(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
法線方向に沿って配置され、入射した放射線を検出する複数の検出プレートを有する多層放射線検出器と、
前記複数の検出プレートのそれぞれに設けられ、各検出プレートに発生した電荷を収集する電荷収集手段と、
前記各電荷収集手段によって収集された検出プレート毎の電荷に基づいて、各検出プレートに入射した放射線の数を検出する入射数検出手段と、
所定のエネルギー範囲に属する検出プレート毎の放射線の数と前記複数の検出プレート間の各間隔距離とを用いて統計的解析を行うことにより、前記放射線の線源までの距離を演算する距離演算手段と、
を具備することを特徴とする多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項２】
前記複数の検出プレートのそれぞれを、前記法線方向に移動させる移動機構をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項３】
前記各検出プレートは、半導体又はシンチレータからなることを特徴とする請求項１又は２記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項４】
前記各検出プレートは半導体からなり、
前記電荷収集手段は、前記検出プレート上の第１の方向及び第２の方向に沿って所定の間隔で形成された複数のホール型電極と、前記ホール型電極のそれぞれに電圧を供給する手段であって、隣り合うことのない所定の複数の前記ホール型電極をアノードとした場合に、当該複数のアノードと隣り合う各ホール型電極をカソードとして電圧を供給する電圧供給手段と、を有し、
前記検出プレートには、前記アノードと、前記複数のカソードと、当該アノードと当該複数のカソードとの間に存在する前記プレートの一部と、からなる複数のセンサ素子がマトリックス状に配列されたセンサ素子アレイが形成されていること、
を特徴とする請求項１又は２記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項５】
前記ホール型電極は、前記プレートの厚さ方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項４記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項６】
前記各センサ素子は、一個のアノードと、等間隔に配列され且つ前記アノードから等距離に配列された複数のカソードと、を有することを特徴とする請求項４記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項７】
前記各電荷収集手段によって収集された検出プレート毎の電荷に基づいて、検出プレート毎のイメージを検出するイメージ検出手段と、
前記検出プレート毎の各イメージに基づいて、当該装置に対する前記放射線の方向を求める線源方向取得手段と、
を具備することを特徴とする請求項４乃至６のうちいずれか一項記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項８】
前記各電荷収集手段によって収集された検出プレート毎の電荷に基づいて、各検出プレートに入射した各放射線のエネルギーを計測する計測手段をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項９】
法線方向に沿って配置され、入射した放射線を検出する複数の検出プレートを有する多層放射線検出器と、
前記複数の検出プレートのそれぞれに設けられ、各検出プレートに発生した電荷を収集する電荷収集手段と、
前記各電荷収集手段によって収集された検出プレート毎の電荷に基づいて、各検出プレートのイメージを検出するイメージ検出手段と、
前記検出プレート毎の各イメージに基づいて、当該装置に対する前記放射線の方向を求める線源方向取得手段と、
前記各電荷収集手段によって収集された検出プレート毎の電荷に基づいて、各検出プレートに入射した放射線の数を検出する入射数検出手段と、
所定のエネルギー範囲に属する検出プレート毎の放射線の数と前記複数の検出プレート間の各間隔距離とを用いて統計的解析を行うことにより、前記放射線の線源までの距離を演算する距離演算手段と、
を具備することを特徴とする多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項１０】
