JPH06289143A - Radioactive ray detector - Google Patents

Radioactive ray detector

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JPH06289143A
JPH06289143A JP7430493A JP7430493A JPH06289143A JP H06289143 A JPH06289143 A JP H06289143A JP 7430493 A JP7430493 A JP 7430493A JP 7430493 A JP7430493 A JP 7430493A JP H06289143 A JPH06289143 A JP H06289143A
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scintillator
light
fluorescence
photocathode
emission surface
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Seiji Suzuki
誠司 鈴木
Masayoshi Iio
正吉 飯尾
Hidehiro Kume
英浩 久米
Hiroyuki Kushima
浩之 久嶋
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Abstract

PURPOSE:To provide a radioactive ray detector which is small-sized and lightweight and can be made portable. CONSTITUTION:A radioactive ray detector is constituted of a scintillator 1 which radiates fluorescent light from an irradiation surface for the inputted radiactive ray, and three photoelectron multiplier tubes 2a, 2b and 2c which are arranged on the radiation surface of the scintillator 1 and output electric current in correspondence with the inputted fluorescent light. The scintillator 1 is constituted of NaI (Tl) and has and incidence surface and an outgoing surface each of which has a diameter of about 40mm and forms to a thin cylinder having an axis height of about 10mm. Further, each of the photoelectron multiplier tubes 2a, 2b, and 2c has an radiation surface having a diameter of 15.24mm, and forms a thin cylinder shape having an axis height of 10mm, and is arranged on the concentric circls for the center of the outgoing surface of the scintillator 1. Since the photoelectron multiplier tube is thin, the quantity of shielding member for the enviromental radioactive ray can be reduced. Accordingly, a radicactive ray detector can be made small-sized and lightweight, and can be made portable, and in particular, can be used in a fixed state on a physical body.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シンチレーション・カ
ウンティングを利用して放射線計測を行う放射線検出器
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation detector for measuring radiation using scintillation counting.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は、従来の放射線検出器の構成を示
す斜視図である。従来の放射線検出器は、入射された放
射線に対して出射面から蛍光を出射するシンチレータ1
と、このシンチレータ1の出射面上に設置され、入射さ
れた蛍光に対応して電流を出力する光電子増倍管(PM
T)4とから構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a conventional radiation detector. A conventional radiation detector is a scintillator 1 that emits fluorescence from an emission surface with respect to incident radiation.
And a photomultiplier tube (PM) which is installed on the emission surface of the scintillator 1 and outputs an electric current in response to the incident fluorescence.
T) 4.

【0003】図5は、従来の放射線検出器に用いる光電
子増倍管の構成を示す断面側面図である。光電子増倍管
4は、図示しない入射光を電子に変換する光電面(光電
陰極)15をバルブ(真空容器)10の内部上面に被着
され、光電面15から放出される光電子を加速する加速
電極22と、当該光電子を集束する集束電極23と、当
該光電子を増倍するボックス型ダイノードからなる電子
増倍部18とをバルブ10に内設されている。この電子
増倍部18の各ダイノード内面には、2次電子放出面が
被着されている。
FIG. 5 is a sectional side view showing the structure of a photomultiplier tube used in a conventional radiation detector. The photomultiplier tube 4 is provided with a photocathode (photocathode) 15 for converting incident light into electrons, not shown, on the inner upper surface of the bulb (vacuum container) 10 to accelerate photoelectrons emitted from the photocathode 15. An electrode 22, a focusing electrode 23 for focusing the photoelectrons, and an electron multiplying unit 18 including a box-type dynode for multiplying the photoelectrons are provided inside the bulb 10. The inner surface of each dynode of the electron multiplying section 18 is coated with a secondary electron emission surface.

【0004】また、バルブ10は、全部分がガラスから
形成されて平面略円筒形を露呈した側管11と、この側
管11の開口上部に内部下方から一体的に気密融着され
て下面に光電面15が被着された平面略円板形で透明の
受光面板13と、図示しないガスバーナーで加熱溶解し
て側管11の開口下端の気密溶接部12に気密融着され
た平面略円板形のステム14とから構成されている。
Further, the bulb 10 has a side tube 11 which is entirely made of glass and which is exposed in a substantially cylindrical shape in plan view, and an upper portion of an opening of the side tube 11 which is integrally airtightly fused from the lower inside to a lower surface thereof. A light receiving face plate 13 which is transparent and has a substantially circular plate shape to which a photocathode 15 is adhered, and a substantially flat plane circle which is heat-melted by a gas burner (not shown) and airtightly fused to an airtight weld 12 at the lower end of the opening of the side tube 11. It is composed of a plate-shaped stem 14.

【0005】このステム14はガラスから形成され、光
電面15や電子増倍部18を形成する各ダイノードに電
圧を供給する複数のピン16が垂直に挿通して貫設され
ている。また、ステム14の中央には、垂下するガラス
からなる排気管17が熱融着で連設されており、光電子
増倍管4と図示しない真空ポンプ等からなる排気系を連
結している。
The stem 14 is formed of glass, and a plurality of pins 16 for supplying a voltage to each dynode forming the photocathode 15 and the electron multiplying portion 18 are vertically inserted and penetrated. Further, an exhaust pipe 17 made of hanging glass is continuously provided in the center of the stem 14 by thermal fusion, and connects the photomultiplier tube 4 and an exhaust system such as a vacuum pump (not shown).

