(57)【要約】      （修正有）【課題】測定対象に照射し、得られる放射線に含まれるアルファ線、ベータ線、ガンマ線、中性子線、エックス線を弁別して測定できる放射線弁別測定装置を提供する。【解決手段】放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物４、第１のシンチレータ７、第２のシンチレータ８および第３のシンチレータ９を配置し、第１のシンチレータ７で第１の波長域の光線を発光させ、第２のシンチレータ８で第２の波長域の光線を、第３のシンチレータ９で第３の波長域の光線を発光させ、これら第１、第２および第３のシンチレータの発光を波長別に認識し、かつ補正し、放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定することで放射線の種類、アルファ線、ベータ線、ガンマ線、中性子線、エックス線を弁別して測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物、第１のシンチレータ、第２のシンチレータおよび第３のシンチレータを配置し、第１のシンチレータでは、前記放射線源から放射される放射線を前記測定対象物に放射させて得られる放射線の種類Ａ、種類Βおよび種類Ｃに感応して第１の波長域の光線を発光させ、第２のシンチレータでは、前記第１のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Ｂおよび種類Ｃに感応して前記第１の波長域と異なる第２の波長域の光線を発光させ、第３のシンチレータでは、前記第２のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Ｃに感応して前記第１および前記第２の波長域と異なる第３の波長域の光線を発光させ、これら第１、第２および第３のシンチレータの発光を波長別に認識し、前記第１のシンチレータのデータを第２および第３のシンチレータのデータで補正し、前記第２のシンチレータのデータを第３のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定することを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Ａをα線、種類Βをβ線および種類Ｃをγ線とし、第１のシンチレータに青色発光体、第２のシンチレータに赤色発光体および第３のシンチレータに緑色発光体を用い、α線、β線およびγ線を色弁別により同時に測定することを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項３】
請求項１記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Ａをβ線、種類Ｂを中性子線および種類Ｃをγ線とし、第１のシンチレータに青色発光体、第２のシンチレータに赤色発光体および第３のシンチレータに緑色発光体を用い、β線、中性子線およびγ線を色弁別により同時に測定することを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項４】
請求項２または３記載の放射線弁別測定方法において、シンチレータの組合わせを変えて、第１のシンチレータに青色発光体、第２のシンチレータに緑色発光体、第３のシンチレータに赤色発光体、あるいは、第１のシンチレータから順番に、赤色、青色、緑色、または赤色、緑色、青色、または緑色、赤色、青色、または緑色、青色、赤色と組合わせを変えて用い、撮影結果を色の組合わせの違いで区別することを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項５】
請求項２から４までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、青色発光のシンチレータとして、プラスチックシンチレータ、ガラスシンチレータまたは青色発光体の焼結体を用いることを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項６】
請求項２から４までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、赤色発光のシンチレータとして、ユウロピウム（Ｅｕ）またはクロム（Ｃｒ）で活性化したガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする赤色蛍光体の焼結体を用いることを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項７】
請求項２から４までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、緑色発光のシンチレータとして、プラセオジム（Ｐｒ）またはテルビウム（Ｔｂ）で活性化したガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする緑色蛍光体の焼結体を用いることを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項８】
請求項５から７までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、シンチレータは、組合わせるシンチレータの発光波長を透過する構成としたことを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項９】
請求項５記載の放射線弁別測定方法において、青色蛍光体は、セリウムで活性化したアルミン酸イットリウムＹＡｌＯ３：Ｃｅ、セリウムで活性化したケイ酸イットリウムＹ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、セリウムで活性化したケイ酸ガドリニウムＧｄ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ニオブで活性化したタンタル酸イットリウムＹＴａＯ４：Ｎｂ、ユーロピウムで活性化したフッ化塩化バリウムＢａＦＣｌ：Ｅｕ、銀で活性化した硫化亜鉛ＺｎＳ：Ａｇ、タングステン酸カルシウムＣａＷＯ４、タングステン酸カドミウムＣｄＷＯ４、タングステン酸亜鉛ＺｎＷＯ４、またはタングステン酸マグネシウムＭｇＷＯ４のうちのいずれかであることを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項１０】
請求項６記載の放射線弁別測定方法において、赤色蛍光体は、ユーロピウムで活性化したホウ酸ガドリニウムＧｄＢＯ３：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化した酸化ガドリニウムＧｄ２Ｏ３：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したバナジン酸ガドリニウムＧｄＶＯ４：Ｅｕ、およびセリウムまたはクロムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｃｒのうちのいずれかであることを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項１１】
請求項７記載の放射線弁別測定方法において、緑色蛍光体は、テルビウムで活性化した酸化ガドリニウムＧｄ２Ｏ３：Ｔｂ、テルビウムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２：Ｔｂ、プラセオジムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２：Ρｒ、テルビウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｔｂ、テルビウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂのうちのいずれかであることを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項１２】
請求項１記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Ａを中性子、種類ＢをＸ線および種類Ｃをγ線とし、中性子、Ｘ線およびγ線を色弁別により同時に測定し、または放射線の種類Ａを低エネルギーＸ線、種類Ｂを中エネルギーＸ線および種類Ｃを高エネルギーＸ線またはγ線とし、Ｘ線のエネルギー別またはＸ線とγ線とを色弁別により同時に測定することを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項１３】
放射線を放射する放射線源と、この放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物とともに配置され、前記測定対象物を透過した放射線の種類Ａ、種類Βおよび種類Ｃに感応して第１の波長域の光線を発光する第１のシンチレータと、この第１のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Ｂおよび種類Ｃに感応して前記第１の波長域と異なる第２の波長域の光線を発光する第２のシンチレータと、この第２のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Ｃに感応して前記第１および前記第２の波長域と異なる第３の波長域の光線を発光する第３のシンチレータとを備え、これら第１、第２および第３のシンチレータの発光を波長別に認識し、前記第１のシンチレータのデータを第２および第３のシンチレータのデータで補正し、前記第２のシンチレータのデータを第３のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定する撮像手段を設けたことを特徴とする放射線弁別測定装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段として、波長別に認識して記録するカラーフィルムを備えたことを特徴とする放射線弁別測定装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段として、波長別に認識して観測するＣＣＤカメラまたは撮像管などの光検出器を備えたことを特徴とする放射線弁別測定装置。
【請求項１６】
請求項１３記載の放射線弁別測定装置において、光検出器を単色のＣＣＤカメラまたは撮像管として波長別に複数備えるとともに、各シンチレータの発光波長を分離するためのダイクロイックミラーを備えたことを特徴とする放射線弁別測定装置。
【請求項１７】
請求項１４から１６までのいずれかに記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段として、カラーフィルム、ＣＣＤカメラあるいは撮像管をシンチレータから離して設置し、前記カラーフィルム、前記ＣＣＤカメラあるいは前記撮像管と前記シンチレータとの間に前記シンチレータの信号を伝送させる光ファイバを備えたことを特徴とする放射線弁別測定装置。
【請求項１８】
請求項１５から１７までのいずれかに記載の放射線弁別測定装置において、光ファイバに代え、または光ファイバとともに、もしくはＣＣＤカメラまたは撮像管に付随させて、シンチレータの信号を増幅して感度を高めるためのイメージインテンシファイヤを備えたことを特徴とする放射線弁別測定装置。
【請求項１９】
請求項１３記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段には、カラーフィルムと第１、第２および第３のシンチレータとを共に収納するー体型のフィルム着脱可能な撮像カセッテを備えたことを特徴とする放射線弁別測定装置。
【請求項２０】
請求項１４記載の放射線弁別測定装置において、第１または第２のシンチレータに、それぞれ赤色発光または緑色発光の熱中性子用のシンチレータを適用し、かつ前記第１のシンチレータと前記第２のシンチレータとの間に水素を含有する物質を設置し、前記第１のシンチレータで発光した熱中性子と前記第２のシンチレータで発光した速中性子とを発光波長別に同時に測定する構成としたことを特徴とする放射線弁別測定装置。
【請求項２１】
伝送用の複数本の光ファイバと、この各光ファイバに取り付けられた波長別に発光するシンチレータと、このシンチレータの周りに目的とする放射線以外に対して設置された遮蔽材とから構成され、前記各光ファイバが直列あるいは並列に結合して構成されることを特徴とする放射線弁別測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力産業、放射線医療および放射能取扱施設などの放射性物質を取り扱う産業および研究機関において適用されるものであり、α線、β線、Ｘ線、γ線あるいは中性子線のいずれかが混在している放射線から、各放射線を弁別かつ測定し、非破壊試験を行える放射線弁別測定方法および放射線弁別測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射線が物質を透過する際には、その構成物質の種類もしくは形状によって吸収および散乱が異なってくる。これを映像として写真やビデオ、デジタルファイル等として記録すれば、物質の破損状態、変化および充填状況等を把握することができる。これは一般にレントゲン写真で人体の内部状態を診察するのと同様の原理である。測定したい物体あるいは試料を破壊せずに内部の状態を測定するこの方法は、ラジオグラフィまたは非破壊放射線撮影法と呼ばれている。
【０００３】
従来からこのようなラジオグラフィとして、放射線のなかでもＸ線あるいはγ線を用いたものが良く知られている。Ｘ線あるいはγ線は、物をよく透過し軽い物ほど透過しやすいので、物体の内部のようすを調べるのに利用されている。しかし、Ｘ線あるいはγ線では軽い物ほど透過しやすいために、原子番号が小さい元素である軽元素を良く透過してしまうことから、金属材料中に隠された水素含有物質等を検査するのは困難であった。また、Ｘ線あるいはγ線では、硼（ほう）素と炭素のように原子番号が隣接した元素のように、微量の差を識別することは困難であった。
【０００４】
