JP3848087B2

JP3848087B2 - 放射線検出器

Info

Publication number: JP3848087B2
Application number: JP2001009849A
Authority: JP
Inventors: 和成星; 和史菅田
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: JP2002214353A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射線検出器に関し、特に検出視野（指向性）の調整に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
人体等に対して放射性物質の分布を測定する場合、まず、広い指向性をもった放射線検出器を利用して放射線の大雑把な測定を行い、次に、狭い指向性をもった放射線検出器を利用して放射線の詳細な測定を行う場合が多い。
【０００３】
その場合、従来においては、放射線検出器自体の交換、あるいはその放射線検出器に装着されているコリメータ体の交換がなされていた。前者の場合には測定コストが大となり、後者の場合には複数種類のコリメータ体を常に用意して交換使用しなければならないという煩雑さが生じる。よって、従来においては、検出視野（すなわち指向性）の可変を迅速かつ簡便に行えないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、放射線検出器における検出視野の可変を簡便に行えるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、検出器本体とコリメータ体とからなり、放射線としてのγ線を検出する可搬型の放射線検出器において、前記検出器本体は、第１のケース部分と、その第１のケース部分の被測定側の前端部に内蔵された放射線センサと、を有し、当該放射線検出器の軸方向に伸長し、第１直径を有する細径部と、前記第１のケース部分に連結した第２のケース部分を有し、前記細径部に対して前記軸方向に連結し第１直径よりも大きい第２直径を有する基端部と、で構成され、前記コリメータ体は、円筒形状の放射線遮蔽部材と、前記放射線遮蔽部材を収容するカバーと、で構成され、前記放射線センサを前端部に内蔵した前記第１のケース部分は、前記放射線遮蔽部材とは異なって実質的なγ線遮蔽作用を有しない部材により構成され、更に、前記コリメータ体は、前記軸方向にスライド自在に前記細径部を挿通した挿通孔と、前記放射線遮蔽部材の先端面に形成され、前記放射線センサの検出視野を制限する開口部と、を有し、前記コリメータ体は、その後進端において前記細径部の前端部から後端部までの全体を覆う前記軸方向の長さを有し、これにより、その後進端では前記コリメータ体の後端面が前記基端部の前端面に当接し、前記開口部は前記放射線センサの有感面よりも小さく、前記放射線遮蔽部材の被測定側の端部は先細形状を有するテーパー部を構成し、当該端部の外面は前記先端面にかけてテーパー面を構成し、当該端部の内面は前記先端面上の前記開口部にかけてテーパー面を構成し、前記コリメータ体をスライドさせて前記放射線センサの検出視野の大きさを可変し得ることを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、コリメータ体が放射線センサに対して進退可能すなわちスライド可能に設けられ、コリメータ体のスライド位置を適宜設定することにより、所望の検出視野（指向性）を得ることができる。例えば、コリメータ体を後進端まで戻せば、開口部が放射線センサの有感面に近接することになるので、結果として、検出視野（視野域、視野角度）が大きくなり、コリメータ体を前進端方向（測定対象側）へスライドさせれば、開口部が放射線センサの有感面から遠ざかることになるので、結果として、検出視野が小さくなる。
【０００７】
コリメータ体は、検出する放射線（γ線、β線、α線など）に応じた遮蔽材料を含んで構成され、γ線の検出を行う場合には鉛、タングステンなどの材料が遮蔽材料として利用される。その遮蔽材料はケース（カバー）内に収容されるが、その場合、遮蔽材料の先端面に形成される開口部はケースによって覆われる。この場合にはケース材料として実質的に放射線を減弱させない材料を選択するのが望ましく、開口部の隠蔽によって放射線検出器の内部に異物が進入することを防止できる。
