JPH09318757A

JPH09318757A - 放射線検出器

Info

Publication number: JPH09318757A
Application number: JP8138490A
Authority: JP
Inventors: Akira Hiei; 明樋江井; Tatsuyuki Maekawa; 立行前川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】検出手段にシンチレータを使う場合でも検出
手段を小さく設計でき波高分析器を使用しないで高エネ
ルギーγ線を選択的に検出する放射線検出器を提供す
る。【解決手段】本発明に係る放射線検出器は、１個の円
柱状のシンチレータ１と２個の半割円筒状のシンチレー
タ２とで構成される検出手段と、コリメータ１９と、シ
ンチレータ１，２内部で発生したシンチレーション光を
閉じこめ光の出入りを防止する光反射手段と、シンチレ
ーション光の集光手段３と、シンチレーション光を電気
信号に変換する光変換手段５と、前記集光手段３から光
変換手段５へシンチレーション光を伝送する光伝送手段
４と、各々のシンチレーション光の電気信号間で同時性
を検出する同時計数手段７とからなることを特徴とす
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、使
用済み燃料の再処理施設または放射性物質取り扱い施設
等において放射線線量や放射能濃度の測定または監視等
を行う放射線計測技術に係り、特に高エネルギーγ線を
選択的に検出するための放射線検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、原子力発電所や使用済燃料の再
処理施設などの放射性物質取り扱い施設においては、放
射線線量、放射能濃度の測定あるいは監視が行われてい
るが、放射性物質は多様であるため、その放射性物質が
放出するγ線のエネルギーも多様である。従って、複数
の放射性物質が存在するような環境下における放射線測
定、あるいは監視においては、γ線の選別、特定が必要
不可欠であった。例を挙げると、沸騰水型原子炉（以下
ＢＷＲという）において、Ｎ−１６の高エネルギーγ線
のバックグラウンド下で配管内のＣｏ−６０やＭｎ−５
４などを測定する場合がある。この高エネルギーγ線を
選択的に検出するには、通常放射線検出器の一種である
γ線スペクトロメータを使用する。図１６はγ線スペク
トロメータの検出部としてシンチレータおよび光検出器
を用いた例を示している。シンチレータ１内でγ線はエ
ネルギーを失いシンチレーション光を発生する。このシ
ンチレーション光は光検出器５で電気信号に変換され、
この電気信号は増幅器６で増幅されて波高分析回路１５
に送られる。尚、光検出器５には高圧電源１４が接続さ
れている。増幅された信号はγ線が失ったエネルギーに
比例しており、これを波高分析することで特定のエネル
ギーのγ線だけを検出することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
放射線検出器においては、その検出手段がシンチレータ
のγ線スペクトロメータにおいては光−電子変換のため
に光検出器が必要で、シンチレータに光検出器を密着さ
せるため検出部を小さくできないという課題や波高分析
を行うための波高分析回路が複雑になるという課題があ
った。そこで本発明は、検出手段にシンチレータを使う
場合でも検出手段を小さく設計でき波高分析器を使用し
ないで高エネルギーγ線を選択的に検出する放射線検出
器を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る請求項１記載の放射線検出器は、１個
の円柱状のシンチレータとこれを取り囲む２個の半割円
筒状のシンチレータとで構成される検出手段と、前記円
柱状のシンチレータだけにγ線が入射するように前記半
割円筒状のシンチレータを包囲するコリメータと、シン
チレータ内部で発生したシンチレーション光を閉じこめ
ると同時にシンチレータ間のシンチレーション光の出入
りを防止する光反射手段と、前記各々のシンチレータ内
で発生したシンチレーション光を波長シフタを有して波
長変換して各々別に集光する集光手段と、シンチレーシ
ョン光を電気信号に変換する光変換手段と、前記集光手
段から光変換手段へシンチレーション光を伝送する光伝
送手段と、前記光変換手段によって変換された各々のシ
ンチレーション光の電気信号間で同時性を検出する同時
計数手段を有するものである。

【０００５】また、請求項２記載の放射線検出器は、請
求項１記載の放射線検出器の検出手段の半割円筒状のシ
ンチレータに代えて、水平断面が扇状であって複数設け
られた柱状シンチレータを有するものである。