【0006】なお、バルブ10は排気系に排気管17が
連結された後に、内部が真空状態にされると共に、図示
しないアルカリ金属蒸気が当該内部に導入されて光電面
15が形成される。また、排気管17は光電子増倍管4
の製造工程における最終段階で、図示しないガスバーナ
ーで溶解して切断される。
After the exhaust pipe 17 is connected to the exhaust system, the inside of the bulb 10 is evacuated and an alkali metal vapor (not shown) is introduced into the interior of the bulb 10 to form the photocathode 15. Further, the exhaust pipe 17 is the photomultiplier tube 4
In the final stage of the manufacturing process of (1), it is melted and cut by a gas burner not shown.

【0007】従って、光電子増倍管4の製造工程では、
まず、側管11の気密溶接部12にステム14がガスバ
ーナーで加熱溶解して気密溶着される。次に、排気系に
排気管17が連結され、バルブ10の内部が真空状態に
されると共に、アルカリ金属蒸気が当該内部に導入さ
れ、光電面15および電子増倍部18の2次電子放出面
が被着されて活性化される。その後、排気管17が排気
系からガスバーナーで加熱溶解して切断され、極力短縮
される。
Therefore, in the manufacturing process of the photomultiplier tube 4,
First, the stem 14 is heated and melted by the gas burner and hermetically welded to the airtight weld 12 of the side pipe 11. Next, the exhaust pipe 17 is connected to the exhaust system, the inside of the valve 10 is evacuated, and the alkali metal vapor is introduced into the inside, so that the photocathode 15 and the secondary electron emission surface of the electron multiplying unit 18 are introduced. Are deposited and activated. After that, the exhaust pipe 17 is heated and melted from the exhaust system by a gas burner to be cut, and the length is shortened as much as possible.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の放射線検出器は携帯用としては、特に身体に固定し
て使用するには、過大なサイズを有するという問題があ
る。例えば、有効直径40mm程度の出射面を有するシ
ンチレータに対して光学的に結合する光電子増倍管は、
入射面を同様に有効直径40mm程度とすると、その軸
高100mm程度になる。また、従来の光電子増倍管と
して最小径の入射面は有効直径10mm程度であり、そ
の軸高は45mm程度になる。
However, the above-mentioned conventional radiation detector has a problem that it has an excessively large size for portable use, particularly when it is fixed to the body. For example, a photomultiplier tube that is optically coupled to a scintillator having an exit surface with an effective diameter of about 40 mm is
Similarly, when the incident surface has an effective diameter of about 40 mm, its axial height is about 100 mm. Further, the incident surface having the smallest diameter as a conventional photomultiplier tube has an effective diameter of about 10 mm, and its axial height is about 45 mm.

【0009】また、このような携帯用の放射線検出器と
して大きいサイズを有すると、環境放射線に対する遮蔽
材として用いられる鉛の量が多く必要になり、過重にな
るという問題もある。
Further, if such a portable radiation detector has a large size, a large amount of lead used as a shielding material against environmental radiation is required, and there is a problem that it becomes heavy.

【0010】そこで、本発明は、以上の問題点に鑑みて
なされたものであり、携帯可能である小型かつ軽量な放
射線検出器を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a portable and small-sized and lightweight radiation detector.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、入射された放射線に対応して出射面か
ら蛍光を出射するシンチレータと、出射面上に設置さ
れ、入射された蛍光に対応して電流を出力する光電子増
倍管とを備える放射線検出器において、光電子増倍管
は、金属から形成されて略円筒型を露呈してバルブを構
成する側管と、この側管の上部開口に気密融着されて光
透過性を有する略円板形の受光面板と、この受光面板の
下面に被着され、蛍光を入射されて光電子を放出する光
電面と、バルブ内部に内設され、光電子を増倍する積層
型ダイノードからなる電子増倍部と、側管の下部外周に
周設されたフランジ型の気密溶接部と、この気密溶接部
に真空気密される金属からなるフランジ型の気密溶接部
を外周に有する略円板形のステムと、このステムにそれ
ぞれガラスを介して挿着され、光電面および電子増倍部
に電圧を供給する複数のピンとから構成され、薄型であ
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a scintillator that emits fluorescence from an emission surface in response to incident radiation, and a scintillator installed on the emission surface and incident. In a radiation detector including a photomultiplier tube that outputs an electric current in response to fluorescence, the photomultiplier tube is a side tube that is made of metal and exposes a substantially cylindrical shape to form a valve, and this side tube. The light-receiving face plate of a substantially disc shape that is light-tightly fused to the upper opening of the light-transmitting plate, the photocathode that is attached to the lower face of the light-receiver face plate, emits photoelectrons when fluorescence is incident, and inside the bulb. An electron multiplying part that is installed and consists of a stacked dynode that multiplies photoelectrons, a flange-type airtight weld around the lower circumference of the side tube, and a flange made of metal that is vacuum-tightened to this airtight weld. Substantially circular plate with airtight welded part on outer periphery And the stem is inserted through the respective glass to the stem, is composed of a plurality of pins for supplying a voltage photocathode and the electron multiplier unit, characterized in that it is a thin.

