JPH02236191A - Method for measuring dosage - Google Patents

Method for measuring dosage

Info

Publication number
JPH02236191A
JPH02236191A JP1057648A JP5764889A JPH02236191A JP H02236191 A JPH02236191 A JP H02236191A JP 1057648 A JP1057648 A JP 1057648A JP 5764889 A JP5764889 A JP 5764889A JP H02236191 A JPH02236191 A JP H02236191A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
scintillation
optical
pulse
scintillator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1057648A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0553395B2 (en
Inventor
Mikio Yamashita
幹雄 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP1057648A priority Critical patent/JPH02236191A/en
Publication of JPH02236191A publication Critical patent/JPH02236191A/en
Publication of JPH0553395B2 publication Critical patent/JPH0553395B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To easily realize dosage detection free from influence of fluctuation in gain of a light detector by a method wherein light intensity of scintillation generated in a scintillator by irradiation of radioactive rays is attenuated with various optical attenuation ratios to have the number of output pulses in the respective optic attenuation ratios measured. CONSTITUTION:When radioactive rays are irradiated by a scintillator 1 in a form of a plastic scintillator or the like, scintillation (illumination having very short duration) having light intensity according to the amount of energy applied by the radioactive rays is generated sequentially with random time relation. The scintillations is led to a variable light attenuator 3 through an optic fiber light guide 2 as a light path to be attenuated by the attenuator 3 with various pre-specified light attenuation ratios. The attenuated light inputs to a light detector 4 and its light pulses are detected. The light pulses are amplified to convenient size by a proportional amplifier 5 to be input to a wave height discriminator 6 so that the number of output pulses is counted by a counter 7.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、放射線照射によってシンチレータが受けた線
量を、シンチレータにおけるシンチレーション現象を利
用して、比較的簡単にかつ高い信頼性をもって測定する
ことのできる線量測定法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a method for measuring the dose received by a scintillator due to radiation irradiation relatively easily and with high reliability by utilizing the scintillation phenomenon in the scintillator. Regarding possible dosimetry methods.

(従来の技術] 放射線の線量を精度よぐ測定する技術は、原子力産業な
どの分野において、放射線利用技術の効率化および能率
化を図る上で、また放射線防護の立場から必要不可決の
ものである。
(Conventional technology) Technology to accurately measure radiation doses is essential in fields such as the nuclear industry, in order to improve the efficiency and efficiency of radiation utilization technology, and from the standpoint of radiation protection. be.

線量測定法として、古くからいろいろの物理化学的現象
を利用したものが考案され利用されている。そのなかに
あって、例えば蛍光体のようなシンチレータにおけるシ
ンチレーション現象を利用する方法は、電離現象を利用
する方法と並んで古くから線量測定の有用な方法として
注目され、その方法の改良と実用化のために世界的規模
で数多くの研究開発が行なわれてきた。
Dosimetry methods that utilize various physicochemical phenomena have been devised and used since ancient times. Among these, methods that utilize the scintillation phenomenon in scintillators such as fluorescent materials have long been attracting attention as useful methods for dose measurement, along with methods that utilize ionization phenomena, and improvements and practical applications of these methods have been developed. Numerous research and development efforts have been carried out on a global scale.

一般に、シンチレーションに基づく線量測定法は、電離
に基づく方法に比べて測定値の再現性および信頼性が劣
り、未だ高精度測定法としての座を占めるまでにぽ至っ
ていないのが現状である。
In general, dosimetry methods based on scintillation have lower reproducibility and reliability of measured values than methods based on ionization, and have not yet achieved the status of a high-precision measurement method.

シンチレーションに基づく線量測定法は、シンチレータ
が受けた線量(吸収線量)とシンチレーションの総発光
量との間に近似的に比例関係が成立するという実験事実
に基づき、シンチレーション発光量の測定値から線量を
決定するものである。
The scintillation-based dosimetry method is based on the experimental fact that there is an approximate proportional relationship between the dose received by the scintillator (absorbed dose) and the total amount of scintillation light emission. It is up to you to decide.

ここで、シンチレーションの総発光量は、一般に光電子
増倍管を光検出器として用いて、直流電流測定方式また
はパルス波高スペクトル測定方式によって測定される。
Here, the total amount of scintillation light emission is generally measured by a direct current measurement method or a pulse height spectrum measurement method using a photomultiplier tube as a photodetector.

これらの測定には、シンチレーションが極めて微弱であ
ることから、高感度の光電子増倍管が必要となるが、一
般に高感度の光電子増倍管はいろいろの要因によるゲイ
ン(増倍率)の変動を伴うため、これらの測定に高い信
頼性を保証するためには、高度な技術を用いたゲイン安
定化装置が必要となる。
These measurements require highly sensitive photomultiplier tubes because scintillation is extremely weak, but generally high-sensitivity photomultiplier tubes are subject to fluctuations in gain (multiplication factor) due to various factors. Therefore, to ensure high reliability in these measurements, a gain stabilization device using advanced technology is required.

