(57)【要約】【課題】放射線、特に８ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶの範囲の光子に対してエネルギー依存度が小さいレスポンスとなるようにして、検出感度を良好にしたエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計を提供する。【解決手段】シンチレーション検出器１０の出力特性を入射窓で補正し、さらに演算処理部１６がエネルギーデータのエネルギーに対応する荷重係数データを荷重係数メモリ１５から読み出し、これを測定開始からの積算値に加算して線量データとして出力することでエネルギーレスポンスを平坦化したエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計１とした。【選択図】図１
2008256630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光子に応じてシンチレーション光を放出するシンチレータと、シンチレータから放出されるシンチレーション光の強度に比例したパルス信号を出力する光電子増倍管と、を備えるシンチレーション検出器と、
シンチレーション検出器から出力されるパルス信号を所定の波高レベルまで増幅するパルスアンプと、
パルス信号のうち所定波高レベル以上にあるパルス信号を測定対象として選択し、弁別信号として出力する弁別部と、
弁別部から出力される弁別信号に基づいて、パルスアンプから出力されるパルス信号を選択し、その最大波高を保持（ピークホールド）してピークホールド信号として出力するとともに、そのタイミングでピークホールドタイミング信号を出力するピークホールド部と、
ピークホールドタイミング信号を受けてピークホールド信号をアナログ−ディジタル変換してパルス信号のエネルギーデータを出力するＡ／Ｄ変換部と、
エネルギーに対応する荷重係数データを記憶する荷重係数メモリと、
Ａ／Ｄ変換されたエネルギーデータのエネルギーに対応する荷重係数データを荷重係数メモリから読み出し、これを測定開始からの積算値である積算データに加算して積算結果を線量データとして出力する演算処理部と、
この線量データを線量として出力する表示部と、
を備えることを特徴とするエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計。
【請求項２】
入射した光子に応じてシンチレーション光を放出するシンチレータと、シンチレータから放出されるシンチレーション光の強度に比例したパルス信号を出力する光電子増倍管と、を備えるシンチレーション検出器と、
シンチレーション検出器から出力されるパルス信号を所定の波高レベルまで増幅するパルスアンプと、
パルス信号のうち所定波高レベル範囲にあるパルス信号を測定対象として選択し、弁別信号として出力する弁別部と、
弁別部から出力される弁別信号に基づいて、パルスアンプから出力されるパルス信号を選択し、その最大波高を保持（ピークホールド）してピークホールド信号として出力するとともに、そのタイミングでピークホールドタイミング信号を出力するピークホールド部と、
ピークホールドタイミング信号を受けてピークホールド信号をアナログ−ディジタル変換してパルス信号のエネルギーデータを出力するＡ／Ｄ変換部と、
エネルギーに対応する荷重係数データを記憶する荷重係数メモリと、
Ａ／Ｄ変換されたエネルギーデータのエネルギーに対応する荷重係数データを荷重係数メモリから読み出し、この値を測定開始からの積算値である積算データに加算して積算結果を線量データとして出力する演算処理部と、
この線量データを線量として出力する表示部と、
を備えることを特徴とするエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計。
【請求項３】
請求項２に記載のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計において、
所定波高レベルは、Ｘ線計測用の８ｋｅＶ〜３００ｋｅＶ付近の範囲と、γ線計測用の５０ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶ付近の範囲と、であって何れかを選択したものであることを特徴とするエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計において、
積算時間を決めるタイマ回路を備え、
前記演算処理部は、積算結果である線量データを積算時間で除して単位時間あたりの積算値である線量率データを算出し、
前記表示器は線量率データを線量率として表示することを特徴とするエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計において、
前記シンチレーション検出器は、プラスチック樹脂を材料とし、入射する光子の一部を吸収するとともに残りは通過させ、所定エネルギー以下の光子に対してエネルギーが小さくなるにつれて透過率が小さくなる特性を有する入射窓を備え、
入射窓の厚さを１ｍｍから４ｍｍまでの厚さとして、２０ｋｅＶ以下におけるエネルギーに対する入射窓の透過率の特性を２０ｋｅＶ以下の換算係数曲線に近似させることで、８ｋｅＶから１５０ｋｅＶまでの低エネルギー光子が入射したときのエネルギーレスポンスの平坦化を図ることを特徴とするエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計。
【請求項６】
請求項５に記載のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計において、
前記入射窓は、前記ケースの一部に含められる一体の構造体とし、ケース自体が入射窓の機能を兼ね備えることを特徴とするエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計。
【請求項７】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計において、
前記シンチレーション検出器は、
プラスチック樹脂を材料とし、入射する光子の一部を吸収するとともに残りは通過させ、所定エネルギー以下の光子に対してエネルギーが小さくなるにつれて透過率が小さくなる特性を有する外側の入射窓と、
アルミニウムを材料とし、入射する光子の一部を吸収するとともに残りは通過させ、所定エネルギー以下の光子に対してエネルギーが小さくなるにつれて透過率が小さくなる特性を有する内側の入射窓と、
内側の入射窓の厚さが０．１ｍｍ〜０．４ｍｍの厚さの範囲における特性の範囲内となるように、外側の入射窓の厚さと内側の入射窓の厚さとを調整して、２０ｋｅＶ以下におけるエネルギーに対する外側と内側との入射窓の透過率の特性を２０ｋｅＶ以下の換算係数曲線に近似させることで、８ｋｅＶから１５０ｋｅＶまでの低エネルギー光子が入射したときのエネルギーレスポンスの平坦化を図ることを特徴とするエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計。
【請求項８】
請求項５〜請求項７の何れか一項に記載のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計において、
前記入射窓および前記ケースと、前記シンチレータと、の間に隙間を介在させることを特徴とするエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線、特に８ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶの範囲の光子（例えば、８ｋｅＶ〜３００ｋｅＶのＸ（γ）線、５０ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶのγ（Ｘ）線）を検出する線量計または線量率計（以下、線量計と線量率計とを併せて単に線量計という）であるエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
低エネルギーのＸ線やγ線（以下、低エネルギー光子という）の放射線測定装置に係る従来技術として、例えば、特許文献１（特開２００４−１０８７９６号公報；発明の名称「放射線測定装置」）がある。この放射線測定装置は、ＤＢＭ方式により、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出された信号に対して、波高弁別器の弁別閾値を所定パターンに従って時間的に変化させることにより、検出パルス信号が後段の計数器に入力される確率をその波高に応じて調整することで、エネルギー別の係数を乗じて補正する、というものである。
