JPS5945175B2 - 比例計数管におけるバツクグラウンド効果の減少方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、立ち上り時間およびパルス間隔の分析を使用
して比例計数管におけるバックグラウンド効果を減少す
る為の方法および装置に関するものである。

Ｘ線分析の検出限界は、測定されるべきエネルギ範囲中
に生成されるバックグラウンド照射によ−って決定され
る。

検出器として比例計数管を使用する方法において、この
バックグラウンドは、検出器の所謂壁効果から生ずる。

その理由は、Ｘ線量子より生成される光電子の検出器媒
体および壁中における一部吸収にある。

これは、第１図に示すバックグラウンドスペクトルを生
ずる。

Ｘ線量子の吸収域の位置は、電荷収集時間を基にして認
識し得る。

電子散乱によって、収集時間は、吸収が検出器の中心軸
の針金から離れたところで生起した時により長（なる。

収集時間の変化は、電荷パルスの立ち上り時間において
見ることができる。

かくて、検出器の壁に近いところからのパルスは、立ち
上り時間を測定することにより認識し且つ消去すること
ができる。

Ｘ線量子は、検出器の異なった場所で数個の吸収域を発
生させる。

何故ならば、光電吸収において生成した励起された原子
が特徴ある量子を照射し、その量子は再び新しい吸収域
を発生させるからである。

吸収域の中のあるものは一部壁の中に吸収され、全電荷
は、Ｘ線量子のエネルギにより予想されたよりも小さく
なる。

上述した壁効果の影響は、検出器パルスの立ち上り時間
分析をすることにより消去することができる。

この方法は、比例計数管に関する空間照射バックグラウ
ッドの消去の為に、かねてから使用されて来た（マシー
ンノ、ハリス、「ニュクリアー・イノストルメンツ・ア
ンド・メンーズ」９６巻（１９７］）、３９７〜４０３
頁）。

一方１本発明の方法において新規な事項は、立ち上り時
間の分析を、電子散乱により生起される収集時間に適用
することである。

更に、上述した多重吸収域が立ち上り時間の分析を複雑
ＫＬ、為に先行電荷バフ１／Ｘが後の電荷パルスの立ち
上り時間情報を歪める結果となる。

この誤差は、パルス間隔の識別により、即ち予め設定し
た待時間よりも短かい時間間隔で到達するパルスをすべ
て排除することにより１本発明においては消去された。

問題の待時間は、少（とも電子力を検出器の陰極から陽
極へ通過する時間と同じ時間である。

本発明の方法は、電子散乱により生ずる検出器の電荷パ
ルス収集時間と検出器パルス間の間隔とを測定し、該時
間を予め設定した限界値と比較し。

および、予め設定した立ち上り時間よりも長い収集時間
をもつかまたは一層頻繁に現われる検出器パルスを識別
し排除することを主として特徴とする、立ち上り時間お
よびパルス間隔の分析を利用する比例計数管におけるバ
ックグラウンド効果の減少方法に係るものであり、また
本発明の装置は。

上記方法を遂行する為の比例計数管に係わるものである
。

本発明の要旨および、本発明のその他の特徴は。

以下、実施列について１図面を参照しつつ更に詳細に述
べるとおりである。

第１図はＸ線スペクトルであり、図中、光電子の検出器
媒質および壁への一部吸収によるバックグラウンドスペ
クトルは斜線で示されている。

第２図は本発明の装置の構成図を示し、第３図ａ〜ｄは
本装置の作用の記述に関する信号形を示し、第４図は第
２図におけるブロック３及び４の実際の回路図の一列を
示す。

第５図及び第６図はパルス形を示し、第７図は本装置の
バックグラウンドヘノ影響を示している。

本装置の作用を以下第２〜４図について説明する。

通常のエネルギ測定チャネル２と並列に立ち上り時間チ
ャネル（ブロック３および４）があり。

以下の通り作動する。

前置増幅器１からのパルス（第３図ａ）はパルス変成器
３で得られる２極信号（第３図ｂ）の零点交叉時間ｔ。

が検出器パルス収集時間に比例する様に、増幅され２度
誘導され、そして積分される。

論理回路４においては、零点交叉時間は比較器５により
測定され、基準時間ｔ１ と比較され６、その結果は記
憶回路７へ送られる。

更に、連続パルス間の間隔が基準時間ｔ２により測定さ
れ８、記憶回路の内容はこの測定に基いて変換される。

測定されたエネルギ量子の受入または阻止についての情
報は、パルス波高値分析器９の同期入力へ供給される。

立ち上り時間チャネルの情報は原則として論理待ち時間
ｔ２により遅延させられる為、エネルギチャネルの信号
がパルス波高値分析に関しまたは外部遅延回路１０で遅
延させられるように注意されねばならない。

