(57)【要約】【課題】プラスチックシンチレータから発光される光をライトガイドに向けて反射する反射材を、高ｐＨ化運転環境においても影響を受けることなく安定した放射線計測が可能な放射線検出器を提供する。【解決手段】外部から入射した放射線を吸収して光に変換するプラスチックシンチレータ１の放射線入射面側に配置されて当該シンチレータ１からの放射光をライトガイド３に向けて反射する反射材５を備え、この反射材５は、放射線透過率が高く、かつ、高ｐＨ化されたプロセス流体に耐性のあるシート５１上に金属反射膜５２を形成してなり、金属反射膜５２がプラスチックシンチレータ１とシート５１との間に介在されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入射した放射線を吸収して光に変換する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からの放射光を電子に変換増幅する光電子増倍管と、上記プラスチックシンチレータからの放射光を上記光電子増倍管に導くライトガイドと、上記プラスチックシンチレータの放射線入射面側に配置されて当該シンチレータからの放射光をライトガイドに向けて反射する反射材とを備えた放射線検出器において、上記反射材は、放射線透過率が高く、かつ、高ｐＨ化されたプロセス流体に耐性のあるシート上に金属反射膜を形成してなり、上記金属反射膜が上記プラスチックシンチレータと上記シートとの間に介在されるように配置されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
上記シートはマイラシートであり、上記金属反射膜はアルミ蒸着膜であることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
上記金属反射膜は、高ｐＨ化されたプロセス流体に対して耐性のある金属材料からなることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項４】
上記反射材がプラスチック製またはガラス製のカバー部材で被覆されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項５】
上記反射材は、上記シートと金属反射膜とで構成する代わりに、反射効果を有し、かつ高ｐＨ化されたプロセス流体に対して耐性のある金属粉末とプラスチックとを混合してなるものであることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項６】
上記反射材は、プラスチックシンチレータに対して固定用リングにより着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から入射する放射線を検出する放射線検出器に関し、特にはプラスチックシンチレータの光反射部分を改良した放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から原子力発電所や放射性同位元素の取扱施設等のプロセスで使用されたり排出されたりする水やガス（以下、プロセス流体という）に含まれる放射線物質を管理するために、外部から入射した放射線を吸収して光に変換するシンチレータとしてプラスチックシンチレータを用いた放射線検出器が使用されている。
【０００３】
この種の放射線検出器においては、プラスチックシンチレータが発光する光をライトガイドを経由して効率良く光電子増倍管に集光するために、プラスチックシンチレータの放射線入射面側に反射材を配置し、この反射材でプラスチックシンチレータからの放射光をライトガイドに向けて反射するようにしている。
【０００４】
ところで、この反射材は、高反射効率を確保する上で高光沢度を呈する必要があることから、従来からアルミ材を使用している。この場合、アルミ材は直接にプラスチックシンチレータに貼り付けることが困難であることから、薄いマイラシートにアルミを蒸着したものを反射材として使用している（例えば、特許文献１参照）。なお、マイラシートを使用するのは、放射線透過率が高いために好ましいからである。
【０００５】
このように、マイラシートにアルミ蒸着膜を形成した反射材は、放射線の減衰が小さく、かつ、高い反射効率を確保できるので、放射線検出感度を高めることができるという利点がある。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−５５７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来技術では、プラスチックシンチレータの放射線入射面側にマイラシートにアルミ蒸着を形成してなる反射材を配置しているが、この場合、反射材となるアルミ蒸着膜は、外部にそのまま露出した構成となっている。
【０００８】
一般の使用環境では、この従来構成の場合でも長期にわたって十分に高い反射効率を確保することができるものの、例えば原子力プラント等で推進されているプロセス流体に対する高ｐＨ化（すなわち、アンモニアあるいはアンモニア化合物の添加）による運転環境下では、反射材となるアルミが化学反応により溶出してアルミ蒸着膜の光沢が徐々に失われ、その結果、反射効率が低下して放射線検出感度を劣化させる恐れがある。
【０００９】