従来技術の低エネルギー光子を測定対象とする線量計はこのようなものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０８７９６号公報（段落番号００２０，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者等は低エネルギー光子の検出に適した１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器を発明し、先に特許出願（特願２００６−７３６５４号。以下、先行出願という。）をするに至っている。線量計に係るものではないが、本願発明の理解を深めるため、この１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器の発明の背景について説明する。
【０００５】
先行出願で掲げた従来技術の１ｃｍ線量当量計では、６０ｋｅＶ以下の低エネルギー光子の検出については配慮されていないものであり、８ｋｅＶ〜１５０ｋｅＶの範囲の低エネルギー光子を検出する場合、特に６０ｋｅＶ以下の低エネルギー光子を検出する場合、低エネルギー光子の検出精度が高くないという問題点があった。
【０００６】
まず、電離箱式の１ｃｍ線量当量計では、エネルギー依存性を小さくするために、電離箱に使用される材質や電離する気体は制約を受け、材質はプラスチック、気体は窒素（空気）が大気圧で用いられることが多い。また、電離箱式の１ｃｍ線量当量計は携帯する測定器であり、電離箱検出器の大きさが制約をうける。これらのような事情のため、感度を高くすることが困難であった。加えて、エネルギー依存性は小さくおおむね良好であるものの、この場合における低エネルギー光子に対するレスポンスは、図１４の電離箱式の１ｃｍ線量当量計の光子エネルギー−レスポンス特性の説明図からも明らかなように、特に２５ｋｅＶ以下のエネルギー依存性については考慮されておらず、８ｋｅＶ〜２５ｋｅＶの低エネルギー光子に対するエネルギー依存性が良好でない（エネルギー依存性大きい）という問題があった。
ここにエネルギー依存性が小さいとは、入射する光子のエネルギーに対する検出器の１ｃｍ線量当量に対するレスポンスがエネルギーによらずに一定に近いことを指す。
【０００７】
また、他の従来技術のＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器を用いた１ｃｍ線量当量計は、低域において検出感度が高いがエネルギー依存性が大きいものである。１ｃｍ線量当量計は、図１５の光子エネルギー−換算係数曲線図で表されるように、低エネルギー領域では値を小さくする換算係数を乗じる必要（例えば、１０ｋｅＶでは約０．１倍する必要）があり、むしろ検出感度が高すぎることを示しているというものであった。この図１５からも明らかなように、２０ｋｅＶ（０．０２０ＭｅＶ）以下では、換算係数が小さくなっており、換言すれば低エネルギー領域では検出感度を低くしたいという要請があった。この検出感度の点については、特許文献１でも同様の問題があった。
このように、８ｋｅＶ〜１５０ｋｅＶという低エネルギー光子を検出する１ｃｍ線量当量計等の従来技術の放射線測定装置は、低域の検出感度が良好でないため、低域で検出精度に問題が生じるおそれがあった。
【０００８】
そこで、先行出願では、低域でエネルギー依存性を小さくするようなシンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計としている。続いて、このシンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計について図を参照しつつ説明する。図１６は、シンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計のブロック構成図、図１７は、１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器の断面構成図である。
【０００９】
シンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計２００は、図１６で示すように、シンチレーション検出器２１０、高圧電源２２０、アンプ２３０、ディスクリミネータ２４０、制御・処理部（ワンチップマイコン）２５０、表示器２６０、低圧電源２７０、操作スイッチ２８０、弁別基準信号発生部２９０を備える。また、制御・処理部２５０は、さらに、ＣＰＵ２５１、ＤＡＣ（ディジタル・アナログ・コンバータ）２５２、ドライバ２５３、タイマ２５４、カウンタ２５５、記憶部（ＲＯＭ・ＲＡＭ）２５６、ＤＩ２５７を備える。
【００１０】
シンチレーション検出器２１０は、図１７で示すように、ケース２１１、入射窓２１２、隙間２１３、反射層２１４、シンチレータ２１５、光学窓２１６、光電子増倍管２１７、ブリーダ回路２１８を備える。
【００１１】
まず、シンチレーション検出器２１０の機能等について図を参照しつつ説明する。図１８は入射窓（アルミニウム板）の厚さ・材質別の光子エネルギー−透過率特性図、図１９は計算による光子エネルギー−レスポンス特性である。
【００１２】
シンチレーション検出器２１０は、シンチレータ２１５の前段でアルミニウム板による入射窓２１２を配置している。入射窓２１２の透過率は図１８で示すように約３０ｋｅＶから低くなるに連れて小さくなっており、低エネルギー領域における検出感度の低下を図るものであった。また、入射窓２１２とシンチレータ２１５とを組合せることで全域でエネルギー依存性を小さくするものであった。
【００１３】
図１９の計算による光子エネルギー−レスポンス特性では、入射窓２１２の材質をアルミニウムとし、その厚さ４種類についての光子エネルギーに対するシンチレータ２１５のレスポンス（コンピュータシミュレーション等の計算結果）を示している。１５ｋｅＶ以下でエネルギー依存性が改善され、特に入射窓２１２の厚さを０．２ｍｍ〜０．３ｍｍとした場合、８〜１００ｋｅＶの範囲のエネルギー領域でのエネルギー依存性は小さくなって良好な特性が得られる。
【００１４】
続いて、このシンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計２００の動作について説明する。シンチレーション検出器２１０は、光子を入射して、この光子のエネルギーに比例したパルス信号を出力する。アンプ２３０は、シンチレーション検出器２１０から出力されるパルス信号をディスクリミネータ２４０が動作するのに十分な波高まで増幅し、このパルス信号をディスクリミネータ２４０へ出力する。ディスクリミネータ２４０へは、弁別基準信号発生部２９０から、パルス信号に対して所定波高レベル以下を除去する基準となる弁別基準信号が出力されており、測定対象信号以外のノイズなど、不要な低エネルギーレベルのパルスを除去する。
【００１５】
このような下限レベルであるが、先行出願発明では特に１０〜１５０ｋｅＶの範囲のエネルギー領域で精度良く検出できるようなシンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計とすることを目的とするものであり、下限レベルの所定波高レベルとして１０ｋｅＶを選択することが考えられるが、単に所定波高レベルとして１０ｋｅＶを選択すると問題が生じていた。この点について説明する。図２０は入射窓の材質をアルミニウム、厚さを０．１ｍｍとした場合の下限レベル調整前後の光子エネルギー−レスポンス特性図である。図２０でも示したように弁別基準信号の下限レベル（ＬＬＤ）が１０ｋｅＶの場合の◇のプロットによるレスポンスは１０ｋｅＶで２．５というように大きく突出しており、レスポンスが平坦であるとは言い難い。そこで、ディスクリミネータ２４０の下限レベル（ＬＬＤ）を少し増加させて（つまり検出可能なパルスを減らして）レスポンスを低下させる。例えば、ディスクリミネータ２４０の下限レベル（ＬＬＤ）を１１．６ｋｅＶの場合の●のプロットによるレスポンスは１０ｋｅＶでほぼ１．０（光子エネルギーが４０ｋｅＶのレスポンスと同じ）となっており、レスポンスが平坦になっている。このようにレスポンスが１．０となることを目標にすると、下限レベルを１１．６ｋｅＶとすることで、目標が達成される。このような調整を施すことで図２１でも明らかなように１０ｋｅＶ〜１５０ｋｅＶでエネルギー依存性が約４０％に収まっており、実用上利用可能な程度にシンチレーション検出器２１０のエネルギーレスポンスを平坦化することができた。
ディスクリミネータ２４０は、このように調整して整形パルス信号を出力する。
