JPH08285946A - Position detection apparatus - Google Patents
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- JPH08285946A JPH08285946A JP9060695A JP9060695A JPH08285946A JP H08285946 A JPH08285946 A JP H08285946A JP 9060695 A JP9060695 A JP 9060695A JP 9060695 A JP9060695 A JP 9060695A JP H08285946 A JPH08285946 A JP H08285946A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ポジトロン（陽電子）
を検出するポジトロン検出装置に関する。The present invention relates to a positron (positron).
The present invention relates to a positron detection device for detecting.
【０００２】[0002]
【従来の技術】試料内のポジトロン核種の +β崩壊によ
って発生した +β線は、試料内の物質に含まれる電子ｅ
- と相互作用を起こして消滅する。この消滅の際には、
５１１ｋｅＶの消滅γ線が２本、互いに正反対の方向に
放出される。ポジトロン検出装置は、この５１１ｋｅＶ
の消滅γ線を検出することにより試料内のポジトロン核
種の量を測定する。このようなポジトロン核種には、例
えば原子力発電所などで発生する58Ｃｏ（コバルト５
８）や、ポジトロンＣＴにおいてポジトロン放射薬剤と
して用いられる11Ｃなどがある。2. Description of the Related Art + β rays generated by + β decay of positron nuclides in a sample are electrons e contained in a substance in the sample.
- and disappear cause interact with. When this disappears,
Two 511 keV annihilation γ-rays are emitted in opposite directions. The positron detector is 511 keV
The amount of positron nuclides in the sample is measured by detecting the annihilation γ-rays. Such positron nuclides include 58 Co (cobalt 5
8) and 11 C used as a positron radiopharmaceutical in positron CT.
【０００３】図６は、従来のポジトロン検出装置（以
下、従来装置と略す）の一例を示す図である。図に示す
ように、従来は、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを用いた
ウェル型のシンチレーション検出器で、試料から発せら
れる消滅γ線を検出していた。すなわち、従来は、ウェ
ル型シンチレータ１１０のウェル内に試料１００を配置
し、試料１００から発せられる消滅γ線をウェル型シン
チレータ１１０でシンチレーション光に変換し、このシ
ンチレーション光を光電子増倍管１１２で検出してい
た。そして、この光電子増倍管１１２の検出パルス信号
を増幅器１１４にて増幅し、この増幅された検出パルス
信号を波高弁別して、５１１ｋｅＶ前後の所定範囲（例
えば、４６０ｋｅＶ〜５６０ｋｅＶ）に含まれる検出パ
ルス信号のみを計測部１２０で計数していた。この計数
結果に基づき、試料のポジトロンについての放射能を求
めることができる。FIG. 6 is a diagram showing an example of a conventional positron detecting device (hereinafter, abbreviated as a conventional device). As shown in the figure, conventionally, a well-type scintillation detector using a NaI (Tl) scintillator has detected annihilation γ-rays emitted from a sample. That is, conventionally, the sample 100 is placed in the well of the well-type scintillator 110, the annihilation γ-rays emitted from the sample 100 are converted into scintillation light by the well-type scintillator 110, and this scintillation light is detected by the photomultiplier tube 112. Was. Then, the detection pulse signal of the photomultiplier tube 112 is amplified by the amplifier 114, the amplified detection pulse signal is discriminated by the pulse height, and the detection pulse signal included in a predetermined range around 511 keV (for example, 460 keV to 560 keV). Only the measuring unit 120 was counting only. Based on this counting result, the radioactivity of the positron of the sample can be obtained.
【０００４】図７は、試料内にポジトロン核種のみが含
まれる場合のエネルギースペクトルであり、横軸は放射
線のエネルギー（すなわち、検出パルスの波高値）、縦
軸は計数値である。図に示すように、ポジトロン核種の
エネルギースペクトルでは、５１１ｋｅＶにピークが現
れるため、この５１１ｋｅＶの前後の所定範囲に含まれ
る検出パルスを波高弁別により選び出し、これを計数す
ることにより、ポジトロン核種について精度のよい計数
を行うことができる。FIG. 7 is an energy spectrum when the sample contains only positron nuclides, the horizontal axis is the energy of radiation (that is, the peak value of the detection pulse), and the vertical axis is the count value. As shown in the figure, in the energy spectrum of the positron nuclide, a peak appears at 511 keV. Therefore, the detection pulse included in the predetermined range before and after this 511 keV is selected by the pulse height discrimination, and by counting this, the accuracy of the positron nuclide can be determined. Good counts can be made.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置では、試料内にポジトロン核種以外の妨害
核種が存在する場合には測定精度が低下するという問題
があった。However, in such a conventional apparatus, there is a problem that the measurement accuracy is lowered when the interfering nuclide other than the positron nuclide exists in the sample.
