(57)【要約】【課題】高温環境下で高感度なγ線の計測を可能とし、さらに部品の劣化を抑制することのできる放射線検出装置を提供する。【解決手段】放射線検出装置は、γ線６が入射される円筒形の発光素子１と、発光素子１からの光７を集光する円筒形の集光素子２と、断面が楕円形で内壁が鏡面を形成し、楕円形状の鏡面の一方の焦点位置又はこの近傍に発光素子１が設置され、他方の焦点位置又はこの近傍に集光素子２が設置される筒状容器１４と、集光素子２に接続され外部に光７を導出する光伝達ケーブル３と、発光素子１よりも低温環境に設置されかつ光伝達ケーブル３の他端に接続されて光７を検出する光検出器４と、検出された光７を信号化する信号処理回路５と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線が入射される円筒形の発光素子と、
この発光素子からの光を集光する円筒形の集光素子と、
断面が楕円形で内壁が鏡面を形成し、この楕円形状の鏡面の一方の焦点位置又はこの近傍に前記発光素子が設置され、この他方の焦点位置又はこの近傍に前記集光素子が設置される筒状容器と、
前記集光素子に接続され外部に前記光を導出する光伝達ケーブルと、
前記発光素子よりも低温環境に設置されかつ前記光伝達ケーブルの他端に接続されて前記光を検出する光検出器と、
前記検出された光を信号化する信号処理回路と、
を有することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記集光素子は、前記光伝達ケーブルに光学的に接続する波長変換ファイバを具備してなること、を特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
【請求項３】
放射線が入射される発光素子と、
この発光素子の少なくとも一端にかつこの発光素子の発光面に向けて設置された凹面鏡と、
この凹面鏡の焦点位置又はこの近傍に設けられ前記発光素子からの光を集光する集光素子と、
前記発光素子よりも低温環境に設置されかつ前記光伝達ケーブルの他端に接続されて前記光を検出する光検出器と、
前記検出された光を信号化する信号処理回路と、
を有することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項４】
前記光伝達ケーブルは、前記凹面鏡の略中心に開口された貫通孔を経由してこの凹面鏡の外部に取り出されてなること、を特徴とする請求項３記載の放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温環境の下で放射線の検出を行なう放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温環境の下で放射線の検出を行なう放射線検出装置としてシンチレーション検出器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このシンチレーション検出器は、入射するγ線エネルギにほぼ比例した強さの光を発するシンチレータと、その光を検出し電気信号に変換する光電子増倍管と、電気信号を処理する信号処理回路とから構成されている。シンチレーション検出器は通常、受光光量を大きくするために、シンチレータに光電子増倍管を直接接合する構造になっている。
【特許文献１】特開昭５６−７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来のシンチレーション検出器においては、受光光量を大きくするために、シンチレータに光電子増倍管を直接接合する構造を採用している。
【０００５】
このために、シンチレーション検出器を高温環境下に設置すると、光電子増倍管が高温の影響を受け、出力信号の変動や部品の劣化が発生していた。すなわち、このシンチレーション検出器を高温環境下に設置すると、光電子増倍管が高温の影響を受け、高温環境下で高感度なγ線の計測が困難であるという課題があった。
【０００６】
また、このシンチレーション検出器を高温環境下に設置すると、放射線検出装置の部品の劣化が促進されるという課題があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、高温環境下で高感度なγ線の計測を可能とし、さらに部品の劣化を抑制することのできる放射線検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の放射線検出装置においては、放射線が入射される円筒形の発光素子と、この発光素子からの光を集光する円筒形の集光素子と、断面が楕円形で内壁が鏡面を形成し、この楕円形状の鏡面の一方の焦点位置又はこの近傍に前記発光素子が設置され、この他方の焦点位置又はこの近傍に前記集光素子が設置される筒状容器と、前記集光素子に接続され外部に前記光を導出する光伝達ケーブルと、前記発光素子よりも低温環境に設置されかつ前記光伝