JPS6355485A - 液体シンチレ−シヨン計数装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は液体シンチレーション計数装置に関する。詳し
くは、本発明は、光電子増倍管の配置と電気回路に工夫
をこらすことにより、主として低エネルギーβ線放出放
射性核種・三重水素（トリチウム）の放射能測定におい
て、高効率測定と化学発光（ケミカルルミネッセンス）
除去測定ができて微量放射能を高精度測定するために利
用される液体シンチレーション計数装置に関する。

（従来の技術） 従来の液体シンチレーション計数装置においては、２本
の光電子増倍管をバイアル瓶に面するように１８０°に
対向して配置し、各光電子増倍管からのタイミング信号
を２系統中２系統作動計数回路で計数する方法が採られ
て来た。（参考文献：南山堂発行、石川寛昭著「液体シ
ンチレーション測定法」の第５章「計数装置の機構」）
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は次の３点を解決せんとするものである。

（１）低効率 従来型の液体シンチレーション計数装置は三重水素（ト
リチウム）に対する計数効率が低い。

（１０〜３０％） （２）化学発光（ケミカルルミネッセンス）による疑似
計数 化学発光とは液体シンチレータ−と測定試料を混合した
時化学的励起によって生じる発光のことで、アルカリ性
測定試料では、この化学発光が高頻度で長時間持続し、
誤差要因となる。

（３）測定モード選択の煩雑さ 化学発光のないサンプルは高効率だけを目標にした測定
モード、他方、化学発光のあるサンプルは化学発光を除
去する測定モードと言うように、サンプルの性質に応じ
て測定モードを選ぶ必要がある。

（問題点を解決するための手段） ＋１１効率について 本発明においては、３本の光電子増倍管をバイアル瓶に
面するように配置し、２本を用いる従来型装置よりバイ
アル瓶を見込む立体角を大きくするとともに、３系統中
２系統作動同時計数回路を使用することによって、従来
法の２系統中２系統作動同時計測回路で落とされる事象
も観測でき、これにより従来型よりも高効率が得られる
。ここに、２系統中２系統作動同時計測回路とは、三つ
の信号入力部（Ａ、Ｂ、Ｃ）を有し、そのうちの少なく
とも二つのの信号入力部（八とＢ、　ＢとＣＩ　ＣとＡ
。

ＡとＢとＣ）に決められた時間幅（分解時間）内にパル
ス入力が起これば、同時計数信号パルスが出力するもの
である。なおまた、３系統中３系統作動同時計数回路と
は三つの信号入力部を有し、三つの信号入力部全てにパ
ルス入力が分解時間内に起きれば同時計数信号パルスを
出力するものである。これらにおける電気回路は既存の
電子技術で製作可能で、Ｎ１Ｍモジュールとして市販さ
れている。

（２）化学発光による疑似計数について化学発光は単一
光子の偶発放出現象であるので、３個の光電子増倍管へ
同時に化学発光の光子が入射する確率は、２個の光電子
増倍管へ同時に入射する確率に比べて格段に小さい。そ
こで、本発明においては、従来法より光電子増倍管を増
やして３本とし、３系統中３系統作動同時計数回路を用
いることにより化学発光除去測定ができるようにした。

なお、放射線発光は複数個の光子が同時に全方向に放出
されるので、本発明の装置でも計数することができ、実
用的効率が得られる。

（３）測定モード選択の煩雑さについて前項（１）及び
（２）において注意すべきことは、高効率化と化学発光
除去測定が同時に行い得ないことである。すなわち、前
項（１）において示された手段は化学発光に関しては改
善策にはならないし、また前項（２）において示された
手段は効率の改善策とはならない。従って、サンプルの
性質に応じて、化学発光のないものは前項（ｌ）の手段
で、化学発光のあるものは前項（２）の手段と言うよう
に測定手法を適宜選択する必要がある。

本発明においては、３本の光電子増倍管が、どの場合で
も、共用できることに着目し、１台の液体シンチレーシ
ョン計数装置に３本の光電子増倍管、３系統中２系統作
動同時計数回路及び３系統中３系統作動同時計数回路を
具備させることによって、１台で２種の機能を備えた液
体シンチレーション計数装置を達成することができた。

本発明の液体シンチレーション計数装置は、３本の光電
子増倍管を共用し、１台の装置で、化学発光のないサン
プルに対しては、３系統中２系統作動同時計数回路で高
効率測定が、また化学発光のあるサンプルに対しては、
３系統中３系統作動同時計数回路で化学発光除去測定が
極めて簡便に行うことができる。

（実施例） 本発明の液体シンチレーション計数装置の作用効果を検
証するために、実施例１　（第１図）及び実施例２（第
２図）で示される本発明の２形式の液体シンチレーショ
ン計数装置を市販の従来型の装置と比較実験を行った。

