(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同時計数を利用した放射線計測装置において、少なくとも２つの放射線検出器と、前記少なくとも２つの放射線検出器の各々からの出力信号の時間差から同時計数を判定し所定のエネルギー幅毎に区分した同時計数率のエネルギー分布を得る同時計数判定部と、前記出力信号に基づき波高値と計数情報を関係づけて得る波高分析部と、前記少なくとも２つの放射線検出器の波高分析結果を所定のエネルギー幅毎に区分したエネルギー分布情報として記録するデータ収集装置と、前記少なくとも２つの放射線検出器のうち１つの放射線検出器の前記エネルギー分布情報で区分した任意のエネルギー幅の計数率と、他の任意の放射線検出の前記エネルギー分布情報で区分した任意のエネルギー幅の計数率との積に同時計数判定時間幅を乗じて算出される偶発同時計数率を、それぞれの放射線検出器のエネルギー分布情報で区分した複数のエネルギー幅について算出することで得られる偶発同時計数率のエネルギー分布を推定する偶発同時計数推定部と、前記同時計数率のエネルギー分布と前記偶発同時計数率のエネルギー分布の差分を得る処理部を備えたことを特徴とする放射線計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線計測装置において、波高情報を取得する系統、時刻情報を取得する系統のそれぞれに信号を遅らせる機能を持つ装置を備えたことを特徴とする放射線計測装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放射線計測装置において、計測対象の放射線が、カスケードガンマ線であることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の放射線計測装置において、計測対象が、全吸収ピークの同時計数であることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射線計測装置において、計測対象が、全吸収ピークとコンプトン散乱の同時計数であることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の放射線計測装置において、計測対象が、コンプトン散乱とコンプトン散乱の同時計数であることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線計測装置において、計測対象の放射線源が複数の種類の核種からなる多核種環境であることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の放射線計測装置において、同時計数により核種分析することを特徴とする放射線計測装置。
【請求項９】
少なくとも２つの放射線検出器の出力信号に基づき波高値と計数情報を関係づけて得て、前記少なくとも２つの検出器の波高分析結果を所定のエネルギー幅毎に区分したエネルギー分布情報として記録し、前記少なくとも２つの放射線検出器のうち１つの放射線検出器の前記エネルギー分布情報で区分した任意のエネルギー幅の計数率と、他の任意の放射線検出器の前記エネルギー分布情報で区分した任意のエネルギー幅の計数率の積に同時計数判定時間幅を乗じて算出される偶発同時計数率を、それぞれの放射線検出器のエネルギー分布情報で区分した複数のエネルギー幅について算出することで得られる偶発同時計数率のエネルギー分布を推定する放射線計測における偶発同時計数成分算定方法。
【請求項１０】
少なくとも２つの放射線検出器の出力信号の時間差から同時計数を判定して所定のエネルギー幅毎に区分した同時計数率のエネルギー分布を得て、前記出力信号に基づき波高値と計数情報を関係づけて得て、前記少なくとも２つの放射線検出器の波高分析結果を所定のエネルギー幅毎に区分したエネルギー分布情報として記録し、前記少なくとも２つの放射線検出器のうち１つの放射線検出器の前記エネルギー分布情報で区分した任意のエネルギー幅の計数率と、他の任意の放射線検出器の前記エネルギー分布情報で区分した任意のエネルギー幅の計数率の積に同時計数判定時間幅を乗じて算出される偶発同時計数率を、それぞれの放射線検出器のエネルギー分布情報で区分した複数のエネルギー幅について算出することで得られる偶発同時計数率のエネルギー分布を推定し、前記同時計数率のエネルギー分布と前記偶発同時計数率のエネルギー分布の差分を得る放射線計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線計測装置、放射線計測における偶発同時計数成分算定方法、及び放射線計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線の測定においては、放射線検出器を２台用意して該検出器で同時に検出するいわゆる同時計数測定が知られている。