【０００６】すなわち、試料内に妨害核種が存在する
と、その妨害核種から発せられるγ線やこのγ線による
コンプトンγ線などにより、エネルギースペクトルにお
ける計数値が図８に示すように全体的にかさ上げされ
る。従って、従来装置で計数を行った場合、妨害核種に
よるγ線も同時に計数してしまうため、ポジトロン核種
に起因するγ線のみを正確に計数することができなかっ
た。That is, when an interfering nuclide is present in a sample, the count value in the energy spectrum is entirely raised by γ-rays emitted from the interfering nuclide and Compton γ-rays by the γ-ray as shown in FIG. To be done. Therefore, when counting with a conventional apparatus, γ-rays due to interfering nuclides are also counted at the same time, so that it is not possible to accurately count only γ-rays due to positron nuclides.
【０００７】例えば、ポジトロンＣＴで用いられるポジ
トロン核種は、ターゲット物質に加速器で加速した荷電
粒子を衝突させて生成するため、ターゲット物質に不純
物があると妨害核種ができる可能性があり、従ってこの
ようなポジトロン核種を用いた場合、従来装置ではポジ
トロンの放射能測定値の測定精度が低下していた。For example, the positron nuclide used in positron CT is produced by colliding a target material with charged particles accelerated by an accelerator, and therefore, there is a possibility that an interfering nuclide is generated if the target material has impurities. In the case of using such a positron nuclide, the measurement accuracy of the radioactivity measurement value of the positron was lowered in the conventional device.
【０００８】また、他の問題として、従来装置は、放射
能の測定範囲（ダイナミックレンジ）が狭いという問題
があった。例えば、核医学関係では、低レベル放射能か
ら高レベル放射能までかなり広い範囲の放射能を測定す
る必要があるが、従来装置のような単一検出器ではこの
ような広い測定範囲をカバーすることは極めて困難であ
った。As another problem, the conventional device has a problem that the measurement range (dynamic range) of radioactivity is narrow. For example, in the field of nuclear medicine, it is necessary to measure a fairly wide range of radioactivity from low level radioactivity to high level radioactivity, but a single detector such as a conventional device covers such a wide measurement range. It was extremely difficult.
【０００９】本発明は、前述の問題点を解決するために
なされたものであり、試料内に妨害核種が存在する場合
でもポジトロン核種の崩壊に起因する消滅γ線（５１１
ｋｅＶ）のみを正確に計数することができ、かつ広い測
定範囲をカバーすることができるポジトロン検出装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and even when interfering nuclides are present in a sample, annihilation γ rays (511) caused by the decay of positron nuclides
It is an object of the present invention to provide a positron detector capable of accurately counting only keV) and covering a wide measurement range.
【００１０】[0010]
【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、本発明に係るポジトロン検出装置は、複数の検出
部を有するポジトロン検出装置であって、各検出部が、
互いに対向する一対のシンチレーション検出器と、これ
ら一対のシンチレーション検出器の検出信号の同時計数
を行う同時計数回路と、を有し、前記シンチレーション
検出器の幾何学的効率が各検出部間で互いに異なること
を特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, a positron detection device according to the present invention is a positron detection device having a plurality of detection parts, each detection part comprising:
It has a pair of scintillation detectors facing each other, and a coincidence counting circuit for performing coincidence counting of detection signals of the pair of scintillation detectors, and the geometric efficiency of the scintillation detectors is different from each other between the respective detectors It is characterized by
【００１１】また、本発明に係るポジトロン検出装置
は、複数の検出部を有するポジトロン検出装置であっ
て、各検出部が、同じ容積のシンチレータ部を有し互い
に対向する一対のシンチレーション検出器と、これら一
対のシンチレーション検出器の検出信号の同時計数を行
う同時計数回路と、を有し、各検出部間で前記シンチレ
ータ部の容積がそれぞれ異なることを特徴とする。The positron detector according to the present invention is a positron detector having a plurality of detectors, each detector having a pair of scintillation detectors having scintillator portions of the same volume and facing each other. And a coincidence counting circuit that performs coincidence counting of detection signals of the pair of scintillation detectors, and the volumes of the scintillator units are different between the detection units.
