(57)【要約】【課題】１台の放射線検出器により、中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を分離して精度よく測定することができる放射線検出器を得ること。【解決手段】中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を分離して検出する放射線検出器であって、入射した中性子もしくはガンマ線に基づいて異なるパルス波形であるシンチレーション光を発生するシンチレータと、パルス波形から中性子とガンマ線とを判別する粒子弁別回路と、判別された中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を算出する線量演算装置と、シンチレータの周囲に、中性子に対する前記シンチレータの感度のエネルギー特性を中性子束あたりの線量率のエネルギー依存性と一致させるように寸法調整された減速体とを備えた。【選択図】図１
2020071120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を分離して検出する放射線検出器であって、
入射した中性子もしくはガンマ線に基づいて異なるパルス波形であるシンチレーション光を発生するシンチレータと、
前記パルス波形から中性子とガンマ線とを判別する粒子弁別回路と、
判別された中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を算出する線量演算装置と、
前記シンチレータの周囲に、中性子に対する前記シンチレータの感度のエネルギー特性を中性子束あたりの線量率のエネルギー依存性と一致させるように寸法調整された減速体と、を備えたことを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
前記シンチレータは、前記シンチレータを構成する物質よりも熱中性子との相互作用確率が大きい物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記線量演算装置は、中性子のエネルギースペクトルから熱中性子との相互作用に起因するピークを抽出して計数率を求め、前記計数率に予め定められた感度計数を乗じて中性子の線量率を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記線量演算装置は、ガンマ線のエネルギースペクトルにＧ（Ｅ）関数を荷重してガンマ線の線量率を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記線量演算装置は、ガンマ線のエネルギースペクトルに対して前記シンチレータの応答関数を用いて逆問題演算を実施し、前記シンチレータに入射したガンマ線のエネルギースペクトルを算出し、算出されたエネルギースペクトルに線量率換算係数を乗じてガンマ線の線量率を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項６】
中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を分離して検出する放射線検出器であって、
入射した中性子もしくはガンマ線に基づいて異なるパルス波形であるシンチレーション光を発生するシンチレータと、
前記パルス波形から中性子とガンマ線とを判別する粒子弁別回路と、
判別された中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を算出する線量演算装置と、を備え、
前記線量演算装置は、中性子のエネルギースペクトルに対して前記シンチレータの応答関数を用いて逆問題演算を実施し、前記シンチレータに入射した中性子のエネルギースペクトルを算出し、算出されたエネルギースペクトルに線量率換算係数を乗じて中性子の線量率を算出することを特徴とする放射線検出器。
【請求項７】
中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を分離して検出する放射線検出器であって、
入射した中性子もしくはガンマ線に基づいて異なるパルス波形であるシンチレーション光を発生するシンチレータと、
前記パルス波形から中性子とガンマ線とを判別する粒子弁別回路と、
判別された中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を算出する線量演算装置と、を備え、
前記シンチレータには前記シンチレータを構成する物質よりも熱中性子との相互作用確率が大きい物質が含まれ、
前記シンチレータは中性子に対する前記シンチレータの感度のエネルギー特性を中性子束あたりの線量率のエネルギー依存性と一致させるように寸法調整されており、
