JPH07306271A - 液体シンチレーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の液体シンチレーションカウンタを並列
使用する液体シンチレーションシステムにおいて、感度
の検出器間差を補正する。 【構成】 各液体シンチレーションカウンタ１０におい
て、マルチチャンネルアナライザ１２は検出器１１の出
力信号の波高分析を行い、試料のエネルギースペクトル
を求める。クェンチング演算部１３は、このエネルギー
スペクトルから試料のクェンチング指標を求める。補正
演算部１４は、求められたクェンチング指標に対応する
補正係数を補正係数曲線記憶部１５から読み出し、この
補正係数に基づいて、エネルギースペクトルの各チャン
ネルの計数値を補正する。補正係数曲線は、各液体シン
チレーションカウンタにおいて、予め同一の標準試料の
セットについて測定を行って作成しておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の検出器を並列使
用して測定を行う液体シンチレーションシステムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液体シンチレーションによる放射線測定
は、新薬開発のための代謝実験や、バイオ関連の実験、
放射線取扱施設の排水管理など、様々な分野に利用され
ている。

【０００３】この放射線測定は、液体シンチレーション
溶液中へ測定対象である試料を混ぜ、試料から発生する
放射線をシンチレータの発光としてとらえ、これを例え
ば光電子増倍管などで検出するものである。そして、そ
の検出結果、すなわちパルスカウント数などから試料の
放射能などが求められる。このような方法により放射線
測定を行う装置が、いわゆる液体シンチレーションカウ
ンタ（以下、カウンタと略する）である。

【０００４】液体シンチレーションによる放射線測定に
おいては、何万サンプルというような非常に多くの試料
を処理する場合も多く、このような場合においては、従
来より複数のカウンタを並列使用することにより、測定
処理の迅速化が図られていた。ここでは、このように複
数のカウンタを用いたシステムを液体シンチレーション
システムと呼ぶ。

【０００５】しかし、一般に放射線に対する感度は個々
のカウンタにより異なるため、同一試料を測定した場合
でも同じ測定結果（例えば、計数率）が得られるとは限
らない。そこで、従来の液体シンチレーションシステム
（以下、従来システムと呼ぶ）では、予め各カウンタに
固有の補正係数を求めておき、測定時には各カウンタに
おいて計数率をその補正係数によって補正することによ
り、カウンタごとの感度の差による測定結果のばらつき
を防止していた。すなわち、従来システムでは、まず実
際の測定作業に先立って予め同一試料を各カウンタで測
定し、基準となるカウンタを定め、他の各カウンタの補
正計数ｆ_k （k はカウンタの番号を示す）を次式に従っ
て求めていた。

【０００６】ｆ_k ＝ｃ₀ ／ｃ_k ここで、ｃ₀ は基準カウンタでの計数率、ｃ_k は他のカ
ウンタでの計数率である。そして、実際の測定作業時に
は、各カウンタにおいて測定された計数率にそのカウン
タの補正係数を乗じて補正を行っていた。従来システム
では、このようにして、各カウンタの計数率が基準カウ
ンタで測定した場合と同じ値となるように補正してい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液体シ
ンチレーションによる放射線測定には、クェンチングの
影響が大きな問題となる。クェンチングとは、シンチレ
ータの発光効率が悪くなったり発光が検出器に到達する
までに減衰したりすることにより、最終的に検出器の計
数効率が低下することをいう。このクェンチングは、液
体シンチレーション溶液中に試料を溶解する際に混入す
る不純物や試料自体の化学的性質や色などにより引き起
こされる。従って、クェンチングの程度は個々の試料ご
とに異なっているのが普通である。

【０００８】カウンタの感度すなわち計数効率は、測定
する試料のクェンチングの程度により変わり、同一のカ
ウンタであっても測定試料のクェンチングの程度が違え
ば計数効率が異なる。そして、このクェンチング程度の
変化に伴う計数効率の変化のパターンは、個々のカウン
タごとに異なる。従って、各カウンタの計数率を基準カ
ウンタの計数率に合わせるのに必要な補正の度合いは、
試料のクェンチングの程度に応じて異なってくる。すな
わち、各カウンタの補正係数は常に一定であるわけでは
なく、測定する試料のクェンチングの程度によって変え
る必要がある。従って、従来システムのように一定の補
正係数により補正を行っていると、正確な測定ができな
いという問題があった。

