(57)【要約】【課題】プラスチックシンチレータの受光立体角を大きくすると共に、ベータ線用受光器個々のノイズを低減し、装置全体を小さくした大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置を提供する。【解決手段】大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置において、ガンマ線検出器の側面にガンマ線検出器の軸線と直交するように貫通孔を設け、ガンマ線用シンチレータを前記貫通孔の周りに配置し、この貫通孔にベータ線用プラスチックシンチレータを有するベータ線用受光器を挿通配置する。【選択図】図１
2015064272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガンマ線用シンチレータをガンマ線検出器の貫通孔の周りに配置し、前記貫通孔にベータ線用プラスチックシンチレータを有するベータ線用受光器を挿通配置したことを特徴とする大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置。
【請求項２】
前記貫通孔を前記ガンマ線検出器の側面に前記ガンマ線検出器の軸線と直交するように設けたことを特徴とする請求項１記載の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置。
【請求項３】
前記ベータ線用受光器を上側ベータ線用受光器と下側ベータ線用受光器の一対とし、前記ベータ線用プラスチックシンチレータを前記一対のベータ線用受光器で挟んで受光器組立体としたことを特徴とする請求項１または２記載の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置。
【請求項４】
前記貫通孔を円筒状とし、前記ベータ線用プラスチックシンチレータを円板状とし、前記ベータ線用受光器を円筒状とし、前記ガンマ線検出器を円筒状としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガンマ線・ベータ線同時検出装置であって、用途として化学分離を必要としない迅速な放射性物質の測定に用いることを想定している検出装置に関し、特にガンマ線とベータ線の測定精度を高めるとともに、装置全体を小さくしたガンマ線・ベータ線同時検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の放射能測定は、Ｇｅ（ゲルマニウム）検出器などによるガンマ線スペクトロメトリによる放射能測定が広く実施されている。それを補完する手法として、発明者らは、すでに下記特許文献１により化学分離を必要としない迅速な放射性ストロンチウムの絶対測定法を提案している。その方法では、セシウム１３４、セシウム１３７に加え、カリウム４０の放射能をそれぞれ分離して測定した上で、放射性ストロンチウムを絶対測定できる。その測定法を実現するための装置として、従来考えられていた主な大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置（γ線検出器とβ線検出器の組合せ装置）の要件を下記に分類する。
【０００３】
（１）β線検出器として下記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の要件：
（ａ）薄膜試料を内包した比例計数管
（ｂ）試料を滴下混合した液体シンチレーションカウンタ
（ｃ）試料を滴下乾燥したプラスチックシンチレータ
（２）γ線検出器として下記（ｄ）、（ｅ）の要件：
（ｄ）材料：タリウム活性化ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ（Ｔｌ））、タリウム活性化ヨウ化セシウム（ＣｓＩ（Ｔｌ））などのシンチレータ。
（ｅ）形状：（ア）円筒形状対向型、（イ）井戸円筒型。
これらの要件を備えた検出器の組合せの中で、一般検査での試料取扱では、（ｃ）を用いたβ線検出器と、（ｄ）または（ｅ）のいずれかを用いたγ線検出器が測定への適用可能性があると考えられていた。
【０００４】
上記適用可能性を備えた組み合わせのガンマ線・ベータ線同時検出装置に要求される要件は、主には、（１）ベータ線検出特性における要件、（２）機器配置における要件がある。
（１）ベータ線検出特性における要件として、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）がある。
（ａ）ベータ線の検出効率を大きくするために、測定試料を囲い込めるように検出素子（シンチレータ）を２枚の板状部材で構成し、測定試料を挟み込むように両板状部材を重ね合わせ状態に配置する。測定試料は、溶液を滴下乾燥させたもので、極めて薄い薄片で構成される。
（ｂ）受光器個々のノイズを低減し、微弱な光を高感度で受光するために、１つのベータ線による発光イベントを複数の受光器で同時測定するように構成する。
（ｃ）微弱な発光イベントを高感度で得るために、受光器を検出素子（シンチレータ）に近づけて大きな受光立体角で配置する。
【０００５】
（２）機器配置における要件、即ち、ガンマ線の検出効率、ベータ線の検出効率の双方を大きくする要件として、以下の（ｄ）、（ｅ）がある。
（ｄ）ガンマ線の検出効率を大きくするために、できるだけガンマ線検出器を測定試料に近づける。
（ｅ）ベータ線の検出効率を大きくするために、検出素子（シンチレータ）の発光イベントを高感度・低ノイズで得られるように配置する。
【０００６】
図２は、上記ベータ線測定における要件を満たすための前提条件として、試料を囲い込むようにベータ線用シンチレータを配置した構成を示すベータ線用シンチレータの概略断面図である。
シンチレータは、無機、有機種々あり適用可能であるが、後記する本発明のベータ線用は主にプラスチックシンチレータを用い、ガンマ線用は主にタリウム活性化ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ（Ｔｌ））を用いることから、以後それぞれの例で説明する。
