JPH09101371A - Gamma ray detection method and device - Google Patents

Gamma ray detection method and device

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JPH09101371A
JPH09101371A JP25992295A JP25992295A JPH09101371A JP H09101371 A JPH09101371 A JP H09101371A JP 25992295 A JP25992295 A JP 25992295A JP 25992295 A JP25992295 A JP 25992295A JP H09101371 A JPH09101371 A JP H09101371A
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JP
Japan
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gamma ray
detector
detection
gamma
cell
Prior art date
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Application number
JP25992295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Gounou
靖之 郷農
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for remotely detecting the direction where a gamma ray source exists or the location of the gamma ray source without using a collimator. SOLUTION: Split-type germanium detectors 1 and 2 are arranged before and behind, an incidence angle θ of gamma rays 52 is repeatedly obtained based on the positional relationship between two detection cells A and B and the energy detected by the detection cells A and B for the gamma rays 52 which are incident on the detection cell A of the forward detector 1 and are subjected to Compton scattering and then incident on the detection cell B of the backward detection cell B to be absorbed, and a plurality of obtained incidence angles are combined, thus detecting the direction and position where the gamma ray source exists.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガンマ線の検出方
法及び検出装置に関し、特にガンマ線源の存在する方向
あるいは位置を特定することのできるガンマ線検出方法
及び検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gamma ray detecting method and a gamma ray detecting device, and more particularly to a gamma ray detecting method and a gamma ray detecting device capable of specifying a direction or a position of a gamma ray source.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、簡便なガンマ線検出器としては、
ヨウ化ナトリウム等の結晶をシンチレータとして用いる
シンチレーション検出器、あるいはゲルマニウムやシリ
コンを用いる半導体検出器が知られている。これらのガ
ンマ線検出器を用いて原子炉施設等での放射能汚染位置
を発見するには、穴あきの鉛遮蔽コリメータを装備する
ことで方向性をもたせたヨウ化ナトリウム結晶検出器を
二次元的に移動させる方法、あるいは前記検出器を組み
込んだ可搬式のサーベイメータを汚染の可能性がある場
所に近づけて放射線強度を測定する方法によって放射能
汚染位置を特定することが行われている。
2. Description of the Related Art At present, as a simple gamma ray detector,
A scintillation detector using a crystal such as sodium iodide as a scintillator or a semiconductor detector using germanium or silicon is known. In order to use these gamma-ray detectors to find the location of radioactive contamination at reactor facilities, etc., a two-dimensional sodium iodide crystal detector that has a directional orientation by equipping a perforated lead shielding collimator is used. A radioactive contamination position is specified by a method of moving or a method of measuring a radiation intensity by bringing a portable survey meter incorporating the detector close to a place where there is a possibility of contamination.

【0003】また、核医学の分野におけるポジトロンC
Tでは、被検体の周囲に多数の小型ガンマ線検出器を装
備し、陽電子の対消滅に伴って反対方向に放出される2
本のガンマ線を多数計測することで陽電子放出体の分布
を測定し、診断に利用することが行われている。
[0003] Positron C in the field of nuclear medicine
At T, a number of small gamma ray detectors are installed around the subject, and emitted in the opposite direction as the positron annihilation occurs.
It has been practiced to measure the distribution of positron emitters by measuring a large number of gamma rays in a book and use it for diagnosis.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記穴あきの鉛遮蔽を
装備したヨウ化ナトリウム結晶検出器は、寸法が大きい
上に重量があり、しかもそれを移動させる機構が必要と
なるので、装置全体が大型となる。また、ヨウ化ナトリ
ウム検出器はガンマ線に対するエネルギー分解能が悪い
ため、多くの核種が同時に存在する場合には、その同定
が困難である。これに対して、各種のサーベイメーター
は、軽便ではあるが線源のごく近くに近づけなければ線
源の位置を特定することができない上、ガンマ線に対す
るエネルギー分解能は全くないかあっても非常に悪いた
め核種の同定が困難である。
The sodium iodide crystal detector equipped with the perforated lead shield is large in size and heavy, and requires a mechanism for moving it. Becomes In addition, since the sodium iodide detector has poor energy resolution with respect to gamma rays, it is difficult to identify many nuclides at the same time. On the other hand, various survey meters are light, but cannot determine the position of the source unless they are very close to the source, and have very low or no energy resolution for gamma rays. Therefore, it is difficult to identify nuclides.

【0005】また、前記ポジトロンCTに使用されてい
るガンマ線検出装置は非常に高価であり、さらにこの検
出装置で位置同定可能な放射線源は陽電子放出核種に限
られている。本発明は、このようなガンマ線検出器の現
状に鑑みてなされたものであり、コリメータを使用する
ことなくガンマ線源の存在する方向、ひいてはガンマ線
源の位置を遠隔検出することのできる方法及び装置を提
供することを目的とする。
The gamma ray detector used in the positron CT is very expensive, and the radiation source whose position can be identified by this detector is limited to positron emitting nuclides. The present invention has been made in view of the present situation of such a gamma ray detector, and has provided a method and apparatus capable of remotely detecting the direction in which the gamma ray source exists, and thus the position of the gamma ray source, without using a collimator. The purpose is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明においては、分割
型検出器を2台用い、各分割型検出器におけるガンマ線
検出位置を同定し、その検出の位置関係とコンプトン散
乱の運動学を使ってガンマ線源の位置を同定する すなわち、本発明のガンマ線検出方法は、第1の検出セ
ルに入射してコンプトン散乱された後、第2の検出セル
に入射して吸収されたガンマ線に対して、第1及び第2
の検出セルの位置関係並びに第1及び第2の検出セルで
検出されたエネルギーをもとにガンマ線の入射角度を求
める操作を反復して行い、求められた複数の入射角度を
組み合わせることによりガンマ線源の存在する方向ある
いは位置を検出することを特徴とする。
According to the present invention, two divided detectors are used, a gamma ray detection position in each of the divided detectors is identified, and the detection positional relationship and the kinematics of Compton scattering are used. In other words, the gamma ray detection method of the present invention performs gamma rays incident on the first detection cell and subjected to Compton scattering and then incident on the second detection cell and absorbed. 1st and 2nd
By repeatedly performing the operation of obtaining the gamma ray incident angle based on the positional relationship of the detection cells and the energy detected by the first and second detection cells, and combining the obtained plurality of incident angles. Is characterized by detecting a direction or a position in which is present.

【0007】この時、第1の検出セルで検出されたエネ
ルギーと第2の検出セルで検出されたエネルギーの和が
等しいガンマ線に対して求められた複数の入射角度を組
み合わせることで、特定のエネルギーのガンマ線を放出
する核種の存在する方向あるいは存在分布を検出するこ
とができる。また、検出されたガンマ線を第1の検出セ
ルで検出されたエネルギーと第2の検出セルで検出され
たエネルギーの和の値によってグループ分けし、各グル
ープ毎にそのグループに属するガンマ線に対して求めら
れた入射角度を組み合わせることで、複数の核種が存在
する場合、その各々の核種の存在する方向あるいは存在
分布を検出することができる。
At this time, a specific energy is obtained by combining a plurality of incident angles obtained for gamma rays having the same sum of the energy detected by the first detection cell and the energy detected by the second detection cell. Direction or existence distribution of nuclides that emit gamma rays can be detected. Further, the detected gamma rays are grouped according to the sum of the energy detected by the first detection cell and the energy detected by the second detection cell, and the gamma rays belonging to the group are obtained for each group. When a plurality of nuclides are present, the direction or existence distribution of each nuclide can be detected by combining the given incident angles.

