JPS6191586A - 線量測定装置 - Google Patents
線量測定装置Info
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- JPS6191586A JPS6191586A JP21272684A JP21272684A JPS6191586A JP S6191586 A JPS6191586 A JP S6191586A JP 21272684 A JP21272684 A JP 21272684A JP 21272684 A JP21272684 A JP 21272684A JP S6191586 A JPS6191586 A JP S6191586A
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- gate
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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】
「産業上の利用分野」
本発明は放射線の線量あるいは線量率の測定に用いられ
る線量測定装置に関する。
る線量測定装置に関する。
「従来の技術」
放射線が螢光体に衝突すると、点状の閃光を発する。こ
の現象をシンチレーションといい、シンチレーション用
の螢光体をシンチレータと呼ぶ。
の現象をシンチレーションといい、シンチレーション用
の螢光体をシンチレータと呼ぶ。
シンチレータを用いて放射線の線量や線量率を測定する
装置を、本明細書では線量測定装置と呼ぶことにする。
装置を、本明細書では線量測定装置と呼ぶことにする。
第５図は従来用いられた線量測定装置を示したものであ
る。線源１から放出される放射線は、シンチレータ２を
通過するときその線量に応じた強さの光を放出させる。
る。線源１から放出される放射線は、シンチレータ２を
通過するときその線量に応じた強さの光を放出させる。
光電子増倍管（ＰＭＴ）３はこれを光電変換し、図示し
ない複数のダイノードによって順次２次電子の増倍を行
う。このようにして得られた電流４（よ微少電流計５に
供給され、測定時間における電流値の積分が行われる。
ない複数のダイノードによって順次２次電子の増倍を行
う。このようにして得られた電流４（よ微少電流計５に
供給され、測定時間における電流値の積分が行われる。
このようにして、放射線の線量が測定される。単位時間
当りの線量は、線量率と呼ばれる。
当りの線量は、線量率と呼ばれる。
第６図は、この従来の線量測定装置使用時における微少
電流計の入力端子波形を表わしたものである。この図で
パルス信号４Ｐ１．４Ｐ２・・・・・・はシンチレータ
に入力した放射粒子１つずつにそれぞれ対応するもので
ある。これに対してシンチレ−タが閃光を検出していな
い状態で存在する信号４Ｎは、光電子増倍管の暗電流す
なわちノイズである。
電流計の入力端子波形を表わしたものである。この図で
パルス信号４Ｐ１．４Ｐ２・・・・・・はシンチレータ
に入力した放射粒子１つずつにそれぞれ対応するもので
ある。これに対してシンチレ−タが閃光を検出していな
い状態で存在する信号４Ｎは、光電子増倍管の暗電流す
なわちノイズである。
暗電流は、温度等の種々のパラメータで変動するので、
これを微少電流計の測定値から直接に差し引くことは事
実状困難である。すなわち暗電流（信号４Ｎ）のレベル
で信号の除去を行おうとすると、この電流値に大差のな
い信号パルス（例えばパルス信号４Ｐ１）をも除去する
ことになり、線量測定装置の測定下限を大きく制限する
こととなった。
これを微少電流計の測定値から直接に差し引くことは事
実状困難である。すなわち暗電流（信号４Ｎ）のレベル
で信号の除去を行おうとすると、この電流値に大差のな
い信号パルス（例えばパルス信号４Ｐ１）をも除去する
ことになり、線量測定装置の測定下限を大きく制限する
こととなった。
そこで特願昭５７−０１８２７０号明細書では、放射粒
子による信号パルスの発生しない各時間帯で暗電流をカ
ットすることにより、低線量側での測定範囲を広げよう
とする試みが行われている。
子による信号パルスの発生しない各時間帯で暗電流をカ
ットすることにより、低線量側での測定範囲を広げよう
とする試みが行われている。
第７図はこの線量測定装置の構成例を表わしたものであ
る。この装置で光電子増倍管３のアノードＡから出力さ
れる電流４は、ＦＥＴからなるスイッチ７を介して微少
電流計５に供給されるようになっている。光電子増倍管
３の所定段のグイノードＤに現れる電圧変化を表わした
信号８は、ノくルス波高ディスクリミ２・−り９に供給
され、ここでパルス信号と暗電流が弁別される。この結
果、アノードＡからパルス信号が出力されている間だけ
ゲート制御信号１０によってスイッチ７が導通状態とな
り、暗電流の除去が行われるようになる。
る。この装置で光電子増倍管３のアノードＡから出力さ
れる電流４は、ＦＥＴからなるスイッチ７を介して微少
電流計５に供給されるようになっている。光電子増倍管
３の所定段のグイノードＤに現れる電圧変化を表わした