【００１６】
制御・処理部２５０は、ディスクリミネータ２４０から出力された整形パルス信号を計数してカウント値を１ｃｍ線量当量としてドライバ２５３を介して信号を出力し、表示器２６０がこの信号を受けて１ｃｍ線量当量を表示させる。このようなシンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計２００では、１０〜１５０ｋｅＶのエネルギー領域において、シンチレーション検出を採用することで検出感度を高くするとともに、エネルギーレスポンスが平坦なシンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計２００としたため、検出性能を高めることができる。先行出願のシンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計２００はこのようなものである。
【００１７】
しかしながら、シンチレーション式光子線量計では、特に８ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶの範囲の光子（例えば、８ｋｅＶ〜３００ｋｅＶのＸ（γ）線、５０ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶのγ（Ｘ）線）を検出する線量計にしたいという要請があった。上記したようなシンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計２００では１０ｋｅＶ〜１５０ｋｅＶでエネルギー依存性が約４０％に収まっていたが、更にエネルギー依存性を小さくしたいという要請があった。また、先行出願発明のように最低８ｋｅＶまで検出する必要があるため、下限レベルの調整では対応できないおそれがあった。
【００１８】
さらに、アルミニウムによる入射窓２１２は、０．１〜０．４ｍｍというように比較的薄く形成する必要があり、破損しやすいため、取り扱いに注意を要するという問題があった。例えば、図１７で示す入射窓２１２に不用意な力が加わった場合には、入射窓２１２が破れたり、また、ケース２１１から外れたりして、以後の計測ができなくなるという問題もあった。
【００１９】
そこで、本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、放射線、特に８ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶの範囲の光子に対してエネルギー依存度が小さいレスポンスとなるようにして、検出感度を良好にしたエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような本発明の請求項１に係るエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計は、
入射した光子に応じてシンチレーション光を放出するシンチレータと、シンチレータから放出されるシンチレーション光の強度に比例したパルス信号を出力する光電子増倍管と、を備えるシンチレーション検出器と、
シンチレーション検出器から出力されるパルス信号を所定の波高レベルまで増幅するパルスアンプと、
パルス信号のうち所定波高レベル以上にあるパルス信号を測定対象として選択し、弁別信号として出力する弁別部と、
弁別部から出力される弁別信号に基づいて、パルスアンプから出力されるパルス信号を選択し、その最大波高を保持（ピークホールド）してピークホールド信号として出力するとともに、そのタイミングでピークホールドタイミング信号を出力するピークホールド部と、
ピークホールドタイミング信号を受けてピークホールド信号をアナログ−ディジタル変換してパルス信号のエネルギーデータを出力するＡ／Ｄ変換部と、
エネルギーに対応する荷重係数データを記憶する荷重係数メモリと、
Ａ／Ｄ変換されたエネルギーデータのエネルギーに対応する荷重係数データを荷重係数メモリから読み出し、これを測定開始からの積算値である積算データに加算して積算結果を線量データとして出力する演算処理部と、
この線量データを線量として出力する表示部と、
を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項２に係るエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計は、
入射した光子に応じてシンチレーション光を放出するシンチレータと、シンチレータから放出されるシンチレーション光の強度に比例したパルス信号を出力する光電子増倍管と、を備えるシンチレーション検出器と、
シンチレーション検出器から出力されるパルス信号を所定の波高レベルまで増幅するパルスアンプと、
パルス信号のうち所定波高レベル範囲にあるパルス信号を測定対象として選択し、弁別信号として出力する弁別部と、
弁別部から出力される弁別信号に基づいて、パルスアンプから出力されるパルス信号を選択し、その最大波高を保持（ピークホールド）してピークホールド信号として出力するとともに、そのタイミングでピークホールドタイミング信号を出力するピークホールド部と、
ピークホールドタイミング信号を受けてピークホールド信号をアナログ−ディジタル変換してパルス信号のエネルギーデータを出力するＡ／Ｄ変換部と、
エネルギーに対応する荷重係数データを記憶する荷重係数メモリと、
Ａ／Ｄ変換されたエネルギーデータのエネルギーに対応する荷重係数データを荷重係数メモリから読み出し、この値を測定開始からの積算値である積算データに加算して積算結果を線量データとして出力する演算処理部と、
この線量データを線量として出力する表示部と、
を備えることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項３に係るエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計は、
請求項２に記載のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計において、
所定波高レベルは、Ｘ線計測用の８ｋｅＶ〜３００ｋｅＶ付近の範囲と、γ線計測用の５０ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶ付近の範囲と、であって何れかを選択したものであることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項４に係るエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計は、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計において、
積算時間を決めるタイマ回路を備え、
前記演算処理部は、積算結果である線量データを積算時間で除して単位時間あたりの積算値である線量率データを算出し、
前記表示器は線量率データを線量率として表示することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項５に係るエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計は、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計において、
前記シンチレーション検出器は、プラスチック樹脂を材料とし、入射する光子の一部を吸収するとともに残りは通過させ、所定エネルギー以下の光子に対してエネルギーが小さくなるにつれて透過率が小さくなる特性を有する入射窓を備え、
入射窓の厚さを１ｍｍから４ｍｍまでの厚さとして、２０ｋｅＶ以下におけるエネルギーに対する入射窓の透過率の特性を２０ｋｅＶ以下の換算係数曲線に近似させることで、８ｋｅＶから１５０ｋｅＶまでの低エネルギー光子が入射したときのエネルギーレスポンスの平坦化を図ることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項６に係るエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計は、
請求項５に記載のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計において、