一方、シンチレーションの総量を測定するための上記の
二つの測定方式のうち、直流電流測定方式は、測定系が
比較的低コストで構成できるが測定感度の点でパルス波
高スペクトル測定方式に劣っている。しかしながら、パ
ルス波高スペクトル測定方式の測定系にはマルチチャネ
ル分析器を含む比較的高価な測定器を必要とすることか
らコストが高くなるなどの問題がある。
On the other hand, among the above two measurement methods for measuring the total amount of scintillation, the DC current measurement method can be constructed at a relatively low cost, but is inferior to the pulse height spectrum measurement method in terms of measurement sensitivity. . However, the measurement system using the pulse height spectrum measurement method requires relatively expensive measuring instruments including a multi-channel analyzer, which causes problems such as increased costs.

[発明が解決しようとする課題] 上述のように、シンチレーションに基づく既存の線量測
定法には、光検出器である光電子増倍管のゲイン変動の
ために測定結果に高い信頼性を保証することが容易でな
く、またそれを克服するためには測定装置の構造が複雑
になるばかコストが高くなるなどの問題があった. これらの問題点を解決する目的で、さぎに本発明者は、
シンチレータ中に生じたシンチレーションの総発光量、
すなわちシンチレータが受けた線量を、比較的簡単な測
定系を用いて、しかも高いイエ頼性をもって測定するこ
とができる線量測定法を開発した(特願昭63−72,
903号).その測定法は、従来の測定方式とは異なる
[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, existing dosimetry methods based on scintillation have a problem in ensuring high reliability of measurement results due to gain fluctuations of the photomultiplier tube, which is a photodetector. However, in order to overcome this problem, the structure of the measuring device would become complicated and the cost would increase. In order to solve these problems, the inventors of the present invention
The total amount of scintillation light emitted in the scintillator,
In other words, we developed a dosimetry method that can measure the dose received by a scintillator using a relatively simple measurement system and with high reliability (Japanese Patent Application No. 63-72,
No. 903). The measurement method is different from conventional measurement methods.

その測定法は、まず、シンチレータが放射線を受けたこ
とにより発生するシンチレーションを光学的に減衰させ
る。減衰によって得られた光パルスを電気パルスに変換
し、変換された電気パルスの個数を測定する.そして、
測定された電気パルスの個数からシンチレーションの総
発光量を決定するものである. この測定法においては、シンチレーションは光学的に十
分に減衰されるので、極めて低い光強度の光パルスとし
て取り出され、ついで、光検出器に入射され、ここで、
入射光パルスの光強度に比例した発生確率で電気パルス
を発生する。発生する電気パルスの個数は、シンチレー
タ中に発生するシンチレーション事象の個数のlθ%以
下となり(これに比べて、従来のパルス波高スペクトル
測定方式による測定においては、通常すべてのシンチレ
ーション事象がそれぞれ1個の電気パズルとして検知さ
れる)、線量測定の感度は必然的に低くなるという問題
があった。
The measurement method first optically attenuates the scintillation that occurs when the scintillator receives radiation. The optical pulse obtained by attenuation is converted into an electric pulse, and the number of converted electric pulses is measured. and,
The total amount of scintillation light emission is determined from the number of electrical pulses measured. In this measurement method, the scintillation is optically sufficiently attenuated, so it is extracted as a light pulse of extremely low light intensity, which is then incident on a photodetector, where it is
Electric pulses are generated with a probability of occurrence proportional to the light intensity of the incident light pulse. The number of electrical pulses generated is less than lθ% of the number of scintillation events occurring in the scintillator (compared to this, in measurements using the conventional pulse height spectrum measurement method, all scintillation events are usually equivalent to one scintillation event). (detected as an electrical puzzle), the sensitivity of dosimetry is inevitably low.

本発明の目的は、上述の問題点を解決し、光電子増倍管
のゲイン変動のm3’llをほとんど受けることなくシ
ンチレーションの総発光量、すなわちシンチレータの受
けた線量を比較的簡単な測定系を用いて高い信頼性で測
定でき、しかも比較的島い測定感度をもって測定できる
線量測定法を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a relatively simple measurement system for measuring the total amount of scintillation light emission, that is, the dose received by the scintillator, without being affected by the gain fluctuation of the photomultiplier tube. The object of the present invention is to provide a dosimetry method that can be used to measure doses with high reliability and has relatively low measurement sensitivity.

[課題を解決するための手段] このような目的を達成するため、本発明は、シンチレー
タが放射線を受けて発生するシンチレーションを取り出
して種々の光減衰比で光学的に減衰させ、減衰によって
得られた光パルスを電気パルスに変換してパルスの個数
を測定し、測定された電気パルスの個数と前記光減衰比
の相対的大きさとから、シンチレータが放射線によって
受けた線量を決定することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve such an object, the present invention extracts scintillation generated when a scintillator receives radiation, optically attenuates it at various optical attenuation ratios, and obtains the scintillation obtained by the attenuation. The scintillator is characterized by converting the optical pulses into electrical pulses, measuring the number of pulses, and determining the dose received by the scintillator from the radiation from the measured number of electrical pulses and the relative magnitude of the optical attenuation ratio. do.