信号８は、ノくルス波高ディスクリミ２・−り９に供給
され、ここでパルス信号と暗電流が弁別される。この結
果、アノードＡからパルス信号が出力されている間だけ
ゲート制御信号１０によってスイッチ７が導通状態とな
り、暗電流の除去が行われるようになる。
このようにこの明細書に開示された線量測定装置では、
低線量側の測定可能範囲を広げることができたが、先に
示した従来の線量測定装置と同様に光電子増倍管を光電
変換素子として用いているので、次のような本質的な問
題があった。
低線量側の測定可能範囲を広げることができたが、先に
示した従来の線量測定装置と同様に光電子増倍管を光電
変換素子として用いているので、次のような本質的な問
題があった。
（ｉ）光電子増倍管それ自体の大きさやこれに用いるバ
イアス用電源等が原因して検出器自体の小型化が困難で
あった。 ゛ （１１）前記バイアス用電源の消費する電力が大きく、
不経済であった。
イアス用電源等が原因して検出器自体の小型化が困難で
あった。 ゛ （１１）前記バイアス用電源の消費する電力が大きく、
不経済であった。
「発明が解決しようとする問題点」
本発明はこのような事情に鑑み、（ｉ）装置自体の大き
さおよび消費電力量と、（１１）放射線の低線量側の測
定範囲といった問題点を共に解決することのできる線量
測定装置を提供することをその目的とする。
さおよび消費電力量と、（１１）放射線の低線量側の測
定範囲といった問題点を共に解決することのできる線量
測定装置を提供することをその目的とする。
「問題点を解決するだめの手段」
本発明では第１図に原理的に示すように、シンチレータ
２と、この出力を光電変換するフォトダイオード１１と
、フォトダイオード１１の出力を増幅する増幅器１２と
、シンチレータ２に放射線が入射したとき増幅器１２か
らこれに対応して出力されるパルス信号とこれ以外のノ
イズ成分とを弁別するディスクリミネータ１３と、ディ
スクリミネータ１３の弁別結果に応じて前記パルス信号
を選択的に通過させるゲート１４と、ゲート１４を通過
した電気信号を測定する測定手段１５とを線量測定装置
に具備させる。
２と、この出力を光電変換するフォトダイオード１１と
、フォトダイオード１１の出力を増幅する増幅器１２と
、シンチレータ２に放射線が入射したとき増幅器１２か
らこれに対応して出力されるパルス信号とこれ以外のノ
イズ成分とを弁別するディスクリミネータ１３と、ディ
スクリミネータ１３の弁別結果に応じて前記パルス信号
を選択的に通過させるゲート１４と、ゲート１４を通過
した電気信号を測定する測定手段１５とを線量測定装置
に具備させる。
このように本発明の線量測定装置ではフォトダイオード
を用いるので小型かつ低消費電力であり、また増幅器で
増幅された電気信号をディスクリミネータで弁別しゲー
トを用いて暗電流をカットするので、低線量側の放射線
測定が可能である。
を用いるので小型かつ低消費電力であり、また増幅器で
増幅された電気信号をディスクリミネータで弁別しゲー
トを用いて暗電流をカットするので、低線量側の放射線
測定が可能である。
「実施例」
以下実施例につき本発明の詳細な説明する。
第２図は本実施例の線量測定装置の回路構成を表わした
ものである。
ものである。
この線量測定装置でシンチレータ２から出力される閃光
はフォトダイオード２１に入射し、Ｔ線等の放射線のエ
ネルギに応じた電流パルスが発生する。ここでフォトダ
イオード２１には、アノくランシュ型光ダイオードその
他の光ダイオードが用いられる。本実施例では、１，７
５インチの大面積シリコン・アバランシニダイオード（
ＲａｄｉａｔｉｏｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｄｅｖｉｃ
ｅｓ Ｉｎｃ、製）またはＰＩＮフォトダイオード（浜
松ホトニクス製）をシンチレータ２に対向して配置させ
た。シンチレータ２とフォトダイオード２１の間には、
筒状の光ガイドやオプチカルファイバあるいは集光用の
レンズ系が配置されていてもよい。またシンチレータ２
とフォトダイオード２１が一体化された素子を使用する
ことも可能である。
はフォトダイオード２１に入射し、Ｔ線等の放射線のエ
ネルギに応じた電流パルスが発生する。ここでフォトダ
イオード２１には、アノくランシュ型光ダイオードその
他の光ダイオードが用いられる。本実施例では、１，７
５インチの大面積シリコン・アバランシニダイオード（
ＲａｄｉａｔｉｏｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｄｅｖｉｃ
ｅｓ Ｉｎｃ、製）またはＰＩＮフォトダイオード（浜
松ホトニクス製）をシンチレータ２に対向して配置させ
た。シンチレータ２とフォトダイオード２１の間には、
筒状の光ガイドやオプチカルファイバあるいは集光用の
レンズ系が配置されていてもよい。またシンチレータ２
とフォトダイオード２１が一体化された素子を使用する
ことも可能である。
放射粒子に対応して発生した電流パルスは、コンデンサ
２２を介して電荷蓄積型プリアンプ２３に人力される。
２２を介して電荷蓄積型プリアンプ２３に人力される。