【0008】本発明によるガンマ線検出装置は、前後に
並べて配置された各々複数の検出セルからなる第1及び
第2のガンマ線検出器と、第1及び第2のガンマ線検出
器のガンマ線入射面を除く周囲を囲んで配置されたシン
チレーション検出器と、第1のガンマ線検出器及び第2
のガンマ線検出器の各検出セルの出力信号を波高分析す
る複数の波高分析器と、第1及び第2のガンマ線検出器
の検出セルの出力信号並びにシンチレーション検出器の
出力信号が入力され、第1のガンマ線検出器の1つの検
出セルからの出力信号及び第2のガンマ線検出器の1つ
の検出セルからの出力信号が同時に入力され、かつシン
チレーション検出器からの出力信号が入力されないとき
に波高分析器にゲート信号を出力する同時計数回路と、
ゲート信号が出力されたとき波高分析器からの信号が入
力される電子計算機と、電子計算機の出力を表示する表
示装置とを含み、電子計算機は第1のガンマ線検出器の
中の出力信号を発生した検出セル及び第2のガンマ線検
出器の中の出力信号を発生した検出セルの位置情報並び
に波高分析器からの出力信号に基づいてガンマ線源の存
在する方向あるいは位置を演算し、その結果を表示装置
に表示することを特徴とする。
A gamma ray detecting apparatus according to the present invention excludes first and second gamma ray detectors each comprising a plurality of detection cells arranged side by side and a gamma ray incident surface of the first and second gamma ray detectors. A scintillation detector surrounding the periphery, a first gamma ray detector and a second
A plurality of peak-height analyzers for analyzing the output signals of the respective detection cells of the gamma-ray detectors, the output signals of the detection cells of the first and second gamma-ray detectors, and the output signal of the scintillation detector, And the output signal from one detection cell of the second gamma ray detector and the output signal from one detection cell of the second gamma ray detector are simultaneously inputted, and the output signal from the scintillation detector is not inputted. A coincidence circuit that outputs a gate signal to the
An electronic computer to which a signal from the pulse height analyzer is input when the gate signal is output, and a display device for displaying an output of the electronic computer, wherein the electronic computer generates an output signal in the first gamma ray detector. The direction or position of the gamma ray source is calculated based on the position information of the detected detection cell and the detection cell that has generated the output signal in the second gamma ray detector and the output signal from the pulse height analyzer, and the result is displayed. The information is displayed on a device.

【0009】第1及び第2のガンマ線検出器は分割型ゲ
ルマニウム検出器とするのが好ましく、シンチレーショ
ン検出器はビスマスジャーマネイト単結晶からなるシン
チレータを備えるのが好ましい。検出結果を表示する表
示装置としては、ガンマ線検出装置の匡体に標識線と発
光ダイオードのような表示素子を組み合わせて簡易に方
向を表示できるようにした表示装置や画像表示装置を採
用することができる。表示装置として画像表示装置を採
用する場合には、光軸をガンマ線検出装置の光軸と略一
致させた撮像装置を備え、電子計算機によって求められ
たガンマ線源の存在する方向あるいは位置を表示装置に
表示された画像中で指示する。
The first and second gamma ray detectors are preferably split germanium detectors, and the scintillation detector preferably has a scintillator made of a single crystal of bismuth germanate. As a display device for displaying the detection result, a display device or an image display device that can easily display a direction by combining a marker line and a display element such as a light emitting diode in a housing of a gamma ray detection device may be employed. it can. When an image display device is adopted as the display device, an image pickup device having an optical axis substantially coincident with the optical axis of the gamma ray detection device is provided, and the direction or the position of the gamma ray source determined by the computer is displayed on the display device. Specify in the displayed image.

【0010】本発明によると、2台の分割型ガンマ線検
出器を移動することなく線源位置を複数箇所同時に同定
することができる。また、2台のゲルマニウム検出器を
1つの真空容器中に収容したため装置がコンパクトとな
り、機動性に優れる。本発明のガンマ線検出装置は、分
割型ゲルマニウム検出器とビスマスジャーマネイト結晶
でできたコンプトン抑止シールドを併用するため、バッ
クグランドが極めて低いガンマ線スペクトルが得られ、
高感度を実現することができる。また、ガンマ線に対す
るエネルギー分解能が高いため、核種の同定能力の点で
も優れている。
According to the present invention, a plurality of source positions can be identified at the same time without moving two divided gamma ray detectors. Further, since the two germanium detectors are housed in one vacuum vessel, the apparatus becomes compact and has excellent mobility. The gamma ray detection device of the present invention uses a split germanium detector and a Compton suppression shield made of bismuth germanate crystal, so that a gamma ray spectrum with an extremely low background can be obtained.
High sensitivity can be realized. Further, since the energy resolution with respect to gamma rays is high, it is also excellent in the ability to identify nuclides.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を詳細
に説明する。図1は、本発明によるガンマ線検出装置の
一実施例を示す概略図である。図1のガンマ線検出装置
は、ガンマ線の入射によって電気信号パルスを発生する
検出部10と、検出部10で発生された電気信号を処理
する信号処理部30とで構成される。検出部10は、真
空容器4内に配置されたゲルマニウム検出器を備える。
ゲルマニウム検出器は、受光面に配置された第1の分割
型ゲルマニウム検出器1と、その後方に配置された第2
の分割型ゲルマニウム検出器2の2つの分割型検出器を
備える。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a gamma ray detecting device according to the present invention. The gamma ray detection device in FIG. 1 includes a detection unit 10 that generates an electric signal pulse when gamma rays are incident, and a signal processing unit 30 that processes the electric signal generated by the detection unit 10. The detection unit 10 includes a germanium detector arranged in the vacuum container 4.
The germanium detector includes a first split type germanium detector 1 disposed on the light receiving surface, and a second split type germanium detector disposed behind the first type germanium detector.
And two split-type detectors.