一方、Ｘ線あるいはγ線のかわりに中性子を用いたラジオグラフィが利用されている。このラジオグラフィでは、中性子の吸収が原子番号には依存せず、また重たい物質中をも透過するため、Ｘ線あるいはγ線では識別できなかった、金属中の軽元素の識別を行うことができる。また、中性子に対する吸収もしくは散乱断面積の値は、各元素によって固有であり、例えば、硼素に対しては中性子の吸収量が多いが、炭素に対しては多くない。このため、中性子を利用して軽元素までを識別する非破壊検査が行われるようになった。
【０００５】
現在では、このようなＸ線あるいはγ線を用いたラジオグラフィおよび中性子を用いたラジオグラフィの長所を生かして、両者を併用したラジオグラフィが用いられており、具体的には、火工品等の非破壊検査を行なっている。このＸ線、γ線あるいは中性子を併用したラジオグラフィによれば、同一試料についてそれぞれ異なったＸ線、γ線あるいは中性子による検査という２回の操作が必要となるため、測定時間および操作の面で煩雑であった。
【０００６】
このような欠点を解消する方法として、例えば、特開昭５８−１１３８４２号公報（例えば、特許文献１）等に掲載されているように、カリホルニウムＣｆ.252を中性子源とγ線源として用い、γ線画像検出器と中性子画像検出器とを並設させ、これらの各検出器にフィルムをセットして同時に画像を記録するという同時ラジオグラフィ手法が提案されている。しかし、このような方法においても、記録される画像であるフィルムが２枚となってしまうため、正確な位置合わせおよび画像処理上の煩雑さを有していた。
【０００７】
さらに、この同時ラジオグラフィ手法を改良して、例えば、特開昭６１−１８４４４４号公報（例えば、特許文献２）等に掲載されているように、色別でγ線画像と中性子画像とを測定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５８−１１３８４２号公報
【特許文献２】特開昭６１−１８４４４４号公報
【特許文献３】特開平４−２９０９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記のような方法によれば、色別でγ線画像と中性子画像とを測定できる点において優れていたが、以下に示すような問題を有していた。
【００１０】
上述した特開昭６１−１８４４４４号公報における同時ラジオグラフィでは、１枚のフィルム上に赤色発光のγ線画像用のシンチレータと中性子用の青色あるいは緑色発光のシンチレータとを組合わせ、色別でγ線画像と中性子画像とを測定している。
【００１１】
実際には、γ線画像用のシンチレータとして、赤色光を発する蛍光材を重金属板上に塗布または蒸着したものを用いる。一方、中性子用のシンチレータとして、リチウム（Ｌｉ−６）あるいはボロン（Ｂ−１０）を含む物質に、青色または緑色で発光する蛍光材を混合または塗布あるいは蒸着したものを用い、中性子はリチウムまたはボロンと（ｎ，α）反応を起こし、これにより生じたアルファ（α）線によって青色発光蛍光材が青色に発色される。なお、この青色発光蛍光材として、蛍光体に銀で活性化した硫化亜鉛ＺｎＳ：Ａｇを用いている。
【００１２】
このように、１枚のフィルム上に中性子ラジオグラフィを青色で記録し、Ｘ線あるいはγ線ラジオグラフィを赤色で記録して色弁別する方法では、Ｘ線およびγ線によるかぶりを補正することが可能であった。またこの方法では、上記した銀で活性化した硫化亜鉛ＺｎＳ：Ａｇと組み合わせた蛍光材を用いることにより、Ｘ線あるいはγ線に対してかぶる量が少ないという長所を有していたが、感度を十分に満足するものではなかった。
【００１３】
また、使用するシンチレータは、γ線と中性子との互いの波長に対して透過する材料から構成されていないため、γ線画像用のシンチレータと中性子用のシンチレータとの間にフィルムを挟む構成とし、シンチレータを配置しなければならなかった。このため３つのシンチレータを配置して、３色以上の組合わせの発光を行わせるのは実質上難しかった。
【００１４】
さらに、フィルムをはさんで配置する場合には、−般のカラーフィルムではハレーション防止層があり、裏面からの光は正確に記録されない。このため特殊なカラーフィルムを使用しなければならず、コスト的に高くなるという問題を有していた。
【００１５】
また、一方において、近年、中性子における感度を向上させる方法が開発されており、例えば、特開平４−２９０９８５号公報（例えば、特許文献３）等に掲載されているように、従来のリチウム（Ｌｉ−６）またはボロン（Ｂ−１０）を用いたタイプに比べて、中性子に対する感度を高くした中性子用のイメージングプレートが開発されている。これは、電子線および放射線などの照射後、熱および光などの刺激で発光する現象である、蛍光体の輝尽発光を利用して開発されたものであり、このイメージングプレートは、輝尽蛍光体を塗布したものから構成される。具体的にこのイメージングプレートは、中性子との反応にガドリニウム（Ｇｄ）を用い、付活剤にプラセオジム（Ｐｒ）、テルビウム（Ｔｂ）あるいはユウロピウム（Ｅｕ）を含有した焼結体からなるものである。
【００１６】
上記したイメージングプレートは、さらに改良が進み、Χ線用のイメージングプレートおよび中性子と反応するリチウム（Ｌｉ−６）と、ボロン（Ｂ−１０）またはガドリニウム（Ｇｄ）とからなる中性子用のイメージングプレートを組み合わせたものも開発されている。
【００１７】
このような中性子用のイメージングプレートは、輝尽性蛍光体を用い電離放射線による信号をカラーセンターとして捕獲記憶し、読取り器のレーザー光で蛍光を発光させて画像化するものであるため、中性子に対する感度が高く、明るいところで作業できる点で優れているが、中性子照射後に読取り作業を別に行わなくてはならない点でリアルタイム性において問題がある。またこの技術は、元々Ｘ線用に開発されたものであるため、Ｘ線およびγ線に対する感度が高く、中性子画像にＸ線およびγ線の画像がかぶり区別できないという問題を有していた。この場合においても、中性子を遮断して、Ｘ線やγ線の画像を別に撮って画像処理しなければならないが、このような方法は、未だに開発されていないのが現状であった。
【００１８】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、測定対象物の内部を調査するために非破壊試験を行う際、測定対象物に放射して得られる放射線に含まれるα線、β線、γ線、中性子線およびＸ線などのいずれかから構成される放射線から、各個別の放射線として弁別するとともに、弁別した各放射線をタイムラグなしに、直接撮像して画像化できる放射線弁別測定装置を提供することを目的とする。
【００１９】
また、シンチレータを構成する材料およびその厚さの改良により、撮像された画像のかぶりを補正して、高感度の画像を得ることができる放射線弁別測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１記載の放射線弁別測定方法は、放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物、第１のシンチレータ、第２のシンチレータおよび第３のシンチレータを配置し、第１のシンチレータでは、前記放射線源から放射される放射線を前記測定対象物に放射させて得られる放射線の種類Ａ、種類Βおよび種類Ｃに感応して第１の波長域の光線を発光させ、第２のシンチレータでは、前記第１のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Ｂおよび種類Ｃに感応して前記第１の波長域と異なる第２の波長域の光線を発光させ、第３のシンチレータでは、前記第２のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Ｃに感応して前記第１および前記第２の波長域と異なる第３の波長域の光線を発光させ、これら第１、第２および第３のシンチレータの発光を波長別に認識し、前記第１のシンチレータのデータを第２および第３のシンチレータのデータで補正し、前記第２のシンチレータのデータを第３のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定することを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、放射線の種類Ａ、ＢおよびＣのそれぞれに対して、各異なる発光波長のシンチレータを組合わせて用いている。特に第１のシンチレータは、放射線Ａに対して感度が高くなるように設計する。しかし、第１のシンチレータでは、厳密に放射線の種類Ｂおよび種類Ｃにも感度があるため、多少放射線の種類Ｂおよび種類Ｃがかぶった結果が得られる。そこで、第１のシンチレータは放射線Ａがほぼ１００％止められるシンチレータの厚さにする。例えば、放射線の種類Ａがα線であればシンチレータの厚さは数μｍで良く、β線の場合でも数十μｍの厚さがあれば止めることができる。また第２のシンチレータは、第１のシンチレータで透過する放射線の種類Ｂおよび種類Ｃに対して、特に放射線の種類Ｂに対して感度を高くするように設計する。例えば、放射線の種類Ｂが、β線あるいは後に示す中性子線であれば、シンチレータの厚さを数十μｍとすれば十分であり、逆にこのシンチレータを厚くすると、Ｘ線およびγ線に対する感度が高くなってしまう。最後に、第２のシンチレータで止められずに透過する放射線の種類Ｃに対して、感度が高くなるように第３のシンチレータを設計する。但し、放射線の種類Ｃは第１のシンチレータ、第２のシンチレータおよび第３のシンチレータを通ってくるため、特に第３のシンチレータを厚くしてしまうと、幾何学的ぼけが生じて解像度が悪くなる。できれば第３のシンチレータとしては、薄くてγ線に対して感度の高いものを使う方が良い。第２および第３のシンチレータは、第１、第２および第３の発光波長に対して十分透過することが条件である。シンチレータで発光した光を発光波長毎に記録または観測し、色別の画像情報からそれぞれのかぶりを補正して純粋な放射線による信号を取り出す。例えば、第１のシンチレータで発光した色が青色の場合には、青色の信号の中には主に放射線Ａの情報が含まれているが、放射線Βおよび放射線Ｃの情報も含まれている。また、第２のシンチレータの発光が赤色とすると主に放射線Ｂおよび放射線Ｃの情報が得られる。
【００２２】
一般にカラーテレビ等のカラー信号は、ＲＧＢと言うＲ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青の信号として情報が読取られ表示される。従って、ＲＧＢそれぞれの信号として見ることについては、特に画像処理せずに見ることができる。但し、−般的にそれぞれのシンチレータの感度と計測環境下での放射線の種類に対する割合はー定ではないので補正することが必要になる。補正の仕方は、第３のシンチレータで得られた情報は放射線Ｃだけの情報であるため、第２のシンチレー夕から得られた情報から第３のシンチレータの情報を引いて放射線Ｂのみの情報を得る。第１のシンチレータの情報には放射線Ａ、ΒおよびＣの３つの情報が含まれているので、まず第１のシンチレータの情報から第２のシンチレータの情報（放射線Β、Ｃ）を引く。この結果、放射線Ｂの情報を第１のシンチレータの情報から消すことができる。しかし同時に放射線Ｃの情報も消されることになる。このため放射線Ｃの情報を引きすぎた場合には、第３のシンチレータから得られた放射線Ｃのみの情報で補正することができる。また、一度校正用のインジケータなどで測定しておくことにより、次からは同時に放射線の種類Ａ、ΒおよびＣについてのそれぞれの情報を見ることが可能になる。
【００２３】
従って本発明によれば、第１、第２および第３のシンチレー夕で得られた情報からかぶりを補正することにより、正確な情報を得ることができる。
【００２４】
請求項２記載の放射線弁別測定方法は、請求項１記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Ａをα線、種類Βをβ線および種類Ｃをγ線とし、第１のシンチレータに青色発光体、第２のシンチレータに赤色発光体および第３のシンチレータに緑色発光体を用い、α線、β線およびγ線を色弁別により同時に測定することを特徴とする。
【００２５】
放射線の種類による物質中での飛程の長さは、α線よりβ線、β線よりγ線の方が長くなる。従って、放射線の入射側からシンチレータの厚さを薄くして、また、後述するように薄いシンチレータを十分に止められるように工夫している。逆の場合、放射線の種類Ａ、ＢおよびＣから順に、γ線、β線およびα線とすると、即ち、第１のシンチレータでγ線用に最適化すると、β線およびα線が止まってしまい、第２のシンチレータ以降の意味がなくなり放射線の種類による波長弁別ができなくなってしまう。
【００２６】
従って本発明において、放射線の入射側からシンチレータの厚さを薄くすることにより、α線、β線およびγ線を色弁別により同時に測定することができる。
【００２７】
請求項３記載の放射線弁別測定方法は、請求項１記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Ａをβ線、種類Ｂを中性子線および種類Ｃをγ線とし、第１のシンチレータに青色発光体、第２のシンチレータに赤色発光体および第３のシンチレータに緑色発光体を用い、β線、中性子線およびγ線を色弁別により同時に測定することを特徴とする。
【００２８】
本発明においては、放射線の種類からα線を除いた場合について示しており、放射線の種類Ａ、ＢおよびＣから順番にβ線、中性子線およびγ線としている。中性子線はγ線に対して飛程が短いわけでは無いが、中性子の吸収が大きいガドリニウム（Ｇｄ）をシンチレータとして用いた場合に、ガドリニウムと中性子とが（ｎ，γ）反応して電子線が出る。ガドリニウムの場合、数十μｍで熱中性子はほぼ１００％止められる。また、この電子線の飛程は十数μｍ程度であるので、数十μｍであれば蛍光体を電子線で発光させるには十分である。このため、この放射線の組合わせを工夫することで、γ線に対しても感度の高いガドリニウムを主材とした別の発光波長のシンチレータを使うことができるようになる。
【００２９】
従って本発明においも、β線、中性子線およびγ線を色弁別により同時に測定することができる。