ベータ線用プラスチックシンチレータ２は、一対の上側ベータ線用プラスチックシンチレータ３および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ５からなる。一対の上側ベータ線用プラスチックシンチレータ３および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ５で溶液を滴下乾燥させた測定試料１０を囲い込むように挟み込み、ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７を構成する。一対の上側ベータ線用プラスチックシンチレータ３および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ５の間には空気層が介在する。
【０００７】
上側ベータ線用プラスチックシンチレータ３と下側ベータ線用プラスチックシンチレータ５の測定試料１０とは反対側に接して一対の上側ベータ線用受光器１２および下側ベータ線用受光器１５を配置する。ベータ線用受光器１１は、一対のベータ線用受光器１２、１５から構成し、上側ベータ線用プラスチックシンチレータ３および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ５内の発光を最大限受光するように構成されている。測定試料１０で発生したベータ線が上側ベータ線用プラスチックシンチレータ４および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ５内でエネルギーを付与することにより有機発光物質が蛍光する。この蛍光は一対の上側および下側ベータ線用受光器１２、１５で受光される。
【０００８】
ここで、プラスチックシンチレータの使用を前提とした従来の代表的なベータ線検出器とガンマ線検出器の組合せ検出装置を構造で分けてタイプ１及びタイプ２として説明する。
【０００９】
タイプ１の検出装置は、プラスチックシンチレータおよびその周囲の導光部と、それらを挟むように設けた一対の円筒形状のガンマ線検出器と、ガンマ線検出器間に露出する導光部に連設するベータ線用受光器とから構成されるガンマ線・ベータ線同時検出装置である。
【００１０】
図４に、タイプ１のガンマ線・ベータ線同時検出装置１００を示す。
検出装置１００は、試料１０４を一対の円板状のプラスチックシンチレータ１０６で挟み、この一対の板状のプラスチックシンチレータ１０６の厚み内の外側面に板状の導光部１０５を接して連設し、一対の円板状のプラスチックシンチレータ１０６およびその外側の導光部１０５を一対の円筒形状のガンマ線検出器１０１、１０１の円形状平面で構成される端面で挟むように一対の円筒形状のガンマ線検出器１０１を配置し、この一対のガンマ線検出器１０１、１０１間に露出する導光部１０５に互いに対向するベータ線用受光器１０３、１０３を接して設ける。以上述べた各構成要素は、その位置を保持するために、検出器配置冶具１０２に取り付け固定される。
【００１１】
タイプ１の検出装置１００は、対向配置したベータ線用受光器１０３、１０３におけるベータ線同時計数により個々のノイズを低減することができる。
タイプ２の検出装置は、一端から井戸構造となる円筒形の穴を開けたガンマ線検出器に、その井戸に底から順にプラスチックシンチレータとベータ線用受光器を挿入する構造のガンマ線・ベータ線同時検出装置である。
【００１２】
図５に、タイプ２の検出装置１１０を示す。
検出装置１１０は、試料１１３を一対の円板状のプラスチックシンチレータ１１４で挟んでおき、一端から井戸構造となる円筒形の孔１１５を開けたガンマ線検出器１１１のその井戸に、底から順に試料１１３を挟んである一対の円板状のプラスチックシンチレータ１１４と円筒状のベータ線用受光器１１２を挿入配置する。
タイプ２の検出装置１１０は、プラスチックシンチレータ１１４の受光立体角を大きくすることができる。
これらタイプ１およびタイプ２の検出装置について、上記要求されている要件との関係について検討する。
【００１３】
図４のタイプ１の検出装置１００は、対向配置したベータ線用受光器１０３、１０３におけるベータ線同時計数により個々のノイズを低減するメリットを有するが、発光するプラスチックシンチレータ１０６、１０６の受光立体角が小さく、導光距離が長くなり、弱い発光すなわち低エネルギーのベータ線を測るためには不利となるデメリットがある。また、装置全体が大きくなるというデメリットもある。
【００１４】
図５のタイプ２の検出装置１１０は、プラスチックシンチレータ１１４、１１４の受光立体角が大きいというメリットを有するが、受光器１１２自身のノイズが低エネルギーベータ成分と分離できないというデメリットがある。また、試料１１３は円板２枚のプラスチックシンチレータ１１４、１１４に挟まれているが、受光器１１２から遠い側のシンチレータでの発光が、受光器１１２まで届きにくいというデメリットもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特願２０１２−０８１４２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、プラスチックシンチレータの受光立体角を大きくすると共に、ベータ線用受光器個々のノイズを低減し、装置全体を小さくした大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記目的を達成するために以下の解決手段を採用する。
本発明のタイプ３の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置は、上記目的を達成するために下記の解決手段を採用する。
（１）ガンマ線用シンチレータをガンマ線検出器ケースの貫通孔の周りに配置し、ガンマ線検出器の貫通孔にベータ線用プラスチックシンチレータを有するベータ線用受光器を挿通配置する。
【００１８】
詳しくは、タイプ３の検出装置は、ガンマ線検出器の端面を除く側面に貫通孔を形成し、ガンマ線用シンチレータをこの貫通孔の周りに配置すると共に、この貫通孔に、前記一対のベータ線用受光器と一対のベータ線用プラスチックシンチレータからなるベータ線用受光器組立体を密接状態に挿通配置している。
特に、ガンマ線用シンチレータはガンマ線検出器の貫通孔の周りに配置され、貫通孔内に挿入されるベータ線用受光器組立体内の測定試料に対するガンマ線立体角は貫通孔方向を除く広角度に構成される。
【００１９】
（２）  前記（１）において、前記貫通孔を前記ガンマ線検出器の側面に前記ガンマ線検出器の軸線と直交するように設ける。
詳しくは、タイプ３の検出装置は、ガンマ線検出器の端面を除く側面にガンマ線検出器の軸線と直行するように円筒状の貫通孔を形成し、この貫通孔にベータ線用受光器組立体を密接状態に挿通配置している。  
