JP3463018B2 - 薄型放射線表面汚染検出器 - Google Patents
薄型放射線表面汚染検出器Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シンチレーション
ファイバと波長変換ファイバとを近接配置した薄型の放
射線表面汚染検出器に関するものである。この放射線表
面汚染検出器は、原子力施設、放射性物質取扱施設、加
速器使用施設などにおける大面積の放射線（特にγ線）
表面汚染モニタとして有用である。
ファイバと波長変換ファイバとを近接配置した薄型の放
射線表面汚染検出器に関するものである。この放射線表
面汚染検出器は、原子力施設、放射性物質取扱施設、加
速器使用施設などにおける大面積の放射線（特にγ線）
表面汚染モニタとして有用である。
【０００２】
【従来の技術】表面汚染を測定するための大面積の放射
線検出器としては、従来、複数本の筒状のＧＭ計数管を
並設した構造、あるいはプラスチックシンチレータと筒
状の光電子増倍管を組み合わせた構造などがあった。こ
のような構造は、面積の大きなものは製作可能であった
が、厚みのある大きな筐体の装置となってしまい、身体
汚染モニタ（体表面モニタ）や物品搬出モニタに適用し
た場合、大型となり、設置場所の制約、装置移動等に問
題があった。また、フットモニタとして使用した場合に
は、段差が生じ、歩行に支障を与える欠点もあった。
線検出器としては、従来、複数本の筒状のＧＭ計数管を
並設した構造、あるいはプラスチックシンチレータと筒
状の光電子増倍管を組み合わせた構造などがあった。こ
のような構造は、面積の大きなものは製作可能であった
が、厚みのある大きな筐体の装置となってしまい、身体
汚染モニタ（体表面モニタ）や物品搬出モニタに適用し
た場合、大型となり、設置場所の制約、装置移動等に問
題があった。また、フットモニタとして使用した場合に
は、段差が生じ、歩行に支障を与える欠点もあった。
【０００３】そこで近年、多数本のシンチレーションフ
ァイバを平行に並べ、それらの端部を束ねて光電子増倍
管に接続する構造の放射線検出器が提案されている。ま
た、多数本のシンチレーションファイバをＵ型に折り返
して、光電子増倍管を片側に設置する構成も提案されて
いる。
ァイバを平行に並べ、それらの端部を束ねて光電子増倍
管に接続する構造の放射線検出器が提案されている。ま
た、多数本のシンチレーションファイバをＵ型に折り返
して、光電子増倍管を片側に設置する構成も提案されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような多数本のシ
ンチレーションファイバを平行に配列した構造は、薄型
の放射線表面汚染検出器に適している。しかし、原子力
施設を管理するために十分な検出感度が得られない可能
性があった。
ンチレーションファイバを平行に配列した構造は、薄型
の放射線表面汚染検出器に適している。しかし、原子力
施設を管理するために十分な検出感度が得られない可能
性があった。
【０００５】シンチレーションファイバは、図６に示す
ように、通常の光ファイバと同様、中心に位置するコア
１０とそれを取り囲むクラッド１２とからなるが、コア
１０に放射線に反応するプラスチックシンチレータを用
いたものである。発光原理は他の有機シンチレータと同
様であり、放射線による励起作用によりシンチレーショ
ン光が発生する。放射線によりコア１０で発生した光
は、通常の光ファイバと同様に、コア１０とクラッド１
２の境界での全反射によって、シンチレーションファイ
バ自身を光パイプ（ライトガイド）として伝播し、端部
に位置する光電子増倍管に到達して検出される。
ように、通常の光ファイバと同様、中心に位置するコア
１０とそれを取り囲むクラッド１２とからなるが、コア
１０に放射線に反応するプラスチックシンチレータを用
いたものである。発光原理は他の有機シンチレータと同
様であり、放射線による励起作用によりシンチレーショ
ン光が発生する。放射線によりコア１０で発生した光
は、通常の光ファイバと同様に、コア１０とクラッド１
２の境界での全反射によって、シンチレーションファイ
バ自身を光パイプ（ライトガイド）として伝播し、端部
に位置する光電子増倍管に到達して検出される。
【０００６】図６のＡに示すように、コア１０の屈折率
ｎ1 は、クラッドの屈折率ｎ2 よりも大きく設定されて
おり（ｎ1 ＞ｎ2 ）、臨界角θC θC ＝sin -1（ｎ2 ／ｎ1 ） に対して、コアからクラッドへの入射角θA が、θA ＞
θC であれば光は境界面で反射し、コアからクラッドへ
の入射角θB が、θB ＜θC であれば光は外部に漏れ