【００１２】また、本発明に係るポジトロン検出装置
は、検出部の数が２個であって、小容積の方の各検出部
のシンチレータ部が、大容積の方の各検出部のシンチレ
ータ部の内部にそれぞれ組み込まれていることを特徴と
する。Further, in the positron detecting device according to the present invention, the number of detecting portions is two, and the scintillator portion of each detecting portion having a small volume is the scintillator portion of each detecting portion having a large volume. It is characterized by being incorporated in each inside.
【００１３】更に、本発明に係るポジトロン検出装置
は、所定の条件に基づき前記複数の検出部の同時計数結
果のうちの一つを自動的に選択して出力する出力選択部
を有することを特徴とする。Further, the positron detection device according to the present invention has an output selection section for automatically selecting and outputting one of the simultaneous counting results of the plurality of detection sections based on a predetermined condition. And
【００１４】[0014]
【作用】試料内のポジトロン核種の +β崩壊に起因する
５１１ｋｅＶの消滅γ線は、前述したように互いに正反
対の方向に２本放出される。従って、各検出部におい
て、互いに対向する一対のシンチレーション検出器の一
方が消滅γ線を検出した場合には、同時に他方のシンチ
レーション検出器がその消滅γ線と正反対方向に放出さ
れたもう１本の消滅γ線を検出する。一方、試料に含ま
れる妨害核種からの放射線はランダムに発生するため、
一対のシンチレーション検出器の両方に妨害核種からの
放射線が同時に入射する確率は極めて低い。従って、同
時計数回路によりこれら一対のシンチレーション検出器
の同時計数を行うことによって、ポジトロン核種の崩壊
による消滅γ線のみを精度よく検出できる。[Function] As described above, two 511 keV annihilation γ-rays caused by + β decay of the positron nuclide in the sample are emitted in mutually opposite directions. Therefore, in each detector, when one of the pair of scintillation detectors facing each other detects the annihilation γ-ray, the other scintillation detector simultaneously emits another annihilation γ-ray. Detect annihilation γ rays. On the other hand, radiation from interfering nuclides contained in the sample is generated randomly,
The probability that radiation from interfering nuclides will be simultaneously incident on both scintillation detectors is extremely low. Therefore, by performing the coincidence counting of the pair of scintillation detectors by the coincidence counting circuit, only the annihilation γ-rays due to the decay of the positron nuclide can be accurately detected.
【００１５】更に、本発明では、各検出部ごとにシンチ
レーション検出器の幾何学的効率が異なっているので、
各検出部ごとに放射線に対する効率が異なる。従って、
試料の放射能が弱い場合は効率の高い検出部の計数結果
を採用し、試料の放射能が高い場合には効率の低い検出
部の計数結果を採用すれば、広い測定範囲にわたって、
精度の高い測定を行うことができる。Further, in the present invention, since the geometric efficiency of the scintillation detector is different for each detector,
The efficiency with respect to radiation differs for each detection unit. Therefore,
If the radioactivity of the sample is weak, adopt the counting result of the detection unit with high efficiency, and if the radioactivity of the sample is high, adopt the counting result of the detection unit with low efficiency.
Highly accurate measurement can be performed.
【００１６】ここで、シンチレーション検出器のシンチ
レータを各検出部ごとにそれぞれ異なった容積とするこ
とにより、各検出部をそれぞれ異なった幾何学的効率と
することができる。Here, by making the scintillator of the scintillation detector have a different volume for each detection section, each detection section can have different geometric efficiency.
【００１７】また、検出部を２つ設ける構成とした場合
において、小容積検出器のシンチレータ部を大容積検出
器のシンチレータ部内部に組み込む構成とすれば、幾何
学的な配置構成からいって大容積検出器の幾何学的効率
を大きくとることができ、感度を向上させることができ
る。Further, in the case where two detecting parts are provided, if the scintillator part of the small volume detector is incorporated inside the scintillator part of the large volume detector, it is largely geometrically arranged. The geometrical efficiency of the volume detector can be increased and the sensitivity can be improved.
【００１８】また、本発明では、出力選択部が、所定の
条件に基いて複数の検出部の同時計数結果から１つを自
動的に選択して出力する。これにより、試料の放射能の
レベルに応じて最も適切な検出部の計数結果を得ること
ができる。Further, in the present invention, the output selection section automatically selects and outputs one of the simultaneous counting results of the plurality of detection sections based on a predetermined condition. This makes it possible to obtain the most appropriate counting result of the detection unit according to the level of radioactivity of the sample.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明に係るポジトロン検出装置の一
実施例を図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the positron detector according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２０】図１は、本発明に係るポジトロン検出装置
の好適な実施例を示す概略図である。図に示すように、
本実施例の装置は、シンチレーション検出器１０ａ及び
１０ｂから同時計数回路１６までに至る第１の検出部
と、シンチレーション検出器２０ａ及び２０ｂから同時
計数回路２６までに至る第２の検出部との２つの検出部
を含んでいる。FIG. 1 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of the positron detector according to the present invention. As shown in the figure,
The apparatus according to the present embodiment includes a first detection unit that extends from the scintillation detectors 10a and 10b to the coincidence counting circuit 16 and a second detection unit that extends from the scintillation detectors 20a and 20b to the coincidence counting circuit 26. Includes two detectors.
