JP3894351B2 - Radiation measuring apparatus using stimulable phosphor and measuring method thereof - Google Patents

Radiation measuring apparatus using stimulable phosphor and measuring method thereof Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術野】
本発明は原子炉施設内外あるいは加速器施設内外等において、広範囲な測定箇所で広いダイナミックレンジにわたる放射線強度を実時間で監視する必要のある放射線計測装置及び方法に関するものである。これらの施設においては、非常に弱い放射線線量から瞬時に起こる非常に強い放射線線量を様々な場所で常にモニタできる検出システムが要求される。また。同時に可搬型の放射線モニタも個人放射線被爆管理の面から要求される。
【0002】
このため、輝尽性蛍光体を用いて放射線を常時モニタする方法と放射線を積分しながら計測する方法とを組み合わせた微分・積分型で簡便な放射線計測装置および計測方法を考案すると共に、リモートセンシングが可能な放射線計測装置、放射線分布計測装置、可搬型放射線計測装置等へ適用できる放射線計測装置及び計測方法を考案した。
【0003】
【従来の技術】
従来、放射線の計測には、電離箱、ガイガミューラー管(GM管)、シンチレータと光電子増倍管を組み合わせたシンチレーション検出器あるいは中性子線量の計測にはBF3計数管あるいは3He計数管等が用いられてきた。しかし、非常に弱い放射線線量から非常に強い放射線線量までの広いダイナミックレンジを1つの検出器でカバーすることは非常に困難であり、感度の低い電離箱と感度の高いシンチレーション検出器などを組み合わせて用いられてきた。さらに、加速器等の周辺あるいはターゲット周辺で瞬時に発生する大強度放射線あるいは原子炉施設等の不測の事故などにより発生する大強度放射線の計測には検出器が放射線により飽和現象を起こすため、放射線線量を測定することは困難であった。
【0004】
このため、輝尽性蛍光体が、入射した放射線を蓄積し励起光により輝尽性蛍光として放射線が入射した量を読み出すことができる作用と、入射した放射線により即発で蛍光を発する作用の2つの作用を持つことに着目し、時間分割で輝尽性蛍光と即発蛍光を切り換えて検出することにより入射した放射線の量を計測する方法が考案された[特願平11−50301号]。この方法を用い放射線計測装置を用いることにより、非常に弱い放射線量から非常に強い放射線線量までの広いダイナミックレンジを1つの検出器でカバーし、かつ瞬時に発生する大強度放射線・中性子線による放射線量を測定することが可能となる。
【0005】
本発明の重要な構成要素である放射線検出媒体である輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読みとる従来方法[D.J.Huntley等:Nature, Vol.313, 10, pp.105]について図40に示す。他の場所で放射線を照射した輝尽性蛍光体のシートを読み取り台に設置した後、前方から励起用光源から発生した励起光を輝尽性蛍光体に照射し、放出された輝尽性蛍光を輝尽性蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタを通した後、光電子増倍管で検出する。その後、信号処理装置によりその強度に応じてデジタル信号化し放射線量を求める。
【0006】
また、光ファイバの先端に少量の輝尽性蛍光体を取り付け、その光ファイバの中に励起光を入れて輝尽性蛍光体を照射し、照射している間に放射される輝尽性蛍光を計数し放射線線量を求める図41に示す方法[北口等:JAERI−Conf 98−011, pp.62]があるが、輝尽性蛍光体が少量のため感度をあげることは困難である。
【0007】
さらに、パルス光源を用いて励起光を輝尽性蛍光体に照射し輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読みとる図42に示す従来方法[S.W.S. Mckeever等:Radiation Protection Dosimetry, Vol.65, Nos. 1−4, pp.267]があるが、図43のタイミングで一発のパルス励起光を照射した後蛍光寿命に従って放出される輝尽性蛍光を高速増幅器で増幅し高速計数回路で計数し蓄積され放射線量を求めていた。この方法では光検出器を含め超高速の計測系が必要であった。
【0008】
一方、簡便な装置により放射線の量と測定位置を同時に測定する従来方法については、図44及び図45に示す検出部を測定箇所毎に配置し光ファイバで直列に接続し測定する放射線計測方法等がある[前川他:放射線 Vol.21, No.3, pp.69]。これらの方法では、放射線検出媒体としてシンチレータが使用されその蛍光を波長シフト光ファイバにより検出し、波長シフト光ファイバの両端に出力される蛍光の時間差より放射線強度と測定位置を求めており、大強度の放射線が入射した場合には、放射線強度はもとよりその位置を求めることは困難であった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、非常に弱い放射線量から非常に強い放射線線量までの広いダイナミックレンジを1つの検出器でカバーし、かつ加速器等の周辺あるいはターゲット周辺で瞬時に発生する大強度放射線・中性子線あるいは原子炉施設等の不測の事故などにより発生する大強度放射線・中性子線による放射線量を簡便に感度良く正確に測定することができる放射線計測装置およびその計測方法、及び通常にも使用できる小型で簡便な放射線計測装置およびその計測方法を提供することを目的としている。また、広範囲な測定場所の放射線の量を簡便に感度良く測定する放射線計測装置およびその計測方法を提供することを目的としている。さらに、放射線の2次元イメージを容易に得るための放射線計測装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
非常に弱い放射線量から非常に強い放射線線量までの広いダイナミックレンジを1つの検出器でカバーし、かつ瞬時に発生する大強度放射線・中性子線による放射線量測定する放射線測定装置を開発するため、輝尽性蛍光体が、入射した放射線を蓄積し励起光により輝尽性蛍光として放射線が入射した量を読み出すことができる作用と、入射した放射線により即発で蛍光を発する作用の2つの作用を持つことに着目し、時間分割で輝尽性蛍光と即発蛍光を切り換えて検出することにより入射した放射線の量を計測する方法[特願平11−50301号]を用いる。この方法を用いることにより、容易に要求する放射線検出性能を簡便な装置により確保することができるため、本発明は、短時間に強度の強い放射線が入射し蛍光検出機構が飽和しその機能が停止した時、蛍光検出機構の回復後に輝尽性蛍光を読み出し入射した放射線の量を計測する方法を用いた放射線計測装置に関わるものであり、時間分割で蛍光検出機構の飽和を監視し、飽和状態の回復後に、短時間に入射した強度の強い放射線の量を読み出す際に、蛍光を検出する機構が飽和し計測不能とならないように、励起光の光量や蛍光検出感度を変更することにより蛍光検出機構が飽和することのない状態で、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を計測する輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読みとる方式を考案した。
【0011】
輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読みとる方法として、パルス光源を用いて短い時間幅の励起光を輝尽性蛍光体に照射し、輝尽性蛍光寿命が短いことを利用して従来の放射線検出系を用いて信号処理を行う方法を用いる。この読み取り方法を用いることにより、時間分割で輝尽性蛍光と即発蛍光を容易に切り換えて検出し蓄積された放射線量を簡便に計測することができる。
【0012】
また、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読みとる際に、励起光を輝尽性蛍光体に照射するために側面から光を放射する光ファイバを用いることにより、簡便にかつ遠隔操作で輝尽性蛍光体に励起光を照射することを可能とした。この方法の考案により、レーザー光源等の光源を放射線線量の強い場所に設置する必要がなくなり、かつ小型の励起光照射機構を構成することが可能となる。また、この側面から光を放射する光ファイバを用いることによりシート状の輝尽性蛍光体を用いた放射線2次元イメージの簡便な測定も容易とすることができる。
【0013】
さらに、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するために使用する蛍光波長に有感な波長シフト光ファイバを並列に並べて検出面積を確保しかつ輝尽性蛍光を検出可能とすることにより、光電子増倍管等の光検出器を放射線線量の強い場所に設置する必要をなくした。また、この並列に並べた波長シフト光ファイバ束と側面から光を放射する光ファイバとを併用すること、および輝尽性蛍光体及び光学フィルタをサンドイッチ構造にはさみ積層構造とすることにより、小型で色々な検出形状の放射線検出部を構築することが可能となった。
【0014】
一方、上記の積層構造の検出部を長く伸ばし、側面から光を放射する光ファイバに極めて短いパルス幅を持つ励起光を入射し、その短パルス幅励起光が伝搬し輝尽性蛍光体に照射され、放出される輝尽性蛍光を波長シフト光ファイバにより検出することにより、長い距離の放射線線量の分布計測を可能とした。この方法と、即発蛍光を検出する方法を切り換えて用いることにより広範囲な測定場所の放射線分布計測での課題を解決することができる。
【0015】
上記で述べた放射線検出媒体である輝尽性蛍光体に中性子を電離可能な放射線に変換する中性子コンバータ材であるGd、6Liあるいは10Bを一種類以上含んだ、あるいは輝尽性蛍光体と混合した、あるいは輝尽性蛍光体と組み合わせた中性子検出用の放射線検出媒体を用いることにより、中性子を検出可能とした放射線計測装置およびその計測方法を構築することができる。
【0016】
【実施例】
請求項1の実施例について図1を参照して説明する。放射線検出媒体である輝尽性蛍光体には、入射した放射線を蓄積し励起光により輝尽性蛍光として放射線が入射した量を読み出すことができる作用(輝尽性蛍光)と、入射した放射線により即発で蛍光を発する作用(即発蛍光)の2つの作用があり、この2つの作用を利用して蛍光検出機構を用いて時間分割で輝尽性蛍光と即発蛍光を実時間で検出することにより入射した放射線の量を計測する放射線計測方法がある。本発明は、この方法を実現し放射線計測装置またその装置を用いて計測する方法に関するものである。
【0017】
本発明の輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置は、図1に示すように、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量を時間分割で読み出す励起光を輝尽性蛍光体に照射するための励起用光源、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するための光検出器、光検出器から出力される輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光信号及び即発蛍光信号を増幅し信号処理する信号処理回路、時間分割で輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光信号と即発蛍光信号を切り換えるモード切替回路、蛍光を検出するための蛍光検出機構の動作状態を監視する飽和監視回路、飽和監視に用いるLED、励起光の光量を変更する励起光・光量変更回路、時間分割で励起用光源、モード切替回路、飽和監視回路、励起光・光量変更回路を制御する制御回路、輝尽性蛍光を計測する輝尽性蛍光データ収集回路、即発蛍光を計測する即発蛍光データ収集回路、制御回路と同期をとりながら時間分割で輝尽性蛍光及び即発蛍光のデータを収集しデータ収集結果から入射した放射線の量を求めるデータ処理回路から構成される。
【0018】
以下に、本発明の放射線計測装置の詳細について述べる。放射線検出媒体である輝尽性蛍光体としてシート状のものが使用でき、X線イメージング用に市販されている富士写真フィルム製BASシリーズのイメージングプレートを使用する。但し、市販品のイメージングプレートの後面は透明ではないが、透明なものを作製することは容易である。このイメージングプレートに使用されている輝尽性蛍光体は、BaFBr:Eu2+である。この輝尽性蛍光体の励起可能な波長帯は490nmから680nm(最大効率の半分の効率以上を示す波長帯)である。また、励起光の照射により放出される輝尽性蛍光の波長は390nmである。実施例では、この輝尽性蛍光体について述べるが、他の輝尽性蛍光体としてKCl:Eu2+、RbBr:Tl、SrS:Eu、Sm等を検出媒体としたイメージングプレートについても励起光の波長や読みとる輝尽性蛍光の波長等を変えることにより読み取り対象となりうる。
【0019】
本発明においては、励起光を作り出す励起光源としてはレーザー光源を用いる。必要な出力は、読み出す速度とシート状の輝尽性蛍光体であるイメージングプレートの読み出し面積に依存する。直径5mmの検出面積の場合、数mW以上の最大出力が必要である。富士写真フィルムのBASシリーズイメージングプレートの輝尽性蛍光体はBaFBr:Eu2+であるため、励起可能な波長帯は490nmから680nmであることから、高出力が容易に得られるこの波長帯のレーザーとしては半導体レーザー(635nm)あるいは、グリーンレーザー(532nm)等が使用可能である。励起光を作り出すレーザー光源は励起光・光量変更回路から出力される光量制御信号により励起光の光量を変更可能とすると共に制御回路からのON・OFF制御信号を用いて励起光のON・OFF制御を可能とする。
【0020】
シート状の輝尽性蛍光体であるイメージングプレートの後面から放出される輝尽性蛍光はイメージングプレートの後に配置した輝尽性蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタを用いて通過させ、励起光の散乱光を除去する。実施例の場合、輝尽性蛍光の波長は390nmであるので、この光学フィルタは中心波長が390nmのものが使用できる。
【0021】
次に、蛍光検出機構について説明する。光検出器としては、輝尽性蛍光の波長である390nmの近くで感度の大きい光電子増倍管を使用することができる。図には書いていないが、光電子増倍管には高電圧のバイアス電圧を印加する。光の増幅率は、このバイアス電圧に依存する。
【0022】
光電子増倍管により検出された光信号は、信号処理回路により増幅され信号処理がなされる。実施例として、光信号処理方法としては計数方式を用いる。この場合、信号処理としては、光信号を信号増幅した後、波高弁別器で雑音との弁別を行いパルス信号として取り出す。また、この光信号処理方法の他にも従来よりイメージングプレートの画像イメージの読み取りに使用されている輝尽性蛍光の信号列を積分回路で積分し放射線量を読みとる方法も使用することが可能である。
【0023】
信号処理回路により処理され出力されるパルス信号はモード切替回路に入力する。この回路では制御回路からのモード切替信号を用いて、パルス信号を輝尽性蛍光モードの場合は輝尽性蛍光データ収集回路に、即発蛍光モードの場合は即発蛍光データ収集回路に振り分ける。本発明の実施例の場合、2つのデータ収集回路は計数回路から構成される。
【0024】
輝尽性蛍光モードと即発蛍光モードのモード切替は、制御回路により行い、図2に示すタイミングによって切り換える。すなわち、励起光をシート状の輝尽性蛍光体であるイメージングプレートに照射している場合には、輝尽性蛍光の読み出しを行い、その他の場合には即発蛍光を読み出す。従って、励起光を作り出す励起光源を制御し読みとり動作と同期してこの操作を行うことにより、時間分割で輝尽性蛍光と即発蛍光とを1つの蛍光検出機構を用いて検出することができる。
【0025】
シート状の輝尽性蛍光体であるイメージングプレートから放出される輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するための蛍光検出機構を用いて時間分割で輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出している際に、加速器等での放射線計測にどの場合、短時間に強度の強い放射線が入射し蛍光検出機構が飽和しその機能が停止する。この場合、光検出器が飽和現象起こし動作しなくなるので信号処理回路に信号が来なくなる。
【0026】
この現象を確実に捕らえるため、本発明では、光学フィルタを通過する波長の光を放射するLEDを用い、図2に示すタイミングでLEDパルス光を光検出器に入射しこの光が光検出器により検出できることを信号処理回路の出力信号の飽和監視回路により常時監視する。LEDパルス光を検出できない時は、飽和した状態なので飽和監視回路は飽和信号を制御回路に送る。飽和監視回路は飽和状態の監視をそのまま継続し、短時間で起こる強度の強い放射線などの入射が終了し蛍光検出機構が回復するのを待つ。飽和状態が正常状態に復帰した後、制御回路はモード切替回路によりモード切り替え信号を送り、輝尽性蛍光モードに切り換えてを輝尽性蛍光を計測することにより、短時間に入射した強度の強い放射線の量を計測することができる。
【0027】
上記の輝尽性蛍光を計測する操作を行う際、短時間に入射した強度の強い放射線の量がどの程度輝尽性蛍光体内に蓄積されているかが未知である。このため、本発明においては、まず最初に強度の非常に弱い励起光をシート状の輝尽性蛍光体であるイメージングプレートに照射し、その量を把握し輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量を読み出すことにより、蛍光検出機構を飽和させることなく、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の全量を計測する。すなわち、励起光を輝尽性蛍光体に照射するための照射機構の励起光の光量を制御回路からの信号にもとづいて励起光・光量変更回路を使って変更しながら、また飽和監視回路を補助として使いながら蛍光検出機構が飽和することのない状態で、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読み出すことができる。
【0028】
請求項2の実施例について図3を参照して説明する。上記の実施例で述べたように蛍光検出機構が回復した後に輝尽性蛍光を計測することにより短時間に入射した強度の強い放射線の量を計測する際に、蛍光検出機構の蛍光検出感度を変更し蛍光検出機構が飽和することのない状態で読み取り操作を行うこともできる。実施例では、光検出器として光電子増倍管を用いることから蛍光検出感度変更回路としてバイアス電圧の変更回路を用いこの電圧を制御回路により制御することにより上記操作を行う。
【0029】
請求項3の実施例について図4を参照して説明する。本実施例は上記で述べた請求項1と請求項2の実施例を同時に用いるものである。本発明により、非常に放射線の量が多い場合には蛍光検出感度変更回路を用いて光検出感度を下げた状態で輝尽性蛍光を計測し、計測時間の短縮を図ることができることなどの輝尽性蛍光の読み出しの最適化を図ることができる。
【0030】
請求項4の実施例について図5を参照して説明する。上記の実施例で述べた輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するための蛍光検出機構を用いて時間分割で輝尽性蛍光による放射線の量を計測する場合に、読み取り時間内に偶発的に放射線が入射し計測される。このため、即発蛍光による寄与分を、蛍光検出機構を用いて時間分割で計測した即発蛍光による放射線の計測量をもとに、データ処理回路を用いて補正することにより入射した放射線の量を正確に計測することが可能である。
【0031】
請求項5の実施例を図6を参照して説明する。本発明は、輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置において、大きな技術課題である輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量の読み出し方法に関するものである。
【0032】
放射線検出媒体として蛍光寿命が短い輝尽性蛍光体を用いた場合、即ち蛍光寿命が2μs以下の輝尽性蛍光体を用いた場合以下に述べるように従来から半導体検出器の信号処理に使用されている信号処理法を適用することを特徴としている。実施例としては、蛍光寿命が0.8μsのBaFBr:Eu2+を用いる。
【0033】
蛍光寿命が0.8μsのBaFBr:Eu2+の輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読みとる際に、輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光寿命0.8μs以下の照射時間幅を持つパルス励起光源でパルス励起光を輝尽性蛍光体に照射する。実施例としては照射用パルスレーザー光源としてパルスグリーンレーザーを用いる。このレーザー光源のパルス幅は非常に短く2nsである。このレーザー励起光が輝尽性蛍光体に照射されると、図7のタイミング図に示すようにランダムに輝尽性蛍光が放出される。これらの放出の多くはほぼ輝尽性蛍光体の寿命の間に行われるため、輝尽性蛍光体から放出される蛍光を光電子増倍管などの光検出器で検出し、検出した信号を電荷有感型前置増幅器で増幅すると図に示すような出力信号が得られる。この出力信号を積分・微分回路などから構成されるパルス整形増幅器に入力し、輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光寿命以上の時間の波形整形時定数で波形整形し増幅する。この操作により、パルス励起光を照射した後放出される輝尽性蛍光を積分した波高信号を得ることができる。この後、アナログ・デジタル変換器に入力し、その波高値を求める。データ収集・処理回路を用いて、パルスジェネレータからのレーザー制御信号に基づいて励起光用パルスレーザー光源により発生する各パルス励起光毎に得られる波高値を積算することにより、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を求めることができる。
【0034】
請求項6の実施例を図8を参照して説明する。上記請求項5の放射線検出装置において、光検出器としてゲート付き光電子増倍管を用いる。ゲート付き光電子増倍管としては、浜松ホトニクス社製R5916等が使用できる。輝尽性蛍光体として、BaFBr:Eu2+を使用した場合、上記で示したパルス幅2nsのグリーンレーザーを励起光源として使用できる。このため、このパルス励起光を輝尽性蛍光体に照射する動作と同期して、5nsの時間幅のゲート信号をゲート付き光電子増倍管に入力し、その照射時間帯の間光電子増倍管の動作を停止させ、励起光の照射後に光電子増倍管のゲートを制御して光電子増倍管を動作させる。この操作により、パルス励起光の影響受けることなく励起光の照射後に放出される輝尽性蛍光を検出することができる。従って、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量をパルス励起光の影響を受けることなく求めることができる輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置とすることができる。
【0035】
請求項7の実施例を図9を参照して説明する。本発明も、輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置において、大きな技術課題である輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量の読み出し方法に関するものである。放射線検出媒体として蛍光寿命が短い輝尽性蛍光体を用いた場合、即ち蛍光寿命が2μs以下の輝尽性蛍光体を用いた場合でかつ、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量があまり強くない場合に適用可能である。実施例としては、蛍光寿命が0.8μsのBaFBr:Eu2+を用いる。
【0036】
蛍光寿命が0.8μsのBaFBr:Eu2+の輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読みとる際に、輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光寿命0.8μs以下の照射時間幅を持つパルス励起光源でパルス励起光を輝尽性蛍光体に照射する。実施例としては蛍光寿命が0.8μsの輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読みとるために、輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光寿命の2倍の1.6μsの照射時間幅を持つパルス励起光源でパルス励起光を輝尽性蛍光体に照射する。この時、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量があまり強くない場合には、図10のタイミング図に示すようにパルス励起光に同期して1個だけの輝尽性蛍光が放出される時と、放出されない時がランダムに生ずる。このため、輝尽性蛍光体から放出される蛍光を光電子増倍管などの光検出器で検出し、検出した信号を前置増幅器及び信号増幅器で増幅すると図に示すような信号増幅器出力が得られる。この出力信号を波高弁別器に入力し、デジタル信号として波高弁別器信号を得る。この波高弁別器信号は、励起光用パルスレーザー光源のレーザー制御信号を発生するパルスジェネレータにより同時作りだされるパルス励起光の照射時間幅信号を用いて読み取り信号発生回路により作製された読み取り信号と同時計数回路により同時計数処理をかけられる。同時計数回路からの出力信号は励起光により読み出された1個の輝尽性蛍光に対応した信号である。この同時計数回路出力信号を計数回路で計数しデータ収集・処理回路においてデータ処理することにより、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を求めることができる。
