γ線を放出する陽電子崩壊核種の放射能絶対測定方法、放射線検出器集合体の検出効率決定方法、及び、放射線測定装置の校正方法
【課題】放射能検出回路を簡素化し部品点数を削減することでコストダウン化を、また、繰り返し計算回数を減らすことで計算の高速化も可能にし、更に、外挿計算を行わずに放射能の不確かさをも縮減する放射能絶対値測定方法を提供する。
【解決手段】一崩壊で電子陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定する放射能絶対測定法であって、複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに対消滅光子とその他の光子（他光子とする）をエネルギ弁別しながら別々に計数し、対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率や同時計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率や同時計数率、対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率等を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求める。
【解決手段】一崩壊で電子陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定する放射能絶対測定法であって、複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに対消滅光子とその他の光子（他光子とする）をエネルギ弁別しながら別々に計数し、対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率や同時計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率や同時計数率、対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率等を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射能絶対測定方法、放射線検出器集合体の検出効率決定方法、及び、放射線（放射能）測定装置（放射線測定装置と総称する）の校正方法に係り、特に、陽電子放射断層撮像（ポジトロン・エミッション・トモグラフィ：ＰＥＴ）装置の校正に用いるのに好適な、一崩壊で、陽電子及びエネルギの異なる複数の光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定方法、該放射能絶対測定方法を利用した放射線検出器集合体の検出効率決定方法、及び、医療診断機器や非破壊検査装置等に用いられる放射線測定装置の校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ装置は、陽電子放出核種を利用した核医学イメージング装置であり、癌の診断や分子イメージング等に広く応用されている。また、放射線治療装置と併用した開放型ＰＥＴ装置により、患部の放射線量分布が可視化され、あるいは、薬効を本格投与前に推定できるＰＥＴ装置によるマイクロドージング試験が進展するなど、今後ＰＥＴ装置の更なる普及が見込まれている。
【０００３】
陽電子放出核種とは、18Ｆのように原子核中の陽子数が中性子数に比べて過多であることによる不安定な同位元素であり、β＋崩壊に伴って陽電子とニュートリノを放出する性質がある。放出された陽電子は電子の反物質であるため、電子と出会うと対消滅して、両者の質量が全てエネルギに転換される。このエネルギは、消滅放射線という高エネルギ電磁波の形で放射される。対消滅の前後で運動量保存則が維持されるため、消滅放射線は主に２本が同時刻にほぼ正反対の方向に放出される。厳密には１本のみの放出や、３本以上が放出される場合も存在するが、その割合は合わせて全体の１％未満であるため、イメージングでは無視できる。２本を放出する場合、それぞれのエネルギは（陽）電子１個の質量分に相当し、約５１１ｋｅＶである。
【０００４】
イメージングの原理は、以下のようである。消滅放射線の同時計数がおこった場合、即ち、５１１ｋｅＶの放射線が対向する２つの放射線検出器でほぼ同時刻に測定された場合、この２つの放射線検出器を結ぶ直線上で陽電子が対消滅した可能性が最も高い。この情報を、図１に示す如く、被検体１０の周囲にリング状に配置した多くの放射線検出器１６を用いて収集し、Ｘ線ＣＴと同様な数学的手法によって再構成することにより、被検体１０中の陽電子放出核種１２の分布を近似する断層画像映像が得られる。図において、１４は消滅放射線、１８はベッドである。
【０００５】
従って、放射線検出器１６に求められる性能は、消滅放射線１４の入射位置、エネルギ、入射時刻を、なるべく正確に測定できることである。ここで、ほぼ同時刻とは概ね１５ナノ秒（ナノは１０-9）以内の時間であり、放射線検出器の時刻決定の精度が高い場合には１０ナノ秒以下、あるいは５ナノ秒以下とすることができる。
【０００６】
このＰＥＴ装置用検出器として、特許文献１に、図２に示すような多数の放射線検出器要素から構成される、深さ方向相互作用位置（ＤＯＩ）情報を得ることが可能な放射線検出器集合体（ＤＯＩ検出器とも称する）２０が提案されている。図において、２１〜２４は各層のシンチレータアレイ、２６は受光素子である。
【０００７】
ＰＥＴ装置等の内部に装荷されている放射線検出器集合体は測定対象物の放射能を相対測定する装置であり、その検出効率（感度）は、予め放射能値が付与された標準線源で求めるか、あるいは、凡その放射能値が付与された放射線源により、放射線検出器集合体の相対的な検出効率（感度）の経時的変化が求められていた。放射線源には半減期があり、定期的に交換しなければならないが、線源を交換すると、線源の放射能値の精度が悪いことから、ＰＥＴ装置等の内部に装荷されている放射線検出器集合体の検出効率（感度）の測定値も、図３に例示するように変わってしまっていた。従って、ＰＥＴ装置等の内部に装荷されている放射線検出器集合体の検出効率（感度）について精度の向上が求められてきた。
【０００８】