この同時計数測定を用いる場合、計測を意図しない信号が偶然に同時に検出されたり散乱して検出される事象として偶発同時計数が起こる。偶発同時計数によって比較的に微量の放射線の信号が埋もれてしまうので、偶発同時計数成分を抑制することが必要である。
【０００３】
このような偶発同時計数成分を抑制するために、２台の放射線検出器について、同時計数時間幅の長短によらず同時計数値が一定であることを利用して、同時計数するに際して２つの異なるゲート時間幅を設け、このゲート幅の異なる同時計数値を差分することで、偶発同時計数の影響を取り除く技術が考えつかれた。このような技術は例えば特開２０１３−６１２０６号公報（特許文献１）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−６１２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来技術では、偶発同時計数の影響を抑制するに際して、放射線検出の時間幅の設定精度に大きく依存し、さらに、時間幅に対する偶発同時計数のノイズの振れが大きく、そのため、偶発同時計数成分の影響を精度高く抑制することができなかった。このように、放射線計測における同時計数では、同時計数成分には、バックグラウンド成分である偶発同時計数の成分が含まれるため、精度良く、同時計数において偶発同時計数成分を分離する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、放射線測定において、同時計測に際して、偶発同時計数成分を精度高く除くことが可能となる放射線計測装置、放射線計測における偶発同時計数成分算定方法、及び放射線計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、少なくとも２の放射線検出器の各々の検出器の出力信号に基づき波高値と計数情報を関係づけて得て、前記少なくとも２つの各々の検出器の波高分析結果における波高値の区分毎の計数情報から偶発同時計数情報の分布を推定するように構成した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、偶発同時計数の成分を精度高く抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の同時計数法のデータの流れを示す図である。
【図２】本発明の装置を示す構成図の例である。
【図３】本発明の装置を示す構成図の例である。
【図４】本発明装置により推定される偶発同時計数のエネルギー分布を示す図の例である。
【図５】本発明装置により推定される全同時計数のエネルギー分布、偶発同時計数のエネルギー分布、正味の同時計数のエネルギー分布を示す図の例である。
【図６】本発明装置により得られた正味の同時計数のエネルギー分布による核種分析を示す図の例である。
【図７】本発明装置により得られた正味の同時計数のエネルギー分布によるコンプトン散乱成分の組の計数率の利用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
本実施例では、初めに概念的に同時計数を行うデータの流れを説明し、続いて、具体的な装置の例を説明する。
（概念的な同時計数を行うデータの流れ）
図１は、本実施例の同時計数法のデータの流れを示す図である。同時計数を行うために少なくとも２台の放射線検出器を用い、放射線検出に伴う信号はそれぞれ異なる系により処理され、同時計数の判定に用いられる。
【００１２】
検出器１１によって放射線が検出されると、適切な信号処理により、波高情報１０１と時刻情報１０２に分けられる。波高はエネルギーに相当するため、複数回の放射線検出信号に基づく波高情報１０１の分布を記録することでエネルギー分布情報１０５を得ることができる。エネルギー分布情報１０５は複数に分割されたエネルギー幅のいずれかに相当する波高を持つ信号の数を、該当するエネルギー幅に結び付けて数えることによって形成される。検出器１２についても同様に、波高情報１０４、時刻情報１０３に分けられ、波高情報１０４からエネルギー分布情報１０６が記録される。
