JP6292004B2

JP6292004B2 - β線検出装置

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Publication number: JP6292004B2
Application number: JP2014092197A
Authority: JP
Inventors: 哲史東; 西沢　博志; 博志西沢; 真照林; 猪又　憲治; 憲治猪又
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2034-04-28
Also published as: JP2015210197A

Description

本発明は、放射性核種の同定および放射能測定に用いられる放射線検出装置に関する。

従来、食品等を対象とした放射能汚染検査方法では、放射性物質の崩壊（α崩壊やβ崩壊）に伴って放出され、物質固有のエネルギーをもつγ線を検出することによって、放射性物質の核種同定やその放射能を測定していた。γ線は物質に対する透過力が高く、周辺環境から飛来するγ線を遮蔽するには、例えば、数十ｃｍ厚の鉛が必要となる。また、γ線は、高密度な半導体やシンチレーション結晶を利用した放射線検出器によって検出する。しかし、それらの検出器を用いたとしてもγ線に対する検出効率は低く、測定値の信頼性を確保するためには測定に時間をかける必要があった。測定時間を短縮させる手法としては、検査対象となる試料に対して、細切り状やペースト状に加工するなどの前処理を施し、検出器を囲むように前処理した試料を配置することで、検出効率を向上させる手法が採られていた。

これに対して、検出器の高感度化によって測定を迅速化するためには、γ線を検出するよりも、β崩壊によって放出されるβ線を直接検出する方式が好ましい。しかし、β線の透過力はγ線に比べて非常に弱く、例えば、水が２ｃｍあれば遮蔽されてしまう。したがって、食品の放射能汚染検査では食品自身によってβ線が遮蔽されてしまい、放射性核種の同定や放射能測定には不向きとされていた。例えば、特許文献１では、通気ガス中に含まれる放射性物質からのβ線を測定することを供している。測定対象がガスの場合は、密度が非常に小さいためにガスによる遮蔽効果がほとんどないので、β線の検出が可能となる。

特開平５−２０９９６５号公報。

γ線を検出する従来の放射線検出装置においては、検査対象となる試料の形状を完全に破壊するような前処理を施す必要があるという課題があった。また、β線を検出する従来の放射線検出装置においては、食品などの固形物内部のβ線を検出できないという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、試料の形状を完全に破壊するような前処理を必要とせず、食品などの固形物内部のβ線も検出可能なβ線検出装置を提供することを目的とする。

この発明におけるβ線検出装置は、β線の検出対象となる固形の試料に挿入されて試料内部の放射性物質から放出されるβ線を検出してβ線のエネルギーに応じた波高値を有するパルス信号を出力する検出部と、パルス信号の波高値ごとの発生頻度分布を生成して発生頻度分布に基づいて放射性物質の核種を同定するとともに放射能を算出する演算部とを備え、検出部は、β線の入射に応じてパルス信号を発生する有感部を有し、演算部は、放射性物質の核種毎に予め用意される応答関数を用いて放射性物質の核種を同定するとともに放射能を算出し、応答関数は、有感部を中心とするとともに試料中における放射性物質の核種の最大飛程を半径とする球の内部に、放射性物質の核種が一様に分布するとして求められた応答関数であるものである。

この発明におけるβ線検出装置は、β線の検出対象となる固形の試料に挿入されて試料内部の放射性物質から放出されるβ線を検出してβ線のエネルギーに応じた波高値を有するパルス信号を出力する検出部と、パルス信号の波高値ごとの発生頻度分布を生成して発生頻度分布に基づいて放射性物質の核種を同定するとともに放射能を算出する演算部とを備え、検出部は、β線の入射に応じてパルス信号を発生する有感部を有し、演算部は、放射性物質の核種毎に予め用意される応答関数を用いて放射性物質の核種を同定するとともに放射能を算出し、応答関数は、有感部を中心とするとともに試料中における放射性物質の核種の最大飛程を半径とする球の内部に、放射性物質の核種が一様に分布するとして求められた応答関数であるので、試料の形状を完全に破壊するような前処理を必要とせず、食品などの固形物内部のβ線も検出可能となる。

