JPH0682560A - γ線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】γ線の吸収線量を測定するγ線検出装置におい
て、同一個所の空間線量率を１台の検出器で、Ｇｙ対応
およびＳｖ対応の２種類のエネルギー特性に切換えて測
定できるγ線検出装置を提供する。 【構成】γ線を検出する検出器１とこの検出器１を覆う
エネルギーフィルター２、８とを備え、検出器１に対し
て移動可能なスライドリング３にエネルギーフィルター
８を装着する。スライドリング３は駆動部５と歯車４を
介して検出器１と結合し、駆動部５の回転に対応してス
ライドリング３を左右に移動させる。６は駆動部５の制
御回路で、Ｇｙ対応形およびＳｖ対応形の各々のエネル
ギー特性に対応した位置にエネルギーフィルター８（即
ち、スライドリング３の位置）を移動・停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所などで用
いられるγ線の吸収線量、および、線量当量を測定する
検出装置の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、放射線の固有な概念と拘わり
があるので、最初にそれを説明する。γ線を含めて、放
射線の場と、その場における人体を含む物質との相互作
用の大きさの評価基準に次の３つの概念がある。 １）当該の放射線の物理的な特質をとらえて表現する。
即ち、当該放射線の種類（質量、電荷の有無）と、エネ
ルギー、および、単位時間当たりの飛来個数をとらえて
記述する。

【０００３】２）照射線量、および、吸収線量；当該の
放射線の物質への影響の度合を物理的にとらえて表現す
る。この観点からの計測基準の一つがγ線の場を記述す
る照射線量であり、標準状態の空気（０℃、１気圧）を
代表物質とし、この空気単位質量中に入射したγ線によ
って生成した正負の電荷量で表し、単位に１C/kgを用い
る。

【０００４】また、評価物質を定め、この物質中で入射
した放射線が失うエネルギーをとらえて表現する吸収線
量なる基準も現用されている。吸収線量の単位は１J/kg
であり、固有単位名称としてＧｙ（グレイ）（＝J/kg）
が設定されている。物質と放射線との相互作用の様相は
物質によって異なるので、同一の放射線の場であって
も、評価基準物質が異なれば異る値となる。標準状態の
空気を基準物質とする空気吸収線量が常用され、空気吸
収線量は上記照射線量と下記の関係にある。

【０００５】空気吸収線量１Ｇｙ＝0.0295C/kg＝ 114.5
Ｒ (レントゲン) ３）線量当量 人体が被曝した放射線の量を、被曝した放射線によって
将来現れるであろう影響も見込んで、実際に人体が吸収
した放射線の量（エネルギー）に荷重係数を乗じた量を
基準とする線量当量あるいは実効線量当量なる概念の評
価基準が設定されている。

【０００６】上記の如く、線量当量は直接計測可能な物
理量ではなく、物理量である吸収線量に放射線の種類と
エネルギー特性に応じて定められた荷重係数を乗じて得
られる評価値であるが、荷重係数が無次元数であるの
で、線量当量の単位は吸収線量の単位と同じであり、固
有の名称としてＳｖ（シーベルト）（＝J/kg）が設定さ
れている。

【０００７】放射線による障害発生の防止・管理の立場
からγ線を計測する場合、放射線の量の測定が、施設周
辺の環境測定を目的とする場合は上記２）の観点からＧ
ｙの単位による評価が要求される例が多く、また、施設
内作業域での作業環境計測を目的とする場合は上記３）
の観点からＳｖの単位による測定が要求されることが多
い。

【０００８】次に、γ線の場の測定における有感物質
は、その場の強さに応じて空気以外の物質も使用され、
空気以外の物質が使用された検出器に入射した光子エネ
ルギーに対する感度特性は空気を基準とした特性とは異
なるものとなる。一般に密度の高い・原子番号の大きい
物質を有感物質として用い、高感度化を図った検出器で
は、低い光子エネルギー帯で感度が高くなる。

