JPH09159769A - 大面積放射線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検出面全域で高感度かつ均一な測定を実現で
き、薄型・軽量で扱い容易な大面積放射線検出器を提供
すること。 【解決手段】放射線が通過することにより発生するシン
チレーションの光を電気パルス信号に変換して計数する
大面積放射線検出器であり、板状のシンチレータからな
り検出面に対応した面積を有するシンチレータ層２１
と、入射光を波長変換してファイバ軸方向に伝達するフ
ァイバ状の光波長シフタ２２′を平面的に複数配列して
なりシンチレータ層２１の検出面と反対側の面に密着し
て配置された波長シフタ層２２と、この波長シフタ層２
２を形成するファイバ状の光波長シフタ２２′の端部に
接続された光電子増倍管２３ａ，２３ｂとを具備して構
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所等の
原子力施設において人体、衣服、物品等の放射能汚染の
有無を監視するために装備される体表面モニタ、ランド
リモニタ、物品搬出モニタ等の検出器として使用される
大面積放射線検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】人体、衣服、物品等の放射能汚染測定に
は、平面的な広がりを持つ物体表面に対応して放射線検
出面を大型化した放射線検出器（以下、「大面積放射線
検出器」と呼ぶ）が用いられている。大面積放射線検出
器には、ファイバ状のシンチレータを二次元的に並べて
検出面を大面積化したものや、シンチレータを平板状に
して検出面を大面積化したものがある。

【０００３】図３１は、ファイバ状シンチレータを二次
元的に並べて大面積化した大面積放射線検出器の構成例
を示している。複数のファイバ状シンチレータ１を平面
状に並べると共に、ファイバ状シンチレータ１の両端部
に光電子増倍管２ａ，２ｂを接続している。ファイバ状
シンチレータ１に外乱光が入るのを防止するためファイ
バ状シンチレータ１及び光電子増倍管２ａ，２ｂは遮光
膜３で覆っている。ファイバ状シンチレータ１を伝播し
た光を検出する光電子増倍管２ａ，２ｂの出力を同時計
数回路５を通して計数する。その計数値で示される被検
体表面から放出される放射線量に基づいて放射能汚染の
判定を行うことができる。

【０００４】図３２は、シンチレータを平板状にして検
出面を大面積化した大面積放射線検出器の構成例を示し
ている。平板シンチレータ６に複数の光電子増倍管７
ａ，７ｂを対面配置した状態で検出器ケース８に収納
し、検出面に相当する検出器ケース８の開口面を遮光膜
９で覆うようにしている。光電子増倍管７ａ，７ｂの出
力は増幅器１０ａ，１０ｂを介して同時計数回路５に取
り込み、同時計数回路５の出力を計数する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たファイバ状シンチレータを並べて大面積化した大面積
放射線検出器は、ファイバ状シンチレータ自体に光の吸
収効果があるため、放射線の入射により発生した光の伝
達効率を低下させることとなり、測定感度を上げようと
しても限界があった。

【０００６】また、平板状シンチレータを用いて大面積
化した大面積放射線検出器は、平板シンチレータ６と光
電子増倍管７ａ，７ｂを検出器ケース８に収納する構造
であり、かつ平板シンチレータ６と光電子増倍管７ａ，
７ｂとの間隔を十分に確保する必要があることから、装
置が大型化し重量も重くなるといった欠点がある。

【０００７】しかも、平板状シンチレータで発光した光
がケース内部で反射してから光電子増倍管７ａ，７ｂに
入射するため、平板状シンチレータ，光電子増倍管間の
光伝達率が距離的に近いところでは高く、逆に遠い所で
は低くなる傾向を示す。そのため、シンチレータの発光
場所依存性が大きく、感度のムラが発生していた。一般
的に、検出面の中央部が、光電子増倍管の光電面に近い
ため、感度が高く、周辺部で感度が低くなる傾向にあ
る。感度ムラのある大面積放射線検出器で放射能汚染を
測定すると、同一レベルの汚染であっても、中央部で測
定したときには汚染レベルが高く検出され、周辺部で測
定したときは汚染レベルが低く検出されることになる。

【０００８】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、検出面全域で高感度かつ均一な測定を実現
でき、薄型・軽量で扱い容易な大面積放射線検出器を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のような手段を講じた。請求項１に対
応する本発明は、放射線が通過することにより発生する
シンチレーションの光を電気パルス信号に変換してから
計数する大面積放射線検出器において、板状のシンチレ
ータからなり検出面に対応した面積を有するシンチレー
タ層と、入射光を波長変換してファイバ軸方向に伝達す
るファイバ状の光波長シフタを平面的に複数配列してな
り前記シンチレータ層の検出面と反対側の面に密着して
配置された波長シフタ層と、この波長シフタ層を形成す
るファイバ状の光波長シフタの端部に接続された光電子
増倍管とを備える。

【００１０】本発明の大面積放射線検出器によれば、シ
ンチレータ層に放射線が入射してシンチレーションを起
こすことにより発生した光が当該発光位置に近い光波長
シフタに入射して波長変換され、当該光波長シフタに接
続されている光電子増倍管に伝達される。したがって、
シンチレータ層で光を伝達することにより生じる光の吸
収効果の影響を排除することができ、高い感度を実現で
きる。また、シンチレータ層と波長シフタ層とが密着し
ていることから、感度ムラがなく、しかも検出器を小形
・軽量化するのが容易である。

【００１１】請求項２に対応する本発明は、放射線が通
過することにより発生するシンチレーションの光を電気
パルス信号に変換してから計数する大面積放射線検出器
において、複数のファイバ状のシンチレータを平面的に
複数配列してなり検出面に対応した面積を有するシンチ
レータ層と、入射光を波長変換してファイバ軸方向に伝
達するファイバ状の光波長シフタを平面的に複数配列し
てなり前記シンチレータ層の検出面と反対側の面に密着
して配置された波長シフタ層と、この波長シフタ層を形
成するファイバ状の光波長シフタの端部、及びシンチレ
ータ層を形成するファイバ状のシンチレータの端部に接
続された光電子増倍管とを備える。

【００１２】本発明の大面積放射線検出器によれば、シ
ンチレータ層に放射線が入射することによりシンチレー
ションが発生すると、そこに密着配置されている光波長
シフタに伝達して波長変換されて光電子増倍管に伝達さ
れると共に、シンチレーションが発生したファイバ状の
シンチレータ内を伝達して同じ光電子増倍管に伝達され
ることになる。したがって、ファイバ状のシンチレータ
から伝達された分だけ感度を改善することができる。

【００１３】請求項３に対応する本発明は、放射線が通
過することにより発生するシンチレーションの光を電気
パルス信号に変換してから計数する大面積放射線検出器
において、検出面で囲まれた空洞部が形成されるように
シンチレータ層を対向配置し、入射光を波長変換する複
数のファイバ状の光波長シフタからなる波長シフタ層を
前記シンチレータ層の背面に密着配置し、前記波長シフ
タ層を形成するファイバ状の光波長シフタの端部に光電
子増倍管を接続して構成されている。