【0037】
請求項8の実施例を図11を参照して説明する。放射線検出媒体である輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量を読み出す励起光を輝尽性蛍光体に照射するための照射機構において、励起光を照射するための照射機構の励起光放射体として、側面から光を放射する光ファイバを用いる。実施例として請求項7の輝尽性蛍光体を用いた放射線計測法について適用することとし説明する。励起用パルスレーザー光源からの励起光を直接輝尽性蛍光体に照射する替りに、図に示す構造の側面放射型光ファイバを用いて照射する。側面放射型光ファイバとしては、旭化成製側面漏光光ファイバであるルミナスVグレードなどが使用できる。また、通常の光ファイバの全周囲の表面を薄く取り去った構造の側面放射型光ファイバも使用できる。側面放射型光ファイバを用いることにより励起光源を放射線の検出現場に設置する必要がなくなりリモートセンシングも可能となる。
【0038】
請求項9の実施例を図12を参照して説明する。請求項8の放射線計測装置の励起光を照射するための照射機構の励起光放射体である側面から光を放射する光ファイバにおいて、図の中の拡大図に示すような光ファイバの円周方向の一部角度の側面から光が放出する光ファイバを用いる。一部側面放射型光ファイバとしては、通常の光ファイバの光放射面を除く全周囲の表面を薄く取り去った構造の一部側面放射型光ファイバを使用できる。一部側面放射型光ファイバを用いることにより励起光源を放射線の検出現場に設置する必要がなくなり、かつ照射方向にのみ光を放射するため、効率良く輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読み出すことが可能となる。
【0039】
請求項10の実施例を図13を参照して説明する。実施例としては、請求項9の放射線計測装置の光ファイバの円周方向の一部角度の側面から光が放出する光ファイバにおいて、図に示すように一部角度の反対側の面、即ちに一部側面光放射型ファイバの上部に光反射材を配置し、漏えいする光を放射面に戻すことにより放射する光量を多くすることを目的とする。本構造とすることにより、さらに効率良く輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読み出すことが可能となる。
【0040】
請求項11の実施例を図14を参照して説明する。実施例においては、円筒状の輝尽性蛍光体を用いた放射線検出部とするため、側面から光を放射する機能を持つ光ファイバ(側面発光型光ファイバ)と、空間を置いて配置した放射線検出媒体である輝尽性蛍光体と、輝尽性蛍光体の外側に配置した蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、光学フィルタの外側の全周囲に配置した輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するために使用する蛍光波長に有感な多数の波長シフトファイバとを順に配置した構造とし、その周囲を遮光体で覆う構造としている。輝尽性蛍光体としては、蛍光寿命が0.8μsで、輝尽性蛍光波長が390nmのあるBaFBr:Eu2+を用いる。また、本実施例では輝尽性蛍光波長が390nmであるので波長シフタとしては、励起波長幅が320nmから395nmで、蛍光波長の中心波長が450nmの波長シフト性能を持つ蛍光性プラスチックファイバを用いる。波長シフトされた蛍光の寿命は10ns以下である。また、波長シフトファイバとしては輝尽性蛍光波長390nmに有感な本構造の放射線検出部を用いることにより、完全なリモートセンシングが可能となると共に、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体の検出面積を大きくできることから、放射線の検出感度を上げることが可能である。また、側面発光型光ファイバと輝尽性蛍光体部分との間の空間に放射性ガスを導入し検出することにより、高感度な放射性ガス検出器となる。
【0041】
請求項12の実施例を図15を参照して説明する。本実施例においても輝尽性蛍光体としては、蛍光寿命が0.8μsであるBaFBr:Eu2+を用いる。側面から光を放射する機能を持つ直径1mmの4本の光ファイバ(側面放射型光ファイバ)と、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体と、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するために使用する輝尽性蛍光及び即発蛍光の波長に有感な直径1mmの4本の波長シフトファイバと、が平面状態で順に積層した構造の放射線検出部を用いる。図16にこの放射線検出部を用いた放射線計測装置の実施例を示す。本構造の放射線検出部を用いることにより、完全なリモートセンシングが可能となる。また。放射線検出部の断面を1cmx1cm以下とすることが可能であり、設置場所が狭い所、あるいは長い検出部の放射線計測が容易になる。
【0042】
請求項13の実施例を図17を参照して説明する。本実施例は、側面から光を放射する機能を持つ直径1mmの4本の光ファイバ(側面放射型光ファイバ)を中心位置として、その上と下の方向に、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体と、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するために使用する輝尽性蛍光及び即発蛍光の波長に有感な直径1mmの4本の波長シフトファイバと、が平面状態で順に積層した構造の放射線検出部を用いる。両面に輝尽性蛍光体を用いることができることから、検出感度を上げることができるとともに、放射線の入射方向を推定することも可能となる。
【0043】
請求項14の実施例を図18を参照して説明する。本実施例は、側面から光を放射する機能を持つ直径1mmの4本の光ファイバ(側面放射型光ファイバ)を中心位置として、その上と下の方向に、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体と、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するために使用する輝尽性蛍光及び即発蛍光の波長に有感な直径1mmの4本の波長シフトファイバと、が平面状態で順に積層した構造の放射線検出部を用いる。この時、光ファイバを中心位置としてその上と下の方向に積層する2つの放射線検出媒体である輝尽性蛍光体として、一方を輝尽性蛍光体とし、一方を輝尽性蛍光体に中性子を電離可能な放射線に変換する中性子コンバータ材であるGdを混合し中性子用検出可能とした中性子コンバータ・輝尽性蛍光体混合体とする。本構造とすることにより、X線やガンマ線等の電離放射線と共に中性子も検出可能となる。また、中性子コンバータ・輝尽性蛍光体混合体でも有感なX線やガンマ線の影響も輝尽性蛍光体のみの方で読み取ったデータをもとに補正することができるため、精度良く中性子の量を計測することが可能となる。
【0044】
請求項15の実施例を図19を参照して説明する。本実施例においても輝尽性蛍光体としては、蛍光寿命が0.8μsであるBaFBr:Eu2+を用いる。側面から光を放射する機能を持つ直径1mmの1本の光ファイバ(側面放射型光ファイバ)と、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体と、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、光学フィルタの外側の全周囲に配置した輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するために使用する蛍光波長に有感な多数の波長シフトファイバとが順に円筒状に積層した構造の放射線検出部を用いる。本構造の放射線検出部を用いることにより、完全なリモートセンシングが可能となる。また。放射線検出部の断面を直径1cm以下とすることが可能であり、設置場所が狭い所、あるいは長い検出部の放射線計測が容易になる。
【0045】
請求項16の実施例を図20を参照して説明する。長い距離を持つ放射線検出媒体である輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量をその位置情報をも含めて読み出すため、非常に短いパルス幅の励起光を輝尽性蛍光体に照射するための照射機構を用いる。
【0046】
本実施例の場合、放射線計測場所の位置分解能をあげるためには輝尽性蛍光寿命の短い輝尽性蛍光体を用いる必要がある。このため、輝尽性蛍光体としては、輝尽性蛍光寿命が30nsと非常に短いY2SiO2−Ceを用いる。この輝尽性蛍光体の励起波長の中心は620nmである。また、励起光の照射により放出される輝尽性蛍光の波長は410nmである。従って、上記の実施例で示してきた、BaFBr:Eu2+とほぼ同じ特性を示すため、励起光源や波長シフト光ファイバ等についは同じものが使用できる。この輝尽性蛍光体を用いた放射線検出部を計測場所にそって配置し、側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバに2ns以下のパルス幅を持つ励起光を輝尽性蛍光体に照射する。励起光源をとしては半導体レーザーなどが使用できる。この照射機構の励起光放射体として、光ファイバの長さ方向の2カ所以上の場所に側面の全面あるいは円周方向の一部角度の側面から光を放射するようにした光ファイバを用いる。各光放射位置に合わせて、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体と、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するために使用する輝尽性蛍光及び即発蛍光の波長に有感な1本以上の波長シフトファイバとを積層して配置し放射線検出部を構成する。波長シフトファイバから出力されたパルス励起光を入射した時間と波長シフトファイバにより出力される輝尽性蛍光の時間分布の関係を用いて放射線計測場所の入射放射線量の分布を求める。
【0047】
請求項17の実施例について図21を参照して説明する。本実施例の放射線検出部の素材については、上記請求項16の実施例とほぼ同じ構成で用いることができる。放射線検出媒体である輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量を読み出す励起光を輝尽性蛍光体に照射するための照射機構の励起光放射体として、側面の全面あるいは円周方向の一部角度の側面から光を放射する光ファイバ(一部側面光放射型光ファイバ)、光遅延機構、通常の光ファイバとを順に交互に接続した一本以上の照射用光ファイバを用いる。側面光放射型光ファイバの区間の背面には放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、蛍光波長を中心波長とする光学フィルタを積層しその背面に一本以上の輝尽性蛍光に感度のある波長シフト光ファイバを配置する。光遅延機構としては遅延時間に相当する長さの光ファイバを用いることとし、30nsの遅延時間とする。各側面光放射型光ファイバの区間での励起光の放射時間間隔を長くすることにより、励起光の到達時間が長くなるため各放射線計測位置での放射線量を正確に得ることができる。
【0048】
請求項18の実施例について図22を参照して説明する。本実施例では請求項12において示した放射線検出部を用いることとする。本実施例の場合も放射線計測場所の位置分解能をあげるためには輝尽性蛍光寿命の短い輝尽性蛍光体を用いる必要がある。このため、輝尽性蛍光体としては、輝尽性蛍光寿命が30nsと非常に短いY2SiO2−Ceを用いる。この輝尽性蛍光体の励起波長の中心は620nmである。また、励起光の照射により放出される輝尽性蛍光の波長は410nmである。従って、上記の実施例で示してきた、BaFBr:Eu2+とほぼ同じ特性を示すため、励起光源や波長シフト光ファイバ等についは同じものが使用できる。この輝尽性蛍光体を用いた放射線検出部を計測場所にそって配置し、側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバに2ns以下のパルス幅を持つ励起光を輝尽性蛍光体に照射する。励起光源をとしては半導体レーザーなどが使用できる。波長シフトファイバにより輝尽性蛍光体から放出される輝尽性蛍光を検出し、励起光源が側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバにパルス励起光を入射した時間と波長シフトファイバにより出力される輝尽性蛍光の時間分布の関係を用いて放射線計測場所の入射放射線量の連続分布を求める。この動作を実現するため、図に示すように、光電子増倍管、高速DC信号増幅器、アナログ・デジタル変換器、記憶回路及び制御・データ収集装置から構成する信号処理装置を用い、波長シフトファイバから出力される蛍光の時間分布を測定する。アナログ・デジタル変換器としてはサンプリング速度が100MHz以上のものを使用する。この時の位置分解能は輝尽性蛍光体の蛍光寿命の30nsで決まり、最良の場合、約10mとなる。
【0049】
請求項19について図23を参照して説明する。本実施例は、請求項18の図22の実施例において示した波長シフトファイバから出力される蛍光を測定する信号処理装置の替わりにストリークカメラ方式を用いる。波長シフトファイバから出力される蛍光をストリーク管に入力し、その変化をパルス励起光の一部側面光放射型光ファイバへの入射と同期をとって偏向電極に時間走査信号を変化させ、高速に輝尽性蛍光の強度の時間分布を計測する。計測した時間分布はCCDカメラ等の撮像装置に記録される。ストリーク管としては、高速の走査が可能な浜松ホトンクス社製のC2830等が使用可能である。記録されたデータをデータ収集・制御装置に取り込み、この蛍光強度データの時間分布をもとに、放射線計測場所の入射放射線量の分布を求めることができる。この時の位置分解能も輝尽性蛍光体の蛍光寿命の30nsで決まり、最良の場合、約10mとなる。
【0050】
請求項20の発明は、上記請求項16―19の実施例で示した放射線計測装置においては、非常に短時間に計測作業が終了するため、この計測作業を2回以上連続して行うことにより、放射線検出部の輝尽性蛍光体内部に蓄積された放射線信号を読み出すことを目的としている。放射線検出部の長さが100mの場合、1μs以下の時間で終了する。このため、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量を読み出すパルス励起光を輝尽性蛍光体に照射する際、パルス励起光を1000回繰り返し照射しても1msでデータを収集することができる。レーザー光の光出力に依存してこの回数を決定することができる。積算した蛍光強度の時間分布をもとに放射線計測場所の入射放射線量の分布を精度良く求めることができる。
【0051】
請求項21について図24を参照して説明する。本実施例では、2つ以上の放射線計測場所に放射線検出媒体として輝尽性蛍光体を配置し放射線を計測することを目的とする。配置した輝尽性蛍光体のそれぞれに励起光を照射するために用いる光ファイバと、配置した輝尽性蛍光体と、励起光を照射した際輝尽性蛍光体から放出される輝尽性蛍光及び即発蛍光の蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、放出される輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するために使用する蛍光波長に有感な1本以上の波長シフトファイバを積層した構造の放射線検出部を用いる。輝尽性蛍光体のそれぞれに励起光を照射するために、それぞれ光ファイバを用い多チャンネル励起光源からレーザー光を入射する。計測位置の設定は制御装置を用いて選択でき、1本の波長シフトファイバにより輝尽性蛍光を読み取る。信号処理は励起光源制御信号と同期しながら行い、光電子増倍管、高速パルス信号増幅器、波高弁別器、計数回路及び制御装置からなる従来装置で行うことができる。
【0052】
請求項22の実施例を図25を参照して説明する。本実施例は、従来法としてある、輝尽性蛍光体を励起可能な波長の光を発生する励起光源と、励起光源から出力された励起光をシート状の輝尽性蛍光体に長方形状にする励起光照射機構と、シート状の輝尽性蛍光体と、輝尽性蛍光の波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、輝尽性蛍光により励起可能な波長シフト光ファイバを面状に並べた構造の波長シフター束と、波長シフト光ファイバにより波長シフトされた蛍光の波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、波長シフト光ファイバ束の各波長シフト光ファイバ毎に放出される蛍光をマルチチャンネルで検出可能な光検出器と、マルチチャンネルの検出器信号を処理しデジタル化し放射線イメージ画像として構成する信号処理装置から構成されるシート状輝尽性蛍光体(イメージングプレートとして市販されている)の放射線画像読み出し装置の改良である。励起光源から出力された励起光をシート状の輝尽性蛍光体に長方形状に照射するために、従来法の替わりに、側面から光を放射する機能を持つ光ファイバをシート状の輝尽性蛍光体の表面に波長シフト光ファイバ束に直角に面状に並べ、各側面から光を放射する機能を持つ光ファイバに励起光源から順に励起光を入射する。この発明により、励起光を照射する機構が簡便になりシート状の輝尽性蛍光体に蓄積された放射線の量を位置情報を含めて読み出すことが容易にできる。
【0053】
請求項23について図26を参照して説明する。本実施例では、請求項11―15の放射線計測方法及び放射線計測装置において述べた放射線検出部の波長シフトファイバの両端に出力される蛍光を蛍光の蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ通した後、請求項12で述べた蛍光検出機構の光検出器である光電子増倍管により検出する。この操作を行うことにより、放射線検出部の波長シフトファイバの両端に出力される蛍光を検出することになり、検出効率を約2倍とすることができる。
【0054】
請求項24について図27を参照して説明する。本実施例は、請求項12の実施例で述べた放射線計測装置に、請求項1の放射線計測方法を適用した例である。小型であり計測距離長くすることが可能な放射線検出部に、時間分割で輝尽性蛍光と即発蛍光を切り換えて検出することにより入射した放射線の量を計測する放射線計測方法と短時間に入射した強度の強い放射線の量を読み出すことが可能な放射線計測方法とを付加することにより高機能な放射線計測装置とすることができる。
【0055】
請求項25の実施例を図28を参照して説明する。本実施例は、上記請求項24の放射線計測装置の輝尽性蛍光の信号読み出し方法として、従来のパルス計数方法から本発明の請求項5の信号読み出し方法を適用した例である。放射線検出部として、側面から光を放射する光ファイバ束、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、蛍光波長を中心波長とする光学フィルタ、輝尽性蛍光に有感な波長シフト光ファイバ束の順に平面状態に積層した構造の検出部を用いる。この放射線検出部を用いて、輝尽性蛍光体に、励起光の照射により入射した放射線量に依存して放出する輝尽性蛍光と入射した放射線による即発蛍光の2つの作用があることを利用して、時間分割で輝尽性蛍光と即発蛍光を切り換えて検出する微分積分型放射計測装置を構成する。時間分割で、高強度放射線による蛍光検出機構の飽和を飽和監視回路により監視し、飽和状態の回復後に、短時間に入射した大強度の放射線量を輝尽性蛍光を用いて読み出す。
【0056】
この際、輝尽性蛍光体に照射する励起光の光量を変更し、蛍光検出機構に飽和のない状態で、放射線量を計測する。放射線量の読み取りには、短い時間幅を持つパルス励起光を輝尽性蛍光体に照射し、放出される輝尽性蛍光を光検出器で検出し、電荷有感型前置増幅器で増幅し、パルス整形増幅器で波形整形した後、アナログデジタル変換器により波高値をもとにデータ収集処理回路によって輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量を求める。
【0057】
請求項26について図29を参照して説明する。本実施例は、上記請求項24の放射線計測装置の放射線検出媒体である輝尽性蛍光体の代わりに、中性子を電離可能な放射線に変換する中性子コンバータ材であるGdを含ませた中性子イメージングプレート(富士写真フィルム製BAS―NDシリーズ中性子イメージングプレート)を用いた例である。本実施例のように中性子コンバータ材を輝尽性蛍光に混合した放射線検出媒体を用いることにより本発明の上記実施例で述べた機能を持った中性子を計測できる放射線計測装置を構成することができる。
【0058】
請求項27について図30を参照して説明する。本実施例は、上記請求項24の実施例で述べた放射線計測装置に、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光の放出特性及びフェーディングと呼ばれている時間とともに輝尽性蛍光体内から放射線信号が徐々に消えてゆく現象が温度に依存してかわることに着目し、輝尽性蛍光体の温度を温度センサと温度検出回路を追加して測定する。この測定した温度をもとに、データ収集・処理回路により、励起光の照射により計測される輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を補正し、放射線検出部の温度が変わっても精度良く放射線の量を計測することができる。
【0059】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したように構成されているので以下に記載されるような効果を奏する。
【0060】
時間分割で計測した輝尽性蛍光及び即発蛍光の計測結果から入射した放射線の量を実時間で求めることにより、非常に弱い放射線量から非常に強い放射線線量までの広いダイナミックレンジを1つの検出器でカバーし、かつ瞬時に発生する大強度放射線・中性子線による放射線量を測定することができる。
【0061】
短い時間幅の励起光を輝尽性蛍光体に照射し、輝尽性蛍光寿命が短いことを利用して従来の放射線検出系を用いて信号処理を行うことができる。
側面から光を放射する光ファイバを用いることにより、簡便にかつ遠隔操作で輝尽性蛍光体に励起光を照射することができ、レーザー光源等の光源を放射線線量の強い場所に設置する必要がなくなり、かつ小型の励起光照射機構を構成することができる。
【0062】
輝尽性蛍光及び即発蛍光の蛍光波長に有感な波長シフトファイバを並列に並べて検出面積を確保しかつ輝尽性蛍光を検出可能とすると共に、光電子増倍管等の光検出器を放射線線量の強い場所に設置する必要をなくすることができる。
【0063】
並列に並べた波長シフトファイバと側面から光を放射する光ファイバとを併用し輝尽性蛍光体及び光学フィルタをサンドイッチ構造にはさんで積層構造とすることにより、小型で色々な検出形状の放射線検出部を構築することができる。
【0064】
上記の積層構造の検出部を長く伸ばし、側面から光を放射する光ファイバに極めて短いパルス幅を持つ励起光を入射し、その短パルス幅励起光が伝搬し輝尽性蛍光体に照射され、放出される輝尽性蛍光を波長シフト光ファイバを並べた波長シフト光ファイバ束により検出することにより、長い距離にわたる放射線線量の位置分布計測ができる。
【0065】
輝尽性蛍光体に中性子を電離可能な放射線に変換するGd等の中性子コンバータ材を含み、あるいは混合し、あるいは組み合わせた中性子用検出体を用いることにより、中性子を検出する放射線計測装置とすることができる。
【0066】
上記の放射線計測装置及び及び計測法を用いることにより、非常に弱い放射線量から非常に強い放射線線量までの広いダイナミックレンジを1つの検出器でカバーし、かつ瞬時に発生する大強度放射線・中性子線による放射線量を測定可能とすることにより、加速器等の周辺あるいはターゲット周辺で瞬時に発生する大強度放射線・中性子線あるいは原子炉施設等の不測の事故などにより発生する大強度放射線・中性子線による放射線量を簡便に、感度良く、精度良く測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 励起光の光量を読み出す方式を用いた微分積分型放射線計測装置を示す図である。
【図2】 時間分割で輝尽性蛍光及び飽和状態の監視を行うためのタイミングを示す図である。
【図3】 蛍光検出感度を変更して輝尽性蛍光を読み出す方法を用いた微分積分型放射線計測装置を示す図である。
【図4】 励起光の光量を変更し輝尽性蛍光を読み出す方法を用いた微分積分型放射線計測装置を示す図である。
