JP6238344B2 - Large solid angle gamma ray and beta ray simultaneous detection device - Google Patents

Large solid angle gamma ray and beta ray simultaneous detection device Download PDF

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本発明は、ガンマ線・ベータ線同時検出装置であって、用途として化学分離を必要としない迅速な放射性物質の測定に用いることを想定している検出装置に関し、特にガンマ線とベータ線の測定精度を高めるとともに、装置全体を小さくしたガンマ線・ベータ線同時検出装置に関する。   The present invention relates to a gamma ray / beta ray simultaneous detection apparatus, which relates to a detection apparatus assumed to be used for quick measurement of radioactive substances that do not require chemical separation as a use, and in particular, the measurement accuracy of gamma rays and beta rays is improved. The present invention relates to an apparatus for simultaneous detection of gamma rays and beta rays which is increased in size and reduced in size.

現在の放射能測定は、Ge(ゲルマニウム)検出器などによるガンマ線スペクトロメトリによる放射能測定が広く実施されている。それを補完する手法として、発明者らは、すでに下記特許文献1により化学分離を必要としない迅速な放射性ストロンチウムの絶対測定法を提案している。その方法では、セシウム134、セシウム137に加え、カリウム40の放射能をそれぞれ分離して測定した上で、放射性ストロンチウムを絶対測定できる。その測定法を実現するための装置として、従来考えられていた主な大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置(γ線検出器とβ線検出器の組合せ装置)の要件を下記に分類する。   The current measurement of radioactivity is widely carried out by gamma-ray spectrometry using a Ge (germanium) detector or the like. As a method for complementing it, the inventors have already proposed a rapid absolute measurement method of radioactive strontium which does not require chemical separation according to Patent Document 1 below. In that method, in addition to cesium 134 and cesium 137, the radioactivity of potassium 40 can be measured separately, and then radioactive strontium can be measured absolutely. The requirements for the main large solid angle gamma ray / beta ray simultaneous detection device (a combination device of a γ ray detector and a β ray detector) that has been conventionally considered as an apparatus for realizing the measurement method are classified as follows.

(1)β線検出器として下記(a)、(b)、(c)の要件:
(a)薄膜試料を内包した比例計数管
(b)試料を滴下混合した液体シンチレーションカウンタ
(c)試料を滴下乾燥したプラスチックシンチレータ
(2)γ線検出器として下記(d)、(e)の要件:
(d)材料:タリウム活性化ヨウ化ナトリウム(NaI(Tl))、タリウム活性化ヨウ化セシウム(CsI(Tl))などのシンチレータ。
(e)形状:(ア)円筒形状対向型、(イ)井戸円筒型。
これらの要件を備えた検出器の組合せの中で、一般検査での試料取扱では、(c)を用いたβ線検出器と、(d)または(e)のいずれかを用いたγ線検出器が測定への適用可能性があると考えられていた。
(1) Requirements for the following (a), (b), and (c) as a β-ray detector:
(A) Proportional counter containing a thin film sample (b) Liquid scintillation counter in which the sample is dropped and mixed (c) Plastic scintillator in which the sample is dropped and dried (2) Requirements for the following (d) and (e) as a γ-ray detector :
(D) Materials: scintillators such as thallium activated sodium iodide (NaI (Tl)), thallium activated cesium iodide (CsI (Tl)), and the like.
(E) Shape: (A) Cylindrical opposed type, (A) Well cylindrical type.
Among the combinations of detectors with these requirements, in general sample handling, β-ray detectors using (c) and γ-ray detection using either (d) or (e) It was thought that the instrument has applicability to measurement.

上記適用可能性を備えた組み合わせのガンマ線・ベータ線同時検出装置に要求される要件は、主には、(1)ベータ線検出特性における要件、(2)機器配置における要件がある。
(1)ベータ線検出特性における要件として、以下の(a)、(b)、(c)がある。
(a)ベータ線の検出効率を大きくするために、測定試料を囲い込めるように検出素子(シンチレータ)を2枚の板状部材で構成し、測定試料を挟み込むように両板状部材を重ね合わせ状態に配置する。測定試料は、溶液を滴下乾燥させたもので、極めて薄い薄片で構成される。
(b)受光器個々のノイズを低減し、微弱な光を高感度で受光するために、1つのベータ線による発光イベントを複数の受光器で同時測定するように構成する。
(c)微弱な発光イベントを高感度で得るために、受光器を検出素子(シンチレータ)に近づけて大きな受光立体角で配置する。
The requirements required for the combined gamma ray / beta ray simultaneous detection apparatus having the above applicability are mainly (1) requirements for beta ray detection characteristics, and (2) requirements for equipment layout.
(1) The requirements in the beta ray detection characteristics include the following (a), (b), and (c).
(A) In order to increase the detection efficiency of beta rays, the detection element (scintillator) is configured by two plate-like members so as to enclose the measurement sample, and both plate-like members are overlapped so as to sandwich the measurement sample. Place in state. The measurement sample is a solution obtained by dripping and drying the solution, and is composed of extremely thin flakes.
(B) In order to reduce individual noise of the light receiver and to receive weak light with high sensitivity, a light emission event by one beta ray is simultaneously measured by a plurality of light receivers.
(C) In order to obtain a weak light emission event with high sensitivity, the light receiver is placed close to the detection element (scintillator) and arranged with a large light receiving solid angle.

(2)機器配置における要件、即ち、ガンマ線の検出効率、ベータ線の検出効率の双方を大きくする要件として、以下の(d)、(e)がある。
(d)ガンマ線の検出効率を大きくするために、できるだけガンマ線検出器を測定試料に近づける。
(e)ベータ線の検出効率を大きくするために、検出素子(シンチレータ)の発光イベントを高感度・低ノイズで得られるように配置する。
(2) The following (d) and (e) are requirements for equipment arrangement, that is, requirements for increasing both gamma ray detection efficiency and beta ray detection efficiency.
(D) To increase the detection efficiency of gamma rays, bring the gamma ray detector as close to the measurement sample as possible.
(E) In order to increase the detection efficiency of beta rays, the light emitting event of the detection element (scintillator) is arranged so as to be obtained with high sensitivity and low noise.

図2は、上記ベータ線測定における要件を満たすための前提条件として、試料を囲い込むようにベータ線用シンチレータを配置した構成を示すベータ線用シンチレータの概略断面図である。
シンチレータは、無機、有機種々あり適用可能であるが、後記する本発明のベータ線用は主にプラスチックシンチレータを用い、ガンマ線用は主にタリウム活性化ヨウ化ナトリウム(NaI(Tl))を用いることから、以後それぞれの例で説明する。
ベータ線用プラスチックシンチレータ2は、一対の上側ベータ線用プラスチックシンチレータ3および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ5からなる。一対の上側ベータ線用プラスチックシンチレータ3および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ5で溶液を滴下乾燥させた測定試料10を囲い込むように挟み込み、ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7を構成する。一対の上側ベータ線用プラスチックシンチレータ3および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ5の間には空気層が介在する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a beta ray scintillator showing a configuration in which a beta ray scintillator is disposed so as to surround a sample as a precondition for satisfying the requirements in the beta ray measurement.
The scintillator can be applied to a variety of inorganic and organic materials. However, for the beta ray of the present invention described later, a plastic scintillator is mainly used, and for the gamma ray, thallium activated sodium iodide (NaI (Tl)) is mainly used. In the following, each example will be described.
The beta ray plastic scintillator 2 includes a pair of upper beta ray plastic scintillators 3 and a lower beta ray plastic scintillator 5. A pair of upper beta-ray plastic scintillator 3 and lower beta-ray plastic scintillator 5 is sandwiched so as to enclose measurement sample 10 obtained by dropping and drying the solution, thereby forming beta-ray plastic scintillator assembly 7. An air layer is interposed between the pair of upper beta ray plastic scintillators 3 and the lower beta ray plastic scintillator 5.

上側ベータ線用プラスチックシンチレータ3と下側ベータ線用プラスチックシンチレータ5の測定試料10とは反対側に接して一対の上側ベータ線用受光器12および下側ベータ線用受光器15を配置する。ベータ線用受光器11は、一対のベータ線用受光器12、15から構成し、上側ベータ線用プラスチックシンチレータ3および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ5内の発光を最大限受光するように構成されている。測定試料10で発生したベータ線が上側ベータ線用プラスチックシンチレータ4および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ5内でエネルギーを付与することにより有機発光物質が蛍光する。この蛍光は一対の上側および下側ベータ線用受光器12、15で受光される。   A pair of upper beta ray light receivers 12 and a lower beta ray light receiver 15 are disposed in contact with the opposite sides of the upper beta ray plastic scintillator 3 and the lower beta ray plastic scintillator 5 from the measurement sample 10. The beta ray receiver 11 includes a pair of beta ray receivers 12 and 15 and is configured to receive as much light as possible in the upper beta ray plastic scintillator 3 and the lower beta ray plastic scintillator 5. ing. When the beta ray generated in the measurement sample 10 imparts energy in the upper beta ray plastic scintillator 4 and the lower beta ray plastic scintillator 5, the organic light emitting substance fluoresces. This fluorescence is received by a pair of upper and lower beta ray receivers 12 and 15.

ここで、プラスチックシンチレータの使用を前提とした従来の代表的なベータ線検出器とガンマ線検出器の組合せ検出装置を構造で分けてタイプ1及びタイプ2として説明する。   Here, a conventional combination detection apparatus of a beta ray detector and a gamma ray detector based on the premise that a plastic scintillator is used will be described as type 1 and type 2 according to structure.

タイプ1の検出装置は、プラスチックシンチレータおよびその周囲の導光部と、それらを挟むように設けた一対の円筒形状のガンマ線検出器と、ガンマ線検出器間に露出する導光部に連設するベータ線用受光器とから構成されるガンマ線・ベータ線同時検出装置である。   The type 1 detection device includes a plastic scintillator and a surrounding light guide unit, a pair of cylindrical gamma ray detectors provided so as to sandwich the plastic scintillator, and a light guide unit exposed between the gamma ray detectors. It is a gamma ray and beta ray simultaneous detection device composed of a line light receiver.

図4に、タイプ1のガンマ線・ベータ線同時検出装置100を示す。
検出装置100は、試料104を一対の円板状のプラスチックシンチレータ106で挟み、この一対の板状のプラスチックシンチレータ106の厚み内の外側面に板状の導光部105を接して連設し、一対の円板状のプラスチックシンチレータ106およびその外側の導光部105を一対の円筒形状のガンマ線検出器101、101の円形状平面で構成される端面で挟むように一対の円筒形状のガンマ線検出器101を配置し、この一対のガンマ線検出器101、101間に露出する導光部105に互いに対向するベータ線用受光器103、103を接して設ける。以上述べた各構成要素は、その位置を保持するために、検出器配置冶具102に取り付け固定される。
FIG. 4 shows a type 1 simultaneous detection apparatus 100 for gamma rays and beta rays.
The detection apparatus 100 includes a sample 104 sandwiched between a pair of disc-shaped plastic scintillators 106, and a plate-shaped light guide 105 is provided in contact with an outer surface within the thickness of the pair of plate-shaped plastic scintillators 106. A pair of cylindrical gamma ray detectors so as to sandwich a pair of disk-shaped plastic scintillators 106 and a light guide portion 105 outside the pair of cylindrical gamma ray detectors 101, 101 between the end faces formed by circular planes. 101 is disposed, and beta light receivers 103 and 103 facing each other are provided in contact with the light guide portion 105 exposed between the pair of gamma ray detectors 101 and 101. Each component described above is attached and fixed to the detector arrangement jig 102 in order to maintain its position.

