JPS58223775A - シンチレ−シヨン検出器の温度依存性補償回路 - Google Patents
シンチレ−シヨン検出器の温度依存性補償回路Info
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- JPS58223775A JPS58223775A JP10773882A JP10773882A JPS58223775A JP S58223775 A JPS58223775 A JP S58223775A JP 10773882 A JP10773882 A JP 10773882A JP 10773882 A JP10773882 A JP 10773882A JP S58223775 A JPS58223775 A JP S58223775A
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- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/208—Circuits specially adapted for scintillation detectors, e.g. for the photo-multiplier section
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシンチレーション検出器の出力の温度による変
化を補償するシンチレーション検出器の温度依存性補償
回路に関する。
化を補償するシンチレーション検出器の温度依存性補償
回路に関する。
一般に、放射線検出器に用いるシンチレータの発光効率
及び光パルスの減衰時間、及び光電子増倍管の光電膜の
量子効率は温度により変化しいわゆる温度依存性を示す
。このため放射線のエネルギー測定あるいは線量測定に
おいて精度が著しく低下し、測定結果の信頼性を損なう
原因となっている。
及び光パルスの減衰時間、及び光電子増倍管の光電膜の
量子効率は温度により変化しいわゆる温度依存性を示す
。このため放射線のエネルギー測定あるいは線量測定に
おいて精度が著しく低下し、測定結果の信頼性を損なう
原因となっている。
従来、このような温度依存性を補償するための代表的な
方法として、 （１）信号増幅系のフィードバンク回路に温度により抵
抗値の変わるサーミスタ等を利用して入力信号の温度変
化と逆の増幅特性を持たせて補償する方法、 （２）検出器外あるいはシンチレータ内部にエネルギー
基準とするα、β又はγ線の線源を置き、この信号が常
に一定の出力となるように自動的に増幅器の利得調整を
行なう方法、 （３）検出器の温度を一定に保つ方法、等が考えられる
。（１）の方法はサーミスタの抵抗の温度特性から検出
器全体の温度特性が正負混ざる場合には有効でなく、対
応可能な場合でも適合す−ミスタの選択と特性の調整作
業が複雑となる欠点がある。（２）の方法は正確に補償
が行なえる方法であるが、放射線源を用いるためこれが
バックグラウンドとして妨害になったり、この成分、を
測定目的の信号と区別するための特別の回路を付加した
りしなければならない等の欠点がある。特に、低レベル
の放射線の測定には不向きの方法である。
方法として、 （１）信号増幅系のフィードバンク回路に温度により抵
抗値の変わるサーミスタ等を利用して入力信号の温度変
化と逆の増幅特性を持たせて補償する方法、 （２）検出器外あるいはシンチレータ内部にエネルギー
基準とするα、β又はγ線の線源を置き、この信号が常
に一定の出力となるように自動的に増幅器の利得調整を
行なう方法、 （３）検出器の温度を一定に保つ方法、等が考えられる
。（１）の方法はサーミスタの抵抗の温度特性から検出
器全体の温度特性が正負混ざる場合には有効でなく、対
応可能な場合でも適合す−ミスタの選択と特性の調整作
業が複雑となる欠点がある。（２）の方法は正確に補償
が行なえる方法であるが、放射線源を用いるためこれが
バックグラウンドとして妨害になったり、この成分、を
測定目的の信号と区別するための特別の回路を付加した
りしなければならない等の欠点がある。特に、低レベル
の放射線の測定には不向きの方法である。
（３）の方法は検出器の温度を常温より高めに一定に保
つという簡単な方法で検出器の安定化が行なえる便利な
方法であるが、急激な温度変化がシンチレータに加わる
とひび割れによる破壊の危険があるので電源オフ後検出
器内の温度が安定して測定できるまでに時間が長くかか
ることと、加熱に余分な電力を必要とし携帯型の測定器
には不向きであること等の欠点がある。環境の低レベル
の放射線を可搬型の放射線測定器で測定しようとする場