本発明の実施の形態１によるβ線検出装置の構成を表す図。本発明の実施の形態１によるβ線検出装置におけるβ線の検出を説明するための模式図。本発明の実施の形態１によるβ線検出装置で生成されるβ線のエネルギースペクトルの例を表す模式図。本発明の実施の形態２によるβ線検出装置の構成を表す図。本発明の実施の形態３によるβ線検出装置の構成を表す図。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるβ線検出装置の構成を表す図である。本実施の形態のβ線検出装置は、検出部１０、増幅部２０、演算部２１、表示部２２から構成される。また、検出部１０は、一端（先端）が先細りとなった棒状の形状をしており、先端の近傍に有感部１１及び検出窓１２を備える。β線の検出、測定の際には、β線の検出、測定対象となる試料１の内部に有感部１１及び検出窓１２が到達するように、検出部１０は試料１に先端から挿入される。

検出部１０が試料１に挿入されると、試料１に含まれる放射性物質２から放出されたβ線３は、検出窓１２を透過して有感部１１に入射する。有感部１１は、β線が入射するとパルス信号を発生し、増幅部２０へと出力する。増幅部２０は、有感部１１からの出力信号を増幅する。演算部２１は、増幅部２０からの出力信号を入力として、有感部１１に入射したβ線３のエネルギースペクトルを作成し、放射性核種の同定およびその放射能を算出する。表示部２２は、演算部２１で作成、算出されたβ線３のエネルギースペクトル、放射性核種、放射能を表示する。

次に動作の詳細について説明する。試料１は、食品等の固体状のものである。図１では、一例として試料１がリンゴである場合を想定している。試料１には、検出部１０が挿入される。ここで、試料１が、検出部１０の挿入が困難な硬度をもつものである場合は、あらかじめ検出部１０を挿入するための穴を加工する。この加工は、被測定物である試料１の中心付近に有感部１１を収めることを目的とするものであり、試料１の形状を完全破壊する必要はない。

β崩壊に伴って放射性物質２から放出されるβ線３は、γ線に比べ透過力が低い。例えば、食品類の放射能汚染に起因する放射性物質である放射性セシウム−１３７が放出するβ線３は、主たるエネルギーが０．５１ＭｅＶであり、水中での最大飛程（β線が物質中で停止するまでに進む最大距離）は、約０．２０ｍｍである。試料１が食品であれば、食品の主成分は水分であり、密度も水とほぼ等しいため、最大飛程は水中とほぼ同じとみなせる。そのため、試料１の内部に存在する放射性物質２から放出されたβ線３を検出するためには、試料１自身による遮蔽による減衰の影響を除くために、検出部１０（有感部１１）を試料１に挿入する必要がある。

検出部１０の形状は、試料１に挿入可能な形状であれば、どのような形状であっても良いが、挿入の際の作業性を考慮すると、棒状の一端（先端）が先に行くほど断面が小さくなる先細りとなっており、試料１に突き刺すことができる形状が望ましい。例えば、先端部の形状が針のように尖っており、突き刺して押込むことで試料１の内部へ有感部１１を配置できるものが考えられる。また、先端部にドリルのような螺旋状の溝を設けており、突き刺した後で回転することで試料１への挿入を容易にし、有感部１１を試料１の内部へ配置できるものが考えられる。ドリルのように溝を設けた場合には、試料１が比較的固い場合にも、挿入を容易にするという効果がある。一方、溝を設けない場合には、構造を簡単にできる。また、先端部には、切れ刃を設けても良い。なお、検出部１０の直径は、試料１に挿入できる大きさであれば良く、検出部１０の長さについては、試料１の内部に挿入できる長さであれば良い。

