JP6699018B2

JP6699018B2 - Radiation measurement system

Info

Publication number: JP6699018B2
Application number: JP2014265993A
Authority: JP
Inventors: 真人佐々木
Original assignee: University of Tokyo NUC
Current assignee: University of Tokyo NUC
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2020-05-27
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: JP2016125880A

Description

本発明は、対象物の放射線像を高感度で計測するための放射線計測システムに関する。 The present invention relates a radiation image of the object to the radiation measurement system for measuring with high sensitivity.

放射線像を高感度で計測するための撮像装置として、多数のシンチレーションファイバーを平行かつ面状に配列したファイバーアレイと、ファイバーアレイの入射側に配置されたコリメーターとを備える検出ユニットを多数積層した撮像装置が存在する（特許文献１参照）。この撮像装置では、コリメーターによって特定方位からのガンマ線等を選択し、ファイバーアレイによって高感度でガンマ線等の通過を検出することができる。 As an imaging device for measuring a radiation image with high sensitivity, a large number of detection units each including a fiber array in which a large number of scintillation fibers are arranged in parallel and in a plane and a collimator arranged on the incident side of the fiber array are laminated. There is an imaging device (see Patent Document 1). In this imaging device, gamma rays or the like from a specific direction can be selected by the collimator, and passage of the gamma rays or the like can be detected with high sensitivity by the fiber array.

対象物のＸ線その他の放射線の照射像を検出するための装置として、ファイバー軸に垂直な方向に２次元的に配列されたシンチレーションファイバープレート又はシンチレーターと、シンチレーションファイバープレート又はシンチレーターの線源側に配置されてファイバー軸に垂直な方向に延びるスリットとを備えるものが開示されている（特許文献２、３参照）。 As a device for detecting an irradiation image of an X-ray or other radiation of an object, a scintillation fiber plate or scintillator two-dimensionally arranged in a direction perpendicular to the fiber axis, and a scintillation fiber plate or scintillator on the radiation source side. A device provided with a slit arranged and extending in a direction perpendicular to the fiber axis is disclosed (see Patent Documents 2 and 3).

上記特許文献１の撮像装置では、対象物の表面等から発生する放射線の強度分布を決定することが容易でない。
また、上記特許文献２、３の装置は、予め準備した線源からの放射線の照射を前提としており、対象物の表面等から発生する放射線の強度分布を決定するものではない。 In the imaging device of Patent Document 1, it is not easy to determine the intensity distribution of the radiation generated from the surface of the target object.
Further, the devices of Patent Documents 2 and 3 are premised on the irradiation of radiation from a radiation source prepared in advance, and do not determine the intensity distribution of the radiation generated from the surface of the object or the like.

国際公開第２０１３／１４７２７７号International Publication No. 2013/147277 特開平６−２１４０２８号公報JP-A-6-214028 特開２００６−３２９９０５号公報JP 2006-329905 A

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、対象物の表面等から発生する放射線の強度分布を比較的簡易に決定することができる放射線計測システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the background art described above, and an object of the present invention is to provide a radiation measurement system capable of relatively easily determining the intensity distribution of radiation generated from the surface of an object or the like.

上記目的を達成するため、本発明に係る放射線計測システムは、放射線の入射方向を所定方向に制限する方位制限部と、方位制限部によって設定される入射方向と交差する方向にロッド軸が延びるように２次元的に配列されるとともに放射線の入射に伴って蛍光を発生するロッドアレイとを有する第１次検出部と、第１次検出部のロッドアレイからの蛍光を２次元的な光信号の分布として検出する第２次検出部と、第２次検出部の検出出力に基づいて方位制御部によって設定された入射方向に対応する所定方向について放射線量を決定する演算部とを備え、前記ロッドアレイは、コアを剥き出しにした非被覆型の構造を有する複数のシンチレーションロッドを２次元的に配列したものであり、ロッドアレイは、複数のシンチレーションロッドの周囲にそれぞれ離間して配置されるとともに内面にミラーを有する複数の外筒部を有する。 In order to achieve the above-mentioned object, the radiation measuring system according to the present invention is configured so that a rod axis extends in a direction intersecting with an azimuth limiting unit that limits an incident direction of radiation to a predetermined direction and an incident direction set by the azimuth limiting unit. A primary detection unit having a rod array that is two-dimensionally arranged on the optical axis and emits fluorescence upon incidence of radiation, and the fluorescence from the rod array of the primary detection unit is converted into a two-dimensional optical signal. The rod is provided with a secondary detection unit that detects the distribution and a calculation unit that determines a radiation dose in a predetermined direction corresponding to the incident direction set by the azimuth control unit based on the detection output of the secondary detection unit. array state, and are not in which a plurality of scintillation rods two-dimensionally with the structure of the non-coated with the core exposed, the rod array, while being arranged apart from the periphery of a plurality of scintillation rods It has a plurality of outer cylinder parts having a mirror on the inner surface .

上記放射線計測システムでは、方位制限部が放射線の入射方向を制限するので、目標とする領域に存在する線源からの放射線を選択的に検出することができる。また、第２次検出部がロッドアレイからの蛍光を２次元的な光信号の分布として検出することで、放射線の強度その他の入射状態を観測することができる。なお、ロッドアレイを用いることで、第１次検出部を小型化することが容易になり、第１次検出部や放射線計測システムを簡易に軽量化することができる。さらに、ロッドアレイにおいて、コアを剥き出しにした非被覆型の構造を有するシンチレーションロッドを２次元的に配列しているので、シンチレーションロッド内での全反射角を大きくすることができ、コアを伝搬する光の取込効率を高めることができる。ロッドアレイが、複数のシンチレーションロッドの周囲にそれぞれ離間して配置されるとともに内面にミラーを有する複数の外筒部を有する場合、シンチレーションロッド内から外側に漏れ出した光を回収して第２次検出部側に供給することができ、検出感度を高めることができる。 In the radiation measurement system described above, since the azimuth limiting unit limits the incident direction of the radiation, it is possible to selectively detect the radiation from the radiation source existing in the target area. Further, the secondary detection unit detects the fluorescence from the rod array as a two-dimensional distribution of the optical signal, so that the intensity of radiation and other incident states can be observed. By using the rod array, it is easy to reduce the size of the primary detection unit, and the primary detection unit and the radiation measurement system can be easily reduced in weight. Further, in the rod array, the scintillation rods having an uncovered structure in which the cores are exposed are two-dimensionally arranged, so that the total reflection angle in the scintillation rods can be increased and the light propagates through the cores. It is possible to improve the efficiency of capturing light. In the case where the rod array has a plurality of outer cylindrical portions which are arranged around the plurality of scintillation rods and are spaced apart from each other and have a mirror on the inner surface thereof, the light leaked from the inside of the scintillation rods to the outside can be collected. It can be supplied to the detection unit side, and the detection sensitivity can be increased.

本発明の具体的な側面では、方位制限部は、第１コリメーターと第２コリメーターを含む２次元コリメーターであり、第１コリメーターは、帯状領域に向けて収束するように配列され複数の遮蔽体の平板を含み、第２コリメーターは、帯状領域に向けて略平行に配列された複数の遮蔽体の平板を含む。この場合、比較的近接した有限距離にある対象にフォーカスして計測を行うことが容易になり、有限距離だけ離れた対象からの放射線を選択的に効率よく検出することができる。
本発明の別の側面では、演算部は、ロッドアレイにおける同時検出箇所の配置関係が２次元コリメーターよって設定される所定方向に対応する場合に、検出された放射線が第１コリメーターによる選択的な検出に対応する帯状領域のうち第２コリメーターによる選択的な検出に対応する所定の局所的な計測対象領域からロッドアレイに入射したと判定する。この場合、バックグラウンドノイズを除去した測定が可能になる。 In a specific aspect of the present invention, the azimuth limiting unit is a two-dimensional collimator including a first collimator and a second collimator, and the first collimator is arranged so as to converge toward the strip-shaped region. And the second collimator includes a plurality of shield flat plates arranged substantially parallel to the strip-shaped region. In this case, it becomes easy to focus on an object located at a relatively close finite distance and perform measurement, and it is possible to selectively and efficiently detect radiation from an object located at a finite distance away.
In another aspect of the present invention, the calculation unit selectively detects the radiation detected by the first collimator when the arrangement relationship of the simultaneous detection points in the rod array corresponds to a predetermined direction set by the two-dimensional collimator. It is determined that light has entered the rod array from a predetermined local measurement target region that corresponds to the selective detection by the second collimator in the strip-shaped region that corresponds to such detection . In this case, the measurement with the background noise removed becomes possible.

本発明の別の側面では、演算部は、前記計測対象領域に対する前記第１次検出部の検出領域の立体角と、計測対象領域からロッドアレイに入射する放射線の強度及び頻度とに基づいて、計測対象領域からの放射線量の面密度を決定する。この場合、対象の表面に存在する放射性物質の状態を監視することができる。 In another aspect of the present invention, the arithmetic unit includes a solid angle of the detection area of the first primary detector relative to the measurement target region, based on the intensity and frequency of the radiation incident from the measurement target area on the rod array, The area density of the radiation dose from the measurement target area is determined. In this case, the state of radioactive substances existing on the surface of the object can be monitored.

本発明のさらに別の側面では、ロッドアレイは、蛍光物質をドープした複数のシンチレーションロッドを有する。 In yet another aspect of the invention, the rod array comprises a plurality of scintillation rods doped with a phosphor.

