JPH03108687A

JPH03108687A - 放射線計測装置の放射線検出部

Info

Publication number: JPH03108687A
Application number: JP1247265A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Atsumi; 渥美　至弘; Katsumi Urayama; 浦山　勝己
Original assignee: Mitsubishi Atomic Power Industries Inc
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 1991-05-08
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JP2851319B2

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］この発明は原子力産業、放射線医療、非破壊検査のよう
に放射性物質や放射線の使用する分野において利用する
放射線計測装置の放射線検出部に関するものである。

［従来の技術］従来、放射線照射に関し、照射面内の照射野位置と線量
計測手段としては、輝尽性蛍光フィルム（イメージング
プレート）を用いた画像読取装置による画像解析、及び
、照射線定量化による方法などがある。また、線源位置
同定と線Ｒ定量化に関しては、放射線映像化装置或いは
ガンマ・カメラ等がある。

しかしながら、輝尽性蛍光フィルムを用いる方法では、
照射における同時計測が不能であるばかりか、画像解析
及び照射線量定量化に多くの時間を要する。また、放射
線映像化装置は放射線をコリメート計測することにより
面内をトラバースし画像解析を行うために走査計測に多
くの時間を要し、装置が大型化する問題がある。ガンマ
・カメラは鉛のコリメータを介してシンチレータで放射
線による発光反応を生じせしめ、発光を光電子増倍管で
計測し画像解析を行うもので、装置が大型化し重量物と
なる問題がある。

［発明が解決しようとする課題］従って、この発明は前述の問題点、すなわち、面内照射
野同定と線ｍの照射時同時計測、放射性線源面内位置同
定と線量の同時計測、及び、装置の軽量化が達成された
放射線検出部を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段」この目的に対応して、この発明の放射線検出部は、外周
面に遮光を施したシンチレーション・プラスチック・光
ファイバの両端に磁気シールド付の光電変換素子を装着
すると共に、前記シンチレーション・プラスチック・光
ファイバをＸ方向に隣接配列した層とＹ方向に隣接配列
した層を重ねるか、または、格子状に配列した複数のマ
トリックスを互いに格子目を補完するように間隔をおい
て配列するか、若しくは、磁気シールド付の光電変換素
子を両端に装着したシンチレーション・プラスチック・
光ファイバを格子状に配列してなるマトリックスの複数
を互いに格子目を補完するように間隔をおいて配列する
と共に、前記複数のマトリックスを暗箱に収容したこと
を特徴としている。

［作用］シンチレーション・プラスチック・光ファイバが放射線
の照射を受けると、照射された放射線強度に比例して発
光し、両端に装着された光電変換素子（フォトダイオー
ドまたは光電子増倍管）に光電法され、電気パルスに変
換される。この電気パルスを基に後段の公知の波高分析
装置や演算処理装置等により、被照射位置または被照射
野と放射線量率または梢粋放射線量が演算処理され、同
時にこれらの画像信号出力が送出される。

シンチレーション・プラスチック・光ファイバは放射線
を照射すると発光するが、発光した光は光ファイバの光
伝送機能により軸方向に光伝送される。その際、照射し
た位置から２つの出力端（すなわら、両端の光電変換素
子）までの伝送距離による光伝送損失により両出力端で
出力差が現れる。例えば、ある１本のシンチレーション
・プラスチック・光ファイバの中央部の長さΩの範囲に
放射線が入射したとし、ｒの両端から両出力端までの距
離を夫々℃　、Ω　とすると、長さ℃、Ｌの伝送損失及び良さ℃、の伝送損失により両出力端では
光量と発光スペクトルに差を生じる。同様に、マトリッ
クスの光ファイバの各々から同様の出力を得、これを光
電変換素子にて発光面に応じた電気パルスに変換して、
Ｘ軸方向合両端、Ｙ軸方向合両端で相対出力分布を得る
ことができる。

そして、このＸ軸方向、Ｙ軸方向の各両端の相対出力分
布を基に、マトリックスにおけるシンチレーション・プ
ラスチック・光ファイバの各交点の相対発光出力を逆演
算すればマトリックス面内の相対発光出力分布が得られ
る。すなわち、発光出力は入射放射線線量と比例関係に
あるため、入射放射線の相対強度分布が得られる。

線量計測は予め既知量の放射線照射により決定されたデ
ータ（照射線量に対する相対発光出力分布）を準備して
おくことにより、相対出力データから線聞値の絶対値が
演算可能となる。また、同様にして発光出力の経時変化
を同時に演算することにより放射線量率を演算できる。