タイプ1の検出装置100は、対向配置したベータ線用受光器103、103におけるベータ線同時計数により個々のノイズを低減することができる。
タイプ2の検出装置は、一端から井戸構造となる円筒形の穴を開けたガンマ線検出器に、その井戸に底から順にプラスチックシンチレータとベータ線用受光器を挿入する構造のガンマ線・ベータ線同時検出装置である。
The type 1 detection device 100 can reduce individual noises by beta ray coincidence in the beta ray receivers 103 and 103 arranged opposite to each other.
Type 2 detector is a gamma ray detector that has a well-shaped cylindrical hole from one end, and a plastic scintillator and beta ray receiver are inserted into the well from the bottom. Device.

図5に、タイプ2の検出装置110を示す。
検出装置110は、試料113を一対の円板状のプラスチックシンチレータ114で挟んでおき、一端から井戸構造となる円筒形の孔115を開けたガンマ線検出器111のその井戸に、底から順に試料113を挟んである一対の円板状のプラスチックシンチレータ114と円筒状のベータ線用受光器112を挿入配置する。
タイプ2の検出装置110は、プラスチックシンチレータ114の受光立体角を大きくすることができる。
これらタイプ1およびタイプ2の検出装置について、上記要求されている要件との関係について検討する。
FIG. 5 shows a type 2 detection device 110.
In the detection apparatus 110, a sample 113 is sandwiched between a pair of disc-shaped plastic scintillators 114, and the sample 113 is sequentially formed from the bottom into the well of the gamma ray detector 111 in which a cylindrical hole 115 having a well structure is opened from one end. A pair of disc-shaped plastic scintillators 114 and a cylindrical beta ray receiver 112 are inserted and arranged.
The type 2 detection device 110 can increase the solid angle of light received by the plastic scintillator 114.
For these type 1 and type 2 detectors, the relationship with the required requirements will be examined.

図4のタイプ1の検出装置100は、対向配置したベータ線用受光器103、103におけるベータ線同時計数により個々のノイズを低減するメリットを有するが、発光するプラスチックシンチレータ106、106の受光立体角が小さく、導光距離が長くなり、弱い発光すなわち低エネルギーのベータ線を測るためには不利となるデメリットがある。また、装置全体が大きくなるというデメリットもある。   The type 1 detection device 100 in FIG. 4 has the merit of reducing individual noise by beta ray coincidence in the beta ray receivers 103 and 103 arranged opposite to each other, but the solid angle of light received by the plastic scintillators 106 and 106 that emit light. However, there are disadvantages that are disadvantageous for measuring weak light emission, that is, low-energy beta rays. In addition, there is a demerit that the entire apparatus becomes large.

図5のタイプ2の検出装置110は、プラスチックシンチレータ114、114の受光立体角が大きいというメリットを有するが、受光器112自身のノイズが低エネルギーベータ成分と分離できないというデメリットがある。また、試料113は円板2枚のプラスチックシンチレータ114、114に挟まれているが、受光器112から遠い側のシンチレータでの発光が、受光器112まで届きにくいというデメリットもある。   The type 2 detection device 110 in FIG. 5 has the advantage that the solid angle of light received by the plastic scintillators 114 and 114 is large, but has the disadvantage that the noise of the light receiver 112 itself cannot be separated from the low energy beta component. Further, although the sample 113 is sandwiched between two plastic scintillators 114, 114, there is a demerit that light emitted from the scintillator far from the light receiver 112 does not easily reach the light receiver 112.

特願2012−081420Japanese Patent Application No. 2012-081420

本発明の目的は、プラスチックシンチレータの受光立体角を大きくすると共に、ベータ線用受光器個々のノイズを低減し、装置全体を小さくした大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置を提供することにある。   It is an object of the present invention to provide a large solid angle gamma ray / beta ray simultaneous detection device in which the solid angle of light received by a plastic scintillator is increased, the noise of each beta ray receiver is reduced, and the entire device is reduced. .

本発明は上記目的を達成するために以下の解決手段を採用する。
本発明のタイプ3の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置は、上記目的を達成するために下記の解決手段を採用する。
(1)ガンマ線用シンチレータをガンマ線検出器ケースの貫通孔の周りに配置し、ガンマ線検出器の貫通孔にベータ線用プラスチックシンチレータを有するベータ線用受光器を挿通配置する。
The present invention employs the following solutions in order to achieve the above object.
The large solid angle gamma ray / beta ray simultaneous detection apparatus of type 3 according to the present invention employs the following solution means in order to achieve the above object.
(1) A gamma ray scintillator is arranged around the through hole of the gamma ray detector case, and a beta ray receiver having a beta ray plastic scintillator is inserted into the through hole of the gamma ray detector.

詳しくは、タイプ3の検出装置は、ガンマ線検出器の端面を除く側面に貫通孔を形成し、ガンマ線用シンチレータをこの貫通孔の周りに配置すると共に、この貫通孔に、前記一対のベータ線用受光器と一対のベータ線用プラスチックシンチレータからなるベータ線用受光器組立体を密接状態に挿通配置している。
特に、ガンマ線用シンチレータはガンマ線検出器の貫通孔の周りに配置され、貫通孔内に挿入されるベータ線用受光器組立体内の測定試料に対するガンマ線立体角は貫通孔方向を除く広角度に構成される。
Specifically, in the type 3 detection device, a through hole is formed on the side surface excluding the end face of the gamma ray detector, and a scintillator for gamma rays is arranged around the through hole, and the pair of beta rays is disposed in the through hole. A beta ray receiver assembly composed of a photodetector and a pair of beta ray plastic scintillators is inserted in close contact therewith.
In particular, the gamma ray scintillator is arranged around the through hole of the gamma ray detector, and the gamma ray solid angle with respect to the measurement sample in the beta ray receiver assembly inserted into the through hole is configured to have a wide angle excluding the through hole direction. The

(2) 前記(1)において、前記貫通孔を前記ガンマ線検出器の側面に前記ガンマ線検出器の軸線と直交するように設ける。
詳しくは、タイプ3の検出装置は、ガンマ線検出器の端面を除く側面にガンマ線検出器の軸線と直行するように円筒状の貫通孔を形成し、この貫通孔にベータ線用受光器組立体を密接状態に挿通配置している。
(2) In (1), the through hole is provided on a side surface of the gamma ray detector so as to be orthogonal to the axis of the gamma ray detector.
Specifically, in the type 3 detection device, a cylindrical through hole is formed on the side surface excluding the end face of the gamma ray detector so as to be orthogonal to the axis of the gamma ray detector, and a beta ray receiver assembly is formed in the through hole. It is placed in close contact.

(3) 前記(1)または(2)において、前記ベータ線用受光器を上側ベータ線用受光器と下側ベータ線用受光器の一対とし、上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータを前記一対のベータ線用受光器で挟んでベータ線用受光器組立体とする。
詳しくは、検出時、測定試料を一対の上側と下側の円板状のベータ線用プラスチックシンチレータで挟んでベータ線用プラスチックシンチレータ組立体として組み立てておき、一対の円筒状の上側および下側ベータ線用受光器を、それらベータ線用受光器の各端面で前記ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体を挟むように連設してベータ線用受光器組立体とし、円筒状のガンマ線検出器の円形状平面の端面を除く側面にガンマ線検出器の軸線と直行するように円筒状の貫通孔を形成し、この貫通孔に前記一対のベータ線用受光器と検出時、測定試料を収納する前記一対のベータ線用プラスチックシンチレータからなるベータ線用受光器組立体を隙間が少なくなるように挿通配置する。
但し、上記「上側」、「下側」は、絶対的な上下関係を意味せず、一対を構成するそれぞれを識別可能に表している。以下同様。
(3) In the above (1) or (2), the beta ray receiver is a pair of an upper beta ray receiver and a lower beta ray receiver, and the upper and lower beta ray plastic scintillators are provided A beta ray receiver assembly is sandwiched between a pair of beta ray receivers.
Specifically, at the time of detection, a measurement sample is sandwiched between a pair of upper and lower disk-shaped plastic scintillators for beta rays and assembled as a plastic scintillator assembly for beta rays, and a pair of cylindrical upper and lower beta scintillators is assembled. A beta ray receiver assembly is formed by connecting the beta ray receivers so as to sandwich the beta ray plastic scintillator assembly at each end face of the beta ray receivers, and a circular shape of a cylindrical gamma ray detector. A cylindrical through hole is formed on a side surface excluding the end face of the plane so as to be orthogonal to the axis of the gamma ray detector, and the pair of beta ray receivers and the pair of measurement samples are stored in the through hole in the detection. A beta ray receiver assembly made of a beta ray plastic scintillator is inserted and arranged so as to reduce the gap.
However, the above “upper side” and “lower side” do not mean an absolute vertical relationship, and represent each of which constitutes a pair so as to be identifiable. The same applies below.

(4) 前記(1)ないし(3)のいずれか1項において、前記貫通孔を円筒状とし、前記プラスチックシンチレータを円板状とし、前記ベータ線用受光器を円筒状とし、前記ガンマ線検出器を円筒状とする。
このように円板状、円筒状とすることにより、円筒状の貫通孔と共通の円形で整合させ、組立時の取り付け角度規制を無くし、組み立て容易な構成とする。
(4) The gamma ray detector according to any one of (1) to (3), wherein the through hole is cylindrical, the plastic scintillator is disk-shaped, the beta ray receiver is cylindrical. Is cylindrical.
Thus, by making it disk-shaped or cylindrical, it is aligned with a circular shape common to the cylindrical through-hole, eliminating the mounting angle restriction at the time of assembly, and having a configuration that is easy to assemble.

上記解決手段を採用した本発明の検出装置は、検出時測定試料を一対の上側と下側の円板状のベータ線用シンチレータで挟んでベータ線用シンチレータ組立体として組み立てておき、一対の円筒状の上側および下側ベータ線用受光器を、そのベータ線用受光器の各端面でベータ線用シンチレータ組立体を挟むように連設してベータ線用受光器組立体とし、円筒状のガンマ線検出器の円形状平面の端面を除く側面にガンマ線検出器の軸線と直行するように円筒状の貫通孔を形成し、ガンマ線用シンチレータをガンマ線検出器ケースの貫通孔の周りに配置し、この貫通孔に前記ベータ線用受光器組立体を隙間が少なくなるように挿通配置する。   The detection apparatus of the present invention adopting the above-described solution means that a measurement sample at the time of detection is sandwiched between a pair of upper and lower disc-shaped beta ray scintillators and assembled as a beta ray scintillator assembly, and a pair of cylinders The upper and lower beta ray receivers are connected in series so as to sandwich the beta ray scintillator assembly at each end face of the beta ray receiver to form a beta ray receiver assembly, and cylindrical gamma rays A cylindrical through-hole is formed on the side surface excluding the end face of the circular plane of the detector so as to be perpendicular to the axis of the gamma-ray detector, and a gamma-ray scintillator is arranged around the through-hole of the gamma-ray detector case. The beta ray receiver assembly is inserted into the hole so that the gap is reduced.