【０００９】このような低い光子エネルギー帯で感度が
高くなる検出素子を使用して、前記２）のＧｙ対応、ま
たは、３）のＳｖ対応の検出器を作る場合、低い光子エ
ネルギー帯（数十keV)での感度を抑圧するため、適当な
物質を検出器上に配置して、特性の調整を行っており、
従来は、上記のＧｙ対応の場合と、Ｓｖ対応の場合とで
は、異なるフィルターを配置して対応していた。

【００１０】次に、従来より実施されているγ線の吸収
線量、あるいは、線量当量を測定する検出装置の構成を
図２により説明する。図において、１はγ線を測定する
電離箱、あるいは、半導体検出器などの検出器、２はこ
の検出器に装着するエネルギーフィルターで、エネルギ
ーフィルターの材質（例えば、鉛）と板厚および検出器
の図示点線内部の有感領域Ｓに対する遮蔽率などを適宜
設定することにより、Ｇｙ対応、および、Ｓｖ対応の要
求に応じたエネルギー感度特性を実現している。図３に
吸収線量（Ｇｙ）および線量当量（Ｓｖ）による評価に
おいて検出装置に要求されるエネルギー感度特性を示
す。

【００１１】吸収線量（Ｇｙ）対応の検出装置において
は、上述のごとく、評価基準物質により異なる値となる
ため、標準状態の空気を基準物質とする空気吸収線量の
単位が用いられている。このときの検出器の相対感度は
ほぼ一定とされ、図３のＧｙ対応形に示されるように、
相対感度は平坦なエネルギー感度特性を示す。逆に、検
出器が空気以外の有感物質で構成されている場合、この
検出器は低い光子エネルギー帯（数十keV)での相対感度
が高い。従って、この検出器の周辺をエネルギーフィル
ターで覆い、低い光子エネルギー帯での感度を抑制し
て、光子エネルギーに対する検出装置の相対感度を平坦
にさせる。

【００１２】また、線量当量（Ｓｖ）対応の検出装置に
おいて、検出器が空気以外の有感物質で構成されている
場合、この検出器自身の低い光子エネルギー帯での相対
感度特性は、図３に示されるＳｖ対応形のエネルギー特
性よりやや高い特性を有するため、Ｇｙ対応形のエネル
ギーフィルターの場合よりも、軽度のフィルターです
む。

【００１３】電離箱、あるいは、半導体検出器などの検
出器の相対感度は検出器の側壁の物質とか、検出器内部
の有感物質が有するエネルギー吸収特性により、前記の
ように、低い光子エネルギー帯で高いピーク値を有す
る。検出器１にエネルギーフィルター２を装着すると、
エネルギーフィルター２は低い光子エネルギー帯でエネ
ルギー吸収が増大する。即ち、エネルギーフィルター２
の材質（例えば、鉛）と板厚および検出器の有感領域に
対する遮蔽率などを適宜設定することにより、外界から
飛来してきたγ線は、まず、エネルギーフィルター２で
吸収・減衰を受け、エネルギーフィルター２を透過した
光子エネルギーが検出器１で吸収・検出され、図３に示
すようなＧｙ対応形の検出装置、および、Ｓｖ対応形の
検出装置のエネルギー感度特性を実現している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】放射線モニタリングに
関して、国際放射線防護委員会の勧告ＩＣＲＰ２６によ
り実効線量当量が導入され、法律改正に伴う規則および
告示が１９８８・５に公布され、１９８９・４から施行
された。γ線検出器としては下記の２種類のエネルギー
感度特性を有するものが必要とされている。

【００１５】 （１）グレイ（Ｇｙ）対応形 〔空気吸収線量率〕 （２）シーベルト（Ｓｖ）対応形 〔１ｃｍ深部の線量
当量〕 （１）〔空気吸収線量率〕；自由空間中で荷電粒子平衡
が成り立つ場合の、照射線量当たりの空気の吸収線量で
あり、その単位はＧｙ（グレイ）である。 （２）〔１ｃｍ深部の線量当量〕；放射線被曝による確
率的影響の評価は、人体の種々の組織（臓器）により影
響を及ぼす度合いが異なる。この荷重を考慮した線量当
量が実効線量当量である。種々の条件で実効線量当量を
絶対的に決定することは困難であるので、放射線の単位
と測定に関する国際委員会(International Commission
on Radiation Unitsand Measurements) で、組織等価物
質で作られた直径３０ｃｍのＩＣＲＵ球ファントムの１
ｃｍ深部の線量当量を実効線量当量として採用すること
を定め、その単位にＳｖ（シーベルト）が用いられてい
る。

