(57)【要約】【課題】  ピンホールコリメータを用い、放射線検出素子を縦列に配置することを特徴とした放射線測定装置では、縦列に配置した放射線検出素子の信号を単純に合成したのでは、撮影範囲の違いによるボケを生じ、特に中心部に比べて周辺部の解像度が低下するという欠点がある。【解決手段】  ピンホールコリメータから適切な距離に配置された複数の放射線検出素子群に対し各々の画像を取得し、画像の大きさを各々の放射線検出素子群の撮影範囲で正規化した上で、各々の放射線検出素子群から得られた画像を合成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピンホールコリメータと、
前記ピンホールコリメータの穴を通過した放射線を検出する複数の放射線検出素子と、
前記複数の放射線検出素子を前記ピンホールコリメータからの距離に応じた群毎に複数段配置する放射線検出器カードと、
前記複数段配置された複数の放射線検出素子の群毎に得られた放射線画像を合成して出力する放射線画像生成手段と、
を備え、
前記放射線画像生成手段は、前記群毎に得られた放射線画像に対して、各々の群とピンホールコリメータとの距離に応じた画像サイズ補正処理を施し、前記補正処理後の放射線画像を合成して出力することを特徴とする放射線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を可視化できる放射線測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路や公園、家屋における放射線量を測定するには、放射線測定器で空間放射線量を測定するのが一般的だが、放射性物質が堆積するなどして、局地的に放射線量が高くなっている場所である「ホットスポット」を特定するには、放射線の分布を特定するために多くの場所を測定する必要があり、測定に長い時間と多くの労力を要していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５２３４０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８５７５２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１８５７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放射線カメラの動作原理は、放射線源からの放射線が、鉛またはタングステン等の放射線遮蔽材で作られたピンホールまたはコーデッドマスク等のコリメータを介して、マトリクス状に配列された放射線検出素子と相互作用することにより、直接または間接的に得られる電気信号から、放射線源の位置ならびに放射線のエネルギーを決定し、これらを画像の明度や色相として表示するものである。
【０００５】
ここで、放射線の検出感度を向上させるべく、放射線検出素子１の体積を増やすことが考えられるが、そもそも放射線検出素子１は形状の大きい結晶を作ることが難しいという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決し、放射線の検出感度を向上させ、より高解像度の画像を取得可能な放射線測定装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示された発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次の通りである。
（１）ピンホールコリメータと、前記ピンホールコリメータの穴を通過した放射線を検出する複数の放射線検出素子と、前記複数の放射線検出素子を前記ピンホールコリメータからの距離に応じた群毎に複数段配置する放射線検出器カードと、前記複数段配置された複数の放射線検出素子の群毎に得られた放射線画像を合成して出力する放射線画像生成手段と、を備え、前記放射線画像生成手段は、前記群毎に得られた放射線画像に対して、各々の群とピンホールコリメータとの距離に応じた画像サイズ補正処理を施し、前記補正処理後の放射線画像を合成して出力することを特徴とする放射線測定装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、放射線の検出感度を向上させ、より高解像度の画像を取得可能な放射線測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】放射線測定装置の放射線検出素子の配列方法と撮影範囲を示す図である。
【図２】放射線測定装置の外観を示す図である。
【図３】放射線測定装置の放射線検出器カードの構成を示す図である。
