(57)【要約】  放射線源から放出される粒子線のエネルギーを検出器で求める際に、放射線源外に放出された１粒子のエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥとその計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求める。これにより、放射線検出器のエネルギーの校正、絶対量測定及び解像度測定を正確に行なうことが可能となる。
2009133639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源から放出される粒子のエネルギーを検出器で求める際に、放射線源外に放出された粒子のエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥとその計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求め、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価することを特徴する、放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項２】
請求項１で評価したエネルギー損失分を補正することを特徴とする放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項３】
前記放射線源中でのエネルギー損失を、放射線源内における粒子線の発生位置と放出方向から、粒子の放射線源中の通過距離を求めて評価することを特徴とする、請求項１又は２に記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項４】
前記通過距離に、放射線源と放射線検出器の相互作用部の通過距離とを含むことを特徴する、請求項３に記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項５】
前記粒子線の放出方向を全方向に設定することを特徴とする、請求項３に記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項６】
前記放射線源中でのエネルギー損失を評価し求めた、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布関数Ｆ（Ｅｉ）と、次式
2009133639.tif 000009
で示される評価関数Ｒ（Ｅ）関数（ここで、Ｅは粒子のエネルギー、Ｅｉは生成された粒子が持つ初期エネルギー、σは標準偏差であり検出器の分解能を示す。）を用いて求めることを特徴とする、請求項３に記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項７】
前記放射線源中での粒子のエネルギー損失を、放射線群（各殻からの内部転換電子、ベータ線、ガンマ線等）に対して、個々に放射線源中でのエネルギー損失による分布関数Ｆｋ（Ｅ）を求め、各放射線の放出率τｋ（ここでｋは、放射線群に含まれる各放射線を識別するための指標であり、放射線の数を示す。）を評価して求めることを特徴とする、請求項３に記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項８】
前記粒子線が荷電粒子線であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項９】
前記放射線源が、薄膜放射線源（内部転換電子を放出する放射線源等）、ベータ線源又はアルファ線源であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項１０】
さらに、放射線検出器で測定したエネルギースペクトルを前記ΔＥだけ補正し、最頻値が一致するように対応付けた補正エネルギースペクトル（Ｌ３、Ｌ３´）を求めることを特徴する、請求項１に記載の放射線源から放出される粒子線のエネルギーを用いた放射線検出器の評価方法。
【請求項１１】
請求項１で求めた粒子のエネルギー分布（Ｌ１）の計測数の尺度を、請求項１０で求めた補正エネルギースペクトル（Ｌ３、Ｌ３´）に合うように変えたエネルギースペクトルＬ１aを求めることを特徴とする、放射線検出器の評価方法。
【請求項１２】
請求項１０で求めた補正エネルギースペクトル（Ｌ３、Ｌ３´）と、請求項１１で求めたエネルギースペクトルＬ１aを用い、放射線検出器の統計誤差Ｌ２を求めることを特徴とする、放射線検出器の評価方法。
【請求項１３】
放射線源から放出される粒子のエネルギーを検出器で求める際に、放射線源外に放出された粒子の持つエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥと計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求めるステップを含み、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価すことを特徴とする、放射線源から放出される粒子線評価用のコンピュータプログラム。
【請求項１４】
放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価しない方法に基づく放射線源から放出される粒子線を評価する評価プログラムが記憶部に書き換え不能に書き込まれ、且つ、そのプログラムの処理部を備えた、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価しない従来の評価装置における前記評価を、前記記憶部と異なる記憶部に書き込まれた放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価して修正するための、請求項１３に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１５】
放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価しない方法に基づく放射線源から放出される粒子線の評価プログラムが記憶部に書き換え可能に書き込まれ、且つ、そのプログラムの処理部を備えた、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価しない評価装置の前記記憶部に、書き込むか前記評価プログラムを書き換えることにより放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価して修正するための、請求項１３に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１６】
放射線源から放出される粒子のエネルギーを検出器で求める際に、放射線源外に放出された粒子の持つエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥと計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求め、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価して補正することを特徴する、放射線源から放出される粒子線の評価装置。
【請求項１７】
放射線源の種類と形状に応じたエネルギー損失の換算表を含み、前記評価したエネルギー損失分を補正する補正手段を備えることを特徴とする、請求項１６に記載の放射線源から放出される粒子線の評価装置。
【請求項１８】
請求項１乃至９のいずれかに記載の評価方法で粒子線のエネルギーが評価された放射線源を用いることを特徴とする放射線検出器の校正方法。
【請求項１９】
請求項１６又は１７に記載の評価装置を含むことを特徴とする放射線検出器の校正装置。
【請求項２０】
請求項１３に記載のコンピュータプログラムがインストールされたことを特徴とする放射線検出器の校正装置。
【請求項２１】