【0012】また、本発明は、上記の目的を達成するた
めに、入射された放射線に対応して第1の出射面から蛍
光を出射するシンチレータと、第1の出射面上に設置さ
れ、入射された蛍光を集光して第2の出射面から出射す
るライトガイドと、第2の出射面上に設置され、入射さ
れた蛍光に対応して電流を出力する光電子増倍管とを備
える放射線検出器において、光電子増倍管は、金属から
形成されて略円筒型を露呈してバルブを構成する側管
と、この側管の上部開口に気密融着されて光透過性を有
する略円板形の受光面板と、この受光面板の下面に被着
され、蛍光を入射されて光電子を放出する光電面と、バ
ルブ内部に内設され、光電子を増倍する積層型ダイノー
ドからなる電子増倍部と、側管の下部外周に周設された
フランジ型の気密溶接部と、この気密溶接部に真空気密
される金属からなるフランジ型の気密溶接部を外周に有
する略円板形のステムと、このステムにそれぞれガラス
を介して挿着され、光電面および電子増倍部に電圧を供
給する複数のピンとから構成され、薄型であることを特
徴とする。
Further, in order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a scintillator which emits fluorescence from the first emission surface in response to the incident radiation, and a scintillator which is installed on the first emission surface and is incident. Radiation including a light guide that collects the emitted fluorescence and emits it from the second emission surface, and a photomultiplier tube that is installed on the second emission surface and outputs a current corresponding to the incident fluorescence. In the detector, the photomultiplier tube is a side tube which is made of metal and exposes a substantially cylindrical shape to form a valve, and a substantially circular plate which is hermetically fused to the upper opening of the side tube and has a light transmitting property. -Shaped light-receiving surface plate, a photocathode that is attached to the lower surface of the light-receiving surface plate and emits photoelectrons when fluorescent light is incident, and an electron multiplying section that is provided inside the bulb and that is composed of a stacked dynode that multiplies photoelectrons. And a flange-type air-tight melter that is installed around the lower outer circumference of the side pipe. Section, a substantially disk-shaped stem having a flange-type airtight weld made of a metal that is vacuum-tightly sealed to the airtight weld, and a stem that is inserted into each of the stems via glass, and has a photocathode and an electron multiplier. It is characterized by being thin and composed of a plurality of pins for supplying a voltage to the double section.

【0013】また、本発明は、上記の目的を達成するた
めに、上記光電子増倍管は、上記出射面上に複数個設置
されていることが好適である。
Further, in the present invention, in order to achieve the above object, it is preferable that a plurality of the photomultiplier tubes are installed on the emission surface.

【0014】[0014]

【作用】本発明によれば、光電子増倍管において、電子
増倍部は積層型ダイノードからなることにより、光電面
から放出された光電子を従来のような電極により加速お
よび集束することなく当該電子増倍部に入射することが
できる。そのため、電子増倍部は薄型に形成されると共
に、光電面と電子増倍部との間隔は縮小化される。
According to the present invention, in the photomultiplier tube, the electron multiplying section is composed of the laminated dynode, so that the photoelectrons emitted from the photocathode are not accelerated or focused by the conventional electrodes, and the electrons are not focused. It can be incident on the multiplication section. Therefore, the electron multiplying part is formed thin, and the distance between the photocathode and the electron multiplying part is reduced.

【0015】また、バルブを構成する側管、この側管の
下部外周に周設された気密溶接部およびステムの外周に
形成された気密溶接部は全て金属から形成されているこ
とにより、両気密溶接部がヘリウムアーク溶接または抵
抗溶接で気密溶着される。そのため、溶接時間が短縮さ
れて加熱量も抑制されるので、薄型の電子増倍部に光電
面が近接して配置されているにもかかわらず、光電面お
よび電子増倍部に被着されている反応性に富むアルカリ
金属の酸化等による劣化が防止される。
Further, since the side tube which constitutes the valve, the airtight welded portion formed on the outer periphery of the lower portion of the side tube and the airtight welded portion formed on the outer periphery of the stem are all made of metal, both airtight portions are formed. The weld is hermetically welded by helium arc welding or resistance welding. Therefore, since the welding time is shortened and the heating amount is suppressed, even though the photocathode is arranged close to the thin electron multiplying part, the photocathode and the electron multiplying part are not adhered. Deterioration due to oxidation of highly reactive alkali metal is prevented.

【0016】従って、光電子増倍管が薄型化されるの
で、放射線検出器を小型化することができる。そのた
め、環境放射線に対する遮蔽材が少量になるので、放射
線検出器を軽量化することもできる。
Therefore, since the photomultiplier tube is made thin, the radiation detector can be downsized. Therefore, the amount of the shielding material against environmental radiation is small, so that the weight of the radiation detector can be reduced.

【0017】さらに、シンチレータの出射面と光電子増
倍管の入射面との間にライトガイドを介在させることに
より、シンチレータから出射された蛍光はライトガイド
により集光されて光電子増倍管に入射される。そのた
め、検出される放射線に対するエネルギー分解能を向上
することができる。
Further, by interposing a light guide between the exit surface of the scintillator and the entrance surface of the photomultiplier tube, the fluorescence emitted from the scintillator is condensed by the light guide and enters the photomultiplier tube. It Therefore, the energy resolution with respect to the detected radiation can be improved.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明に係る実施例の構成および作用
について、図1ないし図3を参照して説明する。なお、
図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重
複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明
のものと必ずしも一致していない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure and operation of an embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In addition,
In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Further, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.

【0019】図1は、本発明の放射線検出器に係る第1
実施例の構成を示し、(a)は平面図、(b)は側面図
である。本発明の放射線検出器に係る第1実施例は、入
射された放射線に対して出射面から蛍光を出射するシン
チレータ1と、このシンチレータ1の出射面上に設置さ
れ、入射された蛍光に対応して電流を出力する3個の光
電子増倍管(PMT)2a、2b、2cとから構成され
ている。このシンチレータ1はNaI(Tl)から形成
され、直径約40mmの入射面および出射面を有し、軸
高約10mmの円柱型である。また、光電子増倍管2
a、2b、2cは直径約15.24mmの入射面を有
し、軸高約10mmの薄い円柱型であり、シンチレータ
1の出射面中心に対する同心円上にそれぞれ配設されて
いる。
FIG. 1 shows a first embodiment of the radiation detector of the present invention.
The structure of an Example is shown, (a) is a top view, (b) is a side view. The first embodiment of the radiation detector of the present invention corresponds to the scintillator 1 which emits fluorescence from the emission surface with respect to the incident radiation and the fluorescence which is installed on the emission surface of the scintillator 1 and is incident. It is composed of three photomultiplier tubes (PMT) 2a, 2b, and 2c that output a current. The scintillator 1 is made of NaI (Tl), has a diameter of about 40 mm for an incident surface and an exit surface, and has a cylindrical height of about 10 mm. In addition, the photomultiplier tube 2
Reference characters a, 2b, and 2c each have a light entrance surface with a diameter of about 15.24 mm, are thin columnar shapes with an axial height of about 10 mm, and are arranged concentrically with respect to the center of the exit surface of the scintillator 1.

