JP4552009B2 - Radiation distribution line sensor - Google Patents
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Description
本発明は、高エネルギー粒子線、ガンマ線あるいはガンマ線放出を伴う放射線物質を検知する放射線分布ラインセンサに関する。 The present invention relates to a radiation distribution line sensor for detecting a radioactive substance with high energy particle beam, gamma ray or gamma ray emission.
光ファイバに放射線が入射した時に発生する光をファイバ両端に設置した光検出器によって捉えその時間差から放射線入射位置を同定する検出器は、これまでに複数提案されている。主に発光機構の違いにより、シンチレーションファイバを用いてシンチレーション発光を検出する方法(例えば、特開平8−94758号公報「シンチレーションファイバを用いた分布型検出器」)と、光ファイバを用いてチェレンコフ光を検出する方法(例えば、特開平6−294871号公報「放射線強度分布測定装置」)とがある。また、ファイバを様々な形状にすることにより機能を特化した検出器が作成されている。 A plurality of detectors have been proposed so far in which light generated when radiation is incident on an optical fiber is captured by photodetectors installed at both ends of the fiber and the radiation incident position is identified from the time difference. A method of detecting scintillation light emission using a scintillation fiber mainly due to a difference in light emission mechanism (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-94758 “distributed detector using scintillation fiber”) and Cherenkov light using an optical fiber (For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-294871 "Radiation intensity distribution measuring apparatus"). Also, detectors specialized in function have been created by making the fiber into various shapes.
しかしながら、いずれの方法においてもコア及びクラッドが固体で構成される光ファイバを用いており、光の透過率が劣化してしまう放射線損傷問題が不可避であり、実際に産業応用された例は少ない。 However, in any of the methods, an optical fiber having a core and a clad made of solid is used, and the radiation damage problem that the light transmittance deteriorates is unavoidable, and there are few examples of actual industrial application.
上述したことを鑑み、本発明は、放射線損傷問題を克服した放射線分布ラインセンサを提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a radiation distribution line sensor that overcomes the radiation damage problem.
請求項1に記載の発明は、
液体コアファイバと、
前記液体コアファイバの両端にそれぞれ接続された第1及び第2光検出器と、
前記液体コアファイバに接続し、前記液体コアファイバ内の液体コアを交換する手段と、を具え、
前記液体コアファイバ内の液体コアを交換する手段は、前記液体コアファイバ内の液体コアを当該液体コアファイバの外部から流入させて連続供給することを特徴とする放射線分布ラインセンサである。
The invention described in claim 1
Liquid core fiber,
First and second photodetectors respectively connected to both ends of the liquid core fiber ;
Means for connecting to the liquid core fiber and exchanging the liquid core in the liquid core fiber,
The means for exchanging the liquid core in the liquid core fiber is a radiation distribution line sensor characterized in that the liquid core in the liquid core fiber is supplied continuously from the outside of the liquid core fiber .
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の放射線分布ラインセンサにおいて、前記第1及び第2光検出器が光電子増倍管を具え、前記光電子増倍管に接続された飛行時間差分析手段をさらに具えることを特徴とする放射線分布ラインセンサである。 According to a second aspect of the present invention, in the radiation distribution line sensor according to the first aspect, the first and second photodetectors include a photomultiplier tube, and the time-of-flight analysis is connected to the photomultiplier tube. The radiation distribution line sensor further comprises means.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の放射線分布ラインセンサにおいて、前記飛行時間差分析手段が、前記光電子増倍管の各々に接続されたファーストプリアンプと、前記ファーストプリアンプの各々に接続されたコンスタントフラクションディスクリミネータと、前記コンスタントフラクションディスクリミネータの一方に接続された遅延線と、前記コンスタントフラクションディスクリミネータの他方と前記遅延線とに接続された時間波高変換器と、前記時間波高変換器に接続された波高分析器とを具えることを特徴とする放射線分布ラインセンサである。
The invention according to
本発明によれば、放射線との相互作用によって生じる光を光検出器まで伝送するファイバーコア部に液体を用いることにより放射線損傷の発生を押さえ、さらに液体コア材を外部供給フロー型にし、コア部素材を放射線損傷が発生する前に入れ替えることにより損損の影響を除去することができる。 According to the present invention, the occurrence of radiation damage is suppressed by using a liquid in a fiber core part that transmits light generated by interaction with radiation to a photodetector, and the liquid core material is made into an external supply flow type. The effect of loss can be eliminated by replacing the material before radiation damage occurs.