前記線量演算装置は、中性子のエネルギースペクトルから熱中性子との相互作用に起因するピークを抽出して計数率を求め、前記計数率に予め定められた感度計数を乗じて中性子の線量率を算出することを特徴とする放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、放射線検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所および加速器施設などにおいては、中性子とガンマ線が混在して発生している。被ばく線量を正確に把握するためには、ガンマ線に限らず中性子による被ばく線量も測定する必要がある。中性子およびガンマ線などの放射線は、放射線と物質の相互作用を利用して被ばく線量の測定が行われる。ガンマ線と中性子とでは物質との相互作用が異なるため、一般的に異なる放射線検出器により測定が行われる。ガンマ線による線量率測定においては、半導体検出器またはヨウ化ナトリウムなどのシンチレータが用いられる。これらの検出器の感度のエネルギー特性が、ガンマ線による線量率のエネルギー依存性に一致するように調整することで、検出器出力を線量率に換算している。一方、中性子による被ばく線量測定では、熱中性子領域から高速中性子領域までの広いエネルギー範囲の中性子を検出する必要があるため、ＢＦ３比例計数管などの減速体を設けた熱中性子検出器を利用することが一般的である。このため、種類の異なる放射線についての線量率を測定するためには、異なる放射線検出器を用意しなければならないという課題があった。
【０００３】
この課題を解決するために、中性子検出器のうちガンマ線にも感度を持つもの、また逆にガンマ線検出器で中性子に感度を持つものもあるため、これらを利用することでガンマ線と中性子の線量率を１つの検出器で測定する技術が検討されている。例えば、中性子とガンマ線に感度を有する有機シンチレータ中に、中性子を捕獲する無機シンチレータを均一混合させたシンチレータを用い、中性子とガンマ線を検出した際のシンチレータのパルス波形の違いを利用して中性子とガンマ線を弁別して測定する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ガンマ線検出器の周囲を中性子吸収材が含まれた中性子減速材で囲み、中性子は中性子吸収材においての中性子吸収反応で生じたガンマ線で検出し、ガンマ線は中性子減速材を透過するためガンマ線も検出可能であり、中性子吸収材と中性子減速材の量をガンマ線束あたりの線量率と中性子束あたりの線量率が同じになる様に調整して、ガンマ線と中性子の線量率を１台の検出器で測定する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１４−５３４４４２号公報
【特許文献２】特開２００７−４７０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１においては、シンチレーションパルスの波形の違いからガンマ線と中性子を弁別することができる。しかしながら、高速中性子が有機シンチレータで散乱されるときに生じるシンチレーションパルスと散乱により減速された中性子が無機シンチレータに吸収されるときに生じるシンチレーションパルスの２つのパルスが一定時間内に生じた場合に、中性子減速より生じるパルスから入射した高速中性子のエネルギーを測定するため、入射する中性子のエネルギーが低く、減速によるシンチレーションパルスが検出限界以下となる場合には、入射する中性子のエネルギーを測定できないという課題があった。一般的に有機シンチレータの検出限界は数１００ｋｅｖ程度となるため、この方式では低エネルギー領域の中性子による被ばく線量を正確に評価することは困難である。
【０００７】
また上記特許文献２においては、中性子とガンマ線のどちらが入射した場合でもガンマ線でのみ検出を行うため、中性子とガンマ線による事象を区別出来ず、線量率上昇の要因が、ガンマ線または中性子のいずれに起因するかを判断することが不可能であるという課題があった。さらに、ガンマ線のエネルギーによりガンマ線検出器の中心部の感度が異なるため、ガンマ線束あたりの線量率のエネルギー依存性が正確に考慮できておらず、被ばく線量を正確に評価することは困難であるという課題があった。
【０００８】