【0020】なお、シンチレータ1の出射面において、
光電子増倍管2a、2b、2cで覆われていない部分
は、良好な光反射率を有するテフロン、アルミニウム薄
膜等の反射材や硫酸バリウム等を塗布された反射剤など
で被覆されている。また、シンチレータ1と光電子増倍
管2a、2b、2cとの接触面は、エポキシ系樹脂、シ
リコン系オイル等が塗布されており、両者は光学的に結
合されている。
On the emission surface of the scintillator 1,
The portions not covered with the photomultiplier tubes 2a, 2b, 2c are covered with a reflective material such as Teflon or an aluminum thin film having a good light reflectance, a reflective agent coated with barium sulfate or the like. The contact surface between the scintillator 1 and the photomultiplier tubes 2a, 2b, 2c is coated with epoxy resin, silicone oil or the like, and both are optically coupled.

【0021】図2は、本発明の放射線検出器に用いる光
電子増倍管の構成を示し、(a)は平面図、(b)は断
面側面図、(c)は底面図である。光電子増倍管2a、
2b、2cは、図示しない入射光を電子に変換する光電
面(光電陰極)15をバルブ(真空容器)10の内部上
面に被着され、光電面15から放出される光電子を増倍
する積層型ダイノードからなる電子増倍部18をバルブ
10に内設されている。この電子増倍部18は、2次元
マトリクス状または1次元アレイ状に配設されており、
各ダイノード内面には2次電子放出面が被着されてい
る。
2A and 2B show the construction of a photomultiplier tube used in the radiation detector of the present invention. FIG. 2A is a plan view, FIG. 2B is a sectional side view, and FIG. 2C is a bottom view. Photomultiplier tube 2a,
2b and 2c are laminated types in which a photocathode (photocathode) 15 for converting incident light into electrons (not shown) is attached to the inner upper surface of the bulb (vacuum container) 10 to multiply photoelectrons emitted from the photocathode 15. An electron multiplying unit 18 composed of a dynode is provided inside the valve 10. The electron multiplying units 18 are arranged in a two-dimensional matrix or a one-dimensional array,
The inner surface of each dynode is coated with a secondary electron emission surface.

【0022】また、バルブ10は、全部分が金属から形
成されて平面略円筒形を露呈した側管11と、この側管
11の開口を有する環形上部に内部下方から一体的に気
密融着されて下面に光電面15が被着された平面略円板
形で透明の受光面板13と、側管11の下端外周面に周
設されて外部軸径方向に張り出したフランジ型の気密溶
接部12と、ヘリウムアーク溶接または抵抗溶接により
気密溶接部12に気密融着された平面略円板形のステム
14とから構成されている。
Further, the valve 10 is integrally and airtightly fused to a ring-shaped upper portion having an opening of the side tube 11 and a side tube 11 which is formed of a metal and has a substantially cylindrical shape in plan view from below inside. And a transparent substantially light-receiving face plate 13 having a photocathode 15 attached to the lower surface thereof, and a flange-type hermetically welded portion 12 that is provided around the lower end outer peripheral surface of the side tube 11 and projects in the outer axial radial direction. And a stem 14 having a substantially disk-like plane that is airtightly fused to the airtight weld 12 by helium arc welding or resistance welding.

【0023】このステム14には、光電面15や電子増
倍部18を形成する各ダイノードに電圧を供給する複数
のピン16がテーパー状のハーメチックガラス19を介
して垂直に挿通して貫設され、かつ、底面略矩形に配列
されている。この複数のピン16の最上部には、アノー
ド電極20が水平に接続して載置されている。また、ス
テム14の中央には、垂下するフレアー付きで金属から
なる排気管17が抵抗溶接で融着して連設されており、
光電子増倍管2と図示しない真空ポンプ等からなる排気
系を連結している。さらに、ステム14の外周面には、
フランジ型の気密溶接部21が外部軸径方向に張り出し
て周設されており、側管11の気密溶接部12に位置決
めされた後にヘリウムアーク溶接または抵抗溶接で気密
溶着されている。
A plurality of pins 16 for supplying a voltage to the dynodes forming the photocathode 15 and the electron multiplying part 18 are vertically inserted through the stem 14 through the tapered hermetic glass 19. , And the bottom surfaces are arranged in a substantially rectangular shape. An anode electrode 20 is horizontally connected and placed on the uppermost part of the plurality of pins 16. Further, in the center of the stem 14, an exhaust pipe 17 made of metal with a hanging flare is fusion-bonded by resistance welding and continuously provided,
The photomultiplier tube 2 and an exhaust system including a vacuum pump (not shown) are connected. Furthermore, on the outer peripheral surface of the stem 14,
A flange-type airtight weld portion 21 is provided so as to project in the radial direction of the outer shaft, and is positioned in the airtight weld portion 12 of the side pipe 11 and then airtightly welded by helium arc welding or resistance welding.

