JPH034141A - 放射線応用測定装置 - Google Patents
放射線応用測定装置Info
- Publication number
- JPH034141A JPH034141A JP1138632A JP13863289A JPH034141A JP H034141 A JPH034141 A JP H034141A JP 1138632 A JP1138632 A JP 1138632A JP 13863289 A JP13863289 A JP 13863289A JP H034141 A JPH034141 A JP H034141A
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- Japan
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- radiation
- detector
- output
- radiation source
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
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。
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〉
本発明は半導体放射線検出器を用いて紙、プラスチック
、ゴムなどの物理i(坪量、水分等)を測定する放射線
応用測定装置の放射線検出器および放射!I源に関する
ものである。
、ゴムなどの物理i(坪量、水分等)を測定する放射線
応用測定装置の放射線検出器および放射!I源に関する
ものである。
〈従来の技術〉
放射線(例えばβ線)が物質層を通過すると電離作用や
励起作用等によって次第にエネルギーを失って減衰し、
更にこの様な非弾性散乱を多数回受けて進行方向が変化
する。従って測定体の物理量(例えば厚さ)が増すに伴
い透過するβ線の数は減少する。この様な原理を応用し
、シート状の種々の物質の物理量を測定する装置が知ら
れている。
励起作用等によって次第にエネルギーを失って減衰し、
更にこの様な非弾性散乱を多数回受けて進行方向が変化
する。従って測定体の物理量(例えば厚さ)が増すに伴
い透過するβ線の数は減少する。この様な原理を応用し
、シート状の種々の物質の物理量を測定する装置が知ら
れている。
この様な放射線応用測定装置は第5図に示す様に放射線
源(以下、単に線源という)1と放射線検出器(以下、
単に検出器という)2を対向させて配置し、その間に被
測定体3を挟んで測定するように構成されている。この
線源からの放射線の空間強度分布は第6図に示す様に正
面が最も強く。
源(以下、単に線源という)1と放射線検出器(以下、
単に検出器という)2を対向させて配置し、その間に被
測定体3を挟んで測定するように構成されている。この
線源からの放射線の空間強度分布は第6図に示す様に正
面が最も強く。
正面から遠ざかる程弱いガウス分布となる。従って線源
1と検出器2がX、Y方向または2方向に相対的に移動
した場合には、検出器2に入射する放射線量が変化して
出力変動を生じるという問題がある。
1と検出器2がX、Y方向または2方向に相対的に移動
した場合には、検出器2に入射する放射線量が変化して
出力変動を生じるという問題がある。
従来、この種の出力変動を除去する装置として第7図(
イ)、(ロ)、(ハ)に示すようなものが提案されてい
る。即ち、検出器の放射線を受ける部分2a(以下、単
に受光部という)に放射線の照射方向およびX方向に対
して直角に吸収板6を配置して、線源1と受光部2aと
の位置関係の変化に起因する出力変動を軽減したもので
ある。
イ)、(ロ)、(ハ)に示すようなものが提案されてい
る。即ち、検出器の放射線を受ける部分2a(以下、単
に受光部という)に放射線の照射方向およびX方向に対
して直角に吸収板6を配置して、線源1と受光部2aと
の位置関係の変化に起因する出力変動を軽減したもので
ある。
第7図(イ)は線源1と受光部2aおよび吸収板6の関
係を平面図で示すもので、吸収板6は検出器の受光部の
中央部にX方向に対して直角に。
係を平面図で示すもので、吸収板6は検出器の受光部の
