JPS6247567A - 方向探知形放射線計 - Google Patents

方向探知形放射線計

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JPS6247567A
JPS6247567A JP18751085A JP18751085A JPS6247567A JP S6247567 A JPS6247567 A JP S6247567A JP 18751085 A JP18751085 A JP 18751085A JP 18751085 A JP18751085 A JP 18751085A JP S6247567 A JPS6247567 A JP S6247567A
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light
radiation
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Hironobu Nishimoto
西本 博信
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、放射線に感応する検出素子を用いた方向探
知形放射線計に関する。
〔発明の技術的背景と問題点〕
従来、放射線検出器には、放射線の電離作用を直接利用
する電離箱、比例計数管、ガイガー計数管、半導体検出
器や、放射線の二次効果としてのけい光作用を用いるシ
ンチレーションカウンタ。
チェレンコフカウンタなどが知られている。
ところが、これらの放射線検出器は、放射線の入射方向
が予め分かっているか、あるいは特定の入射方向の放射
線のエネルギーレベルの測定に対してのみ適用できるよ
うに構成されている。しかも、ある特定方向の放射線を
高精度に測定しようとする場合は、コリメータを用いる
ので大型で重量が大になるばかりでなく構造が複雑にな
っていしたがって、全方向からの放射線を観測しようと
する場合は、上記構成の放射線検出器を複数個同時に用
いるか、あるいは、それらを組み合わせて用いなければ
ならず、機構が′4!J雑になり、大型重量化するとい
う問題点があった。
〔発明の目的] 本発明は、従来の放射線検出器の上記問題点を解消すべ
くなされたもので、放射線エネルギーに応じて発光もし
くは光の透過率を変化する1個の検出素子を用いて、放
射線の入射方向及びそのエネルギーレベルを測定できる
ようにした小型軽量の方向探知形放射線計を提供するこ
とを目的とするものである。
〔発明の1既嬰〕 本発明は、放射線エネルギーに応じて光の透過率を変化
する放射線検出素子に、互いに直交する3組の光を入射
させ、該検出素子から放射線によりパルス状に変化した
3組の出射光を導出して光電変換するか、または、放射
線エネルギーに応じて発光する放射線検出素子の互いに
直交する方向から放射線により発生したパルス状の3組
の出射光を導出して光電変換し、パルス信号のパルス幅
パルス信号相互の遅延時間及び信号レベルから放射線の
入射方向及び入射エネルギーレベルの測定ができるよう
にするものである。
C実施例) 以下、本発明の実施例について説明する。第1図は、本
発明に係る方向探知形放射線計の光透過率の変化する検
出素子を用いたものの一実施例を示す概略図である。図
において、1は発光源で、2は分光器であり、前記発光
源1からの光を3つに分光するものである。3は前記分
光器2により分光された3つの光を、放射線に応じて光
透過率を変化する検出素子4(球体で示している)−・
入射させるための送光用導光器であり、その先端は分光
された各光を検出素子4に対して、互いに直交する方向
、例えば、X、 Y、  Z軸方向に入射させるように
配置されている。
光透過率変化検出素子4としては、例えば、pbフリン
トガラス、 Baクラウンガラス、 Znクラウンガラ
ス、Ti添加石英などが用いられる。5は受光用導光器
で、その一端は、送光用導光器3により光が入射される
検出器4の入射面に対向する出射面に配置され、他端は
それぞれ光/電気変換器6に接待されている。7は演算
器で、前記光/電気変換器6からの出力電気信号を受け
て、放射線の入射方向とエネルギーレベルを算出するも
のである。
このように構成された方向探知形放射線計において、発
光源1から出射した光を分光器2で3つに分光し、送光
用導光器3を介して検出素子4に、互いに直交する方向
に連続一定レベルで等入力しておく。
この状態において、ある方向から放射線が入射すると、
検出素子4の透過率が変化し、それにより検出素子4の
各出射面からは、パルス状に変化した光が出力される。
このパルス状に変化した光を、受光用導光器5を介して
光/電気変換器6へ入力して、3つのパルス電気信号に
変換する。そして光/電気変換器6から出力される出力
信号のパルス波形のパルス幅、パルス信号相互の遅延時
間及び振幅を演算器7で算出し、放射線の入射方向とエ
ネルギーレベルが決定される。
次に、上記放射線検出素子4の出射光から得られる電気
パルス信号により、放射線入射方向及びエネルギーレベ
ルが決定される過程について説明する。
第1図に示すように、放射線Rが検出素子4の位置Pa
(xo +  yo 、  2o)へ、入射角φ (X
