JP6497803B2 - Scintillation type radiation measuring method and radiation measuring apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、自己校正を行うシンチレーション式の放射線測定方法および放射線測定装置に関する。 The present invention relates to a scintillation type radiation measurement method and a radiation measurement apparatus that perform self-calibration.
自然環境下において放射線量を簡易に測定する測定装置としてシンチレーション式の放射線測定装置が知られている。シンチレーション式の放射線測定装置は、シンチレータおよび光検出器からなるシンチレータ検出器と、光検出器からの出力信号を処理して放射線量を算出する信号処理部とを備えている。 A scintillation type radiation measuring apparatus is known as a measuring apparatus that easily measures a radiation dose in a natural environment. The scintillation type radiation measuring apparatus includes a scintillator detector including a scintillator and a photodetector, and a signal processing unit that processes an output signal from the photodetector and calculates a radiation dose.
シンチレータはガンマ線を受けると、そのエネルギーに応じた強度の蛍光を発生し、光検出器は、発生した蛍光を受光して蛍光強度に応じた強度の検出信号（電気信号）を発生する。信号処理部において、一定時間の間に、各エネルギー強度の信号の検出回数をカウントし、これに基づき放射線量を算出している。特許文献１には、この構成の放射線測定装置が提案されている。 When the scintillator receives gamma rays, the scintillator generates fluorescence having an intensity corresponding to the energy, and the photodetector receives the generated fluorescence and generates a detection signal (electric signal) having an intensity corresponding to the fluorescence intensity. In the signal processing unit, the number of detections of the signal of each energy intensity is counted for a fixed time, and the radiation dose is calculated based on this. Patent Document 1 proposes a radiation measuring apparatus having this configuration.
放射線測定装置においては、測定誤差が所定範囲内となるように、校正が必要である。一般的には、放射線測定装置の初期設定時に、例えば、セシウム１３７からのガンマ線を受けた場合の検出結果に基づき校正が行われる。しかしながら、放射線測定装置は、使用条件（温度、使用状態等）、経年変化などによって、測定に大きなバラツキが生じる。したがって、測定の都度、校正を行うことが望ましい。 In the radiation measuring apparatus, calibration is necessary so that the measurement error is within a predetermined range. In general, at the time of initial setting of the radiation measurement apparatus, for example, calibration is performed based on a detection result when gamma rays from cesium 137 are received. However, the radiation measurement apparatus has a large variation in measurement due to use conditions (temperature, use state, etc.), secular change, and the like. Therefore, it is desirable to perform calibration every measurement.
このために、従来においては、自己校正機構が内蔵された放射線測定装置が提案されている。特許文献２には、校正用光源を配置し、ここからの校正用の光を指標用シンチレータに向けて放射し、指標用シンチレータの出力に基づき校正を行う放射線検出器が提案されている。 For this reason, conventionally, a radiation measuring apparatus incorporating a self-calibration mechanism has been proposed. Patent Document 2 proposes a radiation detector in which a calibration light source is disposed, calibration light from the calibration light source is emitted toward an index scintillator, and calibration is performed based on the output of the index scintillator.
しかしながら、校正のために、別途、校正用の光源および校正用のシンチレータなどからなる自己校正機構を設けることは、装置の大型化、高コスト化等を招く。特に、携帯用の簡易型の放射線測定装置には適していない。 However, separately providing a self-calibration mechanism including a calibration light source and a calibration scintillator for calibration leads to an increase in the size and cost of the apparatus. In particular, it is not suitable for a portable simple radiation measuring apparatus.
本発明の課題は、校正用の光源、校正用のシンチレータ等を別途設けることなく、自己校正を行うことのできるシンチレーション式の放射線測定方法および放射線測定装置を提案することにある。 An object of the present invention is to propose a scintillation-type radiation measurement method and a radiation measurement apparatus that can perform self-calibration without separately providing a calibration light source, a calibration scintillator, and the like.