一方、５７Ｃｏ、５４Ｍn、１３４Ｃｓ等、β線やＸ線、オージェ電子とγ線を放出する放射線源の放射能は、４πβ−γ同時測定装置などの放射線検出器により絶対測定されてきた。あるエネルギの放射線（放射線１）と、あるエネルギの放射線（放射線２）が、ある確率で、一回の崩壊において連続的に線源から放出される場合、放射線１を検出する計数率、放射線２を検出する計数率、及び、放射線１と放射線２を同時に検出する計数率を用いることにより、線源の放射能を絶対測定できることが一般に知られている（同時計数法と称する）（非特許文献１参照）。
【０００９】
従って、放射能を絶対測定する場合、図４に例示する如く、放射線１を検出する放射線検出器（検出器１）と、放射線２を検出する放射線検出器（検出器２）が用いられてきた。ここで、１００は線源、１１０は放射線１としてのβ線やＸ線、オージェ電子、１１２は放射線２としてのγ線、１２０は検出器１としての例えば比例計数管、１３０と１３２は検出器２としての例えばＮａＩ（Ｔ１）シンチレータ、１４０は同時計数回路である。
【００１０】
この方法では、比例計数管１２０でβ線１１０を計数し、シンチレータ１３０、１３２でγ線１１２を計数し、同時計数回路１４０でβ線とγ線が同時に検出した事象も計数するが、例えば、検出器１によって、放射線２を検出してしまう場合等があり、それらを補正するため、効率外挿法が用いられている（非特許文献１参照）。
【００１１】
この方法は、放射線１を検出する計数率、放射線２を検出する計数率、及び、放射線１と放射線２を同時に検出する計数率から得られる、検出非効率値（＝（１−検出効率）/検出効率）と見かけの放射能値を用い、図５に示す如く、この検出非効率値と見かけの放射能値の関係式を得て、検出非効率値が０即ち検出効率１００％のときの放射能を絶対値とするものである。
【００１２】
前者の４πβ−γ同時測定装置で絶対測定を行うには、２種類の検出器が必要であった。また、計数率が高いと、検出器において、放射線が複数本同時に検出器に入射して、図６に示す如く、あたかも１本の別の放射線であるが如く検出されてしまう（パイルアップ）ことがある。このため、従来法では、数ｋＢq程度の放射能値を持つ放射線源を測定しており、ＰＥＴ装置に使用されているような高い強度の放射能を絶対測定するのが難しかった。これを解決するため、放射線検出器集合体を用いて、１種類の検出器で高強度の放射線源の放射能を絶対測定する方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２７９０５７号公報（図１）
【特許文献２】特開２００８−２４９３３７号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ＩＣＲＵ report ５２, Particle counting in radioactivity measurements, International Commission on radiation units and measurements, vol.1, １９９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、前記方法は外挿が必要なため、測定点が多数必要である。従って、放射能を得るために、多数の同じ計算回路が必要で、部品の点数が多く必要であり、繰り返し計算が何度も必要で計算時間が必要になっていた。これに加え、外挿による放射能の不確かさが全体の不確かさの殆どを占めるという性質があった。
【００１６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、放射能を得るための回路を簡素化することで部品の点数を削減してコストダウンを可能にし、また、繰り返し計算回数を減らすことで、計算の高速化も可能にすることに加え、更に、外挿計算を行わずに放射能の不確かさをも縮減することを第１の課題とする。
【００１７】
本発明は、更に、放射線の多重散乱およびパイルアップの影響を考慮した放射能測定を実現することにより、放射能絶対値の不確かさを縮減することを第２の課題とする。
【００１８】
本発明は、又、放射線検出器集合体の検出効率を決定可能とすることを第３の課題とする。
【００１９】
本発明は、更に、放射線検出器集合体を用いて、放射線測定装置を校正可能とすることを第４の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、電子陽電子対消滅光子と他光子が完全に弁別することは難しく、電子陽電子対消滅光子として他光子が計数されてしまう事象があることを前提にした放射能絶対測定法である。
【００２１】
即ち、本発明の一側面は、一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子と他光子をエネルギ弁別しながら別々に計数し、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求めるようにして前記第１の課題を解決したものである。
【００２２】
又、本発明の他の側面は、一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、光子のエネルギスペクトルを得ると共に、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子と他光子をエネルギ弁別しながら別々に計数し、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象と他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、他光子の非光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率を電子陽電子対消滅光子の光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率で除した計数率比を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求めるようにして前記第１の課題を解決したものである。
【００２３】
又、本発明の更に他の側面は、一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子と他光子をエネルギ弁別しながら別々に計数し、少なくとも、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける二光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出または複数検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける二光子検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率を用いて、効率外挿を行うことなく、多重散乱およびパイルアップを考慮して、放射能絶対値を求めるようにして前記第２の課題を解決したものである。