１ 合、小型、軽量、低消費電力という一般
条件を満たず他に、温度に対する安定化の方式が電源投
入後ずぐに使用可能状態になること、バックグラウンド
放射線のレベルを高めるようなものでないこと、−１０
℃〜＋４０℃程度の広い温度範囲で十分に安定化される
こと等の条件を付加すると前述の各方法は全て十分に満
足できるものとは言えない。
つという簡単な方法で検出器の安定化が行なえる便利な
方法であるが、急激な温度変化がシンチレータに加わる
とひび割れによる破壊の危険があるので電源オフ後検出
器内の温度が安定して測定できるまでに時間が長くかか
ることと、加熱に余分な電力を必要とし携帯型の測定器
には不向きであること等の欠点がある。環境の低レベル
の放射線を可搬型の放射線測定器で測定しようとする場
１ 合、小型、軽量、低消費電力という一般
条件を満たず他に、温度に対する安定化の方式が電源投
入後ずぐに使用可能状態になること、バックグラウンド
放射線のレベルを高めるようなものでないこと、−１０
℃〜＋４０℃程度の広い温度範囲で十分に安定化される
こと等の条件を付加すると前述の各方法は全て十分に満
足できるものとは言えない。
本発明の目的は、検出器または容器内の温度、あるいは
温度に比例して変化する信号を使ってシンチレータの特
性、光電子増倍管の特性を補償する信号を発生させ、こ
れを光電子増倍管に印加する高電圧に加算あるいは減算
することによりシンチレーション検出器の温度依存性を
補償するシンチレーション検出器の温度依存性補償回路
を提供することである。本発明は放射線源、加熱用ヒー
タ等を使わない回路方式による温度依存性補償法の研究
を進め、一般条件を害なわずに一１０°Ｃから４−４０
℃幅以上の温度範囲で特性を補償する補償方法を実現し
た。
温度に比例して変化する信号を使ってシンチレータの特
性、光電子増倍管の特性を補償する信号を発生させ、こ
れを光電子増倍管に印加する高電圧に加算あるいは減算
することによりシンチレーション検出器の温度依存性を
補償するシンチレーション検出器の温度依存性補償回路
を提供することである。本発明は放射線源、加熱用ヒー
タ等を使わない回路方式による温度依存性補償法の研究
を進め、一般条件を害なわずに一１０°Ｃから４−４０
℃幅以上の温度範囲で特性を補償する補償方法を実現し
た。
以下に図面を参照して本発明について詳細に説明する。
第１図は光電子増倍管（７６９６）の印加電圧による光
電流増幅率の変化を例示する図である。
電流増幅率の変化を例示する図である。
光電子増倍管に印加する電圧によって光電流増幅率は第
１図に示すように印加電圧によりほぼ指数関数的に増大
する性質がある。通常のシンチレーション検出器の温度
依存性は一１０℃から＋４００Ｃの範囲では±１５％以
内であり、この程度の増幅率の変化士ΔＧ％を与える印
加電圧の増減分±△Ｅは最大でも±２０Ｖを超すことは
ない。この様な場合、±△Ｅと±ΔＧの関係は近似的に
直線とみなせる範囲にある。第１図から、高圧印加電圧
に温度補償信号を重複することで利得の補償が可能であ
ることがわかる。
１図に示すように印加電圧によりほぼ指数関数的に増大
する性質がある。通常のシンチレーション検出器の温度
依存性は一１０℃から＋４００Ｃの範囲では±１５％以
内であり、この程度の増幅率の変化士ΔＧ％を与える印
加電圧の増減分±△Ｅは最大でも±２０Ｖを超すことは
ない。この様な場合、±△Ｅと±ΔＧの関係は近似的に
直線とみなせる範囲にある。第１図から、高圧印加電圧
に温度補償信号を重複することで利得の補償が可能であ
ることがわかる。
ＮａＩ（ＴＩりその他のシンチレーション検出器の温度
特性はシンチレータの温度特性と光電子増幅管の温度特
性の相乗したものである。これらの温度依存特性はそれ
ぞれ固有の特性を持っており信号処理系の回路の特質に
よって種々に変化する。
特性はシンチレータの温度特性と光電子増幅管の温度特
性の相乗したものである。これらの温度依存特性はそれ
ぞれ固有の特性を持っており信号処理系の回路の特質に
よって種々に変化する。
ＮａＩ（Ｔｅ）シンチレータ、プラスチックシンチレー
タの発光効率と光電子増倍管の感度は共にほぼ直線的に
下降する負の特性傾向を持つが、これに加えて光パルス
の減衰時間が温度によって変化するためパルス増幅器に
よる増幅後はそのフィルタ特性によって複雑な曲線の特
性となる。このような性格の異なる特性の相乗した温度
特性は補償調整が容易でない。
タの発光効率と光電子増倍管の感度は共にほぼ直線的に
下降する負の特性傾向を持つが、これに加えて光パルス
の減衰時間が温度によって変化するためパルス増幅器に
よる増幅後はそのフィルタ特性によって複雑な曲線の特
性となる。このような性格の異なる特性の相乗した温度
