JPH05249247A - シンチレーション検出装置 - Google Patents

シンチレーション検出装置

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Publication number
JPH05249247A
JPH05249247A JP5063092A JP5063092A JPH05249247A JP H05249247 A JPH05249247 A JP H05249247A JP 5063092 A JP5063092 A JP 5063092A JP 5063092 A JP5063092 A JP 5063092A JP H05249247 A JPH05249247 A JP H05249247A
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JP
Japan
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radiation
pair
scintillation
fiber
time difference
Prior art date
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Pending
Application number
JP5063092A
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English (en)
Inventor
Takashi Yamashita
貴司 山下
Hiroyuki Okada
裕之 岡田
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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Priority to JP5063092A priority Critical patent/JPH05249247A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シンチレーションファイバを用いた放射線検
出器を高性能化する。 【構成】 一対の放射線検出部を構成する一対のシンチ
レーションファイバと、一対の放射線検出部の間を光結
合するように一対のシンチレーションファイバの一端間
に接続された所定長さの遅延ファイバと、一対のシンチ
レーションファイバの他端にそれぞれ接続された一対の
光検出器と、一対の光検出器からの出力の時間差を計測
することにより、一対の放射線検出部のいずれに放射線
が入射されたかを演算する入射位置計測手段とを備え
る。遅延部が設けられるので、一対の放射線検出部での
発光が光検出器に到達するまでの時間差が大きくなる。
また、信号計測領域と参照領域とを設定し、参照領域に
ついて検出すべき放射線からシールドされるようにすれ
ば、信号計測領域に対応する光検出出力から参照領域に
対応する光検出出力を差し引くことで、真の放射線計測
値を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシンチレーションファイ
バを用いたシンチレーション検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
特開平2−206786号公報および米国特許第3,9
78,337号のものが知られている。前者において
は、生体内計測用のプローブおよびシンチレーション検
出装置が開示され、バックグラウンドノイズとなるガン
マ(γ)線に対する感度を下げるために、シンチレーシ
ョンファイバに導光ファイバを接続する技術が示されて
いる。
【0003】一方、後者の文献では、プラスチックシン
チレータのロッドの両端にPMT(光電子増倍管)を接
続し、これらの検出時間差を求める技術が示されてい
る。すなわち、この時間差により、プラスチックシンチ
レータのロッドへの放射線の入射位置を求める技術が示
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術では、下記の欠点があった。まず、前者の技術では、
導光ファイバとシンチレーションファイバチップの接続
方式を提案しているが、この方式ではファイバ間の結合
光損失が大きく、感度低下を生じていた。また、シンチ
レーションファイバに直接に光検出器を接続する方法も
開示されているが、バックグラウンドが大きくなる欠点
があった。また、バックグラウンドを除去するために別
のシールド付きプローブを併用する方法が開示されてい
るが、検出プローブと参照プローブとの間の感度差を補
正する必要があった。また、検出器の温度や経時的感度
劣化が生じた場合、両プローブ間の感度が異なってしま
う欠点があった。
【0005】後者の技術では、プラスチックシンチレー
タのロッドにおける放射線入射位置が近接しているた
め、光検出器(PMT)の時間分解能の制限により、放
射線入射位置の分離度が悪い欠点がある。また、検出信
号中に含まれるバックグラウンド成分を差し引いて信号
成分のみを算出することが行われるが、従来技術では信
号とバックグラウンドを別の検出器でそれぞれ測定する
か、あるいは同一検出器において異なった時間における
それぞれの測定を行っていた。この時、環境変化や検出
器特性の経時変化の影響を受けて、測定精度が低下する
という欠点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術の欠点を克服するためになされたもので、一対の
放射線検出部を構成する一対のシンチレーションファイ
バと、一対の放射線検出部の間を光結合するように一対
のシンチレーションファイバの一端間に接続された所定