【図5】 輝尽性蛍光による放射線計測時に偶発的に入射する即発蛍光の効果を補正する方式を用いた微分積分型放射線計測装置を示す図である。
【図6】 パルス励起光を輝尽性蛍光体に照射し輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量を読み出す方法を示す図である。
【図7】 パルス励起光を輝尽性蛍光体に照射し蓄積された放射線量を読み出す方法における信号のタイミングを示す図である。
【図8】 ゲート付き光電子管倍管を光検出器として用いた輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量の読み出し方法を示す図である。
【図9】 パルス励起光と輝尽性蛍光信号の同時計数をとることを特徴とした輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量の読み出し方法を示す図である。
【図10】パルス励起光をもとに作製した読み取り信号と輝尽性蛍光信号の同時計数をタイミングを示す図である。
【図11】 側面から光を放射する光ファイバを用いて励起光を照射する輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置を示す図である。
【図12】 一部の側面から光を照射する光ファイバを用いて励起光を照射する輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置を示す図である。
【図13】 一部の側面から光を照射する光ファイバの背後に光反射材を配置して励起光を照射する輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置を示す図である。
【図14】 側面から光を放射する光ファイバと蛍光波長に有感な波長シフト光ファイバを用いた輝尽性蛍光体を用いた放射線検出部を示す図である。
【図15】 側面放射型光ファイバ、輝尽性蛍光体、光学フィルタ及び波長シフト光ファイバを平面状態で順に積層した構造の放射線検出部を示す図である。
【図16】 平面状態に積層した構造の放射線検出部を用いた輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置を示す図である。
【図17】 側面放射型光ファイバ、輝尽性蛍光体、光学フィルタ及び波長シフト光ファイバを平面状態で上下に順に積層した構造の放射線検出部を示す図である。
【図18】 平面状態で上下に順に積層した構造の放射線検出部に2種類の輝尽性蛍光体を用いることを特徴とした放射線検出部を示す図である。
【図19】 側面放射型光ファイバ、輝尽性蛍光体、光学フィルタ及び波長シフト光ファイバを順に円筒状に積層した構造の放射線検出部を示す図である。
【図20】 輝尽性蛍光体を用いた放射線検出部を多数個直列に接続し放射線の位置分布を計測可能とした放射線計測装置を示す図である。
【図21】 輝尽性蛍光体を用いた放射線検出部を光遅延機構を用いて多数個直列に接続し、放射線の位置分布を計測可能とした放射線計測装置を示す図である。
【図22】 パルス励起光を用いて平面状態に順に積層した構造の放射線検出部により放射線の位置分布を計測可能とした放射線計測装置を示す図である。
【図23】 平面状態に順に積層した構造の放射線検出部とストリークカメラを用い、パルス励起光を用いて放射線の位置分布を計測可能とした放射線計測装置を示す図である。
【図24】 放射線計測場所に配置した多数の輝尽性蛍光体内に蓄積された輝尽性蛍光を1本の波長シフト光ファイバ束により読み取ることを特徴とした放射線の位置分布を計測可能とした放射線計測装置を示す図である。
【図25】 側面放射型光ファイバを励起光の放射に用いることを特徴とした2次元放射線イメージ計測装置を示す図である。
【図26】 平面状態に順に積層した構造の放射線検出部の波長シフト光ファイバの両端に出力される蛍光を同じ光検出部で計測することを特徴とした放射線計測装置を示す図である。
【図27】 平面状態に順に積層した構造の放射線検出部を用いた微分積分型放射線検出器を示す図である。
【図28】 平面状態に順に積層した構造の放射線検出部にパルス励起光による輝尽性蛍光読み出し法を適用した微分積分型放射線検出器を示す」図9図である。
【図29】 放射線検出媒体として中性子コンバータと輝尽蛍光体を用いた中性子を計測できる微分積分型放射線検出器を示す図である。
【図30】 温度線センサによって測定した輝尽性蛍光体の温度をもとに、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を補正することを特徴とした微分積分型放射線検出器を示す図である。
【図31】 図31省略
【図32】 図32省略
【図33】 図33省略
【図34】 図34省略
【図35】 図35省略
【図36】 図36省略
【図37】 図37省略
【図38】 図38省略
【図39】 図39省略
【図40】 従来の輝尽性蛍光読み出し法を示す図である。
【図41】 光ファイバの先端に少量の輝尽性蛍光体を取り付けた放射線検出部を用いた従来の輝尽性蛍光体を用いた放射線計測方法を示す図である。
【図42】 パルス光源により輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読み取る従来方法を示す図である。
【図43】 従来方法におけるパルス励起光の照射後の輝尽性蛍光の読み取りタイミングの例と従来の高速計数法により得られる輝尽性蛍光の放出特性を示す図である。
【図44】 シンチレータと光ファイバを用いた放射線量と測定位置を同時に測定する従来方法を示す図である。
【図45】 シンチレータと波長シフト光ファイバを用いた放射線量と測定位置を同時に測定する従来方法の放射線検出部を示す図である。
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a radiation measurement apparatus and method that require real-time monitoring of radiation intensity over a wide dynamic range at a wide range of measurement locations in and outside a nuclear reactor facility or an accelerator facility. In these facilities, a detection system that can constantly monitor a very strong radiation dose instantly generated from a very weak radiation dose in various places is required. Also. At the same time, portable radiation monitors are also required from the standpoint of personal radiation exposure management.
[0002]
For this reason, we have devised a differential and integral radiation measurement device and measurement method that combine a method of constantly monitoring radiation using a stimulable phosphor and a method of measuring while integrating radiation, as well as remote sensing. Devised a radiation measurement device and a measurement method applicable to a radiation measurement device, a radiation distribution measurement device, a portable radiation measurement device, etc.
[0003]
[Prior art]
Conventionally, ionization chambers, Geiga-Muller tubes (GM tubes), scintillation detectors combining scintillators and photomultiplier tubes, or BF for neutron dose measurements Three Counter or Three He counters and the like have been used. However, it is very difficult to cover a wide dynamic range from a very weak radiation dose to a very strong radiation dose with one detector. By combining a low-sensitivity ionization chamber with a high-sensitivity scintillation detector, etc. Has been used. In addition, the measurement of high-intensity radiation that occurs instantaneously in the vicinity of an accelerator or the like or in the vicinity of a target or high-intensity radiation that occurs due to an unforeseen accident at a reactor facility, etc. causes the detector to saturate due to the radiation. It was difficult to measure.
[0004]
For this reason, the stimulable phosphor accumulates incident radiation and can read out the amount of incident radiation as stimulable fluorescence by excitation light, and the effect of promptly emitting fluorescence by incident radiation. Focusing on having an action, a method of measuring the amount of incident radiation by switching between and detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence in a time division has been devised [Japanese Patent Application No. 11-50301]. By using this method and using a radiation measurement device, a single detector covers a wide dynamic range from a very weak radiation dose to a very strong radiation dose, and radiation by high-intensity radiation and neutron radiation that is generated instantaneously. The amount can be measured.
[0005]
A conventional method of reading the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor, which is a radiation detection medium that is an important component of the present invention [D. J. et al. Huntley et al .: Nature, Vol. 313, 10, pp. 105] is shown in FIG. After the photostimulable phosphor sheet irradiated with radiation at another location is placed on the reading table, the stimulable phosphor is irradiated with the excitation light generated from the excitation light source from the front, and the photostimulable fluorescence emitted. Is detected with a photomultiplier tube after passing through a bandpass optical filter having the stimulable fluorescence wavelength as the center wavelength. Thereafter, the signal processing device converts the signal into a digital signal according to the intensity, and determines the radiation dose.
[0006]
In addition, a small amount of stimulable phosphor is attached to the tip of the optical fiber, excitation light is put into the optical fiber, and the stimulable phosphor is irradiated. 41 to calculate the radiation dose [North Exit, etc .: JAERI-Conf 98-011, pp. 62], but it is difficult to increase the sensitivity due to the small amount of stimulable phosphor.
[0007]
Further, the conventional method shown in FIG. 42 [S. S. et al.] Reads the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor by irradiating the stimulable phosphor with the excitation light using a pulse light source. W. S. McKeever et al .: Radiation Protection Dosimetry, Vol. 65, Nos. 1-4, pp. 267], the stimulable fluorescence emitted according to the fluorescence lifetime after irradiation with one pulse of excitation light at the timing shown in FIG. 43 is amplified by a high-speed amplifier, counted by a high-speed counting circuit, and accumulated to obtain the radiation dose. It was. This method required an ultrafast measurement system including a photodetector.
[0008]
On the other hand, with respect to the conventional method of simultaneously measuring the amount of radiation and the measurement position with a simple device, a radiation measurement method in which the detector shown in FIGS. 44 and 45 is arranged at each measurement location and connected in series with an optical fiber, etc. [Maekawa et al .: Radiation Vol. 21, no. 3, pp. 69]. In these methods, a scintillator is used as a radiation detection medium, the fluorescence is detected by a wavelength-shifted optical fiber, and the radiation intensity and measurement position are obtained from the time difference of the fluorescence output at both ends of the wavelength-shifted optical fiber. It was difficult to obtain the position of the radiation as well as the radiation intensity.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention covers a wide dynamic range from a very weak radiation dose to a very strong radiation dose with a single detector, and also generates high-intensity radiation, neutron rays or atoms generated instantaneously around an accelerator or the like or around a target. A radiation measurement device that can easily and accurately measure the radiation dose from high-intensity radiation and neutron beams generated by unforeseen accidents at the reactor facility, etc., and its measurement method, and a small and simple that can also be used normally It aims at providing a radiation measuring device and its measuring method. It is another object of the present invention to provide a radiation measuring apparatus and a measuring method thereof that can easily and easily measure the amount of radiation in a wide range of measurement locations. Furthermore, it aims at providing the radiation measuring device for obtaining the two-dimensional image of radiation easily.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to develop a radiation measuring device that covers a wide dynamic range from a very weak radiation dose to a very strong radiation dose with a single detector and measures radiation dose with high-intensity radiation and neutrons that are generated instantaneously. The stimulable phosphor has two actions: the action of accumulating incident radiation and reading out the amount of incident radiation as stimulable fluorescence by the excitation light, and the action of emitting fluorescence promptly by the incident radiation. Focusing on the above, a method [Japanese Patent Application No. 11-50301] for measuring the amount of incident radiation by switching and detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence in a time-sharing manner is used. By using this method, the required radiation detection performance can be easily secured with a simple device. Therefore, the present invention stops the function by irradiating strong radiation in a short time and saturating the fluorescence detection mechanism. Is related to a radiation measurement device that uses a method of measuring the amount of incident radiation after reading out the stimulable fluorescence after the recovery of the fluorescence detection mechanism. Fluorescence detection by changing the amount of excitation light and fluorescence detection sensitivity so that the fluorescence detection mechanism is not saturated when reading the amount of intense radiation incident in a short time after recovery We have devised a method of reading the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor that measures the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor without the mechanism being saturated.
[0011]
As a method of reading the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor, the stimulable phosphor is irradiated with excitation light of a short time width using a pulse light source, and the fact that the photostimulable fluorescence lifetime is short is used. A signal processing method using a conventional radiation detection system is used. By using this reading method, it is possible to easily measure the accumulated radiation dose by detecting and switching between stimulable fluorescence and prompt fluorescence in a time division manner.
