JPH02257085A - 放射線測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は放射線測定装置に関する。

〈従来の技術〉 放射線の測定方法としては、放射線検出器への放射線入
射により出力されるパルス信号を計数することによって
、入射放射線を測定するフ第１・ン計数法、また、放射
線検出器の出力を積分することによって、入射放射線を
測定する積分法がある。

ところでフォトン計数法によると、入射放射線量が低い
場合には、放射線を正確に測定できるものの、入射放射
線量が高い場合には、放射線検出器の出力パルスがパイ
ルアップを起こすため、パルスの数え落としが生じると
いう問題がある。

一方、積分法によると、放射線検出器の出力を積分する
ので、パイルアップが生じても測定可能であるものの、
フォトン計数法に比べ検出器のオフセット出力の変動等
に起因する誤差が測定値に大きく効いてくるという問題
があり、低線量の放射線測定には不向きである。

そこで、従来、１台の装置にフォトン計数法の回路系、
および積分法の回路系を設け、入射放射線量に応じて、
いずれか一方の回路系を選択できる、広いダイナミック
レンジをもつ放射線測定装置を構築している。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、従来の積分法回路系は、放射線検出器の出力
を積分器により積分し、その積分器の出力をランチした
後、Ａ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換するとい
う方式を採っており、回路系が複雑かつ大損りになるば
かりでなく、Ａ／Ｄ変換のために余分な時間を要するた
め、応答性が遅いという問題があった。

本発明の目的は、フォトン計数回路系に比較的簡単な回
路を追加するだけで、低線量が高線量に亘る高範囲の放
射線測定を行うことのできる、放射線測定装置を提供す
ることにある。

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための構成を、実施例に対応する
第１図を参照しつつ説明すると、本発明は、放射線入射
によって電流パルスを発生する放射線検出器１と、その
電流パルスを入力するＩ−Ｖ変換器２と、このＩ−Ｖ変
換器２の出力パルス信号を入力するパルス計数器９ａを
備えた装置において、Ｉ−Ｖ変換器２の人出間に並列に
接続したスイッチ５と、ｌ−Ｖ変換器２の出力があらか
じめ設定した基準値以下のとき、スイッチ５を「開」の
状態に保持し、Ｉ−Ｖ変換器２の出力が、」二重の基準
値を超えたときには、スイッチ５を所定時間「閉」の状
態に保持する制御手段（例えば正論理バッファ６、ラッ
チ回路７およびＮＡＮＤゲート１０からなる制御回路）
を設け、Ｉ−■変換器の出力パルス信号の計数値、もし
くはスイッチ５が制御手段によって「閉」となった回数
、のいずれか一方を、放射線測定情報として用いるよう
構成したことを特徴としている。

〈作用〉 パイルアンプが生じていない場合のＴ−Ｖ変換器２の出
力は、第５図に示すようになり、基準値を■−■変換器
２の出力ピーク値よりも高くしておけば、スイッチ５ば
「開」の状態が保持され、入射放射線量は、従来のフォ
トン計数法により計数される。

パイルアンプが生じている場合のＩ−Ｖ変換器２の出力
は第４図に示すようになり、上記の基準値を超える。こ
のように、Ｉ−Ｖ変換器２の出力が基準値以上になる場
合には、スイッチ５は、第６図に示すように、Ｉ−Ｖ変
換器２の出力が基準値を超えた時点から所定時間経過後
に１閉」となり、Ｉ−Ｖ変換器２の出力がゼロレベルに
戻った時点から所定時間経過後に「開」となり、この動
作を順次繰り返す。以上のように、パイルアップが生じ
ている場合には、スイッチ５は、Ｉ−■変換器２の出力
が基準値を超えるごと、すなわち、Ｉ−Ｖ変換器２の出
力積分値が一定の値に達するごとに「閉」となり、従っ
てスイッチ５が「閉」となる回数は、放射線入射量に相
関した値となる。

〈実施例〉 第１図は、本発明実施例の構成を示すブロック図である
。

半導体放射線器１への放射線入射により出力される電流
パルス信号は、Ｉ−Ｖ変換器２によって電圧信号に変換
される。この電圧信号は電圧増幅器３によって増幅され
た後、電圧比較器４によって、基準電圧Ｖ　ｒＱｔと比
較され、後段のバイナリ−カウンタ９ａに導かれる。以
上の回路系は、公知のフォｊ・ン計数法による回路系で
ある。なお、電圧比較器４とバイナリ−カウンタ９ａと
間には、後述するトライステートハソファ８が設けられ
ている。

さて、Ｉ−Ｖ変換器２の入出力間には、スイッチ５が並
列に設けられている。このスイッチ５は、ＮＡＮＤゲー
ト１０の出力に従って開閉駆動するよう構成されており
、ＮＡＮＤゲート１０の出力が「０」レベルのときには
「閉」、「１」レベルのときには「開」になる。

一方、Ｉ−Ｖ変換器２の出力は、電圧増幅器３の他に正
論理バッファ６に導かれている。この正論理バッファ６
の基準値は、例えば２．５■であって、放射線検出器１
に１個の放射線が入射したときのＩ−Ｖ変換器２の出力
波高値よりも高い値に設定されている。

正論理ハソファ６の出力ば、バイナリ−カウンタ９ｂ、
ラッチ回路７およびＮＡＮＤゲート１０に、それぞれ導
かれている。

ラッチ回路７は、公知のものであって、第２図に示すよ
うに、ＮＡＮＤゲート７１および複数個のインバータ７
２，７３．・・・等により構成され、入力信号が一度、
「１」レベルになった以後は、入力信号が「１」または
「０」レベルであっても、出力信号を「１」レベルに保
持する回路である。

