(57)【要約】【課題】安価かつ機械的な強度が高くなるような構成を採用しつつ、さらに、８ｋｅＶ〜１５０ｋｅＶという領域の低エネルギー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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器を提供する。【解決手段】プラスチック樹脂性の入射窓１２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１２の透過率の特性を２０ｋｅＶ以下の１ｃｍ線量当量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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器とした。【選択図】図１
2008256631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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と、
入射窓を通過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、
入射窓、シンチレータおよび光電子増倍管を収容するケースと、
を備える１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器であって、
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１ｃｍ線量当量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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器において、
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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器。
【請求項３】
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、
外側の入射窓および内側の入射窓を通過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、
外側の入射窓、内側の入射窓、シンチレータおよび光電子増倍管を収容するケースと、
を備える１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器であって、
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１ｃｍ線量当量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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器において、
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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の１ｃｍ線量当量、特に１０ｋｅＶ〜１５０ｋｅＶという低エネルギー光子（例えば、γ線、Ｘ線）を検出する１ｃｍ線量当量計に用いられる１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器に関する。
【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）を用いる放射線利用装置が各種利用されている。このような放射線利用装置が設置される管理区域では、１ｃｍ線量当量計を用いて放射線の量を表す１ｃｍ線量当量を測定する。このような測定は、定期的（例えば一日毎に所定時刻から所定期間測定するというもの）あるいは不定期的に行われる。
【０００３】
放射線利用装置の一例として、例えば医療用のＸ線撮影装置がある。このＸ線撮影装置では、Ｘ線の発生時間は撮影時間に依存する。さらにまた、撮影時間間隔は撮影対象に応じて異なるものであり、撮影毎に数ミリ秒〜数百ミリ秒発生させる。これら理由のため放射線（Ｘ線）の発生は不定期・間欠的であり、その線量を正確に測定するため１ｃｍ線量当量計の積算モードで測定する必要がある。このような１ｃｍ線量当量計では、一般的にその際の測定値の表示は、積算値あるいは線量率のいずれか一方のみであった。
【０００４】
一般に５０ｋｅＶ以下の低エネルギー光子を測定対象とするときの１ｃｍ線量当量計としては、特に５０ｋｅＶ以下の検出感度のエネルギー依存性が小さい点で有利な電離箱式の１ｃｍ線量当量計を使用したり、または、エネルギー依存性は小さくないが低域で検出感度が高い点で有利なＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器を用いた１ｃｍ線量当量計を使用する。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。
【０００５】
また、放射線測定装置に係る他の従来技術として、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では、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、１ｃｍ線量当量換算係数曲線図で表されるようなエネルギー別の係数を乗じて、補正する装置が開示されている。
従来技術の低エネルギー光子を測定対象とする１ｃｍ線量当量計等の放射線測定装置はこのようなものである。
【０００６】
【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】
【０００７】
従来技術の１ｃｍ線量当量計では、２５ｋｅＶ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という低エネルギー光子を検出する場合に、特に２５ｋｅＶ以下の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。
【０００８】
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８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。
【０００９】
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９の光子エネルギー−１ｃｍ線量当量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９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。
【００１０】
そこで、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、特許出願をするに至っている。このような１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器について図を参照しつつ説明する。図１０は、従来技術の１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器の断面構成図、図１１は、従来技術の入射窓（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１２は、計算による光子エネルギー−レスポンス特性である。
【００１１】
１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１００は、ケース１０１、入射窓１０２、隙間１０３、反射層１０４、シンチレータ１０５、光学窓１０６、光電子増倍管１０７、ブリーダ回路１０８を備える。従来技術では、シンチレータ１０５の前段でアルミニウム板による入射窓１０２を配置している。入射窓１０２の透過率は図１１で示すように３００ｋｅＶ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１０２をとシンチレータ１０５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。
【００１２】
図１２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１０２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１０５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１０２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。
【００１３】
しかしながら、アルミニウムによる入射窓１０２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１０で示す入射窓１０２に不用意な力が加わった場合には、入射窓１０２が破れたり、また、ケース１０１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。
さらにまた、同等な特性を有するものとして材質がベリリウムによる入射窓を採用すれば、厚みを増すことができるため強度的な問題が解決するが、コストが上昇するため採用が難しいという問題もあった。
【００１４】
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、安価かつ機械的な強度が高くなるような構成を採用しつつ、さらに８ｋｅＶ〜１５０ｋｅＶという領域の低エネルギー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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような本発明の請求項１に係る１ｃｍ線量当量計用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と、
入射窓を通過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、
入射窓、シンチレータおよび光電子増倍管を収容するケースと、
を備える１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器であって、
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１ｃｍ線量当量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。