[作 用] 木発明においては、種.々の光減衰比で光学的にシンチ
レーションを減衰させ、それぞれの場合における単位時
間当りの電気パルスの個数と各光減衰比の相対的大きさ
とから光パルスの光強度分布を決定することにより、シ
ンチレーションの総発光量、すなわちシンチレータが受
けた線量を計算により定めることができる. [実施例] 本発明の原理は、光検出器として光電子増倍管を用いて
光パルスを検出する場合、入射光パルスの光強度の絶対
値が低強度領域の限られた範囲にある場合には、入射光
パルスの光強度を変数とする非線形関数に従って、入射
光パルスごとに光電子増倍管の光電陰極に光電子を1個
以上発生する確率が定められるという事実に基づくもの
である。
[Function] In tree inventions, seeds. By optically attenuating scintillation with various optical attenuation ratios and determining the light intensity distribution of optical pulses from the number of electrical pulses per unit time and the relative magnitude of each optical attenuation ratio in each case, scintillation can be The total amount of light emitted by the scintillator, that is, the dose received by the scintillator, can be determined by calculation. [Example] The principle of the present invention is that when a light pulse is detected using a photomultiplier tube as a photodetector, when the absolute value of the light intensity of the incident light pulse is within a limited range of low intensity region, is based on the fact that the probability of generating one or more photoelectrons at the photocathode of a photomultiplier tube for each incident light pulse is determined according to a nonlinear function with the light intensity of the incident light pulse as a variable.

さらに詳しくは、シンチレータに生じたシンチレーショ
ンをある定やられた範囲における種々の光減衰比で光学
的に減衰させた十分に低い光強度の光パルスを、光電陰
極において光電子が1個以上発生すれば必ず出力パルス
を生じるという特性を有する光電子増倍管に入射させ、
光電子増倍管から出力されるパルスの単位時間当たりの
個数を測定して得られる一連の測定値から、光パルスの
光強度分布の情報を得ることができるという事実に基づ
いている。シンチレーションの総発光量、すなわちシン
チレータが受けた線量は、得られた光パルスの光強度分
布から直ちに算定することができる。
More specifically, if one or more photoelectrons are generated at the photocathode, a light pulse of sufficiently low light intensity is generated by optically attenuating the scintillation generated in the scintillator by various optical attenuation ratios within a certain range. incident on a photomultiplier tube having the property of producing an output pulse,
It is based on the fact that information on the light intensity distribution of light pulses can be obtained from a series of measurements obtained by measuring the number of pulses output from a photomultiplier tube per unit time. The total amount of scintillation light emission, ie the dose received by the scintillator, can be immediately calculated from the light intensity distribution of the obtained light pulses.

以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on examples.

第1図は、この発明の線量測定法の一実施例を示すブロ
ック図である。例えばプラスチック・シンチレータのよ
うな形態のシンチレータ1は、放射線が照射されたとき
、放射線によって付与されたエネルギーの大きざに応じ
た光強度のシンチレーション(すなわち、ごく短い持続
時間の発光)をランダムな時間間隔で次々に発生する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the dosimetry method of the present invention. For example, when a scintillator 1 in the form of a plastic scintillator is irradiated with radiation, the scintillator 1 performs scintillation (i.e., light emission for a very short duration) with a light intensity that corresponds to the magnitude of the energy imparted by the radiation for a random period of time. Occur one after another at intervals.

これらのシンチレーションは、光路としての光ファイバ
ライトガイド2を通して可変光減衰器3に導かれる。可
変光減衰器3に導かれた光の強度は予め定めた種々の光
減衰比で低減される。光強度を低減された光は光検出器
4に人力され、光パルスが検出される。
These scintillations are guided to a variable optical attenuator 3 through an optical fiber light guide 2 as an optical path. The intensity of the light guided to the variable optical attenuator 3 is reduced by various predetermined optical attenuation ratios. The light whose light intensity has been reduced is input to the photodetector 4, and a light pulse is detected.

光検出器4として用いられる、高ゲインの第1ダイノー
ドをもついわゆる高分解能型光電子増倍管は、実際上そ
の先電陰極において入射光パルス1個につき光電子が1
個以上発生したときは必ず出力パルスを生じるとみなす
ことのできる特性をもつものであり、本発明を実施する
うえで重要な役割を果している。
A so-called high-resolution photomultiplier tube with a high-gain first dynode used as the photodetector 4 actually produces one photoelectron per incident light pulse at its cathode.
It has a characteristic that it can be considered that an output pulse is always generated when more than one pulse occurs, and plays an important role in implementing the present invention.

光検出器4から出力される電気パルスは比例.増幅器5
によって適当な大きさに増幅されたのち、波高弁別器6
に入力される.波高弁別器6から出力された電気パルス
は計数器7に入力され、その個数が測定される。
The electric pulse output from the photodetector 4 is proportional. amplifier 5
After being amplified to an appropriate size by the wave height discriminator 6
is input into . The electric pulses output from the pulse height discriminator 6 are input to a counter 7, and the number thereof is measured.

第2図は、光検出器4に入力する入射光パルスの強度と
光検出器4から出力されるパルスの発生確率pとの関係
を示す。入射光パルス強度は、入射光パルス1個が光検
出器4に入射したときに光電陰極から発生する光電子の
平均個数mで示される。
FIG. 2 shows the relationship between the intensity of an incident light pulse input to the photodetector 4 and the probability of occurrence p of a pulse output from the photodetector 4. The intensity of the incident light pulse is indicated by the average number m of photoelectrons generated from the photocathode when one incident light pulse enters the photodetector 4.