【００１３】
時刻情報１０２と、検出器１２由来の時刻情報１０３の時間相関から同時計数の判定が行われ、同時計数と判定された場合には、その時の波高情報１０１および波高情報１０４と共に、全同時計数のエネルギー相関データ２１として記録される。
【００１４】
全同時計数のエネルギー相関データ２１は、同時計数と判定された時の波高情報１０１と波高情報１０４の組として記録される。この波高情報の組は、エネルギー分布情報１０５で区分したエネルギー幅のうち同時計数と判定された時の波高情報１０１に対応したエネルギーに相当する区分、エネルギー分布情報１０６で区分したエネルギー幅のうち同時計数と判定された時の波高情報１０４に対応したエネルギーに相当する区分の組である。したがって、全同時計数のエネルギー相関データ２１は、エネルギー分布情報１０５のエネルギーの区分数とエネルギー分布情報１０６のエネルギーの区分数の積と同数のエネルギー組の区分を持つ。
【００１５】
時刻情報１０２と時刻情報１０３から同時計数と判定されなかった場合には、全同時計数のエネルギー相関データ２１として記録はされないが、その時の波高情報１０１および波高情報１０４はそれぞれエネルギー分布情報１０５、エネルギー分布情報１０６として記録される。
【００１６】
偶発同時計数のエネルギー相関データ２２は、計測の終了または途中において得られたエネルギー分布情報１０５、エネルギー分布情報１０６から算出される。算出方法はエネルギー分布情報１０５およびエネルギー分布情報１０６において区分されたエネルギー幅ごとの計数率の積に同時計数判定時間幅を掛けた値である。したがって、偶発同時計数のエネルギー相関データ２２はエネルギー分布情報１０５のエネルギーの区分数とエネルギー分布情報１０６のエネルギーの区分数の積と同数のエネルギー組の区分を持つ。
【００１７】
以下にこの方法によって偶発同時計数のエネルギー相関データ２２が得られる理由について述べる。偶発的に同時計数が判定された時、その検出信号は互いに独立した事象である。ガンマ線の放出は確率的な事象であるため、２本のガンマ線の放出に相関が無くとも、同時と判定する時間内で偶発的にガンマ線が放出され、それが検出器で検出されるという事象が起こり得る。検出器１１で検出されるガンマ線が放出された時の時刻をt=0として、時間間隔tの間にk回のガンマ線の放出が起こる確率分布は次式(1)で示すポアソン分布に従う。
【００１８】
Pk(t)=(Aρt)k/k! * exp(-Aρt)                      (1)
ここで、Aは放射能、ρはガンマ線放出率である。式(1)から検出器１１でガンマ線を検出した後、時刻ｔ以内に発生したk番目のガンマ線が検出器１２で検出される割合は、式(2)となる。
【００１９】
f11(t)=α1C11Σ(k=1,∞)Pk(t)η12(1-η12)k-1(2)
ここで、α1は検出器１１と検出器１２で偶発同時計数が成立する場合のうち、先に検出器１で検出されるイベントの確率、C11は検出器１１の計数率、η12は放出されたガンマ線を検出器１２で検出する確率である。式(2)は、tが微小である範囲において式(3)のように表わされる。
【００２０】
f(t)=α1C11η12[exp{ Aρt(1-η12)}-1]exp(-Aρt)/(1-η12)    (3)
検出器１２で先に検出される場合もあるので、偶発同時計数の発生確率は、式(3)の2倍である。さらにtが微小であるとして近似計算をすると、最終的には式(4)のようになる。
【００２１】
f(t)=C11C12t                        (4)
ここでC12は検出器１２の計数率である。式(4)は全てのエネルギーの組み合わせに対して成立し、検出器１１の計数率はエネルギー分布情報１０５から、検出器１２の計数率はエネルギー分布情報１０６からエネルギー区分ごとの値として得ることができる。
【００２２】
このようにして算出された偶発同時計数のエネルギー相関データ２２を全同時計数のエネルギーの相関データ２１から引くことによって、正味の同時計数のエネルギー相関データ２３を算出することができる。
【装置構成】
【００２３】
本実施例では、本発明を実現するための装置構成の例を説明する。