る。従って、例えば中心軸上の発光は、コア１０とクラ
ッド１２による臨界角の円錐（図６のＢで、符号１４で
示す）内に放出された光のみが全反射を繰り返して伝播
し、ファイバ端部の光電子増倍管に到達する。しかし、
臨界角の円錐１４から外れた光は、ファイバ外に放出さ
れることになる。因みに、メーカカタログによれば、発
生したシンチレーション光のうち９０％以上がファイバ
外に漏れ出るとされている。つまり、光電子増倍管に到
達する光は、発生したシンチレーション光の１０％以下
ということになる。
ｎ1 は、クラッドの屈折率ｎ2 よりも大きく設定されて
おり（ｎ1 ＞ｎ2 ）、臨界角θC θC ＝sin -1（ｎ2 ／ｎ1 ） に対して、コアからクラッドへの入射角θA が、θA ＞
θC であれば光は境界面で反射し、コアからクラッドへ
の入射角θB が、θB ＜θC であれば光は外部に漏れ
る。従って、例えば中心軸上の発光は、コア１０とクラ
ッド１２による臨界角の円錐（図６のＢで、符号１４で
示す）内に放出された光のみが全反射を繰り返して伝播
し、ファイバ端部の光電子増倍管に到達する。しかし、
臨界角の円錐１４から外れた光は、ファイバ外に放出さ
れることになる。因みに、メーカカタログによれば、発
生したシンチレーション光のうち９０％以上がファイバ
外に漏れ出るとされている。つまり、光電子増倍管に到
達する光は、発生したシンチレーション光の１０％以下
ということになる。
【０００７】従って、前述したように、このようなシン
チレーションファイバを配列しただけの放射線検出器
は、検出効率が悪く、必ずしも原子力施設を管理するの
に十分な感度が得られないという大きな問題があったの
である。
チレーションファイバを配列しただけの放射線検出器
は、検出効率が悪く、必ずしも原子力施設を管理するの
に十分な感度が得られないという大きな問題があったの
である。
【０００８】また、シンチレーションファイバを平行に
並べ、光電子増倍管を片側に配置するようにＵ型に折り
返す場合、曲率を変えて並べるように折り曲げると、最
も内側のファイバではかなり広い隙間が生じる。折り返
しの際のアールがあまりきつすぎると、ファイバが破損
したり、光の伝播損失が大きくなり、曲率を小さくでき
ないためである。このような隙間は不感ゾーンとなり、
そのため感度分布が一様にならない欠点が生じる。
並べ、光電子増倍管を片側に配置するようにＵ型に折り
返す場合、曲率を変えて並べるように折り曲げると、最
も内側のファイバではかなり広い隙間が生じる。折り返
しの際のアールがあまりきつすぎると、ファイバが破損
したり、光の伝播損失が大きくなり、曲率を小さくでき
ないためである。このような隙間は不感ゾーンとなり、
そのため感度分布が一様にならない欠点が生じる。
【０００９】本発明の目的は、検出感度及びエネルギー
レスポンスが良好で、大面積化に適し、薄型化できるよ
うな放射線表面汚染検出器を提供することである。本発
明の他の目的は、ファイバをＵ型に折り返す際に隙間が
生じず、全てのファイバを均等間隔で配列でき、そのた
め検出感度分布を一様にできる薄型放射線表面汚染検出
器を提供することである。
レスポンスが良好で、大面積化に適し、薄型化できるよ
うな放射線表面汚染検出器を提供することである。本発
明の他の目的は、ファイバをＵ型に折り返す際に隙間が
生じず、全てのファイバを均等間隔で配列でき、そのた
め検出感度分布を一様にできる薄型放射線表面汚染検出
器を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、多数のシンチ
レーションファイバを平行に配列し、Ｕ型に折り返しフ
ァイバ両端を束ねて受光デバイスに接続することで、該
受光デバイスを片側に配置した構造の放射線表面汚染検
出器である。ここで本発明では、多数のシンチレーショ
ンファイバに近接して多数の波長変換ファイバを平行に
配列し、それら波長変換ファイバもＵ型に折り返しファ
イバ両端を束ねて受光デバイスに接続した構造とする。
受光デバイスとしては、光電子増倍管が好適である。
レーションファイバを平行に配列し、Ｕ型に折り返しフ
ァイバ両端を束ねて受光デバイスに接続することで、該
受光デバイスを片側に配置した構造の放射線表面汚染検
出器である。ここで本発明では、多数のシンチレーショ
ンファイバに近接して多数の波長変換ファイバを平行に
配列し、それら波長変換ファイバもＵ型に折り返しファ
イバ両端を束ねて受光デバイスに接続した構造とする。
受光デバイスとしては、光電子増倍管が好適である。
【００１１】従来同様、シンチレーションファイバのコ
アにおいては、入射する放射線の励起作用によりシンチ
レーション光が発生し、臨界角内に放出された光はシン