ここで、パルス発生確率pは、 p = 1 −exp (−m)         ・
・・(1)で、表わされるが、mが5程度より大きくな
ると、実際上pは一定値1となり、mが0.2程度より
小さくなると、pは近似的にmに等しくなる。
Here, the pulse occurrence probability p is p = 1 -exp (-m) ・
As expressed by (1), when m is larger than about 5, p actually becomes a constant value 1, and when m is smaller than about 0.2, p becomes approximately equal to m.

すなわち、第2図に示したグラフは、光パルス強度mが
0.2程度より大きく、かつ5程度より小さい範囲にあ
る場合に限り、パルス発生確率pは実際上mの非線形関
数によって表わされることを不している。
In other words, the graph shown in FIG. 2 shows that only when the optical pulse intensity m is greater than about 0.2 and less than about 5, the pulse generation probability p is actually expressed by a nonlinear function of m. are not doing so.

第3図は、高分解能型光電子増倍管の光電陰極において
、入射光パルス1個につき光電子が1個発生した場合の
出力パルスの波高分布を概念的に示す。ここでは、光検
出器4として高分解能型光電子増倍管を用いている。実
線で示す曲線Aは高分解能型光電子増倍管のゲインが安
定な場合を示し、破線で示す曲線Bは光検出器4のゲイ
ンがドリフトして増加した場合を示す。
FIG. 3 conceptually shows the pulse height distribution of output pulses when one photoelectron is generated for each incident light pulse in the photocathode of a high-resolution photomultiplier tube. Here, a high-resolution photomultiplier tube is used as the photodetector 4. Curve A shown by a solid line shows the case where the gain of the high-resolution photomultiplier tube is stable, and curve B shown by the broken line shows the case where the gain of the photodetector 4 drifts and increases.

高分解能型光電子増倍管に入射する光パルス1個につき
光電子1個が光電陰極に発生する場合、出力パルスの波
高分布は顕著なピークP1を有・する特徴的な形をとる
。このことは、■光電陰極に大射光パルス1個につき光
電子1個が発生した場合、最も高い頻度でピークP.に
相当する波高をもった出力パルスが現われること、 ■波高分布曲線、縦軸および横軸によって囲まれた領域
の全面積S0は、入射光パルス1個につき光電子1個が
光電陰極に発生した事象の回数に対応するものとして扱
うことができ、 ■したがって光検出器4は、入射光パルス1個につき1
個以上の光電子が光電陰極に発生したときには必ず出力
パルスを生じるという特性を有しているとみなすことが
できる、 ことを示している。
When one photoelectron is generated at the photocathode for each optical pulse incident on a high-resolution photomultiplier tube, the pulse height distribution of the output pulses takes a characteristic shape with a prominent peak P1. This means that when one photoelectron is generated at the photocathode for each large pulse of light, the peak P. The total area S0 of the area surrounded by the vertical and horizontal axes of the pulse height distribution curve is the event in which one photoelectron is generated at the photocathode for each incident light pulse. Therefore, the photodetector 4 can be treated as corresponding to the number of times of the incident light pulse.
This shows that when more than one photoelectron is generated at the photocathode, it can be considered to have the characteristic that an output pulse is always generated.

第3図に示すように、ビークP.に対応する波高値より
も十分に低い彼高値H1をパルス波高値の下限値として
設定する。この場合、波高分布の出力パルス数を11,
以上の全区間で積分した而積Sは、上述の全面積S。と
犬差がなく、近似的に等しい。
As shown in FIG. The pulse height value H1, which is sufficiently lower than the pulse height value corresponding to , is set as the lower limit value of the pulse wave height value. In this case, the number of output pulses of the wave height distribution is set to 11,
The product S integrated over the entire interval above is the total area S mentioned above. There is no difference between them and they are approximately equal.

また、この面積Sは光検出器4においてゲイン変化が生
じても、この変化に影響されることがなくほぼ一定に保
たれる。こ.の事実は、本発明の線量測定法による線量
測定の精度を保証するうえでり、波高弁別器6の出力パ
ルスの計数率n(すなわち、単位時間あたりの出力パル
スの個数)は光検出器4のゲイン変化にほとんど影響さ
れなくなる。
Furthermore, even if a gain change occurs in the photodetector 4, this area S is not affected by this change and remains substantially constant. child. This fact ensures the accuracy of dose measurement by the dosimetry method of the present invention, and the counting rate n of the output pulses of the pulse height discriminator 6 (i.e., the number of output pulses per unit time) is the same as that of the photodetector 4. becomes almost unaffected by gain changes.

次に、可変光減衰器3における光減衰比を変化させた場
合、波高弁別器6からの電気パルスの31数率を計数器
7により測定して得られる一連の測定値から、シンチレ
ーションの光強度分布の情報が得られることについて詳
細に説明する.個々のシンチレーション(光パルス)の
光強度は、L0を光強度の上限値とするOからL0まで
の光強度範囲に分布するものとし、光強度の分布をr個
の成分を有するスベクトラムの形態のヒストグジムで表
わすことができる。
Next, when the optical attenuation ratio in the variable optical attenuator 3 is changed, the optical intensity of scintillation is We will explain in detail how distribution information can be obtained. The light intensity of each scintillation (light pulse) is assumed to be distributed in the light intensity range from O to L0 with L0 as the upper limit of the light intensity, and the light intensity distribution is expressed in the form of a spectrum having r components. It can be expressed in histograms.