また、前述の特許文献１には、潮解性のプラスチックシンチレータの放射線入射面側およびその周面にプラスチックコーティングを被覆するとともに、このプラスチックコーティングと併用して反射材としての金属蒸着膜を形成することが記載されているが、この構成のものでも、アルミ蒸着膜は外部にそのまま露出した構成となっているため、反射材が依然としてアンモニア等を含む高ｐＨ化されたプロセス流体に接触して化学反応を起こし易く、反射効率が低下して放射線検出感度を劣化させる恐れがある。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、プラスチックシンチレータからの放射光をライトガイドに向けて反射する反射材を、高ｐＨ化運転環境においても影響を受けることなく安定した放射線計測が可能な放射線検出器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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、外部から入射した放射線を吸収して光に変換する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からの放射光を電子に変換増幅する光電子増倍管と、上記プラスチックシンチレータからの放射光を上記光電子増倍管に導くライトガイドと、上記プラスチックシンチレータの放射線入射面側に配置されて当該シンチレータからの放射光をライトガイドに向けて反射する反射材とを備えた放射線検出器において、次の構成を採用している。
【００１２】
すなわち、本発明において、反射材は、放射線透過率が高く、かつ、高ｐＨ化されたプロセス流体に耐性のあるシート上に金属反射膜を形成してなり、金属反射膜が上記プラスチックシンチレータと上記シートとの間に介在されるように配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プラスチックシンチレータからの放射光をライトガイドに向けて反射する反射材を、高ｐＨ化されたプロセス流体の影響から有効に保護することができる。このため、反射材の反射効率が低下して放射線検出感度を劣化させる恐れがなく、高ｐＨ化運転環境においても長期にわたって安定した放射線計測が可能な放射線検出器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における放射線検出器の全体構成を示す断面図、図２は同放射線検出器のプラスチックシンチレータ近傍の一部を拡大して示す断面図である。
【００１５】
この実施の形態１の放射線検出器は、外部から入射した放射線を吸収して光に変換するプラスチックシンチレータ１と、このプラスチックシンチレータ１からの放射光を電子に変換増幅して電気信号として取り出すための光電子増倍管２と、プラスチックシンチレータ１からの放射光を光電子増倍管２に導くライトガイド３とを有する。
【００１６】
上記の光電子増倍管２には、これから出力される電流パルスを電圧パルスに変換して出力する前置増幅器４が設けられる一方、プラスチックシンチレータ１の放射線入射面側には当該シンチレータ１からの放射光をライトガイド３に向けて反射する反射材５が配置されている。
【００１７】
この反射材５は、マイラシート５１と金属反射膜としてのアルミ蒸着膜５２とからなる。この場合、マイラシート５１は、放射線透過率が高く、かつ、高ｐＨ化されたプロセス流体に対して耐性があるが、アルミ蒸着膜５２は、高ｐＨ化されたプロセス流体に対する耐性が弱いので、アルミ蒸着膜５２がプラスチックシンチレータ１とマイラシート５１との間に介在されるように配置されている。そして、反射材５はその周縁部に設けた接着剤８によりプラスチックシンチレータ１に接着固定されている。
【００１８】
上記のライトガイド３、光電子増倍管２、および前置増幅器４はケース９内に収納され、また、プラスチックシンチレータ１および反射材５は、ケース９に形成された開口部９ａに臨んで配置されている。さらに、前置増幅器４からの出力信号を図示しない後段の電子回路に送出するケーブル１０がケース９の外部に引き出されている。なお、１１はケース９内部の各部を保護するクッション材、１２はケース９内部を気密に保持するためのＯリングである。
【００１９】
上記構成の放射線検出器において、原子力発電所や放射性同位元素の取扱施設等のプロセスで使用されたり排出されたりするプロセス流体に含まれる放射線物質から放射される放射線は、反射材５を構成するマイラシート５１およびアルミ蒸着膜５２を共に透過してプラスチックシンチレータ１に入射する。プラスチックシンチレータ１は、入射した放射線により発光して光を放射するので、この放射光はライトガイド３に導かれて光電子増倍管２に導入される。また、プラスチックシンチレータ１で発光された光の一部は、放射線の入射面側にも放射されるため、この放射光がアルミ蒸着膜５２によって反射されてライトガイド３を経由して光電子増倍管２に導入される。
【００２０】
ここで、従来技術では、アルミ蒸着膜５２が外部にそのまま露出されているので、高ｐＨ化運転環境下では、アルミ蒸着膜５２が化学反応によって溶出して光沢が徐々に失われ、反射効率が低下する恐れがある。これに対して、この実施の形態１では、アルミ蒸着膜５２がプラスチックシンチレータ１とマイラシート５１との間に介在されているので、アルミ蒸着膜５２はマイラシート５１で覆われて外部に露出しておらず高ｐＨ化されたプロセス流体に直接触れることがない。