本願は前記のような課題を解決するためになされたものであり、１台の放射線検出器により、中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を分離して精度よく測定することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願に開示される放射線検出器は、中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を分離して検出する放射線検出器であって、入射した中性子もしくはガンマ線に基づいて異なるパルス波形であるシンチレーション光を発生するシンチレータと、パルス波形から中性子とガンマ線とを判別する粒子弁別回路と、判別された中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を算出する線量演算装置と、シンチレータの周囲に、中性子に対するシンチレータの感度のエネルギー特性を中性子束あたりの線量率のエネルギー依存性と一致させるように寸法調整された減速体とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本願に開示される放射線検出器によれば、１台の放射線検出器により、中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を分離して精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る放射線検出器の構成図である。
【図２】実施の形態１に係る放射線検出器が備えたシンチレータにおける中性子とガンマ線のパルス波形の違いの例を示す模式図である。
【図３】放射線検出器のハードウエアの一例を示す構成図である。
【図４】出力された微小パルス信号から線量率を算出するまでの処理フローを説明する図である。
【図５】実施の形態１に係る線量演算装置で作成された２次元ヒストグラムの例を示す模式図である。
【図６】実施の形態１に係る線量演算装置で作成されたエネルギースペクトルの例を示す模式図である。
【図７】実施の形態１に係るガンマ線のエネルギーと荷重計数の関係を示す模式図である。
【図８】実施の形態１に係る中性子束に対する計数率および中性子束に対する線量率の中性子エネルギー依存性の例を示す模式図である。
【図９】実施の形態１に係る線量率に対する計数率の中性子エネルギー依存性の例を示す模式図である。
【図１０】実施の形態２に係る放射線検出器の構成図である。
【図１１】実施の形態２に係る線量率を算出するまでの処理フローを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施の形態の放射線検出器を図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る放射線検出器１の構成図である。放射線検出器１は、中性子２とガンマ線３が入射されるシンチレータ４と、中性子２またはガンマ線３との相互作用によりシンチレータ４が発する微弱なシンチレーション光を測定する光センサ５と、シンチレータ４の周囲に設置される減速体６と、光センサ５から出力された信号を処理する増幅回路１１、波高弁別回路１２、粒子弁別回路１３、および線量演算装置１４と、処理した結果得られた線量率を表示する表示器１５と、線量率を記録する記録装置１６とから構成される。
【００１４】
まず、放射線の検出部であるシンチレータ４、減速体６、光センサ５について説明する。シンチレータ４は、中性子２とガンマ線３のどちらにも感度を有し、入射した中性子２またはガンマ線３から付与されたエネルギーにより構成分子が励起され、基底状態に戻る際に中性子もしくはガンマ線に基づいて異なるパルス波形であるシンチレーション光を発生する。また、熱中性子との相互作用確率を高めるために、熱中性子との相互作用確率が大きい物質、例えば、リチウムの同位体であるリチウム−６、ホウ素の同位体であるホウ素−１０、ガドリニウム、カドミウムがシンチレータ４には混合されており、これらはガンマ線に対しても感度を有している。シンチレータ４は、図２のシンチレータ４における中性子２とガンマ線３のパルス波形の違いを示す模式図からわかるように、中性子２またはガンマ線３により発生するシンチレーション光の発光減衰時間が異なる。シンチレータ４には、例えばアントラセンまたは有機液体シンチレータ、およびフッ化カルシウム等の無機シンチレータを使用する。なお、ここでは線量率の測定精度をさらに向上させるために熱中性子との相互作用確率を高める物質をシンチレータに混合しているが、混合しなくても中性子とガンマ線の線量率をそれぞれ分離して精度よく測定することはできる。
【００１５】
中性子２のうちエネルギーの高い高速中性子は、質量数の小さな軽元素との散乱によりエネルギーを失いやすい。そのため、この高速中性子の減速を目的として設置される減速体６は、ポリエチレン等の軽元素を主要材料として構成される。減速体６を設けることで、中性子２のエネルギースペクトルには、減速した高速中性子である熱中性子との相互作用に起因するピークが発生する。一方、ガンマ線３は原子番号の大きい元素との相互作用確率が大きいため、軽元素から成る減速体６との相互作用の発生確率は小さくなり、ガンマ線３は減衰することなくシンチレータ４に入射する。
【００１６】
