JPH11271455A - 放射線測定装置 - Google Patents

放射線測定装置

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JPH11271455A
JPH11271455A JP7701598A JP7701598A JPH11271455A JP H11271455 A JPH11271455 A JP H11271455A JP 7701598 A JP7701598 A JP 7701598A JP 7701598 A JP7701598 A JP 7701598A JP H11271455 A JPH11271455 A JP H11271455A
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孝良 古澤
Yoshiaki Miyamoto
義章 宮本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線測定装置において、ケミカル・ルミネ
ッセンスなどに起因する偽計数を判定して測定結果から
除外する。 【解決手段】 サンプル10は、放射性試料に対して液
体シンチレータを混入してなるものである。その両側に
は二つの光電子増倍管12,14が設けられ、それらの
出力パルスは同時計数回路16に入力されている。偽計
数推定回路28においては、出力パルスのパルス幅及び
少なくとも一つの光電子増倍管からの出力パルスの計数
値に基づいて理論的に偽計数を推定している。減算器3
0ではその偽計数が全計数から除外され、これにより真
の計数が求められている。推定された偽計数を用いて計
測スペクトルから偽計数スペクトルが除去され、これに
より真のサンプルスペクトルが求められている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は放射線測定装置に関
し、特に、液体シンチレーションを利用して放射性試料
からの放射線を測定する装置に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】放射線測定装置である液体
シンチレーションカウンタにおいては、液体シンチレー
タとともに放射性試料がバイアルに収容され、そのバイ
アルからの光が光電子増倍管(PMT)で検出される。
この場合、ノイズを排除するために、複数の光電子増倍
管の出力パルスについて同時計数が行われる。
【0003】放射線の測定に当たって、偽計数を生じさ
せる要因としては、光電子増倍管内部での熱雑音、燐
光、ケミカル・ルミネッセンス(化学反応による発
光)、などが挙げられる。それらをダークノイズと総称
する場合もある。ここで、ケミカル・ルミネッセンスな
どによる発光は微弱であるために、通常、複数の光電子
増倍管で同時検出される確率は小さい。
【0004】しかしながら、測定精度を向上させるため
には、ケミカル・ルミネッセンスによる光が偶発的に同
時計数(チャンス・コインシデンス)される確率も無視
できない。そこで、従来、ディレイド・コインシデンス
回路によって、出力パルスを若干ディレーさせてもとの
出力パルスと比較することにより、真の計数のみを推定
するようなことも行われている。すなわち、ダークノイ
ズのランダム性に基づきそれを相殺するものである。
【0005】ところが、シンチレータにおいてアフター
パルスが生じている場合、それをケミカル・ルミネッセ
ンスなどによるパルスと誤認定してしまう可能性もあ
る。近年使用されているシンチレータの中にはアフター
パルスを比較的多く発生するものがあり、上記問題が顕
著になってきている。
【0006】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、放射線測定において、ケミカ
ル・ルミネッセンスなどに起因する偽計数を判定して測
定結果から除外することにより、真の計数を高精度に推
定することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、液体シンチレータが混入された放射性試
料からの放射線を測定する放射線測定装置において、前
記放射性試料の近傍に設けられた複数の光電子増倍管
と、前記複数の光電子増倍管の出力パルスに対して同時
計数を行う同時計数部と、前記複数の光電子増倍管の出
力の内の少なくとも1つの出力パルスとそのパルス幅と
に基づいて偽計数成分を推定する偽計数推定部と、前記
同時計数部による同時計数結果から前記偽計数成分を除
外して真の計数値を推定する偽計数除外部と、を含むこ
とを特徴とする。
【0008】上記構成によれば、偽計数推定部によって
計算により偽計数成分が推定され、実際の計数値から偽
計数成分が減算されて、真の計数値が推定される。
【0009】ここで、例えば2つの光電子増倍管を利用
して同時計数を行う場合、第1の光電子増倍管の計数値
をLOG1(S-1)とし、第2の光電子増倍管の計数値
をLOG2(S-1)とし、それらの光電子増倍管の出力
パルスに対して同時計数を行った場合のコインシデンス
成分をCOIN(S-1)とし、光電子増倍管の出力パル
ス幅をτ(s)とすれば、偽計数成分すなわち偶発同時
計数成分N(S-1)は理論的に以下の計算式によって算
出される。
【0010】
【数1】 N=2τ(LOG1−COIN)(LOG2−COIN)・・・(1) または N=2τ(LOG1−COIN)2 ・・・(2) ちなみに、第3の光電子増倍管がある場合には、それに
よる計数値をLOG3(S-1)として、偶発同時計数成
分Nは以下のように求められられる。
【0011】