前記各検出プレートは、半導体又はシンチレータからなることを特徴とする請求項９記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項１１】
前記各検出プレートは半導体からなり、
前記電荷収集手段は、前記検出プレート上の第１の方向及び第２の方向に沿って所定の間隔で形成された複数のホール型電極と、前記ホール型電極のそれぞれに電圧を供給する手段であって、隣り合うことのない所定の複数の前記ホール型電極をアノードとした場合に、当該複数のアノードと隣り合う各ホール型電極をカソードとして電圧を供給する電圧供給手段と、を有し、
前記検出プレートには、前記アノードと、前記複数のカソードと、当該アノードと当該複数のカソードとの間に存在する前記プレートの一部と、からなる複数のセンサ素子がマトリックス状に配列されたセンサ素子アレイが形成されていること、
を特徴とする請求項９記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項１２】
前記ホール型電極は、前記プレートの厚さ方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１１記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項１３】
前記各センサ素子は、一個のアノードと、等間隔に配列され且つ前記アノードから等距離に配列された複数のカソードと、を有することを特徴とする請求項１１記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項１４】
前記複数の検出プレートのそれぞれを、前記法線方向に移動させる移動機構をさらに具備することを特徴とする請求項９乃至１３のうちいずれか一項記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。
【請求項１５】
前記各電荷収集手段によって収集された検出プレート毎の電荷に基づいて、各検出プレートに入射した各放射線のエネルギーを計測する計測手段をさらに具備することを特徴とする請求項９乃至１４のうちいずれか一項記載の多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置。  
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
硬Ｘ線或いはγ線等の放射線を検出し画像情報を発生する放射線検出システムは、様々な技術分野において利用されている。例えば、ある天体からの輻射場を検出することで、その天体の物理的状況や空間的構造を知ることができ、また、人体等にＸ線を照射し、その透過波を調べることで、当該人体等の断層像を取得することもできる。この他にも、原子力分野（放射線廃棄物のガラス固化検査や放射線モニタ装置等）、非破壊検査分野（半導体検査装置等）、資源探査分野（地中の資源探査等）等、種々の分野において利用されている。
【０００３】
しかしながら、従来の放射線に関する放射線検出システムは、検出器面に飛来する光子を検知し、これに基づいて放射線のエネルギーを測定する、又は画像化するものが殆どであり、当該放射線検出システムからの放射線源に対する方向、又は当該放射線検出システムからの放射線源までの距離を計測することはできない。
【０００４】
また、例えば特開平７−２９４６５２に開示されているように、入射したガンマ線数をカウントする二つの検出器を所定の位置関係によって配置し、各検出器のカウント数の比からガンマ線源までの距離を推定する技術がある。この技術によれば、検出器の真下にガンマ線源が存在する場合には距離を一意的に求めることができる。しかしながら、検出器の真下にガンマ線源が存在しない場合には、死角となる角度の分だけ検出値が不定となり、線源までの距離を常に高い精度で一意的に求めることができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、放射線源が存在する方向、又は放射線源までの距離を高い精度にて計測することができる多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。
【０００７】
本発明の第１の視点は、法線方向に沿って配置され、入射した放射線を検出する複数の検出プレートを有する多層放射線検出器と、前記複数の検出プレートのそれぞれに設けられ、各検出プレートに発生した電荷を収集する電荷収集手段と、前記各電荷収集手段によって収集された検出プレート毎の電荷に基づいて、各検出プレートに入射した放射線の数を検出する入射数検出手段と、所定のエネルギー範囲に属する検出プレート毎の放射線の数と前記複数の検出プレート間の各間隔距離とを用いて統計的解析を行うことにより、前記放射線の線源までの距離を演算する距離演算手段と、を具備することを特徴とする多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置である。