【００３０】
請求項４記載の放射線弁別測定方法は、請求項２または３記載の放射線弁別測定方法において、シンチレータの組合わせを変えて、第１のシンチレータに青色発光体、第２のシンチレータに緑色発光体、第３のシンチレータに赤色発光体、あるいは、第１のシンチレータから順番に、赤色、青色、緑色、または赤色、緑色、青色、または緑色、赤色、青色、または緑色、青色、赤色と組合わせを変えて用い、撮影結果を色の組合わせの違いで区別することを特徴とする。
【００３１】
本発明において、第２のシンチレータの発光を赤色、第３のシンチレータの発光を緑色としても、その逆でも実質的には変わりが無い。従って、測定するときに応じ、発光体を逆にして使うことにより、使用条件および使用場所での違いを色の組合わせの違いとしてあらわすことができる。例えば、イの場所では中性子が赤色、γ線が緑色で記録され、ロの場所では中性子が緑色、γ線が赤色で記録される。従って本発明によれば、後でデータが混在した場合においてもどこで得られた結果なのか色の組合わせで区別できるようになり、整理しやすくなる。
【００３２】
請求項５記載の放射線弁別測定方法は、請求項２から４までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、青色発光のシンチレータとして、プラスチックシンチレータ、ガラスシンチレータまたは青色発光体の焼結体を用いることを特徴とする。
【００３３】
本発明によれば、青色発光のシンチレータとしてプラスチックシンチレータ、ガラスシンチレータまたは青色発光体の焼結体を用い、かつ厚さを薄くするように工夫することで、第１のシンチレータの発光を青色とすることができ、また、α線およびβ線に対しての感度を十分得ることができる。
【００３４】
請求項６記載の放射線弁別測定方法は、請求項２から４までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、赤色発光のシンチレータとして、ユウロピウム（Ｅｕ）またはクロム（Ｃｒ）で活性化したガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする赤色蛍光体の焼結体を用いることを特徴とする。
【００３５】
本発明においては、赤色発光のシンチレータの感度を高めて、シンチレータの厚さを薄くする工夫として、特に熱中性子に対して吸収断面積の大きいガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とした蛍光体を選択して用いている。また、熱中性子との（ｎ，γ）反応に伴って放出される電子線により赤色に発光するために付活剤としてユウロピウム（Ｅｕ）あるいはクロム（Ｃｒ）を選択して用いている。
【００３６】
従来、例えば、青色発光のシンチレータとしてボロン（Ｂ）およびリチウム（Ｌｉ）が熱中性子との反応の主材として用いられていたが、共に熱中性子との反応は（ｎ、α）反応に伴って放出されるα線により蛍光体を発光させていた。α線の飛程はγ線と比較して短いため、青色発光のシンチレータの厚さを薄くできると考えられるが、このボロンおよびリチウムを主材とする青色発光のシンチレータは、本発明におけるガドリニウムと比べて吸収断面積が小さいため、シンチレー夕の厚さを薄くすると感度が低くなってしまう。このため、従来の材料ではシンチレー夕の厚さを薄くすることができなかった。また、第２のシンチレータとして使う場合には、中性子線を完全に止めることができなかった。
【００３７】
従って本発明によれば、赤色発光のシンチレータとして、ガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする赤色蛍光体の焼結体を用いることにより、シンチレータの厚さを薄くすることができ、また中性子線を完全に止めることが可能となる。
【００３８】
請求項７記載の放射線弁別測定方法は、請求項２から４までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、緑色発光のシンチレータとして、プラセオジム（Ｐｒ）またはテルビウム（Ｔｂ）で活性化したガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする緑色蛍光体の焼結体を用いることを特徴とする。
【００３９】
基本的に、シンチレータが厚くなると測定被写体と記録用の受光面との距離が離れて幾何学的なぼけが多くなるが、シンチレータがΧ線およびγ線用である場合に、本発明によるガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とした蛍光体を用いることにより、特に原子番号が大きいことからＸ線およびγ線の相互作用を起こしやすく、シンチレータが薄くても感度を上げられるため、上記のような材料の蛍光体を用いた。
【００４０】
また、中性子用に用いた赤色発光シンチレータと緑色発光シンチレータとを合せて置くことで、赤色発光成分にかぶったΧ線およびγ線の成分をほぼ同じ感度で補正できるため、本発明においてガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とした蛍光体を用いた。
【００４１】
さらに、前述した請求項４記載の発明とも関係するが、赤色発光シンチレータと緑色発光シンチレータとを入れ替えても同様に使用でき、前段落で示した中性子用としても組み替えて使用できるため、本発明においてガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とした蛍光体を用いた。なお、赤色発光シンチレータと緑色発光シンチレータとを入れ替えた場合、緑色が熱中性子線による結果で、赤色がγ線の結果となる。
【００４２】
請求項８記載の放射線弁別測定方法は、請求項５から７までのいずれかに記載の放射線弁別測定方法において、シンチレータは、組合わせるシンチレータの発光波長を透過する構成としたことを特徴とする。
【００４３】
本発明において、組合わせてシンチレータを用いた場合においても、発光波長を透過する構成とすることにより、放射線を弁別して測定することができる。
【００４４】
請求項９記載の放射線弁別測定方法は、請求項５記載の放射線弁別測定方法において、青色蛍光体は、セリウムで活性化したアルミン酸イットリウムＹＡｌＯ３：Ｃｅ、セリウムで活性化したケイ酸イットリウムＹ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、セリウムで活性化したケイ酸ガドリニウムＧｄ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ニオブで活性化したタンタル酸イットリウムＹＴａＯ４：Ｎｂ、ユーロピウムで活性化したフッ化塩化バリウムＢａＦＣｌ：Ｅｕ、銀で活性化した硫化亜鉛ＺｎＳ：Ａｇ、タングステン酸カルシウムＣａＷＯ４、タングステン酸カドミウムＣｄＷＯ４、タングステン酸亜鉛ＺｎＷＯ４、またはタングステン酸マグネシウムＭｇＷＯ４のうちのいずれかであることを特徴とする。
【００４５】
本発明によれば、青色蛍光体として上記した各種材料を適用することができる。
【００４６】
請求項１０記載の放射線弁別測定方法は、請求項６記載の放射線弁別測定方法において、赤色蛍光体は、ユーロピウムで活性化したホウ酸ガドリニウムＧｄＢＯ３：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化した酸化ガドリニウムＧｄ２Ｏ３：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したバナジン酸ガドリニウムＧｄＶＯ４：Ｅｕ、およびセリウムまたはクロムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｃｒのうちのいずれかであることを特徴とする。
【００４７】
本発明によれば、赤色蛍光体として上記した各種材料を適用することができる。
【００４８】
請求項１１記載の放射線弁別測定方法は、請求項７記載の放射線弁別測定方法において、緑色蛍光体は、テルビウムで活性化した酸化ガドリニウムＧｄ２Ｏ３：Ｔｂ、テルビウムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、プラセオジムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ρｒ、テルビウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｔｂ、テルビウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂのうちのいずれかであることを特徴とする。
【００４９】
本発明においても、緑色蛍光体として上記した各種材料を適用することができる。
【００５０】
請求項１２記載の放射線弁別測定方法は、請求項１記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Ａを中性子、種類ＢをＸ線および種類Ｃをγ線とし、中性子、Ｘ線およびγ線を色弁別により同時に測定し、または放射線の種類Ａを低エネルギーＸ線、種類Ｂを中エネルギーＸ線および種類Ｃを高エネルギーＸ線またはγ線とし、Ｘ線のエネルギー別またはＸ線とγ線とを色弁別により同時に測定することを特徴とする。
【００５１】
本発明においては、α線、β線およびγ線などの放射線だけでなく、Ｘ線のエネルギー別に、色弁別により同時に測定することができる。
【００５２】
請求項１３記載の放射線弁別測定装置は、放射線を放射する放射線源と、この放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物とともに配置され、前記測定対象物を透過した放射線の種類Ａ、種類Βおよび種類Ｃに感応して第１の波長域の光線を発光する第１のシンチレータと、この第１のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Ｂおよび種類Ｃに感応して前記第１の波長域と異なる第２の波長域の光線を発光する第２のシンチレータと、この第２のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Ｃに感応して前記第１および前記第２の波長域と異なる第３の波長域の光線を発光する第３のシンチレータとを備え、これら第１、第２および第３のシンチレータの発光を波長別に認識し、前記第１のシンチレータのデータを第２および第３のシンチレータのデータで補正し、前記第２のシンチレータのデータを第３のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定する撮像手段を設けたことを特徴とする。
【００５３】
本発明による構成により、上述した放射線弁別測定を実施することができる。
【００５４】
請求項１４記載の放射線弁別測定装置は、請求項１３記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段として、波長別に認識して記録するカラーフィルムを備えたことを特徴とする。
【００５５】
本発明において、波長毎に発光した信号を記録する撮像手段として、カラーフィルムを用いて１枚のフィルムに記録する構成としている。従来のフィルム法を用いた方法では、工業用のＸ線フィルムが感度および画質の分解能の観点から用いられていたが、単色であったため記録したフィルムから波長成分を分割して読み取ることができなかった。また、工業用のＸ線フィルムではフィルム面に乳剤が塗られている面がベースフィルムに対して片側と両側とにある。従って、シンチレータに対して逆にセットしても記録されるが、一般のカラーフィルムの場合には、発光色の異なるシンチレータをフィルムに対して挟むような使い方はできない。そこで後述するように、第２および第３のシンチレータで発光した波長を透過するような構成とされている。なお、このことは以下に示す請求項１１以降に記載のカメラ等の受光素子を用いた場合でも共通にいえることである。
【００５６】
請求項１５記載の放射線弁別測定装置は、請求項１３記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段として、波長別に認識して観測するＣＣＤカメラまたは撮像管などの光検出器を備えたことを特徴とする。
【００５７】
請求項１６記載の放射線弁別測定装置は、請求項１３記載の放射線弁別測定装置において、光検出器を単色のＣＣＤカメラまたは撮像管として波長別に複数備えるとともに、各シンチレータの発光波長を分離するためのダイクロイックミラーを備えたことを特徴とする。
【００５８】
請求項１５および１６記載の発明では、シンチレータで発光した複数の異なる波長をカラーフィルムの変わりに、光検出器としてのＣＣＤカメラまたは撮像管を用いて直接観測できるように構成したものである。特に、単色のＣＣＤカメラまたは撮像管を用いた場合には、シンチレータで発光する波長に合わせて透過率と反射率とを最適にしたダイクロイックミラーを備えた構成としている。これにより効率的に波長を識別して観測することができる。なお、光検出器をよりシンプルにする場合には、３板式ＣＣＤカメラまたは３管式カメラを備えるとよい。
【００５９】
請求項１７記載の放射線弁別測定装置は、請求項１４から１６までのいずれかに記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段として、カラーフィルム、ＣＣＤカメラあるいは撮像管をシンチレータから離して設置し、前記カラーフィルム、前記ＣＣＤカメラあるいは前記撮像管と前記シンチレータとの間に前記シンチレータの信号を伝送させる光ファイバを備えたことを特徴とする。
【００６０】
本発明においては、発光したシンチレータとフィルム等の記録媒体、カメラおよび光電子増倍管等の観測装置との間に光ファイバを設置して、光の信号により伝送する構成とすることで、光検出器との距離を離して設置できる。特に、テーパーファイバーを設置して、直接カメラの受光素子と密着させればレンズ等の光学結像素子等を使用しなくても良い。
【００６１】
