JPH0571914B2 - - Google Patents
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- JPH0571914B2 JPH0571914B2 JP62195552A JP19555287A JPH0571914B2 JP H0571914 B2 JPH0571914 B2 JP H0571914B2 JP 62195552 A JP62195552 A JP 62195552A JP 19555287 A JP19555287 A JP 19555287A JP H0571914 B2 JPH0571914 B2 JP H0571914B2
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- scintillator
- position detector
- light
- radiation
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- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、放射線計測等に利用され放射線の入
射位置を検出するのに用いられる放射線位置検出
器に関する。
射位置を検出するのに用いられる放射線位置検出
器に関する。
放射線の入射位置を検出するための放射線位置
検出器として、特開昭61−237081号、特開昭61−
271486号に開示されているような構造のものが従
来知られている。第４図は上述の公報に示されて
いるような放射線位置検出器の断面図である。第
４図において、従来の放射線位置検出器５０は、
棒状のシンチレータ要素５１ａ乃至５１ｅを多数
本束ねて板状にしたシンチレータ５２と、シンチ
レータ５２からの出力光を光電変換し出力電流と
して取出す二次元の光位置検出器５３と、シンチ
レータ５２と光位置検出器５３とを光学的に接続
する光学結合材５４とを備えている。
検出器として、特開昭61−237081号、特開昭61−
271486号に開示されているような構造のものが従
来知られている。第４図は上述の公報に示されて
いるような放射線位置検出器の断面図である。第
４図において、従来の放射線位置検出器５０は、
棒状のシンチレータ要素５１ａ乃至５１ｅを多数
本束ねて板状にしたシンチレータ５２と、シンチ
レータ５２からの出力光を光電変換し出力電流と
して取出す二次元の光位置検出器５３と、シンチ
レータ５２と光位置検出器５３とを光学的に接続
する光学結合材５４とを備えている。
各シンチレータ要素５１ａ乃至５１ｅは、ビス
マスゲルマニウムオキサイド（BGO）の高い原
子番号のシンチレータ材料からなつており、各シ
ンチレータ要素５１ａ乃至５１ｅの放射線入射面
５５ａ乃至５５ｅは粗く研磨されている一方、他
の面は全て鏡面に研磨されている。なお、粗く研
磨された入射面５５ａ乃至５５ｅおよい各シンチ
レータ要素５１ａ乃至５１ｅの側面には硫酸バリ
ウムが塗布され反射材５６が形成されている。ま
た各シンチレータ要素５１ａ乃至５１ｅの光出力
面５７ａ乃至５７ｅは平坦な形状になつている。
マスゲルマニウムオキサイド（BGO）の高い原
子番号のシンチレータ材料からなつており、各シ
ンチレータ要素５１ａ乃至５１ｅの放射線入射面
５５ａ乃至５５ｅは粗く研磨されている一方、他
の面は全て鏡面に研磨されている。なお、粗く研
磨された入射面５５ａ乃至５５ｅおよい各シンチ
レータ要素５１ａ乃至５１ｅの側面には硫酸バリ
ウムが塗布され反射材５６が形成されている。ま
た各シンチレータ要素５１ａ乃至５１ｅの光出力
面５７ａ乃至５７ｅは平坦な形状になつている。
このような構成の放射線位置検出器５０では、
例えばシンチレータ要素５１ｂに放射線が入射す
ると、シンチレータ要素５１ｂで発生した光は、
反射材５６で反射され、このシンチレータ要素５
１ｂ内を多重反射しながら光出力面５７ｂから出
力され、光学結合材５４、光位置検出器５３のガ
ラス窓材５８を介して、光電変換面５９に到達す
る。光電変換面５９に入射した光は、そこで光電
変換されて、各シンチレータ要素５１ａ乃至５１
ｅと対応して設けられているアノード電極６０ａ
乃至６０ｅのいずれに入射し出力電流として取出
される。
例えばシンチレータ要素５１ｂに放射線が入射す
ると、シンチレータ要素５１ｂで発生した光は、
反射材５６で反射され、このシンチレータ要素５
１ｂ内を多重反射しながら光出力面５７ｂから出
力され、光学結合材５４、光位置検出器５３のガ
ラス窓材５８を介して、光電変換面５９に到達す
る。光電変換面５９に入射した光は、そこで光電
変換されて、各シンチレータ要素５１ａ乃至５１
ｅと対応して設けられているアノード電極６０ａ
乃至６０ｅのいずれに入射し出力電流として取出
される。
ところで、上述の放射線位置検出器５０におい
て、各シンチレータ要素５１ａ乃至５１ｅの光学
的屈折率（2.15）に対して光学結合材５４の光学
