結果に対して
は22％である。
検出器を挾持する遮蔽材の他の重要なパラメータは、
パンケーキ型計数器の背後の遮蔽材からの電子の背面放
出である。図６は、コバルト及びセシウムのガンマ線で
照射した図１のパンケーキ型計数器にて用いた、薄い鉛
遮蔽材から背面方向へ放出される光−コンプトン電子の
フェザー様解析を示す。背面放出電子のこの解析結果を
得るために、種々の厚さのアルミニウム吸収材を、計数
器と鉛遮蔽材との間に挿入した。特に、計数が一定値ま
で減少するまで（この数値に達するまで鉛遮蔽材を削除
しかつアルミニウム吸収材の厚さを増加させることによ
って得られる）、アルミニウム吸収材の厚さを増加さ
せ、パンケーキ型計数器とこの計数器の背後の鉛遮蔽材
との間に挿入した。この電子のフェザー様解析におい
て、電子は、60コバルトと137セシウムとの光子によっ
て生成された。この解析の結果は、電子のスペクトルが
これら放射線源に特有であることを証明している。
パンケーキ型計数器の背後の遮蔽材からの電子の背面放
出である。図６は、コバルト及びセシウムのガンマ線で
照射した図１のパンケーキ型計数器にて用いた、薄い鉛
遮蔽材から背面方向へ放出される光−コンプトン電子の
フェザー様解析を示す。背面放出電子のこの解析結果を
得るために、種々の厚さのアルミニウム吸収材を、計数
器と鉛遮蔽材との間に挿入した。特に、計数が一定値ま
で減少するまで（この数値に達するまで鉛遮蔽材を削除
しかつアルミニウム吸収材の厚さを増加させることによ
って得られる）、アルミニウム吸収材の厚さを増加さ
せ、パンケーキ型計数器とこの計数器の背後の鉛遮蔽材
との間に挿入した。この電子のフェザー様解析におい
て、電子は、60コバルトと137セシウムとの光子によっ
て生成された。この解析の結果は、電子のスペクトルが
これら放射線源に特有であることを証明している。
更に図６は、飽和値を減じ、又それらを最大計数値に
正規化することによって得られた、両放射線源について
の結果を示す。
正規化することによって得られた、両放射線源について
の結果を示す。
これらの実験において、60コバルトのガンマ線に対す
る最大吸収材厚さは223mg/cm2であり、又、137セシウム
の光子に対しては、135mg/cm2であった。これらの数値
はそれぞれ最大電子エネルギーである500keV及び350keV
にそれぞれ対応している。電子は、35keVの電子閾を有
する2.8Mg/cm2の計数器の雲母窓を容易に貫通すること
ができる。（パンケーキ型計数器はGM管のそれぞれの側
に二つの同一の雲母窓を有する点で独特である。）この
ように本発明では、背面放出電子は高Ｚ材料の遮蔽材か
ら生成され、又、これら背面放出電子の最大エネルギー
は、コバルト光子エネルギーに対して期待される700ke
V、及びセシウム放射線に対して期待される500keVの平
均エネルギーのいずれに比べても劣っている。
る最大吸収材厚さは223mg/cm2であり、又、137セシウム
の光子に対しては、135mg/cm2であった。これらの数値
はそれぞれ最大電子エネルギーである500keV及び350keV
にそれぞれ対応している。電子は、35keVの電子閾を有
する2.8Mg/cm2の計数器の雲母窓を容易に貫通すること
ができる。（パンケーキ型計数器はGM管のそれぞれの側
に二つの同一の雲母窓を有する点で独特である。）この
ように本発明では、背面放出電子は高Ｚ材料の遮蔽材か
ら生成され、又、これら背面放出電子の最大エネルギー
は、コバルト光子エネルギーに対して期待される700ke
V、及びセシウム放射線に対して期待される500keVの平
均エネルギーのいずれに比べても劣っている。
図７及び図８は、さまざまな原子番号の材料への入射
光子当り順方向及び逆方向に生成される電子、及び予め
計算してある光子エネルギーに対して得られる光−コン
プトン電子放出の出版データ（T.A.デリンら（T.A.Dell
in et al.）著IEEE Trans.Nucl.Sci.,NS−22（６）（19
75）2549）に基づいている。図７及び図８から理解され
るように、本発明では、光子エネルギーと原子番号に対
する電子の生産は、エネルギー或はＺとに関して単一の
方向を示さず、これらパラメータの変動とともに増減す
る。従って、本発明に関して、これらパラメータに伴っ
て単調に増減するとは期待できない。しかしながら、当
業者はこのデータから種々のＺ材料と厚さとの組合せを
いくらでも選び出して、あらゆる応用にて働く装置に到
達することができよう。
光子当り順方向及び逆方向に生成される電子、及び予め
計算してある光子エネルギーに対して得られる光−コン
プトン電子放出の出版データ（T.A.デリンら（T.A.Dell
in et al.）著IEEE Trans.Nucl.Sci.,NS−22（６）（19
75）2549）に基づいている。図７及び図８から理解され
るように、本発明では、光子エネルギーと原子番号に対
する電子の生産は、エネルギー或はＺとに関して単一の
方向を示さず、これらパラメータの変動とともに増減す
る。従って、本発明に関して、これらパラメータに伴っ
て単調に増減するとは期待できない。しかしながら、当
業者はこのデータから種々のＺ材料と厚さとの組合せを
いくらでも選び出して、あらゆる応用にて働く装置に到
達することができよう。
本発明において、この多重指向性型のレスポンスをも
たらし得る二つの基本メカニズムがある。即ち、（１）
鉛のエミッタが放射線源と計数器との間に在る場合の該
エミッタによる減衰と光−コンプトン電子の放出、
（２）計数器が、鉛のエミッタと放射線源との間に在る
場合の光電子の放出である。光−コンプトン電子の相互
作用は、光子エネルギーと共に変動する。光子エネルギ
ーがより高ければ、前面側エミッタからの光−コンプト
ン電子の順方向放出は、背面側エミッタからの背面放出
と結合した取るに足らない減衰を伴い、有効な全計数を
生じる。最大対最小比は、飽和が生じるまでエミッタの
厚さとともに増加する。最適な信号は、厚さが近似的に
電子の範囲に等しくなるとき得られる。60コバルトの放
射線について、この厚さは約３ミル（86.5Mg/CM2）の鉛
であることが実験で確認された。５ミル（144.1Mg/C
M2）の鉛が、パンケーキ型計数器の計測で用いられた。