【００１４】本発明の大面積放射線検出器によれば、検
出面で囲まれた空洞部に被検体を挿入することにより被
検体の複数方向の面に同時に検出面が対向配置されるこ
とから複数面の同時測定が可能になる。また、波長シフ
タ層をファイバ状の光波長シフタで構成しているので、
変形が容易であり被検体の形状に応じた任意形状の空洞
部を簡単に形成することができる。

【００１５】請求項４に対応する本発明は、請求項３記
載の大面積放射線検出器において、前記シンチレータ層
を、平面的に配列された複数のファイバ状のシンチレー
タで形成し、各ファイバ状のシンチレータの端部が光電
子増倍管に接続した構成である。

【００１６】本発明の大面積放射線検出器によれば、被
検体の複数面を同時測定可能になるとともに、ファイバ
状のシンチレータから光電子増倍管に光パルス信号が入
力するのでその分だけ感度が向上するものとなる。

【００１７】請求項５に対応する本発明は、放射線が通
過することにより発生するシンチレーションの光を電気
パルス信号に変換してから計数する大面積放射線検出器
において、検出面で囲まれた空洞部が形成されるように
シンチレータ層を対向配置し、該シンチレータ層を複数
のファイバ状のシンチレータを平面的に配列して形成
し、ファイバ状のシンチレータの端部を光電子増倍管に
接続する構成とした。

【００１８】本発明の大面積放射線検出器によれば、フ
ァイバ状のシンチレータでシンチレータ層を形成してい
るので変形が容易で空洞部を簡単に形成することができ
る。また、検出面で囲まれた空洞部が形成されるように
シンチレータ層を対向配置しているので被検体の複数面
を同時に測定できる。

【００１９】請求項６に対応する本発明は、放射線がシ
ンチレータ層を通過することにより発生するシンチレー
ションの光を光電子増倍管で電気パルス信号に変換して
出力する大面積放射線検出器であって、前記シンチレー
タ層の厚さを前記光電子増倍管から遠ざかるのに応じて
厚くするように構成した。

【００２０】本発明の大面積放射線検出器によれば、光
電子増倍管から離れるのに応じてシンチレータ層での発
光量が大きくなるので、光電子増倍管から離れるのに応
じて小さくなる光伝達係数による感度低下が補償される
ものとなる。

【００２１】請求項７に対応する本発明は、放射線が通
過することにより発生するシンチレーションの光を電気
パルス信号に変換して計数する大面積放射線検出器にお
いて、複数のファイバ状のシンチレータを平面的に並べ
て第１の検出領域、及びこの第１の検出領域に隣接した
第２の検出領域をそれぞれ形成し、第１の検出領域と第
２の検出領域との境界部に位置するファイバ状のシンチ
レータの両端部を、第１の検出領域からの光パルス信号
を測定する第１の測定系と第２の検出領域からの光パル
ス信号を測定する第２の測定系のそれぞれに接続した。

【００２２】本発明の大面積放射線検出器によれば、第
１の測定系にて光パルスの測定が行なわれる第１の検出
領域と、第２の測定系にて光パルスの測定が行われる第
２の検出領域との境界部に位置するファイバ状のシンチ
レータで発生した光パルス信号を第１の測定系と第２の
測定系で夫々測定する。したがって、第１の検出領域と
第２の検出領域の境界部において放射線の取り合いが無
くなり、境界部の効率の落ち込みを防止することができ
第１の検出領域と第２の検出領域の全面に亙りフラット
な検出効率を保つことができる。

【００２３】請求項８に対応する本発明は、放射線が通
過することにより発生するシンチレーションの光を電気
パルス信号に変換して計数する大面積放射線検出器にお
いて、第１の検出領域を形成するシンチレータ層の背面
に複数のファイバ状の光波長シフタを平面状に配列し、
これらファイバ状の光波長シフタの端部を第１の測定系
に接続して前記第１の検出領域からの光パルス信号を測
定し、前記第１の検出領域に隣接形成される第２の検出
領域を形成するシンチレータ層の背面に複数のファイバ
状の光波長シフタを平面状に配列し、これらファイバ状
の光波長シフタの端部を第２の測定系に接続して前記第
２の検出領域からの光パルス信号を測定し、第１の検出
領域と第２の検出領域との境界部に位置するファイバ状
のシンチレータの両端部を前記第１，第２の測定系に夫
々接続した。

【００２４】本発明の大面積放射線検出器によれば、第
１の検出領域と第２の検出領域との境界部近傍のシンチ
レータ層に放射線が入射して発光すると、その光が第１
の測定系及び第２の測定系の双方に属するファイバ状の
光波長シフタにて第１の測定系及び第２の測定系にそれ
ぞれ伝達されて計数される。したがって、第１の検出領
域と第２の検出領域との境界部にて起きていた放射線の
取り合いによる効率低下が防止され、第１の検出領域と
第２の検出領域との全面に亙りフラットな特性にするこ
とができる。

【００２５】請求項９に対応する本発明は、放射線が通
過することにより発生するシンチレーションの光を電気
パルス信号に変換して計数する大面積放射線検出器にお
いて、複数のファイバ状のシンチレータを平面的に配列
し、これらファイバ状のシンチレータの同一側を途中か
ら分岐し、それぞれのファイバ状のシンチレータの複数
の分岐端を別々の光電子増倍管に接続して同時計数する
ようにした。

【００２６】本発明の大面積放射線検出器によれば、放
射線が入射することによりファイバ状のシンチレータで
発光が生じ、その光がファイバ内を伝達すると共に分岐
場所にて別々の光電子増倍管に分配される。ファイバ内
の分岐場所にて光が分岐されるため、光の伝達が乱され
ることがなく効率良く分配される。

【００２７】請求項１０に対応する本発明は、放射線が
シンチレータ層を通過することにより発生するシンチレ
ーションの光を光電子増倍管で電気パルス信号に変換し
て出力する大面積放射線検出器であって、前記シンチレ
ータ層の実効厚さを０．１ｍｍから１．５ｍｍの範囲に
設定した。

【００２８】本発明の大面積放射線検出器によれば、シ
ンチレータ層の実効厚さを０．１ｍｍから１．５ｍｍの
範囲にすることにより、信号として取得するβ線計数値
がバックグラウンド計数値に対して大きな値となり、感
度の高さを示す（ＢＧ）^1/2／βの値が小さな値とな
り、高感度の検出器を実現できる。

【００２９】請求項１１に対応する本発明は、放射線が
通過することにより発生するシンチレーションの光を電
気パルス信号に変換して計数する大面積放射線検出器に
おいて、複数のファイバ状のシンチレータからなり実効
厚さを０．１ｍｍから１．５ｍｍの範囲に設定した第１
のシンチレータ層と、この第１のシンチレータ層の背面
側に設置され実効厚さを１０ｍｍ以上に設定した第２の
シンチレータ層と、第１のシンチレータ層で発光した光
を測定する第１の測定系と、第２のシンチレータ層で発
光した光を測定する第２の測定系とを備える。

【００３０】本発明の大面積放射線検出器によれば、
０．１ｍｍから１．５ｍｍの範囲に設定した第１のシン
チレータ層においてβ線が効率良く検出され、第１のシ
ンチレータ層に接続された第１の測定系にて計数され
る。また、厚さを１０ｍｍ以上に設定した第２のシンチ
レータ層にてγ線が検出され、第２のシンチレータ層に
接続された第２の測定系にて計数される。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （第１の実施形態）図１に第１の実施形態に係る大面積
放射線検出器の構成を示す。