有感部１１は、検出部１０の先端部に配置され、有感部１１の周囲にはβ線３の減衰が少ない物質（原子番号の小さい物質）で作られた検出窓１２を設ける。例えば、検出窓１２の材料は、一般的な検出部に用いられるアルミマイラー箔やフッ素樹脂膜などとする。ここで、先端部とは、厳密に検出部１０の先端を指すわけではなく、先端の近傍を指す。検出部１０の先端が先細り形状の場合、先細り形状の途中、もしくは図１に示すように先細り形状と近接した部分であっても良い。また、検出部１０は、全体が試料１に挿入されても良いし、一部のみが試料１に挿入されても良い。検出部１０が試料１に挿入された場合に、試料１の内部に有感部１１が位置するように構成されていれば、様々な構成とすることができる。

有感部１１は、試料１に含まれる放射性物質２から放出されたβ線３が入射することで、β線３から受けたエネルギー（付与エネルギー）を電気信号に変換し、パルス信号を増幅部２０へ出力する。パルス信号の波高値は、β線３のエネルギーにより決定される。例えば、検出部１０がシンチレーション式検出器の場合、β線３を検出する有感部１１は、シンチレーション材料を用いて構成される。シンチレーション材料とは、放射線から受けたエネルギーにより材料の分子が励起され、基底状態に戻る際に蛍光を発生する材料であり、シンチレーション式検出器に放射性物質２から放出されたβ線３が入射すると、シンチレーション材料に固有の波長をもつシンチレーション光が発生する。なお、本実施の形態のβ線検出装置においては、有感部１１は、β線３を受けてシンチレーション光を発生するのに加え、シンチレーション光を電荷に変換し、パルス信号として出力する機能も含むものとする。

次に、有感部１１による試料１内のβ線３の検出について説明する。図２は、本実施の形態によるβ線検出装置におけるβ線３の検出を説明するための模式図である。前述した通り、放射性核種毎に、β線３が持つエネルギーによって決定される最大飛程がある。有感部１１を中心に、β線３の最大飛程を半径とする球状の領域を検出有効領域５０とし、その領域外を検出無効領域５１とする。このとき、有感部１１では、検出有効領域５０に存在する放射性物質２ａから放出されるβ線３ａを検出していることとなる。一方、検出無効領域５１に存在する放射性物質２ｂから放出されたβ線３ｂは、試料１自身による遮蔽により検出できない。そのため、有感部１１が検出したβ線３は、全て検出有効領域５０に存在する放射性物質２ａから放出されたβ線３ａである。

再び図１にしたがって、本実施の形態のβ線検出装置の動作について述べる。増幅部２０は、あらかじめ設定された増幅率に従って、検出部１０の出力となるパルス信号を増幅し、演算部２１へ出力する。増幅部２０から出力された信号のパルス波高値は、有感部１１に入射したβ線３のエネルギーに対応した情報となる。演算部２１は、入力信号の波高値、つまりエネルギーを横軸に、波高値に対応するパルスの計数値を縦軸とするβ線３のエネルギースペクトルを作成し、表示部２１へ出力する。エネルギースペクトルは、パルス信号の波高値ごとの発生頻度分布を表したものである。

図３は、本実施の形態によるβ線検出装置で生成されるβ線３のエネルギースペクトルの例を表す模式図である。図３では、２種類の放射性核種Ａ及びＢからエネルギーが異なるβ線３が同量ずつ放出されるものとして、これらを合わせて測定した場合のエネルギースペクトル４０を実線で記載している。また、図３では、放射性核種Ａから放出されたβ線３を測定した場合に作成されるエネルギースペクトル４１を一点鎖線、放射性核種Ｂから放出されたβ線３を測定した場合に作成されるエネルギースペクトル４２を二点鎖線で記載している。ここで、放射性核種Ａから放出されたβ線３のエネルギーは相対的に低く、放射性核種Ｂから放出されたβ線３のエネルギーは相対的に高いものとする。

