JPH0627814B2 - 放射線線量測定器 - Google Patents
放射線線量測定器Info
- Publication number
- JPH0627814B2 JPH0627814B2 JP58089433A JP8943383A JPH0627814B2 JP H0627814 B2 JPH0627814 B2 JP H0627814B2 JP 58089433 A JP58089433 A JP 58089433A JP 8943383 A JP8943383 A JP 8943383A JP H0627814 B2 JPH0627814 B2 JP H0627814B2
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- JP
- Japan
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- energy
- detector
- lead
- shield
- thickness
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/02—Dosimeters
- G01T1/026—Semiconductor dose-rate meters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は主として個人被曝管理あるいは放射線作業管理
に使用される、Ｘ線，γ線の放射線線量測定器に関す
る。
に使用される、Ｘ線，γ線の放射線線量測定器に関す
る。
従来例の構成とその問題点 ０．１mR／時以下の低線量率から１０００Ｒ／時程度以
上の大線量率の領域まで広範囲にわたって直線性よく放
射線を測定できる測定法として、原子番号が３０以上の
化合物半導体を検知体とした放射線検出器が開発された
（特願昭５７−210761 号）。しかし、これは放射線検
知を主体としたものであり、光子エネルギー対線量感度
依存性（以下エネルギー特性という）が大きく、広範囲
な光子エネルギーを有する放射線の存在する作業場にお
ける線量計としては使用することができない。
上の大線量率の領域まで広範囲にわたって直線性よく放
射線を測定できる測定法として、原子番号が３０以上の
化合物半導体を検知体とした放射線検出器が開発された
（特願昭５７−210761 号）。しかし、これは放射線検
知を主体としたものであり、光子エネルギー対線量感度
依存性（以下エネルギー特性という）が大きく、広範囲
な光子エネルギーを有する放射線の存在する作業場にお
ける線量計としては使用することができない。
半導体検出器のエネルギー特性の改善法については、検
出器よりのパルス波高情報によりエネルギー特性を改良
する方法（特開昭５７−100364 号，同５７−100365
号）が近年開発されているが、原理的にパルス波高を時
間変換するため、高速性を犠牲にすることとなり、大線
量率における直線性を悪化させる原因となる。このた
め、大線量率を対象とする線量測定用のエネルギー補正
方法としては適当ではない。また、この方法ではパルス
波高の安定性が測定値の安定性を大きく左右するため、
検出器や回路系に高度の安定性が要求され、小型，軽
量，低消費電力化が要求される機器への適用には困難が
ある。
出器よりのパルス波高情報によりエネルギー特性を改良
する方法（特開昭５７−100364 号，同５７−100365
号）が近年開発されているが、原理的にパルス波高を時
間変換するため、高速性を犠牲にすることとなり、大線
量率における直線性を悪化させる原因となる。このた
め、大線量率を対象とする線量測定用のエネルギー補正
方法としては適当ではない。また、この方法ではパルス
波高の安定性が測定値の安定性を大きく左右するため、
検出器や回路系に高度の安定性が要求され、小型，軽
量，低消費電力化が要求される機器への適用には困難が
ある。
さらに、検知体が薄層体（０．１〜０．５mm厚）である
場合には、パルス波高と入射光子エネルギーとを完全に
一致させるということができないため、パルス波高によ
るエネルギー補正は十分なものにはなり得ない。
場合には、パルス波高と入射光子エネルギーとを完全に
一致させるということができないため、パルス波高によ
るエネルギー補正は十分なものにはなり得ない。
従来、簡便なエネルギー補正方法として、熱螢光線量計
などで金属シールドが使われているが、エネルギー補正
範囲も基準エネルギーの感度に比して１０倍程度と少な
く、本発明におけるように数１００倍の感度比を補正す
る方法は存在していなかった。
などで金属シールドが使われているが、エネルギー補正
範囲も基準エネルギーの感度に比して１０倍程度と少な
く、本発明におけるように数１００倍の感度比を補正す
る方法は存在していなかった。
さらに、半導体検出器では検知体厚さにより、エネルギ
ー特性が大幅に変化する現象が見い出されたため、新た