図1は、本発明による放射線分布ラインセンサの構成の一例を示すブロック図である。放射線分布ラインセンサ1は、液体コアファイバ2と、液体コアファイバ2の両端にそれぞれ接続された第1及び第2光電子増倍管(PMT)3及び4と、光電子増倍管3及び4の各々に接続された第1及び第2ファーストプリアンプ(FPA)5及び6と、ファーストプリアンプ5及び6の各々に接続された第1及び第2コンスタントフラクションディスクリミネータ(CFD)7及び8と、第2コンスタントフラクションディスクリミネータ8に接続された遅延線(DL)9と、第1コンスタントフラクションディスクリミネータ7と遅延線9とに接続された時間波高変換器(TAC)10と、時間波高変換器10に接続された波高分析器(MCA)11とを具える。液体コアファイバ2は、液体ライトガイドとして市販されているものであってもよい。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a radiation distribution line sensor according to the present invention. The radiation distribution line sensor 1 includes a liquid core fiber 2, first and second photomultiplier tubes (PMT) 3 and 4 connected to both ends of the liquid core fiber 2, and
ガンマ線の測定を例として説明する。放射線分布ラインセンサ1に入射したガンマ線は、液体コアファイバ2の液体コアあるいは液体コア近傍で光電効果又はコンプトン散乱を起こし、高速電子を生成する。生成された高速電子が液体コア中を移動する際に液体コア中光速度よりも速い速度を持っている場合、チェレンコフ光が生成される。このチェレンコフ光の放出方向は前記高速電子の速度に依存し、電子進行方向に対し円錐状の放出され、その角度θはcosθ=1/nβとなり、β〜1の場合はθ=約48度となる。市販の液体ライトガイドには液体コアの屈折率が1.5付近のものが実現されており、十分にチェレンコフ光を液体コアファイバ2の左右に向けて伝達することができる。液体コアファイバ2中を左右に伝達された光は第1及び第2光電子増倍管3及び4の各々に入射し、電気パルスを生成する。第1及び第2光電子増倍管3及び4は、この電気パルスを各々第1及び第2ファーストプリアンプ5及び6に供給する。第1及び第2ファーストプリアンプ5及び6は、各々供給された電気パルスを増幅し、第1及び第2コンスタントフラクションディスクリミネータ7及び8に各々供給する。第1及び第2コンスタントフラクションディスクリミネータ7及び8は、各々供給された増幅された電気パルスをロジックパルスに変換する。第1コンスタントフラクションディスクリミネータ7はこのロジックパルスを時間波高変換器10に直接供給し、第2コンスタントフラクションディスクリミネータ8はロジックパルスを、遅延線9を経て時間波高変換器10に供給する。時間波高変換器10は、前記2つのロジックパルスを左右の信号の到達時間差に比例した信号に変換し、波高分析器11に供給する。波高分析器11はこの時間差情報を記録する。
A gamma ray measurement will be described as an example. The gamma rays incident on the radiation distribution line sensor 1 cause a photoelectric effect or Compton scattering in the liquid core of the liquid core fiber 2 or in the vicinity of the liquid core, and generate fast electrons. When the generated fast electrons move through the liquid core and have a speed faster than the light speed in the liquid core, Cherenkov light is generated. The emission direction of the Cherenkov light depends on the velocity of the fast electrons, and is emitted conically with respect to the electron traveling direction. The angle θ is cos θ = 1 / nβ, and in the case of β to 1, θ = about 48 degrees. Become. A commercially available liquid light guide has a liquid core with a refractive index of about 1.5, and can sufficiently transmit Cherenkov light toward the left and right sides of the liquid core fiber 2. The light transmitted left and right in the liquid core fiber 2 is incident on each of the first and
図2は、図1に示すような構成の放射線分布ラインセンサ1によって、60Coガンマ線源を2m長さの液体コアファイバ2中央部に密着させて測定した結果を示すグラフである。中央1280ch付近に、線源からのガンマ線を捕らえたピークが明瞭に観察される。左右870ch、1680ch付近のピークは、液体コアファイバ2の端面における反射が原因であると思われる。 FIG. 2 is a graph showing the results of measurement with the radiation distribution line sensor 1 configured as shown in FIG. 1 in which a 60 Co gamma ray source is brought into close contact with the center of the 2 m long liquid core fiber 2. A peak capturing gamma rays from the radiation source is clearly observed near the center 1280 ch. The peaks near the left and right 870 ch and 1680 ch are considered to be caused by reflection at the end face of the liquid core fiber 2.