−Y平面上のX軸からの角度)、θ (X−Y平面との
なす角度)で入射し、x−y平面を透過する位置をP、
(xa、y、、0)とする。この2点を結ぶ直線qの方
程式から入射角φとθは次式で表される。
φ−tan−’ (y *−y 6)/(X a−x 
o)・−・・−、t1+θ −jan−’zo/((X
o    xJ” (yoyj+・・・121また、放
射線Rの入射ii!!路を示す直線qと、検出素子4の
X軸方向に入射された光が一様に通過する有効光通路を
示す、X軸方向有効円柱4−1の外周との2つの交点を
P xl(xXl+  YX+、zXI)+P xzc
X xz、  yXZ+  Z xz)とすると、その
2つの交点P□、PX□間の長さしXは、 L”xm(Xx+  Xxz)”+(yzt  Yxz
)z+(zH−z・・・・・・・・・・・・(3) と表される。
また、直線qと、検出素子4のY軸方向の有効光通路を
示すY軸方向有効円柱4−2の外周との2つの交点をP
Vl(xYl、y71+  zYl)+  P yz(
Xyz+yY2)  Zyz) l とすると、その2
つの交点P71゜P7□間の長さしyは、 L2y=(Xy+  Xvz)”+(Yv+−yyz)
2+(zyl−2・・・・・・・・・・・・(4) と表される。
更に、直線qと、検出素子4のZ軸方向の有効光通路を
示すZ軸方向有効円柱4−3の外周との2つの交点をP
21 (x21+  Y ZI+  z21)+  P
 22(x22+3’ 22. 2 zz)とすると、
その2つの交点をP21+P22間の長さL2は、 L”、1=(yzt  Xzz)”+(yzt−yzt
)”+(Zz+  Z・・・・・・・・・・・・(5) と表される。
各交点PX1.  PX2.  PYII  PY2.
  PZII  PZ□の8□)2座標はXo +  
yo 、Zo +  Xs +  ya テ書キ表わす
ことができるから、Lx、LyeLzはx01Y6 +
  Zo +  xm +  yつの関数となる。
検出素子4を通る光の伝搬速度は、どの方向でも一様で
あるとすると、放射線が検出素子4の各有効円柱4−+
、4−t、4−3を通過するに要した時間だけ、各有効
円柱4−1.4−2.4−*を通過する光の波形がパル
ス状に変化する。したがって、放、2)2射線によりパ
ルス状に変化する各軸方向の光のパルス幅1X、1..
1.は、放射線がり、、L、。
L2を通過するに要する伝搬時間に対応することになる
から、 tX;L、、/■・・・・・・・・・・(6)ty=L
y/■・・・・・・・・・・(7)t2=L、I/v・
・・・・・・・・・(8)と表すことができる。ここで
、■は放射線速度で22)2これを既知とし、パルス幅
tX+  t、、t、は出力電流波形の測定により求ま
るから、LX、L、。
L2の値は算出できる。
更に検出素子4への入射位置P0と各軸方向の有効円柱
への入射位置PXI、  Pv□、P2.との距離をL
x++  Lv++  Lz+とじ、それぞれの距離を
通過するに要する時間をtXl+  t?l+  tx
tとすると、1X□=LXI/V・・・・・・・・・・
(9)j、、−LY、/y、、、、、・・、、・(10
)L21−Lz1/v・・・・・・・・・・(11)と
表すことができる。
ここで、l−Xl、  LY++  [−Zlは次式で
表され、xO+Y O、zO+  XH+  yaの関
数となる。
L”x+=(xx+  xo)” + (yzt  V
o)” + (ZXI  Z・・・・・・・・(12) L2y+=(xy+  Xo)”CVv+  3’o)
2+ C2v+−2・・・・・・・・(13) L2z+−(yzt  Xo)”+(yzt−yo)2
+(2z+  2・・・・・・・・(14) また、交点PX、、P□、P2.を通過する時刻のそれ
ぞれの遅延時間をT11. TY□、 T2.とすると
、次式が成立する。
Txv−txt  ty+=(txt  Lye)/%
”・・・・・・415)Tvz” t v+  t z
+ = (Lye−Lz+)/ V・・・・・・・・(
16)Tzx”’ tzIj+++=(Lz+  LX
+)/ v−、・・−・、−(17)この遅延時間Tx
y、 Tv□、 T2.は出力電流波形から測定可能で
あるから、LX1+  Lv++  Lz+は、この遅
延時間Txv、 Tv□、TAXと放射線速度Vから算
出できることになる。
そして、LX 、L、v 、  Lz 、  txt、
Lye、  Lz+は先に述べたとおり、Xo、  y
o、zo・ X−・ylの関数となっているから、LX
+  Lv、  LZ。
Lx++  Lye、  Lz+を算出することにより
、xO+Vo+  2o+  x、、)’mを求めるこ
とができる。
したがって、これらの値を(11,+21式へ代入する
ことにより、入射角φ及びθが求まる。
また、放射線エネルギーレベルについては、予め既知エ
ネルギーの放射線を照射してパルス振幅を測定しておき
、その既知エネルギーの放射線によるパルス振幅に、検
出放射線により生じたパルス振幅を対応させることによ
り、その検出放射線のエネルギーレベルを算出すること
ができる。
以上のようにして、放射線の入射方向とエネルギーレベ
ルを、小型軽量で簡単な構成で求めることができる。
第2図は、放射線のエネルギーに応じ発光する放射線検