請求項１８記載の放射線弁別測定装置は、請求項１５から１７までのいずれかに記載の放射線弁別測定装置において、光ファイバに代え、または光ファイバとともに、もしくはＣＣＤカメラまたは撮像管に付随させて、シンチレータの信号を増幅して感度を高めるためのイメージインテンシファイヤを備えたことを特徴とする。
【００６２】
本発明において、シンチレータと光検出器との間にイメージインテンシファイヤおよびマイクロチャネルプレートを使用することにより、弱い発光の光信号を増幅して感度を上げることができる。また、光ファイバと組み合わせて信号伝送ロスを少なくすることができる。マイクロチャネルプレート等で増幅する場合に増幅した後の蛍光体に赤色発光体を用いることで、ＣＣＤカメラを用いた場合にＣＣＤカメラの波長感度特性（７００ｎｍ付近が感度ピーク）とマッチングが良くなり感度がさらに向上する。
【００６３】
請求項１９記載の放射線弁別測定装置は、請求項１４記載の放射線弁別測定装置において、撮像手段には、カラーフィルムと第１、第２および第３のシンチレータとを共に収納する一体型のフィルム着脱可能な撮像力カセッテを備えたことを特徴とする。
【００６４】
本発明において、カラーフィルムを多色発光のシンチレータと一緒に遮光できる撮像力カセッテに収納して一体型とし、フィルムを着脱できる構成としてある。これにより従来中性子用に別にされていたフィルムを一つにまとめることにより、別々に現像する必要がなくなる。
【００６５】
請求項２０記載の放射線弁別測定装置は、請求項１３記載の放射線弁別測定装置において、第１または第２のシンチレータに、それぞれ赤色発光または緑色発光の熱中性子用のシンチレータを適用し、かつ前記第１のシンチレータと前記第２のシンチレータとの間に水素を含有する物質を設置し、前記第１のシンチレータで発光した熱中性子と前記第２のシンチレータで発光した速中性子とを発光波長別に同時に測定する構成としたことを特徴とする。
【００６６】
本発明においては、第１および第２のシンチレータに赤色発光または緑色発光の熱中性子用のシンチレータを用い、第１のシンチレータと第２のシンチレータとの間に水素を含む樹脂を入れて、第１のシンチレータで発光した熱中性子と第２のシンチレータで発光した速中性子とを発光波長別に同時に測定する構成としている。この時、第１のシンチレータでほぼ１００％熱中性子を吸収するようにシンチレータの厚さを決める。例えば、上述したように、熱中性子吸収体としてガドリニウム（Ｇｄ）を主成分としたシンチレータでは、数十μｍの厚さで十分である。速中性子はこの第１のシンチレータでは吸収されずに透過する。そこで水素を含む樹脂で速中性子を減速させて熱中性子化し、第２の熱中性子用シンチレータで発光させる構成としてある。
【００６７】
請求項２１記載の放射線弁別測定装置は、伝送用の複数の光ファイバと、この各光ファイバに取り付けられた波長別に発光するシンチレータと、このシンチレータの周りに目的とする放射線以外に対して設置された遮蔽材とから構成され、前記各光ファイバが直列あるいは並列に結合して構成されることを特徴とする。
【００６８】
本発明においては、シンチレータを一つにまとめて一個所から発光させて測定するという構成ではなく、波長別に発光するシンチレータを個別に光ファイバに取り付けた構成としている。個々のシンチレータの周りには目的とする放射線以外に対して遮蔽材を設け、更に伝送用の光ファイバを直列または並列に結合させて、放射線の種類を色別で測定する構成としてある。このため、本発明によれば、光ファイバを束ねる構成としたり、別々に配置する構成とすることができ、配置する応用範囲が広くなる。
【発明の効果】
【００６９】
以上説明したように、本発明による放射線弁別測定方法および放射線弁別測定装置によれば、異なる放射線により発光する第１、第２および第３のシンチレータとして、同じ主成分を持つシンチレータを組合わせることにより、１枚のカラー写真に短時間で記録したり、またＣＣＤカメラで観測して瞬時にカラー画像で放射線別に画像化して見ることを可能にした。これにより測定対象物への放射線の照射量を減らした検査ができ、被爆量の低減および測定時間の短縮が可能となる。また、一回の測定でＸ線およびγ線による画像と中性子による画像とを同時に、または別々にも観測できるため、従来のＸ線撮影では適用できなかった、プラスチック製の爆弾等についても導火線とプラスチックの本体とを中性子ラジオグラフィで観測できるため、検査の質および精度向上の効果を得られる。さらに、放射線測定器として考えた場合、従来の放射線弁別方法に加えて新たに波長による弁別方法が加わるため弁別の組合せ方が多くなり、多くの検出器を一つにまとめて測定できるシステムを構築することにより、信頼性の向上とシステム簡素化の効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態を示すもので、中性子ラジオグラフィの基本構成を示すシステム構成図。
【図２】図１の撮像カセッテ内の構成の一例を示す拡大図。
【図３】本発明の第２実施形態を示すもので、中性子ラジオグラフィの基本構成を示すシステム構成図。
【図４】図３の撮像カセッテ内の構成の一例を示す拡大図。
【図５】図４の変形例を示す図。
【図６】本発明の第３実施形態を示す図。
【図７】本発明の第４実施形態による第１構成例を示す図。
【図８】本発明の第４実施形態による第２構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は原子力産業で使用される放射性物質の測定例についてのものであり、例えば放射線の種類Ａを中性子、ＢをＸ線、およびＣをγ線とし、その弁別測定を行うための中性子ラジオグラフィについて説明する。
【００７２】
［第１実施形態（図１，図２）］
図１は、本実施形態による中性子ラジオグラフィの基本構成を示し、図２はその中の撮像手段の要部を示している。
【００７３】
図１に示すように、本実施形態では放射線源を中性子源１とし、この中性子源１を減速材としてのモデレータ２内に収納している。この中性子源１から照射される中性子ビームにΧ線またはγ線が含まれている場合がある。モデレータ２内には、中性子ビームの照射部位にコリメータ３を設置し、このコリメータ３によって収束された中性子ビームを、測定対象物４に照射するようにし、その測定対象物４の後方に、撮像手段としての撮像カセッテ５を配置している。これにより、測定対象物４を透過した放射線（中性子、Ｘ線またはγ線）が、撮像カセッテ５で放射線の信号として検出され映像化されるようにしてある。
【００７４】
そして本実施形態では、撮像カセッテ５を、図２に拡大して示すように、記録媒体として着脱可能なカラーフィルム６を用いた構成としてあり、このカラーフィルム６に、第１シンチレータ７、第２シンチレータ８および第３シンチレータ９が順次に配置されるようにしてある。これらの各シンチレータ７，８，９は、薄い構成とすることにより各発光が相互に透過できるようになっている。
【００７５】
第１シンチレータ７は、中性子放射線に対して感度が高い赤色発光体、例えばユウロピウム（Ｅｕ）で活性化した酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ２０２Ｓ）によって構成し、厚さは、例えば４０μｍとしてある。
【００７６】
第２シンチレータ８は、Ｘ線に対して感度が高い緑色発光体、例えばテルビウム（Ｔｂ）で活性化した酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ２０２Ｓ）によって構成し、厚さは数十μｍとしてある。
【００７７】
第３シンチレータ９は、γ線に対して感度が高い青色発光体、例えば銀（Ａｇ）で活性化した硫化亜鉛（ＺｎＳ）によって構成し、厚さは数十μｍとしてある。
【００７８】
なお、これら第１、第２、第３シンチレータ７，８，９としては、前述した他の各種発光体を適用することが可能であり、その場合も本実施形態と同様の機能を得ることができる。また、発行色は、赤色、青色、緑色の組合わせを前述のように、種々変更することができる。
【００７９】
本実施形態では、第２、第３シンチレータ８，９で発生した緑色および青色光が、第１、第２シンチレータ７，８を透過してフィルム状に照射される際に、各シンチレータの情報が減算された状態で感光される。
【００８０】
なお、図２では、カラーフィルム６を各シンチレータ７，８，９に対して、矢印で示した放射線の入射側である左側にセットしたものとして示したが、カラーフィルム６は各シンチレータ７，８，９に対して、放射線透過後の方向、つまり図の右側にセットしても良い。
【００８１】
本実施形態においては、カラーフィルム６をは現像して観察し、あるいはスキャナー等でデジタル的に処理して波長別に放射線の画像として見ることが河能になる。したがって、異なる放射線により発光する第１、第２、第３シンチレータ７，８，９の組合せ構成によって、従来できなかった１枚のカラー写真に短時間で記録するで、瞬時にカラー画像として放射線別の画像観察を行え、これにより測定対象物４への放射線の照射量を減少して検査できるようになり、被爆量の低減や測定時間の短縮等が図れる。
【００８２】
［第２実施形態（図３〜図５）］
本実施形態は、第１実施形態で示したカラーフィルムに代えてカメラおよび光学レンズを用い、画像を直接観測する構成としたものである。図３は装置の全体構成を示し、図４は、要部を拡大して示している。
【００８３】
これらの図３および図４に示すように、本実施形態では、３板式ＣＣＤカメラ１４を用い、異なる放射線により発光する第１、第２、第３シンチレータ７，８，９の情報を画像信号として得るとともに、この画像信号を３板式ＣＣＤカメラ１４に接続された遠隔操作装置２１でモニタできるようになっている。この遠隔操作手段２１は、３種の着色光の情報から減算処理等を行う演算手段２２、演算結果を表示できるモニタテレビ２３および操作用の入力手段２４等によって構成されている。
【００８４】
本実施形態においては、遠隔操作で測定することができるので、被爆なく測定できるとともに、時間の短縮等が図れる。また、観測された信号がＲＧＢ信号として取り込まれるため、瞬時に画像処理してΧ線やγ線等のかぶりや照射エリアの照射むらを補正することができる。さらに、モニタテレビ２３上で各色毎にそれぞれ分けて観察できるので、波長の異なる画像の位置合せが不要となる利点が得られる。
【００８５】
図５は本実施形態の変形例を示したものである。
【００８６】
この例では、単色の高感度ＣＣＤカメラ１２を３台使用し、シンチレータ７，８，９で発光した異なる波長の光を、特定の波長のみを厳密に分ける第１、第２のダイクロイックミラー１０，１１で分光して観察できるようにしてある。
【００８７】
すなわち、第１のダイクロイックミラー１０では第１シンチレータ７の光が反射されるとともに、第２、第３シンチレータ８，９の光が透過する。また、第２のダイクロイックミラー１１では、第２シンチレータ８の光が反射するとともに、第３シンチレータ９の光が透過する。これら異なる光による映像を３第のＣＣＤカメラ１２で別々に得ることができるようになっている。
【００８８】
このような構成によれば、各ＣＣＤカメラ１２で得られた映像を、それぞれ独立して観測することができ、また瞬時に画像処理してΧ線やγ線等のかぶりや照射エリアの照射むらを補正することも可能である。しかも、特定の波長のみを厳密に分けるダイクロイックミラーを使用する構成によって、信号に対するノイズの比率（ＳＩＮ）を良好とすることができる。
【００８９】
［第３実施形態（図６）］
上述した第２実施形態では、ＣＣＤカメラおよび光学レンズを用いた構成であったが、本実施形態は、光学レンズに代えて光ファイバを用いた構成としたものである。図６は、その要部構成を示している。
【００９０】
この図６に示すように、本実施形態では、多数本の光ファイバ、例えば光入口側が光出口側よりも断面積が大きいテーパーファイバ１３がバンドルされており、このテーパーファイバ１３のバンドルによって、第３シンチレータ９と３ＣＣＤカメラ１４の受光面とが、直接接続されている。
【００９１】
このような構成によっても前記第２実施形態とほぼ同様の効果が奏される。
【００９２】
［第４実施形態（図７、図８）］
本実施形態は、波長別に発光する複数のシンチレータを１本または複数本の光ファイバに取付け、その光ファイバ上の各シンチレータ部位から直接的に放射線を入力し、波長別の光情報を分光器によって分光することで放射線別の情報を得るようにしたものである。
【００９３】
図７は、第１の構成例を示している。
【００９４】
この第１の構成例では図７に示すように、１本の光ファイバ１５に複数、感応する放射線および発光波長が互いに異なる第１，第２の二つのシンチレータ７ａ，８ａが隣接位置に組込んである。
【００９５】
第１シンチレータ７ａは例えばγ線に感応するものであり、外周側に熱中性子をカットする所定厚さのＣｄ遮蔽体１６が被覆してある。また、第２シンチレータ８ａは、逆に中性子に感応するものであり、外周側にγ線をカットする所定厚さのＰｂ遮蔽体１７が被覆してある。そして、光ファイバ１５の両端は、図示しない分光器に接続されている。
【００９６】
そして、第１のシンチレータ７ａで得られた光は、Ｃｄ遮蔽体１６によって熱中性子がカットされ、主にγ線による光信号となり、光ファイバ１５の一端側（例えば図の左端側）を介して図示しない分光器に送られる。また、第２のシンチレータ７ｂで得られた光は、Ｐｂ遮蔽体１７でγ線がカットされ、主に熱中性子による光信号となり、光ファイバ１５の他端側（例えば右端側）を介して図示しない分光器にされる。
【００９７】
このような構成によると、光ファイバ１５を例えばループ状に構成しておき、シンチレータ７ａ，７ｂ部分を放射線領域に配置しておく等の手段によって、その放射線領域から離間した位置で遠隔的に放射線観察を行うことができる。この場合、図示しないが、第３のシンチレータを前記第１第２シンチレータ７ａ，７ｂとともに組込んでおけば、さらに別の放射線情報を得ることができる。このとき、１本の光ファイバ１５内で複数の光情報が伝送されることになるが、前記各実施形態と同様の補正を行うことによって、弁別することができる。なお、シンチレータは、１本の光ファイバの一個所に限らず、複数か所に離間して配置することも可能であり、その場合には複数の領域についての放射線観察を行うことができる。
