(57)【要約】    【課題】  全方向から入射される放射線を効率的に、しかも同時に（リアルタイムで）検出することができる放射線検出器を得ること。    【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器であって、  前記放射線検出手段は、略球体の外壁面に形成した放射線が入射可能な入射面と、前記略球体の内部に封入された前記入射面から入射した放射線に対応した蛍光を発するシンチレータと、前記略球体の外壁面に設けた前記シンチレータから放射された蛍光が前記略球体の外部から透過せず、拡散反射する拡散反射面と、前記略球体の外周部の一部に設けた前記シンチレータから放射された蛍光を検出する光検出部とを有していること。【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器であって、
前記放射線検出手段は、略球体の外壁面に形成した放射線が入射可能な入射面と、前記略球体の内部に封入された前記入射面から入射した放射線に対応した蛍光を発するシンチレータと、前記略球体の外壁面に設けた前記シンチレータから放射された蛍光が前記略球体の外部から透過せず、拡散反射する拡散反射面と、前記略球体の外周部の一部に設けた前記シンチレータから放射された蛍光を検出する光検出部とを有していることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
前記球体の外壁面は放射線が透過し、可視光を遮光する部材が形成されており、前記球体の外壁面に形成した拡散反射面は可視光を完全拡散反射する完全拡散反射部材より形成されていることを特徴とする請求項１の放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はｘ線、ｒ線、α線、β線等の放射線をシンチレータで可視光に変換し、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検出する放射線検出器に関する。
【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器が用いられている。放射線検出器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を用いた放射線検出器が知られている。
【０００３】
この放射線検出器では、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器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】
放射線検出器として外径が円柱形状よりなり、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器が知られている（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器では、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。放射線検出器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器で検出している。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る放射線を効率良く光検出器に入射させる必要がある。
【０００８】
従来は放射線が入射する光入射面は平面形状であるため、被検体から放射される放射線を検出するには、放射線検出面を常に被検体に対向していなければならなかった。被検体に放射線検出面を対向させる方法では、あらゆる角度から入射する放射線を迅速に検出することが困難であった。また水中や空間等において全方向（全方位角方向）から入射する放射線を検出するのが困難であった。
【０００９】
またシンチレータから発せられる蛍光の光強度は弱いため、シンチレータから発せられる蛍光を効率的に可視光検出用の光検出器で検出する必要がある。放射線検出部が円柱形状よりなる放射線検出器では、放射線検出面が平板状であるため、シンチレータから発光された光のうち光検出部側に発せられた光は光検出部に入射し、検出される。
【００１０】
しかしながら光検出部と反対側又は光検出部側ではない方向に発せられた光は検出されない。
【００１１】
このため検出効率が低く、放射線量を高精度に検出するのが困難であった。またシンチレータ層が薄いと、放射線がシンチレータに吸収されずに透過してしまい、放射線を検出することができない場合が生じてくる。
【００１２】
本発明は、全方向から入射される放射線を効率的に、しかも同時に（リアルタイムで）検出することができる放射線検出器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の放射線検出器は、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器であって、
前記放射線検出手段は、略球体の外壁面に形成した放射線が入射可能な入射面と、前記略球体の内部に封入された前記入射面から入射した放射線に対応した蛍光を発するシンチレータと、前記略球体の外壁面に設けた前記シンチレータから放射された蛍光が前記略球体の外部から透過せず、拡散反射する拡散反射面と、前記略球体の外周部の一部に設けた前記シンチレータから放射された蛍光を検出する光検出部とを有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、全方向から入射される放射線を効率的に、しかも同時に（リアルタイムで）検出することができる放射線検出器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の放射線検出器の要部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の放射線検出器（放射線モニター）は、略全方位から入射されてくる放射線ｒ線、α線、β線等の放射線を検出する放射線検出手段（検出体）１１と、放射線検出手段１１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１７と、演算処理手段１７で演算された放射線情報を表示する表示手段１８を有する。