上記の課題を解決するために、本発明のシンチレーション式の放射線測定方法では、シンチレータとして、ルテチウムを主成分とする結晶体を使用し、前記ルテチウムに含まれる放射性同位体の自己放射ガンマ線を校正用線源として用いることを特徴としている。 In order to solve the above problems, in the scintillation type radiation measurement method of the present invention, a crystal body mainly composed of lutetium is used as a scintillator, and a self-radiating gamma ray of a radioisotope contained in the lutetium is used for calibration. It is characterized by being used as a radiation source.
すなわち、シンチレータを用いて測定したガンマ線のエネルギー情報から、ルテチウムの放射性同位体の自己放射ガンマ線のエネルギー領域に含まれる自己放射エネルギー情報を分別し、当該自己放射エネルギー情報に基づき、測定の自己校正を行うようにしている。 That is, the self-radiation energy information contained in the energy region of the self-radiation gamma ray of the lutetium radioisotope is separated from the gamma-ray energy information measured using a scintillator, and the measurement self-calibration is performed based on the self-radiation energy information. Like to do.
密度が高く光量の多いシンチレータはガンマ線の測定効率が高く、ルテチウムはその最たる例である。ルテチウムは、自然界で２．６％放射性同位体を含み、当該放射性同位体からガンマ線が自己放射される。ルテチウムをシンチレータとして用いる場合には、自己放射ガンマ線がバックグランドノイズとなって測定値に悪影響を及ぼす。 A scintillator with a high density and a large amount of light has a high gamma ray measurement efficiency, and lutetium is the best example. Lutetium contains 2.6% radioactive isotopes in nature, and gamma rays are self-emitted from the radioactive isotopes. When lutetium is used as a scintillator, the self-radiating gamma ray becomes background noise and adversely affects the measured value.
本発明者は、従来においては不要なノイズと見做されていたルテチウムに含まれる放射性同位体の自己放射ガンマ線に着目し、これを積極的に利用すれば、放射線測定装置の自己校正を簡単な構成により行い得ることを想到するに至ったのである。 The present inventor has paid attention to the self-radiating gamma rays of radioisotopes contained in lutetium, which has been regarded as unnecessary noise in the past, and if this is actively used, the self-calibration of the radiation measuring apparatus can be simplified. They came up with what they could do with the configuration.
すなわち、ルテチウムの放射性同位体の自己放射ガンマ線のエネルギー領域は、一般的な測定対象であるセシウム１３４、セシウム１３７、ナトリウム２４等の核種に対して、エネルギー領域が重複せず、それらのエネルギー領域の下側に離れた位置にある。したがって、シンチレーション光から自己放射ガンマ線に起因する光成分を抽出あるいは分別することが可能である。また、ルテチウムの放射性同位体の半減期は極めて長く、自己放射ガンマ線の放射線量は実質的に一定であると見做すことができる。よって、ルテチウムの放射性同位体の自己放射ガンマ線を測定装置校正用の線源として用いて、精度良く校正を行うことが可能である。 That is, the energy region of the self-radiating gamma ray of the radioactive isotope of lutetium does not overlap the energy region with respect to nuclides such as cesium 134, cesium 137, and sodium 24, which are general measurement targets. Located at the lower position. Therefore, it is possible to extract or separate light components caused by self-radiating gamma rays from scintillation light. Also, the half-life of the lutetium radioisotope is extremely long, and it can be considered that the radiation dose of the self-emitting gamma rays is substantially constant. Therefore, it is possible to calibrate with high accuracy by using the self-radiating gamma ray of the radioactive isotope of lutetium as a radiation source for calibration of the measuring apparatus.
具体的には、自己放射エネルギー情報として、ルテチウム１７６のガンマ線スペクトルにおける２０１ｋｅＶと３０６ｋｅＶの２つのピークを含むエネルギー領域の情報を分別して、測定装置の自己校正を行えばよい。 Specifically, as the self-radiation energy information, information on an energy region including two peaks of 201 keV and 306 keV in the gamma ray spectrum of lutetium 176 may be sorted to perform self-calibration of the measuring apparatus.
