JPH075266A - 電極間電圧の変動に伴う測定誤差を補正可能な比例計数管 - Google Patents

電極間電圧の変動に伴う測定誤差を補正可能な比例計数管

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JPH075266A
JPH075266A JP5143701A JP14370193A JPH075266A JP H075266 A JPH075266 A JP H075266A JP 5143701 A JP5143701 A JP 5143701A JP 14370193 A JP14370193 A JP 14370193A JP H075266 A JPH075266 A JP H075266A
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JP
Japan
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gas
voltage
anode
cathode
proportional counter
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JP5143701A
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Inventor
Masaki Nishimura
昌樹 西村
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比例計数管における電極管電圧の変化に起因
する測定誤差の減少。 【構成】 比例計数管において、陽極陰極間電圧をモニ
タする手段を設け、該モニタ結果に基づいて陽極陰極間
電圧の変動に起因する測定誤差をなくす。具体的な構成
の例は(i) ある時刻における入射X線フォトンエネルギ
ーを出力パルスとガス増幅率に基いて算出する際に、前
記モニタ手段によりモニタされたその時刻での電圧デー
タから求められたその時刻におけるガス増幅率を用い
る、(ii)モニタ結果に応じて陽極陰極間電圧が常に一定
になるように印加高電圧を制御する、(iii) ガス増幅率
は陽極陰極間電圧と共にガス圧力にも依存するので、モ
ニタ結果に応じて、ガス増幅率が一定となるように管内
のガス圧力を制御する、などである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はX線などの強度、エネル
ギーの測定等に用いられる比例計数管に関する。
【0002】
【従来の技術】比例計数管はX線によるガスの電離作用
を利用してX線の強度やエネルギーを検知する装置であ
る。図4に典型的な比例計数管の構成を模式的に示す。
図4において、内径25mm程の外側の金属円筒管Cを
陰極とし、その円筒の中心に直径50μm程度のタング
ステン芯線Aを張って陽極とする。両極間には1000
V〜2000Vの直流高圧を与える。陽極Aはコンデン
サを介してプリアンプへと接続されている。WはX線が
入射する窓である。円筒管内には通常ネオン、アルゴ
ン、クリプトン、キセノンなどの電離ガスとして用いら
れる希ガスを主体とし、メタン、二酸化炭素などのクエ
ンチングガスを加えたものを約1気圧で入れる。一例と
してはアルゴン90%、メタン10%の混合ガスを入れ
たものなどがある。管内のガスは密封されている場合が
多いが、ガスを一定圧力で流し続けるガスフロー型の比
例計数管もある。
【0003】測定時において窓WからX線フォトンが入
射すると、フォトンは希ガス原子に次々に衝突して該希
ガス原子を電離し、イオン電子対を生成していく。X線
フォトンはガス原子をイオン化するごとにエネルギーを
失っていき、ついには消滅するので、このようにして生
ずる1次イオン電子対の数は入射フォトンのエネルギー
に比例する。この1次電離により生じた電子は陽極陰極
間に印加された直流高圧による陽極付近の電場により加
速され、ガス原子と衝突することにより新たなイオン電
子対を生成する。この電子もさらに副次的なイオン電子
対を生成するという過程が次々起こることにより生成電
子は飛躍的に増幅されることになる(電子なだれ)。こ
れをガス増幅という。比例計数管の通常の動作状態では
X線フォトンにより直接生成された1次電子の数と電子
なだれにより最終的に生じた電子の数は比例する。
【0004】1次電子の数と最終的に生じた電子の数と
の比をガス増幅率と称し、比例計数管のガス増幅率Mは
次の実験式で与えられる。
【数1】 ここでVは印加電圧、aは陽極半径、bは陰極半径、P
はガス圧力を表わし、ΔV、Kはガスによって決まる定
数である。これよりガス増幅率Mは陽極陰極間電圧およ
びガス圧力に依存することがわかる。
【0005】生成した電子はすべて陽極Aに集められ、
コンデンサを介してアンプへ送られ最終的には電圧に変
換される。この電圧は入射したX線フォトンのエネルギ
ーに比例することになるので、ガス増幅率が正確にわか
ればアンプ出力電圧(出力パルス波高)からX線のエネ
ルギーが計算できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の比