チレーションファイバを伝播して端部の受光デバイスに
到達する。発生したシンチレーション光のうち、臨界角
から外れた光は、シンチレーションファイバ外に漏れ出
る。しかし、この漏れ光は周囲に近接配置されている波
長変換ファイバに入射する。波長変換ファイバでは、入
射した光が内部分子を励起し、励起状態から基底状態に
戻るときに、その分子固有の光を放出する。このように
して放出された光が、波長変換ファイバ内を伝播して端
部の受光デバイスに到達する。従って、シンチレーショ
ンファイバから漏れた光を波長変換ファイバにより再度
信号に寄与させることができ、検出効率が向上するので
ある。なお、本発明における波長変換ファイバは、その
波長変換のメカニズム（入射した光が内部分子を励起
し、励起状態から基底状態に戻るときに、その分子固有
の光を放出する現象）を利用してシンチレーションファ
イバから漏れた光を再度信号に寄与させるためのもので
あって、波長変換そのものを目的とするものではない。
アにおいては、入射する放射線の励起作用によりシンチ
レーション光が発生し、臨界角内に放出された光はシン
チレーションファイバを伝播して端部の受光デバイスに
到達する。発生したシンチレーション光のうち、臨界角
から外れた光は、シンチレーションファイバ外に漏れ出
る。しかし、この漏れ光は周囲に近接配置されている波
長変換ファイバに入射する。波長変換ファイバでは、入
射した光が内部分子を励起し、励起状態から基底状態に
戻るときに、その分子固有の光を放出する。このように
して放出された光が、波長変換ファイバ内を伝播して端
部の受光デバイスに到達する。従って、シンチレーショ
ンファイバから漏れた光を波長変換ファイバにより再度
信号に寄与させることができ、検出効率が向上するので
ある。なお、本発明における波長変換ファイバは、その
波長変換のメカニズム（入射した光が内部分子を励起
し、励起状態から基底状態に戻るときに、その分子固有
の光を放出する現象）を利用してシンチレーションファ
イバから漏れた光を再度信号に寄与させるためのもので
あって、波長変換そのものを目的とするものではない。
【００１２】多数のシンチレーションファイバを近接配
列した層の上下両面に、多数の波長変換ファイバを近接
配列した層をそれぞれ配置して、全体を三層構造とする
のが好ましい。これによって検出感度は一層向上する。
また、各シンチレーションファイバと各波長変換ファイ
バは、全てのファイバをほぼ一定の曲率でほぼ同一面内
でＵ型に折り返えす。このようにすると、折り返し面内
でファイバ間隔が一定となり、大きな隙間が生じず、感
度分布を全面にわたって一様にできる。更に、多数のシ
ンチレーションファイバと多数の波長変換ファイバは、
光学接着剤により密着接合して一体化するのが好まし
い。
列した層の上下両面に、多数の波長変換ファイバを近接
配列した層をそれぞれ配置して、全体を三層構造とする
のが好ましい。これによって検出感度は一層向上する。
また、各シンチレーションファイバと各波長変換ファイ
バは、全てのファイバをほぼ一定の曲率でほぼ同一面内
でＵ型に折り返えす。このようにすると、折り返し面内
でファイバ間隔が一定となり、大きな隙間が生じず、感
度分布を全面にわたって一様にできる。更に、多数のシ
ンチレーションファイバと多数の波長変換ファイバは、
光学接着剤により密着接合して一体化するのが好まし
い。
【００１３】
【発明の実施の形態】計測装置などを収容した計測部ケ
ースと共通の底板上に、枠体を載置し、該枠体の内底部
に鉛板を敷設し、その上に、前記のようにしてＵ型に折
り返した三層構造のファイバ接合体を収容し、上面を検
出面ケースで覆うことにより、薄型の放射線表面汚染検
出器が構成できる。このように三層構造のファイバ接合
体を囲むような構造にすることで光漏れ防止を図ってい
る。底部の鉛板は、バックグラウンドを低減する機能を
果たす。
ースと共通の底板上に、枠体を載置し、該枠体の内底部
に鉛板を敷設し、その上に、前記のようにしてＵ型に折
り返した三層構造のファイバ接合体を収容し、上面を検
出面ケースで覆うことにより、薄型の放射線表面汚染検
出器が構成できる。このように三層構造のファイバ接合
体を囲むような構造にすることで光漏れ防止を図ってい
る。底部の鉛板は、バックグラウンドを低減する機能を
果たす。
【００１４】
【実施例】図１は本発明に係る薄型放射線表面汚染検出
器におけるファイバ配列状態の一例を示す説明図であ
る。図１のＡは、配列状態を分かり易くするために、フ
ァイバ同士の間隔を拡げた状態で模式的に表している。
多数のシンチレーションファイバ２０を平行に配列し、
その上下に、多数の波長変換ファイバ２２を平行に配列