図２は、実施例２における本発明の装置を示す構成図の例である。図１のうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００２４】
検出器１１で放射線を検出すると検出器に付与したエネルギーに応じた波高を持つパルスが出力される。１検出あたり２つのパルスが出力され、一方が波高増幅器２０１で波高が増幅され、他方は波形整形装置２０３で波形整形された後、波高弁別器２０５に入力され、雑音レベル以上の波高が入力された際にロジックパルスがデータ収集装置２１１に入力される。波高増幅器２０１から出力された信号は波高分析器２０７で波高値の区分ごとに計数され、データ収集装置２１２で記録される（エネルギー分布情報）。また波高増幅器２０１からの出力信号の波高値は、波高弁別器２０５からの出力信号のタイミング（時刻情報）と関連づけられてデータ収集装置２１１で記録される。検出器１２で放射線が検出された場合も同様に、波高増幅器２０２で増幅され、波高分析器２０８で波高値の区分ごとに計数された後、データ収集装置２１３で記録される。同様に波形整形装置２０４からの雑音レベル以上のパルスが波高弁別器２０６に入力された後、ロジックパルスがデータ収集装置２１１に時刻情報として入力され、波高増幅器２０２からの信号の波高値と関連づけられてデータ収集装置２１１で記録される。データ収集装置２１１で記録されたデータを元に、オンラインまたはオフラインで同時計数判定が同時計数判定装置２２１で行われる。同時計数判定は、波高弁別器２０５からのロジックパルスと波高弁別器２０６からのロジックパルスがデータ収集装置２１１に入力された時の時間差によって行われる。この時、波高弁別器２０５からのロジックパルスと波高弁別器２０６からのロジックパルスのデータ収集装置２１１への入力順序は問わない。同時計数判定装置２２１で同時計数と判定された波高値の組（波高増幅器２０１と波高増幅器２０２からの出力信号の波高値の組）は波高分析装置２０７の波高区分の数と波高分析装置２０８の波高区分の積の数だけ区分される（全同時計数のエネルギー相関データ）。この区分の意味するところは、上述した通りである。
【００２５】
データ収集装置２１２には、波高分析器２０７における波高分析によって得られた波高分布情報が、波高分析器２０７で区分されたエネルギー幅ごとの分解能として記録されており、同様にデータ収集装置２１３には、波高分析器２０８における波高分析によって得られた波高分布情報が、波高分析器２０８で区分されたエネルギー幅ごとの分解能として記録されている。
【００２６】
偶発同時計数解析装置２２２では、データ収集装置２１２に記録された波高区分ごとの計数率とデータ収集装置２１３に記録された波高区分ごとの計数率から偶発同時計数率を算出する（偶発同時計数のエネルギー相関データ）。
【００２７】
同時計数判定装置２２１の同時計数は偶発同時計数を含んだ同時計数であり、正味の同時計数を算出するためには、偶発同時計数の割合を除く必要がある。偶発同時計数解析装置２２２で算出された同時計数率のエネルギー分布は偶発同時計数率のエネルギー分布の推定値であるため、差分処理装置２３１では、同時計数判定装置２２１によって得られた全同時計数率のエネルギー分布から偶発同時計数解析装置２２２によって得られた偶発同時計数率のエネルギー分布を引くことで、正味の同時計数率のエネルギー分布を得ることができる（正味の同時計数のエネルギー相関データ）。
【００２８】
差分処理装置２３１の出力は表示装置２４１に入力され結果が表示される。偶発同時計数解析装置２２２の解析結果は、実測された偶発同時計数のエネルギー分布ではなく、エネルギー区分の組ごとに発生し得る偶発同時計数の確率を表わしているため、表示装置２４１で表示される結果の一部は、マイナスの計数率を持つ場合もある。
【００２９】
本実施例では、検出器１１、検出器１２において、放射線が検出された時の出力信号として２つのパルスが出力されるとしたが、この二つの信号は、同一の信号を二つに分けたものでも良いし、異なる２種類の信号でも良い。例えば、一方を光電子増倍管のダイノード信号、他方を光電子増倍管のアノード信号としても問題ない。
【実施例２】
【００３０】
本実施例では、本発明を実現するための装置構成の例を説明する。なお、実施例２以降の説明ではそれまで説明した実施例と異なる部分のみを説明して同様な部分は省略する。よって、説明省略部分についてはそれまでの説明を参照することとする。