本発明のさらに別の側面では、第１次検出部の空間的な状態を変化させることによって方位制限部によって設定される所定方向を変化させる走査装置をさらに備える。この場合、所定方向を移動させることによって２次元的な広がりを有する対象領域を比較的迅速に計測することができる。
本発明のさらに別の側面では、複数のシンチレーションロッドの光射出側にそれぞれ配置されて射出ＮＡを入射ＮＡよりも減少させるように角度変換を行う光学部材をさらに備える。
本発明のさらに別の側面では、光学部材は、第１レンズと第２レンズとを光路に沿って配置した組レンズである。 In still another aspect of the present invention, a scanning device is further provided which changes a spatial direction of the primary detection unit to change a predetermined direction set by the azimuth limiting unit . In this case, the target area having a two-dimensional spread can be measured relatively quickly by moving in the predetermined direction .
In still another aspect of the present invention, an optical member that is arranged on each of the light emission sides of the plurality of scintillation rods and that performs an angle conversion to reduce the emission NA from the incidence NA is further included.
In still another aspect of the present invention, the optical member is a combined lens in which the first lens and the second lens are arranged along the optical path.

本発明の一実施形態に係る放射線計測装置を複数組み込んだ放射線計測システムを説明する概念的な斜視図である。It is a conceptual perspective view explaining the radiation measurement system which integrated the radiation measurement apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 放射線計測システムに組み込まれた１つの放射線計測装置を説明する概念的な斜視図である。It is a conceptual perspective view explaining one radiation measuring device incorporated in the radiation measuring system. 放射線計測装置の内部構造を説明する概念的な図である。It is a conceptual diagram explaining the internal structure of a radiation measuring device. 放射線計測装置を構成する１つのファイバーブレードを説明する概念的な図である。It is a conceptual diagram explaining one fiber blade which comprises a radiation measuring device. 図４に示すファイバーブレードを構成するシンチレーションロッドユニットを説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the scintillation rod unit which comprises the fiber blade shown in FIG. 放射線計測装置による放射線計測の原理を概念的に説明する図である。It is a figure which explains notionally the principle of radiation measurement by a radiation measuring device. 放射線計測装置による放射線計測の原理を概念的に説明する図である。It is a figure which explains notionally the principle of radiation measurement by a radiation measuring device. （Ａ）〜（Ｃ）は、検出原理に関するシミュレーション結果を説明する図である。(A)-(C) is a figure explaining the simulation result regarding a detection principle. 対象の放射線量分布を測定する動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation|movement which measures the radiation dose distribution of a target.

以下、本発明の一実施形態に係る放射線計測システム、これに組み込まれる放射線計測装置等について説明する。 Hereinafter, a radiation measurement system according to an embodiment of the present invention, a radiation measurement device incorporated therein, and the like will be described.

図１に示す放射線計測システム１００は、複数の放射線計測装置１０と、これらの放射線計測装置１０を支持するゲート状の支持体７０と、放射線計測装置１０等の動作状態を制御することによって計測対象の放射線量分布その他の諸情報につき情報処理又は情報管理を行う制御装置９０とを備える。 The radiation measuring system 100 shown in FIG. 1 measures a plurality of radiation measuring apparatuses 10, a gate-shaped support 70 that supports these radiation measuring apparatuses 10, and an operating state of the radiation measuring apparatuses 10 and the like to measure a measurement target. And a control device 90 for performing information processing or information management regarding the radiation dose distribution and other various information.

各放射線計測装置１０は、詳細は後述するが、それぞれの正面前方に設定された計測対象領域（後述する局所領域Ａ３）からの放射線を検出する。放射線計測装置１０は、支持体７０に支持されて計測に際して空間的な状態（具体的には位置や回転姿勢）が変化する可動部分となっており、その移動に伴って計測対象領域も移動する。 Although details will be described later, each radiation measurement device 10 detects radiation from a measurement target region (a local region A3 described later) set in front of each front face thereof. The radiation measuring apparatus 10 is a movable portion which is supported by the support 70 and whose spatial state (specifically, position and rotational posture) changes during measurement, and the measurement target region also moves along with the movement. .

支持体７０は、計測対象物である四角柱状の対象ＯＢを中央に配置（又は中央において通過）させることができる四角枠状の部分である。支持体７０は、一対の放射線計測装置１０を支持する左右一対の支柱部、別の一対の放射線計測装置１０を支持する上下一対の桁部を有する。支持体７０の各支柱部には、第１駆動機構７１が内蔵されており、対象ＯＢを固定した状態でＸ方向に関して対向する左右一対の放射線計測装置１０を、所望のタイミング及び角速度でＺ軸の周りに回転させることによってＸ軸方向を基準方向として所望の傾斜角度に回動させることができ、所望のタイミング及び速度でＺ方向の所望位置に昇降移動させることができる。支持体７０の各桁部には、第２駆動機構７２が内蔵されており、対象ＯＢを固定した状態でＺ方向に関して対向する上下一対の放射線計測装置１０を、所望のタイミング及び角速度でＸ軸の周りに回転させることによってＺ軸方向を基準方向として所望の傾斜角度に回動させることができ、所望のタイミング及び速度でＸ方向の所望位置に水平移動させることができる。第１及び第２駆動機構７１，７２は、放射線計測装置１０の空間的な配置を変化させること（具体的には、回転による姿勢変化又は傾斜量の増減、並びに縦方向又は横方向への移動）によって検査又は測定のターゲットとなる所定の局所的な領域を移動させる走査装置として機能する。具体的には、第１駆動機構７１によって対象ＯＢに対するＹ及びＺの２軸に沿った２次元走査型の検査が可能になり、第２駆動機構７２によって対象ＯＢに対するＹ及びＸの２軸に沿った走査型の測定が可能になる。 The support body 70 is a rectangular frame-shaped portion on which a square-columnar object OB, which is an object to be measured, can be arranged (or passed through) in the center. The support body 70 has a pair of left and right support portions that support the pair of radiation measuring apparatuses 10, and a pair of upper and lower girder portions that support another pair of radiation measuring apparatuses 10. A first drive mechanism 71 is built in each column of the support body 70, and a pair of left and right radiation measurement devices 10 facing each other in the X direction with the target OB fixed is mounted on the Z axis at a desired timing and angular velocity. It can be rotated to a desired inclination angle with the X-axis direction as a reference direction by rotating the lens about the X axis, and can be moved up and down to a desired position in the Z direction at a desired timing and speed. A second drive mechanism 72 is built in each girder portion of the support body 70, and a pair of upper and lower radiation measurement devices 10 facing each other in the Z direction with the target OB fixed is mounted on the X axis at a desired timing and angular velocity. It can be rotated to a desired tilt angle with the Z-axis direction as a reference direction by rotating the lens around the axis, and can be horizontally moved to a desired position in the X direction at desired timing and speed. The first and second drive mechanisms 71, 72 change the spatial arrangement of the radiation measuring apparatus 10 (specifically, change in posture due to rotation or increase/decrease in tilt amount, and movement in vertical or horizontal direction). ) Functions as a scanning device that moves a predetermined local region that is a target of inspection or measurement. Specifically, the first drive mechanism 71 enables a two-dimensional scanning type inspection of the target OB along the two axes of Y and Z, and the second drive mechanism 72 enables the two axes of Y and X for the target OB. It is possible to perform scanning-type measurement along the line.

制御装置９０は、各放射線計測装置１０の動作を監視しつつ各放射線計測装置１０から計測結果を取得する。制御装置９０は、演算部として、対象ＯＢのうち放射線計測装置１０に対向し概ねＹ方向に延びる帯状の所定領域に沿って区分けされた局所的な領域について放射線量分布を決定する。この際、制御装置９０は、駆動機構７１，７２を介して４つの放射線計測装置１０に２次元的な走査を行わせ、対象ＯＢの表面全体、具体的には両側面、上面、及び底面における放射線量分布を計測する。 The control device 90 acquires the measurement result from each radiation measurement device 10 while monitoring the operation of each radiation measurement device 10. As a calculation unit, the control device 90 determines a radiation dose distribution for a local region of the target OB, which is divided along a strip-shaped predetermined region facing the radiation measuring device 10 and extending substantially in the Y direction. At this time, the control device 90 causes the four radiation measuring devices 10 to perform two-dimensional scanning via the drive mechanisms 71 and 72, and the entire surface of the target OB, specifically, both side surfaces, the top surface, and the bottom surface. Measure the radiation dose distribution.

以下、図２、３等を参照して、図１に示す４つの放射線計測装置１０のうち１つの放射線計測装置１０Ａについて説明する。放射線計測装置１０Ａは、全体としてケース１１内に収納され、検出窓部２０と、ロッドバンドル部３０と、光電撮像管部４０と、読出部５０と、回路装置６０と、電源部１５とを備える。ここで、検出窓部２０はケース１１の第１部分１１ａに収納され、ロッドバンドル部３０はケース１１の第２部分１１ｂに収納され、光電撮像管部４０その他の残りの部分はケース１１の第３部分１１ｃに収納されている。 Hereinafter, one of the four radiation measuring apparatuses 10A shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. The radiation measuring apparatus 10A as a whole is housed in a case 11, and includes a detection window section 20, a rod bundle section 30, a photoelectric imaging tube section 40, a reading section 50, a circuit device 60, and a power supply section 15. . Here, the detection window portion 20 is housed in the first portion 11a of the case 11, the rod bundle portion 30 is housed in the second portion 11b of the case 11, and the photoelectric image pickup tube portion 40 and other remaining portions are the first portion of the case 11. It is stored in 3 parts 11c.