また、ルテチウムを含むシンチレータとして、ＬＹＳＯ単結晶シンチレータ、ＬＦＳ（
ケイ酸ルテチウム）シンチレータ、あるいは、ＬＳＯシンチレータを用いることができる。
In addition, as a scintillator containing lutetium, a LYSO single crystal scintillator, LFS (
(Lutetium silicate) scintillator or LSO scintillator can be used.
自己校正においては、自己放射エネルギー情報に基づき算出した自己放射線量が、予め測定しておいた放射線量に一致するように校正を行えば良い。 In the self-calibration, the self-radiation dose calculated based on the self-radiation energy information may be calibrated so as to coincide with the radiation dose measured in advance.
先に述べたように、ルテチウムの放射性同位体の自己放射ガンマ線のエネルギー領域は、一般的な測定対象のセシウム１３４、セシウム１３７、ナトリウム２４等の核種とは、エネルギー領域が重複せず、それらのエネルギー領域の下側に離れた位置にある。したがって、本発明の放射線測定方法において、外部から入射するガンマ線の測定に当っては、測定されたエネルギー情報から、自己放射ガンマ線のエネルギー領域よりも上のエネルギー領域に含まれる測定用エネルギー情報を分別し、当該測定用エネルギー情報に基づき、シンチレータに外部から入射する入射ガンマ線の測定を行うことができる。 As described above, the energy region of the self-radiating gamma ray of the lutetium radioisotope does not overlap the energy region of nuclides such as cesium 134, cesium 137, sodium 24, etc. It is located at the lower side of the energy region. Therefore, in the radiation measurement method of the present invention, when measuring gamma rays incident from the outside, the measurement energy information contained in the energy region above the energy region of the self-radiating gamma rays is separated from the measured energy information. Based on the energy information for measurement, incident gamma rays incident on the scintillator from outside can be measured.
次に、本発明は上記の放射線測定方法を用いた放射線測定装置であって、ルテチウムを主成分とする結晶体を含むシンチレータと、このシンチレータにおいて発生するシンチレーション光を光電変換する光検出器と、この光検出器から出力される検出信号に基づき自己校正および放射線量の算出を行う信号処理部とを有している。 Next, the present invention is a radiation measurement apparatus using the above-described radiation measurement method, a scintillator including a crystal having lutetium as a main component, a photodetector that photoelectrically converts scintillation light generated in the scintillator, A signal processing unit that performs self-calibration and radiation dose calculation based on the detection signal output from the photodetector.
信号処理部は、検出信号から、ルテチウムの放射性同位体の自己放射ガンマ線のエネルギー領域に含まれる校正用信号を分別し、この校正用信号に基づき、測定装置の自己校正を行う。また、検出信号から、自己放射ガンマ線のエネルギー領域よりも上のエネルギー
領域の測定信号を分別し、当該測定用信号に基づき、シンチレータに入射する入射ガンマ線の放射線量を算出する。
The signal processing unit separates the calibration signal included in the energy region of the self-radiation gamma ray of the lutetium radioisotope from the detection signal, and performs self-calibration of the measurement apparatus based on the calibration signal. Further, the measurement signal in the energy region above the energy region of the self-radiating gamma ray is separated from the detection signal, and the radiation dose of the incident gamma ray incident on the scintillator is calculated based on the measurement signal.
例えば、放射線測定装置の電源がオンされると、所定時間に亘って、信号処理部は自己校正処理を行い、しかる後に、入射ガンマ線の測定動作を開始すればよい。 For example, when the power of the radiation measuring apparatus is turned on, the signal processing unit may perform self-calibration processing for a predetermined time, and thereafter, start an incident gamma ray measurement operation.
以上説明したように、本発明においては、シンチレータとして密度の高いルテチウムを主成分として含むシンチレータを用いているので、ガンマ線の測定効率が高い。また、ルテチウムが含む放射性同位体の自己放射ガンマ線を利用して自己校正を行うようにしているので、自己校正のために別の線源等を配置することなく、ガンマ線の測定精度を高めることができる。さらに、放射性セシウム以上のエネルギー領域のガンマ線を確実に測定できるので、人体への影響の大きいエネルギー領域での精度の高い測定結果を提示可能な測定装置を実現できる。 As described above, in the present invention, since the scintillator containing high-density lutetium as a main component is used as the scintillator, the measurement efficiency of gamma rays is high. In addition, since self-calibration is performed using self-radiating gamma rays of radioactive isotopes contained in lutetium, it is possible to improve the measurement accuracy of gamma rays without arranging another radiation source for self-calibration. it can. Furthermore, since gamma rays in an energy region higher than that of radioactive cesium can be reliably measured, it is possible to realize a measuring device capable of presenting highly accurate measurement results in an energy region that has a large influence on the human body.