長さの遅延ファイバと、一対のシンチレーションファイ
バの他端にそれぞれ光結合された一対の光検出器と、一
対の光検出器からの出力の時間差を計測することによ
り、一対の放射線検出部のいずれに放射線が入射された
かを演算する入射位置計測手段とを備える。
【0007】ここで、本発明のシンチレーション検出装
置は、一対のシンチレーションファイバの一方が、測定
すべき放射線からシールドされることにより参照領域と
され、他方が測定すべき放射線にさらされることにより
信号計測領域とされ、一対の光検出器の出力の時間差の
計測から特定された信号計測領域での光出力より、参照
領域での光出力を差し引くことによって、放射線の量を
検出する放射線量検出手段を更に備えるようにし、特に
放射線のシールドが、ガンマ線を透過し、アルファ線お
よびベータ線を吸収する部材で構成してもよい。
【0008】
【作用】本発明によれば、一対の放射線検出部の間に遅
延部が設けられるので、これら一対の放射線検出部での
発光が光検出器に到達するまでの時間差が大きくなる。
また、シンチレーションファイバを信号計測領域と参照
領域に別けて設定し、参照領域が検出すべき放射線から
シールドされるようにすれば、信号計測領域に対応する
光検出出力から参照領域に対応する光検出出力を差し引
くことで、真の放射線計測値を得ることができる。
【0009】
【実施例】以下、添付図面により、本発明の一実施例を
説明する。
【0010】図1は第1実施例の基本構成を示すブロッ
ク図である。図示の通り、シンチレーションファイバの
両端にはPMTなどの光検出器2A,2Bが接続され
る。シンチレーションファイバは一対の放射線検出部1
A,1Bを含み、これらの間には光遅延部3が介在され
ている。ここで、放射線検出部1A,Bのファイバと光
遅延部3のファイバは一体としてもよいし、別個のファ
イバを接続したものでもよい。
【0011】上記の構成において、放射線検出部1Aに
放射線入射によるシンチレーション発光があると、これ
は光検出器2A,Bの双方に検出されるが、そのタイミ
ングには時間差がある。すなわち、放射線検出部1Aの
シンチレーション発光は光検出器2Aに早く検出され、
その後に光検出器2Bに検出され、放射線検出部1Bの
シンチレーション発光については上記の逆となる。した
がって、時間差計測器4によって上記の時間差を求める
と、シンチレーション発光が放射線検出部1Aで生じた
のか、放射線検出部1Bで生じたのかの判別が可能にな
る。
【0012】ここにおいて、本実施例では一対の放射線
検出部1A,B間に、例えば20〜50cmのファイバ
からなる光遅延部3が設けられているので、時間差計測
に著しく高い時間分解能が必要とならず(数百ピコ秒で
足りる)、また正確な計測も可能となる。この点で、本
実施例の装置によれば、前述の米国特許第3,978,
337号が有していた問題を解決できる。
【0013】図2は、上記実施例をバックグラウンドノ
イズの低減に応用した例を示している。シンチレーショ
ンファイバからなる放射線検出部1Aと放射線検出部1
Bの間には、検出対象の放射線を吸収するシールド部材
5が設けられる。そして、放射線検出部1Aの方向から
放射線が入射される。
【0014】この構成によれば、放射線検出部1Aから
の光出力として、検出すべき放射線の信号成分と、その
他の放射線などに起因するノイズ成分の合計分が得ら
れ、放射線検出部1Bからの光出力として、信号成分以
外のノイズ成分が得られる。そして、この分離は放射線
検出部1A,1Bの間に光遅延部3が介在しているた
め、時間差計測によって容易かつ確実になし得る。この
ため、ノイズ分を取り除いた信号(真の計測値)を得る
ことができる。
【0015】これを、図3および図4により、更に詳し
く説明する。図3のように、シンチレーションファイバ
において信号検出領域、参照領域および遅延領域を設定
する。すると、光検出器2Aにおけるホトンカウンティ
ングの計数率は図4のようになり、信号検出領域として
計数Nt 、参照領域として計数Nr それぞれが得られ
る。したがって、真の計数(バックグラウンドノイズを
除去したホトンカウンティングによる計数)Nは、N=
t −Nr として求まる。
【0016】図5は、上記実施例の構成を斜視図で示し
ている。シンチレーションファイバからなる放射線検出
部1A,1Bはそれぞれスパイラル状に構成され、これ
らの間は光遅延部3のファイバで結合されている。そし
て、放射線検出部1A,1Bの間にはアルファ(α)線
およびベータ(β)線を吸収し、ガンマ(γ)線を透過
するシールド部材5が設けられている。また、放射線検
出部1AにはPMTなどの光検出器2A、放射線検出部
1Bには光検出器2Bが接続され、その検出出力が時間
差計測器4に入力されている。
【0017】この構成によれば、放射線検出部1Aでは
α,β,γ線のそれぞれによるシンチレーション発光が
生じ、放射線検出部1Bではγ線のみによるシンチレー
ション発光が生じる。このため、γ線によるノイズを除
去した、α,β線のみの信号を検出できる。ここで、シ
ールド部材5としては例えば薄いアルミニウム板が適し
ているが、放射線検出部1Bのシンチレーションファイ
バ自体にアルミニウムのコーティングを施しても同様の
効果が得られる。
【0018】図6は、放射線源6を包み込むように放射
線検出部1Aのシンチレーションファイバを構成した例
を示す。このようにすれば、検出の立体角が増加するの
で、検出感度を上昇させることが可能となる。
【0019】上記実施例を用いると、光電子増倍管とシ
ンチレータの組み合わせによる時間分解能は数百ピコ秒
のオーダーであるので、光遅延部のファイバ長を20〜
50cmで設定すれば、シンチレーションファイバを信
号検出部とバックグラウンド検出部(参照領域)に大き
