JPH0478144B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は放射線被曝蛍光ガラスの被曝線量を、
その紫外線励起による蛍光パルスを検出する光電
子増倍管に悪影響を与えることなく高感度に、且
つ高精度に検出することのできるガラス線量測定
方法とその装定装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

水銀灯やレーザ等による紫外線を放射線被曝蛍
光ガラスに照射すると、その被曝線量に相当して
赤橙色の蛍光（ラジオ・フオト・ルミネツセン
ス；RPL）が励起発光することが知られている。
そこで、このRPLを検出して上記放射線被曝蛍
光ガラスの被曝線量を測定することが種々試みら
れている。

ところで紫外線励起されたガラスから発せられ
る蛍光には、そのガラス固有の被曝前蛍光（プレ
ドーズ）が多く含まれている。この為、真の放射
線被曝によるRPLだけを測定するには、光電子
増倍管によつて検出されるガラスの蛍光成分から
上記プレドーズの成分を差引くことが必要であ
る。

そこで本発明者等は、先にプレドーズとRPL
との減衰時定数が大きく異なることを見出だし、
これを利用してRPLだけを効率良く測定する手
段を、例えば特願昭58−66178号（特開昭59−
190681号公報）にて提唱した。

ところが上記RPLの強度は、プレドーズに比
較して非常に小さい。

そこでRPLを高感度に検出しその計測精度を
高めるべく、光電子増倍管のダイノード印加電圧
を高くしてその検出感度を高めることが考えられ
ている。ところがこのようにすると、ブレドーズ
検出時に上記光電子増倍管の陽極に過大電流が流
れ、光電子増倍管に疲労現象等の検出感度劣化が
生じる等の不具合が生じた。また時には、光電子
増倍管が破損する等の事故発生原因ともなつた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、放射線被曝蛍光
ガラスの紫外線励起による蛍光パルスを検出する
光電子増倍管に悪影響を与えることなく、上記放
射線被曝蛍光ガラスの被曝線量を高感度に、且つ
高精度に検出することのできるガラス線量測定方
法とその測定装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は放射線被曝蛍光ガラスに励起紫外線パ
ルスを照射し、その蛍光パルスを光電子増倍管に
て検出して上記放射線被曝蛍光ガラスの被曝線量
を測定するに際し、 蛍光パルスを検出する光電子増倍管へのダイノ
ード電圧の印加を励起紫外線照射のタイミングか
ら所定時間遅延制御し、上記励起紫外線パルスの
照射により上記放射線被曝蛍光ガラスに励起され
る蛍光パルス成分のうち、蛍光強度が強く、且つ
減衰の早いプレドーズが十分減衰した後に上記光
電子増倍管が高感度で検出動作するようにし、こ
れによつて光電子増倍管に悪影響を与えることな
しに、蛍光強度が弱く、且つ減衰の遅い蛍光パル
ス成分だけを高感度に検出するようにしたもので
ある。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、光電子増倍管の動作
タイミングを制御すると云う簡単な制御だけで、
蛍光強度の強いプレドーズから該光電子増倍管を
効果的に保護し、且つ蛍光強度の弱いRPLを高
感度に検出することが可能となる。

従つて光電子増倍管に悪影響を招来することな
くRPLを高感度に検出して、放射線被曝蛍光ガ
ラスの被曝線量を高感度に測定することが可能と
なる等の多大なる効果が奏せられる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき
説明する。

第１図は実施例に係るガラス線量測定方法を適
用して構成されるガラス線量計（ガラス線量測定
装置）の概略構成を示すものである。

窒素ガスレーザ装置１は、トリガ回路２により
起動され、例えばパルス幅が５〜10ns、波長が
3371Åの紫外線レーザ光をパルス発振している。
このレーザ光は、色ガラスフイルタ３を介して散
乱光等の迷光が除去された後、石英ガラス等から
なる半透鏡４を介して分光され、線量計ガラス素
子（放射線被曝蛍光ガラス）５および標準蛍光ガ
ラス６にそれぞれ照射されている。尚、標準蛍光
ガラス６としては、例えば予め一定量の放射線を
被曝させた銀活性線量計ガラスが用いられる。

このような紫外線レーザ光の照射を受けて上記
線量計ガラス素子５は被曝蛍光パルスを発生し、
また標準蛍光ガラス６は標準蛍光パルスを発生し
ている。

しかして上記線量計ガラス素子５および標準蛍
光ガラス６にそれぞれ励起された蛍光パルスは第
１および第２の光電子増倍管７，８にて各列に検
出される。そして、その検出パルス信号は前置増
幅器１１，１２を介して後述する演算部に出力さ
れている。尚、第１および第２の光電子増倍管
７，８の受光面にそれぞれ設けられた紫外線除去
フイルタ７ａ，８ａは、前記励起用の紫外線レー
ザ光の該光電子増倍管７，８への入力を阻止する
ものである。