[0012]
In addition, when reading the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor, an optical fiber that emits light from the side surface is used to irradiate the stimulable phosphor with the excitation light. The stimulable phosphor can be irradiated with excitation light. By devising this method, it is not necessary to install a light source such as a laser light source in a place where the radiation dose is strong, and a small excitation light irradiation mechanism can be configured. Further, by using an optical fiber that emits light from this side surface, simple measurement of a two-dimensional radiation image using a sheet-like photostimulable phosphor can be facilitated.
[0013]
In addition, photoshift amplification is achieved by arranging wavelength-shifted optical fibers sensitive to the fluorescence wavelength used to detect photostimulable fluorescence and prompt fluorescence in parallel to ensure the detection area and detect photostimulable fluorescence. It is no longer necessary to install photo detectors such as double tubes in places with high radiation doses. In addition, by using a bundle of wavelength-shifted optical fibers bundled in parallel and an optical fiber that emits light from the side surface, and by making the photostimulable phosphor and the optical filter sandwiched in a sandwich structure, a compact structure is achieved. It has become possible to construct radiation detectors with various detection shapes.
[0014]
On the other hand, the detection part of the above laminated structure is extended long, and excitation light having an extremely short pulse width is incident on an optical fiber that emits light from the side surface, and the short pulse width excitation light propagates to irradiate the photostimulable phosphor. By detecting the emitted photostimulable fluorescence with a wavelength-shifted optical fiber, it was possible to measure the radiation dose distribution over a long distance. By switching between this method and the method for detecting prompt fluorescence, it is possible to solve the problem of radiation distribution measurement in a wide range of measurement locations.
[0015]
Gd, which is a neutron converter material that converts neutrons into radiation that can be ionized into the stimulable phosphor that is the radiation detection medium described above, 6 Li or Ten Radiation measurement apparatus capable of detecting neutrons by using a radiation detection medium for detecting neutrons containing one or more types of B, mixed with stimulable phosphors, or combined with stimulable phosphors A measurement method can be constructed.
[0016]
【Example】
An embodiment of claim 1 will be described with reference to FIG. The stimulable phosphor, which is a radiation detection medium, accumulates incident radiation and can read out the amount of incident radiation as stimulable fluorescence by excitation light (stimulable fluorescence) and the incident radiation. There are two actions of immediate fluorescence emission (prompt fluorescence). By using these two actions, incident light is detected by detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence in real time using a fluorescence detection mechanism. There is a radiation measurement method for measuring the amount of radiation. The present invention relates to a radiation measuring apparatus that implements this method and a method of measuring using the apparatus.
[0017]
As shown in FIG. 1, the radiation measuring apparatus using the photostimulable phosphor of the present invention reads out the stimulable phosphor as a radiation detection medium, and the radiation dose accumulated in the photostimulable phosphor in a time division manner. Output from excitation light source for irradiating stimulable phosphor to stimulable phosphor, bandpass optical filter centered on fluorescence wavelength, photodetector for detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence, output from photodetector Processing circuit for amplifying and processing the stimulable fluorescent signal and prompt fluorescent signal of the stimulable phosphor, and mode switching circuit for switching between the stimulable fluorescent signal and the prompt fluorescent signal of the stimulable phosphor in a time division manner Saturation monitoring circuit for monitoring the operating state of the fluorescence detection mechanism for detecting fluorescence, LED used for saturation monitoring, excitation light / light quantity changing circuit for changing the amount of excitation light, excitation light source in time division, mode switching circuit Saturation monitoring circuit, excitation・ Control circuit that controls the light intensity change circuit, stimulable fluorescence data collection circuit that measures stimulable fluorescence, prompt fluorescence data collection circuit that measures prompt fluorescence, and photostimulable fluorescence in time division while synchronizing with the control circuit And a data processing circuit that collects data of prompt fluorescence and obtains the amount of incident radiation from the data collection result.
[0018]
Details of the radiation measuring apparatus of the present invention will be described below. A sheet-like phosphor can be used as the stimulable phosphor as a radiation detection medium, and a BAS series imaging plate made by Fuji Photo Film, which is commercially available for X-ray imaging, is used. However, the rear surface of the commercially available imaging plate is not transparent, but it is easy to produce a transparent one. The photostimulable phosphor used in this imaging plate is BaFBr: Eu. 2+ It is. The stimulable wavelength band of this stimulable phosphor is 490 nm to 680 nm (wavelength band exhibiting more than half of the maximum efficiency). Moreover, the wavelength of the stimulable fluorescence emitted by irradiation with excitation light is 390 nm. In the Examples, this photostimulable phosphor will be described. As other photostimulable phosphor, KCl: Eu is used. 2+ Imaging plates using detection media such as RbBr: Tl, SrS: Eu, and Sm can also be read by changing the wavelength of excitation light, the wavelength of photostimulable fluorescence to be read, and the like.
[0019]
In the present invention, a laser light source is used as an excitation light source for generating excitation light. The required output depends on the readout speed and the readout area of the imaging plate which is a sheet-like stimulable phosphor. In the case of a detection area with a diameter of 5 mm, a maximum output of several mW or more is required. The photostimulable phosphor of the BAS series imaging plate of Fuji Photo Film is BaFBr: Eu 2+ Therefore, since the wavelength band that can be excited is 490 nm to 680 nm, a semiconductor laser (635 nm), a green laser (532 nm), or the like can be used as a laser of this wavelength band that can easily obtain a high output. . The laser light source that generates the excitation light can change the light amount of the excitation light by the light amount control signal output from the excitation light / light amount change circuit, and ON / OFF control of the excitation light using the ON / OFF control signal from the control circuit Is possible.
[0020]
The stimulable fluorescence emitted from the rear surface of the imaging plate, which is a sheet-like stimulable phosphor, is excited by passing it through a bandpass optical filter centered on the stimulable fluorescence wavelength placed after the imaging plate. Remove scattered light. In the case of the example, since the wavelength of the stimulable fluorescence is 390 nm, this optical filter having a center wavelength of 390 nm can be used.
[0021]
Next, the fluorescence detection mechanism will be described. As the photodetector, a photomultiplier tube having a high sensitivity near 390 nm, which is the wavelength of stimulable fluorescence, can be used. Although not shown in the figure, a high bias voltage is applied to the photomultiplier tube. The amplification factor of light depends on this bias voltage.
[0022]
The optical signal detected by the photomultiplier tube is amplified and processed by a signal processing circuit. As an embodiment, a counting method is used as an optical signal processing method. In this case, as signal processing, after the optical signal is amplified, it is discriminated from noise by a wave height discriminator and extracted as a pulse signal. In addition to this optical signal processing method, it is also possible to use a method of reading out the radiation dose by integrating the stimulable fluorescence signal sequence conventionally used for reading the image image of the imaging plate with an integration circuit. is there.
[0023]
The pulse signal processed and output by the signal processing circuit is input to the mode switching circuit. In this circuit, the mode switching signal from the control circuit is used to distribute the pulse signal to the stimulable fluorescence data collection circuit in the case of the stimulable fluorescence mode and to the prompt fluorescence data collection circuit in the case of the prompt fluorescence mode. In the embodiment of the present invention, the two data collection circuits are constituted by counting circuits.
[0024]
The mode switching between the stimulable fluorescence mode and the prompt fluorescence mode is performed by the control circuit, and is switched according to the timing shown in FIG. That is, when the excitation light is applied to the imaging plate that is a sheet-like photostimulable phosphor, the photostimulable fluorescence is read out, and in other cases, the prompt fluorescence is read out. Therefore, by controlling the excitation light source that generates excitation light and performing this operation in synchronization with the reading operation, it is possible to detect photostimulable fluorescence and prompt fluorescence using a single fluorescence detection mechanism in a time division manner.
[0025]
When detecting photostimulable fluorescence and prompt fluorescence in a time-sharing manner using a fluorescence detection mechanism for detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence emitted from an imaging plate, which is a sheet-like stimulable phosphor. In addition, in any case of radiation measurement with an accelerator or the like, strong radiation is incident in a short time, the fluorescence detection mechanism is saturated, and the function stops. In this case, the photodetector does not operate due to a saturation phenomenon, so that no signal comes to the signal processing circuit.
[0026]
In order to reliably capture this phenomenon, in the present invention, an LED that emits light having a wavelength that passes through an optical filter is used, and LED pulse light is incident on the photodetector at the timing shown in FIG. The fact that it can be detected is constantly monitored by the saturation monitoring circuit of the output signal of the signal processing circuit. When the LED pulse light cannot be detected, the saturation monitoring circuit sends a saturation signal to the control circuit because it is saturated. The saturation monitoring circuit continues to monitor the saturation state as it is, and waits for the incident of intense radiation that occurs in a short time to end and the fluorescence detection mechanism to recover. After the saturation state returns to the normal state, the control circuit sends a mode switching signal by the mode switching circuit, switches to the stimulable fluorescence mode, and measures the stimulable fluorescence, so that the intensity of incident light is strong for a short time. The amount of radiation can be measured.
[0027]
When performing the above-described operation for measuring photostimulable fluorescence, it is unknown how much intense radiation incident in a short time is accumulated in the photostimulable phosphor. For this reason, in the present invention, first, an imaging plate, which is a sheet-like photostimulable phosphor, is irradiated with excitation light having a very low intensity, and the amount of radiation is stored in the photostimulable phosphor. By reading the amount, the total amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor is measured without saturating the fluorescence detection mechanism. That is, while changing the excitation light quantity of the irradiation mechanism for irradiating the stimulable light to the stimulable phosphor using the excitation light / light quantity change circuit based on the signal from the control circuit, the saturation monitoring circuit is also assisted. The amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor can be read in a state where the fluorescence detection mechanism is not saturated while being used as
[0028]
An embodiment of claim 2 will be described with reference to FIG. When measuring the amount of intense radiation incident in a short time by measuring the photostimulable fluorescence after recovery of the fluorescence detection mechanism as described in the above embodiment, the fluorescence detection sensitivity of the fluorescence detection mechanism is increased. It is also possible to perform the reading operation in a state where the fluorescence detection mechanism is not saturated by changing. In the embodiment, since a photomultiplier tube is used as a photodetector, the above operation is performed by using a bias voltage changing circuit as a fluorescence detection sensitivity changing circuit and controlling this voltage by a control circuit.
[0029]
An embodiment of claim 3 will be described with reference to FIG. This embodiment uses the embodiments of claim 1 and claim 2 described above at the same time. According to the present invention, when the amount of radiation is very large, it is possible to measure the photostimulable fluorescence with the light detection sensitivity lowered using the fluorescence detection sensitivity change circuit, and to shorten the measurement time. It is possible to optimize the readout of the exhaustive fluorescence.
[0030]
An embodiment of claim 4 will be described with reference to FIG. When measuring the amount of radiation due to stimulable fluorescence in a time-sharing manner using the fluorescence detection mechanism for detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence described in the above example, radiation is incidentally incident within the reading time. Is incident and measured. For this reason, the amount of incident radiation is accurately corrected by correcting the contribution due to prompt fluorescence using a data processing circuit based on the amount of radiation measured by prompt fluorescence measured in a time-sharing manner using a fluorescence detection mechanism. It is possible to measure.
[0031]
An embodiment of claim 5 will be described with reference to FIG. The present invention relates to a method for reading a radiation dose accumulated in a stimulable phosphor, which is a major technical problem in a radiation measuring apparatus using the stimulable phosphor.
[0032]
When a stimulable phosphor with a short fluorescence lifetime is used as a radiation detection medium, that is, when a stimulable phosphor with a fluorescence lifetime of 2 μs or less is used, it has been conventionally used for signal processing of a semiconductor detector as described below. It is characterized by applying a signal processing method. As an example, BaFBr: Eu having a fluorescence lifetime of 0.8 μs. 2+ Is used.
[0033]
BaFBr: Eu with a fluorescence lifetime of 0.8 μs 2+ When reading the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor of the photostimulable phosphor, stimulating the pulsed excitation light with a pulsed excitation light source having an irradiation time width of 0.8 μs or less of the photostimulable phosphor Irradiate the phosphor. In the embodiment, a pulse green laser is used as an irradiation pulse laser light source. The pulse width of this laser light source is very short, 2 ns. When the stimulable phosphor is irradiated with this laser excitation light, stimulable fluorescence is randomly emitted as shown in the timing chart of FIG. Many of these emissions occur during the lifetime of the photostimulable phosphor, so the fluorescence emitted from the photostimulable phosphor is detected by a photodetector such as a photomultiplier tube, and the detected signal is charged. When amplified by a sensitive preamplifier, an output signal as shown in the figure is obtained. This output signal is input to a pulse shaping amplifier composed of an integration / differentiation circuit and the like, and is shaped and amplified with a waveform shaping time constant for a time longer than the stimulable fluorescence lifetime of the stimulable phosphor. By this operation, a pulse height signal obtained by integrating the photostimulable fluorescence emitted after irradiation with pulsed excitation light can be obtained. After that, it is input to an analog / digital converter and its peak value is obtained. Using the data acquisition and processing circuit, the peak values obtained for each pulse excitation light generated by the pulse laser light source for excitation light are integrated based on the laser control signal from the pulse generator, so The amount of accumulated radiation can be determined.
[0034]
An embodiment of claim 6 will be described with reference to FIG. In the radiation detection apparatus according to claim 5, a gated photomultiplier tube is used as the photodetector. As a photomultiplier tube with a gate, R5916 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. can be used. As a stimulable phosphor, BaFBr: Eu 2+ Can be used as the excitation light source. Therefore, in synchronization with the operation of irradiating the photostimulable phosphor with this pulsed excitation light, a gate signal having a time width of 5 ns is input to the gated photomultiplier tube, and the photomultiplier tube is applied during the irradiation time period. The photomultiplier tube is operated by controlling the gate of the photomultiplier tube after irradiation of the excitation light. By this operation, the photostimulable fluorescence emitted after irradiation of the excitation light can be detected without being affected by the pulse excitation light. Therefore, it is possible to provide a radiation measuring apparatus using the stimulable phosphor that can determine the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor without being affected by the pulse excitation light.
[0035]
An embodiment of claim 7 will be described with reference to FIG. The present invention also relates to a method for reading out the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor, which is a major technical problem in a radiation measuring apparatus using the stimulable phosphor. When a stimulable phosphor having a short fluorescence lifetime is used as the radiation detection medium, that is, when a stimulable phosphor having a fluorescence lifetime of 2 μs or less is used, the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor is Applicable when not very strong. As an example, BaFBr: Eu having a fluorescence lifetime of 0.8 μs. 2+ Is used.
[0036]
BaFBr: Eu with a fluorescence lifetime of 0.8 μs 2+ When reading the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor of the photostimulable phosphor, stimulating the pulsed excitation light with a pulsed excitation light source having an irradiation time width of 0.8 μs or less of the photostimulable phosphor Irradiate the phosphor. As an example, in order to read the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor having a fluorescence lifetime of 0.8 μs, the irradiation time width of 1.6 μs, which is twice the stimulable fluorescence lifetime of the photostimulable phosphor, is used. The stimulable phosphor is irradiated with pulsed excitation light with a pulsed excitation light source having At this time, if the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor is not so strong, only one photostimulable fluorescence is emitted in synchronization with the pulse excitation light as shown in the timing chart of FIG. Random times occur and when they are not released. Therefore, when the fluorescence emitted from the photostimulable phosphor is detected by a photodetector such as a photomultiplier tube and the detected signal is amplified by a preamplifier and a signal amplifier, a signal amplifier output as shown in the figure is obtained. It is done. This output signal is input to a wave height discriminator to obtain a wave height discriminator signal as a digital signal. This pulse height discriminator signal is a read signal generated by a read signal generation circuit using an irradiation time width signal of pulse excitation light generated simultaneously by a pulse generator that generates a laser control signal of a pulse laser light source for excitation light. The coincidence processing can be performed by the coincidence circuit. An output signal from the coincidence circuit is a signal corresponding to one stimulable fluorescence read by the excitation light. The amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor can be determined by counting the coincidence circuit output signal with the counting circuit and processing the data with the data collection / processing circuit.
[0037]
An embodiment of claim 8 will be described with reference to FIG. As an excitation light emitter of the irradiation mechanism for irradiating excitation light in the irradiation mechanism for irradiating the stimulable phosphor with excitation light that reads out the radiation dose accumulated in the stimulable phosphor as a radiation detection medium An optical fiber that emits light from the side is used. As an example, a radiation measurement method using the photostimulable phosphor according to claim 7 is applied and described. Instead of directly irradiating the stimulable phosphor with the excitation light from the excitation pulse laser light source, irradiation is performed using a side-emitting optical fiber having the structure shown in the figure. As the side-emitting optical fiber, Luminous V grade, which is a side leakage optical fiber manufactured by Asahi Kasei, can be used. In addition, a side-emitting optical fiber having a structure in which the entire surface of a normal optical fiber is thinly removed can be used. By using a side-emitting optical fiber, it is not necessary to install an excitation light source at the radiation detection site, and remote sensing is also possible.
[0038]
An embodiment of claim 9 will be described with reference to FIG. An optical fiber that emits light from a side surface that is an excitation light emitter of an irradiation mechanism for irradiating excitation light of the radiation measuring apparatus according to claim 8, wherein the circumferential direction of the optical fiber is as shown in an enlarged view in the figure. An optical fiber that emits light from a side surface at a partial angle is used. As the partial side-emission optical fiber, a partial side-emission optical fiber having a structure in which the entire surface except the light emission surface of a normal optical fiber is thinly removed can be used. The use of a partially radiating optical fiber eliminates the need for an excitation light source at the radiation detection site and emits light only in the direction of irradiation, so the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor efficiently. Can be read out.
[0039]
An embodiment of claim 10 will be described with reference to FIG. As an embodiment, in the optical fiber in which light is emitted from a side surface at a partial angle in the circumferential direction of the optical fiber of the radiation measuring apparatus according to claim 9, as shown in the drawing, An object of the present invention is to increase the amount of light emitted by arranging a light reflecting material on the upper part of a partly side light emitting fiber and returning leaking light to the radiation surface. With this structure, the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor can be read out more efficiently.