なシールドを開発する必要があった。
ー特性が大幅に変化する現象が見い出されたため、新た
なシールドを開発する必要があった。
発明の目的 本発明は低線量率から高線量率までの広い範囲にわたっ
て直線性を有し、６０keV〜１MeV以上までの広いエネル
ギー範囲にわたって均一なエネルギー特性を有する簡易
な放射線線量測定器を提供することを目的とするもので
ある。
て直線性を有し、６０keV〜１MeV以上までの広いエネル
ギー範囲にわたって均一なエネルギー特性を有する簡易
な放射線線量測定器を提供することを目的とするもので
ある。
発明の構成 本発明の放射線線量測定器は、半導体検知体のまわり、
４π方向すなわち全方位に、適当な均一な厚さからなる
鉛単体または鉛と他の金属とで構成された金属シールド
を配置し、さらに金属シールドの内面に少なくとも０．
５mmの厚さの樹脂層を形成することにより、入射光子を
鉛の吸収端を利用して９０keVを境界として選択的に透
過せしめるようにし、前記エネルギー特性のうち、６０
keV以上の領域について改善したものであり、さらに、
金属シールド部に空孔を設け、６０keV以下の光子を透
過せしめ、６０keV以下のエネルギー特性の改善をも行
なうようにし、この透過した光子をパルス測定法にて測
定するものである。これにより高い精度で線量測定を行
なうことができる。
４π方向すなわち全方位に、適当な均一な厚さからなる
鉛単体または鉛と他の金属とで構成された金属シールド
を配置し、さらに金属シールドの内面に少なくとも０．
５mmの厚さの樹脂層を形成することにより、入射光子を
鉛の吸収端を利用して９０keVを境界として選択的に透
過せしめるようにし、前記エネルギー特性のうち、６０
keV以上の領域について改善したものであり、さらに、
金属シールド部に空孔を設け、６０keV以下の光子を透
過せしめ、６０keV以下のエネルギー特性の改善をも行
なうようにし、この透過した光子をパルス測定法にて測
定するものである。これにより高い精度で線量測定を行
なうことができる。
実施例の説明 第１図は本発明の装置の原理的な構成を示すものであ
る。図において、１は化合物半導体検知体、２はその電
極、３は鉛または鉛・錫合金からなるシールド、４は樹
脂層である。また、シールド３は、単位面積当り感度と
対応した空孔５を有し、主として６０keV以下の光子を
透過させ、全体として均一なエネルギー特性が得られる
ように構成されている。化合物半導体検知体１には電源
６より５Ｖ〜５０Ｖ程度の電圧が印加される。化合物半
導体検知体１より発生したパルス信号は、負荷抵抗８を
介して入力ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）７と増幅回
路９を通して増幅される。そして、この増幅されたパル
ス信号はパルス計数部９で計数され、計算・表示部１０
で線量値として表示される。
る。図において、１は化合物半導体検知体、２はその電
極、３は鉛または鉛・錫合金からなるシールド、４は樹
脂層である。また、シールド３は、単位面積当り感度と
対応した空孔５を有し、主として６０keV以下の光子を
透過させ、全体として均一なエネルギー特性が得られる
ように構成されている。化合物半導体検知体１には電源
６より５Ｖ〜５０Ｖ程度の電圧が印加される。化合物半
導体検知体１より発生したパルス信号は、負荷抵抗８を
介して入力ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）７と増幅回
路９を通して増幅される。そして、この増幅されたパル
ス信号はパルス計数部９で計数され、計算・表示部１０
で線量値として表示される。
第２図(a)，(b)，(c)は金属シールドの代表的な形状例
を示すものである。第２図(a)は球殻型であり、検知体
を中心におき、全方向に対しての方向特性を考慮でき
る。第２図(b)は半球殻型、(c)は箱型の金属シールドで
ある。小型ポケット線量計などにおいて回路実装上から
はすぐれた形状であり身体に装着することを考えると、
後方の方向特性についても問題が生じることは少ない。
第２図(a)，(b)(c)の各例に示されているギャップの形
状は、実用的なものの一例であり、各種の形状を考え得
る。
を示すものである。第２図(a)は球殻型であり、検知体
を中心におき、全方向に対しての方向特性を考慮でき
る。第２図(b)は半球殻型、(c)は箱型の金属シールドで
ある。小型ポケット線量計などにおいて回路実装上から
はすぐれた形状であり身体に装着することを考えると、
後方の方向特性についても問題が生じることは少ない。
第２図(a)，(b)(c)の各例に示されているギャップの形
状は、実用的なものの一例であり、各種の形状を考え得
る。
シールド厚さは基準とする光子のエネルギー特性と７０
keV〜２００keVにおける光子のエネルギー特性によって
決定される。シールド材としては鉛を用いるが、これ
は、９０keVにおいて吸収端を有しているため、この点