しかして高電圧発生回路９は、例えば前記トリ
ガ回路２による窒素ガスレーザ装置１の起動信号
を受けて、或いは後述するシユミツト回路１９の
出力を受けて第１の光電子増倍管７の検出感度を
制御している。この第１の光電子増倍管７の検出
感度の制御は、前記被曝蛍光パルスのプレドーズ
が十分に減衰した時点で該第１の光電子増倍管７
のダイノード印加電圧を高くし、その検出感度を
高くする制御からなる。具体的には、前記線量計
ガラス素子５および標準蛍光ガラス６への紫外線
レーザ光照射タイミングから所定の時間遅れたタ
イミングで、或いはシユミツト回路１９にて標準
蛍光パルスのプレドーズが検出されたタイミング
から所定時間後に上記第１の光電子増倍管７のダ
イノード印加電圧を高くし、これによつて該第１
の光電子増倍管７の検出感度を高く設定する制御
からなる。

即ち、高電圧発生回路９は、例えば第２図に示
すように制御電圧発生回路路９ａと高電圧部９ｂ
とからなり、光電子増倍管７に印加するダイノー
ド電圧を可変可能に構成されている。そして第３
図に示すように線量計ガラス素子５から発生され
る被曝蛍光パルスのプレドーズ蛍光が消滅した時
点で制御電圧を発生し、第１の光電子増倍管７へ
ダイノード印加電圧を高めるものとなつている。

この結果、第１の光電子増倍管７はプレドーズ
が消滅した後の被曝蛍光パルス、つまりRPLの
みを高感度に検出するものとなつている。

しかして第１の光電子増倍管７にて検出された
被曝蛍光パルスは、線形増幅器１３にて線形処理
された後、第１および第２のサンプリングゲート
回路１４，１５に転送されている。また第２の光
電子増倍管８にて検出された標準蛍光パルスは、
第３のサンプリングゲート回路１６に転送されて
いる。これらの各サンプリングゲート回路１４，
１５，１６は、サンプリングタイミング設定回路
１７，１８により設定された期間に亙つて前記各
蛍光パルスをそれぞれサンプリングするもので、
そのサンプリング出力を積分器２１，２２，２３
にてそれぞれ積分した後、演算回路２４に与えて
いる。

即ち、シユミツト回路１９は前記前置増幅器１
２の出力から標準蛍光パルスの入力タイミングを
検出している。この標準蛍光パルスの入力タイミ
ングは、例えばプレドーズによる蛍光強度の強い
蛍光パルスが入力した時点等として検出される。
前記サンプリングタイミング設定回路１７，１８
はこの検出タイミングに従つて前記各サンプリン
グゲート回路１４，１５，１６に対するサンプリ
ングタイミングをそれぞれ設定している。

しかして前記第２および第３のサンプリングゲ
ート回路１５，１６は、サンプリングタイミング
設定回路１８の制御を受けて、例えばプレドーズ
が減衰を開始した時点での標準蛍光パルスと被曝
蛍光パルスとをそれぞれサンプリングしている。
この結果、積分器２２，２３は上記標準蛍光パル
スと被曝蛍光パルスをそれぞれ平均的直流電流と
して所定時間づつ積分し、その検出強度をそれぞ
れ求めている。これらの検出強度から、例えば前
記線量計ガラス５に照射する紫外線レーザ光の強
度変化等による該被曝蛍光パルスの変動量が求め
られる。

また第１のサンプリングゲート回路１４は、上
記サンプリングタイミング設定回路１７の制御を
受けて上記プレドーズが十分に減衰した後の被曝
蛍光パルスだけをサンプリングしている。つまり
被曝蛍光パルスのプレドーズが十分減衰し、第１
の光電子増倍管７の検出感度が高められた時点で
の被曝蛍光パルスをサンプリングしている。そし
てこの被曝蛍光パルスは、積分器２１にてその平
均的直流電流として所定時間に亙つて積分されて
いる。

しかして演算回路２４は、前記積分器２２，２
３に求められた被曝蛍光パルスと標準蛍光パルス
とから前述たように被曝蛍光パルスの変動量を求
め、この変動量に従つて前記積分器２１に求めら
れる被曝蛍光パルスの検出強度を補正している。
そしてこの強度補正した被曝蛍光パルスの検出強
度を前記線量計ガラス５の被曝線量として算出
し、これを表示器２５にて表示している。

かくしてこのように構成された装置によれば、
紫外線照射によつて線量計ガラスに励起された被
曝蛍光パルスの、例えば１ｍＲ程度の微弱な
RPLのみを高感度に検出することが可能となる。