たらし得る二つの基本メカニズムがある。即ち、（１）
鉛のエミッタが放射線源と計数器との間に在る場合の該
エミッタによる減衰と光−コンプトン電子の放出、
（２）計数器が、鉛のエミッタと放射線源との間に在る
場合の光電子の放出である。光−コンプトン電子の相互
作用は、光子エネルギーと共に変動する。光子エネルギ
ーがより高ければ、前面側エミッタからの光−コンプト
ン電子の順方向放出は、背面側エミッタからの背面放出
と結合した取るに足らない減衰を伴い、有効な全計数を
生じる。最大対最小比は、飽和が生じるまでエミッタの
厚さとともに増加する。最適な信号は、厚さが近似的に
電子の範囲に等しくなるとき得られる。60コバルトの放
射線について、この厚さは約３ミル（86.5Mg/CM2）の鉛
であることが実験で確認された。５ミル（144.1Mg/C
M2）の鉛が、パンケーキ型計数器の計測で用いられた。
これから、低及び高Ｚ材料を伴って適当に構成された
GM管、或は適切なエミッタを伴うシンチレーション計数
器も、（約0.15μGyh-1の）背景放射の２倍程度に低い
強度の放射線の基本的な指向性検出装置として役立たせ
ることができることが明らかである。更に、これらのモ
ニタは、50keVから1250keVまでの広範な量子エネルギー
に指向性をもって応答する。より高エネルギー源（即
ち、662keV（662keV以上））に対して、高Ｚ材料から
の光−コンプトン電子はこれらモニタの指向性に寄与
し、又より低エネルギー源に対しては、高Ｚ材料に起因
する減衰によって検出装置は働く。セシウムの光子に照
射された場合に働く検出装置は、他のあらゆるエネルギ
ーに対しても働くはずである。このような目的のために
は、シンチレーション計数器が最高の角感度を提供する
ことになろう。
GM管、或は適切なエミッタを伴うシンチレーション計数
器も、（約0.15μGyh-1の）背景放射の２倍程度に低い
強度の放射線の基本的な指向性検出装置として役立たせ
ることができることが明らかである。更に、これらのモ
ニタは、50keVから1250keVまでの広範な量子エネルギー
に指向性をもって応答する。より高エネルギー源（即
ち、662keV（662keV以上））に対して、高Ｚ材料から
の光−コンプトン電子はこれらモニタの指向性に寄与
し、又より低エネルギー源に対しては、高Ｚ材料に起因
する減衰によって検出装置は働く。セシウムの光子に照
射された場合に働く検出装置は、他のあらゆるエネルギ
ーに対しても働くはずである。このような目的のために
は、シンチレーション計数器が最高の角感度を提供する
ことになろう。
図２を参照すると、低Ｚを有する薄い検出器が、低Ｚ
を有する材料層と高Ｚを有する材料層との間に挾持して
ある本発明の他の実施例が示してある。図示のとおり、
２個のこのような積層（スタック）は互いに隣接して設
けられており、一方の積層は頂部に高Ｚ材料を有し、他
方の積層は底部に高Ｚ材料を有する。前述して説明した
ように、薄い検出器層は、光−コンプトン電子の使用可
能な範囲と比較して薄くなければならない。名目上ガン
マ線であり、0.6MeVより高い（即ち、ここでは減衰は取
るに足らない）放射線の量子エネルギーに関して、該２
層の表面から検出器中へ放出される電子数は、ガンマ線
が低Ｚ層を介して進入する場合の方が、高Ｚ層を介して
進入する場合より多い。より低い量子エネルギーに対し
てこの放出効果は逆転するが、しかし、この場合は、入
射ガンマ線は低Ｚ層よりも高Ｚ層によって一層減衰させ
られる。従って、信号は、ガンマ線が低Ｚ材料を介して
進入する場合、ガンマ線が高Ｚ層を介して進入する場合
の信号と比べてやはり大きくなる。
を有する材料層と高Ｚを有する材料層との間に挾持して
ある本発明の他の実施例が示してある。図示のとおり、
２個のこのような積層（スタック）は互いに隣接して設
けられており、一方の積層は頂部に高Ｚ材料を有し、他
方の積層は底部に高Ｚ材料を有する。前述して説明した
ように、薄い検出器層は、光−コンプトン電子の使用可
能な範囲と比較して薄くなければならない。名目上ガン
マ線であり、0.6MeVより高い（即ち、ここでは減衰は取
るに足らない）放射線の量子エネルギーに関して、該２
層の表面から検出器中へ放出される電子数は、ガンマ線
が低Ｚ層を介して進入する場合の方が、高Ｚ層を介して
進入する場合より多い。より低い量子エネルギーに対し
てこの放出効果は逆転するが、しかし、この場合は、入
射ガンマ線は低Ｚ層よりも高Ｚ層によって一層減衰させ
られる。従って、信号は、ガンマ線が低Ｚ材料を介して
進入する場合、ガンマ線が高Ｚ層を介して進入する場合
の信号と比べてやはり大きくなる。
もし、図２に示した２個の検出器の表面に対して平行
に、ガンマ放射線が装置に進入すると、両積層の出力は
同一になる。検出器１、出力C1を生じ、検出器２はそれ
に対応する出力C2を生成する。Ｒ＝（C1＋C2）／（C1−
C2）なる絶対比を形成すると、Ｒは、C1＝C2ならば無限
大に近付く。従って、C1＝C2になると、遷移はきわめて
鋭く発生し、従って、ガンマ放射線の入射角の正確な決
定が、又あらゆる型の放射線も同様に可能になる。これ
を得るための異なる方法は、本発明の他の幾つかの異な
る実施例との関係において議論されよう。
に、ガンマ放射線が装置に進入すると、両積層の出力は
同一になる。検出器１、出力C1を生じ、検出器２はそれ
に対応する出力C2を生成する。Ｒ＝（C1＋C2）／（C1−
C2）なる絶対比を形成すると、Ｒは、C1＝C2ならば無限
大に近付く。従って、C1＝C2になると、遷移はきわめて
鋭く発生し、従って、ガンマ放射線の入射角の正確な決
定が、又あらゆる型の放射線も同様に可能になる。これ
を得るための異なる方法は、本発明の他の幾つかの異な
る実施例との関係において議論されよう。
図４は、単一の事象計数器（GM及びシンチレーター）
では飽和するような、より高く、より強い量子エネルギ
ーにて用いることができるように設計された電離箱に基
づくセンサを示す。この箱はふたつの子箱15及び16から
なり（図１参照）、鉛の共通コレクタ電極に対して一方
は正の電圧で（子箱15）、他方は負の電圧でバイアスし
てある。両子箱内で導電性プラスチックで被覆される低
ＺルーサイトTMの電極12及び14は、もう一方の電極を提