して、全体を三層のシート状構造とする。つまり、下方
の波長変換ファイバの層−シンチレーションファイバの
層−上方の波長変換ファイバの層からなる三層構造であ
る。実際の積み重ね状態を図１のＢに示す。多数のシン
チレーションファイバ２０は、互いに近接するように一
列に配列され、多数の波長変換ファイバ２２も、互いに
近接するように一列に配列される。また、シンチレーシ
ョンファイバ２０と波長変換ファイバ２２も近接するよ
うに互いの配列ピッチを半ピッチずらせて配置する。
器におけるファイバ配列状態の一例を示す説明図であ
る。図１のＡは、配列状態を分かり易くするために、フ
ァイバ同士の間隔を拡げた状態で模式的に表している。
多数のシンチレーションファイバ２０を平行に配列し、
その上下に、多数の波長変換ファイバ２２を平行に配列
して、全体を三層のシート状構造とする。つまり、下方
の波長変換ファイバの層−シンチレーションファイバの
層−上方の波長変換ファイバの層からなる三層構造であ
る。実際の積み重ね状態を図１のＢに示す。多数のシン
チレーションファイバ２０は、互いに近接するように一
列に配列され、多数の波長変換ファイバ２２も、互いに
近接するように一列に配列される。また、シンチレーシ
ョンファイバ２０と波長変換ファイバ２２も近接するよ
うに互いの配列ピッチを半ピッチずらせて配置する。
【００１５】シンチレーションファイバ２０は、図６に
示したのと同様、中心に位置するコアを周囲のクラッド
で覆う構造であり、コアのみが放射線に反応するプラス
チックシンチレータからなる。波長変換ファイバ２２
は、コアとクラッドからなり、入射した光の波長をコア
で変換するものであるが、ここではファイバの外側から
入射した光をファイバ内を伝播する光に変える機能を果
たすものとして使用している。実施例で使用した波長変
換ファイバは、波長４２０nmの光を波長４８０nmの光に
変換するタイプである。変換する波長を、端部に位置す
る受光デバイスの最適感度に一致させれば、検出器全体
としての検出感度を更に向上させることができる。例え
ば、光をフォトダイオードで受光する場合には、このよ
うに波長を変換（４２０→４８０nm）した方が検出効率
が向上する。
示したのと同様、中心に位置するコアを周囲のクラッド
で覆う構造であり、コアのみが放射線に反応するプラス
チックシンチレータからなる。波長変換ファイバ２２
は、コアとクラッドからなり、入射した光の波長をコア
で変換するものであるが、ここではファイバの外側から
入射した光をファイバ内を伝播する光に変える機能を果
たすものとして使用している。実施例で使用した波長変
換ファイバは、波長４２０nmの光を波長４８０nmの光に
変換するタイプである。変換する波長を、端部に位置す
る受光デバイスの最適感度に一致させれば、検出器全体
としての検出感度を更に向上させることができる。例え
ば、光をフォトダイオードで受光する場合には、このよ
うに波長を変換（４２０→４８０nm）した方が検出効率
が向上する。
【００１６】三層シート状構造のファイバ接合体２４
は、光学接着剤を用いて組み立てる。例えば、１層目と
なる多数の波長変換ファイバをテープケーブルのように
並べて接着し、その上に２層目の多数のシンチレーショ
ンファイバを並べて接着し、更にその上に３層目の多数
の波長変換ファイバを並べて接着するという方法で作製
できる。従って、各層間も完全とは言えないが、ある程
度の強度で接合され全体が保形されている。
は、光学接着剤を用いて組み立てる。例えば、１層目と
なる多数の波長変換ファイバをテープケーブルのように
並べて接着し、その上に２層目の多数のシンチレーショ
ンファイバを並べて接着し、更にその上に３層目の多数
の波長変換ファイバを並べて接着するという方法で作製
できる。従って、各層間も完全とは言えないが、ある程
度の強度で接合され全体が保形されている。
【００１７】図２に示すように、Ｕ型に折り返したファ
イバ接合体２４（シンチレーションファイバと波長変換
ファイバ）を、ファイバ両端を束ねて受光デバイスであ
る光電子増倍管３２に光学的に接続する。各ファイバを
Ｕ型に折り返す際には、全てのファイバをほぼ一定の曲
率で折り返えすことにより、折り返し面内でそれぞれの
ファイバ間隔をほぼ一定にでき、ファイバ間に大きな隙
間が生じない（不感ゾーンが生じない）ようにして感度
分布をほぼ全体にわたって均一にしている。
イバ接合体２４（シンチレーションファイバと波長変換
ファイバ）を、ファイバ両端を束ねて受光デバイスであ
る光電子増倍管３２に光学的に接続する。各ファイバを
Ｕ型に折り返す際には、全てのファイバをほぼ一定の曲
率で折り返えすことにより、折り返し面内でそれぞれの
