JPH0484795A - 液体シンチレーションカウンタによる放射能測定方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、液体シンチレーションカウンタを用いた放射
能測定方法、特に測定される試料の核種を判別して適正
なりエンチング補正方法を選択する液体シンチレーショ
ンカウンタによる放射能測定法に関する。

［従来の技術］ 放射性同位元素は、医療を初めとして各種の分野におい
て広く安全利用されており、例えば医療分野においては
、疾病の診断や治療に活用されている。このような現況
の下、放射性同位元素の放射能量を簡便に、かつ精度良
く求める装置及び方法が要望されている。

ところで、被測定試料の放射能量を求める装置として、
液体シンチレーションカウンタが知られている。この液
体シンチレーションカウンタは、被測定試料を液体シン
チレータ（蛍光体）に混ぜて、試料からの放射線がシン
チレータを励起させ、この励起にて生じた光を例えば光
電子増倍管て検出し、その検出結果から放射能量を求め
るものである。

そして、この液体シンチレーションカウンタによれば、
一般に、β線、β−γ線、α線などの各種の放射線を検
出てき、加えて、例えば低エネルギーのβ線の検出が行
えるという特徴を有する。

しかし、この液体シンチレーションカウンタでは、被測
定試料を液体シンチレータに混合したことに起因する周
知のクエンチングの問題がある。

このクエンチングは、液体シンチレータに被測定試料を
混合した場合に、液体シンチレータか着色され、あるい
は化学的組成変化により蛍光効率が低下し、この結果、
全計数値が低くなり正確な放射能量を求められなくなる
という現象である。

第５図には、液体シンチレーションカウンタで放射線を
検出した場合における、クエンチングの影響によるエネ
ルギースペクトルの変化が示されている。ここにおいて
、横軸は放射線のエネルギーＥを示し、また縦軸は各エ
ネルギーに対応するカウント値（計数値）か示されてい
る。

（Ａ）及び（Ｂ）を比較すれば明らかなとおり、クエン
チングが強くなると、エネルギースペクトルがその核種
に応して、エネルギーが低い方にシフトしている。この
結果、最低検出エネルギー以下のものも増加し、また全
体の計数値も低下するため、測定結果として得られる放
射能量に含まれる誤差が大きくなる。

以上のように、液体シンチレーションカウンタを用いた
放射能測定方法では、クエンチングの問題があり、従来
においては、このクエンチングの問題を解消するために
、以下のような方法がとられている。

クエンチングによる計数値の低下を補正する方法として
は、従来から種々の方法がとられているが、ここでは外
部標準線源チャンネル比法及び効率トレーサ法について
説明する（効率トレーサ法については、例えば特開昭６
０−１７３４８９号公報参照）。

以下に外部標準線源チャンネル比法について説明する。

この外部標準線源チャンネル比法は、放射能量が分かっ
ていてクエンチングの異なるサンプル（被測定試料を液
体シンチレータに混ぜたもの）から補正曲線を作成し、
この補正曲線に基づいてクエンチングの補正を行うもの
である。この補正曲線は次のように作成される。

第６図に示すように、ますサンプルへ外部標準線源から
γ線を照射し、コンプトンスペクトルを得る。ここで、
コンプトンスペクトルは、周知のようにクエンチングに
依存してそのスペクトルが変化する。

そして、第７図に示すように、コンプトンスペクトルを
所定の割合で分割する閾値（Ｒγ）を求める。第７図に
おいては、この閾値（Ｒγ）はコンプトンスペクトルを
３対１に分割する値で定められている。なお、ここにお
いて、ＬＬは、カットエネルギー値である（ＥＳＣＲ値
−に−Ｒγ）。

そして、このＲγ値に所定の乗数Ｋを乗じてＥＳＣＲ値
（Ｅｘｔｅｒｎａｌ　５ｔａｎｄａｒｄ　Ｃｈａｎｎｅ
ｌ　Ｒａｔｉｏ値）を求める。

このＥＳＣＲ値をクエンチングの異なる数々のサンプル
に対して求め、更にグラフ化したものが第８図に示す補
正曲線である。

従って、クエンチングが不明で、がっ核種が既知の試料
に対しては、外部標準線源がらその試料へγ線を照射し
てコンプトンスペクトルを得ることにより、上記ＥＳＣ
Ｒ値が求められ、この求められたＥＳＣＲ値を第８図に
示す補正曲線に対応させることによりその縦軸である計
数効率（％）か求まる。