検出窓部２０は、第１次検出部として機能する部分であり、ケース１１からはみ出すように設けられた２次元コリメーター部２１と、２次元コリメーター部２１の背後に配置されるシンチレーター部２２とを有する。２次元コリメーター部２１は、放射線の入射方向を基準線ＢＬに沿った所定の局所的な領域に対応するように制限する方位制限部として機能し、２次元的な層状に延びる第１コリメーター２１ａと、同様に層状に延びる第２コリメーター２１ｂとを積層したものとなっている。第１コリメーター２１ａは、有限焦点系であり、検出窓部２０が正面のＸ方向に向いている状態で、多数の細長い平板状の遮蔽体である放射線遮蔽板２１ｃを短手側すなわち＋Ｘ側で間隔が狭まるようにＺ方向に配列したものである。より具体的には、放射線遮蔽板２１ｃは、その回転姿勢に関わらず±Ｙ方向に延びる基準線ＢＬ及びその周辺に向けて収束するように配列されている。各放射線遮蔽板（遮蔽体の平板）２１ｃは、例えば０．５〜１ｍｍ程度の厚みを有する鉛板であり、これらの放射線遮蔽板２１ｃは、＋Ｘ側つまり先端側で例えば１〜２ｍｍ程度の隙間ＧＡを介して互いに離間して配置される。この第１コリメーター２１ａにより、検出窓部２０による放射線の検出に際してＺ方向のフォーカス機能を持たせることができ、Ｙ軸に平行に延びる基準線ＢＬ及びその周辺を含む帯状の所定領域Ａ１からの放射線のみを優先的又は選択的に検出することが可能になる。第２コリメーター２１ｂは、無限焦点系であり、検出窓部２０が正面のＸ方向に向いている状態で、多数の細長い平板状の遮蔽体である放射線遮蔽板２１ｄをＹ方向に等間隔で平行に配列したものである。各放射線遮蔽板２１ｄは、検出窓部２０が正面のＸ方向に向いている状態で、Ｚ方向を長手方向とするとともに、Ｙ方向を法線方向としている。各放射線遮蔽板（遮蔽体の平板）２１ｄは、例えば０．５〜１ｍｍ程度の厚みを有する鉛板であり、これらの放射線遮蔽板２１ｃは、１〜２ｍｍ程度の隙間ＧＡを介して互いに離間して配置される。この第２コリメーター２１ｂにより、検出窓部２０による放射線の検出に際して追加的フォーカス機能を持たせることができ、上記基準線ＢＬ及びその周辺を含む帯状の所定領域Ａ１のうち検出窓部２０が正面にある所定の局所的な領域からの放射線のみを優先的又は選択的に検出することが可能になる。シンチレーター部２２は、Ｚ方向に延びる細長い多数のシンチレーションロッドユニット２２ａを例えば３〜５ｍｍのピッチで規則正しく密に配列して成り、キューブ状の空間を充填するものとなっている。シンチレーター部２２は、例えば８８×８８本のシンチレーションロッドユニット２２ａで充填されている。このようにシンチレーター部２２を立体的にすることで、放射線に対する感度を高めることができ、既知の放射線源によって対象に強い放射線を照射してその透過率分布を測定するような場合に限らず、微弱なものを含む未知の放射線源からの放射線量を精度良く計測することが可能となる。 The detection window section 20 is a section that functions as a primary detection section, and is a two-dimensional collimator section 21 provided so as to protrude from the case 11 and a scintillator section 22 disposed behind the two-dimensional collimator section 21. Have and. The two-dimensional collimator unit 21 functions as an azimuth limiting unit that limits the incident direction of the radiation so as to correspond to a predetermined local region along the reference line BL, and the first collimator extending in a two-dimensional layered form. 21a and a second collimator 21b, which also extends in layers, are laminated. The first collimator 21a is a finite focus system, and in a state where the detection window portion 20 is oriented in the X direction on the front side, the radiation shield plate 21c, which is a large number of elongated flat plate-shaped shields, is placed on the short side, that is, the +X side. It is arranged in the Z direction so that the interval becomes narrower. More specifically, the radiation shield plate 21c is arranged so as to converge toward the reference line BL extending in the ±Y direction and its periphery regardless of the rotation posture thereof. Each radiation shield plate (shield flat plate) 21c is, for example, a lead plate having a thickness of about 0.5 to 1 mm, and these radiation shield plates 21c have a gap of, for example, about 1 to 2 mm on the +X side, that is, on the tip side. The GAs are arranged apart from each other. By the first collimator 21a, a Z-direction focus function can be provided when detecting the radiation by the detection window portion 20, and a reference line BL extending parallel to the Y-axis and a strip-shaped predetermined region A1 including the periphery thereof can be provided. Only the radiation can be detected preferentially or selectively. The second collimator 21b is an afocal system, and in the state where the detection window portion 20 faces the X direction on the front side, a large number of elongated flat plate-shaped radiation shield plates 21d are equally spaced in the Y direction. They are arranged in parallel. Each radiation shielding plate 21d has the Z direction as the longitudinal direction and the Y direction as the normal direction in a state in which the detection window portion 20 faces the X direction on the front side. Each radiation shield plate (shield flat plate) 21d is, for example, a lead plate having a thickness of about 0.5 to 1 mm, and these radiation shield plates 21c are separated from each other via a gap GA of about 1 to 2 mm. Are arranged. With this second collimator 21b, an additional focus function can be provided when detecting the radiation by the detection window section 20, and the detection window section 20 is in front of the strip-shaped predetermined area A1 including the reference line BL and its periphery. It is possible to preferentially or selectively detect only the radiation from a predetermined local region in the. The scintillator portion 22 is formed by regularly and densely arranging a large number of elongated scintillation rod units 22a extending in the Z direction at a pitch of 3 to 5 mm, for filling a cube-shaped space. The scintillator portion 22 is filled with, for example, 88×88 scintillation rod units 22a. By making the scintillator portion 22 three-dimensional in this way, it is possible to increase the sensitivity to radiation, and not only in the case where a subject is irradiated with strong radiation by a known radiation source to measure its transmittance distribution, It is possible to accurately measure the radiation dose from an unknown radiation source including a weak one.

検出窓部２０が計測に際して第１コリメーター２１ａによってフォーカスする基準線ＢＬは、シンチレーター部２２の中心を通って正面（図１に示す支持体７０の内側）のＸ方向に延びる中心線ＣＬと直交する。検出窓部２０から基準線ＢＬまでの距離は、用途、検出窓部２０のサイズ等に応じて適宜設定されるが、例えば５０ｃｍ〜１ｍ程度に設定される。基準線ＢＬは、図１に示す放射線計測装置１０Ａの±Ｚ方向への昇降（つまり、検出窓部２０の±Ｚ方向への変位）に伴って基準線ＢＬに垂直な±Ｚ方向に平行移動する。つまり、検出窓部２０の昇降によって、元の基準線ＢＬに対応する直線状の計測領域が平行移動して新たな基準線ＢＬ'に対応する計測領域が設定され、これらの基準線ＢＬ，ＢＬ'を含む全体としてＹＺ面に沿った２次元的な計測領域ＭＡ及びその周辺からの放射線計測を行うことができる。なお、２次元コリメーター部２１を交換することで検出窓部２０から基準線ＢＬまでの距離を調整することができ、２次元コリメーター部２１を構成する放射線遮蔽板２１ａの角度を連動する可変タイプとすることで可変フォーカスとすることもできる。また、放射線遮蔽板２１ａのサイズや密度を調整することで、フォーカス深さも調整することができる。
なお、基準線ＢＬのうち、中心線ＣＬが通る点Ｐ１から射出された放射線は、２次元コリメーター部２１を通過して、Ｚ方向にロッド軸が延びるように束ねて配置された多数のシンチレーションロッドユニット２２ａのいずれかを交差するように横切る。中心線ＣＬから２次元コリメーター部２１Ｙ方向に関する幅の半分程度離れた点Ｐ２からの放射線も、２次元コリメーター部２１を通過して、シンチレーションロッドユニット２２ａのいずれかを交差するように横切る。つまり、シンチレーションロッドユニット２２ａは、２次元コリメーター部２１によって制限された放射線の入射方向と交差する方向にロッド軸が延びるように配列されている。結果的に、検出窓部２０による検出範囲は、基準線ＢＬに沿って延び検出窓部２０の正面の点Ｐ１を通る矩形の局所領域Ａ３となっている。 The reference line BL focused by the first collimator 21a at the time of measurement by the detection window unit 20 is orthogonal to the center line CL extending in the X direction of the front surface (inside the support body 70 shown in FIG. 1) through the center of the scintillator unit 22. To do. The distance from the detection window 20 to the reference line BL is appropriately set according to the application, the size of the detection window 20, etc., but is set to, for example, about 50 cm to 1 m. The reference line BL moves parallel to the ±Z direction perpendicular to the reference line BL as the radiation measuring apparatus 10A shown in FIG. 1 moves up and down in the ±Z direction (that is, the displacement of the detection window 20 in the ±Z direction). To do. That is, as the detection window 20 is moved up and down, the linear measurement region corresponding to the original reference line BL is translated and the measurement region corresponding to the new reference line BL′ is set, and these reference lines BL, BL are set. It is possible to perform radiation measurement from the two-dimensional measurement area MA and its periphery along the YZ plane as a whole including ". By exchanging the two-dimensional collimator section 21, the distance from the detection window section 20 to the reference line BL can be adjusted, and the angle of the radiation shield plate 21a constituting the two-dimensional collimator section 21 can be changed in conjunction. Variable focus can be achieved by setting the type. Also, the focus depth can be adjusted by adjusting the size and density of the radiation shielding plate 21a.
The radiation emitted from the point P1 of the reference line BL, through which the center line CL passes, passes through the two-dimensional collimator unit 21 and is arranged in a bundle so that the rod axis extends in the Z direction. Cross over any of the rod units 22a. Radiation from a point P2 that is separated from the center line CL by about half the width in the two-dimensional collimator portion 21Y direction also passes through the two-dimensional collimator portion 21 and crosses any of the scintillation rod units 22a. That is, the scintillation rod unit 22a is arranged so that the rod axis extends in a direction intersecting with the radiation incident direction limited by the two-dimensional collimator unit 21. As a result, the detection range of the detection window portion 20 is a rectangular local area A3 that extends along the reference line BL and passes through the point P1 in front of the detection window portion 20.

