JPH0875861A - 液体シンチレーションカウンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体シンチレーションカウンタにおいて、測
定系の校正を自動的に行えるようにする。 【構成】 容器ガイド２０の最外周段部２０ｂに校正用
シンチレータ２２が取り付けられている。校正を行う場
合には、校正用シンチレータ２２が測定室２４内にある
状態で外部線源を照射し、このときの校正用シンチレー
タ２２の発光を光電子増倍管２６で検出して、ＥＳＣＲ
値を求める。そして、このようにして測定されたＥＳＣ
Ｒ値が初期検査時のＥＳＣＲ値と等しくなるように、光
電子増倍管２６への印加電圧や測定回路のゲインを校正
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体シンチレーション
カウンタに関し、特に自動校正機能を備えた液体シンチ
レーションカウンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、バイオ関連の実験や臨床検査、放
射線取扱施設の排水管理など、様々な分野に液体シンチ
レーションカウンタが利用されている。

【０００３】液体シンチレーションカウンタによる放射
線測定は、液体シンチレータの中へ測定対象である試料
を混ぜ、試料から発せられる放射線をシンチレータの発
光として捕らえ、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量などが求められ
る。

【０００４】液体シンチレーションカウンタは、長期間
にわたって使用しているうちに、測定室の汚れや光電子
増倍管のゲイン変動、その他電源や測定回路の経時的変
動などが生じるため、測定値に誤差が生じ、正確な測定
ができなくなるおそれがあった。

【０００５】そこで、従来より、液体シンチレーション
カウンタを長期間にわたって安定して使用するために、
定期的に光電子増倍管や測定回路の校正を行っていた。
図５は、従来の液体シンチレーションカウンタにおける
校正方法を示すフローチャートである。図５に示すよう
に、校正を行う際には、まずそれまで行っていた測定を
中止し、又は測定終了後（Ｓ５０１）、液体シンチレー
ションカウンタのモードを測定モードから校正モードに
切り換える（Ｓ５０２）。次に、作業者が液体シンチレ
ーションカウンタの試料ラックに校正用の標準線源をセ
ットする（Ｓ５０３）。そして、作業者がスタートキー
を押すと校正が始まる（Ｓ５０４）。スタートキーが押
されると、標準線源が液体シンチレーションカウンタの
測定室にセットされ、通常の試料の測定時と同様に放射
線測定が行われ、その測定値に基づいて自動的に測定回
路のゲインが最適条件になるように調整される（Ｓ５０
５）。このようにして校正が終了すると（Ｓ５０６）、
作業者がラックから標準線源を取り除き（Ｓ５０７）、
モードを測定モードに切り換えて（Ｓ５０８）、通常の
試料測定を再開する（Ｓ５０９）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の液
体シンチレーションカウンタでは、校正を行う際に人手
によって標準線源をセットする必要があり、また校正が
終わって通常の測定を再開する際にも人手によって標準
線源を除去する必要があり、校正に手間がかかるという
問題があった。

【０００７】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、人手を煩わさず自動的に光電子増
倍管や測定回路の校正を行うことができる液体シンチレ
ーションカウンタを提供することを目的とする。

【０００８】

【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、本発明に係る液体シンチレーションカウンタは、
測定時に試料がセットされる測定室と、測定室内に設け
られた光電子増倍管と、前記光電子増倍管に接続された
測定回路と、校正用シンチレータと、この校正用シンチ
レータを、校正時に前記測定室内にセットし、試料測定
時には測定室から退避させる校正用シンチレータ移送手
段とを有し、校正時に、校正用線源を前記校正用シンチ
レータに照射し、このときの校正用シンチレータの発光
に基づいて前記光電子増倍管及び測定回路のうち少なく
とも一方の校正を行うことを特徴とする。なお。校正用
線源としては、クェンチング測定用外部線源を用いるこ
とができる。