中央部にX方向に対して直角に。
線源は受光部の中央に配置されている。吸収板6は長さ
!が受光部の直径よりも長く1幅Wが線源より広く受光
窓の直径より小さいAI板からなり。
!が受光部の直径よりも長く1幅Wが線源より広く受光
窓の直径より小さいAI板からなり。
受光部2aの前面の中央部に取付けられて、線源1の放
射線ビームの最も強い部分の一部を遮って受光部2aに
入射する放射線量を減少させている。
射線ビームの最も強い部分の一部を遮って受光部2aに
入射する放射線量を減少させている。
線源lは通常安全対策として金属箱等で包まれており、
更に線源箱の出口が薄い金属板等で覆われているので、
線源1から放射された放射線は直進しに<<散乱線とな
る。このため、放射線ビームの強さは線源1の正面が最
も強く正面から遠ざかる程弱くなる。
更に線源箱の出口が薄い金属板等で覆われているので、
線源1から放射された放射線は直進しに<<散乱線とな
る。このため、放射線ビームの強さは線源1の正面が最
も強く正面から遠ざかる程弱くなる。
第7図(ロ)は検出器2がX方向(向かって左側)にx
lずれた状態を示す側面図で、Rは放射線の等値線量を
示している。この様なずれが発生した場合、向かつて左
側は線源から遠ざかるので出力は弱くなるが、向かって
右側は吸収板6に遮られていた放射線の最も強い部分が
受光面を照射する様になるので出力は強くなる。従って
受光部が受ける放射線の総量は変化せず、ずれによる出
力変動は発生しない。
lずれた状態を示す側面図で、Rは放射線の等値線量を
示している。この様なずれが発生した場合、向かつて左
側は線源から遠ざかるので出力は弱くなるが、向かって
右側は吸収板6に遮られていた放射線の最も強い部分が
受光面を照射する様になるので出力は強くなる。従って
受光部が受ける放射線の総量は変化せず、ずれによる出
力変動は発生しない。
第7図(ハ)は検出器がZ方向(図では上方向)に11
ずれた状態を示す側面図で、この例では受光面が線源に
近付くので吸収板6で覆われていない部分は出力が増加
する様に作用し、同時に放射線の強い部分がより広く吸
収板6で覆われることになるので放射線の総量は変化せ
ず、ずれによる出力変動は発生しない。
ずれた状態を示す側面図で、この例では受光面が線源に
近付くので吸収板6で覆われていない部分は出力が増加
する様に作用し、同時に放射線の強い部分がより広く吸
収板6で覆われることになるので放射線の総量は変化せ
ず、ずれによる出力変動は発生しない。
上記構成によれば、線源と検出器の関係がX。
Z方向に移動しても放射線量の総量をほぼ同一にするこ
とが可能である。なお、Y方向のずれに対しては図示し
た吸収板では対応できない。
とが可能である。なお、Y方向のずれに対しては図示し
た吸収板では対応できない。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、上記従来の放射線応用測定装置において
は、検出器の前面に吸収板を用いて放射感度を調整して
いる為検出器の感度が1/2〜115に低下してしまう
という問題があった。また。
は、検出器の前面に吸収板を用いて放射感度を調整して
いる為検出器の感度が1/2〜115に低下してしまう
という問題があった。また。
吸収板を用いた場合、その配置場所は被測定体の性質に
合わせて試行錯誤しながら決定する必要があった。
合わせて試行錯誤しながら決定する必要があった。
本発明は上記従来技術の課題に鑑みて成されたもので、
検出素子を複数の半導体で形成するとともに線源の中心
に位置する部分が不感帯となるように検出素子を配置し
たり、線源を複数個設けて受光部を照射する放射線の強
さを平坦化する事により、出力変動の影響を軽減した放
射線応用測定装置を実現することを目的とする。
検出素子を複数の半導体で形成するとともに線源の中心
に位置する部分が不感帯となるように検出素子を配置し
たり、線源を複数個設けて受光部を照射する放射線の強
さを平坦化する事により、出力変動の影響を軽減した放
射線応用測定装置を実現することを目的とする。
く課題を解決するための手段〉
上記課題を解決するための本発明の構成は、請求項1に
関しては、放射線源から放射され、被測定体を透過して
くる放射線を半導体放射線検出器により検出し、前記被