以下に、図面を参照して、本発明を適用した放射線測定装置の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る放射線測定装置の全体構成を示すブロック図である。放射線測定装置１は、放射線（ガンマ線）を受けて蛍光を発生するシンチレータ２と、シンチレータ２から放射される蛍光（可視光）を検知する光センサ３と、光センサ３からの出力信号に基づき自己校正および放射線量の算出を行う信号処理部４とを備えている。また、各部に駆動用電源を供給する電源部５、および、電源スイッチ、測定値の表示等を行う液晶表示部等を備えた操作・表示部６を備えている。 Embodiments of a radiation measuring apparatus to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a radiation measuring apparatus according to the present invention. The radiation measuring apparatus 1 is based on a scintillator 2 that generates radiation upon receiving radiation (gamma rays), an optical sensor 3 that detects fluorescence (visible light) emitted from the scintillator 2, and an output signal from the optical sensor 3. And a signal processing unit 4 that performs calibration and calculation of radiation dose. In addition, a power supply unit 5 that supplies driving power to each unit, and an operation / display unit 6 including a power switch, a liquid crystal display unit that displays measurement values, and the like are provided.
シンチレータ２は、ルテチウムを主成分とする結晶体からなり、例えば、ＬＹＳＯ単結晶シンチレータ、ＬＦＳ（ケイ酸ルテチウム）シンチレータ、あるいは、ＬＳＯシンチレータである。いずれも密度７．４ｇ／ｃｍ３の高密度シンチレータである。シンチレータはより高密度であるものの方が、効率的に放射線を検出することができる。これらのシンチレータは、光量を増大させるため不純物としてＣｅを含有する。 The scintillator 2 is made of a crystal having lutetium as a main component, and is, for example, a LYSO single crystal scintillator, an LFS (lutetium silicate) scintillator, or an LSO scintillator. Both are high-density scintillators having a density of 7.4 g / cm 3 . A scintillator having a higher density can detect radiation more efficiently. These scintillators contain Ce as an impurity in order to increase the amount of light.
シンチレータ２は、例えば、外寸法が３ｍｍ×３ｍｍ×１５ｍｍで、端面形状が矩形の棒状のものである。シンチレータ２の一方の端面に、シンチレータ２の屈折率に近似する屈折率を有する接着剤を用いて光センサ３が取り付けられている。 The scintillator 2 is, for example, a rod-shaped member having an outer dimension of 3 mm × 3 mm × 15 mm and a rectangular end surface shape. An optical sensor 3 is attached to one end face of the scintillator 2 using an adhesive having a refractive index that approximates the refractive index of the scintillator 2.
シンチレータ２には、ルテチウムの放射性同位体であるルテチウム１７６が含まれている。ルテチウム１７６から放射される自己放射ガンマ線には、８８ｋｅＶ、２０１ｋｅＶ、３０６ｋｅＶ、４００ｋｅＶのガンマ線が含まれている。 The scintillator 2 includes lutetium 176, which is a radioactive isotope of lutetium. The self-radiating gamma rays emitted from lutetium 176 include 88 keV, 201 keV, 306 keV, and 400 keV gamma rays.
