JPS63201586A - Ion chamber type discriminating device for radiation energy quantity - Google Patents

Ion chamber type discriminating device for radiation energy quantity

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JPS63201586A
JPS63201586A JP3527387A JP3527387A JPS63201586A JP S63201586 A JPS63201586 A JP S63201586A JP 3527387 A JP3527387 A JP 3527387A JP 3527387 A JP3527387 A JP 3527387A JP S63201586 A JPS63201586 A JP S63201586A
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JP
Japan
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switch
charge
capacitor
relay switch
closed
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JP3527387A
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Japanese (ja)
Inventor
Katashi Sasaki
佐々木 確
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Individual
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Abstract

PURPOSE:To measure a very minute electric charge quantity by connecting a capacitor provided with an electric charge charging and discharging switch to the input terminal of an amplifier to evaluate a floating capacity in an amplifier feedback capacitor. CONSTITUTION:A self-holding relay switch S1 connected in parallel with an amplified 2 connected to an ion chamber collector electrode 1a is periodically opened and closed. While the switch S1 is opened, an electric charge charging relay switch S2 is closed to charge an electric charge charging capacitor Ci from a power source Ei, and simultaneously, a parallel resultant capacity (fedback capacitor CS+floating capacity CSX) is charged, and the charging voltage of an output terminal 3 is measured to evaluate the floating capacity CSX. When the switch S1 is closed, a switch S3 is closed to discharge the capacity. Since opening and closing of switches S2 and S3 are controlled to evaluate the floating capacity in this manner, measurement is performed with a high precision and a high sensitivity even if the capacity value of the feedback capacitor is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【概要】【overview】

放射線入射によって電離箱内で発生する電離電荷量と同
量の電荷量をそれに直接接続された電荷増幅器の例えば
帰還コンデンサに誘起させ、該コンデンサに並列接続さ
れた自己保持リレースイッチの定期的開閉による所定期
間毎の該コンデンサの充電電圧の積分的推移を実測する
ことにより各入射放射線のエネルギ量の弁別を行なう装
置であって、該コンデンサに並列接続された電荷注入用
スイッチ及び放電用スイッチをスイッチ開閉制御回路で
所定のタイミングで開閉制御することにより、電荷量測
定期間又は非測定期間にかかわらず、帰還コンデンサに
対して不可避的に並列的に介在する静的又は動的な浮遊
容量を絶対的に評価することを以って、帰還コンデンサ
の静電容量を該浮遊容量と同等又はそれ以下の僅小な値
に設定した場合でも、常に高精度高感度測定が確約実現
できる電離箱型放射線エネルギ量弁別装置が以下詳細に
開示される。
An amount of charge equal to the amount of ionized charge generated in the ionization chamber by radiation incidence is induced in a charge amplifier directly connected to the chamber, such as a feedback capacitor, and a self-holding relay switch connected in parallel to the capacitor is periodically opened and closed. A device that discriminates the energy amount of each incident radiation by actually measuring the integral transition of the charging voltage of the capacitor at each predetermined period, and which switches a charge injection switch and a discharge switch connected in parallel to the capacitor. By controlling opening/closing at predetermined timing using the opening/closing control circuit, static or dynamic stray capacitance that inevitably exists in parallel with the feedback capacitor can be absolutely eliminated, regardless of the charge measurement period or non-measurement period. By evaluating this, we have developed an ionization chamber-type radiation energy system that can always guarantee high-accuracy, high-sensitivity measurements even when the capacitance of the feedback capacitor is set to a very small value equal to or less than the stray capacitance. A quantity discriminator is disclosed in detail below.