【００９８】
図８は、本実施形態の他の構成例を示している。
【００９９】
この構成例では、図８に示すように、複数本、例えば３本の光ファイバ１５の各先端に、それぞれ感応する放射線および発光波長が互いに異なる第１，第２，第３のシンチレータ７ｂ，８ｂ，９ｂが組込んである。各光ファイバ１５の他端は、図示しない光検出器に接続してある。
【０１００】
第１，第２シンチレータ７ｂ，８ｂは、図７に示したものとほぼ同様の構成で、それぞれＣｄ遮蔽体１６およびＰｂ遮蔽体１７で被覆されているが、第３シンチレータ９ｂは、内部に水素を含む樹脂を充填したＣｄカバー１８で被覆してある。これにより、Ｃｄカバー１８で熱中性子をカットするとともに、水素を含む樹脂で速中性子を熱中性子化するようになっている。
【０１０１】
このような構成によると、３種の光を各光ファイバの一端側で取得し、それぞれ他端側の光検出器で検出することで、複数の放射線情報を得ることができる。この場合、第１，第２，第３シンチレータ７ｂ，８ｂ，９ｂで得られる情報にかぶりがある場合、前記第１実施形態と同様の補正を行うことによって、正確な情報とすることができる。
【０１０２】
この構成例の場合には、シンチレータ７ｂ，８ｂ，９ｂをそれぞれ設けた各光ファイバ１５の先端を任意の放射線領域に配置することで、遠隔観察を行うことができ、その際に複数光の補正を行うことによって正確な情報を得ることができるという効果が奏される。
【０１０３】
なお、図８では３本の光ファイバを用いた例を示したが、場合によっては２本でもよく、また４本以上として実施することもできる。
【０１０４】
［他の実施形態］
なお、以上の各実施形態では、シンチレータと受光素子との間にイメージインテンシファイヤを入れて感度を上げて使用することが可能である。
【０１０５】
また、各実施形態の構成を相互に組合せる構成等も可能である。例えば、図８に示した樹脂層を、図２，図４，図５，図６等に示した第２シンチレータ８と第３シンチレータ９との間に挿入する等の構成である。このような構成としても前記同様の機能が得られる。
【０１０６】
さらに、以上の各実施形態の他、本発明は前述した各シンチレータ材料等を適宜に利用して対象あるいは環境等に応じて種々実施することができるものである。
【符号の説明】
【０１０７】
１  中性子源
２  モデレータ
３  コリメータ
４  測定対象物
５  撮像カセッテ
６  カラーフィルム
７，７ａ，７ｂ  第１シンチレータ
８，８ａ，８ｂ  第１シンチレータ
９，９ａ，９ｂ  第１シンチレータ
１０，１１  ダイクロイックミラー
１２  高感度ＣＣＤカメラ
１３  テーパーファイバ
１４  ３板式ＣＣＤカメラ
１５  光ファイバ
１６  Ｃｄ遮蔽体
１７  Ｐｂ遮蔽体
１８  Ｃｄカバー
２１  遠隔操作装置
２２  演算手段
２３  モニタテレビ
２４  入力手段
【図１】
2010181412.tif 000003
【図２】
2010181412.tif 000004
【図３】
2010181412.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年4月14日(2010.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力産業、放射線医療および放射能取扱施設などの放射性物質を取り扱う産業および研究機関において適用されるものであり、α線、β線、Ｘ線、γ線あるいは中性子線のいずれかが混在している放射線から、各放射線を弁別かつ測定し、非破壊試験を行える放射線弁別測定方法および放射線弁別測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射線が物質を透過する際には、その構成物質の種類もしくは形状によって吸収および散乱が異なってくる。これを映像として写真やビデオ、デジタルファイル等として記録すれば、物質の破損状態、変化および充填状況等を把握することができる。これは一般にレントゲン写真で人体の内部状態を診察するのと同様の原理である。測定したい物体あるいは試料を破壊せずに内部の状態を測定するこの方法は、ラジオグラフィまたは非破壊放射線撮影法と呼ばれている。
【０００３】
従来からこのようなラジオグラフィとして、放射線のなかでもＸ線あるいはγ線を用いたものが良く知られている。Ｘ線あるいはγ線は、物をよく透過し軽い物ほど透過しやすいので、物体の内部のようすを調べるのに利用されている。しかし、Ｘ線あるいはγ線では軽い物ほど透過しやすいために、原子番号が小さい元素である軽元素を良く透過してしまうことから、金属材料中に隠された水素含有物質等を検査するのは困難であった。また、Ｘ線あるいはγ線では、硼（ほう）素と炭素のように原子番号が隣接した元素のように、微量の差を識別することは困難であった。
【０００４】
一方、Ｘ線あるいはγ線のかわりに中性子を用いたラジオグラフィが利用されている。このラジオグラフィでは、中性子の吸収が原子番号には依存せず、また重たい物質中をも透過するため、Ｘ線あるいはγ線では識別できなかった、金属中の軽元素の識別を行うことができる。また、中性子に対する吸収もしくは散乱断面積の値は、各元素によって固有であり、例えば、硼素に対しては中性子の吸収量が多いが、炭素に対しては多くない。このため、中性子を利用して軽元素までを識別する非破壊検査が行われるようになった。
【０００５】
現在では、このようなＸ線あるいはγ線を用いたラジオグラフィおよび中性子を用いたラジオグラフィの長所を生かして、両者を併用したラジオグラフィが用いられており、具体的には、加工品等の非破壊検査を行なっている。このＸ線、γ線あるいは中性子を併用したラジオグラフィによれば、同一試料についてそれぞれ異なったＸ線、γ線あるいは中性子による検査という２回の操作が必要となるため、測定時間および操作の面で煩雑であった。
【０００６】
このような欠点を解消する方法として、例えば、特開昭５８−１１３８４２号公報（例えば、特許文献１）等に掲載されているように、カリホルニウムＣｆ.252を中性子源とγ線源として用い、γ線画像検出器と中性子画像検出器とを並設させ、これらの各検出器にフィルムをセットして同時に画像を記録するという同時ラジオグラフィ手法が提案されている。しかし、このような方法においても、記録される画像であるフィルムが２枚となってしまうため、正確な位置合わせおよび画像処理上の煩雑さを有していた。
【０００７】
さらに、この同時ラジオグラフィ手法を改良して、例えば、特開昭６１−１８４４４４号公報（例えば、特許文献２）等に掲載されているように、色別でγ線画像と中性子画像とを測定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５８−１１３８４２号公報
【特許文献２】特開昭６１−１８４４４４号公報
【特許文献３】特開平４−２９０９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記のような方法によれば、色別でγ線画像と中性子画像とを測定できる点において優れていたが、以下に示すような問題を有していた。
【００１０】
上述した特開昭６１−１８４４４４号公報における同時ラジオグラフィでは、１枚のフィルム上に赤色発光のγ線画像用のシンチレータと中性子用の青色あるいは緑色発光のシンチレータとを組合わせ、色別でγ線画像と中性子画像とを測定している。
【００１１】
実際には、γ線画像用のシンチレータとして、赤色光を発する蛍光材を重金属板上に塗布または蒸着したものを用いる。一方、中性子用のシンチレータとして、リチウム（Ｌｉ−６）あるいはボロン（Ｂ−１０）を含む物質に、青色または緑色で発光する蛍光材を混合または塗布あるいは蒸着したものを用い、中性子はリチウムまたはボロンと（ｎ，α）反応を起こし、これにより生じたアルファ（α）線によって青色発光蛍光材が青色に発色される。なお、この青色発光蛍光材として、蛍光体に銀で活性化した硫化亜鉛ＺｎＳ：Ａｇを用いている。
【００１２】
このように、１枚のフィルム上に中性子ラジオグラフィを青色で記録し、Ｘ線あるいはγ線ラジオグラフィを赤色で記録して色弁別する方法では、Ｘ線およびγ線によるかぶりを補正することが可能であった。またこの方法では、上記した銀で活性化した硫化亜鉛ＺｎＳ：Ａｇと組み合わせた蛍光材を用いることにより、Ｘ線あるいはγ線に対してかぶる量が少ないという長所を有していたが、感度を十分に満足するものではなかった。
【００１３】
また、使用するシンチレータは、γ線と中性子との互いの波長に対して透過する材料から構成されていないため、γ線画像用のシンチレータと中性子用のシンチレータとの間にフィルムを挟む構成とし、シンチレータを配置しなければならなかった。このため３つのシンチレータを配置して、３色以上の組合わせの発光を行わせるのは実質上難しかった。
【００１４】
さらに、フィルムをはさんで配置する場合には、−般のカラーフィルムではハレーション防止層があり、裏面からの光は正確に記録されない。このため特殊なカラーフィルムを使用しなければならず、コスト的に高くなるという問題を有していた。
【００１５】
また、一方において、近年、中性子における感度を向上させる方法が開発されており、例えば、特開平４−２９０９８５号公報（例えば、特許文献３）等に掲載されているように、従来のリチウム（Ｌｉ−６）またはボロン（Ｂ−１０）を用いたタイプに比べて、中性子に対する感度を高くした中性子用のイメージングプレートが開発されている。これは、電子線および放射線などの照射後、熱および光などの刺激で発光する現象である、蛍光体の輝尽発光を利用して開発されたものであり、このイメージングプレートは、輝尽蛍光体を塗布したものから構成される。具体的にこのイメージングプレートは、中性子との反応にガドリニウム（Ｇｄ）を用い、付活剤にプラセオジム（Ｐｒ）、テルビウム（Ｔｂ）あるいはユウロピウム（Ｅｕ）を含有した焼結体からなるものである。
【００１６】
上記したイメージングプレートは、さらに改良が進み、Χ線用のイメージングプレートおよび中性子と反応するリチウム（Ｌｉ−６）と、ボロン（Ｂ−１０）またはガドリニウム（Ｇｄ）とからなる中性子用のイメージングプレートを組み合わせたものも開発されている。
【００１７】
このような中性子用のイメージングプレートは、輝尽性蛍光体を用い電離放射線による信号をカラーセンターとして捕獲記憶し、読取り器のレーザー光で蛍光を発光させて画像化するものであるため、中性子に対する感度が高く、明るいところで作業できる点で優れているが、中性子照射後に読取り作業を別に行わなくてはならない点でリアルタイム性において問題がある。またこの技術は、元々Ｘ線用に開発されたものであるため、Ｘ線およびγ線に対する感度が高く、中性子画像にＸ線およびγ線の画像がかぶり区別できないという問題を有していた。この場合においても、中性子を遮断して、Ｘ線やγ線の画像を別に撮って画像処理しなければならないが、このような方法は、未だに開発されていないのが現状であった。
【００１８】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、測定対象物の内部を調査するために非破壊試験を行う際、測定対象物に放射して得られる放射線に含まれるα線、β線、γ線、中性子線およびＸ線などのいずれかから構成される放射線から、各個別の放射線として弁別するとともに、弁別した各放射線をタイムラグなしに、直接撮像して画像化できる放射線弁別測定装置を提供することを目的とする。
【００１９】
また、シンチレータを構成する材料およびその厚さの改良により、撮像された画像のかぶりを補正して、高感度の画像を得ることができる放射線弁別測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１に記載の放射線弁別測定方法は、放射線源から放射される放射線照射領域に、工業用測定対象物、第１のシンチレータ、第２のシンチレータおよび撮像手段を配置し、前記第１のシンチレータは、セリウム（Ｃｅ）で活性化したケイ酸ガドリニウムＧｄ２ＳｉＯ５：Ｃｅである青色蛍光体の焼結体、ユウロピウム（Ｅｕ）、クロム（Ｃｒ）のいずれかで活性化したガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする赤色蛍光体、またはプラセオジム（Ｐｒ）またはテルビウム（Ｔｂ）のいずれかで活性化したガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする緑色蛍光体、のうちのいずれかであり、第１のシンチレータでは、熱中性子とガドリニウムの反応によって生成される電子線およびγ線に感応して第１の波長域の光線を発光させ、第２のシンチレータでは、前記第１のシンチレータで吸収されずに透過するγ線に感応して前記第１の波長域と異なる第２の波長域の光線を発光させ、これら第１および第２のシンチレータの発光を前記撮像手段で波長別に認識し、前記第１のシンチレータのデータを第２のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定することを特徴とする方法である。
また、請求項４に記載の放射線弁別測定装置は、放射線を放射する放射線源と、この放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物とともに配置され、ガドリニウムを含有し、前記測定対象物を透過した中性子線のうち熱中性子と前記ガドリニウムの反応によって生成される電子線およびγ線に感応して前記第１の波長域の光線を発光する第１のシンチレータと、この第１のシンチレータで吸収されずに透過するγ線に感応して前記第１の波長域と異なる第２の波長域の光線を発光する第２のシンチレータとを備え、これら第１および第２のシンチレータの発光を波長別に認識し、前記第１のシンチレータのデータを第２のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定する撮像手段を設けたことを特徴とするものである。