【００１６】従来の方式では、上記の（１）、（２）の
異なるエネルギー感度特性をもつ検出器として、各々、
異なるエネルギーフィルターを装着したγ線検出器を用
意する必要があった。本発明は上記の点にかんがみてな
されたものであり、その目的は前記した課題を解決し
て、１台のγ線検出器で、ＧｙおよびＳｖ対応のエネル
ギー感度特性を実現できるように構成されたγ線検出装
置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、γ線を検出する検出器と、この
検出器を覆うエネルギーフィルターと、を備えたγ線検
出装置に対して、エネルギーフィルターを検出器に対し
て移動して、検出器のエネルギー感度特性を補正する補
正手段を設けた。

【００１８】また、このエネルギー感度特性の補正手段
は、エネルギーフィルターを駆動する駆動部と、この駆
動部を制御する制御回路を備えるものとする。

【００１９】

【作用】上記構成により、同一の材質、板厚のエネルギ
ーフィルターを用いて、検出器の有感領域に対する遮蔽
率のみを変更することにより、Ｇｙ対応およびＳｖ対応
の２種類のエネルギー特性を実現する。今、検出器が空
気以外の有感物質で構成され、エネルギーフィルターを
有しない検出器の場合を考える。上述のごとく、この検
出器は低い光子エネルギー帯で吸収エネルギーが増大
し、その結果、その低い光子エネルギー帯で検出相対感
度が増大する。多くの場合、検出器の相対感度はＳｖ対
応形で示されるエネルギー特性よりも高いピーク値を有
する。

【００２０】次に、この検出器の有感領域全体に適切な
材質と板厚をもつエネルギーフィルターを装着すると、
光子エネルギーが低い帯域（検出器の相対感度が高い）
で、エネルギーフィルターによる吸収エネルギーが増大
し、検出器に入射する光子エネルギーは減衰される。即
ち、検出装置の相対感度はエネルギーフィルターにより
低減される。一方、光子エネルギーが高い所では放射線
はあまり吸収されず、エネルギーフィルターおよび検出
器も透過していく。この領域では検出装置の相対感度は
多少低下しても、殆ど変わらない。従って、適切な材質
と板厚のエネルギーフィルターを装着することによっ
て、Ｇｙ対応形で示される平坦なエネルギー特性、ない
しは、この低い光子エネルギー帯で相対感度が逆にやや
低い特性をうる。

【００２１】このような材質と板厚のエネルギーフィル
ターで検出器の有感領域をある割合（遮蔽率）で遮蔽す
ると、検出装置の光子エネルギーに対する相対感度は、
遮蔽率と、エネルギーフィルターを介さない場合のエネ
ルギー感度特性およびエネルギーフィルターを介した場
合のエネルギー感度特性により決まる。エネルギーフィ
ルターの遮蔽率が高いところでは平坦な特性、即ち、Ｇ
ｙ対応形の検出装置のエネルギー感度特性が、また、遮
蔽率が低いところではＳｖ対応形の検出装置のエネルギ
ー感度特性が実現する。