[0040]
An embodiment of claim 11 will be described with reference to FIG. In the embodiment, an optical fiber (side-emitting optical fiber) having a function of emitting light from the side surface and radiation arranged with a space in order to form a radiation detection unit using a cylindrical photostimulable phosphor. Stimulable phosphor as a detection medium, a bandpass optical filter centered on the fluorescence wavelength disposed outside the stimulable phosphor, and stimulable fluorescence and prompt emission disposed all around the outside of the optical filter A structure in which a number of wavelength shift fibers sensitive to the fluorescence wavelength used for detecting the fluorescence are sequentially arranged, and the periphery thereof is covered with a light shielding body. As the stimulable phosphor, BaFBr: Eu having a fluorescence lifetime of 0.8 μs and a stimulable fluorescence wavelength of 390 nm is used. 2+ Is used. In this embodiment, since the stimulable fluorescence wavelength is 390 nm, a fluorescent plastic fiber having a wavelength shift performance with an excitation wavelength width of 320 nm to 395 nm and a center wavelength of the fluorescence wavelength of 450 nm is used as the wavelength shifter. The lifetime of the wavelength-shifted fluorescence is 10 ns or less. In addition, by using the radiation detection part of this structure sensitive to the stimulable fluorescence wavelength of 390 nm as the wavelength shift fiber, complete remote sensing becomes possible and detection of the stimulable phosphor as a radiation detection medium is possible. Since the area can be increased, the radiation detection sensitivity can be increased. Moreover, a highly sensitive radioactive gas detector is obtained by introducing and detecting a radioactive gas in the space between the side-emitting optical fiber and the stimulable phosphor portion.
[0041]
An embodiment of claim 12 will be described with reference to FIG. Also in this example, the photostimulable phosphor is BaFBr: Eu having a fluorescence lifetime of 0.8 μs. 2+ Is used. Four optical fibers having a diameter of 1 mm having a function of emitting light from the side surface (side-emitting optical fiber), a stimulable phosphor as a radiation detection medium, a bandpass optical filter having a fluorescence wavelength as a central wavelength, Radiation detection with a structure in which four wavelength-shifting fibers having a diameter of 1 mm sensitive to the wavelengths of stimulable fluorescence and prompt fluorescence used for detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence are sequentially laminated in a planar state Part. FIG. 16 shows an embodiment of a radiation measuring apparatus using this radiation detection unit. By using the radiation detection part of this structure, complete remote sensing is possible. Also. The cross section of the radiation detection unit can be 1 cm × 1 cm or less, and radiation measurement of a place where the installation place is narrow or long is easy.
[0042]
An embodiment of claim 13 will be described with reference to FIG. In this embodiment, four optical fibers having a diameter of 1 mm having a function of emitting light from the side surface (side emission type optical fibers) are used as the central position, and the stimulable phosphor as a radiation detection medium is provided in the upper and lower directions. And four wavelength shifts of 1 mm in diameter sensitive to the wavelength of the stimulable fluorescence and the prompt fluorescence used to detect the stimulable fluorescence and the prompt fluorescence. A radiation detection unit having a structure in which fibers are sequentially laminated in a planar state is used. Since photostimulable phosphors can be used on both sides, the detection sensitivity can be increased and the incident direction of radiation can be estimated.
[0043]
An embodiment of claim 14 will be described with reference to FIG. In this embodiment, four optical fibers having a diameter of 1 mm having a function of emitting light from the side surface (side emission type optical fibers) are used as the central position, and the stimulable phosphor as a radiation detection medium is provided in the upper and lower directions. And four wavelength shifts of 1 mm in diameter sensitive to the wavelength of the stimulable fluorescence and the prompt fluorescence used to detect the stimulable fluorescence and the prompt fluorescence. A radiation detection unit having a structure in which fibers are sequentially laminated in a planar state is used. At this time, the stimulable phosphor, which is two radiation detection media stacked in the upper and lower directions with the optical fiber as the central position, one is a stimulable phosphor, and one is a stimulable phosphor, and neutrons are ionized. A neutron converter / stimulable phosphor mixture that can be detected for neutrons by mixing Gd, which is a neutron converter material that converts to possible radiation. By adopting this structure, neutrons can be detected together with ionizing radiation such as X-rays and gamma rays. In addition, the effects of sensitive X-rays and gamma rays in the neutron converter / stimulable phosphor mixture can be corrected based on the data read only by the stimulable phosphor, so that the neutrons can be accurately detected. The amount can be measured.
[0044]
An embodiment of claim 15 will be described with reference to FIG. Also in this example, the photostimulable phosphor is BaFBr: Eu having a fluorescence lifetime of 0.8 μs. 2+ Is used. A 1 mm diameter optical fiber having a function of emitting light from the side surface (side emitting optical fiber), a stimulable phosphor as a radiation detection medium, a bandpass optical filter having a fluorescence wavelength as a central wavelength, A radiation detector having a structure in which a number of wavelength-shifting fibers sensitive to fluorescence wavelengths used to detect stimulable fluorescence and prompt fluorescence arranged all around the outside of the optical filter are sequentially laminated in a cylindrical shape. Use. By using the radiation detection unit of this structure, complete remote sensing is possible. Also. The cross section of the radiation detection unit can be 1 cm or less in diameter, and the radiation measurement of a place where the installation place is narrow or long is easy.
[0045]
An embodiment of claim 16 will be described with reference to FIG. In order to read the radiation dose accumulated in the stimulable phosphor, which is a radiation detection medium with a long distance, including its position information, it is necessary to irradiate the stimulable phosphor with excitation light with a very short pulse width. An irradiation mechanism is used.
[0046]
In the case of the present embodiment, it is necessary to use a stimulable phosphor having a short stimulable fluorescence lifetime in order to increase the position resolution of the radiation measurement place. For this reason, as the stimulable phosphor, the stimulable fluorescence lifetime is as short as 30 ns. 2 SiO 2 -Ce is used. The center of the excitation wavelength of this stimulable phosphor is 620 nm. Moreover, the wavelength of the stimulable fluorescence emitted by irradiation with excitation light is 410 nm. Therefore, BaFBr: Eu that has been shown in the above embodiment. 2+ Therefore, the same pumping light source and wavelength shift optical fiber can be used. Radiation detectors using this stimulable phosphor are arranged along the measurement site, and excitation light having a pulse width of 2 ns or less is excited on one or more optical fibers having a function of emitting light from the side surface. Irradiate the phosphor. A semiconductor laser or the like can be used as the excitation light source. As the excitation light emitter of this irradiation mechanism, an optical fiber is used that emits light from the entire side surface or a side surface at a partial angle in the circumferential direction to two or more locations in the length direction of the optical fiber. The photostimulable phosphor used as a radiation detection medium, the bandpass optical filter centered on the fluorescence wavelength, and the photostimulability used to detect stimulable fluorescence and prompt fluorescence according to each light emission position. One or more wavelength shift fibers sensitive to the wavelengths of fluorescence and prompt fluorescence are laminated and arranged to constitute a radiation detection unit. The distribution of the incident radiation dose at the radiation measurement location is obtained using the relationship between the time when the pulsed excitation light output from the wavelength shift fiber is incident and the time distribution of the stimulable fluorescence output from the wavelength shift fiber.
[0047]
An embodiment of claim 17 will be described with reference to FIG. About the raw material of the radiation detection part of a present Example, it can be used with the structure substantially the same as the Example of the said Claim 16. FIG. As the excitation light emitter of the irradiation mechanism for irradiating the stimulable phosphor with the excitation light that reads out the radiation dose accumulated in the stimulable phosphor as the radiation detection medium, the entire side surface or a part of the circumference One or more irradiation optical fibers in which an optical fiber that emits light from an angle side surface (partial side-surface light emission type optical fiber), an optical delay mechanism, and a normal optical fiber are alternately connected in order are used. The back side of the section of the side-emitting optical fiber is laminated with a stimulable phosphor that is a radiation detection medium and an optical filter with the fluorescence wavelength as the center wavelength, and is sensitive to one or more photostimulable fluorescence on the back side. A wavelength-shifting optical fiber is disposed. As the optical delay mechanism, an optical fiber having a length corresponding to the delay time is used, and the delay time is 30 ns. By increasing the emission time interval of the excitation light in the section of each side light emitting optical fiber, the arrival time of the excitation light becomes longer, so that the radiation dose at each radiation measurement position can be obtained accurately.
[0048]
An embodiment of claim 18 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the radiation detector shown in claim 12 is used. In the case of this embodiment as well, it is necessary to use a photostimulable phosphor having a short photostimulable fluorescence lifetime in order to increase the position resolution of the radiation measurement place. For this reason, as the stimulable phosphor, the stimulable fluorescence lifetime is as short as 30 ns. 2 SiO 2 -Ce is used. The center of the excitation wavelength of this stimulable phosphor is 620 nm. Moreover, the wavelength of the stimulable fluorescence emitted by irradiation with excitation light is 410 nm. Therefore, BaFBr: Eu that has been shown in the above embodiment. 2+ Therefore, the same pumping light source and wavelength shift optical fiber can be used. Radiation detectors using this stimulable phosphor are arranged along the measurement site, and excitation light having a pulse width of 2 ns or less is excited on one or more optical fibers having a function of emitting light from the side surface. Irradiate the phosphor. A semiconductor laser or the like can be used as the excitation light source. Time and wavelength shift when pulsed excitation light is incident on one or more optical fibers having the function of detecting the stimulable fluorescence emitted from the stimulable phosphor by the wavelength shift fiber and emitting light from the side of the excitation light source The continuous distribution of the incident radiation dose at the radiation measurement site is obtained using the relationship of the time distribution of the photostimulable fluorescence output from the fiber. In order to realize this operation, as shown in the figure, a signal processing device composed of a photomultiplier tube, a high-speed DC signal amplifier, an analog / digital converter, a storage circuit, and a control / data collection device is used. Measure the time distribution of the output fluorescence. An analog / digital converter having a sampling rate of 100 MHz or more is used. The position resolution at this time is determined by 30 ns of the fluorescence lifetime of the photostimulable phosphor, and is about 10 m in the best case.
[0049]
Claim 19 will be described with reference to FIG. In this embodiment, a streak camera system is used instead of the signal processing device for measuring the fluorescence output from the wavelength shift fiber shown in the embodiment of FIG. The fluorescence output from the wavelength shift fiber is input to the streak tube, and the change is synchronized with the incidence of the pulsed excitation light into the side-emitting optical fiber. Measure the time distribution of the intensity of photostimulable fluorescence. The measured time distribution is recorded in an imaging device such as a CCD camera. As the streak tube, C2830 manufactured by Hamamatsu Hotonkus Co., Ltd. capable of high-speed scanning can be used. The recorded data is taken into the data collection / control apparatus, and the distribution of the incident radiation dose at the radiation measurement location can be obtained based on the time distribution of the fluorescence intensity data. The position resolution at this time is also determined by the fluorescence lifetime of the photostimulable phosphor of 30 ns, and is about 10 m in the best case.
[0050]
According to the invention of claim 20, in the radiation measuring apparatus shown in the embodiments of the above claims 16-19, the measurement work is completed in a very short time. Therefore, the measurement work is performed continuously twice or more. An object of the present invention is to read out a radiation signal accumulated in the photostimulable phosphor of the radiation detection unit. When the length of the radiation detection unit is 100 m, the process ends in 1 μs or less. For this reason, when irradiating the stimulable phosphor with the pulsed excitation light that reads the radiation dose accumulated in the stimulable phosphor, data can be collected in 1 ms even if the pulsed excitation light is repeatedly irradiated 1000 times. . This number can be determined depending on the light output of the laser light. Based on the time distribution of the accumulated fluorescence intensity, the distribution of the incident radiation dose at the radiation measurement place can be obtained with high accuracy.
[0051]
Claim 21 will be described with reference to FIG. In this embodiment, an object is to measure the radiation by arranging a stimulable phosphor as a radiation detection medium at two or more radiation measurement locations. An optical fiber used for irradiating each of the arranged stimulable phosphors with excitation light, the arranged stimulable phosphor, and the stimulable fluorescence emitted from the stimulable phosphor when irradiated with the excitation light And a band-pass optical filter centered on the fluorescence wavelength of prompt fluorescence and one or more wavelength-shifted fibers sensitive to the fluorescence wavelength used for detecting the emitted stimulable fluorescence and prompt fluorescence. The structure radiation detector is used. In order to irradiate each of the stimulable phosphors with excitation light, laser light is incident from a multi-channel excitation light source using an optical fiber. The setting of the measurement position can be selected using a control device, and the photostimulable fluorescence is read by one wavelength shift fiber. The signal processing is performed in synchronization with the excitation light source control signal, and can be performed by a conventional apparatus including a photomultiplier tube, a high-speed pulse signal amplifier, a pulse height discriminator, a counting circuit, and a control device.
[0052]
An embodiment of claim 22 will be described with reference to FIG. In this example, the conventional method is an excitation light source that generates light having a wavelength capable of exciting the stimulable phosphor, and the excitation light output from the excitation light source is rectangularly formed into a sheet-like stimulable phosphor. Exciting light irradiation mechanism, sheet-like photostimulable phosphor, bandpass optical filter centered on the wavelength of stimulable fluorescence, and wavelength-shifted optical fiber that can be excited by stimulable fluorescence Wavelength shifter bundles with side-by-side structures, bandpass optical filters centered on the wavelength of fluorescence shifted by wavelength-shifted optical fibers, and fluorescence emitted from each wavelength-shifted optical fiber of wavelength-shifted optical fiber bundles Sheet-like photostimulable phosphor composed of a multi-channel detectable photodetector and a signal processing device that processes and digitizes the multi-channel detector signal to form a radiation image image ( It is an improvement of the radiation image read-out apparatus which are commercially available) as Imaging plates. In order to irradiate the sheet-like photostimulable phosphor in a rectangular shape with the excitation light output from the excitation light source, instead of the conventional method, an optical fiber having a function of emitting light from the side is used as a sheet-like stimulant. The phosphors are arranged in a plane perpendicular to the wavelength-shifted optical fiber bundle on the surface of the phosphor, and the excitation light is incident on the optical fiber having a function of emitting light from each side in order from the excitation light source. According to the present invention, the mechanism for irradiating the excitation light becomes simple, and the amount of radiation accumulated in the sheet-like photostimulable phosphor can be easily read out including the position information.
[0053]
Claim 23 will be described with reference to FIG. In this embodiment, the fluorescence output to both ends of the wavelength shift fiber of the radiation detector described in the radiation measurement method and the radiation measurement apparatus according to claims 11 to 15 is transmitted through a band-pass optical filter whose center wavelength is the fluorescence wavelength of the fluorescence. After that, detection is performed by a photomultiplier tube which is a photodetector of the fluorescence detection mechanism described in claim 12. By performing this operation, fluorescence output to both ends of the wavelength shift fiber of the radiation detection unit is detected, and the detection efficiency can be approximately doubled.
[0054]
Claim 24 will be described with reference to FIG. The present embodiment is an example in which the radiation measurement method of claim 1 is applied to the radiation measurement apparatus described in the embodiment of claim 12. Radiation measurement method that measures the amount of incident radiation by switching between stimulable fluorescence and prompt fluorescence in a time-division manner and a short-time incidence on a small radiation detection unit that can extend the measurement distance. By adding a radiation measurement method capable of reading out the amount of intense radiation, a highly functional radiation measurement apparatus can be obtained.
[0055]
An embodiment of claim 25 will be described with reference to FIG. The present embodiment is an example in which the signal readout method according to claim 5 of the present invention is applied from the conventional pulse counting method as the signal readout method of the photostimulable fluorescence of the radiation measuring apparatus according to claim 24. As a radiation detector, an optical fiber bundle that emits light from the side surface, a stimulable phosphor that is a radiation detection medium, an optical filter that has a fluorescence wavelength as a central wavelength, and a wavelength-shifted optical fiber bundle that is sensitive to stimulable fluorescence A detector having a structure in which the layers are sequentially laminated is used. Using this radiation detection unit, it is utilized that the stimulable phosphor has two actions of stimulating fluorescence emitted depending on the amount of radiation incident upon irradiation of excitation light and prompt fluorescence due to incident radiation. Thus, a differential integration type radiation measuring apparatus that detects and switches between stimulable fluorescence and prompt fluorescence in a time division manner is constructed. Saturation of the fluorescence detection mechanism due to high-intensity radiation is monitored by a saturation monitoring circuit in a time division manner, and after the saturation state is recovered, a high-intensity radiation dose incident in a short time is read out using stimulable fluorescence.
[0056]
At this time, the amount of excitation light applied to the photostimulable phosphor is changed, and the radiation dose is measured in a state where the fluorescence detection mechanism is not saturated. To read the radiation dose, the stimulable phosphor is irradiated with pulsed excitation light with a short time width, and the emitted stimulable fluorescence is detected by a photodetector and amplified by a charge-sensitive preamplifier. After the waveform shaping by the pulse shaping amplifier, the radiation amount accumulated in the photostimulable phosphor is obtained by the data collection processing circuit based on the peak value by the analog-digital converter.
[0057]
Claim 26 will be described with reference to FIG. In this embodiment, a neutron imaging plate containing Gd, which is a neutron converter material that converts neutrons into ionizable radiation, instead of the photostimulable phosphor that is the radiation detection medium of the radiation measuring apparatus according to claim 24. This is an example using a BAS-ND series neutron imaging plate manufactured by Fuji Photo Film. By using a radiation detection medium in which a neutron converter material is mixed with stimulable fluorescence as in this embodiment, a radiation measuring apparatus capable of measuring neutrons having the functions described in the above embodiments of the present invention can be configured. .
[0058]
Claim 27 will be described with reference to FIG. In this embodiment, the radiation measuring apparatus described in the embodiment of claim 24 is used to emit the stimulable fluorescence of the stimulable phosphor that is a radiation detection medium, and to emit light with a time called fading. Focusing on the phenomenon that the radiation signal gradually disappears from the fluorescent phosphor, depending on the temperature, the temperature of the stimulable phosphor is measured by adding a temperature sensor and a temperature detection circuit. Based on this measured temperature, the data collection and processing circuit corrects the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor measured by the excitation light irradiation, so that the accuracy even if the temperature of the radiation detector changes The amount of radiation can be measured well.
