(57)【要約】【課題】ノイズとなる背景光が高強度である場合にも背景光を除去してα線による窒素の発光画像のみを観測する放射線検出器および放射線検出方法を提供する。【解決手段】放射線検出器１０Ａは、アルファ線による気体の発光の波長を選択して観測する波長選択手段１１と、波長選択手段により波長選択された前記アルファ線による気体の発光の偏光を異なる二つの方向を選択して観測する偏光選択手段１２と、前記気体の発光を結像する光学系１３と、波長および偏光が選択された前記気体のアルファ線による発光画像を観測し、当該発光画像の各場所の光子を検出する光子検出手段１４と、偏光選択手段が前記気体の発光の偏光の向きを変化させる前後で前記光子をカウントした数の変化に基づいて前記発光画像に検出される光子のうち、前記アルファ線による気体の発光に起因する光子数に基づいて前記アルファ線の計数を求める計数手段１６とを具備する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルファ線による気体の発光の波長を選択して観測する波長選択手段と、
この波長選択手段により波長選択された前記アルファ線による気体の発光の偏光を、異なる二つの方向を選択して観測する偏光選択手段と、
前記気体の発光を結像する光学系と、
波長および偏光が選択された前記気体のアルファ線による発光画像を観測し、当該発光画像の各場所の光子を検出する光子検出手段と、
前記偏光選択手段が前記気体の発光の偏光の向きを変化させる前後で前記光子をカウントし、そのカウント数の変化に基づいて前記発光画像に検出される光子のうち、前記アルファ線による気体の発光に起因する光子を特定し、特定した光子のカウント数に基づいて前記アルファ線の計数を求める計数手段と、を具備することを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
前記光学系および前記光子検出手段の少なくとも一方を回転または移動させて前記光学系と前記光子検出手段との間の角度を所望の角度に調整し固定する角度設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記アルファ線による気体の発光領域に対し、波長を選択して偏光状態にある光を投光する偏光投光手段をさらに具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記偏光投光手段は、偏光状態にある光を照射する偏光光源を備えることを特徴とする請求項３記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記偏光投光手段は、偏光していない光を照射する光源と、
前記光源から照射される光の進行方向に対して垂直かつ特定の一方向の成分を取り出す偏光選択手段と、を備えることを特徴とする請求項３記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記光子検出手段が光子を検出する領域と同一領域におけるガンマ線を検出するガンマ線検出手段をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記ガンマ線検出手段は、前記ガンマ線を検出するガンマ線検出素子を格子状に配置して構成されることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の放射線検出器。
【請求項８】
前記光子検出手段は、前記光子を検出する光センサを格子状に配置して構成される光子検出器アレイであることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記光子検出器アレイは、冷却機能を持つＣＣＤ、電子増倍機能を持つＥＭＣＣＤ（Electron Multiplying ＣＣＤ）、ＩＣＣＤ（Intensified ＣＣＤ）、裏面照射型ＣＣＤ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、およびＭＰＰＣ(Multi-Pixel Photon Counter)から選択される少なくとも１種類を用いて構成されることを特徴とする請求項８記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記光子検出器アレイは、光電子増倍管、ＰＩＮフォトダイオード、およびアバランシェフォトダイオードから選択される少なくとも１種類以上の光センサを格子状に配設した光センサ群であることを特徴とする請求項８記載の放射線検出器。
【請求項１１】
アルファ線による気体の発光の波長を選択して観測する波長選択工程と、
この波長選択工程により波長選択された前記アルファ線による気体の発光の偏光を、異なる二つの方向を選択して観測する偏光選択工程と、
光学系によって前記気体の発光を結像する発光結像工程と、
光子検出手段によって、波長および偏光が選択された前記気体のアルファ線による発光画像を観測し、当該発光画像の各場所の光子を検出する光子検出工程と、