放射線計測装置１０を含む検出窓部２０は、図１に示す第１駆動機構７１に駆動されて、例えば重心を通るＺ軸に平行な回転軸ＲＸの周りに回転する。このため、検出窓部２０による検出範囲に相当する局所領域Ａ３は、検出窓部２０の傾斜量又は回転角に応じて基準線ＢＬに沿って±Ｙ方向に横移動（図面上では上下移動）する。つまり、放射線計測装置１０による計測を帯状の所定領域Ａ１内でＹ軸方向に走査するように行うことができる。 The detection window unit 20 including the radiation measuring apparatus 10 is driven by the first drive mechanism 71 shown in FIG. 1 and rotates, for example, around a rotation axis RX that is parallel to the Z axis and passes through the center of gravity. Therefore, the local area A3 corresponding to the detection range of the detection window 20 moves laterally in the ±Y direction along the reference line BL according to the tilt amount or the rotation angle of the detection window 20 (moves vertically in the drawing). To do. That is, the measurement by the radiation measuring apparatus 10 can be performed so as to scan in the Y-axis direction within the predetermined band-shaped area A1.

ロッドバンドル部３０は、一方においてコネクタ基板１４を介してシンチレーター部２２に接続され、他方においてコネクタ基板１４を介して光電撮像管部４０の受光部４１に対応する分布で固定されている。ロッドバンドル部３０は、多数のガイド用の光ファイバー３１を集めたものである。光ファイバー３１の一端は、コネクタ基板１４を介してシンチレーター部２２を構成する各シンチレーションロッドユニット２２ａの出力端に結合され、光ファイバー３１の他端は、コネクタ基板１４を介して光電撮像管部４０の受光部４１の格子点に対向するように位置決めされて固定されている。ロッドバンドル部３０は、シンチレーター部２２を構成するシンチレーションロッドユニット２２ａの配列関係を維持したままで光信号を光電撮像管部４０の受光部４１に伝送する。つまり、シンチレーター部２２は、シンチレーションロッドユニット２２ａをＸ方向及びＹ方向に配列して充填したものであり、ＸＹ断面に関して例えば８８×８８のマトリクス状に配列されているので、この格子点状の配列をそのまま維持した画素パターンが光電撮像管部４０によって画像として検出され増幅される。 The rod bundle portion 30 is connected to the scintillator portion 22 via the connector substrate 14 on one side, and is fixed on the other side in a distribution corresponding to the light receiving portion 41 of the photoelectric imaging tube portion 40 via the connector substrate 14. The rod bundle section 30 is a collection of a large number of optical fibers 31 for guides. One end of the optical fiber 31 is coupled to the output end of each scintillation rod unit 22a forming the scintillator unit 22 via the connector substrate 14, and the other end of the optical fiber 31 is received by the photoelectric imaging tube unit 40 via the connector substrate 14. It is positioned and fixed so as to face the lattice points of the portion 41. The rod bundle section 30 transmits an optical signal to the light receiving section 41 of the photoelectric imaging tube section 40 while maintaining the arrangement relationship of the scintillation rod units 22a forming the scintillator section 22. That is, the scintillator portion 22 is the scintillation rod units 22a arranged and filled in the X direction and the Y direction, and is arranged in a matrix of, for example, 88×88 with respect to the XY cross section. The pixel pattern in which the above is maintained as is is detected and amplified as an image by the photoelectric pickup tube unit 40.

光電撮像管部４０は、真空容器内に収納された構造を有しており、詳細な説明は省略するが、光電変換用の入力部である受光部４１と、入射した電子を光に変換して像を形成する出力部４３との間に、光電変換後の電子を収束させる静電収束系等を有している。ここで、受光部４１は、ガラス製の光学窓を有しており、光学窓の内側には所定の特性を有する光電変換物質の蒸着によって光電変換面が形成されている。出力部４３は、例えばファイバーオプティックプレートで形成され、その入射面には、所定の特性を有する蛍光体が塗布されている。 The photoelectric imaging tube unit 40 has a structure housed in a vacuum container, and although detailed description is omitted, the light receiving unit 41 which is an input unit for photoelectric conversion, and the incident electrons are converted into light. An electrostatic focusing system or the like for focusing the electrons after photoelectric conversion is provided between the output section 43 and the output section 43 that forms an image. Here, the light receiving section 41 has an optical window made of glass, and a photoelectric conversion surface is formed inside the optical window by vapor deposition of a photoelectric conversion substance having a predetermined characteristic. The output section 43 is formed of, for example, a fiber optic plate, and the incident surface thereof is coated with a phosphor having predetermined characteristics.

なお、光電撮像管部４０は、読出部５０と協働することで、シンチレーター部２２からの光信号を２次元的な光信号の分布として検知する第２次検出部として機能する。 The photoelectric imaging tube unit 40 functions as a secondary detection unit that detects the optical signal from the scintillator unit 22 as a two-dimensional distribution of the optical signal by cooperating with the reading unit 50.

読出部５０は、リレー光学系５１、精細撮像部５３等を備える。リレー光学系５１は、光電撮像管部４０の出力部４３の像を、精細撮像部５３の撮像面上に略等倍で投射する投射光学系となっている。精細撮像部５３は、例えばＣＭＯＳ型撮像素子である固体撮像素子と、固体撮像素子に撮像動作を行わせる駆動回路とを有し、固体撮像素子に撮像動作を行わせる。精細撮像部５３は、光電撮像管部４０の出力部４３に形成された微弱な光の精細画像を、ビデオレートで画素デジタル信号化して出力する。なお、図示を省略しているが、リレー光学系５１から分岐される光路上には、マルチアノードタイプのフォトマルチプライヤ等からなる粗像撮像部が設けられており、精細撮像部５３に撮像動作を行わせる駆動回路に対してトリガー信号を与える。 The reading unit 50 includes a relay optical system 51, a fine image pickup unit 53, and the like. The relay optical system 51 is a projection optical system that projects the image of the output unit 43 of the photoelectric image pickup tube unit 40 onto the image pickup surface of the fine image pickup unit 53 at substantially the same magnification. The fine image pickup unit 53 has, for example, a solid-state image pickup device such as a CMOS image pickup device and a drive circuit for causing the solid-state image pickup device to perform an image pickup operation, and causes the solid-state image pickup device to perform an image pickup operation. The fine image pickup unit 53 converts the weak light fine image formed on the output unit 43 of the photoelectric image pickup tube unit 40 into pixel digital signals at the video rate and outputs the pixel digital signals. Although not shown in the drawing, a coarse image capturing section including a multi-anode type photomultiplier or the like is provided on the optical path branched from the relay optical system 51, and the fine image capturing section 53 performs an image capturing operation. A trigger signal is given to the drive circuit that causes

回路装置６０は、読出部５０から出力された画像信号や強度信号を監視し、記憶装置に保管しつつ外部に出力する。つまり、回路装置６０は、検出窓部２０に対象とする線源からのガンマ線その他の放射線が入射した場合、精細撮像部５３に撮影を行わせることで放射線の痕跡を画像として検出する。 The circuit device 60 monitors the image signal and the intensity signal output from the reading unit 50 and outputs them to the outside while storing them in a storage device. That is, when the gamma ray or other radiation from the target radiation source is incident on the detection window unit 20, the circuit device 60 causes the fine imaging unit 53 to capture an image and detect the trace of the radiation as an image.

放射線計測装置１０Ａは、検出窓部２０の周辺であって基準線ＢＬに対向する位置に複数の距離センサー１８を有する。距離センサー１８は、例えばレーザー測距装置であり、検出窓部２０の正面、つまり図２に示す局所領域Ａ３にある対象の物体表面までの距離を測定することができる。距離センサー（測距装置）１８によって得た測距結果は、回路装置６０に出力される。距離センサー１８には、カメラも付随しており、対象ＯＢの表面画像を随時撮影することができる。距離センサー１８によって得た測距結果や撮影画像は、回路装置６０に出力される。 The radiation measuring apparatus 10A has a plurality of distance sensors 18 at positions around the detection window 20 and facing the reference line BL. The distance sensor 18 is, for example, a laser distance measuring device, and can measure the distance to the front surface of the detection window 20, that is, the surface of the target object in the local area A3 shown in FIG. The distance measurement result obtained by the distance sensor (distance measuring device) 18 is output to the circuit device 60. A camera is attached to the distance sensor 18, so that a surface image of the target OB can be taken at any time. The distance measurement result and the captured image obtained by the distance sensor 18 are output to the circuit device 60.

以下、シンチレーター部２２を構成するシンチレーションロッドユニット２２ａ等について説明する。
図４に示すブレード（検出ユニット）２８は、シンチレーションロッドユニット２２ａとフレーム２４とを有する。シンチレーションロッドユニット２２ａは、Ｘ方向に等間隔で密に配列されてロッドアレイ２２ｓを構成する。各シンチレーションロッドユニット２２ａは、その両端においてフレーム２４に支持されて固定されている。図示のブレード２８と同様の構造多数のブレード２８をＹ軸方向にスタックすることにより、シンチレーションロッドユニット２２ａがＸ方向及びＹ方向に配列された立方体状のシンチレーター部２２を得ることができる。つまり、シンチレーター部２２は、導光ロッドを２次元的に配列したロッドアレイ１２２ｓとなっている（後述する図７等参照）。 Hereinafter, the scintillation rod unit 22a and the like that form the scintillator portion 22 will be described.
The blade (detection unit) 28 shown in FIG. 4 has a scintillation rod unit 22 a and a frame 24. The scintillation rod units 22a are densely arranged at equal intervals in the X direction to form a rod array 22s. Each scintillation rod unit 22a is supported and fixed to the frame 24 at both ends thereof. By stacking a large number of blades 28 having the same structure as the illustrated blade 28 in the Y-axis direction, it is possible to obtain a cubic scintillator portion 22 in which the scintillation rod units 22a are arranged in the X-direction and the Y-direction. That is, the scintillator portion 22 is a rod array 122s in which light guiding rods are two-dimensionally arranged (see FIG. 7 and the like described later).