【００２０】
（３）  前記（１）または（２）において、前記ベータ線用受光器を上側ベータ線用受光器と下側ベータ線用受光器の一対とし、上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータを前記一対のベータ線用受光器で挟んでベータ線用受光器組立体とする。
詳しくは、検出時、測定試料を一対の上側と下側の円板状のベータ線用プラスチックシンチレータで挟んでベータ線用プラスチックシンチレータ組立体として組み立てておき、一対の円筒状の上側および下側ベータ線用受光器を、それらベータ線用受光器の各端面で前記ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体を挟むように連設してベータ線用受光器組立体とし、円筒状のガンマ線検出器の円形状平面の端面を除く側面にガンマ線検出器の軸線と直行するように円筒状の貫通孔を形成し、この貫通孔に前記一対のベータ線用受光器と検出時、測定試料を収納する前記一対のベータ線用プラスチックシンチレータからなるベータ線用受光器組立体を隙間が少なくなるように挿通配置する。
但し、上記「上側」、「下側」は、絶対的な上下関係を意味せず、一対を構成するそれぞれを識別可能に表している。以下同様。
【００２１】
（４）  前記（１）ないし（３）のいずれか１項において、前記貫通孔を円筒状とし、前記プラスチックシンチレータを円板状とし、前記ベータ線用受光器を円筒状とし、前記ガンマ線検出器を円筒状とする。
このように円板状、円筒状とすることにより、円筒状の貫通孔と共通の円形で整合させ、組立時の取り付け角度規制を無くし、組み立て容易な構成とする。
【００２２】
上記解決手段を採用した本発明の検出装置は、検出時測定試料を一対の上側と下側の円板状のベータ線用シンチレータで挟んでベータ線用シンチレータ組立体として組み立てておき、一対の円筒状の上側および下側ベータ線用受光器を、そのベータ線用受光器の各端面でベータ線用シンチレータ組立体を挟むように連設してベータ線用受光器組立体とし、円筒状のガンマ線検出器の円形状平面の端面を除く側面にガンマ線検出器の軸線と直行するように円筒状の貫通孔を形成し、ガンマ線用シンチレータをガンマ線検出器ケースの貫通孔の周りに配置し、この貫通孔に前記ベータ線用受光器組立体を隙間が少なくなるように挿通配置する。
【００２３】
シンチレータとして、本発明のベータ線用シンチレータはプラスチックシンチレータ、ガンマ線用シンチレータはタリウム活性化ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ（Ｔｌ））を用いて説明する。
シンチレータで発光した光は非常に微弱な光なので、光を増幅するためにフォトマルチプライヤー（以下、ＰＭＴ）を用いる。ＰＭＴは、光電子増倍管とも云い、光を電気信号に変換する。
【００２４】
ガンマ線・ベータ線同時検出装置は、実施例では、中心位置に測定試料を配置するようになっているベータ線検出用の上側と下側の板状のプラスチックシンチレータと、このプラスチックシンチレータに接合され、このプラスチックシンチレータ内でベータ線に起因して発生する蛍光を検出し信号を発生する上側と下側のＰＭＴ（図示省略）等からなる一対の上側と下側のベータ線用受光器と、ガンマ線検出用のＮａＩ（Ｔｌ）（タリウム活性化ヨウ化ナトリウムシンチレーション）検出器（図示省略）と、ＮａＩ（Ｔｌ）検出器で発生した蛍光を信号に変換して出力するＰＭＴ（図示省略）等からなるガンマ線検出器を備え、測定試料が発生したベータ（β）線を上側と下側のプラスチックシンチレータで捉えて信号に変換して出力すると共に、測定試料が発生したガンマ（γ）線を貫通孔の周りのＮａＩ（Ｔｌ）検出器で捉え、信号に変換して出力する。
【００２５】
測定試料を中心とし、おおよそ全方位的にベータ線用プラスチックシンチレータで包囲すると共に、貫通孔方向以外の方位をカバーするように円筒状のガンマ線用プラスチックシンチレータを配置する。この構成により、ベータ線およびガンマ線を正確且つ効率よくほとんど全方位で検出することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の効果について以下に詳述する。
（１）本発明の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置は、ガンマ線用シンチレータをガンマ線検出器ケースの貫通孔の周りに配置し、ガンマ線検出器ケースの貫通孔にプラスチックシンチレータを有するベータ線用受光器を挿通配置する。
これを実施例に則して説明すると、本発明のタイプ３の検出装置は、ガンマ線検出器の端面を除く側面にガンマ線検出器の軸線と直行するように円筒状の貫通孔を形成し、ガンマ線用シンチレータをガンマ線検出器ケース内の貫通孔の周りに配置し、この貫通孔に前記一対のベータ線用受光器とプラスチックシンチレータからなる受光器組立体を密接状態に挿通配置している。
【００２７】
このように構成したので、小型タイプのベータ線用受光器をガンマ線検出器内に配置して使用空間を小さくしていることに加え、ガンマ線検出器が1台になることにより、装置全体を小さくできる。
さらに、ベータ線用受光器とガンマ線検出器が貫通孔部分で測定試料を中心として交差配置されているので、測定試料から受光器および検出器までの距離を短くでき、その結果測定感度を向上させることができる。また、ガンマ線用シンチレータは、ガンマ線検出器ケース内の貫通孔の周りに配置され、貫通孔内に挿入されるベータ線用受光器組立体内の測定試料に対するガンマ線立体角を、貫通孔方向を除く広角度に構成することができる。
【００２８】
（２）  前記（１）において、前記貫通孔を前記ガンマ線検出器の側面に前記ガンマ線検出器の軸線と直交するように設ける。
本発明の検出装置は、ガンマ線検出器の端面を除く側面にガンマ線検出器の軸線と直行するように円筒状の貫通孔を形成し、この貫通孔にベータ線用受光器組立体を密接状態に挿通配置している。
このように構成することにより、ベータ線用受光器とガンマ線検出器が貫通孔部分で測定試料を中心として直交配置されるので、感度を最大にできる。その結果、計数統計の不確かさを低減させることができる。
【００２９】