図3は、液体コアファイバの構成の他の例を示す図である。液体コアファイバ内の液体コアを外部からフロー型にて連続供給する。このようにすれば、放射線によるコアの損傷を回避することができる。 FIG. 3 is a diagram illustrating another example of the configuration of the liquid core fiber. The liquid core in the liquid core fiber is continuously supplied from the outside in a flow type. In this way, damage to the core due to radiation can be avoided.
上記例はガンマ線の場合について説明したが、液体コア中でチェレンコフ光を放射する放射線であれば本発明による放射線分布ラインセンサによって測定可能である。 Although the above example has been described for the case of gamma rays, any radiation that emits Cherenkov light in a liquid core can be measured by the radiation distribution line sensor according to the present invention.
高レベル廃棄物一時保管所等、高線量率下で数100メートルオーダの空間を長時間にわたって線量測定を行うような条件下において優れた性能を発揮する。 It exhibits excellent performance under conditions where dosimetry is performed over a long period of time in a space of several hundred meters under a high dose rate, such as a temporary storage facility for high-level waste.
1 放射線分布ラインセンサ
2 液体コアファイバ
3 第1光電子増倍管
4 第2光電子増倍管
5 第1ファーストプリアンプ
6 第2ファーストプリアンプ
7 第1コンスタントフラクションディスクリミネータ
8 第2コンスタントフラクションディスクリミネータ
9 遅延線
10 時間波高変換器
11 波高分析器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation distribution line sensor 2
Claims (3)
前記液体コアファイバの両端にそれぞれ接続された第1及び第2光検出器と、
前記液体コアファイバに接続し、前記液体コアファイバ内の液体コアを交換する手段と、を具え、
前記液体コアファイバ内の液体コアを交換する手段は、前記液体コアファイバ内の液体コアを当該液体コアファイバの外部から流入させて連続供給することを特徴とする放射線分布ラインセンサ。 Liquid core fiber,
First and second photodetectors respectively connected to both ends of the liquid core fiber ;
Means for connecting to the liquid core fiber and exchanging the liquid core in the liquid core fiber,
The radiation distribution line sensor according to claim 1, wherein the means for exchanging the liquid core in the liquid core fiber continuously supplies the liquid core in the liquid core fiber by flowing from the outside of the liquid core fiber .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004271731A JP4552009B2 (en) | 2004-09-17 | 2004-09-17 | Radiation distribution line sensor |
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JP2004271731A JP4552009B2 (en) | 2004-09-17 | 2004-09-17 | Radiation distribution line sensor |
Publications (2)
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JP2006084414A JP2006084414A (en) | 2006-03-30 |
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Family
ID=36163029
Family Applications (1)
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Citations (5)
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2004
- 2004-09-17 JP JP2004271731A patent/JP4552009B2/en active Active
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