特性は補償調整が容易でない。
ここで温度特性を補償する回路の基本構成は第１に検出
器内の温度信号あるいは温度に代る信号、例えば光パル
スの減衰時間等を補償のための基本信号として、これを
非線型回路に通して補償信号を発生させる段階、第２に
この信号を光電子増倍管に印加する高圧電圧に加算する
かあるいは光電子増倍管のアース側端子にバイアスとし
て供給するかの方法で特性の補償をする段階、の２つに
分けられる。
器内の温度信号あるいは温度に代る信号、例えば光パル
スの減衰時間等を補償のための基本信号として、これを
非線型回路に通して補償信号を発生させる段階、第２に
この信号を光電子増倍管に印加する高圧電圧に加算する
かあるいは光電子増倍管のアース側端子にバイアスとし
て供給するかの方法で特性の補償をする段階、の２つに
分けられる。
第２図は本発明の温度依存性補償回路の基本構成を示す
ブロック図である。温度又は温度により変化する信号を
取り出す検出部１、この信号から実際の温度特性曲線を
補償する補償信号発生部２、及び光電子増倍管の高圧回
路へ補償信号を供給する重畳部３かも成っている。
ブロック図である。温度又は温度により変化する信号を
取り出す検出部１、この信号から実際の温度特性曲線を
補償する補償信号発生部２、及び光電子増倍管の高圧回
路へ補償信号を供給する重畳部３かも成っている。
第３図は本発明における温度依存性補償信号を検出器高
圧回路へ印加する方法を示す図であり第３図（、）は高
圧電源アース側にバイアスとして補償信号を加える場合
を示し、光電子増倍管への印加電圧ｖ２はＶ、＝Ｅｏ＋
■、で与えられる。第３図（ｂ）は検出器の高圧回路の
アース側に補償信号をバイアスとして加える場合を示し
、光電子増倍管への印加電圧ｖ２は■２−Ｅｏ−■□で
与えられる。
圧回路へ印加する方法を示す図であり第３図（、）は高
圧電源アース側にバイアスとして補償信号を加える場合
を示し、光電子増倍管への印加電圧ｖ２はＶ、＝Ｅｏ＋
■、で与えられる。第３図（ｂ）は検出器の高圧回路の
アース側に補償信号をバイアスとして加える場合を示し
、光電子増倍管への印加電圧ｖ２は■２−Ｅｏ−■□で
与えられる。
第３図（、）と第３図（ｂ）とではバイアス信号の極性
が逆になる。
が逆になる。
補正方法の手順としては、まず検出器、測定系全体を使
用状態に置き、恒温槽を使って、改善を必要とする温度
範囲について検出器の温度特性を実測する。次に、利得
変化１％につき０．５〜１８５ｖの割合でバイアス電圧
を発生させる条件で温度信号あるいはこれに代る信号か
ら信号変換発生器で補償信号を発生させる。補償信号の
振幅は２ 半固定の可変抵抗等で変えられる
構成とし、温度補償の度合いを調整できるようにする。
用状態に置き、恒温槽を使って、改善を必要とする温度
範囲について検出器の温度特性を実測する。次に、利得
変化１％につき０．５〜１８５ｖの割合でバイアス電圧
を発生させる条件で温度信号あるいはこれに代る信号か
ら信号変換発生器で補償信号を発生させる。補償信号の
振幅は２ 半固定の可変抵抗等で変えられる
構成とし、温度補償の度合いを調整できるようにする。
これは使用印加電圧が変更された場合等にも振幅調整の
みで補正を可能にするナヤにも必要となる。
みで補正を可能にするナヤにも必要となる。
第４図は本発明によりシンチレーション検出器の温度依
存性を改善した実例を示ず図である。
存性を改善した実例を示ず図である。
（１）は改良前の検出器利得の温度依存性を示し、（２
）はその際の検出器内の温度検出信号を示し、（３）は
（１）の温度依存性曲線をもとに（２）の温度検出信号
から変換した補償信号を示し、（４）は第３図（、）に
示す回路方式で補償信号により温度依存性がほぼ完全に
補償された検出器利得を示している。−１ｏ℃から＋４
０℃の温度範囲では温度変化にかかわらずほぼ一定の検
出器利得が得られている。第３図（ｂ）に示す回路方式
では実測された特性と逆極性の電圧信号が適用される。
）はその際の検出器内の温度検出信号を示し、（３）は
（１）の温度依存性曲線をもとに（２）の温度検出信号
から変換した補償信号を示し、（４）は第３図（、）に
示す回路方式で補償信号により温度依存性がほぼ完全に
補償された検出器利得を示している。−１ｏ℃から＋４
０℃の温度範囲では温度変化にかかわらずほぼ一定の検
出器利得が得られている。第３図（ｂ）に示す回路方式
では実測された特性と逆極性の電圧信号が適用される。
以上のようにして、従来簡単には行えなかった温度依存
性の補償が前述した回路方式によって簡単に精度よ〈実
施できる。特に温度変化の激しい野外（年間−１０℃〜
＋３５℃）で使用するシンチレーション検出器の安定化