また、ベータ線の導光方向とガンマ線の導光方向とが重ならずに測定することができると共に、検出器の配置の制約が少なくなり、外部からのノイズがガンマ線検出器に入ることを防ぐための遮蔽体（通常は鉛ブロックの積み上げ体）を含めた装置関連構成全体を小型にできる。更に、そのように小型化できるため、ハンドキャリーできるサイズおよび重さにすることができ、実験室以外でも測定可能となる。実施例では、例えば、直径１００ｍｍ、中心軸方向長さ３２０ｍｍの構成例がある。
【００３０】
（３）  前記（１）または（２）において、前記ベータ線用受光器を上側ベータ線用受光器と下側ベータ線用受光器の一対とし、前記ベータ線用プラスチックシンチレータを前記一対のベータ線用受光器で挟んでベータ線用受光器組立体とする。
詳しくは、測定試料を一対の円板状のベータ線用プラスチックシンチレータで挟んでベータ線用プラスチックシンチレータ組立体として組み立てておき、一対の円筒状のベータ線用受光器を、そのベータ線用受光器の対向する各端面でベータ線用プラスチックシンチレータ組立体を挟むように連設して受光器組立体とし、円筒状のガンマ線検出器の円形状平面の端面を除く側面にガンマ線検出器の軸線と直行するように円筒状の貫通孔を形成し、この貫通孔に前記ベータ線用受光器組立体を隙間が少なくなるように挿通配置する。
【００３１】
このように構成することにより、測定試料を一対の円板状のベータ線用プラスチックシンチレータで挟んでベータ線用プラスチックシンチレータ組立体として組み立てておくことができるので、簡単に組み立てることができる。
さらに、一対のベータ線用受光器の対向する各端面でベータ線用プラスチックシンチレータ組立体を挟むように連設してベータ線用受光器組立体を組み立てることができるので、簡単に組み立てることができる。
【００３２】
（４）  前記（１）ないし（３）のいずれか１項において、前記貫通孔を円筒状とし、前記プラスチックシンチレータを円板状とし、前記ベータ線用受光器を円筒状とし、前記ガンマ線検出器を円筒状とする。
このように円板状、円筒状とすることにより、円筒状の貫通孔と共通の円形で整合させ、組立時の取り付け角度規制を無くし、組み立て容易とできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のβ線検出器とγ線検出器を組み合わせた大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置の概略図である。
【図２】試料を囲い込むように配置したベータ線用プラスチックシンチレータの概略断面図である。
【図３】本発明の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置の実施例の構成図である。
【図４】従来の、プラスチックシンチレータおよびその周囲の導光部を挟む向きに一対の円筒形状のガンマ線検出器を設け、導光部に連設しガンマ線検出器を囲周するように環状のベータ線用検出器を設けたガンマ線・ベータ線同時検出装置の断面図（中心で切った図）である。
【図５】従来の、一端から井戸構造となる円筒形の穴を開けたガンマ線検出器に、その井戸に底から順にプラスチックシンチレータとベータ線用受光器を挿入する構造のガンマ線・ベータ線同時検出装置の断面図（中心で切った図）である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明のガンマ（γ）線検出器とベータ（β）線検出器を組み合わせた大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置を図面に基づいて詳述する。
【実施例１】
【００３５】
図１に、本発明のタイプ３の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置１の実施例１の概略図を示す。図１（ａ）は鳥瞰図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図（図１（ａ）におけるガンマ線検出器４の円筒軸並びに上側ベータ線用受光器３ａおよび下側ベータ線用受光器３ｂの円筒軸を含む断面図である。）、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ平面図である。
【００３６】
本発明のタイプ３の検出装置１は、ベータ線用プラスチックシンチレータ２、ベータ線用受光器１１および、貫通孔３２を設けたガンマ線検出器３０から構成される。
ベータ線用プラスチックシンチレータ２は、上側ベータ線用プラスチックシンチレータ３と、下側ベータ線用プラスチックシンチレータ５の一対から構成されている。上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ３、５で測定試料１０を挟持する。測定試料１０は、溶液を滴下乾燥させたもので、極めて薄い薄片で構成される。
【００３７】
実用上、測定試料１０を収納したシンチレータ３、５は光学セメントにより封止される。上側ベータ線用プラスチックシンチレータ３、測定試料１０および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ５でベータ線用プラスチックシンチレータ組立体２を形成する。
両ベータ線用プラスチックシンチレータ３，５は、全体形状として板状、好ましくは円板状に形成されている。上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ３，５は、その対向する端面の中央領域、好ましくは径方向中心領域に測定試料１０を囲い込む構成が形成されている。
【００３８】
ベータ線用受光器１１は、上側ベータ線用受光器１２、下側ベータ線用受光器１５の一対から構成されている。ベータ線用受光器１１は、ベータ線用プラスチックシンチレータ２と、このベータ線用プラスチックシンチレータ２内でベータ線に起因して発生するシンチレータ蛍光を検出し信号を発生するベータ線用ＰＭＴ（図示省略）と、ベータ線用ＰＭＴ駆動・検出回路（図示省略）を有する。
【００３９】
上側ベータ線用受光器１２は、上側ベータ線用受光器ケース１３およびそのケース１３内に収納される上側ベータ線用ＰＭＴ（図示省略）および上側ベータ線用ＰＭＴ駆動・検出回路（図示省略）を有する。
上側ベータ線用ＰＭＴ駆動・検出回路は、ＰＭＴのための高圧印加回路、ＰＭＴからの信号を出力する回路等から構成される。
【００４０】