【００２１】
このため、反射材５の反射効率が低下して放射線検出感度を劣化させるといった恐れがなくなり、反射材５を高ｐＨ化されたプロセス流体の影響から有効に保護することができ、高ｐＨ化運転環境においても長期にわたって安定した放射線計測が可能となる。
【００２２】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２における放射線検出器の要部を分解して示す構成図、図４は図３の符号Ｘで示す部分を拡大して示す断面図、図５は図４の同放射線検出器を組み立てて一体化した状態を示す構成図である。なお、図１および図２に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一を符号を付す。
【００２３】
上記の実施の形態１では、マイラシート５１にアルミ蒸着膜５２を形成してなる反射材５を、その周縁部に設けた接着剤８によりプラスチックシンチレータ１に接着固定しているが、この実施の形態２では、マイラシート５１にアルミ蒸着膜５２を形成してなる反射材５がプラスチック製のカバー部材１４で被覆されている。すなわち、反射材５はプラスチックシンチレータ１とカバー部材１４との間に挟まれた状態になっており、カバー部材１４がその周縁部に設けた接着剤８によってプラスチックシンチレータ１に接着固定されている。
【００２４】
この場合のカバー部材１４となるプラスチックは、例えばポリスチレンやテフロン（登録商標）等の低密度で放射線透過率が高く、かつ、アンモニア等を含む高ｐＨのプロセス流体に対して十分に耐性のあるものであれば適用することができる。なお、カバー部材１４はプラスチック製のもの以外に、薄いガラス製のものであってもよい。
【００２５】
この実施の形態２の構成の場合、上記の実施の形態１と同様に、アルミ蒸着膜５２はマイラシート５１およびカバー部材１４で覆われて外部に露出していないので、高ｐＨ化されたプロセス流体に直接触れることがなく、高ｐＨ化運転環境においても安定した放射線計測が可能となる。しかも、反射材５が接着剤８に十分に馴染まなくて接着が難しい場合でも、プラスチック製のカバー部材１４を接着剤８でプラスチックシンチレータ１に接着固定することで、プラスチックシンチレータ１に対面して反射材５を配置することができる。
【００２６】
なお、この実施の形態２では、実施の形態１と同様、アルミ蒸着膜５２がプラスチックシンチレータ１とマイラシート５１との間に介在されるようにしているが、カバー部材１４が高ｐＨ化されたプロセス流体に対して十分に耐性がある場合には、カバー部材１４との対面側にアルミ蒸着膜５２を配置した構成とすることも可能である。
【００２７】
実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３における放射線検出器の要部を分解して示す構成図、図７は図６の符号Ｙで示す部分を拡大して示す断面図、図８は図６の同放射線検出器を組み立てて一体化した状態を示す構成図である。なお、図１および図２に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一を符号を付す。
【００２８】
上記の実施の形態１，２では、マイラシート５１にアルミ蒸着膜５２を形成して反射材５を構成した場合について説明したが、この実施の形態３の反射材５は、マイラシート５１に対して、アルミ以外の金属で十分な光沢があり、かつアンモニア等を含む高ｐＨ化されたプロセス流体に対して十分に耐性がある金属反射膜としての金属スパッタリング膜５３を形成して構成されている。
【００２９】
ここでの金属スパッタリング膜５３としては、例えばチタンやクロムなどの金属をマイラシート５１上にスパッタリングして形成される。なお、チタンやクロムをマイラシート５１上に蒸着することは可能であるが、コスト高になるので、スパッタリングによる方法が好ましい。また、金も高ｐＨ化されたプロセス流体に対しては十分に耐性があるが、光沢性に欠けかつコスト高になる。
【００３０】
そして、この反射材５は、金属スパッタリング膜５３がプラスチックシンチレータ１とマイラシート５１との間に介在されるようにして、反射材５の周縁部に設けた接着剤８によりプラスチックシンチレータ１に接着固定されている。
【００３１】
この実施の形態３の構成の場合、上記の実施の形態１と同様に、金属スパッタリング膜５３がマイラシート５１で覆われて外部に露出していないので、高ｐＨ化されたプロセス流体に直接触れることがないだけでなく、金属スパッタリング膜５３自体がアンモニア等を含む高ｐＨ化されたプロセス流体に対して十分な耐性を有しているので、実施の形態１の場合よりもさらに高ｐＨ化運転環境における影響を受け難く、一層安定した放射線計測が可能となる。
【００３２】
なお、この実施の形態３では、高ｐＨ化されたプロセス流体に対して耐性のある金属スパッタリング膜５３をマイラシート５１上に形成して反射材５を構成しているが、その代わりに、アンモニア等を含む高ｐＨ化されたプロセス流体に対して耐性のある反射金属粉末と合成樹脂とを混合したもので反射材５を構成することも可能である。例えば、反射金属粉末として白色の二酸化チタンを適用し、これを接着樹脂に混入したものをプラスチックシンチレータ１の放射線入射面の全面に一様に吹き付けることにより一定の反射率をもつ反射材５を構成することができる。