偏光選択手段によって、カウントされる前記気体の発光の偏光の向きを変化させる前後の光子のカウント数の変化に基づいて前記発光画像に検出される光子のうち、前記アルファ線による気体の発光に起因する光子を特定し、特定した光子のカウント数に基づいて前記アルファ線の計数を求める計数工程と、を具備することを特徴とする放射線検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器および放射線検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なアルファ線（α線）の検出器として、例えば、アルファ線が入射すると発光するＺｎＳシンチレータを用いたサーベイメータがある。しかし、前記サーベイメータは、センシング部を検査対象表面へ近接させて走査する必要があるため、時間と手間がかかるという課題がある。
【０００３】
これに対し、アルファ線が窒素分子を励起して紫外線を放射する（紫外光が発光する）ことを利用し、遠隔から窒素の発光画像を観測してアルファ線を検出する放射線検出器がある（例えば、非特許文献１）。
【０００４】
図８は、従来の窒素の発光画像を観測してアルファ線を検出する放射線検出器の構成例を示す説明図である。
【０００５】
放射線検出器１００は、窒素の発光領域１の発光を集光する集光レンズ１０１と、集光した発光から窒素の発光波長を選択する波長選択素子１０２と、波長が選択された窒素の発光を画像観測する冷却機能を有するＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備える画像観測装置１０３と、画像観測装置１０３で画像観測された観測画像からアルファ線による窒素の発光領域１を抽出して表示する画像処理装置１０４と、を備えて構成される。
【０００６】
放射線検出器１００では、まず、アルファ線による窒素の発光（紫外光）が生じている発光領域１およびノイズとなる背景光が、集光レンズ１０１によって集光されて波長選択素子１０２に導かれる。続いて、波長選択素子１０２に導入された光は、波長選択素子１０２で背景光（ノイズ）が除去されて画像観測装置１０３へ伝送され、さらに、画像観測装置１０３の受光面上に窒素の発光領域１の像を形成する。
【０００７】
画像観測装置１０３で形成される窒素発光（発光領域１）の像は、画像処理装置１０４へ伝送され、画像処理装置１０４で窒素の発光領域１が抽出され、着色されて、例えば内蔵されるディスプレイ等の表示部に画像表示される。この時、画像観測装置１０３の内部には、熱励起のノイズ信号が発生するが、画像観測装置１０３は、冷却機能を有することから熱励起のノイズ信号の発生を抑えることができる。
【０００８】
このように、従来の窒素の発光画像を観測してアルファ線を検出する放射線検出器の一例である放射線検出器１００では、アルファ線による窒素の発光画像のみを観測でき、アルファ線の検出が可能となっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】F. Lamadie、外５名、「核施設における遠隔アルファ線イメージング：新しい結果と予想」（“Remote Alpha Imaging in Nuclear Installations：New Results and Prospects”）、アイ・トリプル・イー  トランザクション  オン  ニュークリア  サイエンス（IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE）、２００５年１２月（DECEMBER 2005）、第５２巻（VOL.52）、第６号（NO.6）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上述の放射線検出器では、アルファ線による窒素の発光は光子単位の極めて微弱な発光であることから、背景光が高強度である場合には、波長選択素子を用いても、窒素の発光に対して影響がない程度にまで背景光を除去することが困難になる。この結果、背景光が高強度である場合には除去できず、アルファ線による窒素の発光画像のみを観測できないという課題がある。
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、ノイズとなる背景光が高強度である場合においても、背景光を除去してアルファ線による窒素の発光画像のみを観測する放射線検出器および放射線検出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】
【００１２】