【数2】 N=2τ(LOG1−COIN)(LOG2−COIN) +2τ(LOG1−COIN)(LOG3−COIN) +2τ(LOG2−COIN)(LOG3−COIN) ・・・(3) または N=6τ(LOG1−COIN)2 ・・・(4) なお、COINが各LOGよりもかなり小さく、上記計
算式上において各LOGが支配的になることを考慮する
ならば、上記各式においてCOINを削除しても、偽計
数成分を推定できることになる。上記τは例えば2×1
-8S程度である。
【0012】よって、上記のような各計算式に基づいて
推定される偽計数成分を実際の計数値から除外すれば真
の計数値を推定可能である。
【0013】本発明の好適な態様では、前記偽計数推定
部は、更に前記同時計数結果を併せて考慮して偽計数成
分を推定する。望ましくは、前記偽計数推定部は、すべ
ての光電子増倍管の出力を考慮して偽計数成分を推定す
る。望ましくは、前記真の計数値と前記偽計数成分の比
から測定精度を判定する手段を含む。例えば、測定精度
X=偽計数成分/全計数×100(%)と定義し、その
大きさに応じてランク(警告レベル)を決定してもよ
い。そのランクが表示されれば測定結果の確からしさを
把握できる。
【0014】本発明の好適な態様では、偽計数スペクト
ルパターンを記憶しておくパターン記憶部と、前記偽計
数成分の大きさに基づいて前記偽計数スペクトルパター
ンの大きさを調整して偽計数スペクトルを推定するスペ
クトル推定手段と、測定された実際のスペクトルから前
記偽計数スペクトルを除外して真のサンプルスペクトル
を推定するスペクトル演算手段と、を含む。
【0015】上記構成によれば、推定された偽計数成分
の大きさから偽計数スペクトルが推定され、それを実際
のスペクトルから除外することによって真のサンプルス
ペクトルを自動的に推定できる。
【0016】本発明によれば、ダークノイズなどによる
偶発同時計数の成分を排除して低バックグランド測定を
実現可能である。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。
【0018】図1には、本発明に係る放射線測定装置の
好適な実施形態が示されており、図1は装置の全体構成
を示すブロック図である。
【0019】図1において、サンプル10は、放射線を
発生する放射性物質を含有した液体試料であって、サン
プル10には液体シンチレータが混入されている。これ
らの液体試料は例えばバイアル等の容器に収容されてい
る。本実施形態において、サンプル10の両側には一対
の光電子増倍管12,14が設けられており、すなわ
ち、それらの光電子増倍管12,14はサンプル10を
介して互いに対向配置されている。
【0020】図1には二つの光電子増倍管が示されてい
るが、もちろん本発明は三つ以上の光電子増倍管によっ
て測定が行われる場合においても適用可能である。サン
プル10において放射線が発生すると、それが液体シン
チレータの発光として光電子増倍管12,14にて検出
される。
【0021】同時計数回路16には、光電子増倍管1
2,14から出力された出力パルスが入力されている。
同時計数回路16は、それらの出力パルスが同時に得ら
れた場合にのみ同時パルスを出力する公知の回路であ
る。その同時パルスはカウンタ18に入力され、そのカ
ウンタ18によって単位時間当たりの計数率に相当する
計数値COINが計測される。上述したように、同時計
数回路16によれば、例えば光電子増倍管内部で発生す
る熱雑音などを排除して、サンプル10にて生じた放射
線のみを計測することが可能となる。但し、上述したよ
うに、ケミカル・ルミネッセンス等のダークノイズ成分
も検出する可能性もあり、計数値COINにはそのよう
なダークノイズなどによる偶発同時計数、すなわち偽計
数成分が含まれている可能性がある。
【0022】光電子増倍管12の出力パルスはカウンタ
20に入力され、一方、光電子増倍管14からの出力パ
ルスはカウンタ22に入力されている。これらのカウン
タ20,22によって出力パルスの計数が行われ、これ
により計数率に相当する計数値LOG1及びLOG2が
求められている。
【0023】減算器24においては、LOG1−COI
Nの計算が実行されており、これと同様に、減算器26
においてはLOG2−COINの計算が実行されてい
る。そして、その計算結果が偽計数推定回路28に入力
されている。偽計数推定回路28は、上述した(1)式
などの計算を実行して偽計数Nを推定演算する回路であ
る。すなわち偽計数の発生確率に従って偽計数を推定す
るものである。この偽計数の推定に当たっては、少なく
とも光電子増倍管12,14から出力される出力パルス
のパルス幅τといずれかの光電子増倍管12,14によ
る計数値が利用される。もちろん、理想的には上記の
(1)式に示した演算が実行される。もちろん、そのよ
うな演算に代えて上記の(2)式に示した計算やあるい
はその計算式からCOINの項を除外した計算が実行さ
れる。
【0024】減算器30においては、カウンタ18から
出力される計数値COINから偽計数Nを減算する計算
が実行され、これにより真の計数が推定される。すなわ
ち理論的に求められる偽計数が実際に計測された計数値
から減算され、これによって真の計数値が推定されてい
る。
【0025】従って、この図1に示す実施形態によれ
ば、ダークノイズなどによる偽計数を効果的に排除して
測定精度を高められるという利点がある。
【0026】判定回路32は、全計数であるCOINと
偽計数との比を演算することによっって測定精度も判定
する回路である。その判定結果に基づき警告レベルが決
定されており、例えばその警告レベルとして5段階評価
がなされる。このような警告レベル情報を例えば表示器
に表示することによって、真の計数値の確からしさを把