例計数管では、入射X線の強度の変動などに伴ってガス
増幅率が変化してしまうことにより、アンプの出力電圧
から入射X線エネルギーを算出する際の誤差が大きくな
っていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の比例係数管は、
陽極陰極間電圧をモニタする手段を設け、該モニタ結果
に基づいて陽極陰極間電圧の変動に起因する測定誤差を
なくすものである。
【0008】
【作用】前述のように比例計数管においては、入射X線
フォトンのエネルギーに比例した電子が陽極に集めら
れ、1つのX線フォトンに対して1つのパルス電流とし
て出力される。X線強度(単位時間あたりのフォトン
数)が強くなると、生ずる平均フォトン電流が図4に示
す抵抗Rを流れて電圧降下を引き起すことによる陽極陰
極間の電圧変動が無視できなくなる。ガス増幅率は陽極
陰極間の電圧に依存するので、この結果ガス増幅率が変
動してしまい、誤差を生む一因となる。そこで本発明で
は陽極陰極間電圧、あるいは前記電圧降下量をモニタ
し、そのモニタ結果に基づいて誤差を補正する。本発明
の比例計数管では、上述のような平均フォトン電流の変
化にて起因するものだけでなく、その他の様々な原因に
よる電圧変動によって生ずる誤差を補正することができ
る。この補正は、例えば次のいずれかの方法で行なうこ
とができる、即ち、(i) ある時刻における入射X線フォ
トンエネルギーを出力パルスとガス増幅率に基いて算出
する際に、前記モニタ手段によりモニタされたその時刻
での電圧データから求められたその時刻におけるガス増
幅率を用いる、(ii)モニタ結果に応じて陽極陰極間電圧
が常に一定になるように印加高電圧を制御する、(iii)
ガス増幅率は陽極陰極間電圧と共にガス圧力にも依存す
るので、モニタ結果に応じて、ガス増幅率が一定となる
ように管内のガス圧力を制御する、などである。
【0009】
【実施例】以下図1〜図3を参照して本発明の実施例を
説明する。図1は本発明の第1の実施例の比例計数管を
模式的に示す。本実施例および以下の実施例において、
比例計数管本体の構成は上に図4に関連して説明した通
常の比例計数管と同様であるので説明を省略する。本実
施例は上に述べた(i) の方法により補正を行なうもので
ある。即ち、陽極Aと陰極Cとの間の電圧(陽極陰極間
電圧)Vを電圧モニタ手段1がリアルタイムで検出して
ガス増幅率演算手段3に出力する。ガス増幅率演算手段
3は該出力に基づき、前述の式1あるいはあらかじめ実
験により作成しておいた電極間電圧とガス増幅率との関
係を示すデータを用いて、その時点でのガス増幅率Mを
算出する。得られたガス増幅率は演算手段4に入力さ
れ、該演算手段4において、プリアンプ2から入力され
る電圧と合わせて演算処理されて入射X線エネルギー等
が算出される。
【0010】本実施例の比例計数管では、平均フォトン
電流の変化等により変動する可能性のある陽極陰極間電
圧Vをリアルタイムでモニターし、該モニタ結果に基づ
いてその時々でのガス増幅率を求め、それを用いて入射
X線エネルギー等を算出するので、陽極陰極間電圧の変
化によるガス増幅率変動の影響を受けない正確な測定が
可能になる。
【0011】続いて図2に示された本発明の第2の実施
例を説明する。本実施例は上に述べた(ii)の方法により
補正を行なうものである。本実施例の比例計数管は第1
実施例と同様の陽極陰極間電圧モニタ手段21を有す
る。該モニタ手段21により得られた陽極陰極間電圧V
のモニタ結果はリアルタイムで直流高圧制御手段22に
入力される。直流高圧制御手段22は入力されたデータ
Vをもとに、陽極Wと陰極Cとの間の電圧が所定の値V
0 となるようにフィードバック制御する。そしてプリア
ンプ23の出力電圧を、前記所定の電圧値V0 における
ガス増幅率M0 を用いて、不図示の演算手段により演算
処理して入射X線のエネルギー等を算出する。
【0012】この第2実施例の比例計数管では、平均フ
ォトン電流の変化等により変動する可能性のある陽極陰
極間電圧Vをリアルタイムでモニタし、該モニタ結果に
基づいて電極間電圧が一定値V0 となるようにフィード
バック制御しているため、電極間電圧の変化によるガス
増幅率の変動が生じず、X線のエネルギー等の正確な測
定ができる。
【0013】続いて図3に示された本発明の第3の実施
例を説明する。本実施例は上に述べた(iii) の方法によ
り補正を行なうものである。本実施例の比例計数管は第
1実施例と同様の陽極陰極間電圧モニタ手段31を有す
る。該モニタ手段31により得られた陽極陰極陰極間電
圧Vのモニタ結果はリアルタイムでガス増幅率制御演算
手段32に入力される。該ガス増幅率制御演算手段は入
力された電圧データVに基づき、その電圧値Vにおいて
ガス増幅率Mを所定値M0 とするようなガス圧Pの制御
値を算出してガス圧制御手段33に出力する。そのよう
なガス圧Pは、前述の式1により、あるいはあらかじめ
実験によりガス圧と電極間電圧とガス増幅率との関係を
示すデータを求めておくことにより算出できる。ガス圧
制御手段33は該制御値の入力を受けて、円筒管内のガ
ス圧を前記所定のガス増幅率M0を与える圧力値に制御
する。そしてプリアンプ34の出力電圧を、前記所定の