【０００９】

【作用】本発明によれば、校正を行う際には、校正用シ
ンチレータ移送手段により校正用シンチレータが測定室
内にセットされる。この校正用シンチレータに校正用線
源が照射され、そのとき校正用シンチレータから発せら
れるシンチレーション光が光電子増倍管で検出され、測
定回路により所定の測定が行われる。そして、このとき
の測定値が正常範囲になるように、光電子増倍管の印加
電圧や測定回路のゲインが調整される。なお、測定時に
は、校正用シンチレータは測定室の外に退避するので、
通常の試料測定の邪魔にならない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面を
参照して説明する。

【００１１】図１及び図２は、本発明に係る液体シンチ
レーションカウンタの一実施例を示す概略図である。

【００１２】この液体シンチレーションカウンタ１０
は、試料容器１００を押し上げて測定室２４の測定位置
に配置された光電子増倍管２６の位置まで移動させる内
シャフト１６及び外シャフト１８を有するエレベータ機
構１４と、測定室２４の入り口部分に設けられたシャッ
タ４０と、試料容器１００を測定位置に向かって移送す
るときに試料容器１００の頭部を上から押さえつけるこ
とによりその振動を吸収する容器ガイド２０と、この容
器ガイド２０に下向きの付勢力を与えるエアダンパ部２
８と、容器ガイド２０に取り付けられた校正用シンチレ
ータ２２と、測定室２４の外部線源照射位置２４ａ近傍
に移送され、そこから測定室２４内に向けてγ線を照射
する外部線源（図示せず）とから構成される。

【００１３】まず、本実施例の液体シンチレーションカ
ウンタの試料測定時の動作を説明し、その後に校正時の
動作を説明する。

【００１４】図１において、試料容器１００は、ラック
１１０に収納されており、所定ピッチで図中矢印Ａ方向
に移動可能な移送コンベア１２によって測定開始位置に
搬送される。試料容器１００が測定開始位置に到達する
と移送コンベア１２は停止し、エレベータ機構１４が作
動して試料容器１００を押し上げる。

【００１５】すなわち、まず駆動モータ３０が作動して
プーリ３２が図中矢印Ｌ方向に回転し、その回転により
駆動ベルト３４が図中矢印Ｂ方向に従動する。駆動ベル
ト３４は、上端にパッド１６ａが設けられた内シャフト
１６の下端に連結部材３６を介して連結されている。内
シャフト１６は、係合溝１８ａを有する中空状の外シャ
フト１８の中空部に摺動可能に挿入されている。外シャ
フト１８の下端部にはストッパ１８ｂが固定されるとと
もに、その外シャフトを常時上方向に付勢するスプリン
グ３８が接続されている。従って、駆動モータ３０によ
って内シャフト１６が上方に移動すると、外シャフト１
８もスプリング３８によって上方に移動する。この時、
外シャフト１８の上端は内シャフト１６のパッド１６ａ
の下端に当接しているため、内シャフト１６と外シャフ
ト１８は同時に移動する。

【００１６】このようにして、内シャフト１６及び外シ
ャフト１８はラック１１０の押上孔１１０ａを貫通し、
パッド１６ａが試料容器１００を押し上げる。そして、
試料容器１００は容器ガイド２０の押え部２０ａに接触
し、多段構造の容器ガイド２０を一段ずつ縮めながら上
方に押し上げられていく。

【００１７】図３は、液体シンチレーションカウンタ１
０が図１の状態にあるときの容器ガイド２０近傍の構造
を示す断面図であり、図３に示すように容器ガイド２０
は多段式になっており、最外周段部２０ｂには校正用シ
ンチレータ２２が嵌め込まれている。また、多段式の容
器ガイド２０の各段部の接続部はある程度の気密が保た
れている。従って、容器ガイド２０が縮むことによりエ
アダンパ部２８内に空気の流れが起こり、エアダンパ部
２８の上端に設けられた開放弁２８ａを持ち上げ、エア
開放口２８ｂを塞いでエアダンパ部２８内部の空気圧を
上昇させる。そして、この空気圧が容器ガイド２０の縮
み動作を抑制し、その結果試料容器１００を上から押さ
え込み、試料容器が上下に振動することを防止する。こ
れにより、試料容器１００は周辺部材と摩擦することな
く移動させることができるので、測定時の誤差の一因と
なる試料容器１００の静電気を防ぐことができる。