また、演算部２１は、生成したβ線３のエネルギースペクトルに対して、逆問題演算を施すことにより、β線３を放出した放射性物質２の放射性核種を同定するとともに放射能を算出し、表示部２１へ出力する。ここで、逆問題演算を利用した放射性物質２の放射性核種の同定および放射能の算出方法について説明する。

複数の放射性物質２から放出されたβ線３を有感部１１が捉えた場合には、演算部２１で生成されたエネルギースペクトルは、図３で示したエネルギースペクトル４０のように、それぞれの放射性物質２から放出されたβ線３のエネルギースペクトル４１、４２が重畳されたものとなる。このとき、演算部２１で生成されるエネルギースペクトルＭは式（１）のように表すことができる。式（１）において、Ｒｉは応答関数であり、放射性核種ｉが検出有効領域５０に単位量だけ存在する場合に、演算部２１で生成されるエネルギースペクトルを表す。また、Ｓｉは、放射性核種ｉのβ線の強度であり、放射性核種ｉの検出有効領域５０内の量を表す。Ｎは整数であり、重畳されるエネルギースペクトルの数、すなわち検出有効領域５０内に存在する放射性核種の種類の想定量となる。

逆問題演算とは、重畳されたエネルギースペクトルＭから、あらかじめ用意しておいた放射性核種毎の応答関数Ｒｉを用いて、数式１を解くことを指し、これによって、試料１の検出有効領域５０内に含まれる放射性核種のβ線の強度Ｓｉを得ることができる。すなわち、この式（１）をＳｉについて解くことにより、それぞれの放射性物質２から放出されたβ線３の強度、つまり放射能を得ることができるので、試料１に含まれる放射性物質２の放射性核種の同定や放射能の算出が可能となる。応答関数Ｒｉは、放射線挙動解析用のモンテカルロ輸送計算コードを用いて、測定体系を模擬することで、求めることができる。

ここで、放射性核種毎の応答関数Ｒｉは、β崩壊する放射性物質２から放出されるβ線３が、有感部１１へ付与するエネルギースペクトルをそれぞれ格納したものである。なお、β線３のもつエネルギーによって、試料１中での最大飛程が異なるので、放射性核種毎に検出有効領域５０を変化させた応答関数となる。例えば、放射性セシウム−１３７（β線のエネルギー：０．５１ＭｅＶ）の応答関数は、水中での最大飛程が約０．２０ｍｍであるので、有感部１１を中心とした半径０．２０ｍｍの球内部に一様に放射性セシウム−１３７が分布するとして応答関数を計算する。また、放射性イットリウム−９０（β線のエネルギー：２．８ＭｅＶ）の応答関数は、水中での最大飛程が約１．１０ｍｍであるので、有感部１１を中心とした半径１．１０ｍｍの球内部に一様に放射性イットリウム−９０が分布するとして応答関数を計算する。

算出された放射性核種毎の放射能Ｓｉは前述した検出有効領域５０に対応する放射能となる。例えば、試料１の密度１ｇ／ｃｃ、直径５ｃｍとして、放射性セシウム−１３７が内部に存在し、放出するβ線３の最大飛程が０．２０ｍｍとする。この場合、検出部１０の有感部１１を試料１の中心に挿入すると、有感部１１を中心とした半径０．２０ｍｍの球が検出有効領域５０となり、検出有効領域５０に存在する放射性セシウム−１３７から放出されたβ線３のみが測定される。半径０．２０ｍｍ以上の検出無効領域５１に存在する放射性セシウム−１３７から放出されたβ線３は、有感部１１に到達しないため測定不可能となる。そのため、上記手法により算出された放射能は、試料１の中心から半径０．２０ｍｍの検出有効領域５０に存在する放射性物質２の放射能となる。