【０００６】請求項３記載の放射線検出器は、請求項１
記載の放射線検出器の検出手段に代えて３層に重ねた板
状のシンチレータを有する検出部とし、この３層に重ね
た板状のシンチレータの内、中心層の板状のシンチレー
タのみにγ線が入射するように外側の板状シンチレータ
を包囲するように前記コリメータを設けたものである。

【０００７】請求項４記載の放射線検出器は請求項３の
放射線検出器において、３層に重ねた板状のシンチレー
タの内、外側２層の板状のシンチレータに代えて角柱状
のシンチレータを複数設けたものである。

【０００８】請求項５記載の放射線検出器は、請求項４
記載の放射線検出器の３層に重ねた板状のシンチレータ
において、中心層の板状のシンチレータも複数の角柱状
のシンチレータとしたものである。

【０００９】請求項６記載の放射線検出器は、請求項１
記載の放射線検出器の検出手段に代えて、角柱状のシン
チレータを縦横にマトリックス状に並設し、前記コリメ
ータを最外周のシンチレータを包囲するように設けてそ
の内側の角柱状シンチレータのみにγ線を入射させるも
のである。

【００１０】請求項７記載の放射線検出器は、請求項１
または２記載の放射線検出器において、検出手段の円柱
状のシンチレータに代えて、γ線に対する相互作用断面
積を有するラジエータを有するものである。

【００１１】請求項８記載の放射線検出器は、３層に重
ねた板状のシンチレータの内、中心層の板状のシンチレ
ータに代えて、γ線に対する相互作用断面積が有するラ
ジエータを有することを特徴とする請求項３乃至５記載
の放射線検出器。

【００１２】請求項９記載の放射線検出器は、請求項１
または２記載の放射線検出器において、検出手段を２個
の半割円筒状のシンチレータで構成させ、その中央部分
に空洞を形成するものである。

【００１３】請求項１０記載の放射線検出器は、請求項
３乃至５記載の放射線検出器において、検出手段が外側
２層の板状のシンチレータで構成され、前記中心層の板
状のシンチレータの存在する部分には空洞を形成するも
のである。

【００１４】請求項１１記載の放射線検出器は、請求項
１乃至１０記載の放射線検出器において、集光手段が、
内部でシンチレーション光を反射させる反射手段を有す
るものである。

【００１５】請求項１２記載の放射線検出器は、請求項
１乃至１０の放射線検出器において、検出手段のシンチ
レータが、接触して設けられた集光手段としてのライト
ガイドを有し、前記光伝送手段はこのライトガイドに接
続されるものである。

【００１６】請求項１３記載の放射線検出器は、縦横複
数に列と行を構成してマトリックス状に配置されたシン
チレータから成る検出手段と、各々の列と行を構成する
前記シンチレータから成る検出手段の列および行毎に設
けられシンチレータ内で発生したシンチレーション光を
波長シフタを有して波長変換して各々別に集光する集光
手段と、シンチレーション光を電気信号に変換する光変
換手段と、前記集光手段から光変換手段へシンチレーシ
ョン光を伝送する光伝送手段と、前記光変換手段によっ
て変換された各々のシンチレーション光の電気信号間で
同時性を検出する同時計数手段を備えるものである。

【００１７】請求項１４記載の放射線検出器は、請求項
１乃至請求項１０記載の放射線検出器の各々別に集光す
る集光手段を各々複数個直列に光伝送手段によって接続
した後に、前記光変換手段と同時計数手段に接続するも
のである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る放射線検出器
の第１の実施の形態（請求項１に対応）を図１乃至図３
に基づき説明する。図１は第１の実施の形態を示す構成
図である。本実施の形態においては放射線検出器の検出
手段として検出部を設けるが、この検出部は、入射γ線
による電子対生成相互作用を検出する１つ円柱状のシン
チレータ１と電子対生成相互作用で生成された電子、陽
電子対のうちの陽電子が電子と結合し消滅して発生する
５１１ｋｅＶの２本の消滅γ線を検出するための円筒の
半割状の２個のシンチレータ２ａ，２ｂより構成され
る。各シンチレータ２ａ，２ｂ内にはγ線により励起さ
れたシンチレーション光を波長変換しながら集光するた
めの集光手段である波長シフトファイバ３が埋設されて
いる。また、各シンチレータ１，２ａ，２ｂには図示し
ないが、光反射手段として酸化マグネシウム、酸化アル
ミニウム、酸化チタンなどの酸化物が塗布、あるいはテ
フロン（デュポン社商品名）シートなどが巻き付けられ
ている。これらの物質はシンチレータの内部において発
生したシンチレーション光を閉じ込めるために全反射あ
るいは乱反射を起こさせると共に外部からの光を遮るた
めの材料である。このような材料によれば、シンチレー
タ１，２ａ，２ｂ内に発生したシンチレーション光は全
反射あるいは乱反射され、シンチレータ１，２ａ，２ｂ
内で充満するので、波長シフタを有する波長シフトファ
イバ３によってシンチレーション光を集光する効率の向
上を図ることが可能である。