【００３２】この大面積放射線検出器２０は、検出面に
対応した面積を有する板状のシンチレータ層２１と、フ
ァイバ状の光波長シフタを複数並べた波長シフタ層２２
との２層構造になっている。

【００３３】シンチレータ層２１は、従来形の大面積放
射線検出器に使用していた板状シンチレータで構成す
る。波長シフタ層２２は、図２に示すように複数のファ
イバ状の光波長シフタ２２′をシンチレータ層２１の幅
方向の距離に対応した所定本数分だけ平面状に並べて構
成している。ファイバ状の光波長シフタ２２′は光が入
射すると蛍光を発生し、その波長変換した光をファイバ
軸方向に伝達する。また、シンチレータに比べて光の伝
達効率が高い材料を選択している。

【００３４】シンチレータ層２１の背面（検出面と反対
側の面）に波長シフタ層２２を密着させて配置し、波長
シフタ層２２を構成しているファイバ状の光波長シフタ
２２′の両端部を光電子増倍管２３ａ，２３ｂに接続し
ている。この大面積放射線検出器２０の外面を検出面を
除いて遮光層２４で覆い、検出面に薄膜からなる遮光膜
２５を被せている。なお、検出面以外の部分も薄膜から
なる遮光膜２５を被せて外部からの光が入射しないよう
にしてもよい。

【００３５】次に、以上のように構成された大面積放射
線検出器２０の作用について図３及び図４を参照して説
明する。被検体から放出した放射線が検出面から入射し
てシンチレータ層２１で補足されることにより相互作用
による発光作用（シンチレーション）で光が放出され
る。波長シフタ層２２はシンチレータ層２１に密着して
いるので、シンチレータ層２１の発光箇所近傍に配置さ
れているファイバ状の光波長シフタ２２′がシンチレー
タ層２１からの光を受けて蛍光を発する。蛍光が生じた
ファイバ状の光波長シフタ２２′内では光が等方的に放
出されるので、蛍光による光がファイバの光伝達作用で
波長シフタ層２２を通り光電子増倍管２３ａ，２３ｂに
到達する。光電子増倍管２３ａ，２３ｂでは光パルス信
号を電気パルス信号に変換して出力する。

【００３６】すなわち、シンチレータ層２１で発生した
光を、最大限に波長シフト層２２に伝えて蛍光を発生
し、蛍光による光に変換（波長シフト）してファイバの
光伝達作用で光電子増倍管２３ａ，２３ｂへ伝達して光
電変換を行う。光電子増倍管２３ａ，２３ｂから出力さ
れる電気パルス信号を計数回路に入力してパルス計数率
を求め、そのパルス計数率の大小で放射能汚染の有無を
判断することができる。

【００３７】このように本実施形態によれば、板状のシ
ンチレータ層２１と、このシンチレータ層２１に密着さ
れファイバ状の光波長シフタからなる波長シフタ層２２
との２層構造にして、シンチレータ層２１で放射線との
相互作用により発生した光を波長シフタ層２２に最大限
伝達して蛍光を発生させ、波長シフタ層２２内を伝達し
て光電子増倍管２３ａ，２３ｂに到達させるようにした
ので、シンチレータ層２１で発生した光を最大限に波長
シフタ層２２に伝達することができ、波長シフタ層２２
で発生した蛍光による光をファイバ状のシンチレータ内
を伝達させる場合に比べて高い伝達効率で光電子増倍管
２３ａ，２３ｂへ伝達できる。

【００３８】したがって、シンチレータ層２１で発生し
た光を検出位置に依存すること無く、効率良く光電子増
倍管２３ａ，２３ｂへ伝達することができ、放射線とシ
ンチレータの相互作用の小さい信号まで検出でき、検出
面全域で高感度かつ均一測定ができる。また、検出器の
構造も単純化され、薄型・軽量で扱い容易な検出器を実
現できる。

【００３９】なお、上記した第１の実施形態では、波長
シフタ層２２の両側に光電子増倍管２３ａ，２３ｂを接
続しているが、図５に示すように波長シフタ層２２の片
側にだけ光電子増倍管２３ａを接続するようにしてもよ
い。

【００４０】（第２の実施形態）図６に第２の実施形態
に係る大面積放射線検出器の構成を示す。この大面積放
射線検出器３０は、ファイバ状のシンチレータ２１′を
複数並べたシンチレータ層３１と、ファイバ状の光波長
シフタ３２′を複数並べた波長シフタ層３２との２層構
造になっている。すなわち、第１の実施形態で板状のシ
ンチレータ層２１を用いたのに対して、本実施形態では
ファイバ状のシンチレータ２１′を複数並べてなるシン
チレータ層３１を用いている。

【００４１】シンチレータ層３１は、図７に示すように
ファイバ状のシンチレータ３１′を所定面積の検出面を
形成可能な本数分並べて構成され、個々のファイバ状の
シンチレータ３１′の両端部を光電子増倍管３３ａ，３
３ｂに接続している。波長シフタ層３２は、第１の実施
形態で説明したものと同じ構造のものを使用し、個々の
ファイバ状の光波長シフタ３２′の両端部を光電子増倍
管３３ａ，３３ｂに接続している。したがって、光電子
増倍管３３ａ，３３ｂはシンチレータ層３１を構成する
ファイバ状のシンチレータ３１′と、波長シフタ層３２
を構成するファイバー状の光波長シフタ３２′との双方
向からそれぞれ入力する光パルス信号を電気パルス信号
に変換するようにする。

【００４２】シンチレータ層３１の背面に波長シフタ層
３２を密着させて配置している。この大面積放射線検出
器３０の外面を検出面を除いて遮光層３４で覆い、検出
面に薄膜からなる遮光膜３５を被せている。なお、検出
面以外の部分も薄膜からなる遮光膜２５を被せて外部か
らの光が入射しないようにしてもよい。

【００４３】次に、以上のように構成された大面積放射
線検出器３０での動作について図８及び図９を参照して
説明する。被検体から放出した放射線が検出面から入射
してシンチレータ層３１で補足されることにより相互作
用による発光作用で光が放出される。シンチレータ層３
１で発生した光は当該発光位置のファイバ状のシンチレ
ータ３１′を伝搬して光電子増倍管３３ａ，３３ｂへ入
力する。ここで、シンチレータ層３１で発生した光は、
さらに波長シフタ層３２に入射するので波長シフタ層３
２で蛍光が発生することになる。この蛍光により生じた
光はファイバー状の光波長シフタ３２′を伝搬して光電
子増倍管３３ａ，３３ｂへ入力する。したがって、光電
子増倍管３３ａ，３３ｂでは、シンチレータ層３１で発
生した光がシンチレータ層３１を経由して直接入力して
くると共に、シンチレータ層３１から波長シフタ層３２
へ伝搬して波長変換した光が波長シフタ層３２を経由し
て入力してくる。光電子増倍管３３ａ，３３ｂでは、入
力する光パルス信号を電気パルス信号に変換して出力す
る。