本装置の各部におけるパルス形は、第３図に示されてい
る。

第２図に示す構成図の前置増幅器、エネルギチャネル、
遅延回路およびパルス波高値分析器は既知の市販ユニッ
ト例えば下記ユニットで構成することができる。

前置増幅器 ０ＲＴＥＣ１０９ＰＣ エネルギチャネル ０ＲＴＥＣ７１６ 遅延回路 Ｍａｔｔｈｅｙ ＵＮ ００６パル
ス波高値分析器 一致ユニツ） ＬＰ ４８４４論理
回路をつむ立ち上り時間チャネルの概略図の１列が第４
図に、そして、それに関するパルス波形が第５図および
第６図に示されている。

該チャネルの入力イノピーダノスは、抵抗Ｒ１１によっ
て５００に整合されている。

信号は、増幅定数が抵抗Ｒ８およびＲｌｏＫよってＩＯ
Ｋ固定されているＩＣ１で増幅される。

然る後、信号は回路Ｃ６゜Ｒ１□で誘導される。

ＩＣ２の増幅定数は矢張り抵抗Ｒ１４およびＲ１，５に
より規定された１０である。

第゛２の誘導は、回路Ｃ８゜、Ｒ□、で生ずる。

更に、ＩＣ３の増幅定数は、またも抵抗Ｒ１６−ＦｃＴ
よびＲ１７に規定された１０である。

ＩＣ３の固有カットオフ周波数は、この場合、Ｒｅ積分
に相当する１、コンデンサＣ８，Ｃ９およびＣｔＳは、
安定コ／テ／すである。

抵抗Ｒ１８により、ＩＣ３のオフセット電圧はゼロに調
節されている。

第５図および第６図のａ／＋＋ｃは、パルス変成ユニッ
トに−ｊ’ｃＴけるパルス形を示す。

信号は、分離抵抗Ｒ１９およびＲ２０を通って比較器Ｉ
Ｃ，およびＩＣ５へ送られる。

ダイオードＤ３〜Ｄ６は、基準電圧ＶＲ１およびＶＢ２
を生ずる回路Ｒ１〜Ｒ５、（ｇｌ、Ｃ２ｔ、 ＤＩ 、
Ｄ２と共に比較器の入力端子な過高電圧から保護してい
る。

比較器からの出力信号は、第５図および第６図のｄ〜ｃ
Ｋ相当する。

ＩＣ，からの出力パルスの前縁は、ＩＣ７の第１の単安
定回路を点弧する。

パルスの長さは、ｔｌであり１回路Ｃ２０Ｊ Ｒ２□、
Ｒ２□により調節することができる。

第１の単安定回路は、更に素子Ｃ２１Ｒ２３ｖｃより決
定される時間ｔ２ を有する第２の単安定回路を点弧す
る。

第１の単安定回路の出力は。ＩＣ６のＤ−フリップフロ
ップの為のクロックパルス信号として役立つ。

スイッチＳ１が上方位置１／ｌるときは、二重域（ｄｏ
ｕｂｌｅ ｔｒａｃｅｓ ）の消去は起らない。

第１の］）７リツプ７０ツブのプリセットはｌ弓〃であ
り、従って、Ｄ−人力からの情報はタロツクパルスの立
ち上り縁で同期出力へ送られる。

か（して、ＩＣ，の出力がｔ□の終り）前で〃０〃なら
ば、第１のＤ−７リツプフロツプの出力は“１“であり
、さもなければ出力は“０“で・ある。

スイッチＳ１が下方位置にあるときは、二重域は消去さ
れる。

第２の検出器・執ス入力が単安定回路の時間ｔ２ が終
る前に到達した場合は、ＩＣ７の第１の単安定回路を再
点弧し、第２の単安定回路の時間ｔ２を延ばす。

ＩＣ６の第２のＤ−７リツプ７０ツブの蚕−出力は、ク
ロックパルスの出力で〃０〃に変り、それはまた第１の
７リツプ７０ツブのプリセットに入力し出力な〃０ｌｌ
Ｋ変える（第６図）。