以下では、感度が急激に上昇し、エネルギー特性を均一
にすることが可能なためである。鉛単体を用いるとこの
効果が顕著であるため、１００keV近傍の単一エネルギ
ーの光子では誤差を拡大する可能性があるため、鉛が
０．５mm厚以上になる場合には、錫といっしょに使われ
ることがある。本発明における鉛吸収端を利用するエネ
ルギー特性補正法においては、シールド厚における鉛と
錫との重量比率では６０keV，１００keVにおける鉛と錫
との吸収を考慮して、鉛が５０％以上であればよい。
keV〜２００keVにおける光子のエネルギー特性によって
決定される。シールド材としては鉛を用いるが、これ
は、９０keVにおいて吸収端を有しているため、この点
以下では、感度が急激に上昇し、エネルギー特性を均一
にすることが可能なためである。鉛単体を用いるとこの
効果が顕著であるため、１００keV近傍の単一エネルギ
ーの光子では誤差を拡大する可能性があるため、鉛が
０．５mm厚以上になる場合には、錫といっしょに使われ
ることがある。本発明における鉛吸収端を利用するエネ
ルギー特性補正法においては、シールド厚における鉛と
錫との重量比率では６０keV，１００keVにおける鉛と錫
との吸収を考慮して、鉛が５０％以上であればよい。
第３図に化合物半導体として、実効厚子番号50のCdTe単
結晶を用いた場合のシールドなしの場合のエネルギー特
性を示す。単結晶の厚さにより、エネルギ特性が大きく
変化することがわかる。本発明において対象としている
０．１〜０．５mm厚の検知体については、基準エネルギ
ー１MeVとすれば、５０keVと比較すると約１００倍の感
度差を生じており、更に１００keV近傍のエネルギー領
域において、急激な感度変化を示している。鉛などを使
った金属シールドは従来熱螢光線量計やＧＭ管式ポケッ
ト警報計などで一部使用されているが、半導体式線量計
においては検知体厚さにより、エネルギー特性が大幅に
変化する特性があるため、従来のシールド設計思想を踏
襲できず、まったく新しいシールドの設計技術が必要で
あった。
結晶を用いた場合のシールドなしの場合のエネルギー特
性を示す。単結晶の厚さにより、エネルギ特性が大きく
変化することがわかる。本発明において対象としている
０．１〜０．５mm厚の検知体については、基準エネルギ
ー１MeVとすれば、５０keVと比較すると約１００倍の感
度差を生じており、更に１００keV近傍のエネルギー領
域において、急激な感度変化を示している。鉛などを使
った金属シールドは従来熱螢光線量計やＧＭ管式ポケッ
ト警報計などで一部使用されているが、半導体式線量計
においては検知体厚さにより、エネルギー特性が大幅に
変化する特性があるため、従来のシールド設計思想を踏
襲できず、まったく新しいシールドの設計技術が必要で
あった。
第４図はCdTe単結晶０．３mm厚に前記鉛シールドを付与
したエネルギー特性である。線量計としての特性とは基
準エネルギーに対して±３０％以内であることが望まし
い。これによりCdTe０．３mm厚の検出器については、鉛
シールド厚として、１．０〜１．４mm厚が最適であるこ
とがわかる。低原子番号半導体材料においてはより薄い
シールドによりフラットな特性が得られる。実効原子番
号32のGaAs半導体０．３mm厚においては、０．３〜０．
７mm厚で良好な特性が得られる。
したエネルギー特性である。線量計としての特性とは基
準エネルギーに対して±３０％以内であることが望まし
い。これによりCdTe０．３mm厚の検出器については、鉛
シールド厚として、１．０〜１．４mm厚が最適であるこ
とがわかる。低原子番号半導体材料においてはより薄い
シールドによりフラットな特性が得られる。実効原子番
号32のGaAs半導体０．３mm厚においては、０．３〜０．
７mm厚で良好な特性が得られる。
第５図にCdTe単結晶０．３mm厚を検知体とし、鉛シール
ド１．２mm厚のシールドで、そのシールドに単位面積当
り１００分の１のギャップを設けたシールドを使った場
合のエネルギー特性を示す。第４図で示したものに、６
０keV以下の低エネルギーの部分が重なり、３０keV近傍
から１MeVまですぐれた均一性が得られる。３０keV以下
についてはパッケージ等の影響が出ており、これらの改
良により、より低エネルギーについても均一化が可能で
ある。
ド１．２mm厚のシールドで、そのシールドに単位面積当
り１００分の１のギャップを設けたシールドを使った場
合のエネルギー特性を示す。第４図で示したものに、６
０keV以下の低エネルギーの部分が重なり、３０keV近傍
から１MeVまですぐれた均一性が得られる。３０keV以下
についてはパッケージ等の影響が出ており、これらの改
良により、より低エネルギーについても均一化が可能で
ある。
金属シールド内部の樹脂層は、５００keV以上の高エネ
ルギー領域におけるエネルギー特性の均一化に効果的で
ある。この樹脂層な厚さは対象とする光子エネルギーと