【0012】本実施例の第1の分割型ゲルマニウム検出
器1は、約5cm×5cm×2cmの大きさを有し、図
2に詳細を示すように、5×5すなわち25のセルAmn
(m=1〜5、n=1〜5)に分割されており、検出器
の各セルAmnからそのセルとガンマ線との相互作用を示
す出力信号が各々独立して発生されるように給電線及び
出力線が結線されている。第1の分割型ゲルマニウム検
出器1の背後に配置された第2の分割型ゲルマニウム検
出器2も同様に、約5cm×5cm×2cmの大きさを
有し、5×5すなわち25のセルBmn(m=1〜5、n
=1〜5)に分割されており、検出器の各セルBmnから
そのセルとガンマ線との相互作用を示す出力信号が各々
独立して発生されるように給電線及び出力線が結線され
ている。ただし、検出器1,2の分割数は25に限定さ
れるものではなく、高い位置精度が必要とされるときは
分割数を多くし、それほどの精度を必要としないときは
分割数を少なくする等、要求される検出精度に応じた適
当な数とすることができる。分割型ゲルマニウム検出器
1,2は、冷媒やクライオポンプ等を用いた適当な冷却
手段により低温に冷却されて使用される。図1に示した
例は冷却手段として液体窒素を用いるものであり、分割
型検出器1,2は液体窒素容器5内の液体窒素で冷却さ
れる銅製コールドフィンガー6に固定されて冷却され。
また、使用時、分割型ゲルマニウム検出器1,2の各セ
ルには、高圧電源31a,31bから直流高電圧が印加
される。
The first split type germanium detector 1 of this embodiment has a size of about 5 cm × 5 cm × 2 cm, and as shown in detail in FIG. 2, 5 × 5, ie, 25 cells A mn.
(M = 1-5, n = 1-5), and each detector cell Amn of the detector is supplied such that an output signal indicating the interaction between the cell and the gamma ray is generated independently. Electric wires and output wires are connected. The second split germanium detector 2 arranged behind the first split germanium detector 1 also has a size of approximately 5 cm × 5 cm × 2 cm and has 5 × 5, ie 25 cells B mn. (M = 1-5, n
= 1 to 5), and the feeder line and the output line are connected such that output signals indicating the interaction between the cell and the gamma ray are generated independently from each cell B mn of the detector. I have. However, the number of divisions of the detectors 1 and 2 is not limited to 25. The number of divisions is increased when high positional accuracy is required, and is decreased when high accuracy is not required. For example, an appropriate number can be set according to the required detection accuracy. The split germanium detectors 1 and 2 are used after being cooled to a low temperature by an appropriate cooling means using a refrigerant, a cryopump, or the like. The example shown in FIG. 1 uses liquid nitrogen as the cooling means, and the split detectors 1 and 2 are fixed and cooled by a copper cold finger 6 cooled by liquid nitrogen in a liquid nitrogen container 5.
In use, a high DC voltage is applied to each cell of the split type germanium detectors 1 and 2 from the high voltage power supplies 31a and 31b.

【0013】真空容器4の受光側を除く周囲はシンチレ
ーション検出器7で囲まれている。シンチレーション検
出器7のシンチレータとしては、ガンマ線検出効率の点
からビスマスジャーマネイト単結晶を用いるのが好まし
い。本実施例では断面形状が台形の板状ビスマスジャー
マネイト単結晶を4枚組み合わせて中空の四角柱を形成
し、その中心の中空部分に前記真空容器4を配置する構
成とした。シンチレーション検出器7は光電子増倍管8
a,8bを備えており、光電子増倍管には高圧電源31
c,31dから高電圧が印加されている。光電子増倍管
は2個のみを図示したが、シンチレーションの集光効率
を上げるために実際にはより多くの個数、例えば4個設
けられている。複数個の光電子増倍管8a,8bからの
出力信号は最終的には1本の信号線に結合されて、後述
するように反同時計測のために使用される。
The periphery of the vacuum container 4 except for the light receiving side is surrounded by a scintillation detector 7. As the scintillator of the scintillation detector 7, it is preferable to use a bismuth germanate single crystal from the viewpoint of gamma ray detection efficiency. In this embodiment, four rectangular plate-like bismuth germanate single crystals having a trapezoidal cross section are combined to form a hollow quadrangular prism, and the vacuum vessel 4 is disposed in the central hollow portion. The scintillation detector 7 is a photomultiplier tube 8
a, 8b, and a high-voltage power supply 31
High voltage is applied from c and 31d. Although only two photomultiplier tubes are shown, a larger number, for example, four photomultiplier tubes are provided in order to increase the light collection efficiency of scintillation. Output signals from the plurality of photomultiplier tubes 8a and 8b are finally coupled to one signal line and used for anti-simultaneous measurement as described later.

【0014】図1の信号処理部30の動作を説明する前
に、図1に示した検出部10の拡大断面図である図3を
用いて本実施例のガンマ線検出原理について説明する。
ガンマ線検出装置の検出部の前方、一定の位置にガンマ
線を放出する核種(ガンマ線源)50が存在するものと
する。同一核種は1種類または複数種類の決まったエネ
ルギーのガンマ線51,52,53,…を放出する。図
示したガンマ線51は、第1の分割型ゲルマニウム検出
器1の1つのセルでコンプトン散乱された後、第2の分
割型ゲルマニウム検出器には入射せずにシンチレータ7
に入射したものを示す。ガンマ線52は、第1の分割型
ゲルマニウム検出器1の1つのセルAに入射してそこで
コンプトン散乱された後、第2の分割型ゲルマニウム検
出器2のセルBに入射してそこで全エネルギーを失った
ものである。また、ガンマ線53は、第1の分割型ゲル
マニウム検出器1の1つのセルでコンプトン散乱された
後、さらに第2の分割型ゲルマニウム検出器2の1つの
セルでコンプトン散乱され、シンチレータ7に入射した
ものを示す。
Before describing the operation of the signal processing section 30 of FIG. 1, the principle of gamma ray detection of the present embodiment will be described with reference to FIG. 3, which is an enlarged sectional view of the detection section 10 shown in FIG.
It is assumed that there is a nuclide (gamma ray source) 50 that emits gamma rays at a certain position in front of the detection unit of the gamma ray detection device. The same nuclide emits gamma rays 51, 52, 53,... Of one or more kinds of fixed energy. The illustrated gamma ray 51 is subjected to Compton scattering in one cell of the first split-type germanium detector 1, and then does not enter the second split-type germanium detector, but the scintillator 7 does not.
Shows the incident light. The gamma ray 52 is incident on one cell A of the first split type germanium detector 1 and is subjected to Compton scattering there, and then is incident on the cell B of the second split type germanium detector 2 and loses all energy there. It is a thing. The gamma ray 53 is subjected to Compton scattering in one cell of the first split type germanium detector 1 and further Compton scattered in one cell of the second split type germanium detector 2 and is incident on the scintillator 7. Show things.

【0015】ここで、一定のエネルギーEを有するガン
マ線が第1の分割型ゲルマニウム検出器1の1つのセル
に入射してコンプトン散乱し、その後方に配置された第
2の分割型ゲルマニウム検出器2の1つのセルに入射し
て全エネルギーを失う事象、すなわち図示したガンマ線
52の場合について考える。この事象の選択は、図1に
示した信号処理回路30にて同時計測及び反同時計測を
行うことにより可能である。ここでは簡単のため、ガン
マ線の散乱方向は検出部の光軸に平行な方向であり、ガ
ンマ線が入射した2つのセルA,Bは検出部の光軸方向
に重なった位置にあるものとする。この時、ガンマ線5
2は前方のセルAにEC のエネルギーを付与し、後方の
セルBにEa のエネルギーを付与するため、次式(1)
の関係が成り立つ。 E=EC+Ea (1)
Here, a gamma ray having a constant energy E enters one cell of the first split type germanium detector 1 and undergoes Compton scattering, and the second split type germanium detector 2 arranged behind the same. Of the gamma ray 52 shown in FIG. This event can be selected by performing simultaneous measurement and anti-simultaneous measurement in the signal processing circuit 30 shown in FIG. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that the scattering direction of the gamma ray is a direction parallel to the optical axis of the detection unit, and the two cells A and B on which the gamma ray is incident are located at a position overlapping the optical axis direction of the detection unit. At this time, gamma rays 5
2 imparts energy E C in front of the cell A, in order to impart energy of E a in the rear of the cell B, the following equation (1)
Holds. E = E C + E a (1)