屈接率（1.47）、光位置検出器５３のガラス窓材
５８の光学屈折率（1.54）は低いため、各シンチ
レータ要素５１ａ乃至５１ｅの光出力面５７ａ乃
至５７ｅからの出力光は、広い角度分布で光学結
合材５４、光位置検出器５３のガラス窓材５８を
伝搬し、光電変換面５９に到達するときにはその
空間分布は広がりの大きいものとなる。
て、各シンチレータ要素５１ａ乃至５１ｅの光学
的屈折率（2.15）に対して光学結合材５４の光学
屈接率（1.47）、光位置検出器５３のガラス窓材
５８の光学屈折率（1.54）は低いため、各シンチ
レータ要素５１ａ乃至５１ｅの光出力面５７ａ乃
至５７ｅからの出力光は、広い角度分布で光学結
合材５４、光位置検出器５３のガラス窓材５８を
伝搬し、光電変換面５９に到達するときにはその
空間分布は広がりの大きいものとなる。
これにより、第４図に示すように、放射線が例
えばシンチレータ要素５１ｂに入射したときに、
シンチレータ要素５１ｂからの出力光がこのシン
チレータ要素５１ｂに対応していないアノード電
極６０ａ，６０ｃ等で検出される確率が大きくな
り、各アノード電極６０ａ乃至６０ｅ間でのクロ
ストークが大きくなるという問題が生じる。この
ために後段の信号処理回路において各アノード電
極６０ａ乃至６０ｅからの各出力電流に基づきシ
ンチレータ要素５１ａ乃至５１ｅのいずれに放射
線が入射したかを弁別するのに各出力電流の大小
を比較することが必要となり信号処理回路が複雑
となる。
えばシンチレータ要素５１ｂに入射したときに、
シンチレータ要素５１ｂからの出力光がこのシン
チレータ要素５１ｂに対応していないアノード電
極６０ａ，６０ｃ等で検出される確率が大きくな
り、各アノード電極６０ａ乃至６０ｅ間でのクロ
ストークが大きくなるという問題が生じる。この
ために後段の信号処理回路において各アノード電
極６０ａ乃至６０ｅからの各出力電流に基づきシ
ンチレータ要素５１ａ乃至５１ｅのいずれに放射
線が入射したかを弁別するのに各出力電流の大小
を比較することが必要となり信号処理回路が複雑
となる。
また信号処理回路において各出力電流の大きさ
から重心を求め位置演算を行なう場合、その空間
分解能Ｒは、放射線１個が発生する光量Ｎと出力
光の空間的拡がりσを用いて、 Ｒ＝σ／N1/2 ……(1) として表わされるので、位置分解能Ｒを小さくし
良好な位置分解能Ｒを得るためには、(1)式により
出力光の空間的拡がりσを小さくする必要がある
が、従来の放射線位置検出器５０では、出力光の
空間的拡がりσは大きいので、良好な位置分解能
を得ることが困難であり位置検出精度を向上させ
るには限度があるという問題があつた。
から重心を求め位置演算を行なう場合、その空間
分解能Ｒは、放射線１個が発生する光量Ｎと出力
光の空間的拡がりσを用いて、 Ｒ＝σ／N1/2 ……(1) として表わされるので、位置分解能Ｒを小さくし
良好な位置分解能Ｒを得るためには、(1)式により
出力光の空間的拡がりσを小さくする必要がある
が、従来の放射線位置検出器５０では、出力光の
空間的拡がりσは大きいので、良好な位置分解能
を得ることが困難であり位置検出精度を向上させ
るには限度があるという問題があつた。
本発明は、位置分解能を改善し位置検出精度を
向上させるとともに各アノード電極間のクロスト
ークを減少させ信号処理回路を簡単なものにする
ことの可能な放射線位置検出器を提供することを
目的としている。
向上させるとともに各アノード電極間のクロスト
ークを減少させ信号処理回路を簡単なものにする
ことの可能な放射線位置検出器を提供することを
目的としている。
本発明は、複数のシンチレータ要素を束ねたシ
ンチレータと、該シンチレータからの出力光を光
電変換し出力電流として取出す光位置検出器と、
前記各シンチレータと前記光位置検出器とを光学
的に接続する光学結合材とを備え、前記各シンチ
レータ要素は、出力光を収束させるような構造に
なつていることを特徴とする放射線位置検出器に
よつて、上記従来技術の問題点を改善するもので
ある。
ンチレータと、該シンチレータからの出力光を光
電変換し出力電流として取出す光位置検出器と、
前記各シンチレータと前記光位置検出器とを光学
的に接続する光学結合材とを備え、前記各シンチ
レータ要素は、出力光を収束させるような構造に
なつていることを特徴とする放射線位置検出器に
よつて、上記従来技術の問題点を改善するもので
ある。
本発明では、複数のシンチレータ要素の構造を
これからの出力光が収束するようなものとしてい
る。これにより、あるシンチレータ要素に放射線
が入射するときに発生する光は、このシンチレー
タ要素の光出力面から収束されて光学結合材、光
位置検出器に向かうので、光位置検出器におい
て、このシンチレータ要素に放射線が入射したこ
とを検出する確率を高めることができて、クロス
トークを減少させて位置分解能を向上させること
ができる。
これからの出力光が収束するようなものとしてい
る。これにより、あるシンチレータ要素に放射線