なお、上記方法により算出した放射能の値は、β線３のもつエネルギーにより決定される検出有効領域５０内の放射能であるが、試料１の放射能汚染が全体に一様であると仮定し、検出有効領域５０内の試料１の質量で除した放射能濃度として出力しても良い。このように処理することで、放射性核種毎の検出有効領域５０の違いを吸収することができる。表示部２２は、演算部２１にて生成されたβ線３のエネルギースペクトルの表示と、エネルギースペクトルから算出された放射性物質２の放射性核種とその放射能を表示する。

以上のように、本実施の形態のβ線検出装置によれば、検出部１０を試料１に挿入し、試料１に含まれる放射性物質２が放出するβ線３を検出し、演算部２１による処理を用いることで、食品などの固形物に対しても、試料１に存在する放射性物質２の放射性核種の同定やその放射能を測定することができる。なお、検出感度の高いβ線３を測定するため、有感部１１の小型化が可能となり、検出部１０も小型化でき、ハンディタイプ型の検出器形態をとることができるので、現場測定型の放射能分析を可能にする。

また、有感部１１の小型化に伴い、環境中に存在する天然の放射性物質が放出する放射線が有感部１１に当たる確率が抑えられ、ノイズ要因が低減し、測定のＳ／Ｎ比が向上するので、従来の放射線検出装置に必須であった遮蔽体を大幅に削減できる効果を期待できる。また、試料１に有感部１１を挿入してβ線を検出するので、環境中に存在する天然の放射性物質が放出するベータ線は試料１で遮蔽され、ノイズ要因が低減し、測定のＳ／Ｎ比が向上し、遮蔽体を大幅に削減できる。さらに、従来の放射線検出方式では、測定対象の試料を完全に破壊しなければならず、試料１に面倒な前処理を施していたが、本実施の形態のβ線検出装置では、面倒な前処理を不要にすることができ、放射能測定に要していた前処理を含めた全体の作業時間を大幅に削減できる効果もある。

従来、β線検出方式による放射性核種の同定や放射能濃度の測定には、β線を放出する放射性物質と検出部（有感部）の間に、何らかの物質があると透過力の低いβ線は遮蔽され、測定精度の悪化、または、β線そのものの測定を困難となる問題があった。また、試料自身によるβ線の減衰があるため、試料の中の放射能濃度を把握することができない問題もあった。したがって、食品などの固形物に対しては、β線検出方式を用いることができなかった。一方、本実施の形態のβ線検出装置によれば、試料１に有感部１１を挿入してβ線を検出するので、食品などの固形物に対しても、形状を保ちつつβ線の検出が可能となる。

以上、本実施の形態のβ線検出装置は、β線の検出対象となる固形の試料に挿入されて試料内部の放射性物質から放出されるβ線を検出してβ線のエネルギーに応じた波高値を有するパルス信号を出力する検出部と、パルス信号の波高値ごとの発生頻度分布を生成して発生頻度分布に基づいて放射性物質の核種を同定するとともに放射能を算出する演算部とを備えるので、試料の形状を完全に破壊するような前処理を必要とせず、食品などの固形物内部のβ線も検出可能となる。

なお、本実施の形態では、β線検出装置の検出部を固形物に挿入する場合について説明したが、ペースト状などの液体の試料に対しても用いることができるのは勿論である。また、本実施の形態のβ線検出装置は、検出部とは別に増幅部、演算部、表示部を備えるものとして説明したが、増幅部、演算部、表示部を検出部に内蔵または一体化することもできる。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２によるβ線検出装置の構成を表す図である。以下、実施の形態１におけるβ線検出装置との相違点について述べる。実施の形態１におけるβ線検出装置では、試料１に挿入する検出部１０の側面部に特別な機構を設けていなかったが、図４に示す本実施の形態のβ線検出装置では、検出部１０の側面部に可動式の位置固定用凸部３０を設ける。位置固定用凸部３０は、検出部１０の側面部に配置され、例えば、刀の鍔のように検出部１０の側面にほぼ垂直な壁面を形成する。また、例えば、検出部１０の周囲に環状に壁面を設けるのではなく、側面の一部に突起を設けてもよい。あらかじめ定められたうちの任意の位置に位置固定用凸部３０を固定した後に、検出部１０を試料１へ挿入することで、位置固定用凸部３０が試料１の表面に接触してストッパとして機能し、その位置以上の検出部１０の挿入が物理的に困難になり、結果的に検出部１０の挿入深さ位置が固定される。