【0016】そして、コンプトン散乱の運動学から、第
1の分割型ゲルマニウム検出器へのガンマ線52の入射
角度θは、α=E/m02(m02=511keV:電
子の静止質量、EはkeV単位)、R=EC/Eとおく
と、次式(2)によって計算される。 θ= cos-1〔1−R/{α・(1−R)}〕 (2)
From the kinematics of Compton scattering, the incident angle θ of the gamma ray 52 to the first split type germanium detector is α = E / m 0 c 2 (m 0 c 2 = 511 keV: static mass of electrons) , E is in keV) and R = E C / E, and is calculated by the following equation (2). θ = cos −1 [1-R / {α · (1-R)}] (2)

【0017】これらの関係から、第1の分割型ゲルマニ
ウム検出器1のセルAに対するガンマ線52の入射角度
θが分かり、ガンマ線源がそのセルAと後方のセルBと
を結ぶ直線に対して頂角が2θの円錐面の延長上にある
ことがわかる。実際には、入射角度θは、分割セルA,
Bの寸法、第1の分割型ゲルマニウム検出器1と第2の
分割型ゲルマニウム検出器2の間隔等に依存してある角
度範囲(θ±Δθ)として求められるので、ガンマ線源
の存在する可能性のある領域は図4に示すように、第1
の検出器のセルAと第2の検出器のセルBを結ぶ直線4
5に対してある厚さを持った円錐面46として求められ
る。従って、このような事象を2組以上計測し、夫々の
組合せに対して円錐面を作り、それらの円錐面が重なり
合う領域を求めると、その領域がガンマ線源50の存在
する領域である。事象の計測数、すなわち円錐面の数を
多くすればするほど、それらの重なり合う領域を狭める
ことができ、高い精度でガンマ線源の存在方向あるいは
存在位置を求めることができる。円錐面の重なり合う領
域は、最終的には図5に示すように検出器の中心軸Oに
対する方向(δ,ω)あるいは位置として表示装置に出
力される。
From these relations, the incident angle θ of the gamma ray 52 with respect to the cell A of the first split type germanium detector 1 is known, and the gamma ray source has an apex angle with respect to a straight line connecting the cell A and the cell B behind. Is on the extension of the conical surface of 2θ. In practice, the angle of incidence θ is
Since it is determined as an angle range (θ ± Δθ) depending on the size of B, the distance between the first split type germanium detector 1 and the second split type germanium detector 2, etc., the possibility of the existence of a gamma ray source As shown in FIG.
Line 4 connecting cell A of the second detector and cell B of the second detector
5 as a conical surface 46 having a certain thickness. Therefore, when two or more sets of such events are measured, a conical surface is formed for each combination, and a region where the conical surfaces overlap is obtained, the region is a region where the gamma ray source 50 exists. As the number of measured events, that is, the number of conical surfaces, increases, the overlapping region can be narrowed, and the direction or position of the gamma ray source can be determined with high accuracy. The overlapping area of the conical surfaces is finally output to the display device as the direction (δ, ω) or position with respect to the central axis O of the detector as shown in FIG.

【0018】以上は、ガンマ線の散乱方向が検出部の光
軸に平行な方向であり、ガンマ線が入射した2つのセル
A,Bが検出部の光軸方向に重なった位置にある場合に
ついての説明である。これを図6に示すように、ガンマ
線源50からのガンマ線54が第1の分割型検出器1の
セルAijでコンプトン散乱され、第2の分割型検出器2
のセルBmnに入射しそこで全エネルギーが吸収された場
合に一般化すると、前記(2)式は次の(3)式で置き
換えられる。ただし、角度φ(Aij,Bmn)は第1の分割
型検出器中のセルAijの中心と第2の分割型検出器中の
セルBmnの中心を結ぶ直線が検出部の光軸となす角度で
あり、既知の値である。 θ= cos-1〔1−R/{α・(1−R)}〕−φ (3)
The above description is for the case where the scattering direction of the gamma rays is parallel to the optical axis of the detection unit, and the two cells A and B, on which the gamma rays have entered, are located at positions overlapping the optical axis direction of the detection unit. It is. As shown in FIG. 6, the gamma ray 54 from the gamma ray source 50 is Compton-scattered by the cell A ij of the first split type detector 1 and the second split type detector 2
In general, when the light is incident on the cell B mn and the entire energy is absorbed therein, the above equation (2) is replaced by the following equation (3). Here, the angle φ (A ij , B mn ) is a straight line connecting the center of the cell A ij in the first split type detector and the center of the cell B mn in the second split type detector. Which is a known value. θ = cos -1 [1-R / {α · (1-R)}]-φ (3)

【0019】式(3)から理解されるように、この一般
化された関係式(3)を利用する場合には、前後のセル
ij及びBmnの位置関係φ(Aij,Bmn)さえ分かってい
ればよいため、第1の分割型検出器1と第2の分割型検
出器2とは必ずしも同形である必要はなく、第1の分割
型検出器中のセルAmnとそれに対応する第2の分割型検
出器中のセルBmnとを光軸方向に重ねて配置する必要も
ない。
As understood from the equation (3), when this generalized relational equation (3) is used, the positional relationship φ (A ij , B mn ) between the preceding and succeeding cells A ij and B mn. Since it is only necessary to know this, the first split type detector 1 and the second split type detector 2 are not necessarily required to have the same shape, and the cell A mn in the first split type detector and its corresponding It is not necessary to arrange the cell B mn in the second split type detector to overlap in the optical axis direction.

【0020】ここで、本発明によるガンマ線検出装置の
分解能について簡単に評価する。本発明のガンマ線検出
装置によるガンマ線源の位置決定精度は、分割型検出
器のセルの大きさ、第1の分割型検出器と第2の分割
型検出器の間隔、及びガンマ線源と検出器との間の距
離に依存する。位置決定精度は、一般に、セルの大きさ
が小さいほど、検出器の間隔が遠いほど、またガンマ線
源と検出装置間の距離が遠いほど向上する。
Here, the resolution of the gamma ray detector according to the present invention will be briefly evaluated. The accuracy of determining the position of the gamma ray source by the gamma ray detector of the present invention depends on the cell size of the split type detector, the interval between the first split type detector and the second split type detector, and the gamma ray source and the detector. Depends on the distance between The position determination accuracy generally improves as the cell size decreases, the distance between the detectors increases, and the distance between the gamma ray source and the detection device increases.

【0021】典型的な例として、1個の大きさが1cm
×1cm×2cmである25個のセルからなる第1の分
割型検出器及び第2の分割型検出器を10cmの間隔を
置いて配置した場合を考える。ガンマ線源は検出装置の
中心軸上50cmの距離にあるものとする。ガンマ線源
が第1の分割型検出器の1つのセルを見込む角度は1.
2〜2.9度の広がりをもつが、ガンマ線入射角度は全
て2.3度であるとして近似する。このことによる位置
決定誤差は1cm以下である。次に、第1及び第2の分
割型検出器のセル同士が見込む角度の不確定さによる誤
差について考える。前記(3)式の関係を利用する場
合、第1の分割型検出器の最上部のセルが第2の分割型
検出器の最下部のセルを見込む角度は、両セルの中心を
結ぶ直線が光軸となす角度が18.4度であるのに対し
て、12〜26.5度の広がりを有する。このことによ
る位置決定誤差は±7cmと評価される。この位置決定
精度は、前述のように、セルの大きさを例えば0.5c
m×0.5cm×2cmと小さくすることにより、ほぼ
セル寸法に反比例して向上し、また2台の分割型検出器
の間隔を広げることにより、ほぼその間隔に比例して向
上する。
As a typical example, one piece is 1 cm in size.
Consider a case where a first split type detector and a second split type detector composed of 25 cells of 1 cm × 2 cm are arranged at an interval of 10 cm. The gamma source is assumed to be at a distance of 50 cm on the central axis of the detector. The angle at which the gamma ray source sees one cell of the first split detector is 1.
Although it has a spread of 2 to 2.9 degrees, the gamma ray incident angles are all approximated to be 2.3 degrees. The positioning error due to this is less than 1 cm. Next, an error due to the uncertainty of the angle that the cells of the first and second split type detectors can see will be considered. When using the relationship of the above formula (3), the angle at which the uppermost cell of the first split type detector looks at the lowermost cell of the second split type detector is determined by the straight line connecting the centers of both cells. Although the angle formed with the optical axis is 18.4 degrees, it has a spread of 12 to 26.5 degrees. The position determination error due to this is estimated to be ± 7 cm. As described above, the position determination accuracy is determined by setting the cell size to, for example, 0.5 c
By making it as small as mx 0.5 cm x 2 cm, it is improved almost in inverse proportion to the cell size, and by increasing the interval between the two split type detectors, it is improved almost in proportion to the interval.