前記入射窓は、前記ケースの一部に含められる一体の構造体とし、ケース自体が入射窓の機能を兼ね備えることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項７に係るエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計は、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計において、
前記シンチレーション検出器は、
プラスチック樹脂を材料とし、入射する光子の一部を吸収するとともに残りは通過させ、所定エネルギー以下の光子に対してエネルギーが小さくなるにつれて透過率が小さくなる特性を有する外側の入射窓と、
アルミニウムを材料とし、入射する光子の一部を吸収するとともに残りは通過させ、所定エネルギー以下の光子に対してエネルギーが小さくなるにつれて透過率が小さくなる特性を有する内側の入射窓と、
内側の入射窓の厚さが０．１ｍｍ〜０．４ｍｍの厚さの範囲における特性の範囲内となるように、外側の入射窓の厚さと内側の入射窓の厚さとを調整して、２０ｋｅＶ以下におけるエネルギーに対する外側と内側との入射窓の透過率の特性を２０ｋｅＶ以下の換算係数曲線に近似させることで、８ｋｅＶから１５０ｋｅＶまでの低エネルギー光子が入射したときのエネルギーレスポンスの平坦化を図ることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項８に係るエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計は、
請求項５〜請求項７の何れか一項に記載のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計において、
前記入射窓および前記ケースと、前記シンチレータと、の間に隙間を介在させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上のような本発明によれば、放射線、特に８ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶの範囲の光子に対してエネルギー依存度が小さいレスポンスとなるようにして、検出感度を良好にしたエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
続いて、本形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計について図を参照しつつ説明する。図１は、本形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計のブロック構成図、図２は本形態のシンチレーション検出器の断面構造図、図３は弁別タイミングを説明する説明図である。エネルギー補償型シンチレーション式光子線量計１は、シンチレーション検出器１０、パルスアンプ１１、ＬＬＤ１２、ピークホールド部１３、Ａ／Ｄ変換部１４、荷重係数メモリ１５、演算処理部１６、中央処理装置１７、出力部１８、操作スイッチ１９、高圧電源２０、ＤＣアンプ２１、ドライバ２２、表示器２３、低圧電源２４を備える。
【００３０】
シンチレーション検出器１０は、図２に示すように、シンチレータ１０１（図１参照）、光電子増倍管１０２（図１参照）、温度計１０３（図１参照）、ケース１０４、入射窓１０５、反射層１０６、光学窓１０７、ブリーダ回路１０８、隙間１０９を備える。図１７で示した従来技術では、シンチレータ２１５の前段でアルミニウムによる入射窓２１２を配置していたが、本発明ではアルミニウムによる入射窓ではなくプラスチック樹脂による入射窓１０５を配置した点が相違する。
【００３１】
以下、各構成について説明する。
シンチレータ１０１は、詳しくは、微量のタリウム（Ｔｌ）を含むヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）の結晶からなるＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータである。シンチレータは円柱状に形成されている。このシンチレータ１０１の動作・機能については後述する。
【００３２】
光電子増倍管１０２は、シンチレータ１０１から放出されるシンチレーション光を光電面に入射させて、光電面でシンチレーション光を光電子に変換して、この光電子を電流に交換増倍し、強度に比例した電流によるパルス信号を出力する変換器である。詳しくは、光電面から出力される光電子をダイノードで加速して二次電子放出増倍により１０万倍から１００万倍程度に増倍し、最終的に光電子の強さに比例した電流によるパルス信号を出力する。
【００３３】
温度計１０３（図１参照）は、シンチレータ１０１および光電子増倍管１０２の温度依存性を補償するために設置される。後述するがＤＣアンプ２１に接続される。
ケース１０４は、前方に検出孔を、後方に信号線・電源線を引き出す孔（図示せず）を有する金属製の筒体であり、光や磁気を遮蔽する機能を有する。
【００３４】
入射窓１０５は、不透明のプラスチック樹脂による円板である。具体的には、プラスチック樹脂としてポリアセタールコポリマー樹脂（ジュラコン）を採用している。厚さとしては１〜４ｍｍである。なお、動作・機能については後述する。
【００３５】
反射層１０６は、シンチレータ１０１の検出方向側に設けられる層であり、光子は通過させるが、シンチレーション光はシンチレータ１０１内から外へシンチレーション光が漏れないようにしている。
【００３６】
光学窓１０７は、シンチレータ１０１と光電子増倍管１０２との間に介在して配置される。光学窓１０７は、シンチレータ１０１で発生するシンチレーション光を光電子増倍管１０２へ入射させるための透明な窓であり、シンチレータ１０１が外気に露されると潮解するのを防止できるようにケース１０４に接合している。光学窓１０７は光電子増倍管１０２の光入射窓および反対面のシンチレータ１０１とは平滑な面で透明なシリコングリースなどの接合材を介して確実に密着してシンチレーション光がシンチレータ１０１から光電子増倍管１０２へ確実に入射させるようにしている。
【００３７】
ブリーダ回路１０８は、光電子増倍管１０２の各電極に対して適切な電圧を印加する。
隙間１０９は、ケース１０４および入射窓１０５と、シンチレータ１０１（詳しくはシンチレータ１０１表面の反射層１０６）と、の間に介在する空間である。この空間の存在により、入射窓１０５やケース１０４に衝撃があったとしても、衝撃がシンチレータ１０１に到達しないこととなり、シンチレータ１０１を保護する。なお、シンチレータ１０１の表面に入射窓１０５を接する構成を採用しても検出は可能であるが、シンチレータ１０１保護の観点から隙間１０９を設けることが望ましい。
【００３８】
図１に戻るがパルスアンプ１１は、シンチレーション検出器１０から出力されるパルス信号をＬＬＤ１２やピークホールド部１３が動作するのに十分な波高まで増幅し、このパルス信号をＬＬＤ１２およびピークホールド部１３へ出力する。
ＬＬＤ（Lower Limit Detector）１２は、弁別部としての機能を果たすものであり、パルスアンプ１１から入力されたパルス信号のうち所定波高レベル以上にあるパルス信号を測定対象として選択し、図３で示すような弁別信号として出力する。ここでは、所定波高レベルとして８ｋｅＶが選択される。
【００３９】
ピークホールド部１３は、ＬＬＤ１２から出力される弁別信号に基づいて、図３で示すようなタイミングでパルスアンプ１１から出力されるパルス信号を選択し、その最大波高を保持（ピークホールド）してピークホールド信号として出力するとともにそのタイミングでピークホールドタイミング信号を出力する。ピークホールドタイミング信号はバックグラウンドなどノイズ成分を除去した一定波高、一定幅に整形した信号である。
Ａ／Ｄ変換部１４は、ピークホールドタイミング信号を受信すると、図３で示すようなタイミングで最大波高が保持されているピークホールド信号をアナログ−ディジタル変換してエネルギーデータを出力する。Ａ／Ｄ変換部１４の機能上、ある範囲（例えば９９．５ｋｅＶ〜１００．５ｋｅＶ）のエネルギーのピークホールド信号を、特定のエネルギーデータ（例えば１００ｋｅＶ）にするというものであり、エネルギーデータが採りうる値は、例えば２５６通りというように予め設定されている。
【００４０】
荷重係数メモリ１５は、エネルギーに対応する荷重係数データを記憶している。エネルギーデータが採りうる値に対して逐一値が設定されている（例えば２５６個の値が設定されている）。
演算処理部１６は、Ａ／Ｄ変換部１４でＡ／Ｄ変換されたエネルギーデータのエネルギーに対応する荷重係数データを荷重係数メモリ１５から読み出し、これを測定開始からの積算値である積算データに加算して積算結果を線量データとして出力する。演算処理部１６は、特に高速処理可能なＭＰＵ等により構成される。