ヒストグラムの各成分の幅は等しいものとし、i番目の
成分の高さHt(ただし、i=1.2,3....,r
)は4、i番目の成分に対応する光強度を持つ光パルス
の計数率(単位時間あたりの光パルスの個数)を示すも
のとする。
The width of each component of the histogram is equal, and the height of the i-th component is Ht (where i=1.2, 3..., r
) indicates the counting rate (number of optical pulses per unit time) of optical pulses having the optical intensity corresponding to the i-th component.

ゴー第4図は出力パルス発生確率と光強度との関係を示
す.さらに詳しくは、シンチレーションを光学的に減衰
させ、光強度の低い光パルスとして取り出して光検出器
4に入射させるとき、光パルス1涸が光検出器4に入射
したときに光電陰極に発生する光電子の平均個数mで光
強度の上限値L。を示した値が、Jl−20, II1
−10, m”5, m−2, m−1, m−0.5
およびl−02である場合に、光検出器4から出力され
るパルスのパルス発生確率を光強度の関数として式(1
)に基づいて計算した結果を示す。
Figure 4 shows the relationship between output pulse generation probability and light intensity. More specifically, when scintillation is optically attenuated and extracted as a light pulse with low light intensity and incident on the photodetector 4, photoelectrons are generated on the photocathode when one light pulse is incident on the photodetector 4. The upper limit of light intensity is L when the average number of m is . The value shown is Jl-20, II1
-10, m”5, m-2, m-1, m-0.5
and l-02, the pulse generation probability of the pulse output from the photodetector 4 is expressed as a function of the light intensity by the equation (1
) shows the results calculated based on

第4図に示す出力パルス発生確率より、シンチレーショ
ンを可変光減衰器3により光学的に減衰させたときに、
光強度が例えばm−5である場合、ヒストグラムの各成
分に対応する光強度を有する光パルスに対する、光検出
器4の出力パルス発生確率は容易に決定される。
From the output pulse generation probability shown in FIG. 4, when scintillation is optically attenuated by the variable optical attenuator 3,
When the light intensity is, for example, m-5, the output pulse generation probability of the photodetector 4 is easily determined for a light pulse having a light intensity corresponding to each component of the histogram.

そこで、いまヒストグラムのi番目の成分の光ノ)ルス
に対する出力パスル発生確率を61▲とするE5これら
の光パルスによる光検出器4からの出・1 ′カパルスの計数率は、ε目・H,と表わされる。
Therefore, if the output pulse generation probability for the optical pulse of the i-th component of the histogram is 61▲, the counting rate of the output pulse from the photodetector 4 due to these optical pulses is ε-th H. , is expressed as .

したがって、すべての入射光パルスによる、光検出器4
からの出力パルスの計数率rliは、ヒストダラムの各
成分の、光パルスによる光検出器4 b)らの出力パル
スの計数率を合計したものであり、次式(以下、観測方
程式と呼ぶ)で表わされる。
Therefore, due to all the incident light pulses, the photodetector 4
The counting rate rli of the output pulses from the histodaram is the sum of the counting rates of the output pulses from the photodetector 4 b) due to the optical pulses of each component of the histodaram, and is expressed by the following equation (hereinafter referred to as the observation equation). expressed.

nl  = ε ll’  I’ll”  ε lj・
 H2”  ε 13’  n3+   ..”61r
・■,・・・(2) 同様に、可変光減衰器3によりシンチレーションを光学
的に減衰させて、その光強度の上限値Loに対応する光
強度が例えば、m−4, m=3.5, m−3,m−
2.5として、それぞれの場合における光検出器4から
の出力パルスの計数率をそれぞれn2, n3,n4+
nsとし、それぞれの場合にヒストグラムの各成分に対
応した光強度を有する光パルスに対する出力パルス発生
確率として式(1)から計算される値をε21.ε3▲
.ε41+ε51(ただし、i=1. 2,3,...
, r)で表わすと次の観測方程式が得られる。
nl = ε ll'I'll'' ε lj・
H2" ε 13' n3+ .."61r
・■, ... (2) Similarly, scintillation is optically attenuated by the variable optical attenuator 3, and the light intensity corresponding to the upper limit value Lo of the light intensity is, for example, m-4, m=3. 5, m-3, m-
2.5, the counting rate of the output pulses from the photodetector 4 in each case is n2, n3, n4+, respectively.
ns, and in each case, the value calculated from equation (1) as the output pulse generation probability for a light pulse having a light intensity corresponding to each component of the histogram is ε21. ε3▲
.. ε41+ε51 (where i=1. 2, 3,...
, r), the following observation equation is obtained.

”  n2=6・1・■1・ε2,・H2・ε23・■
3・...◆ε2r・■,          ・・・
(3)ns  ”tsI”  Hl”  1!:32゜
 82”!33゜ H3+,,・+ 63r・ ■, ・・・(4) n4  =641 II1”  E42・ 112” 
 e43・ H3”  ...÷ ε4r・ 11, ・・・(5) ns  ” 6s1 }I1”  652゜ 11,+
  6 53”  H3”  ...+ 65r・ I
+, ・・・(6) 可変光減衰器3の光減衰比を種々の値に変化させ、その
都度光検出器4からの出力パルスの計数率を測定すれば
、このような観測方程式をさらに数多く作成することが
できる。
” n2=6・1・■1・ε2,・H2・ε23・■
3.. .. .. ◆ε2r・■, ・・・
(3) ns “tsI” Hl” 1!: 32° 82”! 33゜ H3+,,・+ 63r・ ■, ...(4) n4 = 641 II1" E42・ 112"
e43・H3"...÷ε4r・11,...(5) ns" 6s1 }I1" 652° 11,+
6 53”H3”. .. .. +65r・I
+, ...(6) By changing the optical attenuation ratio of the variable optical attenuator 3 to various values and measuring the count rate of the output pulses from the photodetector 4 each time, such an observation equation can be further modified. You can create many.