図３は、実施例３における本発明の装置を示す構成図の例である。図１または図２のうち、既に説明した図１または図２に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００３１】
本実施例では、データ収集や同時計数の判定に伴う信号入力のタイミング調整を行うことを示す構成の例である。データ収集装置２１１では、波高情報を持つ信号と時刻情報を持つ信号を関連づけて記録するため、関連づけるべき信号の組の入力タイミングを適切に合わせることが好ましい。このため、本構成では、検出器１１の波高情報を持つ信号に対する遅延モジュール３１１、検出器１１の時刻情報を持つ信号に対する遅延モジュール３１２を備えている。また、同様の措置は検出器１２に対しても必要となるため、検出器１２の波高情報に対する遅延モジュール３１４および時刻情報に対する遅延モジュール３１３を備えている。それぞれの遅延モジュールでは入力された信号をそれぞれ異なる時間分遅らせて出力させる。この時、信号を遅延させる必要が無い場合には、遅延モジュールによる遅延時間は無くても良い。
【００３２】
ここでは、遅延モジュールとして統一して、全ての信号遅延装置を表記しているが、波高値を与える信号に対する遅延モジュール（３１１、３１４）とロジックパルスに対する遅延モジュール（３１２、３１３）は異なる種類のものを用いることが好ましい。
【００３３】
データ収集装置２１１および波高分析器２０７、波高分析器２０８に入力された信号の処理については、上記に説明したとおりである。
【出力結果】
【００３４】
次に、実施例１或いは実施例２を用いた装置による出力結果の例を説明する。具体的には、差分処理装置２３１で本項目で説明の演算を行い、その演算結果を表示装置２４１に表示するものである。なお、他の出力結果の例の説明においても同様である。
図４は、本発明装置により推定される偶発同時計数のエネルギー分布を示す図の例である。図１から図３で既に説明した機能および符号については、説明を省略する。
【００３５】
実施例１で説明した偶発同時計数のエネルギー相関データ２２または、図２および図３で示した偶発同時計数解析装置２２２、によって偶発同時計数のエネルギー分布４０３が推定値として算出される。偶発同時計数のエネルギー分布４０３は、メッシュ状に表わされた複数の区分で構成されており、それぞれの区分は、エネルギー分布情報１０５のエネルギー区分とエネルギー分布情報１０６のエネルギー区分の組とエネルギーが対応している。エネルギー分布情報１０５をエネルギーの度数分布として表わしたエネルギー分布４０１、エネルギー分布情報１０６をエネルギーの度数分布として表わしたエネルギー分布４０２と偶発同時計数のエネルギー分布４０３の関係の一例として、エネルギー区分４１１の計数率とエネルギー区分４１２の計数率から偶発同時計数のエネルギー区分４１３の偶発同時計数率が推定される。推定方法は、エネルギー区分４１１の計数率とエネルギー区分４１２の計数率の同時計数判定時間幅の積である。この操作は全てのエネルギー区分に対して実施することにより、偶発同時計数のエネルギー分布４０３でメッシュ状に示された全てのエネルギー区分に対する偶発同時計数率を算出することができる。
【００３６】
さらに、本実施例における装置による出力結果の例を説明する。
図５は、本発明装置により推定される全同時計数のエネルギー分布、偶発同時計数のエネルギー分布、正味の同時計数のエネルギー分布を示す図の例である。図１から図４で既に説明した機能および符号については、説明を省略する。
【００３７】
図１における全同時計数のエネルギー相関データ２１によって算出された全同時計数のエネルギー分布５０１は偶発同時計数と正味の同時計数を含んだエネルギー分布である。差分処理装置２３１によって全同時計数のエネルギー分布５０１から実施例４および図４で説明した偶発同時計数のエネルギー分布４０３を引くと、正味の同時計数のエネルギー分布５０２が得られる。
【００３８】
図５において、全同時計数のエネルギー分布５０１および正味の同時計数のエネルギー分布５０２は、実施例４で説明したエネルギー区分と等しいエネルギー区分を有しており、つまり、偶発同時計数のエネルギー分布４０３のメッシュの数およびメッシュ上の対応する位置（区分）が意味するエネルギーまたは波高の組は同じである。
【００３９】