電荷蓄積型プリアンプ２３はオペアンプＯＰの○入力端
子と出力端子の間に抵抗ＲとコンデンサＣを並列に接続
した構成となっており、放射粒子が検出されるたびに時
定数ＲＣのパルス２４を出力する。
子と出力端子の間に抵抗ＲとコンデンサＣを並列に接続
した構成となっており、放射粒子が検出されるたびに時
定数ＲＣのパルス２４を出力する。
パルス２４は波形整形・増幅回路２５に入力され、ガウ
ス波形に整形されると共に次段のパルス波高ディスクリ
ミネータ２７を動作させるために十分な信号レベルまで
増幅される。増幅後のパルス２８は、遅延回路２９とパ
ルス波高ディスクリミネータ２７の双方に供給される。
ス波形に整形されると共に次段のパルス波高ディスクリ
ミネータ２７を動作させるために十分な信号レベルまで
増幅される。増幅後のパルス２８は、遅延回路２９とパ
ルス波高ディスクリミネータ２７の双方に供給される。
今、増幅後のパルス２８が第３図ａに示すようなパルス
波形２８Ｐ１．２８Ｐ２、・・・・・・であったとする
。この図で信号成分３１Ｎはフォトダイオードによる暗
電流が増幅されたノイズ成分である。
波形２８Ｐ１．２８Ｐ２、・・・・・・であったとする
。この図で信号成分３１Ｎはフォトダイオードによる暗
電流が増幅されたノイズ成分である。
パルス波高ディスクリミネータ２７は内蔵のコンパレー
タ（図示せず）を用いて所定のスレッショルドレベルで
パルス波形２８Ｐ１．２８Ｐ２、・・・・・・を識別し
、そのたびにこれらの時間幅よりもわずかに長い時間幅
のゲート制御信号３２（第３図ｂ）を発生する。
タ（図示せず）を用いて所定のスレッショルドレベルで
パルス波形２８Ｐ１．２８Ｐ２、・・・・・・を識別し
、そのたびにこれらの時間幅よりもわずかに長い時間幅
のゲート制御信号３２（第３図ｂ）を発生する。
ゲート制御信号３２はゲート回路３３に供給され、この
時間だけゲートが閉じられる。これにより、遅延回路２
９て時間Ｔ。だけ遅延されたパルス波形２８Ｐ１．２８
Ｐ２、・・・・・・（第３図Ｃ）がゲート回路３３を通
過して積分回路３４に供給される（第３図ｄ）。このと
き暗電流の信号成分３１Ｎはその大部分がゲート回路３
３によって遮断されることになる。
時間だけゲートが閉じられる。これにより、遅延回路２
９て時間Ｔ。だけ遅延されたパルス波形２８Ｐ１．２８
Ｐ２、・・・・・・（第３図Ｃ）がゲート回路３３を通
過して積分回路３４に供給される（第３図ｄ）。このと
き暗電流の信号成分３１Ｎはその大部分がゲート回路３
３によって遮断されることになる。
積分回路３４は、ゲート回路３３を通過したパルスの波
高値の平均値＜Ｖ＞と計数率Ｎの平均値＜Ｎ＞の積＜Ｒ
＞ ＝ ＜Ｖ＞ ・ ＜Ｎ＞を測定する回路である。
高値の平均値＜Ｖ＞と計数率Ｎの平均値＜Ｎ＞の積＜Ｒ
＞ ＝ ＜Ｖ＞ ・ ＜Ｎ＞を測定する回路である。
図では抵抗３６と電流計３７で積分回路３４を構成した
が、これ以外にも種々の回路構成（例えば特願昭５７−
０１８２７１号明細書で記載している周波数変換器）が
可能である。
が、これ以外にも種々の回路構成（例えば特願昭５７−
０１８２７１号明細書で記載している周波数変換器）が
可能である。
以上説明した本実施例によればゲート回路３３によりフ
ォトダイオード２１のノイズ成分を除去したので、低線
量側まで放射線の測定を行うことができる。
ォトダイオード２１のノイズ成分を除去したので、低線
量側まで放射線の測定を行うことができる。
なおこの実施例ではフォトダイオード２１と電荷蓄積型
プリアンプを交流結合したが、直流結合することも可能
である。第４図はこの場合の該当する回路部分を表わし
たものである。この回路部分では、フォトダイオード２
１による第１のオペアンプＯＰ、の出力が第２のオペア
ジプＯＰ２の■入力端子に印加され、零電位とのレベル
差が取り出されて第１のオペアンプＯＰ、のｅ入力端子
に帰還される。従って第２のオペアンプＯＰ２ のコン
デンサＣ２にある程度大容量のものを使用しておけば、
零レベルの補正と併せて暗電流による信号レベルの変動
が自動的に補正される。このようにして−次的に補正さ
れた信号を前記したゲート回路でオン・オフ制御するこ
とにより、暗電流の影響をほぼ完全に除去することがで
きる。
プリアンプを交流結合したが、直流結合することも可能
である。第４図はこの場合の該当する回路部分を表わし
たものである。この回路部分では、フォトダイオード２
１による第１のオペアンプＯＰ、の出力が第２のオペア
ジプＯＰ２の■入力端子に印加され、零電位とのレベル
差が取り出されて第１のオペアンプＯＰ、のｅ入力端子
に帰還される。従って第２のオペアンプＯＰ２ のコン
デンサＣ２にある程度大容量のものを使用しておけば、
零レベルの補正と併せて暗電流による信号レベルの変動
が自動的に補正される。このようにして−次的に補正さ
れた信号を前記したゲート回路でオン・オフ制御するこ
とにより、暗電流の影響をほぼ完全に除去することがで
きる。
「発明の効果」
このように本発明によれば光電子増倍管の代わりにフォ
トダイオードを用い、しかも雑音成分をゲート制御によ