【００２１】第１の検出部において、２つのシンチレー
ション検出器１０ａ及び１０ｂは、試料１００を挟んで
互いに対向する位置に設けられている。各シンチレーシ
ョン検出器１０は、大容積シンチレータ部１１と光電子
増倍管１２とから構成される。光電子増倍管１２ａ及び
１２ｂは、それぞれ増幅器（ＡＭＰ）１４ａ及び１４ｂ
に接続され、更にＡＭＰ１４ａ及び１４ｂは、同時計数
回路１６に接続されている。同時計数回路１６の出力
は、計測制御部３０に入力される。In the first detector, the two scintillation detectors 10a and 10b are provided at positions facing each other with the sample 100 interposed therebetween. Each scintillation detector 10 includes a large volume scintillator section 11 and a photomultiplier tube 12. The photomultiplier tubes 12a and 12b are amplifiers (AMP) 14a and 14b, respectively.
Further, the AMPs 14a and 14b are connected to the coincidence counting circuit 16. The output of the coincidence counting circuit 16 is input to the measurement control unit 30.
【００２２】このような構成により、以下のようにして
ポジトロン核種の放射能測定が行われる。すなわち、試
料１００内のポジトロン核種の崩壊に起因して発生する
２本の消滅γ線は、互いに正反対の方向に向かって放出
されるので、一方のシンチレーション検出器（１０ａ又
は１０ｂ）によって検出される場合には必ずもう一方の
シンチレーション検出器（１０ｂ又は１０ａ）でも検出
される。一方、試料内にある妨害核種からのγ線やバッ
クグラウンドγ線は、ランダムに発生するため、それら
が両シンチレーション検出器１０ａ及び１０ｂによって
同時に検出される確率は極めて低い。従って、図３に示
すように各シンチレーション検出器１０ａ及び１０ｂの
検出信号に妨害核種やバックグラウンドに起因するパル
スが存在していたとしても、同時計数回路１６によって
シンチレーション検出器１０ａ及び１０ｂの検出信号の
同時計数を行うことにより、ポジトロン核種に由来する
検出パルスのみを高精度に選択計数することができる。With this structure, the radioactivity of the positron nuclide is measured as follows. That is, the two annihilation γ-rays generated due to the decay of the positron nuclide in the sample 100 are emitted in the directions opposite to each other, and thus are detected by one scintillation detector (10a or 10b). In some cases, it is always detected by the other scintillation detector (10b or 10a). On the other hand, the γ-rays and background γ-rays from the interfering nuclides in the sample are randomly generated, and therefore the probability that they are simultaneously detected by both scintillation detectors 10a and 10b is extremely low. Therefore, as shown in FIG. 3, even if the detection signals of the scintillation detectors 10a and 10b have a pulse due to an interfering nuclide or background, the coincidence counting circuit 16 detects the detection signals of the scintillation detectors 10a and 10b. It is possible to select and count only the detection pulses derived from the positron nuclide with high accuracy by performing the simultaneous counting of.
【００２３】第２の検出部は、各シンチレーション検出
器２０ａ及び２０ｂのシンチレータ部２１ａ及び２１ｂ
の容積が異なることを除き、基本的な構成は第１の検出
部と全く同様である。従って、第２の検出部でも、ポジ
トロン核種に由来する検出パルスを高精度に計数するこ
とができる。なお、本実施例では、第２の検出部のシン
チレータ部２１ａ及び２１ｂは、第１の検出部のシンチ
レータ部１１ａ及び１１ｂに設けられた挿入孔にそれぞ
れ挿入固定されている。なお、シンチレータ部１１ａ及
び１１ｂは、挿入孔の部分も含め、その内面に反射体の
層が形成されているため、シンチレータ部１１ａ及び１
１ｂで発生したシンチレーション光がそれぞれ確実にＰ
ＭＴ１２ａ及び１２ｂに入射し、シンチレーション検出
器２０ａ及び２０ｂには混入しない構成となっている。
もちろん、シンチレータ２１ａ及び２１ｂで発生したシ
ンチレーション光も、シンチレーション検出器１０ａ及
び１０ｂに混入しない。The second detecting section is the scintillator section 21a and 21b of each scintillation detector 20a and 20b.
