(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｈｅー３ガス漏洩検知手段を備えたＨｅー３中性子比例計数管の提供。【解決手段】中性子比例計数管１０は、周囲の円筒状壁及び両端部閉鎖体を有する圧密ハウジング１２を含む。電極ワイヤ２０が、円筒状壁から間隔を置いた状態でハウジングの中心部を貫通して延びる。加圧検出器ガスが、ハウジングを充たし、電極ワイヤ２０及びハウジング１２に対する回路接続線３４が、それらに電位を印加するのを可能にする。電極ワイヤ２０は、ハウジング内のガスをイオン化するためのアルファ粒子源を形成する材料から成り、入射中性子によって発生するピークとは明確に区別されるアルファピークを出力スペクトル上に発生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の円筒状壁及び両端部閉鎖体（１４、１６）を有する圧密ハウジング（１２）と、
前記円筒状壁から間隔を置いた状態で前記ハウジングの中心部を貫通して延びる電極ワイヤ（２０）と、
前記ハウジング内の加圧検出器ガスと、
前記電極ワイヤ及びハウジングに接続されてそれらに電位を印加するための回路接続線と、を含み、
前記電極ワイヤが、前記ハウジング内のガスをイオン化するためのアルファ粒子源を形成する材料から成る、
放射線検出器（１０）。
【請求項２】
前記電極ワイヤ（２０）が、トリウムタングステンから成る、請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記電極ワイヤ（２０）が、アノードワイヤを含む、請求項２記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記ハウジング（１２）が、加圧状態のＨｅ−３ガスで充たされる、請求項１記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記電極ワイヤ（２０）が、抵抗器（３６）を介してＤＣ電源（３２）に接続される、請求項１記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記抵抗器（３６）の両端に生じた電圧が、パルス増幅器（３８）に印加される、請求項５記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記アルファ粒子源（２０）が、出力スペクトルに沿った特定の位置において、入射中性子によって発生する中性子スペクトルピークとは明確に区別されるアルファピーク（４６）を発生する、請求項１記載の放射線検出器。
【請求項８】
前記アルファ粒子源（２０）が、出力スペクトルに沿った特定の位置において、入射中性子によって発生する中性子スペクトルピークとは明確に区別されるアルファピークを発生する、請求項４記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記ハウジング（１２）からのＨｅ−３の漏洩が、前記アルファピーク（４６）を前記出力スペクトルに沿って移動させる、請求項８記載の放射線検出器。
【請求項１０】
中性子検出器ハウジング（１２）からのＨｅ−３ガス漏洩を検出する方法であって、
（ａ）前記ハウジングを貫通して延びるアノードワイヤ（２０）としてトリウムタングステンを使用して、該アノードワイヤが、放射性崩壊によって放出されるアルファ粒子源として働くようにする段階と、
（ｂ）中性子検出によって生成されたピークとは明確に区別されるアルファピーク（４６）を出力スペクトル上に生成させる段階と、
（ｃ）前記ハウジングからのＨｅ−３漏洩の指標として、前記出力スペクトルに沿ったアルファピークの位置をモニタする段階と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器に関し、具体的には、内部Ｈｅ−３漏洩検出器を組み込んだＨｅ−３中性子検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
最も一般的に使用されている比例中性子計数管は、ヘリウム３（Ｈｅ−３）ガスで充たされた金属シリンダを含む。シリンダの両端部には、金属とセラミックとの間の接合部及びシールが設けられ、これらの接合部及びシールは、シリンダからのＨｅ−３の漏洩を生じることがある。そのような漏洩が発生した場合には、検出器の性能が低下する。
【０００３】
これ迄のところ、高い品質の材料及び技量で検出器を製作して漏洩を防止すること以外には、Ｈｅ−３比例計数管は、漏洩を検出するための専用の能動的手段を備えた状態では作られていない。漏洩が悪影響を与えることになる最も重要な性能特性は、検出器が入射放射線の計数においてどれだけ有効かを決定する感度である。現在のところ、大きな性能低下が発生した後にのみ、漏洩が疑われ、検出器が修理又は交換のために取り出されることになる。しかしながら、重要な用途では、中性子束を過少計数する可能性を最少にするために、可能な限り早期に漏洩問題を検出することが望ましい。