シンチレータとして、本発明のベータ線用シンチレータはプラスチックシンチレータ、ガンマ線用シンチレータはタリウム活性化ヨウ化ナトリウム(NaI(Tl))を用いて説明する。
シンチレータで発光した光は非常に微弱な光なので、光を増幅するためにフォトマルチプライヤー(以下、PMT)を用いる。PMTは、光電子増倍管とも云い、光を電気信号に変換する。
As the scintillator, the beta ray scintillator of the present invention will be described using a plastic scintillator, and the gamma ray scintillator will be described using thallium activated sodium iodide (NaI (Tl)).
Since the light emitted from the scintillator is very weak light, a photomultiplier (hereinafter referred to as PMT) is used to amplify the light. The PMT, also called a photomultiplier tube, converts light into an electrical signal.

ガンマ線・ベータ線同時検出装置は、実施例では、中心位置に測定試料を配置するようになっているベータ線検出用の上側と下側の板状のプラスチックシンチレータと、このプラスチックシンチレータに接合され、このプラスチックシンチレータ内でベータ線に起因して発生する蛍光を検出し信号を発生する上側と下側のPMT(図示省略)等からなる一対の上側と下側のベータ線用受光器と、ガンマ線検出用のNaI(Tl)(タリウム活性化ヨウ化ナトリウムシンチレーション)検出器(図示省略)と、NaI(Tl)検出器で発生した蛍光を信号に変換して出力するPMT(図示省略)等からなるガンマ線検出器を備え、測定試料が発生したベータ(β)線を上側と下側のプラスチックシンチレータで捉えて信号に変換して出力すると共に、測定試料が発生したガンマ(γ)線を貫通孔の周りのNaI(Tl)検出器で捉え、信号に変換して出力する。   In the embodiment, the gamma ray / beta ray simultaneous detection device is joined to the upper and lower plate-like plastic scintillators for detecting the beta rays, and the plastic scintillator is arranged to place the measurement sample at the center position. In this plastic scintillator, a pair of upper and lower beta ray receivers composed of upper and lower PMTs (not shown) for detecting the fluorescence generated due to beta rays and generating signals, and gamma ray detection Gamma rays comprising a NaI (Tl) (thallium activated sodium iodide scintillation) detector (not shown) and a PMT (not shown) that converts fluorescence generated by the NaI (Tl) detector into a signal and outputs the signal. When equipped with a detector, the beta (β) ray generated by the measurement sample is captured by the upper and lower plastic scintillators, converted into a signal, and output. , The gamma (gamma) rays sample occurs captured with NaI (Tl) detector around the through hole, and outputs the converted signal.

測定試料を中心とし、おおよそ全方位的にベータ線用プラスチックシンチレータで包囲すると共に、貫通孔方向以外の方位をカバーするように円筒状のガンマ線用プラスチックシンチレータを配置する。この構成により、ベータ線およびガンマ線を正確且つ効率よくほとんど全方位で検出することができる。
A plastic scintillator for cylindrical gamma rays is arranged so as to be surrounded in all directions by the plastic scintillator for beta rays, with the measurement sample as the center, and to cover directions other than the through-hole direction. With this configuration, beta rays and gamma rays can be detected accurately and efficiently in almost all directions.

本発明の効果について以下に詳述する。
(1)本発明の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置は、ガンマ線用シンチレータをガンマ線検出器ケースの貫通孔の周りに配置し、ガンマ線検出器ケースの貫通孔にプラスチックシンチレータを有するベータ線用受光器を挿通配置する。
これを実施例に則して説明すると、本発明のタイプ3の検出装置は、ガンマ線検出器の端面を除く側面にガンマ線検出器の軸線と直行するように円筒状の貫通孔を形成し、ガンマ線用シンチレータをガンマ線検出器ケース内の貫通孔の周りに配置し、この貫通孔に前記一対のベータ線用受光器とプラスチックシンチレータからなる受光器組立体を密接状態に挿通配置している。
The effects of the present invention will be described in detail below.
(1) The large solid angle gamma ray / beta ray simultaneous detection device of the present invention is for a beta ray in which a gamma ray scintillator is disposed around a through hole of a gamma ray detector case and a plastic scintillator is provided in the through hole of the gamma ray detector case. Insert the receiver.
This will be described with reference to the embodiment. The type 3 detection apparatus of the present invention forms a cylindrical through-hole so as to be perpendicular to the axis of the gamma ray detector on the side surface except the end face of the gamma ray detector. The scintillator is disposed around a through hole in the gamma ray detector case, and the pair of beta ray light receivers and the light receiver assembly including the plastic scintillator are inserted into the through holes in close contact with each other.

このように構成したので、小型タイプのベータ線用受光器をガンマ線検出器内に配置して使用空間を小さくしていることに加え、ガンマ線検出器が1台になることにより、装置全体を小さくできる。
さらに、ベータ線用受光器とガンマ線検出器が貫通孔部分で測定試料を中心として交差配置されているので、測定試料から受光器および検出器までの距離を短くでき、その結果測定感度を向上させることができる。また、ガンマ線用シンチレータは、ガンマ線検出器ケース内の貫通孔の周りに配置され、貫通孔内に挿入されるベータ線用受光器組立体内の測定試料に対するガンマ線立体角を、貫通孔方向を除く広角度に構成することができる。
Since it is configured in this way, a small type beta ray detector is arranged in the gamma ray detector to reduce the use space, and by using one gamma ray detector, the entire device is reduced. it can.
Furthermore, since the beta-ray receiver and the gamma-ray detector are crossed around the measurement sample at the through-hole portion, the distance from the measurement sample to the receiver and detector can be shortened, resulting in improved measurement sensitivity. be able to. In addition, the gamma ray scintillator is arranged around the through hole in the gamma ray detector case, and the gamma ray solid angle with respect to the measurement sample in the beta light receiver assembly inserted into the through hole is widened excluding the through hole direction. Can be configured to angle.

(2) 前記(1)において、前記貫通孔を前記ガンマ線検出器の側面に前記ガンマ線検出器の軸線と直交するように設ける。
本発明の検出装置は、ガンマ線検出器の端面を除く側面にガンマ線検出器の軸線と直行するように円筒状の貫通孔を形成し、この貫通孔にベータ線用受光器組立体を密接状態に挿通配置している。
このように構成することにより、ベータ線用受光器とガンマ線検出器が貫通孔部分で測定試料を中心として直交配置されるので、感度を最大にできる。その結果、計数統計の不確かさを低減させることができる。
(2) In (1), the through hole is provided on a side surface of the gamma ray detector so as to be orthogonal to the axis of the gamma ray detector.
In the detection device of the present invention, a cylindrical through hole is formed on a side surface excluding the end face of the gamma ray detector so as to be perpendicular to the axis of the gamma ray detector, and the beta ray receiver assembly is brought into close contact with the through hole. Insertion is arranged.
By configuring in this way, the beta ray receiver and the gamma ray detector are arranged orthogonally around the measurement sample in the through hole portion, so that the sensitivity can be maximized. As a result, the uncertainty of counting statistics can be reduced.

また、ベータ線の導光方向とガンマ線の導光方向とが重ならずに測定することができると共に、検出器の配置の制約が少なくなり、外部からのノイズがガンマ線検出器に入ることを防ぐための遮蔽体(通常は鉛ブロックの積み上げ体)を含めた装置関連構成全体を小型にできる。更に、そのように小型化できるため、ハンドキャリーできるサイズおよび重さにすることができ、実験室以外でも測定可能となる。実施例では、例えば、直径100mm、中心軸方向長さ320mmの構成例がある。   In addition, the beta light guide direction and the gamma ray guide direction can be measured without overlapping, and the arrangement of detectors is reduced, preventing external noise from entering the gamma ray detector. The entire apparatus-related configuration including the shielding body (usually a stacked body of lead blocks) can be reduced in size. Furthermore, since it can be miniaturized in this way, it can be made a size and weight that can be hand-carried and can be measured outside the laboratory. In the embodiment, for example, there is a configuration example having a diameter of 100 mm and a length in the central axis direction of 320 mm.

(3) 前記(1)または(2)において、前記ベータ線用受光器を上側ベータ線用受光器と下側ベータ線用受光器の一対とし、前記ベータ線用プラスチックシンチレータを前記一対のベータ線用受光器で挟んでベータ線用受光器組立体とする。
詳しくは、測定試料を一対の円板状のベータ線用プラスチックシンチレータで挟んでベータ線用プラスチックシンチレータ組立体として組み立てておき、一対の円筒状のベータ線用受光器を、そのベータ線用受光器の対向する各端面でベータ線用プラスチックシンチレータ組立体を挟むように連設して受光器組立体とし、円筒状のガンマ線検出器の円形状平面の端面を除く側面にガンマ線検出器の軸線と直行するように円筒状の貫通孔を形成し、この貫通孔に前記ベータ線用受光器組立体を隙間が少なくなるように挿通配置する。
(3) In the above (1) or (2), the beta ray photoreceiver is a pair of an upper beta ray photoreceiver and a lower beta ray photoreceiver, and the beta ray plastic scintillator is the pair of beta rays. A beta light receiver assembly is sandwiched between the light receivers.
Specifically, a measurement specimen is sandwiched between a pair of disc-shaped plastic scintillators for beta rays and assembled as a plastic scintillator assembly for beta rays, and a pair of cylindrical beta-ray photoreceivers The beta-ray plastic scintillator assembly is sandwiched between the opposing end faces of the laser to form a light receiver assembly. The cylindrical gamma ray detector has a circular plane that is perpendicular to the axis of the gamma ray detector on the side face except the end face In this way, a cylindrical through hole is formed, and the beta ray receiver assembly is inserted into the through hole so as to reduce the gap.

このように構成することにより、測定試料を一対の円板状のベータ線用プラスチックシンチレータで挟んでベータ線用プラスチックシンチレータ組立体として組み立てておくことができるので、簡単に組み立てることができる。
さらに、一対のベータ線用受光器の対向する各端面でベータ線用プラスチックシンチレータ組立体を挟むように連設してベータ線用受光器組立体を組み立てることができるので、簡単に組み立てることができる。
With this configuration, the measurement sample can be sandwiched between a pair of disc-shaped plastic scintillators for beta rays and assembled as a plastic scintillator assembly for beta rays, so that the assembly can be easily performed.
Furthermore, since the beta ray plastic scintillator assembly can be continuously arranged so as to sandwich the beta ray plastic scintillator assembly between the opposing end faces of the pair of beta ray photodetectors, the beta ray receiver assembly can be easily assembled. .