が入射するときに発生する光は、このシンチレー
タ要素の光出力面から収束されて光学結合材、光
位置検出器に向かうので、光位置検出器におい
て、このシンチレータ要素に放射線が入射したこ
とを検出する確率を高めることができて、クロス
トークを減少させて位置分解能を向上させること
ができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本発明に係る放射線位置検出器の実施
例の断面図である。第１図において第５図と対応
する箇所には同じ符号を付して説明を省略する。
例の断面図である。第１図において第５図と対応
する箇所には同じ符号を付して説明を省略する。
本実施例の放射線位置検出器１では、棒状の各
シンチレータ要素２ａ乃至２ｅを多数本束ねたシ
ンチレータ３が用いられており、各シンチレータ
要素２ａ乃至２ｅの光出力面７ａ乃至７ｅは各々
凸レンズ状の曲面にあるいは円筒レンズ型にある
いは多角形状に加工されている。これらの光出力
面７ａ乃至７ｅは、グリースやオイル、エポキシ
樹脂などの光学結合材４にり、光位置検出器５３
のガラス窓材５８に結合されている。
シンチレータ要素２ａ乃至２ｅを多数本束ねたシ
ンチレータ３が用いられており、各シンチレータ
要素２ａ乃至２ｅの光出力面７ａ乃至７ｅは各々
凸レンズ状の曲面にあるいは円筒レンズ型にある
いは多角形状に加工されている。これらの光出力
面７ａ乃至７ｅは、グリースやオイル、エポキシ
樹脂などの光学結合材４にり、光位置検出器５３
のガラス窓材５８に結合されている。
このような構成の放射線位置検出器１では、放
射線が例えばシンチレータ要素２ｂ入射しシンチ
レータ要素２ｂ中で吸収されると、その点におい
て多数個の光が等方的に放出される。これらの光
は、シンチレータ要素２ｂの側面等で反射されな
がら第２図に示すような角度分布ρ（θ）で光出
力面７ｂに到達する。なお第２図において角度θ
は、シンチレータ要素の中心軸線Ａ−Ａに対する
角度であり、角度分布ρ（θ）はモンテカルロ法
にようシミユレーシヨン計算によつて求められた
ものである。
射線が例えばシンチレータ要素２ｂ入射しシンチ
レータ要素２ｂ中で吸収されると、その点におい
て多数個の光が等方的に放出される。これらの光
は、シンチレータ要素２ｂの側面等で反射されな
がら第２図に示すような角度分布ρ（θ）で光出
力面７ｂに到達する。なお第２図において角度θ
は、シンチレータ要素の中心軸線Ａ−Ａに対する
角度であり、角度分布ρ（θ）はモンテカルロ法
にようシミユレーシヨン計算によつて求められた
ものである。
このときに、屈折率の大きいシンチレータ要素
２ｂと屈折率の小さい光学結合材４との境界にお
いて光出力面７ｂからの光はレンズ効果により収
束される。その結果、光位置検出器５３の光電変
換面５９に到達する光の空間的拡がりσbは、第３
図に示すようなものとなる。なお第３図には、比
較のために第４図に示す従来の放射線位置検出器
５０においてシンチレータ要素５１ｂに放射線が
入射したときに光位置検出器５３の光電変換面５
９に到達する光の空間的拡がりσb′が同時に示さ
れている。なお第３図の空間的拡がりσb，σb′を
求めるに際して、シンチレータ要素２ｂ，５１ｂ
の幅ｗ、高さをそれぞれ３mm、15mmとし、ガラス
窓材５８の厚さを４mmとした。またシンチレータ
要素２ｂの光出力面７ｂの曲率半径を2.5mmとし
た。第３図において空間的拡がりσb，σb′を比較
するればわかるように、本実施例の放射線位置検
出器１では、光の空間的拡がりσbは従来の放射線
位置検出器５０による光の空間的拡がりσb′に比
べて小さなものとなり、特に光電変換面５９上で
シンチレータ要素の幅ｗに相当する範囲内に光が
入射する確率が著しく増加する。本実施例の他の
シンチレータ要素２ａ，２ｃ，２ｄ，２ｅについ
ても全く同様の特性が得られる。
２ｂと屈折率の小さい光学結合材４との境界にお
いて光出力面７ｂからの光はレンズ効果により収
束される。その結果、光位置検出器５３の光電変
換面５９に到達する光の空間的拡がりσbは、第３
図に示すようなものとなる。なお第３図には、比
較のために第４図に示す従来の放射線位置検出器
５０においてシンチレータ要素５１ｂに放射線が
入射したときに光位置検出器５３の光電変換面５
９に到達する光の空間的拡がりσb′が同時に示さ
れている。なお第３図の空間的拡がりσb，σb′を
求めるに際して、シンチレータ要素２ｂ，５１ｂ
の幅ｗ、高さをそれぞれ３mm、15mmとし、ガラス
窓材５８の厚さを４mmとした。またシンチレータ
要素２ｂの光出力面７ｂの曲率半径を2.5mmとし
た。第３図において空間的拡がりσb，σb′を比較
するればわかるように、本実施例の放射線位置検
出器１では、光の空間的拡がりσbは従来の放射線
位置検出器５０による光の空間的拡がりσb′に比
べて小さなものとなり、特に光電変換面５９上で
シンチレータ要素の幅ｗに相当する範囲内に光が
入射する確率が著しく増加する。本実施例の他の
シンチレータ要素２ａ，２ｃ，２ｄ，２ｅについ