達ケーブルの他端に接続されて前記光を検出する光検出器と、前記検出された光を信号化する信号処理回路と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、本発明の放射線検出装置においては、放射線が入射される発光素子と、この発光素子の少なくとも一端にかつこの発光素子の発光面に向けて設置された凹面鏡と、この凹面鏡の焦点位置又はこの近傍に設けられ前記発光素子からの光を集光する集光素子と、前記発光素子よりも低温環境に設置されかつ前記光伝達ケーブルの他端に接続されて前記光を検出する光検出器と、前記検出された光を信号化する信号処理回路と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の放射線検出装置によれば、発光素子を楕円形状の筒状容器の一方の焦点位置又はこの近傍に設置し、集光素子を他方の焦点位置又はこの近傍に設置することにより、高温環境下で高感度なγ線の計測を可能としている。
【００１１】
また、集光素子に光伝達ケーブルを介して光検出器を接続し光を検出することにより、この光検出器は高温環境の影響が大幅に制限され、部品の劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る放射線検出装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施の形態の放射線検出装置の構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の第１の実施の形態の放射線検出装置の変形例の構成を示す斜視図である。
【００１４】
まず、第１の実施の形態の放射線検出装置の構成について、図１、図２を用いて説明する。
【００１５】
図１、図２に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されかつ高エネルギの放射線であるγ線６又はＸ線が入射される円筒形の発光素子１と、この発光素子１からの光を集光する円筒形の集光素子２と、この発光素子１及び集光素子２を内蔵する筒状容器１４を有する。一例として、この発光素子１としてシンチレータが用いられている。また、筒状容器１４は、一例として、断面が楕円形で内壁が鏡面を形成し、この楕円形状の鏡面の一方の焦点位置又はこの近傍に発光素子１が設置され、他方の焦点位置又はこの近傍に集光素子２が設置される。
【００１６】
この集光素子２の接続された光伝達ケーブル３の他端には、発光素子１よりも低温環境に設置され光７を検出する光検出器４が設けられている。
【００１７】
このように構成された本実施の形態において、放射線検出装置が高温環境の測定場所に設置された場合に、発光素子１に高エネルギの放射線であるγ線６又はＸ線が入射されたときに、発光素子１は励起エネルギにより光７を発する。断面形状が楕円の筒状容器１４の一方の焦点位置又はこの近傍に設置された発光素子１からの光７は、筒状容器１４の内壁を形成する鏡面で反射し、筒状容器１４の他方の焦点位置又はこの近傍に設置された集光素子２に入射される。
【００１８】
この集光素子２に接続された光伝達ケーブル３の他端には、発光素子１よりも低温環境に設置され光伝達ケーブル３からの光７を検出する光検出器４が接続されている。
【００１９】
本実施の形態によれば、発光素子１を筒状容器１４の一方の焦点位置又はこの近傍に発光素子１が設置され、この他方の焦点位置又はこの近傍に集光素子２を設置することにより、集光効率を高め検出可能な放射線量の範囲を広げ、高温環境下で高感度なγ線の計測を可能としている。
【００２０】
また、集光素子２に光伝達ケーブル３を介して光検出器４を接続し、入射された光７を検出することにより、この光検出器４は高温環境の影響が大幅に制限され、部品の劣化を抑制することができる。
【００２１】
次に、第１の実施の形態の放射線検出装置の変形例について、図２を用いて説明する。図２は、図１の放射線検出装置に中継器８を追加して設けたものであり、図１と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００２２】
本図に示すように、集光素子として、波長変換ファイバであるガラス波長シフトファイバ１５が使用されている。照射された光７をこのガラス波長シフトファイバ１５の内部に閉じ込めている。中継器８を介して、ガラス波長シフトファイバ１５を光伝達ケーブル３に接続している。この光伝達ケーブル３によって光７を外部に導出している。この光伝達ケーブル３の他端には光検出器４（図１も参照）が接続されている。
【００２３】
本実施の形態によれば、照射された光７をこのガラス波長シフトファイバ１５の内部に閉じ込め、このガラス波長シフトファイバ１５に接続した光伝達ケーブル３によって光７を外部に導出することにより、この光伝達ケーブル３の接続された光検出器４は高温環境の影響が大幅に制限され、部品の劣化を抑制することができる。