図５に示すように、シンチレーションロッドユニット２２ａは、角柱状のロッド本体（シンチレーションロッドとも呼ぶ）２５ａと、円筒状のシース部２５ｂと、コネクタ部２５ｃとを有する。 As shown in FIG. 5, the scintillation rod unit 22a includes a prismatic rod body (also referred to as a scintillation rod) 25a, a cylindrical sheath portion 25b, and a connector portion 25c.

ロッド本体（シンチレーションロッド）２５ａは、射出成形によって単一素材から形成されたものであり、２次元コリメーター部２１を経た放射線を光信号に変換する。具体的には、ロッド本体２５ａは、蛍光体をドープしたポリスチレン、アクリルその他のプラスチックの部材であって光ファイバーのコアを剥き出しにした非被覆型の構造を有する。つまり、ロッド本体２５ａの側面は、光学的なロスが殆どない鏡面となっている。ロッド本体２５ａの根元側（非出力側）には、ミラー２５ｆが形成されており、検出光の損失を低減している。ファイバー本体２５ａのサイズは、例えば断面が３×３ｍｍであり、長さ数１０ｃｍ〜１ｍ程度である。ロッド本体２５ａは、ガンマ線に対する能動指標となっている。具体的な実施例では、ロッド本体２５ａは、例えばセシウム１３７起源の０．６２２ＭｅＶガンマ線等を散乱させ、これによって発生したコンプトン電子によるシンチレーション発光を検出光として出力する。 The rod body (scintillation rod) 25a is formed of a single material by injection molding, and converts the radiation that has passed through the two-dimensional collimator unit 21 into an optical signal. Specifically, the rod body 25a is a fluorescent material-doped polystyrene, acrylic, or other plastic member and has an uncoated structure in which the core of the optical fiber is exposed. That is, the side surface of the rod body 25a is a mirror surface with almost no optical loss. A mirror 25f is formed on the root side (non-output side) of the rod body 25a to reduce the loss of detection light. The size of the fiber main body 25a is, for example, 3×3 mm in cross section and several 10 cm to 1 m in length. The rod body 25a is an active indicator for gamma rays. In a specific example, the rod body 25a scatters, for example, 0.622 MeV gamma rays originating from cesium 137, and outputs scintillation light emission by Compton electrons generated thereby as detection light.

シース部２５ｂは、内面にミラー２６ｂを有する外筒部であり、例えば数１０〜数１００μｍのマイラーフィルム２６ａの内面にＡｌ等からなるミラー２６ｂを蒸着等によって形成したシートを準備し、このシートを適当に切り出した後に円筒状に巻いた状態で継ぎ目を接着することで得られる。シース部２５ｂは、ロッド本体２５ａの一端に接着剤等で固定された支持部材２５ｇの外周と、ロッド本体２５ａの他端に固定されたコネクタ部２５ｃの外周とに嵌合するとともに接着剤等によってこれに接合され、支持部材２５ｇ及びコネクタ部２５ｃとともに図４に示すフレーム２４に固定・支持される。 The sheath portion 25b is an outer cylinder portion having a mirror 26b on the inner surface, and for example, prepares a sheet in which a mirror 26b made of Al or the like is formed on the inner surface of a Mylar film 26a of several tens to several 100 μm by vapor deposition and the like. It is obtained by appropriately cutting out and then bonding a seam in a cylindrically wound state. The sheath portion 25b is fitted to the outer periphery of the support member 25g fixed to one end of the rod body 25a with an adhesive or the like, and the outer periphery of the connector portion 25c fixed to the other end of the rod body 25a, and is bonded by an adhesive or the like. It is joined to this and is fixed and supported by the frame 24 shown in FIG. 4 together with the supporting member 25g and the connector portion 25c.

ここで、ロッド本体（シンチレーションロッド）２５ａやシース部（外筒部）２５ｂを介して伝搬する検出光について説明する。ロッド本体２５ａ内で発生したシンチレーション光は、ロッド本体２５ａの内面２５ｈに全反射の臨界角以上の角度θ１で入射した場合（つまり光Ｌ１の場合）、少ない損失で効率的に伝搬する。この際、ロッド本体２５ａが剥き出しで、クラッドを有しないので、全反射の臨界角を可能な限り小さくすることができ、シンチレーション光を全反射させる条件が緩くなるので、シンチレーション光の伝送効率を高めることができる。さらに、全反射条件を満たさない場合、すなわちロッド本体２５ａの内面２５ｈに全反射の臨界角以下の角度θ２で入射した場合（つまり光Ｌ２の場合）、その外側に配置されたシース部２５ｂの内面のミラー２６ｂで反射させる伝搬が可能であるので、シンチレーション光の損失をさらに低減することができる。本発明者の試作によれば、上記構造を採用することによりシンチレーション光の収率がその長さにもよるが１．５倍以上に向上することが確認された。 Here, the detection light propagating through the rod body (scintillation rod) 25a and the sheath portion (outer cylinder portion) 25b will be described. When the scintillation light generated in the rod body 25a is incident on the inner surface 25h of the rod body 25a at an angle θ1 equal to or greater than the critical angle of total reflection (that is, in the case of the light L1), the scintillation light efficiently propagates with a small loss. At this time, since the rod body 25a is exposed and does not have a clad, the critical angle of total reflection can be made as small as possible, and the condition for total reflection of scintillation light is relaxed, so that the transmission efficiency of scintillation light is improved. be able to. Furthermore, when the condition for total reflection is not satisfied, that is, when the light is incident on the inner surface 25h of the rod body 25a at an angle θ2 that is equal to or less than the critical angle of total reflection (that is, in the case of the light L2), the inner surface of the sheath portion 25b arranged outside thereof. Since the light reflected by the mirror 26b can be propagated, the loss of scintillation light can be further reduced. According to the trial manufacture of the present inventor, it was confirmed that the yield of scintillation light was improved by 1.5 times or more by adopting the above structure, depending on its length.

具体的に作製したシンチレーションロッドユニット２２ａを評価した結果、中心軸からの射出角５１度までの光を伝送できることを確認した。なお、市販の一般的なシンチレーションファイバーの場合、例えばコアがポリスチレン（屈折率１．５９）製で、クラッドがアクリル（屈折率１．４９）製であり、中心軸からの射出角が３０度までの光を伝送できるに過ぎない。つまり、本発明のシンチレーションロッドユニット２２ａの場合、等方に射出される蛍光の性質から、市販の一般的なシンチレーションファイバーに比較し立体角の比率で２．７倍の伝送効率の向上がある。また、周囲を鏡パイプであるシース部２５ｂで被覆することで、一旦ロッド本体２５ａの外に出た光を反射させて回復させる効果もあり、この効果を加味すると３倍以上の伝送向上が見込める。さらに、シース部２５ｂが光を内側に反射して外に漏らさないため、隣接するシンチレーションロッドユニット２２ａ間のクロストークをゼロにでき、位置同定に重要な発光点の独立性が確保される。また、本鏡パイプ又はシース部２５ｂによって、脱着時などにおけるシンチレーションロッド又はロッド本体２５ａの表面の他物との摩擦による擦傷を防ぎ、フィールド計測における防湿、防塵の効果もある。 As a result of evaluating the specifically manufactured scintillation rod unit 22a, it was confirmed that light with an emission angle of 51 degrees from the central axis can be transmitted. In the case of a general commercially available scintillation fiber, for example, the core is made of polystyrene (refractive index 1.59), the clad is made of acrylic (refractive index 1.49), and the emission angle from the central axis is up to 30 degrees. Can only transmit the light of. That is, in the case of the scintillation rod unit 22a of the present invention, due to the property of isotropically emitted fluorescence, the transmission efficiency is improved by 2.7 times in terms of the solid angle ratio as compared with a general commercially available scintillation fiber. Also, by covering the periphery with the sheath portion 25b, which is a mirror pipe, there is also an effect of reflecting and recovering the light that once goes out of the rod body 25a, and if this effect is taken into consideration, a transmission improvement of three times or more can be expected. .. Furthermore, since the sheath portion 25b reflects light inward and does not leak to the outside, crosstalk between adjacent scintillation rod units 22a can be made zero, and independence of light emitting points, which is important for position identification, is secured. Further, the mirror pipe or the sheath portion 25b prevents scratches due to friction with other objects on the surface of the scintillation rod or the rod body 25a at the time of attachment/detachment, and also has an effect of preventing moisture and dust in field measurement.

コネクタ部２５ｃは、レンズ部２６ｄと光ガイド部２６ｅとを有する。レンズ部２６ｄは、ロッド本体２５ａの一端（出力端）に対向して配置される。レンズ部２６ｄは、第１レンズ２６ｆと第２レンズ２６ｇとを光路に沿って配置した組レンズであり、射出ＮＡを入射ＮＡよりも減少させるように角度変換を行う光学部材として機能する。第１レンズ２６ｆと第２レンズ２６ｇとは、ともにプラスチック材料で形成されている。光学的に上流の第１レンズ２６ｆは、ブロック状の肉厚レンズであり、例えば平面の入射面と、凸の射出面とを有する。光学的に下流の第２レンズ２６ｇも、第１レンズ２６ｆと同様の横断面を有するブロック状の肉厚レンズであり、例えば平面の入射面と、凸の射出面とを有する。ロッド本体２５ａの一端（出力端）は、第１レンズ２６ｆに形成された凹部に嵌合するように挿入され第１レンズ２６ｆに固定されている。レンズ部２６ｄによって、ロッド本体２５ａやシース部２５ｂから導かれた検出光のＮＡが適度に減少する。 The connector portion 25c has a lens portion 26d and a light guide portion 26e. The lens portion 26d is arranged so as to face one end (output end) of the rod body 25a. The lens portion 26d is a lens group in which the first lens 26f and the second lens 26g are arranged along the optical path, and functions as an optical member that performs angle conversion so as to reduce the emission NA from the incidence NA. Both the first lens 26f and the second lens 26g are made of a plastic material. The first lens 26f that is optically upstream is a block-shaped thick lens, and has, for example, a plane incident surface and a convex exit surface. The second lens 26g, which is optically downstream, is also a block-shaped thick lens having the same cross section as the first lens 26f, and has, for example, a flat incident surface and a convex exit surface. One end (output end) of the rod body 25a is inserted so as to fit into a recess formed in the first lens 26f and is fixed to the first lens 26f. The NA of the detection light guided from the rod body 25a and the sheath portion 25b is appropriately reduced by the lens portion 26d.