【００１０】
望ましくは、前記コリメータ体は前記第２直径をもった円筒形状を有する。この構成によれば、放射線検出器の全体としてほぼ均一な外径を有する棒状体が形成され、操作性を向上できる。
【００１１】
望ましくは、前記コリメータ体は前記細径部に対して着脱自在である。たとえば、複数種類のコリメータ体を用意し、それらを選択的に装着利用することによって、スライド調整以外の検出条件の変更を行うようにしてもよい。
【００１２】
望ましくは、前記コリメータ体のスライド位置を保持する手段が設けられる。この構成によれば、スライド位置が保持されるため、不用意にスライド位置が変更してしまう問題を未然に防止できる。その手段としては、段階的にスライド位置を保持できるもの、連続的にスライド位置を保持できるもの、などがあげられる。
【００１３】
望ましくは、前記スライド位置を保持する手段は、前記細径部の外面に形成された第１係合手段と、前記コリメータ体の挿通孔の内面に形成され、前記第１係合手段と係合する第２係合手段と、で構成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１には、本発明に係る放射線検出器の断面図が示されている。この放射線検出器は、後に図２に示すように計測部に対してケーブルによって接続され、それら全体として放射線計測システムを構成するものである。
【００１６】
すなわち、この放射線検出器は、全体として棒状の形状を有する可搬型の放射線検出器であり、例えば人体や他の被測定体からの放射線（例えばγ線）の検出を行うものである。
【００１７】
図１において、放射線検出器は、それ全体として本体１０とコリメータ１２とで構成される。本体１０は、図示されるように、細径部１８と基端部１６とで構成され、それらは相互に当該放射線検出器の軸方向に一体連結されている。細径部１８は軸方向に伸長し、その内部には、被測定側（図において左側）の前端部に放射線センサとしての放射線検出素子２２が設けられており、具体的には、その放射線検出素子２２の有感面２２Ａが被測定側を向いた状態で当該放射線検出素子２２が設置されている。その放射線検出素子２２の後方には光電子増倍管２４が内蔵されており、放射線検出素子２２の発光がこの光電子増倍管２４によって電気信号に変換、増幅される。基端部１６内には、光電子増倍管２４から出力される信号を更に増幅するためのプリアンプ２６が内蔵されている。ちなみに、基端部１６は主として把持部すなわちグリップとして機能するものである。
【００１８】
図１において、符号２０は本体ケースであり、本体ケース２０は大別して第１部分２０Ａと第２部分２０Ｂとで構成され、それらを一体連結したものであり、第１部分２０Ａは細径部１８用のケースであり、第２部分２０Ｂは基端部１６用のケースである。本体ケース２０の内部は空洞であって、上述したようにその内部には放射線検出素子２２、光電子増倍管２４及びプリアンプ２６が配設されている。ここで、例えばこの本体ケース２０は樹脂やアルミニウムなどの材料によって構成されている。
【００１９】
次に、コリメータ１２について説明する。このコリメータ１２は当該放射線検出器の検出視野あるいは指向性を調整するための遮蔽体（コリメータ体）として機能するものであり、本実施形態においては、このコリメータ１２は細径部１８に対してスライド自在に設けられ、かつ細径部１８に対して着脱自在に設けられている。図１において、コリメータ１２が前進した状態が符号１２’によって示されている。
【００２０】
具体的に説明すると、コリメータ１２は、カバー３２とその内部に設けられた遮蔽部材３０によって構成されており、それらはそれぞれ円筒形状を有している。ただし、コリメータ１２の被測定側の端部は図示されるように先細形状となっており、すなわちテーパー形状を有している。遮蔽部材３０の中心軸に沿って挿通孔３０Ｄが形成されており、その挿通孔３０Ｄには細径部１８が挿通されている。すなわち、挿通孔３０Ｄの内径は実質的に細径部１８の外径に対応しており、細径部１８にコリメータ１２を装着した状態では、それがぐらつくことなくスライド方向にのみ円滑にその運動が案内される。
【００２１】