【００１８】試料容器１００が上昇していく途中、外シ
ャフト１８の係合溝１８ａがシャッタ４０の高さまで来
ると、外シャフトはストッパ１８ｂにより停止する。す
ると、シャッタ４０が閉じて係合溝１８ａと係合し、測
定室２４内の遮光が行われる。シャッタ４０が閉じて以
降は、内シャフト１６のみが上昇し、試料容器１００を
測定室２４内の光電子増倍管２６のある測定位置まで押
し上げる。このとき、試料容器１００が上昇するにつれ
て、容器ガイド２０も同時に押し上げられ、試料容器１
００が測定位置にきたときには、容器ガイド２０は完全
に測定室の外に退避した状態となっている。この状態を
示したのが図２である。

【００１９】このようにして試料容器１００が測定室２
４内の測定位置にセットされると、光電子増倍管２６に
より試料の放射線測定が行われる。そして、測定が終了
すると、液体シンチレーションカウンタ１０は、これま
でに説明した動作と逆の動作を行い、図１に示した状態
に戻る。

【００２０】ここで、液体シンチレーションカウンタに
よる放射線測定では、試料容器中の試料から発せられる
低エネルギーβ線などの放射線による液体シンチレータ
の発光を光電子増倍管で検出し、このとき光電子増倍管
から出力されるパルス信号を計数することにより、計数
値や計数率を求める。試料の放射能量（ｄｐｍ値）は、
このようにして求められた計数率からバックグラウンド
による計数率を差し引き、その値を計数効率で割ること
によって求めることができる。液体シンチレーションカ
ウンタによる測定では、試料のクェンチングの度合いに
より計数効率が異なってくるため、放射能量を求めるた
めには試料のクェンチングの度合いを調べ、そのクェン
チングの度合いに対応する計数効率を求める必要があ
る。

【００２１】そこで、本実施例の液体シンチレーション
カウンタ１０では、外部標準線源チャネル比法（Extern
al Standard Channel Ratio ; ＥＳＣＲ法）を用いてク
ェンチングの度合いを測定している。このＥＳＣＲ法
は、 ¹³⁷Ｃｓなどの外部線源を試料の外側から照射し、
その外部線源の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
度合いを調べる。図６に示すように、試料にクェンチン
グの度合いが大きくなると、試料中の放射性核種による
エネルギースペクトル（β線のスペクトル）と外部線源
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度合いを示す指
標を求める。すなわち、本実施例では、図７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） によって求められるＥＳＣＲ値をクェンチングの度合い
を示す指標として用いる。

【００２２】そして、予め放射能既知でクェンチングの
度合いの異なる試料を測定し、各々の試料のＥＳＣＲ値
と計数効率を求め、これらを元にＥＳＣＲ値と計数効率
との関係を示したクェンチング補正曲線を作成する。そ
して、未知試料の測定時には、ＥＳＣＲ法でその試料の
ＥＳＣＲ値を求め、更にこのＥＳＣＲ値に対応する計数
効率をクェンチング補正曲線から求め、その計数効率を
用いて放射能量を求める。

【００２３】すなわち、液体シンチレーションカウンタ
１０は、 ¹³⁷Ｃｓなどの外部線源（図示せず）を備えて
おり、この外部線源は通常液体シンチレーションカウン
タ１０内のシールド容器（図示せず）に保管され、クェ
ンチング度合いを測定する際にはそのシールド容器から
測定室２４の外部線源照射位置２４ａ近傍まで移送され
る。このとき、外部線源から発せられるγ線は測定室２
４内の試料に照射され、この外部線源の照射によって得
られた試料のコンプトンスペクトルからその試料のＥＳ
ＣＲ値が求められる。そして、クェンチング補正曲線か
ら、このＥＳＣＲ値に対応する計数効率が求められ、こ
の計数効率を用いてその試料の放射能量が求められる。

【００２４】以上が本実施例の液体シンチレーションカ
ウンタ１０における放射線測定作業の流れである。次
に、この液体シンチレーションカウンタ１０における測
定回路の校正作業について説明する。