【００４４】このように本実施形態によれば、ファイバ
状のシンチレータ３１′を複数並べたシンチレータ層３
１と、ファイバ状の光波長シフタ３２′を複数並べた波
長シフタ層３２との２層構造にして、シンチレータ層３
１及び波長シフタ層３２の双方の両端部を光電子増倍管
３３ａ，３３ｂに接続するようにしたので、上記第１の
実施形態に比べてシンチレータ層３１から直接光電子増
倍管に入力する光パルスの分だけ感度を向上することが
できる。

【００４５】なお、上記した第２の実施形態では、波長
シフタ層３２の両側に光電子増倍管３３ａ，３３ｂを接
続しているが、用途によっては図１０に示すように波長
シフタ層３２の片側にだけ光電子増倍管３３ａを接続す
るようにしてもよい。

【００４６】（第３の実施形態）図１１に、第３の実施
形態に係る大面積放射線検出器の外観および内部構成を
示す。

【００４７】この大面積放射線検出器４０は、被検体の
表面及び裏面を同時に測定するため夫々の検出面が被検
体の各測定面と対面可能な一対の検出部４１，４２を備
えている。一対の検出部４１，４２は、互いの検出面４
１ａ，４２ａが対面するように配置され、検出面間に空
洞部４３を形成するように検出部４１が被検体挿入方向
に直交する方向に膨出している。検出部４１，４２の両
端部は両者が一体化するように互いに結合している。空
洞部４３の大きさは被検体の寸法に応じて適宜決定す
る。

【００４８】検出部４１は、検出面４１ａに対応した面
積の板状シンチレータ４４が設置されている。板状シン
チレータ４４の背面に密着するようにして複数のファイ
バ状の光波長シフタ４５′を並べた波長シフタ層４５が
設けられている。波長シフタ層４５を構成しているファ
イバ状の光波長シフタ４５′の両端部は、大面積放射線
検出器４０の両端部に設けられた光電子増倍管４８ａ，
４８ｂに接続されている。

【００４９】検出部４２は、検出面４２ａに対応して板
状シンチレータ４６が設置され、板状シンチレータ４６
の背面に密着するようにして複数のファイバ状の光波長
シフタ４７′を並べた波長シフタ層４７が設けられてい
る。波長シフタ層４７を構成するファイバ状の光波長シ
フタ４７′の両端部を光電子増倍管４８ａ，４８ｂに接
続している。

【００５０】波長シフタ層４５及び４７は第１の実施形
態と同様の材料で構成されている。大面積放射線検出器
４０の外面は、検出面４１ａ，４２ａを除いて遮光層４
９で覆われている。検出面４１ａ，４２ａには薄膜が被
せられている。

【００５１】以上のように構成された大面積放射線検出
器４０では、被検体を空洞部４３に挿入することによ
り、被検体から放出された放射線が夫々対面している検
出面４１ａ，４２ａで検出される。検出面４１ａ又は４
２ａに入射した放射線と板状シンチレータ４４又は４６
との相互作用により発光が生じると、第１の実施形態と
同じ原理でシンチレータ層の光が波長シフタ層４５及び
４７を経由して効率良く光電子増倍管４８ａ，４８ｂに
伝達され、電気パルス信号に変換されて出力される。

【００５２】このように本実施形態によれば、一対の検
出部４１，４２により検出面により空洞部４３を形成す
るようにしたので、空洞部４３に被検体を挿入すること
により被検体の両面を同時に測定することができる。

【００５３】本実施形態によれば、検出部４１，４２の
内部に板状シンチレータ４４，４６と波長シフタ層４
５，４７による２層構造としたので、第１の実施形態と
同様にシンチレータ層２１で発光した光を検出位置に依
存すること無く、効率良く光電子増倍管２３ａ，２３ｂ
へ伝達することができ、放射線とシンチレータの相互作
用の小さい信号まで検出でき、検出面全域で高感度かつ
均一測定ができる。

【００５４】（第４の実施形態）図１２に、第４の実施
形態に係る大面積放射線検出器の外観および内部構成を
示す。

【００５５】この大面積放射線検出器５０は、上述した
第３の実施形態に係る検出器と同様の外形形状を有して
いて、被検体の表面及び裏面を同時に測定するため夫々
の検出面が被検体の各測定面と対面可能な一対の検出部
５１，５２で空洞部５３を形成している。検出部５１，
５２は、ファイバ状のシンチレータ５４′，５５′を複
数並べてシンチレータ層５４，５５を形成している。シ
ンチレータ層５４，５５の背面にファイバ状の光波長シ
フタ４５′，４６′を並べた波長シフタ層４５，４６が
設けられている。シンチレータ層５４，５５および波長
シフタ層４５，４６を構成する各ファイバの両端部を光
電子増倍管４８ａ，４８ｂに接続している。

【００５６】このように構成された本実施形態によって
も、空洞部５３を形成している検出部５１，５２の検出
面５１ａ，５２ａから入射した放射線がシンチレータ層
５４，５５で補足され、シンチレータ層５４，５５での
発光による光が前述した第２の実施形態と同様の原理に
てシンチレータ層及び波長シフタ層を通って光電子増倍
管４８ａ，４８ｂに効率良く伝達される。したがって、
検出面全域で高感度かつ均一測定ができ、空洞部５３に
被検体を挿入することにより被検体の両面を同時に測定
することができる。

【００５７】なお、図１３に示すように構成することに
よっても空洞部に挿入された被検体の両面を同時に測定
することができる。すなわち、検出器４０，５０と同様
の外形にすると共に、検出部５６，５７にファイバ状の
シンチレータ５４′，５５′によるシンチレータ層５
４，５５を設け、検出部５６，５７の両端部を閉じて空
洞部５８を形成する。

【００５８】（第５の実施形態）図１４（ａ）（ｂ）
に、第５の実施形態に係る大面積放射線検出器の外観お
よび内部構成を示す。

【００５９】本実施形態となる大面積放射線検出器６０
は、大面積の検出面を有する検出部６１と同面積の検出
面を有する検出部６２との互いの一端部を一体化させる
と共に他端部を開放させて、一方向に開放した空洞部６
３を形成している。検出部６１の内部には検出面に対応
した面積の板状シンチレータ６４が設置されている。板
状シンチレータ６４の背面に密着するようにして複数の
ファイバ状の光波長シフタ６５′を並べた波長シフタ層
６５が設けられている。波長シフタ層６５を構成してい
るファイバ状の光波長シフタ６５′の一端部は、検出部
６１，６２の結合部近傍に設けた光電子増倍管６８に接
続されている。検出部６２も検出部６１と同様に構成さ
れており、板状シンチレータ６６が設置され、その背面
に密着するようにして複数のファイバ状の光波長シフタ
６７′を並べた波長シフタ層６７が設けられている。そ
して、ファイバ状の光波長シフタ６７′の一端部を光電
子増倍管６８に接続している。なお、検出器全体の外面
は検出面を除いて遮光膜で覆われている。

【００６０】以上のように構成された本実施形態によれ
ば、空洞部６３の一方向が開放しているので、例えば上
面と下面を測定する被検体であれば検出器測定位置に容
易に配置することができる。