【００４１】
中央処理装置１７は、線量データに基づいて処理を行うが、この処理については後述する。中央処理装置１７は、ワンチップマイコンであって内蔵するＲＯＭにはワンチップマイコンとして動作するためのプログラムが記憶されており、内蔵するＲＡＭはプログラムが動作するための一時的な情報が保持される。
出力部１８は、中央処理装置１７に接続されており、例えば警報音を出力する。
操作スイッチ１９は、中央処理装置１７に接続されており、各種の操作を行うように中央処理装置１７へ指令を与えるマン−マシンインタフェースであるが、例えばγ（Ｘ）線検出とＸ（γ）線検出とを選択する操作やＬＬＤ１２における下限レベルの値を調整したりする。
【００４２】
高圧電源２０は、中央処理装置１７とシンチレーション検出器１０（のブリーダ回路１０８）との間に接続されている。高圧電源２０は、シンチレーション検出器１０内のブリーダ回路１０８に高電圧を供給する。電圧値は操作スイッチ１９により操作されて所定電圧が決定され、さらに後述するが、温度補償系によって所定電圧が調整される。
ＤＣアンプ２１は、中央処理装置１７と温度計１０３との間に接続されている。
ここに中央処理装置１７、高圧電源２０、ブリーダ回路１０８、ＤＣアンプ２１、温度計１０３は、温度補償系を形成している。温度計１０３からの温度信号をＤＣアンプ２１が増幅して中央処理装置１７が入力すると、中央処理装置１７は温度に応じて高圧電源２０からの出力電圧を変更させる。するとブリーダ回路１０８は光電子増倍管１０２の各電極に対して温度に応じた適切な電圧を印加する。
【００４３】
ドライバ２２は、中央処理装置１７と表示器２３との間に接続されている。
表示器２３は、ドライバ２２に接続されており、ドライバ２２からの出力信号を受け、測定値や動作状態を表示するマン−マシン間のインタフェースとして機能する。表示内容については後述する。
ドライバ２２、中央処理装置１７、表示器２３は表示系を構成する。先に中央処理装置１７が線量データをドライバ２２へ出力すると、ドライバ２２は送信された線量データに基づいて表示器２３を駆動する。表示器２３は、線量データに基づいて線量を数値として表示したり、またはアナログメータとして指針表示したりする。
低圧電源２４は、各部で必要な電力を供給する電源として機能する。
【００４４】
続いて、エネルギー補償型シンチレーション式光子線量計１の計測動作に焦点を当てて図を参照しつつ以下に説明する。図４はシンチレータの光子エネルギー−検出効率の特性図、図５はプラスチック樹脂による入射窓の厚さ・材質別の光子エネルギー−透過率特性図、図６はエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計のエネルギー−レスポンス特性図である。
【００４５】
シンチレーション検出器１０では、光子が物質内を通過するときに閃光により発光する現象を、シンチレーションといい、発光する物質をシンチレータという。光子がシンチレータ１０１へ入射するとシンチレータ１０１からシンチレーション光を放出する。
【００４６】
このシンチレータ１０１単体での検出効率について説明する。図４のシンチレータ（入射窓なし）１０１に入射する光子エネルギーに対する検出効率の例を示す。図４では、５０ｋｅＶまでの光子エネルギーに対しては検出効率は１．００と一定であるが、５０ｋｅＶ以上の光子エネルギーに対しては、光子エネルギー値が大きくなるにつれて検出効率が低下する。このようにシンチレータ１０１では５０ｋｅＶ以上でエネルギー依存性が大きい。
【００４７】
このようなシンチレーション検出器１０において、仮に入射窓１０５がないシンチレーション検出器からの出力とするならば、この出力に対しては、換算係数を用いて換算している。先の図１５の国際放射線防護委員会（ＩＣＲＰ）１９９０年勧告に基いた光子エネルギー−換算係数曲線図によれば、光子エネルギーの５０ｋｅＶ以上の領域では換算係数が大きくなっていき、エネルギー依存性を小さくするようにしている。ところが、光子エネルギーの２０ｋｅＶ以下の領域では換算係数が小さくなっており、換言すれば、シンチレーション検出器１０からの出力は、低域で感度が高いというものであり、低域の感度を予め低くする必要がある。そこでシンチレータ１０１の前側に低域の光子を吸収する入射窓１０５を配置している。
【００４８】
入射窓１０５は、光子を入射させ、通過する光子の一部を吸収する機能を有する。入射窓１０５の材質は、先に述べたようにプラスチック樹脂による円板である。具体的には、プラスチック樹脂としてポリアセタールコポリマー樹脂（ジュラコン）を採用している。厚さとしては１〜４ｍｍである。ここにプラスチック樹脂による入射窓１０５の厚さを変えた場合の光子エネルギー−透過率特性図（ＥＧＳ４によるシミュレーション計算結果）を図５に示す。
【００４９】
入射窓１０５の材質と厚さ（厚さは光子入射面から出射面までの厚さ）に依存して光子エネルギーに対して透過率が変化するというもので、図５は入射窓の材質をポリアセタールコポリマー樹脂（ジュラコン）とし、厚さを１ｍｍ、２ｍｍ、４ｍｍ、８ｍｍのものを示している。これら特性からも明らかなように、光子エネルギーが低くなるにつれて光子エネルギーに対する透過率も低くなるという特性を有している。なおこの結果は、入射窓１０５と、従来技術のアルミニウムによる入射窓２１２とは、同様の傾向を示している。アルミニウム製の入射窓２１２の厚さに対するエネルギー依存性と比較すると、ポリアセタール樹脂の厚さをアルミニウムの１０倍にするとほぼ同様のエネルギー依存性とすることができることが判る。アルミニウムによる入射窓１０２は、０．１〜０．４ｍｍと同様の特性が好ましいため、プラスチック樹脂による入射窓１０５の厚さとしては１〜４ｍｍが好ましい。
【００５０】
つまり、光子源（図示せず）とシンチレータ１０１との間に適切な材質で適切な厚さの入射窓１０５を挿入すれば、５０ｋｅＶ以下におけるエネルギーに対する入射窓１０５の透過率の特性を５０ｋｅＶ以下の換算係数曲線に近似させることができ、５０ｋｅＶまでの低エネルギー光子が入射したときのエネルギーレスポンスを平坦化し、低エネルギー領域におけるエネルギー依存性を小さくできる。
【００５１】
続いて計算によるシンチレーション検出器１０のエネルギーレスポンスを検討する。例えば、従来技術ではアルミニウムの入射窓は、図１８で示したように、特に０．２ｍｍ〜０．３ｍｍのときに特に１５ｋｅＶ以下でエネルギー依存性が改善される。図１８で示すアルミニウムの入射窓が０．２ｍｍ〜０．３ｍｍのときの特性とほぼ同じ特性は、図５で示すが入射窓１０５の厚さが１ｍｍと４ｍｍとの間にある特性であり、入射窓１０５の厚さが２ｍｍ〜３ｍｍのときに一致すると推察される。プラスチック樹脂による入射窓１０５は、１ｍｍ〜４ｍｍのときに１５ｋｅＶ以下でエネルギー依存性が改善され、８〜１５０ｋｅＶの範囲のエネルギー領域でのエネルギー依存性が改善される。以上より、例えば８ｋｅＶ以上を測定する場合、入射窓の材質および厚さは１ｍｍ〜４ｍｍが好適である。
【００５２】
このように本発明によるシンチレーション検出器では、特に厚さ１ｍｍ〜４ｍｍのプラスチック樹脂の入射窓１０５を採用すれば、８〜１５０ｋｅＶの範囲のエネルギー領域でのエネルギー依存性の低下が見込め、従来技術と比較しても、特に低域の光子エネルギーに対してエネルギー依存性を少なくして検出精度を高めるというものであり、低エネルギー光子の検出に適用できる。
【００５３】
このように入射窓により補償された検出信号を用いるため、荷重関数メモリにおける補正量を少なくする、つまり実際の検出信号に即した計測値としているので検出精度が向上したエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計としている。
また、従来技術のアルミニウム製の入射窓に代えて、光子に対する吸収が少なく機械的強度が強い不透明のプラスチック樹脂の入射窓を採用した。これにより、入射窓は外部光を遮光し、光子の吸収が少ない分厚みを厚くすることができ、かつ機械的強度が増した分入射窓の破損が確実に防止され、取り扱いが容易なエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計としている。
【００５４】
さて、動作であるが、このシンチレーション検出器１０は、光子を入射して、この光子のエネルギーに比例したパルス信号を出力する。パルスアンプ１１は、シンチレーション検出器１０から出力されるパルス信号をＬＬＤ１２やピークホールド部１３が動作するのに十分な波高まで増幅し、このパルス信号をＬＬＤ１２およびピークホールド部１３へ出力する。