実施の形態１で説明したように、β線３は透過力が低く、試料１自身の遮蔽による影響が生まれる。例えば、試料１がりんごのような半径５ｃｍ程度の食品であり、試料１の表面付近に存在する放射性物質２ｂが、放射性セシウム−１３７であるとする。このとき、放射性物質２ｂから放出されるβ線３ｂの主たるエネルギーは０．５１ＭｅＶと低く、水中での最大飛程は０．２ｍｍ未満であり、試料１が食品であれば最大飛程は水中とほぼ同じとみなすことができる。したがって、試料１の中心に検出部１０の有感部１１が挿入された状態では、試料１の表面付近に存在する放射性物質２ｂから放出されるβ線３ｂは、試料１自身の遮蔽により検出することができない。

これに対して、位置固定用凸部３０を設けることにより、検出部１０の有感部１１の挿入深さ位置を任意に設定でき、試料１の挿入深さ方向に対する放射能分布を測定することができる。例えば、位置固定用凸部３０の固定位置を３段階に変化させる場合を考える。まず、１段階目では、検出部１０の有感部１１が試料１の表面付近に配置されるように、位置固定用凸部３０を挿入深さ方向に固定して測定することで、試料１の表面付近の放射能が測定できる。次に、２段階目では、検出部１０の有感部１１が試料１の表面と中心との中間に位置する箇所に配置されるように、位置固定用凸部３０を挿入深さ方向に固定して測定することで、試料１の表面と中心との中間付近の放射能が測定できる。最後の３段階目では、検出部１０の有感部１１が試料１の中心に位置する箇所に配置されるように、位置固定用凸部３０を挿入深さ方向に固定して測定することで、試料１の中心付近の放射能が測定できる。

以上のように、位置固定用凸部３０を設けることにより、試料１の挿入深さ方向に対する放射能分布を得ることができる。なお、上記例において、付近の放射能の測定とあるが、その領域は、測定した放射性物質２が放出したβ線３のもつエネルギーによって決定されるものであり、実施の形態１にて説明している。また、上記例では、位置固定用凸部３０の固定位置を３段階に変化させて測定を行い、挿入深さ方向の放射能分布を得たが、より詳細に挿入深さ方向の放射能分布を得たい場合は、位置固定用凸部３０の固定位置を増やすことで可能となる。

なお、位置固定用凸部３０は、試料１の表面と物理的に接触し、検出部１０が試料１の挿入深さを決定する機構であれば、どのような形状であっても良い。実施の形態１では、検出部１０の試料１への挿入深さは、作業者に依存する形態であったが、検出部１０に位置固定用凸部３０を設けることで、測定対象となる試料の挿入深さの定量性を確保した位置固定が可能となり、有感部１１の配置位置を挿入深さ方向に変化させて測定することで、試料１内の放射能の挿入深さ方向分布を得ることができ、深さ方向に対して、試料１の局部的な放射能汚染を把握することができる。

また、位置固定用凸部３０を設ける代わりに、検出部１０の側面部に挿入深さを読み取れる目盛りを付ける構成としても、試料１の挿入深さ方向に対する放射能分布を得ることができる。ただし、この場合には、作業者が目盛りを確認しながら挿入深さを調整する必要があり、位置固定用凸部３０を設ける方が作業は容易となる。以上、本実施の形態のβ線検出装置によれば、測定対象となる試料の中の放射能濃度の分布測定を行うことができる。また、実施の形態１で述べたのと同様の効果も有する。