偶発同時計数のエネルギー分布４０３における、各エネルギー区分の計数率は確率分布であるため、全同時計数のエネルギー分布５０１において0 cpsの区分に対して、例えば10-2 cpsなどの数字を持つ。このため、正味の同時計数のエネルギー分布５０２では、エネルギー区分ごとに計数率が出力されるが、マイナスの計数率が示されることがある。ここでは0 cpsから10-2 cpsを引く例を示したが、0よりも大きい数字から、より大きな数字を引いて正味の同時計数率がマイナスとなる場合も起こり得る。いずれにせよ正味の同時計数率のエネルギー分布５０２において、マイナスの計数率が示された場合であったとしても、これを０に補正することは好ましくない。なぜならば、正味の同時計数率のエネルギー分布５０２の全メッシュに対して積算した計数率は、マイナスの同時計数率を含んだ結果に対して実施すべきであり、マイナスの計数率を０に補正した場合には、正味の同時計数率の積算値は過大評価となるためである。
【実施例３】
【００４０】
本実施例では、本発明の装置による出力結果の例を説明する。
図６は、本発明装置により得られた正味の同時計数のエネルギー分布による核種分析を示す図の例である。図１から図５で既に説明した機能および符号については、説明を省略する。
【００４１】
本発明による同時計数によって計測する放射線の一つとして、カスケード放出するガンマ線がある。これは異なるエネルギーを持つガンマ線が一つの核種から段階的に放出される現象であり、ガンマ線のエネルギーの組は核種ごとに固有である。このため、二つの検出器で特定の２種類のガンマ線に起因した信号を同時計数の判定時間内に検出することが出来れば、観測エリアにおいて当該の核種が存在することになる。一般的に核種ごとに固有のエネルギーを持つガンマ線を検出したことを確認するためには、放射線検出器によって、全吸収ピークを検出する必要がある。
【００４２】
同時計数の特徴として、単体の検出器によるエネルギースペクトルでは、他のガンマ線の成分によって埋もれていた領域に存在する放射線の成分を抽出できることである。しかし、このような環境においては、支配的な妨害核種由来のガンマ線の成分を取り除くために、本発明のような偶発同時計数成分の抑制手法を適用することが望ましい。
【００４３】
同時計数によるカスケードガンマ線を放出する核種の核種分析では、全吸収ピークの組を検出することで核種を特定することができる。図６において、正味の同時計数のエネルギー分布５０２中には、カスケードガンマ線の検出に伴い、全吸収ピークの組６３１と全吸収ピークの組６３２が現れている。全吸収ピークの組６３１と全吸収ピークの組６３２は、２種類のガンマ線を検出器した検出器が検出器１１か検出器１２かの違いだけで、それぞれ同一の核種から放出されたカスケードガンマ線をそれぞれ検出している。このため、全吸収ピークの組６３１および全吸収ピークの組６３２を検出したことによって、カスケードガンマ線の核種の存在が明らかとなる。
【００４４】
また、同時計数は全吸収ピークとコンプトン散乱の間でも起こる。図６では、全吸収ピークとコンプトン散乱成分の組６４１、６４２，６４３、６４４が該当する。これらは、カスケード放出されたガンマ線の少なくとも一方のエネルギーが確定しているため、これらの成分（６４１，６４２、６４３、６４４）によって核種分析することができる。
【００４５】
観測エリアにおけるカスケードガンマ線を放出する核種の定量においては、正味の同時計数率の評価が必要となる。上記したように、全吸収ピークの組６３１および６３２はカスケード放出する核種から放出されたガンマ線による同時計数率を表わしている。また、全吸収ピークとコンプトン散乱の組６４１、６４２、６４３、６４４も同様にカスケード放出する核種から放出されたガンマ線による同時計数率を表わしている。したがって、観測エリアにおける当該のカスケードガンマ線を放出する核種を定量する際には、全吸収ピークの組６３１、６３２の計数率またはその一方の計数率を利用しても良いし、加えて全吸収ピークとコンプトン散乱の組６４１、６４２、６４３、６４４を利用しても良い。同時計数による放射線計測は、単体の検出器による放射線計測に比べ、十分な統計精度を得るために必要な計測時間が長い。このため、正味の同時計数のエネルギー分布５０２において、定量のために使用する領域を可能な限り広くとることができれば、計測時間を短縮することができる。したがって、全吸収ピークの組６３１、６３２、全吸収ピークとコンプトン散乱の組６４１、６４２、６４３、６４４の計数率を定量する際に利用できる結果を得ることが好ましい。例えば、図５の全同時計数のエネルギー分布５０１を構成する情報によって観測エリアにおけるカスケードガンマ線を放出する核種の定量をする場合には、少なくともコンプトン散乱成分が偶発同時計数のバックグラウンドに埋もれる可能性があるため、全吸収ピークとコンプトン散乱の組６４１、６４２、６４３、６４４を利用することは難しい。一方、偶発同時計数のエネルギー分布４０３を利用した差分処理後の正味の同時計数率のエネルギー分布５０２からは全吸収ピークとコンプトン散乱の組６４１、６４２、６４３、６４４を利用できる可能性がある。