本発明の実施形態に係る放射線検出器は、上述した課題を解決するため、アルファ線による気体の発光の波長を選択して観測する波長選択手段と、この波長選択手段により波長選択された前記アルファ線による気体の発光の偏光を、異なる二つの方向を選択して観測する偏光選択手段と、前記気体の発光を結像する光学系と、波長および偏光が選択された前記気体のアルファ線による発光画像を観測し、当該発光画像の各場所の光子を検出する光子検出手段と、前記偏光選択手段が前記気体の発光の偏光の向きを変化させる前後で前記光子をカウントし、そのカウント数の変化に基づいて前記発光画像に検出される光子のうち、前記アルファ線による気体の発光に起因する光子を特定し、特定した光子のカウント数に基づいて前記アルファ線の計数を求める計数手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明の実施形態に係る放射線検出方法は、上述した課題を解決するため、アルファ線による気体の発光の波長を選択して観測する波長選択工程と、この波長選択工程により波長選択された前記アルファ線による気体の発光の偏光を、異なる二つの方向を選択して観測する偏光選択工程と、光学系によって前記気体の発光を結像する発光結像工程と、光子検出手段によって、波長および偏光が選択された前記気体のアルファ線による発光画像を観測し、当該発光画像の各場所の光子を検出する光子検出工程と、偏光選択手段によって、カウントされる前記気体の発光の偏光の向きを変化させる前後の光子のカウント数の変化に基づいて前記発光画像に検出される光子のうち、前記アルファ線による気体の発光に起因する光子を特定し、特定した光子のカウント数に基づいて前記アルファ線の計数を求める計数工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ノイズとなる背景光が高強度である場合においても、背景光を除去してアルファ線による窒素の発光画像のみを観測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器の一例を示す概略図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器の変形例を示す概略図。
【図３】窒素の発光スペクトルを示す説明図。
【図４】本発明の実施形態に係る放射線検出器で計測・表示される画像を示す説明図であり、（Ａ）は実際の状態を示す概略図、（Ｂ）は観測画像の概略図、（Ｃ）は表示画像の概略図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る放射線検出器の一例を示す概略図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る放射線検出器の変形例を示す概略図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る放射線検出器の一例を示す概略図。
【図８】従来の窒素の発光画像を観測してアルファ線を検出する放射線検出器の構成例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る放射線検出器および放射線検出方法について、図面を参照して説明する。
【００１７】
[第１の実施形態]
図１〜３は、本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器および放射線検出方法を説明する図である。
より詳細には、図１が本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器の一例である放射線検出器１０Ａの構成を示す概略図、図２が放射線検出器１０Ａの変形例を示す概略図である。また、図３は窒素の発光スペクトルを示す説明図である。なお、符号１は、発光領域である。
【００１８】
放射線検出器１０Ａは、例えば、波長選択手段１１と、偏光選択手段１２と、光学系１３と、光子検出手段１４と、角度設定手段１５と、計数手段１６と、表示手段１７とを具備する。
【００１９】
波長選択手段１１は、アルファ線による窒素の発光の波長を選択する手段であり、アルファ線による窒素の発光波長の帯域にある光を透過させて後段（偏光選択手段１２）へ導く一方、当該帯域外の光を透過させない。
【００２０】
波長選択手段１１は、干渉式、吸収式、回折式、および散乱式の波長選択素子の少なくとも何れかを用いて構成され、例えば、窒素の発光波長を透過させるバンドパスフィルタ（以下、「ＢＰＦ」と省略する。）を適用することができる。
【００２１】
ここで、窒素の発光波長は、３１６ナノメートル[ｎｍ]、３３７[ｎｍ]、３５８[ｎｍ] 、３８０[ｎｍ]等（図３）であり、窒素の発光は紫外光である。波長選択手段１１に適用するＢＰＦは、前記発光波長（発振波長）を１つだけ含む、前記発光波長のうち２つ若しくは３つの発光波長を含み当該発光波長以外は含まない、又は前記発光波長以外も含めて前記発光波長の帯域を含む等の透過特性を持つＢＰＦから選択される。
【００２２】
偏光選択手段１２は、波長選択手段１１によって波長選択された窒素の発光の偏光を選択して観測する手段であり、例えば、偏光板、偏光フィルム、偏光プリズム等の直線偏光成分を取り出す装置（デバイス）を用いて構成される。
【００２３】