上述したように、遮蔽部材３０の被測定側の端部は上記の先細形状を有するテーパー部３０Ａを構成しており、その外面は図示のようにテーパー面を構成し、その内面もテーパー面３０Ｂを構成する。そのテーパー部３０Ａの先端面上には検出視野を事実上制限する開口部３０Ｃが形成されており、この開口部３０Ｃの放射線検出素子２２からの相対位置によって視野角度の大きさを自在に調整することが可能である。すなわち放射線の検出指向性を調整することができる。図示のように開口部３０Ｃは放射線検出素子２２の有感面よりも小さい。
【００２２】
本実施形態においては、カバー３２における先端側に前面壁３２Ａが形成され、すなわち開口部３０Ｃが前面壁３２Ａによって隠蔽されている。しかしながら、このカバー３２は例えば樹脂あるいは薄いアルミニウムなどの材料によって形成されており、例えばγ線の検出を行う場合には事実上それによる減弱作用を無視することが可能である。よって、開口部３０Ｃがカバー３２によって隠蔽されているために、検出器内部への異物の進入を阻止することができ、放射線検出素子２２の健全性を維持することが可能である。
【００２３】
ちなみに、図１において、符号１００は開口部３０Ｃの周囲を規定するエッジを表しており、このエッジ１００によって視野角度が規定されるのは上述した通りである。すなわち、放射線検出素子２２の有感面２２Ａにおける縁とエッジ１００とを結んだ直線によって検出視野角度が規定され、それが図１において符号１０２及び１０４によって示されている。ここで、符号１０２はコリメータ１２を退避させた状態における視野角度を表しており、符号１０４はコリメータ１２を前進させた状態における視野角度を示している。
【００２４】
コリメータ１２の後進端においては、カバー３２の後端面３２Ｄが本体ケース２０における前端面２０Ｃに当接することになる。つまり、図１から明らかなように、コリメータ１２は、その後進端において、軸方向に伸長した細径部１８の前端部から後端部までの全体を覆う軸方向の長さを有しており、そこからコリメータ１２を前進させても（符号１２’参照）、細径部１８の前端部に設けられた放射線検出素子２２はコリメータ１２の内部に留まる。なお、後進端からコリメータ１２を前進させると、その後端面３２Ｂと前端面２０Ｃとの間に隙間が形成される。例えば、その隙間に指などが挟まれないように、その隙間の外側にガード部材などを設けるようにしてもよい。
【００２５】
図２に、放射線検出システムの全体構成が示されている。この図２に示す放射線検出システムは大別して図１に示した放射線検出器４０と計測部４２とで構成され、放射線検出器４０は計測部４２に対してケーブル４４によって接続されている。このケーブル４４を介して検出信号が計測部４２に入力され、また計測部４２からの電力や制御信号がケーブル４４を介して放射線検出器４０に出力される。入力回路４６は例えば増幅器などを有し、その入力回路４６には放射線検出器４０からの出力信号が入力される。本実施形態においては、この入力回路４６に複数の入力端子が設けられており、必要に応じて複数の放射線検出器４０を並列接続させることもできる。また、必要に応じてリモートコントロールユニット（図示せず）などを接続することも可能である。
【００２６】
入力回路４６から出力された検出信号は計測回路５０に出力され、この計測回路５０にて放射線の線量率などが計算される。その計測結果は表示器５４に出力され、また必要に応じて音の信号としてスピーカ５６へ出力される。更に、計測回路５０の計測結果を通信回線５８を利用して外部のコンピュータなどに出力することもできる。操作パネル５２は、入力装置として構成され、システムの動作条件などを設定することができる。
【００２７】
図２に示されるように、本実施形態においてはコリメータとして複数のコリメータが用意され、図２においてはそれが符号１２−１及び１２−２によって示されている。すなわち互いに異なる種類のコリメータを用意すれば、必要に応じてコリメータを交換利用することができる。もちろん、各コリメータはその装着状態においてスライド運動させることが可能である。
【００２８】