光センサ３として、例えば、ＭＰＰＣ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｉｘｅｌ Ｐｈｏｔｏｎ Ｃｏｕｎｔｅｒ：浜松ホトニクス製）を使用することができる。ＭＰＰＣは多数個の微小なアバランシェ・フォトダイオードを縦横に整列して配置したもので、受光部分が１ｍｍ×１ｍｍ程度のきわめて小型の製品である。ＭＰＰＣは、８０Ｖ程度の低電圧で動作し、１０万倍といった高ゲインであり、常温で使用でき、磁場の影響を受けない等の特徴を有する
。
As the optical sensor 3, for example, MPPC (Multi-Pixel Photo Counter: manufactured by Hamamatsu Photonics) can be used. The MPPC is an extremely small product having a light receiving portion of about 1 mm × 1 mm in which a large number of minute avalanche photodiodes are arranged vertically and horizontally. MPPC operates at a low voltage of about 80 V, has a high gain of 100,000 times, can be used at room temperature, and is not affected by a magnetic field.
ＭＰＰＣの出力信号は受光面を構成するＡＰＤピクセル全ての出力信号の和になる。したがって、同時に複数のピクセルが信号を出した場合、ＭＰＰＣの出力はそれらの信号を重ね合わせたものになる。この信号の高さ（強さ）や積分電荷量を測定することで、どのくらいの数の光子が入射したかが分かる。 The output signal of MPPC is the sum of the output signals of all the APD pixels constituting the light receiving surface. Therefore, when a plurality of pixels output signals at the same time, the MPPC output is a superposition of those signals. By measuring the height (intensity) of this signal and the amount of integrated charge, it is possible to know how many photons are incident.
図２は信号処理部４の概念的な機能ブロック図である。信号処理部４は各部の駆動制御を司る制御部１０を備え、当該制御部１０の制御の下で、光センサ３から取り込まれた光検出信号Ｓ１は信号増幅部１１を介して増幅される。信号分別部１２は、増幅された検出信号（電圧信号）Ｓ２を波高に応じてデジタル信号（パルス信号）に変換する。また、波高に応じて、校正用信号計数部１３（校正用計数カウンタ）および測定用信号計数１４（測定用計数カウンタ）のどちらに送るかを判定する。 FIG. 2 is a conceptual functional block diagram of the signal processing unit 4. The signal processing unit 4 includes a control unit 10 that controls driving of each unit. Under the control of the control unit 10, the light detection signal S <b> 1 captured from the optical sensor 3 is amplified via the signal amplification unit 11. The signal sorting unit 12 converts the amplified detection signal (voltage signal) S2 into a digital signal (pulse signal) according to the wave height. In addition, it is determined whether to send to the calibration signal counter 13 (calibration counter) or the measurement signal counter 14 (measurement counter) according to the wave height.
すなわち、信号分別部１２は、予め設定した設定しきい値よりも波高が低い場合には、検出信号Ｓ２をデジタル化（パルス化）した校正用信号Ｓ３を、校正用信号計数部１３に供給する。設定しきい値と同一の波高、あるいはそれよりも波高が高い場合には、検出信号Ｓ２をデジタル化（パルス化）した測定用信号Ｓ４を、測定用信号計数部１４に供給する。 That is, when the wave height is lower than a preset threshold value, the signal classification unit 12 supplies the calibration signal S3 obtained by digitizing (pulsing) the detection signal S2 to the calibration signal counting unit 13. . When the wave height is equal to or higher than the set threshold value, the measurement signal S4 obtained by digitizing (pulsing) the detection signal S2 is supplied to the measurement signal counter 14.
校正用信号計数部１３において校正用信号Ｓ３が計数され、測定用信号計数部１４において測定用信号Ｓ４が計数される。演算部１５においては、校正用信号計数部１３から供給される校正用信号計数値Ｎ１、測定用信号計数部１４から供給される測定用信号計数値Ｎ２に基づき、放射線数、放射線量が演算される。演算された値が操作・表示部６の表示画面に表示される。 The calibration signal counting unit 13 counts the calibration signal S3, and the measurement signal counting unit 14 counts the measurement signal S4. In the calculation unit 15, the number of radiations and the radiation dose are calculated based on the calibration signal count value N 1 supplied from the calibration signal counting unit 13 and the measurement signal count value N 2 supplied from the measurement signal counting unit 14. The The calculated value is displayed on the display screen of the operation / display unit 6.