光学系１３は、偏光選択手段１２によって直線偏光成分が取り出された光から窒素の発光を含む像を結像する手段であり、単一又は複数の光学素子で構成される。光学素子としては、例えば、凹凸形状の反射鏡やレンズ、放物面鏡、非球面レンズ、又は、これらを組み合わせたものを適用することができる。
【００２４】
なお、光学系１３は、結像可能な限り、どのような構成であっても良く、例えば、単一又は複数枚の光学レンズ１３ａで構成される透過光学系（図１）、単一又は複数枚の反射鏡１３ｂ１，１３ｂ２で構成される反射光学系（図２）、又は上記透過光学系および反射光学系の少なくとも一方を複数組み合わせて構築される光学系を適用することができる。
【００２５】
光子検出手段１４は、波長と偏光が選択されたアルファ線による窒素の発光画像を観測し、発光画像の各場所の光子を検出する手段である。光子検出手段１４は、例えば、光子を検出する光センサが格子状に配置された光子検出器アレイ１４ａで構成される。
【００２６】
光子検出器アレイ１４ａとしては、例えば、冷却機能を持つＣＣＤ（Charge Coupled Device）、電子増倍機能を持つＥＭＣＣＤ（Electron Multiplying ＣＣＤ）やＩＣＣＤ（Intensified ＣＣＤ）、裏面照射型ＣＣＤやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの画像計測センサが適用できる。
【００２７】
また、前記画像計測センサの他にも、アバランシェフォトダイオード（Avalanche Photodiode：ＡＰＤ）を格子状に配置したＭＰＰＣ (Multi-Pixel Photon Counter)や、光電子増倍管（Photomultiplier Tube：ＰＭＴ）、ＰＩＮフォトダイオード、およびアバランシェフォトダイオードなどの光センサを格子状に配設した光センサ群を画像計測センサとして適用することもできる。
【００２８】
なお、前記光センサ群は、必ずしも同じ種類（任意の１種類）の光センサを格子状に配設したものでなくても良く、例えば、ＰＭＴおよびＡＰＤのようにそれぞれ種類が異なる光センサを格子状に配設して構成したものでも良い。すなわち、複数種類の光センサを格子状に配設した光センサ群を画像計測センサとして適用することもできる。
【００２９】
角度設定手段１５は、光学系１３と光子検出手段１４との間の角度を所望の角度に調整し固定する手段である。角度設定手段１５は、例えば、回転機構、移動機構、又はこれらの組み合わせで構成され、光学系１３を構成する光学素子１３ａ，１３ｂ１，１３ｂ２（図１，２）および光子検出手段１４としての光子検出器アレイ１４ａの少なくとも一方を回転させたり、移動させたりすることで、両者の角度関係を調整する。
【００３０】
角度設定手段１５を構成する回転機構や移動機構は、モータ方式、ピエゾ方式、磁力方式等の回転機能や移動機能を実現する各種方式が適用できる。
【００３１】
計数手段１６は、光子検出手段１４としての光子検出器アレイ１４ａの各々から出力されるパルス（パルス信号）のうち、アルファ線による窒素の発光パルス数をカウントし、当該カウント数に基づいてアルファ線の計数を求める。
【００３２】
光子検出手段１４から出力されるパルス（パルス信号）には、アルファ線による窒素の発光パルスの他にもノイズパルスが含まれるが、計数手段１６に入力されるパルスの波高値に対して閾値を設定し、波高値が閾値よりも上か下かでアルファ線による窒素の発光パルスとノイズパルスとを弁別する。
【００３３】
計数手段１６は、入力されるパルスの波高値が設定される閾値よりも高い場合、入力されるパルスをアルファ線による窒素の発光パルスとしてカウントする一方、設定される閾値よりも低い場合にはノイズとみなしてカウントしない。
【００３４】
計数手段１６は、例えば、アナログ回路、デジタル回路、若しくはアナログ回路とデジタル回路とを組み合せた計数回路、又は汎用の計算機を計数手段として機能させるプログラム（ソフトウエア）で構成できる。
【００３５】
表示手段１７は、計数手段１６で算出されたカウント数からアルファ線による発光画像を画像表示する手段であり、例えば、ディスプレイで構成される。
【００３６】
表示手段１７は、計数手段１６がカウントした光子検出手段１４としての光子検出器アレイ１４ａの各々から検出される窒素のパルス発光数をアナログ又はデジタル値で表示する。さらに、表示手段１７は、計数手段１６がカウントした窒素のパルス発光数を色表示へ変換し、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ブラウン管（ＣＲＴ）、有機ＥＬディスプレイ等の画面（２次元画面）上に表示する。
【００３７】
続いて、放射線検出器１０Ａの作用（放射線検出器１０Ａで行われる処理手順）について説明する。
【００３８】
放射線検出器１０Ａの観測可能な領域（観察領域）内にアルファ核種が存在しており、アルファ線が放出されると、アルファ核種の表面から約５０ミリメートル［ｍｍ］以内にある大気中の窒素が励起され、極めて微弱光ではあるが３１６ナノメートル[ｎｍ]、３３７[ｎｍ]、３５８[ｎｍ] 、３８０[ｎｍ]（図３）等の輝線を持つパルス紫外光が生じる。このパルス紫外光は、アルファ核種の表面近傍の発光点から等方的に発光する。