【特許文献１】米国特許第５，１８０，９１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例示的な実施形態によると、本明細書には、当業者によく知られた通常の部品配列を含むHe−３中性子線検出器を開示する。しかしながら、さらに、この検出器は、検出器シリンダを貫通して延びるだけでなく、さらに入射中性子によって発生する中性子スペクトルとは明確に区別されるピークを発生するアルファ源として働くようにも設計されたアノードワイヤを組み込む。このことは、アノード材料としてトリウムタングステンを使用することにより達成される。発生したアルファピークは、装置が通電された時はいつでも出力スペクトル内の特定の点に現れることになる。より具体的には、He−３漏洩が発生した時には、検出器内の圧力が低下して、アルファピークをより高い値、つまりスペクトル上の異なる点に移動させ、従って漏洩の早期検出を可能にすることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、１つの態様では、本発明は放射線検出器に関し、本放射線検出器は、周囲の円筒状壁及び両端部閉鎖体を有する圧密ハウジングと、円筒状壁から間隔を置いた状態でハウジングの中心部を貫通して延びる電極ワイヤと、ハウジング内の加圧検出器ガスと、電極ワイヤ及びハウジングに接続されてそれらに電位を印加するための回路接続線とを含み、電極ワイヤは、ハウジング内のガスをイオン化するためのアルファ粒子源を形成する材料から成る。
【０００６】
別の態様では、本発明は、中性子検出器ハウジングからのＨｅ−３ガス漏洩を検出する方法に関し、本方法は、（ａ）ハウジングを貫通して延びるアノードワイヤとしてトリウムタングステンを使用して、該アノードワイヤが、放射性崩壊によって放出されるアルファ粒子源として働くようにする段階と、（ｂ）中性子検出によって生成されたピークとは明確に区別されるアルファピークを出力スペクトル上に生成させる段階と、（ｃ）ハウジングからのＨｅ−３漏洩の指標として、出力スペクトルに沿ったアルファピークの位置をモニタする段階とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に図面に関連させて、本発明を説明する。
【０００８】
図１を参照すると、中性子検出器１０は、例えばアルミニウムで製作されたハウジング又はシリンダ１２で構成される。シリンダ１２の両端部には、シリンダ１２に螺合され、それによって内部ボリューム１８を形成した端部キャップ１４、１６を有し、内部ボリューム１８は、一般的に大気圧よりも高い圧力のＨｅ−３ガスで充たされた高ガス圧力封入チャンバを形成することができる。シリンダ１２内でほぼ中心部に置かれた電極ワイヤ２０は、ロッド２２、２４のような適当な手段によって端部プレート内に固定され、これらのロッド２２、２４は、端部プレートの中心部に置かれたそれぞれのリング２６、２８を貫通して延びる。リング２６、２８は、ロッド２２、２４並びに電極ワイヤ２０を機械的に保持し、かつ金属製端部プレート及びシリンダから電気的に絶縁するように設計される。従って、リング２６、２８は、水晶又はセラミック材料で製作することができる。チャンバ１８にＨｅ−３ガスを供給するために、管３０が使用される。
【０００９】
電極ワイヤ２０は、線３４及び抵抗器３６を介してＤＣ電源３２に電気的に接続される。抵抗器３６と反対側のシリンダ１２及びＤＣ電源３２の極は、接地される。抵抗器３６の両端に生じた電圧は、接続線４０、４２を介してパルス増幅器３８に印加され、増幅器３８から出力された信号は、処理され、かつ検出器１０内に設けられたダウンホール回路を通して地表装置４４に送信される。この点まで、検出器に関する説明は、ダウンホール核検層法に関する米国特許第５，１８０，９１７号に開示された検出器とほぼ同様である。本明細書に記載した実施形態はまた、医療システム、防犯装置及びこれらに類したものにおいても用途を有する。
【００１０】
本発明の例示的な実施形態によると、電極ワイヤ２０は、トリウムタングステンから成るアノードワイヤであり、アノードワイヤはまた、放射性崩壊によりアルファ粒子を放出するアルファ源としても働く。トリウムタングステンアルファ源は、入射中性子によって発生する中性子スペクトルとは明確に区別されるピークを発生することになる。図２を参照すると、アルファピーク４６は、装置が通電された時はいつでも、出力スペクトル内の特定の点に現れるが、現場中性子検出により得られる中性子計数を妨げないことに注目されたい。例えば、アルファ源は、毎秒当たり数カウントしか発生できず、これは、例えば地中に掘削したボーリング孔内での作動で一般的に検出される最低中性子計数率よりも遙かに低い。Ｈｅ−３検出は、中性子が現在検出されていてもいなくても有効であることは、注目に値する。
【００１１】
Ｈｅ−３漏洩が生じた場合には、検出器シリンダ１２の内圧が低下して、アルファピーク４６を中性子スペクトルに沿って移動させ、このピーク位置の移動が、Ｈｅ−３漏洩の存在を示すことになる。
【００１２】
現在最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるものに関して本発明を説明してきたが、本発明は、開示した実施形態に限定されるものではなく、逆に特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内に含まれる様々な変更及び均等な構成を保護しようとするものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の例示的な実施形態によるアノードワイヤを組み込んだ中性子線検出器の概略図。
【図２】使用時における典型的な専用中性子スペクトル及び放射線源によって発生したイオン化パルスの概略図。
【符号の説明】
【００１４】
１０  中性子検出器
１２  ハウジング又はシリンダ
１４、１６  端部キャップ
１８  内部ボリューム
２０  電極ワイヤ
２２、２４  ロッド
２６、２８  リング
３０  管
３２  ＤＣ電源
３４  線
３６  抵抗器
３８  パルス増幅器
４０、４２  接続線
４４  地表装置
４６  アルファピーク
【図１】
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【図２】
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