請求項１乃至９のいずれかに記載の評価方法で評価されたことを特徴とする放射線源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線源から放出される粒子線の評価方法、装置、プログラム、放射線検出器の校正方法、装置、及び、放射線源に係り、特に、従来無視されていた、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギーを評価して、粒子線のエネルギーを正確に評価することが可能な粒子線の評価方法、装置、プログラム、これらを利用した放射線検出器の校正方法、装置、及び、放射線源に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、図１に例示する如く、物質６中を通過する、アルファ線やベータ線を構成する荷電粒子（ヘリウム原子核又は電子）８は、物質６との相互作用により、物質６中でエネルギーを損失（ΔＥ）し、この損失ΔＥは物質の種類、物質の密度及び物質の厚さ（ｔ）に比例する。【０００３】
一方、近年、理学、生物、化学、及び医学、その他の分野において、放射線検出器の校正や生物実験等のために、放射線源の使用が日々増加している。又、これらの研究及び実験での結果に基づき、他の放射線量やエネルギーの比較等が行われている。そのため、放射性同位元素（ラジオアイソトープ：以下、単にアイソトープと称する）から放出される粒子のエネルギー、粒子の線量等を精度よく評価する必要がある。【０００４】
単一エネルギーである内部転換電子やベータ線等の荷電粒子を放出する放射線源（例えば、１３７Ｃｓ、２０７Ｂｉ、１０９Ｃｄ、１１０ｍＡｇ、及び９０Ｓｒ…等）は、アイソトープを外傷から保護するために膜で覆われている。又、荷電粒子の膜中でのエネルギー損失を減らすために薄膜が用いられてきた。そのため、薄膜中でのエネルギーの損失が無視できると仮定の基、様々な研究及び実験が行われてきた。【０００５】
図２に、薄膜線源１０の一例として１３７Ｃｓ薄膜線源を示す。図２において、１２は、例えば１３７Ｃｓでなるアイソトープ、１４は、例えばアルミニウムでなる薄膜である。【０００６】
従来は、図３に示す如く、この線源１０からそのまま１００％のエネルギーＥが出たものとして、例えば、シンチレーション検出器（シンチレータと光変換装置から構成される検出器）や半導体検出器やガス検出器等からなる放射線検出器２０で測定していた。【０００７】
しかしながら、発明者の研究の結果、図４及び図５に示す如く、実際には線源１０中で、荷電粒子８はその発生場所１３と放出方向に応じて、線源１０を出るまでにエネルギーΔＥを失うことが判明した。【０００８】
従来、特開２００４−２２１０８２に記載されているように、放射線源からの放射線の放射率を調節したり、特開２００６−２７５６６４に記載されているように、線源変動の影響を緩和したり、特開２００７−２６３８０４に記載されているように、測定対象物の放射線量を精度良く測定する試みは種々なされているが、放射線源内のエネルギー損失に着目していなかった。【０００９】
一方、A. Martin Sanchez他"An experimental study of symmetric and asymmetric peak-fitting parameters for alpha-particle spectrometry" Nuclear instruments and Methods in Physics Research A 339(1994)127-130（以下、文献１）では、放射線源内のエネルギー損失に着目しているとあるが、図６に示す、放射線源から放出される粒子群のエネルギー強度と計測数の頻度との度数分布図（以下、エネルギー分布という。ここで、このエネルギー分布の横軸はエネルギー強度を表し、縦軸は計測数の頻度を表す。）において、放射線源１０中での粒子のエネルギーの損失による分布（Ｌ１）と検出器２０の統計誤差（Ｌ２）を共に、対称形で扱っていた。そのために、演算処理部３０で実際の測定で得られる非対称なエネルギースペクトル（Ｌ３）を、対称形のＬ１とＬ２の合成だけで表すことが出来なかった。そこで、Ｌ１とＬ２のエネルギースペクトルの合成に、指数関数を追加することでＬ３を非対称形なエネルギースペクトルとして再現したが、この指数関数には物理的な根拠は一切なく、単にスペクトルを再現した近似的評価を行ったにすぎず、正確な評価はできなかった。この方法には、致命的な間違いが４点あり、（１）放射線源中での粒子のエネルギーの損失を対称形として扱った事、（２）放射線源中で粒子のエネルギー損失があるにも関わらず、実際に放射線源外に放出される粒子のエネルギーが、その粒子が生成された際に持つ初期エネルギーと同値で扱った事、（３）非対称形を無理やり表現するためだけに、物理的根拠のない指数関数を導入した事、（４）その指数関数を導入したことにより、放射線検出器の性能を正しく評価しなかった事が、挙げられる。【００１０】
又、例えば、M.Miyajima, et al, "Numbers of scintillation photons produced in NaI(Tl) and plastic scintillator by gamma-rays.", Published in IEEE Trans.Nucl.Sci.40:417-423,1993（以下、文献２）にあるような従来の解析方法では、放射線源中でのエネルギー損失の影響を評価しなかったために、検出器のエネルギー校正を誤っている。また、同文献２中にＦｉｇ．５で示されている放射線検出器（プラスチックシンチレータ）で測定した207Bi放射線源から放出された９７６keVの内部転換電子のエネルギースペクトルからは、207Bi放射線源から放出された９７６keVの内部転換電子のエネルギー分布を対称形で扱っていることが分かる。そのために、放射線検出器の性能をも悪く見積もっている。【００１１】
更に、内部転換電子が、一つの原子核の励起準位について、何本か異なったエネルギーを持つ内部転換電子（Ｋ殻、Ｌ１殻、Ｌ２殻、Ｌ３殻、Ｍ殻等からの内部転換電子）を評価することなく、たった1本の内部転換電子として扱っているために、放射線検出器の性能を更に悪く評価していることが分かる。【００１２】
又、C. John Bland et al, "An Observed Correlation between Alphaa-Particle Peak-fitting Parameters", vol. 43, No. 1/2, pp. 223-227, 1992 （以下、文献３）、G. Bortels et al, "ANALYTICAL FUNCTION FOR FITTING PEAKS IN ALPHA-PARTICLE SPECTRA FROM Si DETECTORS", Applied Radiation and Isotopes, vol.38, no.10, pp. 831-837, 1987（以下、文献４）、C. John BLAND et al, "Deconvolution of Alpha-Particle Spectra to Obtain Plutonium Isotopic Ratios", Applied Radiation and Isotopes, vol.43, no.1/2, pp. 201-209, 1992（以下、文献５）では、複数の異なるエネルギーの「アルファ線」を測定で得られた結果から分離を行っている。これらは、あくまでアルファ線の測定結果が指数関数を用いた近似式にて合うから出来ることである。例えば、ベータ線やガンマ線では、測定で得られる結果が指数関数では表わす事が出来ないために、異なる粒子間での分離は不可能である。1970年頃から現在までに、アルファ線を分離する上記のような論文や手法は世界各国で多数報告されているが、粒子の種類をも評価した文献等の報告はない。それは、アルファ線以外の粒子には適用できないからである。また、エネルギーの異なるアルファ粒子を分離することは可能とあるが、複数のアルファ粒子に対し、物理的に根拠のない近似を繰り返すので、誤差が大きく測定精度が非常に低という欠点を持つ。
【発明の開示】
【００１３】
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、従来無視されてきた放射線源中での粒子のエネルギー損失を正確に評価することにより、放射線源外に放出された粒子のエネルギーが、その粒子の生成された際に持つ初期エネルギーより低くなる事と、放射源外に放出された粒子のエネルギー分布が非対称形である事を求め、放射線源から放出される粒子のエネルギーを正しく評価することを課題とするもので、これまで行われてきた放射線源から放出される粒子を用いた放射線測定及び放射線検出器の性能評価の歴史を塗り替える可能性がある発明である。
【００１４】