【0022】次に、図1に戻って、信号処理部30の動
作について説明する。第1の分割型ゲルマニウム検出器
1の各セルから発生したパルス信号は、各セルに各々接
続された前置増幅器32a(図1には1個のみを示す)
によって個別に増幅された後、直線増幅器33でさらに
整形増幅され、波高分析器34に入力される。直線増幅
器は入力信号波形を歪ませることなく比例的に増幅する
機能を有する。同様に、第2の分割型ゲルマニウム検出
器2の各セルから発生したパルス信号は、各セルに各々
接続された前置増幅器32b(図1には1個のみを示
す)によって個別に増幅された後、直線増幅器33でさ
らに整形増幅され、波高分析器34に入力される。図1
には簡略化して示したが、前置増幅器、直線増幅器、波
高分析器は各セルごとに設けられている。
Next, returning to FIG. 1, the operation of the signal processing unit 30 will be described. The pulse signal generated from each cell of the first split type germanium detector 1 is a preamplifier 32a connected to each cell (only one is shown in FIG. 1).
After that, they are further shaped and amplified by the linear amplifier 33 and input to the wave height analyzer 34. The linear amplifier has a function of amplifying the input signal waveform proportionally without distortion. Similarly, pulse signals generated from each cell of the second split type germanium detector 2 were individually amplified by preamplifiers 32b (only one is shown in FIG. 1) connected to each cell. Thereafter, the signal is further shaped and amplified by the linear amplifier 33 and input to the wave height analyzer 34. FIG.
, A preamplifier, a linear amplifier, and a pulse height analyzer are provided for each cell.

【0023】前置増幅器32a,32bで増幅された検
出信号はまた、高速増幅器36a,36bで増幅され、
高速弁別器37a,37bに入力される。高速増幅器3
6a,36b及び高速弁別器37a,37bは、10-8
秒程度と極めて高速の時間応答特性を有する。従って、
高速弁別器37aは第1の分割型ゲルマニウム検出器1
のいずれかのセルにガンマ線の入射があったとき、それ
と同時に信号を発生して同時計測回路38に信号入力
し、高速弁別器37bは第2の分割型ゲルマニウム検出
器2のいずれかのセルにガンマ線の入射があったとき、
それと同時に同時計測回路8に信号入力する。
The detection signals amplified by the preamplifiers 32a and 32b are also amplified by the high-speed amplifiers 36a and 36b.
It is input to the high-speed discriminators 37a and 37b. High-speed amplifier 3
6a, 36b and fast discriminator 37a, 37b is 10 -8
It has an extremely fast time response characteristic of about seconds. Therefore,
The high-speed discriminator 37a is the first split type germanium detector 1
When a gamma ray is incident on any of the cells, a signal is generated at the same time and a signal is input to the simultaneous measurement circuit 38. The high-speed discriminator 37b is connected to any of the cells of the second split type germanium detector 2. When gamma rays are incident,
At the same time, a signal is input to the simultaneous measurement circuit 8.

【0024】一方、シンチレーション検出器7の光電子
増倍管8a,8bからの出力信号は、高速増幅器39で
増幅され、増幅された信号はさらに高速弁別器40に入
力される。高速弁別回路40の出力は、同時計数回路3
8に反同時計数入力として与えられる。同時計測回路3
8は、高速弁別器37a及び37bから同時に入力があ
り、かつ高速弁別器40から反同時計数入力がない場合
にのみ、波高分析器34にゲート信号を出力する。図7
により、同時計測回路38の動作を説明する。図7中、
aは高速弁別器37aの出力信号、bは高速弁別器37
bの出力信号、cは高速弁別器40の出力信号、dは同
時計測回路38から出力されるゲート信号を示す。図7
のT1 のタイミングに示されているのは、a及びcが出
力されてbが出力されない状態、すなわち図3のガンマ
線51の検出状態を示し、この場合にはゲート信号dは
出力されない。T2 のタイミングに示されているのは、
a及びbが出力されてcが出力されていない状態、すな
わち図3のガンマ線52の検出状態を示し、ゲート信号
dが出力される。同様に、T3 のタイミングは図3のガ
ンマ線53の検出状態を示し、ゲート信号dは出力され
ない。
On the other hand, output signals from the photomultiplier tubes 8a and 8b of the scintillation detector 7 are amplified by a high-speed amplifier 39, and the amplified signals are further input to a high-speed discriminator 40. The output of the high-speed discrimination circuit 40 is
8 is provided as an anti-coincidence input. Simultaneous measurement circuit 3
8 outputs a gate signal to the pulse height analyzer 34 only when there is an input from the high-speed discriminators 37a and 37b at the same time and there is no anti-coincidence input from the high-speed discriminator 40. FIG.
The operation of the simultaneous measurement circuit 38 will now be described. In FIG.
a is the output signal of the high-speed discriminator 37a, b is the high-speed discriminator 37
b indicates an output signal, c indicates an output signal of the high-speed discriminator 40, and d indicates a gate signal output from the simultaneous measurement circuit 38. FIG.
Shown in the timing of T 1, a state where a and c is output b is not outputted, namely indicates the detection state of the gamma ray 51 in FIG. 3, the gate signal d is in this case is not output. Shown in the timing of T 2 are,
This indicates a state in which a and b are output and c is not output, that is, a detection state of the gamma ray 52 in FIG. 3, and a gate signal d is output. Similarly, the timing of T 3 indicates the detection state of the gamma rays 53 in FIG. 3, the gate signal d is not output.

【0025】このように同時計測回路38を用いること
により、図3に示したガンマ線51やガンマ線53の検
出に相当するノイズデータを捨て、前記(2)式あるい
は(3)式が当てはまるデータのみを抽出することがで
きる。波高分析器34は、同時計数回路38からゲート
信号の入力を受けると、直線増幅器34から出力されて
いる2つの信号、すなわちそのゲート信号を発生させる
原因となった第1の分割型ゲルマニウム検出器1の特定
のセルAij、及び第2の分割型ゲルマニウム検出器2の
特定のセルBmnからの出力パルスを波高分析した結果を
電子計算機35に出力する。
By using the simultaneous measurement circuit 38 in this manner, noise data corresponding to the detection of the gamma rays 51 and 53 shown in FIG. 3 is discarded, and only data to which the above equation (2) or (3) is applied is discarded. Can be extracted. When receiving the gate signal from the coincidence circuit 38, the wave height analyzer 34 receives the two signals output from the linear amplifier 34, that is, the first split-type germanium detector that caused the generation of the gate signal. The result of pulse height analysis of the output pulse from one specific cell A ij and the specific cell B mn of the second split type germanium detector 2 is output to the electronic computer 35.