しかも蛍光強度が強いプレドーズ期間には、光
電子増倍管７の検出感度を抑え、上記プレドーズ
が減衰した時点からその検出感度を高くするの
で、RPLに比較して蛍光強度の高いプレドーズ
によつて光電子増倍管７に、過大電流発生等の悪
影響を招来することがない。即ち、微弱なRPL
を高感度に検出しようとして光電子増倍管の検出
感度を単純に高く設定すると、100〜150ｍＲ程度
のプレドーズに対する光電子増倍管の陽極電流が
過大となり、そのダイノード特性に大きな損傷を
与える。この点、本発明によれば、上述したよう
にプレドーズの発生時には、光電子増倍管の検出
感度がダイノード電圧の遮断または低下制御によ
つて抑えられているので、過大な陽極電流の発生
を招くことがなく、その損傷を未然に防ぎ得る。

従つて本発明によれば光電子増倍管に悪影響を
生じることなしに、蛍光強度の弱いRPLを高感
度に検出することが可能となり、ここに放射線被
曝蛍光ガラスの被曝線量を高精度に測定すること
が可能となる。ちなみに本発明者等の実験によれ
ば、0.2ｍＲに相当する微弱な蛍光を変動係数10
％以内で、再現性良く測定できることが確認され
た。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではない。例えば放射線被曝蛍光ガラスの被曝蛍
光パルスを検出する光電子増倍管を、プレドーズ
発生時には動作停止させておき、そのプレドーズ
が消滅してからのみ高検出感度で駆動するように
しても良い。また光応答性の速い光ダイオードを
光電子増倍管の代用として用いることも勿論可能
である。また励起紫外線の照射強度の安定性が補
償される場合には、標準蛍光ガラスの蛍光パルス
検出を省略することも可能である。その他、紫外
線励起光源の種類等、本発明はその要旨を逸脱し
ない範囲で種々形成して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は
実施例装置の概略構成図、第２図は光電子増倍管
のダイノード印加電圧制御回路の構成例を示す
図、第３図は被曝蛍光パルスに対するダイノード
印加電圧の制御タイミングを示す図である。 １……窒素ガスレーザ装置、２……トリガ回
路、４……半透鏡（光学系）、５……線量計ガラ
ス、６……標準蛍光ガラス、７，８……光電子増
倍管、９……高電圧発生回路、１３……線形増幅
器、１４，１５，１６……サンプリングゲート回
路、１７，１８……サンプリングタイミング設定
回路、１９……シユミツト回路、２１，２２，２
３……積分器、２４……演算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射線被曝蛍光ガラスに励起紫外線パルスを
   照射し、この励起紫外線パルスの照射により上記
   放射線被曝蛍光ガラスに励起される蛍光パルス成
   分のうち、蛍光強度が強く、且つ減衰の早いプレ
   ドーズが十分減衰した後、前記放射線被曝蛍光ガ
   ラスに励起される蛍光パルスを検出する光電子増
   倍管にダイノード電圧を印加して、蛍光強度が弱
   く、且つ減衰の遅い蛍光パルス成分を高感度に検
   出して前記放射線被曝蛍光ガラスの被曝線量を計
   測してなることを特徴とするガラス線量測定方
   法。 ２ 励起紫外線パルスを発生する窒素ガスレーザ
   と、上記励起紫外線パルスの一部を放射線被曝蛍
   光ガラスに照射すると共に、前記励起紫外線パル
   スの一部を標準蛍光ガラスに照射する光学系と、
   前記励起紫外線パルスの照射により上記各ガラス
   に励起された蛍光パルスをそれぞれ検出する第１
   および第２の光電子増倍管と、この第１の光電子
   増倍管に印加するダイノード電圧を、前記励起紫
   外線パルスの照射タイミングから所定時間遅延さ
   せて第１の光電子増倍管による前記放射線被曝蛍
   光ガラスに励起された蛍光パルスの検出動作期間
   を遅延制御する手段と、前記第１および第２の光
   電子増倍管により検出された前記各ガラスの励起
   蛍光パルス成分から前記放射線被曝蛍光ガラスの
   被曝線量を求める演算回路とを具備したことを特
   徴とするガラス線量測定装置。 ３ 第１の光電子増倍管の検出動作期間を遅延制
   御する手段は、励起紫外線パルスの照射により放
   射線被曝蛍光ガラスに励起される蛍光パルス成分
   のうち、蛍光強度が強く、且つ減衰の早いプレド
   ーズが十分に減衰するまでの時間、前記第１の光
   電子増倍管へのダイノード電圧印加を遅延するも
   のである特許請求の範囲第２項記載のガラス線量
   測定装置。