制御部１０の校正部１６では、校正用信号計数値から得られる自己校正用の放射線量に基づき、信号分別部１２の設定しきい値を調整する自己校正動作を行う。 The calibration unit 16 of the control unit 10 performs a self-calibration operation for adjusting the set threshold value of the signal classification unit 12 based on the self-calibration radiation dose obtained from the calibration signal count value.
ここで、図３はシンチレータ２に含まれている放射性同位体であるルテチウム１７６の信号波高分布を示す図である。図において、横軸は測定に用いた多重波高弁別器のチャンネルを示し、縦軸はカウント数を示す。ルテチウム１７６から放射される自己放射ガンマ線には、８８ｋｅＶ、２０１ｋｅＶ、３０６ｋｅＶ、４００ｋｅＶのガンマ線が含まれている。 Here, FIG. 3 is a diagram showing a signal wave height distribution of lutetium 176 which is a radioisotope included in the scintillator 2. In the figure, the horizontal axis indicates the channel of the multi-wave height discriminator used for measurement, and the vertical axis indicates the count number. The self-radiating gamma rays emitted from lutetium 176 include 88 keV, 201 keV, 306 keV, and 400 keV gamma rays.
これに対して、図４および図５は、それぞれ、セシウム１３７線源およびコバルト６０線源を測定した場合の信号波高分布を示す図である。これらの図に示すように、セシウム１３７のピークは６６２ｋｅＶ近辺に現れ、コバルト６０には１１７３ｋｅＶ、１３３３ｋｅＶのガンマ線が含まれている。 On the other hand, FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams showing signal wave height distributions when measuring a cesium 137 radiation source and a cobalt 60 radiation source, respectively. As shown in these figures, the peak of cesium 137 appears in the vicinity of 662 keV, and cobalt 60 contains 1173 keV and 1333 keV gamma rays.
ルテチウム１７６の自己放射エネルギー領域は、人体への影響の大きいエネルギー領域、すなわち、放射性セシウム以上のエネルギー領域よりも低い。したがって、これらのスペクトル図に示すように、放射性セシウムのエネルギー領域が含まれる位置に設定したしきい値Ｂを挟み、それよりも低い側に自己校正用領域Ａを設定し、しきい値Ｂ以上のエネルギー領域を信号測定領域Ｃに設定することができる。 The self-radiation energy region of lutetium 176 is lower than the energy region having a large influence on the human body, that is, the energy region of radioactive cesium or higher. Therefore, as shown in these spectrum diagrams, the threshold B set at a position including the energy region of radioactive cesium is sandwiched, the self-calibration region A is set on the lower side, and the threshold B or higher is set. Can be set to the signal measurement region C.
したがって、波高が設定しきい値Ｂよりも低い検出信号は、シンチレータ２の自己放射エネルギー情報に対応し、これ以上の波高の検出信号は入射ガンマ線のエネルギー情報に対応するので、校正用信号計数部１３による計数結果に基づき自己校正を行うことができ、測定用信号計数部１４によって入射放射線量を精度良く測定できる。 Therefore, the detection signal whose wave height is lower than the set threshold value B corresponds to the self-radiation energy information of the scintillator 2, and the detection signal with a wave height higher than this corresponds to the energy information of the incident gamma ray. The self-calibration can be performed based on the counting result of 13, and the incident radiation dose can be accurately measured by the measurement signal counting unit.
（測定動作例）
放射線測定装置１の放射線測定動作の一例を以下に簡単に説明する。まず、放射線測定装置１は、電源がオンされると、予め定めた一定時間の間、自己校正動作を行い、しかる後に、入射ガンマ線の測定動作を開始する。勿論、必要に応じて、操作・表示部６からの外部入力に基づき、校正動作を行うことも可能である。動作状態は、操作・表示部６の表示画面上に表示される。
(Measurement operation example)
An example of the radiation measurement operation of the radiation measurement apparatus 1 will be briefly described below. First, when the power is turned on, the radiation measuring apparatus 1 performs a self-calibration operation for a predetermined time, and then starts an incident gamma ray measurement operation. Of course, if necessary, a calibration operation can be performed based on an external input from the operation / display unit 6. The operation state is displayed on the display screen of the operation / display unit 6.
