JPH0566275A - 指向性可変放射線検出装置 - Google Patents

指向性可変放射線検出装置

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JPH0566275A
JPH0566275A JP25693991A JP25693991A JPH0566275A JP H0566275 A JPH0566275 A JP H0566275A JP 25693991 A JP25693991 A JP 25693991A JP 25693991 A JP25693991 A JP 25693991A JP H0566275 A JPH0566275 A JP H0566275A
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JP
Japan
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pulse
output signal
detector
scintillator
signal
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Withdrawn
Application number
JP25693991A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsumi Urayama
勝己 浦山
Takeatsu Hayashizu
雄厚 林津
Yoshiki Ogata
善樹 緒方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Atomic Power Industries Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射線検出装置の軽量化を図ると共に,指向
性を向上し,走査性の改善と検出情報の精緻化を実現す
る。 【構成】 検出部はプラスチックシンチレータ1aとC
sI(Tl)シンチレータ1bによるホスウィッチ検出
器1にて構成され,γ線がこれらのシンチレータに入射
して発光した光パルスは,光電変換素子1cにより,電
気信号に変換される。この電気的なパルスをアンプ5,
6で整形・増幅し,減衰時間の異なるパルスの立ち上が
り部分において任意の2点のタイミングをコンスタント
・フラクション方式により検出する。この2点間の時間
差を波高に変換出力するライズタイムツーハイトコンバ
ータ7へ入力し,プラスチックシンチレータの発光パル
スをトリガにして,CsI(Tl)シンチレータの発光
出力を測定する。即ち,2つのシンチレータの双方が発
光した時のみ入射γ線等を検知することを基本原理とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,原子力産業,放射線医
療,非破壊検査などの様に,放射性物質や放射線を使用
する分野において,利用可能な放射線検出装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】放射線の検出や計測をする場合に,従来
採用されている技術は,例えば,放射性物質を含む機器
や配管などの放射線線源強度分布計測において,鉛コリ
メータを測定対象に向け,放射線をコリメート穴にて検
出器へガイドし,指向性を得ていた。しかし,鉛製のコ
リメータが重量物となり,検出部が大きくなり取り扱い
難く,走査計測に長時間を要する問題があった。
【0003】また,前述の問題を解消する目的で,例え
ば,特開平3−92789号に開示されているようなシ
ンチレーション・プラスチック光ファイバを用いた放射
線検出器が開発されているが,この場合においても,指
向性を高める為にはシンチレーション・プラスチック光
ファイバを覆う放射線遮蔽材(鉛)の厚さを大きくする
必要があり,従前のコリメータと比較して桁違いに軽量
化されたとは言え前記放射線遮蔽材は一種のコリメータ
であり,検出器が照射される角度を変える場合には,径
の異なるコリメータを種々準備しなければならず,それ
に伴う装置の大型化の問題は依然として残された。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって,この発明
は前述の問題点,すなわち,検出器の軽量化と計測時間