ケース１３は、上下に蓋がある筒体状、好ましくは円筒状に形成される。この蓋の一方は、上側ベータ線用プラスチックシンチレータ３の端部を位置決め固定するように形成される。この蓋の端面は、シンチレータ３を位置決め固定するために、好ましくは、凹型の溝を有する端面構造とする（図示省略）。この凹型の溝にシンチレータ３を嵌合固定する。凹型の溝の深さはシンチレータ３を位置決め収納できる程度の微小な寸法とする。実用上、シンチレータ３は凹型の溝内に収納され、受光器１１および受光器１２への外部からの光の侵入を防ぐための遮光性テープで封止される。
【００４１】
上側ベータ線用ＰＭＴの端面であるベータ線用受光面は、上記受光器ケース１３の蓋を介して、上側ベータ線用プラスチックシンチレータ３の端面と近接状態に対向配置される（図示省略）。この構成により、測定試料からのベータ線を広角度且つ近接状態で検出できるようになる。
下側ベータ線用受光器１５は、下側ベータ線用受光器ケース１６およびそのケース１６内に収納される下側ベータ線用ＰＭＴ（図示省略）および下側ベータ線用ＰＭＴ駆動・検出回路（図示省略）を有する。
【００４２】
下側ベータ線用ＰＭＴ駆動・検出回路は、ＰＭＴのための高圧印加回路、ＰＭＴからの信号を出力する回路等から構成される。
ケース１６は、上下に蓋がある筒体状、好ましくは円筒状に形成される。この蓋の一方は、下側ベータ線用プラスチックシンチレータ５の端部を位置決め固定するように形成される。この蓋の端面は、シンチレータ５を位置決め固定するために、好ましくは、凹型の溝を有する端面構造とする（図示省略）。この凹型の溝にシンチレータ５を嵌合固定する。凹型の溝の深さはシンチレータ５を位置決め収納できる程度の微小な寸法とする。実用上、シンチレータ５は凹型の溝内に収納され、受光器１１および受光器１２への外部からの光の侵入を防ぐための遮光性テープで封止される。
【００４３】
下側ベータ線用ＰＭＴの端面であるベータ線用受光面は、上記受光器ケース１６の蓋を介して、下側ベータ線用プラスチックシンチレータ５の端面と近接状態に対向配置される（図示省略）。この構成により、測定試料からのベータ線を広角度且つ近接状態で検出できるようになる。
【００４４】
上側と下側のベータ線用受光器１２、１５でベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７を嵌合固定並びに挟持して、上側ベータ線用受光器１２、ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７および下側ベータ線用受光器１５でベータ線用受光器組立体２８を形成する。その際、各受光器１２、１５のケース１３、１６の対向する各端面にベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７の各端面を外形形状が整合した状態で固定し、最終的に受光器１２、１５でベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７を挟むように密接状態に連設する。
【００４５】
ガンマ線検出器３０は、ガンマ線検出器ケース３１、そのケース３１内に収納されるガンマ線用シンチレータ（例えば、ＮａＩ（ＴＩ）検出器）（図示省略）３５、ガンマ線用ＰＭＴ（図示省略）およびそのＰＭＴのための高圧印加回路およびＰＭＴからの信号を出力する回路等から構成されるガンマ線用ＰＭＴ駆動・検出回路（図示省略）から構成される。
【００４６】
ガンマ線用シンチレータ３５は、主に、測定試料１０を内包するベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７を挿通配置するケース３１の貫通孔３２に近接してケース３１内に配置される。ガンマ線用ＰＭＴおよびガンマ線用ＰＭＴ駆動・検出回路はガンマ線用シンチレータ３５よりも貫通孔３２からその径方向外方に離間して配置される。
【００４７】
ケース３１は、両端にガンマ線検出器端面３３を構成する蓋がある筒体状、好ましくは円筒状に形成されると共に、この端面３３を除くガンマ線検出器側面３４にガンマ線検出器３０の円筒方向軸線と直行するように貫通孔３２を形成する。
この貫通孔３２に前記一対の上側および下側ベータ線用受光器１２、１５とベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７からなるベータ線用受光器組立体２８を挿通配置する。
【００４８】
ガンマ線用シンチレータ３５およびガンマ線用ＰＭＴ（図示省略）の受光面はベータ線用プラスチックシンチレータ３、５の導光方向と直交する面、換言すると貫通孔３２の軸線方向に沿った面に位置決めされる。この位置決め配置により、ベータ線の受光感度を高い値に保ちながら、ガンマ線を広角度且つ近接状態で検出できる。
【００４９】
以上、図１の概略図に基づいて説明したように、本発明の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置１は、中心位置に測定試料１０を位置決め配置するようになっている上側および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ３、５と、このプラスチックシンチレータ３、５に接合され、プラスチックシンチレータ３、５内でベータ線に起因して発生するシンチレータ蛍光を検出し信号を発生する上側および下側のベータ線用ＰＭＴ（図示省略）と、そのＰＭＴのための高圧印加回路およびＰＭＴからの信号を出力する回路等から構成される上側および下側のベータ線用ＰＭＴ駆動・検出回路と、ガンマ線検出用のガンマ線用プラスチックシンチレータ３５と、このシンチレータ３５で発生した蛍光を信号に変換して出力するガンマ線用ＰＭＴ（図示省略）と、そのＰＭＴのための高圧印加回路およびＰＭＴからの信号を出力する回路等から構成されるガンマ線用ＰＭＴ駆動・検出回路（図示省略）とを備える。
【００５０】
測定試料１０が発生したベータ線をベータ線用プラスチックシンチレータ３、５で捉え、ベータ線用ＰＭＴで信号に変換し、ベータ線用ＰＭＴ駆動・検出回路で信号処理して出力すると共に、測定試料１０が発生したガンマ線をガンマ線用シンチレータ３５で捉え、このガンマ線用シンチレータ３５で発生した蛍光をガンマ線用ＰＭＴ（図示省略）で信号に変換し、ガンマ線用ＰＭＴ駆動・検出回路で処理して出力する。信号は所定の大きさの波高信号になる。
【００５１】
図１の場合、両ベータ線用受光器１２、１５の直径に対するガンマ線検出器３０の直径の比は１：３．７程度になっているが、前記比はこれに限定されない。
【００５２】