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、入射放射線よる電離及びその電離電荷の捕捉
を行なう電離箱を検出器として用いて、その入射放射線
のエネルギ量に相当する電離電荷量を測定することによ
り各入射放射線エネルギ量を高精度で弁別しうる装置に
関し、特に、微小電宵量を高感度高精度で測定するに好
適な電離箱型放射線エネルギ量弁別装置に関する。
The present invention uses an ionization chamber as a detector that performs ionization due to incident radiation and captures the ionized charge, and measures the amount of ionized charge corresponding to the energy amount of the incident radiation, thereby determining the energy amount of each incident radiation with high accuracy. The present invention relates to an ionization chamber-type radiation energy discriminator that is suitable for measuring minute amounts of electricity with high sensitivity and precision.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来、この種の装置としては、第3図に示すように、電
離箱lと、反転入力端子2aが電離箱lの集電極1aに
接続され、帰還コンデンサCs(静電容量Cs)を有す
る電荷増幅器2と、帰還コンデンサC8に並列接続され
たリレースイッチSとからなるものが知られている。こ
の電離箱型放射線エネルギ量弁別装置は、放射線の入射
に伴ない電11中に発生する電離電荷を集電極1aが捕
捉し、その電離電荷量QXと同等の電荷量が帰還コンデ
ンサOsに誘起され、電荷増幅器2の出力端子3に充電
電圧Vs++Qx10sが取出されることにより入射放
射線(α線、γ線等)毎のエネルギ量を弁別しうるちの
である。
Conventionally, as shown in FIG. 3, this type of device has an ionization chamber 1, an inverting input terminal 2a connected to a collector electrode 1a of the ionization chamber 1, and a charge collector having a feedback capacitor Cs (electrostatic capacitance Cs). A device consisting of an amplifier 2 and a relay switch S connected in parallel to a feedback capacitor C8 is known. In this ionization box type radiation energy amount discriminator, the collector electrode 1a captures the ionized charges generated in the electron 11 due to the incidence of radiation, and the amount of charge equivalent to the amount of ionized charges QX is induced in the feedback capacitor Os. By extracting the charging voltage Vs++Qx10s from the output terminal 3 of the charge amplifier 2, the energy amount of each incident radiation (α ray, γ ray, etc.) can be discriminated.

【解決すべき問題点】 しかしながら、上記従来の電離箱型放射線エネルギ量弁
別装置にあっては、次の問題点かある・ 即ち、微弱な電離電荷量Q!を高感度で測定する場合に
は、帰還コンデンサC$の静電容量値を小さくすると、
その充電電圧Vsはより大きくなり、微小電荷の高感度
測定が期待されるところであるが、実際、微小電荷測定
領域(約10  クーロン以下)においては、帰還コン
デンサCsに対しては不可避的に存在する並列的な浮遊
容量Csx  (破線で示す)が無視できず、帰還コン
デンサCsの静電容量を小さくすればするほどそれに比
して顕在化するため、かかる浮遊容量Csx  (約0
.5pFのオーダーと言われているが)を加味すると、
真の充電電圧VsはQx/ (Cs+Csx )として
与エラレ、コレは実際浮遊容量Cs!の真値により大き
く左右されるので、微小電荷測定を実行しようとすれば
する程エネルギ量弁別精度が劣化する事態となり、微小
電荷測定領域においては特に高感度測定と高精度測定と
は二律背反するものとなる。
[Problems to be Solved] However, the conventional ionization chamber-type radiation energy amount discriminator described above has the following problems. Namely, the amount of ionized charge Q! When measuring with high sensitivity, if the capacitance value of the feedback capacitor C$ is reduced,
As the charging voltage Vs becomes larger, highly sensitive measurement of minute charges is expected, but in fact, in the minute charge measurement region (approximately 10 coulombs or less), a feedback capacitor Cs inevitably exists. Parallel stray capacitance Csx (shown by a broken line) cannot be ignored, and the smaller the capacitance of feedback capacitor Cs, the more pronounced it becomes.
.. (It is said to be on the order of 5 pF),
The true charging voltage Vs is given as Qx/(Cs+Csx), which is the actual stray capacitance Cs! The more you try to perform micro-charge measurements, the more the accuracy of energy discrimination will deteriorate, and especially in the micro-charge measurement area, high-sensitivity measurement and high-precision measurement are antithetical. becomes.