【００２５】本実施例の液体シンチレーションカウンタ
１０では、多段式の容器ガイド２０の最外周段部２０ｂ
に校正用シンチレータ２２が取り付けられている。この
校正用シンチレータ２２としては、固体シンチレータを
埋め込んで用いてもよいし、液体シンチレータを封入し
て用いてもよい。図１及び図３に示すように、容器ガイ
ド２０が伸び切った状態では、容器ガイド２０の最外周
段部２０ｂは測定室２４内に位置するので、校正用シン
チレータ２２は測定室２４内の測定位置に位置すること
になる。従って、この状態で外部線源照射位置２４ａか
ら外部線源を照射すれば、このときの校正用シンチレー
タ２２の発光からＥＳＣＲ値を得ることができる。

【００２６】ここで、校正用シンチレータ２２の状態は
常に一定であるので、ＥＳＣＲ値の変化を読み取ること
により、測定室２４の汚れや光電子増倍管２６及び測定
回路のゲイン変動を監視することができる。すなわち、
液体シンチレーションカウンタ１０の初期検査時にＥＳ
ＣＲ値を測定し、このＥＳＣＲ値を液体シンチレーショ
ンカウンタ１０内のメモリに記憶しておき、校正時に求
められたＥＳＣＲ値をメモリに記憶されたＥＳＣＲ値と
比較することにより、測定室２４の汚れや測定回路のゲ
イン変動などを知ることができる。そして、求められた
ＥＳＣＲ値がメモリに記憶された初期のＥＳＣＲ値から
ずれている場合には、光電子増倍管２６への印加電圧や
測定回路のゲインを調節し、初期のＥＳＣＲ値と等しく
なるように校正を行う。このような校正を行うことによ
り、液体シンチレーションカウンタ１０の測定系を常に
正常な状態に保つことができる。

【００２７】なお、校正用シンチレータ２２は、試料容
器１００が測定室２４内にセットされて放射線測定が行
われているときには測定室２４の上部に退避しているの
で、試料測定時に校正用シンチレータ２２が発光して測
定値に影響を与えるなどということがない。

【００２８】図４は、本実施例の液体シンチレーション
カウンタ１０による測定作業の流れの一例を示すフロー
チャートであり、以下これに基づいて校正を含む測定作
業全体の流れについて説明する。

【００２９】液体シンチレーションカウンタによる測定
では、試料をグループ化することができ、その測定グル
ープごとに測定時間や測定の繰り返し回数などの測定条
件を設定することができる。すなわち、本実施例の液体
シンチレーションカウンタでは、同時に複数の測定グル
ープをセットして測定を行う場合、測定開始前に作業者
がキーボードなどの入力装置から各測定グループの測定
条件を入力する。そして、試料を液体シンチレーション
カウンタにセットする際には、各測定グループの先頭に
そのグループを示す標識部材をセットする。液体シンチ
レーションカウンタは、この標識部材を読み取ると、そ
の標識部材の示す測定グループの測定条件を読み出し、
その測定条件に従って測定を行う。図４は、このような
液体シンチレーションカウンタにおいて、複数の測定グ
ループを連続的に測定する場合の作業の流れを示すもの
であり、この例では測定グループごとに校正を行うか否
かを設定することができる。