【0024】なお、バルブ10は排気系に排気管17が
連結された後に、内部真空にされると共に、当該内部に
図示しないアルカリ金属蒸気が導入されて光電面15が
形成される。また、ハーメチックガラス19は耐電圧、
リーク電流を考慮して沿面をテーパー状とされている。
さらに、排気管17は光電子増倍管2の製造工程におけ
る最終段階で、冷間圧接で切断される。
After the exhaust pipe 17 is connected to the exhaust system, the bulb 10 is internally evacuated and an alkali metal vapor (not shown) is introduced into the interior thereof to form the photocathode 15. Further, the hermetic glass 19 has a withstand voltage,
The creepage surface is tapered in consideration of leakage current.
Further, the exhaust pipe 17 is cut by cold pressure welding at the final stage in the manufacturing process of the photomultiplier tube 2.

【0025】従って、光電子増倍管2の製造工程では、
まず、側管11の気密溶接部12にステム14の気密溶
接部21が位置決めされ、これら気密溶接部12、21
がヘリウムアーク溶接または抵抗溶接で気密溶着され
る。次に、排気系に排気管17が連結され、バルブ10
の内部が真空状態にされると共に、アルカリ金属蒸気が
当該内部に導入され、光電面15および電子増倍部18
の2次電子放出面が堆積されて活性化される。その後、
排気管17が排気系からピンチオフシールで切断され、
極力短縮される。
Therefore, in the manufacturing process of the photomultiplier tube 2,
First, the airtight welded portion 21 of the stem 14 is positioned at the airtight welded portion 12 of the side pipe 11, and these airtight welded portions 12, 21
Is airtightly welded by helium arc welding or resistance welding. Next, the exhaust pipe 17 is connected to the exhaust system, and the valve 10
The inside of the vacuum chamber is evacuated, and the alkali metal vapor is introduced into the inside of the vacuum chamber, and the photocathode 15 and the electron multiplier 18
The secondary electron emission surface of is deposited and activated. afterwards,
The exhaust pipe 17 is cut from the exhaust system with a pinch-off seal,
It is shortened as much as possible.

【0026】次に、上記第1実施例の作用を説明する。
放射線粒子がシンチレータ1の入射面に入射すると、そ
の度に蛍光が放射線粒子のエネルギーに比例した発光量
で発生して出射面から出射される。この蛍光は光電子増
倍管2a、2b、2cの入射面である受光面板13を透
過し、光電面15に入射する。そのため、その度に光電
面15から光電子が蛍光の強度に比例したエネルギーで
放出され、陰極である光電面15とアノード電極20と
の間に発生している電界により加速されて電子増倍部1
8に入射される。この電子増倍部18において、光電子
は第1ダイノードに入射し、多数の2次電子が放出され
る。続いて、これら2次電子は第2ダイノードに入射
し、新たな多数の2次電子が放出される。このような2
次電子放出効果をもたらす過程が次々に繰り返され、こ
れら電子が増倍されて電子増倍部18から出射される。
この結果、電子はアノード電極20に収集され、光電面
15からの光電子流に比例した出力信号として取り出さ
れる。従って、この出力信号は、入射した放射線粒子の
エネルギーに比例した大きさのパルスとして得られる。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
When the radiation particles are incident on the incident surface of the scintillator 1, fluorescence is generated with an emission amount proportional to the energy of the radiation particles and emitted from the emission surface. This fluorescence passes through the light-receiving face plate 13 which is the incident surface of the photomultiplier tubes 2a, 2b, 2c and enters the photocathode 15. Therefore, each time, photoelectrons are emitted from the photocathode 15 with energy proportional to the intensity of fluorescence, and are accelerated by the electric field generated between the photocathode 15 which is the cathode and the anode electrode 20, and the electron multiplying unit 1
It is incident on 8. In the electron multiplying section 18, photoelectrons enter the first dynode, and a large number of secondary electrons are emitted. Subsequently, these secondary electrons enter the second dynode, and a large number of new secondary electrons are emitted. 2 like this
The process of producing the secondary electron emission effect is repeated one after another, and these electrons are multiplied and emitted from the electron multiplying unit 18.
As a result, the electrons are collected in the anode electrode 20 and taken out as an output signal proportional to the photoelectron flow from the photocathode 15. Therefore, this output signal is obtained as a pulse whose magnitude is proportional to the energy of the incident radiation particle.

【0027】ここで、電子増倍部18は積層型ダイノー
ドからなることにより、光電面15から放出された光電
子を従来のような電極により加速および集束することな
く電子増倍部18に入射することができる。そのため、
電子増倍部18は薄型に形成されると共に、光電面15
と電子増倍部18との間隔は縮小化される。
Since the electron multiplying section 18 is formed of a laminated dynode, the photoelectrons emitted from the photocathode 15 can enter the electron multiplying section 18 without being accelerated and focused by the conventional electrodes. You can for that reason,
The electron multiplying part 18 is formed thin, and the photocathode 15 is formed.
The distance between the electron multiplying unit 18 and the electron multiplying unit 18 is reduced.

【0028】また、バルブ10を構成する側管11、こ
の側管11の下部外周に周設された気密溶接部12およ
びステム14の外周に形成された気密溶接部21は全て
金属から形成されていることにより、両気密溶接部1
2、21がヘリウムアーク溶接または抵抗溶接で気密溶
着される。そのため、溶接時間が短縮されて加熱量も抑
制されるので、薄型の電子増倍部18に光電面15が近
接して配置されているにもかかわらず、光電面15およ
び電子増倍部18に被着されている反応性に富むアルカ
リ金属の酸化等による劣化が防止される。
Further, the side tube 11 constituting the valve 10, the airtight welded portion 12 provided on the outer periphery of the lower portion of the side tube 11 and the airtight welded portion 21 formed on the outer periphery of the stem 14 are all made of metal. Both airtight welds 1
2, 21 are hermetically welded by helium arc welding or resistance welding. Therefore, since the welding time is shortened and the heating amount is also suppressed, the photocathode 15 and the electron multiplying part 18 are arranged close to each other even though the photocathode 15 is arranged close to the thin electron multiplying part 18. Deterioration of the deposited highly reactive alkali metal due to oxidation is prevented.