出素子を用いた方向探知形放射線計の一実施例を示す概
略図である。発光素子としては、例えば、coガラス+
 ZnS lTaTl、 Nal、 NaTl、 L+
l 。
チェレンコフガラスなどが用いられる。
第2図から明らかなように、その構成は、第1図に示し
た放射線エネルギーにより光透過率を変化する検出素子
を用いた放射線計に比べ、検出素子への光入力手段がな
い点で相違しているのみで、他の点の構成は全く同一で
ある。
すなわち、発光検出素子8には、互いに直交する3つの
方向から、放射線により発光した出射光を導出するよう
に、3個の受光用導光器5のそれぞれの一端が配置され
ている。受光用導光器5の他端はそれぞれ光/電気変換
器6に接続されており、光/電気変換器6の出力電気信
号は演算器7へ入力されるようになっている。
このように構成した方向探知形放射線計において、ある
方向から放射線Rが入射すると、入射した経路に沿って
検出素子が部分的に発光し、受光用導光器5にはそれぞ
れパルス状の光が導入される。そして、このパルス状の
光が光/電気変換器6でパルス電気信号に変換される。
そして該出力信号のパルス波形のパルス幅、パルス信号
相互の遅延時間及び振幅を演算器7で算出し、第1図に
示した放射線計と同様な手法により、放射線の入射方向
とエネルギーレベルが決定される。
上記各実施例では、検出素子を球形状のもので構成した
ものを示したが、検出素子の形状は、これに限らず種々
形状のものを用いることができる。
〔発明の効果〕
以上実施例に基づいて説明したように、本発明は、放射
線エネルギーに応じて光の透過率を変化する放射線検出
素子に、互いに直交する31J1の光を入射させ、該検
出素子から放射線によりパルス状に変化した3&llの
出射光を導出して光電変換するか、または、放射線エネ
ルギーに応じて発光する放射線検出素子の互いに直交す
る方向から放射線により発生したパルス状の3!IJ’
!の出射光を導出して光電変換し、パルス信号のパルス
幅、パルス信号相互の遅延時間及び信号レヘルから放射
線の入射方向及び入射エネルギーレベルを測定できるよ
うにしたので、軽量小型の簡単な構成で、全方向からの
放射線入射方向と入射エネルギーレベルを容易に測定す
ることが可能な放射線計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、光透過率を変化する放射線検出素子を用いた
方向探知形放射線計の一実施例の概略図、第2図は、発
光放射線検出素子を用いた方向探知形放射線計の一実施
例を示す概略図である。 図において、1は発光源、2は分光器、3は送光用導光
器、4は透過率を変化する放射線検出素子、5は受光用
感光器、6は光/電気変換器、7は演算器、8は発光放
射線検出素子を示す。 第1図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)放射線エネルギーに応じて光透過率を変化する放
    射線検出素子と、該検出素子に互いに直交する3組の光
    を入射させる手段と、前記検出素子から放射線によりパ
    ルス状に変化した3組の出射光を導出する手段と、該出
    射光を電気信号に変換する手段とを備え、該電気信号の
    パルス幅、パルス信号相互の遅延時間及び信号レベルか
    ら放射線の入射方向及び入射エネルギーレベルを定める
    ように構成したことを特徴とする方向探知形放射線計。
  2. (2)放射線エネルギーに応じて発光する放射線検出素
    子と、該検出素子の互いに直交する方向から放射線によ
    り発生したパルス状の3組の出射光を導出する手段と、
    該出射光を電気信号に変換する手段とを備え、該電気信
    号のパルス幅、パルス信号相互の遅延時間及び信号レベ
    ルから放射線の入射方向及び入射エネルギーレベルを定
    めるように構成したことを特徴とする方向探知形放射線
    計。
JP18751085A 1985-08-28 1985-08-28 方向探知形放射線計 Granted JPS6247567A (ja)

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JPS6247567A true JPS6247567A (ja) 1987-03-02
JPH0478145B2 JPH0478145B2 (ja) 1992-12-10

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008151539A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Natl Inst Of Radiological Sciences 放射線測定装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008151539A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Natl Inst Of Radiological Sciences 放射線測定装置

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