測定体の物理量の測定を行う放射線量・用測定装置にお
いて、前記半導体放射線検出器の検出素子は面内感度の
同様な複数の矩形状の検出素子を同一平面上に正方形と
なるように配置するとともに、前記放射線源の中心に位
置する突合せ部分に不感帯を形成し、その不感帯を前記
被測定体の移動方向に対して平行に配置した事を特徴と
する放射線応用測定装置であり。
関しては、放射線源から放射され、被測定体を透過して
くる放射線を半導体放射線検出器により検出し、前記被
測定体の物理量の測定を行う放射線量・用測定装置にお
いて、前記半導体放射線検出器の検出素子は面内感度の
同様な複数の矩形状の検出素子を同一平面上に正方形と
なるように配置するとともに、前記放射線源の中心に位
置する突合せ部分に不感帯を形成し、その不感帯を前記
被測定体の移動方向に対して平行に配置した事を特徴と
する放射線応用測定装置であり。
請求項2に関しては、放射線源から放射され。
被測定体を透過してくる放射線を半導体放射線検出器に
より検出し、前記被測定体の物lI!量の測定を行う放
射線応用測定装置において、前記放射線源を複数個配置
して前記放射線検出器を照射する放射線の強度分布が平
坦になるようにしたことを特徴とするものである。
より検出し、前記被測定体の物lI!量の測定を行う放
射線応用測定装置において、前記放射線源を複数個配置
して前記放射線検出器を照射する放射線の強度分布が平
坦になるようにしたことを特徴とするものである。
く作用〉
請求項1に関しては半導体放射線検出器の形状を矩形と
し、放射線の最も強い部分に不感帯を配置したので、線
源と検出器の位置ずれが発生して出力低下が発生しても
不感帯に位置していた放射線の最も強い部分が検出器を
照射する様になるので出力の変動を防止する事が出来る
。
し、放射線の最も強い部分に不感帯を配置したので、線
源と検出器の位置ずれが発生して出力低下が発生しても
不感帯に位置していた放射線の最も強い部分が検出器を
照射する様になるので出力の変動を防止する事が出来る
。
請求項2に関しては出力変動の原因となる線源の強度分
布を平坦な分布となるようにしたので。
布を平坦な分布となるようにしたので。
線源と検出器がずれても出力変動がない。
〈実施例〉
第1図は本発明の一実施例を示す検出素子の平面図を示
すもので例えばSlやCd’l’eなどの放射線検出器
である6図において10.11は第1゜第2の長方形の
フォトダイオードであり、これらは間隙(不感帯)13
を隔てて平行に配置されている。X方向は紙の移動方向
、Y方向は紙の移動方向に対して直角方向に配置される
ものとする。
すもので例えばSlやCd’l’eなどの放射線検出器
である6図において10.11は第1゜第2の長方形の
フォトダイオードであり、これらは間隙(不感帯)13
を隔てて平行に配置されている。X方向は紙の移動方向
、Y方向は紙の移動方向に対して直角方向に配置される
ものとする。
また検出素子は均一な検出感度を持っているものとする
。
。
始めに、検出器を一辺の長さが2aの正方形ととし、不
感帯がない場合の検出器の大きさと出力の関係に就いて
検討する。
感帯がない場合の検出器の大きさと出力の関係に就いて
検討する。
検出器の感度分布が均一である場合、出力は検出器面上
の放射線強度分布の体積で表わす事が出来る。
の放射線強度分布の体積で表わす事が出来る。
ガウス分布は一般に
y=e42 ・・・■で表わされ
る。
る。
また、ガウス分布の回転体を2軸に平行な平面で切った
切口は同じくガウス分布になっておりその曲線は 2=諌、e−1□ 12.。
切口は同じくガウス分布になっておりその曲線は 2=諌、e−1□ 12.。
で表わされる。
次に検出器の中心と放射線の強度分布の中心が一致して
いる場合の体積をV、とするとV = 4 f、”f
:Z dx dy
、、、@az ; −0,0958798,a
3 : 0.7478556となる。ここで t七f7−xと置けば dt/dx−=l”r x : O−+a、t : 0−+(X−aとなり。
いる場合の体積をV、とするとV = 4 f、”f
:Z dx dy
、、、@az ; −0,0958798,a
3 : 0.7478556となる。ここで t七f7−xと置けば dt/dx−=l”r x : O−+a、t : 0−+(X−aとなり。