【0026】電子計算機35は、第1の分割型検出器1
中の各セルと第2の分割型検出器2中の各セル間の角度
データφ(Aij,Bmn)を記憶しており、出力を発生した
2つのセルがどのセルAij,Bmnであるかを知ることに
より、その角度φを知る。また、波高分析器34から送
出されるデータによりセルAijで検出されたエネルギー
C 及びセルBmnで検出されたエネルギーEa を知り、
前記(1)式に基づき両エネルギーを加算してガンマ線
のエネルギーEを求める。そして、特定の核種に対応す
る予め決定された特定のエネルギーEを有するガンマ線
に対するデータを選択し、その選択されたデータを用い
て前記(2)式あるいは(3)式の演算を行うことによ
り、入射角度θ1 を求め、図4の概念図に示すように、
セルAijを頂点とする頂角が2θ1 の円錐面を計算す
る。複数のガンマ線入射に対して同様に入射角度θ2
θ3,…,θn を求め、夫々の入射セルAijを頂点とし
て頂角2θ2,2θ3,…,2θn の円錐面を計算し、そ
の重なり合う領域を計算する。こうして計算された複数
の円錐面の重なった領域は、ガンマ線源の存在する方向
あるいは位置を表しており、ガンマ線検出装置の軸方向
に対する関係で表示装置42に実時間表示される。
The electronic computer 35 includes a first split type detector 1
The angle data φ (A ij , B mn ) between each cell in the second divided type detector 2 is stored, and which cell A ij , B mn is the two cells that have generated the output. By knowing the angle φ, the angle φ is known. Further, the energy E C detected in the cell A ij and the energy E a detected in the cell B mn are known from the data transmitted from the pulse height analyzer 34,
The energy E of the gamma ray is obtained by adding the two energies based on the above equation (1). Then, data for a gamma ray having a predetermined specific energy E corresponding to a specific nuclide is selected, and by using the selected data, the calculation of the above equation (2) or (3) is performed. The incident angle θ 1 is obtained, and as shown in the conceptual diagram of FIG.
A conical surface having a cell A ij as a vertex and an apex angle of 2θ 1 is calculated. Similarly, for a plurality of gamma ray incident angles θ 2 ,
θ 3, ..., determine the theta n, vertical angle 2 [Theta] 2 incident cell A ij of each as the vertex, 2θ 3, ..., and calculates the conical surface of the 2 [Theta] n, calculates the overlap region. The overlapping area of the plurality of conical surfaces calculated in this manner represents the direction or position where the gamma ray source exists, and is displayed on the display device 42 in real time in relation to the axial direction of the gamma ray detecting device.

【0027】また、ガンマ線のエネルギーを特定せず、
検出されたガンマ線をエネルギーE 1,E2,E3,…に
よって分類し、各エネルギーのガンマ線毎に入射角度θ
1(E1),θ2(E1),θ3(E1),…,θn(E1);θ
1(E2),θ2(E2),θ3(E2),…,θn(E2);θ
1(E3),θ2(E3),θ3(E3),…,θn(E3);…を求
め、夫々のガンマ線が入射したセルAijの位置を頂点と
して計算した頂角2θ1(E1),2θ2(E1),2θ
3(E1),…,2θn(E1)の円錐面の重なった領域をエネ
ルギーE1 のガンマ線を放出するガンマ線源の存在する
方向あるいは位置として表示し、頂角2θ1(E2),2θ
2(E2),2θ3(E2),…,2θn(E2)の円錐面の重なっ
た領域をエネルギーE2 のガンマ線を放出するガンマ線
源の存在する方向あるいは位置として表示し、頂角2θ
1(E3),2θ2(E3),2θ3(E3),…,2θn(E3)の円
錐面の重なった領域をエネルギーE3 のガンマ線を放出
するガンマ線源の存在する方向あるいは位置として表示
することで、複数の線源、複数の核種をその存在する方
向あるいは位置も含めて同時に同定することができる。
Also, without specifying the energy of the gamma ray,
The detected gamma ray is converted to energy E 1, ETwo, EThree……
Therefore, the incident angle θ for each gamma ray of each energy
1(E1), ΘTwo(E1), ΘThree(E1),…, Θn(E1); Θ
1(ETwo), ΘTwo(ETwo), ΘThree(ETwo),…, Θn(ETwo); Θ
1(EThree), ΘTwo(EThree), ΘThree(EThree),…, Θn(EThree);
Cell A where each gamma ray was incidentijThe position of the vertex
Angle 2θ calculated1(E1), 2θTwo(E1), 2θ
Three(E1), ..., 2θn(E1The area where the conical surface of
Lugie E1Gamma ray source that emits gamma rays
Display as direction or position, apex angle 2θ1(ETwo), 2θ
Two(ETwo), 2θThree(ETwo), ..., 2θn(ETwo) Conical surface overlap
Energy ETwoGamma ray emitting gamma ray of
Indicated as the direction or position where the source exists, the apex angle 2θ
1(EThree), 2θTwo(EThree), 2θThree(EThree), ..., 2θn(EThree) Circle
Energy EThreeEmits gamma rays
As the direction or position of the gamma ray source
By doing so, multiple sources and multiple nuclides can be
It can be identified simultaneously including the direction or position.

【0028】なお、演算式として(2)式を利用する場
合には、第1の分割型検出器1及び第2の分割型検出器
2は、同形の分割型検出器を対応するセルが検出器の光
軸方向に重なるようにして配置する必要がある。また、
電子計算機35は、波高分析器34から送られてくるデ
ータのうち、信号を発生した2つのセルが検出器の光軸
方向に重なる位置にある場合のデータのみを選択して使
用する。
When the equation (2) is used as an arithmetic expression, the first split type detector 1 and the second split type detector 2 detect a cell corresponding to the same split type detector. It is necessary to arrange them so as to overlap in the optical axis direction of the vessel. Also,
The electronic computer 35 selects and uses only the data in the case where the two cells that have generated the signal are located at positions overlapping in the optical axis direction of the detector among the data sent from the pulse height analyzer 34.

【0029】本発明のガンマ線検出装置をガンマ線利用
装置、例えばポジトロンCTの本体に固定して使用する
場合には、検出装置の光軸がガンマ線利用装置に対して
所定方向で不動であるので、ガンマ線検出装置の出力す
る角度をガンマ線利用装置に対して予め校正しておくこ
とで検出されたガンマ線源の方向あるいは空間位置を特
定することが可能である。その際、本発明のガンマ線検
出装置を例えば90°離れた位置に2組設置すること
で、ガンマ線源の空間位置測定精度を向上することがで
きる。
When the gamma ray detecting device of the present invention is used by being fixed to a gamma ray utilizing device, for example, a main body of a positron CT, the optical axis of the detecting device does not move in a predetermined direction with respect to the gamma ray utilizing device. The direction or spatial position of the detected gamma ray source can be specified by calibrating the angle output by the detecting device in advance for the gamma ray utilizing device. At that time, by installing two sets of the gamma ray detecting device of the present invention at a position separated by 90 °, for example, the spatial position measurement accuracy of the gamma ray source can be improved.