電源投入後の自己校正動作では、信号分別部１２を介して、波高が設定しきい値Ｂよりも低い検出信号Ｓ２が校正用信号Ｓ３として、校正用信号計数部１３に供給される。校正用信号計数部１３では、校正用信号Ｓ３から、ルテチウムの放射性同位体の自己放射ガンマ線のエネルギー領域に含まれる自己放射エネルギー情報に対応する校正用信号計数値Ｎ１が計数される。 In the self-calibration operation after the power is turned on, the detection signal S2 whose wave height is lower than the set threshold B is supplied to the calibration signal counting unit 13 as the calibration signal S3 via the signal sorting unit 12. The calibration signal counting unit 13 counts the calibration signal count value N1 corresponding to the self-radiation energy information included in the energy region of the self-radiation gamma ray of the lutetium radioisotope from the calibration signal S3.
校正用信号計数値Ｎ１（自己放射エネルギー情報）に基づき、放射線測定装置１の自己校正動作が行われる。校正動作中においては、その旨が、操作・表示部６の表示画面上に表示される。 Based on the calibration signal count value N1 (self-radiated energy information), the self-calibration operation of the radiation measuring apparatus 1 is performed. During the calibration operation, that effect is displayed on the display screen of the operation / display unit 6.
校正部１６には、予め測定した同一エネルギー領域の自己放射エネルギー情報が、自己校正用の基準値として記憶保持されている。校正部１６は、算出される自己放射エネルギーの放射線量が基準値に一致するように、信号分別部１２における設定しきい値Ｂを調整する。 The calibration unit 16 stores and holds self-radiant energy information of the same energy region measured in advance as a reference value for self-calibration. The calibration unit 16 adjusts the set threshold value B in the signal classification unit 12 so that the calculated radiation dose of self-radiation energy matches the reference value.
自己校正動作が終了した後は、入射ガンマ線の測定動作を開始する。測定動作においては、検出信号Ｓ２（測定されたエネルギー情報）から、信号測定領域Ｃ（図３参照）に含まれる測定用信号Ｓ４が分別され、測定用信号計数部１４に供給される。測定用信号計数部１４において計数される測定用信号計数値Ｎ２は、自己放射ガンマ線のエネルギー領域よりも上のエネルギー領域に含まれる測定用エネルギー情報であり、これに基づき、放射線数、放射線量が精度良く算出される。 After the self-calibration operation is finished, the incident gamma ray measurement operation is started. In the measurement operation, the measurement signal S4 included in the signal measurement region C (see FIG. 3) is separated from the detection signal S2 (measured energy information) and supplied to the measurement signal counter 14. The measurement signal count value N2 counted by the measurement signal counter 14 is measurement energy information included in the energy region above the energy region of the self-radiating gamma ray, and based on this, the number of radiations and the radiation dose are Calculated with high accuracy.
なお、自然環境下における放射線量を測定する場合のように、簡易に放射線量を測定する場合は、放射線のエネルギースペクトルの解析までは要しない。しかし、核種を同定するために、放射線のエネルギースペクトルが必要になる場合がある。 In addition, when measuring a radiation dose simply like measuring the radiation dose in a natural environment, the analysis of the energy spectrum of a radiation is not required. However, in order to identify the nuclide, an energy spectrum of radiation may be required.
この場合には、放射線測定装置１における光センサ３の出力側に、波高分析器を接続して波高分析すればよい。波高分析器として各種の公知の分析器が提供されており、これを利用することにより放射線のエネルギースペクトルが得られる。よって、自然放射線の線量測定と合わせて、エネルギースペクトルの解析ができるように、測定装置を構成することも可能である。この場合においても、自己校正によって、波高分析器における信号分別用の波高の上下のしきい値を調整することにより、核種識別の精度を上げることができる。 In this case, it is only necessary to connect a pulse height analyzer to the output side of the optical sensor 3 in the radiation measuring apparatus 1 and perform the pulse height analysis. Various known analyzers are provided as wave height analyzers, and the energy spectrum of radiation can be obtained by using these analyzers. Therefore, it is also possible to configure the measurement device so that the energy spectrum can be analyzed together with the measurement of the dose of natural radiation. Even in this case, the accuracy of nuclide identification can be increased by adjusting the upper and lower thresholds of the wave height for signal classification in the wave height analyzer by self-calibration.