光センサ５はシンチレータ４が発したパルス波形であるシンチレーション光を受光して光電変換を行い、電気信号として微小パルス信号を出力する。光センサ５とシンチレータ４とは、空気層を挟まないように接着剤等を介して密着させて光学的に結合している。光センサ５としては、例えば光電子増倍管、光ダイオード、またはアバランシェ光ダイオードが用いられるがこれらに限るものではない。
【００１７】
放射線検出器１の波高弁別回路１２と粒子弁別回路１３と線量演算装置１４は、ハードウエアの一例を図３に示すように、プロセッサ１１１と記憶装置１１２から構成される。記憶装置１１２は、図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ１１１は、記憶装置１１２から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１１１にプログラムが入力される。また、プロセッサ１１１は、演算結果等のデータを記憶装置１１２の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。
【００１８】
次に放射線検出器１の動作について説明する。
中性子２は減速体６を通過する際に散乱し、高速中性子はエネルギーの低い中性子である熱中性子の領域まで十分に減速された後にシンチレータ４に入射される。熱中性子はシンチレータ４を構成する原子核と核反応を起こし、核反応前後の質量欠損である反応のＱ値に相当する荷電粒子が生成される。生成された荷電粒子は、シンチレータ４に全エネルギーを付与してシンチレーション光を発生する。一方、ガンマ線３は減速体６通過時に減衰することなくシンチレータ４に入射され、シンチレータ４との相互作用によりシンチレーション光を発生する。シンチレーション光は、中性子とガンマ線とで異なる発光減衰時間を有したパルス波形である。シンチレータ４の内部を伝搬した中性子とガンマ線のシンチレーション光は光センサ５に入射され、光センサ５は微小パルス信号を増幅回路１１に出力する。
【００１９】
図４は出力された微小パルス信号から線量率を算出するまでの処理フローを説明する図である。増幅回路１１は入力された微小パルス信号を増幅し、後段で利用可能なパルス信号として出力する（ステップＳ１１）。出力されたパルス信号は、波高弁別回路１２と粒子弁別回路１３に入力される。
【００２０】
波高弁別回路１２は、入力されたパルス信号を閾値により弁別する（ステップＳ１２）。閾値は、測定回路系全体のノイズレベルにより、ノイズレベルの波高が含まれない波高に決定される。パルス信号は論理信号と共に線量演算装置１４に出力される（ステップＳ１３、Ｓ１４）。論理信号は、閾値以上のパルス信号は「ＨＩＧＨ」、閾値を下回る場合は「ＬＯＷ」を出力する。
【００２１】
粒子弁別回路１３は、シンチレータ４を通過した中性子の発光減衰時間がガンマ線の発光減衰時間よりも長いことに基づいて中性子とガンマ線とを判別するために、ＰＳＤパラメータを算出する（ステップＳ１５）。ＰＳＤとは、パルス波形弁別（Ｐｕｌｓｅ  Ｓｈａｐｅ  Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれるパルス信号の波形から放射線の種類を判別する方法であり、時間測定、電荷積分という２つの方法がある。時間測定の場合、判別に用いるＰＳＤパラメータは、（パルス波形の立ち下がり時間ないしパルス幅）／（パルス波形の立ち上がり時間）と定義される。電荷積分の場合、ＰＳＤパラメータは、（パルス波形の立ち下がり部分ないしパルス全体の電荷）／（パルス波形の立ち上がり部分の電荷）と定義される。例えば図２に示したパルス波形において、中性子とガンマ線の発光減衰時間は中性子で長くガンマ線で短いため、時間測定と電荷積分のいずれの方法で算出してもＰＳＤパラメータは中性子の方がガンマ線よりも大きくなる。粒子弁別回路１３において、何れの方法でＰＳＤパラメータを算出しても構わない。粒子弁別回路１３は、算出した中性子とガンマ線のＰＳＤパラメータを後段の線量演算装置１４に出力する。
【００２２】
線量演算装置１４は、中性子とガンマ線のそれぞれの線量率を算出する。算出の工程を順に説明する。線量演算装置１４は、まず１パルス毎に「ＨＩＧＨ」の状態の論理信号が付与されたパルス信号の波高値（以下、パルス波高と示す）とＰＳＤパラメータのデジタル変換した値を予め定めた時間の幅で保存して、図５に示すような２次元ヒストグラムを作成する（ステップＳ１６）。「ＬＯＷ」が付与されたパルス信号は、ノイズとみなし処理は行わない。シンチレーション光の発光減衰時間は、発生したシンチレーション光のパルス波高に依らないため、図５に示すように中性子とガンマ線のそれぞれの検出事象は精度よく確実に分離される。
【００２３】