供する。保護環11がセンサの設計に用いられ得る。この
検出装置の出力電流は、二つの子箱からの電流の差であ
る。例えばケイスレー（Keithley）電位計のような（図
示せず）電位計が、電極からの電流を計測するのに用い
られる。
では飽和するような、より高く、より強い量子エネルギ
ーにて用いることができるように設計された電離箱に基
づくセンサを示す。この箱はふたつの子箱15及び16から
なり（図１参照）、鉛の共通コレクタ電極に対して一方
は正の電圧で（子箱15）、他方は負の電圧でバイアスし
てある。両子箱内で導電性プラスチックで被覆される低
ＺルーサイトTMの電極12及び14は、もう一方の電極を提
供する。保護環11がセンサの設計に用いられ得る。この
検出装置の出力電流は、二つの子箱からの電流の差であ
る。例えばケイスレー（Keithley）電位計のような（図
示せず）電位計が、電極からの電流を計測するのに用い
られる。
図９は、46keVのＸ線によって照射された場合の、傾
斜角（光子の入射角）に対する、図４に示す電離箱装置
の出力電流の比のプロットである。図９に示すように、
比Ｒ＝I1＋I2/I1−I2は、電離箱出力の絶対電流差I1−I
2が41.25±1.25弧（アーク）秒の傾斜角（光子の入射
角）にてゼロに接近するにつれて極めて鮮鋭な増加を示
す。プロット中の黒帯域は、I1＝I2である遷移領域を表
わしている。エラーバーは計測エラー（例えば電位計や
図表記録計のノイズのような）の推定値である。特異性
が生起するこの領域は、光子の入射角が（電極の平面を
基準として）ゼロに接近し、又光子がルーサイトTM電極
或は鉛電極のどちらかにおいて長い吸収路に進入すると
きに、光−コンプトン放出電流が突然変化することに起
因する。同時に、入射光子に対する撮像装置の傾斜方向
に応じて、電流が増加、又は減少する。減少は、光子が
最初にルーサイトTMに、次いで鉛に打ち当るように傾斜
運動が向く場合に生じ、又、増加は、鉛に最初に打ち当
る場合に生じる。図９のデータと類似の結果は、電離箱
センサが、14keV及び250keVのＸ線と137セシウムのガン
マ線とにそれぞれ照射された場合にも得られた。
斜角（光子の入射角）に対する、図４に示す電離箱装置
の出力電流の比のプロットである。図９に示すように、
比Ｒ＝I1＋I2/I1−I2は、電離箱出力の絶対電流差I1−I
2が41.25±1.25弧（アーク）秒の傾斜角（光子の入射
角）にてゼロに接近するにつれて極めて鮮鋭な増加を示
す。プロット中の黒帯域は、I1＝I2である遷移領域を表
わしている。エラーバーは計測エラー（例えば電位計や
図表記録計のノイズのような）の推定値である。特異性
が生起するこの領域は、光子の入射角が（電極の平面を
基準として）ゼロに接近し、又光子がルーサイトTM電極
或は鉛電極のどちらかにおいて長い吸収路に進入すると
きに、光−コンプトン放出電流が突然変化することに起
因する。同時に、入射光子に対する撮像装置の傾斜方向
に応じて、電流が増加、又は減少する。減少は、光子が
最初にルーサイトTMに、次いで鉛に打ち当るように傾斜
運動が向く場合に生じ、又、増加は、鉛に最初に打ち当
る場合に生じる。図９のデータと類似の結果は、電離箱
センサが、14keV及び250keVのＸ線と137セシウムのガン
マ線とにそれぞれ照射された場合にも得られた。
図３は、本発明の更に他の実施例の俯観図である。図
示するとおり、本発明は、光電子増倍管に接続してある
低Ｚ材料層、シンチレーター検出器層、及び高Ｚ材料層
の多数の反復層を含んでもよい。このような実施例にお
いて、低Ｚ材料層は厚さ3.1mmのルーサイトTMでよく、
シンチレーター検出器層（名目上、NE102アントラセン
充填ポリビニルトルエン）は厚さ0.25mmでよく、高Ｚ材
料層は厚さ0.13mmの鉛でよい。もちろんこれらの寸法
は、単に例として付与されたに過ぎず、用いられる層の
厚さ及び材料の形式は、使用に応じて変えることができ
る。種々のＺ番号の材料の散乱効果に関しては前述して
おり、当業者は任意の材料と厚さとの組み合せを案出し
て無数の応用に供することができよう。
示するとおり、本発明は、光電子増倍管に接続してある
低Ｚ材料層、シンチレーター検出器層、及び高Ｚ材料層
の多数の反復層を含んでもよい。このような実施例にお
いて、低Ｚ材料層は厚さ3.1mmのルーサイトTMでよく、
シンチレーター検出器層（名目上、NE102アントラセン
充填ポリビニルトルエン）は厚さ0.25mmでよく、高Ｚ材
料層は厚さ0.13mmの鉛でよい。もちろんこれらの寸法
は、単に例として付与されたに過ぎず、用いられる層の
厚さ及び材料の形式は、使用に応じて変えることができ
る。種々のＺ番号の材料の散乱効果に関しては前述して
おり、当業者は任意の材料と厚さとの組み合せを案出し
て無数の応用に供することができよう。
鉛に比べて、ルーサイトTMの異なる吸収及び電流放出
の特性は、それぞれの放射線源に対してふたつの応答パ
ターンを生じる。図10は、３個の137セシウム源及び１
個の60コバルト源のビーム内において、二つの独立した
作業の間に360度回転する図３のシンチレーター検出器
を用いて得られた応答パターンを示す。４個の放射線源
に応じた、０度から180度までの角度に対する反応パタ
ーンは、恣意的に、直接像と呼ぶ。＞180度の角度（180
度を越す角度）に対する像は、恣意的に、鏡像と呼ぶ。
直接像は、ルーサイトTMに最初に当り、次いで鉛に当る
ことを許す回転方向である場合に生じる減少信号（負導
関数）を示す。この結果と対照的に、鏡像は、こんどは
鉛が最初に打ち当られることによる増加信号（正導関
数）を示す。これは、電離箱の傾斜運動について前述し
たのと同一型の相互作用及び効果である。
の特性は、それぞれの放射線源に対してふたつの応答パ
ターンを生じる。図10は、３個の137セシウム源及び１
個の60コバルト源のビーム内において、二つの独立した
作業の間に360度回転する図３のシンチレーター検出器
を用いて得られた応答パターンを示す。４個の放射線源
に応じた、０度から180度までの角度に対する反応パタ
ーンは、恣意的に、直接像と呼ぶ。＞180度の角度（180
度を越す角度）に対する像は、恣意的に、鏡像と呼ぶ。
直接像は、ルーサイトTMに最初に当り、次いで鉛に当る
ことを許す回転方向である場合に生じる減少信号（負導