The basic configuration is exactly the same as that of the first detection unit, except that the volumes are different. Therefore, the second detection unit can also count the detection pulses derived from the positron nuclide with high accuracy. In the present embodiment, the scintillator portions 21a and 21b of the second detector are inserted and fixed in the insertion holes provided in the scintillator portions 11a and 11b of the first detector, respectively. Since the scintillator portions 11a and 11b have a reflector layer formed on the inner surface thereof including the insertion hole portion, the scintillator portions 11a and 1b are formed.
The scintillation light generated in 1b is surely P
It is configured such that it enters the MTs 12a and 12b and is not mixed in the scintillation detectors 20a and 20b.
Of course, the scintillation light generated by the scintillators 21a and 21b does not enter the scintillation detectors 10a and 10b.
【００２４】さて、本実施例において、シンチレータ部
（１１又は２１）の容積の異なる２つの検出部を設けた
のは次のような理由からである。In the present embodiment, the two detectors having different volumes of the scintillator portion (11 or 21) are provided for the following reason.
【００２５】すなわち、シンチレーションを用いた計数
測定において精度のよい測定が行えるのは、電子回路系
の回復時間などの制約のため、一般に１００ｋｃｐｓ程
度までとされている。従って、感度（計数効率）の高い
検出部で高レベルの放射能を有する試料を測定すると、
パルスの数え落としが生じてしまい、計数値の精度が低
下する。That is, in the counting measurement using scintillation, accurate measurement can be generally performed up to about 100 kcps due to the restriction of the recovery time of the electronic circuit system. Therefore, when measuring a sample having a high level of radioactivity with a detector with high sensitivity (counting efficiency),
Counting of the pulses will occur and the accuracy of the count value will decrease.
【００２６】例えば、大容積のシンチレータ部を有する
シンチレーション検出器（以下、「大容積検出器」と略
す）１０ａ又は１０ｂ１個の入射γ線に対する幾何学的
効率を３０％とした場合、ポジトロン核種崩壊による消
滅γ線は必ず正反対方向に２本放出されるため、各シン
チレーション検出器（１０ａ又は１０ｂ）がポジトロン
核種の１崩壊を検出する効率（幾何学的効率）は６０％
となる。すなわち、ポジトロン核種が崩壊した場合、そ
の崩壊により生じた消滅γ線は、６０％の確率で一方の
シンチレーション検出器（１０ａ又は１０ｂ）に入射す
る。同時計数を行った場合の効率は個々の検出器の効率
の２乗となるので、本実施例において大容積検出器を用
いた第１の検出部の検出効率は最大３６％程度となる。
前述した１００ｋｃｐｓの計数率上限は、３６％の検出
効率の場合では約２．８×１０5Ｂｑの放射能に相当す
るので、第１の検出部で約２．８×１０5 Ｂｑを超える
放射能を有する試料を測定すると、パルスの数え落とし
が生じるため、測定される計数値が真の値よりも低くな
る。この場合、その計数値に基づき求める放射能（Ｂｑ
値又はｄｐｍ値など）の精度は低下する。つまり、図４
に示すように、試料の実際の放射能値が約２．８×１０
5 Ｂｑを超えた場合は、試料の実際の放射能値に対する
測定放射能値の直線性が損なわれてしまう。ところが、
核医学関係では、最大約７．４×１０9 Ｂｑの放射能を
測定する必要があり、大容積検出器を用いた第１の検出
部は、そのような比較的高レベルの放射能に対しては測
定精度が極めて低くなる。For example, when the scintillation detector 10 a or 10 b having a large-volume scintillator section (hereinafter abbreviated as “large-volume detector”) has a geometric efficiency of 30% for one incident γ ray, positron nuclide decay Since two annihilation γ-rays are always emitted in opposite directions, the efficiency (geometric efficiency) of each scintillation detector (10a or 10b) detecting one decay of a positron nuclide is 60%.
Becomes That is, when the positron nuclide decays, the annihilation γ-ray generated by the decay is incident on one scintillation detector (10a or 10b) with a probability of 60%. Since the efficiency when the simultaneous counting is performed is the square of the efficiency of each detector, the maximum detection efficiency of the first detector using the large volume detector in this embodiment is about 36%.
Since the upper limit of the count rate of 100 kcps corresponds to the radioactivity of about 2.8 × 10 5 Bq in the case of the detection efficiency of 36%, the first detection unit emits radiation exceeding about 2.8 × 10 5 Bq. When a sample having the ability is measured, counting of the pulses occurs, so that the measured count value becomes lower than the true value. In this case, the radioactivity (Bq
The accuracy of values or dpm values, etc.) is reduced. That is, FIG.