【００２４】
図３は、本発明の第２の実施の形態の放射線検出装置の構成を一部透視して示す正面図である。
【００２５】
まず、第２の実施の形態の放射線検出装置の構成について、図３を用いて説明する。
【００２６】
本図に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されγ線６が入射される発光素子１６と、この発光素子１６の少なくとも一端にかつこの発光素子１６の発光面に向けて設置された凹面鏡９と、この凹面鏡９の焦点位置又はこの近傍に設けられ発光素子１６からの光７を集光する集光素子２を有する。この集光素子２には、光伝達ケーブル３が接続されている。この光伝達ケーブル３の他端には、発光素子１６よりも低温環境に設置され光７を検出する光検出器４（図１も参照）が接続されている。
【００２７】
本実施の形態によれば、発光素子１の発光面に向けて凹面鏡９を設置し、この凹面鏡９の焦点を結ぶ位置又は近傍に集光素子２を設置して反射光７の集光効率を高めることにより、検出可能な放射線量の範囲を広げることができる。また、光伝達ケーブル３を介して反射光７を検出することにより、高温環境下で高感度なγ線６の計測を可能としている。
【００２８】
図４は、本発明の第２の実施の形態の放射線検出装置の変形例の構成を一部透視して示す正面図である。図４は、図３の凹面鏡９に貫通孔９ａを追加して設けたものであり、図３と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００２９】
本図に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されγ線６が入射される発光素子１６と、この発光素子１６の少なくとも一端にかつこの発光素子１６の発光面に向けて設置された凹面鏡９と、この凹面鏡９の焦点位置又はこの近傍に設けられ発光素子１６からの光７を集光する集光素子２を有する。この凹面鏡９の中心部に貫通孔９ａが開口されている。この貫通孔９ａを経由して、集光素子２に接続した光伝達ケーブル３を外部に取り出している。この光伝達ケーブル３の他端には、発光素子１６よりも低温環境に設置され光７を検出する光検出器４（図１も参照）が接続されている。
【００３０】
本実施の形態によれば、凹面鏡９の中心部に開口した貫通孔９ａを経由して、光伝達ケーブル３を外部に取り出している。このために、発光素子１６からの光７をケーブルで遮ることがないので、集光効率を高めることができる。また、光伝達ケーブル３を介して反射光７を検出することにより、高温環境下で高感度なγ線６の計測を可能としている。
【００３１】
図５は、本発明の第２の実施の形態の放射線検出装置の他の変形例の構成を示す断面図である。図５は、図３の発光素子１６に貫通孔１６ａを追加して設けたものであり、図３と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００３２】
本図に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されγ線６が入射される発光素子１６と、この発光素子１６の少なくとも一端にかつこの発光素子１６の発光面に向けて設置された凹面鏡９と、この凹面鏡９の焦点位置又はこの近傍に設けられ発光素子１６からの光７を集光する集光素子２を有する。この発光素子１６の中心軸に貫通孔１６ａが開口されている。この貫通孔１６ａを経由して、集光素子２に接続した光伝達ケーブル３を外部に取り出している。この光伝達ケーブル３の他端には、発光素子１６よりも低温環境に設置され光７を検出する光検出器４が接続されている。
【００３３】
本実施の形態によれば、発光素子１６の中心軸に開口した貫通孔１６ａを経由して、光伝達ケーブル３を外部に取り出している。このために、凹面鏡９に開口することがないので、集光効率を高めることができる。また、光伝達ケーブル３を介して反射光７を検出することにより、高温環境下で高感度なγ線６の計測を可能としている。
【００３４】
図６は、本発明の第２の実施の形態の放射線検出装置のさらに他の変形例の構成を示す正面図である。図６は、図３の発光素子１６に接合部１０を追加して設けたものであり、図３と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００３５】
本図に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されγ線６が入射される発光素子１６と、この発光素子１６の一端にかつこの発光素子１６の発光面に向けて設置された凹面鏡９と、この凹面鏡９の焦点位置又はこの近傍に設けられ発光素子１からの光７を集光する集光素子２を有する。この発光素子１と凹面鏡９との間には、伸縮性のある物質で作製された接合部１０が設けられている。
【００３６】