本発明のタイプ３のガンマ線・ベータ線同時検出装置１は、以上のように構成されているので、測定試料１０を一対の上側と下側のプラスチックシンチレータ３，５で挟み込むだけで簡単に測定試料１０をセットでき、上側および下側のベータ線用受光器１２、１５を構成するベータ線の検出効率が大きい小型のＰＭＴをそれぞれのベータ線用プラスチックシンチレータ３，５に近づけて設けることができるので、上側および下側のベータ線用受光器２個で同時測定できると共にこの受光器１２、１５を測定試料１０に近づけることができ、その結果、ガンマ線検出器３０を貫通孔３２内の測定試料１０に近接して設けることができるので、測定試料との距離が近くなり、ガンマ線の検出効率を大きくすることができる。さらに、ベータ線の導光方向とガンマ線の導光方向とが重ならずに測定することができる。
【００５３】
また、上記のように構成しているので、測定試料１０を中心としてベータ線用プラスチックシンチレータ３、５の大きな受光立体角を得つつ、対向配置したベータ線用受光器１２、１５により個々の受光器のノイズを低減する機能を保持する。また、貫通孔３２によりガンマ線検出器３０とベータ線用受光器１２、１５を交差して配置したので別々に設ける場合と比べて検出装置全体を小さくできる。
【００５４】
他のタイプの検出装置と比べると、タイプ３のガンマ線・ベータ線同時検出装置１は、
タイプ１の検出装置１００の場合の、発光するプラスチックシンチレータの受光立体角が小さく、導光距離が長くなることによる、弱い発光すなわち低エネルギーのベータ線を計るときの不利を解消し、
タイプ２の検出装置１１０の場合の、受光器自身のノイズが低エネルギーベータ成分と分離できないと共に、受光器から遠い側のプラスチックシンチレータでの発光が、受光器まで届きにくいという不利を解消している。
【００５５】
図１の概略図の例では、ベータ線検出のためにベータ線用プラスチックシンチレータ２を用いているが、例えば、無機シンチレータ、液体シンチレータ、比例計数管、ＧＭ計数管等でもよい。また、ガンマ線検出のためにガンマ線用シンチレータ、例えば、ＮａＩ（Ｔｌ）検出器（図示省略）を用いているが、例えば、他の有機シンチレータ、無機シンチレータ等でもよい。
【００５６】
上記解決手段を採用した本発明の検出装置１は、測定試料１０を一対の円板状の上側および下側ベータ線用プラスチックシンチレータ３、５で挟んでベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７として組み立てておき、一対の円筒状の上側および下側ベータ線用受光器１２、１５を、そのベータ線用受光器１２、１５の対向する端面でベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７を挟むように連設してベータ線用受光器組立体２８とし、円筒状のガンマ線検出器３０の円形状平面の端面２３を除く側面３４にガンマ線検出器３０の軸線と直行するように円筒状の貫通孔３２を形成し、この貫通孔３２に前記一対のベータ線用受光器１２、１５とベータ線用プラスチックシンチレータ３、５からなるベータ線用受光器組立体２８を隙間が少なくなるように挿通配置する。
【００５７】
このように構成しているので、本発明のタイプ３の検出装置１は、下記の（ａ）〜（ｊ）記載の作用・効果を奏する。
（ａ）測定試料１０を一対の上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ３、５で挟み込むだけで簡単にセットでき、
（ｂ）測定試料１０を中心位置に収納する上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ３、５を平板、特に円板とし、この円板を上側および下側ベータ線用受光器１２、１５のケース１３、１６の端部に密接状態に位置決め配置するので、測定試料１０からベータ線用受光器１２、１５までの距離が従来のものより近くなり、しかも測定試料１０からほぼ全方位の広角度でベータ線を計測できる。
【００５８】
（ｃ）逆の見方をすると、上側および下側ベータ線用受光器１２、１５をベータ線用プラスチックシンチレータ３、５に近づけて設けることができる。このことは、例えば、上側および下側ベータ線用受光器１２、１５を構成するＰＭＴ，すなわちベータ線の検出効率が大きく小型のＰＭＴを、上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ３、５に近づけて設けることができるので、受光器２個で同時測定できると共に受光器１２、１５を測定試料１０に近づけて配置できる。同時に、ガンマ線検出器３０を測定試料１０に対しベータ線用プラスチックシンチレータ３、５以外に介在物が無く近接対向配置することができるので、測定試料１０との距離が近くなり、ガンマ線の検出効率を大きくすることができる。
【００５９】
（ｄ）ベータ線用プラスチックシンチレータ３、５で大きな受光立体角を得つつ、互いに対向配置した上側および下側ベータ線用受光器１２、１５により個々の受光器のノイズを低減することができる。
（ｅ）ガンマ線用シンチレータをガンマ線検出器ケースの貫通孔の周りに配置し、ガンマ線検出器の貫通孔にベータ線用プラスチックシンチレータを有するベータ線用受光器を挿通配置しているので、小型タイプのベータ線用受光器をガンマ線検出器内に配置して使用空間を小さくしていることに加え、ガンマ線検出器が1台になることにより、装置全体を小さくできる。
【００６０】
さらに、ベータ線用受光器とガンマ線検出器が貫通孔部分で測定試料を中心として交差配置されているので、測定試料から受光器および検出器までの距離を短くでき、その結果測定感度を向上させることができる。また、ガンマ線用シンチレータは、ガンマ線検出器ケースの貫通孔の周りに配置され、貫通孔内に挿入されるベータ線用受光器組立体内の測定試料に対するガンマ線立体角を、貫通孔方向を除く広角度に構成することができる。
【００６１】
（ｆ）ガンマ線検出器３０に設けた貫通孔３２に上側および下側ベータ線用受光器１２、１５を連結した組立体として配置しているので、連結した分だけ装置全体を小さくできる。さらに、測定試料１０に対しベータ線用受光器１２、１５を連結しているので、ベータ線の測定感度を向上させることができると共に、測定試料１０に対し貫通孔３２を介してガンマ線検出器３０を近接配置したので、測定試料１０に対し近くなった分測定精度の不確かさを低減させることができる。
【００６２】