【０００８】
本発明の第２の視点は、法線方向に沿って配置され、入射した放射線を検出する複数の検出プレートを有する多層放射線検出器と、前記複数の検出プレートのそれぞれに設けられ、各検出プレートに発生した電荷を収集する電荷収集手段と、前記各電荷収集手段によって収集された検出プレート毎の電荷に基づいて、各検出プレートのイメージを検出するイメージ検出手段と、前記検出プレート毎の各イメージに基づいて、当該装置に対する前記放射線の方向を求める線源方向取得手段と、前記各電荷収集手段によって収集された検出プレート毎の電荷に基づいて、各検出プレートに入射した放射線の数を検出する入射数検出手段と、所定のエネルギー範囲に属する検出プレート毎の放射線の数と前記複数の検出プレート間の各間隔距離とを用いて統計的解析を行うことにより、前記放射線の線源までの距離を演算する距離演算手段と、を具備することを特徴とする多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置である。  
【０００９】
このような構成によれば、放射線源が存在する方向、又は放射線源までの距離を高い精度にて計測することができる多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置を実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置１０を示した図である。図１に示すように距離測定装置１０は、放射線検出器２０、信号処理部２４、検出ガンマ線解析装置２６、コンピュータ２８を具備している。
【００１２】
放射線検出器２０は、Ｘ線又はγ線等の放射線を検出する。放射線検出器２０は、後述するように、検出面としての複数の検出器プレートを放射線入射方向に積層した構造を持つ。各検出器プレートは、放射線入射方向に沿ってそれぞれ独立に移動可能となっている。この放射線検出器２０についての詳細な説明は後述する。
【００１３】
信号処理部２４は、放射線検出器２０が検出した検出信号を増幅し、雑音の混入やＳ／Ｎ比の低下を防止する。また、信号処理部２４は、検出信号の標本化、さらなる増幅、トリガ信号の生成、サンプルホールド等の信号処理を行う。
【００１４】
検出ガンマ線解析装置２６は、Ａ／Ｄ変換部２６０、ディスクリミネータ２６１、トリガ信号発生ビットパターン取得部２６２、システムバスＰＣトランスレータ２６３、ＭＣＡ（Multi Channel Analyzer：マルチチャネルアナライザ）２６４、高電圧電源２６５、波形整形部２６６、システムバス２６７を有している。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換部２６０は、入力したアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００１６】
ディスクリミネータ２６１は、周波数変調、又は位相変調された信号波から、もとの信号波取りだす。
【００１７】
トリガ信号発生ビットパターン取得部２６２は、ディスクリミネータ２６１によって抽出された信号波に基づいて、検出されたガンマ線のビットパターンを取得する。このトリガ信号発生ビットパターン取得部２６２によって取得されたガンマ線の検出情報は、後述するガンマ線源までの距離計測、方向計測のためにコンピュータ２８に送信される。なお、トリガ発生ビットパターンの取得は、コンピュータ２８が実行する構成であってもよい。
【００１８】
システムバスＰＣトランスレータ２６３は、システムバス２６７からコンピュータ２８に種々の信号を送信する送信器である。
【００１９】
ＭＣＡ（Multi Channel Analyzer：マルチチャネルアナライザ）２６４は、Ａ／Ｄ変換部２６０により変換されたデジタル信号の信号値をヒストグラム処理する。
【００２０】
高電圧電源２６５は、放射線検出器２０の各検出プレートの電極に印加する高電圧を発生する。本高電圧電源２６５から電極に電圧を供給された各検出器プレートは、本プレートが半導体である場合には、ガンマ線を入射して電子と正孔（ホール）を発生する。また、本プレートがシンチレータである場合には、ガンマ線を入射して、可視光から紫外線までの領域の光を発生する。
【００２１】