更に、精度向上を図るに際し、マトリックスを回転また
は平行移動させることによりデータを重たん化し、デー
タの重心処理により計測値の精緻化、及び、マトリック
スの積層化（多重化）による入射放射線の相対強度分布
演算の精緻化が図られる。

［実施例１以下、この発明の詳細を実施例を示す図面について説明
する。

（実施例１）第１図において１（鎖線内）は特許請求の範囲第１項に
対応する放Ｄ４線計測装置の放射線検出部である。

放射線検出部１は、その平面図を示す第１図（ａ）から
明らかなように、シンチレーション・プラスブック・光
ファイバ３の両端に磁気シールド５（１本の光ファイバ
についてのみその断面を示している。）の施された光電
変換素子４を備えている。

このように、両端に磁気シールド付の光電変換素子を装
着したシンデレージョン・プラスチック・光ファイバを
平面状に隣接して配列するのであるが、シンチレーショ
ン・プラスチック・光ファイバ３は、放射線ばかりでは
なく紫外線や可視光線にも反応して発光するため、また
、隣接するシンチレーション・プラスチック・光ファイ
バの発光による影響（すなわち、光の散乱による外乱）
を防止するため、外周面には遮光２（厚みがほとんどな
いため断面を図示していない。）が施されている。なお
、遮光２はこの発明の実施例ではアルミ蒸着マイラを施
し、遮光しているが、放射線（この発明ではβ線、γ線
、Ｘ線）を除く他の紫外線または可視光線を遮ることが
できるものなら何でもよく、例えば、黒色の紙、プラス
チック、或いはポリシート等をチューブ状に成形し、こ
の遮光チューブの中にシンチレーション・プラスチック
・光ファイバを挿通してもよい。

第１１図（ｂ）は、第１図（ａ）のＡ−Ａ部断面図であ
るが、シンチレーション・プラスチック・光ファイバ３
をＹ方向に平面状に隣接して配列した第１のｍＹと、Ｘ
方向に平面状に隣接して配列した第２の層ｘを備えてい
る。このように、Ｘ方向とＹ方向に配列することによっ
て、はじめて、放射線の入射位置及び放射線強度の分布
が計測可能となる。なお、第１の層と第２の装置は密着
したものを図示したが、若干（〜１０趨程度）間隔をと
ることもできる。また、符号６で示すケースは、単なる
板でもよく、マトリックス（第１の層及び第２の層）を
支持固定し得ればよい。

部材の調達に関しては、シンチレーション・プラスチッ
ク・光ファイバは、例えば日本石油化学株式会社（東京
都）の販売する光ファイバ（商品名オブテクトロン）を
利用することができ、光電変換素子としては、市販され
ているフォトダイオード或いは光電子増倍管を用いるこ
とができる。

このほか、図中、波高分析装置１１、Ｘ−Ｙマトリック
ス演算処理装置１２、画像処理装置１３、或いは、表示
装置（ＣＲＴ）１５等の各装置は、放射線検出部１から
の出力信号（図示していないが、多数の光電変換素子４
は各々信号出力線を有している。）を処理する計測処理
装置を参考までに開示するものであって、従来技術にお
いても、放射線検出部を除けばシステム構成は同じであ
る。

（実施例２）第２図はシンチレーション・プラスチック・光ファイバ
３を格子状に配列したマトリックス８の平面図を示して
いる。

特許請求の範囲第２項に対応する放射線検出部は、前述
の実施例１と同様に、外周面に遮光２を施したシンチレ
ーション・プラスチック・光ファイバの両端に磁気シー
ルド５付の光電変換素子４が装着されているシンチレー
ション・プラスチック・光ファイバ３を格子状に配列し
たマトリックス８（第２図参照）を複数用意し、これら
マトリックス８を互いに格子目を補完するように間隔を
置いて配列している。

例えば、第３図はその実施例を側面図として示している
が、第３図の（ａ）はシンチレーション・プラスチック
・光ファイバ３が第１のマトリックスａと第２マトリツ
クスｂとの間で丁度交互に配列され（隣り合うシンチレ
ーション・プラスチツク・光フアイバ間に光フアイバ１
本分の間隙がある）、平面で見た場合、第１のマトリッ
クスの格子目７は第２のマトリックスｂのシンチレーシ
ョン・プラスチック・光ファイバ３により補完されてい
る。