本発明は、図７（Ａ）に示すエネルギー分布の如く、放射線源１０中でのエネルギー損失により粒子のエネルギー分布Ｌ１が非対称形となることを見出し、そのエネルギースペクトルと検出器２０の統計誤差Ｌ２（対称形）のエネルギースペクトルの合成を答えとしたところ、演算出力部３０での非対称形な実測値Ｌ３のエネルギースペクトルと一致する結果を得た。
【００１５】
いくら薄い放射線源でも、粒子が物質中を移動したら相互作用により、僅かにエネルギーを失う。粒子が放射線源内で生成された際、その粒子は初期エネルギーＥiを持つが、実際に放射線源外に放出された粒子の持つエネルギーＥは、初期エネルギーＥiより僅かに小さいエネルギーとなる。これは、その粒子が放射線源中でエネルギーを失ったからである。この放射線源中で失うエネルギーの量は、粒子の発生位置と粒子が放出される方向から自ずと決まる放射線源中を通過する距離によって変わる。図７（Ａ）中において、ΔＥは、放射線源から放出された粒子が放射線源中で失うエネルギーの最頻値を示す。この放射線源中での粒子のエネルギー損失のため、実際に放射線源外へ放出される粒子群のエネルギー分布は、初期エネルギーＥiから放射線源中で失ったエネルギーΔＥ分を引いた値（Ｅi−ΔＥ）に、エネルギーの最頻値がずれる。
【００１６】
なお、図７（Ｂ）において、検出部２０は相互作用部２０１と光電変換部２０２で、演算出力部３０は演算部３０１と出力部３０２で構成されている。相互作用部２０１は代表的にはシンチレータであり、光電変換部２０２は代表的には光電子増倍管である。光電変換部２０２で光電変換された信号がＣＰＵ、メモリー及びプログラムなどで構成される演算部３０１で処理され、出力部３０２のインターフェースを介して出力される。又、図６及び図７のＳ１は半値幅を示す。
【００１７】
ここで、放射線源中で生成された粒子の放出角と、放射線源外に放出された粒子のエネルギーの分布との関係を図８に模式的に示す。
【００１８】
図８は、各々放射線源のある位置から、異なる放出角（０度、１５度、３０度）で放出される粒子の軌跡（ａ’、ｂ’、ｃ’）と各粒子に対応するエネルギー分布（ａ、ｂ、ｃ）を示している。粒子は図８の如く放射線源中を、多重散乱しながらエネルギーを損失しつつ移動する。図８（ａ、ｂ、ｃ）中にあるΔＥ０、ΔＥ１５、ΔＥ３０、ΔＥＡＶＥは、それぞれ放射線源から０度、１５度、３０度、０から３０度の平均方向に放出された粒子が、それぞれ放射線源中で最も失いやすいエネルギーの値を示す。粒子が放射線源中を通過する距離が長くなると、放射線源中でのエネルギーの損失も大きくなる事を示している。つまり、粒子のエネルギー損失の量は、ΔＥ０＜ΔＥ１５＜ΔＥ３０となる。また、放射線源中の移動距離が長い粒子が存在するほど、放射線源外へ放出された粒子群の非対称なエネルギー分布が広がることが分かる。
【００１９】
ここで示した０度、１５度、３０度方向に放出された粒子群のエネルギー分布を平均すると、図８（ｄ）のようになる。
【００２０】
図９は、２０７Ｂｉ放射線源から放出される９７６ｋｅＶのＫ殻内部転換電子をプラスチックシンチレータで測定したエネルギースペクトルの結果（図７のＬ３に相当）である。このエネルギースペクトルは、線源中での粒子のエネルギーの損失による非対称なエネルギー分布（ふらつき）（図７及び図８のＬ１）と対称形である検出器の統計誤差（図７のＬ２）の合成から成る。ここで、測定で得られた粒子のエネルギーのエネルギースペクトル（図７のＬ３）が非対称になるのは、線源中での粒子のエネルギー損失により、線源外に放出された粒子のエネルギー分布が非対称形になる事が原因であることを示した結果である。
【００２１】
本発明は、放射線源から放出される粒子のエネルギーを検出器で求める際に、放射線源外に放出された粒子のエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥとその計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求め、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価する事で、前記課題を解決したものである。
【００２２】
又、前記で評価したエネルギー損失分を補正することができる。
【００２３】
又、前記放射線源中でのエネルギー損失を、放射線源内における粒子線の発生位置と放出方向から、粒子の放射線源中の通過距離を求めて評価することができる。
【００２４】
又、前記通過距離に、放射線源と放射線検出器の相互作用部の通過距離を含むことができる。
【００２５】
ここで、前記粒子線の放出方向を全方向（4π方向）に設定することができる。
【００２６】
又、前記放射線源中でのエネルギー損失を評価し求めた、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布関数Ｆ（Ｅｉ）と、次式
2009133639.tif 000003
で示される評価関数Ｒ（Ｅ）関数（ここで、Ｅは粒子のエネルギー、Ｅｉは生成された粒子が持つ初期エネルギー、σは標準偏差であり検出器の分解能を示す。）を用いて求めることができる。
【００２７】
又、前記放射線源中での粒子のエネルギー損失を、放射線群（各殻からの内部転換電子、ベータ線、ガンマ線等）に対して、個々に放射線源中でのエネルギー損失による分布関数Ｆｋ（Ｅ）（ここでｋは、放射線群に含まれる各放射線を識別するための指標であり、放射線の数を示す。）を求め、各放射線の放出率τｋを評価して求めることができる。
【００２８】
又、前記粒子線は、荷電粒子線であることができる。
【００２９】
又、前記放射線源が、薄膜放射線源（内部転換電子を放出する放射線源等）、ベータ線源又はアルファ線源であることができる。
【００３０】
さらに、放射線検出器で測定したエネルギースペクトルを前記ΔＥだけ補正し、最頻値が一致するように対応付けした補正エネルギースペクトル（Ｌ３、Ｌ３´）を求めることができる。
【００３１】
又、前記で求めた粒子のエネルギー分布（Ｌ１）の計測数の頻度を表わす縦軸の尺度を、前記で求めた補正エネルギースペクトル（Ｌ３、Ｌ３´）に合うように変えたエネルギースペクトルＬ１aを求めることができる。
【００３２】
又、前記で求めた補正エネルギースペクトル（Ｌ３、Ｌ３´）と、前記で求めたエネルギースペクトルＬ１aを用い、放射線検出器の統計誤差Ｌ２を求めることができる。
【００３３】
本発明は、又、放射線源から放出される粒子のエネルギーを検出器で求める際に、放射線源外に放出された粒子の持つエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥと計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求めるステップを含み、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価することを特徴とする、放射線源から放出される粒子線評価用のコンピュータプログラムを提供するものである。
【００３４】
又、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価しない方法に基づく放射線源から放出される粒子線を評価する評価プログラムが記憶部に書き換え不能に書き込まれ、且つ、そのプログラムの処理部を備えた、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価しない従来の評価装置における前記評価を、前記記憶部と異なる記憶部に書き込まれた放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価して修正するためのコンピュータプログラムを提供するものである。
【００３５】
又、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価しない方法に基づく放射線源から放出される粒子線の評価プログラムが記憶部に書き換え可能に書き込まれ、且つ、そのプログラムの処理部を備えた、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価しない評価装置の前記記憶部に、書き込むか前記評価プログラムを書き換えることにより放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価して修正するためのコンピュータプログラムを提供するものである。
【００３６】