【００１９】また、波長シフトファイバ３で波長変換さ
れた光を伝送するための光ファイバ４、光−電気変換を
行い、電気信号を発生させる光検出器５、この電気信号
を増幅させる増幅器６と同時計数回路７で構成されてい
る。

【００２０】図２で図１に示す第１の実施の形態の作用
を説明する。図２は図１の検出部をγ線の入射方向から
見た概念図である。中心のシンチレータ１に入射したγ
線はシンチレータ１を貫通するかシンチレータ１内で光
電効果、コンプトン散乱あるいは電子対生成のいずれか
の相互作用を起こす。今、１０２２ｋｅＶ以上の高エネ
ルギーγ線がシンチレータ１に入射し電子対生成相互作
用を起こしたとする。電子対生成で発生した電子８と陽
電子９のペアのうち、電子はシンチレータ１を励起しシ
ンチレーション光を発生させる。

【００２１】陽電子９の方は直ちに近傍の電子と相互作
用し、消滅γ線１０を発生する。消滅γ線は１８０度反
対方向に２本放出されるので中心のシンチレータ１を挟
み対称の位置にある２つのシンチレータ２ａ，２ｂに入
射する。シンチレータ２ａ，２ｂに入射したγ線はいず
れも５１１ｋｅＶであり、コンプトン散乱か光電効果で
エネルギーを失い、シンチレータ２ａ，２ｂでシンチレ
ーション光を発生させる。シンチレータ１およびシンチ
レータ２ａ，２ｂでのシンチレーション光の発生はほぼ
同時に起きる。

【００２２】ここで、再び図１を参照して本実施の形態
を説明する。各シンチレータ１，２ａ，２ｂ内で発生し
たシンチレーション光は、前述の酸化マグネシウムなど
の材料によって反射されながら、内部で反射、散乱を繰
り返すうちにシンチレータ内部に埋め込まれた波長シフ
トファイバ３に入射する。波長シフタは入射した光を吸
収し、より波長の長い光を再発光する。再発光された光
は波長シフトファイバ３の両端に向かって伝送され、こ
れに接続されている光ファイバ４によって光検出器５ま
で伝送される。光検出器５で光は電気信号に変換され、
さらに増幅器６で増幅された後、同時計数回路７で処理
される。

【００２３】ところでγ線と物質との相互作用には光電
効果、コンプトン散乱および電子対生成の３種類があ
り、エネルギーが低いと光電効果が主体でエネルギーが
高くなるにつれコンプトン散乱、電子対生成へと相互作
用の主体が移る。電子対生成はγ線エネルギーが１０２
２ｋｅＶ以下では起こらない。

【００２４】これに着目し、３つのシンチレータの信号
を同時計数することで、電子対生成、消滅γ線の発生を
検知し、高エネルギーγ線だけを検出することができる
ことが本発明の放射線検出器の特長であり、かつ波長シ
フタを集光の手段とすることで検出部に光検出器を接続
する必要がなく、コンパクトな設計が可能となるのであ
る。

【００２５】尚、多重コンプトン散乱でも２本以上のγ
線が発生することがあるが、この場合の２本のγ線の放
出角は０度から１８０度の間でランダムであるため、１
８０度反対方向に放出される消滅γ線と容易に区別でき
る。消滅γ線を検出する相対するシンチレータの立体角
が小さいほど１８０度方向に放出される消滅γ線だけを
検出する確度を高めることができる。