【発明の目的】[Purpose of the invention]

本発明は上記問題点を解決するものであり、その目的は
、微小電荷即ち低エネルギ量の入射放射線に対しても高
感度且つ高精度の測定が可能な電離箱型放射線エネルギ
量弁別装置を提供することにある。 c問題点の解決手段】 E記問題点を解決するため、本発明に係る電離箱型放射
線エネルギ量弁別装置の構成は、■〜■の構成要件を有
するものである。 ■電離箱があること。 ■この集電極に入力端子が直接接続された電荷増幅器が
あること。 ここで「電荷増幅器」には、通常帰還コンデンサを有す
るのちを含むが、帰還コンデンサを具備しないものであ
っても良い。 ■電荷増幅器に並列接続された自己保持リレースイッチ
があること。 ■一端が該入力端子に接続された電荷注入用コンデンサ
があること。 ■電荷注入用コンデンサの他端に接続された電荷注入用
スイッチがあること。 ■電荷注入用コンデンサの他端に接続された放電用スイ
ッチがあること。 ■該すレースイッチを定期的に開閉制御しつつ、その開
成期間内に該電荷注入用スイッチを閉成すると共に、該
リレースイッチの開閉期間内に該放電用スイッチを閉成
せしめるスイッチ開閉制御回路があること。
The present invention solves the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an ionization chamber-type radiation energy discriminator that can measure with high sensitivity and precision even for minute charges, that is, incident radiation with a low energy amount. It's about doing. Solution to Problem C] In order to solve problem E, the configuration of the ionization chamber type radiation energy amount discriminator according to the present invention has the following configuration requirements. ■There must be an ionization chamber. ■There must be a charge amplifier whose input terminal is directly connected to this collector electrode. Here, the term "charge amplifier" usually includes a device having a feedback capacitor, but may not include a feedback capacitor. ■There is a self-holding relay switch connected in parallel to the charge amplifier. ■There is a charge injection capacitor with one end connected to the input terminal. ■There must be a charge injection switch connected to the other end of the charge injection capacitor. ■There must be a discharge switch connected to the other end of the charge injection capacitor. ■Switch opening/closing control circuit that periodically controls the opening and closing of the relay switch, closes the charge injection switch during the opening period, and closes the discharge switch during the opening/closing period of the relay switch. That there is.

【作用】[Effect]

放射線の入射による電離箱内の電離によって、電離箱の
電極には入射放射線のエネルギ量に相当する電離電荷が
捕集され、その電荷量と同等の電荷量が並列合成容量(
帰還コンデンサ及びこれと並列の浮遊容量からなる合成
容量又は浮遊容量のみ)に誘起充電され、電荷増幅器の
出力端子にはその電荷量に比例増幅した充電電圧がその
まま現われ、γ線の場合にはその充電電圧は線状に、パ
ルストγ線又はα線の場合には階段状に増加推移するが
、スイッチ開閉制御回路の制御により自己保持リレース
イッチが閉成されると、並列合成容量の電荷は速やかに
放電し、電荷増幅器の出力端子は零電圧に回復する。か
かる一連の積分型測定が行なわれるが1例えば、放射線
の入射がない場合(放射線が存在しない場合、又は電荷
増幅器の入力端子と電離箱の集電極との接続が断たれて
いる場合など)において、該リレースイッチの開成期間
内に電荷注入用スイッチが閉成すると、電荷注入用コン
デンサが瞬間的に充電されると共に、その充電電荷量(
電荷注入用コンデンサの容量とその印加電圧との積)と
同等の電荷が上記並列合成容量に誘起充電されるため、
電荷増幅器の出力端子には電荷注入に伴なう増分電圧゛
が現われることになる。この増分電圧の測定に基づき、
上記浮遊容量の値を評価することができる。また、該リ
レースイッチの閉成により並列合成容量の電荷は放電さ
れるが、この閉成期間内において放電用スイッチが閉成
し、電荷注入用コンデンサも無電荷とされる。
Due to ionization in the ionization chamber due to the incidence of radiation, ionization charges corresponding to the energy of the incident radiation are collected on the electrodes of the ionization chamber, and an amount of charge equivalent to the amount of charge is collected in the parallel composite capacitor (
The combined capacitance consisting of the feedback capacitor and the stray capacitance in parallel or only the stray capacitance) is inductively charged, and the charge voltage proportionally amplified to the amount of charge appears at the output terminal of the charge amplifier as it is. The charging voltage increases linearly, or stepwise in the case of pulsed γ-rays or α-rays, but when the self-holding relay switch is closed under the control of the switch opening/closing control circuit, the charge in the parallel combined capacitor increases quickly. The output terminal of the charge amplifier recovers to zero voltage. A series of such integral measurements are carried out.1 For example, when there is no incident radiation (such as when no radiation is present or when the connection between the input terminal of the charge amplifier and the collector electrode of the ionization chamber is broken), , when the charge injection switch is closed during the opening period of the relay switch, the charge injection capacitor is charged instantaneously, and the amount of charge (
Since a charge equivalent to the product of the capacitance of the charge injection capacitor and its applied voltage is induced in the parallel combined capacitor,
An incremental voltage due to charge injection will appear at the output terminal of the charge amplifier. Based on this incremental voltage measurement,
The value of the stray capacitance can be evaluated. Further, when the relay switch is closed, the charges in the parallel combined capacitance are discharged, but within this closing period, the discharge switch is closed and the charge injection capacitor is also rendered uncharged.