１）実験装置概要 実施例１、実施例２とも、１００　ｍｌバイアル３を測
定対象とし、内径５０　＋１ＩＩｌφの反射筒２（内面
に反射材として酸化マグネシウム粉を塗布した）に光電
子増倍管結合用貫通孔を設けた口径４６ＩｌｌＩＩｌφ
の石英窓光電子増倍管１をバイアル瓶３に面するように
水平に１２０°間隔で３本配置した。

叉１班−１ 光電子増倍管１からの出力をプリアンプ（図では省略）
で増幅後、コンスタントフラクションディスクリシネ−
ター回路（図では省略）でパルス巾を１５ナノ秒に成形
したタイミング信号４を、３系統中２系統作動同時計数
回路１１と３系統中３系統作動同時計数回路１２の動作
選択が切替スイッチ１４によって行える同時計数回路１
３に導いた。一方、スペクタル分析（波高分析）を行う
ため、各光電子増倍管１からの波形（リニア）信号５を
サムアンプで加え、リニアアンプ（図では省略）で増幅
後、リニアゲート回路７のリニア信号入力部９に入力し
た。同時計数回路１３からの出力信号をタイミング調整
用ゲートアンドディレ７のゲート信号入力部８に入力し
、それと同調した放射線信号のみを多重波高分析器（マ
ルチチャンネルアナライザー）１０に入力した。

尖胤桝−１ ３系統中２系統作動同時計数回路１１と３系統中３系統
作動同時計数回路１２を同時に作動させるために、分岐
回路１３でタイミング信号４を分岐して両回路１１．１
２に入力した。その他の回路系は実施例１と同じである
。

２）実験及び結果 （１）効率の比較 バイアル瓶に市販の液体シンチレータ−（アクアゾルＩ
ｆ）　１００　ｍｌ、標準トリチウム水１＋ｎｌ及び微
量の四塩化炭素を加えた試料７本を作った。この際、四
塩化炭素の量を増減し、それぞれに効率の異なる液体シ
ンチレーションサンプルとした。

これらのサンプルを用いて、従来型との比較を行った。

結果は第３図に示す。

第３図において、横軸は四塩化炭素の量に関係する外部
標準線源比、縦軸は効率である。

この結果より、例えば外部標準線源比が最小のサンプル
（四塩化炭素含有量が最大のもの）の効率は、従来型で
は１０％で、本発明では１５％と１．５倍に改善され、
また、外部標準線源比が最大のサンプル（四塩化炭素含
有量が最小のもの）でも、効率は、従来型では３５％、
本発明では４６％と１．３倍に改善されており、本発明
が、効率の点において、従来型より優れていることが実
証された。

なお、実施例１と実施例２の効率には、優劣は見られな
かった。

（２）化学発光除去性能の比較 市販の液体シンチレータ−（アクアゾル■）、過酸化水
素水ｌｌ１ｌ、水酸化ナトリウム２０χ水ｌｌｌ１ｌを
バイアル瓶にて混合し、放射能を含有しない化学発光サ
ンプルを調整した。この化学発光サンプルを市販の従来
型装置と本実施例の装置で測定した。結果を第４図に示
す。

第４図において、横軸はサンプル調整績の経過時間、縦
軸は化学発光計数率である。

サンプル調整５分後における化学発光計数率が従来型で
は２０００　ｃｐｓ　（ｃｏｕｎｔｓ　ｐｅｒ　ｍ１ｎ
ｕｔｅ　、毎分当りのカウント数）以上であるのに対し
て、本発明の装置ではＯｃｐ＋＊　　であった。この結
果から本発明の装置は、化学発光除去性能の点において
従来型よりも格段に優れていることが判明した。