本実施の形態によれば、発光素子１６と凹面鏡９との間に伸縮性のある接合部１０を設けることにより、発光素子１６及び凹面鏡９の熱膨張率に差による接合面の破損を防止することにより、高温環境下で高感度なγ線の計測を可能としている。
【００３７】
図７は、本発明の第３の実施の形態の放射線検出装置の構成を一部透視して示す正面図である。
【００３８】
図７は、図３の凹面鏡９の内部にミラー１１を追加して設けたものであり、図３と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００３９】
本図に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されγ線６が入射される発光素子１６と、この発光素子１６の少なくとも一端にかつこの発光素子１６の発光面に向けて設置された凹面鏡９と、この凹面鏡９の焦点位置又はこの近傍に設けられ発光素子１６からの光７を集光するミラー１１を有する。このミラー１１からの光７は、凹面鏡９の中心に設けられた貫通孔９ｂを経由し、凹面鏡９の外部に設けられたレンズ１２で集光され、さらに、光伝達ケーブル３に入射される。
【００４０】
本実施の形態によれば、凹面鏡９で集光した光を、焦点付近に設置したミラー１１で反射し、凹面鏡９の中心に設けられた貫通孔９ｂを経由して光伝達ケーブル３に入射する。かくして、集光素子２を透過する際の光の減衰を排除して集光効率をさらに高めることができる。また、光伝達ケーブル３を介して反射光７を検出することにより、高温環境下で高感度なγ線６の計測を可能としている。
【００４１】
図８は、本発明の第４の実施の形態の放射線検出装置の構成を示す正面図である。
【００４２】
図８は、図３の発光素子１の両面に凹面鏡９、１３を設けたものであり、図３と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００４３】
本図に示すように、放射線検出装置は、高温環境に設置されかつγ線６が入射される発光素子１６と、この発光素子１６の両面にかつこの発光素子１６の発光面に向けて設置された凹面鏡９、１３と、この凹面鏡９、１３の焦点位置又はこの近傍に設けられ発光素子１６からの光７を集光する集光素子２、２ａを有する。この集光素子２、２ａには、光伝達ケーブル３、３ａがそれぞれ接続されている。この光伝達ケーブル３、３ａの他端には、発光素子１６よりも低温環境に設置され光７を検出する光検出器４（図１も参照）がそれぞれ接続されている。
【００４４】
本実施の形態によれば、発光素子１の両面に凹面鏡９、１３、集光素子２、２ａ及び光伝達ケーブル３、３ａを設けることにより、集光効率をさらに高めることができる。
【００４５】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、各実施の形態の構成を組み合わせて、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施の形態の放射線検出装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の放射線検出装置の変形例の構成を示す斜視図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の放射線検出装置の構成を一部透視して示す正面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態の放射線検出装置の変形例の構成を一部透視して示す正面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態の放射線検出装置の他の変形例の構成を示す断面図。
【図６】本発明の第２の実施の形態の放射線検出装置のさらに他の変形例の構成を一部透視して示す正面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態の放射線検出装置の構成を一部透視して示す正面図。
【図８】本発明の第４の実施の形態の放射線検出装置の構成を一部透視して示す正面図。
【符号の説明】
【００４７】
１…発光素子、２、２ａ…集光素子、３、３ａ…光伝達ケーブル、４…光検出器、５…信号処理回路、６…γ線、７…光、８…中継器、９、１３…凹面鏡、９ａ、９ｂ…貫通孔、１０…接合部、１１…ミラー、１２…レンズ、１４…筒状容器、１５…ガラス波長シフトファイバ、１６…発光素子、１６ａ…貫通孔。
【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】
2009047624.tif 000008
【図７】
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【図８】
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