[0059]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0060]
One detector with a wide dynamic range from a very weak radiation dose to a very strong radiation dose by determining the amount of incident radiation in real time from the measurement results of stimulable fluorescence and prompt fluorescence measured in time division It is possible to measure the radiation dose by high-intensity radiation and neutron beam that is covered by and instantly generated.
[0061]
Excitation light having a short time width is irradiated onto the stimulable phosphor, and signal processing can be performed using a conventional radiation detection system by utilizing the fact that the stimulable fluorescence lifetime is short.
By using an optical fiber that emits light from the side, it is possible to irradiate the stimulable phosphor easily and remotely, and it is necessary to install a light source such as a laser light source in a place with a strong radiation dose. A small excitation light irradiation mechanism can be configured.
[0062]
Wavelength-shift fibers sensitive to the fluorescence wavelengths of stimulable fluorescence and prompt fluorescence are arranged in parallel to ensure the detection area and to detect photostimulable fluorescence. It is possible to eliminate the need to install in a strong place.
[0063]
A combination of wavelength-shifted fibers arranged in parallel and an optical fiber that emits light from the side, and a laminated structure with a stimulable phosphor and optical filter sandwiched between them. A detection unit can be constructed.
[0064]
Extending the detection part of the above laminated structure long, the excitation light having an extremely short pulse width is incident on the optical fiber that emits light from the side surface, the short pulse width excitation light propagates and is irradiated to the photostimulable phosphor, By detecting the emitted photostimulable fluorescence with a wavelength-shifted optical fiber bundle in which wavelength-shifted optical fibers are arranged, it is possible to measure the position distribution of the radiation dose over a long distance.
[0065]
A radiation measuring device that detects neutrons by using a neutron detector containing, mixed with, or combined with a neutron converter material such as Gd that converts neutrons into ionizable radiation in a stimulable phosphor. Can do.
[0066]
By using the above radiation measurement device and measurement method, a single detector covers a wide dynamic range from very weak radiation doses to very strong radiation doses, and high-intensity radiation and neutron beams that are generated instantaneously By making it possible to measure the radiation dose due to the high-intensity radiation and neutron radiation generated by unforeseen accidents such as high-intensity radiation and neutron beams that are generated instantaneously around the accelerator, etc. or around the target The amount can be measured simply, with high sensitivity and with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a differential integration type radiation measuring apparatus using a method of reading the amount of excitation light.
FIG. 2 is a diagram showing timing for monitoring photostimulable fluorescence and saturation in a time division manner.
FIG. 3 is a diagram showing a differential integration type radiation measurement apparatus using a method of reading out photostimulable fluorescence by changing fluorescence detection sensitivity.
FIG. 4 is a diagram showing a differential integration type radiation measuring apparatus using a method of reading out stimulable fluorescence by changing the amount of excitation light.
FIG. 5 is a diagram showing a differential integration type radiation measuring apparatus using a method for correcting the effect of prompt fluorescence incidentally incident upon radiation measurement by stimulable fluorescence.
FIG. 6 is a diagram showing a method of reading the radiation dose accumulated in the stimulable phosphor by irradiating the stimulable phosphor with pulsed excitation light.
FIG. 7 is a diagram showing signal timings in a method of reading a stored radiation dose by irradiating a stimulable phosphor with pulsed excitation light.
FIG. 8 is a diagram showing a method of reading out the radiation dose accumulated in the photostimulable phosphor using a gated photomultiplier tube as a photodetector.
FIG. 9 is a diagram showing a method of reading out the radiation dose accumulated in the photostimulable phosphor, characterized in that the pulse excitation light and the photostimulable fluorescence signal are simultaneously counted.
FIG. 10 is a diagram showing timing of simultaneous counting of a read signal and a stimulable fluorescence signal produced based on pulsed excitation light.
FIG. 11 is a diagram showing a radiation measuring apparatus using a photostimulable phosphor that emits excitation light using an optical fiber that emits light from a side surface.
FIG. 12 is a diagram showing a radiation measuring apparatus using a stimulable phosphor that emits excitation light using an optical fiber that emits light from some side surfaces;
FIG. 13 is a diagram showing a radiation measuring apparatus using a stimulable phosphor that irradiates excitation light by arranging a light reflecting material behind an optical fiber that irradiates light from some side surfaces.
FIG. 14 is a diagram showing a radiation detection unit using a photostimulable phosphor using an optical fiber that emits light from the side surface and a wavelength-shifted optical fiber that is sensitive to the fluorescence wavelength.
FIG. 15 is a view showing a radiation detector having a structure in which a side-emitting optical fiber, a stimulable phosphor, an optical filter, and a wavelength-shifted optical fiber are sequentially laminated in a planar state.
FIG. 16 is a view showing a radiation measuring apparatus using a photostimulable phosphor using a radiation detection unit having a structure laminated in a planar state.
FIG. 17 is a view showing a radiation detection unit having a structure in which a side-emitting optical fiber, a photostimulable phosphor, an optical filter, and a wavelength-shifted optical fiber are sequentially stacked in a planar state.
FIG. 18 is a diagram showing a radiation detection unit characterized in that two types of photostimulable phosphors are used in a radiation detection unit having a structure in which layers are sequentially stacked in a planar state.
FIG. 19 is a diagram showing a radiation detector having a structure in which a side-emitting optical fiber, a photostimulable phosphor, an optical filter, and a wavelength-shifted optical fiber are sequentially laminated in a cylindrical shape.
FIG. 20 is a diagram showing a radiation measuring apparatus capable of measuring the position distribution of radiation by connecting a large number of radiation detecting units using stimulable phosphors in series.
FIG. 21 is a diagram showing a radiation measuring apparatus in which a large number of radiation detection units using stimulable phosphors are connected in series using an optical delay mechanism and the position distribution of radiation can be measured.
FIG. 22 is a diagram showing a radiation measuring apparatus that can measure the position distribution of radiation by a radiation detection unit having a structure in which the pulse excitation light is sequentially stacked in a planar state.
FIG. 23 is a diagram showing a radiation measuring apparatus that uses a radiation detection unit and a streak camera that are stacked in order in a planar state and that can measure the position distribution of radiation using pulsed excitation light.
FIG. 24 makes it possible to measure the position distribution of radiation, which is characterized by reading photostimulable fluorescence accumulated in a number of photostimulable phosphors arranged at a radiation measurement site with a single wavelength-shifted optical fiber bundle. It is a figure which shows a radiation measuring device.
FIG. 25 is a diagram showing a two-dimensional radiation image measurement apparatus using a side-emitting optical fiber for excitation light emission.
FIG. 26 is a diagram showing a radiation measuring apparatus characterized in that fluorescence output to both ends of a wavelength shift optical fiber of a radiation detecting unit having a structure in which layers are sequentially laminated is measured by the same light detecting unit.
FIG. 27 is a diagram showing a differential integration type radiation detector using a radiation detection unit having a structure in which layers are sequentially stacked in a planar state.
FIG. 28 shows a differential integration type radiation detector in which a stimulable fluorescence readout method using pulsed excitation light is applied to a radiation detector having a structure in which layers are sequentially stacked in a plane state.
FIG. 29 is a diagram showing a differential integration type radiation detector capable of measuring neutrons using a neutron converter and a photostimulable phosphor as a radiation detection medium.
FIG. 30 shows a differential integration type radiation detector characterized in that the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor is corrected based on the temperature of the stimulable phosphor measured by the temperature line sensor. FIG.
31 is omitted from FIG.
32 is omitted from FIG. 32.
33 is omitted from FIG.
FIG. 34 is omitted.
FIG. 35 is omitted.
FIG. 36 is omitted.
37 is omitted from FIG.
38 is omitted from FIG.
FIG. 39 is omitted.
FIG. 40 is a diagram showing a conventional photostimulable fluorescence readout method.
FIG. 41 is a diagram showing a radiation measurement method using a conventional photostimulable phosphor using a radiation detection unit in which a small amount of photostimulable phosphor is attached to the tip of an optical fiber.
FIG. 42 is a diagram showing a conventional method of reading the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor with a pulse light source.
FIG. 43 is a diagram showing an example of the reading timing of photostimulable fluorescence after irradiation with pulsed excitation light in the conventional method and the emission characteristics of photostimulable fluorescence obtained by the conventional high-speed counting method.
FIG. 44 is a diagram showing a conventional method for simultaneously measuring a radiation dose and a measurement position using a scintillator and an optical fiber.
FIG. 45 is a diagram showing a radiation detection unit of a conventional method for simultaneously measuring a radiation dose and a measurement position using a scintillator and a wavelength shift optical fiber.

Claims (27)

輝尽性蛍光体と、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量を時間分割で読み出す励起光を輝尽性蛍光体に照射するための励起用光源と、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するための光検出器と、光検出器から出力される輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光信号及び即発蛍光信号を増幅し信号処理する信号処理回路と、時間分割で輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光信号と即発蛍光信号を切り換えるモード切替回路と、蛍光を検出するための蛍光検出機構の動作状態を監視する飽和監視回路と、飽和監視に用いるLEDと、励起光の光量を変更する励起光・光量変更回路と、時間分割で励起用光源、モード切替回路、飽和監視回路及び励起光・光量変更回路を制御する制御回路と、輝尽性蛍光を計測する輝尽性蛍光データ収集回路と、即発蛍光を計測する即発蛍光データ収集回路とを備えた、輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置であって、
放射線検出媒体である輝尽性蛍光体が、入射した放射線を蓄積し励起光により輝尽性蛍光として放射線が入射した量を読み出すことができる作用と、入射した放射線により即発で蛍光を発する作用の2つの作用を持つことを利用して、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するための蛍光検出機構を用いて時間分割で輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出している際に、短時間に強度の強い放射線が入射し蛍光検出機構が飽和しその機能が停止した時、蛍光検出機構の回復後に輝尽性蛍光を読み出し入射した放射線の量を計測するに当たり、時間分割で蛍光検出機構の飽和を監視し、飽和状態の回復後に、短時間に入射した強度の強い放射線の量を読み出す際に、励起光・光量変更回路により輝尽性蛍光体に照射する励起光の光量を変更し、蛍光検出機構が飽和することのない状態で、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を計測することを特徴とした、前記装置。
Stimulable phosphor, excitation light source for irradiating the stimulable phosphor with excitation light that reads out the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor in a time-sharing manner, and a bandpass centered on the fluorescence wavelength Optical filter, photodetector for detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence, and signal for amplifying and processing the stimulable fluorescence signal and prompt fluorescence signal of the stimulable phosphor output from the photodetector A processing circuit, a mode switching circuit that switches between a stimulable fluorescent signal and an immediate fluorescent signal of the stimulable phosphor in a time-division manner, a saturation monitoring circuit that monitors the operating state of a fluorescence detection mechanism for detecting fluorescence, and a saturation LED used for monitoring, excitation light / light quantity changing circuit for changing the amount of excitation light, control circuit for controlling the excitation light source, mode switching circuit, saturation monitoring circuit and excitation light / light quantity changing circuit in a time-sharing manner, Stimulability to measure exhaustive fluorescence And an optical data acquisition circuit, and a prompt fluorescence data acquisition circuit for measuring the prompt fluorescence, a radiation measurement apparatus using a stimulable phosphor,
The stimulable phosphor, which is a radiation detection medium, accumulates incident radiation and can read out the amount of incident radiation as stimulable fluorescence by excitation light, and can emit fluorescence immediately by incident radiation. Utilizing the two functions, the fluorescence detection mechanism for detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence can be used in a short time to detect stimulable fluorescence and prompt fluorescence in a time-sharing manner. When intense radiation is incident and the fluorescence detection mechanism saturates and its function stops, the fluorescence detection mechanism saturates in a time division when measuring the amount of incident radiation after reading the stimulable fluorescence after the fluorescence detection mechanism recovers. When the amount of intense radiation incident in a short period of time is read after the saturation state is recovered, the amount of excitation light applied to the stimulable phosphor is changed by the excitation light / light amount change circuit, and the fluorescence is changed. Detection mechanism In the absence of saturating it was characterized by measuring the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor body, the device.
輝尽性蛍光体と、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量を時間分割で読み出す励起光を輝尽性蛍光体に照射するための励起用光源と、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するための光検出器と、光検出器から出力される輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光信号及び即発蛍光信号を増幅し信号処理する信号処理回路と、時間分割で輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光信号と即発蛍光信号を切り換えるモード切替回路と、蛍光を検出するための蛍光検出機構の動作状態を監視する飽和監視回路と、飽和監視に用いるLEDと、蛍光検出感度変更回路と、時間分割で作動する励起用光源、モード切替回路及び飽和監視回路を制御する制御回路と、輝尽性蛍光を計測する輝尽性蛍光データ収集回路と、即発蛍光を計測する即発蛍光データ収集回路とを備えた、輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置であって、
放射線検出媒体である輝尽性蛍光体が、入射した放射線を蓄積し励起光により輝尽性蛍光として放射線が入射した量を読み出すことができる作用と、入射した放射線により即発で蛍光を発する作用の2つの作用を持つことを利用して、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するための蛍光検出機構を用いて、時間分割で輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出している際に、短時間に強度の強い放射線が入射し蛍光検出機構が飽和しその機能が停止した時、蛍光検出機構の回復後に輝尽性蛍光を読み出し入射した放射線の量を計測するに当たって、時間分割で蛍光検出機構の飽和を監視し、飽和状態の回復後に、短時間に入射した強度の強い放射線の量を読み出す際に、蛍光検出感度変更回路により蛍光検出機構の蛍光検出感度を変更することにより蛍光検出機構が飽和することのない状態で、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を計測することを特徴とした、前記放射線計測装置。
Stimulable phosphor, excitation light source for irradiating the stimulable phosphor with excitation light that reads out the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor in a time-sharing manner, and a bandpass centered on the fluorescence wavelength Optical filter, photodetector for detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence, and signal for amplifying and processing the stimulable fluorescence signal and prompt fluorescence signal of the stimulable phosphor output from the photodetector A processing circuit, a mode switching circuit that switches between a stimulable fluorescent signal and an immediate fluorescent signal of the stimulable phosphor in a time-division manner, a saturation monitoring circuit that monitors the operating state of a fluorescence detection mechanism for detecting fluorescence, and a saturation LED used for monitoring, fluorescence detection sensitivity changing circuit, excitation light source operating in time division, control circuit for controlling mode switching circuit and saturation monitoring circuit, and stimulable fluorescence data collecting circuit for measuring stimulable fluorescence And measure immediate fluorescence That prompt and a fluorescence data acquisition circuit, a radiation measurement apparatus using a stimulable phosphor,
The stimulable phosphor, which is a radiation detection medium, accumulates incident radiation and can read out the amount of incident radiation as stimulable fluorescence by excitation light, and can emit fluorescence immediately by incident radiation. Using the fluorescence detection mechanism for detecting photostimulable fluorescence and prompt fluorescence by using two actions, a short time is required when stimulating fluorescence and prompt fluorescence are detected in time division. When the fluorescence detection mechanism saturates and the function stops when a strong radiation is incident on the light source, the stimulating fluorescence is read out after recovery of the fluorescence detection mechanism and the amount of incident radiation is measured in a time-sharing manner. When the saturation is monitored and the amount of intense radiation incident in a short time is read after the saturation state is restored, the fluorescence detection sensitivity is changed by changing the fluorescence detection sensitivity of the fluorescence detection mechanism using the fluorescence detection sensitivity change circuit. Mechanism in the absence of saturating was characterized by measuring the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor body, the radiation measuring device.
輝尽性蛍光体と、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量を時間分割で読み出す励起光を輝尽性蛍光体に照射するための励起用光源と、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するための光検出器と、光検出器から出力される輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光信号及び即発蛍光信号を増幅し信号処理する信号処理回路と、時間分割で輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光信号と即発蛍光信号を切り換えるモード切替回路と、蛍光を検出するための蛍光検出機構の動作状態を監視する飽和監視回路と、飽和監視に用いるLEDと、蛍光検出感度変更回路と、励起光の光量を変更する励起光・光量変更回路と、時間分割で励起用光源、モード切替回路、飽和監視回路及び励起光・光量変更回路を制御する制御回路と、輝尽性蛍光を計測する輝尽性蛍光データ収集回路と、即発蛍光を計測する即発蛍光データ収集回路とを備えた、輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置であって、
放射線検出媒体である輝尽性蛍光体が、入射した放射線を蓄積し励起光により輝尽性蛍光として放射線が入射した量を読み出すことができる作用と、入射した放射線により即発で蛍光を発する作用の2つの作用を持つことを利用して、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するための蛍光検出機構を用いて時間分割で輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出している際に、短時間に強度の強い放射線が入射し蛍光検出機構が飽和しその機能が停止した時、蛍光検出機構の回復後に輝尽性蛍光を読み出し入射した放射線の量を計測するに当たり、時間分割で蛍光検出機構の飽和を監視し、飽和状態の回復後に、短時間に入射した強度の強い放射線の量を読み出す際に、励起光・光量変更回路により輝尽性蛍光体に照射する励起光の光量を変更すると共に、蛍光検出感度変更回路により光検出器の蛍光検出感度を変更することにより、蛍光検出機構が飽和することのない状態で、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を計測することを特徴とした、前記装置。
Stimulable phosphor, excitation light source for irradiating the stimulable phosphor with excitation light that reads out the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor in a time-sharing manner, and a bandpass centered on the fluorescence wavelength Optical filter, photodetector for detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence, and signal for amplifying and processing the stimulable fluorescence signal and prompt fluorescence signal of the stimulable phosphor output from the photodetector A processing circuit, a mode switching circuit that switches between a stimulable fluorescent signal and an immediate fluorescent signal of the stimulable phosphor in a time-division manner, a saturation monitoring circuit that monitors the operating state of a fluorescence detection mechanism for detecting fluorescence, and a saturation LED used for monitoring, fluorescence detection sensitivity changing circuit, excitation light / light quantity changing circuit for changing the light quantity of excitation light, excitation light source, mode switching circuit, saturation monitoring circuit and excitation light / light quantity changing circuit in time division Control circuit to control and brightness A stimulable phosphor data acquisition circuit that measures sexual fluorescence, and a prompt fluorescence data acquisition circuit for measuring the prompt fluorescence, a radiation measurement apparatus using a stimulable phosphor,
The stimulable phosphor, which is a radiation detection medium, accumulates incident radiation and can read out the amount of incident radiation as stimulable fluorescence by excitation light, and can emit fluorescence immediately by incident radiation. Utilizing the two functions, the fluorescence detection mechanism for detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence can be used in a short time to detect stimulable fluorescence and prompt fluorescence in a time-sharing manner. When intense radiation is incident and the fluorescence detection mechanism saturates and its function stops, the fluorescence detection mechanism saturates in a time division when measuring the amount of incident radiation after reading the stimulable fluorescence after the fluorescence detection mechanism recovers. When the amount of intense radiation incident in a short time is read after the saturation state is recovered, the amount of excitation light irradiated to the stimulable phosphor is changed by the excitation light / light amount change circuit, and fluorescence The amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor is measured in a state where the fluorescence detection mechanism is not saturated by changing the fluorescence detection sensitivity of the photodetector by the output sensitivity change circuit. The device.