【0029】従って、光電子増倍管2が薄型化されるの
で、放射線検出器を小型化することができる。そのた
め、環境放射線に対する鉛等の遮蔽材が少量になるの
で、放射線検出器を軽量化することもできる。
Therefore, since the photomultiplier tube 2 is made thin, the radiation detector can be downsized. Therefore, the amount of the shielding material such as lead against the environmental radiation becomes small, and the weight of the radiation detector can be reduced.

【0030】図3は、本発明の放射線検出器に係る第2
実施例の構成を示し、(a)は平面図、(b)は側面図
である。本発明の放射線検出器に係る第2実施例は、入
射された放射線に対して出射面から蛍光を出射するシン
チレータ1と、このシンチレータ1の出射面上に設置さ
れ、入射された蛍光を集光して出射面から出射するライ
トガイド3と、このライトガイド3の出射面上に設置さ
れ、入射された蛍光に対応して電流を出力する3個の光
電子増倍管(PMT)2a、2b、2cとから構成され
ている。
FIG. 3 shows a second embodiment of the radiation detector of the present invention.
The structure of an Example is shown, (a) is a top view, (b) is a side view. The second embodiment of the radiation detector of the present invention is a scintillator 1 that emits fluorescence from an emission surface with respect to incident radiation, and is installed on the emission surface of this scintillator 1 to collect incident fluorescence. And a light guide 3 which is emitted from the emission surface, and three photomultiplier tubes (PMT) 2a, 2b which are installed on the emission surface of the light guide 3 and which output an electric current in response to the incident fluorescence. 2c.

【0031】なお、ライトガイド3の内部表面および出
射面の光電子増倍管2a、2b、2cで覆われていない
部分は、良好な光反射率を有するテフロン、アルミニウ
ム薄膜等の反射材や硫酸バリウム等を塗布された反射剤
などで被覆されている。また、シンチレータ1、ライト
ガイド3および光電子増倍管2a、2b、2cの接触面
は、エポキシ系樹脂、シリコン系オイル等が塗布されて
おり、両者は光学的に結合されている。また、これらシ
ンチレータ1および光電子増倍管2a、2b、2cは第
1実施例と同様に構成されている。
The inner surface and the emission surface of the light guide 3 which are not covered with the photomultiplier tubes 2a, 2b and 2c are made of Teflon or aluminum thin film having a good light reflectance, or barium sulfate. Etc. are coated with a reflecting agent or the like. The contact surfaces of the scintillator 1, the light guide 3, and the photomultiplier tubes 2a, 2b, 2c are coated with epoxy resin, silicone oil, etc., and both are optically coupled. Further, the scintillator 1 and the photomultiplier tubes 2a, 2b, 2c are configured similarly to the first embodiment.

【0032】次に、上記第2実施例の作用を説明する。
シンチレータ1の出射面と光電子増倍管2a、2b、2
cの入射面との間にライトガイド3を介在させることに
より、シンチレータ1から出射された蛍光はライトガイ
ド3により集光されて光電子増倍管2a、2b、2cに
入射される。そのため、検出される放射線に対するエネ
ルギー分解能を向上することができる。その他について
は、本実施例においても上記第1実施例とほぼ同様な作
用効果が得られる。
Next, the operation of the second embodiment will be described.
The emission surface of the scintillator 1 and the photomultiplier tubes 2a, 2b, 2
By interposing the light guide 3 between it and the incident surface of c, the fluorescence emitted from the scintillator 1 is condensed by the light guide 3 and is incident on the photomultiplier tubes 2a, 2b, 2c. Therefore, the energy resolution with respect to the detected radiation can be improved. In other respects, this embodiment can also obtain substantially the same operational effects as the first embodiment.

【0033】ここで、上記第1および第2実施例におい
て122keVのガンマ線を直径約40mmのシンチレ
ータに照射して得られた、光電子像倍管(PMT)の個
数を対応するエネルギー分解能を次に示す。
Here, the energy resolution corresponding to the number of photomultiplier tubes (PMT) obtained by irradiating the scintillator having a diameter of about 40 mm with gamma rays of 122 keV in the first and second embodiments is shown below. .

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】本発明は上記実施例に限られるものではな
く、種々の変形が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made.

【0036】例えば、上記諸実施例では、シンチレータ
としてNaI(Tl)を用いているのでγ線の測定に適
しているが、測定対象の放射線に対応して蛍光を発生す
るものを用いていることにより、同様な作用効果が得ら
れる。
For example, although NaI (Tl) is used as the scintillator in the above-mentioned embodiments, it is suitable for measuring γ-rays, but one that emits fluorescence in response to the radiation to be measured is used. According to the above, the same effect can be obtained.

【0037】また、上記諸実施例では、電子増倍部とし
て積層型ダイノードを用いているが、MCP(マイクロ
チャネルプレート)、半導体素子等を用いても同様な作
用効果が得られる。
Further, in the above-mentioned embodiments, the laminated dynode is used as the electron multiplying part, but the same operational effect can be obtained by using an MCP (micro channel plate), a semiconductor element or the like.

【0038】また、上記諸実施例では、光電子増倍管の
ハーメチックガラスをテーパー状にしているが、動作電
圧が低い場合には、フラット面とすることもでき、ガラ
スの直径を大きくすることもできる。
Further, in the above-mentioned embodiments, the hermetic glass of the photomultiplier tube is tapered, but when the operating voltage is low, the flat surface can be used and the diameter of the glass can be increased. it can.