(4) 前記(1)ないし(3)のいずれか1項において、前記貫通孔を円筒状とし、前記プラスチックシンチレータを円板状とし、前記ベータ線用受光器を円筒状とし、前記ガンマ線検出器を円筒状とする。
このように円板状、円筒状とすることにより、円筒状の貫通孔と共通の円形で整合させ、組立時の取り付け角度規制を無くし、組み立て容易とできる。
(4) The gamma ray detector according to any one of (1) to (3), wherein the through hole is cylindrical, the plastic scintillator is disk-shaped, the beta ray receiver is cylindrical. Is cylindrical.
Thus, by making it disk-shaped or cylindrical, it is possible to align with a circular shape common to the cylindrical through hole, eliminate the mounting angle restriction during assembly, and facilitate assembly.

本発明のβ線検出器とγ線検出器を組み合わせた大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置の概略図である。It is the schematic of the large solid angle gamma ray and beta ray simultaneous detection apparatus which combined the beta ray detector of this invention, and the gamma ray detector. 試料を囲い込むように配置したベータ線用プラスチックシンチレータの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the plastic scintillator for beta rays arrange | positioned so that a sample may be enclosed. 本発明の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置の実施例の構成図である。It is a block diagram of the Example of the large solid angle gamma ray and beta ray simultaneous detection apparatus of this invention. 従来の、プラスチックシンチレータおよびその周囲の導光部を挟む向きに一対の円筒形状のガンマ線検出器を設け、導光部に連設しガンマ線検出器を囲周するように環状のベータ線用検出器を設けたガンマ線・ベータ線同時検出装置の断面図(中心で切った図)である。A conventional beta-ray detector that is provided with a pair of cylindrical gamma ray detectors in a direction to sandwich the plastic scintillator and the surrounding light guide unit, and is connected to the light guide unit so as to surround the gamma ray detector. It is sectional drawing (figure cut | disconnected by the center) of the gamma ray and beta ray simultaneous detection apparatus provided. 従来の、一端から井戸構造となる円筒形の穴を開けたガンマ線検出器に、その井戸に底から順にプラスチックシンチレータとベータ線用受光器を挿入する構造のガンマ線・ベータ線同時検出装置の断面図(中心で切った図)である。Cross-sectional view of a conventional gamma ray / beta ray simultaneous detector with a structure in which a plastic scintillator and a beta ray receiver are inserted into the well in order from the bottom into a conventional gamma ray detector with a well-shaped cylindrical hole from one end. (Figure cut at the center).

本発明のガンマ(γ)線検出器とベータ(β)線検出器を組み合わせた大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置を図面に基づいて詳述する。   A large solid angle gamma ray / beta ray simultaneous detection device combining a gamma (γ) ray detector and a beta (β) ray detector of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に、本発明のタイプ3の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置1の実施例1の概略図を示す。図1(a)は鳥瞰図、図1(b)は図1(a)のB−B断面図(図1(a)におけるガンマ線検出器4の円筒軸並びに上側ベータ線用受光器3aおよび下側ベータ線用受光器3bの円筒軸を含む断面図である。)、図1(c)は図1(a)のA−A平面図である。   FIG. 1 shows a schematic diagram of a first embodiment of a large solid angle gamma ray / beta ray simultaneous detection apparatus 1 of type 3 according to the present invention. 1A is a bird's eye view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1A (the cylindrical axis of the gamma ray detector 4 in FIG. FIG. 1C is a cross-sectional view including the cylindrical axis of the beta ray receiver 3b. FIG. 1C is a plan view taken along line AA of FIG.

本発明のタイプ3の検出装置1は、ベータ線用プラスチックシンチレータ2、ベータ線用受光器11および、貫通孔32を設けたガンマ線検出器30から構成される。
ベータ線用プラスチックシンチレータ2は、上側ベータ線用プラスチックシンチレータ3と、下側ベータ線用プラスチックシンチレータ5の一対から構成されている。上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ3、5で測定試料10を挟持する。測定試料10は、溶液を滴下乾燥させたもので、極めて薄い薄片で構成される。
The type 3 detector 1 of the present invention includes a beta ray plastic scintillator 2, a beta ray receiver 11, and a gamma ray detector 30 provided with a through hole 32.
The beta-ray plastic scintillator 2 includes a pair of an upper beta-ray plastic scintillator 3 and a lower beta-ray plastic scintillator 5. The measurement sample 10 is sandwiched between the upper and lower beta-ray plastic scintillators 3 and 5. The measurement sample 10 is a solution obtained by dripping and drying a solution, and is composed of extremely thin flakes.

実用上、測定試料10を収納したシンチレータ3、5は光学セメントにより封止される。上側ベータ線用プラスチックシンチレータ3、測定試料10および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ5でベータ線用プラスチックシンチレータ組立体2を形成する。
両ベータ線用プラスチックシンチレータ3,5は、全体形状として板状、好ましくは円板状に形成されている。上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ3,5は、その対向する端面の中央領域、好ましくは径方向中心領域に測定試料10を囲い込む構成が形成されている。
Practically, the scintillators 3 and 5 containing the measurement sample 10 are sealed with optical cement. The plastic scintillator assembly 2 for beta rays is formed by the plastic scintillator 3 for upper beta rays, the measurement sample 10 and the plastic scintillator 5 for lower beta rays.
Both the beta-ray plastic scintillators 3 and 5 are formed in a plate shape, preferably a disc shape as a whole. The upper and lower beta-ray plastic scintillators 3 and 5 are configured to enclose the measurement sample 10 in the central region, preferably the radial central region, of the opposing end surfaces.

ベータ線用受光器11は、上側ベータ線用受光器12、下側ベータ線用受光器15の一対から構成されている。ベータ線用受光器11は、ベータ線用プラスチックシンチレータ2と、このベータ線用プラスチックシンチレータ2内でベータ線に起因して発生するシンチレータ蛍光を検出し信号を発生するベータ線用PMT(図示省略)と、ベータ線用PMT駆動・検出回路(図示省略)を有する。   The beta ray photoreceiver 11 is composed of a pair of an upper beta ray photoreceiver 12 and a lower beta ray photoreceiver 15. The beta ray receiver 11 includes a beta ray plastic scintillator 2 and a beta ray PMT (not shown) for detecting scintillator fluorescence generated in the beta ray plastic scintillator 2 due to the beta ray and generating a signal. And a beta ray PMT drive / detection circuit (not shown).

上側ベータ線用受光器12は、上側ベータ線用受光器ケース13およびそのケース13内に収納される上側ベータ線用PMT(図示省略)および上側ベータ線用PMT駆動・検出回路(図示省略)を有する。
上側ベータ線用PMT駆動・検出回路は、PMTのための高圧印加回路、PMTからの信号を出力する回路等から構成される。
The upper beta ray receiver 12 includes an upper beta ray receiver case 13, an upper beta ray PMT (not shown) and an upper beta ray PMT drive / detection circuit (not shown) housed in the case 13. Have.
The upper beta ray PMT drive / detection circuit includes a high voltage application circuit for the PMT, a circuit for outputting a signal from the PMT, and the like.

ケース13は、上下に蓋がある筒体状、好ましくは円筒状に形成される。この蓋の一方は、上側ベータ線用プラスチックシンチレータ3の端部を位置決め固定するように形成される。この蓋の端面は、シンチレータ3を位置決め固定するために、好ましくは、凹型の溝を有する端面構造とする(図示省略)。この凹型の溝にシンチレータ3を嵌合固定する。凹型の溝の深さはシンチレータ3を位置決め収納できる程度の微小な寸法とする。実用上、シンチレータ3は凹型の溝内に収納され、受光器11および受光器12への外部からの光の侵入を防ぐための遮光性テープで封止される。   The case 13 is formed in a cylindrical shape with lids on the top and bottom, preferably in a cylindrical shape. One of the lids is formed so as to position and fix the end portion of the upper beta ray plastic scintillator 3. In order to position and fix the scintillator 3, the end surface of the lid preferably has an end surface structure having a concave groove (not shown). The scintillator 3 is fitted and fixed in this concave groove. The depth of the concave groove is set to such a small dimension that the scintillator 3 can be positioned and accommodated. Practically, the scintillator 3 is housed in a concave groove and sealed with a light-shielding tape for preventing light from entering the light receiver 11 and the light receiver 12 from the outside.

上側ベータ線用PMTの端面であるベータ線用受光面は、上記受光器ケース13の蓋を介して、上側ベータ線用プラスチックシンチレータ3の端面と近接状態に対向配置される(図示省略)。この構成により、測定試料からのベータ線を広角度且つ近接状態で検出できるようになる。
下側ベータ線用受光器15は、下側ベータ線用受光器ケース16およびそのケース16内に収納される下側ベータ線用PMT(図示省略)および下側ベータ線用PMT駆動・検出回路(図示省略)を有する。
The beta ray light receiving surface, which is the end surface of the upper beta ray PMT, is disposed opposite to the end surface of the upper beta ray plastic scintillator 3 via the lid of the light receiver case 13 (not shown). With this configuration, beta rays from the measurement sample can be detected in a wide angle and close state.
The lower beta ray receiver 15 includes a lower beta ray receiver case 16, a lower beta ray PMT (not shown) and a lower beta ray PMT drive / detection circuit (not shown) housed in the case 16. (Not shown).

下側ベータ線用PMT駆動・検出回路は、PMTのための高圧印加回路、PMTからの信号を出力する回路等から構成される。
ケース16は、上下に蓋がある筒体状、好ましくは円筒状に形成される。この蓋の一方は、下側ベータ線用プラスチックシンチレータ5の端部を位置決め固定するように形成される。この蓋の端面は、シンチレータ5を位置決め固定するために、好ましくは、凹型の溝を有する端面構造とする(図示省略)。この凹型の溝にシンチレータ5を嵌合固定する。凹型の溝の深さはシンチレータ5を位置決め収納できる程度の微小な寸法とする。実用上、シンチレータ5は凹型の溝内に収納され、受光器11および受光器12への外部からの光の侵入を防ぐための遮光性テープで封止される。
The lower beta ray PMT drive / detection circuit includes a high voltage application circuit for the PMT, a circuit for outputting a signal from the PMT, and the like.
The case 16 is formed in a cylindrical shape with lids on the upper and lower sides, preferably in a cylindrical shape. One of the lids is formed so as to position and fix the end portion of the lower beta ray plastic scintillator 5. In order to position and fix the scintillator 5, the end surface of the lid preferably has an end surface structure having a concave groove (not shown). The scintillator 5 is fitted and fixed in this concave groove. The depth of the concave groove is set to a minute dimension that allows the scintillator 5 to be positioned and accommodated. Practically, the scintillator 5 is housed in a concave groove and sealed with a light shielding tape for preventing light from entering the light receiver 11 and the light receiver 12 from the outside.