この計数効率は、クエンチングにより低下した計数値の
変化量を示すものであり、測定結果に対してこの計数効
率に基づく補正を行うことによりクエンチングが無いと
した場合の全計数値、すなわち放射能量を求めることが
できる。

次に、効率トレーサ法について説明する。

この効率トレーサ法は、核種が不明であってもそのクエ
ンチングを補正できるものであり、被測定試料を測定し
て得られたエネルギースペクトルから効率トレーサ曲線
を作成し、この効率トレーサ曲線を外挿することにより
全放射能量を求めるものである。以下に詳説する。

まず、第９図に示すように１、被測定試料をｌｌｌ１ｊ
定して得られるエネルギースペクトルを複数のウィンド
、例えばＷ１〜Ｗ６まで分割し、第１０図に示すように
各ウィンドの計数値の総和りをプリ。ノドし、効率トレ
ーサ曲線を得る。ここで、第９図の斜線領域で示した部
分は、光電子増倍管て検出不可能なエネルギー領域の放
射線を示すものであり、この領域を補正するために、第
１０図の効率トレーナ曲線を延長させて外挿補正し、エ
ネルギーレベルが０の場合の計数率を求める。

ここで、エネルギーレベルが０の位置は、検出限界値以
下なのでそのままでは特定化てきないか、例えば標準サ
ンプルで予め測定を行い、この標準サンプルについて上
述同様の効率トレーサ曲線を作成し前記０レベルを求め
ることが可能である。

従って、核種が不明で、更にクエンチングの程度が不明
な試料に対しては、この効率トレーサ法に基づいて、効
率トレーサ曲線を作成し、更にそれを外挿補正すること
により全放射能量を求めることができる。

以上のように、この効率トレーサ法によれば、試料の核
種が既知でなくとも、その放射線量の補正を行うことが
可能であるという利点を有する。

一方、外部標準線源チャンネル比法は、上述したように
核種が既知であることが要件とされるが、一般的に効率
トレーサ法よりその補正精度が良いという利点がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、以上のように液体シンチレーションカウ
ンタを用いて放射能を測定する場合においては、上述し
たクエンチングの補正か必要であり、従来においては、
その測定される核種に応じて、適宜にそのクエンチング
の補正方法を選択していたが、その選択は一般的に高度
な知識を必要とし、更に煩雑であるという問題があった
。

従って、このようなことから、液体シンチレーションカ
ウンタを用いて放射能量を求める自動化された装置及び
その装置を実現させるための方法が要望されていた。

本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、
その目的は、クエンチングの補正を人為的な判断によら
ず自動的に判別して最適な補正方法を用いて放射能量を
求めることのできる液体シンチレーションカウンタによ
る放射能測定方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、被測定試料を液
体シンチレータに混ぜて前記試料の放射能量を測定する
液体シンチレーションカウンタによる放射能測定方法に
おいて、外部標準線源から前記試料へγ線を照射して得
られるコンプトンスペクトルを所定の割合で分割する値
を示すＥＳＣＲ値を算出するＥＳＣＲＳＣ出値程と、前
記試料の測定で得られる放射線のエネルギースペクトル
を所定の割合で分割する値を示す５ＣＣＲ値（ＳｅＩｆ
　Ｃｏｎ５ｔａｎｔ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｒａｔｉｏ値）
を算出する５ＣＣＲ値算出工程と、予め設定された核種
判定テーブルに前記ＥＳＣＲ値及び前記５ＣＣＲ値を対
応させて、前記試料の核種を判定する核種判定工程と、
前記核種判定工程にて判定された核種に応じて、クエン
チング補正の方法を選択する適正補正選択工程と、前記
適正補正選択工程にて外部標準線源チャンネル比法が選
択された場合に、予め各核種毎に作成されたクエンチン
グ補正曲線ニ従ってクエンチング補正を行う補正曲線補
正工程と、前記適正補正選択工程にて効率トレーサ法が
選択された場合に、試料の測定で得られたエネルギース
ペクトルに基づいて効率トレーサ曲線を作成し、この効
率トレーサ曲線を外挿してクエンチング補正を行う外挿
補正工程と、ををし、試料の核種を判定し、その判定結
果に応じてクエンチング補正方法を選択することを特徴
とする。