【００２６】図３は本発明に係る放射線検出器の第１の
実施の形態におけるコリメータを示す縦断面図である。
図３は検出部にコリメータ１９を組み合わせた状態を示
したものであり、γ線は中心の円柱状シンチレータ１だ
けに入射するようにコリメートされている。このような
コリメータ１９によれば、γ線の入射方向を特定するこ
とが可能である。

【００２７】図４は本発明に係る放射線検出器の第２の
実施の形態（請求項２に対応）の検出部の構造図であ
る。尚、コリメータを省略してあるが、ハッチングした
部分のシンチレータだけにγ線が入射するようにしてあ
る。本実施の形態における放射線検出器は、中心の円柱
状シンチレータ１をとりまくシンチレータ１３の水平断
面が扇状で、かつ複数あることを除いて第１の実施の形
態の放射線検出器と機能的には同等である。しかしなが
ら、第１の実施の形態では消滅γ線を検出するためのシ
ンチレータは１対しかないため、図１のシンチレータ１
に入射したγ線がコンプトン散乱され、シンチレータ２
ａに入射、さらにコンプトン散乱され、シンチレータ２
ｂに入射することもあり得る。この場合は３つのシンチ
レータ間で同時計数が得られることになり、電子対生成
および消滅γ線による同時計数と区別することができな
い。これはシンチレータ２ａ、２ｂがシンチレータ１に
対して大きな立体角を有しているためである。

【００２８】本実施の形態における構成では、中心の円
柱状シンチレータ１をとりまくシンチレータ１３を扇状
にして数を増やしているので消滅γ線に対する立体角が
小さくなり、コンプトン多重散乱と消滅γ線との識別能
力を高めることができる。

【００２９】図５は本発明に係る放射線検出器の第３の
実施の形態（請求項３に対応）の検出部構造図である。
本実施の形態における放射線検出器は、検出部が板状の
シンチレータを３層重ねた構造をしていることを除いて
第１の実施の形態の放射線検出器と機能的には同等であ
る。

【００３０】しかしながら、第１の実施の形態における
放射線検出器においては入射γ線の効率を高めるため図
１のシンチレータ１の直径を大きくすると内部で発生し
た消滅γ線が中心のシンチレータ１自身で吸収され、周
囲に配置したシンチレータ２ａ，２ｂに到達しない確率
が大きくなり、直径を大きくするには限界がある。本実
施の形態における放射線検出器はシンチレータ１６ａ，
１７ａ，１７ｂを板状にして、中心のシンチレータ１６
ａの厚さを一定にしておき、横幅を大きくすることで入
射効率を高めることができるのが特長である。なおγ線
はハッチングして示した中心のシンチレータ１６ａにだ
け入射する。

【００３１】図６は本発明に係る放射線検出器の第４の
実施の形態（請求項４に対応）を示す検出部の構造図で
ある。第３の実施の形態では消滅γ線が入射するシンチ
レータは板状のためコンプトン多重散乱を消滅γ線と誤
認する確率が少なからずある。そこで本実施の形態では
消滅γ線を検知する両側のシンチレータ１７ｃ，１７ｄ
を柱状に分割して並べた構造にし、対向する２つの柱状
シンチレータ間の同時計測をすることで消滅γ線とコン
プトン多重散乱の識別能力を高めている。

【００３２】尚、これらのシンチレータ１６ａ，１７
ｃ，１７ｄにおいても波長シフトファイバ３が設けら
れ、光ファイバ４、光検出器５、増幅器６を介して同時
計数回路７に接続されている。

【００３３】図７は本発明に係る放射線検出器の第５の
実施の形態（請求項５に対応）を示す検出部の構造図で
ある。γ線はハッチングして示した中心のシンチレータ
１６ｂにだけ入射する。

【００３４】第４の実施の形態における中心の板状シン
チレータ１６ａを両側のシンチレータ１７ｃ，１７ｄと
同様に柱状シンチレータを並べた形状にし、入射γ線を
検知する中心の柱状シンチレータ１６ｂを挟んで対向す
る消滅γ線を検知する柱状シンチレータ１７ｃ，１７ｄ
との３つのシンチレータ間の同時計数をとることによ
り、消滅γ線の検出と消滅γを発生させる元になった高
エネルギーγ線の入射と入射したシンチレータを知るこ
とができる。