式(2)〜(6)は、いずれもr個の未知数Hl+H2
. H3..... I1,  を含むものであり、こ
れらの観測方程式は多元連立方程式を構成する。一定の
条件が満たされれば、この多元連立方程式は適当な数学
的解法を用いて解くことができる。得られた解はヒスト
グラムの各成分の高さを与えるものであるので、シンチ
レーションの光強度分布がヒストグラムの形で決定され
たことになる。
Equations (2) to (6) all have r unknown numbers Hl+H2
.. H3. .. .. .. .. I1, and these observation equations constitute a multidimensional simultaneous equation. If certain conditions are met, this multi-dimensional simultaneous equation can be solved using an appropriate mathematical solution method. Since the obtained solution gives the height of each component of the histogram, the scintillation light intensity distribution has been determined in the form of a histogram.

また、シンチレーションの総発光量Tは、ヒストグラム
の各成分の平均光強度と計数率との積の総和として与え
られるが、r個の成分からなるヒストグラムのi番目の
成分の光強度の平均値は、Lo(2i−1)/ 2r であるから、Tは次の式で与えられる。
Furthermore, the total amount of scintillation light emission T is given as the sum of the products of the average light intensity of each component of the histogram and the counting rate, but the average value of the light intensity of the i-th component of a histogram consisting of r components is , Lo(2i-1)/2r, T is given by the following formula.

なお、式(2)〜(6)等の観測方程式からなる連立方
程式が良好な解を有するためには、各観測方程式が相互
に独立であることが必要である。
Note that in order for the simultaneous equations consisting of observation equations such as equations (2) to (6) to have good solutions, it is necessary that the observation equations are mutually independent.

この条件を満たすためには、可変光減衰器3の本減衰比
を調節して、光検出器4に入射する光パルスの最大光強
度が、m〜0.2〜5の範囲にあって、かつ相互に異な
る値になるようにすることが必要である。
In order to satisfy this condition, the main attenuation ratio of the variable optical attenuator 3 is adjusted so that the maximum optical intensity of the optical pulse incident on the photodetector 4 is in the range of m~0.2~5. In addition, it is necessary to set the values to be different from each other.

以上の実施例においては、1個の光検出器を用い、シン
チレーションを光学的に種々の光減衰比で減衰させて光
検出器4に入射させ、各光減衰比における光検出器4か
らの光パルスの個数を測定することにより観測方程式を
作成したが、これに限るものではない。
In the above embodiment, one photodetector is used, and scintillation is optically attenuated at various optical attenuation ratios and made incident on the photodetector 4, and the light from the photodetector 4 at each optical attenuation ratio is Although the observation equation was created by measuring the number of pulses, it is not limited to this.

例えば多数個の光路を通してシンチレーションを取り出
し、各光路〈とに光減衰器、光検出器およびそれぞれの
光検出器に対応して電気パルスの個数を測定するという
測定系を用いると、一度の測定で光路の個数と同じ数の
観測方程式を作成することができる。この場合、多数個
の光路を通して行なわれるシンチレーションの取り出し
は、光路として多分岐の光ファイバライトガイド等を用
いることにより容易に実施することができる。
For example, if a measurement system is used in which scintillation is extracted through multiple optical paths and the number of electrical pulses is measured in each optical path by an optical attenuator, a photodetector, and each photodetector, one measurement can be performed. It is possible to create as many observation equations as there are optical paths. In this case, scintillation can be easily extracted through multiple optical paths by using a multi-branched optical fiber light guide or the like as the optical path.

また、多数個の光路を通してシンチレーションを取り出
し、異なる光検出器の間の出力パルスの二重同時計数お
よび多重同時計数を行なうことによって、一度の測定か
ら得られる情報量が多くな゛る。このような計数を行な
うことによっても観測方程式を作成することができる(
この場合、同時パルスの発生確率は各光検出器の出力パ
ルス発生確率の積で与えられる)ので、少数の光検出器
を用いて比較的多くの観測方程式を一度に作成すること
ができる。
Also, by extracting scintillation through multiple optical paths and performing double coincidence and multiple coincidence of output pulses between different photodetectors, the amount of information obtained from a single measurement is increased. Observation equations can also be created by performing such counts (
In this case, the probability of simultaneous pulse occurrence is given by the product of the output pulse occurrence probabilities of each photodetector), so a relatively large number of observation equations can be created at once using a small number of photodetectors.

それぞれの光路を通るシンチレーションに対して光減衰
比を設定する場合、光路ごとに一定の光減衰比を設定す
る方法および光路それぞれにおいて光減衰比を可変とす
る方法の2通りがある。
When setting the optical attenuation ratio for scintillation passing through each optical path, there are two methods: a method of setting a constant optical attenuation ratio for each optical path, and a method of making the optical attenuation ratio variable for each optical path.