本発明は、又、放射線源から放出される粒子のエネルギーを検出器で求める際に、放射線源外に放出された粒子の持つエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥと計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求め、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価して補正することを特徴とする、放射線源から放出される粒子線の評価装置を提供するものである。
【００３７】
ここで、放射線源の種類と形状に応じたエネルギー損失の換算表を含み、前記評価したエネルギー損失分を補正する補正手段を備えることができる。
【００３８】
本発明は、又、前記の評価方法で粒子線のエネルギーが評価された放射線源を用いることを特徴とする放射線検出器の校正方法を提供するものである。
【００３９】
本発明は、又、前記の評価装置を含むことを特徴とする放射線検出器の校正装置を提供するものである。
【００４０】
本発明は、又、前記のコンピュータプログラムがインストールされたことを特徴とする放射線検出器の校正装置を提供するものである。
【００４１】
本発明は、又、前記の評価方法で評価されたことを特徴とする放射線源を提供するものである。
【００４２】
本発明によれば、粒子線が放射線源から放出される際に、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギーを正確に評価することにより、放射線源外に放出された粒子線のエネルギーを正確に測定することが可能になる。従って、今後発売される放射線源だけでなく、既に市場に出回っている放射線源についても、エネルギーを正確に再評価することができる。また既に市場に出回っている放射線検出器のエネルギーの校正を正確に行なうことも可能となる。本発明は、これまで測定されてきた各種放射線のデータを覆す可能性がある重要な発明であり、放射線測定の新しい国際標準になり得る可能性がある。従って、過去に発明された放射線源から放出される粒子のエネルギー測定方法と放射線量評価方法、及び、放射線検出器の性能評価方法によって得られた結果の見直しが必要となる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】粒子が物質を透過している状態を示す模式図
【図２】薄膜線源の構成例を示す断面図
【図３】従来の放射線源の評価方法を示す模式図
【図４】放射線源中のエネルギー損失を示す断面図
【図５】従来の問題点を説明するための模式図
【図６】従来の他の問題点を説明するためのエネルギー分布の概要図
【図７】本発明の原理を説明するためのエネルギー分布の概要図
【図８】同じく放射線源中での粒子の放出角と、放射線源外に放出された粒子のエネルギーの分布と計測数の関係を示すエネルギー分布の概要図
【図９】同じく２０７Ｂｉ放射線源から放出される９７６ｋｅＶのＫ殻内部転換電子をプラスチックシンチレータで測定したエネルギースペクトルを示す図
【図１０】同じく１３７Ｃｓ放射線源から放出される６２５．６keＶＫ殻内部転換電子のエネルギースペクトルを示す図
【図１１】放射線源から放出された粒子の全エネルギーを放射線検出器で検出する場合を示すエネルギー分布の概要図
【図１２】放射線源から放出された粒子のエネルギーの一部を、放射線検出器で検出した場合を示すエネルギー分布の概要図
【図１３】１３７Ｃｓアイソトープの崩壊図
【図１４】１３７Ｃｓアイソトープからの放射線をプラスチックシンチレータで測定した結果を示す図
【図１５】２０７Ｂｉアイソトープからの放射線をプラスチックシンチレータで測定した結果を示す図
【図１６】本発明の実施形態の処理手順を示すブロック図
【図１７】本発明を実施するための評価装置の一例の構成を示すブロック図
【図１８】本発明を実施するための校正装置の一例の構成を示すブロック図
【図１９】本発明を実施するための校正装置の他の例の構成を示すブロック図
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、社団法人日本アイソトープ協会などが販売している薄膜線源を用いて、放射線検出器（シンチレーション検出器、半導体検出器、ガス検出器など）を正確に校正する方法を説明する。【００４５】
［薄膜線源］
校正に用いる薄膜放射線源は、図２に示したように、コアとなるアイソトープ１２と、上下二枚で固定されたアイソトープ保護薄膜（アルミニウム蒸着ポリエステルフィルム、〜１mg/cm2）１４で構成される。このフィルムを、厚さに換算すると〜３マイクロメートルである。このアイソトープ保護膜中での荷電粒子のエネルギー損失を、どのように評価するかが正しく校正を行うために重要な鍵となる。【００４６】
又、荷電粒子を放出するアイソトープ１２自体が体積を持つため、図４に示したように、自身によるエネルギーの損失についても考量する必要がある。一般に使用される放射線源の場合、アイソトープは、厚さ〜４ナノメートル、面積〜φ5 mm2以内に分布している。ここで、アイソトープ中での粒子のエネルギー損失を、アイソトープ保護膜中でのエネルギー損失と共に評価する事で、検出器の性能評価の精度を更に高めることが出来る。【００４７】
［荷電粒子と物質の相互作用］
荷電粒子と物質の相互作用については、ランダウ達によって計算されてきた。その結果、図１に示した如く、物質６に垂直入射したエネルギーＥを持つ荷電粒子８の物質６中でのエネルギー損失による最頻値ΔＥｐは、次の式で与えられる。つまり、このΔＥｐだけ、物質６中でエネルギーを落とすことになる。【００４８】
2009133639.tif 000004
【００４９】
但し、
2009133639.tif 000005
【００５０】
ここで、ｔは物質の面積質量、ｚは荷電粒子の電荷数、βは荷電粒子の相対速度、ｍ0Ｖ02 ＝０．５１１ＭｅＶ、Ｋ＝０．３７である。【００５１】
例えば、１３７Ｃｓアイソトープから放出する６２５．６keＶのＫ殻内部転換電子が、放射線源保護用のアルミニウム蒸着ポリエステルフィルム（１mg/cm2）に垂直入射した場合、ΔＥp =０．９keＶのエネルギー損失がある。この時点で、放射線源から放出された荷電粒子のエネルギーに、約１keＶ程度のズレが生じている。【００５２】
しかし、実際には、アイソトープから放出される粒子は、全方向（4π方向）に放射される。物質に垂直入射した理想的な状況のみで計算されている（２）式では、アイソトープ内で粒子が放出される位置、アイソトープ内のみならずアイソトープ保護薄膜内での粒子のエネルギー損失を無視しているので、放射線源から放出される粒子のエネルギーを正しく表現することはできない。（２）式が実際に測定で得られた結果と完全には合わないということは、業界では非常によく知られている。これは、上記理由のためでもある。【００５３】
そこで、アイソトープ中での粒子の放出角と放出位置とを考慮し、放射線源（アイソトープ及びアイソトープ薄膜）中でのエネルギー損失をシミュレーションして、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布関数Ｆ（Ｅｉ）を求める。【００５４】
［モンテカルロシミュレーション１］
シミュレーションを行う上で重要になるのは、シミュレーションの幾何学条件として実際に使用する放射線源をプログラム上で再現することにある。ここで、次の6つの項目をシミュレーションの幾何学条件とする。【００５５】
Ａ）アイソトープ１２の面積・厚さ・材質・密度・座標
Ｂ）アイソトープ保護薄膜１４の面積・厚さ・材質・密度・座標
Ｃ）粒子の種類
Ｄ）粒子の初期エネルギー
Ｅ）粒子の放出角
Ｆ）粒子の放出位置【００５６】
ここでは、粒子がアイソトープ１２内に一様分布し、且つ４π方向に放出される仮定してシミュレーションを行う。【００５７】
例として、１３７Ｃｓ放射線源の幾何学条件（社団法人日本アイソトープ協会の３２１タイプ薄膜線源）を忠実に再現し、初期エネルギー（Ｅｉ）が６２５．６keＶであるＫ殻内部転換電子が、実際に放射線源外へ放出される際、その粒子のエネルギーの最頻値が初期エネルギーより低くなる事と、その放出された粒子のエネルギー分布が非対称形である事を求めた。【００５８】
図１０は、シミュレーションの結果得られた、１３７Ｃｓ放射線源から放出される６２５．６keＶのＫ殻内部転換電子のエネルギースペクトルである。【００５９】