ファイバ間隔をほぼ一定にでき、ファイバ間に大きな隙
間が生じない（不感ゾーンが生じない）ようにして感度
分布をほぼ全体にわたって均一にしている。
【００１８】図３は、本発明に係る検出器を用いた放射
線表面汚染モニタ装置全体の回路構成を示す説明図であ
る。光電子増倍管３２に高圧を印加する高圧電源３４
と、それぞれの光電子増倍管３２の出力を増幅する増幅
器３６、増幅信号を弁別するディスクリミネータ３８、
弁別波形を整形する波形整形回路４０、両方の波形整形
回路４０からの出力を受けてその同時性を検出する同時
計数回路４２と、計数計４４及び／又は指示計４６など
からなる。ここで、増幅器３６から同時計数回路４２ま
では回路基板上で組み立てられる。
線表面汚染モニタ装置全体の回路構成を示す説明図であ
る。光電子増倍管３２に高圧を印加する高圧電源３４
と、それぞれの光電子増倍管３２の出力を増幅する増幅
器３６、増幅信号を弁別するディスクリミネータ３８、
弁別波形を整形する波形整形回路４０、両方の波形整形
回路４０からの出力を受けてその同時性を検出する同時
計数回路４２と、計数計４４及び／又は指示計４６など
からなる。ここで、増幅器３６から同時計数回路４２ま
では回路基板上で組み立てられる。
【００１９】放射線表面汚染モニタ装置の外観の一例を
図４に示す。Ａは平面図、Ｂは正面図である。共通の底
板上に、検出面ケース５０と計測部ケース５２を設け、
該計測部ケース５２内に光電子増倍管と、増幅器から同
時計数回路までが組み込まれた回路基板とが収容され、
検出面ケース５０内に三層シート状構造のファイバ接合
体が組み込まれる。
図４に示す。Ａは平面図、Ｂは正面図である。共通の底
板上に、検出面ケース５０と計測部ケース５２を設け、
該計測部ケース５２内に光電子増倍管と、増幅器から同
時計数回路までが組み込まれた回路基板とが収容され、
検出面ケース５０内に三層シート状構造のファイバ接合
体が組み込まれる。
【００２０】この放射線表面汚染モニタ装置は、身体汚
染モニタ（体表面モニタ）、物品搬送モニタ、あるいは
フットモニタなどとして有用である。身体あるいは物品
に付着した放射性物質から放出されるγ線がシンチレー
ションファイバ２０に入射すると、γ線による励起作用
によりシンチレーション光が発生する。その一部はシン
チレーションファイバ自身を光パイプ（ライトガイド）
として伝播する。シンチレーションファイバ２０内で発
生した光の大部分は外に漏れ出る。しかし、この漏れ光
は、近接する波長変換ファイバ２２に入射して内部分子
を励起する。内部分子が励起状態から基底状態に戻ると
きに、その分子固有の光を放出し、その光が波長変換フ
ァイバ２２自身を光パイプ（ライトガイド）として伝播
する。つまり、シンチレーションファイバ２０のみでは
漏れ光となり損失となる光が、波長変換ファイバ２２で
捉えられて、信号光として利用されることになる。
染モニタ（体表面モニタ）、物品搬送モニタ、あるいは
フットモニタなどとして有用である。身体あるいは物品
に付着した放射性物質から放出されるγ線がシンチレー
ションファイバ２０に入射すると、γ線による励起作用
によりシンチレーション光が発生する。その一部はシン
チレーションファイバ自身を光パイプ（ライトガイド）
として伝播する。シンチレーションファイバ２０内で発
生した光の大部分は外に漏れ出る。しかし、この漏れ光
は、近接する波長変換ファイバ２２に入射して内部分子
を励起する。内部分子が励起状態から基底状態に戻ると
きに、その分子固有の光を放出し、その光が波長変換フ
ァイバ２２自身を光パイプ（ライトガイド）として伝播
する。つまり、シンチレーションファイバ２０のみでは
漏れ光となり損失となる光が、波長変換ファイバ２２で
捉えられて、信号光として利用されることになる。
【００２１】このようにしてシンチレーションファイバ
２０及び波長変換ファイバ２２の内部を伝播する光は、
両端に接続されている光電子増倍管３２に到達し、電気
信号に変換される。その電気信号は、増幅され、弁別さ
れ、整形されて同時計数回路４２に入力する。この同時
計数回路４２は、論理的なＡＮＤ回路を含んでおり、信
号が同時に入力するという条件が成立したときのみ検知
信号を出力し、この検知信号が計数される。放射線によ
って生じた発光（シンチレーション光のみならず、波長
変換された光）では、必ず光がファイバの両端に向かっ
て同時に伝播するため、両側の光電子増倍管３２の出力
に同時性が成り立つからである。これを利用することに
よって、回路における雑音の発生・侵入を排除し、検出
精度を高めている。
２０及び波長変換ファイバ２２の内部を伝播する光は、
両端に接続されている光電子増倍管３２に到達し、電気