【実施例】【Example】

次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 (実施例の構成〉 第1図は、本発明に係る電離箱型放射線エネルギ量弁別
装置の一実施例を示す回路図である。 1は、内部又は外部におかれた放射線源からの放射線を
捉える無格子電離箱で、集電極1aと高圧電源tbに接
続された高圧電極1cとから構成されている。 2は、オペアンプ等で構成された電荷増幅器で、その反
転入力端子2aは電離箱lの集電極1aに直接接続され
て、その非反転入力端子2bは接地されており、直流型
電荷増幅器を構成している0反転入力端子2aと出力端
子3との間には帰還コンデンサOs(静電容量Cs)が
接続されている。なお。 破線で示すように、この帰還コンデンサCsに対し並列
的な浮遊容量Csx  (静電容量Csx )が不可避
的に存在する。 Slは、後述するスイッチ開閉制御回路4により定期的
に開閉駆動される自己保持リレースイッチで、帰還コン
デンサCsの電荷を放電せしめるものである。 Llは
、印加される電流パルスによる励磁を以って自己保持リ
レースイッチS1を開閉駆動する磁気コイルである。 Ciは、電荷注入用コンデンサ(静電容量Ci)であり
、その一端は電荷増幅器2の反転入力端子2aに接続さ
れている。 S2は、電荷注入用リレースイッチで、電
荷注入用コンデンサCiの他端に接続されている。L2
は、印加される電流パルスによる励磁を以って電荷注入
用リレースイッチCiを開閉駆動する磁気コイルである
。Eiは、電荷注入用電源(定電圧V)である、これら
コンデンサCi、リレースイッチS2及び電源Eiは帰
還コンデンサOsに対し所定電荷量を誘起注入する電荷
注入回路を構成している。 S3は、放電用リレースイッチで、電荷注入用コンデン
サCiの他端に接続されている。 L3は、印加される
電流パルスによる励磁を以って放電用リレースイッチを
開閉駆動する磁気コイルである。 4は、スイッチ開閉制御回路で、自己保持リレースイッ
チSt、電荷注入用リレースイッチ・S2及び放電用リ
レースイッチS3の開閉を所定のタイミングで制御する
ものである。即ち、自己保持リレースイッチS1に対し
ては、開成期間ts)閉成期間trの関係で定期的(周
期的)に開閉制御する。 また、電荷注入用リレースイッチS2に対しては、自己
保持リレースイッチS1の開成期間ts内において閉成
状態に設定した後、本実施例では自己保持リレースイッ
チS1の閉成時点以前において開成復帰せしめる。更に
、放電用リレースイッチS3に対しては、自己保持リレ
ースイッチS1の閉成期間tr内において閉成状態に設
定した後、本実施例では電荷注入用リレースイッチS2
の閉成時点以前において開成復帰せしめる。 なお、上記実施例において、電荷性入用スイッチS2及
び放電用リレースイッチS3も自己保持型のものを用い
であるが、これに限定されず、他のスイッチを使用して
もよい。 〈実施例の作用効果〉 α線のエネルギ量弁別を例にとり、上記実施例の作用効
果を説明すると、自己保持リレースイッチS1は、第2
図に示す如く、スイッチ開閉制御回路4からの定期的な
双電極電流パルスの供給によりその正極性パルス(第1
パルス)を以って閉成状態に設定された後、これに統〈
負極性パルス(第2パルス)を以って速やかに開成復帰
され、閉成期間tr、開成時間Ls (>>tr)の周
期で開閉される。この開成期間tsにおいては、電離箱
1内に入射するα線による電離現象により、電離電荷が
集電極1aに捕集され、α線入射毎の電離電荷が蓄積し
て、出力端子には第2図示の周期n+1の場合の如く、
充電電圧Vsは階段状に推移することとなる。なお、パ
ルストγ線の場合にも充電電圧Vsは階段状に推移する
が、γ線の場合には充電電圧v8は線状に推移すること
となる。 今、浮遊容量Csxを評価すべく、自己保持リレースイ
ッチS1の開成期間ts内で電荷注入用リレースイッチ
S2が閉成されると、電荷注入用電源Ejから該リレー
スイッチS2を介して電荷注入用コンデンサCiにQi
= CiVの電荷量が殆んど瞬間的に充電されると共に
、帰還コンデンサCsと浮遊容量Csxとからなる並列
合成容量(Cs+Csx )には電荷量Qiが誘起充電
される。これにより、出力端子3には第2図示の周期n
の場合の如く、充電電圧Voが現われることとなる。こ
の充電電圧Voを実測することにより、浮遊容量Cs冨
= (CiV/Vo) −0mを知り得る。したがって
、この浮遊容量を加味した校正を測定データに施すと、
α線による真の電離電荷量QxはC1VVs/Voで与
えられることとなる。 次に、自己保持リレースイッチStの閉成期間tr、即
ち帰還コンデンサCs及び浮遊容量Csxの電荷放電期
間において、放電用リレースイッチS3が閉成されると
、電荷注入用コンデンサC1の電荷が瞬間的に放電する
0次の周期においては電荷注入用コンデンサCiの電荷
によって帰還コンデンサCsに対し電荷を誘起させない
ためである0次の周期においても浮遊容量Csxを評価
する場合は、この放電用リレースイッチS3は少なくと
も電荷注入用リレースイッチS2の閉成時点以前に開成
される。 なお、電荷注入は瞬間的に行なわれるため、上記実施例
では電荷注入用リレースイッチS2の開成時点を自己保
持リレースイッチSlの閉成時点以前としであるが、リ