前者と後者は目的によって使い分ける。前者は光スペク
トルの部分的な情報を得ようとするときなどに、後者は
、光スペクトルの詳細な情報を得ようとするとぎなどに
用いる。
The former and the latter are used depending on the purpose. The former is used when trying to obtain partial information on an optical spectrum, and the latter is used when trying to obtain detailed information on an optical spectrum.

以上述べたように、本実施例の線量測定法は、シンチレ
ーションに基づく線量泗定を光検出器のゲイン変動に影
響されることなく、比較的簡単な測定系を用いて実施す
ることができる。
As described above, the dose measurement method of this embodiment allows dose determination based on scintillation to be performed using a relatively simple measurement system without being affected by gain fluctuations of the photodetector.

末実hiii例の線量測定法の特徴の一つは、本発明者
がさきに行なった関連発明の線量測定法(特願昭63−
072,903号)のもつ利点をすべて保持しながら測
定感度の飛躍的な向上を可能にしたことである。
One of the characteristics of the dosimetry method of the third example is the dosimetry method of the related invention (patent application filed in 1983-
No. 072,903), it has made it possible to dramatically improve measurement sensitivity while retaining all the advantages.

すなわち、本実施例の測定法においては、シンチレーシ
ョンを光学的に減衰させる可変光減衰器3の光減衰比を
調節して、光検出器4に入射する光パルスの最大光強度
が、m 4 0 . 2〜5程度の範囲にあるようにし
て側定を行なうので、光検出器に入射する光パルスの最
大光強度がm−0.1程度以下であるようにして測定を
実施するという前記の関連発明のPIIfx測定法によ
る測定に比べて、約5〜10倍高い測定感度が得られる
That is, in the measurement method of this embodiment, the optical attenuation ratio of the variable optical attenuator 3 that optically attenuates scintillation is adjusted so that the maximum optical intensity of the optical pulse incident on the photodetector 4 is m 4 0 .. The above-mentioned relationship is that the maximum light intensity of the light pulse incident on the photodetector is measured so that it is within the range of about 2 to 5, so the maximum light intensity of the light pulse entering the photodetector is about m-0.1 or less. Compared to the measurement using the PIIfx measurement method of the invention, a measurement sensitivity that is about 5 to 10 times higher can be obtained.

また、本実施例の線量測定法は、シンチレータ中に生じ
るシンチレーションの光強度分布の算定に基づいて、シ
ンチレーションの総発光量を決定する方法であることか
ら、線量の測定と同時にシンチレータに付与されたエネ
ルギーの分布に関する情報をもたらすという特徴を有し
ている。
In addition, since the dose measurement method of this example is a method of determining the total amount of scintillation light emission based on the calculation of the light intensity distribution of scintillation generated in the scintillator, the amount of light given to the scintillator at the same time as the measurement of the dose is It has the characteristic of providing information about the distribution of energy.

さらに、本実施例においては、シンチレータと光検出器
との光学的結合は極めて低い光伝送効率l1−”l−行
なうので、従来の測定法とは異なり、さまざまな形状の
シンチレータを利用することができるほか、シンチレー
タと光検出器との光学的結合に光ファイバを利用するこ
とができ融通性の高い線景測定器を実現することができ
る。
Furthermore, in this example, the optical coupling between the scintillator and the photodetector is performed with extremely low optical transmission efficiency l1-"l-, so unlike conventional measurement methods, scintillators of various shapes can be used. In addition, an optical fiber can be used for optical coupling between the scintillator and the photodetector, making it possible to realize a highly flexible line sight measuring instrument.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明においては、放射線照射に
よってシンチレータ中に生じたシンチレーションの光強
度を種々の光学的減衰比で減衰させ、それぞれの光減衰
比における出力パルスの個数を測定することにより、シ
ンチレーションの総発光量、すなわち線量の測定を行な
うようにしたので、光検出器のゲイン変動によって影響
されない線量測定を容易に実現させることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, in the present invention, the light intensity of scintillation generated in the scintillator by radiation irradiation is attenuated by various optical attenuation ratios, and the number of output pulses at each optical attenuation ratio is Since the total amount of scintillation light emission, that is, the dose, is measured by the measurement, it is possible to easily realize dose measurement that is not affected by gain fluctuations of the photodetector.