ても全く同様の特性が得られる。
このようにして本実施例の放射線位置検出器１
では、各シンチレータ要素２ａ乃至２ｅからの出
力光の空各的拡がりを従来のシンチレータ要素５
１ａ乃至５１ｅからの出力光の空間的拡がりに比
べて小さなものにすることができるので、各アノ
ード電極６０ａ乃至６０ｅ間のクロストークを減
少させ良好な位置分解能を得ることができる。
では、各シンチレータ要素２ａ乃至２ｅからの出
力光の空各的拡がりを従来のシンチレータ要素５
１ａ乃至５１ｅからの出力光の空間的拡がりに比
べて小さなものにすることができるので、各アノ
ード電極６０ａ乃至６０ｅ間のクロストークを減
少させ良好な位置分解能を得ることができる。
なお上述の実施例では、各シンチレータ要素２
ａ乃至２ｅの光出力面７ａ乃至７ｅを凸レンズ状
などの所定の曲面をもつように加工したが、各シ
ンチレータ要素２ａ乃至２ｅ自体に他の物質をド
ープして屈折率分布をもたせるようにしても良
い。
ａ乃至２ｅの光出力面７ａ乃至７ｅを凸レンズ状
などの所定の曲面をもつように加工したが、各シ
ンチレータ要素２ａ乃至２ｅ自体に他の物質をド
ープして屈折率分布をもたせるようにしても良
い。
また上述の実施例ではシンチレータ材料として
ビスマスゲルマニウムオキサイド（BGO）を用
いてが、ガドリニウムシリコンオキサイド
（GSO）あるいはヨウ化ナトリウム（NaI）など
を用いても良い。
ビスマスゲルマニウムオキサイド（BGO）を用
いてが、ガドリニウムシリコンオキサイド
（GSO）あるいはヨウ化ナトリウム（NaI）など
を用いても良い。
以上に説明したように、本発明によれば、各シ
ンチレータ要素からの出力光を収束させて光学結
合材、光位置検出器に向かわせるようにしている
ので、良好な位置分解能を得ることができて位置
検出精度を向上させることできるとともに、クロ
ストークを減少させて信号処理回路を簡単なもの
にすることができる。
ンチレータ要素からの出力光を収束させて光学結
合材、光位置検出器に向かわせるようにしている
ので、良好な位置分解能を得ることができて位置
検出精度を向上させることできるとともに、クロ
ストークを減少させて信号処理回路を簡単なもの
にすることができる。
第１図は本発明に係る放射線位置検出器の断面
図、第２図は各シンチレータ要素の光出力面に到
達する光の角度分布を示す図、第３図はシンチレ
ータ要素からの光の光電変換面上での空間的拡が
りをシミユレーシヨンにより求めた結果を示す
図、第４図は従来の放射線位置検出器の断面図で
ある。 １……放射線位置検出器、２ａ乃至２ｅ……シ
ンチレータ要素、３……シンチレータ、４……光
学結合材、７ａ乃至７ｅ……光出力面、５３……
光位置検出器。
図、第２図は各シンチレータ要素の光出力面に到
達する光の角度分布を示す図、第３図はシンチレ
ータ要素からの光の光電変換面上での空間的拡が
りをシミユレーシヨンにより求めた結果を示す
図、第４図は従来の放射線位置検出器の断面図で
ある。 １……放射線位置検出器、２ａ乃至２ｅ……シ
ンチレータ要素、３……シンチレータ、４……光
学結合材、７ａ乃至７ｅ……光出力面、５３……
光位置検出器。
Claims (1)
- １ 複数のシンチレータ要素を束ねたシンチレー
タと、該シンチレータからの出力光を光電変換し
出力電流として取出す光位置検出器と、前記各シ
ンチレータ要素の屈折率よりも小さいが空気の屈
折率よりも大きな屈折率をもつ材料で形成され、
前記シンチレータと前記光位置検出器とを光学的
に接続する光学結合材とを備え、前記各シンチレ
ータ要素は、放射線の入射面が粗面であつて、前
記光学結合材と対向する面が前記出力光を収束さ
せるよう凸レンズ形状になつていることを特徴と
する放射線位置検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19555287A JPS6439576A (en) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | Radiation position detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19555287A JPS6439576A (en) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | Radiation position detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6439576A JPS6439576A (en) | 1989-02-09 |