初期エネルギーが６２５．６keＶと単一であったＫ殻内部転換電子が、アイソトープ自身とアイソトープ保護薄膜でのエネルギー損失のために、エネルギーの最頻値が６２５．６keＶに対して１keV程度低くなっている事を容易に確認できる。又、この粒子のエネルギー分布関数が非対称形であることも分かる（図７のＬ１に相当する。又、この分布関数が（１）式のＦ（Ｅi）に対応する。）。【００６０】
このため、放射線源から放出される粒子を正しく扱う場合、（１）放出された粒子のエネルギーが、その粒子が生成された際に持つ初期エネルギーにより低くなっていること、（２）放出された粒子のエネルギーの分布が非対称形であることを評価しなければ、正しく放射線源から放出された粒子のエネルギー評価と放射線量の評価、及び、放射線検出器の性能を評価することができない。【００６１】
なお、放射線源から放出された粒子の全エネルギーを、放射線検出器で検出できるとは限らない。例えば、放射線源から放出された粒子が、放射線検出器で完全に止まらず放射線検出器を通過した場合などが挙げられる。本発明は、このような特殊な場合に対しても、放射線検出器（シンチレーション検出器、半導体検出器、ガス検出器など）のエネルギー校正、及び、性能評価を正確に行う事が出来る。【００６２】
そこで、放射線源から放出された粒子のエネルギーを全て放射線検出器で検出した場合と、放射線源から放出された粒子のエネルギーの一部を放射線検出器で検出した場合に分けて、本発明の詳細を説明する。【００６３】
図１１は、放射線源１０から放出された粒子の全エネルギーを、図７と同じ放射線検出器２０で検出した場合を示している。ここで、図１１中におけるエネルギー分布を説明する。（a）は、前述のシミュレーションから求めた、放射線源１０から放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）、（b）は、放射線検出器２０中にある相互作用部２０１で検出される粒子のエネルギースペクトル（Ｌ１）、（c）は、放射線検出器２０中にある光電変換部２０２の統計誤差（Ｌ２）、（d）は、放射線検出器２０での測定により演算出力部３０から出力される実際の測定結果（Ｌ３ｍ）、（e）は、測定で得られた度数分布Ｌ３ｍの最頻値をＬ１の最頻値に一致するように対応付けた補正エネルギースペクトル（Ｌ３）を示している。つまり、Ｌ３は、Ｌ１の最頻値にＬ３ｍの最頻値が合うように、Ｌ３ｍの横軸の０点を固定し、Ｌ３ｍの横軸の尺度を変えた結果である。ここで、Ｌ３の横軸は、エネルギー強度を示す。【００６４】
図１１中にあるΔＥaは、放射線源１０内で生成された粒子が放射線源１０中で失うエネルギーの最頻値を示す。図１１（c）中にあるＳ１は、放射線検出器２０中にある光電変換部２０２による統計誤差の半値幅を示す。【００６５】
図１１では、放射線源１０から放出された粒子の全エネルギーを、放射線検出器２０中にある相互作用部２０１で検出するため、(a)放射線源１０から放出される粒子のエネルギー分布と（ｂ）放射線検出器２０中にある相互作用部２０１で検出される粒子のエネルギー分布は等しくＬ１となる。なお、放射線源１０中での粒子のエネルギー損失のため、実際に放射線源１０外へ放出された粒子のエネルギー分布Ｌ１は、初期エネルギーＥiから放射線源１０中で失ったエネルギーΔＥa分を引いた値（Ｅi−ΔＥa）に、エネルギーの最頻値がずれている。【００６６】
補正エネルギースペクトルＬ３を、（１）式のエネルギー分布関数Ｆ（Ｅi）にＬ１を代入したＲ（Ｅ）にてフィッテイングすることにより、Ｌ１の計測数の頻度を表す縦軸の尺度をＬ３に合うように変えた結果Ｌ１aと（１）式中のσが求まる。このヒストグラムＬ１aの全度数（面積）が、放射線検出器で得られた放射線量である。この面積を測定時間で割った単位がベクレルである。なお、放射線検出器で得られた粒子の放射線量と放射線源を覆う放射線検出器の立体角から、放射線源から放出される放射線量も見積もる事が可能になる。【００６７】
また、このσに２．３５を掛けた値が、放射線検出器の解像度（分解能）を示す半値幅Ｓ１である。なお、このσと粒子の初期エネルギーＥｉを式（１）中にある次の部分にある
2009133639.tif 000006
に代入することで図１１（ｃ）のＬ２を図示することも可能となる。【００６８】
図１１（e）は、補正エネルギースペクトルＬ３と、Ｌ１aのエネルギースペクトルの幅の比較を示している。ここで、Ｌ３がＬ１aより幅の広い分布をするのは、補正エネルギースペクトルＬ３がＬ１aと放射線検出器２０中にある光電変換部２０２の統計誤差Ｌ２で構成されているからである。【００６９】
放射線源１０から放出された粒子のエネルギーの一部を、放射線検出器２０で検出した場合は、放射線源中での粒子のエネルギー損失と同様に、放射線検出器中での粒子のエネルギー損失を評価する必要がある。そこで、ここでは、アイソトープ中での粒子の放出角、放出位置を評価し、放射線源（アイソトープ及びアイソトープ薄膜）中での粒子のエネルギー損失の他に、放射線検出器中での粒子のエネルギー損失も考慮して、シミュレーションし、放射線検出器にて検出された粒子のエネルギー分布関数としてＦ（Ｅｉ）を求める。【００７０】
［モンテカルロシミュレーション２］
このシミュレーションを行う上で重要になるのは、シミュレーションの幾何学条件として実際に使用する放射線源と放射線検出器をプログラム上で再現することにある。ここで、次の７つの項目をシミュレーションの幾何学条件とする。【００７１】
Ａ）アイソトープ１２の面積・厚さ・材質・密度・座標
Ｂ）アイソトープ保護薄膜１４の面積・厚さ・材質・密度・座標
Ｃ）粒子の種類
Ｄ）粒子の初期エネルギー
Ｅ）粒子の放出角
Ｆ）粒子の放出位置
Ｇ）放射線検出器２０中にある相互作用部２０１の面積・厚さ・材質・密度・座標【００７２】
ここでも、粒子がアイソトープ１２内に一様分布し、且つ４π方向に放出される仮定してシミュレーションを行う。【００７３】
図１１に対して、図１２は、放射線源１０から放出された粒子のエネルギーの一部を、図７と同じ放射線検出器２０で検出した場合を示している。図１２中におけるエネルギー分布を説明する。（a）は、前述のモンテカルロシミュレーション２から求めた、放射線源１０から放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）（このＬ１は、図１１（a）中のＬ１と同じである。）、（b）は、前述のモンテカルロシミュレーション２から求めた、放射線検出器２０中にある相互作用部２０１で検出される粒子のエネルギースペクトル（Ｌ１'）、（c）は、放射線検出器２０中にある光電変換部２０２の統計誤差（Ｌ２）、（d）は、放射線検出器２０での測定により演算出力部３０から出力される実際の測定結果（Ｌ３’ｍ）、（e）は、測定で得られた度数分布Ｌ３’ｍの最頻値をＬ１’の最頻値に一致するように対応付けた補正エネルギースペクトル（Ｌ３’）を示している。つまり、Ｌ３’は、Ｌ１’の最頻値にＬ３’ｍの最頻値が合うように、Ｌ３’ｍの横軸の０点を固定し、Ｌ３’ｍの横軸の尺度を変えた結果である。ここで、Ｌ３’の横軸は、エネルギー強度を示す。【００７４】
ここで、図１２中にあるΔＥaは、放射線源１０内で生成された粒子が放射線源１０中で失うエネルギーの最も頻度が高い値を示す。又、ΔＥｂは、放射線源１０から放出された粒子が放射線検出器２０中にある相互作用部２０１で失うエネルギーの最頻値を示す。図１２（c）中にあるＳ１は、放射線検出器２０中にある光電変換部２０２による統計誤差の半値幅を示す。【００７５】
図１２では、放射線源１０から放出された粒子のエネルギーの一部しか放射線検出器２０中にある相互作用部２０１で検出しないため、(a)放射線源から放出される粒子のエネルギー分布（Ｌ１）と（ｂ）放射線検出器２０中にある相互作用部２０１で検出される粒子のエネルギー分布（Ｌ１'）は異なる。図１２（b）にあるように、Ｌ１'がＬ１より、初期エネルギーＥiからのズレが大きく（ΔＥｂ＞ΔＥa）、幅の広い分布をするのは、放射源から放出された粒子の全エネルギーを放射線検出器２０中にある相互作用部２０１にて検出出来ていないからである。【００７６】
なお、放射線源中での粒子のエネルギー損失と放射線検出器２０の相互作用部２０１での粒子のエネルギー損失のため、実際に放射線検出器２０中にある相互作用部２０１で検出される粒子のエネルギー分布Ｌ１'は、初期エネルギーＥiから放射線源中で失ったエネルギーΔＥｂ分を引いた値（Ｅi−ΔＥｂ）に、エネルギーの最頻値がずれる。【００７７】