光ガイド部２６ｅは、円形断面を有するロッド状の部材であり、一端から他端に向けて光を伝送する役割を有する。光ガイド部２６ｅの入射面２６ｉは、平面で、第２レンズ２６ｇの射出面と略同サイズとなっている。一方、光ガイド部２６ｅの射出面２６ｊは、平面で、図３に示すロッドバンドル部３０の光ファイバー３１のコア径と略同サイズとなっている。つまり、光ガイド部２６ｅによって、レンズ部２６ｄを経た検出光が光ファイバー３１に導かれる。この際、レンズ部２６ｄによってロッド本体２５ａやシース部２５ｂから導かれた検出光のＮＡが適度に減少しているので、光ファイバー３１への検出光の結合効率を高めることができる。ガイドアレイ２６ｅの入射面２６ｉ側には、レンズ部２６ｄの第２レンズ２６ｇに形成された凸部と嵌合することによって第２レンズ２６ｇを固定するための凹部が形成されている。 The light guide portion 26e is a rod-shaped member having a circular cross section, and has a role of transmitting light from one end to the other end. The incident surface 26i of the light guide portion 26e is a flat surface and has substantially the same size as the exit surface of the second lens 26g. On the other hand, the exit surface 26j of the light guide portion 26e is a flat surface and has substantially the same size as the core diameter of the optical fiber 31 of the rod bundle portion 30 shown in FIG. That is, the detection light that has passed through the lens portion 26d is guided to the optical fiber 31 by the light guide portion 26e. At this time, the NA of the detection light guided from the rod body 25a and the sheath portion 25b by the lens portion 26d is appropriately reduced, so that the coupling efficiency of the detection light to the optical fiber 31 can be increased. On the incident surface 26i side of the guide array 26e, a concave portion for fixing the second lens 26g by fitting with a convex portion formed on the second lens 26g of the lens portion 26d is formed.

以下、図６及び７を参照して、放射線計測装置１０による放射線の検出原理について説明する。 Hereinafter, the principle of detecting radiation by the radiation measuring apparatus 10 will be described with reference to FIGS.

まず、図６に示すように、検出窓部２０に対する検出エリアについて説明する。検出窓部２０は、２次元コリメーター部２１の存在により、基準線ＢＬを中心としてＺ方向に幅ＷＤを有する帯状の領域Ａ１内であって、検出窓部２０の正面の局所領域Ａ３を計測対象とする。検出窓部２０は、その回転姿勢の調整により局所領域Ａ３を基準線ＢＬに沿って移動させことができ、基準線ＢＬに沿った検出の最大限である帯状の所定領域Ａ１の長手方向の長さは、放射線計測装置１０又は検出窓部２０の回転角の範囲に対応するものとなっている。局所領域Ａ３のサイズは、例えば１０ｃｍ×１０ｃｍ程度とすることができる。なお、検出窓部２０は、フォーカス深度を有しており、帯状の局所領域Ａ１は、図示の便宜上示されている平面的なものに限らず、奥行きを持ったものとなっている。 First, as shown in FIG. 6, the detection area for the detection window 20 will be described. Due to the presence of the two-dimensional collimator section 21, the detection window section 20 measures the local area A3 in front of the detection window section 20 within the strip-shaped area A1 having the width WD in the Z direction with the reference line BL as the center. set to target. The detection window portion 20 can move the local region A3 along the reference line BL by adjusting its rotational posture, and the longitudinal length of the belt-shaped predetermined region A1 which is the maximum detection along the reference line BL. This corresponds to the range of the rotation angle of the radiation measuring device 10 or the detection window 20. The size of the local area A3 can be, for example, about 10 cm×10 cm. The detection window 20 has a focus depth, and the strip-shaped local area A1 is not limited to the planar area shown for convenience of illustration, but has a depth.

放射線計測装置１０から計測の対象ＯＢまでの距離は、放射線計測装置１０又は検出窓部２０の回転角を考慮する必要がある。さらに、計測の対象ＯＢは、一様な平面を有するものに限らず、立体的な表面を有する場合が多い。このような事情を考慮して、検出窓部２０に付随する距離センサー１８によって基準線ＢＬ方向に延びる帯状の所定領域Ａ１のうち検出窓部２０の正面にある局所領域Ａ３における対象ＯＢ表面までの距離を計測する。距離センサー１８によって得た距離Ｄは、距離センサー１８の配置を考慮して、シンチレーター部２２の中心又はロッドバンドル部３０の中心からの距離Ｄに換算される。以上のようにして得た放射線計測装置１０から計測の対象ＯＢまでの距離と、放射線計測装置１０の回転角とにより、局所領域Ａ３に存在する対象ＯＢの表面について、基準線ＢＬに沿ったＹ方向の座標と、基準線ＢＬに直交するＸ方向の座標とが特定され、局所領域Ａ３のＸＹ座標を特定することができる。放射線計測装置１０は、Ｚ方向に徐々に走査されるので、Ｚ座標を確認しつつ対象ＯＢのＸＹ座標を得ることができ、対象ＯＢの表面形状を得ることができる。対象ＯＢの表面形状は、シンチレーター部２２の検出領域の立体角に影響するので、放射線源からの放射線量を決定する上で重要である。 For the distance from the radiation measuring device 10 to the measurement target OB, it is necessary to consider the rotation angle of the radiation measuring device 10 or the detection window 20. Furthermore, the measurement target OB is not limited to one having a uniform plane, and in many cases has a three-dimensional surface. In consideration of such a situation, the distance sensor 18 attached to the detection window portion 20 extends to the surface of the target OB in the local area A3 in front of the detection window portion 20 of the strip-shaped predetermined area A1 extending in the reference line BL direction. Measure the distance. The distance D obtained by the distance sensor 18 is converted into the distance D from the center of the scintillator portion 22 or the center of the rod bundle portion 30 in consideration of the arrangement of the distance sensor 18. Based on the distance from the radiation measuring apparatus 10 to the measurement target OB obtained as described above and the rotation angle of the radiation measuring apparatus 10, the Y of the surface of the target OB existing in the local region A3 along the reference line BL is determined. The coordinate in the direction and the coordinate in the X direction orthogonal to the reference line BL are specified, and the XY coordinate of the local area A3 can be specified. Since the radiation measuring apparatus 10 is gradually scanned in the Z direction, the XY coordinates of the target OB can be obtained while confirming the Z coordinate, and the surface shape of the target OB can be obtained. The surface shape of the target OB affects the solid angle of the detection region of the scintillator unit 22, and is therefore important in determining the radiation dose from the radiation source.

図７は、放射線計測装置１０の特定断面を示す概念図であり、この特定断面は、２次元コリメーター部２１のうち第１コリメーター２１ａのいずれかの隙間ＧＡが延びる方向に対応するものとなっている。図示のように、角度δ方向傾いた放射線計測装置１０のシンチレーター部２２に入射する放射線は、帯状の所定領域Ａ１のうち放射線計測装置１０の正面にある局所領域Ａ３に放射線源が存在する場合、放射線の痕跡又は飛跡として立体角Ａ４の範囲内に所定強度の一連の信号Ｓ１が検出される可能性がある。よって、読出部５０によって撮影されたシンチレーター部２２の画像から放射線を同時検出したシンチレーションロッドユニット２２ａの位置（同時検出箇所）を特定しつつ、これらを繋ぐ直線を当てはめる近似を行うことで、入射した放射線がバックグラウンドでなく局所領域Ａ３からのものであるか否か、つまり、局所領域Ａ３に放射線源があるか否かを判定することができる。これにより、この局所領域Ａ３からシンチレーター部２２に入射する放射線の強度を確認しつつ頻度を算出することができ、局所領域Ａ３の面積や局所領域Ａ３に対するシンチレーター部２２の検出領域の立体角を考慮すれば、局所領域Ａ３に存在する放射性物質から発せられる放射線量（例えばμＳｖ／時）の面密度を決定することができる。 FIG. 7 is a conceptual diagram showing a specific cross section of the radiation measuring apparatus 10, and this specific cross section corresponds to the direction in which any gap GA of the first collimator 21a of the two-dimensional collimator section 21 extends. Has become. As shown in the figure, when the radiation incident on the scintillator portion 22 of the radiation measuring apparatus 10 tilted by the angle δ is present in a local area A3 in front of the radiation measuring apparatus 10 in the belt-shaped predetermined area A1, There is a possibility that a series of signals S1 having a predetermined intensity are detected within the range of the solid angle A4 as traces or tracks of radiation. Therefore, while specifying the position (simultaneous detection point) of the scintillation rod unit 22a that simultaneously detected radiation from the image of the scintillator unit 22 photographed by the reading unit 50, an approximation is performed by applying a straight line connecting these, thereby making the incident. It can be determined whether the radiation comes from the local area A3 instead of the background, that is, whether there is a radiation source in the local area A3. With this, the frequency can be calculated while confirming the intensity of the radiation incident on the scintillator unit 22 from the local region A3, and the area of the local region A3 and the solid angle of the detection region of the scintillator unit 22 with respect to the local region A3 are considered. Then, the surface density of the radiation dose (for example, μSv/hour) emitted from the radioactive substance existing in the local area A3 can be determined.