【００１７】
放射線検出手段１１は、球体又は略球体１１ｂの外壁面に形成した放射線が入射可能な入射面（検出面）１１ａと、略球体の内部に封入された入射面１１ａから入射した放射線に対応した蛍光を発するシンチレータ１２と、略球体１１ｂの外壁面に設けたシンチレータ１２から放射された蛍光が略球体１１ｂの外部から透過せず、拡散反射する拡散反射面１３と、略球体１１ｂの外周部の一部に設けたシンチレータ１２から放射された蛍光を検出するシリコンフォトダイオードや光電子像倍管を含む光検出部１５とを有している。
【００１８】
図１は本発明の放射線検出器の要部概略図である。１１は放射線検出手段（被検体）１１であり、球形状よりなり外壁は略全方位からの放射線（ｒ線、α線、β線、ｘ線）が入射可能な検出面１１ａを形成している。
【００１９】
放射線検出手段１１の内部は放射線が入射したときに閃光や蛍光等の可視光（以下「蛍光」と総称する）を放射するシンチレータ結晶（発光物質）１２が充填されている。シンチレータ結晶１２としては、例えばヨウ化ナトリウムＮａＩ（ＴＩ）、ヨウ化セシウムＣｓＩ（ＴＩ），ＣａＦ２（Ｅｕ），ＢａＦ２等が用いられる。ここでＴＩは蛍光中心のタリウムが少量ドープされていることを表わす。
【００２０】
本実施例では、ｒ線に対し吸収の大きいＣｓＩ（Ｔ１）を用いている。シンチレータ結晶１２は吸収とエネルギーに略比例した蛍光（可視光）を発する。
【００２１】
放射線検出手段１１は放射線が検出面１１ａから入射したとき、内部に充填されているシンチレータで吸収され、放射線検出手段１１の外部に出射しない程度の直径よりなっている。ｒ線の最大値が６００ＫＥＶまで検出するときは、２０ｍｍ程度としている。球形状の外壁（放射線の入射面）１１ａは放射線のみが通過し、可視光が不透過となる物質、例えば炭酸カルシウム（ＣａＣＯ２）が施されている。
【００２２】
放射線がシンチレータに吸収されて放射線のエネルギーの大きさに比例した蛍光は全方位に放射される。このときの蛍光を効率良く検出しないと、放射線検出手段１１に入射した放射線量を高精度に検出するのが難しくなる。
【００２３】
そこで本実施例において球体の内部のシンチレータは可視域（波長４００ｎｍ〜波長７００ｎｍ）が透過できる物質を用い、内部全部をシンチレータで充填している。直径の寸法は放射線が入射したとき球体から出射せず、シンチレータが放射線を吸収し、シンチレータから十分な蛍光が発せられる程度に設定している。球体は完全なる球形状でなくても、放射線が検出素子を配置した領域以外の略全方位から入射し、内壁で蛍光が略完全拡散して光電変換部で検出される積分球の光学作用をする程度の形状であれば、どのような形状であっても良い。例えばナス形状、楕円球体、長方球体等であっても良い。
【００２４】
放射線検出手段１１の内壁１３は放射線が通過し、シンチレータ結晶１２から全方位に発せられた蛍光が完全拡散反射する塗料(部材)、例えばＣａＣＯ３やＢａＣＯ３（炭酸バリウム）等からなる塗料が施されており、積分球の役割を果たしている。このような積分球を利用することにより、放射線を高感度で検出している。
【００２５】
放射線検出手段１１の球形状の直径は、放射線が外周面（検出面）１１ａから入射したとき内部のシンチレータ結晶１２に入射し、シンチレータ結晶１２が光エネルギーを吸収したときに蛍光を発する程度の長さよりなっている。
【００２６】
例えばシンチレータとしてＣｓＩを用いたとする。放射線としてのガンマ線の最大エネルギーが６００ＫＥＶであれば放射線検出手段１１の直径は２０ｍｍであれば良い。
【００２７】
１４は放射線検出手段１１の一部に形成した光入射面であり、光入射面１４にはシンチレータ結晶１２から発せられた蛍光及びシンチレータ結晶１２で発せられ内壁１３で拡散反射された蛍光が入射する。これによって、シンチレータ結晶１２からら全方位に発せられた蛍光を効果的に平板状の光入射面１４に入射するようにしている。
【００２８】
光検出器１５の光入射面１４は接着剤で球体１１ｂに接着され固定されている。
【００２９】
１５は光電子像倍管やシリコンフォトダイオード等からなる増幅機能を有する光検出部であり、入射面１４から入射された光を検出し、パルス信号（電気信号）として取り出す。光検出部１５は保護と遮光のため、ケース（ハウジング）１６に収納されている。
【００３０】
１７は演算処理手段であり、光検出部１５から出射される信号を増幅、Ａ／Ｄ変換等の処理をする。そして例えばパルス信号の強度より、検出面１１ａに入射した放射線の入射エネルギー（放射線量）と頻度を求めている。演算処理手段１７で得られた情報は通信部１９を介して外部へ送信される。又はケース１６の一部に設けた表示手段１８に演算処理手段１７で演算された放射線量（放射線エネルギー）や放射線の頻度や放射線の種類等がリアルタイムに表示される。
【００３１】
本実施例は放射線の検出面１１ａの形状を球形状又は略球形状として被検体に検出面を向けなくても略全方位からの放射線が検出面１１ａから入射できるようにして放射線情報を効果的に検出している。放射線検出手段１１の球形状の直径は、検出対象とする放射線量の強さに応じて種々と変えたものを用いている。
【００３２】
例えば、放射線量が１００ＫＥＶ〜１ＭｅＶのときは、直径１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度としている。
【００３３】
以上のように、本実施例によれば全方向から入射される放射線を効率的に、しかも同時に（リアルタイムで）検出することができる放射線検出器がえられる。
【００３４】
本実施例の放射線検出器は、原子力発電での放射線モニター、核医学での核物質のモニター、各種工業製品の計測、非破壊検査でのモニター等に適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１１    放射線検出器        １１ａ    入射面        １１ｂ    球体
１２    シンチレータ        １３    拡散反射面        １４    光入射面
１５    光検出部        １６    ケース        １７    演算処理手段
１８    表示手段        １９    通信部
【図１】
2013003120.tif 000003