(57)【要約】【課題】励起用のＸ線が作る波高分布のテール分布部分の発生を低減できる比例計数管11を提供する。【解決手段】外囲器12のＸ線入射窓17から入射したＸ線が到達する外囲器12の内面を覆って、被覆体18を設ける。被覆体18は、外囲器12の材質よりＸ線透過率が高く、かつＸ線のエネルギを得て発生する電子の飛程距離より厚みが厚い。Ｘ線がガス13に吸収されずに外囲器12の内面つまり被覆体18に到達しても、被覆体18内で発生した電子が被覆体18からガス13中に出るのを減らし、励起用のＸ線が作る波高分布のテール分布部分の発生を低減する。【選択図】図１
2008027794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極となる管状の外囲器と、
この外囲器内の軸心に配置された陽極と、
前記外囲器内に封入された放射線を吸収し、電離するガスと、
前記外囲器に設けられた放射線が入射する放射線入射窓と、
前記外囲器の放射線入射窓から入射した放射線が到達する外囲器の内面を覆って、前記外囲器の材質より放射線透過率が高くかつ放射線のエネルギを得て発生する電子の飛程距離より厚みが厚く設けられた被覆体と
を具備していることを特徴とする比例計数管。
【請求項２】
被覆体の材質はベリリウムである
ことを特徴とする請求項１記載の比例計数管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の波高分別に使用する比例計数管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｘ線用の比例計数管は、陰極である管状の外囲器を備え、外囲器内の軸心に陽極が配設され、外囲器内にＸ線を吸収し、電離するＮｅなどのガスが封入され、外囲器の側面にＸ線を入射するＸ線入射窓が形成されている。
【０００３】
そして、Ｘ線がＸ線入射窓を透過して外囲器内に入射し、外囲器内のガスと相互作用すると、ガスが電離し、電子とイオンの対が生成される。この際、電子とイオンの対の数は、入射したＸ線のエネルギに応じた数となる。ここで生成された電子が、陽極と陰極との間に印加した電位差によって陽極に引かれ、陽極付近の強い電界により増幅され、これが電気パルス信号として外部に出力される。この電気パルス信号の波高は入射したＸ線エネルギに依存するため、電気パルス信号の波高値から、入射したＸ線のエネルギを知ることが可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２８９５８号公報（第２頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、比例計数管では、理想的には、図３に示すように、単色（同一のエネルギ）のＸ線が入射した場合、同じ波高の信号の分布ａが出力されるのが好ましいが、実際は、生成する電子とイオンの対の数や増幅度は統計的に誤差が生じるため、得られる電気パルス信号の波高分布としては一定の幅を持った分布ｂとなる。このほかにも、入射したＸ線のエネルギが一部欠損し、本来あるべき波高値よりも小さい波高となる事象が見られ、この場合、波高分布は、本来あるべき波高値付近のピークの分布に加え、このピークより小さい側に略一様に分布した形となる。以降、このピークより小さい側の略一様な分布ｃをテール分布部分と称す。
【０００５】
比例計数管は、用途として主にＸ線のエネルギの分別に使用されるが、統計誤差により幅を持つことにより、違ったエネルギを持ったＸ線同士を分別する能力つまりエネルギ分解能が制限されるとともに、テール分布部分が発生することで、このテール分布部分に低い山があった場合に、埋もれてしまい、観測ができないこととなる。
【０００６】
一般に、Ｘ線を使用して試料中のある特定の元素の量を計測する場合、その元素の特性Ｘ線よりも高いエネルギのＸ線を試料に照射して励起し、その元素の特性Ｘ線を比例計数管で計測する。この場合の波高分布は、例えば、図４に示すように、励起用の高いエネルギのＸ線が試料で散乱して比例計数管に入射してできる波高分布ｄと、測定したい元素の発生した低いエネルギのＸ線が作る波高分布ｅとができる。すなわち、２つの波高分布が重なった分布となるが、測定したい元素の量が少なく、低いエネルギの波高分布ｅのピークの高さが低いと、励起用のＸ線が作る波高分布ｄのテール分布部分に埋もれてしまう。したがって、このテール分布部分が存在すると、測りたい元素の測定下限を低くできない問題がある。
【０００７】