波形整形部２６６は、入力パルスの波形を振幅軸上又は時間軸上に沿って所定の波形に変換する。
【００２２】
システムバス２６７は、検出ガンマ線解析装置２６の内部の各デバイス間で種々の信号を送受信するための回路である。
【００２３】
メモリ２６８は、トリガ信号発生ビットパターン取得部２６２によって取得されたガンマ線のビットパターンを記憶する。
【００２４】
コンピュータ２８は、数的処理、画像処理等の機能を有するワークステーション、又はパーソナルコンピュータ等である。コンピュータ２８は、検出ガンマ線解析装置２６から受信した放射線検出器２０のガンマ線検出情報に基づいて、図１に示すような検出ガンマ線のエネルギーカウント分布の計測、又は後述するガンマ線源距離計測処理やガンマ線源方向計測処理を実行する。
【００２５】
なお、検出ガンマ線解析装置２６にさらなる数的処理、画像処理等の機能を持たせ、当該検出ガンマ線解析装置２６が後述するガンマ線源距離計測処理等を実行する構成であってもよい。
【００２６】
（放射線検出器）
次に、放射線検出器２０の構成について詳しく説明する。
【００２７】
図２は、放射線検出器２０の外観図であり、図３は、図２に示した放射線検出器２０の内部構成を説明するための図である。また、図４（ａ）は放射線検出器２０の上面図、図４（ｂ）は底面図、図４（ｃ）は背面図、図４（ｄ）は図４（ａ）中Ａ−Ａに沿った断面図をそれぞれ示している。
【００２８】
図２、３に示すように、放射線検出器２０は、複数の検出プレート２００と、当該検出プレート２００に放射線が入射した場合に発生する電荷を収集するための第１の電極２０１、第２の電極２０２を有している。第１及び第２の電極の一方はアノードに、他方はカソードに割り当てられる。なお、放射線検出器２０と検出ガンマ線解析装置２６とは、コネクタ２２によって接続されており、電極によって収集された電荷は、各検出プレート２００毎（チャネル毎）に後段の検出ガンマ線解析装置２６に送信される（図４（ｃ）参照））。
【００２９】
本放射線検出器２０は、検出プレート２００毎に電荷収集機構を有しているから、ガンマ線が反応を起こした位置（すなわち、ガンマ線が反応を起こした検出プレート２００）と、そこで検出したエネルギーとを独立に知ることができ、また、放射線源までの距離を知ることができる。
【００３０】
すなわち、本検出器２０は、各検出プレート２００で検出したガンマ線のエネルギースペクトル又はその総和から、入射したガンマ線のエネルギー分布又はラインガンマ線のエネルギー値を知ることができる。また、一般に、放射線源までの距離を測定するために必要なものは、単一のエネルギーをもったガンマ線（ラインガンマ線）である。本検出器２０において放射線源までの距離を測定する場合、入射ガンマ線のエネルギーに等しいエネルギーが、いずれかのプレート２００（一層のみ）で検出されたような事象のみを選択し、プレート２００毎に検出された事象の数を比較する。この比較により、そのラインガンマ線が、検出器からどの位の距離にあるかを知ることができる。
【００３１】
なお、各プレート２００が半導体検出器で構成されている場合は、第１の電極２０１、第２の電極２０２によって、それぞれのプレートに個別の電位を印加することが可能である。
【００３２】
各検出プレート２００は、ＣｄＴｅ、Ｃｄ等の半導体等からなる半導体プレートである。半導体以外にも、シンチレータ（例えば、ＮａＩ、Ｇｅ、ＧｓＯ、ＢＧＯ等）等を使用することが出来る。
【００３３】
なお、本実施形態に係る検出プレート２００は、図２、図３に示すように、遮蔽率向上の観点から半導体等による平面としている。この構成により、高い精度にて入射したガンマ線数をカウントし、そのエネルギーを検出（スペクトラム解析）することができる。しかし、検出プレート２００は図２、図３に示す平面形態に限定する趣旨ではなく、イメージを取得可能な構成であってもよい。
【００３４】
図５（ａ）（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）は、イメージを取得可能な検出プレート２００の例をそれぞれ示している。図５（ａ）、図６（ａ）に示すように、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）若しくはＣｄＺｎＴｅ（テルル化亜鉛カドミウム）等の半導体、又はシンチレータ等からなる所定の厚さの検出プレート２００に、ホール型の電極２１２が所定ピッチで形成されたものであってもよい。このような構成のプレート２００では、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、電極２１２は、所定の形態にてアノード（陽極：黒い孔）とカソード（陰極：白い孔）とに振り分けられる。振り分けられたアノードとカソード及びプレート２００の一部の半導体等とで、センサ素子２１４を形成する。