［作用］ 上記構成によれば、５ＣＣＲ値算出工程、及びＥＳＣＲ
ＳＣ出値程にて求められた２つの値を核種判定テーブル
に対応させることにより、測定される試料がどのような
核種であるのか判定される。

そして、適正補正選択工程で上記判定された核種に応じ
て適切なりエンチング補正方法を選択できる。

ここで、例えば補正曲線か予め作成されている核種に対
しては、外部標準線源チャンネル比法が適用され、一方
、補正曲線か作成されていない核種については、効率ト
レーサ法が適用される。

従って、操作者は、何ら人為的に補正方法を選択する必
要がなく、常に自動的に適正な補正を適用して放射能量
を求められる。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する
。

第１図には、本発明に係る液体シンチレーションカウン
タによる放射能測定方法を適用した液体シンチレーショ
ンカウンタの構成が示されている。

第１図において、被測定試料は液体シンチレータに混合
されてサンプル１０として鉛シールド１２の内部に配置
されている。ここで、鉛シールド１２は、宇宙線や外部
からの放射線を遮蔽するためのものである。サンプル１
０を間に介して、２つの光電子増倍管Ａ及びＢが、その
受光面を対向させて前記サンプル１０に近接配置されて
いる。

図において１４は、外部標準線源チャンネル比法を適用
させる場合の外部標準線源であり、本実施例においては
１３７Ｃ６か用いられており、ここからγ線が照射され
る。なお、この外部標準線１４は、図示されていない駆
動手段にて駆動され、外部標準線源チャンネル比法を適
用する場合には、鉛シールドに形成された開口から内部
に挿入される。

光電子増倍管Ａ及びＢには高圧電源１６から高圧の電圧
が供給されている。

光電子増倍管Ａ及びＢからのａカは、それぞれパルス加
算回路１８、及び高速同時計数回路２０に入力されてい
る。

パルス加算回路１８は、光電子増倍管Ａ及びＢからの出
力を加算して、後述するマルチチャンネルアナライザー
に出力するものであり、サンプル１０内における蛍光位
置によらずその蛍光を有効に検出するために、２つの光
電子増倍管Ａ及びＢ、からの出力が加算されている。

また、高速同時計数回路２０は、２つの光電子増倍管か
らの出力が同時に入った場合にのみマルチチャンネルア
ナライザー２２に検出信号を送るものであり、アンドゲ
ートと同様の機能をなしている。

すなわち、液体シンチレーションカウンタによる放射線
の検出においては、一般的に、試料からの放射線が弱く
、このため蛍光が極めて小さく、光電子増倍管のノイズ
レベルと同等又はそれ以下になる場合もあり、このよう
なノイズの寄与を排除しつつ放射線の検出を行うために
、この高速同時計数回路２０が設けられている。

前記パルス加算回路１８から出力された信号は、マルチ
チャンネルアナライザー２２に入力されており、このマ
ルチチャンネルアナライザー２２は、前記高速同時計数
回路２０からの同時計数確認信号が得られた場合にのみ
、パルス加算回路１８からのパルス信号を受は入れる。

従って、このマルチチャンネルアナライザー２２では、
高速同時計数回路２０からのパルスとパルス加算回路１
８からの放射線のエネルギーに応じた波高を有するパル
スと、が同時に得られた場合にのみその計数を行い、そ
の結果は各エネルギー値毎に積算され、エネルギースペ
クトルが得られる。

そして、得られたエネルギースペクトルの情報は、マイ
クロコンピュータ２４に送られ、このマイクロコンピュ
ータ２４にて、上述したクエンチングの補正が行われる
。更に、その測定結果はプリンタ２６に記録される。

次に、第２図には、本発明に係る液体シンチレーション
カウンタによる放射能測定方法の各工程が示されている
。

ここにおいて特徴的なことは、測定される核種に応じて
適切なりエンチング補正を行うために、核種判定工程（
Ｓ１０５）を設けたことである。

そして、その核種判定は、上述した補正曲線があるもの
に対してはその核種の特定化が行われ、補正曲線が無い
ものに対しては低エネルギー核種か高エネルギー核種か
の核種判定が行われる。