って除去するので、小型かつ低消費電力で携帯に便利な
高性能の線量測定装置を作成することができる。また装
置が半導体化されるので、衝撃にも強くなりまた長寿命
化するという長所もある。
トダイオードを用い、しかも雑音成分をゲート制御によ
って除去するので、小型かつ低消費電力で携帯に便利な
高性能の線量測定装置を作成することができる。また装
置が半導体化されるので、衝撃にも強くなりまた長寿命
化するという長所もある。
第１図は本発明の原理的構成を示すブロック図、第２図
は本発明の一実施例における線量測定装置の回路図、第
３図はこの実施例における信号処理を示す各種波形図、
第４図は電荷蓄積型プリアンプの他の例を示す回路図、
第５図は従来の線量測定装置の概略構成図、第６図はこ
の従来の装置における微少電流計の人力信号の一例を示
す波形図、第７図は先に提案された線量測定装置の概略
構成図である。 ２・・・・・・シンチレータ、 ２１・・・・・・フォトダイオード、 ２３・・・・・・電荷蓄積型プリアンプ、２５・・・・
・・波形整形・増幅回路、２７・・・・・・パルス波高
ディスクリミネータ、２９・・・・・・遅延回路、 ３３・・・・・・ゲート回路、 ３４・・・・・・積分回路。 代 理 人 弁理士 山 内 梅
雄第１ 図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 萬７図
は本発明の一実施例における線量測定装置の回路図、第
３図はこの実施例における信号処理を示す各種波形図、
第４図は電荷蓄積型プリアンプの他の例を示す回路図、
第５図は従来の線量測定装置の概略構成図、第６図はこ
の従来の装置における微少電流計の人力信号の一例を示
す波形図、第７図は先に提案された線量測定装置の概略
構成図である。 ２・・・・・・シンチレータ、 ２１・・・・・・フォトダイオード、 ２３・・・・・・電荷蓄積型プリアンプ、２５・・・・
・・波形整形・増幅回路、２７・・・・・・パルス波高
ディスクリミネータ、２９・・・・・・遅延回路、 ３３・・・・・・ゲート回路、 ３４・・・・・・積分回路。 代 理 人 弁理士 山 内 梅
雄第１ 図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 萬７図
Claims (1)
- シンチレータと、この出力を光電変換するフォトダイオ
ードと、フォトダイオードの出力を増幅する増幅器と、
シンチレータに放射線が入射したとき前記増幅器からこ
れに対応して出力されるパルス信号とこれ以外のノイズ
成分とを弁別するディスクリミネータと、ディスクリミ
ネータの弁別結果に応じて前記パルス信号を選択的に通
過させるゲートと、ゲートを通過した電気信号を積分し
て測定する測定手段とを具備することを特徴とする線量
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21272684A JPS6191586A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 線量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21272684A JPS6191586A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 線量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191586A true JPS6191586A (ja) | 1986-05-09 |
Family
ID=16627413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21272684A Pending JPS6191586A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 線量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6191586A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004347368A (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | 放射線モニタ |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP21272684A patent/JPS6191586A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004347368A (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | 放射線モニタ |
| JP4540301B2 (ja) * | 2003-05-20 | 2010-09-08 | 三菱電機株式会社 | 放射線モニタ |
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