補正エネルギースペクトルＬ３’を、（１）式のエネルギー分布関数Ｆ（Ｅi）にＬ１’を代入したＲ（Ｅ）にてフィッテイングすることにより、Ｌ１’の計測数の頻度を表わす縦軸の尺度をＬ３’に合うように変えた結果Ｌ１’aと（１）式中のσが求まる。このヒストグラムＬ１’aの全度数（面積）が、放射線検出器で得られた粒子の放射線量である。この面積を測定時間で割った単位がベクレルである。なお、放射線検出器で得られた粒子の放射線量と放射線源を覆う放射線検出器の立体角から、放射線源から放出される放射線量も見積もる事が可能になる。【００７８】
また、このσに２．３５を掛けた値が、放射線検出器の解像度（分解能）を示す半値幅Ｓ１である。なお、このσと粒子の初期エネルギーＥｉを式（１）中にある（４）式に代入することで図１２（ｃ）のＬ２を図示することも可能となる。【００７９】
図１２（e）は、補正エネルギースペクトルＬ３’と、Ｌ１’aのエネルギースペクトルの幅の比較を示している。ここで、Ｌ３’がＬ１’aより幅の広い分布をするのは、Ｌ３’の補正エネルギースペクトルがＬ１’aと放射線検出器２０中にある光電変換部２０２の統計誤差Ｌ２で構成されているからである。【００８０】
ここで、重要なのは、放射線検出器で、放射線源から放出された粒子の全エネルギーを検出した場合（図１１）でも、検出しない場合（図１２）でも、放射線検出器の統計誤差であるＬ２及び放射線検出器の解像度(分解能)を示すＳ１が同じになる事である。【００８１】
つまり、本発明では、放射線検出器中での粒子のエネルギー損失をも含めたエネルギー分布関数Ｆ（Ｅｉ）を用いる事によって、放射線検出器で、放射線源から放出された粒子の全エネルギーを検出した場合（図１１）でも、検出しない場合（図１２）でも、同じ精度で放射線検出器の性能評価を行えることを可能とする。【００８２】
［検出器の分解能］
これまで、放射線検出器（例えば、シンチレーション検出器（シンチレータと光電変換装置）、半導体検出器、ガス検出器等）の性能を評価する際に、放射線源から放出される粒子が多々使用されてきた。しかし、図７に示した如く、放射線源外に放出された粒子が、放射線源中でのエネルギー損失のため、その粒子のエネルギーが生成された際の初期エネルギーより低くなる事を評価しなければ、放射線検出器２０のエネルギー校正に間違いが生ずる。また、放出された粒子のエネルギーが非対称な分布であることを考量しなければ、放射線検出器２０の性能（分解能など）を正しく評価することが出来ない。【００８３】
［放射線源中でのエネルギー損失を評価］
そこで、実際に放射線検出器で得られた結果に対し、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布関数Ｆ（Ｅi）をシミュレーションで求め、（１）式のＲ（Ｅ）関数により、検出器の性能を評価する。【００８４】
放射線源中での粒子のエネルギー損失が無い場合、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布関数Ｆ（Ｅｉ）は、Ｅｉ＝Ｅｊ（粒子の初期エネルギー）の時のみ有限値であるため、Ｒ（Ｅ）は、次のガウス関数になる。【００８５】
2009133639.tif 000007
【００８６】
放射線源中での粒子のエネルギー損失をシミュレーションし、得た粒子のエネルギー分布関数Ｆ（Ｅi）と（１）式を用いることにより、放射線検出器の性能評価を正確に行うことを可能にした。【００８７】
［放射線源から放出される荷電粒子］
内部転換電子は、原子内のＫ殻、Ｌ殻、Ｍ殻などの電子殻からも放出されるために、一つの原子核の励起準位について、何本かの異なったエネルギーを持つ内部転換電子が放出される。そこで、原子核毎の内部転換率を計算することにより、殻と放出率を求める。【００８８】
例えば、１３７Ｃｓアイソトープからは、主にＫ殻、Ｌ１殻、Ｌ２殻、Ｌ３殻から内部転換電子が主として放出される。それぞれ、６２５．６keＶ、６５５．９keＶ、６５６．３keＶ、６５６．６keＶのエネルギーで放出される。そのため、狭いエネルギー領域で各内部転換電子が重畳する。又、図１３の崩壊図が示すように、１３７Ｃｓアイソトープからは、複数の放射線（ベータ線、ガンマ線）も内部転換電子と同様に放出される。【００８９】
放射線源を用いて検出器の校正を正確に行うためには、主である粒子のみならず、重畳している各殻からの内部転換電子やベータ線、ガンマ線を評価した解析を行わければならない。【００９０】
本実施形態では、放射線群（内部転換電子及びベータ線、ガンマ線等）に対して個々に線源中でのエネルギー損失を評価し、放射線源外に放出された個々のエネルギー分布関数Ｆk（Ｅ）を求め、各放射線に対する放出率τk（内部転換率、崩壊率）を評価して、放射線検出器のエネルギーの校正及び性能評価を行う。【００９１】
ここで、放射線群を測定した際に得られた結果を次式で表すことができる。【００９２】
2009133639.tif 000008
【００９３】
ここでｋは、放射線群に含まれる各放射線を識別するための指標であり、放射線の数を示す。【００９４】
［実施例］
実施例として１３７Ｃｓと２０７Ｂｉ薄膜放射線源から放出される放射線群を、プラスチックシンチレータ（６．２×６．2×１cm3）にて測定した際に得られるエネルギースペクトルと、式（６）を用いて評価した検出器の分解能の結果を図１４と図１５に示す。【００９５】
１３７Ｃｓからは、図１４に示す如く、Ｋ殻６２５．６keＶ、Ｌ１殻６５５．９keＶ、Ｌ２殻６５６．３keＶ、Ｌ３殻６５６．６keＶの内部転換電子と、Ｑ値５１３．９keＶベータ線、６６１．６keＶガンマ線の計６本の放射線が主として放出される。図１４では、エネルギーの異なるベータ線とガンマ線と4本の内部転換電子を区別している。【００９６】
２０７Ｂｉアイソトープからは、図１５に示す如く、Ｋ殻９７５．６keＶ、Ｌ１殻１０４７．８keＶ、Ｌ２殻１０４８．４keＶ、Ｌ３殻１０５０．６keＶの内部転換電子群と、Ｋ殻４８１．６keＶ、Ｌ１殻５５３．８keＶ、Ｌ２殻５５４．５keＶ、Ｌ３殻５５６．６keＶの内部転換電子群、更に、５６９．７keＶ、１０６３．６keＶ、１７７０．２keＶのガンマ線の計１２本の放射線が主として放出される。図１５では、エネルギーの異なる３本のガンマ線と８本の内部転換電子の計１２本を分離している。【００９７】
図１４、図１５から明らかなように、粒子のエネルギーの違いのみならず、粒子の種類（電子、ベータ線、ガンマ線等）によらず、正しく評価を行える。【００９８】
狭い領域に重畳している各放射線と薄膜中でのエネルギー損失を評価することにより、プラスチックシンチレータのエネルギー分解能は、１３７Ｃｓの６２５．６keＶ内部転換電子に対してσ=４．７３±０．０４％（半値幅はσ×２．３５で１１．１％ＦＷＨＭである。この半値幅が、図７中のS1に対応する。）、２０７Ｂｉの９７５．６keＶ内部転換電子に対してσ=３．８４±０．０６％（半値幅はσ×２．３５で９．０％ＦＷＨＭである。この半値幅が、図７中のS1に対応する。）であることが分かった。【００９９】
以下、具体的な実施形態を詳細に説明する。【０１００】
本実施形態の処理は、図１６に示す如く、先に説明した線源シミュレーションを行なっておき（ステップＳ１）、データとして放射線検出器からの出力結果を入力し（ステップＳ２）、その入力したデータを線源シミュレーション（ステップＳ１）により得られた、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布関数に対応するように補正する（ステップＳ３）ことによって、放射線源外に放出された粒子のエネルギーの決定と放射線検出器の解像度を決定する（ステップＳ４）手順で行なわれる。【０１０１】
本発明を実施するための評価装置の一例は、図１７に示す如く、データ入力装置４０と、線源シミュレーションによって求められた、放射線源の種類と形状に応じたエネルギー損失分を補正するための損失エネルギー換算表（以下、単に換算表と称する）４２の記憶装置と、該換算表４２を用いて、データ入力装置４０から入力されたデータを補正するデータ補正装置４４とから構成される。【０１０２】
