JPH0418637B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、γ線量率を測定するγ線検出器お
よび中性子を計測する中性子検出器の寿命劣化の
監視法に用いる放射線検出器に関するものであ
る。

従来、この種の装置として第１図に示すような
構造のものがあつた。この図において、１は高圧
電極、２は信号電極、３は前記高圧電極１と信号
電極２の外周を覆うように配設されたシールド
筒、４は前記シールド筒３の外周を覆うように配
設された真空の気密外囲器、５〜９は各電極をシ
ールド筒３から絶縁するためのセラミツク、１０
は内部電極固定用のボルト、１１はナツト、１２
は信号・高圧リード線、１３はシールドリード
線、１４，１５は内部電極組み立てを気密外囲器
４から絶縁するセラミツク、１６，１７はライブ
ゼロ線源、１８は高電圧用MIケーブル、１９は
信号用MIケーブル、２０は電離用ガス、２１は
前記高圧電極１と信号電極２との間の空間であ
る。

ライブゼロの動作原理に関しては、中性子検出
器もγ線検出器も同じなので、以下では主として
γ線電離箱について説明する。

γ線電離箱では、γ線（Ｘ線でも同じ）が電極
を構成する金属または電離用ガス２０に当たる
と、光電効果、コンプトン効果、電子対生成のい
ずれかの過程により高エネルギーの電子を放出す
る。この高エネルギー電子が電離用ガス２０を電
離してイオン対を作る。高圧電極１と信号電極２
との間に印加された電圧による電界により、前記
イオン対の中の正イオンは信号電極２に、電子は
高圧電極１に集められ、これが外部測定回路を流
れる信号電流として計測される。

さて、従来の電離箱はその劣化を知るために、
検出器に外部から放射線を当ててその感度やプラ
トー特性等が変化しているか否かを調べる必要が
あつた。この検査は外部線源を必要とするため、
使用中の検査が出来ないことや線源取り扱いに伴
う困難等の問題があつた。

これに対して、第１図に示したような、いわゆ
るライブゼロ線源１６，１７つき検出器として高
圧電極１または信号電極２の対向面の一方または
双方に放射線源をつけたものが実用化されてい
る。この原理は検出器の必要最低信号（例えば電
離箱の場合、通常１×10^-11Ａ）よりも小さくか
つバツクグランド（同じく電離箱の場合、通常１
×10^-12Ａ以下）よりも大きい信号が発生するよ
うなライブゼロ線源１６，１７を上記のごとく高
圧電極１と信号電極２間に導入し、これにより発
生した信号を信号測定回路で常時モニタして検出
器の異常の有無をチエツクするものである。

しかしながら、従来のライブゼロ線源付き検出
器はライブゼロ線源１６，１７が高圧電極１と信
号電極２間にあるため非常に感度の高い検出器で
は、ライブゼロ線源１６，１７を非常に小さくし
なければならず、実質的に製作不可能である。ま
た、ライブゼロ信号を十分小さく抑えねばならな
いので、その検出を精度良く行うことは困難であ
り、かつ絶縁低下等によりリーク電流が大きくな
るとライブゼロ信号が隠されてしまう等の欠点が
あつた。

また、外部放射線が大きい時にはライブゼロ信
号が計測対象となる信号に隠れてしまうため、外
部信号が大きいのか、検出器の劣化による信号か
を区別することは困難であるという欠点もあつ
た。

この発明は、上述の点にかんがみてなされたも
ので、従来の欠点を除去するために、高圧電極
１、信号電極２に属さず、かつ検出器の機能維持
確認のためのライブゼロ信号を流すための電離空
間を確保し、ライブゼロ信号を計測するために新
たな１つの電極を設け、この電極を確認電極と
し、この確認電極と高圧電極との間にライブゼロ
信号を流し、かつ信号電極にはこの信号が流れな
いようにすることにより外部信号が大きい時でも
常に安定してライブゼロのモニタが出来るように
した放射線検出器を提供することを目的としてい
る。以下この発明を図面に基づいて説明する。

第２図はこの発明の一実施例としての放射線検
出器の側断面図である。同図において、第１図と
同一符号を付した部分は同一部分を示すので説明
は省略する（以下他の図面においても同様とす
る）。２２は確認電極、２３はライブゼロ信号用
MIケーブルである。確認電極２２は、ライブゼ
ロ信号用MIケーブル２３とリード線１２で電気
的に結線されている。そしてライブゼロ線源１
６，１７はここでは確認電極２２と高圧電極１の
対向面に取り付けてある。その他は第１図と同一
の構成である。

ライブゼロ線源１６，１７から放出された放射
線（例えばα粒子）は確認電極２２と高圧電極１
との間の空間２４にある電離用ガス２０を電離す
る。そして各電極１，２，２２を第３図のように
外部回路と接続すると、ライブゼロ電流計A₂に
ライブゼロ電流I₀が流れる。確認電極２２と高圧
電極１との間の空間２４は高圧電極１と信号電極
２との間の空間２１から高圧電極１によつて完全
にシールドされており、空間２４で発生したイオ
ン対が空間２１に流れ込んで測定信号のノイズと
なることはない。従つて、ライブゼロ線源１６，
１７を十分大きくして測定すべき外部線源の変動
による影響をほとんど受けない状態でライブゼロ
測定をすることが可能となる。なお、A₁は信号
電流計である。