関数）を示す。この結果と対照的に、鏡像は、こんどは
鉛が最初に打ち当られることによる増加信号（正導関
数）を示す。これは、電離箱の傾斜運動について前述し
たのと同一型の相互作用及び効果である。
それぞれの放射線源の極角度は、遷移勾配の中間から
角度軸まで直線を引くことによって容易に得ることがで
きる。これらの角度は図10に４個の放射線源に対してプ
ロットで示してある。又、定規を用いた角度の実測と、
放射線源に対して線量率計を用いて計測した強度とが、
このプロット中に示してある。
角度軸まで直線を引くことによって容易に得ることがで
きる。これらの角度は図10に４個の放射線源に対してプ
ロットで示してある。又、定規を用いた角度の実測と、
放射線源に対して線量率計を用いて計測した強度とが、
このプロット中に示してある。
図10に示すように、この実験値は、計測値とほぼ１度
以内で一致し、それぞれの放射線源の鏡像は直接像から
180度以内に在る。又、図10にて明らかに示されるよう
に、セシウムの光子（即ち、662keV）に比べてより高い
コバルトのガンマ線エネルギー（即ち、1.17MeV及び1.3
3MeV）は、コバルト又はセシウム源の検出と位置決めと
に干渉しなかった。
以内で一致し、それぞれの放射線源の鏡像は直接像から
180度以内に在る。又、図10にて明らかに示されるよう
に、セシウムの光子（即ち、662keV）に比べてより高い
コバルトのガンマ線エネルギー（即ち、1.17MeV及び1.3
3MeV）は、コバルト又はセシウム源の検出と位置決めと
に干渉しなかった。
放射線源の極角度を、走査によって決定する他の二つ
の方法が、斯かる検出装置及びそのお互いに関係して存
在する。その一つは、直接像及び鏡像の遷移領域の１次
導関数を計算することである。この手法は、図11及び図
12によって示され、ここでは、放射線源S2及びS1に対し
て図10から得られた直接像と鏡像とに対するデータの導
関数を表示する。これらの放射線源の位置決めは、直接
像と鏡像とのそれぞれの対に対して、極大が生じる角度
の中間から得られる。放射線源に対するピークの角度の
中間値の差は、他の放射線源全てから離れる角度を示
す。例えばS2はS1から32.95度離れて所在する。この方
法と対照的に、放射線源に対する像の遷移領域の中間か
ら線を簡単に下ろして、異なる放射線源に対するピーク
の角度の中間値の差を計算することによってこれらの角
度を得てもよい。
の方法が、斯かる検出装置及びそのお互いに関係して存
在する。その一つは、直接像及び鏡像の遷移領域の１次
導関数を計算することである。この手法は、図11及び図
12によって示され、ここでは、放射線源S2及びS1に対し
て図10から得られた直接像と鏡像とに対するデータの導
関数を表示する。これらの放射線源の位置決めは、直接
像と鏡像とのそれぞれの対に対して、極大が生じる角度
の中間から得られる。放射線源に対するピークの角度の
中間値の差は、他の放射線源全てから離れる角度を示
す。例えばS2はS1から32.95度離れて所在する。この方
法と対照的に、放射線源に対する像の遷移領域の中間か
ら線を簡単に下ろして、異なる放射線源に対するピーク
の角度の中間値の差を計算することによってこれらの角
度を得てもよい。
走査データから角度を決定する第３のアプローチは、
直接像と鏡像とを切り離して、それから鏡像を180度だ
けずらし、対応する像の対の交差を示すプロットを構成
することである。この方法は、図16a及び図16bのプロッ
トによって示され、これらはＸ線とセシウムの走査デー
タから推論してある。それぞれの像の対の交差点は、放
射線源の角位置である。電離箱の結果に関する議論で指
摘されたことは、ゼロになるか、あるいは総計数となる
電流が、どのようにしてＲ＝I1＋I2/I1−I2或はＲ＝C1
＋C2/C1−C2なる比のアルゴリズムを無限大に近付かせ
るかであった。図16a及び図16bに示した鏡像と直接像と
の交点は、、I1＝I2或はC1＝C2の位置での値である。
直接像と鏡像とを切り離して、それから鏡像を180度だ
けずらし、対応する像の対の交差を示すプロットを構成
することである。この方法は、図16a及び図16bのプロッ
トによって示され、これらはＸ線とセシウムの走査デー
タから推論してある。それぞれの像の対の交差点は、放
射線源の角位置である。電離箱の結果に関する議論で指
摘されたことは、ゼロになるか、あるいは総計数となる
電流が、どのようにしてＲ＝I1＋I2/I1−I2或はＲ＝C1
＋C2/C1−C2なる比のアルゴリズムを無限大に近付かせ
るかであった。図16a及び図16bに示した鏡像と直接像と
の交点は、、I1＝I2或はC1＝C2の位置での値である。
従って、この放射線源の位置決め法は、電離箱（２個
の子箱検出器）或はGM（２重パンケーキ型計数器）撮像
装置の場合同様、二つのセンサが同時に180度回転する
間に、放射線源の位置を図式的に探査するように応用す
ることもできる。図16a及び図16bより理解されるよう
に、Ｘ線源に対する137Cs源の位置、即ち55.3度は、図1
5にて示す55.5度とほぼ同一値である。従って、どの方
法も実際の計測角と良好に一致する。
の子箱検出器）或はGM（２重パンケーキ型計数器）撮像
装置の場合同様、二つのセンサが同時に180度回転する
間に、放射線源の位置を図式的に探査するように応用す
ることもできる。図16a及び図16bより理解されるよう
に、Ｘ線源に対する137Cs源の位置、即ち55.3度は、図1
5にて示す55.5度とほぼ同一値である。従って、どの方
法も実際の計測角と良好に一致する。
図14a及び図14bは、４個の放射線源と、48.9cm離れた
ふたつの走査位置に所在するSC撮像装置とを示す前述の
実験構成を示す。角度と距離との、実験値（括弧内）及
び計測値が図14a及び図14bに個別に示してある。角度と
距離との実験値及び計測値の一致は良好である。
ふたつの走査位置に所在するSC撮像装置とを示す前述の
実験構成を示す。角度と距離との、実験値（括弧内）及
び計測値が図14a及び図14bに個別に示してある。角度と
距離との実験値及び計測値の一致は良好である。
更に本発明は、放射線源の相対強度を決定することが
できる。図11及び図12に示すとおり、任意の二つの放射