【００３５】
なお、このホール型電極を有する半導体プレート、及び当該プレートを有する放射線検出器は、特願２００１−３３９７１１に詳しい。
【００３６】
また、図３、図４（ｄ）に示すように、検出プレート２００は、放射線入射方向に沿って所定の間隔を空けて積層されている。検出プレート２００の積層枚数に限定はないが、後述する当該検出器２０の放射線源の方向の計測又は当該検出器２０から放射線源までの距離の計測を実現するためには、少なくとも２枚必要である。各検出プレート２００は放射線入射方向に沿って個別に移動可能となっており、その位置（すなわち、各検出プレート２００間の距離間隔）は、後述する計測処理によって決定される。検出プレート２００の移動機構は、手動、電動式、機械式等どのような形態であってもよい。
【００３７】
図７、図８は、検出プレート２００の移動機構の一例を示した図である。図７に示すように、検出プレート２００を搭載する搭載基板２０３を、ネジ軸２０４とネジ穴２０５、案内軸２０６と軸受け穴２０７にて移動させる。ネジ軸２０４の回転は手動であってもよいし、図８に示すように電動式モータによる構成であってもよい。また、少なくとも一つのネジ軸２０４とネジ穴２０５を持てば搭載基板２０３の移動可能であるから、図７に示した残りの軸の、ネジ軸２０４か案内軸２０６かの割り当ては任意である。さらに、より精度の高い移動を実現する為に、ボールネジ機構を採用してもよい。
【００３８】
なお、上記移動機構によって移動する各検出プレート２００間の距離は、図示していない位置検出装置によって検出される。検出の手法はどのような形態であってもよく、例えば光学的検出器、或いは各検出プレート２００に対応するように設けられた機械的な検出器、或いは磁気方式、刷子式、あるいは光電式等となる、いわゆるアブソリュートエンコーダ、ロータリエンコーダあるいはリニアエンコーダ等の何れの形態であってもよい。
【００３９】
（ガンマ線源距離計測処理）
次に、上記のように構成した放射線検出器を有するシステムによって実現される、ガンマ線源距離計測処理について、図９、図１０を参照しながら説明する。なお、説明を一般的にするため、放射線源は、全方向（４π）に均等に放射線を放射しているものとする。
【００４０】
図９は、ガンマ線源距離計測処理の手順を示したフローチャートである。図９において、まず放射線検出器２０の放射線入射面（検出面）を所定の方向に向け、当該検出器２０に入射するガンマ線を検出し（ステップＳ１）、その検出データに基づいてガンマ線源までの距離を求めるための演算処理を行う（ステップＳ２）。このステップＳ２にて実行される演算処理は、以下のようである。
【００４１】
図１０は、本システムによって実現されるガンマ線源までの距離を求めるための演算処理を説明するための概念図である。図１０に示すように、本距離計測によって求めるべき放射線検出器２０から放射線源までの距離をｘｃｍとし、各検出プレート（厚さｄｃｍ）間のピッチ（間隔距離）をｄｉｃｍとする。ピッチｄｉは、図示していない既述の位置検出装置によって計測される既知の量である。
【００４２】
本ガンマ線源計測処理では、上記放射線源までの距離ｘは、次の式（１）によりχ２の値を最小にするｘとして求められる。
【００４３】
χ２＝Σ（Cｉ−CEｉ）2／σ２      （１）
ここで、ｉについての和は、１から検出プレート２００の各間隔数ｎまでとるものとする。また、Ｃｉはｉ番目の層の検出プレート２００が検出するカウント数である。さらに、ＣＥｉはｉ番目の層の検出プレート２００において期待される検出カウント数であり、例えば次の式（２）に示す関数にて表現される。
【００４４】
ＣＥｉ＝Ｉ０ｅｘｐ〔−μ（ｉ−１）ｄ〕
×（１−ｅｘｐ〔−μｐｄ〕）（ｘ／〔ｘ＋（ｉ−１）ｄｉ〕）２      （２）
ここで、Ｉ０は表面層（すなわちｉ＝１番目の層）に照射される放射線の数、μは検出プレート２００に使用される物質の断面積（光電吸収及びコンプトン効果）、μｐは光電吸収の断面積をそれぞれ意味する。また、ｅｘｐ〔−μ（ｉ−１）ｄ〕の部分は入射ガンマ線が上の検出プレート（すなわち、既に通過した検出プレート）で反応する効果を示す。（ｘ／〔ｘ＋（ｉ−１）ｄｉ〕）２の部分が検出プレート２００毎に線源までの距離が違う効果に、それぞれ対応している。このような係数を導入するのは、ガンマ線は検出プレート２００そのものによって吸収を受けるため、その影響を考慮してより正確な距離計測を行うためである。