なお、実施例１と実施例２の化学発光除去性能には、優
劣は見られなかった。

（３）測定モード選択の煩雑さ 実施例１、実施例２とも、化学発光のあるサンプルも、
化学発光のないサンプルも一台の装置で計数できるので
、測定モード選択の煩雑さはなかった。実施例２では回
路選択スイッチ切替えの手間が省け、より便利であった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の液体シンチレーション計数装置の一
興体例（実施例１）の構造回路図である。 図において、 ■　光電子増倍管　　　　２　反射筒 ３　バイアル瓶　　　　　４　タイミング信号５　波形
（リニア信号）　　６　サムアンプ７　リニアゲート回
路 ８　ゲート信号入力部 ９　リニア信号入力部 １０　多電波高分析器 （マルチチャンネルアナライザー） １１　３系統中２系統作動同時計数回路１２３系統中３
系統作動同時計数回路 １３　同時計数回路 １４　切替スイッチ 第２図は、本発明の液体シンチレーション計数装置の他
の具体例（実施例２）の構造回路図である。 図において、 １　光電子増倍管　　　　２　反射筒 ３　バイアル瓶　　　　　４　タイミング信号５　波形
（リニア信号）　６　サムアンプ７　リニアゲート回路 Ｂ　ゲート信号入力部 ９　リニア信号入力部 １０　多重波高分析器 （マルチチャンネルアナライザー） １１　３系統中２系統作動同時計数回路１２３系統中３
系統作動同時計数回路 １３　分岐回路 第３図は、従来型と本発明の装置の効率を比較した実験
結果を示すグラフである。 図において、 横軸は外部標準線源比、縦軸は効率で、Ｉ％Ｉ１１は従
来型、線２は本発明の装置の結果を示す。 第４図は、従来型と本発明の装置の化学発光除去性能を
比較した実験結果を示すグラフである。 図において、 横軸は経過時間（分）、縦軸は化学発光計数率で、線１
は従来型、線２は本発明の装置の結果を示す。 ＃３　図 −Ａ 秦４凹 手続補正書印釦 昭和６１年１０月２０１１ 特許庁長官　　黒　１）明　雄　　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１９７９８６号 ２、発明の名称 液体シンチレーション計数装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都千代田区内幸町二丁目２番２号 日本原子力研究所　（ＩＶ、／’Ｉ’＋）４、代理人 住所　■１０４東京都中央区銀座８丁目１５番１０号手
続補正書 昭和６１年１２月２６日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１９７９８６号 ２、発明の名称 液体シンチレーション計数装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都千代田区内幸町二丁目２番２号名称　（４
０９）　日本原子力研究所 ４、代理人 住所　■１０４東京都中央区銀座８丁目１５番１０号銀
座ダイヤハイツ４１０号 明細書の〔特許請求の範囲〕及び〔発明の詳細な説明〕
の欄明細書の〔特許請求の範囲〕を下記のとおり訂正す
る。 「バイアル瓶に面するように配置された３本の光電子増
倍管（ａ）、各光電子増倍管の三つのタイミング信号を
同時計数するための３系統中２系統作動同時計数回路（
ｂ）及び各光電子増倍管の三つのタイミング信号を同時
計数するための３系統中３系統作動同時計数回路（ｃ）
から成る液体シンチレーション計数装置（ここに、３系
統中２系統作動同時計数回路とは、三つの信号入力部（
Ａ。 Ｂ、Ｃ）を有し、そのうちの少なくとも二つの信号入力
部（ＡとＢ、ＢとＣ，ＣとＡ、ＡとＢとＣ）に決められ
た時間幅（分解時間）内にパルス入力が起これば、同時
計数信号パルスが出力するものであり、３系統中３系統
作動同時計数回路とは、三つの信号入力部を有し、三つ
の信号入力部会てにパルス入力が分解時間内に起きれば
、同時計数信号パルスが出力するものである。」 明細書第３頁９行目の「混合した時化学的励起」を「混
合した時、化学的励起ｊに訂正する。 明細書第７頁１５行目の「スペクタル分析」をｒスペク
トル分析」に訂正する。 ”ＡｍＷ５ｈ　’１　ｊ＋’−ｉｊ　ｔＪ　ｅｊ　／Ｊ
’す”ＡＩＭＷ５Ｆ＋　４７４１　＋Ｊ　ＩＪ　Ｅ：Ｉ
で下記のとおり訂正する。 ｒ作動同時計数回路で落とされる事象も観測でき、これ
により従来型よりも高効率が得られる。ここに、３系統
中２系統作動同時計数回路とは、三つの信号入力部（Ａ
、Ｂ、Ｃ）を有し、そのうちの少なくとも二つの信号入
力部（ＡとＢ、ＢとＣ１ＣとＡ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バイアル瓶に面するように配置された３本の光電子増倍
   管（ａ）、各光電子増倍管の三つのタイミング信号を同
   時計数するための３系統中２系統作動同時計数回路（ｂ
   ）及び各光電子増倍管の三つのタイミング信号を同時計
   数するための３系統中３系統作動同時計数回路（ｃ）か
   ら成る液体シンチレーション計数装置（ここに、２系統
   中２系統作動同時計測回路とは、三つの信号入力部（Ａ
   、Ｂ、Ｃ）を有し、そのうちの少なくとも二つのの信号
   入力部（ＡとＢ、ＢとＣ、ＣとＡ、ＡとＢとＣ）に決め
   られた時間幅（分解時間）内にパルス入力が起これば、
   同時計数信号バルスが出力するものであり、３系統中３
   系統作動同時計数回路とは、三つの信号入力部を有し、
   三つの信号入力部全てにパルス入力が分解時間内に起き
   れば、同時計数信号バルスが出力するものである）。