【００３９】
図４は、本発明の実施形態に係る放射線検出器で計測・表示される画像を示す説明図であり、図４（Ａ）は実際の状態を示す概略図、（Ｂ）は観測画像の概略図、（Ｃ）は表示画像の概略図である。
【００４０】
図４（Ａ）に示されるように、パルス紫外光の発光領域（以下、「紫外光領域」と称する。）２の周辺には、太陽光や各種照明が反射することで明るい反射光領域３、発光ダイオード（light Emitting Diode：ＬＥＤ）や電球、蛍光灯など照明の直接光が存在するために明るい直接光領域４などの発光領域１が形成される場合が普通である。
【００４１】
放射線検出器１０Ａは、紫外光領域２の他に反射光領域３および直接光領域４を含めた発光領域１全体を観測する。すなわち、放射線検出器１０Ａには、紫外光領域２で発生する窒素のパルス紫外光の他、反射光（反射光領域３）や直接光（直接光領域４）も含む光が入光（入射）する。
【００４２】
放射線検出器１０Ａに入射する光は、波長選択手段１１、偏光選択手段１２、および光学系１３を経由して、光子検出器アレイ１４ａで受光される。光子検出器アレイ１４ａは、発光領域２を含む観察領域（図４（Ａ）に相当）の画像（以下、「観察画像」と称する。）を計測する（図４（Ｂ）に相当）。
【００４３】
放射線検出器１０Ａでは、まず、波長選択手段１１で入射した光から窒素の発光波長以外の波長が取り除かれ（波長選択工程）、続いて、偏光選択手段１２で波長選択手段１１により波長選択された窒素の発光の偏光が選択れる（偏光選択工程）。波長選択手段１１および偏光選択手段１２で窒素の発光の波長および偏光が選択された光は、光学系１３で結像され（発光結像工程）、光子検出器アレイ１４ａで受光される（光子検出工程）。
【００４４】
ここで、放射線検出器１０Ａが偏光選択手段１２を具備するのは、太陽光や各種照明などの反射光、ＬＥＤや電球、蛍光灯などの照明の直接光が弱い場合には、波長選択手段１１で取り除くことができるが、反射光や直接光が強い場合には、十分に取り除くことができない場合もあるためである。放射線検出器１０Ａでは、反射光や直接光が強い場合にも反射光や直接光を除去可能とするために、波長選択された光から偏光選択手段１２で偏光の選択を実行している。
【００４５】
放射線検出器１０Ａでは、偏光選択手段１２によって偏光の向きを変えながら観察領域を観察し、各領域２，３，４の光の強度変化を計測する。ここで、窒素の発光および照明の直接光には偏光の偏りがない一方、反射光には偏光の偏りがあるため、偏光の向きを変えて観測することによって、偏光の偏りがある反射光の強度が変化する。
【００４６】
このような窒素の発光、直接光、および反射光の偏光の偏りの有無を利用することで、光子検出器アレイ１４ａで観測される観察画像（図４（Ｂ））において、偏光の向きを変化させる前後で強度が変化した領域が反射光領域７であると特定することができる。
【００４７】
また、図４（Ｂ）に示される観察画像を目視する、又はＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するカメラ等で観察することにより、直接光領域８（図４（Ｂ））は、直接光による発光でありノイズであることがわかる。
【００４８】
この結果、図４（Ｂ）に示される観察画像中の領域６，７，８のうち、反射光領域７と直接光領域８はノイズであり、アルファ線による窒素のパルス紫外光の領域（以下、「紫外光領域」と称する。）は、紫外光領域６であると特定でき、観察領域内の紫外光領域２（図４（Ａ））にアルファ核種があることが特定できる。
【００４９】
このようにして、光子検出器アレイ１４ａで観測されるアルファ線による窒素の発光パルスを計数手段１６で計数すること（計数工程を実行する）によって、アルファ線による窒素の発光パルスの計数値からアルファ核種の放射能が算出できる。
【００５０】
表示手段１７には、計数手段１６で計数された窒素のパルス発光数（計数値）の分布（窒素のパルス発光の分布）と対応するアルファ核種の分布が発光領域６として画像表示される（図４（Ｃ））。このとき、実際の紫外光領域２、反射光領域３、および直接光領域４（図４（Ａ））に対応する観察画像（図４（Ｂ））中の発光領域６、反射光領域７、および直接光領域８のうち、ノイズとなる背景光の領域である反射光領域７および直接光領域８が除去されて表示される（図４（Ｃ））。
【００５１】
なお、上述した放射線検出器１０Ａでは、偏光選択手段１２が偏光の向きを変えながら観察領域を観察し、観察領域（各領域２，３，４を含む領域：図４（Ａ）参照）の光の強度変化を計測することによって、反射光の強度が変化する領域を反射光領域３として特定する例を説明しているが、角度設定手段１５を動作させて光子検出器アレイ１４ａの視野を変えながら観察領域（各領域２，３，４）の強度変化を計測することによっても、反射光領域３を特定することができる。
【００５２】