信号に変換される。その電気信号は、増幅され、弁別さ
れ、整形されて同時計数回路４２に入力する。この同時
計数回路４２は、論理的なＡＮＤ回路を含んでおり、信
号が同時に入力するという条件が成立したときのみ検知
信号を出力し、この検知信号が計数される。放射線によ
って生じた発光（シンチレーション光のみならず、波長
変換された光）では、必ず光がファイバの両端に向かっ
て同時に伝播するため、両側の光電子増倍管３２の出力
に同時性が成り立つからである。これを利用することに
よって、回路における雑音の発生・侵入を排除し、検出
精度を高めている。
【００２２】薄型放射線表面汚染検出器の構造の詳細例
を図５に示す。計測装置などを収容した計測部ケースと
共通の底板６０上に、鉄製枠体６２を載置し、該鉄製枠
体６２の内底部に鉛板６４を敷設する。鉄製枠体６２に
は、適当な間隔で荷重支えサポート６６を上向きに突設
する。鉛板６４は、例えば厚さ１mm程度であり、逆方向
（図５では下方向）からの放射線の入射を阻止し、バッ
クグラウンドを低減する機能を果たす。この鉛板６４の
上に、Ｕ型に折り返した三層シート状構造のファイバ接
合体２４（波長変換ファイバ２２−シンチレーションフ
ァイバ２０−波長変換ファイバ２２）を収容し、その上
面を検出面ケース（図示せず）で覆う。このように三層
シート状構造のファイバ接合体２４を囲むような構造と
して光漏れ防止を図っている。
を図５に示す。計測装置などを収容した計測部ケースと
共通の底板６０上に、鉄製枠体６２を載置し、該鉄製枠
体６２の内底部に鉛板６４を敷設する。鉄製枠体６２に
は、適当な間隔で荷重支えサポート６６を上向きに突設
する。鉛板６４は、例えば厚さ１mm程度であり、逆方向
（図５では下方向）からの放射線の入射を阻止し、バッ
クグラウンドを低減する機能を果たす。この鉛板６４の
上に、Ｕ型に折り返した三層シート状構造のファイバ接
合体２４（波長変換ファイバ２２−シンチレーションフ
ァイバ２０−波長変換ファイバ２２）を収容し、その上
面を検出面ケース（図示せず）で覆う。このように三層
シート状構造のファイバ接合体２４を囲むような構造と
して光漏れ防止を図っている。
【００２３】試作品では、使用している各ファイバは直
径１mm程度であり、三層としたことで約３mm厚となる。
それに底板、鉄製枠体、鉛板などが加わるが、全体で１
０mm厚を実現できた。検出器の面積は、使用する光電子
増倍管、ファイバの直径などによって異なるが、試作品
では、直径３８mmの光電子増倍管を２本用いて、３００
mm×８００mmとした。同一条件でも、３００mm×２００
０mm程度までは大型化可能であると考えられる。
径１mm程度であり、三層としたことで約３mm厚となる。
それに底板、鉄製枠体、鉛板などが加わるが、全体で１
０mm厚を実現できた。検出器の面積は、使用する光電子
増倍管、ファイバの直径などによって異なるが、試作品
では、直径３８mmの光電子増倍管を２本用いて、３００
mm×８００mmとした。同一条件でも、３００mm×２００
０mm程度までは大型化可能であると考えられる。
【００２４】なお、本発明に係る放射線表面汚染検出器
の検出対象は、前記のように、主としてγ線である。フ
ァイバが三層構造であると、上層の波長変換ファイバが
β線を遮蔽するためである。しかし、特に測定対象とし
ているわけではないが、高速中性子線には有感である。
の検出対象は、前記のように、主としてγ線である。フ
ァイバが三層構造であると、上層の波長変換ファイバが
β線を遮蔽するためである。しかし、特に測定対象とし
ているわけではないが、高速中性子線には有感である。
【００２５】以上、本発明の好ましい実施例について詳
述したが、かかる構成のみに限定されるものではない。
シンチレーションファイバと波長変換ファイバの配列の
仕方は自由である。効率的には上記のような三層構造が
最適であるが、互いに近接して配置されていればよい。
例えば二層構造としても、従来技術よりも感度はかなり
向上する。
述したが、かかる構成のみに限定されるものではない。
シンチレーションファイバと波長変換ファイバの配列の
仕方は自由である。効率的には上記のような三層構造が
最適であるが、互いに近接して配置されていればよい。
例えば二層構造としても、従来技術よりも感度はかなり
向上する。
【００２６】
【発明の効果】本発明は上記のように、多数のシンチレ
ーションファイバと波長変換ファイバを近接配置した構
造の放射線表面汚染検出器であるので、検出感度及びエ
ネルギーレスポンスが良好となり、大面積化に適し、薄
型化できる効果が生じる。
ーションファイバと波長変換ファイバを近接配置した構