に極めて有効である。環境モニタリングのモニタリング
ポストへも適用できる。
性の補償が前述した回路方式によって簡単に精度よ〈実
施できる。特に温度変化の激しい野外（年間−１０℃〜
＋３５℃）で使用するシンチレーション検出器の安定化
に極めて有効である。環境モニタリングのモニタリング
ポストへも適用できる。
第１図は光電子増倍管（７６９６）の印加電圧による充
電流増幅率の変化を例示する図、第２図は本発明の温度
依存性補償回路の基本構成を示すブロック図、第３図は
本発明における温度依存性補償信号を検出器高圧回路へ
印加する方法を示す図、第４図は本発明によりシンチレ
ーション検出器の温度依存性を改善した実例を示す図で
ある。 １： 温度検出器 ２： 補償信号発生部３：
補償信号重畳部 ４： 高圧電源５： 高圧回路
抵抗網 ６： 光電子増倍管７： シンチレータ 特許出願人 日本原子力研究所 （り）２名ノ 尾１図 印方日電Ａ（Ｖｏ／ｌ） 毛２図 纂３図 （０）
電流増幅率の変化を例示する図、第２図は本発明の温度
依存性補償回路の基本構成を示すブロック図、第３図は
本発明における温度依存性補償信号を検出器高圧回路へ
印加する方法を示す図、第４図は本発明によりシンチレ
ーション検出器の温度依存性を改善した実例を示す図で
ある。 １： 温度検出器 ２： 補償信号発生部３：
補償信号重畳部 ４： 高圧電源５： 高圧回路
抵抗網 ６： 光電子増倍管７： シンチレータ 特許出願人 日本原子力研究所 （り）２名ノ 尾１図 印方日電Ａ（Ｖｏ／ｌ） 毛２図 纂３図 （０）
Claims (1)
- シンチレーション検出器を構成する光電子増倍管及びシ
ンチレータの温度又はこれに代る信号を検出する温度検
出回路と、光電子増倍管及びシンチレータの温度依存性
を補償する温度補償信号を発生する補償信号発生回路と
、温度補償信号を光電子増倍管の高電圧に加算するか又
は光電子増倍管のカソードとアース間あるいはアノード
とアース間にバイアスとして入力することによりシンチ
レーション検出器出力信号の温度依存性を打消す補償信
号重畳回路とから成ることを特徴とするシンチレーショ
ン検出器の温度依存性補償回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10773882A JPS58223775A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | シンチレ−シヨン検出器の温度依存性補償回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10773882A JPS58223775A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | シンチレ−シヨン検出器の温度依存性補償回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58223775A true JPS58223775A (ja) | 1983-12-26 |
| JPH0378597B2 JPH0378597B2 (ja) | 1991-12-16 |
Family
ID=14466699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10773882A Granted JPS58223775A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | シンチレ−シヨン検出器の温度依存性補償回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58223775A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001042046A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-16 | Tsubame Kawada | 光電子増倍管を用いた計測装置及びアフターパルス低減方法 |
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-
1982
- 1982-06-23 JP JP10773882A patent/JPS58223775A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0378597B2 (ja) | 1991-12-16 |
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