JP6501139B2 - 放射線検出器支持架台 - Google Patents

Description

この発明は、放射線検出器支持架台に関する。

従来、屋外での環境試料（例えば、地表面に沈着した放射性同位元素など）の測定に用いる放射線検出器を支持する支持架台が知られている（例えば、非特許文献１参照）。

「放射能測定法シリーズ ３３ ゲルマニウム半導体検出器を用いたｉｎ−ｓｉｔｕ測定法」、文部科学省、平成２０年３月、ｐ.７−８

ところで、上記従来技術に係る支持架台を用いて環境試料を測定する際に、支持架台が鉄またはアルミニウムなどの金属の材料により形成されていると、環境試料と放射線検出器との間に介在する支持架台の一部（例えば、脚部など）による放射線の減弱が増大するという問題が生じる。このような問題に対して、屋外での測定に対応して運搬容易性および設置容易性を確保しつつ、放射線の減弱を抑制することが望まれている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、運搬容易性および設置容易性を確保しつつ、放射線の減弱を抑制することが可能な放射線検出器支持架台を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る放射線検出器支持架台は、放射線検出器を保持する検出器保持部と、前記検出器保持部を支持する炭素材料から形成され、脚部と、前記脚部に支持され表面上に前記検出器保持部が載置される頭部と、を備える支持部と、前記放射線検出器の入射窓を通過した放射線が入射する検出部と、前記支持部に着脱可能に固定され、基端部から先端部に向かって伸びる棒状に形成され、前記先端部に効率較正用の標準線源を固定する線源固定用治具と、を備え、前記基端部は、前記支持部に設けられた治具支持部に回転可能に固定され、前記基端部の回転軸は、前記入射窓を臨む所定姿勢の前記検出部の中心を通過する。

（２）上記（１）に係る放射線検出器支持架台では、前記検出器保持部は、少なくとも０°から−９０°の仰俯角範囲で前記放射線検出器の向きを変更可能である。

（３）上記（１）または（２）に係る放射線検出器支持架台では、前記検出器保持部は、前記支持部に着脱可能である。

（４）上記（１）から（３）の何れか１つに係る放射線検出器支持架台では、前記検出器保持部によって保持される前記放射線検出器の検出部の中心の位置は、水平方向において前記支持部の前記頭部の中心位置からずれている。

（５）上記（１）から（４）の何れか１つに係る放射線検出器支持架台では、前記検出器保持部は、前記放射線検出器のエンドキャップを前記支持部の頭部から離間させて前記放射線検出器を保持する。

上記（１）に記載の態様に係る放射線検出器支持架台によれば、炭素材料から形成される支持部を備えることにより、環境試料と放射線検出器との間に支持部の一部が介在する場合であっても、金属材料から形成される支持部に比べて放射線の減弱を抑制することができる。さらに、炭素材料から形成される支持部を、金属材料から形成される支持部に比べて軽量化することができ、運搬容易性および設置容易性を確保することができる。

上記（２）に記載の態様に係る放射線検出器支持架台によれば、測定対象に応じて放射線検出器の姿勢を最適化することができる。

上記（３）に記載の態様に係る放射線検出器支持架台によれば、運搬容易性および設置容易性を、より一層、向上させることができる。

上記（４）に記載の態様に係る放射線検出器支持架台によれば、環境試料と放射線検出器との間に支持部の一部が介在することを抑制し、支持部による放射線の減弱を抑制することができる。

上記（５）に記載の態様に係る放射線検出器支持架台によれば、支持部の頭部による放射線の減弱を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る放射線検出器支持架台の斜視図。 本発明の実施形態の変形例に係る放射線検出器支持架台の斜視図。 本発明の実施形態の変形例に係る放射線検出器支持架台における検出器支持部の下部の一部を示す側面図。

以下、本発明の一実施形態に係る放射線検出器支持架台について添付図面を参照しながら説明する。

実施形態による放射線検出器支持架台１０は、図１に示すように、放射線検出器１１を保持する検出器保持部１２と、検出器保持部１２を支持する支持部１３と、を備えている。さらに、放射線検出器支持架台１０は、屋内での放射線検出器１１の較正時などにおいて用いられるように着脱可能な線源固定用治具１４を備えている。
なお、図１においては、線源固定用治具１４を図示しているが、屋外などでの測定時においては、線源固定用治具１４は取り外される。一方、屋内での放射線検出器１１の較正時などにおいて線源固定用治具１４は装着される。