実施形態に記載の放射線弁別測定方法は、放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物、第１のシンチレータ、第２のシンチレータおよび第３のシンチレータを配置し、第１のシンチレータでは、前記放射線源から放射される放射線を前記測定対象物に放射させて得られる放射線の種類Ａ、種類Βおよび種類Ｃに感応して第１の波長域の光線を発光させ、第２のシンチレータでは、前記第１のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Ｂおよび種類Ｃに感応して前記第１の波長域と異なる第２の波長域の光線を発光させ、第３のシンチレータでは、前記第２のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Ｃに感応して前記第１および前記第２の波長域と異なる第３の波長域の光線を発光させ、これら第１、第２および第３のシンチレータの発光を波長別に認識し、前記第１のシンチレータのデータを第２および第３のシンチレータのデータで補正し、前記第２のシンチレータのデータを第３のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定する方法である。
【００２１】
この実施形態においては、放射線の種類Ａ、ＢおよびＣのそれぞれに対して、各異なる発光波長のシンチレータを組合わせて用いている。特に第１のシンチレータは、放射線Ａに対して感度が高くなるように設計する。しかし、第１のシンチレータでは、厳密に放射線の種類Ｂおよび種類Ｃにも感度があるため、多少放射線の種類Ｂおよび種類Ｃがかぶった結果が得られる。そこで、第１のシンチレータは放射線Ａがほぼ１００％止められるシンチレータの厚さにする。例えば、放射線の種類Ａがα線であればシンチレータの厚さは数μｍで良く、β線の場合でも数十μｍの厚さがあれば止めることができる。また第２のシンチレータは、第１のシンチレータで透過する放射線の種類Ｂおよび種類Ｃに対して、特に放射線の種類Ｂに対して感度を高くするように設計する。例えば、放射線の種類Ｂが、β線あるいは後に示す中性子線であれば、シンチレータの厚さを数十μｍとすれば十分であり、逆にこのシンチレータを厚くすると、Ｘ線およびγ線に対する感度が高くなってしまう。最後に、第２のシンチレータで止められずに透過する放射線の種類Ｃに対して、感度が高くなるように第３のシンチレータを設計する。但し、放射線の種類Ｃは第１のシンチレータ、第２のシンチレータおよび第３のシンチレータを通ってくるため、特に第３のシンチレータを厚くしてしまうと、幾何学的ぼけが生じて解像度が悪くなる。できれば第３のシンチレータとしては、薄くてγ線に対して感度の高いものを使う方が良い。第２および第３のシンチレータは、第１、第２および第３の発光波長に対して十分透過することが条件である。シンチレータで発光した光を発光波長毎に記録または観測し、色別の画像情報からそれぞれのかぶりを補正して純粋な放射線による信号を取り出す。例えば、第１のシンチレータで発光した色が青色の場合には、青色の信号の中には主に放射線Ａの情報が含まれているが、放射線Βおよび放射線Ｃの情報も含まれている。また、第２のシンチレータの発光が赤色とすると主に放射線Ｂおよび放射線Ｃの情報が得られる。
【００２２】
一般にカラーテレビ等のカラー信号は、ＲＧＢと言うＲ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青の信号として情報が読取られ表示される。従って、ＲＧＢそれぞれの信号として見ることについては、特に画像処理せずに見ることができる。但し、−般的にそれぞれのシンチレータの感度と計測環境下での放射線の種類に対する割合はー定ではないので補正することが必要になる。補正の仕方は、第３のシンチレータで得られた情報は放射線Ｃだけの情報であるため、第２のシンチレー夕から得られた情報から第３のシンチレータの情報を引いて放射線Ｂのみの情報を得る。第１のシンチレータの情報には放射線Ａ、ΒおよびＣの３つの情報が含まれているので、まず第１のシンチレータの情報から第２のシンチレータの情報（放射線Β、Ｃ）を引く。この結果、放射線Ｂの情報を第１のシンチレータの情報から消すことができる。しかし同時に放射線Ｃの情報も消されることになる。このため放射線Ｃの情報を引きすぎた場合には、第３のシンチレータから得られた放射線Ｃのみの情報で補正することができる。また、一度校正用のインジケータなどで測定しておくことにより、次からは同時に放射線の種類Ａ、ΒおよびＣについてのそれぞれの情報を見ることが可能になる。
【００２３】
従って実施形態によれば、第１、第２および第３のシンチレー夕で得られた情報からかぶりを補正することにより、正確な情報を得ることができる。
【００２４】
実施形態に記載の放射線弁別測定方法は、放射線の種類Ａをα線、種類Βをβ線および種類Ｃをγ線とし、第１のシンチレータに青色発光体、第２のシンチレータに赤色発光体および第３のシンチレータに緑色発光体を用い、α線、β線およびγ線を色弁別により同時に測定することができる。
【００２５】
放射線の種類による物質中での飛程の長さは、α線よりβ線、β線よりγ線の方が長くなる。従って、放射線の入射側からシンチレータの厚さを薄くして、また、後述するように薄いシンチレータを十分に止められるように工夫している。逆の場合、放射線の種類Ａ、ＢおよびＣから順に、γ線、β線およびα線とすると、即ち、第１のシンチレータでγ線用に最適化すると、β線およびα線が止まってしまい、第２のシンチレータ以降の意味がなくなり放射線の種類による波長弁別ができなくなってしまう。
【００２６】
従って実施形態において、放射線の入射側からシンチレータの厚さを薄くすることにより、α線、β線およびγ線を色弁別により同時に測定することができる。
【００２７】
また、実施形態に記載の放射線弁別測定方法は、請求項１記載の放射線弁別測定方法において、放射線の種類Ａをβ線、種類Ｂを中性子線および種類Ｃをγ線とし、第１のシンチレータに青色発光体、第２のシンチレータに赤色発光体および第３のシンチレータに緑色発光体を用い、β線、中性子線およびγ線を色弁別により同時に測定することができる。
【００２８】
実施形態においては、放射線の種類からα線を除いた場合について示しており、放射線の種類Ａ、ＢおよびＣから順番にβ線、中性子線およびγ線としている。中性子線はγ線に対して飛程が短いわけでは無いが、中性子の吸収が大きいガドリニウム（Ｇｄ）をシンチレータとして用いた場合に、ガドリニウムと中性子とが（ｎ，γ）反応して電子線が出る。ガドリニウムの場合、数十μｍで熱中性子はほぼ１００％止められる。また、この電子線の飛程は十数μｍ程度であるので、数十μｍであれば蛍光体を電子線で発光させるには十分である。このため、この放射線の組合わせを工夫することで、γ線に対しても感度の高いガドリニウムを主材とした別の発光波長のシンチレータを使うことができるようになる。
【００２９】
従って実施形態においても、β線、中性子線およびγ線を色弁別により同時に測定することができる。
【００３０】
さらに、実施形態に記載の放射線弁別測定方法は、シンチレータの組合わせを変えて、第１のシンチレータに青色発光体、第２のシンチレータに緑色発光体、第３のシンチレータに赤色発光体、あるいは、第１のシンチレータから順番に、赤色、青色、緑色、または赤色、緑色、青色、または緑色、赤色、青色、または緑色、青色、赤色と組合わせを変えて用い、撮影結果を色の組合わせの違いで区別することができる。
【００３１】
また、実施形態において、第２のシンチレータの発光を赤色、第３のシンチレータの発光を緑色としても、その逆でも実質的には変わりが無い。従って、測定するときに応じ、発光体を逆にして使うことにより、使用条件および使用場所での違いを色の組合わせの違いとしてあらわすことができる。例えば、イの場所では中性子が赤色、γ線が緑色で記録され、ロの場所では中性子が緑色、γ線が赤色で記録される。従って実施形態によれば、後でデータが混在した場合においてもどこで得られた結果なのか色の組合わせで区別できるようになり、整理しやすくなる。
【００３２】
実施形態に記載の放射線弁別測定方法は、青色発光のシンチレータとして、プラスチックシンチレータ、ガラスシンチレータまたは青色発光体の焼結体を用いることができる。
【００３３】
実施形態によれば、青色発光のシンチレータとしてプラスチックシンチレータ、ガラスシンチレータまたは青色発光体の焼結体を用い、かつ厚さを薄くするように工夫することで、第１のシンチレータの発光を青色とすることができ、また、α線およびβ線に対しての感度を十分得ることができる。
【００３４】
また、実施形態に記載の放射線弁別測定方法は、赤色発光のシンチレータとして、ユウロピウム（Ｅｕ）またはクロム（Ｃｒ）で活性化したガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする赤色蛍光体の焼結体を用いることができる。
【００３５】
この実施形態においては、赤色発光のシンチレータの感度を高めて、シンチレータの厚さを薄くする工夫として、特に熱中性子に対して吸収断面積の大きいガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とした蛍光体を選択して用いている。また、熱中性子との（ｎ，γ）反応に伴って放出される電子線により赤色に発光するために付活剤としてユウロピウム（Ｅｕ）あるいはクロム（Ｃｒ）を選択して用いている。
【００３６】
従来、例えば、青色発光のシンチレータとしてボロン（Ｂ）およびリチウム（Ｌｉ）が熱中性子との反応の主材として用いられていたが、共に熱中性子との反応は（ｎ、α）反応に伴って放出されるα線により蛍光体を発光させていた。α線の飛程はγ線と比較して短いため、青色発光のシンチレータの厚さを薄くできると考えられるが、このボロンおよびリチウムを主材とする青色発光のシンチレータは、本発明におけるガドリニウムと比べて吸収断面積が小さいため、シンチレー夕の厚さを薄くすると感度が低くなってしまう。このため、従来の材料ではシンチレー夕の厚さを薄くすることができなかった。また、第２のシンチレータとして使う場合には、中性子線を完全に止めることができなかった。
【００３７】
従って実施形態によれば、赤色発光のシンチレータとして、ガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする赤色蛍光体の焼結体を用いることにより、シンチレータの厚さを薄くすることができ、また中性子線を完全に止めることが可能となる。
【００３８】
また、放射線弁別測定方法は、緑色発光のシンチレータとして、プラセオジム（Ｐｒ）またはテルビウム（Ｔｂ）で活性化したガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする緑色蛍光体の焼結体を用いることを特徴とする。
【００３９】
基本的に、シンチレータが厚くなると測定被写体と記録用の受光面との距離が離れて幾何学的なぼけが多くなるが、シンチレータがΧ線およびγ線用である場合に、本発明によるガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とした蛍光体を用いることにより、特に原子番号が大きいことからＸ線およびγ線の相互作用を起こしやすく、シンチレータが薄くても感度を上げられるため、上記のような材料の蛍光体を用いた。
【００４０】
また、中性子用に用いた赤色発光シンチレータと緑色発光シンチレータとを合せて置くことで、赤色発光成分にかぶったΧ線およびγ線の成分をほぼ同じ感度で補正できるため、本発明においてガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とした蛍光体を用いた。
【００４１】
さらに、赤色発光シンチレータと緑色発光シンチレータとを入れ替えても同様に使用でき、前段落で示した中性子用としても組み替えて使用できるため、本発明においてガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とした蛍光体を用いた。なお、赤色発光シンチレータと緑色発光シンチレータとを入れ替えた場合、緑色が熱中性子線による結果で、赤色がγ線の結果となる。
【００４２】
実施形態に記載の放射線弁別測定方法は、青色発光、赤色発光および緑色発光のシンチレータは、組合わせるシンチレータの発光波長を透過する構成とし、発光波長の弁別により同時に測定することができる。
【００４３】
本実施形態において、組合わせてシンチレータを用いた場合においても、発光波長を透過する構成とすることにより、放射線を弁別して測定することができる。
【００４４】
実施形態に記載の放射線弁別測定方法は、青色蛍光体は、セリウムで活性化したアルミン酸イットリウムＹＡｌＯ３：Ｃｅ、セリウムで活性化したケイ酸イットリウムＹ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、セリウムで活性化したケイ酸ガドリニウムＧｄ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ニオブで活性化したタンタル酸イットリウムＹＴａＯ４：Ｎｂ、ユーロピウムで活性化したフッ化塩化バリウムＢａＦＣｌ：Ｅｕ、銀で活性化した硫化亜鉛ＺｎＳ：Ａｇ、タングステン酸カルシウムＣａＷＯ４、タングステン酸カドミウムＣｄＷＯ４、タングステン酸亜鉛ＺｎＷＯ４、またはタングステン酸マグネシウムＭｇＷＯ４のうちのいずれかであることを特徴とする。
【００４５】
実施形態によれば、青色蛍光体として上記した各種材料を適用することができる。
【００４６】
実施形態に記載の放射線弁別測定方法は、赤色蛍光体は、ユーロピウムで活性化したホウ酸ガドリニウムＧｄＢＯ３：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化した酸化ガドリニウムＧｄ２Ｏ３：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したバナジン酸ガドリニウムＧｄＶＯ４：Ｅｕ、およびセリウムまたはクロムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｃｒのうちのいずれかであることができる。
【００４７】
本発明によれば、赤色蛍光体として上記した各種材料を適用することができる。
【００４８】