λ
V = 41 (” e−” a/T−dt l”
となる。
となる。
一般にfe atは計算出来ないので次の近似式を用
いる。
いる。
とすると
V+= 2 yr (f (a))’
・”@となる。
・”@となる。
次に検出器の中心と線源の中心がy軸方向にΔaだけず
れた時の体積をv2とすると・・・■ ただし、u=1/ (1+pχ) また、l e (X)If 2.5X10’なのでm視
すると ただし。
れた時の体積をv2とすると・・・■ ただし、u=1/ (1+pχ) また、l e (X)If 2.5X10’なのでm視
すると ただし。
P : 0.47047. a、; 0.3480
242゜・・・■ となる、そしてこの式■を前記0式と同様に展開すると
。
242゜・・・■ となる、そしてこの式■を前記0式と同様に展開すると
。
V2 =r ・ f(a)(f(a−aa>+f(
a+ aa)) ・・・■となる。
a+ aa)) ・・・■となる。
従って検出器と線源のずれの有無による出力の割合は次
式により表わす事が出来る。
式により表わす事が出来る。
V2/V+ xtoo (%) ・・・■第
2図は検出器の一辺を2aとし、aの長さを変化させて
0式を計算した結果を示すものである。
2図は検出器の一辺を2aとし、aの長さを変化させて
0式を計算した結果を示すものである。
図から明らかなようにaが大きくなるに従;て出力変動
が小さくなっているのが分る。
が小さくなっているのが分る。
また1例えば検出器の辺の長さを33mmとし。
線源と検出器とのずれに基づく変動の許容値を0゜04
%とした場合、ずれの許容値はおよそ10.5mmであ
ることが分る。
%とした場合、ずれの許容値はおよそ10.5mmであ
ることが分る。
さて、第1図においてX、Yの座標の交点の上部に線源
が位置しているものとし、不感帯の幅を士方向にす、一
方向に−b形成したものとする。
が位置しているものとし、不感帯の幅を士方向にす、一
方向に−b形成したものとする。
上記構成において検出器と線源の相対的ずれがない場合
の出力を■3 とし、Y軸方向にdだけずれた場合の
出力をV4 とすると、弐〇および■かV、 /VJ
xloo=f(a+d)−f(a−d)−(f(b
+d)−f(b−d))/2(f(a)−f(b))
・・・■第3図は放射線としてβ線を用い、線源と検出
器の距離を12.5mm、検出器として16.4mmX
33mmの81フオトダイオードを2枚用い不感帯の幅
をo、2mmとした時(即ち、検出器は一辺(2a)3
3mmの正方形とされ中央に図から明らかな様に2a=
34mmおよび2a=32mmではずれが大きくなるに
従い出力変動が大きくなっている(例えば2a=34の
場合はずれが2.0mmになった時点で出力変動が0゜
04%を越えており、2a=32の場合はずれが3mm
になった場合は出力変動は0604%をはるかに越えて
しまう)、これに対し2a=33の場合はずれが3mm
になっても出力変動は最大0゜024%程度である。
の出力を■3 とし、Y軸方向にdだけずれた場合の
出力をV4 とすると、弐〇および■かV、 /VJ
xloo=f(a+d)−f(a−d)−(f(b
+d)−f(b−d))/2(f(a)−f(b))
・・・■第3図は放射線としてβ線を用い、線源と検出
器の距離を12.5mm、検出器として16.4mmX
33mmの81フオトダイオードを2枚用い不感帯の幅
をo、2mmとした時(即ち、検出器は一辺(2a)3
3mmの正方形とされ中央に図から明らかな様に2a=
34mmおよび2a=32mmではずれが大きくなるに
従い出力変動が大きくなっている(例えば2a=34の
場合はずれが2.0mmになった時点で出力変動が0゜
04%を越えており、2a=32の場合はずれが3mm
になった場合は出力変動は0604%をはるかに越えて
しまう)、これに対し2a=33の場合はずれが3mm
になっても出力変動は最大0゜024%程度である。
なお、不感帯を設けた事による検出器の感度低下は2%
程度であり、従来の吸収板を用いた場合に比較して格段
に改善する事が出来る。
程度であり、従来の吸収板を用いた場合に比較して格段
に改善する事が出来る。
なお1本実施例では長方形の検出素子を2個用い、不感