2・・・光ファイバライトガイド、 3・・・可変光減衰器、 4・・・光検出器、 5・・・比例増幅器、 6・・・波高弁別器、 7・・・計数器。2...optical fiber light guide, 3... variable optical attenuator, 4...photodetector, 5...proportional amplifier, 6... Wave height discriminator, 7...Counter.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明を、実施するための装置を示すブロック
図、 ・:第2図は光検出器の出力パルス発生確率と入射光パ
ルスの光強度との関係を示す図、 第3図は出力パルスの波高分布を示す図、第4図は本発
明実施例における出力パルス発生確率と先強度との関係
を示す図である.1・・・シンチレータ、 ぶカノ\9ルスρ冫友高ケ布2示す図 第3図
Figure 1 is a block diagram showing an apparatus for implementing the present invention; Figure 2 is a diagram showing the relationship between the output pulse generation probability of a photodetector and the light intensity of an incident light pulse; FIG. 4 is a diagram showing the pulse height distribution of output pulses, and is a diagram showing the relationship between output pulse generation probability and tip strength in an embodiment of the present invention. 1...Scintillator, Figure 3 shows the scintillator, Bukano \ 9 Lusu ρ 冫Friend Takagafu 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)シンチレータが放射線を受けて発生するシンチレー
ションを取り出して種々の光減衰比で光学的に減衰させ
、該減衰によって得られた光パルスを電気パルスに変換
して該電気パルスの個数を測定し、該測定された電気パ
ルスの個数と前記光減衰比の相対的大きさとから、前記
シンチレータが放射線によって受けた線量を決定するこ
とを特徴とする線量測定法。 2)前記シンチレーションの取り出しを複数個の光路を
通して行ない、前記光路ごとに設定した減衰比で前記シ
ンチレーションを光学的に減衰させることを特徴とする
請求項1記載の線量測定法。
[Claims] 1) A scintillator extracts the scintillation generated when it receives radiation, optically attenuates it at various optical attenuation ratios, converts the optical pulse obtained by the attenuation into an electrical pulse, and converts the optical pulse obtained by the attenuation into an electrical pulse. A dosimetry method, characterized in that the number of electrical pulses is measured, and the dose received by the scintillator by the radiation is determined from the measured number of electrical pulses and the relative magnitude of the optical attenuation ratio. 2) The dosimetry method according to claim 1, wherein the scintillation is extracted through a plurality of optical paths, and the scintillation is optically attenuated at an attenuation ratio set for each optical path.
JP1057648A 1989-03-09 1989-03-09 Method for measuring dosage Granted JPH02236191A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1057648A JPH02236191A (en) 1989-03-09 1989-03-09 Method for measuring dosage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1057648A JPH02236191A (en) 1989-03-09 1989-03-09 Method for measuring dosage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02236191A true JPH02236191A (en) 1990-09-19
JPH0553395B2 JPH0553395B2 (en) 1993-08-09

Family

ID=13061719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1057648A Granted JPH02236191A (en) 1989-03-09 1989-03-09 Method for measuring dosage

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02236191A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102798883A (en) * 2012-09-11 2012-11-28 西北核技术研究所 Pulse X/gamma ray energy spectrum measurement device based on optical fiber array
WO2016093074A1 (en) * 2014-12-11 2016-06-16 株式会社日立製作所 Radiation monitor and radiation monitoring method
WO2017006700A1 (en) * 2015-07-06 2017-01-12 株式会社日立製作所 Radiation monitor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102798883A (en) * 2012-09-11 2012-11-28 西北核技术研究所 Pulse X/gamma ray energy spectrum measurement device based on optical fiber array
WO2016093074A1 (en) * 2014-12-11 2016-06-16 株式会社日立製作所 Radiation monitor and radiation monitoring method
JP2016114392A (en) * 2014-12-11 2016-06-23 株式会社日立製作所 Radiation monitor
US20170315241A1 (en) * 2014-12-11 2017-11-02 Hitachi, Ltd. Radiation monitor and radiation monitoring method
WO2017006700A1 (en) * 2015-07-06 2017-01-12 株式会社日立製作所 Radiation monitor
JP2017015662A (en) * 2015-07-06 2017-01-19 株式会社日立製作所 Radiation monitor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0553395B2 (en) 1993-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5783829A (en) Energy and position sensitive radiation detectors
Acosta et al. The CDF Cherenkov luminosity monitor
US5298756A (en) Scintillator fiber optic long counter
US4217496A (en) Portable instrument for measuring neutron energy spectra and neutron dose in a mixed n-γ field
US5155366A (en) Method and apparatus for detecting and discriminating between particles and rays
US10386499B2 (en) Device for determining a deposited dose and associated method
US5171998A (en) Gamma ray imaging detector
JP2017161378A (en) Radiation monitor and radiation measuring method
WO2018016492A1 (en) Counting method and radiation detection apparatus
JPH02236191A (en) Method for measuring dosage
Pritchard et al. Cold neutron radiation dose effects on a 6LiF: ZnS (Ag) neutron detector with wavelength shifting fibers and SiPM photodetector
Takasaki et al. Performance of a photomultiplier tube with transmissive dynodes in a high magnetic field
Blumenfeld et al. Measurement of electron energy with discrimination against hadronic background
Brabant et al. Lead Glass Čerenkov Radiation Photon Spectrometer
JPH0447253A (en) Measuring apparatus for density and moisture
Noakes et al. Low background liquid scintillation counting using an active sample holder and pulse discrimination electronics
CA1106505A (en) Method and system for absolute activity determination of radionuclides
US3780289A (en) Quench correction in liquid scintillation counting
Ikhlef et al. Some emission characteristics of scintillating fibers for low energy X and/spl gamma/-rays
Kessler Time-resolved liquid scintillation counting
JPH0652199B2 (en) Optical pulse intensity distribution measuring method and apparatus
Spector et al. Improved terbium-doped, lithium-loaded glass scintillator fibers
Bengis et al. Position sensitive/spl Delta/E detector
JPH0553394B2 (en)
Lazar et al. Peak Efficiency of NaI (Tl) Crystals for Gamma Rays from 0.150 to 7.5 Mev

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term