すなわち、上述したように、外部標準線源チャンネル比
法は、効率トレーサ法よりその補正精度が良いため、全
ての核種に対して適用することが好適であるが、その反
面、補正曲線作成には多大なる時間と手間が必要であり
、このような前提の下に、補正曲線を作成する核種が決
定される。本実施例においては、低エネルギー核種であ
る３Ｈ及び１６Ｃの補正曲線が作成されている。また、
高エネルギー核種についてはエネルギースペクトルが高
エネルギー側に多く分布するので、その効率トレーサ曲
線が平坦に近く、外挿補正しても誤差は少ないため、効
率トレーサ法が適用される。

ここで、まず、核種判定の方法について、第３図及び第
４図を用いて説明する。

第３図には、核種判定テーブルが図示されている。

この核種判定テーブルは、上述したコンプトンスペクト
ルから求められるＥＳＣＲ値と、後述する５ＣＣＲ値と
、の相関関係を示したものであり、この２つの値の交点
から具体的な核種が判定される。

前記５ＣＣＲ値は、第４図に示すように、測定されたエ
ネルギースペクトルを所定の割合で分割する閾値（Ｒβ
）に所定の乗数ノを乗算したちのである（ＳＣＣＲ値−
１・Ｒβ）。

ここで、（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、Ｒβ値は、核
種のスペクトルに依存して変動するものである。

従って、第３図において、ＥＳＣＲ値はその核種におけ
るクエンチングによるコンプトンスペクトルの変化を示
し、一方、５ＣＣＲ値はその核種のクエンチング及びそ
の核種自体に依存して変動する値である。

そして、補正曲線が作成された核種については、同時に
この核種判定テーブルにおいて判定曲線２００を作成す
ることにより、ＥＳＣＲ値及び５ＣＣＲ値の２つの値が
らその核種を特定化させることができる。例えば、第３
図において、ＥＳＣＲ値がａで、ＥＣＣＲ値がｂの場合
には、判定点Ｐから３Ｈが判定される。

なお、具体的に特定化されない核種については、高エネ
ルギー核種と低エネルギー核種とに分けて判定される。

つまり、後述するように、高エネルギー核種については
核種不明でも適用できる効率トレーサ法を適用させるた
めである。

以上のように、この本実施例においては、この核種判定
テーブルで４つのグループに分けて判定されている。勿
論、核種判定曲線を第３図に示した１４Ｃ及び３Ｈ以外
の核種についても核種判定曲線を作成することか好適で
あり、更に具体的な核種の特定化を行うことか可能であ
る。

次に、再び第２図を用いて本発明に係る放射能測定方法
について説明する。

ステップ１０１では、サンプル１０に対して外部標準線
源１４からγ線を照射し、コンプトンスペクトルを求め
る。

ステップ１０２では、ステップ１０１で求められたコン
プトンスペクトルからＥＳＣＲ値を算出する。

次に、ステップ１０３では、サンプル１０の放射線エネ
ルギースペクトル測定が所定時間待われる。

ステップ１０４では、ステップ１０３で求められたエネ
ルギースペクトルから前述したＳＣＣＲ値を算出する。

次に、ステップ１０５では、上記で求められた５ＣＣＲ
値及びＥＳＣＲ値を第３図で示した核種判定テーブルに
対応させて核種の特定化を行う。

なお、上述したように、この核種の特定化は本実施例に
おいては１４Ｃ１３Ｈか、あるいは高エネルギー核種か
低エネルギー核種かの４つに分類される。

ステップ１０６では、特定された核種か補正曲線がある
ものか否かが判断される。そして、補正曲線があるもの
、すなわち本実施例では３Ｈ及び１４ｃは、ステップ１
０７に移行し、外部標準線源チャンネル比法の補正曲線
からクエンチングの補正が行われる。

一方、ステップ１０６で補正曲線がないと判断された場
合には、ステップ１０８に移行し、ここで、低エネルギ
ー核種か高エネルギー核種かが判断される。

すなわち、高エネルギー核種は、効率トレーサ法に基づ
く補正を行った場合においても、その補正による誤差が
少ないため有効であるか、一方、低エネルギー核種につ
いては、エネルギースペクトルが低エネルギー側に多く
分布しているため、測定されていない未知量か大きく、
この結果、補正誤差が太き（なるため、低エネルギー核
種についてその判断か行われた場合にはステップ１１０
ニ移行し、補正がされていないままの計数結果がプリン
トアウトされる。しかしながら、３Ｈ及び１４Ｃ以外の
低エネルギー核種は極めて特殊なものであるため、実際
上補正か行われない場合はまれである。