実施形態に記載の放射線弁別測定方法は、第１のシンチレータの緑色蛍光体は、テルビウムで活性化した酸化ガドリニウムＧｄ２Ｏ３：Ｔｂ、テルビウムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、プラセオジムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ρｒ、テルビウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｔｂ、テルビウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂのうちのいずれかである。
【００４９】
実施形態においても、緑色蛍光体として上記した各種材料を適用することができる。
【００５０】
実施形態に記載の放射線弁別測定方法は、放射線の種類Ａを中性子、種類ＢをＸ線および種類Ｃをγ線とし、中性子、Ｘ線およびγ線を色弁別により同時に測定し、または放射線の種類Ａを低エネルギーＸ線、種類Ｂを中エネルギーＸ線および種類Ｃを高エネルギーＸ線またはγ線とし、Ｘ線のエネルギー別またはＸ線とγ線とを色弁別により同時に測定することもできる。
【００５１】
この実施形態においては、α線、β線およびγ線などの放射線だけでなく、Ｘ線のエネルギー別に、色弁別により同時に測定することができる。
【００５２】
実施形態に記載の放射線弁別測定装置は、放射線を放射する放射線源と、この放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物とともに配置され、前記測定対象物を透過した放射線の種類Ａ、種類Βおよび種類Ｃに感応して第１の波長域の光線を発光する第１のシンチレータと、この第１のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Ｂおよび種類Ｃに感応して前記第１の波長域と異なる第２の波長域の光線を発光する第２のシンチレータと、この第２のシンチレータで吸収されずに透過する放射線の種類Ｃに感応して前記第１および前記第２の波長域と異なる第３の波長域の光線を発光する第３のシンチレータとを備え、これら第１、第２および第３のシンチレータの発光を波長別に認識し、前記第１のシンチレータのデータを第２および第３のシンチレータのデータで補正し、前記第２のシンチレータのデータを第３のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定する撮像手段を設けたものである。
【００５３】
この実施形態による構成により、上述した放射線弁別測定を実施することができる。
【００５４】
この放射線弁別測定装置は、撮像手段として、波長別に認識して記録するカラーフィルムを備えることができる。
【００５５】
この実施形態において、波長毎に発光した信号を記録する撮像手段として、カラーフィルムを用いて１枚のフィルムに記録する構成としている。従来のフィルム法を用いた方法では、工業用のＸ線フィルムが感度および画質の分解能の観点から用いられていたが、単色であったため記録したフィルムから波長成分を分割して読み取ることができなかった。また、工業用のＸ線フィルムではフィルム面に乳剤が塗られている面がベースフィルムに対して片側と両側とにある。従って、シンチレータに対して逆にセットしても記録されるが、一般のカラーフィルムの場合には、発光色の異なるシンチレータをフィルムに対して挟むような使い方はできない。そこで後述するように、第２および第３のシンチレータで発光した波長を透過するような構成とされている。なお、このことは以下に示す請求項１１以降に記載のカメラ等の受光素子を用いた場合でも共通にいえることである。
【００５６】
また、この放射線弁別測定装置は、撮像手段として、波長別に認識して観測するＣＣＤカメラまたは撮像管などの光検出器を備えたものである。
【００５７】
さらに、この放射線弁別測定装置は、光検出器を単色のＣＣＤカメラまたは撮像管として波長別に複数備えるとともに、各シンチレータの発光波長を分離するためのダイクロイックミラーを備えたものである。
【００５８】
この実施形態では、シンチレータで発光した複数の異なる波長をカラーフィルムの変わりに、光検出器としてのＣＣＤカメラまたは撮像管を用いて直接観測できるように構成したものである。特に、単色のＣＣＤカメラまたは撮像管を用いた場合には、シンチレータで発光する波長に合わせて透過率と反射率とを最適にしたダイクロイックミラーを備えた構成としている。これにより効率的に波長を識別して観測することができる。なお、光検出器をよりシンプルにする場合には、３板式ＣＣＤカメラまたは３管式カメラを備えるとよい。
【００５９】
また、この放射線弁別測定装置は、撮像手段として、カラーフィルム、ＣＣＤカメラあるいは撮像管をシンチレータから離して設置し、前記カラーフィルム、前記ＣＣＤカメラあるいは前記撮像管と前記シンチレータとの間に前記シンチレータの信号を伝送させる光ファイバを備えることができる。
【００６０】
この実施形態においては、発光したシンチレータとフィルム等の記録媒体、カメラおよび光電子増倍管等の観測装置との間に光ファイバを設置して、光の信号により伝送する構成とすることで、光検出器との距離を離して設置できる。特に、テーパーファイバーを設置して、直接カメラの受光素子と密着させればレンズ等の光学結像素子等を使用しなくても良い。
【００６１】
さらに、この放射線弁別測定装置は、光ファイバに代え、または光ファイバとともに、もしくはＣＣＤカメラまたは撮像管に付随させて、シンチレータの信号を増幅して感度を高めるためのイメージインテンシファイヤを備えることもできる。
【００６２】
この実施形態において、シンチレータと光検出器との間にイメージインテンシファイヤおよびマイクロチャネルプレートを使用することにより、弱い発光の光信号を増幅して感度を上げることができる。また、光ファイバと組み合わせて信号伝送ロスを少なくすることができる。マイクロチャネルプレート等で増幅する場合に増幅した後の蛍光体に赤色発光体を用いることで、ＣＣＤカメラを用いた場合にＣＣＤカメラの波長感度特性（７００ｎｍ付近が感度ピーク）とマッチングが良くなり感度がさらに向上する。
【００６３】
さらに、この放射線弁別測定装置は、撮像手段には、カラーフィルムと第１、第２および第３のシンチレータとを共に収納する一体型のフィルム着脱可能な撮像力カセッテを備えたこともできる。
【００６４】
この実施形態において、カラーフィルムを多色発光のシンチレータと一緒に遮光できる撮像力カセッテに収納して一体型とし、フィルムを着脱できる構成としてある。これにより従来中性子用に別にされていたフィルムを一つにまとめることにより、別々に現像する必要がなくなる。
【００６５】
またさらに、この放射線弁別測定装置は、第１または第２のシンチレータに、それぞれ赤色発光または緑色発光の熱中性子用のシンチレータを適用し、かつ前記第１のシンチレータと前記第２のシンチレータとの間に水素を含有する物質を設置し、前記第１のシンチレータで発光した熱中性子と前記第２のシンチレータで発光した速中性子とを発光波長別に同時に測定する構成としたこともできる。
【００６６】
この実施形態においては、第１および第２のシンチレータに赤色発光または緑色発光の熱中性子用のシンチレータを用い、第１のシンチレータと第２のシンチレータとの間に水素を含む樹脂を入れて、第１のシンチレータで発光した熱中性子と第２のシンチレータで発光した速中性子とを発光波長別に同時に測定する構成としている。この時、第１のシンチレータでほぼ１００％熱中性子を吸収するようにシンチレータの厚さを決める。例えば、上述したように、熱中性子吸収体としてガドリニウム（Ｇｄ）を主成分としたシンチレータでは、数十μｍの厚さで十分である。速中性子はこの第１のシンチレータでは吸収されずに透過する。そこで水素を含む樹脂で速中性子を減速させて熱中性子化し、第２の熱中性子用シンチレータで発光させる構成としてある。
【００６７】
さらに、放射線弁別測定装置は、伝送用の複数の光ファイバと、この各光ファイバに取り付けられた波長別に発光するシンチレータと、このシンチレータの周りに目的とする放射線以外に対して設置された遮蔽材とから構成され、前記各光ファイバが直列あるいは並列に結合して構成されることもできる。
【００６８】
本実施形態においては、シンチレータを一つにまとめて一個所から発光させて測定するという構成ではなく、波長別に発光するシンチレータを個別に光ファイバに取り付けた構成としている。個々のシンチレータの周りには目的とする放射線以外に対して遮蔽材を設け、更に伝送用の光ファイバを直列または並列に結合させて、放射線の種類を色別で測定する構成としてある。このため、光ファイバを束ねる構成としたり、別々に配置する構成とすることができ、配置する応用範囲が広くなる。
【発明の効果】
【００６９】
以上説明したように、本発明による放射線弁別測定方法および放射線弁別測定装置によれば、異なる放射線により発光する第１および第２のシンチレータを組合わせることにより、１枚のカラー写真に短時間で記録したり、またＣＣＤカメラで観測して瞬時にカラー画像で放射線別に画像化して見ることを可能にした。これにより測定対象物への放射線の照射量を減らした検査ができ、被爆量の低減および測定時間の短縮が可能となる。また、放射線測定器として考えた場合、従来の放射線弁別方法に加えて新たに波長による弁別方法が加わるため弁別の組合せ方が多くなり、多くの検出器を一つにまとめて測定できるシステムを構築することにより、信頼性の向上とシステム簡素化の効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態を示すもので、中性子ラジオグラフィの基本構成を示すシステム構成図。
【図２】図１の撮像カセッテ内の構成の一例を示す拡大図。
【図３】本発明の第２実施形態を示すもので、中性子ラジオグラフィの基本構成を示すシステム構成図。
【図４】図３の撮像カセッテ内の構成の一例を示す拡大図。
【図５】図４の変形例を示す図。
【図６】本発明の第３実施形態を示す図。
【図７】本発明の第４実施形態による第１構成例を示す図。
【図８】本発明の第４実施形態による第２構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は原子力産業で使用される放射性物質の測定例についてのものであり、例えば放射線の種類Ａを中性子、ＢをＸ線、およびＣをγ線とし、その弁別測定を行うための中性子ラジオグラフィについて説明する。
【００７２】
［第１実施形態（図１，図２）］
図１は、本実施形態による中性子ラジオグラフィの基本構成を示し、図２はその中の撮像手段の要部を示している。
【００７３】
図１に示すように、本実施形態では放射線源を中性子源１とし、この中性子源１を減速材としてのモデレータ２内に収納している。この中性子源１から照射される中性子ビームにΧ線またはγ線が含まれている場合がある。モデレータ２内には、中性子ビームの照射部位にコリメータ３を設置し、このコリメータ３によって収束された中性子ビームを、測定対象物４に照射するようにし、その測定対象物４の後方に、撮像手段としての撮像カセッテ５を配置している。これにより、測定対象物４を透過した放射線（中性子、Ｘ線またはγ線）が、撮像カセッテ５で放射線の信号として検出され映像化されるようにしてある。
【００７４】
そして本実施形態では、撮像カセッテ５を、図２に拡大して示すように、記録媒体として着脱可能なカラーフィルム６を用いた構成としてあり、このカラーフィルム６に、第１シンチレータ７、第２シンチレータ８および第３シンチレータ９が順次に配置されるようにしてある。これらの各シンチレータ７，８，９は、薄い構成とすることにより各発光が相互に透過できるようになっている。
【００７５】
第１シンチレータ７は、中性子放射線に対して感度が高い赤色発光体、例えばユウロピウム（Ｅｕ）で活性化した酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ２０２Ｓ）によって構成し、厚さは、例えば４０μｍとしてある。
【００７６】
第２シンチレータ８は、Ｘ線に対して感度が高い緑色発光体、例えばテルビウム（Ｔｂ）で活性化した酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ２０２Ｓ）によって構成し、厚さは数十μｍとしてある。
【００７７】
第３シンチレータ９は、γ線に対して感度が高い青色発光体、例えば銀（Ａｇ）で活性化した硫化亜鉛（ＺｎＳ）によって構成し、厚さは数十μｍとしてある。
【００７８】
なお、これら第１、第２、第３シンチレータ７，８，９としては、前述した他の各種発光体を適用することが可能であり、その場合も本実施形態と同様の機能を得ることができる。また、発行色は、赤色、青色、緑色の組合わせを前述のように、種々変更することができる。
【００７９】
本実施形態では、第２、第３シンチレータ８，９で発生した緑色および青色光が、第１、第２シンチレータ７，８を透過してフィルム状に照射される際に、各シンチレータの情報が減算された状態で感光される。
【００８０】
なお、図２では、カラーフィルム６を各シンチレータ７，８，９に対して、矢印で示した放射線の入射側である左側にセットしたものとして示したが、カラーフィルム６は各シンチレータ７，８，９に対して、放射線透過後の方向、つまり図の右側にセットしても良い。
【００８１】
本実施形態においては、カラーフィルム６をは現像して観察し、あるいはスキャナー等でデジタル的に処理して波長別に放射線の画像として見ることが河能になる。したがって、異なる放射線により発光する第１、第２、第３シンチレータ７，８，９の組合せ構成によって、従来できなかった１枚のカラー写真に短時間で記録するで、瞬時にカラー画像として放射線別の画像観察を行え、これにより測定対象物４への放射線の照射量を減少して検査できるようになり、被爆量の低減や測定時間の短縮等が図れる。
【００８２】
［第２実施形態（図３〜図５）］
本実施形態は、第１実施形態で示したカラーフィルムに代えてカメラおよび光学レンズを用い、画像を直接観測する構成としたものである。図３は装置の全体構成を示し、図４は、要部を拡大して示している。
【００８３】