下側ベータ線用PMTの端面であるベータ線用受光面は、上記受光器ケース16の蓋を介して、下側ベータ線用プラスチックシンチレータ5の端面と近接状態に対向配置される(図示省略)。この構成により、測定試料からのベータ線を広角度且つ近接状態で検出できるようになる。   The beta-ray light-receiving surface, which is the end surface of the lower beta-ray PMT, is disposed in close proximity to the end surface of the lower beta-ray plastic scintillator 5 via the lid of the receiver case 16 (not shown). . With this configuration, beta rays from the measurement sample can be detected in a wide angle and close state.

上側と下側のベータ線用受光器12、15でベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7を嵌合固定並びに挟持して、上側ベータ線用受光器12、ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7および下側ベータ線用受光器15でベータ線用受光器組立体28を形成する。その際、各受光器12、15のケース13、16の対向する各端面にベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7の各端面を外形形状が整合した状態で固定し、最終的に受光器12、15でベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7を挟むように密接状態に連設する。   The beta-ray plastic scintillator assembly 7 is fitted, fixed, and sandwiched between the upper and lower beta-ray receivers 12 and 15, and the upper beta-ray receiver 12, the beta-ray plastic scintillator assembly 7, and the lower side The beta ray receiver 15 forms a beta ray receiver assembly 28. At that time, the end faces of the beta-ray plastic scintillator assembly 7 are fixed to the opposite end faces of the cases 13 and 16 of the light receivers 12 and 15 in a state where the outer shapes are aligned, and finally the light receivers 12 and 15. The beta-ray plastic scintillator assembly 7 is connected in close contact with each other.

ガンマ線検出器30は、ガンマ線検出器ケース31、そのケース31内に収納されるガンマ線用シンチレータ(例えば、NaI(TI)検出器)(図示省略)35、ガンマ線用PMT(図示省略)およびそのPMTのための高圧印加回路およびPMTからの信号を出力する回路等から構成されるガンマ線用PMT駆動・検出回路(図示省略)から構成される。   The gamma ray detector 30 includes a gamma ray detector case 31, a gamma ray scintillator (for example, NaI (TI) detector) (not shown) 35, a gamma ray PMT (not shown), and a PMT of the PMT. And a gamma ray PMT drive / detection circuit (not shown) including a high-voltage application circuit and a circuit for outputting a signal from the PMT.

ガンマ線用シンチレータ35は、主に、測定試料10を内包するベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7を挿通配置するケース31の貫通孔32に近接してケース31内に配置される。ガンマ線用PMTおよびガンマ線用PMT駆動・検出回路はガンマ線用シンチレータ35よりも貫通孔32からその径方向外方に離間して配置される。   The gamma ray scintillator 35 is mainly arranged in the case 31 in the vicinity of the through hole 32 of the case 31 through which the beta ray plastic scintillator assembly 7 containing the measurement sample 10 is inserted. The gamma ray PMT and the gamma ray PMT drive / detection circuit are arranged farther outward from the through hole 32 in the radial direction than the gamma ray scintillator 35.

ケース31は、両端にガンマ線検出器端面33を構成する蓋がある筒体状、好ましくは円筒状に形成されると共に、この端面33を除くガンマ線検出器側面34にガンマ線検出器30の円筒方向軸線と直行するように貫通孔32を形成する。
この貫通孔32に前記一対の上側および下側ベータ線用受光器12、15とベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7からなるベータ線用受光器組立体28を挿通配置する。
The case 31 is formed in a cylindrical shape, preferably a cylindrical shape, having lids constituting the gamma ray detector end face 33 at both ends, and the cylindrical axis of the gamma ray detector 30 on the gamma ray detector side face 34 excluding the end face 33. A through hole 32 is formed so as to be orthogonal to
The beta ray receiver assembly 28 including the pair of upper and lower beta ray receivers 12 and 15 and the beta ray plastic scintillator assembly 7 is inserted into the through hole 32.

ガンマ線用シンチレータ35およびガンマ線用PMT(図示省略)の受光面はベータ線用プラスチックシンチレータ3、5の導光方向と直交する面、換言すると貫通孔32の軸線方向に沿った面に位置決めされる。この位置決め配置により、ベータ線の受光感度を高い値に保ちながら、ガンマ線を広角度且つ近接状態で検出できる。   The light receiving surfaces of the gamma ray scintillator 35 and the gamma ray PMT (not shown) are positioned on a surface orthogonal to the light guide direction of the beta ray plastic scintillators 3, 5, in other words, a surface along the axial direction of the through-hole 32. With this positioning arrangement, it is possible to detect gamma rays at a wide angle and in a close state while maintaining a high light receiving sensitivity of beta rays.

以上、図1の概略図に基づいて説明したように、本発明の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置1は、中心位置に測定試料10を位置決め配置するようになっている上側および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ3、5と、このプラスチックシンチレータ3、5に接合され、プラスチックシンチレータ3、5内でベータ線に起因して発生するシンチレータ蛍光を検出し信号を発生する上側および下側のベータ線用PMT(図示省略)と、そのPMTのための高圧印加回路およびPMTからの信号を出力する回路等から構成される上側および下側のベータ線用PMT駆動・検出回路と、ガンマ線検出用のガンマ線用プラスチックシンチレータ35と、このシンチレータ35で発生した蛍光を信号に変換して出力するガンマ線用PMT(図示省略)と、そのPMTのための高圧印加回路およびPMTからの信号を出力する回路等から構成されるガンマ線用PMT駆動・検出回路(図示省略)とを備える。   As described above based on the schematic diagram of FIG. 1, the large solid angle gamma ray / beta ray simultaneous detection device 1 of the present invention is configured so that the measurement sample 10 is positioned and arranged at the center position. Beta-ray plastic scintillators 3 and 5 and upper and lower betas which are joined to the plastic scintillators 3 and 5 and detect scintillator fluorescence generated in the plastic scintillators 3 and 5 due to beta rays and generate signals. Line PMT (not shown), a high voltage application circuit for the PMT, a circuit for outputting a signal from the PMT, and the like, a PMT drive / detection circuit for beta rays on the lower side, and a gamma ray detection circuit A plastic scintillator 35 for gamma rays, and a PMT for gamma rays that converts the fluorescence generated by the scintillator 35 into a signal and outputs the signal. Provided with not shown), and a high-pressure injection circuit and consists of the circuit for outputting a signal from the PMT gamma for PMT driving and detecting circuit for that PMT (not shown).

測定試料10が発生したベータ線をベータ線用プラスチックシンチレータ3、5で捉え、ベータ線用PMTで信号に変換し、ベータ線用PMT駆動・検出回路で信号処理して出力すると共に、測定試料10が発生したガンマ線をガンマ線用シンチレータ35で捉え、このガンマ線用シンチレータ35で発生した蛍光をガンマ線用PMT(図示省略)で信号に変換し、ガンマ線用PMT駆動・検出回路で処理して出力する。信号は所定の大きさの波高信号になる。   The beta ray generated by the measurement sample 10 is captured by the beta ray plastic scintillators 3 and 5, converted into a signal by the beta ray PMT, processed by the beta ray PMT drive / detection circuit and output, and the measurement sample 10 is output. Gamma rays generated by the gamma ray scintillator 35 are detected, and the fluorescence generated by the gamma ray scintillator 35 is converted into a signal by a gamma ray PMT (not shown), processed by a gamma ray PMT drive / detection circuit and output. The signal becomes a wave height signal of a predetermined magnitude.

図1の場合、両ベータ線用受光器12、15の直径に対するガンマ線検出器30の直径の比は1:3.7程度になっているが、前記比はこれに限定されない。   In the case of FIG. 1, the ratio of the diameter of the gamma ray detector 30 to the diameters of both the beta light receivers 12 and 15 is about 1: 3.7, but the ratio is not limited to this.

本発明のタイプ3のガンマ線・ベータ線同時検出装置1は、以上のように構成されているので、測定試料10を一対の上側と下側のプラスチックシンチレータ3,5で挟み込むだけで簡単に測定試料10をセットでき、上側および下側のベータ線用受光器12、15を構成するベータ線の検出効率が大きい小型のPMTをそれぞれのベータ線用プラスチックシンチレータ3,5に近づけて設けることができるので、上側および下側のベータ線用受光器2個で同時測定できると共にこの受光器12、15を測定試料10に近づけることができ、その結果、ガンマ線検出器30を貫通孔32内の測定試料10に近接して設けることができるので、測定試料との距離が近くなり、ガンマ線の検出効率を大きくすることができる。さらに、ベータ線の導光方向とガンマ線の導光方向とが重ならずに測定することができる。   Since the gamma ray / beta ray simultaneous detection apparatus 1 of type 3 of the present invention is configured as described above, the measurement sample 10 can be simply measured by simply sandwiching the measurement sample 10 between the pair of upper and lower plastic scintillators 3 and 5. 10 can be set, and small PMTs with high beta ray detection efficiency constituting the upper and lower beta ray receivers 12 and 15 can be provided close to the respective plastic scintillators 3 and 5 for beta rays. In addition, simultaneous measurement can be performed with the two upper and lower beta ray receivers, and the photodetectors 12 and 15 can be brought close to the measurement sample 10. As a result, the gamma ray detector 30 is measured in the through hole 32. Since the distance to the measurement sample is reduced, the detection efficiency of gamma rays can be increased. Furthermore, the beta light guide direction and the gamma ray guide direction can be measured without overlapping.

また、上記のように構成しているので、測定試料10を中心としてベータ線用プラスチックシンチレータ3、5の大きな受光立体角を得つつ、対向配置したベータ線用受光器12、15により個々の受光器のノイズを低減する機能を保持する。また、貫通孔32によりガンマ線検出器30とベータ線用受光器12、15を交差して配置したので別々に設ける場合と比べて検出装置全体を小さくできる。   In addition, since it is configured as described above, it is possible to obtain individual light reception by the beta ray receivers 12 and 15 disposed opposite to each other while obtaining a large light reception solid angle of the beta ray plastic scintillators 3 and 5 around the measurement sample 10. The function to reduce the noise of the vessel is retained. Further, since the gamma ray detector 30 and the beta light receivers 12 and 15 are arranged so as to intersect with each other through the through-hole 32, the entire detection device can be made smaller as compared with the case where they are provided separately.

他のタイプの検出装置と比べると、タイプ3のガンマ線・ベータ線同時検出装置1は、
タイプ1の検出装置100の場合の、発光するプラスチックシンチレータの受光立体角が小さく、導光距離が長くなることによる、弱い発光すなわち低エネルギーのベータ線を計るときの不利を解消し、
タイプ2の検出装置110の場合の、受光器自身のノイズが低エネルギーベータ成分と分離できないと共に、受光器から遠い側のプラスチックシンチレータでの発光が、受光器まで届きにくいという不利を解消している。
Compared with other types of detection devices, type 3 gamma / beta ray simultaneous detection device 1 is
In the case of the type 1 detection device 100, the light receiving solid angle of the plastic scintillator that emits light is small and the light guide distance is increased, thereby eliminating the disadvantage of measuring weak light emission, that is, low energy beta rays,
In the case of the type 2 detector 110, the noise of the light receiver itself cannot be separated from the low energy beta component, and the disadvantage that the light emitted from the plastic scintillator far from the light receiver does not easily reach the light receiver is eliminated. .