ガス増幅率M0 を用いて、不図示の演算手段により演算
処理して入射X線のエネルギー等を算出する。
【0014】この第3実施例の比例計数管では、平均フ
ォトン電流の変化等により変動する可能性のある陽極陰
極間電圧Vをリアルタイムでモニタし、モニタされた電
圧値に基づいて、円筒管内の圧力Pをその電圧値Vにお
いてガス増幅率Mを所定値M0 とするような圧力値に制
御しているため、ガス増幅率の変動が生じず、X線のエ
ネルギー等の正確な測定ができる。
【0015】
【発明の効果】以上のように、本発明の比例計数管は、
陽極陰極間電圧をモニタする手段を備え、そのモニタ結
果に基づいて電極間電圧の変動に起因する測定誤差をな
くす様にしたので、平均フォトン電流の変化などに影響
を受けずに正確な測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1実施例の比例計数管を図式的に示す
図。
【図2】本発明第2実施例の比例計数管を図式的に示す
図。
【図3】本発明第3実施例の比例計数管を図式的に示す
図。
【図4】従来の比例計数管を図式的に示す図。
【符号の説明】
A 陽極 C 陰極 W X線入射窓 1,21,31 電圧モニタ手段 2,23,34 プリアンプ 3 ガス増幅率演算手段 4 エネルギー演算手段 22 直流高圧制御手段(電圧制御手段) 32 ガス増幅率制御演算手段 33 ガス圧制御手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射X線によって電離される電離ガスを
    収容したガス室と、ガス室内に直流高電圧を印加するた
    めの陽極および陰極とを備え、入射した被検X線フォト
    ンにより電離ガスが電離して生じた1次電子および生じ
    た電子と電離ガス分子との衝突により2次的に発生した
    電子に応じた信号を出力する比例計数管において、陽極
    陰極間の電圧をモニタするモニタ手段と、該モニタ手段
    のモニタ結果に応じて陽極陰極間電圧の変動に起因する
    測定誤差を補正する補正手段を有することを特徴とする
    比例計数管。
  2. 【請求項2】 前記補正手段が前記モニタ手段からの陽
    極陰極間電圧データに基づいてその時点でのガス増幅率
    を算出するガス増幅率演算手段であることを特徴とする
    請求項1記載のガスフロー型比例計数管。
  3. 【請求項3】 前記ガス増幅率演算手段により算出され
    たその時点でのガス増幅率を用いて入射X線のエネルギ
    ーを演算するエネルギー演算手段を更に有することを特
    徴とする請求項2記載のガスフロー型比例計数管。
  4. 【請求項4】 前記補正手段が前記モニタ手段からの陽
    極陰極間電圧データに基づいて陽極陰極間電位が一定値
    となるようにフィードバック制御する電圧制御手段であ
    ることを特徴とする請求項1記載のガスフロー型比例計
    数管。
  5. 【請求項5】 前記陽極陰極間電位の一定値所定のガス
    増幅率を与える値であり、該所定のガス増幅率を用いて
    入射X線のエネルギーを演算するエネルギー演算手段を
    更に有することを特徴とする請求項4記載の比例計数
    管。
  6. 【請求項6】 前記補正手段が前記モニタ手段からの陽
    極陰極電圧データに基づき所定のガス増幅率を与えるガ
    ス圧力値を産出する増幅率制御演算手段と、前記電離ガ
    スの圧力を前記ガス圧力となるように制御するガス圧制
    御手段とを有することを特徴とする請求項1記載の比例
    計数管。
  7. 【請求項7】 前記所定のガス増幅率を用いて入射X線
    のエネルギーを演算するエネルギー演算手段を更に有す
    ることを特徴とする請求項6記載の比例計数管。
JP5143701A 1993-06-15 1993-06-15 電極間電圧の変動に伴う測定誤差を補正可能な比例計数管 Withdrawn JPH075266A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100917116B1 (ko) * 2007-06-11 2009-09-11 한국표준과학연구원 비례 계수기의 에너지 판별 준위에 의한 계수 손실 보정방법
CN102163063A (zh) * 2009-12-09 2011-08-24 中国辐射防护研究院 正比计数器的气压控制方法及新型闭气式正比计数器
WO2017199496A1 (ja) * 2016-05-18 2017-11-23 三菱電機株式会社 線量分布モニタおよび放射線照射システム
JP2021047210A (ja) * 2015-06-25 2021-03-25 ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシーGe−Hitachi Nuclear Energy Americas, Llc ガイガーミュラー放射線センサの監視および試験のための電子信号を提供するための方法、システムおよび装置

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