【０００９】この問題は、複数の液体シンチレーション
カウンタから構成される液体シンチレーションシステム
に限らず、１台の液体シンチレーションカウンタに複数
の検出器を設ける場合にも生じる問題である。

【００１０】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、複数の検出器を並列使用して測定を
行う場合において、様々なクェンチングの程度をもつ試
料を測定する際に、各検出器の計数率を自動的に正確に
補正することができる液体シンチレーションシステムを
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、複数の検出部を有する液体シンチレー
ションシステムにおいて、各検出部が、試料の計数率を
測定する計数率測定手段と、試料のクェンチング指標を
測定するクェンチング指標測定手段と、その検出部のク
ェンチング指標と補正係数との相関を示す補正係数曲線
を記憶する補正係数曲線記憶手段と、前記クェンチング
指標測定手段で求められたクェンチング指標に対応する
補正係数を前記補正係数曲線より読み出し、その補正係
数を用いて前記測定手段で求められた計数率を補正する
補正演算手段とを含むことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明は以上のような構成を有しており、各検
出部（例えば、液体シンチレーションカウンタ）は、そ
の検出部に固有の補正係数曲線を記憶した補正計数曲線
記憶手段を有している。この補正係数曲線は、試料のク
ェンチングの度合いを表すクェンチング指標と、その検
出部の補正係数との関係を表している。試料の測定を行
う場合、各検出部では、計数率測定手段で試料の計数率
を測定すると同時にクェンチング指標測定部によりその
試料のクェンチング指標を求める。そして、そのクェン
チング指標に対応する補正係数を補正係数曲線記憶手段
から読みだし、この補正係数により計数率測定手段から
得られた計数率を補正する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

【００１４】図１は、本発明に係る液体シンチレーショ
ンシステムの全体構成の一例を示すブロック図である。
図１において、カウンタ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１
０ｄは、中央データ処理装置２０に接続されている。中
央データ処理装置２０は、カウンタ１０ａ〜１０ｄから
得られた測定データについて、様々な演算処理を行う。
この例は、４台のカウンタを並列して使用するシステム
を示したものであるが、本発明は４台に限らず、複数の
カウンタを並列使用する場合に有効である。

【００１５】個々のカウンタの構成は図２に示される。
カウンタ１０において、光電子増倍管などから成る検出
器１１は、試料から発せられるシンチレーション光を電
気信号に変えて検出する。検出器１１で得られた電気信
号はマルチチャンネルアナライザ１２にて波高分析が行
われ、試料のエネルギースペクトルが求められる。

【００１６】マルチチャンネルアナライザ１２で求めら
れた試料のエネルギースペクトルは、クェンチング演算
部１３及び補正演算部１４に入力される。クェンチング
演算部１３では、エネルギースペクトルより試料のクェ
ンチングの程度を示すクェンチング指標を求める。そし
て、補正演算部１４は、クェンチング演算部１３で求め
られた試料のクェンチング指標に基づいて試料のエネル
ギースペクトルを補正する。すなわち、補正係数曲線記
憶部１５からクェンチング指標に対応する補正係数を読
み出し、その補正係数をエネルギースペクトルの各チャ
ンネルの計数値に乗じて補正を行う。補正係数曲線及び
具体的な補正の方法については後に詳述する。補正され
たエネルギースペクトルは、中央データ処理装置２０に
入力され、そこで種々の演算処理が行われる。

【００１７】本実施例において、クェンチング指標は、
外部標準線源チャンネル比法（ＥＳＣＲ法）やセルフコ
ンスタントチャンネル比法（ＳＣＣＲ法）などを用いて
求める。