の短縮化,および,指向性向上による検出情報の精緻化
を図り得る放射線検出装置を提供することを目的とする
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して,こ
の発明の指向性可変放射線検出装置は,紫外線または可
視光線を遮蔽しうる遮光ケース内に収納されたホスウィ
ッチ検出器と,前記検出器に電力を供給する高電圧供給
装置と,前記検出器の出力信号を入力し信号パルスを整
形して出力するプリアンプと,前記プリアンプの出力信
号を入力し信号パルスを増幅して出力するリニアアンプ
と,前記リニアアンプの出力信号を入力し入力パルスの
立ち上がり部分において任意の2点間の時間差を波高に
変換し出力するライズタイムツーハイトコンバータと,
前記ライズタイムツーハイトコンバータの出力信号を入
力し入力パルスのうちロワーレベルとアッパーレベル間
のパルスのみ検出し出力するシングルチャンネルアナラ
イザーと,前記シングルチャンネルアナライザーの出力
信号を入力し入力パルスに時間遅れを与えて出力するデ
ィレイアンプと,前記ディレイアンプの出力信号および
前記リニアアンプの出力信号を入力し前記両信号の同期
により信号を出力するコインシデンスと,前記コインシ
デンスの出力信号を入力し放射線量を計数表示するスケ
ーラーにより構成したことを特徴としている。
【0006】
【作用】本発明では,検出部に2種類の異なったシンチ
レータを光学的に結合して1本の光電変換素子と組み合
わせた,いわゆるホスウィッチ検出器(日刊工業新聞社
発行「放射線計測ハンドブック」298頁参照)の原理
を応用している。
【0007】ホスウィッチ検出器は,例えば,薄いプラ
スチックシンチレータと厚いCsI(Tl)シンチレー
タ(沃化セシウムシンチレータとも呼ばれる)とを組み
合わせる。シンチレータは,十分に厚ければ入射するγ
線の角度による発光パルスの変化は小さい。しかしなが
ら,薄くなる程,放射線がシンチレータ内を通過長さが
短くなるため,発光パルスの大きさが小さくなる性質が
ある。
【0008】この様な性質を利用して,2つの異なるシ
ンチレータを結合した場合,一方のシンチレータを薄く
することにより,検出器前方からの光パルスは小さく,
横方向からの光パルスは大きくなる(横方向からの入射
に対しては放射線の通過長が長くなるため)。他方のシ
ンチレータは,入射放射線の通過長が十分あれば良く,
大きな光パルスを生じさせることができる。
【0009】異なる2種類のシンチレータを結合し,検
出器前方から入射した放射線による光パルスのうち,薄
いシンチレータによる光パルスをAとし,厚いシンチレ
ータ(この発明では,沃化セシウムシンチレータ)の光
パルスをBとする。また,検出器横方向から入射した放
射線による光パルスを薄いシンチレータの場合Cとし,
厚いシンチレータの場合Dとすると,前述のシンチレー
タの性質から,光パルスの大きさには,次の表1に示す
関係が成立する。
【0010】
【表1】
【0011】各シンチレータに発光した光パルス出力
は,個々の光パルスが合成された光パルスとして光電変
換素子へ出力され,検出器前方から入射した放射線によ
る光パルスは,AとBが重なった光パルスであり,検出
器横方向からのものは,CとDが重なった光パルスとし
て観測される。この合成された光パルスの形状は,前方
向と横方向とで異なるので,前方向の合成光パルスのみ
選定することにより,指向性を持たせることができる。
【0012】また,前方向,横方向以外の中間方向から
入射する放射線に対しても,合成光パルスの形状が異な
っているので,選定するパルス形状を変えることによ
り,指向性を変えることが可能である。尚,検出部は紫
外線や可視光線による外乱をさけるため遮光ケース内に
納める。
【0013】検出器から出力される信号の計測部は,前
記2種類のシンチレータから出力される合成光パルスが
光電変換素子にて電気パルスに変換され,この時,立上
り時間の異なる電気パルスが得られるので,これをアン
プで整形・増幅した後,ライズタイムツーハイトコンバ
ータ,シングルチャンネルアナライザーを用いてプラス
チックシンチレータによる電気パルスのみ選定すると共
に,ディレイアンプにて遅延させゲートパルスとし,前
段のリニアアンプからの出力信号と同期(コインシデン
ス)を取り,ゲートパルスが入力された時,コインシデ
ンスの出力が得られる。即ち,プラスチックシンチレー