線源の直接像と鏡像のピークの比のどちらとも、実際の
放射線源の強度比に近接している。例えば、S1とS2とに
対する比は、直接像と鏡像との比に関してそれぞれ1.2
と1.0とであり、計測強度比は1.0である。放射線源の位
置での遷移領域のピーク対ピークの振幅比は、セシウム
源強度にも比例する。
できる。図11及び図12に示すとおり、任意の二つの放射
線源の直接像と鏡像のピークの比のどちらとも、実際の
放射線源の強度比に近接している。例えば、S1とS2とに
対する比は、直接像と鏡像との比に関してそれぞれ1.2
と1.0とであり、計測強度比は1.0である。放射線源の位
置での遷移領域のピーク対ピークの振幅比は、セシウム
源強度にも比例する。
コバルト源（S4）強度は（線量計で計測したとおり）
S3（セシウム）のそれのほぼ２倍であり、S1（セシウ
ム）及びS2（セシウム）の強度とほぼ同一であるが、走
査のピーク対ピーク遷移領域は、セシウムに比べたコバ
ルトの強度比に比例しない。例えば、２組のデータと二
つの像形式に対する平均値を用いれば、計測強度に対す
る比と同じように実験的ピーク比は、S1/S2＝１であ
る。しかしながら、S4/S3に関しては、ピーク比は1.06
であり、このとき実際の強度比は1.7である。この不一
致は、センサのエネルギー依存性に起因する。より高い
強度の（即ち、1.17MeV及び1.33MeV）コバルトのガンマ
線は、より数多くのパルスを発生するが、しかし吸収さ
れるエネルギーが少いため（即ち、エネルギーが高いと
線形エネルギー伝送、dE/dxが少なくなる）、シンチレ
ーター内のせん光の発生（light flashes）は少なくな
り、従って、光電子増倍管の出力電流の発生は少なくな
る。
S3（セシウム）のそれのほぼ２倍であり、S1（セシウ
ム）及びS2（セシウム）の強度とほぼ同一であるが、走
査のピーク対ピーク遷移領域は、セシウムに比べたコバ
ルトの強度比に比例しない。例えば、２組のデータと二
つの像形式に対する平均値を用いれば、計測強度に対す
る比と同じように実験的ピーク比は、S1/S2＝１であ
る。しかしながら、S4/S3に関しては、ピーク比は1.06
であり、このとき実際の強度比は1.7である。この不一
致は、センサのエネルギー依存性に起因する。より高い
強度の（即ち、1.17MeV及び1.33MeV）コバルトのガンマ
線は、より数多くのパルスを発生するが、しかし吸収さ
れるエネルギーが少いため（即ち、エネルギーが高いと
線形エネルギー伝送、dE/dxが少なくなる）、シンチレ
ーター内のせん光の発生（light flashes）は少なくな
り、従って、光電子増倍管の出力電流の発生は少なくな
る。
未知の放射線源の強度と、それぞれの該放射線源への
検出装置からの距離とは、放射線源から検出装置への直
線に対して、ある角度にて検知装置を元の位置から既知
の距離だけ離すように動かして決定することができる。
実験的に簡単に応用できる他の方法は、放射線源からセ
ンサへの元になる線に沿ってセンサを動かして、センサ
をS1から離すことである。図13は、４個の固定された放
射線源と、新たな位置の検出装置を用いた、２回の走査
の結果を含む。ここでも、その再現性は２回の独立した
走査に対して良好である。それぞれの放射線源に対する
新たな走査角と、それらの計測角とは、図13に示すよう
に良好に一致している。
検出装置からの距離とは、放射線源から検出装置への直
線に対して、ある角度にて検知装置を元の位置から既知
の距離だけ離すように動かして決定することができる。
実験的に簡単に応用できる他の方法は、放射線源からセ
ンサへの元になる線に沿ってセンサを動かして、センサ
をS1から離すことである。図13は、４個の固定された放
射線源と、新たな位置の検出装置を用いた、２回の走査
の結果を含む。ここでも、その再現性は２回の独立した
走査に対して良好である。それぞれの放射線源に対する
新たな走査角と、それらの計測角とは、図13に示すよう
に良好に一致している。
４個の放射線源を用いる実験では、他の３個の放射線
源の２倍のエネルギーを有する１個の放射線源を含む放
射線源の分布を走査し、且つセンサから放射線源までの
距離を決定することができるセンサの性能が実証され
た。しかし、本発明は、全く異質のエネルギーを有する
２個の異なる放射線源を走査して、正確に該放射線源を
位置決めすることもできる。これを示すため、137Cs源
とＸ線源との走査を、SCセンサを用いて行った。図15
は、137Cs源（662keVガンマ線）と、有効エネルギー174
keVのＸ線の360度走査を示す。検出装置で計測した174k
eVのＸ線強度は、137Cs源のそれのほぼ3.2倍であった。
その実験値は、遷移領域内のピーク対ピーク値から決定
されるように、約4.2倍あった。走査値に対する計測比
の不一致は、センサのエネルギー依存性同様、174keVと
いう低い光子エネルギーにおける減衰の増加に起因す
る。137Csと174X線源との間の実験角は、計測値の54.5
度に対して、55.5度である。従って、一致はどの形式の
像に対しても１度以内になる。この実験はより低Ｘ線エ
ネルギーである46keVにおいて類似の角位置精度をもっ
て繰り返された。
源の２倍のエネルギーを有する１個の放射線源を含む放
射線源の分布を走査し、且つセンサから放射線源までの
距離を決定することができるセンサの性能が実証され
た。しかし、本発明は、全く異質のエネルギーを有する
２個の異なる放射線源を走査して、正確に該放射線源を
位置決めすることもできる。これを示すため、137Cs源
とＸ線源との走査を、SCセンサを用いて行った。図15
は、137Cs源（662keVガンマ線）と、有効エネルギー174
keVのＸ線の360度走査を示す。検出装置で計測した174k
eVのＸ線強度は、137Cs源のそれのほぼ3.2倍であった。
その実験値は、遷移領域内のピーク対ピーク値から決定
されるように、約4.2倍あった。走査値に対する計測比
の不一致は、センサのエネルギー依存性同様、174keVと
いう低い光子エネルギーにおける減衰の増加に起因す
る。137Csと174X線源との間の実験角は、計測値の54.5
度に対して、55.5度である。従って、一致はどの形式の
像に対しても１度以内になる。この実験はより低Ｘ線エ