【００４５】
本演算処理では、距離ｘは、最小二乗法より式（１）のχ２の値を最小にするものとして演算される。具体的には、コンピュータ２８の演算により、式（１）よりχ２の値を最小にするｘとＩ０との組が求められる。
【００４６】
次に、少なくとも一以上の検出プレート２００をガンマ線の入射方向に沿って移動させ、各検出プレート２００間の距離間隔を調整し（ステップＳ３）、新たな検出プレート２００の設定の下で当該検出器２０に入射するガンマ線を検出し（ステップＳ４）、その検出データに基づいてガンマ線源までの距離を求めるための演算処理を行う（ステップＳ５）。なお、ステップＳ５における演算処理は、ステップＳ２における処理と同様である。
【００４７】
次に、さらに検出プレート２００を移動させた設定によるガンマ線検出・距離演算処理を行うか否かを判別する（ステップＳ６）。実行すると判別した場合には、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理を繰り返す。
【００４８】
ステップＳ３〜ステップＳ５によって実行される検出プレート２００を移動させた設定でのガンマ線源距離計測は、次に述べるようにピント合わせに類似した働きをする。すなわち、各検出プレート２００にて反応し検出されたガンマ線の個数から距離を精度よく推定するため（高い分解能にて距離を推定するため）には、ガンマ線源までの距離に応じて各検出プレート２００間の距離間隔を適切に設定する必要がある。例えば、求めるべきガンマ線源までの距離ｘが大きいにも関わらず各検出プレート２００間の距離間隔が非常に小さい設定であると、各検出プレート２００におけるカウント数にあまり差が発生せず、距離推定の不定性が大きくなる。一方、求めるべきガンマ線源までの距離ｘが小さいにも関わらず各検出プレート２００間の距離間隔が非常に大きい設定であると、ガンマ線入射面から深い下層の検出プレート２００の検出カウントは少なくなり、意味を持たなくなってしまう。本システムでは、ステップＳ１、Ｓ２の処理及びステップＳ３〜ステップＳ５の処理により、ガンマ線源までの距離に応じて検出プレート２００間の距離間隔を適切に設定する、言わば「ピントを合わせ」を行うことで、最適な距離推定を可能にしている。
【００４９】
ステップＳ６にてガンマ線検出・距離演算処理を実行しないと判別した場合には、演算した線源距離のうち、最小のｘをガンマ線源までの距離として推定し（ステップＳ７）、本距離計測処理を終える。
【００５０】
（ガンマ線源方向計測処理）
次に、上記のように構成した放射線検出器を有するシステムによって実現される、ガンマ線源方向計測処理について、図１１（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。なお、説明を一般的にするため、放射線源は、上記距離計測での説明と同じく、全方向（４π）に均等に放射線を放射しているものとする。また、本方向計測処理においては、検出プレート２００はイメージを取得可能なものであるとする。
【００５１】
図１１（ａ）、（ｂ）は、本システムのガンマ線源方向計測処理を説明するための図である。同図は、説明の簡単のため、検出プレート２００を二層とした例を示している。図１１（ａ）に示すように、ガンマ線源が放射線検出器２０（検出プレート２００）に対して正面にある場合には、各検出プレート２００によって取得されるイメージは均一であり、その検出エネルギーが異なる。この場合には、ガンマ線源が検出プレート２００の積層方向にあることがわかる。
【００５２】
また、図１１（ｂ）に示すように、ガンマ線源が放射線検出器２０（検出プレート２００）に対して正面にない場合には、例えば２枚目の検出プレート２００ｂに影の領域Ｒができる。この影が発生した検出プレート２００ｂによって検出されたイメージ情報をもとに、ガンマ線源の方向を知ることができる。すなわち、領域Ｒのガンマ線強度が弱くなっていることから、ガンマ線源の方向を推定することができる。さらに、ガンマ線源までの距離を知りたい場合には、既述の距離計測処理を実行すればよい。
【００５３】
この様に本ガンマ線源距離計測処理及び方向計測処理によれば、検出器２０を移動させることなくガンマ線源の三次元的な位置及び距離を知ることが可能である。この効果は、例えば原子炉等の放射線モニターのように、検出器を移動させることが困難であり、また広い領域に渡って放射線源を探査しなければならない場合に、特に実益がある。
【００５４】
なお、本システムの使用形態は上記例に限定されず、例えば当該方向計測処理によってガンマ線源の方向を求め、当該方向が正面となるように検出器２０を回転させ、ガンマ線源距離計測処理を行ってもよい。