図1の概略図の例では、ベータ線検出のためにベータ線用プラスチックシンチレータ2を用いているが、例えば、無機シンチレータ、液体シンチレータ、比例計数管、GM計数管等でもよい。また、ガンマ線検出のためにガンマ線用シンチレータ、例えば、NaI(Tl)検出器(図示省略)を用いているが、例えば、他の有機シンチレータ、無機シンチレータ等でもよい。   In the example of the schematic diagram of FIG. 1, the plastic scintillator 2 for beta rays is used for detecting beta rays, but may be, for example, an inorganic scintillator, a liquid scintillator, a proportional counter, a GM counter, or the like. Further, although a gamma ray scintillator, for example, a NaI (Tl) detector (not shown) is used for gamma ray detection, other organic scintillators, inorganic scintillators, etc. may be used.

上記解決手段を採用した本発明の検出装置1は、測定試料10を一対の円板状の上側および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ3、5で挟んでベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7として組み立てておき、一対の円筒状の上側および下側ベータ線用受光器12、15を、そのベータ線用受光器12、15の対向する端面でベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7を挟むように連設してベータ線用受光器組立体28とし、円筒状のガンマ線検出器30の円形状平面の端面23を除く側面34にガンマ線検出器30の軸線と直行するように円筒状の貫通孔32を形成し、この貫通孔32に前記一対のベータ線用受光器12、15とベータ線用プラスチックシンチレータ3、5からなるベータ線用受光器組立体28を隙間が少なくなるように挿通配置する。   The detection apparatus 1 of the present invention employing the above-described solution is assembled as a beta-ray plastic scintillator assembly 7 by sandwiching a measurement sample 10 between a pair of disk-like upper and lower beta-ray plastic scintillators 3 and 5. A pair of cylindrical upper and lower beta ray receivers 12 and 15 are connected in series so that the beta ray plastic scintillator assembly 7 is sandwiched between the opposite end faces of the beta ray receivers 12 and 15. A beta ray receiver assembly 28 is formed, and a cylindrical through hole 32 is formed on a side surface 34 of the cylindrical gamma ray detector 30 except for the end surface 23 of the circular plane so as to be orthogonal to the axis of the gamma ray detector 30. In this through hole 32, the beta ray receiver assembly 28 comprising the pair of beta ray receivers 12 and 15 and the beta ray plastic scintillators 3 and 5 has a small gap. It is inserted and arranged in Kunar so.

このように構成しているので、本発明のタイプ3の検出装置1は、下記の(a)〜(j)記載の作用・効果を奏する。
(a)測定試料10を一対の上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ3、5で挟み込むだけで簡単にセットでき、
(b)測定試料10を中心位置に収納する上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ3、5を平板、特に円板とし、この円板を上側および下側ベータ線用受光器12、15のケース13、16の端部に密接状態に位置決め配置するので、測定試料10からベータ線用受光器12、15までの距離が従来のものより近くなり、しかも測定試料10からほぼ全方位の広角度でベータ線を計測できる。
Since it is comprised in this way, the type 3 detection apparatus 1 of this invention has the effect | action and effect of following (a)-(j) description.
(A) The measurement sample 10 can be easily set by simply sandwiching it between a pair of upper and lower plastic scintillators 3 and 5 for beta rays,
(B) The upper and lower beta-ray plastic scintillators 3 and 5 that house the measurement sample 10 at the center position are flat plates, particularly discs, which are used as the upper and lower beta-ray receivers 12 and 15. Since the positioning is performed in close contact with the ends of the cases 13 and 16, the distance from the measurement sample 10 to the beta ray receivers 12 and 15 is closer than the conventional one, and the measurement sample 10 has a wide angle in almost all directions. Can measure beta rays.

(c)逆の見方をすると、上側および下側ベータ線用受光器12、15をベータ線用プラスチックシンチレータ3、5に近づけて設けることができる。このことは、例えば、上側および下側ベータ線用受光器12、15を構成するPMT,すなわちベータ線の検出効率が大きく小型のPMTを、上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ3、5に近づけて設けることができるので、受光器2個で同時測定できると共に受光器12、15を測定試料10に近づけて配置できる。同時に、ガンマ線検出器30を測定試料10に対しベータ線用プラスチックシンチレータ3、5以外に介在物が無く近接対向配置することができるので、測定試料10との距離が近くなり、ガンマ線の検出効率を大きくすることができる。   (C) From the opposite viewpoint, the upper and lower beta ray light receivers 12 and 15 can be provided close to the beta ray plastic scintillators 3 and 5. This is because, for example, the PMT constituting the upper and lower beta ray receivers 12 and 15, that is, a small PMT having a large beta ray detection efficiency, is applied to the upper and lower beta ray plastic scintillators 3 and 5. Since they can be provided close to each other, simultaneous measurement can be performed with two light receivers, and the light receivers 12 and 15 can be disposed close to the measurement sample 10. At the same time, the gamma ray detector 30 can be disposed close to and opposite to the measurement sample 10 other than the beta-ray plastic scintillators 3 and 5 without any inclusions, so that the distance from the measurement sample 10 is reduced and the gamma ray detection efficiency is improved. Can be bigger.

(d)ベータ線用プラスチックシンチレータ3、5で大きな受光立体角を得つつ、互いに対向配置した上側および下側ベータ線用受光器12、15により個々の受光器のノイズを低減することができる。
(e)ガンマ線用シンチレータをガンマ線検出器ケースの貫通孔の周りに配置し、ガンマ線検出器の貫通孔にベータ線用プラスチックシンチレータを有するベータ線用受光器を挿通配置しているので、小型タイプのベータ線用受光器をガンマ線検出器内に配置して使用空間を小さくしていることに加え、ガンマ線検出器が1台になることにより、装置全体を小さくできる。
(D) While obtaining a large light receiving solid angle with the plastic scintillators 3 and 5 for beta rays, the noises of the individual light receivers can be reduced by the upper and lower beta ray light receivers 12 and 15 arranged opposite to each other.
(E) Since the gamma ray scintillator is arranged around the through hole of the gamma ray detector case, and the beta ray receiver having the beta ray plastic scintillator is inserted into the through hole of the gamma ray detector, In addition to reducing the space used by placing the beta ray detector inside the gamma ray detector, the entire device can be made smaller by using only one gamma ray detector.

さらに、ベータ線用受光器とガンマ線検出器が貫通孔部分で測定試料を中心として交差配置されているので、測定試料から受光器および検出器までの距離を短くでき、その結果測定感度を向上させることができる。また、ガンマ線用シンチレータは、ガンマ線検出器ケースの貫通孔の周りに配置され、貫通孔内に挿入されるベータ線用受光器組立体内の測定試料に対するガンマ線立体角を、貫通孔方向を除く広角度に構成することができる。   Furthermore, since the beta-ray receiver and the gamma-ray detector are crossed around the measurement sample at the through-hole portion, the distance from the measurement sample to the receiver and detector can be shortened, resulting in improved measurement sensitivity. be able to. Also, the gamma ray scintillator is arranged around the through hole of the gamma ray detector case, and the gamma ray solid angle with respect to the measurement sample in the beta ray receiver assembly inserted into the through hole is a wide angle excluding the through hole direction. Can be configured.

(f)ガンマ線検出器30に設けた貫通孔32に上側および下側ベータ線用受光器12、15を連結した組立体として配置しているので、連結した分だけ装置全体を小さくできる。さらに、測定試料10に対しベータ線用受光器12、15を連結しているので、ベータ線の測定感度を向上させることができると共に、測定試料10に対し貫通孔32を介してガンマ線検出器30を近接配置したので、測定試料10に対し近くなった分測定精度の不確かさを低減させることができる。   (F) Since the upper and lower beta light receivers 12 and 15 are arranged in the through-hole 32 provided in the gamma ray detector 30, the entire apparatus can be made smaller by the amount of connection. Further, since the beta light receivers 12 and 15 are connected to the measurement sample 10, the beta ray measurement sensitivity can be improved, and the gamma ray detector 30 is connected to the measurement sample 10 through the through hole 32. Since the two are arranged close to each other, the uncertainty of measurement accuracy can be reduced by the amount close to the measurement sample 10.

(g)タイプ1やタイプ2の検出装置と比べると、本発明のタイプ3のガンマ線・ベータ線同時検出装置1は、上記構成を備えることにより、
タイプ1の検出装置100の場合の発光するプラスチックシンチレータの受光立体角が小さく、導光距離が長くなることによる、弱い発光すなわち低エネルギーのベータ線を計るときの不利を解消し、
タイプ2の検出装置110の場合の受光器自身のノイズが低エネルギーベータ成分と分離できないと共に、受光器から遠い側のプラスチックシンチレータでの発光が、受光器まで届きにくいという不利を解消している。
(G) Compared with the type 1 and type 2 detectors, the gamma ray / beta ray simultaneous detection device 1 of type 3 of the present invention has the above-described configuration.
In the case of the type 1 detection device 100, the light receiving solid angle of the plastic scintillator that emits light is small and the light guide distance is increased, thereby eliminating the disadvantage of measuring weak light emission, that is, low energy beta rays,
In the case of the type 2 detection device 110, the noise of the light receiver itself cannot be separated from the low energy beta component, and the disadvantage that the light emitted from the plastic scintillator far from the light receiver does not easily reach the light receiver is eliminated.

(h)本発明のガンマ線・ベータ線同時検出装置1は、ガンマ線検出器30に貫通孔32を設け、測定試料10を収納する上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ3、5の重ね合わせ方向にベータ線に起因するシンチレータ蛍光を検出し信号を発生するPMT(図示省略)からなるベータ線用受光器12および15を設け、この上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ3、5の重ね合わせ方向と直交する方向にNaI(Tl)(タリウム活性化ヨウ化ナトリウムシンチレーション)検出器35を含むガンマ線検出器30を設けた。   (H) In the gamma ray / beta ray simultaneous detection apparatus 1 of the present invention, the through-hole 32 is provided in the gamma ray detector 30 and the upper and lower beta-ray plastic scintillators 3 and 5 that house the measurement sample 10 are overlapped. Are provided with beta ray receivers 12 and 15 made of PMT (not shown) for detecting scintillator fluorescence caused by beta rays and generating signals, and the upper and lower beta ray plastic scintillators 3 and 5 are overlapped. A gamma ray detector 30 including a NaI (Tl) (thallium activated sodium iodide scintillation) detector 35 was provided in a direction orthogonal to the direction.

これにより、ベータ線による上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ3、5でのエネルギー付与により発生される上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ3、5内の蛍光は、シンチレータ3、5内を透過して重ね合わせ方向のベータ線PMTで測定される。   As a result, the fluorescence in the upper and lower beta-ray plastic scintillators 3 and 5 generated by the energy application in the upper and lower beta-ray plastic scintillators 3 and 5 by the beta rays is reflected in the scintillators 3 and 5. And is measured by a beta ray PMT in the overlapping direction.