【００１８】ＥＳＣＲ法は、¹³⁷ Ｃｓなどの外部標準線
源を試料の外側から照射し、その外部標準線源のγ線に
よってシンチレータ中に生じたコンプトン電子のエネル
ギースペクトルがクェンチングによって変化することを
利用して、試料のクェンチングの程度を調べる。図７に
示すように、試料にクェンチングの程度が大きくなる
と、試料中の放射性核種によるエネルギースペクトルと
外部標準線源のγ線によるコンプトンスペクトルは、と
もに低エネルギー側に変位する。ＥＳＣＲ法は、このよ
うなコンプトンスペクトルの変位からクェンチングの程
度を示す指標を求める。すなわち、本実施例では、図８
に示すようにコンプトンスペクトルの波高値ＬＬ〜∞に
おける総計数値を３：１に分割するチャンネル（波高
値）Ｒγを求め、次式、 ＥＳＣＲ値＝Ｋ・Ｒγ （Ｋは定数）・・・（１） によって求められるＥＳＣＲ値をクェンチングの程度を
示す指標として用いる。なお、ここで波高値ＬＬ（Ｌｏ
ｗｅｒ Ｌｅｖｅｌ）は検出器のノイズのレベルを示
し、このレベル以下の計数値はノイズによるものと考え
られるのでクェンチング指標の計算には用いない。

【００１９】従って、ＥＳＣＲ法によってクェンチング
指標を求める場合は、まず外部標準線源（図示しない）
を試料の近傍に配置して試料に対してγ線を照射し、こ
のγ線によるコンプトン電子によって生じるシンチレー
タの発光を検出器１１で検出する。そして、マルチチャ
ンネルアナライザ１２によってコンプトンスペクトルを
求め、このコンプトンスペクトルからクェンチング演算
部１３において上式（１）を用いてＥＳＣＲ値を求め
る。このＥＳＣＲ値をクェンチング指標として用いる。

【００２０】これに対して、ＳＣＣＲ法は、外部標準線
源を用いず、試料自体のエネルギースペクトルの変位か
らクェンチングの程度を求める。すなわち、図９に示す
ように、試料のエネルギースペクトルの波高値ＬＬ〜∞
における総計数値を３：１に分割するチャンネル（波高
値）Ｒβを求め、次式、 ＳＣＣＲ値＝Ｋ´・Ｒβ （Ｋ´は定数） によって求められるＳＣＣＲ値をクェンチング指標とし
て用いる。このように、ＳＣＣＲ法は、外部標準線源を
必要とせず、また通常の試料の放射線測定と同時にクェ
ンチング指標を求めることができる。

【００２１】クェンチング指標を求める方法には、この
他にも外部標準法（ＥＳＲ法）や試料チャンネル比法
（ＳＣＲ法）などがあるが、本発明は、これらどのよう
な方法で求められたクェンチング指標を用いることもで
きる。

【００２２】このように、本実施例では、マルチチャン
ネルアナライザ１２で得られたエネルギースペクトルに
基づいて、クェンチング演算部１３において前述のよう
な演算処理を行うことにより、試料のクェンチング指標
を決定する。

【００２３】次に、補正係数曲線について説明する。補
正係数曲線記憶部１５には、クェンチング指標と補正係
数との相関を示した補正係数曲線が記憶される。ここ
で、各カウンタの補正係数は、従来と同様、同一試料を
測定した場合における基準カウンタでの計数率とそのカ
ウンタでの計数率の比と定義する。ただし、本実施例に
おいて従来と異なる点は、この補正係数がクェンチング
指標の関数となっていることである。前述したように、
補正係数は、各カウンタごとに異なることはもちろん、
１つのカウンタについて常に一定したものではなく、測
定対象となる試料のクェンチングの程度によって変える
必要があった。そこで、本実施例では、このクェンチン
グの程度の変化に応じた補正係数の変化のパターンを求
め、それを補正係数曲線として各カウンタに記憶させて
いる。以下に、補正係数曲線の作成工程を説明する。