図８（Ａ）〜８（Ｃ）は、シンチレーター部２２における放射線の検出原理を説明する図である。シミュレーションを利用して、シンチレーションロッドユニット２２ａのファイバー本体２５ａと同様の材料からなるプラスチックシンチレーターに一方向から同じ点に撃ち込んだガンマ線１００発の飛跡（白色実線）の側面図を図８（Ａ）に示している。セシウム１３７から放出される０．６２２ＭｅＶのガンマ線は、物質中で主にコンプトン散乱を起こす。図８（Ａ）のガンマ線の飛跡で方向が変わっている点で散乱が起こり、電子が反跳されている。このエネルギーのガンマ線は、物質中にてコンプトン散乱を繰り返し、エネルギーを失いつつ最終的には光電吸収反応で消えてしまう。つまり、奥行き約０．５ｍのシンチレーションロッドユニット２２ａを充填した立方体、すなわち０．５ｍ立方のプラスチックシンチレーター内において、０．６２２ＭｅＶのガンマ線は、そのエネルギーを略全て電子に渡し切り、外に出てこず、全吸収されている。このことから、シンチレーションロッドユニット２２ａのうち２次元コリメーター部２１から最も離れた背後側に配置されたシンチレーションロッドユニット２２ａからの平均的な出力値は、バックグランドレベルを表していると考えることができ、かかるシンチレーションロッドユニット２２ａの出力値をＳ／Ｎ分離に利用することができる。 8A to 8C are diagrams illustrating the principle of radiation detection in the scintillator unit 22. Using a simulation, a side view of a track (white solid line) of 100 gamma rays shot from one direction to the same point in a plastic scintillator made of the same material as the fiber main body 25a of the scintillation rod unit 22a is shown in FIG. 8(A). Shows. The 0.622 MeV gamma ray emitted from cesium 137 mainly causes Compton scattering in the substance. Scattering occurs at the point where the direction changes due to the gamma ray track in FIG. 8A, and the electron recoils. The gamma ray of this energy repeats Compton scattering in the substance, and eventually disappears by photoelectric absorption reaction while losing energy. In other words, in a cube filled with a scintillation rod unit 22a having a depth of about 0.5 m, that is, in a 0.5 m cubic plastic scintillator, a 0.622 MeV gamma ray passes almost all its energy to an electron and does not go out. , All absorbed. From this, it can be considered that the average output value from the scintillation rod unit 22a arranged on the back side farthest from the two-dimensional collimator unit 21 of the scintillation rod unit 22a represents the background level. Therefore, the output value of the scintillation rod unit 22a can be used for S/N separation.

散乱された電子は、０．５ｍ立方のプラスチックシンチレーター中を走る間にイオン化反応を起こしてシンチレーション発光現象により蛍光を発する。０．６２２ＭｅＶガンマ線が入射して最初に起こすコンプトン散乱で生じた電子だと約１ｍｍ走り、その間発光する。図８（Ｂ）に示すように、先のガンマ線照射のシミュレーション事例から生じた１０ｋｅＶ以上の電子の飛跡のみを白点で示し、図８（Ｃ）に示すように、先のガンマ線照射のシミュレーション事例から生じた１００ｋｅＶ以上の電子の飛跡のみを白点で示している。図からわかるように、１００ｋｅＶ以上の電子を選択すると、よりガンマ線の到来方向に集中して一直線に電子が生成されている。つまり、１００ｋｅＶ以上に相当する１ｍｍ程度の発光点を選択すれば、ガンマ線が最初に起こしたコンプトン散乱による電子を見たことになり、それらの点列を元にたどれば、ガンマ線の到来方向が求められる。このような結果と全吸収エネルギー０．６２２ＭｅＶに相当する測光とを組み合わせれば、セシウム１３７からくるガンマ線であることを特定できる。 The scattered electrons cause an ionization reaction while running in a plastic scintillator of 0.5 m3, and emit fluorescence due to a scintillation luminescence phenomenon. An electron generated by Compton scattering that first occurs when 0.622 MeV gamma rays are incident travels about 1 mm, and emits light during that time. As shown in FIG. 8(B), only the tracks of electrons of 10 keV or more generated from the previous gamma ray irradiation simulation example are shown by white dots, and as shown in FIG. 8(C), the previous gamma ray irradiation simulation example. Only the traces of electrons of 100 keV or more generated from are shown by white dots. As can be seen from the figure, when electrons of 100 keV or higher are selected, the electrons are generated in a straight line with more concentration in the arrival direction of gamma rays. In other words, if an emission point of about 1 mm, which corresponds to 100 keV or more, is selected, it means that the electrons due to Compton scattering caused by the gamma ray are seen first, and the direction of arrival of the gamma ray can be traced based on these point sequences. Desired. By combining such a result with photometry corresponding to the total absorbed energy of 0.622 MeV, it can be specified that the gamma ray is from cesium 137.

以下、図９を参照して、図１に示す放射線計測システム１００の動作の概要について説明する。まず、放射線計測装置１０のＺ位置及び回転角を設定する（ステップＳ１１）。最初の場合、放射線計測装置１０は初期位置にセットされる。
次に、制御装置９０は、放射線計測装置１０の読出部５０、回路装置６０等を適宜動作させて、シンチレーター部２２への放射線の入射状況の監視を開始する（ステップＳ１２）。
次に、制御装置９０は、放射線計測装置１０の距離センサー１８を動作させて、対象ＯＢ表面までの距離を測定させるとともに、対象の表面（一側面）の画像を撮影させる（ステップＳ１３）。これらのデータは、不図示のメモリーに保管される。
次に、制御装置９０は、読出部５０においてガンマ線の入射を検出したか否かを確認し、ガンマ線の入射を検出した場合、バックグランドノイズと区別するためガンマ線の入射方向を判定する（ステップＳ１４）。ガンマ線の入射方向は、図７等で説明した手法を用いることができる。
次に、制御装置９０は、ステップＳ１４で得たガンマ線の入射方向やステップＳ１３で得た対象ＯＢ表面までの距離から、検出窓部２０の検出領域の立体角を修正し、ガンマ線源の強度等を特定する（ステップＳ１５）。
次に、制御装置９０は、このＺ位置での計測のための規定時間が経過したか否かを確認する（ステップＳ１６）。
規定時間が経過していない場合、ステップＳ１４に戻って読出部５０で得た画像からガンマ線の入射を確認し、規定時間が経過している場合、次のステップＳ１７に進む。
ステップＳ１７では、これまでに検出したガンマ線の方向及び距離並びに頻度に基づいて、対象ＯＢの表面について放射線計測装置１０の現在のＺ位置及び回転角に対応する局所領域Ａ３からの放射線量の分布を算出する。具体的には放射線計測装置１０によって検出された１以上のガンマ線が射出されたＸＹ面内の方位が放射線計測装置１０の回転角又は傾斜量と一致するもののみを信号としてバックグラウンドノイズを除去し、対象ＯＢまでの距離、局所領域Ａ３の面積、放射線計測装置１０の検出領域の立体角等から放射線量を決定する。
次に、制御装置９０は、放射線計測装置１０のＹ走査及びＺ走査が完了したか否かを確認する（ステップＳ１８）。
Ｙ走査及びＺ走査が完了していない場合、ステップＳ１１に戻って放射線計測装置１０の回転角を変化させるＹ方向の走査（主走査）を行いつつＺ位置を次の位置にずらすステップ移動（副走査）を行い、Ｙ走査及びＺ走査が完了している場合、次のステップＳ１９に進む。
ステップＳ１９では、これまでステップＳ１７で蓄積した各局所領域Ａ３からの放射線量の分布を重ね合わせて放射線量の２次元分布を算出する（ステップＳ１９）。具体的にはＹ方向に延びる１次元の放射線量の分布をＺ方向に繋ぎ合わせた２次元分布に対応するデータテーブルを作成する。
次に、制御装置９０は、ステップＳ１９で得た放射線量の２次元分布を色分布等の表示用データに加工し、ステップＳ１３で得た対象ＯＢの表面画像と重ね合わせる（ステップＳ２０）。これにより、対象ＯＢの表面（一側面）のうち、放射線が存在する部位及び放射線強度をセットとしてオペレーターに提示することができる。なお、対象ＯＢの他の側面も同様に並行して測定が行われるので、詳細な説明は省略する。
以上は、単一の放射線計測装置１０から得られる計測情報の処理の説明であったが、図１に示す支持体７０に支持された多数の放射線計測装置１０から得られる計測情報が同時並列的に処理される。つまり、対象ＯＢの一対の側面、上面、及び底面について、放射線が存在する部位及び放射線強度をセットとして情報の提示を行うことができる。 The outline of the operation of the radiation measurement system 100 shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIG. 9. First, the Z position and the rotation angle of the radiation measuring apparatus 10 are set (step S11). In the first case, the radiation measuring apparatus 10 is set to the initial position.
Next, the control device 90 operates the reading unit 50, the circuit device 60, and the like of the radiation measuring apparatus 10 as appropriate to start monitoring the radiation incident state on the scintillator unit 22 (step S12).
Next, the control device 90 operates the distance sensor 18 of the radiation measuring device 10 to measure the distance to the target OB surface and also captures an image of the target surface (one side surface) (step S13). These data are stored in a memory (not shown).
Next, the control device 90 confirms whether or not the gamma ray incidence is detected in the reading unit 50, and when the gamma ray incidence is detected, determines the gamma ray incidence direction in order to distinguish it from the background noise (step S14). ). For the incident direction of gamma rays, the method described in FIG. 7 and the like can be used.
Next, the control device 90 corrects the solid angle of the detection area of the detection window unit 20 from the incident direction of the gamma ray obtained in step S14 and the distance to the target OB surface obtained in step S13 to determine the intensity of the gamma ray source. Is specified (step S15).
Next, the control device 90 confirms whether or not the specified time for measurement at this Z position has elapsed (step S16).
If the specified time has not elapsed, the process returns to step S14 to check the incidence of gamma rays from the image obtained by the reading unit 50, and if the specified time has elapsed, the process proceeds to the next step S17.
In step S17, the distribution of the radiation dose from the local area A3 corresponding to the current Z position and rotation angle of the radiation measuring apparatus 10 on the surface of the target OB is calculated based on the direction, distance, and frequency of the gamma rays detected so far. calculate. Specifically, the background noise is removed by using only the signal in which the azimuth in the XY plane from which the one or more gamma rays detected by the radiation measuring apparatus 10 coincide with the rotation angle or the tilt amount of the radiation measuring apparatus 10 is a signal. The radiation dose is determined from the distance to the target OB, the area of the local region A3, the solid angle of the detection region of the radiation measuring apparatus 10, and the like.
Next, the control device 90 confirms whether or not the Y scanning and Z scanning of the radiation measuring apparatus 10 are completed (step S18).
If the Y scan and the Z scan have not been completed, the process returns to step S11 to perform the Y direction scan (main scan) for changing the rotation angle of the radiation measuring apparatus 10 while moving the Z position to the next position (step movement (sub scan)). (Scanning) is performed, and when Y scanning and Z scanning are completed, the process proceeds to the next step S19.
In step S19, the two-dimensional distribution of the radiation dose is calculated by superimposing the distributions of the radiation dose from the respective local areas A3 accumulated in step S17 so far (step S19). Specifically, a data table corresponding to a two-dimensional distribution in which one-dimensional radiation dose distributions extending in the Y direction are connected in the Z direction is created.
Next, the control device 90 processes the two-dimensional distribution of the radiation dose obtained in step S19 into display data such as color distribution and superimposes it on the surface image of the target OB obtained in step S13 (step S20). Thereby, on the surface (one side surface) of the target OB, the site where the radiation exists and the radiation intensity can be presented to the operator as a set. Since the other side surfaces of the target OB are also measured in parallel, detailed description thereof will be omitted.
The above is the description of the processing of the measurement information obtained from the single radiation measurement apparatus 10, but the measurement information obtained from the multiple radiation measurement apparatuses 10 supported by the support 70 shown in FIG. Is processed. That is, it is possible to present information about a pair of side surfaces, a top surface, and a bottom surface of the target OB as a set of a site where radiation exists and radiation intensity.