【図４】放射線測定装置の放射線検出器カードの保持方法を示す図である。
【図５】放射線測定装置の放射線検出器モジュールの構成を示す図である。
【図６】放射線測定装置の放射線検出器モジュールの保持方法を示す図である。
【図７】放射線測定装置の放射線カメラの構成を示す図である。
【図８】放射線測定装置における画像の合成方法を示す図である。
【図９】放射線測定装置の放射線カメラの動作原理を示す図である。
【図１０】放射線測定装置における画像合成の機能構成図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
放射線の分布状況を可視化できる放射線測定装置としては、図２のような構成があり、この放射線測定装置２１は放射線カメラ２２で測定した放射線の画像と光学カメラ２３で撮影した画像とを重ね合わせ、さらに対象物までの距離を距離計２４で測定し、対象物の位置での放射線量を算定することで、放射線の強度を色の違い等で表示し、短時間で広範囲における放射線量を測定することができる。表示装置には、図１０に示すとおり、放射線カメラ２２にて得た信号を用いて信号処理手段１００内の放射線画像生成手段１０２により生成された放射線画像と、光学カメラ２３にて得た信号を用いて光学画像生成手段１０１により生成された光学画像との重畳画像が表示される。尚、ここでは表示装置は放射線測定装置の外部にあるものとしたが、放射線測定装置の構成として表示手段があっても構わない。
【００１１】
図２に示した放射線測定装置２１の放射線カメラ２２の構成を以下に述べる。
図３に放射線検出素子１の１次配列構造を示す。放射線検出素子１としては、テルル化カドミウムである化合物半導体の結晶を用い、一方の側面にはプラチナ電極を、他方の側面にはインジウムを蒸着して、半導体の構造を形成している。正極側電極基板３１の上に直線上に配置され、さらにその上から負極側電極フレキシブル基板３２に接続される。接続には導電性接着剤が使用される。放射線検出素子１は４個の電極に分割していて、一つの放射線検出素子１で画像の４画素分を構成する。この場合、１列に４個の放射線検出素子１を並べて１６画素分としている。また、この放射線検出素子１の配列は、放射線検出器の検出感度を高めるために、図３に示すように、放射線検出素子Ａ群１１と放射線検出素子Ｂ群１２とを上段と下段とに分けて配列している。このように、形状の大きい結晶を作ることが難しい放射線検出素子を複数段に分けて配列することで、小さい結晶のままでも検出感度を高めることが可能となる。尚、ここでは２段配列した例を示すがこれに限られず、３段以上配列するようにしても構わない。
【００１２】
また、正極側電極基板３１は両面に電極を有しているので、正極側電極基板３１の裏側にも同様に放射線検出素子１を配置することができる。このようにして２段２列に放射線検出素子１を配列した放射線検出器カード２を構成する。
【００１３】
放射線検出器カード２は図４に示すように、全部で８枚の放射線検出器カード２を収容できるように構成した放射線検出器カード保持部材３３に組み込まれる。
【００１４】
最終的に図５で示すように、８枚の放射線検出器カード２により１６列の放射線検出素子１を配置することができる。これで、１６×１６の画素を持った放射線検出器モジュール３４を構成する。なお、放射線検出器カードに配列される放射線検出素子の数や、放射線検出器カード保持部材に組み込まれる放射線検出器カードの数はこれに限られず、種々変更可能である。
【００１５】
放射線検出器モジュール３４は図６に示すように、放射線を遮蔽する材料でできた放射線検出器モジュール保持部材３５の中に収容し、図７に示すように撮影面の前面に、同じく放射線を遮蔽する材料でできたピンホールコリメータ３を取り付けて、放射線カメラ２２を構成する。
【００１６】
一方で、放射線検出の電気的な動作と信号処理について、本実施例での半導体検出素子による放射線検出原理を図９に示す。本実施例では、先にも述べたとおり、放射線検出素子１としてカドミウムテルライドの結晶を用い、一方の側面にはプラチナを、他方の側面にはインジウムを電極として蒸着して、半導体の構造を形成しており、基本的には、通常電子回路に使用されているショットキダイオードと同じくＰ層、空乏層、Ｎ層を形成する。
【００１７】
放射線検出素子１のキャリアが存在しない空乏層に放射線が入射すると、放射線が電離を起こし電子とホールを生成する。プラチナ電極側である負極側電極３７には負荷抵抗９１を介して高電圧電源９５によって負のバイアス電圧が印加されているので、放射線の電離によって生じた電子とホールをインジウム電極（正極側電極３６）とプラチナ電極（負極側電極３７）に集め負荷抵抗９１に流れるパルス電流に変換する。パルス電流は低雑音増幅器９２により増幅された後、マルチチャネル波高分析器９３により波高分布として測定される。この波高分布をもとに、スペクトル解析器９４により信号ピーク部分の解析・処理が行われ、放射能の核種とその量を求めることができる。