図６は、図５において分離された中性子事象とガンマ線事象のそれぞれをエネルギー軸に写像して作成したエネルギースペクトルの例を示す模式図である。縦軸の計数率は、単位時間あたりに入射した中性子およびガンマ線の計数値を示す。図６に示すように、中性子とガンマ線を分離して、エネルギースペクトルが作成される（ステップＳ１７）。それぞれのエネルギースペクトルを用いて、中性子とガンマ線の線量率を算出する（ステップＳ１８、Ｓ１９）。
【００２４】
まず中性子の線量率の算出について説明する。熱中性子とシンチレータ４との核反応の結果生じる荷電粒子のエネルギーが反応のＱ値にほぼ一致するため、図６に示すように、エネルギースペクトルにＱ値に相当するピークが現れる。このピーク部分の計数率が、シンチレータ４で検出した中性子の計数率となる。この計数率に予め定められた感度計数を乗じることで、中性子の線量率が算出される（ステップＳ１８）。感度計数の決定手法については後述する。
【００２５】
次にガンマ線の線量率の算出について説明する。ガンマ線は、次に示す何れかの方法を適用することで容易に線量率を算出することができる（ステップＳ１９）。
【００２６】
まず、Ｇ（Ｅ）関数法の適用について説明する。Ｇ（Ｅ）関数法は、Ｇ（Ｅ）関数を使用して線量率を算出する方法である。図７はガンマ線のエネルギーと荷重計数の関係を示すＧ（Ｅ）関数の模式図である。図６のように作成されたエネルギースペクトルに予め定められたエネルギー換算計数であるＧ（Ｅ）関数を荷重し、線量率を算出することができる。次に逆問題解法について説明する。ガンマ線のエネルギースペクトルに対して予め求めておいたガンマ線３に対するシンチレータ４の応答関数を用いて、アンフォールディングまたはデコンボリューション等の逆問題演算によりガンマ線のエネルギースペクトルを算出し、ガンマ線束に対する線量率換算係数を乗じて線量率を算出することができる。
【００２７】
線量演算装置１４で演算された中性子とガンマ線のそれぞれの線量率は、表示器１５および記録装置１６に出力される。表示器１５はそれぞれの線量率を表示し、記録装置１６はそれぞれの線量率を記録する。
【００２８】
ここで、感度計数の決定手法について説明する。図８は中性子束に対する計数率および中性子束に対する線量率の中性子エネルギー依存性の例を示す模式図、図９は線量率に対する計数率の中性子エネルギー依存性の例を示す模式図である。減速体６により熱中性子領域まで減速された後にシンチレータ４で検出される中性子２の割合（以下、中性子２に対するシンチレータ４の感度として示す）は、シンチレータ４の物性、中性子２のエネルギーおよび減速体６の構造で決定される。中性子２に対するシンチレータ４の感度は、中性子のエネルギーにより変化するため、シンチレータ４の物性、中性子２のエネルギーおよび減速体６の構造に依存して、中性子束に対する計数率は例えば図８の実線のように示される。この特性は放射線検出器１の設計において決定されるものである。一方、中性子束に対する線量率も中性子のエネルギーにより変化するため、同様にシンチレータ４の物性、中性子２のエネルギーおよび減速体６の構造に依存して、中性子束に対する線量率は例えば図８の破線のように示される。このとき実線と破線の比率がすべての中性子のエネルギーの値で図８に示すように一定であれば、図９に示すように計数率と線量率の比率は一定となる。減速体６の厚みなどの構造を調整することで、計数率と線量率の比率を一定にすることができる。このようにして、計数率と線量率の比例計数である感度係数が決定される。
【００２９】
以上のように、この放射線検出器１では、中性子のパルス波形の発光減衰時間がガンマ線の発光減衰時間よりも長いことに基づいて中性子とガンマ線を分離してそれぞれのエネルギースペクトルを作成するため、中性子はエネルギースペクトルに現れるピークから線量率を求めることができ、ガンマ線はＧ（Ｅ）関数法または逆問題解法にて線量率を求めることができ、１台の放射線検出器１により、中性子とガンマ線の線量率をそれぞれ分離して精度よく測定することができる。また、減速体６の構造を調整することで計数率と線量率の比率を一定にして感度係数を決定したため、中性子２のエネルギーに依存することなく、どのようなエネルギーの中性子が入射したとしても計数率から線量率を精度よく算出することができる。
【００３０】
実施の形態２．
実施の形態２に係る放射線検出器１について説明する。図１０は放射線検出器１の構成図である。実施の形態１ではシンチレータ４を取り囲む減速体６が設けられていたが、実施の形態２ではシンチレータ４を取り囲む減速体６を設けないものである。なお、他の構成については、実施の形態１の記載と同様であるため同一の符号を付して説明を省略する。また、ガンマ線３の線量率測定については実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００３１】