実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３によるβ線検出装置の構成を表す図である。以下、実施の形態１におけるβ線検出装置との相違点について述べる。実施の形態１におけるβ線検出装置では、検出部１０は１つの有感部１１を備えていた。一方、本実施の形態のβ線検出装置では、検出部１０は３つの有感部１１ａ、１１ｂ、１１ｃを備える。有感部１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、試料１への検出部１０の挿入方向に配列されている。さらに、それぞれの有感部１１ａ、１１ｂ、１１ｃに対し、検出窓１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、増幅部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、演算部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを設ける。

有感部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、増幅部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、演算部２１ａ、２１ｂ、２１ｃはそれぞれ互いに独立しており、各々の動作は、実施の形態１で説明した通りであり、３組の測定系として動作する。それぞれの測定系は、有感部１１ａ、１１ｂ、１１ｃを中心とし、測定したβ線３のもつエネルギーにより決定する最大飛程を半径とする球の領域内の放射能を算出する。表示部２１は、演算部２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれの出力を表示するが、演算部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの出力を個別で出力する３つの表示部で構成しても良い。

図５では、３つの有感部１１ａ、１１ｂ、１１ｃを備える場合で説明したが、深さ方向分布形状を詳細に把握するために、３つ以上の有感部を配置しても良い。また、実施の形態２で説明した挿入深さを決める位置固定用凸部３０を設けても良い。以上のように、本実施の形態のβ線検出装置によれば、検出部１０に複数の有感部を設けることで、一回の測定で、試料１の挿入深さ方向の放射能分布を得ることができる。また、実施の形態１で述べたのと同様の効果も有する。なお、各実施の形態で説明した検出部１０は、半導体式β線放射線検出器、シンチレーション式β線放射線検出器等のβ線を検出可能なβ線放射線検出器、いずれでも適用できる。

１試料、２、２ａ、２ｂ放射性物質、３、３ａ、３ｂ β線、１０検出部、１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ有感部、１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ検出窓、２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ増幅部、２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ演算部、２２表示部、３０位置固定用凸部、４０、４１、４２エネルギースペクトル、５０検出有効領域、５１検出無効領域。

Claims

β線の検出対象となる固形の試料に挿入されて前記試料内部の放射性物質から放出される前記β線を検出して前記β線のエネルギーに応じた波高値を有するパルス信号を出力する検出部と、
前記パルス信号の前記波高値ごとの発生頻度分布を生成して前記発生頻度分布に基づいて前記放射性物質の核種を同定するとともに放射能を算出する演算部と
を備え、
前記検出部は、前記β線の入射に応じて前記パルス信号を発生する有感部を有し、
前記演算部は、前記放射性物質の前記核種毎に予め用意される応答関数を用いて前記放射性物質の前記核種を同定するとともに前記放射能を算出し、
前記応答関数は、前記有感部を中心とするとともに前記試料中における前記放射性物質の前記核種の最大飛程を半径とする球の内部に、前記放射性物質の前記核種が一様に分布するとして求められた応答関数であることを特徴とするβ線検出装置。
前記検出部は、先細りの先端を有する棒状の形状をしており前記先端から前記試料に挿入されることを特徴とする請求項１に記載のβ線検出装置。
前記検出部の前記先端は、螺旋状の溝を有することを特徴とする請求項２に記載のβ線検出装置。
前記検出部は、前記試料への挿入深さ方向の任意の位置に固定可能な突起部を側面に有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のβ線検出装置。
前記検出部は、前記有感部を前記挿入深さ方向に複数配列されることを特徴とする請求項４に記載のβ線検出装置。
前記検出部は、前記有感部の周囲にアルミマイラー箔又はフッ素樹脂膜を材料とする検出窓を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のβ線検出装置。