また、角度設定手段１５を動作させて光子検出器アレイ１４ａの視野を変えることによっても、反射光の反射角が変化するので、偏光選択手段１２が偏光の向きを変える場合と同様、当該反射角の変化により強度変化が生じる領域を反射光領域３として特定することができる。
【００５３】
上述した放射線検出器１０Ａおよび放射線検出器１０Ａを用いて行う放射線検出方法によれば、太陽光や各種照明の反射光が生じている反射光領域３、および直接光が生じている直接光領域４を含み得る観察領域内で生じるアルファ線による窒素のパルス紫外光を反射光や直接光を含めて光子検出器アレイ１４ａで観測するとともに、偏光選択手段１２が偏光の向きを変える、又は角度設定手段１５が光子検出器アレイ１４ａの視野を変えながら光子検出器アレイ１４ａで観測される光の強度変化を計測することで、光子検出器アレイ１４ａで観測される光のうち、反射光を特定することができる。また、観察領域中の直接光については、目視や画像計測センサで観測することによって観察領域中の直接光を特定することができる。
【００５４】
故に、上述した放射線検出器１０Ａおよび放射線検出器１０Ａを用いて行う放射線検出方法によれば、観察領域内にノイズとなる背景光（反射光領域３からの反射光および直接光領域４からの直接光）が高強度である場合においても、観察画像（図４（Ｂ））内の各領域６，７，８から当該観察領域で生じるアルファ線による窒素の紫外パルス発光の領域である紫外光領域６を特定でき、観察領域内の紫外光領域２（図４（Ａ））にアルファ核種があることが特定できる。
【００５５】
なお、上述した放射線検出器１０Ａは、角度設定手段１５と、表示手段１７とを具備する例を説明したものであるが、放射線検出器１０Ａは、必ずしも、角度設定手段１５および表示手段１７を具備していなくても良く、少なくとも、波長選択手段１１、偏光選択手段１２、光学系１３、光子検出手段１４、および計数手段１６を具備していれば良い。
【００５６】
波長選択手段１１、偏光選択手段１２、光学系１３、光子検出手段１４、および計数手段１６を具備する放射線検出器１０Ａでは、光子検出器アレイ１４ａの視野を変えることなく偏光選択手段１２が行う偏光の向きの調整によって反射光を特定する。計数手段１６が計数した窒素の発光パルスの計数値は、外部機器を接続する機器インターフェイスに外部機器である表示装置を接続すれば、当該表示装置で確認することができる。
【００５７】
また、上述した放射線検出器１０Ａでは、アルファ線による窒素の発光を観測する例を説明しているが、必ずしも窒素の発光に限られない。本発明の実施形態に係る放射線検出器では、アルファ線による気体の発光を観測できれば、気体の種類は任意である。
【００５８】
さらに、アルファ線による気体の発光を観測するにあたって、観測対象となる発光を生じる気体を雰囲気中にパージしてもよい。例えば、アルゴン（Ａｒ）等のアルファ線によって効率的に発光する気体を雰囲気中にパージして、パージしたアルゴンのアルファ線による発光を観測しても良い。
【００５９】
[第２の実施形態]
図５は本発明の第２の実施形態に係る放射線検出器および放射線検出方法を説明する図であり、より詳細には、本発明の第２の実施形態に係る放射線検出器の一例である放射線検出器１０Ｂの構成を示す概略図である。
【００６０】
放射線検出器１０Ｂは、放射線検出器１０Ａに対して、偏光投光手段２１をさらに具備する点で相違するが、その他の点では実質的に相違しない。そこで、本実施形態の説明では、上記相違点を中心に説明し、放射線検出器１０Ａと同一の構成要素には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００６１】
放射線検出器１０Ｂは、例えば、波長選択手段１１と、偏光選択手段１２と、光学系１３と、光子検出手段１４と、角度設定手段１５と、計数手段１６と、表示手段１７とを具備し、さらに、偏光投光手段２１を具備する。
【００６２】
偏光投光手段２１は、窒素のパルス紫外光の発光領域に偏光状態にある光（偏光）を投光（照射）する手段であり、目視や画像センサにおける視認性を向上させる。偏光投光手段２１は、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）、ＬＥＤ、又はレーザ光源等の偏光を照射する光源（以下、「偏光光源」と称する。）２３で構成される。
【００６３】
このように構成される放射線検出器１０Ｂでは、放射線検出器１０Ａが行う放射線検出の処理手順に対して、偏光投光手段２１（図５に示される例では偏光光源２３）が領域２，３，４（図４（Ａ））のうち少なくとも紫外光領域２を含む観察領域へ投光するステップ（以下、「偏光投光ステップ」と称する。）がさらに実行される。なお、その他の処理ステップについては、放射線検出器１０Ａが行う放射線検出の処理手順と同様であるため、以下の説明では偏光投光ステップを中心に説明する。
【００６４】