【００２４】補正係数曲線を作成するには、まず、クェ
ンチングの程度の異なる複数の標準試料を用意する。こ
のとき用意する標準試料の数は、要求される補正係数曲
線の精度に応じて決める。標準試料の数を多くすれば、
それだけ正確な補正係数曲線を得ることができる。

【００２５】これら標準試料は、まず基準カウンタに装
填され、それぞれ計数率が測定される。基準カウンタで
の作業の流れを図３に示す。基準カウンタでは、まず最
初の標準試料を装填し、その標準試料についての計数率
を測定する。このとき計数率としては、単位時間（例え
ば１分）あたりのマルチチャンネルアナライザ１２の各
チャンネルの計数値の総和を用いる。測定された計数率
は中央データ処理装置２０に記憶される。このようにし
て最初の標準試料についての計数率の測定が終わると、
標準試料を取り替え、次の標準試料について計数率の測
定及び記憶を行う。これを最後の標準試料まで繰り返
す。このようにして、すべての標準試料についての計数
率が中央データ処理装置２０に記憶される。

【００２６】基準カウンタでの測定作業が終わると、同
じ標準試料のセットを他のカウンタに移す。

【００２７】標準試料のセットを受け取ったカウンタ
（基準カウンタ以外）では、図４に示すような流れで作
業を行う。すなわち、標準試料を装填し、その標準試料
についてクェンチング指標Ｑと計数率Ｃを測定する。そ
して、その標準試料の基準液体シンチレーションカウン
タでの計数率Ｃ₀ を中央データ処理装置２０から読み出
し、次式に基づいて補正係数ｆを求める。

【００２８】ｆ＝Ｃ₀ ／Ｃ 求められた補正係数ｆは、その標準試料のクェンチング
指標Ｑとリンクしてそのカウンタの補正係数曲線記憶部
１５に記憶される。このとき、標準試料の装填の順序を
基準カウンタでの装填順序と同じにしておけば、基準カ
ウンタでの計数率Ｃ₀ の読み出しが容易になる。また、
各標準試料に識別番号を付して、その識別番号に応じて
計数率Ｃ₀ を読み出す構成としてもよい。

【００２９】この一連の作業をすべての標準試料につい
て繰り返す。このようにしてすべての標準試料について
補正係数を求め、クェンチング指標とそれに対応する補
正係数とを補正係数曲線記憶部１５に記憶する。ただ
し、用意した標準試料だけではクェンチング指標と補正
係数との関係を離散的にしか求められないので、それら
以外の部分については、標準試料から求められた結果に
対して補間を行うことによって求める。このようにして
補間により補正係数曲線が完成する。補間には最小二乗
法やスプライン関数を用いた手法などを用いることがで
きる。完成した補正係数曲線は補正係数曲線記憶部１５
に記憶される。

【００３０】このような作業を液体シンチレーションシ
ステムに含まれるすべてのカウンタについて行い、各カ
ウンタごとに補正係数曲線を作成する。

【００３１】図５は、このようにして求められた補正係
数曲線の一例である。この図には、図１に示した液体シ
ンチレーションシステムにおいて、カウンタ１０ａを基
準カウンタとした場合の他のカウンタ（１０ｂ〜１０
ｄ）の補正係数曲線が示されている。図５において、各
点はそれぞれの標準試料のクェンチング指標及び補正係
数をプロットしたものであり、補正係数曲線はそれら各
点を補間して求めている。この補正係数曲線は、テーブ
ルや近似式の形で補正係数曲線記憶部１５に記憶され
る。従って、クェンチング指標を与えれば、それに対応
する補正係数を求めることが可能となる。なお、図５に
はすべてのカウンタの補正係数曲線をまとめて示した
が、本実施例の場合、各カウンタの補正係数曲線記憶部
１５にはそのカウンタの補正係数曲線のみが記憶され
る。

【００３２】このような補正係数曲線の作成は、液体シ
ンチレーションシステムを初めて使用するときに行い、
以降、装置の経時的変化に対処するために、定期的に
（例えば半年ごとに）補正係数曲線の作り直しを行う。