【００３５】また、図７には示されていないが、図３に
示したコリメータ１９と組み合わされているので、本実
施の形態においては、高エネルギーγ線の入射方向の１
次元分布を得ることができる。

【００３６】図８は本発明に係る放射線検出器の第６の
実施の形態（請求項６に対応）を示すシンチレータの構
造図であって、柱状シンチレータ１６ｃ，１７ｅを５×
５のマトリックス状に配置した検出部をγ線入射方向か
ら見た図である。図示しないが、最外周に配置されたシ
ンチレータ１７ｅにはγ線が入射しないようにコリメー
トされている。この場合、任意の縦横斜めに連続する３
つのシンチレータ１６ｃ，１６ｃ，１６ｃ間の同時計数
をとることにより消滅γ線の発生と発生したシンチレー
タすなわち高エネルギーγ線の入射したシンチレータを
知ることができる。また、この場合はγ線の入射するシ
ンチレータは入射γ線の検知と消滅γ線の検知の両方に
機能をもち、マトリックスサイズを増やすことにより入
射効率を高めることができる。

【００３７】図９は本発明に係る放射線検出器の第７の
実施の形態（請求項７，８に対応）を示すシンチレータ
の構造図である。第７の実施の形態に係る放射線検出器
は第１〜第６の実施の形態における検出部の中心に配置
されたシンチレータの代わりに、γ線に対する相互作用
断面積が大きい鉛などの物質をラジエータ１１として用
いたことに特長がある。ラジエータ１１とは、ここで
は、それ自身ではγ線検出機能はないが、高エネルギー
γ線に対して、シンチレータと同様に前述の３種類の相
互作用を起こし、その相互作用の中の電子対生成による
消滅γ線を放出する物質であって、しかも、その外側の
シンチレータよりも実効原子量が大きい物質をいう。高
エネルギーγ線による電子対生成を検出するためには消
滅γ線を検出すれば良いので中心に配置されたシンチレ
ータの代わりに鉛などγ線との相互作用の確率が大きい
物質を用い、検出効率を高めることができるのである。
この場合、ラジエータ１１を挟んで対称の位置にある２
つのシンチレータ２ａ，２ｂ間で同時計数をとることに
より高エネルギーγ線の入射、電子対生成およびそれに
続く消滅γ線の発生を検出することができる。

【００３８】尚、図９は円柱状のシンチレータと半割状
のシンチレータとで構成される検出部を有するものを図
示しているが、第３〜第５の実施の形態の板状シンチレ
ータによって構成される検出部においては、中心のシン
チレータの代わりにラジエータを配置すればよい。

【００３９】図１０は本発明に係る放射線検出器の第８
の実施の形態（請求項９，１０に対応）を示すシンチレ
ータの構造図である。第８の実施の形態の放射線検出器
は第１〜第６の実施の形態における検出部の中心に配置
されたシンチレータを取り除き空洞を形成させた構造と
している。図１０ではこの空洞部に放射能を含む流体が
流れる配管１２を貫通させて消滅γ線を検出する方法を
示している。

【００４０】第１〜第６の実施の形態ではγ線の入射す
るシンチレータあるいはラジエータ内で発生する消滅γ
線を検出するものであったが、本実施の形態の場合は空
洞部に陽電子崩壊を起こす放射性物質を試料として置く
ことにより、陽電子消滅核種だけを選択的に検出するこ
とができる。この用途の一例としてＢＷＲプラントにお
けるオフガス放射能測定がある。この場合においても、
シンチレータ２ａ，２ｂ間で同時計数をとることにより
高エネルギーγ線の入射、電子対生成およびそれに続く
消滅γ線の発生を検出することができる。