偏光投光ステップにおいて、偏光投光手段２１が観察領域へ投光する際には、偏光投光手段２１の偏光の向きと偏光選択手段１２の偏光の向きとが直交するように、偏光投光手段２１および偏光選択手段１２の少なくとも一方の偏光の向きを調整して固定する。偏光投光手段２１の偏光の向きと偏光選択手段１２の偏光の向きとが直交する位置関係では、反射光を完全に取り除くことができるので、観察画像（図４（Ｂ））中の反射光領域７を無くすことができる。
【００６５】
また、偏光投光手段２１からの投光によって観察領域の視認性が向上することから、観察画像（図４（Ｂ））を目視する、又は撮像素子を有するカメラ等で観察することによる直接光領域８（図４（Ｂ））の特定がより容易になる。
【００６６】
上述した放射線検出器１０Ｂおよび放射線検出器１０Ｂを用いた放射線検出方法によれば、放射線検出器１０Ｂが偏光投光手段２１を具備するので、窒素のパルス紫外光の発光領域に偏光状態にある光（偏光）を投光することができる。このとき、偏光投光手段２１の偏光の向きと偏光選択手段１２の偏光の向きとが直交するように、偏光投光手段２１および偏光選択手段１２の少なくとも一方の偏光の向きを調整することによって、反射光を完全に取り除くことができる。
【００６７】
また、放射線検出器１０Ｂおよび放射線検出器１０Ｂを適用した放射線検出方法によれば、偏光投光手段２１からの投光によって観察領域の視認性が向上するので、観察画像（図４（Ｂ））を目視する、又は撮像素子を有するカメラ等で観察することによる直接光領域８（図４（Ｂ））の特定をより容易にすることができる。
【００６８】
なお、上述した放射線検出器１０Ｂは、偏光投光手段２１の一例として、偏光光源２３を備える例を説明しているが、放射線検出器１０Ｂの偏光投光手段２１は、全体として偏光状態にある光（偏光）を投光（照射）できるのであれば、必ずしも偏光光源２３を用いる必要はない。すなわち、偏光光源２３を備えない偏光投光手段２１も適用できる。
【００６９】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る放射線検出器の一例である放射線検出器１０Ｂの変形例の構成を示す概略図である。
【００７０】
図５に示される放射線検出器１０Ｂでは、偏光光源２３を用いて偏光投光手段２１が構成されているが、図６に示されるように、偏光光源２３の代わりに、例えば、フラッシュランプ、蛍光灯、ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）等の偏光していない状態にある光源２５を適用し、さらに、進行方向に対して垂直かつ特定の一方向の成分（直線偏光成分）を取り出す偏光選択手段２６を合わせて適用した構成（光源２５と偏光選択手段２６とを備える構成）とすることで、全体として偏光状態にある光を投光できる偏光投光手段２１を構築することもできる。
【００７１】
[第３の実施形態]
図７は本発明の第３の実施形態に係る放射線検出器および放射線検出方法を説明する図であり、より詳細には、本発明の第３の実施形態に係る放射線検出器の一例である放射線検出器１０Ｃの構成を示す概略図である。
【００７２】
放射線検出器１０Ｃは、放射線検出器１０Ａに対して、ガンマ線検出手段３１をさらに具備する点で相違するが、その他の点では実質的に相違しない。そこで、本実施形態の説明では、上記相違点を中心に説明し、放射線検出器１０Ａと同一の構成要素には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００７３】
放射線検出器１０Ｃは、例えば、波長選択手段１１と、偏光選択手段１２と、光学系１３と、光子検出手段１４と、角度設定手段１５と、計数手段１６と、表示手段１７とを具備し、さらに、ガンマ線検出手段３１を具備する。
【００７４】
ガンマ線検出手段３１は、光子検出手段１４が光子を検出する領域と同一領域におけるガンマ線を検出する手段である。
【００７５】
ガンマ線検出手段３１は、例えば、光子検出手段１４としての光子検出器アレイ１４ａと同一領域のガンマ線の強度画像を観測するガンマ線検出アレイ３１ａで構成される。このガンマ線検出アレイ３１ａは、例えば、ガンマ線の分布を画像計測して検出する半導体検出素子等のガンマ線検出素子を格子状に並べて構成される。
【００７６】
ガンマ線検出アレイ３１ａは、アルファ線による窒素発光の画像を計測する光子検出器アレイ１４ａと同一の視野範囲を持つようにする。
【００７７】
このように構成される放射線検出器１０Ｃでは、放射線検出器１０Ａが行う放射線検出の処理手順に対して、ガンマ線検出アレイ３１ａが光子検出器アレイ１４ａで光子を検出する領域と同一領域に存在するガンマ線の強度画像を観測するステップ（以下、「ガンマ線検出ステップ」と称する。）と、計数手段１６がガンマ線検出ステップで検出されるガンマ線に起因するノイズ発光分を観察画像（図４（Ｂ））内の各領域６，７，８から除去するステップ（以下、「ガンマ線起因ノイズ除去ステップ」と称する。）とがさらに実行される。
【００７８】