握することが可能となる。
【0027】二つの光電子増倍管12,14からの出力
パルスは、加算器34に入力され、両者が加算された後
にその加算結果がスペクトラムアナライザ36に入力さ
れている。なお、同時計数回路16の出力をスペクトラ
ムアナライザ36に入力し、同時計数回路16の出力が
あるときのみ、加算器34の加算結果を解析するゲート
として使用する。このスペクトラムアナライザ36は、
周知のように放射線スペクトルを解析する装置である。
しかしながら、そのように求められる計測スペクトルに
は偽計数によるスペクトルも含まれる。そこで、本実施
形態においてはその偽計数スペクトルを除外するために
スペクトルパターン記憶部38及び演算回路40が設け
られている。
【0028】スペクトルパターン記憶部38は、偽計数
スペクトルの基本パターンを記憶した記憶部である。演
算回路40は、スペクトルパターン記憶部38に記憶さ
れた偽計数スペクトルに対して偽計数推定回路28から
出力された偽計数の大きさによる重み付けを行って偽計
数スペクトルを推定し、それをスペクトラムアナライザ
36で求められた実際のスペクトルから減算することに
よって、真のサンプルスペクトルを演算する回路であ
る。その作用が図2に示されている。
【0029】図2(A)において、計測スペクトル10
0は、スペクトラムアナライザ36で求められた全計数
のスペクトルであって、それは理論的には真のサンプル
スペクトル102と偽計数スペクトル104との合成ス
ペクトルとして定義される。演算回路40においては、
スペクトルパターン記憶部38で発生された偽計数スペ
クトルの基本パターンに対して偽計数推定回路28で求
められた偽計数の大きさに基づくパターンフィッティン
グを実行し、すなわちスペクトルパターンの重み付けを
行って偽計数スペクトル104Aを推定する((B)参
照)。そして、計測スペクトル100から偽計数スペク
トル104Aを減算することによって(C)に示すよう
に真のサンプルスペクトル102Aの推定を行ってい
る。その真のサンプルスペクトルは表示器に表示される
ことになる。従って、上記実施形態によれば、真の計数
を推定できると共に、その真の計数に対応した真のサン
プルスペクトルも同時に表示できるという利点がある。
なお、上記実施形態では二つの光電子増倍管が用いられ
ていたが、もちろん三つ以上の光電子増倍管を用いて上
記同様の処理を行ってもよい。例えば、三つの光電子増
倍管が用いられる場合、上述した(3)式や(4)式に
基づく演算が実行され、これによって偽計数が推定され
る。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放射線測定において、ケミカル・ルミネッセンス等に起
因する偶発同時計数による偽計数を判定して測定結果か
ら除外することにより真の計数を高精度に推定可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る放射線測定装置の全体構成を示
すブロック図である。
【図2】 真のサンプルスペクトルの演算手法を示す説
明図である。
【符号の説明】
10 サンプル、12,14 光電子増倍管、16 同
時計数回路、18,20,22 カウンタ、24,2
6,30 減算器、28 偽計数推定回路、34加算
器、36 スペクトラムアナライザ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体シンチレータが混入された放射性試
    料からの放射線を測定する放射線測定装置において、 前記放射性試料の近傍に設けられた複数の光電子増倍管
    と、 前記複数の光電子増倍管の出力パルスに対して同時計数
    を行う同時計数部と、 前記複数の光電子増倍管の出力の内の少なくとも1つの
    出力パルスとそのパルス幅とに基づいて偽計数成分を推
    定する偽計数推定部と、 前記同時計数部による同時計数結果から前記偽計数成分
    を除外して真の計数値を推定する偽計数除外部と、 を含むことを特徴とする放射線測定装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の装置において、 前記偽計数推定部は、更に前記同時計数結果を併せて考
    慮して偽計数成分を推定することを特徴とする放射線測
    定装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の装置において、 前記偽計数推定部は、すべての光電子増倍管の出力を考
    慮して偽計数成分を推定することを特徴とする放射線測
    定装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の装置において、 前記真の計数値と前記偽計数成分の比から測定精度を判
    定する手段を含むことを特徴とする放射線測定装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の装置において、 偽計数スペクトルパターンを記憶しておくパターン記憶
    部と、 前記偽計数成分の大きさに基づいて前記偽計数スペクト
    ルパターンの大きさを調整して偽計数スペクトルを推定
    するスペクトル推定手段と、 測定された実際のスペクトルから前記偽計数スペクトル
    を除外して真のサンプルスペクトルを推定するスペクト
    ル演算手段と、 を含むことを特徴とする放射線測定装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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