タとCsI(Tl)シンチレータの両方が同時に発光し
た場合の信号パルスを得ることができる。従って,指向
性が極めて高いものとなる。
【0014】
【実施例】次に,実施例について図面を参照して説明す
ると,図1において符号1はホスウィツチ検出器であ
り,ホスウイッチ検出器1は,1インチ径の厚さ5ミリ
のプラスチックシンチレータ1aと1インチ径で厚さ2
インチのCsI(Tl)シンチレータ1b,および,光
電変換素子(例えば,光電子増倍管)1cを光学的に結
合しており,周囲を遮光ケース2によって覆っている。
即ち,ホスウィッチ検出器の放射線検出部を構成する前
記2種類のシンチレータは,何れも通常の可視光線や紫
外線によっても発光してしまうので,放射線(この発明
ではγ線を測定対象としている)の測定には,外乱とな
る可視光線や紫外線を遮蔽する必要があり,この目的の
為に遮光ケースが用いられる。従って,遮光ケースの材
質としてはアルミニウムやステンレスを用いるが,この
他,可視光線や紫外線を遮ることができるものなら何で
もよい。
【0015】符号3に示す高電圧供給装置は前記検出器
の電源となるもので,検出器1に電力を供給する。検出
器1の出力信号は,プラスチックシンチレータ1aとC
sI(Tl)シンチレータ1bからの信号が合成された
ものとなるが,検出器に入射する放射線の強度および入
射角度により,プラスチックシンチレータ1aが照射さ
れて発光する場合と,CsI(Tl)シンチレータ1b
が照射されて発光する場合,或いは,両方共発光する場
合がある。
【0016】この発明では,後者の両方共に発光する場
合のみ放射線を検知し,他の場合には検知しないことを
特徴としている。即ち,こうすることで高指向性を得る
もので,具体的には,計測部に特徴がある。従来,放射
線検出器は種々のものが用いられるにしても,その計測
部(検出器からの信号処理回路)は,例えば,図1でみ
た場合,検出器からの信号をプリアンプ〜リニアアン
プ,そして,スケーラーに導くことで放射線量を計数表
示するのが一般的な方法であった。
【0017】これに対し,本発明は,検出器からの信号
をプリアンプ5でパルス整形した後リニアアンプ6にて
パルス増幅するまでは従来法と変わらないが,リニアア
ンプ6の出力信号をライズタイムツーハイトコンバータ
7とシングルチャンネルアナライザー8を用いてプラス
チックシンチレータ1aの信号パルスのみを選定してい
る。即ち,これらの選別は,プラスチックシンチレータ
1aに入射した放射線によるコンプトン電子による発光
パルスと,前記シンチレータを通過しCsI(Tl)シ
ンチレータ1b内にて反応するコンプトン電子による発
光パルスを利用するもので,両発光パルスの発生間隔は
極めて短時間であることから,光電変換素子1cにて得
られる電気パルスは,各シンチレータによる光パルスが
加算されたことにより生じた電気パルスである。この電
気パルスは,個々のシンチレータによる発光パルスと比
べ波形が異なり,パルス立ち上がり時間が短いものとな
る。従って,各シンチレータに入射する放射線による電
気パルスのうち,両方のシンチレータを通過して発生し
た電気パルスのみ選定することにより,入射放射線に対
する感度(指向性)を変えることができる。
【0018】ライズタイムツーハイトコンバータ7は,
この入力パルスの立ち上がり部分において,任意の2点
のタイミングをコンスタント・フラクション方式で検出
し,その2点間の時間差を波高に変換し出力する機能を
有し,タイミング検出点および測定波高領域選択のた
め,ロワーレベルとアッパーレベルは独立に0〜100
%の範囲で自由に設定できる。このタイミング検出点お
よびロワーとアッパーレベル調整により,両シンチレー
タによる立ち上がり時間スペクトルを測定することによ
り両シンチレータが同時に発光した電気パルスを選定
し,後段のシングルチャンネルアナライザー8へ出力す
る。シングルチャンネルアナライザー8では,入力パル
スのうちロワーレベルとアッパーレベル間の電気パルス
のみ検出(即ち,プラスチックシンチレータ1aのパル
スのみ選択)し,出力する。
【0019】符号9はディレイアンプであり,ディレイ
アンプ9では,リニアアンプ6からコインシデンス10
への電気信号の流れに対し,ライズタイムツーハイトコ
ンバータ,シングルチャンネルアナライザー,及び,デ
ィレイアンプを経由してのコインシデンス10への入力
には電気信号の時間差が生じるため,ディレイアンプを