【００４１】図１１は本発明に係る放射線検出器の第９
の実施の形態（請求項１１に対応）における集光方法を
示す図である。第１の実施の形態におけるシンチレータ
１，２ａ，２ｂの内部に波長シフトファイバ３を埋設さ
せ、その一端は光ファイバ４に接続し、他端は反射体１
８に接続した例を示している。シンチレータ１，２ａ，
２ｂ内で放射線により発生したシンチレーション光はシ
ンチレータ１，２ａ，２ｂ内に埋設された波長シフトフ
ァイバ３で吸収され再発光する。再発光した光は波長シ
フトファイバ３の両端に向かって放射されるが、一端に
は反射体１８が設けられているので光は反射され、他端
の端面にかえってきて光ファイバ４へ送られ、さらに光
ファイバ４に接続された光検出器５で電気信号に変換さ
れる。このように反射体１８を設けることによって、波
長シフトファイバ３における集光効率を向上させること
ができる。

【００４２】図１２は本発明に係る放射線検出器の第１
０の実施の形態（請求項１２に対応）における集光方法
を示す図である。第１の実施の形態の各シンチレータ
１，２ａ，２ｂにライトガイド２０ａ，２０ｂ，２０ｃ
を設け、その内部に波長シフトファイバ３を埋設させ、
その一端は光ファイバ４に接続し、他端は反射体１８に
接続されている。

【００４３】シンチレータ１，２ａ，２ｂ内で放射線に
より発生したシンチレーション光はライトガイド２０，
２０ａ，２０ｂに入射してから、そこに埋設された波長
シフトファイバ３，３，３で吸収され再発光することで
集光される。このライトガイド２０，２０ａ，２０ｂ
は、光の屈折率など光学的な特性をシンチレータ１，２
ａ，２ｂと同じくする物質であって、しかも、波長シフ
トファイバ３を挿入するための導入部を穿設することが
容易である。

【００４４】すなわち、このライトガイド２０，２０
ａ，２０ｂを設けることなく、波長シフトファイバ３を
シンチレータ１，２ａ，２ｂ内に設けるには、シンチレ
ータ１，２ａ，２ｂの材料的な理由から困難である場合
があること、また、シンチレータの直径が大きくなるに
つれて集光効果が低下するため、大型シンチレータには
適用できないなどの不具合がある。

【００４５】そこで、このようなライトガイド２０，２
０ａ，２０ｂを設けることによって、これらの２つの欠
点を同時に解決することができるのである。しかも、反
射体１８が波長シフトファイバ３の一端に設けられてい
るので、より集光効率を向上させることが可能である。

【００４６】図１３は本発明に係る放射線検出器の第１
１の実施の形態（請求項３に対応）における集光の状態
を示す図である。第３の実施の形態における各シンチレ
ータの側面に波長シフトファイバ３を取り付け、その一
端は光ファイバ４に接続し、他端は反射体１８に接続さ
れている。

【００４７】シンチレータ１６ａ，１７ａ，１７ｂ内で
放射線により発生したシンチレーション光は反射を繰り
返しシンチレータ端面に達し、そこに取り付けられた波
長シフトファイバ３，３，３で吸収され再発光すること
で集光されが、反射体１８を設けることによって集光効
率の向上を図ることができる。

【００４８】図１４は本発明に係る放射線検出器の第１
２の実施の形態（請求項１３に対応）における集光方法
および消滅γ線が発生したシンチレータ位置検出ロジッ
クを示す図である。４×４のマトリックス状に配置され
たシンチレータ１７には縦、横の各列に各１本の波長シ
フトファイバ２１ａ〜２１ｈが貫通している。１つのシ
ンチレータ１７には２本の波長シフトファイバがクロス
して貫通していることになる。そして、この内、列方向
に存在する波長シフトファイバ２１ａ〜２１ｄは、それ
ぞれ行方向の波長シフトファイバ２１ｅ〜２１ｈからの
信号との同時性を計測する。そのため、波長シフトファ
イバ２１ａ〜２１ｈは、検出ユニット２２に接続されて
いる。

【００４９】尚、図１４においては、便宜上検出ユニッ
ト２２として記載したが、この検出ユニット２２は、図
１において示される光検出器５、増幅器６および同時計
数回路７から構成されるものであり、図１に示される構
成と何ら変わるものではない。

【００５０】今、図１４の左上のシンチレータで発光し
たとすると波長シフトファイバ２１ａと２１ｂが同時に
光る。従って縦の波長シフトファイバと横の波長シフト
ファイバ間の同時計測することにより、どのシンチレー
タが発光したかを知ることができる。