輝尽性蛍光体と、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線量を時間分割で読み出す励起光を輝尽性蛍光体に照射するための励起用光源と、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するための光検出器と、光検出器から出力される輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光信号及び即発蛍光信号を増幅し信号処理する信号処理回路と、時間分割で輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光信号と即発蛍光信号を切り換えるモード切替回路と、蛍光を検出するための蛍光検出機構の動作状態を監視する飽和監視回路と、飽和監視に用いるLEDと、蛍光検出感度変更回路と、励起光の光量を変更する励起光・光量変更回路と、時間分割で励起用光源、モード切替回路、飽和監視回路及び励起光・光量変更回路を制御する制御回路と、輝尽性蛍光を計測する輝尽性蛍光データ収集回路と、即発蛍光を計測する即発蛍光データ収集回路と、制御回路と同期をとりながら時間分割で輝尽性蛍光及び即発蛍光のデータを収集しデータ収集結果から入射した放射線の量を求めるデータ処理回路とを備えた、輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置であって、
放射線検出媒体である輝尽性蛍光体が、入射した放射線を蓄積し励起光により輝尽性蛍光として放射線が入射した量を読み出すことができる作用と、入射した放射線により即発で蛍光を発する作用の2つの作用を持つことを利用して、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するための蛍光検出機構を用いて時間分割で輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出する際に、時分割で蛍光検出機構の飽和を監視し、飽和状態の回復後に、短時間に強度の強い放射線が入射し蛍光検出機構が飽和しその機能が停止した時、蛍光検出機構の回復後に輝尽性蛍光を読み出し入射した放射線の量を計測するに当たり、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するための蛍光検出機構を用いて時間分割で輝尽性蛍光体内に蓄積され放射線の量を輝尽性蛍光を用いて計測する時に、偶発的に入射し計測される即発蛍光による寄与分を、蛍光検出機構のデータ処理回路を用いて時間分割で計測した即発蛍光による放射線の計測量をもとに補正し、入射した放射線の量を計測する、前記装置。
Stimulable phosphor, excitation light source for irradiating the stimulable phosphor with excitation light that reads out the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor in a time-sharing manner, and a bandpass centered on the fluorescence wavelength Optical filter, photodetector for detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence, and signal for amplifying and processing the stimulable fluorescence signal and prompt fluorescence signal of the stimulable phosphor output from the photodetector A processing circuit, a mode switching circuit that switches between a stimulable fluorescent signal and an immediate fluorescent signal of the stimulable phosphor in a time-division manner, a saturation monitoring circuit that monitors the operating state of a fluorescence detection mechanism for detecting fluorescence, and a saturation LED used for monitoring, fluorescence detection sensitivity changing circuit, excitation light / light quantity changing circuit for changing the light quantity of excitation light, excitation light source, mode switching circuit, saturation monitoring circuit and excitation light / light quantity changing circuit in time division Control circuit to control and brightness Stimulating fluorescence data collection circuit that measures stimulating fluorescence, prompt fluorescence data collection circuit that measures prompt fluorescence, and data of stimulating fluorescence and prompt fluorescence collected in time division while synchronizing with the control circuit A radiation measurement device using a stimulable phosphor, comprising a data processing circuit for determining the amount of incident radiation from the results,
The stimulable phosphor, which is a radiation detection medium, accumulates incident radiation and can read out the amount of incident radiation as stimulable fluorescence by excitation light, and can emit fluorescence immediately by incident radiation. Utilizing the two functions, the fluorescence detection mechanism for detecting the stimulable fluorescence and the prompt fluorescence is used to detect the stimulable fluorescence and the prompt fluorescence in a time-sharing manner. The mechanism was monitored for saturation, and after the saturation state was recovered, when intense radiation was incident in a short period of time and the fluorescence detection mechanism was saturated and its function stopped, the stimulable fluorescence was read and entered after the recovery of the fluorescence detection mechanism. In measuring the amount of radiation, the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor in a time-sharing manner is measured using photostimulable fluorescence using a fluorescence detection mechanism for detecting stimulable fluorescence and prompt fluorescence. Sometimes accidental Measures the amount of incident radiation by correcting the contribution due to prompt fluorescence that is incident on and measured based on the amount of radiation measured by time-divided fluorescence using the data processing circuit of the fluorescence detection mechanism. The device.
放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、光学フィルタ、光検出器、電荷有感型前置増幅器、パルス整形増幅器、アナログ・デジタル変換器、データ収集・処理回路、パルスジェネレータ及び励起用パルスレーザー光源を備えた入射放射線の量を計測する放射線計測装置を使用し、
放射線検出媒体として蛍光寿命が2μs以下の輝尽性蛍光体を使用することとし、この輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読みとる輝尽性蛍光体を用いた放射線計測方法であって
輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光寿命以下の照射時間幅を持つパルス励起光で輝尽性蛍光体を照射し、輝尽性蛍光体から放出される蛍光を光検出器で検出し、検出した信号を電荷有感型前置増幅器で増幅し、増幅されて出力される信号をパルス整形増幅器に入力し、輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光寿命以上の時間の波形整形時定数で波形整形し増幅することで、パルス励起光を照射した後放出される輝尽性蛍光を積分して得られた波高信号を得、この波高信号をアナログ・デジタル変換器に入力し、その波高値を求め、データ収集・処理回路を用いて、パルスジェネレータからのレーザー制御信号に基づいて励起光用パルスレーザー光源により発生する各パルス励起光毎に得られる波高値を積算することにより、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を求める、前記方法。
Stimulable phosphors as radiation detection media, optical filters, photodetectors, charge-sensitive preamplifiers, pulse shaping amplifiers, analog / digital converters, data acquisition / processing circuits, pulse generators, and pulsed laser light sources for excitation Using a radiation measuring device that measures the amount of incident radiation with
A radiation measurement method using a stimulable phosphor that uses a stimulable phosphor having a fluorescence lifetime of 2 μs or less as a radiation detection medium and reads the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor. The stimulable phosphor is irradiated with pulsed excitation light having an irradiation time width less than the stimulable fluorescence lifetime of the stimulable phosphor, and the fluorescence emitted from the stimulable phosphor is detected by a photodetector. The amplified signal is amplified by a charge-sensitive preamplifier, the amplified signal is input to a pulse shaping amplifier, and the waveform is shaped with a waveform shaping time constant that is longer than the stimulable fluorescence lifetime of the stimulable phosphor. By shaping and amplifying, a pulse height signal obtained by integrating the photostimulable fluorescence emitted after irradiation with pulsed excitation light is obtained, and this pulse height signal is input to an analog / digital converter, and the peak value is obtained. Using a data collection and processing circuit The amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor is obtained by integrating the peak values obtained for each pulsed excitation light generated by the pulsed laser light source for excitation light based on the laser control signal from the laser, Method.
光検出器としてゲート付き光電子増倍管を用い、輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光寿命以下の照射時間幅を持つパルス励起光を輝尽性蛍光体に照射する動作と同期して、光電子増倍管のゲートを制御し、その照射時間帯の間光電子増倍管の動作を停止させ、励起光の照射後に光電子増倍管のゲートを制御して光電子増倍管を動作させ、励起光の照射後に放出される輝尽性蛍光を検出し、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を求めることを特徴とした、請求項5記載の放射線計測方法。  Using a photomultiplier tube with a gate as a photodetector, the photoelectron is synchronized with the operation of irradiating the stimulable phosphor with pulsed excitation light having an irradiation time width less than the stimulable fluorescence lifetime of the stimulable phosphor. Control the gate of the multiplier tube, stop the operation of the photomultiplier tube during the irradiation time zone, control the gate of the photomultiplier tube after irradiation of the excitation light, operate the photomultiplier tube, and pump light 6. The radiation measuring method according to claim 5, wherein the stimulable fluorescence emitted after the irradiation is detected to determine the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor. 放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、光学フィルタ、光検出器、信号増幅器、波高弁別器、同時計数回路、計数回路、データ収集・処理回路、パルスジェネレータ、読み取り信号発生回路、及び励起用パルスレーザー光源を備えた放射線計測装置を使用し、
放射線検出媒体として蛍光寿命が2μs以下の輝尽性蛍光体を使用することとし、この輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読みとる輝尽性蛍光体を用いた放射線計測方法であって、
輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光寿命の2倍以下の照射時間幅を持つパルス励起光で輝尽性蛍光体を照射し、輝尽性蛍光体から放出される輝尽性蛍光を光検出器で検出し、検出した信号を信号増幅器で増幅し、増幅されて出力された信号を波高弁別器に入力して輝尽性蛍光信号をパルス信号として取り出し、このパルス信号と、パルスジェネレータレータにより作り出されるパルス励起光の照射時間幅信号を用いて読み取り信号発生回路により作製された読み取り信号と同時計数回路により同時計数処理されることにより、パルス励起光を照射した後に蛍光寿命に従って輝尽性蛍光信号が出力されることを利用して輝尽性蛍光信号を取り出し、この信号を計数回路により計測し、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を求める、前記方法。
Stimulable phosphors as radiation detection media, optical filters, photodetectors, signal amplifiers, pulse height discriminators, coincidence counting circuits, counting circuits, data collection / processing circuits, pulse generators, read signal generating circuits, and excitation pulses Using a radiation measurement device equipped with a laser light source,
A radiation measurement method using a photostimulable phosphor that uses a photostimulable phosphor having a fluorescence lifetime of 2 μs or less as a radiation detection medium and reads the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor. ,
The photostimulable fluorescence emitted from the photostimulable phosphor is detected by irradiating the photostimulable phosphor with pulsed excitation light having an irradiation time width less than twice the stimulable fluorescence lifetime of the photostimulable phosphor. The detected signal is amplified by a signal amplifier, the amplified output signal is input to the pulse height discriminator, and the photostimulable fluorescence signal is extracted as a pulse signal. This pulse signal and a pulse generator By using the irradiation time width signal of the generated pulse excitation light, the readout signal produced by the readout signal generation circuit and the coincidence counting process are performed simultaneously by the coincidence counting circuit, so that the stimulable fluorescence is emitted according to the fluorescence lifetime after irradiating the pulse excitation light. The method, wherein a photostimulable fluorescence signal is taken out by using the output of the signal, the signal is measured by a counting circuit, and the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor is determined.
放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、光学フィルタ、光検出器、信号増幅器、波高弁別器、ゲート回路、計数回路、データ収集・処理回路、パルスジェネレータ、及び励起用パルスレーザー光源を備えた放射線計測装置を使用し、
輝尽性蛍光体から放出される輝尽性蛍光を光検出器で検出し、検出した信号を信号増幅器で増幅し、増幅されて出力された信号を波高弁別器に入力して輝尽性蛍光信号をパルス信号として取り出し、このパルス信号と、パルスジェネレータレータにより作り出されるパルス励起光の照射時間幅信号を用いてゲート回路により得られた信号を計数回路により計測し、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を求める輝尽性蛍光体を用いた放射線計測方法であって、
放射線検出媒体である輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を読み出す励起光を輝尽性蛍光体に照射する際に、励起光を照射するための励起光放射体として、側面から光を放射する機能を持つ側面放射型光ファイバを用いる、前記方法。
Radiation comprising a stimulable phosphor as a radiation detection medium, an optical filter, a photodetector, a signal amplifier, a pulse height discriminator, a gate circuit, a counting circuit, a data collection / processing circuit, a pulse generator, and a pulse laser light source for excitation Using measuring equipment,
The photostimulable fluorescence emitted from the photostimulable phosphor is detected by a light detector, the detected signal is amplified by a signal amplifier, and the amplified signal is input to the pulse height discriminator and stimulated fluorescence. The signal is extracted as a pulse signal, and the signal obtained by the gate circuit using this pulse signal and the pulse excitation light irradiation time width signal generated by the pulse generator is measured by the counting circuit and stored in the photostimulable phosphor. A radiation measurement method using a stimulable phosphor for determining the amount of emitted radiation,
When irradiating the stimulable phosphor with the excitation light that reads out the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor, which is a radiation detection medium, light is emitted from the side as an excitation light emitter for irradiating the excitation light. The above-mentioned method using a side-emitting optical fiber having a function of emitting.
励起光を照射するための励起光放射体として用いる側面から光を放射する側面光放射型光ファイバとして、光ファイバの円周方向の一部角度の側面から光が放射される一部側面光放射型光ファイバを用いる請求項8記載の放射線計測方法。  As a side-emitting optical fiber that emits light from the side that is used as the excitation light emitter for irradiating the excitation light, a part of the side light emission that emits light from the side of the optical fiber at a part angle The radiation measurement method according to claim 8, wherein a type optical fiber is used. 光ファイバの円周方向の一部角度の側面から光が放出する一部側面光放射型光ファイバを用いる際に、その一部角度の反対側あるいは反対側の側面あるいは一部角度を除く全側面に光反射材を配置した構造の光ファイバを用いる請求項9記載の放射線計測方法。  When using a side-emitting optical fiber that emits light from a side surface at a certain angle in the circumferential direction of the optical fiber, the side opposite to the angle, the side opposite to the angle, or all sides except the angle The radiation measuring method according to claim 9, wherein an optical fiber having a structure in which a light reflecting material is disposed on the optical fiber. 放射線検出部、波長シフト用光学フィルタ、光電子増倍管、信号増幅器、波高弁別回路、計数回路、制御・データ集中装置、及び励起用光源を備えた輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置であって、
輝尽性蛍光体から放出される輝尽性蛍光を光電子増倍管からなる光検出器で検出し、検出した信号を信号増幅器で増幅し、増幅されて出力された信号を波高弁別回路に入力して輝尽性蛍光信号をパルス信号として取り出し、このパルス信号を計数回路により計測し、輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を求めるに当たり、
側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバと、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体と、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、輝尽性蛍光波長に有感な1本以上の波長シフト光ファイバとを順に配置した構造の放射線検出部を用いる、前記装置。
A radiation measurement device using a stimulable phosphor equipped with a radiation detector, wavelength shift optical filter, photomultiplier tube, signal amplifier, pulse height discrimination circuit, counting circuit, control / data concentration device, and excitation light source There,
The photostimulable fluorescence emitted from the photostimulable phosphor is detected by a photodetector comprising a photomultiplier tube, the detected signal is amplified by a signal amplifier, and the amplified signal is input to the pulse height discrimination circuit. Then, the stimulable fluorescence signal is taken out as a pulse signal, this pulse signal is measured by a counting circuit, and the amount of radiation accumulated in the stimulable phosphor is determined.
Sensitive to one or more optical fibers that emit light from the side, a stimulable phosphor as a radiation detection medium, a bandpass optical filter centered on the fluorescence wavelength, and a stimulable fluorescence wavelength The apparatus using a radiation detector having a structure in which one or more wavelength-shifted optical fibers are sequentially arranged.
側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバ、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ、輝尽性蛍光波長に有感な1本以上の波長シフト光ファイバの順に平面状態に積層した構造の放射線検出部を用いることを特徴とした請求項11記載の放射線計測装置。  One or more optical fibers capable of emitting light from the side, a stimulable phosphor as a radiation detection medium, a bandpass optical filter centered on the fluorescence wavelength, and one sensitive to the stimulable fluorescence wavelength The radiation measurement apparatus according to claim 11, wherein a radiation detection unit having a structure in which the wavelength-shifted optical fibers are stacked in a planar state in order is used. 側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバを中心として、その上と下の方向に、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ、輝尽性蛍光波長に有感な1本以上の波長シフト光ファイバの順に平面状態に積層した構造の放射線検出部を用いることを特徴とした請求項12記載の放射線計測装置。  Centered on one or more optical fibers having a function of emitting light from the side surface, in the upper and lower directions, a stimulable phosphor as a radiation detection medium, a bandpass optical filter having a fluorescence wavelength as a central wavelength, and a stimulator 13. The radiation measuring apparatus according to claim 12, wherein a radiation detecting unit having a structure in which one or more wavelength-shifted optical fibers sensitive to the characteristic fluorescence wavelength are laminated in a planar state in order. 側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバを中心位置として、その上と下の方向に平面状態に積層する2つの輝尽性蛍光体が、放射線に対して異なった検出性能を持つ2種類の輝尽性蛍光体である放射線検出部を用いることを特徴とした請求項11記載の放射線計測装置。  Two photostimulable phosphors laminated in a planar state with one or more optical fibers having a function of emitting light from the side as a central position and in the upper and lower directions have different detection performances for radiation 2 The radiation measuring apparatus according to claim 11, wherein a radiation detecting unit which is a kind of stimulable phosphor is used. 側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバを中心として、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ、輝尽性蛍光及び即発蛍光を検出するために使用する輝尽性蛍光及び即発蛍光の波長に有感な1本以上の波長シフト光ファイバの順に円筒に積層した構造の放射線検出部を用いることを特徴とした請求項11記載の放射線計測装置。Centering on one or more optical fibers that emit light from the side, stimulating phosphors that are radiation detection media, bandpass optical filters centered on the fluorescence wavelength, stimulating fluorescence and prompt fluorescence 12. The radiation detection unit having a structure in which one or more wavelength-shifted optical fibers sensitive to the wavelengths of stimulable fluorescence and prompt fluorescence used for detection are laminated in a cylindrical shape in order. Radiation measurement equipment. 側面光放射型光ファイバ、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、輝尽性蛍光用光学フィルタ、及び波長シフト光ファイバを備えた放射線検出部と、波長シフト用光学フィルタと、光電子増倍管と、高速信号増幅器と、アナログ・デジタル変換器と、記憶回路と、制御・データ収集装置と、励起用パルスレーザー光源とを有する輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置であって、
パルス励起光で輝尽性蛍光体を照射し、輝尽性蛍光体から放出される蛍光を光電子増倍管で検出し、検出した信号を高速信号増幅器で増幅し、増幅されて出力される信号をアナログ・デジタル変換器に入力し、その変換信号を記憶回路を経て制御・データ収集装置に収集することにより輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を求めるに当たり、
放射線検出部を2個以上用いることとし、それぞれの放射線検出部の側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバと、それぞれの輝尽性蛍光波長に有感な1本以上の波長シフト光ファイバを光ファイバにより接続した構造の放射線検出部を用いることを特徴とした輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置。
Side-emitting optical fiber, photostimulable phosphor as radiation detection medium, optical filter for stimulable fluorescence, radiation detection unit including wavelength-shifted optical fiber, wavelength-shifting optical filter, and photomultiplier tube And a radiation measurement device using a stimulable phosphor having a high-speed signal amplifier, an analog / digital converter, a storage circuit, a control / data collection device, and an excitation pulse laser light source,
The stimulable phosphor is irradiated with pulsed excitation light, the fluorescence emitted from the stimulable phosphor is detected with a photomultiplier tube, the detected signal is amplified with a high-speed signal amplifier, and the amplified signal is output. In order to obtain the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor by collecting the converted signal into an analog / digital converter and collecting the converted signal in a control / data collection device via a storage circuit,
Two or more radiation detectors are used, one or more optical fibers having a function of emitting light from the side surfaces of the respective radiation detectors, and one or more wavelengths sensitive to the respective stimulable fluorescence wavelengths. A radiation measuring apparatus using a photostimulable phosphor, characterized by using a radiation detection unit having a structure in which a shift optical fiber is connected by an optical fiber.