【0030】次に、本発明のガンマ線検出装置をポータ
ブルとしてフィールドで使用する場合の検出結果の表示
方法について説明する。図8は、検出されたガンマ線の
飛来方向を発光ダイオードにより簡便に表示する実施例
を示す。本実施例のガンマ線検出装置60は、図1で説
明した検出部10及び信号処理部30を内部に有し、そ
の筺体の上面及び側面に例えば10°間隔で標識線6
1,62を設け、各標識線の先端部分に発光ダイオード
65を埋め込んである。ガンマ線検出装置60の本体に
組み込まれている電子計算機35は、上述の演算で求め
た角度情報に従って角度δを表す発光ダイオード67及
び角度ωを表す発光ダイオード68を点灯あるいは点滅
させる。検出装置60を扱う者は、この発光ダイオード
の表示によってガンマ線源の存在方向を容易に知ること
ができる。
Next, a method of displaying a detection result when the gamma ray detecting device of the present invention is used as a portable device in a field will be described. FIG. 8 shows an embodiment in which the detected flight direction of the gamma ray is simply displayed by a light emitting diode. The gamma ray detection device 60 of the present embodiment has the detection unit 10 and the signal processing unit 30 described in FIG. 1 therein, and the marker lines 6 are provided on the top and side surfaces of the housing at intervals of, for example, 10 °.
1, 62 are provided, and a light emitting diode 65 is embedded at the tip of each marker line. The electronic computer 35 incorporated in the main body of the gamma ray detecting device 60 turns on or off the light emitting diode 67 indicating the angle δ and the light emitting diode 68 indicating the angle ω according to the angle information obtained by the above-described calculation. A person who handles the detection device 60 can easily know the direction in which the gamma ray source exists by displaying the light emitting diode.

【0031】図9は、ガンマ線検出装置を可搬式とした
場合における表示方法の他の実施例を示す模式図であ
る。この実施例は、ガンマ線検出装置で検出したガンマ
線源の位置をモニター画面上に表示するものであり、図
1で説明したガンマ線検出装置70とTVカメラ等の撮
像装置80を組み合わせて使用する。ガンマ線検出装置
70の光軸71と撮像装置80の光軸81は平行に設定
されており、両者はオフセットdをもって同一の視野を
観察する。ガンマ線検出装置70によって決定されたガ
ンマ線源の方向を示すデータ、例えば(δ,ω)と、撮
像装置80からの画像データは画像処理装置83に入力
される。
FIG. 9 is a schematic diagram showing another embodiment of the display method when the gamma ray detecting device is portable. In this embodiment, the position of the gamma ray source detected by the gamma ray detecting device is displayed on a monitor screen, and the gamma ray detecting device 70 described with reference to FIG. 1 and an imaging device 80 such as a TV camera are used in combination. The optical axis 71 of the gamma ray detecting device 70 and the optical axis 81 of the imaging device 80 are set in parallel, and both observe the same field of view with an offset d. Data indicating the direction of the gamma ray source determined by the gamma ray detecting device 70, for example, (δ, ω), and image data from the imaging device 80 are input to the image processing device 83.

【0032】図10は、撮像装置80で撮像される被写
体95と、結像光学系90によって2次元CCD素子か
らなる撮像素子91上に形成された像96の関係を模式
的に示したものである。被写体95上の各点は撮像素子
91の各点に一対一に対応している。すなわち、撮像素
子91の各素子Cmnは撮像装置80の光軸81に対して
(δm,ωn)なる角度方向の光線を受光している。その
ため、モニター85上の各画素も撮像装置80の光軸8
1に対して(δm,ωn)なる角度方向に対応している。
FIG. 10 schematically shows a relationship between a subject 95 picked up by the image pickup device 80 and an image 96 formed on the image pickup device 91 composed of a two-dimensional CCD by the image forming optical system 90. is there. Each point on the subject 95 corresponds to each point of the image sensor 91 on a one-to-one basis. That is, each element C mn of the image sensor 91 receives a light beam in the angular direction (δ m , ω n ) with respect to the optical axis 81 of the image pickup device 80. Therefore, each pixel on the monitor 85 is also connected to the optical axis 8 of the imaging device 80.
1 corresponds to an angular direction of (δ m , ω n ).

【0033】画像処理装置83は、上述の関係を利用し
てガンマ線検出装置70からの角度データで撮像装置8
0の画像データを加工する。例えば、ガンマ線検出装置
70からその光軸71に対するガンマ線源の存在方向と
して角度(δ,ω)が出力されたとすると、画像処理装
置83はモニター85に表示されている画像のうちその
角度に相当する画素86を例えば点滅させたり、特定の
色を付して表示したりして、その画素を強調するように
する。なお、検出されたガンマ線の強度に応じて点滅の
強弱を変えたり、検出されたガンマ線のエネルギーの違
い、すなわち核種に応じて色を変えるようにすることも
できる。この場合、実際の検出方向とモニター85上で
の表示位置にはオフセットdだけのずれがあるが、距離
dは微小であるので実際上問題にはならないし、オフセ
ット量dは既知であるのでそれを補正して実際のガンマ
線源位置を特定することは極めて容易である。
The image processing device 83 uses the angle data from the gamma ray detecting device 70 by utilizing the above-described relationship.
0 image data is processed. For example, if an angle (δ, ω) is output from the gamma ray detection device 70 as the direction in which the gamma ray source exists with respect to the optical axis 71, the image processing device 83 corresponds to that angle in the image displayed on the monitor 85. The pixel 86 is highlighted, for example, by blinking or displaying the pixel 86 with a specific color. The intensity of blinking can be changed according to the intensity of the detected gamma ray, or the color can be changed according to the difference in the energy of the detected gamma ray, that is, the nuclide. In this case, there is a deviation of the offset d between the actual detection direction and the display position on the monitor 85. However, since the distance d is very small, it does not pose a practical problem. It is extremely easy to correct and to specify the actual gamma ray source position.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によると、コリメータを使用する
ことなくガンマ線源の方向あるいは位置を特定すること
ができる。
According to the present invention, the direction or position of the gamma ray source can be specified without using a collimator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるガンマ線検出装置の一実施例を示
す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a gamma ray detecting device according to the present invention.

【図2】分割型ゲルマニウム検出器の模式図。FIG. 2 is a schematic view of a split type germanium detector.

【図3】ガンマ線源の方向検出原理を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of detecting the direction of a gamma ray source.

【図4】ガンマ線源の存在する可能性のある領域の説明
図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an area where a gamma ray source may exist.

【図5】検出器に対する座標系の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a coordinate system for a detector.

【図6】ガンマ線源の方向検出原理を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of detecting the direction of a gamma ray source.

【図7】同時計数回路の入力信号と出力信号の関係を示
す図。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between an input signal and an output signal of the coincidence circuit.

【図8】ガンマ線の存在方向を表示する表示装置の一実
施例の説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram of one embodiment of a display device that displays the direction in which gamma rays exist.

【図9】ガンマ線の存在方向をモニター上に表示する実
施例の模式図。
FIG. 9 is a schematic diagram of an embodiment in which the direction in which gamma rays exist is displayed on a monitor.