（ｇ）タイプ１やタイプ２の検出装置と比べると、本発明のタイプ３のガンマ線・ベータ線同時検出装置１は、上記構成を備えることにより、
タイプ１の検出装置１００の場合の発光するプラスチックシンチレータの受光立体角が小さく、導光距離が長くなることによる、弱い発光すなわち低エネルギーのベータ線を計るときの不利を解消し、
タイプ２の検出装置１１０の場合の受光器自身のノイズが低エネルギーベータ成分と分離できないと共に、受光器から遠い側のプラスチックシンチレータでの発光が、受光器まで届きにくいという不利を解消している。
【００６３】
（ｈ）本発明のガンマ線・ベータ線同時検出装置１は、ガンマ線検出器３０に貫通孔３２を設け、測定試料１０を収納する上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ３、５の重ね合わせ方向にベータ線に起因するシンチレータ蛍光を検出し信号を発生するＰＭＴ（図示省略）からなるベータ線用受光器１２および１５を設け、この上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ３、５の重ね合わせ方向と直交する方向にＮａＩ（Ｔｌ）（タリウム活性化ヨウ化ナトリウムシンチレーション）検出器３５を含むガンマ線検出器３０を設けた。
【００６４】
これにより、ベータ線による上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ３、５でのエネルギー付与により発生される上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ３、５内の蛍光は、シンチレータ３、５内を透過して重ね合わせ方向のベータ線ＰＭＴで測定される。
【００６５】
一方、この上側と下側のベータ線用プラスチックシンチレータ３、５の重ね合わせ方向と直交する方向にＮａＩ（Ｔｌ）（タリウム活性化ヨウ化ナトリウムシンチレーション）検出器３５を設けた。これにより、ベータ線の導光方向とガンマ線の導光方向とが重ならずに測定することができると共に、受光器１２、１５と検出器３０の配置の制約が少なくなり、測定しやすくなる。この結果、従来のように液体の人為的な処理を必要とせず、機械的に且つ簡単に、しかも精度よく放射線を検出することができる。また、構成を携帯可能で、コンパクトにできる。
【００６６】
（ｉ）ガンマ線検出器３０に貫通孔３２を設け、ベータ線の検出部とガンマ線の検出部を測定試料に対して異なる方向、即ち直交する方向に配置して、容易な測定試料交換を可能としながらも効率的に測定の立体角を張るようにしたので、計測の手間を大幅に軽減しつつ、正確な計測ができる。
（ｊ）従来のガンマ線スペクトロメトリによる放射能測定よりも感度が高く、用意する測定試料量を低減することができ、測定時間の短縮、コストの低減を図ることができる。
【実施例２】
【００６７】
本発明の実施例２を図３に基づいて詳述する。
図３は本発明の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置の実施例の構成図である。
図３（ａ）は実施例の場合の図１（ｂ）に対応する断面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）の丸印の部分の分解拡大図である。
【００６８】
図３の大立体角ガンマ線・ベータ線同時検出装置１は、図１に概略的に示した、ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７およびベータ線用受光器１１からなるベータ線用受光器組立体２８と、ガンマ線検出器３０の具体的な構成からなる。
ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７は、図３（ｂ）に示すように、測定試料１０と、円板に凹型端面４を設けた凹型ベータ線用プラスチックシンチレータ８と、円板に凸型端面６を設けた凸型ベータ線用プラスチックシンチレータ９からなる。
【００６９】
組立時、凹型端面４の凹部内に測定試料１０を配置すると共に凸型端面６の凸部を凹凸嵌合する。凹型端面４と凸型端面６は円形状の外周形状が好ましい。測定試料１０は、溶液を滴下乾燥させたもので、極めて薄い薄片で構成される。実用上、測定試料１０を収納したシンチレータ８、９は光学セメントにより封止される。
【００７０】
このように組み立てたベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７は、図３（ｂ）に示すように、上側ベータ線用受光器ケース１３の上側凹型端面１４の凹部と下側ベータ線用受光器ケース１６の下側凹型端面１７の凹部に嵌合する。上側および下側の凹型端面１４，１７は、換言すると、環状凸壁で形成されていると云える。この環状凸壁は、上側ベータ線用受光器ケース１３または上側ベータ線用ＰＭＴ２２、および、下側ベータ線用受光器ケース１６または下側ベータ線用ＰＭＴ２３で構成される。
【００７１】
このような嵌合構造をとることにより、測定試料１０を中心として、ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７、上側ベータ線用ＰＭＴ２２および下側ベータ線用ＰＭＴ２３の中心を合わせる位置合わせを行う。
【００７２】
ベータ線用受光器１１は、上側ベータ線用受光器１２と下側ベータ線用受光器１５からなる。上側ベータ線用受光器１２は、筒型の上側ベータ線用受光器ケース１３内に上側ベータ線用ＰＭＴ２２と上側ベータ線用ＰＭＴ駆動・検出回路２４を収納すると共に該ケース１３から信号用や高圧給電用等の上側ベータ線用ケーブル２６を引き出した構造に構成されている。下側ベータ線用受光器１５は、同様に、筒型の下側ベータ線用受光器ケース１６内に下側ベータ線用ＰＭＴ２３と下側ベータ線用ＰＭＴ駆動・検出回路２５を収納すると共に該ケース１６から信号用や高圧給電用等の下側ベータ線用ケーブル２７を引き出した構造に構成されている。
【００７３】
上側および下側ベータ線用ＰＭＴ駆動・検出回路２４、２５は、ＰＭＴのための高圧印加回路、ＰＭＴからの信号を出力する回路等から構成される。
【００７４】
ガンマ線検出器３０は、円筒状のガンマ線検出器ケース３１に、その円筒の長さ方向軸線と直交する方向に貫通孔３２が設けられている。貫通孔３２は両端面を除く側面の円筒面に開口する。貫通孔３２には、開口間に０．５ｍｍ程度の薄いアルミニウム等の金属筒体３７が設けられている。金属筒体３７はガンマ線検出器ケース３１に固定されている。光学窓３９で仕切られたガンマ線検出器ケース３１内で且つ金属筒体３７内を除く空間には、ガンマ線用シンチレータ３５が設けられている。ガンマ線検出器ケース３１とガンマ線用シンチレータ３５の間には反射材３６が貼り付けられている。