レースイッチS3の閉成後において閉成させてもよい、
リレースイッチS3の閉成状態のままでは、電荷注入用
コンデンサCiが接地された状態であるから、電離電荷
があっても電荷注入用コンデンサC1に対しては誘起電
荷が生じないためである。 このように、電荷注入用リレースイッチS2及び放電用
リレースイッチS3を開閉制御することにより、浮遊容
量Csxを評価できるから、微小電荷測定において帰還
コンデンサCsの容量値を小に設定しても、高精度の高
感度測定を実行でき、信頼性の高い約10””〜10−
”’クーロンの微小電荷測定が可能となった。 E記の場合は、浮遊容量Cszを予めエネルギ量弁別測
定前に評価したものであるが、測定期間中における電荷
注入によっても浮遊霧* CSXを評価することも可能
である。即ち、第2図示の周期n+2の場合の如く、α
線による電離によって、充電電圧は階段状に推移し、自
己保持リレースイッチSlの閉成時点においては電圧V
lに達すべきところであるが、電荷注入用リレースイッ
チS2の閉成により、電荷注入電圧Voが重畳され、リ
リース2イツチSlの閉成時点では電圧V2= V1+
 Voに達する。放射線の電離のみによる各周期毎の充
電電圧Vtは統計的平均値(vl〉を中心に変動するの
で、V2−<IJI>を以って電荷注入電圧vOを得て
、浮遊容量Csxを評価することができるからである。 なお、上記の例がα線エネルギ量の弁別の場合であるが
、同様にパルストγ線の場合にも適用できることは勿論
のこと、充電電圧Vsが線状に推移するγ線の場合にも
適用できることは言う迄もない。 【発明の効果] 以上説明したように、本発明に係る放射線エネルギ量弁
別装置は、電荷増幅器に対して電荷注入用回路を接続す
ると共に、放電用スイッチを設け、自己保持リレースイ
ッチの開成期間内で浮遊容量に対して電荷注入を行ない
、充電電圧又はその増分電圧を得た後、自己保持リレー
スイッチの閉成時間内で電荷注入用回路の電荷を放電せ
しめるものであることから1次の効果を奏する。 ■電荷測定期間又は非測定期間にかかわず、電荷増幅器
の帰還コンデンサに対し並列的に介在する不可避的な浮
遊容量の絶対値を常に評価できるので、測定データ(電
離現象に伴なう充電電圧)に対し、浮遊容量に起因する
誤差を校正することができ、高精度の放射線エネルギ量
弁別を得ることが可能である。 ■電荷増幅器の帰還コンデンサの容量値を小さくすると
、充電電圧が大となるのに対して、浮遊容量成分が帰還
コンデンサの容量に比し無視できなくなるが、常に浮遊
容量成分を静的にも動的にも評価できるから、帰還コン
デンサの容量値を小として高感度に設定しても、高精度
測定が確約される。 ■特に、微弱(低頻度放出)の放射線源やエネルギ量値
の低い放射線に対しては、誘起される電荷量は微小であ
る(微小電荷測定債域)から、電荷増幅器の帰還コンデ
ンサの容量値をできる限り小さく設定して高感度測定を
行なう場合に有効である。即ち、微小電荷の測定が高精
度で実現できることとなる。 ■更に、浮遊容量を適宜絶対的に評価できるから、極限
として電荷増幅器の帰還コンデンサの容量が零、即ち帰
還コンデンサを無装荷とすることができ、帰還容量成分
を僅小な浮遊容量のみとできるので、極微小電荷量の測
定が実現できる。
Next, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings. (Configuration of the embodiment) Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the ionization chamber type radiation energy discriminator according to the present invention. It is a gridless ionization chamber that captures the ionization, and is composed of a collector electrode 1a and a high voltage electrode 1c connected to a high voltage power supply tb. 2 is a charge amplifier composed of an operational amplifier, etc., and its inverting input terminal 2a is connected to the ionization chamber l. Its non-inverting input terminal 2b is grounded, and a feedback capacitor Os (static Note that as shown by the broken line, there is inevitably a stray capacitance Csx (electrostatic capacitance Csx) in parallel with this feedback capacitor Cs. This is a self-holding relay switch that is periodically driven to open and close by the control circuit 