図１１は線量率を算出するまでの処理フローを説明する図である。なお、処理フローにおいて、エネルギースペクトルを作成するステップＳ１７までの処理、およびガンマ線の線量率算出（ステップＳ１９）については実施の形態１と同様のため説明を省略する。
【００３２】
まず、中性子２のうちエネルギーが高い高速中性子の場合について説明する。図１０に示すように、放射線検出器１には減速体６が設けられていないため、高速中性子は熱中性子領域のエネルギーまで減速されずにシンチレータ４に入射する。熱中性子においては図４に示したようにエネルギースペクトルに熱中性子の相互作用に起因したピークが現れたが、高速中性子においてはエネルギースペクトルにピークは現れない。線量演算装置１４は、予め求めておいた高速中性子に対するシンチレータ４の応答関数を用いて、エネルギースペクトルに対してアンフォールディングまたはデコンボリューション等の逆問題演算を実施し（ステップＳ２１）、シンチレータ４に入射した中性子２のエネルギースペクトルを作成する。その後、得られた中性子２のエネルギースペクトルに中性子束あたりの線量率換算係数を乗じて（ステップＳ２２）、線量率を算出する（ステップＳ２４）。
【００３３】
次に、中性子２のうちエネルギーが低い中性子の場合について説明する。エネルギーが低くなると、中性子とシンチレータ４の散乱によって生じる反跳イオンのエネルギーも低くなるため、シンチレータ４の出力が波高弁別回路１２においてノイズと判定される波高値よりも低くなり、先に示した逆問題演算により中性子のエネルギースペクトルを求めることはできない。しかしながら、シンチレータ４に入射した中性子の一部は、シンチレータ４の内部で散乱を繰り返して熱中性子領域まで減速する。シンチレータ４は熱中性子との相互作用確率が大きい物質を含むため、減速して生じた熱中性子はシンチレータ４と核反応を起こす。これに対する増幅されたパルス信号は、ステップＳ１７で作成されるエネルギースペクトルにおいて熱中性子との核反応に起因するピークが出現する。このピーク部分の計数率が、シンチレータ４で検出した中性子の計数率となる。この計数率に予め定められた感度計数を乗じることで（ステップＳ２３）、線量率を算出することができる（ステップＳ２４）。
【００３４】
ここで、感度計数の決定手法について説明する。減速体６を備えていない放射線検出器１においては、シンチレータ４に入射した比較的低エネルギーの中性子がシンチレータ４の内部で減速され核反応を起こして検出される確率は、中性子のエネルギーとシンチレータ４の物性およびシンチレータ４の大きさによって決定される。そのため、中性子がシンチレータ４の内部で減速され核反応を起こして検出されるエネルギー特性と、中性子束あたりの線量率のエネルギー依存性が一致するように寸法調整されたシンチレータ４を備えることで、計数率と線量率の比例計数である感度計数が決定される。
【００３５】
以上のように、この放射線検出器１では、シンチレータ４を取り囲む減速体６を設けていないため、中性子のエネルギーが高い場合は逆問題演算により中性子のエネルギースペクトルを算出して線量率が求められ、中性子のエネルギーが低い場合は中性子の計数率から線量率が求められるので、中性子の線量率をガンマ線の線量率とは分離して精度よく測定することができる。また、減速体６を設けていないため、放射線の検出部の構成を単純化でき、容易に設計することができる。また、シンチレータ４の寸法を調整することで、計数率と線量率の比率を一定にして感度係数を決定したため、中性子のエネルギーに依存することなく、どのようなエネルギーの中性子が入射したとしても計数率から線量率を精度よく算出することができる。
【００３６】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００３７】
１  放射線検出器、２  中性子、３  ガンマ線、４  シンチレータ、５  光センサ、６  減速体、１１  増幅回路、１２  波高弁別回路、１３  粒子弁別回路、１４  線量演算装置、１５  表示器、１６  記録装置
【図１】
2020071120.tif 000003
【図２】
2020071120.tif 000004
【図３】
2020071120.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020071120.tif 000007
【図６】
2020071120.tif 000008
【図７】
2020071120.tif 000009
【図８】
2020071120.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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