【００５５】
ＬＬＤ１２は、所定波高レベル（８ｋｅＶ）以上にあるパルス信号を測定対象として選択し、弁別信号として出力する。ピークホールド部１３へは、ＬＬＤ１２から、パルス信号に対して所定波高レベル（８ｋｅＶ）以下を除去する基準となる弁別信号が出力されており、バックグラウンドノイズなど、不要な低エネルギーレベルのパルスを除去する。
【００５６】
ピークホールド部１３は、ＬＬＤ１２から出力される弁別信号が入力されたタイミングにおいて、パルスアンプ１１から出力されるパルス信号を選択し、その最大波高を保持（ピークホールド）してピークホールド信号として出力するとともにそのタイミングでピークホールドタイミング信号を出力する。ピークホールドタイミング信号はバックグラウンドなどノイズ成分を除去した一定波高、一定幅に整形した信号である。
Ａ／Ｄ変換部１４は、ピークホールドタイミング信号を受信し、ピークホールド信号をアナログ−ディジタル変換してエネルギーデータを出力する。
【００５７】
演算処理部１６は、Ａ／Ｄ変換部１４でＡ／Ｄ変換されたエネルギーデータのエネルギーに対応する荷重係数データを荷重係数メモリ１５から読み出し、これを測定開始からの過去の積算値である積算データに加算して新しい積算結果を線量データとして生成する。この線量データの生成が繰り返し行われる。線量データは中央処理装置１７へ送られる。
ここで演算処理部１６で、８ｋｅＶ〜３００ｋｅＶ付近の範囲のエネルギーデータを選択すればＸ（γ）線計測用の用途となり、５０ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶ付近の範囲のエネルギーデータを選択すればγ（Ｘ）線計測用の用途となる。
【００５８】
中央処理装置１７は、線量データをドライバ２２へ出力すると、ドライバ２２は送信された線量データに基づいて表示器２３を駆動する。表示器２３は、線量データに基づいて線量を数値として表示したり、またはアナログメータとして指針表示したりする。エネルギー補償型シンチレーション式光子線量計１はこのようなものである。
【００５９】
以上説明したエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計によれば、入射窓によりレスポンスを平坦化したシンチレーション検出器からの出力を用い、さらに荷重係数により補正したため、図６で示すように、８ｋｅＶ〜３００ｋｅＶ付近のエネルギーレスポンスを略０．７５〜１．２５つまり±２５％まで大幅に改善するものである。
これは先行出願の低エネルギー光子の１ｃｍ線量当量計の１００ｋｅＶ以下のエネルギー依存性は±４０％と比べても大幅な改善を実現している。
【００６０】
このようなエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計では、シンチレーション検出を採用することで検出感度を高くするとともに、８ｋｅＶ〜３００ｋｅＶ付近のエネルギー依存性が高いエネルギー領域においてもエネルギーレスポンスが平坦になるように補償したため、８〜１５００ｋｅＶという光子全域で範囲のエネルギー領域で精度良く検出できるようなエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計とすることができる。
【００６１】
続いて、他の形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計について図を参照しつつ説明する。図７は、他の形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計のブロック構成図である。エネルギー補償型シンチレーション式光子線量計２は、シンチレーション検出器１０、パルスアンプ１１、ピークホールド部１３、Ａ／Ｄ変換部１４、荷重係数メモリ１５、演算処理部１６、中央処理装置１７、出力部１８、操作スイッチ１９、高圧電源２０、ＤＣアンプ２１、ドライバ２２、表示器２３、低圧電源２４、ＵＬＤ２５、ＬＬＤ２６、論理回路２７を備える。
先に図１を用いて説明した形態と比較すると、図１で示した形態ではＬＬＤ１２を採用していたが、本形態では、ＬＬＤ１２による弁別部に代えてＵＬＤ２５、ＬＬＤ２６、論理回路２７による弁別部を採用した点が相違している。他は同じであり同じ符号を付すとともに重複する説明を省略する。
【００６２】
ＵＬＤ（Upper Limit Detector）２５は、弁別部としての機能を果たすものであり、パルスアンプ１１から入力されたパルス信号のうち所定波高レベル以下にあるパルス信号を測定対象として選択し、弁別信号として出力する。
ＬＬＤ（Lower Limit Detector）２６は、弁別部としての機能を果たすものであり、パルスアンプ１１から入力されたパルス信号のうち所定波高レベル以上にあるパルス信号を測定対象として選択し、弁別信号として出力する。
論理回路２７は、ＵＬＤ２５とＬＬＤ２６との両方で出力された弁別信号のＡＮＤを選択して新たに弁別信号として出力する。これにより、所定波高レベルの範囲にあるパルス信号を測定対象として選択し、弁別信号として出力することとなる。
【００６３】
本形態ではＸ線計測用とγ線計測用とで所定波高レベルを変更させており、Ｘ線計測用でＵＬＤ２５の所定波高レベルを３００ｋｅＶと、ＬＬＤ２６の所定波高レベルを８ｋｅＶとして、８ｋｅＶ〜３００ｋｅＶ付近の範囲で計測する。
また、γ線計測用でＵＬＤ２５の所定波高レベルを１５００ｋｅＶと、ＬＬＤ２６の所定波高レベルを５０ｋｅＶとして、５０ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶ付近の範囲で計測する。
Ｘ（γ）線計測をするかγ（Ｘ）線計測をするかは、例えば、図示しないが中央処理装置１７にＵＬＤ２５とＬＬＤ２６とを接続し、操作スイッチ１９を操作することでＵＬＤ２５とＬＬＤ２６が所定波高レベルを選択できるようにすれば良い。
【００６４】
ピークホールド部１３は、論理回路２７から出力される弁別信号に基づいて、パルスアンプ１１から出力されるパルス信号を選択し、その最大波高を保持（ピークホールド）してピークホールド信号として出力するとともにそのタイミングでピークホールドタイミング信号を出力する。ピークホールドタイミング信号はバックグラウンドなどノイズ成分を除去した一定波高、一定幅に整形した信号である。
以下の動作は先に図１を用いて説明した形態と同じである。
【００６５】
本形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計２は、上記したような効果に加え、計測範囲を限定することで下限を下回るデータや上限を上回るデータを扱う必要がなくなって演算処理部１６での演算を少なくすることができるという利点も見込める。
【００６６】
続いて、他の形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計について図を参照しつつ説明する。図８は、他の形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計のブロック構成図である。エネルギー補償型シンチレーション式光子線量計３は、シンチレーション検出器１０、パルスアンプ１１、ＬＬＤ１２、ピークホールド部１３、Ａ／Ｄ変換部１４、荷重係数メモリ１５、演算処理部１６、中央処理装置１７、出力部１８、操作スイッチ１９、高圧電源２０、ＤＣアンプ２１、ドライバ２２、表示器２３、低圧電源２４、タイマ回路２８を備える。
先に図１を用いて説明した形態と比較すると、図１で示した形態ではタイマ回路２８はないが、本形態では、タイマ回路２８を採用した点が相違している。他は同じであり同じ符号を付すとともに重複する説明を省略する。
【００６７】
タイマ回路２８は、積算時間を決める機能を有している。
演算処理部１６は、積算時間の間にわたり積算された結果である線量データと積算時間を用いて単位時間あたりの積算値である線量率を表す線量率データを算出し、中央処理装置１７へ線量率データを出力する。
中央処理装置１７は、線量率データをドライバ２２へ出力すると、ドライバ２２は送信された線量率データに基づいて表示器２３を駆動する。表示器２３は、線量率データに基づいて線量率を数値として表示したり、またはアナログメータとして指針表示したりする。エネルギー補償型シンチレーション式光子線量計３はこのようなものである。
【００６８】
本形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計３は、上記したような効果に加え、線量率を計測できるという利点がある。