ネルギーである46keVにおいて類似の角位置精度をもっ
て繰り返された。
前述のとおり、本発明は極めて高い角分解能と４πの
取り入れ立体角とをもって構成され得る。限界分解能
と、計数或は電流比の値Ｒとは、計数統計と電流及び角
度計測の精度とによって決定される。３種類の異なるセ
ンサ、即ち、前述の電離箱、ガイガー・ミュラー及びシ
ンチレーター検出器は、本発明に従って、あらゆる異な
る応用にも用いることができる。これら検出器は、全て
計数モード或は電流モードで動作し、ガンマ線或はＸ線
の光子に照射される場合には、放射線のフィールドで回
転している間中、階段関数の応答を表示する。前述のと
おり、1.25弧（アーク）秒の実験的角分解能が、ゼロ検
出器として動作する電離箱センサにて得られた。議論さ
れた計測が教示するところでは、本発明は、用いる形式
の計数器に応じて、14keVから1250keVまでのエネルギー
領域を包括して働く。光−コンプトン放出電流の計算結
果は、これら装置が少なくとも20MeVまでの高いガンマ
線エネルギーに対して働くはずであることを示唆してい
る。これら３種類の装置形式の強度感度は、1.0メガラ
ド（megarads）／時から背景放射（典型的には15μラド
（μrads）／時）に至るまでの強度値範囲を包括する。
（例えば宇宙空間（outerspace）のような）背景放射の
強度がより低く、そのエネルギーがより高い領域におい
て、シンチレーターセンサは数光子/cm2の強度を検出し
て、その放射線源を位置決めすることが可能である。
取り入れ立体角とをもって構成され得る。限界分解能
と、計数或は電流比の値Ｒとは、計数統計と電流及び角
度計測の精度とによって決定される。３種類の異なるセ
ンサ、即ち、前述の電離箱、ガイガー・ミュラー及びシ
ンチレーター検出器は、本発明に従って、あらゆる異な
る応用にも用いることができる。これら検出器は、全て
計数モード或は電流モードで動作し、ガンマ線或はＸ線
の光子に照射される場合には、放射線のフィールドで回
転している間中、階段関数の応答を表示する。前述のと
おり、1.25弧（アーク）秒の実験的角分解能が、ゼロ検
出器として動作する電離箱センサにて得られた。議論さ
れた計測が教示するところでは、本発明は、用いる形式
の計数器に応じて、14keVから1250keVまでのエネルギー
領域を包括して働く。光−コンプトン放出電流の計算結
果は、これら装置が少なくとも20MeVまでの高いガンマ
線エネルギーに対して働くはずであることを示唆してい
る。これら３種類の装置形式の強度感度は、1.0メガラ
ド（megarads）／時から背景放射（典型的には15μラド
（μrads）／時）に至るまでの強度値範囲を包括する。
（例えば宇宙空間（outerspace）のような）背景放射の
強度がより低く、そのエネルギーがより高い領域におい
て、シンチレーターセンサは数光子/cm2の強度を検出し
て、その放射線源を位置決めすることが可能である。
本発明は、放射線源の直接的な撮像装置として用いて
もよいし、放射線で照射された物体からの反射放射線の
撮像装置として用いることもできる。この撮像性能の原
理は、任意の放射方向分布に対するセンサの応答の誘導
として以下に説明する。
もよいし、放射線で照射された物体からの反射放射線の
撮像装置として用いることもできる。この撮像性能の原
理は、任意の放射方向分布に対するセンサの応答の誘導
として以下に説明する。
図17を参照し、角度分布を有する放射線 が図17に示してあるとおり、上部回転平面から０とπと
の間の角度を介して到達すると仮定する。従って、検出
装置の出力σの式はつぎの通りになる： ここで、θとψとは図17に示すように、放射線の検出
装置に対する角度関係であり、Ｓは検出装置の感度、ｋ
は比例係数である。
の間の角度を介して到達すると仮定する。従って、検出
装置の出力σの式はつぎの通りになる： ここで、θとψとは図17に示すように、放射線の検出
装置に対する角度関係であり、Ｓは検出装置の感度、ｋ
は比例係数である。
従って、これはつぎの積分方程式に導かれる： ここで、Ｓは核であり は所望の分布である。（前述のとおり）検出装置の動作
原理によれば： 従って、 である関数Ｌ（θ）を定義することによって、上の積分
方程式は解析的につぎのように解くことができる： この放射線は、上部回転平面からのみ到達するため、
Ｌ（０）＝０及びＬ（π）＝Ｄ（全線量が一定）とな
る。従って、 または となる。
原理によれば： 従って、 である関数Ｌ（θ）を定義することによって、上の積分
方程式は解析的につぎのように解くことができる： この放射線は、上部回転平面からのみ到達するため、
Ｌ（０）＝０及びＬ（π）＝Ｄ（全線量が一定）とな
る。従って、 または となる。
であるから、 となる。
こうして検出装置の回転軸に垂直な平面への入射角の
関数としての入射強度分布は、観察される検出装置の出
力の１次導関数に比例している。
関数としての入射強度分布は、観察される検出装置の出
力の１次導関数に比例している。
放射線が図17の底部の半円からのみ送出される場合、 の誘導は、 によって置換されることを除き同一である。従って、放
射線が全回転平面を介して送出される場合、強度分布は
つぎのように全平面の寄与の和になるはずである： この関係は強度の突然変化が検知器平面に平行な入射
に近接する角度で生じる場合を除いて当てはまる。
射線が全回転平面を介して送出される場合、強度分布は
つぎのように全平面の寄与の和になるはずである： この関係は強度の突然変化が検知器平面に平行な入射
に近接する角度で生じる場合を除いて当てはまる。
がデルタ関数（点源）である場合はこれに該当する。こ
の場合には、放射線は高Ｚ板或は低Ｚ板を介して長い経
路を、入射放射線の著しい吸収を惹起しながら進行す
る。その結果、以下に示す実験結果にて分るように、遷
移点の近傍で到達の過不足（アンダーシュート或はオー
バーシュート）を生じる。
の場合には、放射線は高Ｚ板或は低Ｚ板を介して長い経
路を、入射放射線の著しい吸収を惹起しながら進行す
る。その結果、以下に示す実験結果にて分るように、遷
移点の近傍で到達の過不足（アンダーシュート或はオー
バーシュート）を生じる。
放射線撮像装置としての本発明の有用性を立証するた
め、半円の銅フィルタ兼支持体を、図18に示すように形