第３図（ｂ）は隣り合うシンデレージョン・プラスチッ
ク・光フアイバ間に光フアイバ２本分に相当する間隙を
備えた格子状マトリックスを示している。

この例では第１のマトリックスａの格子目７は第２のマ
トリックスｂのシンチレーション・プラスナック・光フ
ァイバ３ｂと第３のマトリックスＣのシンデレージョン
・プラスチック・光ファイバ３Ｃによって補完されるこ
ととなる。

また、第３図の（Ｃ）に示すように第１のマトリックス
ａと第２のマトリックスｂの関係が格子目７を完全に補
完しない場合であっても、前記のものより精度は若干劣
るが放射線の３次元空間分布を計測できることは言うに
及ばない。

このように、格子状のマトリックスを放射線の入射方向
に（すなわち、測定対象に対向して）複数配列すること
により、２次元（平面分布）データを放射線照射方向に
複数得ることができ、従って、精度の高い３次元（立体
分布）データが得られる。

なお、各マトリックスは間隔をおいて配列するので、図
示していないが、支持部材を用いて板またはケース（箱
）等に固定される。

（実施例３）特許請求の範囲第３項に対応する放射線計測装置の放射
線検出部は、図示してないが、シンデレージョン・プラ
スチック・光ファイバの配列は前述の実施例２に等しく
、異なる点は各シンチレーション・プラスチック・光フ
ァイバに遮光が施されておらず、その代りに、マトリッ
クスの全体を暗箱に収容した点にある。

すなわち、実施例１のようにシンチレーション・プラス
チック・光ファイバが隣接（密Ｗ）していると散乱光が
いたずらする（外乱として影響を及ぼす）ので、シンチ
レーシヨン・プラスチック・光ファイバの各々に遮光を
施す必要が生じるが、隣り合うシンチレーション・プラ
スチック・光ファイバとの間にある程度の間隙があると
散乱光の影響は距離の二乗に反比例して小さくなるので
、この面からの遮光は不用となる。しかし、放射線以外
の可視光線等によってもシンチレーション・プラスチッ
ク・光ファイバは発光するので、これを避けるため暗箱
に収容している。従って、作用・効果は実施例２に開示
したものと同じである。

［発明の効果］このように、この発明の放射線計測装置の放射線検出器
によれば、プラスチック製の光ファイバ及び極小さな電
子部品（光電素子）を主要部材としていることから、従
来のコリメータ（鉛）を用いた検出器と比較し遥かに軽
量化出来るため、計測のための取扱いが容易となる。

また、軽量であるということと相俟って、検出部の面積
を大きく取れるので、−度に広範囲の計測ができ、従っ
て、トラバース（走査）が小さくてすみ計測時間の短縮
化が図られる。

更に、照射（放射線の入（）Ｊ）と同時に計測が可能で
あるため、出力情報を迅速に得ることができ、しかも、
３次元分布の計測も可能なことから、精度良い情報の更
なる精緻化が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例に係わる放射線計測装
置の放射線検出部の平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ
）におけるＡ−Ａ部所面図、第２図は他の実施例に係わ
る格子状のマトリックスの平面図、及び第３図は格子状
マトリックスの実施例を示す側面図である。１・・・放射線検出部、　　２・・・遮光、　　３・・
・シンチレーシヨン・プラスチック・光ファイバ、４・
・・光電変換素子、　　５・・・磁気シールド、６・・
・ケース、　　７・・・格子目、８・・・格子状マトリ
ックス、　Ｘ・・・第２の層、Ｙ・・・第１の層第１図（ｂ）第２図第３図（Ｇ）（Ｃ） →

Claims

【特許請求の範囲】

（１）外周面に遮光を施したシンチレーション・プラス
チック・光ファイバの両端に磁気シールド付の光電変換
素子を装着すると共に、前記シンチレーシヨン・プラス
チック・光ファイバをＹ方向に隣接して配列した第１の
層と、Ｘ方向に隣接して配列した第２の層を備えてなる
放射線計測装置の放射線検出部
（２）外周面に遮光を施したシンチレーシヨン・プラス
チック・光ファイバの両端に磁気シールド付の光電変換
素子を装着すると共に、前記シンチレーシヨン・プラス
チック・光ファイバを格子状に配列したマトリックスの
複数を互いに格子目を補完するように間隔をおいて配列
してなる放射線計測装置の放射線検出部
（３）磁気シールド付の光電変換素子を両端に装着した
シンチレーシヨン・プラスチック・光ファイバを格子状
に配列してなるマトリックスの複数を互いに格子目を補
完するように間隔をおいて配列すると共に、前記複数の
格子状マトリックスの全体を暗箱に収納してなる放射線
計測装置の放射線検出部