くに分けることができる。この時、信号検出部とバック
グラウンド検出部をファイバの中心に対して対称位置に
設定することにより、ファイバ中での光損失による感度
低下を、信号およびバックグラウンドに対して全く等価
にすることができる。また、信号とバックグラウンドの
測定は同一ファイバおよび同一検出器対で同時刻に行わ
れるため、環境変化などによる測定感度などによる誤差
を低減できる。
【0020】別の例として、参照領域を信号検出部から
距離的に離して、これを標準校正された線源の検出に用
いることにより、計測中に温度などの変化により検出器
感度が変化した場合も、同時に計測された標準校正用線
源の計数値を用いて、常に正しい信号計数値を求めるこ
とができる。
【0021】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明によ
れば、一対の放射線検出部の間にファイバによる遅延部
が設けられるので、これら一対の放射線検出部でのシン
チレーション発光による光が光検出器に到達するまでの
時間差が大きくなる。このため、時間差計測による放射
線入射位置の判別が容易になる。また、シンチレーショ
ンファイバを信号計測領域と参照領域に別けて設定し、
検出すべき放射線から参照領域がシールドされるように
すれば、信号計測領域に対応する光検出出力から参照領
域に対応する光検出出力を差し引くことで、バックグラ
ウンドノイズを含まない真の放射線計測値を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光遅延部を設けた実施例の基本構成図。
【図2】信号検出領域と参照領域を設定した実施例の基
本構成図。
【図3】作用を説明する構成図。
【図4】作用を説明する波形図。
【図5】シンチレーションファイバをスパイラル状とし
た実施例の斜視図。
【図6】シンチレーションファイバをコイル状とした実
施例の斜視図。
【符号の説明】
1A,1B…放射線検出部、2A,2B…光検出器、3
…光遅延部、4…時間差計測器、5…シールド部材、6
…放射線源。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の放射線検出部を構成する一対のシ
    ンチレーションファイバと、 前記一対の放射線検出部の間を光結合するように前記一
    対のシンチレーションファイバの一端間に接続された所
    定長さの遅延ファイバと、 前記一対のシンチレーションファイバの他端にそれぞれ
    光結合された一対の光検出器と、 前記一対の光検出器からの出力の時間差を計測すること
    により、前記一対の放射線検出部のいずれに放射線が入
    射されたかを演算する入射位置計測手段とを備えること
    を特徴とするシンチレーション検出装置。
  2. 【請求項2】 前記一対のシンチレーションファイバと
    前記遅延用ファイバとが、一本のファイバで形成されて
    いる請求項1記載のシンチレーション検出装置。
  3. 【請求項3】 前記一対のシンチレーションファイバの
    少なくとも一方がコイル状とされ、この内部に測定対象
    の放射線放出体が収容されている請求項1記載のシンチ
    レーション検出装置。
  4. 【請求項4】 前記一対のシンチレーションファイバの
    一方が、測定すべき放射線からシールドされることによ
    り参照領域とされ、他方が測定すべき放射線にさらされ
    ることにより信号計測領域とされ、 前記一対の光検出器の出力の時間差の計測から特定され
    た前記信号計測領域での光出力より、前記参照領域での
    光出力を差し引くことによって、測定すべき放射線の量
    を検出する放射線量検出手段を更に備える請求項1記載
    のシンチレーション検出装置。
  5. 【請求項5】 前記放射線のシールドが、ガンマ線を透
    過し、アルファ線およびベータ線を吸収する部材である
    請求項4記載のシンチレーション検出装置。
JP5063092A 1992-03-09 1992-03-09 シンチレーション検出装置 Pending JPH05249247A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0980156A (ja) * 1995-09-18 1997-03-28 Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp 放射線量測定方法および装置
JPH1082861A (ja) * 1996-09-05 1998-03-31 Hitachi Ltd 放射線強度分布計測装置
JP2013122425A (ja) * 2011-12-12 2013-06-20 Hitachi Ltd 放射線モニタ及び放射線量をモニタする方法
US9557425B2 (en) 2012-05-31 2017-01-31 Kuraray Co., Ltd. Cable and radiation measurement apparatus
JP2020521984A (ja) * 2017-05-31 2020-07-27 ザ・ロイヤル・インスティテューション・フォア・ザ・アドバンスメント・オブ・ラーニング/マクギル・ユニヴァーシティ 陽電子放出断層撮影画像における動脈の入力関数の非侵襲的測定
US11226420B2 (en) 2016-06-21 2022-01-18 Kuraray Co., Ltd. Plastic scintillating fiber and method of manufacturing the same

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