図面中のコンデンサＣ１４〜Ｃ１９は、基準電圧および
供給電圧をフィルターする目的に役立つ。

第７図には、本装置のバックグラウンドへの影響の一例
が示されている。

バックグラウンドをつ（つているエネルギは、Ｃｄ−１
０９源により作動されるＭｏＫα（］ ７ 、７ Ｋｅ
ｙ）である。

第７図ａは、１時間の間もとのスペクトル中で測定され
たバックグラウンドに対する立ち上り時間識別の効果を
示している。

第７図すは、Ｆ ｅ−５５５，９ＫｅＶ照射で５０チに
調節された識別で１８時間測定さハたスペクトルを示す
。

図面から、信号−くツタグラフノド比が約２０の率で改
良されていることが判る。

更に１分解能が実質的に改善したことが判る。

これは、長い立ち上り時間の為の不完全な電荷蓄積の消
去によるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はＸ線スペクトルを示すグラフ、第２図は本発明
の装置の構成図、第３図ａ −ｄは本装置の作用による
信号形を示すグラフ、第４図は第２図ブロック３，４の
実施列を示す回路図、第５図及び第６図はパルス形を示
すグラフ、第７図は本装置のバッタグラウンドへの影響
を示すグラフである。 １・・・前置増幅器、２・・・エネルギチャネル、３・
・・パルス変成回路、４・・・論理回路、５・・・比較
器、６・・・基準時間ｔ０．７・・・記憶回路、８・・
・基準時間ｔ２，９・・・パルス波高値分析器、１０・
・・遅延回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 照射パルスを検出するだめの検出器と、検出された
   好適には前置増幅された検出器からのパルスを受けるた
   めのエネルギ測定チャネルと、エネルギ測定チャネルか
   ら受けたパルスの分析のだめのパルス波高値分析器とか
   らなる比例計数管において、電子散乱により生じる検出
   器パルスの間隔を測定し、これらの測定された時間をそ
   れぞれ予メ定メられた限界値と比較し、そして予め定め
   られた立ち上り時間よりも長い収集時間をもつパルスと
   、予め定められた限界間隔より短い間隔をもつパルスと
   をすべて識別除去することＫより比例計数管におけるバ
   ックグラウンド効果を減少する方法。 ２ パルス収集時間に比例する電圧信号を形成し。 この信号を予め定められた収集時間の限界値に相当する
   基準信号と比較することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の比例計数管におけるバックグラウンド効果の
   減少方法。 ３ 収集時間に比例する信号を形成するため、零点交叉
   時間が収集時間に比例する２極信号が得られるように検
   出器からのパルスを前置増幅し、２回の誘導と１回の積
   分により変成することを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の比例計数管におけるバッタグラウンド効果の減
   少方法。 ４ 照射パルスを検出するための検出器と、検出された
   パルスを受入れるエネルギ測定チャネルと。 照射パルスの分析を行うためのパルス波高値分析器と、
   エネルギ測定チャネルと並列に連結され検出器パルスの
   立ち上り時間と間隔とに比例する信号を形成するための
   第１の回路手段と、検出器パルスの立ち上り時間と間隔
   との予め定められた限界値に相当する基準信号を形成す
   るための第２の回路手段と、予め定められた立ち上り時
   間よりも長い収集時間をもつ検出器パルスと予め定めら
   れた間隔よりも短かい間隔で現われるパルスとを識別排
   除するための識別手段とから成りバックグラウンド効果
   が減少された比例計数・管。 ５ 検出器パルスの立上り時間と間隔とに比例する信号
   を形成するための第１の回路手段が、零点交叉時間がパ
   ルス収集時間に比例する２極信号の形にパルスを変成す
   るパルス変成部を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第４項記載の比例計数管。 ６ パルス変成部が２個の誘導回路と１個の積分回路と
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第５・項記載
   の比例計数管。