JPS603624B2 - 水中放射線検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水中放射検出器、特にシンチレータを用いた水
中の広域ェネルギ６線を測定可能な放射線検出器の改良
に関する。

放射線の通過により可視領域の光を放出するシンチレ−
夕を用いた放射線検出器が周知であり、シンチレータに
より変換された光は光電子増情管により電気的パルスに
変換増幅されされ、放射線のヱネルギ測定を行うことが
できる。

この種の放射線検出器は原子炉、医療機器その他広範囲
の産業分野において利用されているが、液体中の放射線
検出例えば原子炉冷却水中の放射線検出時にはチェレン
コフ光の混入により著しく大きな測定誤差を生じるとい
う欠点があった。液体例えば水中の放射線測定において
、放射線検出器のシンチレータは直接、水と接触し、こ
の結果、誘電体である水中を荷電粒子が通過するとき周
知のチェレンコフ効果により粒子の接近および離反に伴
う煤質分子の分極の生成消滅が生じ、この結果、チェレ
ンコフ光が放出される。このチェレンコフ光はシンチレ
ータを介して光電子増倍管に達し、電気的な誤差信号を
生じる。したがって、液体中の放射線をシンチレーショ
ンにより検出する場合には、測定結果にチェレンコフ光
による誤差信号が混入することを避けられなかった。そ
して、チェレンコフ光量は測定される水の色、濃度ある
いは屈折率等により変化し、測定水中のこれら要因の変
化により誤差信号量が大幅に変動することとなり、正確
な放射線測定が困難となっていた。実際上、プラスチッ
クシンチレータを用いて水中の３線測定を行う場合、５
００ｋｅＶ以上の８線ェネルギにおいてはチェレンコフ
光の影響が大きくなり、測定精度が著しく低下する現象
が生じていた。本発明は上記の欠点を解消するためにな
されたもので、その目的はチェレンコフ光による検出誤
差を除去することのできる水中の広域ェネルギ８線を測
定可能な高精度の放射線検出器を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は被測定液の流路を遮
光膜により分割し、一方の分流路に生じるチェレンコフ
光のシンチレータへの入射を遮光膜により抑制したこと
を特徴とする。

以下図面により本発明の好適な実施例を説明する。

第１図には原子炉冷却水その他の放射性物質含有液が導
通されるステンレス等からなる導通管１０‘こ放射線検
出器のシンチレータ１２を臨ませ、導通管１０中を流れ
る被測定液１４の放射線を測定する放射線検出器が示さ
れている。

本発明において、被測定液１４の流路は銀、アルミニウ
ムその他の金属膜からなる遮光膜１６により第１および
第２の分流路１８および２川こ分割されている。

遮光膜１６は導通管１０の両側面に固定され、この結果
、第１の分流路１８とシンチレータ１２との間には遮光
膜１６がおかれることとなり、第１の分流路１８中に生
じるチェレンコフ光は遮光膜１６により遮光され、シン
チレータ１２へ到達することができない。本発明の実施
例は以上の構成からなり、被測定液は導通管１０へ導か
れると、遮光膜１６により分流され、第１および第２の
分流路１８，２川こ分流する。

液中の放射線ェネルギが５００ｋｅＶ以上に達すると、
チェレンコフ効果により液中にチェレンコフ光が発生す
るが、第１図において第１の分流路１８中のチェレンコ
フ光は遮光膜１６により遮られ、第２の分流路２０中の
チェレンコフ光のみがシンチレータ１２へ入射する。し
たがって第１および第２の分流路１８，２０の流路幅を
適宜選択することにより、従来と比してチェレンコフ光
による誤差信号を著しく減少することができる。被測定
液は第２の分流路２０を通り直接シンチレータ１２と接
触し、この結果、低ェネルギの放射線は良好な感度でシ
ンチレータ１２に検出される。もちろん本発明において
、第１の分流路１８が遮光膜１６によりシンチレータ１
２から隔絶されているので、第１の分流路１８における
放射線は遮光膜１６により減衰を受け、特に高ェネルギ
の放射線は比較的大きな減衰を受け、シンチレ」夕１２
の高ェネルギ領域における感度が低下することとなる。
しかしながら、遮光膜１６の材質、膜厚あるいは配置を
適宜選択することにより、実用上十分な高ヱネルギ放射
線に対する感度を得ることが可能である。チェレンコフ
光は広範囲の周波数成分を有するが、放射検出器の光電
子増倍管における検出特性から、２００〜６０仇ｍ程度
の波長を有するチェレンコフ光が実用上問題となる。