As shown in, the actual radioactivity value of the sample is about 2.8 × 10.
When it exceeds 5 Bq, the linearity of the measured radioactivity value with respect to the actual radioactivity value of the sample is impaired. However,
In nuclear medicine, it is necessary to measure the maximum radioactivity of about 7.4 × 10 9 Bq, and the first detection section using the large volume detector can detect such a relatively high level of radioactivity. The measurement accuracy will be extremely low.
【００２７】そこで、本実施例は、小容積のシンチレー
タ部を用いたシンチレーション検出器（以下、「小容積
検出器」と略す）２０ａ及び２０ｂを用いた第２の検出
部を更に設けることにより、比較的高レベルの放射能を
有する試料に対して対応可能となっている。Therefore, in the present embodiment, by further providing a second detection section using scintillation detectors (hereinafter abbreviated as "small volume detector") 20a and 20b using a small volume scintillator section, It is possible to handle samples with relatively high levels of radioactivity.
【００２８】すなわち、例えば前述の例（大容積検出器
の幾何学的効率が３０％の例）に則して言えば、小容積
検出器２０ａ及び２０ｂの幾何学的効率が、例えば大容
積検出器の１／２００となるように、シンチレータ部２
１ａ及び２１ｂの体積、及び小容積検出器２０ａ及び２
０ｂ自体の配置位置を設計しておくことにより、第２の
検出部の検出効率は最大９×１０-6程度となる。この検
出効率においては、前述した１００ｋｃｐｓの計数率上
限は１．１×１０10Ｂｑの放射能に相当する。従って、
小容積検出器を用いた第２の検出部は、核医学関係で用
いられる上限レベル付近の放射能に対応することができ
る。That is, for example, according to the above-mentioned example (example in which the geometrical efficiency of the large volume detector is 30%), the geometrical efficiency of the small volume detectors 20a and 20b is, for example, large volume detection. Scintillator unit 2 to be 1/200 of the vessel
Volumes 1a and 21b, and small volume detectors 20a and 2
By designing the arrangement position of 0b itself, the detection efficiency of the second detection unit becomes about 9 × 10 −6 at maximum. In this detection efficiency, the upper limit of the count rate of 100 kcps corresponds to the radioactivity of 1.1 × 10 10 Bq. Therefore,
The second detector using the small volume detector can deal with radioactivity near the upper limit level used in nuclear medicine.
【００２９】このように、本実施例は、大容積検出器
（１０ａ及び１０ｂ）を用いた第１の検出部と小容積検
出器（２０ａ及び２０ｂ）を用いた第２の検出部の２つ
の検出部を用いることにより、広い測定範囲にわたって
精度よく測定が行える。すなわち、本実施例によれば、
２つの検出部を組み合わせることにより、図５に示すよ
うに１０10Ｂｑ付近まで測定値の直線性が維持すること
ができ、第１の検出部の検出限界を超える放射能レベル
については第２の検出部の測定結果を採用することによ
り、精度の良い測定値を求めることができる。As described above, in this embodiment, there are two detectors, the first detector using the large volume detectors (10a and 10b) and the second detector using the small volume detectors (20a and 20b). By using the detection unit, accurate measurement can be performed over a wide measurement range. That is, according to the present embodiment,
By combining the two detectors, the linearity of the measured value can be maintained up to around 10 10 Bq as shown in FIG. 5, and the radioactivity level exceeding the detection limit of the first detector is By adopting the measurement result of the detection unit, it is possible to obtain an accurate measurement value.
【００３０】つまり、本実施例では、低レベルから高レ
ベルにわたる広い測定範囲において適切な測定結果を得
るために、計測制御部３０が、第１の検出部についての
測定値と第２の検出部についての測定値のうち適切な方
を自動的に選択して出力する。具体的に言えば、計測制
御部３０において、第１の（すなわち大容積の）検出部
に対し検出限界（要求される精度を保ちつつ測定するこ
とができる最大の放射能）に対応した閾値（図５の例で
は、例えば１×１０5 付近の値）を設定しておく。そし
て、計測制御部３０は、第１の検出部の測定値がその閾
値を超えるまではその第１の検出部の測定値を測定放射
能値として出力し、第１の検出部の測定値がその閾値を
超えた場合は、第２の（すなわち小容積の）検出部の測
定値を測定放射能値として出力する。That is, in this embodiment, in order to obtain an appropriate measurement result in a wide measurement range from a low level to a high level, the measurement control section 30 causes the measurement value of the first detection section and the second detection section to be measured. The appropriate one of the measured values of is automatically selected and output. Specifically, in the measurement control unit 30, the threshold value (the maximum radioactivity that can be measured while maintaining the required accuracy) for the first (that is, large volume) detection unit ( In the example of FIG. 5, for example, a value around 1 × 10 5 ) is set. Then, the measurement control unit 30 outputs the measurement value of the first detection unit as the measured radioactivity value until the measurement value of the first detection unit exceeds the threshold value, and the measurement value of the first detection unit is When the threshold is exceeded, the measured value of the second (that is, small volume) detector is output as the measured radioactivity value.