【００６９】
続いて、他の形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計について図を参照しつつ説明する。図８は、他の形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計のブロック構成図である。エネルギー補償型シンチレーション式光子線量計４は、シンチレーション検出器１０、パルスアンプ１１、ピークホールド部１３、Ａ／Ｄ変換部１４、荷重係数メモリ１５、演算処理部１６、中央処理装置１７、出力部１８、操作スイッチ１９、高圧電源２０、ＤＣアンプ２１、ドライバ２２、表示器２３、低圧電源２４、ＵＬＤ２５、ＬＬＤ２６、論理回路２７、タイマ回路２８を備える。
先に図７を用いて説明した形態と比較すると、図７で示した形態ではタイマ回路２８はないが、本形態では、タイマ回路２８を採用した点が相違している。他は同じであり同じ符号を付すとともに重複する説明を省略する。
【００７０】
ＵＬＤ（Upper Limit Detector）２５は、弁別部としての機能を果たすものであり、パルスアンプ１１から入力されたパルス信号のうち所定波高レベル以下にあるパルス信号を測定対象として選択し、弁別信号として出力する。
ＬＬＤ（Lower Limit Detector）２６は、弁別部としての機能を果たすものであり、パルスアンプ１１から入力されたパルス信号のうち所定波高レベル以上にあるパルス信号を測定対象として選択し、弁別信号として出力する。
論理回路２７は、ＵＬＤ２５とＬＬＤ２６との両方で出力された弁別信号のＡＮＤを選択して新たに弁別信号として出力する。これにより、所定波高レベルの範囲にあるパルス信号を測定対象として選択し、弁別信号として出力することとなる。
ピークホールド部１３は、論理回路２７から出力される弁別信号に基づいて、パルスアンプ１１から出力されるパルス信号を選択し、その最大波高を保持（ピークホールド）してピークホールド信号として出力するとともにそのタイミングでピークホールドタイミング信号を出力する。ピークホールドタイミング信号はバックグラウンドなどノイズ成分を除去した一定波高、一定幅に整形した信号である。以下は先の説明と同様にして線量データを得る。
【００７１】
タイマ回路２８は、積算時間を決める機能を有している。
演算処理部１６は、積算時間の間にわたり積算された結果である線量データと積算時間を用いて単位時間あたりの積算値である線量率を表す線量率データを算出し、中央処理装置１７へ線量率データを出力する。
中央処理装置１７は、線量率データをドライバ２２へ出力すると、ドライバ２２は送信された線量率データに基づいて表示器２３を駆動する。表示器２３は、この線量率データに基づいて線量率を数値として表示したり、またはアナログメータとして指針表示したりする。
【００７２】
本形態ではＸ線計測用とγ線計測用とで所定波高レベルを変更させており、Ｘ線計測用でＵＬＤ２５の所定波高レベルを３００ｋｅＶと、ＬＬＤ２６の所定波高レベルを８ｋｅＶとして、８ｋｅＶ〜３００ｋｅＶ付近の範囲で計測する。
また、γ線計測用でＵＬＤ２５の所定波高レベルを１５００ｋｅＶと、ＬＬＤ２６の所定波高レベルを５０ｋｅＶとして、５０ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶ付近の範囲で計測する。
Ｘ（γ）線計測をするかγ（Ｘ）線計測をするかは、例えば、操作スイッチ１９を操作することで選択できるようにすれば良い。
エネルギー補償型シンチレーション式光子線量計４はこのようなものである。
【００７３】
本形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計４は、上記したような効果に加え、線量率を計測できるという利点がある。また、演算処理部１６での演算を少なくすることができるという利点も見込める。
【００７４】
続いて他の形態について図を参照しつつ説明する。ここでは上記したエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計１，２，３，４において他のシンチレーション検出器を採用するものである。図１０は他の形態のシンチレーション検出器の断面構造図である。シンチレーション検出器１０’は、図１０に示すように、シンチレータ１０１、光電子増倍管１０２、反射層１０６、光学窓１０７、ブリーダ回路１０８、隙間１０９、ケース１１０、ネジ部１１０ａ、Ｏリング１１０ｂ、接着部１１０ｃ、ケース１１１、入射窓１１１ａを備える。図２で示した形態では、ケース１０４は金属製であり、また、入射窓１０５はプラスチック樹脂製であったが、本形態ではケース１１０は金属製、入射窓１１１ａを含むケース１１１はプラスチック樹脂にし、両者をネジ部１１０ａのネジで接合した点が相違する。そこでシンチレータ１０１、光電子増倍管１０２、反射層１０６、光学窓１０７、ブリーダ回路１０８は同じ構成であるものとして重複する説明を省略し、相違点のみ重点をおいて説明する。
【００７５】
ケース１１０は、後方に信号線・電源線を引き出す孔（図示せず）を有する不透明の金属製の筒体である。
ケース１１１は、プラスチック樹脂による筒と天井の円板部を一体にした形であり上記のポリアセタールコポリマー樹脂（ジュラコン）であって、特に前方に入射窓１１１ａを備えるものである。入射窓１１１ａは、厚さが１〜４ｍｍとなるように形成されている。
ケース１１０とケース１１１はネジ部１１０ａで締結固定されると、Ｏリング１１０ｂによりケース１１０とケース１１１とは外界から封止される。なお、ケース１１１には光学窓１０７が接着部１１０ｃにより接着封止されている。
ここで入射窓１１１ａの１〜４ｍｍという厚さは、光子に対する吸収がアルミニウムで０．１〜０．４ｍｍの入射窓相当となる厚みとしている。
【００７６】
このようにシンチレータ１０１のケース１１１自体を、プラスチック樹脂とすることで、光子の入射方向が側面側となっても入射窓１１１ａによる光子の吸収が正面と同じになる。この点について図を参照しつつ説明する。図１１は、従来技術によるケースとプラスチック樹脂（ポリアセタールコポリマー樹脂）製のケースとのシンチレーション検出器の光子エネルギー１０ｋｅＶに対する方向依存性を説明する特性図である。図１７の従来技術のアルミニウム製ケース２１１によるシンチレーション検出器２１０では基準方向からずれるに従い感度が低下するのに対し、図１０の本形態のプラスチック樹脂ケースによるシンチレーション検出器１０’の場合は、０〜９０度まで±３０％程度の差異で測定できることが判る。従って、光子の到来方向を厳密に意識しなくても高精度の測定ができることとなる。
【００７７】
従来技術や先の形態で説明したように低エネルギー放射線の測定の入射方向は窓側からに限定されていたが、本形態によれば、シンチレータ１０１のケース１１１（入射窓１１１ａを含む）自体を、不透明のプラスチック樹脂として全体に入射窓としての機能を持たせたため、従来技術や図１で説明した形態のケースの機能であるシンチレータへの外部光の遮光という動作環境を確保しつつ、感度のエネルギー依存性の方向依存性を小さくするように改善して高精度の線量や線量率を測定し、さらに構造の簡単化、機械的強度の強化、取り扱いの容易化をともに実現したシンチレーション検出器を含むエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計を提供することができる。
【００７８】
続いて他の形態について図を参照しつつ説明する。図１２は他の形態のシンチレーション検出器の断面構造図である。１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１０”は、図１２に示すように、シンチレータ１０１、光電子増倍管１０２、ケース１０４、反射層１０６、光学窓１０７、ブリーダ回路１０８、隙間１０９、内側入射窓(アルミニウム板)１１２、外側入射窓（プラスチック樹脂板）１１３を備える。図１７で示した従来技術では、シンチレータ２１５の前段でアルミニウム板による入射窓２１２を配置していたが、本発明ではアルミニウム板による内側入射窓１１２に加えてさらにプラスチック樹脂板による外側入射窓１１３を配置した点が相違する。そこでシンチレータ１０１、反射層１０６、光学窓１０７、光電子増倍管１０２、ブリーダ回路１０８は同じ構成であるものとして重複する説明を省略し、相違点のみ重点をおいて説明する。
【００７９】
ケース１０４は、前方に検出孔を、後方に信号線・電源線を引き出す孔（図示せず）を有する金属製の筒体であり、光や磁気を遮蔽する機能を有する。