ガンマ線検出ステップおよびガンマ線起因ノイズ除去ステップは、アルファ線による気体の発光画像を観測してアルファ線を検出する放射線検出器を用いてアルファ線を検出する場合、観察領域（図４（Ａ）に相当）の画像を観測した際に、アルファ核種の画像表示にガンマ線によるノイズ発光が生じる場合があるため、より正確なアルファ線の検出を可能とする観点から実行されるステップである。
【００７９】
なお、放射線検出器１０Ｃが行う放射線検出の処理手順のうち、ガンマ線検出ステップおよびガンマ線起因ノイズ除去ステップ以外の処理ステップについては、放射線検出器１０Ａが行う放射線検出の処理手順と同様であるため、以下の説明ではガンマ線検出ステップおよびガンマ線起因ノイズ除去ステップを中心に説明する。
【００８０】
ガンマ線検出ステップでは、ガンマ線検出アレイ３１ａが光子検出器アレイ１４ａで光子を検出する領域と同一領域に存在するガンマ線の強度画像を観測する。ガンマ線によるノイズ発光は、図４（Ｃ）の画像表示中に点滅する輝点として現れる場合もあるし、紫外光領域６（図４（Ｃ））として現れる場合がある。この場合であっても、ガンマ線検出アレイ３１ａによる発光領域１内のガンマ線検出結果に基づけば、図４（Ｃ）の画像表示中に現れる輝点や紫外光領域６（図４（Ｃ））がノイズであるか否かを判別できる。
【００８１】
ガンマ線起因ノイズ除去ステップでは、ガンマ線検出ステップでの検出結果に基づいて、図４（Ｃ）に示される紫外光領域６にガンマ線に起因するノイズが含まれると判別される場合、当該ノイズを除去する。
【００８２】
上述した放射線検出器１０Ｃおよび放射線検出器１０Ｃを用いた放射線検出方法によれば、放射線検出器１０Ｃがガンマ線検出手段３１を具備するので、観察領域である発光領域１のうち、ガンマ線によるノイズ発光が生じている領域を特定できる。この結果、観察画像中に現れる発光領域の中からアルファ線による窒素のパルス紫外光の発光領域である紫外光領域６をより正確に特定できる。
【００８３】
なお、上述した放射線検出器１０Ｃは、放射線検出器１０Ａに対して、ガンマ線検出手段３１をさらに具備する構成であるが、放射線検出器１０Ｂに対して、ガンマ線検出手段３１をさらに具備する構成としても良い。すなわち、放射線検出器１０Ａに対して、偏光投光手段２１およびガンマ線検出手段３１をさらに具備する放射線検出器１０Ｃを構成することもできる。
【００８４】
以上、放射線検出器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃおよび放射線検出器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを用いて行う放射線検出方法によれば、観察領域内にノイズとなる背景光（反射光領域３からの反射光および直接光領域４からの直接光）が高強度である場合においても、観察画像（図４（Ｂ））内の各領域６，７，８から当該観察領域で生じるアルファ線による窒素の紫外パルス発光の領域である紫外光領域６を特定でき、観察領域内の紫外光領域２（図４（Ａ））にアルファ核種があることが特定できる。
【００８５】
また、放射線検出器１０Ｂおよび放射線検出器１０Ｂを用いた放射線検出方法によれば、窒素のパルス紫外光の発光領域に偏光状態にある光（偏光）を投光することができ、当該偏光の投光によって観察領域の視認性が向上するので、観察画像（図４（Ｂ））を目視する、又は撮像素子を有するカメラ等で観察することによる直接光領域８（図４（Ｂ））の特定をより容易にすることができる。
【００８６】
さらに、放射線検出器１０Ｃおよび放射線検出器１０Ｃを用いた放射線検出方法によれば、観察領域である発光領域１のうち、ガンマ線によるノイズ発光が生じている領域を特定でき、この結果、観察画像中に現れる発光領域の中からアルファ線による窒素のパルス紫外光の発光領域である紫外光領域６をより正確に特定できる。
【００８７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
１…発光領域、２…紫外光領域、３…反射光領域、４…直接光領域、６…（観察画像中の）紫外光領域、７…（観察画像中の）反射光領域、８…（観察画像中の）直接光領域、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…放射線検出器、１１…波長選択手段、１２…偏光選択手段、１３…光学系、１３ａ…光学レンズ（透過光学系）、１３ｂ１，１３ｂ２…反射鏡（反射光学系）、１４…光子検出手段、１４ａ…光子検出器アレイ、１５…角度設定手段、１６…計数手段、１７…表示手段、２１…偏光投光手段、２３…偏光光源、２５…光源、２６…偏光選択手段、３１…ガンマ線検出手段、３１ａ…ガンマ線検出器アレイ、１００…（従来の）放射線検出器、１０１…集光レンズ、１０２…波長選択素子、１０３…画像観測装置、１０４…画像処理装置。
【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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