(57)【要約】    【課題】  被検体から放射される放射線を高精度に検出することができる放射線検出装置を得ること。    【解決手段】  放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線検出手段で検出された信号より放射線情報を演算する演算処理手段と、前記演算処理手段で演算された放射線情報を表示する表示手段を有する放射線検出装置であって、  前記放射線検出手段は、放射線が入射する入射面が多角形状で出射面が円形状のシンチレータ結晶部と該シンチレータ結晶部から放射された螢光を検出する光入射面が円形状の光電子増倍管を有していること。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線検出手段で検出された信号より放射線情報を演算する演算処理手段と、前記演算処理手段で演算された放射線情報を表示する表示手段を有する放射線検出装置であって、
前記放射線検出手段は、放射線が入射する入射面が多角形状で出射面が円形状のシンチレータ結晶部と該シンチレータ結晶部から放射された螢光を検出する光入射面が円形状の光電子増倍管を有していることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線検出手段で検出された信号より放射線情報を演算する演算処理手段と、前記演算処理手段で演算された放射線情報を表示する表示手段を有する放射線検出装置であって、
前記放射線検出手段は、円柱形状又は角柱形状のシンチレータ結晶部と、該シンチレータ結晶部の周囲に設けた光検出手段を有し、
該シンチレータ結晶部には、その一面から該一面に対向する他の面まで被検体が通過する大きさの検出孔が貫通し形成されており、
該光検出手段は被検体が該検出孔を通過するときにシンチレータ結晶部で発光する螢光を検出することを特徴とする放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被検体から放射されるｘ線、ｒ線、α線、β線等の放射線をシンチレータで可視光（螢光）に変換し、該可視光を光検出器で検出することによって放射線量を高精度に検出することができる放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所や放射線量を利用する施設では被写体又は周囲から入射されてくる放射線量を検出するための放射線検出装置が用いられている。放射線検出装置としては被検体から放射された放射線（例えばｘ線、α線、β線、ｒ線）の発光作用を利用したシンチレータ（シンチレータ結晶）が利用されている。
【０００３】
この放射線検出装置では、放射線の入射エネルギーに比例して発光されたシンチレータからの可視光を光電子像倍管やフォトダイオード等の光検出手段で光強度やパルスを検出して放射線の強度（エネルギー）と頻度を検出している。
【０００４】
放射線検出装置として、アルミ等の軽金属からなる容器に、放射線の入射側から順にシンチレータ層、シンチレータ層から放射される蛍光ｘ線をカットする金属ガラス層、シンチレータ層から発せられた蛍光を検出する光電変換部からなる放射線検出装置が知られている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−０８７９３４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０８８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シンチレータを用いた放射線検出装置では、放射線が入射する光検出面を被写体に対向させて被検体から放射される放射線量を検出している。放射線検出装置の検出部は外形が筒形状（円柱形状）で放射線が入射する光入射面は平面形状よりなっている。
【０００７】
平面形状の放射線入射面から入射した放射線が内部に設けたシンチレータに吸収されるとシンチレータから閃光や蛍光を発する。このときシンチレータから発した螢光を光検出手段で検出している。シンチレータから放射される蛍光はシンチレータに入射する放射線のエネルギーに比例する。被検体からの放射線の検出精度を高めるには被検体から放射され、なるべく多くシンチレータに入射させ、シンチレータで発する螢光を効率的に光検出手段に入射させる必要がある。
【０００８】
このためには放射線入射面をなるべく大きくし、またシンチレータで発した螢光を高感度な光検出器で効率的に検出することが重要になってくる。
【０００９】
この他、検出精度を高めるためには被検体から全方位に放射される放射線をなるべく大きな立体角で検出することが重要になってくる。
【００１０】
本発明は、被検体から放射される放射線を高精度に検出することができる放射線検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の放射線検出装置は、放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線検出手段で検出された信号より放射線情報を演算する演算処理手段と、前記演算処理手段で演算された放射線情報を表示する表示手段を有する放射線検出装置であって、