| JPH0571914B2 true JPH0571914B2 (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=16343002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19555287A Granted JPS6439576A (en) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | Radiation position detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6439576A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04276587A (ja) * | 1991-03-05 | 1992-10-01 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線検出装置 |
| JPH0572344A (ja) * | 1991-09-11 | 1993-03-26 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線検出装置 |
| US5208460A (en) * | 1991-09-23 | 1993-05-04 | General Electric Company | Photodetector scintillator radiation imager having high efficiency light collection |
| JP3813656B2 (ja) * | 1996-03-07 | 2006-08-23 | 株式会社東芝 | 光ファイバ型大面積放射線モニタ |
| US9658344B1 (en) * | 2015-11-04 | 2017-05-23 | Crystal Photonics, Incorporated | Apparatus including scintillation crystal array with different reflector layers and associated methods |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5317381A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-17 | Hitachi Ltd | Scintillation counter |
| JPS60259979A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-23 | Fuji Electric Co Ltd | シンチレ−シヨン検出器 |
| JPS61226677A (ja) * | 1985-03-30 | 1986-10-08 | Shimadzu Corp | ２次元放射線検出装置 |
| JPS61237081A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線の入射位置を検出する装置 |
| JPS61271486A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-01 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線の入射位置を検出する装置 |
-
1987
- 1987-08-05 JP JP19555287A patent/JPS6439576A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5317381A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-17 | Hitachi Ltd | Scintillation counter |
| JPS60259979A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-23 | Fuji Electric Co Ltd | シンチレ−シヨン検出器 |
| JPS61226677A (ja) * | 1985-03-30 | 1986-10-08 | Shimadzu Corp | ２次元放射線検出装置 |
| JPS61237081A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線の入射位置を検出する装置 |
| JPS61271486A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-01 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線の入射位置を検出する装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6439576A (en) | 1989-02-09 |
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