4, and discharges the charge of the feedback capacitor Cs.Ll opens and closes the self-holding relay switch S1 by excitation by an applied current pulse. It is a magnetic coil to be driven. Ci is a charge injection capacitor (capacitance Ci), one end of which is connected to the inverting input terminal 2a of the charge amplifier 2. S2 is a charge injection relay switch, Connected to the other end of the charge injection capacitor Ci.L2
is a magnetic coil that opens and closes the charge injection relay switch Ci by being excited by an applied current pulse. Ei is a charge injection power source (constant voltage V). These capacitor Ci, relay switch S2, and power source Ei constitute a charge injection circuit that induces and injects a predetermined amount of charge into the feedback capacitor Os. S3 is a discharge relay switch connected to the other end of the charge injection capacitor Ci. L3 is a magnetic coil that opens and closes the discharge relay switch by being excited by an applied current pulse. 4 is a switch opening/closing control circuit that controls opening/closing of the self-holding relay switch St, the charge injection relay switch S2, and the discharging relay switch S3 at predetermined timings. That is, the self-holding relay switch S1 is periodically (periodically) controlled to open and close according to the relationship between the opening period ts and the closing period tr. Furthermore, in this embodiment, after the charge injection relay switch S2 is set to the closed state within the opening period ts of the self-holding relay switch S1, it is returned to the open state before the self-holding relay switch S1 is closed. . Furthermore, after the discharge relay switch S3 is set to the closed state within the closing period tr of the self-holding relay switch S1, in this embodiment, the charge injection relay switch S2 is set to the closed state.
The opening state is restored before the closing point. Note that in the above embodiment, the chargeable ON switch S2 and the discharge relay switch S3 are also self-holding types, but the present invention is not limited thereto, and other switches may be used. <Operations and Effects of the Embodiment> Taking the energy amount discrimination of α-rays as an example, the functions and effects of the above embodiment will be explained.