この波長領域におけるチェレンコフ光を遮光するために
は種々の金属材料が利用可能であるが、第２図および第
３図にはそれぞれ銀およびアルミニウムを用いた場合の
遮光膜１６の遮光特性が示されている。各特性において
、チェレンコフ光の波長入は２００，４００および６０
Ｍｍとし、横軸に遮光膜１６の膜厚がそして縦軸に遮光
率がとられている。第２図から明らかなように、銀から
なる遮光膜を利用した場合、０．１５ムｍ以上の膜厚に
より実用範囲の波長に対してほとんど１００％に近いチ
ェレンコフ光遮光特性を得ることができる。同様に第３
図によれば、アルミニウムからなる遮光膜の場合、０．
１仏ｍ以上の膜厚によりほぼ１００％の遮光率を得るこ
とが可能となる。第４図にはシンチレータ１２が臨む被
測定液の流路断面が示され、流路幅がＡ、第１の分流路
幅がａ、遮光膜厚がｂ、そして第２の分流路幅がｃにて
示されている。

周知のように、チェレンコフ光量は粒子の飛程に依存し
、稀路幅Ａの流路に対して遮光膜１６によりシンチレー
タ１２に直接臨む第２の分流路２０の流路幅をｃとする
ことにより、遮光膜１６のない場合に比較して、シンチ
レータ１２‘こ入鮒るチエレンコフ光較量減少すること
が可能となる。例えば、Ａが１肌の流路に対して第２の
分流路幅ｃを０．１肌に設定すれば、遮光膜１６により
チェレンコフ光量を１／１０に減少させることが可能と
なる。一方、流路中に遮光膜１６を設けることにより、
被測定液中の放射線検出作用にも減衰が与えられる。

この減衰は放射線ェネルギにより異なり、低ェネルギの
放射線は第２の分流路２０を通過するときシンチレータ
１２に直接接触するので、極めて良好な感度で検出され
るが、高ェネルギの放射線は遮光膜１６の影響を受け、
無視できない減衰効果を生じる。第５図には遮光膜１６
による放射線の減衰特性が示され、機軸に８線のヱネル
ギが対数目盛で、そして縦軸に検出感度がとられている
。

遮光膜１６にアルミニウムを用い、１肌の流路幅Ａに対
して第２の分流路幅ｃは０．０５肌に設定され、この結
果、遮光膜１６により９５％の遮光率が得られた場合を
想定する。第５図の特性は遮光膜の幅ｂを零（遮光膜な
し）、０．１，０．２および０．９５弧（第２の分流路
２０以外の流路が全て遮光膜１６により占められている
）の特性が示されている。第５図の特性から明らかなよ
うに、遮光膜１６の膜厚が増加するに従い、高ェネルギ
における放射線の減衰が増加することが理解される。第
５図の特性から、流路幅１伽に対して０．１狐程度の遮
光膜１６を設けることにより、放射線に対する減衰を比
較的小さい範囲に抑制しながら、良好なチェレンコフ光
量抑制作用を得ることができ、通常の放射線検出器とし
ては十分な特性を得ることができる。図示した実施例に
おいては、遮光膜１６は単体金属からなるが、被測定液
による腐食等を防止するために、遮光膜の表面をマィラ
ー膜等で保護することも可能である。以上説明したよう
に、本発明によれば、チェレンコフ光の検出量を著しく
減少して、広範囲のェネルギ領域を有する放射線を高精
度で測定することができ、特に被測定液の組成、色ある
いは濃度等が時々刻々変化する場合においても、これら
の要因による測定誤差を効果的に除去することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る水中放射線検出器の好適な実施例
を示す断面図、第２図は銀遮光膜を用いた場合のチェレ
ンコフ光の遮光特性を示す特性図、第３図はアルミニウ
ム遮光膜を用いた場合のチェレンコフ光遮光特性を示す
特性図、第４図はシンチレー夕の臨む流路の拡大断面図
、第５図は本発明に係る水中放射線検出器の放射線減衰
特性を示す特性図である。 １２・・・・・・シンチレータ、１４・・・・・・被測
定液、１６・・・・・・遮光膜、１８・・・・・・第１
の分流路、２０・・・・・・第２の分流路。 才１図 矛ム図 才２図 オ３図 才５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シンチレータを被測定流水が導かれる導通管の内壁
   に設けて水中の放射線を測定する水中放射線検出器にお
   いて、被測定液の流路を遮光膜により分割し、一方の分
   流路に生じるチエレンコフ光のシンチレータへの入射を
   遮光膜により制御したことを特徴とする水中放射線検出
   器。 ２ 特許請求の範囲１記載の検出において、上記遮光膜
   が単体金属よりなることを特徴とする水中放射線検出器
   。 ３ 特許請求の範囲２記載の検出器において、上記単体
   金属として銀を用いたことを特徴とする水中放射線検出
   器。 ４ 特許請求の範囲２記載の検出器において、上記単体
   金属としてアルミニウムを用いたことを特徴とする水中
   放射線検出器。