図３には、コリメータ１２のスライド位置を保持するための機構が示されている。コリメータ１２のカバー３２にはその内面に第１係合手段としての突起６０が形成されており、一方、細径部１８の外側にある本体ケース２０Ａの表面上にはスライド方向に沿って所定間隔で複数の溝６２が形成されている。この溝６２は第２の係合手段として機能するものであり、突起６０がいずれかの溝６２に落ち込むことによってコリメータ１２のスライド位置を保持することができる。
【００２９】
もちろん、コリメータ１２のスライド運動が必要となった場合には、特定の溝６２から突起６０を離脱させてコリメータ１２を自在に運動させることができる。すなわち、そのようなコリメータ１２の保持及びスライド運動が可能なように、突起１０の長さや溝６２の深さなどの形状が設定されている。
【００３０】
図３には、スライド方向に沿って段階的に保持を行う機構が示されていたが、もちろんスライド方向に対して任意の位置で保持を行える機構を設けるようにしてもよい。また、コリメータ１２のスライド位置を電気的あるいは機械的に検出し、その検出されたスライド位置の情報を図２における計測部４２に出力し、データ演算においてそのスライド位置を利用したり、あるいは計測結果と共にスライド位置の情報を記録するようにしてもよい。ちなみに、図１に示した放射線検出素子としては、ＣｄＴｅ等の半導体検出素子を利用することもでき、この場合は光電子増倍管２４は不要となる。また遮蔽部材３０としては例えば鉛やタングステンなどの部材を利用することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、放射線検出器における検出視野の可変を簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放射線検出器の断面図である。
【図２】本実施形態に係る放射線検出システムの全体構成を示すブロック図である。
【図３】コリメータのスライド位置を保持する手段を示す断面図である。
【符号の説明】
１０本体、１２コリメータ、１６基端部、１８細径部、２０本体ケース、２２放射線検出素子、３０遮蔽部材、３２カバー。

Claims

検出器本体とコリメータ体とからなり、放射線としてのγ線を検出する可搬型の放射線検出器において、
前記検出器本体は、
第１のケース部分と、その第１のケース部分の被測定側の前端部に内蔵された放射線センサと、を有し、当該放射線検出器の軸方向に伸長し、第１直径を有する細径部と、
前記第１のケース部分に連結した第２のケース部分を有し、前記細径部に対して前記軸方向に連結し第１直径よりも大きい第２直径を有する基端部と、
で構成され、
前記コリメータ体は、
円筒形状の放射線遮蔽部材と、
前記放射線遮蔽部材を収容するカバーと、
で構成され、
前記放射線センサを前端部に内蔵した前記第１のケース部分は、前記放射線遮蔽部材とは異なって実質的なγ線遮蔽作用を有しない部材により構成され、
更に、前記コリメータ体は、
前記軸方向にスライド自在に前記細径部を挿通した挿通孔と、
前記放射線遮蔽部材の先端面に形成され、前記放射線センサの検出視野を制限する開口部と、
を有し、
前記コリメータ体は、その後進端において前記細径部の前端部から後端部までの全体を覆う前記軸方向の長さを有し、これにより、その後進端では前記コリメータ体の後端面が前記基端部の前端面に当接し、
前記開口部は前記放射線センサの有感面よりも小さく、
前記放射線遮蔽部材の被測定側の端部は先細形状を有するテーパー部を構成し、当該端部の外面は前記先端面にかけてテーパー面を構成し、当該端部の内面は前記先端面上の前記開口部にかけてテーパー面を構成し、
前記コリメータ体をスライドさせて前記放射線センサの検出視野の大きさを可変し得る
ことを特徴とする放射線検出器。
請求項１記載の放射線検出器において、
前記コリメータ体は前記第２直径をもった円筒形状を有することを特徴とする放射線検出器。
請求項１記載の放射線検出器において、
前記コリメータ体は前記細径部に対して着脱自在であることを特徴とする放射線検出器。
請求項１記載の放射線検出器において、
前記コリメータ体のスライド位置を保持する手段が設けられたことを特徴とする放射線検出器。
請求項４記載の放射線検出器において、
前記スライド位置を保持する手段は、
前記細径部の外面に形成された第１係合手段と、
前記コリメータ体の挿通孔の内面に形成され、前記第１係合手段と係合する第２係合手段と、
で構成されることを特徴とする放射線検出器。