As shown in the figure, the positive polarity pulse (the first
After it is set to the closed state with a pulse), the
It is quickly returned to the open state with a negative polarity pulse (second pulse), and is opened and closed at a cycle of a closing period tr and an opening time Ls (>>tr). During this opening period ts, due to the ionization phenomenon caused by the α rays entering the ionization chamber 1, ionized charges are collected on the collector electrode 1a, and the ionized charges for each α ray incident are accumulated, and the second As in the illustrated case of period n+1,
The charging voltage Vs changes stepwise. Note that in the case of pulsed γ-rays, the charging voltage Vs changes stepwise, but in the case of γ-rays, the charging voltage V8 changes linearly. Now, in order to evaluate the stray capacitance Csx, when the charge injection relay switch S2 is closed within the opening period ts of the self-holding relay switch S1, the charge injection Qi to capacitor Ci
=CiV is charged almost instantaneously, and a charge Qi is induced to be charged to the parallel composite capacitor (Cs+Csx) consisting of the feedback capacitor Cs and the stray capacitance Csx. As a result, the output terminal 3 has a period n shown in the second diagram.
As in the case of , a charging voltage Vo appears. By actually measuring this charging voltage Vo, it is possible to know the stray capacitance Cs value = (CiV/Vo) -0m. Therefore, when the measurement data is calibrated to take this stray capacitance into account,
The true amount of ionized charge Qx due to α rays is given by C1VVs/Vo. Next, when the discharging relay switch S3 is closed during the closing period tr of the self-holding relay switch St, that is, the charge discharging period of the feedback capacitor Cs and the stray capacitance Csx, the charge of the charge injection capacitor C1 is instantaneously This is to prevent the charge of the charge injection capacitor Ci from inducing a charge in the feedback capacitor Cs during the 0th period when the charge injection capacitor Ci is discharged.If the stray capacitance Csx is to be evaluated also in the 0th period, this discharging relay switch S3 is used. is opened at least before the charge injection relay switch S2 is closed. Note that since the charge injection is instantaneous, in the above embodiment the charge injection relay switch S2 is opened before the self-holding relay switch Sl is closed, but it is closed after the relay switch S3 is closed. You can make it happen.
This is because when the relay switch S3 remains in the closed state, the charge injection capacitor Ci is grounded, so even if there is ionized charge, no induced charge is generated in the charge injection capacitor C1. In this way, the stray capacitance Csx can be evaluated by controlling the opening and closing of the charge injection relay switch S2 and the discharge relay switch S3. Highly accurate and sensitive measurements can be performed with high reliability of approximately 10" to 10-
"'Coulomb minute charge measurement is now possible. In the case of E, the stray capacitance Csz was evaluated in advance before the energy discrimination measurement, but the stray fog * CSX can also be measured by charge injection during the measurement period. It is also possible to evaluate α
Due to the ionization caused by the wire, the charging voltage changes stepwise, and at the time when the self-holding relay switch Sl is closed, the voltage V
However, by closing the charge injection relay switch S2, the charge injection voltage Vo is superimposed, and when the release 2 switch SL is closed, the voltage V2=V1+
Reach Vo. Since the charging voltage Vt for each cycle due only to radiation ionization fluctuates around the statistical average value (vl), the charge injection voltage vO is obtained using V2-<IJI> and the stray capacitance Csx is evaluated. Although the above example is for discrimination of the energy amount of α-rays, it goes without saying that it can also be applied to the case of pulsed γ-rays, and the charging voltage Vs changes linearly. It goes without saying that it can also be applied to γ-rays. [Effects of the Invention] As explained above, the radiation energy amount discriminator according to the present invention connects a charge injection circuit to a charge amplifier, and A discharge switch is provided, charge is injected into the stray capacitance