上記実施形態の放射線計測システム１００によれば、２次元コリメーター部２１が放射線の入射方向を基準線ＢＬに沿った所定の局所領域に対応するように制限するので、目標とする所定の局所領域（図６の局所領域Ａ２等に対応）に存在する線源からの放射線を選択的に検出することができる。また、第２次検出部である光電撮像管部４０及び読出部５０がロッドアレイ１２２ｓからの蛍光を２次元的な光信号の分布として検出することで、放射線の強度その他の入射状態を観測することができる。なお、ロッドアレイ１２２ｓを用いることで、検出窓部２０を小型化することが容易になり、検出窓部２０や放射線計測システム１００を簡易に軽量化することができる。 According to the radiation measuring system 100 of the above-described embodiment, the two-dimensional collimator unit 21 restricts the incident direction of radiation so as to correspond to the predetermined local area along the reference line BL, and thus the target predetermined local area. Radiation from the radiation source existing in (corresponding to the local area A2 or the like in FIG. 6) can be selectively detected. In addition, the photoelectric imaging tube unit 40 and the reading unit 50, which are the secondary detection unit, detect the fluorescence from the rod array 122s as a two-dimensional distribution of optical signals, and thereby observe the intensity of radiation and other incident states. be able to. By using the rod array 122s, the detection window 20 can be easily downsized, and the detection window 20 and the radiation measurement system 100 can be easily reduced in weight.

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be carried out in various modes without departing from the gist thereof. Modifications such as are also possible.

すなわち、放射線計測システム１００を構成する放射線計測装置１０の数は、上記実施形態のように４つに限らず、状況に応じて適当な数に設定することができる。例えば対象ＯＢの同一の側面を計測するために複数の放射線計測装置１０を並列的に設けることもできる。一方、単一の放射線計測装置１０のみで放射線計測システム１００を構成することもできる。この場合、計測に際して放射線計測装置１０を３次元的に移動させることもできる。 That is, the number of the radiation measuring devices 10 configuring the radiation measuring system 100 is not limited to four as in the above embodiment, but can be set to an appropriate number according to the situation. For example, a plurality of radiation measuring devices 10 may be provided in parallel to measure the same side surface of the target OB. On the other hand, the radiation measurement system 100 can be configured with only a single radiation measurement device 10. In this case, the radiation measuring apparatus 10 can be moved three-dimensionally during measurement.

ファイバー本体２５ａは、角柱状に限らず円柱状とすることができ、シース部２５ｂを省略することもできる。シース部２５ｂを省略する場合、これに代えて薄い遮光体を配置することもできる。 The fiber body 25a is not limited to a prismatic shape, but may be a cylindrical shape, and the sheath portion 25b may be omitted. When the sheath portion 25b is omitted, a thin light shield may be arranged instead of this.

２次元コリメーター部２１を構成する第２コリメーター２１ｂは、第１コリメーター２１ａと同様に有限焦点系とすることもできる。 The 2nd collimator 21b which comprises the two-dimensional collimator part 21 can also be a finite focus system like the 1st collimator 21a.

放射線計測装置１０によるＹ走査は、放射線計測装置１０の向き又は傾斜を変える代わりに放射線計測装置１０のＹ方向の位置を変化させることによっても達成される。 The Y scanning by the radiation measuring apparatus 10 can also be achieved by changing the position of the radiation measuring apparatus 10 in the Y direction instead of changing the direction or inclination of the radiation measuring apparatus 10.

ＢＬ…基準線、ＭＡ…計測領域、ＯＢ…対象、１０…放射線計測装置、１０Ａ…放射線計測装置、１１…ケース、１４…コネクタ基板、１８…距離センサー、２０…検出窓部、２１…２次元コリメーター部、２１ａ…放射線遮蔽板、２２…シンチレーター部、２２ａ…シンチレーションロッドユニット、２２ｓ…ロッドアレイ、２４…フレーム、２５ａ…ファイバー本体、２５ｂ…シース部、２５ｃ…コネクタ部、２５ｆ…ミラー、２５ｇ…支持部材、２５ｈ…内面、２６ａ…マイラーフィルム、２６ｂ…ミラー、２６ｄ…レンズ部、２６ｅ…光ガイド部、２８…ファイバーブレード、３０…ロッドバンドル部、３１…光ファイバー、４０…光電撮像管部、４１…受光部、４３…出力部、５０…読出部、５１…リレー光学系、５３…精細撮像部、６０…回路装置、７０…支持体、７１，７２…駆動機構、９０…制御装置、１００…放射線計測システム、１２２ｓ…ロッドアレイ BL... Reference line, MA... Measuring area, OB... Target, 10... Radiation measuring apparatus, 10A... Radiation measuring apparatus, 11... Case, 14... Connector board, 18... Distance sensor, 20... Detection window section, 21... Two-dimensional Collimator part, 21a... Radiation shielding plate, 22... Scintillator part, 22a... Scintillation rod unit, 22s... Rod array, 24... Frame, 25a... Fiber body, 25b... Sheath part, 25c... Connector part, 25f... Mirror, 25g ... Supporting member, 25h... Inner surface, 26a... Mylar film, 26b... Mirror, 26d... Lens part, 26e... Optical guide part, 28... Fiber blade, 30... Rod bundle part, 31... Optical fiber, 40... Photoelectric imaging tube part, 41... Light receiving part, 43... Output part, 50... Readout part, 51... Relay optical system, 53... Fine image pickup part, 60... Circuit device, 70... Support body, 71, 72... Drive mechanism, 90... Control device, 100 …Radiation measurement system, 122s…Rod array

Claims

An azimuth limiting unit that limits the incident direction of the radiation to a predetermined direction, and two-dimensionally arranged so that the rod axis extends in a direction intersecting the incident direction set by the azimuth limiting unit, and with the incidence of the radiation A primary detector having a rod array that emits fluorescence;
A secondary detection unit that detects fluorescence from the rod array of the primary detection unit as a two-dimensional optical signal distribution;
A calculation unit that determines a radiation dose in the predetermined direction corresponding to the incident direction set by the azimuth control unit based on the detection output of the secondary detection unit,
The rod array is a two-dimensional array of a plurality of scintillation rods having an uncoated structure in which a core is exposed.
The said rod array is a radiation measurement system which has several outer cylinder parts which are arrange|positioned at intervals around the said several scintillation rod, respectively, and have a mirror in an inner surface.

The azimuth limiting unit is a two-dimensional collimator including a first collimator and a second collimator, and the first collimator is a flat plate of a plurality of shields arranged so as to converge toward a band-shaped region. The radiation measurement system according to claim 1, wherein the second collimator includes a plurality of shield flat plates arranged substantially parallel to each other toward the strip-shaped region.

When the arrangement relationship of the simultaneous detection points in the rod array corresponds to the predetermined direction set by the two-dimensional collimator, the calculation unit causes the detected radiation to be selectively detected by the first collimator. The radiation measurement system according to claim 2, wherein it is determined that the light has entered the rod array from a predetermined local measurement target region corresponding to the selective detection by the second collimator in the corresponding strip-shaped region.

From the measurement target region, the calculation unit calculates the solid angle of the detection region of the primary detection unit with respect to the measurement target region, and the intensity and frequency of the radiation incident on the rod array from the measurement target region. The radiation measurement system according to claim 3 , wherein the area density of the radiation dose of is determined.

The radiation measurement system according to any one of claims 1 to 4, wherein the rod array includes a plurality of scintillation rods doped with a fluorescent substance.

The radiation according to any one of claims 1 to 5, further comprising a scanning device that changes the predetermined direction set by the azimuth limiting unit by changing a spatial state of the primary detection unit. Measuring system.

The radiation measurement system according to claim 5, further comprising optical members that are respectively arranged on the light emission sides of the plurality of scintillation rods and perform angle conversion so as to reduce the emission NA from the incidence NA.

The radiation measurement system according to claim 7, wherein the optical member is a combined lens in which a first lens and a second lens are arranged along an optical path.