成した。半円構造はデータの解釈を容易にするために選
ばれた。本発明は円を描いて回転する仕方なので、湾曲
構造は理論上偏平として点描してある。この銅の支持体
は、半径171mmで180度を包括し、本発明に従う放射線検
出装置或は撮像装置は、図示のとおり、銅の支持体中の
中心を占めている。２層のトリウム（Th）が検出装置或
は撮像装置から計測されるように銅の支持体に取り付け
られ、28.5度で始まり73.5度で終わっている。Thの第３
の層も銅の支えに取り付けられたが、この第３の層は検
出装置或は撮像装置により計測されるように28.5度で始
まり、133度で終わっている。この検出装置或は撮像装
置は、この構造の内部で回転し、検出装置或は撮像装置
からの総計数が回転角に対してプロットされた。このプ
ロットを図19に示す。明らかに示されるように、総計数
対角度のプロットの勾配は、Thの層が出発し終了するそ
れぞれの遷移点で変化する。更に、３層のThが存在する
区画からの勾配の変化程度は、単一層のThが在る区画の
勾配の３倍である。従って、本発明は、放射線源を３次
元の放射線源強度関数として撮像（イメージング）する
ことができる。図19の破線は、データから直接得られる
実線で示すプロットの１次導関数を示す。この一次導関
数は、単一層のThと対照して、３層のThの深さ／強度を
明らかに表わしている。
め、半円の銅フィルタ兼支持体を、図18に示すように形
成した。半円構造はデータの解釈を容易にするために選
ばれた。本発明は円を描いて回転する仕方なので、湾曲
構造は理論上偏平として点描してある。この銅の支持体
は、半径171mmで180度を包括し、本発明に従う放射線検
出装置或は撮像装置は、図示のとおり、銅の支持体中の
中心を占めている。２層のトリウム（Th）が検出装置或
は撮像装置から計測されるように銅の支持体に取り付け
られ、28.5度で始まり73.5度で終わっている。Thの第３
の層も銅の支えに取り付けられたが、この第３の層は検
出装置或は撮像装置により計測されるように28.5度で始
まり、133度で終わっている。この検出装置或は撮像装
置は、この構造の内部で回転し、検出装置或は撮像装置
からの総計数が回転角に対してプロットされた。このプ
ロットを図19に示す。明らかに示されるように、総計数
対角度のプロットの勾配は、Thの層が出発し終了するそ
れぞれの遷移点で変化する。更に、３層のThが存在する
区画からの勾配の変化程度は、単一層のThが在る区画の
勾配の３倍である。従って、本発明は、放射線源を３次
元の放射線源強度関数として撮像（イメージング）する
ことができる。図19の破線は、データから直接得られる
実線で示すプロットの１次導関数を示す。この一次導関
数は、単一層のThと対照して、３層のThの深さ／強度を
明らかに表わしている。
前述の説明によって限定されないその他の特徴及び修
正とが、本発明の意図の範囲内に在ることを理解された
い。当業者によってさらに認識されることになろうが、
放射線検知器を挾持するあらゆる構成、検出器、種々の
Ｚ材料及び厚さのあらゆる組合せによって、ここで説明
した結果に達することができる。従って、本発明は前述
の説明によってではなく、添付の請求の範囲によっての
み限定されるべきであろう。
正とが、本発明の意図の範囲内に在ることを理解された
い。当業者によってさらに認識されることになろうが、
放射線検知器を挾持するあらゆる構成、検出器、種々の
Ｚ材料及び厚さのあらゆる組合せによって、ここで説明
した結果に達することができる。従って、本発明は前述
の説明によってではなく、添付の請求の範囲によっての
み限定されるべきであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−107284（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−17865（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−126196（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−165983（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−242846（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−272029（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−145486（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−300846（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−311879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−39370（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11055（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−51799（ＪＰ，Ｕ) 米国特許5339066（ＵＳ，Ａ) 米国特許4136282（ＵＳ，Ａ) 米国特許4259575（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01T 1/29 G01T 1/00 G01T 7/00
Claims (19)
- 【請求項１】指向性放射線検出装置であって、 少なくとも第１及び第２の側を有する放射線に敏感な手
段と、 第１の原子番号を有し、前記放射線に敏感な手段の前記
第１の側に設けられる第１の材料領域と、 前記第１の材料領域の原子番号とは異なる第２の原子番
号を有し、前記放射線に敏感な手段の前記第２の側に設
けられる第２の材料領域と、 ここで、前記第１及び第２の領域の前記第１及び第２の
原子番号は、放射線が前記検出装置に入射するとき前記
第１及び第２の領域間で電子の順方向及び逆方向の放出
に差が存在するように、充分に相違しており、 前記放射線に敏感な手段からの信号を検出する手段と、