放射線検出器１１は、例えばゲルマニウム半導体検出器やシリコン半導体検出器などの半導体検出器である。放射線検出器１１は、クライオスタット２１の内部を電気的に冷却するスターリング冷凍機などの電気冷却装置２２を備えている。放射線検出器１１は、クライオスタット２１において、放射線の入射窓（図示略）を有するエンドキャップハウジング２１ａの内部の真空領域に、放射線に対して有感なゲルマニウム結晶やシリコン結晶などの半導体結晶（図示略）を保持している。半導体結晶に形成された結晶電極（図示略）はエンドキャップハウジング２１ａの内部に収容された電荷型前置増幅器（図示略）に接続されている。電荷型前置増幅器は、半導体結晶に入射した放射線のエネルギーに応じた波高値を有する出力信号パルスを出力する。

検出器保持部１２は、いわゆる自由雲台などである。検出器保持部１２は、支持部１３に着脱可能に固定されている。検出器保持部１２は、放射線検出器１１を着脱可能に保持しながら、少なくとも０°から−９０°の仰俯角範囲で放射線検出器１１の向き（エンドキャップハウジング２１ａの基端側から先端側に向かう方向）を変更可能である。
なお、検出器保持部１２は、少なくとも０°から−９０°の仰俯角範囲を有しているので、放射線検出器１１の取付姿勢を変更（例えば、上下反転など）することによって、放射線検出器１１の向きを０°から＋９０°の仰俯角範囲に設定してもよい。

支持部１３は、脚頭部３１と、３つまたは４つの脚部３２と、を備えている。なお、脚部３２の数は、３または４に限定されない。支持部１３における少なくとも脚部３２は、炭素材料（例えば、炭素繊維など）によって形成されている。
脚頭部３１の外形は、板状に形成されている。脚頭部３１は、表面上に載置される検出器保持部１２を解除可能に固定する。脚頭部３１の中心位置は、水平方向Ｈにおいて、検出器保持部１２が放射線検出器１１を保持する位置に対してずれている。これにより検出器保持部１２によって保持される放射線検出器１１の検出部（例えば、半導体結晶など）の位置は、水平方向Ｈにおいて脚頭部３１の中心位置からずれている。検出器保持部１２は、放射線検出器１１のエンドキャップハウジング２１ａを、脚頭部３１から離間させて保持している。
例えば４つの脚部３２は、脚頭部３１を支持している。各脚部３２の基端部（第１端部）３２ａは、脚頭部３１に設けられた支持部３１ａに締結部材３１ｂによって回転可能に固定されている。各脚部３２は、支持部３１ａに対して回転する第１端部３２ａを備えることによって、脚頭部３１に対する角度を変更可能に取り付けられている。各脚部３２は、固定部材３２ｂによって固定位置を変更可能な複数の棒状部材３２ｃを備えることによって、伸縮可能に形成されている。

線源固定用治具１４は、屋内での放射線検出器１１の較正時などにおいて脚頭部３１の下部に着脱可能に固定されている。線源固定用治具１４の外形は、基端部（第１端部）１４ａから先端部（第２端部）１４ｂに向かって伸びる棒状に形成されている。線源固定用治具１４は、炭素材料（例えば、炭素繊維など）によって形成されている。線源固定用治具１４の第１端部１４ａは、脚頭部３１の下部に設けられた治具支持部３１ｃに締結部材３１ｄによって回転可能に固定されている。線源固定用治具１４の第２端部１４ｂは、放射線検出器１１の効率較正用の標準線源を固定する。線源固定用治具１４の第１端部１４ａの回転軸は、所定姿勢（放射線検出器１１の向きが鉛直方向Ｖの下方の状態）の放射線検出器１１の検出部の中心（例えば、半導体結晶の中心など）を含んでいる。これにより線源固定用治具１４は、標準線源と放射線検出器１１の検出部との距離を所定の一定距離に維持しながら、放射線検出器１１の検出部と標準線源を結ぶ線と放射線検出器１１の中心軸とがなす角度を適宜に変更可能である。

上述したように、本実施形態による放射線検出器支持架台１０によれば、少なくとも脚部３２が炭素材料から形成される支持部１３を備えることにより、環境試料などの測定対象と放射線検出器１１との間に脚部３２の一部が介在する場合であっても、放射線の減弱を抑制することができる。さらに、炭素材料から形成される支持部１３を備えるので、金属材料から形成される支持部に比べて軽量化することができ、運搬容易性および設置容易性を確保することができる。