within the opening period of the self-holding relay switch, and after obtaining the charging voltage or its incremental voltage, the charge injection circuit is installed within the closing time of the self-holding relay switch. It has a first-order effect because it discharges the charge of Since it can be constantly evaluated, errors caused by stray capacitance can be calibrated against measurement data (charging voltage associated with ionization phenomena), making it possible to obtain highly accurate radiation energy discrimination. ■Charge When the capacitance value of the feedback capacitor of the amplifier is reduced, the charging voltage increases, and the stray capacitance component becomes non-negligible compared to the capacitance of the feedback capacitor. can also be evaluated, so even if the capacitance of the feedback capacitor is set to a small value and high sensitivity is set, high precision measurement is guaranteed. ■Especially for weak (low-frequency emission) radiation sources and radiation with low energy values. In this case, the amount of charge induced is minute (minimum charge measurement range), so it is effective when performing high-sensitivity measurement by setting the capacitance value of the feedback capacitor of the charge amplifier as small as possible. It is possible to measure the electric charge with high precision. ■Furthermore, since stray capacitance can be appropriately and absolutely evaluated, the capacitance of the feedback capacitor of the charge amplifier can be reduced to zero, that is, the feedback capacitor can be left unloaded. Since the feedback capacitance component can be reduced to only a small stray capacitance, it is possible to measure a very small amount of charge.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に係る電離箱型放射線エネルギ量弁別
装置の一実施例を示す回路図である。 第2図は、同実施例の各リレースイッチに対する電流パ
ルス及び帰還コンデンサの充電電圧を示すタイミングチ
ャート図である。 第3図は、従来の電離箱型放射線エネルギ量弁別装置の
一例を示す回路図である。 1・拳・電離箱、1a・・・集電極、1b+10・高圧
電源°、1c・・・高圧電極、2・・・電荷増幅器、2
a・・・反転入力端子、2b・・・非反転入力端子、3
・・−出力端子、Os・・・帰還コンデンサ Q31 
番* *浮遊容量、5L−−−自己保持リレースイッチ
、Ci・・・電荷注入用コンデンサ、S2・・・電荷注
入用リレースイッチ、Ei・Φ電荷注入用電源、LL 
、 L2 、 L3−・φ磁気コイル、4・・・スイッ
チ開閉制御回路、ts・・・自己保持リレースイッチS
lの開成時間、tr・・・自己保持リレースイッチSl
の閉成期間。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an ionization chamber type radiation energy amount discrimination device according to the present invention. FIG. 2 is a timing chart showing current pulses and feedback capacitor charging voltages for each relay switch in the same embodiment. FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional ionization chamber type radiation energy amount discrimination device. 1.Fist/Ionization chamber, 1a...Collector electrode, 1b+10.High voltage power supply °, 1c...High voltage electrode, 2...Charge amplifier, 2
a... Inverting input terminal, 2b... Non-inverting input terminal, 3
...-output terminal, Os...feedback capacitor Q31
Number * * Stray capacitance, 5L --- Self-holding relay switch, Ci... Capacitor for charge injection, S2... Relay switch for charge injection, Ei/Φ Power supply for charge injection, LL
, L2, L3-・φ magnetic coil, 4... switch opening/closing control circuit, ts... self-holding relay switch S
Opening time of l, tr...Self-holding relay switch Sl
Closing period.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電離箱と、この集電極に入力端子が直接接続された電荷
増幅器と、該電荷増幅器に並列接続された自己保持リレ
ースイッチと、一端が該入力端子に接続された電荷注入
用コンデンサと、この他端に接続された電荷注入用スイ
ッチ及び放電用スイッチと、該リレースイッチを定期的
に開閉制御しつつ、その開成期間内に該電荷注入用スイ
ッチを閉成すると共に、該リレースイッチの閉成期間内
に該放電用スイッチを閉成せしめるスイッチ開閉制御回
路と、を有することを特徴とする電離箱型エネルギ量弁
別装置。
An ionization chamber, a charge amplifier whose input terminal is directly connected to the collector electrode, a self-holding relay switch connected in parallel to the charge amplifier, a charge injection capacitor whose one end is connected to the input terminal, and the like. While periodically controlling the opening and closing of the charge injection switch and the discharge switch connected to the end of the relay switch, the charge injection switch is closed within the opening period, and the closing period of the relay switch is controlled. An ionization chamber type energy amount discriminator comprising a switch opening/closing control circuit for closing the discharge switch.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018167450A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 Isotopx Ltd An amplifier

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