帯0.2mmを有する正方形に形成したが、この例に限
ることなく例えば正方形の検出素子を4個組み合わせて
十字状の不感帯を有する検出器としてもよい、その場合
はX方向のずれに対する出力変動も減少させる事が出来
る。
帯0.2mmを有する正方形に形成したが、この例に限
ることなく例えば正方形の検出素子を4個組み合わせて
十字状の不感帯を有する検出器としてもよい、その場合
はX方向のずれに対する出力変動も減少させる事が出来
る。
なお、不感帯の幅は線源の強さや、線源と検出器の距離
に応じて最適な値を選択するものとする。
に応じて最適な値を選択するものとする。
また、半導体素子は面積が大きく、かつ、面内感度の均
一なものは製作が難しいが、このように検出器を分割構
造にする事により素子の製作が容易になり歩留りが向上
するという効果もある。
一なものは製作が難しいが、このように検出器を分割構
造にする事により素子の製作が容易になり歩留りが向上
するという効果もある。
なお、ここでは線源と検出器の上下(Z)方向のずれに
対する誤差については論じないが一般に上下方向のずれ
は少ない構造となっている。
対する誤差については論じないが一般に上下方向のずれ
は少ない構造となっている。
第4図(a)、(b)は請求項2に関する説明図であり
、放射線源の数をn個(図では16個)設ける。この場
合β線源としては例えば直径4mm程度の小形線源を用
いるが、この線源の大きさaと線源間との距離χ0は線
源から検出器までの距離で決定される。即ち、検出器の
直径(または−辺)をdとし、検出器とm源の最大ずれ
幅をχ2とするとβ線の強度の平坦部分りは D=na+(n−1)χ。
、放射線源の数をn個(図では16個)設ける。この場
合β線源としては例えば直径4mm程度の小形線源を用
いるが、この線源の大きさaと線源間との距離χ0は線
源から検出器までの距離で決定される。即ち、検出器の
直径(または−辺)をdとし、検出器とm源の最大ずれ
幅をχ2とするとβ線の強度の平坦部分りは D=na+(n−1)χ。
D>d十χ2
を満足する様に決定すればよい。
〈発明の効果〉
以上、実施例とともに具体的に説明したように本発明に
よれば、請求項1においては放射線源の中心に位置する
突合せ部分に不感帯を形成したのでXおよびY方向のず
れに対する出力変動が少なく感度低下の割合いの少ない
放射線応用測定装置を実現する事ができ。
よれば、請求項1においては放射線源の中心に位置する
突合せ部分に不感帯を形成したのでXおよびY方向のず
れに対する出力変動が少なく感度低下の割合いの少ない
放射線応用測定装置を実現する事ができ。
請求項2においては誤差の原因となる線源からの強度分
布を平坦にしたので原理的に誤差のない放射線応用測定
装置を実現することが出来る。
布を平坦にしたので原理的に誤差のない放射線応用測定
装置を実現することが出来る。
第1図は本発明の請求項1に関する放射線検出器の検出
素子の一実施例を示す平面図、第2図は不感帯がない場
合の放射線源と検出器とのずれと出力変動の関係を示す
図、第3図は不感帯がある場合の放射線源と検出器との
ずれと出力変動の関係を示す図、第4図は本発明の請求
項2に関する放射線源の平面図(イ)およびβ線強度の
関係を示す図(b)、第5図は放射線源と検出器の位置
関係を説明する同第6図は放射線の強度分布を示す図、
第7図は従来例の説明図である。 1・・・放射線源、2・・・検出器、3・・・被測定体
、10・・・第1の放射線検出器、11・・・第2の放
射線横築 図 5 2.530 、fo 5 1.0 1.5 2.0 2.!; 30 3
.!;J史工、2デ$、を錦堀−ず札 <mmン槽 X 手続補正曾 (方式) 1、事件の表示 特願平1−138632号 2、発明の名称 放射線応用測定装置 3、補正をする者 名 称 横河電機株式会社 代 理 人 5、補■命令の日付(発送口ン 6、補正の対象 明4[[11Mの図面の簡単な説明の欄7、補正の内容 明細書の第15頁4行目、「示す図(b)、・・のを、
「、示す図(ロ)、・・・・」と補正する。 ・」とある
素子の一実施例を示す平面図、第2図は不感帯がない場
合の放射線源と検出器とのずれと出力変動の関係を示す
図、第3図は不感帯がある場合の放射線源と検出器との
ずれと出力変動の関係を示す図、第4図は本発明の請求