また、放射線検出器１１を保持する検出器保持部１２を備えることにより、環境試料などの測定対象に応じて放射線検出器１１の姿勢を最適化することができる。さらに、支持部１３に着脱可能な検出器保持部１２を備えることにより、運搬容易性および設置容易性を、より一層、向上させることができる。さらに、水平方向Ｈにおいて脚頭部３１の中心位置からずれた位置で放射線検出器１１を保持する検出器保持部１２を備えるので、環境試料などの測定対象と放射線検出器１１との間に支持部１３の一部が介在することを抑制し、支持部１３による放射線の減弱を抑制することができる。さらに、放射線検出器１１のエンドキャップハウジング２１ａを脚頭部３１から離間させて保持する検出器保持部１２を備えるので、脚頭部３１による放射線の減弱を抑制することができる。

以下に、上述した実施形態の変形例について説明する。
上述した実施形態において、検出器保持部１２によって保持される放射線検出器１１の検出部（例えば、半導体結晶など）の位置は、水平方向Ｈにおいて脚頭部３１の中心位置からずれているとしたが、これに限定されない。例えば放射線検出器１１の向きが鉛直方向Ｖの下方または上方となる場合に、検出部（例えば、半導体結晶など）の位置が脚頭部３１の中心位置の下方または上方に配置されてもよい。

上述した実施形態において、検出器保持部１２は省略され、放射線検出器１１が直接的に支持部１３に着脱可能とされてもよい。
実施形態の変形例に係る放射線検出器支持架台１０は、図２および図３に示すように、放射線検出器１１を支持する検出器支持部４１と、線源固定用治具１４と、を備えている。
検出器支持部４１は、貫通孔５０が形成された台座５１と、台座５１に固定された４つの脚部５２と、を備えている。検出器支持部４１における少なくとも４つの脚部５２は、炭素材料（例えば、炭素繊維など）によって形成されている。
台座５１の外形は、板状に形成されている。台座５１は、表面上に載置される放射線検出器１１を解除可能に固定する。放射線検出器１１のクライオスタット２１は、鉛直方向Ｖの下方に向かって貫通孔５０に挿入され、エンドキャップハウジング２１ａを台座５１から下方に突出させている。放射線検出器１１の電気冷却装置２２は、台座５１の表面上に載置されている。
４つの脚部５２は、台座５１を支持している。各脚部５２の基端部（第１端部）５２ａは、台座５１に設けられた支持部５１ａに締結部材５１ｂによって回転可能に固定されている。各脚部５２は、支持部５１ａに対して回転する第１端部５２ａを備えることによって、台座５１に対する角度を変更可能に取り付けられている。各脚部５２は、固定部材５２ｂによって固定位置を変更可能な複数の棒状部材５２ｃを備えることによって、伸縮可能に形成されている。

上述した実施形態において、支持部１３は、炭素材料によって形成される移動可能な台車などであってもよい。

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…放射線検出器支持架台、１１…放射線検出器、１２…検出器保持部、１３…支持部、１４…線源固定用治具、２１…クライオスタット、２１ａ…エンドキャップハウジング、３１…脚頭部、３２…脚部、４１…検出器支持部、５１…台座、５２…脚部

Claims (5)

1. 放射線検出器を保持する検出器保持部と、
   前記検出器保持部を支持する炭素材料から形成され、脚部と、前記脚部に支持され表面上に前記検出器保持部が載置される頭部と、を備える支持部と、
   前記放射線検出器の入射窓を通過した放射線が入射する検出部と、
   前記支持部に着脱可能に固定され、基端部から先端部に向かって伸びる棒状に形成され、前記先端部に効率較正用の標準線源を固定する線源固定用治具と、
   を備え、
   前記基端部は、前記支持部に設けられた治具支持部に回転可能に固定され、
   前記基端部の回転軸は、前記入射窓を臨む所定姿勢の前記検出部の中心を通過する、
   放射線検出器支持架台。
2. 前記検出器保持部は、
   少なくとも０°から−９０°の仰俯角範囲で前記放射線検出器の向きを変更可能である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器支持架台。
3. 前記検出器保持部は、
   前記支持部に着脱可能である、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線検出器支持架台。
4. 前記検出器保持部によって保持される前記放射線検出器の検出部の中心の位置は、水平方向において前記支持部の前記頭部の中心位置からずれている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載の放射線検出器支持架台。
5. 前記検出器保持部は、
   前記放射線検出器のエンドキャップを前記支持部の頭部から離間させて前記放射線検出器を保持する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の放射線検出器支持架台。

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