これらの図３および図４に示すように、本実施形態では、３板式ＣＣＤカメラ１４を用い、異なる放射線により発光する第１、第２、第３シンチレータ７，８，９の情報を画像信号として得るとともに、この画像信号を３板式ＣＣＤカメラ１４に接続された遠隔操作装置２１でモニタできるようになっている。この遠隔操作手段２１は、３種の着色光の情報から減算処理等を行う演算手段２２、演算結果を表示できるモニタテレビ２３および操作用の入力手段２４等によって構成されている。
【００８４】
本実施形態においては、遠隔操作で測定することができるので、被爆なく測定できるとともに、時間の短縮等が図れる。また、観測された信号がＲＧＢ信号として取り込まれるため、瞬時に画像処理してΧ線やγ線等のかぶりや照射エリアの照射むらを補正することができる。さらに、モニタテレビ２３上で各色毎にそれぞれ分けて観察できるので、波長の異なる画像の位置合せが不要となる利点が得られる。
【００８５】
図５は本実施形態の変形例を示したものである。
【００８６】
この例では、単色の高感度ＣＣＤカメラ１２を３台使用し、シンチレータ７，８，９で発光した異なる波長の光を、特定の波長のみを厳密に分ける第１、第２のダイクロイックミラー１０，１１で分光して観察できるようにしてある。
【００８７】
すなわち、第１のダイクロイックミラー１０では第１シンチレータ７の光が反射されるとともに、第２、第３シンチレータ８，９の光が透過する。また、第２のダイクロイックミラー１１では、第２シンチレータ８の光が反射するとともに、第３シンチレータ９の光が透過する。これら異なる光による映像を３第のＣＣＤカメラ１２で別々に得ることができるようになっている。
【００８８】
このような構成によれば、各ＣＣＤカメラ１２で得られた映像を、それぞれ独立して観測することができ、また瞬時に画像処理してΧ線やγ線等のかぶりや照射エリアの照射むらを補正することも可能である。しかも、特定の波長のみを厳密に分けるダイクロイックミラーを使用する構成によって、信号に対するノイズの比率（ＳＩＮ）を良好とすることができる。
【００８９】
［第３実施形態（図６）］
上述した第２実施形態では、ＣＣＤカメラおよび光学レンズを用いた構成であったが、本実施形態は、光学レンズに代えて光ファイバを用いた構成としたものである。図６は、その要部構成を示している。
【００９０】
この図６に示すように、本実施形態では、多数本の光ファイバ、例えば光入口側が光出口側よりも断面積が大きいテーパーファイバ１３がバンドルされており、このテーパーファイバ１３のバンドルによって、第３シンチレータ９と３ＣＣＤカメラ１４の受光面とが、直接接続されている。
【００９１】
このような構成によっても前記第２実施形態とほぼ同様の効果が奏される。
【００９２】
［第４実施形態（図７、図８）］
本実施形態は、波長別に発光する複数のシンチレータを１本または複数本の光ファイバに取付け、その光ファイバ上の各シンチレータ部位から直接的に放射線を入力し、波長別の光情報を分光器によって分光することで放射線別の情報を得るようにしたものである。
【００９３】
図７は、第１の構成例を示している。
【００９４】
この第１の構成例では図７に示すように、１本の光ファイバ１５に複数、感応する放射線および発光波長が互いに異なる第１，第２の二つのシンチレータ７ａ，８ａが隣接位置に組込んである。
【００９５】
第１シンチレータ７ａは例えばγ線に感応するものであり、外周側に熱中性子をカットする所定厚さのＣｄ遮蔽体１６が被覆してある。また、第２シンチレータ８ａは、逆に中性子に感応するものであり、外周側にγ線をカットする所定厚さのＰｂ遮蔽体１７が被覆してある。そして、光ファイバ１５の両端は、図示しない分光器に接続されている。
【００９６】
そして、第１のシンチレータ７ａで得られた光は、Ｃｄ遮蔽体１６によって熱中性子がカットされ、主にγ線による光信号となり、光ファイバ１５の一端側（例えば図の左端側）を介して図示しない分光器に送られる。また、第２のシンチレータ７ｂで得られた光は、Ｐｂ遮蔽体１７でγ線がカットされ、主に熱中性子による光信号となり、光ファイバ１５の他端側（例えば右端側）を介して図示しない分光器にされる。
【００９７】
このような構成によると、光ファイバ１５を例えばループ状に構成しておき、シンチレータ７ａ，７ｂ部分を放射線領域に配置しておく等の手段によって、その放射線領域から離間した位置で遠隔的に放射線観察を行うことができる。この場合、図示しないが、第３のシンチレータを前記第１第２シンチレータ７ａ，７ｂとともに組込んでおけば、さらに別の放射線情報を得ることができる。このとき、１本の光ファイバ１５内で複数の光情報が伝送されることになるが、前記各実施形態と同様の補正を行うことによって、弁別することができる。なお、シンチレータは、１本の光ファイバの一個所に限らず、複数か所に離間して配置することも可能であり、その場合には複数の領域についての放射線観察を行うことができる。
【００９８】
図８は、本実施形態の他の構成例を示している。
【００９９】
この構成例では、図８に示すように、複数本、例えば３本の光ファイバ１５の各先端に、それぞれ感応する放射線および発光波長が互いに異なる第１，第２，第３のシンチレータ７ｂ，８ｂ，９ｂが組込んである。各光ファイバ１５の他端は、図示しない光検出器に接続してある。
【０１００】
第１，第２シンチレータ７ｂ，８ｂは、図７に示したものとほぼ同様の構成で、それぞれＣｄ遮蔽体１６およびＰｂ遮蔽体１７で被覆されているが、第３シンチレータ９ｂは、内部に水素を含む樹脂を充填したＣｄカバー１８で被覆してある。これにより、Ｃｄカバー１８で熱中性子をカットするとともに、水素を含む樹脂で速中性子を熱中性子化するようになっている。
【０１０１】
このような構成によると、３種の光を各光ファイバの一端側で取得し、それぞれ他端側の光検出器で検出することで、複数の放射線情報を得ることができる。この場合、第１，第２，第３シンチレータ７ｂ，８ｂ，９ｂで得られる情報にかぶりがある場合、前記第１実施形態と同様の補正を行うことによって、正確な情報とすることができる。
【０１０２】
この構成例の場合には、シンチレータ７ｂ，８ｂ，９ｂをそれぞれ設けた各光ファイバ１５の先端を任意の放射線領域に配置することで、遠隔観察を行うことができ、その際に複数光の補正を行うことによって正確な情報を得ることができるという効果が奏される。
【０１０３】
なお、図８では３本の光ファイバを用いた例を示したが、場合によっては２本でもよく、また４本以上として実施することもできる。
【０１０４】
［他の実施形態］
なお、以上の各実施形態では、シンチレータと受光素子との間にイメージインテンシファイヤを入れて感度を上げて使用することが可能である。
【０１０５】
また、各実施形態の構成を相互に組合せる構成等も可能である。例えば、図８に示した樹脂層を、図２，図４，図５，図６等に示した第２シンチレータ８と第３シンチレータ９との間に挿入する等の構成である。このような構成としても前記同様の機能が得られる。
【０１０６】
さらに、以上の各実施形態の他、本発明は前述した各シンチレータ材料等を適宜に利用して対象あるいは環境等に応じて種々実施することができるものである。
【符号の説明】
【０１０７】
１  中性子源
２  モデレータ
３  コリメータ
４  測定対象物
５  撮像カセッテ
６  カラーフィルム
７，７ａ，７ｂ  第１シンチレータ
８，８ａ，８ｂ  第１シンチレータ
９，９ａ，９ｂ  第１シンチレータ
１０，１１  ダイクロイックミラー
１２  高感度ＣＣＤカメラ
１３  テーパーファイバ
１４  ３板式ＣＣＤカメラ
１５  光ファイバ
１６  Ｃｄ遮蔽体
１７  Ｐｂ遮蔽体
１８  Ｃｄカバー
２１  遠隔操作装置
２２  演算手段
２３  モニタテレビ
２４  入力手段
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源から放射される放射線照射領域に、工業用測定対象物、第１のシンチレータ、第２のシンチレータおよび撮像手段を配置し、
前記第１のシンチレータは、セリウム（Ｃｅ）で活性化したケイ酸ガドリニウムＧｄ２ＳｉＯ５：Ｃｅである青色蛍光体の焼結体、ユウロピウム（Ｅｕ）、クロム（Ｃｒ）のいずれかで活性化したガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする赤色蛍光体、またはプラセオジム（Ｐｒ）またはテルビウム（Ｔｂ）のいずれかで活性化したガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする緑色蛍光体、のうちのいずれかであり、
第１のシンチレータでは、熱中性子とガドリニウムの反応によって生成される電子線およびγ線に感応して第１の波長域の光線を発光させ、
第２のシンチレータでは、前記第１のシンチレータで吸収されずに透過するγ線に感応して前記第１の波長域と異なる第２の波長域の光線を発光させ、
これら第１および第２のシンチレータの発光を前記撮像手段で波長別に認識し、前記第１のシンチレータのデータを第２のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定することを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線弁別測定方法において、前記第１のシンチレータは、セリウム（Ｃｅ）で活性化したケイ酸ガドリニウムＧｄ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ユーロピウムで活性化したホウ酸ガドリニウムＧｄＢＯ３：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化した酸化ガドリニウムＧｄ２Ｏ３：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したバナジン酸ガドリニウムＧｄＶＯ４：Ｅｕ、およびクロムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｃｒ、テルビウムで活性化した酸化ガドリニウムＧｄ２Ｏ３：Ｔｂ、テルビウムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、プラセオジムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ρｒ、テルビウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｔｂ、テルビウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、のうちいずれかであることを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の放射線弁別測定方法において、前記第１および第２のシンチレータは、組合わせるシンチレータの発光波長を透過する構成とし、
放射線を発光波長の弁別により同時に測定することを特徴とする放射線弁別測定方法。
【請求項４】
放射線を放射する放射線源と、
この放射線源から放射される放射線照射領域に、測定対象物とともに配置され、ガドリニウムを含有し、前記測定対象物を透過した中性子線のうち熱中性子と前記ガドリニウムの反応によって生成される電子線およびγ線に感応して前記第１の波長域の光線を発光する第１のシンチレータと、
この第１のシンチレータで吸収されずに透過するγ線に感応して前記第１の波長域と異なる第２の波長域の光線を発光する第２のシンチレータとを備え、
これら第１および第２のシンチレータの発光を波長別に認識し、前記第１のシンチレータのデータを第２のシンチレータのデータで補正することにより放射線の種類に応じた測定を波長で弁別し、同時に測定する撮像手段を設けたことを特徴とする放射線弁別測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の放射線弁別測定装置において、前記第１のシンチレータは、セリウム（Ｃｅ）で活性化したケイ酸ガドリニウムＧｄ２ＳｉＯ５：Ｃｅである青色蛍光体の焼結体、ユウロピウム（Ｅｕ）、クロム（Ｃｒ）のいずれかで活性化したガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする赤色蛍光体、またはプラセオジム（Ｐｒ）またはテルビウム（Ｔｂ）のいずれかで活性化したガドリニウム（Ｇｄ）を主成分とする緑色蛍光体のうちのいずれかであることを特徴とする放射線弁別測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の放射線弁別測定装置において、前記第１のシンチレータは、セリウム（Ｃｅ）で活性化したケイ酸ガドリニウムＧｄ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ユーロピウムで活性化したホウ酸ガドリニウムＧｄＢＯ３：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化した酸化ガドリニウムＧｄ２Ｏ３：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｅｕ、ユーロピウムで活性化したバナジン酸ガドリニウムＧｄＶＯ４：Ｅｕ、およびクロムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｃｒ、テルビウムで活性化した酸化ガドリニウムＧｄ２Ｏ３：Ｔｂ、テルビウムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、プラセオジムで活性化した酸硫化ガドリニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ρｒ、テルビウムで活性化したガリウム酸ガドリニウムＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｔｂ、テルビウムで活性化したアルミン酸ガドリニウムＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、のうちいずれかであることを特徴とする放射線弁別測定装置。