内側入射窓１１２は、アルミニウムによる円板である。厚さとしては０．１〜０．４ｍｍである。
外側入射窓１１３は、不透明のプラスチック樹脂による円板である。具体的には、プラスチック樹脂としてポリアセタールコポリマー樹脂（ジュラコン）を採用している。厚さとしては１〜４ｍｍである。
内側入射窓１１２と外側入射窓１１３との厚さは、光子に対する吸収がアルミニウムで０．１〜０．４ｍｍ相当となるように選択された厚みを採用する。
【００８０】
図１３は内側入射窓・外側入射窓の組合せ別の光子エネルギー−透過率特性図である。二重構造となる内外の入射窓のうち外側入射窓１１３は材質がポリアセタールコポリマー樹脂、厚さが１ｍｍであり、また、内側入射窓１１２は材質がアルミニウム、厚さが０．１ｍｍであるエネルギー依存性（ＥＧＳ４によるシミュレーション計算結果）を示す。ここに比較のため、図１７で示した従来技術によるアルミニウム製の入射窓２１２の１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１００のエネルギー依存性として厚さ０．１ｍｍと厚さ０．２ｍｍの場合を示す。
【００８１】
図１３で示すように、厚さ０．１ｍｍの入射窓にプラスチック製で厚さ１ｍｍの入射窓を追加することで、厚さ０．２ｍｍの入射窓に相当するエネルギー依存性とすることができる。簡易的にはアルミニウムの厚さ０．１ｍｍのエネルギー依存性とプラスチック樹脂の厚さ１ｍｍのエネルギー依存性とが一致している。アルミニウムの厚さ０．３ｍｍのエネルギー依存性に一致させるならば、アルミニウムの厚さ０．１ｍｍの入射窓にプラスチック製で厚さ２ｍｍの入射窓を追加したり、または、アルミニウムの厚さ０．２ｍｍの入射窓にプラスチック製で厚さ１ｍｍの入射窓を追加することで、厚さ０．３ｍｍの入射窓に相当するエネルギー依存性とすることができる。このように外側入射窓１１３と内側入射窓１１２との組合せによるエネルギー依存性を従来技術のアルミニウム製の入射窓２１２のエネルギー依存性とほぼ同じにすることができる。
一般化すれば内側入射窓１１２のアルミニウムの入射窓の厚さをａｍｍ、外側入射窓１１３のプラスチック樹脂の厚さをｂｍｍとした場合に、０．１≦ａ＋０．１ｂ≦０．４（ただし０＜ａ，０＜ｂ）を満たすものである。
【００８２】
このように入射窓を内外で二重にし、外側を低エネルギー光子でも吸収が小さく機械的強度が高いプラスチック樹脂板による外側入射窓を、また、内側をアルミニウム板による内側入射窓を配置し、さらに内側のアルミニウムと外側のプラスチック樹脂との合計の光子に対する吸収が、アルミニウムで０．１〜０．４ｍｍ相当の吸収となる厚みとしている。これは従来技術のシンチレーション検出器２１０に加え、その外側に強度の強いプラスチック樹脂による保護ケースとなる外側入射窓を追加して破損しにくくしたものといえる。このように簡単な追加構成により機械的強度を高めて、目的とするエネルギー依存性を確保しながら取り扱いが容易なシンチレーション検出器を有するエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計を提供することができるようになる。
なお、図１，図７，図８，図９で示したエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計１，２，３，４のシンチレーション検出器１０に代えて、図１７で示したシンチレーション検出器２１０を搭載しても良い。この場合、アルミニウムの入射窓に機械的な力が加わりにくくするような配慮をすることで可能となる。
【００８３】
このように本発明のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計では、安価かつ強度が高くなるような構成を採用しつつ、さらに、８ｋｅＶ〜１５００ｋｅＶの範囲のエネルギー領域の光子に対してエネルギー依存度が小さいレスポンスとなるように検出感度を向上させて、使い勝手が良好なエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計を提供することができる。
【００８４】
以上本発明のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計について説明した。本発明のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計では、校正がされて、２０ｋｅＶ以下におけるエネルギーに対する入射窓の透過率の特性を２０ｋｅＶ以下の換算係数曲線に近似させることで荷重係数の値を小さくしつつ、１０ｋｅＶから１５００ｋｅＶまでの光子が入射したときのエネルギーレスポンスの平坦化を図る。したがって、このようなエネルギー特性を有するエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計は線量や線量率を精度良く測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明を実施するための最良の形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計のブロック構成図である。
【図２】本発明を実施するための最良の形態のシンチレーション検出器の断面構造図である。
【図３】弁別タイミングを説明する説明図である。
【図４】シンチレータの光子エネルギー−検出効率の特性図である。
【図５】プラスチック樹脂による入射窓の厚さ・材質別の光子エネルギー−透過率特性図である。
【図６】エネルギー補償型シンチレーション式光子線量計のエネルギー−レスポンス特性図である。
【図７】他の形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計のブロック構成図である。
【図８】他の形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計のブロック構成図である。
【図９】他の形態のエネルギー補償型シンチレーション式光子線量計のブロック構成図である。
【図１０】他の形態のシンチレーション検出器の断面構造図である。
【図１１】従来技術によるケースとプラスチック樹脂（ポリアセタールコポリマー樹脂）製のケースとのシンチレーション検出器の光子エネルギー１０ｋｅＶに対する方向依存性を説明する特性図である。
【図１２】他の形態のシンチレーション検出器の断面構造図である。
【図１３】内側入射窓・外側入射窓の組合せ別の光子エネルギー−透過率特性図である。
【図１４】電離箱式の１ｃｍ線量当量計の光子エネルギー−レスポンス特性の説明図である。
【図１５】光子エネルギー−換算係数曲線図である。
【図１６】シンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計のブロック構成図である。
【図１７】１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器の断面構成図である。
【図１８】入射窓（アルミニウム板）の厚さ・材質別の光子エネルギー−透過率特性図である。
【図１９】計算による光子エネルギー−レスポンス特性である。
【図２０】下限レベル調整前後の光子エネルギー−レスポンス特性図である。
【図２１】下限レベル調整およびＤＢＭ調整を施した場合の光子エネルギー−レスポンス特性図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，２，３，４：エネルギー補償型シンチレーション式光子線量計
１０，１０’，１０”：シンチレーション検出器
１０１：シンチレータ
１０２：光電子増倍管
１０３：温度計
１０４：ケース
１０５：入射窓
１０６：反射層
１０７：光学窓
１０８：ブリーダ回路
１０９：隙間
１１０：ケース（金属ケース）
１１０ａ：ネジ部
１１０ｂ：Ｏリング
１１０ｃ：接着部
１１１：ケース（樹脂ケース）
１１１ａ：入射窓（プラスチック樹脂）
１１２：内側入射窓（アルミニウム板）
１１３：外側入射窓（プラスチック樹脂板）
１１：パルスアンプ
１２：ＬＬＤ
１３：ピークホールド部
１４：Ａ／Ｄ変換部
１５：荷重係数メモリ
１６：演算処理部
１７：中央処理装置
１８：出力部
１９：操作スイッチ
２０：高圧電源
２１：ＤＣアンプ
２２：ドライバ
２３：表示器
２４：低圧電源
２５：ＵＬＤ
２６：ＬＬＤ
２７：論理回路
２８：タイマ回路
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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