前記放射線検出手段は、放射線が入射する入射面が多角形状で出射面が円形状のシンチレータ結晶部と該シンチレータ結晶部から放射された螢光を検出する光入射面が円形状の光電子増倍管を有していることを特徴としている。
【００１２】
この他、本発明の放射線検出装置は、放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線検出手段で検出された信号より放射線情報を演算する演算処理手段と、前記演算処理手段で演算された放射線情報を表示する表示手段を有する放射線検出装置であって、
前記放射線検出手段は、円柱形状又は角柱形状のシンチレータ結晶部と、該シンチレータ結晶部の周囲に設けた光検出手段を有し、
該シンチレータ結晶部には、その一面から該一面に対向する他の面まで被検体が通過する大きさの検出孔が貫通し形成されており、
該光検出手段は被検体が該検出孔を通過するときにシンチレータ結晶部で発光する螢光を検出することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被検体から放射される放射線を高精度に検出することができる放射線検出装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の放射線検出装置の実施例１の要部概略図
【図２】本発明の放射線検出装置の実施例２の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態を添付に図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
本発明の放射線検出装置は、放射線を検出する放射線検出手段と、放射線検出手段で検出された信号より放射線情報を演算する演算処理手段と、演算処理手段で演算された放射線情報を表示する表示手段を有する。
【００１７】
ここで放射線検出手段は、放射線が入射する入射面が多角形状で出射面が円形状のシンチレータ結晶部とシンチレータ結晶部から放射された螢光を検出する光入射面が円形状の光電子増倍管を有している。
【００１８】
この他、放射線検出手段は、円柱形状又は角柱形状のシンチレータ結晶部と、シンチレータ結晶部の周囲に設けた光検出手段を有している。
【００１９】
シンチレータ結晶部には、その一面から該一面に対向する他の面まで被検体が通過する大きさの検出孔が貫通し形成されている。そして光検出手段は被検体が検出孔を通過するときにシンチレータ結晶部で発光する螢光を検出する。
【００２０】
図１は本発明の放射線検出装置の要部概略図である。放射線検出装置１００は放射線検出手段１０１、放射線検出手段１０１で検出された信号より放射線情報（放射線量）を演算する演算処理手段（マイクロプロセッサ）１０９、演算処理手段１０９で演算された放射線情報を表示する表示手段１１０等を有する。
【００２１】
本実施例の放射線検出手段１０１について説明する。
【００２２】
１０３はシンチレータ結晶であり、ヨウ化セシウムにタリウムが少量ドープされたＣｓＩ（ＴＩ）やヨウ化ナトリウムにタリウムが少量ドープされたＮａＩ（ＴＩ）等から成っている。１０３ａは反射膜であり、シンチレータ結晶１０３の外周部に設けられている。
【００２３】
１０２は放射線Ｒが入射する入射窓である。放射線としては、例えばγ線、Ｘ線等である。
【００２４】
１０４はシンチレータ結晶１０３から発光される可視光（螢光）を検出する光検出手段（光センサー）であり、光電子増倍管と高圧電源等からなっている。
【００２５】
１１３はアナログ処理回路であり、光検出器１０４で検出された信号をアナログ処理する。１１４はデジタル処理回路であり、アナログ処理回路１１３からのアナログ信号をデジタル信号に変換処理する。
【００２６】
１０５は密封ケースであり、アルミ材よりなり、シンチレータ結晶１０３を密封している。
【００２７】
密封ケース１０５と入射窓０２は一体のアルミ材よりなっている。
【００２８】
１０６は光学カップリングであり、シンチレータ結晶１０３と光検出手段１０４を結合している。
【００２９】
１０７は光検出モジュールであり、電子回路１１３、１１４や光検出手段１０４等を有している。
【００３０】
シンチレータ結晶１０３は入射窓１０２側の入射面１０３ａが１６（ｍｍ）×１６（ｍｍ）の正方形状であり、光検出手段１０４側の出射面１０３ｂが光検出手段１０４の受光面形状に合わせて直径８ｍｍの円形状よりなっている。
【００３１】
入射面１０３ａから出射面１０３ｂまでの長さは１６ｍｍである。
【００３２】
シンチレータ結晶１０３の断面形状において、角柱形状から円柱形状に変化するときの角度は３０度となっている。尚、この角度は３０度に限らず何度であっても良い。例えば２５度〜６０度であるのが良い。
【００３３】
シンチレータ結晶１０３の外周部に形成した反射膜１０３ａは可視光の反射率を高めるためのものである。
【００３４】
本実施例では角柱形状のシンチレータ結晶を加工して前述の形状となるようにしている。
【００３５】
光検出モジュール１０７は（株）浜松ホトニクス社の商品名光センサモジュールＨ１０７２１シリーズのうちの１つを用いている。
【００３６】