【００６１】図１４（ｂ）に示す例は、検出器全体の外
形は同図（ａ）に示すものと同一形状とし、検出部内の
構造をファイバ状のシンチレータ７１′，７２′を並べ
たシンチレータ層７１，７２と、ファイバ状の光波長シ
フタ６５′，６７′を並べた波長シフタ層６５，６７と
の２層構造となっている。シンチレータ層７１，７２及
び波長シフタ層６５，６７の各ファイバを光電子増倍管
６８に接続している。

【００６２】図１４（ｃ）に示す例は、検出器全体の外
形は同図（ａ）に示すものと同一形状とし、検出部内の
構造をファイバ状のシンチレータ７１′，７２′を並べ
たシンチレータ層７１，７２の１層構造となっている。
シンチレータ層７１，７２の各ファイバを光電子増倍管
６８に接続している。

【００６３】（第６の実施形態）図１５及び図１６に第
６の実施形態に係る体表面モニタの構成を示す。この体
表面モニタ７０は、モニタ本体への入側及び出側にゲー
ト扉７１，７２がそれぞれ設けられている。ゲート扉７
１からモニタ本体へ入った被測定者の前面に相対する位
置に前面汚染検知用の検出器（不図示）が設置されると
共に、被測定者のひじの高さ近傍で被測定者が手を差し
入れる手汚染検知用の検出器７３が左右一対設置され
る。また、被測定者の背面に相対する位置に背面汚染検
知用の検出器７４が設置され、被測定者の側面に相対す
る位置に側面汚染検知用の検出器７５ａ，７５ｂが設置
される。

【００６４】各検出器の光電子増倍管から出力される電
気パルス信号は計数回路で計数され、その計数値に基づ
いて各部の汚染の有無を判定して、判定結果を被測定者
に知らせるように構成されている。

【００６５】体表面モニタ７０では、手汚染検知用の検
出器７３に第４の実施形態または第５の実施形態で示し
た空洞部を有する検出器を用いる。また、背面汚染検知
用の検出器７４、側面汚染検知用の検出器７５ａ，７５
ｂ等に第１の実施形態〜第３の実施形態で示した検出器
を用いている。

【００６６】以上のように構成された実施形態によれ
ば、手汚染検知用の検出器７３に第４の実施形態または
第５の実施形態で示した空洞部を有する検出器を用いた
ので、被測定者の手平と手甲との汚染を同時に測定する
ことができる。

【００６７】前面検出部幅に限界がある状況の下で、従
来の厚い検出器を手平と手甲のそれぞれについて装備す
ると、手汚染検知用の検出器における手挿入部寸法が狭
いものに抑えられてしまう。そのため、被測定者が腕に
している腕時計が手挿入部と干渉すると入った不具合が
生じる可能性がある。本実施形態によれば手汚染検知用
の検出器７３を薄形化できるので、空洞部に相当する手
挿入部の寸法を大きくすることができ、上記干渉等の不
具合を解消することができる。

【００６８】また、背面汚染検知用の検出器７４、側面
汚染検知用の検出器７５ａ，７５ｂ等に第１の実施形態
〜第３の実施形態で示した検出器を用いたことにより、
モニタの小形化を図ることができると共に、検出面全域
で高感度かつ均一測定ができ、信頼性を改善することが
できる。

【００６９】（第７の実施形態）図１７（ａ）に、第７
の実施形態に係る大面積放射線検出器の構成を示す。こ
の大面積放射線検出器８０は、検出面に対応した面積を
有するシンチレータ層８１と、このシンチレータ層８１
の背面に密着して設けられ複数のファイバ状の光波長シ
フタ８２′を並べた波長シフタ層８２との２層構造を有
している。波長シフタ層８２を構成する各ファイバの両
端部は検出器の両端部に設置された光電子増倍管８３
ａ，８３ｂに接続されている。

【００７０】シンチレータ層８１は、検出面の各位置に
よって異なる厚さとなるように設定されている。具体的
には、一般に検出感度の高くなる検出面中央部のシンチ
レータ８１ｃの厚さを最も薄くし、検出面中央部から検
出面周辺部に至る中間部のシンチレータ８１ｂの厚さを
やや厚くし、検出面周辺部のシンチレータ８１ｃの厚さ
を最も厚くしている。

【００７１】図１８を参照して、シンチレータの厚さと
発光量、光波長シフタ（ファイバ）の長さと光伝達係数
の関係について説明する。厚いシンチレータ８１ａと薄
いシンチレータ８１ｂとでは、厚いシンチレータ８１ａ
にβ線が入射した時に発生する発光量Ｑに対して薄いシ
ンチレータ８１ｂにβ線が入射した時に発生する発光量
Ｑ′のほうが小さな値となる。また、ファイバ状の光波
長シフタの光伝達効率は、光伝達距離が長い光波長シフ
タ８２ａの伝達係数εに対して光伝達距離の短い光波長
シフタ８２ｂの伝達係数ε′のほうが大きな値となる。

【００７２】したがって、本実施形態では検出面全体に
亙って均一な感度にするため、検出面のいずれの位置に
おいても発光量と光電子増倍管までの光伝達効率との乗
算値とが一定となるようにシンチレータの厚さを設定し
ている。なお、各光電子増倍管８３ａ，８３ｂから見た
場合、シンチレータ層８１の厚さは図１７（ｂ）に示す
ような状態となる。

【００７３】以上のように構成された実施形態では、検
出面周辺部であって一方の光電子増倍管８３ａに近いシ
ンチレータ８１ａに放射線が入射したとすれば、もう一
方の光電子増倍管８３ｂまでの光伝達距離が検出面中央
部に比べて長くなるが、検出面中央部に比べて大きな発
光量となるため光伝達距離が長いことによる伝達係数の
低下分を補うことができる。すなわち、検出面の中央
部、中間部、又は周辺部のいずれの位置に放射線が入射
しても発光量と伝達係数とを掛け合わせた値がほぼ一定
となり検出面全体に亙って均一な感度となる。

【００７４】このように本実施形態によれば、光電子増
倍管から見たシンチレータ層８１の各検出位置からの光
伝達率の違いをシンチレータ層８１の厚さを変えること
により補償するようにしたので、検出面の全体に亙って
感度の均一性を確保することができる。

【００７５】（第８の実施形態）図１９（ａ）に第８の
実施形態に係る大面積放射線検出器の構成を示す。本実
施形態の大面積放射線検出器９０は、第１の検出領域９
１を形成する如く平面状に並べられた複数のファイバ状
のシンチレータ９１′と、第２の検出領域９２を形成す
る如く平面状に並べられた複数のファイバ状のシンチレ
ータ９２′と、第１の検出領域９１を形成するファイバ
状のシンチレータ９１′の一端部が接続された光電子増
倍管９３ａと、第２の検出領域９２を形成するファイバ
状のシンチレータ９２′の一端部が接続された光電子増
倍管９３ｂとを備えている。

【００７６】第１の検出領域９１と第２の検出領域９２
との境界領域が互いに重さなるようにファイバが設置さ
れている。当該重複領域を形成するファイバ状のシンチ
レータを２つの検出領域で共用するようにその両端部が
それぞれ光電子増倍管９３ａ，９３ｂに接続されてい
る。