を含むことを特徴とする指向性放射線検出装置。 - 【請求項２】前記検出器を回転させるための手段をさら
に含むことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。 - 【請求項３】前記放射線に敏感な手段がガイガー・ミュ
ラー計数器であることを特徴とする請求項２に記載の検
出装置。 - 【請求項４】前記ガイガー・ミュラー計数器が、放射線
を透過させ得る、前記第１、第２の材料領域がそれぞれ
設けられる少なくとも２つの側を有することを特徴とす
る請求項３に記載の検出装置。 - 【請求項５】前記ガイガー・ミュラー計数器の前記少な
くとも２つの側は、低エネルギー電子が貫通し得るほど
充分に薄い窓であることを特徴とする請求項４に記載の
検出装置。 - 【請求項６】前記放射線に敏感な手段がシンチレーショ
ン計数器であることを特徴とする請求項２に記載の検出
装置。 - 【請求項７】前記放射線に敏感な手段が固体計数器であ
ることを特徴とする請求項２に記載の検出装置。 - 【請求項８】前記第１の材料領域がプラスチックによっ
て作製され、前記第２の材料領域が前記第１の材料領域
よりも高原子番号の材料で作製されていることを特徴と
する請求項２に記載の検出装置。 - 【請求項９】前記信号を検出する手段からの信号数が極
大の方向を計算するための手段をさらに含むことを特徴
とする請求項２に記載の検出装置。 - 【請求項１０】指向性放射線検出装置であって、 それぞれが少なくとも第１及び第２の側を有する、放射
線に敏感な少なくとも２つの手段と、 第１の原子番号を有し、前記放射線に敏感な手段のそれ
ぞれの前記第１の側に設けられる少なくとも２つの材料
領域と、 前記第１の材料領域の原子番号とは異なる第２の原子番
号を有し、前記放射線に敏感な手段のそれぞれの前記第
２の側に設けられる少なくとも２つの材料領域と、 ここで、それぞれの前記放射線に敏感な手段の前記第１
及び第２の領域の前記第１及び第２の原子番号は、放射
線が前記検出装置に入射するとき前記第１及び第２の領
域間で電子の順方向及び逆方向の放出に差が存在するよ
うに、充分に相違しており、 前記放射線に敏感な少なくとも２つの手段からの信号を
検出する手段と、を含むことを特徴とする指向性放射線
検出装置。 - 【請求項１１】前記検出装置を回転させるための手段を
さらに含むことを特徴とする請求項10に記載の検出装
置。 - 【請求項１２】前記放射線に敏感な手段がガイガー・ミ
ュラー計数器であることを特徴とする請求項11に記載の
検出装置。 - 【請求項１３】前記ガイガー・ミュラー計数器が、放射
線を透過させ得る、前記第１、第２の材料領域がそれぞ
れ設けられる少なくとも２つの側を有することを特徴と
する請求項12に記載の検出装置。 - 【請求項１４】前記タイガー・ミュラー計数器の前記少
なくとも２つの側は、低エネルギー電子が貫通し得るほ
ど充分に薄い窓であることを特徴とする請求項13に記載
の検出装置。 - 【請求項１５】前記放射線に敏感な手段がシンチレーシ
ョン計数器であることを特徴とする請求項11に記載の検
出装置。 - 【請求項１６】前記放射線に敏感な手段が固体計数器で
あることを特徴とする請求項11に記載の検出装置。 - 【請求項１７】前記第１の材料領域がプラスチックによ
って作製され、前記第２の材料領域が前記第１の材料領
域よりも高原子番号の材料で形成されていることを特徴
とする請求項11に記載の検出装置。 - 【請求項１８】前記信号を検出する手段からの信号数が
極大の方向を計算するための手段をさらに含むことを特
徴とする請求項11に記載の検出装置。 - 【請求項１９】放射線撮像装置であって、 それぞれが少なくとも第１及び第２の側を有する、放射
線に敏感な少なくとも２つの手段と、 第１の原子番号を有し、前記放射線に敏感な手段のそれ
ぞれの前記第１の側に設けられる少なくとも２つの材料
領域と、 前記第１の材料領域の原子番号とは異なる第２の原子番
号を有し、前記放射線に敏感な手段のそれぞれの前記第
２の側に設けられる少なくとも２つの材料領域と、 ここで、それぞれの前記放射線に敏感な手段の前記第１
及び第２の領域の前記第１及び第２の原子番号は、放射
線が前記検出装置に入射するとき前記第１及び第２の領
域間で電子の順方向及び逆方向の放出に差が存在するよ
うに、充分に相違しており、 前記放射線に敏感な少なくとも２つの手段からの信号を
検出する手段と、 前記撮像装置を回転させるための手段と、 前記信号を検出する手段と前記撮像装置の回転角度から
検出した信号の１次導関数を計算するための手段と、を
含むことを特徴とする放射線撮像装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US687,095 | 1996-07-03 | ||
| US08/687,095 US5665970A (en) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | Directional radiation detector and imager |
| PCT/US1997/009355 WO1998000731A1 (en) | 1996-07-03 | 1997-05-21 | Directional radiation detector and imager |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000514182A JP2000514182A (ja) | 2000-10-24 |
| JP3332932B2 true JP3332932B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=24759010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50412198A Expired - Fee Related JP3332932B2 (ja) | 1996-07-03 | 1997-05-21 | 指向性放射線検出装置及び撮像装置 |
Country Status (6)
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