光センサモジュール１０７は光検出手段１０４と、光検出手段１０４からの信号を処理するアナログ処理回路１１３、デジタル処理回路１１４等より構成されている。
【００３７】
内蔵されている光電子増倍管１０４は高ゲイン、広ダイナミックレンズ、高速応答特性を有している。
【００３８】
その光電面はスーパーバイアルカリ光電面、ウルトラバイアルカリ光電面、赤外感度のあるマルチアルカリ光電面等からなっている。
【００３９】
１０８は光検出モジュール１０７からの検出信号が出力される入出力端である。
【００４０】
入射窓１０２から入射されてくる被検体１１２から放射された放射線の強弱に比例してシンチレータ結晶１０３で可視光に変換された検出光を光検出モジュール１０７の光電子増倍管からなる光検出手段１０４で検出する。
【００４１】
光検出モジュール１０７で検出され、その信号は入出力端１０８よりマイクロプロセッサ１０９で信号処理され、入射窓１０２から入射した放射線量（放射能エネルギー量）を測定する。
【００４２】
マイクロプロセッサ１０９では単位時間（例えば１秒間）に入射されてくる放射能（ベクレル（Ｂｑ））と線量率（Ｃｖ）を算出する。
【００４３】
マイクロプロセッサ１０９で算出された放射能に関する値は表示手段１１０に表示される。また通信手段１１１を介して外部の通信部に通信される。
【００４４】
本実施例はシンチレータ結晶１０３の放射線の入射窓１０２の寸法を光電子増倍管１０４の円形状の光入射面の面積よりも大きな面積の四角形状（又は多角形状）としている。
【００４５】
そしてシンチレータ結晶１０３で発光した可視光を検出する光学カップリング１０６側の形状を光電子増倍管の光入射面形状に合わせて円形状としている。
【００４６】
これによって被検体１１２から放射される放射線Ｒを検出するときの立体角２ωを大きくして検出感度を高めている。
【００４７】
図２は本発明の実施例２の放射線検出装置２００の要部概略図である。
【００４８】
図２において２０２はシンチレータ（シンチレータ結晶）であり、角柱形状よりなっている。シンチレータ２０２は角柱形状の対向する上下面２０２ｂ１、２０２ｂ２を被検体２０４が通過することのできる円柱形状の検出孔（開口部）２０２ａが貫通して形成されている。２０２ａはシンチレータ結晶２０２の外周部に設けた可視光の反射を高める反射膜（反射増加膜）である。
【００４９】
被検体２０４は例えば、米、大豆、小麦等からなり、シンチレータ２０２に形成した検出孔２０２ａの中を一方向から自然落下又は駆動手段（不図示）によって通過する。
【００５０】
角柱形状のシンチレータ２０２の４側面２０２ｃ１〜２０２ｃ４にはシンチレータ２０２から被検体２０４から放射される放射線の強度に比例して発せられた可視光（螢光）を検出する光検出手段２０３ｄ１〜２０３ｄ４が設けられている。
【００５１】
光検出手段２０３ｄ１〜２０３ｄ４（２０３ｄ）はホトダイオード（ＰＤ）や光電子増倍管（ホトマル）等からなっている。
【００５２】
シンチレータ２０２の外周部及び検出孔２０２ａの内壁にはシンチレータ２０２を防湿するためアルミ部材が付設されている。
【００５３】
２０５は光検出手段２０３ｄから出力された信号を処理する電子回路（演算処理手段）（マイクロプロセッサ）である。
【００５４】
検出孔２０２ａに一方向から流入した被検体２０４から全方位に放射した放射線はシンチレータ２０２へ入射する。そして放射線量に比例した可視光（螢光）を発する。この可視光を光検出手段２０３ｄで検出する。検出孔２０２ａの長さは被検体２０４の大きさに比べて非常に長いので、被検体２０４から略全方位に放射された（大きな立体角で放射された）放射線がシンチレータ２０２によって検出することができる。
【００５５】
これによって被検体２０４から放射される放射線を効率良く高精度に検出することが容易となる。光検出手段２０３で検出された検出信号は演算処理手段２０５で信号処理され、放射線量に関する情報が表示手段２０６に表示される。
【００５６】
本実施例においてシンチレータ２０２の外形状は４角柱形状の他、多角形状、円柱形状であっても良い。
【００５７】
光検出手段２０３は角柱形状の各側面に設ける他、各側面全周囲にわたって配設しても良い。
【００５８】
検出孔２０２ａの開口部は円柱形状の他、多角柱形状であっても良い。シンチレータ２０２の外周部のうち光検出手段２０３が設けられていない部分を防湿のためアルミケースで覆っている。
【００５９】
以上のように各実施例によれば被検体から放射される放射線の検出感度を高めた放射線検出装置が得られる。
【符号の説明】
【００６０】
１００  放射線検出装置
１０１  放射線検出手段
１０２  入射窓
１０３  シンチレータ結晶
１０４  光検出手段
１０５  密封ケース
１０６  光学カップリング
１０７  光検出モジュール
１０８  入出力端
１０９  演算処理手段
１１０  表示手段
１１１  通信手段
１１２  被検体
２００  放射線検出装置
２０２  シンチレータ結晶
２０３ｄ１、２０３ｄ２  光検出手段
２０４  被検体
２０５  演算処理手段
２０６  表示手段
【図１】
2013142571.tif 000003
【図２】
2013142571.tif 000004