【００７７】以上のように構成された大面積放射線検出
器９０では、第１の検出領域９１と第２の検出領域９２
との境界領域に放射線が入射すると、当該発光位置にあ
るシンチレータは双方の検出領域の光電子増倍管９３
ａ，９３ｂに接続されていることから、双方の検出領域
の光電子増倍管９３ａ，９３ｂに光パルス信号が入力す
る。したがって、本来であれば検出領域９１，９２の境
界は放射線入射確率が１／２になることから検出効率が
低下するが、本実施形態では境界に入射した放射線との
相互作用により生じた光を双方向の領域の光電子増倍管
９３ａ，９３ｂに光パルス信号として入力するので、第
１の検出領域９１と第２の検出領域９２とを合せた検出
面全体では、図１９（ｂ）に示すように中心部（境界領
域）においても検出効率が低下しないフラットな検出効
率となる。

【００７８】図２０に第８の実施形態に対する比較例を
示している。従来は、複数のファイバ状のシンチレータ
で第１の検出領域９１を形成する９１′を形成すると共
に、第１の検出領域９１に隣接させて複数のファイバ状
のシンチレータで第２の検出領域９２を形成している。

【００７９】この従来型の放射線検出器では、第１の検
出領域９１と第２の検出領域９２との境界部に入射した
放射線は、必ずいずれかの検出領域に属するファイバ状
のシンチレータで発光して当該検出領域の光電子増倍管
でのみ検出されるので、第８の実施形態と本比較例では
同数の放射線が境界領域に入射したとすれば、一つの検
出領域で検出可能な放射線数が比較例では第８の実施形
態に比べて半数になることになる。したがって、図２０
（ｂ）に示すように境界領域の効率が低下した分布とな
る。

【００８０】このように本実施形態によれば、第１の検
出領域９１と第２の検出領域９２との境界領域が互いに
重さなるようにファイバを設置し、当該重複領域を形成
するファイバ状のシンチレータをそれぞれの検出領域の
光電子増倍管９３ａ，９３ｂに接続するようにしたの
で、第１の検出領域９１と第２の検出領域９２との境界
領域においても検出効率が下がらない全体に亙って均一
な効率特性を実現することができる。

【００８１】（第９の実施形態）図２１及び図２２に第
９の実施形態に係る大面積放射線検出器の構成を示す。
この実施形態は、第１の検出領域９１を形成する如く平
面状に並べられた複数のファイバ状のシンチレータ９
１′と、第２の検出領域９２を形成する如く平面状に並
べられた複数のファイバ状のシンチレータ９２′と、第
１の検出領域９１を形成するファイバ状のシンチレータ
９１′の両端部に接続された光電子増倍管９６ａ，９６
ｂと、第２の検出領域９２を形成するファイバ状のシン
チレータ９２′の両端部に接続された光電子増倍管９６
ａ′，９６ｂ′とから大面積放射線検出器を構成してい
る。

【００８２】第１の検出領域９１と第２の検出領域９２
との境界領域が互いに重さなるように当該重複領域を形
成するファイバ状のシンチレータを２つの検出領域で共
用するようにその両端部がそれぞれ光電子増倍管に接続
されている。

【００８３】図２２に示すように、光電子増倍管９６
ａ，９６ｂ，９６ａ′，９６ｂ′の出力を増幅器９４
ａ，９４ｂ，９４ａ′，９４ｂ′を介して同時計数回路
に入力する。具体的には、第１の検出領域９１の両端部
に設けた光電子増倍管９６ａ，９６ｂの出力を同時計数
回路９５ａに入力し、第２の検出領域９２の両端部に設
けた光電子増倍管９６ａ′，９６ｂ′の出力を同時計数
回路９５ｂに入力する。また、第１の検出領域９１の一
端部に設けた光電子増倍管９６ａの出力と第２の検出領
域９１の他端部に設けられた光電子増倍管９６ｂ′の出
力とを同時係数回路９７に入力する。第１の検出領域９
１の検出信号を同時計数した同時計数回路９５ａの出力
に、境界領域の検出信号を同時計数した同時計数回路９
７の出力を加算して出力ａとしている。また、第２の検
出領域９２の検出信号を同時計数した同時計数回路９５
ｂの出力に、境界領域の検出信号を同時計数した同時計
数回路９７の出力を加算して出力ｂとしている。

【００８４】図２３は、各同時計数回路９５ａ，９５
ｂ，９７の出力と検出領域との関係を示している図であ
る。同図に示すように、境界領域では第８の実施形態と
同様に効率の低下が無く、全体としてフラットな特性と
なっている。

【００８５】以上のように構成された本実施形態によれ
ば、互いに隣接する検出領域９１，９２の境界部に入射
した放射線の検出信号を双方の検出領域９１，９２の光
電子増倍管に出力するようにしたので、検出領域の全体
に亙って高い効率でフラットな特性を得ることができ
る。

【００８６】なお、上記した第８の実施形態及び第９の
実施形態では、ファイバ状のシンチレータを単独で使用
しているが、上記した第２の実施形態に示すように複数
のファイバ状のシンチレータによるシンチレータ層と複
数のファイバ状の光波長シフタによる波長シフタ層との
２層構造にすれば高い感度を実現することができる。

【００８７】また、用途によってはファイバ状のシンチ
レータに代えてファイバ状の光波長シフタを用いるよう
にしても良い。 （第１０の実施形態）図２４に第１０の実施形態に係る
大面積放射線検出器の構成を示す。

【００８８】この実施形態の大面積放射線検出器１００
は、複数のファイバ状のシンチレータ１０１ａ〜１０１
ｄを平面的に並べ、各シンチレータ１０１ａ〜１０１ｄ
の同一側端部を途中から分岐して、ファイバ部を２台の
光電子増倍管１０２ａ，１０２ｂにそれぞれ接続してい
る。光電子増倍管１０２ａ，１０２ｂの出力は増幅器１
０２ａ，１０２ｂを介して同時計数回路１０４に入力し
ている。

【００８９】この大面積放射線検出器１００では、ファ
イバ状のシンチレータ１０１ａ〜１０１ｄに入射した放
射線との相互作用による発光で生じた光が、ファイバ分
岐部で分配されて２台の光電子増倍管１０２ａ，１０２
ｂに入射する。ファイバ状のシンチレータを伝達する光
がファイバの分岐部で分配されるので、光の伝達が乱さ
れることがなくて効率良く分配される。光電子増倍管１
０２ａ，１０２ｂに入射した光は電気パルス信号に変換
され、それぞれ増幅器１０２ａ，１０２ｂを介して同時
計数回路１０４に同時に入力して計数される。

【００９０】このような実施形態によれば、ファイバ分
岐部での光の損失が小さいため、同一側端に配置した２
台の光電子増倍管１０２ａ，１０２ｂに対して１本のシ
ンチレータで発生した光を効率良く伝達することができ
る。

【００９１】なお、ファイバ状の光波長シフタを複数並
べた波長シフタ層を、ファイバ状のシンチレータ１０１
ａ〜１０１ｄで形成するシンチレータ層の背面に密着配
置し、各ファイバ状の光波長シフタの端部をシンチレー
タ層と同じ光電子増倍管１０２ａ，１０２ｂに接続して
検出器を構成することができる。