【００５５】
上記構成によれば、次のような効果を得ることができる。
【００５６】
本システムによれば、放射線検出器２０に対してガンマ線源がいずれの位置にあっても、高い精度にて距離を一意的に推定することができる。また、本システムは、各検出プレート２００の計測値に基づいて、検出プレート２００そのものの吸収を考慮に入れて距離演算を行うから、ガンマ線源までの距離推定を高い精度で行うことができる。
【００５７】
また、本システムでは入射したガンマ線のエネルギーを知ることもできる。従って、例えば線源からエネルギーの決まったガンマ線が放出される場合、特定の検出プレート２００において当該ガンマ線のエネルギーが完全に消滅する事象のみを対象とした距離計測を行うことも可能である。
【００５８】
また、本システムは検出プレート２００を積層した構成となっている。この多層のプレート２００のそれぞれは、お互いにシールドとして機能する。この機能により、ガンマ線が検出器と起こすコンプトン散乱を除去することができ、Ｓ／Ｎ比の極めて高い計測を実現することができる。一方、従来技術においては、入射したガンマ線をカウント数を計測するものである。この構成では、ガンマ線領域においては、ガンマ線が検出器とコンプトン反応を起こし、一部分のエネルギーをデポジットして当該検出器を通り抜ける反応が多くを占める。
【００５９】
従って、カウント数のみを用いて距離を計測した場合には、本システムの様な高精度の距離計測を実現することは不可能である。
【００６０】
また、本システムは、多層化された検出プレート２００を有しており、各検出プレート２００の間隔を変化させてピント合わせを行うことができる。従って、ガンマ線源までの距離に応じて、適切なプレート間隔を設定してスペクトル解析、イメージ解析を行うことがきる。その結果、各層で正しく反応したガンマ線の個数から距離及び方向を高い精度にて推定することができる。
【００６１】
以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【００６２】
また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００６３】
【発明の効果】
以上本発明によれば、放射線源が存在する方向、又は放射線源までの距離を高い精度にて計測することができる放射線検出システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施形態に係る距離測定装置１０を示した図である。
【図２】図２は、放射線検出器２０の外観図である。
【図３】図３は、図２に示した放射線検出器２０の内部構成を説明するための図である。
【図４】図４（ａ）は放射線検出器２０の上面図、図４（ｂ）は底面図、図４（ｃ）は背面図、図４（ｄ）は図４（ａ）中Ａ−Ａに沿った断面図をそれぞれ示している。
【図５】図５は、検出プレート２００の変形例を示した図である。
【図６】図６は、検出プレート２００の変形例を示した図である。
【図７】図７は、検出プレート２００の移動機構の一例を示した図である。
【図８】図８は、検出プレート２００の移動機構の一例を示した図である。
【図９】図９は、ガンマ線源距離計測処理の手順を示したフローチャートである。
【図１０】図１０は、本システムによって実現されるガンマ線源までの距離を求めるための演算処理を説明するための概念図である。
【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）は、本システムのガンマ線源方向計測処理を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…多層放射線検出器を用いたガンマ線源の距離測定装置
２０…放射線検出器
２２…コネクタ
２４…信号処理部
２６…検出ガンマ線解析装置
２８…コンピュータ
２００…検出プレート
２０１…第１の電極
２０２…第２の電極
２０３…搭載基板
２０４…ネジ軸
２０５…ネジ穴
２０６…案内軸
２０７…穴
２１２…電極
２６０…Ａ／Ｄ変換部
２６１…ディスクリミネータ
２６２…トリガ信号発生ビットパターン取得部
２６３…ＰＣトランスレータ
２６４…ＭＣＡ
２６５…高電圧電源
２６６…波形整形部
２６７…システムバス
２６８…メモリ
【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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