【0039】また、上記諸実施例では、排気管17に連
結された排気系によりバルブ10内部が真空状態にされ
るが、光電面15や電子増倍部18の2次電子放出面の
形成後に、トランスフォアー装置を用いて真空中でイン
ジウムシールまたは抵抗溶接を行って気密溶接部12、
21を溶着することにより、排気管17を不要にするこ
とができる。
Further, in the above-mentioned embodiments, the inside of the valve 10 is evacuated by the exhaust system connected to the exhaust pipe 17, but after the photocathode 15 and the secondary electron emission surface of the electron multiplier 18 are formed. , Indium seal or resistance welding is performed in a vacuum using a transforer device to form an airtight welded portion 12,
By welding 21 the exhaust pipe 17 can be eliminated.

【0040】また、上記諸実施例で用いられているアノ
ード電極を、ステムに貫通して穿設された略矩形の取付
け孔に嵌着されたマルチアノードに置き換え、マルチア
ノードに縦横に配設されて垂直に装着された多数のアノ
ードピンから出力信号を取り出すことにより、位置検出
が可能となる。
Further, the anode electrodes used in the above-mentioned embodiments are replaced with a multi-anode fitted in a substantially rectangular mounting hole penetrating the stem and arranged vertically and horizontally. The position can be detected by extracting output signals from a large number of vertically mounted anode pins.

【0041】また、上記諸実施例では、受光面板を側管
の内部下方から気密融着しているが、上方から気密融着
することにより、光電面の有効面積を拡大することがで
きる。さらに、大気圧が側管の開口上部に受光面板を圧
着するように作用するので、圧着面積を縮小しつつバル
ブの信頼性を向上することができる。
Further, in the above-mentioned embodiments, the light-receiving face plate is airtightly fused from below the inside of the side tube, but the effective area of the photocathode can be enlarged by airtightly fused from above. Furthermore, since the atmospheric pressure acts to press the light receiving face plate onto the upper opening of the side tube, it is possible to improve the reliability of the valve while reducing the pressure contact area.

【0042】また、上記諸実施例では、受光面板を略円
板形としているが、側管の環形上部の開口を貫通して外
部に露呈して膨出形成された略半球形の突部を有する受
光面板を用いることにより、斜め方向の光をも反射する
ことなく容易に入射させることができる。
Further, in the above-mentioned embodiments, the light-receiving surface plate is formed into a substantially disc shape, but a substantially hemispherical projecting portion which is bulged by being exposed to the outside through the opening of the annular upper portion of the side tube is formed. By using the light-receiving face plate that is provided, light in an oblique direction can be easily incident without being reflected.

【0043】また、上記諸実施例では、ステムには複数
のピンがテーパー状のハーメチックガラスを介して垂直
に挿通して貫設され、かつ、底面略矩形に配列されてい
るが、ステムに貫通して穿設された略円板形の取付け孔
に大型な円板形のテーパー状のハーメチックガラスを嵌
着し、その底面周縁に複数のピンを直接挿通して貫設す
ることにより、部品点数を削減してコストダウンを図る
ことができる。
Further, in the above-mentioned embodiments, a plurality of pins are vertically inserted through the stem through the tapered hermetic glass, and are arranged in a substantially rectangular bottom face. By fitting a large disk-shaped tapered hermetic glass into the substantially disk-shaped mounting hole that was drilled through, and inserting multiple pins directly through the bottom edge of the disk, the number of parts can be increased. Can be reduced to reduce the cost.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、光電子増倍管が薄型であるので、環境放射線に対
する遮蔽材が少量になる。そのため、放射線検出器を小
型化かつ軽量化することができる。従って、携帯可能で
あり、特に身体に固定して使用可能な放射線検出器を提
供することができるという顕著な効果がある。
As described in detail above, according to the present invention, since the photomultiplier tube is thin, the amount of shielding material against environmental radiation is small. Therefore, the radiation detector can be reduced in size and weight. Therefore, there is a remarkable effect that it is possible to provide a radiation detector that is portable and can be fixed to the body and used.

【0045】また、本発明によれば、シンチレータの出
射面と光電子増倍管の入射面との間にライトガイドを介
在させているので、シンチレータから出射された蛍光は
ライトガイドにより集光されて光電子増倍管に入射され
る。そのため、検出される放射線に対するエネルギー分
解能を向上することが可能になるという顕著な効果があ
る。
Further, according to the present invention, since the light guide is interposed between the emission surface of the scintillator and the incidence surface of the photomultiplier tube, the fluorescence emitted from the scintillator is condensed by the light guide. It is incident on the photomultiplier tube. Therefore, there is a remarkable effect that the energy resolution with respect to the detected radiation can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の放射線検出器に係る第1実施例の構成
を示し、(a)は平面図、(b)は側面図である。
FIG. 1 shows a configuration of a first embodiment of a radiation detector of the present invention, (a) is a plan view and (b) is a side view.

【図2】本発明の放射線検出器に用いる光電子増倍管の
構成を示し、(a)は平面図、(b)は断面側面図、
(c)は底面図である。
2A and 2B show the structure of a photomultiplier tube used in the radiation detector of the present invention, FIG. 2A is a plan view, FIG. 2B is a sectional side view,
(C) is a bottom view.

【図3】本発明の放射線検出器に係る第2実施例の構成
を示し、(a)は平面図、(b)は側面図である。
FIG. 3 shows a configuration of a second embodiment of the radiation detector of the present invention, (a) is a plan view and (b) is a side view.

【図4】従来の放射線検出器の構成を示す斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a conventional radiation detector.