記憶部に従来の方法に基づく放射線源から放出される粒子のエネルギー評価用プログラムが書き換え不能に書き込まれた従来の評価装置５０に用いるのに好適な、本発明を実施するための校正装置の一例６０の構成を図１８に示す。図において、５２はシンチレーション検出器、半導体検出器、ガス検出器などからなる検出部、５４は、検出部５２から出力される電気信号などの検出信号を後段に適した形で送る検出信号インターフェース、５６は例えばＣＰＵ５６ＡとＲＯＭ５６Ｂを含む処理部、５８は出力インターフェース、そして５９はＲＯＭ５６Ｂに書き込まれた従来の技術に基づくコンピュータプログラムであり、いずれも従来の評価装置５０に含まれている。６２は入力インターフェース、６４は例えばＣＰＵ６４ＡとＲＯＭ６４Ｂを含む処理部、６６は出力インターフェース、６８はＲＯＭ６４Ｂに書き込まれた本発明の技術に基づくコンピュータプログラム、そして４２は換算表であり、いずれも本発明の校正装置６０に含まれている。コンピュータプログラム６８は従来の評価装置５０の出力インターフェース５８から出力される評価値を本発明の技術に基づいて修正するプログラムである。【０１０３】
記憶部に従来の方法に基づく放射線源から放出される粒子のエネルギー評価用プログラムが書き換え可能に書き込まれた従来の評価装置７０に用いるのに好適な、本発明を実施するための校正装置の一例８０の構成を図１９に示す。図において、７２はシンチレーション検出器、半導体検出器、ガス検出器などからなる検出部、７４は検出部７２から出力される電気信号などの検出を後段に適した形で送る検出信号インターフェース、７６は、例えばＣＰＵ７６ＡとＲＯＭ７６Ｂを含む処理部、７７は、従来の技術に基づくコンピュータプログラム、７８は出力インターフェースで、いずれも従来の評価装置７０に含まれている。８０ＡはＣＰＵ、８０ＢはＲＯＭ、８２は本発明の技術に基づくコンピュータプログラム、そして４２は換算表であり、いずれも本発明の校正装置８０に含まれている。【０１０４】
本発明の技術に基づくコンピュータプログラム８２は、ＲＯＭ７６Ｂに書き込まれている従来の技術に基づくプログラム７７の全部あるいは一部の書き換えプログラム、あるいは追加書き込みプログラムであり、ＲＯＭ７６Ｂに書き込まれているプログラムに応じて予め作成してＲＯＭ８０Ｂに書き込んでおくことができる。【０１０５】
また、ＲＯＭ７６Ｂに書き込まれている従来のコンピュータプログラムを、本発明の技術に基づくコンピュータプログラム８２が書き込まれているＰＣに一旦読み込み、そのコンピュータプログラム８２に基づいてＣＰＵ８０Ａで処理して本発明の技術に書き換えた後、ＲＯＭ７６Ｂに戻すようにすることもできる。【０１０６】
なお、ＲＯＭ５６Ｂ、６４Ｂ、７６Ｂ及び８０ａは、各々ＣＰＵとオンボード構成することもできるし、インターフェースを介して接続することもでき、また、ハードディスクその他の記憶手段で代替することもできる。【０１０７】
前記実施例においては、いずれも、換算表４２を用いているので、放射線源の種類と形状に応じたエネルギー損失をあらかじめ作表しておくことができ、処理が容易且つ高速となる。なお、計算式を用いて計算する方法など換算表以外の方法で評価を修正することも可能である。【０１０８】
又、前記説明においては、モンテカルロシミュレーションを用いていたが、シミュレーションの方法は、これに限定されない。【０１０９】
又、評価対象の放射線源も薄膜線源に限定されず、例えば、改訂３版アイソトープ便覧（昭和５９年１２月２０日発行、編者：社団法人アイソトープ協会、発行者：海老原熊雄、発行所：丸善株式会社）の図１７．１、図１７．２、図１７．３、図１７．４、図１７．５、図１７．６、図１７．７、図１７．８等にて紹介されているような各種放射線源に対しても、各シミュレーションの条件で、放射線源の形状、サイズ、材質、密度、放出される粒子の種類及びエネルギー等を設定することにより、同様に適用できる。【０１１０】
本発明の技術を用いると、粒子線のエネルギーが正しく評価された放射線源を製造することができる。また、放射線源の粒子線のエネルギーを正しく校正あるいは評価することができる。【０１１１】
又、校正対象の放射線検出器もプラスチックシンチレータに限定されない。
【産業上の利用の可能性】
【０１１２】
放射線源から放出される粒子線の評価、及び、放射線検出器の校正に利用できる。
【図１】
2009133639.tif 000010
【図２】
2009133639.tif 000011
【図３】
2009133639.tif 000012
【図４】
2009133639.tif 000013
【図５】
2009133639.tif 000014
【図６】
2009133639.tif 000015
【図７】
2009133639.tif 000016
【図８】
2009133639.tif 000017
【図９】
2009133639.tif 000018
【図１０】
2009133639.tif 000019
【図１１】
2009133639.tif 000020
【図１２】
2009133639.tif 000021
【図１３】
2009133639.tif 000022
【図１４】
2009133639.tif 000023
【図１５】
2009133639.tif 000024
【図１６】
2009133639.tif 000025
【図１７】
2009133639.tif 000026
【図１８】
2009133639.tif 000027
【図１９】
2009133639.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月26日(2011.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明は、放射線源から放出される粒子のエネルギーを放射線検出器で求める際に、放射線源外に放出された粒子のエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥとその計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求め、放射線源内における粒子線の発生位置と放出方向から、粒子の放射線源中の通過距離を求めて、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価し、該評価したエネルギー損失分を補正する事で、前記課題を解決したものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
又、前記放射線源中でのエネルギー損失を、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布関数Ｆ（Ｅｉ）と、次式
2009133639.tif 000029
で示される評価関数Ｒ（Ｅ）関数（ここで、Ｅは粒子のエネルギー、Ｅｉは生成された粒子が持つ初期エネルギー、σは標準偏差であり検出器の分解能を示す。）を用いて求めることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
さらに、前記放射線検出器で測定したエネルギースペクトルを前記ΔＥだけ補正し、最頻値が一致するように対応付けした補正エネルギースペクトル（Ｌ３、Ｌ３´）を求めることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明は、又、放射線源から放出される粒子のエネルギーを放射線検出器で求める際に、放射線源外に放出された粒子の持つエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥと計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求めるステップと、放射線源内における粒子線の発生位置と放出方向から、粒子の放射線源中の通過距離を求めるステップと、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価し、該評価したエネルギー損失分を補正するステップと、を含むことを特徴とする、放射線源から放出される粒子線評価用のコンピュータプログラムを提供するものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