【図10】被写体と撮像装置の撮像素子上に形成される
像の関係を示す図。
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a subject and an image formed on an image sensor of the image capturing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1の分割型ゲルマニウム検出器、2…第2の分割
型ゲルマニウム検出器、4…真空容器、5…液体窒素容
器、6…コールドフィンガー、7…シンチレーション検
出器、8a,8b…光電子増倍管、10…検出部、30
…信号処理部、31a,31b,31c,31d…高圧
電源、33…直線増幅器、34…波高分析器、35…電
子計算機、36a,36b…高速増幅器、37a,37
b…高速弁別器、38…同時計測回路、39…高速増幅
器、40…高速弁別器、42…表示装置、50…ガンマ
線源、51,52,53,54…ガンマ線、60…ガン
マ線検出装置、61,62…標識線、65…発光ダイオ
ード、70…ガンマ線検出装置、80…撮像装置、83
…画像処理装置、85…モニター、90…結像光学系、
91…撮像素子、95…被写体、96…被写体の像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st division type germanium detector, 2 ... 2nd division type germanium detector, 4 ... vacuum container, 5 ... liquid nitrogen container, 6 ... cold finger, 7 ... scintillation detector, 8a, 8b ... photoelectron increase Double tube, 10 ... Detection unit, 30
... Signal processing units, 31a, 31b, 31c, 31d ... High voltage power supply, 33 ... Linear amplifier, 34 ... Pulse height analyzer, 35 ... Electronic computer, 36a, 36b ... High speed amplifier, 37a, 37
b: High-speed discriminator, 38: Simultaneous measurement circuit, 39: High-speed amplifier, 40: High-speed discriminator, 42: Display device, 50: Gamma ray source, 51, 52, 53, 54: Gamma ray, 60: Gamma ray detection device, 61 , 62: marker line, 65: light emitting diode, 70: gamma ray detecting device, 80: imaging device, 83
... image processing apparatus, 85 ... monitor, 90 ... imaging optical system,
91: image sensor, 95: subject, 96: subject image

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の検出セルに入射してコンプトン散
乱された後、第2の検出セルに入射して吸収されたガン
マ線に対して、前記第1及び第2の検出セルの位置関係
並びに前記第1及び第2の検出セルで検出されたエネル
ギーをもとにガンマ線の入射角度を求める操作を反復し
て行い、求められた複数の入射角度を組み合わせること
によりガンマ線源の存在する方向あるいは位置を検出す
ることを特徴とするガンマ線検出方法。
1. A gamma ray incident on a first detection cell and subjected to Compton scattering after being incident on a first detection cell, and a positional relationship between the first and second detection cells with respect to a gamma ray incident on and absorbed by the second detection cell. The operation of obtaining the gamma ray incident angle based on the energy detected by the first and second detection cells is repeatedly performed, and by combining the obtained plurality of incident angles, the direction or position where the gamma ray source is present A gamma ray detection method, characterized in that a gamma ray is detected.
【請求項2】 前記第1の検出セルで検出されたエネル
ギーと第2の検出セルで検出されたエネルギーの和が等
しいガンマ線に対して求められた複数の入射角度を組み
合わせることを特徴とする請求項1記載のガンマ線検出
方法。
2. The method according to claim 1, wherein a plurality of incident angles obtained for gamma rays having the same sum of energy detected by the first detection cell and energy detected by the second detection cell are combined. Item 7. The gamma ray detection method according to Item 1.
【請求項3】 検出されたガンマ線を前記第1の検出セ
ルで検出されたエネルギーと第2の検出セルで検出され
たエネルギーの和の値によってグループ分けし、各グル
ープ毎に該グループに属するガンマ線に対して求められ
た入射角度を組み合わせることを特徴とする請求項1記
載のガンマ線検出方法。
3. The detected gamma rays are grouped according to the value of the sum of the energy detected by the first detection cell and the energy detected by the second detection cell, and gamma rays belonging to the group for each group. 2. The gamma ray detecting method according to claim 1, wherein the incident angles determined for the gamma rays are combined.
【請求項4】 前後に並べて配置された各々複数の検出
セルからなる第1及び第2のガンマ線検出器と、前記第
1及び第2のガンマ線検出器のガンマ線入射面を除く周
囲を囲んで配置されたシンチレーション検出器と、前記
第1のガンマ線検出器及び第2のガンマ線検出器の各検
出セルの出力信号を波高分析する複数の波高分析器と、
前記第1及び第2のガンマ線検出器の検出セルの出力信
号並びに前記シンチレーション検出器の出力信号が入力
され、前記第1のガンマ線検出器の1つの検出セルから
の出力信号及び前記第2のガンマ線検出器の1つの検出
セルからの出力信号が同時に入力され、かつ前記シンチ
レーション検出器からの出力信号が入力されないときに
前記波高分析器にゲート信号を出力する同時計数回路
と、前記ゲート信号が出力されたとき前記波高分析器か
らの信号が入力される電子計算機と、前記電子計算機の
出力を表示する表示装置とを含み、前記電子計算機は前
記第1のガンマ線検出器の中の出力信号を発生した検出
セル及び前記第2のガンマ線検出器の中の出力信号を発
生した検出セルの位置情報並びに前記波高分析器からの
出力信号に基づいてガンマ線源の存在する方向あるいは
位置を演算し、その結果を前記表示装置に表示すること
を特徴とするガンマ線検出装置。
4. A first and a second gamma ray detector comprising a plurality of detection cells arranged side by side and a plurality of detection cells, and arranged so as to surround the first and second gamma ray detectors except for a gamma ray incidence surface. A scintillation detector, and a plurality of wave height analyzers that perform wave height analysis on output signals of each detection cell of the first gamma ray detector and the second gamma ray detector;
An output signal of a detection cell of the first and second gamma ray detectors and an output signal of the scintillation detector are input, and an output signal from one detection cell of the first gamma ray detector and the second gamma ray A coincidence circuit for outputting a gate signal to the pulse height analyzer when an output signal from one detection cell of the detector is inputted simultaneously and an output signal from the scintillation detector is not inputted; And a display device for displaying the output of the computer when the signal from the pulse height analyzer is input, wherein the computer generates an output signal in the first gamma ray detector. Based on the detected cell and the position information of the detection cell that generated the output signal in the second gamma ray detector, and the output signal from the wave height analyzer. Calculates the existence direction or position of the comma-ray source, a gamma ray detection device and displaying the result on the display device.
【請求項5】 前記第1及び第2のガンマ線検出器は分
割型ゲルマニウム検出器であることを特徴とする請求項
4記載のガンマ線検出装置。
5. The gamma ray detecting device according to claim 4, wherein said first and second gamma ray detectors are split-type germanium detectors.
【請求項6】 前記シンチレーション検出器はビスマス
ジャーマネイト単結晶からなるシンチレータを備えるこ
とを特徴とする請求項4又は5記載のガンマ線検出装
置。
6. The gamma ray detecting device according to claim 4, wherein the scintillation detector includes a scintillator made of a single crystal of bismuth germanate.
【請求項7】 光軸をガンマ線検出装置の光軸と略一致
させた撮像装置を備え、前記表示装置は前記撮像装置に
よって撮像された画像を表示する画像表示部を有し、前
記電子計算機によって求められたガンマ線源の存在する
方向あるいは位置を前記画像中に指示することを特徴と
する請求項4、5又は6記載のガンマ線検出装置。
7. An image pickup device having an optical axis substantially coincident with an optical axis of a gamma ray detecting device, wherein the display device has an image display unit for displaying an image picked up by the image pickup device. 7. The gamma ray detecting device according to claim 4, wherein the determined direction or position of the gamma ray source is indicated in the image.
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