【００３１】このように、計測制御部３０において、各
検出部の計数値のうち最適なものを採用する構成とする
ことにより、広い測定範囲にわたって、測定精度の要求
を満たした正確かつ精密な測定結果（放射能値）を得る
ことができる。As described above, the measurement control unit 30 is configured to adopt the optimum one among the count values of the respective detection units, so that accurate and precise measurement satisfying the requirement of measurement accuracy over a wide measurement range. The result (radioactivity value) can be obtained.
【００３２】なお、本実施例では、第２の検出部のシン
チレータ部２１ａ及び２１ｂが、第１の検出部のシンチ
レータ部１１ａ及び１１ｂにそれぞれ挿入固定されてい
るため、第１の検出部の検出効率（感度）を高くとるこ
とができる。すなわち、小容積のシンチレータ部２１を
大容積のシンチレータ部１１の内部に組み込む構成とす
ることにより、大容積検出器１０の幾何学的効率を理論
上５０％（すなわち、ポジトロン核種の１崩壊に対する
効率としては１００％）にまで大きくすることが可能と
なる。従って、本実施例の構成によれば、低レベルの放
射能に対して高感度としたまま、測定範囲を広げて高レ
ベルの放射能についても精度の高い測定を行うことがで
きる。In this embodiment, since the scintillator sections 21a and 21b of the second detection section are inserted and fixed in the scintillator sections 11a and 11b of the first detection section, respectively, the detection of the first detection section is performed. High efficiency (sensitivity) can be achieved. That is, the geometric efficiency of the large-volume detector 10 is theoretically 50% (that is, the efficiency for one decay of the positron nuclide) by incorporating the small-volume scintillator portion 21 inside the large-volume scintillator portion 11. Can be increased to 100%). Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the measurement range can be widened and highly accurate measurement can be performed with high level radioactivity while maintaining high sensitivity to low level radioactivity.
【００３３】本実施例の変形例としては、図２に示す構
成が考えられる。図２に示す構成は、小容積シンチレー
タ部２１を大容積シンチレータ部１１に組み込むのでは
なく、大容積検出器１０ａ及び１０ｂの対と小容積検出
器２０ａ及び２０ｂの対とを一平面内に配設したもので
ある。図２に示す変形例は、回路構成については図１の
例と同様である。このような構成によれば、大容積検出
器１０の幾何学的効率を最大（５０％）にすることはで
きないものの、比較的簡単な構成で、図１の例と同様の
効果を得ることができる。As a modification of this embodiment, the configuration shown in FIG. 2 can be considered. In the configuration shown in FIG. 2, the small volume scintillator section 21 is not incorporated in the large volume scintillator section 11, but the pair of large volume detectors 10a and 10b and the pair of small volume detectors 20a and 20b are arranged in one plane. It was set up. The modified example shown in FIG. 2 has the same circuit configuration as the example of FIG. With such a configuration, although the geometric efficiency of the large volume detector 10 cannot be maximized (50%), the same effect as that of the example of FIG. 1 can be obtained with a relatively simple configuration. it can.
【００３４】なお、以上説明した実施例では検出部の数
が２つであったが、検出部の数を３個以上として、更に
測定範囲を広げることも可能である。この場合も各検出
部について各々の検出限界に対応した閾値を設定してお
き、検出限界の低い検出部から順に測定値とその閾値と
を比較し、測定値がその閾値を超えない検出部のうちで
最も感度の高いものの測定値を最終的な測定結果として
採用すればよい。Although the number of detecting portions is two in the embodiment described above, the number of detecting portions may be three or more to further expand the measuring range. In this case as well, a threshold value corresponding to each detection limit is set for each detection unit, and the measurement value and the threshold value are compared in order from the detection unit with the lower detection limit, and the detection value of the detection unit that does not exceed the threshold value. The measurement value of the one with the highest sensitivity may be used as the final measurement result.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
妨害核種やバックグラウンドによるγ線の影響を排除し
てポジトロン核種の崩壊による消滅γ線のみを高い精度
で検出することができると共に、広い測定範囲にわたっ
て、測定精度の要求を満たした正確かつ精密な測定結果
を得ることができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to detect only the annihilation γ-rays caused by the decay of positron nuclides with high accuracy by eliminating the influence of γ-rays due to interfering nuclides and background, and to accurately and precisely meet the requirements of measurement accuracy over a wide measurement range. The measurement result can be obtained.