以下、典型的な測定条件において、従来の検出
器とこの発明による検出器との比較を行い、具体
的な説明を行う。

これらの検出器の測定すべき外部線源の大きさ
は典型的には10mR／ｈである。検出器の測定感
度を５×10^-9Ａ／Ｒ／ｈとすると信号電流は５×
10^-11Ａとなる。また、測定すべき外部線源の最
低値は2mR／ｈであり、この時、信号電流は１
×10^-11Ａとなる。また、検出器に固有のリーク
電流は１×10^-12Ａである。従来型のライブゼロ
付き検出器のライブゼロ電流は信号電流と同一回
路を流れるので、その電流値は子１×10^-12Ａと
１×10^-11Ａの間、例えば、５×10^-12Ａに選ぶ必
要があつた。従つて典型的な使用環境ではライブ
ゼロ電流は信号電流に埋もれて監視できないこと
になる。

これに対し、この発明では、ライブゼロ線源１
６，１７を十分強くし、かつ確認電極２２と高圧
電極１との間の空間２４の大きさを制限すること
により外部線源に対する感度を、例えば高圧電極
１と信号電極２との間の空間２１の1/2にするこ
とによりライブゼロ電流の検出感度を上げること
が可能となる。一実施例では信号電流５×10^-11
Ａに対してライブゼロ電流を５×10^-10Ａに選ん
だ。この時、空間２４で発生する外部線源による
電流は信号電流の50％で2.5×10^-11Ａであるが、
これはライブゼロ電流に比べて十分小さい。

従来型検出器のライブゼロ電流を埋もれさせる
もう１つの要因として、温度上昇によるリーク電
流の増大がある。これらの検出器の使用温度の上
限は200℃に達するものもある。常温でのリーク
電流は１×10^-12Ａであるが、200℃ではこれが２
×10^-11Ａ程度になる。この程度の電流増加があ
つた場合、従来の検出器では外部配線の強度が強
くなつたのか、温度上昇のためなのか、検出器の
特性変化なのか等の区別が困難であつた。しかる
に、この発明による検出器ではライブゼロ電流が
５×10^-10Ａと大きくとれるので、温度上昇時で
もこの値は実質的に変わらず、検出器が健全であ
ることが確認できるという利点がある。

なお、上記実施例では、γ線電離箱について説
明したが、γ線電離箱ではライブゼロ線源１６，
１７として通常²⁴¹Am，²³⁵Ｕ，²³⁸Ｕを用いる。ラ
イブゼロ線源１６，１７を適当に、例えば²³⁸Ｕ，
²³²Th，²⁰⁹Biを選ぶことにより中性子電離箱とし
てもこの発明が適用できることは明らかである。

また、上記実施例では確認電極２２とライブゼ
ロ信号用MIケーブル２３を設ける場合について
説明したが、上記実施例と同様の効果を上げ得る
この発明の別の実施例について以下説明する。

その１つはライブゼロ信号用MIケーブル２３
をなくし、その代わりに高圧電極１または信号電
極２用の三重同軸MIケーブルの内部シールドを
用いることが可能である。第４図の場合は、信号
用MIケーブル１９の内部シールドをライブゼロ
の信号ラインとして用いた場合の実施例である。
そして、２５はセラミツク、２６は信号リード
線、２７はライブゼロ信号リード線を示す。

もう１つの実施例としては確認電極２２をなく
し、その代りにシールド筒３を利用することも可
能である。この場合はシールド筒３が非接地であ
ることが必要である。シールド筒３がなく、高圧
電極１の外側が直ちに気密外囲器４になつている
場合にも、第５図のような測定回路を構成するこ
とによりこの発明を利用し得る。ただし、この場
合は空間２４を十分に小さくすることは一般に困
難であるので、第２図の実施例に比べてライブゼ
ロ電流に対するノイズ電流の比率がやや大きくな
るという欠点があるが、従来のものよりはるかに
優れた特性を示すものである。

以上説明したように、この発明に係る放射線検
出器は、ライブゼロ線源を高圧電極と信号電極と
は別個に設けた確認電極、あるいはシールド筒ま
たは気密外囲器の一方または双方に設けるように
したので、外部信号が大きい時でも常に安定した
ライブゼロのモニタができ、放射線検出器の寿命
劣化の監視を容易になしうるという極めてすぐれ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のライブゼロ付き放射線検出器を
示す図、第２図はこの発明の一実施例をなすライ
ブゼロ付き放射線検出器を示す図、第３図はその
電極部分を示す図、第４図はこの発明の他の実施
例を示す図、第５図はその電極部分を示す図であ
る。 図中、１は高圧電極、２は信号電極、３はシー
ルド筒、４は気密外囲器、５，６，７，８，９，
１４，１５，２５はセラミツク、１２は信号・高
圧リード線、１３はシールドリード線、１６，１
７はライブゼロ線源、１８は高電圧用MIケーブ
ル、１９は信号用MIケーブル、２２は確認電極、
２３はライブゼロ信号用MIケーブル、２６は信
号リード線、２７はライブゼロ信号リード線であ
る。なお、図中の同一符号は同一または相当部分
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高圧電極と信号電極を相対向させて配設し、
   前記高圧電極と信号電極の外側をシールド筒でお
   おい、さらにこのシールド筒の外周を気密外囲器
   でおおい、前記高圧電極に正の直流高電圧を印加
   する構造の電離箱型放射線検出器において、前記
   高圧電極に対して前記信号電極と反対側に検出機
   能の維持確認を行うための確認電極を設け、前記
   信号電極と前記確認電極との対向面の一方または
   双方に放射線源を取り付けたことを特徴とする放
   射線検出器。 ２ 放射線源として、α線を発生するものを用い
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   放射線検出器。 ３ 放射線源として、中性子線を発生するものを
   用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の放射線検出器。 ４ 放射線源として、γ線を発生するものを用い
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   放射線検出器。 ５ 確認電極に、シールド筒を用いたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の放射線検出
   器。 ６ 確認電極に、気密外囲器を用いたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の放射線検出
   器。