一方、この上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ3、5の重ね合わせ方向と直交する方向にNaI(Tl)(タリウム活性化ヨウ化ナトリウムシンチレーション)検出器35を設けた。これにより、ベータ線の導光方向とガンマ線の導光方向とが重ならずに測定することができると共に、受光器12、15と検出器30の配置の制約が少なくなり、測定しやすくなる。この結果、従来のように液体の人為的な処理を必要とせず、機械的に且つ簡単に、しかも精度よく放射線を検出することができる。また、構成を携帯可能で、コンパクトにできる。   On the other hand, a NaI (Tl) (thallium activated sodium iodide scintillation) detector 35 was provided in a direction orthogonal to the overlapping direction of the upper and lower beta-ray plastic scintillators 3 and 5. As a result, the light guide direction of the beta rays and the light guide direction of the gamma rays can be measured without overlapping, and restrictions on the arrangement of the light receivers 12 and 15 and the detector 30 are reduced, and measurement is facilitated. As a result, it is possible to detect radiation mechanically, easily, and with high accuracy without requiring an artificial processing of liquid as in the prior art. Further, the configuration is portable and can be made compact.

(i)ガンマ線検出器30に貫通孔32を設け、ベータ線の検出部とガンマ線の検出部を測定試料に対して異なる方向、即ち直交する方向に配置して、容易な測定試料交換を可能としながらも効率的に測定の立体角を張るようにしたので、計測の手間を大幅に軽減しつつ、正確な計測ができる。
(j)従来のガンマ線スペクトロメトリによる放射能測定よりも感度が高く、用意する測定試料量を低減することができ、測定時間の短縮、コストの低減を図ることができる。
(I) A through-hole 32 is provided in the gamma ray detector 30, and the beta ray detection unit and the gamma ray detection unit are arranged in different directions, that is, in a direction orthogonal to the measurement sample, thereby enabling easy exchange of the measurement sample. However, since the solid angle of measurement is extended efficiently, accurate measurement can be performed while greatly reducing the labor of measurement.
(J) The sensitivity is higher than that of the conventional radioactivity measurement by gamma ray spectrometry, the amount of measurement sample to be prepared can be reduced, and the measurement time and cost can be reduced.

本発明の実施例2を図3に基づいて詳述する。
図3は本発明の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置の実施例の構成図である。
図3(a)は実施例の場合の図1(b)に対応する断面図である。図3(b)は図3(a)の丸印の部分の分解拡大図である。
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the large solid angle gamma ray / beta ray simultaneous detection apparatus of the present invention.
FIG. 3A is a sectional view corresponding to FIG. 1B in the case of the embodiment. FIG. 3B is an exploded enlarged view of the circled portion of FIG.

図3の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置1は、図1に概略的に示した、ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7およびベータ線用受光器11からなるベータ線用受光器組立体28と、ガンマ線検出器30の具体的な構成からなる。
ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7は、図3(b)に示すように、測定試料10と、円板に凹型端面4を設けた凹型ベータ線用プラスチックシンチレータ8と、円板に凸型端面6を設けた凸型ベータ線用プラスチックシンチレータ9からなる。
The large solid angle gamma ray / beta ray simultaneous detection apparatus 1 of FIG. 3 is a beta ray light receiver assembly 28 which is schematically shown in FIG. 1 and includes a beta ray plastic scintillator assembly 7 and a beta ray light receiver 11. And a specific configuration of the gamma ray detector 30.
As shown in FIG. 3B, the beta-ray plastic scintillator assembly 7 includes a measurement sample 10, a concave beta-ray plastic scintillator 8 having a concave end surface 4 on a disk, and a convex end surface 6 on the disk. Is formed of a plastic scintillator 9 for convex beta rays.

組立時、凹型端面4の凹部内に測定試料10を配置すると共に凸型端面6の凸部を凹凸嵌合する。凹型端面4と凸型端面6は円形状の外周形状が好ましい。測定試料10は、溶液を滴下乾燥させたもので、極めて薄い薄片で構成される。実用上、測定試料10を収納したシンチレータ8、9は光学セメントにより封止される。   At the time of assembly, the measurement sample 10 is placed in the concave portion of the concave end surface 4 and the convex portion of the convex end surface 6 is concavo-convexly fitted. The concave end surface 4 and the convex end surface 6 preferably have a circular outer peripheral shape. The measurement sample 10 is a solution obtained by dripping and drying a solution, and is composed of extremely thin flakes. Practically, the scintillators 8 and 9 containing the measurement sample 10 are sealed with optical cement.

このように組み立てたベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7は、図3(b)に示すように、上側ベータ線用受光器ケース13の上側凹型端面14の凹部と下側ベータ線用受光器ケース16の下側凹型端面17の凹部に嵌合する。上側および下側の凹型端面14,17は、換言すると、環状凸壁で形成されていると云える。この環状凸壁は、上側ベータ線用受光器ケース13または上側ベータ線用PMT22、および、下側ベータ線用受光器ケース16または下側ベータ線用PMT23で構成される。   The beta-ray plastic scintillator assembly 7 assembled in this way has a recess in the upper concave end face 14 of the upper beta-ray receiver case 13 and a lower beta-ray receiver case 16 as shown in FIG. The lower concave end surface 17 is fitted into the concave portion. In other words, it can be said that the upper and lower concave end faces 14 and 17 are formed by annular convex walls. The annular convex wall is constituted by the upper beta ray receiver case 13 or the upper beta ray PMT 22 and the lower beta ray receiver case 16 or the lower beta ray PMT 23.

このような嵌合構造をとることにより、測定試料10を中心として、ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7、上側ベータ線用PMT22および下側ベータ線用PMT23の中心を合わせる位置合わせを行う。   By adopting such a fitting structure, with the measurement sample 10 as the center, alignment of the beta ray plastic scintillator assembly 7, the upper beta ray PMT22, and the lower beta ray PMT23 is performed.

ベータ線用受光器11は、上側ベータ線用受光器12と下側ベータ線用受光器15からなる。上側ベータ線用受光器12は、筒型の上側ベータ線用受光器ケース13内に上側ベータ線用PMT22と上側ベータ線用PMT駆動・検出回路24を収納すると共に該ケース13から信号用や高圧給電用等の上側ベータ線用ケーブル26を引き出した構造に構成されている。下側ベータ線用受光器15は、同様に、筒型の下側ベータ線用受光器ケース16内に下側ベータ線用PMT23と下側ベータ線用PMT駆動・検出回路25を収納すると共に該ケース16から信号用や高圧給電用等の下側ベータ線用ケーブル27を引き出した構造に構成されている。   The beta ray receiver 11 includes an upper beta ray receiver 12 and a lower beta ray receiver 15. The upper beta ray receiver 12 accommodates an upper beta ray PMT 22 and an upper beta ray PMT drive / detection circuit 24 in a cylindrical upper beta ray receiver case 13, and from the case 13 for signals and high voltage. The upper beta wire cable 26 for power feeding or the like is drawn out. Similarly, the lower beta ray receiver 15 accommodates a lower beta ray PMT 23 and a lower beta ray PMT drive / detection circuit 25 in a cylindrical lower beta ray receiver case 16. The lower beta wire cable 27 for signal or high voltage power supply is drawn from the case 16 so as to be drawn out.

上側および下側ベータ線用PMT駆動・検出回路24、25は、PMTのための高圧印加回路、PMTからの信号を出力する回路等から構成される。   The PMT drive / detection circuits 24 and 25 for the upper and lower beta rays are composed of a high voltage application circuit for the PMT, a circuit for outputting a signal from the PMT, and the like.

ガンマ線検出器30は、円筒状のガンマ線検出器ケース31に、その円筒の長さ方向軸線と直交する方向に貫通孔32が設けられている。貫通孔32は両端面を除く側面の円筒面に開口する。貫通孔32には、開口間に0.5mm程度の薄いアルミニウム等の金属筒体37が設けられている。金属筒体37はガンマ線検出器ケース31に固定されている。光学窓39で仕切られたガンマ線検出器ケース31内で且つ金属筒体37内を除く空間には、ガンマ線用シンチレータ35が設けられている。ガンマ線検出器ケース31とガンマ線用シンチレータ35の間には反射材36が貼り付けられている。   The gamma ray detector 30 is provided with a through hole 32 in a cylindrical gamma ray detector case 31 in a direction orthogonal to the longitudinal axis of the cylinder. The through hole 32 opens in a cylindrical surface on the side surface excluding both end surfaces. The through-hole 32 is provided with a thin metal cylinder 37 such as aluminum having a thickness of about 0.5 mm between the openings. The metal cylinder 37 is fixed to the gamma ray detector case 31. A gamma ray scintillator 35 is provided in the space inside the gamma ray detector case 31 partitioned by the optical window 39 and excluding the inside of the metal cylinder 37. A reflective material 36 is attached between the gamma ray detector case 31 and the gamma ray scintillator 35.

光学窓39で仕切られた残りのガンマ線検出器ケース31には、磁気シールド38が埋め込まれ、その内部にガンマ線用PMT40とガンマ線用PMT駆動・検出回路41が光学窓39から順に収納されている。
ガンマ線用PMT駆動・検出回路41は、PMTのための高圧印加回路、PMTからの信号を出力する回路等から構成される。
A magnetic shield 38 is embedded in the remaining gamma ray detector case 31 partitioned by the optical window 39, and a gamma ray PMT 40 and a gamma ray PMT drive / detection circuit 41 are housed in that order from the optical window 39.
The gamma ray PMT drive / detection circuit 41 includes a high voltage application circuit for the PMT, a circuit for outputting a signal from the PMT, and the like.

ガンマ線用PMT駆動・検出回路41に接するガンマ線検出器ケース31には、信号用や高圧給電用等のガンマ用ケーブル43を備えたコネクタ42が設けられている。
ベータ線用受光器組立体28をガンマ線検出器30に組み合わせる際、測定試料10の位置を特定するために、例えば図3(a)に示すような、任意の位置合わせを伴う固定装置50を用いる。固定装置50は、貫通孔32のいずれかの開口側に、少なくとも一対設けられる。
A gamma ray detector case 31 in contact with the gamma ray PMT drive / detection circuit 41 is provided with a connector 42 provided with a gamma cable 43 for signals and high voltage power supply.
When the beta ray receiver assembly 28 is combined with the gamma ray detector 30, a fixing device 50 with an arbitrary alignment as shown in FIG. 3A is used to specify the position of the measurement sample 10, for example. . At least one pair of the fixing devices 50 is provided on any opening side of the through hole 32.