テール分布部分の発生の原因の１つとして、Ｘ線入射窓を透過したＸ線が内部のガスに吸収されなかった場合、Ｘ線入射窓と対向する陰極の内面まで到達する。陰極は通常金属であるため、陰極内面に到達したＸ線はほとんどが陰極内で吸収されるが、陰極内面の表面付近でＸ線が吸収されると、陰極内で生成された電子が陰極内で一部エネルギを失い、陰極からガス中に出てくる。この場合、本来あるべきよりも低い波高の信号が観測されることになり、テール分布部分の発生の原因となる。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、励起用の放射線が作る波高分布のテール分布部分の発生を低減できる比例計数管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】
【０００９】
本発明は、陰極となる管状の外囲器と、この外囲器内の軸心に配置された陽極と、前記外囲器内に封入された放射線を吸収し、電離するガスと、前記外囲器に設けられた放射線が入射する放射線入射窓と、前記外囲器の放射線入射窓から入射した放射線が到達する外囲器の内面を覆って、前記外囲器の材質より放射線透過率が高くかつ放射線のエネルギを得て発生する電子の飛程距離より厚みが厚く設けられた被覆体とを具備しているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外囲器の放射線入射窓から入射した放射線が到達する外囲器の内面を覆って、外囲器の材質より放射線透過率が高くかつ放射線のエネルギを得て発生する電子の飛程距離より厚みが厚い被覆体を設けたので、ガスに吸収されずに外囲器の内面つまり被覆体に到達した放射線によって被覆体からガス中に電子が出てくるのを減らし、励起用の放射線が作る波高分布のテール分布部分の発生を低減でき、測定したい元素の測定下限を低くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を図１および図２を参照して説明する。
【００１２】
図１に示すように、比例計数管11は、材質として例えばＳＵＳ（ステンレス）を用いて管状で密閉構造に形成された陰極としての外囲器12を備えている。
【００１３】
外囲器12内には、放射線としてのＸ線を吸収し、電離する例えばＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅといった希ガスを主成分とし、数％の分子ガスを添加したＸ線吸収ガスであるガス13が封入されている。
【００１４】
外囲器12内の軸心には、陽極14が配設され、この陽極14の両端が絶縁物15によって外囲器12に保持されている。陽極14は、この陽極14付近の電界強度を大きくしてガス増幅率を大きくとるために径を小さくしている。
【００１５】
外囲器12の側面には放射線入射口としてのＸ線入射口16が形成され、このＸ線入射口16が放射線入射窓としてのＸ線入射窓17で閉塞されている。このＸ線入射窓17の材質は、Ｘ線の透過率に優れた例えばＢｅ（ベリリウム）が用いられている。
【００１６】
外囲器12の内面には、Ｘ線入射窓17に対向する領域を含み、Ｘ線入射窓17から入射したＸ線がガス13に吸収されずに到達する領域に、被覆体18が形成されている。この被覆体18の材質は、外囲器12の材質よりＸ線透過率が高い例えばＢｅが用いられている。被覆体18の厚みは、Ｘ線のエネルギを得て発生する電子が比例計数管11に入射しうる最大のエネルギの光子よりエネルギのすべてを受け取ったとして、その電子の被覆体18内での飛程距離より厚く設けられている。例えば、比例計数管11に入射するＸ線の最大エネルギが５．９ｋｅＶであれば、５．９ｋｅＶのエネルギをもつ電子の被覆体18中での飛程は１．１μｍであることから、被覆体18の厚みは１．１μｍよりも厚くする。
【００１７】
外囲器12の内面に被覆体18に形成する具体的な方法としては、Ｂｅ製の薄い板を外囲器12の内面形状に沿った円筒状に曲げ、外囲器12の内面に抵抗溶接で接合する方法がある。あるいは、Ｂｅを真空蒸着またはスパッタリングにより、外囲器12の内面に形成する方法も可能である。
【００１８】
外囲器12の一端には、陰極である外囲器12と陽極14とが接続されたコネクタ19が配設されている。
【００１９】
通常の比例計数管では、Ｘ線がＸ線入射窓17を透過して外囲器12内に入射し、外囲器12内のガス13と相互作用すると、ガス13が電離し、電子とイオンの対が生成される。この際、電子とイオンの対の数は、入射したＸ線のエネルギに応じた数となる。ここで生成された電子が、陽極14と陰極である外囲器12との間に印加した電位差によって陽極14に引かれ、陽極14付近の強い電界により増幅され、これが電気パルス信号としてコネクタ19から外部に出力される。この電気パルス信号の波高は入射したＸ線エネルギに依存するため、電気パルス信号の波高値から、入射したＸ線のエネルギを知ることができる。