【図１】 本発明に係るポジトロン検出装置の実施例の
構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a positron detection device according to the present invention.
【図２】 本発明に係るポジトロン検出装置の変形例の
要部の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a main part of a modified example of the positron detection device according to the present invention.
【図３】 各シンチレーション検出器の検出信号と同時
計数回路の出力信号との関係を示すタイムチャートであ
る。FIG. 3 is a time chart showing the relationship between the detection signal of each scintillation detector and the output signal of the coincidence counting circuit.
【図４】 試料の放射能に対する第１の検出部の測定値
の特性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing characteristics of measured values of the first detection unit with respect to radioactivity of a sample.
【図５】 試料の放射能に対する本実施例の測定結果の
特性を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing characteristics of measurement results of this example with respect to radioactivity of a sample.
【図６】 従来のポジトロン検出装置の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional positron detection device.
【図７】 試料内にポジトロン核種のみが含まれる場合
の試料のエネルギースペクトルの一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of an energy spectrum of a sample in the case where the sample contains only positron nuclides.
【図８】 試料内にポジトロン核種以外の妨害核種が含
まれる場合の試料のエネルギースペクトルの一例を示す
図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of an energy spectrum of a sample in the case where the sample contains interfering nuclides other than positron nuclides.
１０ａ，１０ｂ，２０ａ，２０ｂ シンチレーション検
出器、１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ シンチレータ
部、１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ 光電子増倍管
（ＰＭＴ）、１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ 増幅器
（ＡＭＰ）、１６，２６ 同時計数回路、３０ 計測制
御部。10a, 10b, 20a, 20b Scintillation detector, 11a, 11b, 21a, 21b Scintillator part, 12a, 12b, 22a, 22b Photomultiplier tube (PMT), 14a, 14b, 24a, 24b Amplifier (AMP), 16, 26 simultaneous counting circuit, 30 measurement control unit.
Claims (4)
置であって、 前記各検出部は、互いに対向する一対のシンチレーショ
ン検出器と、これら一対のシンチレーション検出器の検
出信号の同時計数を行う同時計数回路と、を有し、 前記シンチレーション検出器の幾何学的効率が、前記各
検出部間で互いに異なることを特徴とするポジトロン検
出装置。1. A positron detector having a plurality of detectors, wherein each detector has a pair of scintillation detectors facing each other and a coincidence counting for simultaneously detecting detection signals of the pair of scintillation detectors. And a circuit, the geometric efficiency of the scintillation detector being different between the detection units.
置であって、 前記各検出部は、同じ容積のシンチレータ部を有し互い
に対向する一対のシンチレーション検出器と、これら一
対のシンチレーション検出器の検出信号の同時計数を行
う同時計数回路と、を有し、 前記各検出部間で、前記シンチレータ部の容積がそれぞ
れ異なることを特徴とするポジトロン検出装置。2. A positron detector having a plurality of detectors, wherein each detector has a pair of scintillation detectors having scintillator portions of the same volume and facing each other, and detection of the pair of scintillation detectors. A coincidence counting circuit for performing coincidence counting of signals, wherein the scintillator section has a different volume between the detection sections.
おいて、 前記検出部の数は２個であって、小容積の方の各検出部
のシンチレータ部が、大容積の方の各検出部のシンチレ
ータ部の内部にそれぞれ組み込まれていることを特徴と
するポジトロン検出装置。3. The positron detection device according to claim 2, wherein the number of the detection units is two, and the scintillator unit of each detection unit of the smaller volume has the detection unit of each detection unit of the larger volume. A positron detection device characterized by being respectively incorporated in the scintillator section.
ポジトロン検出装置であって、 更に、所定の条件に基づき前記複数の検出部の同時計数
結果のうちの１つを自動的に選択して出力する出力選択
部を有することを特徴とするポジトロン検出装置。4. The positron detection device according to claim 1, further comprising: automatically detecting one of the simultaneous counting results of the plurality of detection units based on a predetermined condition. A positron detection device having an output selection unit for selecting and outputting.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006208192A (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Artificial radioactivity measuring device and measuring method |
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