【００７５】
光学窓３９で仕切られた残りのガンマ線検出器ケース３１には、磁気シールド３８が埋め込まれ、その内部にガンマ線用ＰＭＴ４０とガンマ線用ＰＭＴ駆動・検出回路４１が光学窓３９から順に収納されている。
ガンマ線用ＰＭＴ駆動・検出回路４１は、ＰＭＴのための高圧印加回路、ＰＭＴからの信号を出力する回路等から構成される。
【００７６】
ガンマ線用ＰＭＴ駆動・検出回路４１に接するガンマ線検出器ケース３１には、信号用や高圧給電用等のガンマ用ケーブル４３を備えたコネクタ４２が設けられている。
ベータ線用受光器組立体２８をガンマ線検出器３０に組み合わせる際、測定試料１０の位置を特定するために、例えば図３（ａ）に示すような、任意の位置合わせを伴う固定装置５０を用いる。固定装置５０は、貫通孔３２のいずれかの開口側に、少なくとも一対設けられる。
【００７７】
図３（ａ）の固定装置５０は、上側と下側の両面にテーパー面を有する両側テーパー部材５１と、下側にテーパー面を設けた下側テーパー部材５２と、上側にテーパー面を設けた上側テーパー部材５３と、加圧用コイルバネを備えたバネ付きボルト５４からなる。ベータ線用受光器組立体２８の上側ベータ線用受光器ケース１３（又は、下側ベータ線用受光器ケース１６）に、軸線方向と直交する外向きに両側テーパー部材５１を凸設する。この両側テーパー部材５１に対向するガンマ線用筐体３１の対応位置に、上側テーパー部材５３を固定し、その上に下側テーパー部材５２を載せ、両部材をバネ付きボルト５４で弾圧状態に固定する。
【００７８】
ボルト５４を螺合する際、両側のテーパー部材のテーパー面のスライド動作によりベータ線用受光器組立体２８が所定の中心位置に移動され加圧状態に固定される。
このボルト５４の螺合操作に先行して、上述したように、ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７を上記のように凹凸嵌合による位置決めにより構成し、上側ベータ線用受光器１２と下側ベータ線用受光器１５の連結を前記組立体７と上側および下側凹型端面１４、１７の凹凸嵌合により構成する。
【００７９】
図３の実施例のように構成したので、以下のような作用・効果を奏する。
（１）測定試料１０は、凹型ベータ線用プラスチックシンチレータ８の凹型端面４内に凸型ベータ線用プラスチックシンチレータ９の凸型端面６で適切に位置決め固定できる。
（２）凹型および凸型のベータ線用プラスチックシンチレータ８と９は、凹型端面４内に凸型端面６を嵌合することで固定できる。
【００８０】
（３）ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７は、上側および下側のベータ線用受光器１２、１５の上側凹型端面１４および下側凹型端面１７の凹部内に嵌合固定できる、
（４）  前記（３）のように嵌合固定することで、上側および下側のベータ線用受光器１２、１５を中心位置で位置合わせして連結できる、
【００８１】
（５）貫通孔３２内にその両側からベータ線用受光器組立体２８を挿通できるので、測定試料１０に対して凹型端面１４を備えた上側ベータ線用ＰＭＴ２２と凹型端面１７を備えた下側ベータ線用ＰＭＴ２４を対向配置でき、測定試料料１０からのベータ線をほとんど全方位的に検出可能とできる、
【００８２】
（６）測定試料１０を固定したベータ線用受光器組立体２８を貫通孔３２内に挿通配置し、貫通孔３２の半径方向の周囲にガンマ線用シンチレータ３５を設けるので、ベータ線の検出が高効率に行えると共に、ガンマ線の検出も高効率に行える。
（７）ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体７は、測定試料１０を包囲するように構成してあるので、ベータ線をおおよそ全方位で検出可能となる。
また、ガンマ線用シンチレータは、ガンマ線検出器ケースの貫通孔の周りに配置され、貫通孔内に挿入されるベータ線用受光器組立体内の測定試料に対するガンマ線立体角を、貫通孔方向を除く広角度に構成することができる。
以上述べた図３の実施例は図１の本発明の概略図で説明した技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【００８３】
１    ガンマ線・ベータ線同時検出装置
２    ベータ線用プラスチックシンチレータ
３    上側ベータ線用プラスチックシンチレータ
４    凹型端面
５    下側ベータ線用プラスチックシンチレータ
６    凸型端面
７    ベータ線用プラスチックシンチレータ組立体
８    凹型ベータ線用プラスチックシンチレータ
９    凸型ベータ線用プラスチックシンチレータ
１０    測定試料
１１    ベータ線用受光器
１２    上側ベータ線用受光器
１３    上側ベータ線用受光器ケース
１４    上側凹型端面
１５    下側ベータ線用受光器
１６    下側ベータ線用受光器ケース
１７    下側凹型端面
２２    上側ベータ線用ＰＭＴ
２３    下側ベータ線用ＰＭＴ
２４    上側ベータ線用ＰＭＴ駆動・検出回路
２５    下側ベータ線用ＰＭＴ駆動・検出回路
２６    上側ベータ線用ケーブル
２７    下側ベータ線用ケーブル
２８    ベータ線用受光器組立体
３０    ガンマ線検出器
３１    ガンマ線検出器ケース
３２    貫通孔
３３    ガンマ線検出器端面
３４    ガンマ線検出器側面
３５    ガンマ線用シンチレータ
３６    反射材
３７    金属筒体
３８    磁気シールド
３９    光学窓
４０    ガンマ線用ＰＭＴ
４１    ガンマ線用ＰＭＴ駆動・検出回路
４２    コネクタ
４３    ガンマ線用ケーブル
５０    固定装置
５１    両側テーパー部材
５２    上側テーパー部材
５３    下側テーパー部材
５４    バネ付きボルト  
【図１】
2015064272.tif 000003
【図２】
2015064272.tif 000004
【図３】
2015064272.tif 000005
【図４】
2015064272.tif 000006
【図５】
2015064272.tif 000007