【００２０】
また、例えば油の中のイオウを検出するなどのために、Ｘ線を使用して試料中のある特定の元素の量を計測する場合、その元素の特性Ｘ線よりも高いエネルギのＸ線を試料に照射して励起し、その元素の特性Ｘ線を比例計数管11で計測する。この比例計数管11で計測される波高分布は、図２に示すように、励起用の高いエネルギのＸ線が試料で散乱して比例計数管11に入射してできる波高分布ｄと、測定したい元素の発生した低いエネルギのＸ線が作る波高分布ｅとができる。このとき、２つの波高分布が重なった分布となるが、測定したい元素の量が少なく、低いエネルギの波高分布ｅのピークの高さが低いと、励起用のＸ線が作る波高分布ｄのテール分布部分に埋もれてしまうことになる。
【００２１】
この励起用のＸ線が作る波高分布ｄのテール分布部分の発生の原因の１つとして、Ｘ線入射窓17を透過したＸ線が内部のガス13に吸収されなかった場合、Ｘ線入射窓17と対向する外囲器12の内面まで到達することにある。
【００２２】
このとき、外囲器12の内面に被覆体18がない場合には、外囲器12の内面に到達したＸ線はほとんどが外囲器12内で吸収されるが、外囲器12の内面の表面付近でＸ線が吸収されると、外囲器12内で発生した電子とイオンの対が外囲器12内で一部エネルギを失い、外囲器12の内面からガス13中に出てくるため、本来あるべきよりも低い波高の信号が観測されることになり、テール分布部分の原因となる。
【００２３】
一方、外囲器12の内面に被覆体18がある場合には、外囲器12の内面つまり被覆体18に到達したＸ線によって外囲器12の内面から電子が出てくるのを減らし、励起用のＸ線が作る波高分布のテール分布部分の発生を低減できる。
【００２４】
被覆体18の材質のＢｅは、外囲器12の材質のＳＵＳよりもＸ線の透過率が非常に高い。例えば、Ｆｅ−５５  ５．９ｋｅＶのＸ線の透過係数［１／ｃｍ］は、Ｂｅが４．６、ＳＵＳが７００．２である。一方、５．９ｋｅＶのエネルギを持つ電子の飛程［μｍ］は、Ｂｅが１．１、ＳＵＳが０．３７である。つまり、Ｘ線のエネルギを得て発生した電子の飛程は、Ｂｅの方がＳＵＳより長いものの、Ｘ線の透過率ほどは差がない。
【００２５】
したがって、外囲器12の内面にＢｅ製の被覆体18を設けることで、Ｘ線は被覆体18の表面から離れた場所で吸収される確率が増え、電子が被覆体18からガス13中に出てくる確率を減らすことが可能となり、結果的にテール分布部分を低減できる。
【００２６】
そのため、図２に示すように、測定したい元素の発生した低いエネルギのＸ線が作る波高分布ｅのピークの高さが低くても、励起用のＸ線が作る波高分布ｄのテール分布部分に埋もれてしまうことなく、観測できる。
【００２７】
このように、比例計数管11は、外囲器12のＸ線入射窓17から入射したＸ線が到達する外囲器12の内面を覆って、外囲器12の材質よりＸ線透過率が高くかつＸ線のエネルギを得て発生する電子の飛程距離より厚みが厚い被覆体18を設けたので、ガス13に吸収されずに外囲器12の内面つまり被覆体18に到達したＸ線によって外囲器12の内面から電子が出てくるのを減らし、励起用のＸ線が作る波高分布のテール分布部分の発生を低減でき、測定したい元素の測定下限を低くできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態を示す比例計数管の断面図である。
【図２】同上比例計数管に波高分布を示すグラフである。
【図３】単色のＸ線が入射する場合の波高分布を示すグラフである。
【図４】一般的なＸ線による特定の物質量計測時の波高分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
11    比例計数管
12    陰極としての外囲器
13    ガス
14    陽極
17    放射線入射窓としてのＸ線入射窓
18    被覆体
【図１】
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【図２】
2008027794.tif 000004
【図３】
2008027794.tif 000005
【図４】
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