【実施例４】
【００４６】
本実施例では、本発明の装置による出力結果の例を説明する。
【００４７】
実施例４では、全吸収ピークを利用した核種分析および計数率の評価について説明した。本実施例では、さらにコンプトン散乱同士の同時計数を利用する方法について説明する。
図７は、本発明装置により得られた正味の同時計数のエネルギー分布によるコンプトン散乱成分の組の計数率の利用を説明する図である。図１から図６で既に説明した機能および符号については、説明を省略する。
【００４８】
正味の同時計数のエネルギー分布５０２によって全吸収ピークの組６３１、６３２および全吸収ピークとコンプトン散乱成分の組６４１、６４２、６４３、６４４を与える領域を抽出できた場合、同じ核種から放出されたカスケードガンマ線の組によるコンプトン散乱成分同士の同時計数も起こる。カスケード放出されたガンマ線の全吸収ピーク組または全吸収ピークとコンプトン散乱の組の位置が正味の同時計数のエネルギー分布５０２上では明らかとなっているので、コンプトン散乱成分の上限エネルギーも明らかとなる。このため、カスケード放出する核種の量を評価する場合に、図７のコンプトン散乱成分同士の組７０１、７０２、７０３の計数率を利用することも可能となる。この時、コンプトン散乱成分同士の組７０１とコンプトン散乱成分同士の組７０２は検出器１１、検出器１２に入射したガンマ線のエネルギーの組が逆である関係にある。一方、コンプトン散乱成分同士の組７０３は検出器１１、検出器１２のうち一方で、カスケード放出されたガンマ線のうちいずれかのエネルギーを持ったガンマ線が入射した時、もう一方のエネルギーを持ったガンマ線が他方の検出器で検出された時のコンプトン散乱成分同士の組を意味している。
【実施例５】
【００４９】
実施例４までは、カスケード放出する核種が1種類存在する環境に対する説明であったが、本発明はカスケード放出するガンマ線が複数存在する環境に対しても適用可能である。複数のカスケード放出核種が存在する環境では、全吸収ピークの組６３１、６３２と同様の構造がカスケード放出するガンマ線の核種の数だけ存在することになるだけであり、メッシュ状で表わされた同時計数のエネルギー区分の異なる位置に現れるため、分離して計測することが可能である。また、全吸収ピークとコンプトン散乱成分の組６４１、６４２、６４３、６４４もカスケード放出するガンマ線の核種の数だけ存在することになるが、これも一部の領域のみ競合するだけであって、その他の領域は利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１１、１２  放射線検出器
２１  全同時計数時のエネルギー相関データ
２２  偶発同時計数のエネルギー相関データ
２３  同時計数のエネルギー相関データのフォアグラウンド成分
１０１、１０３  波高情報
１０２、１０４  時刻情報
１０５、１０６  エネルギー分布情報
２０１、２０２  波高増幅器
２０３、２０４  波形整形装置
２０５、２０６  波高弁別器
２０７、２０８  波高分析器
２１１、２１２、２１３  データ収集装置
２２１  同時計数判定装置
２２２  偶発同時計数解析装置
２３１  差分処理装置
２４１  表示装置
３１１、３１２、３１３、３１４  遅延モジュール
４０１、４０２  エネルギー分布
４０３  偶発同時計数のエネルギー分布
４１１、４１２  エネルギー区分
４１３  偶発同時計数のエネルギー区分
５０１  全同時計数のエネルギー分布
５０２  正味の同時計数のエネルギー分布
６３１、６３２  全吸収ピークの組
６４１、６４２、６４３、６４４  全吸収ピークとコンプトン散乱の組
７０１、７０２、７０３  コンプトン散乱成分同士の組
【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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