【００２２】本発明の手段により、外部からの信号に対
応してエネルギーフィルターを駆動し、エネルギーフィ
ルターによる検出器の有感領域に対する遮蔽率が、選択
されたエネルギー感度特性に対応した値となる位置まで
エネルギーフィルターを移動させることにより前記Ｇｙ
対応形、および、Ｓｖ対応形のエネルギー感度特性が実
現する。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の実施例の構成図を示すもので
あり、図２に対応する同一部材には同じ符号が付してあ
る。図１においては、１はγ線を検出する検出器であ
り、ここでは、電離箱が用いられる。２は検出器１の一
部を覆う固定式エネルギーフィルター、８は移動式エネ
ルギーフィルターで検出器１に対して移動可能なスライ
ドリング３に装着されている。スライドリング３は駆動
部５と歯車４を介して結合し、駆動部５の回転に対応し
てスライドリング３を左右に移動させる機構である。６
は駆動部５の制御回路で、Ｇｙ対応形とＳｖ対応形の各
々のエネルギー感度特性に対応した位置にエネルギーフ
ィルター８（即ち、スライドリング３の位置）を移動・
停止させるものであり、７はエネルギーフィルターの初
期位置を検知する位置センサである。

【００２４】上記構成において、本実施例では、固定式
エネルギーフィルター２と移動式エネルギーフィルター
８の材質と板厚は例えば同一ものを使用する。本実施例
においては、有感領域に対する遮蔽率を変更することに
より、Ｇｙ対応およびＳｖ対応の２種類のエネルギー感
度特性を実現することができる。即ち、Ｇｙ対応のエネ
ルギー感度特性は移動式エネルギーフィルター８を固定
式エネルギーフィルター２の方向に駆動して遮蔽率を高
くする。また、Ｓｖ対応のエネルギー感度特性は移動式
エネルギーフィルター８を逆方向に駆動して遮蔽率を低
くすればよい。図示の例では、位置センサ７でエネルギ
ーフィルターの初期位置（Ｓｖ対応の位置）を検知す
る。制御回路６に記憶された回転方向と回転数で駆動部
５を駆動し、ＧｙあるいはＳｖ対応の前記エネルギー感
度特性が得られる位置にエネルギーフィルター８を移動
させる。この場合は位置センサ７は１個で済む。

【００２５】また、位置センサ７を２個（Ｇｙ対応形と
Ｓｖ対応形の位置）設けて位置センサによって、Ｇｙ対
応形とＳｖ対応形の位置制御ができる。この制御方式で
は、直接位置がセンサの作動で制御されるため、位置制
御の安定性が期待できる。前述の如く、有感領域に対す
る遮蔽率を変更することにより、Ｇｙ対応およびＳｖ対
応の２種類のエネルギー感度特性を実現することができ
るので、例えば、固定式エネルギーフィルターと移動式
エネルギーフィルターの材質と板厚を変えても本質的な
問題ではない。

【００２６】更に、固定式エネルギーフィルター２は必
ずしも必要とはせず、移動式エネルギーフィルター８の
みで、移動式エネルギーフィルター８の位置を有感領域
に対して多く覆う様に構成しても上記特性を実現でき
る。また更には、固定式エネルギーフィルターと移動式
エネルギーフィルターが重なる部分を有しても同様に上
記特性が実現できる。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明の構成によれ
ば、同一個所の空間線量率を１台の検出器で２種類のエ
ネルギー感度特性を有するγ線検出装置を供給すること
ができる。また、駆動部とその制御回路を備えるもの
は、外部からの切換え信号により、２種類のエネルギー
感度特性を有する測定を切換えて行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成図

【図２】従来技術の要部構成図

【図３】Ｇｙ対応およびＳｖ対応の構造とエネルギー感
度特性の対応図

【符号の説明】

１ 検出器 ２ 固定式エネルギーフィルター ３ スライドリング ４ 歯車 ５ 駆動部 ６ 制御回路 ７ 位置センサ ８ 移動式エネルギーフィルター Ｓ 有感領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】γ線を検出する検出器と、 前記検出器を覆うエネルギーフィルターと、 を備えたγ線検出装置において、 前記エネルギーフィルターを前記検出器に対して移動し
   て、前記検出器のエネルギー感度特性を補正する補正手
   段を備えたことを特徴とするγ線検出器。
2. 【請求項２】請求項１に記載のγ線検出器において、 補正手段はエネルギーフィルターを駆動する駆動部と、
   この駆動部を制御する制御回路を備えたことを特徴とす
   るγ線検出装置。