同等のエネルギーをもつ電子の飛程により決定される。
ルギー領域におけるエネルギー特性の均一化に効果的で
ある。この樹脂層な厚さは対象とする光子エネルギーと
同等のエネルギーをもつ電子の飛程により決定される。
発明の効果 以上のように、本発明の放射線線量測定器は、原子番号
が３０以上の半導体を検知体として使用し、前記検知体
より発生したパルス信号を計数する放射線線量測定器に
おいて、前記検知体の全方位に、鉛または鉛を主成分と
する金属からなり内面に少なくとも０．５ｍｍ厚の樹脂
層を形成した中空シールドを配置したものであり、本発
明の測定器により、０．１mR／時以下の低線量率から10
00Ｒ／時の大線量率の広範囲な領域において、６０keV
以下から１MeV以上の広いエネルギー領域のＸ線および
γ線に対して均一な応答特性を示すことのできる線量計
および線量率計を簡易なシールド構造を有する半導体検
出器により製作することができるため、特に小型，軽量
化の要求されるポケット線量計，ポケット警報線量計，
あるいは携帯用線量率計等に使用され、省電力による電
池の小型化・長寿命化に寄与している。さらに、金属シ
ールドによる吸収差を利用したエネルギー補正をする測
定器であるため、電源や温度の変化による回路の変動に
対しても、入射放射線に対応したパルス数のみが正確に
測定できればエネルギー特性になんらの変化を与えない
ため、非常に安定した計測を維持することができる。こ
のため、大量生産における品質の安定化，製品間の感度
のばらつきの減少等により、コスト低減効果も大きい。
が３０以上の半導体を検知体として使用し、前記検知体
より発生したパルス信号を計数する放射線線量測定器に
おいて、前記検知体の全方位に、鉛または鉛を主成分と
する金属からなり内面に少なくとも０．５ｍｍ厚の樹脂
層を形成した中空シールドを配置したものであり、本発
明の測定器により、０．１mR／時以下の低線量率から10
00Ｒ／時の大線量率の広範囲な領域において、６０keV
以下から１MeV以上の広いエネルギー領域のＸ線および
γ線に対して均一な応答特性を示すことのできる線量計
および線量率計を簡易なシールド構造を有する半導体検
出器により製作することができるため、特に小型，軽量
化の要求されるポケット線量計，ポケット警報線量計，
あるいは携帯用線量率計等に使用され、省電力による電
池の小型化・長寿命化に寄与している。さらに、金属シ
ールドによる吸収差を利用したエネルギー補正をする測
定器であるため、電源や温度の変化による回路の変動に
対しても、入射放射線に対応したパルス数のみが正確に
測定できればエネルギー特性になんらの変化を与えない
ため、非常に安定した計測を維持することができる。こ
のため、大量生産における品質の安定化，製品間の感度
のばらつきの減少等により、コスト低減効果も大きい。
しかし特筆すべきことは、本発明により、従来高価で不
安定であり、線量測定装置としては、一般的には使用さ
れていなかった半導体検出器が、高精度で安価な線量計
に適用され得るようになったことであり、従来、補助測
定器としてしか考えられていなかったこの種の測定器、
たとえば、ポケット警報計が、線量測定器、たとえばフ
ィルムバッジ，熱螢光線量計に代わり得るようになった
ことである。これにより、従来の線量側定システムをさ
らに完全なものにすることができ、放射線作業の安全管
理に寄与するところは大きい。
安定であり、線量測定装置としては、一般的には使用さ
れていなかった半導体検出器が、高精度で安価な線量計
に適用され得るようになったことであり、従来、補助測
定器としてしか考えられていなかったこの種の測定器、
たとえば、ポケット警報計が、線量測定器、たとえばフ
ィルムバッジ，熱螢光線量計に代わり得るようになった
ことである。これにより、従来の線量側定システムをさ
らに完全なものにすることができ、放射線作業の安全管
理に寄与するところは大きい。
第１図は本発明にかかる放射線量測定器の原理的な構成
を示す図である。第２図(a)，(b)，(c)はそれぞれこの
測定器における金属シールドの代表的な形状を示す図で
ある。第３図は放射線の検知体としてCdTe単結晶を用
い、その検知体の厚さを変化させた場合の光子エネルギ
ー特性を示す図、第４図は放射線の検知体として厚さ
０．３mmのCdTe単結晶を用い、鉛シールドの厚さを変え
た場合の光子エネルギー特性を示す図、第５図は厚さ
０．３mmのCdTe単結晶を用いた放射線検知体を使用し、
鉛１．２mmのシールドに単位面積比１／１００の空孔を
形成したときの光子エネルギー特性を示す図である。 １……半導体検知部、２……電極、３……金属シール
ド、４……樹脂層、５……空孔、６……印加電源、７…
…入力ＦＥＴ、８……負荷抵抗、９……増幅回路、９…
…パルス計数部、１０……計算・表示部。
を示す図である。第２図(a)，(b)，(c)はそれぞれこの
測定器における金属シールドの代表的な形状を示す図で