図3(a)の固定装置50は、上側と下側の両面にテーパー面を有する両側テーパー部材51と、下側にテーパー面を設けた下側テーパー部材52と、上側にテーパー面を設けた上側テーパー部材53と、加圧用コイルバネを備えたバネ付きボルト54からなる。ベータ線用受光器組立体28の上側ベータ線用受光器ケース13(又は、下側ベータ線用受光器ケース16)に、軸線方向と直交する外向きに両側テーパー部材51を凸設する。この両側テーパー部材51に対向するガンマ線用筐体31の対応位置に、上側テーパー部材53を固定し、その上に下側テーパー部材52を載せ、両部材をバネ付きボルト54で弾圧状態に固定する。   The fixing device 50 in FIG. 3 (a) is provided with a both-side tapered member 51 having tapered surfaces on both the upper and lower sides, a lower tapered member 52 having a tapered surface on the lower side, and a tapered surface on the upper side. It comprises an upper taper member 53 and a spring-loaded bolt 54 provided with a coil spring for pressurization. Both side taper members 51 project from the upper beta ray receiver case 13 (or lower beta ray receiver case 16) of the beta ray receiver assembly 28 outwardly perpendicular to the axial direction. An upper taper member 53 is fixed at a corresponding position of the gamma ray casing 31 facing the both side taper members 51, and a lower taper member 52 is placed thereon, and both members are fixed in a compressed state by spring-loaded bolts 54. .

ボルト54を螺合する際、両側のテーパー部材のテーパー面のスライド動作によりベータ線用受光器組立体28が所定の中心位置に移動され加圧状態に固定される。
このボルト54の螺合操作に先行して、上述したように、ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7を上記のように凹凸嵌合による位置決めにより構成し、上側ベータ線用受光器12と下側ベータ線用受光器15の連結を前記組立体7と上側および下側凹型端面14、17の凹凸嵌合により構成する。
When the bolts 54 are screwed together, the beta ray receiver assembly 28 is moved to a predetermined center position and fixed in a pressurized state by sliding operation of the tapered surfaces of the tapered members on both sides.
Prior to the screwing operation of the bolt 54, as described above, the beta-ray plastic scintillator assembly 7 is configured by positioning by concave-convex fitting as described above, and the upper beta-ray receiver 12 and the lower beta-beam receiver The connection of the line light receiver 15 is constituted by an uneven fitting of the assembly 7 with the upper and lower concave end faces 14 and 17.

図3の実施例のように構成したので、以下のような作用・効果を奏する。
(1)測定試料10は、凹型ベータ線用プラスチックシンチレータ8の凹型端面4内に凸型ベータ線用プラスチックシンチレータ9の凸型端面6で適切に位置決め固定できる。
(2)凹型および凸型のベータ線用プラスチックシンチレータ8と9は、凹型端面4内に凸型端面6を嵌合することで固定できる。
Since it is configured as in the embodiment of FIG. 3, the following operations and effects are achieved.
(1) The measurement sample 10 can be appropriately positioned and fixed in the concave end face 4 of the concave beta ray plastic scintillator 8 by the convex end face 6 of the convex beta ray plastic scintillator 9.
(2) The concave and convex beta ray plastic scintillators 8 and 9 can be fixed by fitting the convex end surface 6 into the concave end surface 4.

(3)ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7は、上側および下側のベータ線用受光器12、15の上側凹型端面14および下側凹型端面17の凹部内に嵌合固定できる、
(4) 前記(3)のように嵌合固定することで、上側および下側のベータ線用受光器12、15を中心位置で位置合わせして連結できる、
(3) The beta ray plastic scintillator assembly 7 can be fitted and fixed in the recesses of the upper concave end surface 14 and the lower concave end surface 17 of the upper and lower beta ray receivers 12, 15.
(4) By fitting and fixing as in (3) above, the upper and lower beta ray receivers 12 and 15 can be aligned and connected at the center position.

(5)貫通孔32内にその両側からベータ線用受光器組立体28を挿通できるので、測定試料10に対して凹型端面14を備えた上側ベータ線用PMT22と凹型端面17を備えた下側ベータ線用PMT24を対向配置でき、測定試料料10からのベータ線をほとんど全方位的に検出可能とできる、 (5) Since the beta ray receiver assembly 28 can be inserted into the through-hole 32 from both sides thereof, the upper beta ray PMT 22 having the concave end face 14 and the lower side having the concave end face 17 with respect to the measurement sample 10. The beta ray PMT 24 can be arranged oppositely, and the beta ray from the measurement sample material 10 can be detected almost in all directions.

(6)測定試料10を固定したベータ線用受光器組立体28を貫通孔32内に挿通配置し、貫通孔32の半径方向の周囲にガンマ線用シンチレータ35を設けるので、ベータ線の検出が高効率に行えると共に、ガンマ線の検出も高効率に行える。
(7)ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体7は、測定試料10を包囲するように構成してあるので、ベータ線をおおよそ全方位で検出可能となる。
また、ガンマ線用シンチレータは、ガンマ線検出器ケースの貫通孔の周りに配置され、貫通孔内に挿入されるベータ線用受光器組立体内の測定試料に対するガンマ線立体角を、貫通孔方向を除く広角度に構成することができる。
以上述べた図3の実施例は図1の本発明の概略図で説明した技術思想に含まれる。
(6) Since the beta ray receiver assembly 28 to which the measurement sample 10 is fixed is inserted and disposed in the through hole 32 and the gamma ray scintillator 35 is provided around the radial direction of the through hole 32, the detection of the beta ray is high. In addition to efficiency, gamma rays can be detected with high efficiency.
(7) Since the plastic scintillator assembly 7 for beta rays is configured to surround the measurement sample 10, beta rays can be detected in almost all directions.
Also, the gamma ray scintillator is arranged around the through hole of the gamma ray detector case, and the gamma ray solid angle with respect to the measurement sample in the beta ray receiver assembly inserted into the through hole is a wide angle excluding the through hole direction. Can be configured.
The embodiment shown in FIG. 3 described above is included in the technical idea described in the schematic diagram of the present invention shown in FIG.

1 ガンマ線・ベータ線同時検出装置
2 ベータ線用プラスチックシンチレータ
3 上側ベータ線用プラスチックシンチレータ
4 凹型端面
5 下側ベータ線用プラスチックシンチレータ
6 凸型端面
7 ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体
8 凹型ベータ線用プラスチックシンチレータ
9 凸型ベータ線用プラスチックシンチレータ
10 測定試料
11 ベータ線用受光器
12 上側ベータ線用受光器
13 上側ベータ線用受光器ケース
14 上側凹型端面
15 下側ベータ線用受光器
16 下側ベータ線用受光器ケース
17 下側凹型端面
22 上側ベータ線用PMT
23 下側ベータ線用PMT
24 上側ベータ線用PMT駆動・検出回路
25 下側ベータ線用PMT駆動・検出回路
26 上側ベータ線用ケーブル
27 下側ベータ線用ケーブル
28 ベータ線用受光器組立体
30 ガンマ線検出器
31 ガンマ線検出器ケース
32 貫通孔
33 ガンマ線検出器端面
34 ガンマ線検出器側面
35 ガンマ線用シンチレータ
36 反射材
37 金属筒体
38 磁気シールド
39 光学窓
40 ガンマ線用PMT
41 ガンマ線用PMT駆動・検出回路
42 コネクタ
43 ガンマ線用ケーブル
50 固定装置
51 両側テーパー部材
52 上側テーパー部材
53 下側テーパー部材
54 バネ付きボルト



DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gamma ray and beta ray simultaneous detection apparatus 2 Beta ray plastic scintillator 3 Upper beta ray plastic scintillator 4 Concave end face 5 Lower beta ray plastic scintillator 6 Convex end face 7 Beta ray plastic scintillator assembly 8 Concave beta ray plastic Scintillator 9 Plastic scintillator for convex beta ray 10 Measurement sample 11 Beta ray receiver 12 Upper beta ray receiver 13 Upper beta ray receiver case 14 Upper concave end face 15 Lower beta ray receiver 16 Lower beta ray Receiver case 17 Lower concave end face 22 Upper beta wire PMT
23 PMT for lower beta line
24 Upper Beta Line PMT Drive / Detection Circuit 25 Lower Beta Line PMT Drive / Detection Circuit 26 Upper Beta Line Cable 27 Lower Beta Line Cable 28 Beta Line Receiver Assembly 30 Gamma Ray Detector 31 Gamma Ray Detector Case 32 Through-hole 33 Gamma-ray detector end face 34 Gamma-ray detector side face 35 Gamma-ray scintillator 36 Reflector 37 Metal cylinder 38 Magnetic shield 39 Optical window 40 GMT PMT
41 gamma ray PMT drive / detection circuit 42 connector 43 gamma ray cable 50 fixing device 51 taper member on both sides 52 upper taper member 53 lower taper member 54 bolt with spring



Claims (1)

ガンマ線検出器は円筒状のガンマ線用シンチレータと前記ガンマ線用シンチレータを収納するガンマ線検出器ケースを有し
前記円筒状のガンマ線用シンチレータとその側面に対応する前記ガンマ線検出器ケースの側面に該円筒状のガンマ線用シンチレータの軸線と直交するように円筒状の貫通孔を設け、
前記貫通孔にベータ線用プラスチックシンチレータを有するベータ線用受光器を密接状態に挿通配置し、
前記ベータ線用受光器を上側ベータ線用受光器と下側ベータ線用受光器の一対とし、前記ベータ線用プラスチックシンチレータを前記一対のベータ線用受光器で挟んで受光器組立体とし、
前記ベータ線用プラスチックシンチレータを円板状とし、前記ベータ線用受光器を円筒状とし、
前記ベータ線用プラスチックシンチレータは、測定試料と、円板に凹型端面を設けた凹型ベータ線用プラスチックシンチレータと、円板に凸型端面を設けた凸型ベータ線用プラスチックシンチレータからなる組立体とし、
前記組立体は、前記上側ベータ線用受光器における上側ベータ線用受光器ケースの上側凹型端面の凹部と前記下側ベータ線用受光器における下側ベータ線用受光器ケースの下側凹型端面の凹部に嵌合させたことを特徴とする大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置。
The gamma ray detector has a cylindrical gamma ray scintillator and a gamma ray detector case that houses the gamma ray scintillator ,
A cylindrical through-hole is provided on the side surface of the cylindrical gamma ray scintillator and the side surface of the gamma ray detector case corresponding to the side surface so as to be orthogonal to the axis of the cylindrical gamma ray scintillator,
A beta ray receiver having a beta ray plastic scintillator is inserted in close contact with the through hole,
The beta ray receiver is a pair of an upper beta ray receiver and a lower beta ray receiver, and the beta ray plastic scintillator is sandwiched between the pair of beta ray receivers to form a receiver assembly,
The beta ray plastic scintillator has a disk shape, the beta ray receiver has a cylindrical shape,
The beta-ray plastic scintillator is an assembly comprising a measurement sample, a concave beta-ray plastic scintillator having a concave end surface on a disc, and a convex beta-ray plastic scintillator having a convex end surface on a disc,
The assembly includes a concave portion of an upper concave end surface of an upper beta ray receiver case in the upper beta ray receiver and a lower concave end surface of a lower beta ray receiver case in the lower beta ray receiver. A large solid angle gamma ray / beta ray simultaneous detection device characterized by being fitted in a recess .
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