【図5】従来の放射線検出器に用いる光電子増倍管の構
成を示す断面側面図である。
FIG. 5 is a sectional side view showing a configuration of a photomultiplier tube used in a conventional radiation detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シンチレータ、2、4…光電子増倍管、3…ライト
ガイド、10…バルブ、11…側管、12、21…気密
溶接部、13…受光面板、14…ステム、15…光電
面、16…ピン、17…排気管、18…電子増倍部、1
9…ハーメチックガラス、20…アノード電極、21…
加速電極、22…集束電極。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scintillator 2, 4 ... Photomultiplier tube, 3 ... Light guide, 10 ... Bulb, 11 ... Side tube, 12, 21 ... Airtight welding part, 13 ... Light receiving face plate, 14 ... Stem, 15 ... Photoelectric surface, 16 ... pin, 17 ... exhaust pipe, 18 ... electron multiplier, 1
9 ... Hermetic glass, 20 ... Anode electrode, 21 ...
Accelerating electrode, 22 ... Focusing electrode.

フロントページの続き (72)発明者 久嶋 浩之 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ トニクス株式会社内Front page continuation (72) Inventor Hiroyuki Hisashima 1126-1 Nono, Hamamatsu, Shizuoka Prefecture 1 Hamamatsu Photonics Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射された放射線に対応して出射面から
蛍光を出射するシンチレータと、前記出射面上に設置さ
れ、入射された前記蛍光に対応して電流を出力する光電
子増倍管とを備える放射線検出器において、 前記光電子増倍管は、金属から形成されて略円筒型を露
呈してバルブを構成する側管と、この側管の上部開口に
気密融着されて光透過性を有する略円板形の受光面板
と、この受光面板の下面に被着され、前記蛍光を入射さ
れて光電子を放出する光電面と、前記バルブ内部に内設
され、前記光電子を増倍する積層型ダイノードからなる
電子増倍部と、前記側管の下部外周に周設されたフラン
ジ型の気密溶接部と、この気密溶接部に真空気密される
金属からなるフランジ型の気密溶接部を外周に有する略
円板形のステムと、このステムにそれぞれガラスを介し
て挿着され、前記光電面および前記電子増倍部に電圧を
供給する複数のピンとから構成され、薄型であることを
特徴とする放射線検出器。
1. A scintillator that emits fluorescence from an emission surface in response to incident radiation, and a photomultiplier tube that is installed on the emission surface and outputs a current corresponding to the incident fluorescence. In the radiation detector, the photomultiplier tube has a side tube formed of a metal and exposing a substantially cylindrical shape to form a valve, and a light transmissive material that is hermetically fused to an upper opening of the side tube. A substantially disc-shaped light-receiving surface plate, a photocathode that is attached to the lower surface of the light-receiving surface plate and that emits photoelectrons upon receiving the fluorescence, and a stacked dynode that is provided inside the bulb and that multiplies the photoelectrons. An electron multiplying part consisting of, a flange type airtight weld around the outer periphery of the lower part of the side tube, and a flange type airtight weld made of metal vacuum-sealed to the airtight weld on the outer periphery. Disc-shaped stem and this stem Is inserted through each of the glass, consists voltages and a plurality of pins for supplying to said photocathode and said electron multiplier section, radiation detector, which is a thin.
【請求項2】 入射された放射線に対応して第1の出射
面から蛍光を出射するシンチレータと、前記第1の出射
面上に設置され、入射された前記蛍光を集光して第2の
出射面から出射するライトガイドと、前記第2の出射面
上に設置され、入射された前記蛍光に対応して電流を出
力する光電子増倍管とを備える放射線検出器において、 前記光電子増倍管は、金属から形成されて略円筒型を露
呈してバルブを構成する側管と、この側管の上部開口に
気密融着されて光透過性を有する略円板形の受光面板
と、この受光面板の下面に被着され、前記蛍光を入射さ
れて光電子を放出する光電面と、前記バルブ内部に内設
され、前記光電子を増倍する積層型ダイノードからなる
電子増倍部と、前記側管の下部外周に周設されたフラン
ジ型の気密溶接部と、この気密溶接部に真空気密される
金属からなるフランジ型の気密溶接部を外周に有する略
円板形のステムと、このステムにそれぞれガラスを介し
て挿着され、前記光電面および前記電子増倍部に電圧を
供給する複数のピンとから構成され、薄型であることを
特徴とする放射線検出器。
2. A scintillator which emits fluorescence from a first emission surface in response to incident radiation, and a scintillator which is installed on the first emission surface and collects the incident fluorescence to generate a second emission light. A radiation detector comprising a light guide which is emitted from an emission surface and a photomultiplier tube which is installed on the second emission surface and which outputs an electric current in response to the incident fluorescence, wherein the photomultiplier tube is provided. Is a side tube that is made of a metal and exposes a substantially cylindrical shape to form a valve, a light receiving surface plate that is airtightly fused to the upper opening of the side tube and has a light transmitting property, and this light receiving surface. A photocathode that is attached to the lower surface of the face plate and that emits photoelectrons upon receiving the fluorescence, an electron multiplying unit that is provided inside the bulb and that includes a stacked dynode that multiplies the photoelectrons, and the side tube. With a flange type airtight weld around the lower part of the A substantially disk-shaped stem having a flange-type airtight weld made of metal that is vacuum-tightly sealed to the airtight weld, and a stem inserted into each of the stems via glass, and the photocathode and the electron multiplier are attached. A radiation detector characterized by comprising a plurality of pins for supplying a voltage to the section and being thin.
【請求項3】 前記光電子増倍管は、前記出射面上に複
数個設置されていることを特徴とする請求項1または請
求項2記載の放射線検出器。
3. The radiation detector according to claim 1, wherein a plurality of the photomultiplier tubes are installed on the emission surface.
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