放射線検出部を2個以上用い、それぞれの放射線検出部の側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバと、それぞれの輝尽性蛍光波長に有感な1本以上の波長シフト光ファイバとを、光ファイバにより接続する際、それぞれの側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバを接続する光ファイバ間に光遅延機構を接続した構造とすることを特徴とする、請求項16記載の装置。  One or more optical fibers having a function of emitting light from the side surface of each radiation detection unit using two or more radiation detection units, and one or more wavelength-shifted lights sensitive to the respective stimulable fluorescence wavelengths When a fiber is connected by an optical fiber, the optical delay mechanism is connected between optical fibers that connect one or more optical fibers having a function of emitting light from each side surface. The apparatus of claim 16. 放射線検出部を放射線計測場所にそって長い距離配置し、側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバに輝尽性蛍光体の蛍光寿命以下の時間幅のパルス励起光を入射し、輝尽性蛍光体から放出される輝尽性蛍光を波長シフト光ファイバを介して検出し、励起光源から、側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバにパルス励起光を入射した時間と検出部により検出された輝尽性蛍光強度の時間分布との関係を用いて放射線計測場所に入射する放射線の量の位置分布を求めることを特徴とした、請求項16乃至請求項17のいずれかに記載の装置。  The radiation detector is placed at a long distance along the radiation measurement site, and pulse excitation light with a time width less than the fluorescence lifetime of the stimulable phosphor is incident on one or more optical fibers that have the function of emitting light from the side. Detecting photostimulable fluorescence emitted from photostimulable phosphors through a wavelength-shifted optical fiber, and entering pulsed excitation light into one or more optical fibers having a function of emitting light from the side surface from an excitation light source The position distribution of the amount of radiation incident on the radiation measurement location is obtained using the relationship between the measured time and the time distribution of the stimulable fluorescence intensity detected by the detection unit. The apparatus in any one of. 側面光放射型光ファイバ、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、輝尽性蛍光用光学フィルタ、及び波長シフト光ファイバを備えた放射線検出部と、波長シフト用光学フィルタと、ストリーク管と、撮像装置と、データ収集・制御装置と、励起用パルスレーザー光源とを有する輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置であって、
波長シフト光ファイバから出力される輝尽性蛍光の検出に用いる光検出器としてストリークカメラを用い、パルス励起光と同期を取りながら輝尽性蛍光の強度の時間分布を計測し、励起光源から、側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバにパルス励起光を入射した時間と光検出器により検出された輝尽性蛍光強度の時間分布との関係を用いて放射線計測場所に入射する放射線の量の位置分布を求める、前記装置。
A side-emitting optical fiber, a stimulable phosphor as a radiation detection medium, an optical filter for stimulable fluorescence, and a radiation detection unit including a wavelength shift optical fiber, a wavelength shift optical filter, a streak tube, A radiation measurement device using a stimulable phosphor having an imaging device, a data collection / control device, and an excitation pulse laser light source,
Using a streak camera as a photodetector used to detect the stimulable fluorescence output from the wavelength-shifted optical fiber, measure the time distribution of the intensity of the stimulable fluorescence while synchronizing with the pulsed excitation light. Using the relationship between the time at which pulsed excitation light is incident on one or more optical fibers that emit light from the side and the time distribution of the stimulable fluorescence intensity detected by the photodetector, it is incident on the radiation measurement site. Determining the position distribution of the amount of radiation to be emitted.
側面から光を放射する機能を持つ1本以上の光ファイバに輝尽性蛍光体の蛍光寿命以下の時間幅のパルス励起光を入射し、輝尽性蛍光体から放出される輝尽性蛍光を波長シフト光ファイバを介して検出する動作を2回以上繰り返し行い、輝尽性蛍光強度の時間分布を積算し、積算した蛍光強度の時間分布をもとに、励起光源から、光を放射する機能を能を持つ1本以上の光ファイバにパルス励起光を入射した時間と光検出器により検出された輝尽性蛍光強度の時間分布との関係を用いて放射線計測場所に入射する放射線の量の位置分布を求めることを特徴とした、請求項16乃至請求項19のいずれかに記載の放射線計測装置。  Stimulated fluorescence emitted from the stimulable phosphor is incident on one or more optical fibers having a function of emitting light from the side by applying pulse excitation light having a time width less than the fluorescence lifetime of the stimulable phosphor. A function that repeats the detection operation through the wavelength-shifted optical fiber twice or more, accumulates the time distribution of the stimulable fluorescence intensity, and emits light from the excitation light source based on the time distribution of the accumulated fluorescence intensity The amount of radiation incident on the radiation measurement site is determined using the relationship between the time at which the pulse excitation light is incident on one or more optical fibers capable of performing the above and the time distribution of the stimulable fluorescence intensity detected by the photodetector. The radiation measurement apparatus according to claim 16, wherein a position distribution is obtained. 励起光照射用光ファイバ、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、輝尽性蛍光体用光学フィルタ、及び波長シフト光ファイバを備えた放射線検出部と、波長シフト光学フィルタと、光電子増倍管と、高速パルス信号増幅器と、波高弁別器と、計数回路と、制御装置と、多チャンネル励起光源とを有する輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置であって、
2つ以上の輝尽性蛍光体を放射線検出媒体として用い、それぞれの輝尽性蛍光体に励起光を照射するために用いる励起光照射用光ファイバと、2つ以上の輝尽性蛍光体と、それぞれの輝尽性蛍光体に励起光を照射した際輝尽性蛍光体から放出される輝尽性蛍光の輝尽性蛍光波長を中心波長とする輝尽性蛍光体用光学フィルタと、それぞれの光学フィルタから出力される輝尽性蛍光を検出する輝尽性蛍光波長に有感な1本以上の波長シフト光ファイバとを配置した構造の放射線検出部を用いることを特徴とした輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置。
An optical fiber for exciting light irradiation, a photostimulable phosphor as a radiation detection medium, an optical filter for photostimulable phosphor, and a radiation detection unit including a wavelength shift optical fiber, a wavelength shift optical filter, and a photomultiplier tube And a radiation measuring device using a stimulable phosphor having a high-speed pulse signal amplifier, a pulse height discriminator, a counting circuit, a control device, and a multi-channel excitation light source,
Two or more photostimulable phosphors are used as a radiation detection medium, an excitation light irradiation optical fiber used for irradiating each of the photostimulable phosphors with excitation light, two or more photostimulable phosphors, and An optical filter for a stimulable phosphor having a stimulable fluorescence wavelength of the stimulable fluorescence emitted from the stimulable phosphor when the stimulable phosphor is irradiated with excitation light, Stimulability characterized by using a radiation detector having a structure in which one or more wavelength-shifted optical fibers sensitive to stimulable fluorescence wavelength for detecting stimulable fluorescence output from the optical filter are arranged Radiation measurement device using phosphor.
輝尽性蛍光体を励起可能な波長の光を発生する多チャネル励起光発生装置と、光発生装置から出力された励起光をシート状の輝尽性蛍光体に長方形状にする励起光照射機構と、シート状の輝尽性蛍光体と、輝尽性蛍光の波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、輝尽性蛍光により励起可能な波長シフト光ファイバを面状に並べた構造の波長シフト光ファイバ束と、波長シフト光ファイバにより波長シフトされた蛍光の波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、波長シフト光ファイバ束の各波長シフト光ファイバ毎に放出される蛍光をマルチチャンネルで検出可能な光検出器と、マルチチャンネルの検出器信号を処理しデジタル化し放射線イメージ画像として構成する信号処理装置から構成されるシート状輝尽性蛍光体の放射線画像読み出し装置であって、
励起光源から出力された励起光をシート状の輝尽性蛍光体に長方形状に照射するために、側面から光を放射する機能を持つ光ファイバをシート状の輝尽性蛍光体の表面に波長シフト光ファイバ束に直角に面状に並べ、各側面から光を放射する機能を持つ光ファイバに励起光源から順に励起光を入射し、シート状の輝尽性蛍光体に蓄積された放射線の量を位置情報を含めて読み出すことにより放射線イメージ画像を得ることを特徴とした、輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置。
Multi-channel excitation light generator that generates light of a wavelength that can excite the stimulable phosphor, and excitation light irradiation mechanism that makes the excitation light output from the light generator rectangular to a sheet-like stimulable phosphor And a sheet-like photostimulable phosphor, a bandpass optical filter centered on the wavelength of the photostimulable fluorescence, and a wavelength-shifted optical fiber that can be excited by photostimulable fluorescence arranged in a plane. A multi-channel shift optical fiber bundle, a bandpass optical filter centered on the wavelength of the fluorescence wavelength shifted by the wavelength shift optical fiber, and the fluorescence emitted by each wavelength shift optical fiber of the wavelength shift optical fiber bundle Radiation of a sheet-like photostimulable phosphor consisting of a detectable photodetector and a signal processing device that processes and digitizes the multi-channel detector signal to form a radiation image. An image reading apparatus,
In order to irradiate the sheet-like photostimulable phosphor in a rectangular shape with the excitation light output from the excitation light source, an optical fiber having a function of emitting light from the side surface has a wavelength on the surface of the sheet-like stimulable phosphor. The amount of radiation accumulated in the sheet-like photostimulable phosphor by arranging excitation light from the excitation light source sequentially into an optical fiber that has a function of emitting light from each side, arranged in a plane perpendicular to the shift optical fiber bundle A radiation measuring apparatus using a photostimulable phosphor, characterized in that a radiation image is obtained by reading out information including positional information.
波長シフト光ファイバの両端に出力される輝尽性蛍光が波長シフトされて出力される蛍光の蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ通した後、光検出器により検出することを特徴とした、請求項11乃至15のいずれかに記載の装置。  The photostimulable fluorescence output to both ends of the wavelength-shifted optical fiber is detected by a photodetector after passing through a band-pass optical filter whose center wavelength is the fluorescence wavelength of the fluorescence that is shifted in wavelength. The apparatus according to claim 11. 入射した放射線を蓄積し励起光により輝尽性蛍光として放射線が入射した量を読み出すことができる作用と、入射した放射線により即発で蛍光を発する作用の2つの作用を持つ輝尽性蛍光体を用いた放射線計測を行うことを特徴とする請求項8乃至23のいずれかに記載の輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置。  Using stimulable phosphors that have two functions: storing incident radiation and reading out the amount of radiation incident as stimulable fluorescence by excitation light; and generating fluorescence immediately by incident radiation The radiation measurement apparatus using the photostimulable phosphor according to any one of claims 8 to 23, wherein the radiation measurement is performed. 輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を計測する際に、蛍光寿命が2μsの輝尽性蛍光体を使用し、その内に蓄積された放射線の量を計測する放射線計測を行うことを特徴とした請求項8乃至10のいずれかに記載の輝尽性蛍光体を用いた放射線計測方法。  When measuring the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor, a stimulable phosphor having a fluorescence lifetime of 2 μs is used, and radiation measurement is performed to measure the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor. A radiation measurement method using the photostimulable phosphor according to any one of claims 8 to 10. 中性子イメージングプレート(中性子コンバータ・輝尽性蛍光体混合体)、放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、輝尽性蛍光体用光学フィルタ、及び波長シフト光ファイバを備えた放射線検出部と、波長シフト用光学フィルタと、光電子増倍管と、信号増倍器と、波高弁別器と、モード切替回路と、輝尽性蛍光用計数回路と、データ収集・処理回路と、即発蛍光用計数回路と、制御回路と、飽和監視回路と、励起光・光量変更回路と、励起用光源とを有する輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置であって、
放射線検出媒体である輝尽性蛍光体に、中性子を電離可能な放射線に変換する中性子コンバータ材であるGd、6Li又はは10Bを一種類以上含んだ中性子検出用の放射線検出媒体を用いることにより中性子を検出可能とすることを特徴とした、前記装置。
A radiation detection unit including a neutron imaging plate (neutron converter / stimulable phosphor mixture), a stimulable phosphor as a radiation detection medium, an optical filter for stimulable phosphor, and a wavelength-shifted optical fiber, and a wavelength Shift optical filter, photomultiplier tube, signal multiplier, wave height discriminator, mode switching circuit, stimulating fluorescence counting circuit, data collection / processing circuit, prompt fluorescence counting circuit, A radiation measuring device using a stimulable phosphor having a control circuit, a saturation monitoring circuit, an excitation light / light quantity changing circuit, and an excitation light source,
Use a radiation detection medium for detecting neutrons containing at least one kind of Gd, 6 Li or 10 B, which is a neutron converter material that converts neutrons into ionizable radiation, for the stimulable phosphor that is the radiation detection medium. The neutron can be detected by the apparatus.
放射線検出媒体である輝尽性蛍光体、輝尽性蛍光用光学フィルタ、及び側面光放射型光ファイバ、波長シフト光ファイバを備えた放射線検出部と、波長シフト用光学フィルタと、光電子増倍管と、信号増倍器と、波高弁別器と、モード切替回路と、輝尽性蛍光用計数回路と、データ収集・処理回路と、即発蛍光用計数回路と、制御回路と、飽和監視回路と、励起光・光量変更回路と、励起用光源と、温度センサと、温度検出回路とを有する輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置であって、
輝尽性蛍光体の温度を温度センサによって測定し、測定された温度をもとに励起光の照射により計測される輝尽性蛍光体内に蓄積された放射線の量を補正することを特徴とした、前記装置。
Stimulable phosphor that is a radiation detection medium, an optical filter for stimulable fluorescence, a side-emitting optical fiber, a radiation detection unit including a wavelength shift optical fiber, an optical filter for wavelength shift, and a photomultiplier tube A signal multiplier, a pulse height discriminator, a mode switching circuit, a stimulating fluorescence counting circuit, a data collection / processing circuit, a prompt fluorescence counting circuit, a control circuit, a saturation monitoring circuit, A radiation measuring device using a stimulable phosphor having an excitation light / light quantity changing circuit, an excitation light source, a temperature sensor, and a temperature detection circuit,
The temperature of the photostimulable phosphor is measured by a temperature sensor, and the amount of radiation accumulated in the photostimulable phosphor measured by irradiation of excitation light is corrected based on the measured temperature. The device.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7525101B2 (en) * 2006-05-26 2009-04-28 Thermo Niton Analyzers Llc Neutron and gamma ray monitor
JP2012077604A (en) * 2010-09-09 2012-04-19 Yukio Nishimura Planar body including light guide light emitting element
JP5816542B2 (en) 2011-12-27 2015-11-18 株式会社日立製作所 Dose rate measurement system and dose rate measurement method
JP2015010837A (en) * 2013-06-26 2015-01-19 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Radiation-ray measurement device
FR3021755B1 (en) * 2014-06-03 2017-06-23 Commissariat Energie Atomique RADIATION DETECTION DEVICE AND DETECTION SYSTEM THEREOF
JP6420637B2 (en) * 2014-11-20 2018-11-07 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Radiation measuring apparatus and measuring method thereof
JP7301607B2 (en) 2019-06-03 2023-07-03 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Radiological diagnostic equipment

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5822732B2 (en) * 1979-07-11 1983-05-11 富士写真フイルム株式会社 Image data recording method and device in radiation image recording system
JPS5719700A (en) * 1980-07-10 1982-02-01 Fuji Photo Film Co Ltd Radiation image information reading gain controller
JPS60260035A (en) * 1984-06-06 1985-12-23 Fuji Photo Film Co Ltd Residual image erasing method of cumulative phosphor sheet and its device
JPH04172401A (en) * 1990-11-06 1992-06-19 T T T:Kk Display device
JPH05158174A (en) * 1991-12-04 1993-06-25 Konica Corp Radiation image reader
JPH05288935A (en) * 1992-04-09 1993-11-05 Asahi Chem Ind Co Ltd Plastic optical fiber structure
JPH0763929A (en) * 1993-08-30 1995-03-10 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Side-face light-emitting optical transmission body
JPH07176777A (en) * 1993-12-20 1995-07-14 Hitachi Ltd Neutron detector and neutron monitor
JP2971358B2 (en) * 1994-03-23 1999-11-02 株式会社東芝 Radiation measurement device
JPH07301712A (en) * 1994-04-28 1995-11-14 Japan Storage Battery Co Ltd Surface light emitting element
DE69809976T2 (en) * 1997-01-31 2003-09-04 Agfa Gevaert Nv Process for generating a radiation image with a CCD sensor
JPH1138531A (en) * 1997-07-22 1999-02-12 Fuji Photo Film Co Ltd Radiation picture reading method and device

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