造の放射線表面汚染検出器であるので、検出感度及びエ
ネルギーレスポンスが良好となり、大面積化に適し、薄
型化できる効果が生じる。
【００２７】また本発明で、各シンチレーションファイ
バと各波長変換ファイバを、ほぼ一定の曲率でほぼ同一
平面内で折り返えす構造とすると、シンチレーションフ
ァイバをＵ型に折り返す際にファイバ同士の間隔を一定
にでき、大きな隙間が生じず（従って不感ゾーンが生じ
ず）、検出感度分布を検出器全面にわたってほぼ一様に
できる効果が得られる。
バと各波長変換ファイバを、ほぼ一定の曲率でほぼ同一
平面内で折り返えす構造とすると、シンチレーションフ
ァイバをＵ型に折り返す際にファイバ同士の間隔を一定
にでき、大きな隙間が生じず（従って不感ゾーンが生じ
ず）、検出感度分布を検出器全面にわたってほぼ一様に
できる効果が得られる。
【図１】本発明に係る薄型放射線表面汚染検出器におけ
るファイバ配列状態の一例を示す説明図。
るファイバ配列状態の一例を示す説明図。
【図２】ファイバのＵ型折り返し構造を示す説明図。
【図３】放射線表面汚染モニタ装置の回路構成を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図４】放射線表面汚染モニタ装置の一例を示す外観説
明図。
明図。
【図５】本発明に係る放射線表面汚染検出器の構造の一
例を示す構造説明図。
例を示す構造説明図。
【図６】シンチレーションファイバの構造と発光の伝播
状態の説明図。
状態の説明図。
２０ シンチレーションファイバ
２２ 波長変換ファイバ
２４ ファイバ接合体
３２ 光電子増倍管
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−159769（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−227863（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−15335（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−218577（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−24582（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−125087（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−102416（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−13915（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01T 1/169
G01T 1/00
G01T 1/20
Claims (3)
- 【請求項１】 多数のシンチレーションファイバを平行
に配列し、Ｕ型に折り返しファイバ両端を束ねて受光デ
バイスに接続することで、該受光デバイスを片側に配置
した放射線検出器において、 多数のシンチレーションファイバを一列に近接配列した
層の上下両面に、多数の波長変換ファイバを一列に近接
配列した層を、シンチレーションファイバと波長変換フ
ァイバが平行にとなるように配置して全体を三層のシー
ト状構造とし、各シンチレーションファイバと各波長変
換ファイバを、全てほぼ一定の曲率でほぼ同一平面内で
Ｕ型に折り返すことで、隣り合う往復のシンチレーショ
ンファイバ同士及び波長変換ファイバ同士が密着して不
感ゾーンが生じないようにし、それら全てのファイバの
両端をそれぞれ束ねて受光デバイスに接続したことを特
徴とする薄型放射線表面汚染検出器。 - 【請求項２】 多数のシンチレーションファイバと多数
の波長変換ファイバが、半ピッチずれるように配置さ
れ、光学接着剤により密着接合されてシート状のファイ
バ接合体に成形されている請求項１記載の薄型放射線表
面汚染検出器。 - 【請求項３】 底板上に枠体を載置し、該枠体の内底部
に鉛板を敷設し、その上に、Ｕ型に折り返したシート状
のファイバ接合体を収容し、上面を検出面ケースで覆っ
た請求項２記載の薄型放射線表面汚染検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000132100A JP3463018B2 (ja) | 2000-05-01 | 2000-05-01 | 薄型放射線表面汚染検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000132100A JP3463018B2 (ja) | 2000-05-01 | 2000-05-01 | 薄型放射線表面汚染検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001311777A JP2001311777A (ja) | 2001-11-09 |