ある。第３図は放射線の検知体としてCdTe単結晶を用
い、その検知体の厚さを変化させた場合の光子エネルギ
ー特性を示す図、第４図は放射線の検知体として厚さ
０．３mmのCdTe単結晶を用い、鉛シールドの厚さを変え
た場合の光子エネルギー特性を示す図、第５図は厚さ
０．３mmのCdTe単結晶を用いた放射線検知体を使用し、
鉛１．２mmのシールドに単位面積比１／１００の空孔を
形成したときの光子エネルギー特性を示す図である。 １……半導体検知部、２……電極、３……金属シール
ド、４……樹脂層、５……空孔、６……印加電源、７…
…入力ＦＥＴ、８……負荷抵抗、９……増幅回路、９…
…パルス計数部、１０……計算・表示部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 康以知 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−92577（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−149981（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−186885（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭57−59501（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】原子番号が３０以上の半導体を検知体とし
て使用し、前記検知体より発生したパルス信号を計数す
る放射線線量測定器において、前記検知体の全方位に、
鉛または鉛を主成分とする金属からなり内面に少なくと
も０．５ｍｍ厚の樹脂層を形成した中空シールドを配置
したことを特徴とする放射線線量測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089433A JPH0627814B2 (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 放射線線量測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089433A JPH0627814B2 (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 放射線線量測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59214787A JPS59214787A (ja) | 1984-12-04 |
| JPH0627814B2 true JPH0627814B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=13970532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58089433A Expired - Lifetime JPH0627814B2 (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 放射線線量測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627814B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004286548A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 放射線測定装置 |
| JP2007024497A (ja) * | 2005-07-12 | 2007-02-01 | Fuji Electric Systems Co Ltd | γ線検出用放射線検出器 |
| JP6627273B2 (ja) * | 2015-06-22 | 2020-01-08 | 富士電機株式会社 | 放射線検出装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1160832A (en) * | 1980-08-13 | 1984-01-24 | Icaro Olivieri | Two-piece skate boot with integral hinge pin |
| JPS57186885U (ja) * | 1981-05-25 | 1982-11-27 |
-
1983
- 1983-05-20 JP JP58089433A patent/JPH0627814B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59214787A (ja) | 1984-12-04 |
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