【００３３】
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４における放射線検出器の要部を分解して示す構成図、図１０は図９の符号Ｚで示す部分を拡大して示す断面図、図１１は図９の同放射線検出器を組み立てて一体化した状態を示す構成図である。なお、図１および図２に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一を符号を付す。
【００３４】
上記の実施の形態１では、反射材５を接着剤８によってプラスチックシンチレータ１に接着固定しているが、この実施の形態４では、反射材５がプラスチック製の固定用リング１５によってプラスチックシンチレータ１に固定されている。
【００３５】
この固定用リング１５は、その内周縁側に反射材５の押さえ部１５ａが、その外周縁側にプラスチックシンチレータ１への嵌合部１５ｂがそれぞれ形成されており、固定用リング１５の押さえ部１５ａに反射材５を載置した状態で嵌合部１５ｂをプラスチックシンチレータ１の外周に嵌着することで、反射材５がプラスチックシンチレータ１に固定される。
【００３６】
ここで、固定用リング１５の素材となるプラスチックは、高ｐＨ化されたプロセス流体に対して十分に耐性のある例えばポリスチレンやテフロン（登録商標）等を適用することができる。
【００３７】
なお、反射材５は、実施の形態１と同様、マイラシート５１にアルミ蒸着膜５２を形成したもので、アルミ蒸着膜５２は高ｐＨ化されたプロセス流体と直接接触しないように、プラスチックシンチレータ１とマイラシート５１との間に介在されるように配置される。
【００３８】
この実施の形態４の構成の場合、上記の実施の形態１と同様に、アルミ蒸着膜５２はマイラシート５１で覆われて外部に露出していないので、高ｐＨ化されたプロセス流体に直接触れることがなく、高ｐＨ化運転環境下においても安定した放射線計測が可能となる。しかも、反射材５は、接着剤を使用しなくても固定用リング１５によってプラスチックシンチレータ１に確実に固定することができ、逆に固定用リング１５を取り外すことで反射材５を容易に交換することができる。
【００３９】
すなわち、原子力発電所や放射性同位元素の取扱施設等のプロセスで使用されたり排出されたりするプロセス流体に固形物が混入している場合、固形物が反射材５に接触することで反射材５に傷が付き、マイラシート５１で保護されているはずのアルミ蒸着膜５２が剥き出しになって傷口から腐食が進行することが懸念される。そのような場合には、プラスチックシンチレータ１から固定用リング１５を取り外することで新たな反射材５と容易に交換することができる。
【００４０】
なお、この実施の形態４では、反射材５は、マイラシート５１にアルミ蒸着膜５２を形成したものを使用したが、実施の形態３のように、高ｐＨ化されたプロセス流体に対して耐性のある金属スパッタリング膜５３をマイラシート５１上に形成したものであってもよい。
【００４１】
上記の各実施の形態１〜４では、マイラシート５１に対して金属反射膜５２，５３を蒸着やスパッタリングにより形成しているが、マイラシート５１を使用する代わりに、放射線透過率が高く、かつ、アンモニア等を含む高ｐＨ化されたプロセス流体に対して十分に耐性のある物質、例えばポリスチレンやテフロン（登録商標）等の低密度物質でできた薄膜のシートを適用することが可能である。
【００４２】
また、本発明は上記の各実施の形態１〜４にのみ限定されるものではなく、各実施の形態１〜４の構成を適宜組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１における放射線検出器の全体構成を示す断面図である。
【図２】同放射線検出器のプラスチックシンチレータ近傍の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２における放射線検出器の要部を分解して示す構成図である。
【図４】図３の符号Ｘで示す部分を拡大して示す断面図である。
【図５】図４の同放射線検出器を組み立てて一体化した状態を示す構成図である。
【図６】本発明の実施の形態３における放射線検出器の要部を分解して示す構成図である。
【図７】図６の符号Ｙで示す部分を拡大して示す断面図である。
【図８】図６の同放射線検出器を組み立てて一体化した状態を示す構成図である。
【図９】本発明の実施の形態４における放射線検出器の要部を分解して示す構成図である。
【図１０】図９の符号Ｚで示す部分を拡大して示す断面図である。
【図１１】図９の同放射線検出器を組み立てて一体化した状態を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  プラスチックシンチレータ、２  光電子増倍管、３  ライトガイド、
４  前置増幅器、５  反射材、５１  マイラシート（シート）、
５２  アルミ蒸着膜（金属反射膜）、５３  金属スパッタリング膜（金属反射膜）、
１４  カバー部材、１５  固定用リング。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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