１ 放射線測定装置
２ シンチレータ
３ 光センサ
４ 信号処理部
５ 電源部
６ 操作・表示部
１０ 制御部
１１ 信号増幅部
１２ 信号分別部
１３ 校正用信号計数部
１４ 測定用信号計数部
１５ 演算部
１６ 校正部
Ｓ１ 光検出信号
Ｓ２ 増幅後の検出信号
Ｓ３ 校正用信号
Ｓ４ 測定用信号
Ｎ１ 校正用信号計数値
Ｎ２ 測定用信号計数値
Ａ 自己校正用領域
Ｂ 設定しきい値
Ｃ 信号測定領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation measurement apparatus 2 Scintillator 3 Optical sensor 4 Signal processing part 5 Power supply part 6 Operation / display part 10 Control part 11 Signal amplification part 12 Signal classification part 13 Calibration signal counting part 14 Measurement signal counting part 15 Calculation part 16 Calibration part S1 Photodetection signal S2 Amplified detection signal S3 Calibration signal S4 Measurement signal N1 Calibration signal count value N2 Measurement signal count value A Self calibration area B Setting threshold C Signal measurement area
Claims (6)
前記シンチレータを用いて測定したガンマ線のエネルギー情報から、前記ルテチウムの放射性同位体の自己放射ガンマ線のエネルギー領域に含まれる自己放射エネルギー情報を分別し、
前記自己放射エネルギー情報に基づき測定の自己校正を行い、
前記シンチレータを用いて測定した前記ガンマ線の前記エネルギー情報から、前記自己放射ガンマ線の前記エネルギー領域よりも上のエネルギー領域に含まれる測定用エネルギー情報を分別し、
前記測定用エネルギー情報に基づき、前記シンチレータに入射する入射ガンマ線の測定を行うシンチレーション式の放射線測定方法。 As a scintillator, a crystal body mainly composed of lutetium is used,
From the gamma ray energy information measured using the scintillator, the self-radiation energy information contained in the energy region of the self-radiation gamma ray of the lutetium radioisotope is separated,
Perform self-calibration of measurement based on the self-radiant energy information,
From the energy information of the gamma rays measured using the scintillator, the measurement energy information contained in the energy region above the energy region of the self-radiating gamma rays is separated,
A scintillation type radiation measurement method for measuring incident gamma rays incident on the scintillator based on the measurement energy information.
前記シンチレータにおいて発生するシンチレーション光を光電変換する光センサと、
前記光センサから出力される検出信号に基づき、自己校正処理および放射線量の算出処理を行う信号処理部と、
を有しており、
前記自己校正処理においては、前記検出信号から、前記ルテチウムの放射性同位体の自己放射ガンマ線のエネルギー領域に含まれる校正用信号を分別し、当該校正用信号に基づき自己校正を行い、
前記算出処理では、前記検出信号から、前記自己放射ガンマ線の前記エネルギー領域よりも上の入射ガンマ線エネルギー領域に含まれる測定用信号を分別し、当該測定用信号に基づき前記シンチレータに入射する入射ガンマ線の放射線量を算出することを特徴とするシンチレーション式の放射線測定装置。 A scintillator including a crystal containing lutetium as a main component;
An optical sensor that photoelectrically converts scintillation light generated in the scintillator;
Based on the detection signal output from the optical sensor, a signal processing unit for performing self-calibration processing and radiation dose calculation processing,
Have
In the self-calibration process, the calibration signal included in the energy region of the self-radiation gamma ray of the lutetium radioisotope is separated from the detection signal, and self-calibration is performed based on the calibration signal.
In the calculation process, a measurement signal included in an incident gamma ray energy region above the energy region of the self-radiating gamma ray is separated from the detection signal, and an incident gamma ray incident on the scintillator is based on the measurement signal. A scintillation type radiation measuring apparatus characterized by calculating a radiation dose.
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