【００５１】さらに縦、横、斜めに連続する３つのシン
チレータ間の同時計測を行えばどのシンチレータで消滅
γ線が発生したか、すなわちどのシンチレータに高エネ
ルギーγ線が入射したかを知ることができる。

【００５２】図１５は本発明に係る放射線検出器の第１
３の実施の形態（請求項１４に対応）を示す構成図であ
る。本実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態の
放射線検出器３つを光ファイバで連鎖状に接続した多点
型の放射線検出器である。各シンチレータ１，２ａ，２
ｂで発生した光は右回りと左回りの経路をとりループの
両端に接続された光検出器５，５に到達する。シンチレ
ータ１，２ａ、２ｂの位置によって左回りと右回りとで
経路長が異なり光の到達時間に差が生じる。従って、こ
の到達時間差を利用した測定により光を発したシンチレ
ータ１，２ａ，２ｂを知ることができる。この測定とし
ては、到達時間差分布を直接測定する方法がある。これ
により、各シンチレータ別に信号が分離されるため、そ
の後、これらの信号を前記計数手段に入力することで高
エネルギーγ線の弁別測定が行える。あるいは、ぞれぞ
れのシンチレータ１，２ａ，２ｂの位置に応じた到達時
間差分だけ先着信号を遅延させておき同時計数を行うこ
とでシンチレータ１，２ａ，２ｂの識別ができる。この
信号をさらに前記同時計数手段に入力することで高エネ
ルギーγ線の弁別測定が行える。

【００５３】尚、本実施の形態は図１に示した第１の実
施の形態の放射線検出器の検出部を光ファイバで直列に
接続した多点型の放射線検出器を示しているが、検出部
には、板状シンチレータやラジエータを用いても実施が
可能である。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の放射線検出
器においては、複雑な波高分析回路を用いることなく高
エネルギーを選択的に検出することができる。また、光
検出器を検出部から切り放すことができるため検出部を
小型に設計でき、かつノイズの低い口径の小さな光検出
器を使用でき、必要な数も減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射線検出器の第１の実施の形態
を示す構成図。