| JP3463018B2 true JP3463018B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=18640865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000132100A Expired - Fee Related JP3463018B2 (ja) | 2000-05-01 | 2000-05-01 | 薄型放射線表面汚染検出器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3463018B2 (ja) |
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| JP2007114067A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Wired Japan:Kk | 放射線検出システム、及び放射線検出方法 |
| JP2007114145A (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | 形状可変型放射線検出器 |
| JP5032417B2 (ja) * | 2008-08-13 | 2012-09-26 | 株式会社東芝 | 放射線検出器 |
| ITRM20120273A1 (it) * | 2012-06-12 | 2013-12-13 | Infn Istituto Naz Di Fisica N Ucleare | "metodo di compressione e riduzione dei canali di read-out e sua applicazione per la realizzazione di un sistema di indagine per particelle cariche, in tempo reale, di grande area ed alta risoluzione spaziale" |
Family Cites Families (8)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6058428B2 (ja) * | 1977-04-08 | 1985-12-19 | アロカ株式会社 | 表面汚染モニタ用放射線検出装置 |
| JPH0413915A (ja) * | 1990-05-08 | 1992-01-17 | Fujitsu Ltd | Ｘ線透視検査装置及びｘ線透視検査方法 |
| JPH0424582A (ja) * | 1990-05-18 | 1992-01-28 | Toshiba Corp | 放射線測定装置 |
| JP3285961B2 (ja) * | 1992-09-21 | 2002-05-27 | コニカ株式会社 | 光ガイド手段 |
| JPH0915335A (ja) * | 1995-04-27 | 1997-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 放射線検出器および放射線検出方法 |
| JPH09159769A (ja) * | 1995-12-11 | 1997-06-20 | Toshiba Corp | 大面積放射線検出器 |
| JP3004598B2 (ja) * | 1997-02-14 | 2000-01-31 | 核燃料サイクル開発機構 | 放射性ガスモニタ |
| US6078052A (en) * | 1997-08-29 | 2000-06-20 | Picker International, Inc. | Scintillation detector with wavelength-shifting optical fibers |
-
2000
- 2000-05-01 JP JP2000132100A patent/JP3463018B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2001311777A (ja) | 2001-11-09 |
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