【００９２】又は、波長シフタ層を構成するファイバ状
の光波長シフタを途中から分岐して２台の光電子増倍管
１０２ａ，１０２ｂに対して接続するようにしても良
い。 （第１１の実施形態）第１１の実施形態は、シンチレー
タ層の実効厚さを０．１〜１．５ｍｍに設定して大面積
放射線検出器を構成した例である。シンチレータ層は複
数のファイバ状のシンチレータを平面的に並べて構成さ
れており、各ファイバの一端又は両端に光電子増倍管を
接続している。

【００９３】図２５に示すように、検出対象としている
β線とバックグラウンドによるγ線とでは補足率が相違
している。したがって、全体の計数値からγ線による影
響を排除するためβ線計数率とバックグラウンド計数率
のシンチレータ厚さ依存性の異なることを利用する。

【００９４】図２６に示すように、β線計数率及びバッ
クグラウンド計数率ともにシンチレータ層が厚くなるの
に従って計数率が上昇するが、β線計数率の特性曲線は
厚さ１．５〜２．０ｍｍで飽和するのに対して、バック
グラウンド計数率は直線的に上昇する特性となる。

【００９５】このような両者の特性に基づいてシンチレ
ータ厚さを検出感度パラメータで評価したところ、厚さ
０．１〜１．５ｍｍで高感度が得られることが判った。
尚、検出感度パラメータとして（バックグラウンド計数
率）^1/2 ／（β線計数率）の値を使用し、この値が小さ
くなるシンチレータ厚さをサーベイした。図２７に検出
感度パラメータによるシンチレータ厚さの評価結果を示
している。

【００９６】このように、感度を示す次の値、（バック
グラウンド計数率）^1/2 ／（β線計数率）の値が小さく
なる範囲にシンチレータ層の実効厚さを設定しているの
で、高感度な放射線検出器を実現することができる。

【００９７】なお、上記厚さに設定したシンチレータ層
の背面にファイバ状の光波長シフタからなる波長シフタ
層を形成して２層構造にしても良い。 （第１２の実施形態）図２８及び図２９に第１２の実施
形態となる大面積放射線検出器の構成を示している。こ
の大面積放射線検出器は、ファイバ状のシンチレータを
複数並べて形成したシンチレータ層１１１の厚さを第１
１の実施形態と同様に０．１〜１．５ｍｍの範囲内に設
定し、シンチレータ層１１１を構成するファイバの両端
部を光電子増倍管１１２ａ，１１２ｂに接続する。シン
チレータ層１１１の背面に厚さ１０ｍｍ以上の厚型シン
チレータ層１１３を設置し、厚型シンチレータ層１１３
に対して複数の光電子増倍管１１４ａ，１１４ｂを対向
配置している。厚型シンチレータ層１１３の横に光電子
増倍管１１２ａ，１１２ｂを配置している。厚型シンチ
レータ層１１３の表面を覆うように形成した遮光層１１
５で厚型シンチレータ層１１３での発光による光が光電
子増倍管１１２ａ，１１２ｂに入射するのを防いでい
る。検出器の外面全体が検出面を除いて遮光層１１６で
覆い外乱光が入射しないようにしている。

【００９８】図２９に示すように、シンチレータ層１１
１に接続された光電子増倍管１１２ａ，１１２ｂの出力
は増幅器を介して同時計数回路１１７に入力され、厚型
シンチレータ層１１３に接続された光電子増倍管１１４
ａ，１１４ｂの出力は増幅器を介して同時計数回路１１
８に入力される。そして、同時計数回路１１７の出力が
β線測定値として出力され、もう一方の同時計数回路１
１８の出力がγ線測定値として出力される。

【００９９】以上のように構成された実施形態では、一
層目のシンチレータ層１１１にてβ線が検出され、その
検出信号が光電子増倍管１１２ａ，１１２ｂに入力して
同時計数回路１１７で計数される。また、二層目の厚型
シンチレータ層１１３でγ線が検出され、その検出信号
が光電子増倍管１１４ａ，１１４ｂに入力して同時計数
回路１１８で計数される。したがって、β線とγ線とが
分離測定される。

【０１００】本実施形態によれば、ファイバ状のシンチ
レータを平面的に並べてなる一層目のシンチレータ層を
上記厚さに設定したので、β線を高感度で測定すること
ができる。また、一層目のシンチレータ層１１１をファ
イバ状のシンチレータで構成してシンチレータ層１１１
で発生した光をファイバにて直接光電子増倍管１１２
ａ，１１２ｂに入力するので、β線とγ線とを分離測定
するために二層構造化した場合であっても一層目のシン
チレータ層１１１と二層目の厚型シンチレータ層１１３
との間隔を近接させることができ、検出器の厚さを薄く
することができる。

【０１０１】図２９は、β線とγ線とを分離測定するた
めにシンチレータ層を二層構造化した従来の検出器の構
成を示している。同図に示すように、一層目のシンチレ
ータ層での発光を光電子増倍管１１２ａ，１１２ｂで検
出するためには一層目のシンチレータ層１１１と二層目
の厚型シンチレータ層１１３との間隔を４０〜５０ｍｍ
確保する必要があった。本発明は上記実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で
種々変形実施可能である。

【０１０２】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、検
出面全域で高感度かつ均一な測定を実現でき、薄型・軽
量で扱い容易な大面積放射線検出器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る大面積放射線検
出器の構成図である。

【図２】図１に示す大面積放射線検出器のＡ−Ａ′線の
矢示断面図である。

【図３】第１の実施形態における測定原理である。

【図４】第１の実施形態における動作ステップを示す図
である。

【図５】第１の実施形態の変形例の断面図である。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る大面積放射線検
出器の構成図である。