【図２】本発明に係る放射線検出器の第１の実施の形態
における作用を説明するための概念図。

【図３】本発明に係る放射線検出器の第１の実施の形態
を示す縦断面図。

【図４】本発明に係る放射線検出器の第２の実施の形態
を示す外形図。

【図５】本発明に係る放射線検出器の第３の実施の形態
を示す外形図。

【図６】本発明に係る放射線検出器の第４の実施の形態
を示す外形図。

【図７】本発明に係る放射線検出器の第５の実施の形態
を示す外形図。

【図８】本発明に係る放射線検出器の第６の実施の形態
を示す外形図。

【図９】本発明に係る放射線検出器の第７の実施の形態
を示す外形図。

【図１０】本発明に係る放射線検出器の第８の実施の形
態を示す外形図。

【図１１】本発明に係る放射線検出器の第９の実施の形
態を示す構成図。

【図１２】本発明に係る放射線検出器の第１０の実施の
形態を示す構成図。

【図１３】本発明に係る放射線検出器の第１１の実施の
形態を示す外形図。

【図１４】本発明に係る放射線検出器の第１２の実施の
形態を示す構成図。

【図１５】本発明に係る放射線検出器の第１３の実施の
形態を示す構成図。

【図１６】放射線検出器の従来例を示す構成図。

【符号の説明】

１…シンチレータ２ａ，２ｂ…シンチレ
ータ３…波長シフトファイバ４…光ファイバ５…光検出器６…増幅器７…同時計数回路８…電子９…陽電子１０…消滅γ線１１…ラジエータ１２…配管１３…シンチレータ１４…高圧電源１５…波高分析器１６ａ〜ｃ…シンチレ
ータ１７ａ〜ｅ…シンチレータ１８…反射体１９…コリメータ２０，２０ａ，２０ｂ
…ライトガイド２１ａ〜h …波長シフタ２２…検出ユ
ニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１個の円柱状のシンチレータとこれを取
り囲む２個の半割円筒状のシンチレータとで構成される
検出手段と、前記円柱状のシンチレータだけにγ線が入
射するように前記半割円筒状のシンチレータを包囲する
コリメータと、シンチレータ内部で発生したシンチレー
ション光を閉じこめると同時にシンチレータ間のシンチ
レーション光の出入りを防止する光反射手段と、前記各
々のシンチレータ内で発生したシンチレーション光を波
長シフタを有して波長変換して各々別に集光する集光手
段と、シンチレーション光を電気信号に変換する光変換
手段と、前記集光手段から光変換手段へシンチレーショ
ン光を伝送する光伝送手段と、前記光変換手段によって
変換された各々のシンチレーション光の電気信号間で同
時性を検出する同時計数手段とを備えたことを特徴とす
る放射線検出器。
【請求項２】前記検出手段の半割円筒状のシンチレー
タに代えて、水平断面が扇状であって複数設けられた柱
状シンチレータを有することを特徴とする請求項１記載
の放射線検出器。
【請求項３】前記検出手段に代えて３層に重ねた板状
のシンチレータを有する検出部とし、この３層に重ねた
板状のシンチレータの内、中心層の板状のシンチレータ
のみにγ線が入射するように外側の板状シンチレータを
包囲するように前記コリメータを設けたことを特徴とす
る請求項１記載の放射線検出器。
【請求項４】前記３層に重ねた板状のシンチレータの
内、外側２層の板状のシンチレータに代えて角柱状のシ
ンチレータを複数設けたことを特徴とする請求項３記載
の放射線検出器。
【請求項５】前記３層に重ねた板状のシンチレータに
おいて、中心層の板状のシンチレータも複数の角柱状の
シンチレータとしたことを特徴とする請求項４記載の放
射線検出器。
【請求項６】前記検出手段に代えて、角柱状のシンチ
レータを縦横にマトリックス状に並設し、前記コリメー
タを最外周のシンチレータを包囲するように設けてその
内側の角柱状シンチレータのみにγ線を入射させること
を特徴とする請求項１記載の放射線検出器。
【請求項７】前記検出手段の円柱状のシンチレータに
代えて、γ線に対する相互作用断面積を有するラジエー
タを有することを特徴とする請求項１または２記載の放
射線検出器。
【請求項８】前記３層に重ねた板状のシンチレータの
内、中心層の板状のシンチレータに代えて、γ線に対す
る相互作用断面積が有するラジエータを有することを特
徴とする請求項３乃至５記載の放射線検出器。
【請求項９】前記検出手段は２個の半割円筒状のシン
チレータで構成され、その中央部分には空洞を形成する
ことを特徴とする請求項１または２記載の放射線検出
器。
【請求項１０】前記検出手段は外側２層の板状のシン
チレータで構成され、前記中心層の板状のシンチレータ
の存在する部分には空洞を形成することを特徴とする請
求項３乃至５記載の放射線検出器。
【請求項１１】前記集光手段は、内部でシンチレーシ
ョン光を反射させる反射手段を有することを特徴とする
請求項１乃至１０記載の放射線検出器。
【請求項１２】前記検出手段のシンチレータは、集光
手段として接触して設けられたライトガイドを有し、前
記光伝送手段はこのライトガイドに接続されることを特
徴とする請求項１乃至１０記載の放射線検出器。
【請求項１３】縦横複数に列と行を構成してマトリッ
クス状に配置されたシンチレータから成る検出手段と、
各々の列と行を構成する前記シンチレータから成る検出
手段の列および行毎に設けられシンチレータ内で発生し
たシンチレーション光を波長シフタを有して波長変換し
て各々別に集光する集光手段と、シンチレーション光を
電気信号に変換する光変換手段と、前記集光手段から光
変換手段へシンチレーション光を伝送する光伝送手段
と、前記光変換手段によって変換された各々のシンチレ
ーション光の電気信号間で同時性を検出する同時計数手
段とを備えたことを特徴とする放射線検出器。
【請求項１４】請求項１乃至請求項１０記載の放射線
検出器の各々別に集光する集光手段を各々複数個直列に
光伝送手段によって接続した後に、前記前記光変換手段
と同時計数手段に接続することを特徴とする放射線検出
器。