【００３０】すなわち、まず測定を開始する前に、各測
定グループの測定条件を設定するのと同時に、校正モー
ドの設定を行う（Ｓ４０１）。すなわち、各測定グルー
プの測定開始時に測定系の校正を行うか否かの設定を行
う。このように測定グループごとに諸条件が設定される
と、作業者がスタートキーを押すことにより測定が開始
される（Ｓ４０２）。すると、最初の測定グループの先
頭にセットされた標識部材が読み取られ、その測定グル
ープの測定条件や校正の有無などの設定条件が読み出さ
れる（Ｓ４０３）。ここで、設定条件において校正モー
ドが設定されている（すなわち、校正を行う）場合（Ｓ
４０４）、その測定グループの試料の測定を開始する前
に、液体シンチレーションカウンタ１０が図１に示した
状態において、外部線源を外部線源照射位置２４ａに移
送し、その外部線源から校正用シンチレータ２２に向か
ってγ線を照射する（Ｓ４０５）。そして、このときの
校正用シンチレータ２２の発光を光電子増倍管２６で検
出して、ＥＳＣＲ値の測定を行う（Ｓ４０６）。このよ
うにして求められたＥＳＣＲ値がメモリに記憶された初
期検査時のＥＳＣＲ値からずれていた場合には、ＥＳＣ
Ｒ値が初期検査時の値と等しくなるように光電子増倍管
への印加電圧や測定回路のゲインなどを調整する（Ｓ４
０７）。このようにして測定系の調整が終了すると、外
部線源をシールド容器に格納する（Ｓ４０８）ことによ
り校正作業が終了し、測定モードに復帰する（Ｓ４０
９）。そして、その測定グループ内の各未知試料の放射
線測定が行われる（Ｓ４１０）。このようにして最初の
測定グループの測定が終了すると、次の測定グループの
測定に移行する（Ｓ４１１）。なお、設定条件に校正モ
ードの設定がない測定グループについては、校正作業を
行わずに直接未知試料の測定を行う。以下、すべての測
定グループについての放射線測定が終了するまで、前述
のサイクルが繰り返される。

【００３１】このように測定グループごとに校正モード
の設定を行うことにより、例えばある特定の測定グルー
プにおいてより高精度の測定が要求される場合などに、
その測定グループの測定前に測定系の校正を行うなどの
きめ細かな対応が可能になる。

【００３２】なお、校正は、説明したような測定グルー
プごとの設定に限らず、例えば試料ごとに設定したり、
数か月ごとに定期的に行うように設定したり、作業者が
任意に選択することができる。

【００３３】このように、本実施例の液体シンチレーシ
ョンカウンタは、従来のものと異なりキー操作一つで自
動的に測定系の校正を行うことができる。また、校正の
際に用いる外部線源はクェンチング測定用の外部線源と
して用いることもできる。

【００３４】なお、本実施例では、容器ガイド２０が図
３に示したような多段式の構造となっていたが、容器ガ
イド２０の構造はこれに限定されず、校正用シンチレー
タ２２が設けられた部分が非測定時に測定室２４に位置
するような構造であればよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液体
シンチレーションカウンタによれば、キー操作一つで自
動的に測定系の校正を行うことができる。また、校正の
際に用いる外部線源としてクェンチング測定用の外部線
源を用いることで構成の簡素化を計ることができる。

【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カウンタに
おける試料容器の待機状態を示す概略図である。

【図２】本発明に係る液体シンチレーションカウンタに
おいて試料容器が測定室にセットされた状態を示す概略
図である。

【図３】液体シンチレーションカウンタが図１に示した
状態にあるときの容器ガイド近傍の構造を示す断面図で
ある。

【図４】本発明に係る液体シンチレーションカウンタに
おける測定作業の流れを示すフローチャートである。

【図５】従来の液体シンチレーションカウンタにおける
校正時の作業の流れを示すフローチャートである。

【図６】試料のβ線スペクトル及び外部線源のγ線によ
るコンプトンスペクトルのクェンチングによる変位を説
明するための図である。

【図７】ＥＳＣＲ値を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 １４ エレベータ機構 ２０ 容器ガイド ２２ 校正用シンチレータ ２４ 測定室 ２６ 光電子増倍管 ２８ エアダンパ部 ４０ シャッタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定時に試料がセットされる測定室と、 測定室内に設けられた光電子増倍管と、 前記光電子増倍管に接続された測定回路と、 校正用シンチレータと、 この校正用シンチレータを、校正時に前記測定室内にセ
   ットし、試料測定時には測定室から退避させる校正用シ
   ンチレータ移送手段と、 を有し、 校正時に、校正用線源を前記校正用シンチレータに照射
   し、このときの校正用シンチレータの発光に基づいて前
   記光電子増倍管及び測定回路のうち少なくとも一方の校
   正を行うことを特徴とする液体シンチレーションカウン
   タ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液体シンチレーションカ
   ウンタにおいて、前記校正用線源としてクェンチング測
   定用外部線源を用いることを特徴とする液体シンチレー
   ションカウンタ。