このランチ回路７の出力は、ＮＡＮＤゲート１０および
トライステートバッファ８に、それぞれ導かれている。

［ライスチー１〜バツフア８は、第３図に示すように、
ランチ回路７の出力が「０」レベルで、電圧比較器４の
出力が１１」または「０」レベルのとき、ｒＯＪまたは
ｒＬＪレベルの信号を出力し、また、ランチ回路７の出
力が「１」レベルのときには、電圧比較器４の出力に拘
わらず、不定（禁止）になる回路素子である。

第５図および第６図は、本発明実施例の作用を示す波形
図である。

まず、入射放射線量が低く、パイルアップが生じていな
いときには、第５図に示すように、Ｉ−■変換器２の出
力は、常に、正論理バッファ６の基準値以下で、正論理
バッファ６およびランチ回路７の出力はともにｒＯＪレ
ベルとなる。これにより、電圧比較器４、トライステー
トバッファ８およびバイナリ−カウンタ９ａの回路系が
アクティブとなり、電圧比較器４の出力はトライステー
トバッファ８を介してカウンタ９ａに導かれ、従来と同
様のパルス計数法により入射放射線量が計数される。

一方、入射放射線量が高い場合には、第４図に示すよう
に、＞Ｖ変換器２の出力にパイルアンプが生じ、その出
力は時間とともに増加する。このＩ−Ｖ変換器２の出力
が、第６図に示すように、基準値以上になったときには
、まずは、正論理バッファ６の出力が「１」レベルにな
り、これにより、ランチ回路７の出力が「１」レベルに
保持され、電圧比較器４のバイナリカウンター９ａへの
出力は禁止されるとともに、ＮＡＮＤゲート１０の出力
が「０」レベルとなって、スイッチ５が閉じる。スイッ
チ５が「閉」となることにより、■−Ｖ変換器２の入出
力間は短絡され、その出力はゼロレベルに戻り、これに
よって正論理バッファ６の出力が「０」レベル、ＮＡＮ
Ｄゲート１０の出力が「１」レベルとなってスイッチ５
が「開」となり、ｌ−Ｖ変換器２の出力は再び増加する
。

以上の動作が順次繰り返され、正論理バッファ６が「エ
ゴレベルになった回数、すなわち、スイッチ５が「閉」
となった回数が後段のパイナリーカンウタ９ｂによって
計数される。なお、正論理バッファ６、ラッチ回路７お
よびＮＡＮＤゲート１０のそれぞれの出力、ならびにス
イッチ５の開閉動作が遅延するのは、個々の機能部品が
持つ動作時間特性によるものである。

以上のように、入射放射線の線量が多く、■Ｖ変換器２
の出力にパイルアップが生じるときには、スイッチ５は
、Ｉ−Ｖ変換器２の出力が基準値を超えるごと、換言す
れば、Ｉ−Ｖ変換器２の出力積分値が一定の値に達する
ごとに「閉」になる。従って、スイ・ノチ５が「閉」に
なる回数は、放射線検出器１への放射線入射線量に相関
した値となり、この回数を計数することによって、入射
放射量を知ることができる。なお、高線量の放射線測定
を行った後、ランチ回路７をリセットシて、電圧比較器
４、トライステードパ・ノファ８およびバイナリ−カウ
ンタ９ａの回路系をアクティブの状態に戻しておく。

以上の実施例においては、電圧比較器４および正論理バ
ッファ６の出力を、それぞれバイナリ−カウンタ９ａお
よび９ｂに導いているが、両者の出力をマルチプレクサ
を介して一つのバイナリ−カウンタに導くよう構成して
もよい。

〈発明の効果〉 本発明によれば、積分器およびＡ／Ｄ変換器等を用いる
ことなく、従来のフォトン計数法の回路系に、スイッチ
および簡単なロジック回路を付加するだけで、入射放線
量に応じてフォトン計数法もしくは積分法のいずれか一
方を選択できる、ダイナミックレンジの広い放射線測定
装置を構築できる。これにより、装置の小型化、簡略化
をはかることができるとともに、Ａ／Ｄ変換のための時
間が不要となって、放射線測定の高速化を実現できる。

さらに、ロジック回路は、Ａ／Ｄ変換器等に比して低電
源電圧により作動するので、消費電力の低減化をはかる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成を示すブロック図、第２図
は、第１図のランチ回路７の構成を示すブロック図であ
る。 第３図は、トライステートバッファ８の関数表である。 第４図は、パイルアップが生じたときのＩ−Ｖ変換器２
の出力波形図である。 第５図および第６図は、本発明実施例の作用を示す波形
図である。 １・・・半導体放射線検出器 ２・・・ｌ−Ｖ変換器 電圧増幅器 電圧比較器 スイッチ 正論理バッファ ランチ回路 トライステートバッファ バイナリ−カウンタ ＮＡＮＤゲート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放射線入射によって電流パルスを発生する放射線検出器
   と、その電流パルスを入力する I −Ｖ変換器と、この
   I −Ｖ変換器の出力パルス信号を入力するパルス計数
   器を備えた装置において、上記 I −Ｖ変換器の入出力
   間に並列に接続したスイッチと、上記 I −Ｖ変換器の
   出力があらかじめ設定した基準値以下のとき、上記スイ
   ッチを「開」の状態に保持し、上記 I −Ｖ変換器の出
   力が上記の基準値を超えたときには、上記スイッチを所
   定時間「閉」の状態に保持する制御手段を設け、上記
   I −Ｖ変換器の出力パルス信号の計数値、もしくは上記
   スイッチが上記制御手段によって「閉」となった回数、
   のいずれか一方を放射線測定情報として用いるよう構成
   したことを特徴とする、放射線測定装置。