【００１８】
ところで、放射線検出装置としての放射線の検出感度を高めるためには、放射線検出素子１の内部での放射線の飛程が長くなるように放射線検出素子１の長さまたは厚さを増加させる必要がある。本実施例では、このために図３に示したように、放射線検出素子１を放射線検出素子Ａ群１１と放射線検出素子Ｂ群１２に分けて放射線を検出する方向に対して縦列になるように配置している。
【００１９】
しかしながら、ピンホールコリメータ３と放射線検出器カード２の放射線検出素子１の配列ならびに放射線検出素子Ａ群１１と放射線検出素子Ｂ群１２の位置関係を模式的に示した図１の通り、放射線検出素子Ａ群１１と放射線検出素子Ｂ群１２とでは、ピンホールコリメータ３からの距離が必然的に異なるために、放射線検出素子Ａ群１１と放射線検出素子Ｂ群１２とを同一の形状にした場合には、その撮影範囲が異なってしまう。このため、図１に示すように、被写体４に対して、放射線検出素子Ａ群１１での撮影範囲は放射線検出素子Ｂ群１２の撮影範囲よりも広くなる。したがって、単純に縦列に配列された放射線検出素子Ａ群１１で得られた画像と放射線検出素子Ｂ群１２で得られた画像とを加算したのでは、撮影範囲、焦点距離の違いによるボケを生じ、特に中心部に比べて周辺部の解像度が低下しうる。放射線測定装置２１の放射線カメラ２２で得られた画像から放射線源の位置を特定する用途においては、この点が特に問題となり、放射線源の正確な位置を認識できない場合を生じさせたり、誤った位置を認識してしまう等の事態への対応が必要となる。
【００２０】
そこで、本実施例では、検出感度を向上させるべく、放射線検出素子Ａ群１１と放射線検出素子Ｂ群１２とによる多段配列の構成としつつ、図１０の放射線画像生成手段１０２では、それぞれの放射線検出素子群で得られた放射線画像に対して、ピンホールコリメータ３から各放射線検出素子群までの距離に応じた信号処理を施し、これらを合成して合成放射線画像を生成して出力する構成とすｒ。具体的な合成方法について図８を用いて以下に説明する。
【００２１】
放射線検出素子Ａ群１１と放射線検出素子Ｂ群１２とで得られる画像は、図８に示すように、撮影範囲に対する被写体４の画像の大きさが、ピンホールコリメータ３から放射線検出素子群までの距離に比例し、図８の場合には、放射線検出素子Ａ群１１で得られる画像に対して、放射線検出素子Ｂ群１２で得られる被写体４の画像の大きさは、Ｌ２／Ｌ１倍になる。
【００２２】
そこで、本実施例では、放射線検出素子Ａ群１１と放射線検出素子Ｂ群１２とで得られた各々の画像を合成する際に、放射線検出素子Ａ群１１で得られた画像を基準にして、放射線検出素子Ｂ群１２で得られた画像をＬ１／Ｌ２倍に縮小して、画像を合成する際に被写体４の大きさが等しくなるようにして、各々の画像を合成している。
【００２３】
このように放射線検出素子１を放射線検出素子Ａ群１１と放射線検出素子Ｂ群１２とで構成し、各々の放射線検出素子群から得られる画像を、撮影範囲で正規化し合成することで、放射線検出装置２１の放射線カメラ２２としての放射線に対する検出感度を高め、撮影範囲の違いによるボケ等の問題を解決することが可能となる。
【００２４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００２５】
１  放射線検出素子
２  放射線検出器カード
３  ピンホールコリメータ
４  被写体
１１  放射線検出素子Ａ群
１２  放射線検出素子Ｂ群
２１  放射線測定装置
２２  放射線カメラ
２３  光学カメラ
２４  距離計
３１  正極側電極基板
３２  負極側電極フレキシブル基板
３３  放射線検出器カード保持部材
３４  放射線検出器モジュール
３５  放射線検出器モジュール保持部材
３６  正極側電極
３７  負極側電極
９１  負荷抵抗
９２  低雑音増幅器
９３  マルチチャネル波高分析器
９４  スペクトル解析器
９５  高電圧電源
１００  信号処理部
１０１  光学画像生成手段
１０２  放射線画像生成手段
１０３  画像合成手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図９】
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【図１０】
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