ステップ１０８て、高エネルギー核種と判断されると、
ステップ１０９に移行する。このステップ１０９では、
効率トレーサ法に基づく効率トレーサ曲線が作成され、
更にその曲線の外挿によりクエンチングの補正が行われ
る。

そして、ステップ１０７及びステップ１０９から、ステ
ップ１１０に移行し、補正された放射能量がプリントア
ウトされる。

以上のように、この方法によれば、外部標準線源チャン
ネル比法が適用できるものに対しては、優先的にその方
法を適用し、一方、外部標準線源チャンネル比法が適用
できない、すなわち補正曲線を有していない核種に対し
ては、低エネルギー核種か高エネルギー核種かを判断し
た上で、高エネルギー核種については効率トーレサ法を
適用するので、信頼性の高いかつ精度の良い放射能量の
測定を行うことができる。

なお、補正曲線を有していない低エネルギー核種につい
ても、核種判定テーブルでの核種判定曲線を作成すると
共に、補正曲線を作成することにより、精度の高い外部
標準線源チャネル比法を適用できる。このように、所定
レベル以上の精度を保ちつつ、人為的な判断を必要とせ
ず簡便に核種の放射能量を測定できる。従って、従来に
おいて、煩雑化されていた補正処理が自動化され、診断
や研究における能率が高められるという効果を有する。

加えて、この方法によれば、液体シンチレーションカウ
ンタを用いた自動化された放射能測定装置を実現可能で
あり、放射能量の測定が要望されている分野において、
有益な装置を提供できる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明に係る液体シンチレーショ
ンカウンタによる放射能測定方法によれば、測定される
試料の核種に応して、適正なりエンチング補正方法を選
択して適用できるので、クエンチング補正を常に精度良
く行うことができ、また簡便に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法を適用した液体シンチレーシ
ョンカウンタの構成を示すブロック図、第２図は本発明
に係る方法のフローチャート図、第３図は核種判定テー
ブルを示す説明図、第４図はエネルギースペクトルとそ
のスペクトルを所定の割合で分割する閾値との関係を示
す説明図、 第５図はクエンチングの影響を示す説明図、第６図はフ
ンプトンスペクトルを示す説明図、第７図はフンブトン
スペクトルを所定の割合で分割する閾値を示す説明図、 第８図は補正曲線を示すグラフ、 第９図は効率トレーサ法を適用させる場合の各ウィンド
を示す説明図、 第１０図は効率トレーサ曲線を外挿して放射能量を求め
る場合を示す説明図である。 １０　・・・　サンプル １４　・・・　外部標準線源 １８　・・・　パルス加算回路 ２０　・・・　高速同時計数回路 ２２　・・・　マルチチャンネルアナライザ２４　・・
　マイクロコンピュータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被測定試料を液体シンチレータに混ぜて前記試料の放射
   能量を測定する液体シンチレーションカウンタによる放
   射能測定方法において、 外部標準線源から前記試料へγ線を照射して得られるコ
   ンプトンスペクトルを所定の割合で分割する値を示すＥ
   ＳＣＲ値を算出するＥＳＣＲ値算出工程と、 前記試料の測定で得られる放射線のエネルギースペクト
   ルを所定の割合で分割する値を示すＳＣＣＲ値を算出す
   るＳＣＣＲ値算出工程と、 予め設定された核種判定テーブルに前記ＥＳＣＲ値及び
   前記ＳＣＣＲ値を対応させて、前記試料の核種を判定す
   る核種判定工程と、 前記核種判定工程にて判定された核種に応じて、クエン
   チング補正の方法を選択する適正補正選択工程と、 前記適正補正選択工程にて外部標準線源チャンネル比法
   が選択された場合に、予め各核種毎に作成されたクエン
   チング補正曲線に従ってクエンチング補正を行う補正曲
   線補正工程と、 前記適正補正選択工程にて効率トレーサ法が選択された
   場合に、試料の測定で得られたエネルギースペクトルに
   基づいて効率トレーサ曲線を作成し、この効率トレーサ
   曲線を外挿してクエンチング補正を行う外挿補正工程と
   、 を有し、 試料の核種を判定し、その判定結果に応じてクエンチン
   グ補正方法を選択することを特徴とする液体シンチレー
   ションカウンタによる放射能測定方法。