項2に関する放射線源の平面図(イ)およびβ線強度の
関係を示す図(b)、第5図は放射線源と検出器の位置
関係を説明する同第6図は放射線の強度分布を示す図、
第7図は従来例の説明図である。 1・・・放射線源、2・・・検出器、3・・・被測定体
、10・・・第1の放射線検出器、11・・・第2の放
射線横築 図 5 2.530 、fo 5 1.0 1.5 2.0 2.!; 30 3
.!;J史工、2デ$、を錦堀−ず札 <mmン槽 X 手続補正曾 (方式) 1、事件の表示 特願平1−138632号 2、発明の名称 放射線応用測定装置 3、補正をする者 名 称 横河電機株式会社 代 理 人 5、補■命令の日付(発送口ン 6、補正の対象 明4[[11Mの図面の簡単な説明の欄7、補正の内容 明細書の第15頁4行目、「示す図(b)、・・のを、
「、示す図(ロ)、・・・・」と補正する。 ・」とある
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)放射線源から放射され、被測定体を透過してくる放
射線を半導体放射線検出器により検出し、前記被測定体
の物理量の測定を行う放射線応用測定装置において、前
記半導体放射線検出器の検出素子は面内感度の同様な複
数の矩形状の検出素子を同一平面上に正方形となるよう
に配置するとともに、前記放射線源の中心に位置する突
合せ部分に不感帯を形成し、その不感帯を前記被測定体
の移動方向に対して平行に配置した事を特徴とする放射
線応用測定装置。 2)放射線源から放射され、被測定体を透過してくる放
射線を半導体放射線検出器により検出し、前記被測定体
の物理量の測定を行う放射線応用測定装置において、前
記放射線源を複数個配置して前記放射線検出器を照射す
る放射線の強度分布が平坦になるようにしたことを特徴
とする放射線応用測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1138632A JP2722672B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 放射線応用測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1138632A JP2722672B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 放射線応用測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034141A true JPH034141A (ja) | 1991-01-10 |
| JP2722672B2 JP2722672B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=15226591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1138632A Expired - Fee Related JP2722672B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 放射線応用測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2722672B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5619754U (ja) * | 1979-03-23 | 1981-02-21 |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP1138632A patent/JP2722672B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5619754U (ja) * | 1979-03-23 | 1981-02-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2722672B2 (ja) | 1998-03-04 |
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