用いて補正(この発明の例においては,5μ秒の遅延)
している。
【0020】遅延された電気パルスは,ゲートパルスと
して符号10に示すコインシデンスへ出力される。コイ
ンシデンス10では,前記ディレイアンプ9からの信号
の他,リニアアンプ6からの信号も入力しており,リニ
アアンプからの電気パルスのうち,ゲートパルスが入力
された場合のみ,リニアアンプからの電気パルスをコイ
ンシデンス10から出力する。この出力信号は,後段の
スケーラ11に入力され放射線量が計数表示される。
【0021】尚,指向性の向上については,上記実施例
の構成による放射線検出装置による実験によれば,図2
に示す結果が得られており,入射放射線に対する感度は
検出器前方(0度方向)の感度が横方向(90度方向)
に比べ約20倍程度あり(本発明の例を斜線付きの角柱
で示している),従来法(即ち,リニアアンプの出力を
直接スケーラーに導く方式)の約2.3倍(図柱,白抜
きの角柱に示す)に対し概ね1桁高い指向性を得ること
ができる。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように,本発明
によれば,従来技術と比較して指向性が1桁高い放射線
検出装置を得ることができ,また,検出器重量も遥かに
軽量化(鉛コリメータの例と比較して百分の一以下)で
き,従って,トラバース(走査)が容易で計測時間の短
縮化を図ることができる。更に,検出器が軽量化できる
ことから検出部を複数設けることができ,一度に広範囲
の計測ができ,照射(放射線の入射)と同時に計測でき
るので,出力情報を迅速に得ることができ,情報の更な
る精緻化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る指向性可変放射線検出
装置の説明図(ブロック図)である。
【図2】実施例に示す装置による放射線計測例と従来技
術による計測例との指向性についての比較を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 ホスウィッチ検出器 1a プラスチックシンチレータ 1b CsI(Tl)シンチレータ 1c 光電変換素子(光電子増倍管) 2 遮光ケース 3 高電圧供給装置 5 プリアンプ 6 リニアアンプ 7 ライズタイムツーハイトコンバータ 8 シングルチャンネルアナライザー 9 ディレイアンプ 10 コインシデンス 11 スケーラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 善樹 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 紫外線または可視光線を遮蔽しうる遮光
    ケース内に収納されたホスウィッチ検出器と,前記検出
    器に電力を供給する高電圧供給装置と,前記検出器の出
    力信号を入力し信号パルスを整形して出力するプリアン
    プと,前記プリアンプの出力信号を入力し信号パルスを
    増幅して出力するリニアアンプと,前記リニアアンプの
    出力信号を入力し入力パルスの立ち上がり部分において
    任意の2点間の時間差を波高に変換し出力するライズタ
    イムツーハイトコンバータと,前記ライズタイムツーハ
    イトコンバータの出力信号を入力し入力パルスのうちロ
    ワーレベルとアッパーレベル間のパルスのみ検出し出力
    するシングルチャンネルアナライザーと,前記シングル
    チャンネルアナライザーの出力信号を入力し入力パルス
    に時間遅れを与えて出力するディレイアンプと,前記デ
    ィレイアンプの出力信号および前記リニアアンプの出力
    信号を入力し前記両信号の同期により信号を出力するコ
    インシデンスと,前記コインシデンスの出力信号を入力
    し放射線量を計数表示するスケーラーにより構成したこ
    とを特徴とする指向性可変放射線検出装置。
JP25693991A 1991-09-09 1991-09-09 指向性可変放射線検出装置 Withdrawn JPH0566275A (ja)

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Cited By (5)

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