【００１６】
また、本発明の請求項２に係る１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器は、
請求項１に記載の１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器において、
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。
【００１７】
また、本発明の請求項３に係る１ｃｍ線量当量計用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、
外側の入射窓および内側の入射窓を通過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、
外側の入射窓、内側の入射窓、シンチレータおよび光電子増倍管を収容するケースと、
を備える１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器であって、
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１ｃｍ線量当量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。
【００１８】
また、本発明の請求項４に係る１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器は、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器において、
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】
【００１９】
以上のような本発明によれば、安価かつ機械的な強度が高くなるような構成を採用しつつ、さらに８ｋｅＶ〜１５０ｋｅＶという領域の低エネルギー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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器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】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態の１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器について図を参照しつつ説明する。図１は本形態のシンチレーション検出器の断面構造図である。
【００２１】
１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１は、図１に示すように、ケース１１、入射窓１２、シンチレータ１３、反射層１４、光学窓１５、光電子増倍管１６、ブリーダ回路１７、隙間１８を備える。図１０で示した従来技術では、シンチレータ１０５の前段でアルミニウムによる入射窓１０２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１２を配置した点が相違する。
【００２２】
以下、各構成について説明する。
ケース１１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。
入射窓１２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。
【００２３】
シンチレータ１３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１３の動作・機能については後述する。
反射層１４は、シンチレータ１３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１３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。
【００２４】
光学窓１５は、シンチレータ１３と光電子増倍管１６との間に介在して配置される。シンチレータ１３で発生するシンチレーション光を光電子増倍管１６へ入射させるための透明な窓でシンチレータ１３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１１に接合している。光学窓１５は光電子増倍管１６の光入射窓および反対面のシンチレータ１３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１３から光電子増倍管１６へ確実に入射させるようにしている。
【００２５】
光電子増倍管１６は、シンチレータ１３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。
【００２６】
ブリーダ回路１７は、光電子増倍管１６の各電極に対して適切な電圧を印加する。
隙間１８は、ケース１１および入射窓１２と、シンチレータ１３（詳しくはシンチレータ１３表面の反射層１４）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１２やケース１１に衝撃があったとしても、衝撃がシンチレータ１３に到達しないこととなり、シンチレータ１３を保護する。なお、シンチレータ１３の表面に入射窓１２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１３保護の観点から隙間１８を設けることが望ましい。
【００２７】
続いて、１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１の動作・機能について図を参照しつつ以下に説明する。図２は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３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−透過率特性図である。
【００２８】
まず、１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１のシンチレータ１３について説明する。
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１３へ入射するとシンチレータ１３からシンチレーション光を放出する。
【００２９】
このシンチレータ１３単体での検出効率について説明する。図２のシンチレータ（入射窓なし）１３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２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１３では５０ｋｅＶ以上でエネルギー依存性が大きい。
【００３０】
このような１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１において、仮に入射窓１２がない１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１からの出力とするならば、この出力に対しては、１ｃｍ線量当量換算係数を用いて換算している。先の図９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−１ｃｍ線量当量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１ｃｍ線量当量換算係数が大きくなっていき、エネルギー依存性を低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１ｃｍ線量当量換算係数が小さくなっており、換言すれば、１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１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１３の前側に低域の光子を吸収する入射窓１２を配置している。
【００３１】
入射窓１２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１２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１２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３に示す。
【００３２】
入射窓１２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３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１２と、従来技術のアルミニウムによる入射窓１０２とは、同様の傾向を示している。アルミニウム製の入射窓１０２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１２の厚さとしては１〜４ｍｍが好ましい。
【００３３】
入射窓１２を装着した１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１へ入射した光子の１ｃｍ線量当量は次式により算出される。
【００３４】
【数１】
2008256631.tif 000003
【００３５】
入射した光子の光子エネルギー値により決定される１ｃｍ線量当量換算係数、検出器の検出効率、入射窓の透過率を求め、検出器の入射窓面積を用いて１ｃｍ線量当量を算出する。
光子エネルギーが５０ｋｅＶ以下の低エネルギー領域ではシンチレータ１３の検出効率は、図２で示したように、ほぼ１００％で一定（＝１．０）であって、この場合は数１でも明らかなように、１ｃｍ線量当量換算係数の低下具合と、入射窓１２の吸収による透過率の低下具合と、を一致させると測定値（１ｃｍ線量当量）の光子エネルギーに対する依存性を小さくすることができる。
【００３６】
つまり、光子源（図示せず）とシンチレータ１３との間に適切な材質で適切な厚さの入射窓１２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１２の透過率の特性を５０ｋｅＶ以下の１ｃｍ線量当量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１ｃｍ線量当量のエネルギー依存性を小さくできる。
【００３７】
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１２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１２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３で示すが入射窓１２の厚さが１ｍｍと４ｍｍとの間にある特性であり、入射窓１２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１２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。