本発明は、又、放射線源から放出される粒子のエネルギーを放射線検出器で求める際に、放射線源外に放出された粒子の持つエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥと計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求める手段と、放射線源内における粒子線の発生位置と放出方向から、粒子の放射線源中の通過距離を求める手段と、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価し、該評価したエネルギー損失分を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする、放射線源から放出される粒子線の評価装置を提供するものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ここで、前記補正手段が、放射線源の種類と形状に応じたエネルギー損失の換算表を含むことができる。
【手続補正９】
【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】
放射線源から放出される粒子のエネルギーを放射線検出器で求める際に、放射線源外に放出された粒子のエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥとその計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求め、放射線源内における粒子線の発生位置と放出方向から、粒子の放射線源中の通過距離を求めて、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価し、該評価したエネルギー損失分を補正することを特徴する、放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項２】
前記通過距離に、放射線源と放射線検出器の相互作用部の通過距離とを含むことを特徴する、請求項１に記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項３】
前記粒子線の放出方向を全方向に設定することを特徴とする、請求項１に記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項４】
前記放射線源中でのエネルギー損失を、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布関数Ｆ（Ｅｉ）と、次式
2009133639.tif 000030
で示される評価関数Ｒ（Ｅ）関数（ここで、Ｅは粒子のエネルギー、Ｅｉは生成された粒子が持つ初期エネルギー、σは標準偏差であり検出器の分解能を示す。）を用いて求めることを特徴とする、請求項１に記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項５】
前記放射線源中での粒子のエネルギー損失を、放射線群（各殻からの内部転換電子、ベータ線、ガンマ線等）に対して、個々に放射線源中でのエネルギー損失による分布関数Ｆｋ（Ｅ）を求め、各放射線の放出率τｋ（ここでｋは、放射線群に含まれる各放射線を識別するための指標であり、放射線の数を示す。）を評価して求めることを特徴とする、請求項１に記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項６】
前記粒子線が荷電粒子線であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項７】
前記放射線源が、薄膜放射線源（内部転換電子を放出する放射線源等）、ベータ線源又はアルファ線源であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の放射線源から放出される粒子線の評価方法。
【請求項８】
前記放射線検出器で測定したエネルギースペクトルを前記ΔＥだけ補正し、最頻値が一致するように対応付けた補正エネルギースペクトル（Ｌ３、Ｌ３´）を求めることを特徴する、請求項１に記載の放射線源から放出される粒子線のエネルギーを用いた放射線検出器の評価方法。
【請求項９】
請求項１で求めた粒子のエネルギー分布（Ｌ１）の計測数の頻度を表わす縦軸の尺度を、請求項８で求めた補正エネルギースペクトル（Ｌ３、Ｌ３´）に合うように変えたエネルギースペクトルＬ１ａを求めることを特徴とする、放射線検出器の評価方法。
【請求項１０】
請求項８で求めた補正エネルギースペクトル（Ｌ３、Ｌ３´）と、請求項９で求めたエネルギースペクトルＬ１ａを用い、放射線検出器の統計誤差Ｌ２を求めることを特徴とする、放射線検出器の評価方法。
【請求項１１】
放射線源から放出される粒子のエネルギーを放射線検出器で求める際に、放射線源外に放出された粒子の持つエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥと計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求めるステップと、放射線源内における粒子線の発生位置と放出方向から、粒子の放射線源中の通過距離を求めるステップと、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価し、該評価したエネルギー損失分を補正するステップと、を含むことを特徴とする、放射線源から放出される粒子線評価用のコンピュータプログラム。
【請求項１２】
放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価しない方法に基づく放射線源から放出される粒子線を評価する評価プログラムが記憶部に書き換え不能に書き込まれ、且つ、そのプログラムの処理部を備えた、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価しない従来の評価装置における前記評価を、前記記憶部と異なる記憶部に書き込まれた放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価して修正するための、請求項１１に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１３】
放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価しない方法に基づく放射線源から放出される粒子線の評価プログラムが記憶部に書き換え可能に書き込まれ、且つ、そのプログラムの処理部を備えた、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価しない評価装置の前記記憶部に、書き込むか前記評価プログラムを書き換えることにより放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価して修正するための、請求項１１に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１４】
放射線源から放出される粒子のエネルギーを放射線検出器で求める際に、放射線源外に放出された粒子の持つエネルギーとその粒子が生成された際に持っていた初期エネルギーとのずれΔＥと計測数との関係から求められるヒストグラムを非対称と扱い、放射線源外に放出された粒子のエネルギー分布（Ｌ１）を求める手段と、放射線源内における粒子線の発生位置と放出方向から、粒子の放射線源中の通過距離を求める手段と、放射線源内を粒子線が通過する際に失われるエネルギー損失分を評価し、該評価したエネルギー損失分を補正する補正手段と、を備えたことを特徴する、放射線源から放出される粒子線の評価装置。
【請求項１５】
前記補正手段が、放射線源の種類と形状に応じたエネルギー損失の換算表を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の放射線源から放出される粒子線の評価装置。
【請求項１６】
請求項１乃至７のいずれかに記載の評価方法で粒子線のエネルギーが評価された放射線源を用いることを特徴とする放射線検出器の校正方法。
【請求項１７】
請求項１４又は１５に記載の評価装置を含むことを特徴とする放射線検出器の校正装置。
【請求項１８】
請求項１１に記載のコンピュータプログラムがインストールされたことを特徴とする放射線検出器の校正装置。
【請求項１９】
請求項１乃至７のいずれかに記載の評価方法で評価されたことを特徴とする放射線源。
【国際調査報告】
2009133639.tif 000031
2009133639.tif 000032
2009133639.tif 000033
2009133639.tif 000034