【００３３】次に、このようにして求められた補正係数
曲線を用いた計数率の補正過程を含む、実際の測定の流
れを図６を参照して説明する。

【００３４】図６に示すように、まず各カウンタでは、
測定対象となる試料を装填し、クェンチング指標と計数
率の測定を行う。図２に示したカウンタの場合、クェン
チング指標は前述のＥＳＣＲ法等によりクェンチング演
算部１３で求められる。また計数率は、単位時間当たり
のマルチチャンネルアナライザ１２の全チャンネル計数
値の総和として求められる。

【００３５】そして、補正演算部１４では、求められた
クェンチング指標に対応する補正係数を補正係数曲線記
憶部１５より読み出し、測定された計数率にその補正係
数を乗じることにより補正を行う。補正された計数率
は、中央データ処理装置２０に出力され、そこでその補
正された計数率に基づいて種々のデータが求められる。
このように、本実施例によれば、試料のクェンチングの
程度に対応した補正係数を補正係数曲線から求め、その
補正係数で計数率の補正を行うことができるので、複数
のカウンタで測定を行う場合のカウンタ同士の機器間差
を補正することができる。

【００３６】なお、本実施例においては、複数の液体シ
ンチレーションカウンタを中央データ処理装置で統合し
て使用するシステムについて説明したが、これに限ら
ず、１台の液体シンチレーションカウンタに複数の検出
器が設けられるような場合にも本発明は有効である。

【００３７】また、本実施例においては、複数の液体シ
ンチレーションカウンタを中央データ処理装置で統合し
たが、中央データ処理装置を設けない場合にも、本発明
は適用可能である。この場合は、各液体シンチレーショ
ンカウンタを基準液体シンチレーションカウンタに直接
接続してデータのやり取りができるようにすればよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液体
シンチレーションシステムによれば、複数の検出部（例
えば液体シンチレーションカウンタ）同士の感度の機器
間差を、自動的にかつ測定する試料のクェンチングの程
度にかかわらず正確に補正することができるので、どの
検出部で測定しても、基準となる検出部で測定した場合
と同じ計数率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液体シンチレーションシステムの
全体構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る液体シンチレーションシステムの
液体シンチレーションカウンタの構成を説明するための
ブロック図である。

【図３】補正係数曲線作成工程のうち基準液体シンチレ
ーションカウンタでの作業工程を示すフローチャートで
ある。

【図４】補正係数曲線作成工程のうち基準液体シンチレ
ーションカウンタ以外の液体シンチレーションカウンタ
での作業工程を示すフローチャートである。

【図５】補正係数曲線の一例を説明するための図であ
る。

【図６】実際の測定時の各液体シンチレーションカウン
タの作業工程を示すフローチャートである。

【図７】クェンチングによるエネルギースペクトルの変
位を説明するための図である。

【図８】ＥＳＣＲ法によるクェンチング指標について説
明するための図である。

【図９】ＳＣＣＲ法によるクェンチング指標について説
明するための図である。

【符号の説明】

１０ 液体シンチレーションカウンタ １１ 検出器 １２ マルチチャンネルアナライザ １３ クェンチング演算部 １４ 補正演算部 １５ 補正係数曲線記憶部 ２０ 中央データ処理装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の検出部を有する液体シンチレーシ
   ョンシステムにおいて、 前記各検出部は、 試料の計数率を測定する計数率測定手段と、 試料のクェンチング指標を測定するクェンチング指標測
   定手段と、 その検出部のクェンチング指標と補正係数との相関を示
   す補正係数曲線を記憶する補正係数曲線記憶手段と、 前記クェンチング指標測定手段で求められたクェンチン
   グ指標に対応する補正係数を前記補正係数曲線より読み
   出し、その補正係数を用いて前記測定手段で求められた
   計数率を補正する補正演算手段と、 を含むことを特徴とする液体シンチレーションシステ
   ム。