【００３８】
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１２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。
【００３９】
以上説明した本形態によれば、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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器を提供することができる。
【００４０】
続いて他の形態について図を参照しつつ説明する。図４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１’は、図４に示すように、シンチレータ１３、反射層１４、光学窓１５、光電子増倍管１６、ブリーダ回路１７、隙間１８、ケース１９、ネジ部１９ａ、Ｏリング１９ｂ、接着部１９ｃ、ケース２０、入射窓２０ａを備える。図１で示した形態では、ケース１１は金属製であり、また、入射窓１２はプラスチック樹脂製であったが、本形態ではケース１９は金属製、入射窓２０ａを含むケース２０はプラスチック樹脂にし、両者をネジ部１９ａのネジで接合した点が相違する。そこでシンチレータ１３、反射層１４、光学窓１５、光電子増倍管１６、ブリーダ回路１７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。
【００４１】
ケース１９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２０は、プラスチック樹脂による筒と天井の入射窓２０ａ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）である。入射窓２０ａは、厚さが１〜４ｍｍとなるように形成されている。
ケース１９とケース２０はネジ部１９ａで締結固定されると、Ｏリング１９ｂによりケース１９とケース２０の内部は外界から封止される。なお、ケース２０には光学窓１５が接着部１９ｃにより接着封止されている。
ここで入射窓２０ａ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。
【００４２】
このようにシンチレータ１３のケース２０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２０ａ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５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１ｃｍ線量当量計用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１０の従来技術のアルミニウム製ケース１０１による１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１００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４の本形態のプラスチック樹脂ケースによる１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１’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。
【００４３】
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１３のケース２０（入射窓２０ａ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１ｃｍ線量当量を測定し、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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器を提供することができる。
【００４４】
続いて他の形態について図を参照しつつ説明する。図６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１”は、図６に示すように、ケース１１、シンチレータ１３、反射層１４、光学窓１５、光電子増倍管１６、ブリーダ回路１７、隙間１８、内側入射窓(アルミニウム板)２１、外側入射窓（プラスチック樹脂板）２２を備える。図１０で示した従来技術では、シンチレータ１０５の前段でアルミニウム板による入射窓１０２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２０に加えてさらにプラスチック樹脂板による外側入射窓２２を配置した点が相違する。そこでシンチレータ１３、反射層１４、光学窓１５、光電子増倍管１６、ブリーダ回路１７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。
【００４５】
ケース１１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２１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２２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２１と外側入射窓２２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。
【００４６】
図７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２２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２１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１０で示した従来技術によるアルミニウム製の入射窓１０２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。
【００４７】
図７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、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、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２２と内側入射窓２１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１０２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２１のアルミニウムの入射窓の厚さをａｍｍ、外側入射窓２２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。
【００４８】
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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器１００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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器を提供することができるようになる。
【００４９】
このように本発明のシンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計では、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〜１５０ｋｅＶというエネルギー領域の低エネルギー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１ｃｍ線量当量計用シンチレーション検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】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成図である。
【図２】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３】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４】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５】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１ｃｍ線量当量計用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６】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７】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８】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９】光子エネルギー−１ｃｍ線量当量換算係数曲線図である。
【図１０】従来技術の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１１】従来技術の入射窓（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１２】計算による光子エネルギー−レスポンス特性である。
【符号の説明】
【００５１】
１，１’，１”：シンチレーション式低エネルギー光子１ｃｍ線量当量計
１１：ケース
１２：入射窓（プラスチック樹脂）
１３：シンチレータ
１４：反射層
１５：光学窓
１６：光電子増倍管
１７：ブリーダ回路
１８：隙間
１９：ケース（金属ケース）
１９ａ：ネジ部
１９ｂ：Ｏリング
１９ｃ：接着部
２０：ケース（プラスチック樹脂）
２０ａ：入射窓（プラスチック樹脂）
２１：内側入射窓（アルミニウム板）
２２：外側入射窓（プラスチック樹脂板）
【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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