【図７】図６に示す大面積放射線検出器のＡ−Ａ′線の
矢示断面図である。

【図８】第１の実施形態における測定原理である。

【図９】第２の実施形態における動作ステップを示す図
である。

【図１０】第２の実施形態における検出位置までの光電
子増倍管とシンチレータ厚さとの関係を示す図である。

【図１１】本発明の第３の実施形態に係る大面積放射線
検出器の外観図である。

【図１２】図１１に示す大面積放射線検出器のＡ−Ａ′
線断面及びＢ−Ｂ′線断面を示す図である。

【図１３】本発明の第４の実施形態に係る大面積放射線
検出器の縦横断面図である。

【図１４】本発明の第５の実施形態に係る大面積放射線
検出器の外観図及びその断面図である。

【図１５】本発明の第６の実施形態に係る体表面モニタ
の上面図である。

【図１６】第６の実施形態に係る体表面モニタの正面図
である。

【図１７】本発明の第７の実施形態に係る大面積放射線
検出器の断面図である。

【図１８】シンチレータ厚さと発光量の関係、及びファ
イバ長と光伝達係数の関係を示す図である。

【図１９】本発明の第８の実施形態に係る大面積放射線
検出器の構成図及び検出効率分布を示す図である。

【図２０】従来の大面積放射線検出器の構成図及び検出
効率分布を示す図である。

【図２１】本発明の第９の実施形態に係る大面積放射線
検出器の構成図である。

【図２２】第９の実施形態に係る大面積放射線検出器の
光電子増倍管以降の処理回路を示す図である。

【図２３】第９の実施形態における大面積放射線検出器
の検出効率分布を示す図である。

【図２４】本発明の第１０の実施形態に係る大面積放射
線検出器の構成図である。

【図２５】本発明の第１０の実施形態の測定原理を説明
するための図である。

【図２６】β線計数率及びバックグラウンド計数率の計
数率特性を示す図である。

【図２７】検出感度パラメータとシンチレータ厚さとの
関係を示す図である。

【図２８】本発明の第１１の実施形態に係る大面積放射
線検出器の構成図である。

【図２９】第１１の実施形態における処理回路の構成図
である。

【図３０】分離測定可能な従来の大面積放射線検出器の
構成図である。

【図３１】従来のファイバを使用した大面積放射線検出
器の構成図である。

【図３２】従来の板状シンチレータを使用した大面積放
射線検出器の構成図である。

【符号の説明】

２０…大面積放射線検出器、２１…板状のシンチレータ
層、２２…ファイバ状の波長シフタ層、２３ａ，２３ｂ
…光電子増倍管、２４…遮光層、２５…遮光膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 順政 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線が通過することにより発生するシ
   ンチレーションの光を電気パルス信号に変換して計数す
   る大面積放射線検出器において、 板状のシンチレータからなり検出面に対応した面積を有
   するシンチレータ層と、入射光を波長変換してファイバ
   軸方向に伝達するファイバ状の光波長シフタを平面的に
   複数配列してなり前記シンチレータ層の検出面と反対側
   の面に密着して配置された波長シフタ層と、この波長シ
   フタ層を形成するファイバ状の光波長シフタの端部に接
   続された光電子増倍管とを具備したとことを特徴とする
   大面積放射線検出器。
2. 【請求項２】 放射線が通過することにより発生するシ
   ンチレーションの光を電気パルス信号に変換して計数す
   る大面積放射線検出器において、 複数のファイバ状のシンチレータを平面的に複数配列し
   てなり検出面に対応した面積を有するシンチレータ層
   と、入射光を波長変換してファイバ軸方向に伝達するフ
   ァイバ状の光波長シフタを平面的に複数配列してなり前
   記シンチレータ層の検出面と反対側の面に密着して配置
   された波長シフタ層と、この波長シフタ層を形成するフ
   ァイバ状の光波長シフタの端部、及びシンチレータ層を
   形成するファイバ状のシンチレータの端部に接続された
   光電子増倍管とを具備したことを特徴とする大面積放射
   線検出器。
3. 【請求項３】 放射線が通過することにより発生するシ
   ンチレーションの光を電気パルス信号に変換して計数す
   る大面積放射線検出器において、 検出面で囲まれた空洞部が形成されるようにシンチレー
   タ層を対向配置し、入射光を波長変換する複数のファイ
   バ状の光波長シフタからなる波長シフタ層を前記シンチ
   レータ層の背面に密着配置し、前記波長シフタ層を形成
   するファイバ状の光波長シフタの端部に光電子増倍管を
   接続したことを特徴とする大面積放射線検出器。
4. 【請求項４】 請求項３記載の大面積放射線検出器にお
   いて、 前記シンチレータ層は、平面的に配列された複数のファ
   イバ状のシンチレータで形成され、各ファイバ状のシン
   チレータの端部が光電子増倍管に接続されたことを特徴
   とする大面積放射線検出器。
5. 【請求項５】 放射線が通過することにより発生するシ
   ンチレーションの光を電気パルス信号に変換して計数す
   る大面積放射線検出器において、 検出面で囲まれた空洞部が形成されるようにシンチレー
   タ層を対向配置し、当該シンチレータ層を複数のファイ
   バ状のシンチレータを平面的に配列して形成し、各ファ
   イバ状のシンチレータの端部を光電子増倍管に接続した
   ことを特徴とする大面積放射線検出器。
6. 【請求項６】 放射線がシンチレータ層を通過すること
   により発生するシンチレーションの光を光電子増倍管で
   電気パルス信号に変換して出力する大面積放射線検出器
   であって、前記シンチレータ層の厚さを前記光電子増倍
   管から遠ざかるのに応じて厚くしたことを特徴とする大
   面積放射線検出器。
7. 【請求項７】 放射線が通過することにより発生するシ
   ンチレーションの光を電気パルス信号に変換して計数す
   る大面積放射線検出器において、 複数のファイバ状のシンチレータを平面的に並べて第１
   の検出領域、及びこの第１の検出領域に隣接した第２の
   検出領域をそれぞれ形成し、第１の検出領域と第２の検
   出領域との境界部に位置するファイバ状のシンチレータ
   の両端部を、第１の検出領域からの光パルス信号を測定
   する第１の測定系と第２の検出領域からの光パルス信号
   を測定する第２の測定系のそれぞれに接続したことを特
   徴とする大面積放射線検出器。
8. 【請求項８】 放射線が通過することにより発生するシ
   ンチレーションの光を電気パルス信号に変換して計数す
   る大面積放射線検出器において、 第１の検出領域を形成するシンチレータ層の背面に複数
   のファイバ状の光波長シフタを平面状に配列し、これら
   ファイバ状の光波長シフタの端部を第１の測定系に接続
   して前記第１の検出領域からの光パルス信号を測定し、
   前記第１の検出領域に隣接形成される第２の検出領域を
   形成するシンチレータ層の背面に複数のファイバ状の光
   波長シフタを平面状に配列し、これらファイバ状の光波
   長シフタの端部を第２の測定系に接続して前記第２の検
   出領域からの光パルス信号を測定し、第１の検出領域と
   第２の検出領域との境界部に位置するファイバ状のシン
   チレータの両端部を前記第１，第２の測定系に夫々接続
   したことを特徴とする大面積放射線検出器。
9. 【請求項９】 放射線が通過することにより発生するシ
   ンチレーションの光を電気パルス信号に変換して計数す
   る大面積放射線検出器において、 複数のファイバ状のシンチレータを平面的に配列し、こ
   れらファイバ状のシンチレータの同一側を途中から分岐
   し、それぞれのファイバ状のシンチレータの複数の分岐
   端を別々の光電子増倍管に接続して同時計数するように
   したことを特徴とする大面積放射線検出器。
10. 【請求項１０】 放射線がシンチレータ層を通過するこ
    とにより発生するシンチレーションの光を光電子増倍管
    で電気パルス信号に変換して出力する大面積放射線検出
    器であって、前記シンチレータ層の実効厚さを０．１ｍ
    ｍから１．５ｍｍの範囲に設定したことを特徴とする大
    面積放射線検出器。
11. 【請求項１１】 放射線が通過することにより発生する
    シンチレーションの光を電気パルス信号に変換して計数
    する大面積放射線検出器において、 複数のファイバ状のシンチレータからなり実効厚さを
    ０．１ｍｍから１．５ｍｍの範囲に設定した第１のシン
    チレータ層と、この第１のシンチレータ層の背面側に設
    置され実効厚さを１０ｍｍ以上に設定した第２のシンチ
    レータ層と、第１のシンチレータ層で発光した光を測定
    する第１の測定系と、第２のシンチレータ層で発光した
    光を測定する第２の測定系とを具備したことを特徴とす
    る大面積放射線検出器。