【００２４】
本発明は、又、電子陽電子対消滅光子と他光子のパイルアップ事象エネルギウィンドウでパイルアップを検出した場合に、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出数を加算補正し、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象及び電子陽電子対消滅光子と他光子の同時検出事象があったと見なすようにして前記第２の課題を解決したものである。
【００２５】
本発明は、又、放射線スペクトルに対して、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウ、他光子エネルギウィンドウ、電子陽電子対消滅光子と他光子のパイルアップ事象エネルギウィンドウを、光子によるピークの高エネルギ側の一部にかけて、低エネルギ散乱放射線の影響を低減するようにしたものである。
【００２６】
本発明は、又、前記の方法で決定された放射能絶対値を用いて、放射線検出器集合体の光子の計数率から、放射線検出器集合体の検出効率を求めるようにして、前記第３の課題を解決したものである。
【００２７】
又、前記の方法で決定された放射能絶対値を用いて、放射線検出器集合体を備えた放射線測定装置を校正するようにして、前記第４の課題を解決したものである。
【００２８】
ここで、前記放射線測定装置は、ＰＥＴ装置であることができる。
【００２９】
又、前記放射線検出器集合体を校正用仲介標準器として作業現場に搬入し、作業現場にある放射線源に放射能絶対値を与え、この放射線源を、作業現場で使用している放射線測定装置で測定して、該放射線測定装置の出力と放射能絶対値を関連付けるようにすることができる。
【００３０】
又、放射線源を分注して、放射線検出器集合体用放射線源と放射線測定装置用放射線源に分け、各放射線源の重さを測定し、放射線検出器集合体用放射線源を放射線検出器集合体で測定して、その放射能絶対値を付与し、この放射能絶対値と放射線源の重さから、放射線測定装置用放射線源に放射能絶対値を付与し、該放射線測定装置用放射線源を作業現場の放射線測定装置で測定して、該放射線測定装置の出力値と前記放射線測定装置用放射線源の放射能絶対値を関係付けるようにすることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明により、放射線検出器集合体を備えたＰＥＴ装置等で放射能絶対測定が精度良く行えるので、放射能値の付与されていない線源を用いてＰＥＴ装置等の検出効率（感度）が決定できる。この際、直接放射能絶対値から検出効率（感度）を得られるので、安定的に精度良く検出効率（感度）が決定できる。
【００３２】
又、放射線検出器集合体を仲介標準器として放射線検出器の校正を行なうと、従来は寿命が短いため、輸送や測定が困難であった放射線源に対して、放射能絶対値を精度良く付与し、この放射能絶対値の付与された放射線源を用いて、放射線検出器の校正が、精度良く行なえる。また、輸送できる線源であっても、輸送中の紛失、盗難の恐れがあったが、本発明により、線源を輸送する必要がなくなり、安全に校正が行える。
【００３３】
これらの効果が、外挿を用いて放射線絶対値を計測する装置と比べ、安価に実現でき、また放射能絶対値を得るための計算速度を向上させることができる。更に放射能絶対値の不確かさを小さくすることができる。
【００３４】
又、これらの効果を、特に多数の放射線検出素子を持つＰＥＴ装置を含む放射能測定装置について、従来法と比べ、小さい放射能不確かさで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来のＰＥＴ装置の概略構成を示す断面図
【図２】従来のＤＯＩ検出器の構成例を示す斜視図
【図３】従来のＰＥＴ装置の校正における問題点を示す図
【図４】従来の４πβ−γ同時測定装置の一例の構成を示すブロック図
【図５】効率外挿による絶対値測定の例を示す図
【図６】スペクトルのパイルアップの例を示す図
【図７】本発明の第１実施形態を示す図
【図８】第１実施形態の計数装置に内蔵される放射能絶対値算出回路の例を示すブロック図
【図９】同じく放射能絶対値算出回路の他の例を示すブロック図
【図１０】同じく計算機に実装されるアルゴリズムの例の前半を示す流れ図
【図１１】同じく後半を示す流れ図
【図１２】同じく計算機に実装されるアルゴリズムの他の例を示す流れ図
【図１３】本発明の第２実施形態の課題である多重散乱を示す図
【図１４】本発明の第２実施形態の計数装置に内蔵される放射能絶対値算出回路の例を示すブロック図
【図１５】光電吸収エネルギ範囲の例を示す図
【図１６】第２実施形態で計算機に実装されるアルゴリズムの例の前半を示す流れ図
【図１７】同じく後半を示す流れ図
【図１８】本発明の第３実施形態を示す図
【図１９】同じく第４実施形態を示す図
【図２０】同じく第５実施形態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３７】
図７は、本発明に係る外挿を用いない放射線検出器集合体を用いた放射能絶対測定方法及び放射線検出器集合体の検出効率（感度）測定方法を示す第１実施形態である。図中、２００は放射線源、２１０、２１２は、例えばＤＯＩ検出器である放射線検出器集合体、２２０は計数装置、２４０は計算機、２５０は入力装置、２６０は表示装置である。
【００３８】
放射線源２００からは、複数の光子が放出される。放射線検出器集合体２１０、２１２に光子が入射し、計数装置２２０によって、光子の入射時刻と、光子のエネルギと、光子を検出した検出素子の識別番号が組となって計数され、計算機２４０の記憶装置に記憶される。また、計数装置２２０で放射能値が計算される場合は、放射能値が計算機２４０に出力される。入力装置２５０によって計算機２４０を操作し、表示装置２６０により、入力内容や結果が表示される。
【００３９】
光子を計数しながら放射能値を計算できるシステムの場合には、計数装置２２０に、図８あるいは図９のような、アルゴリズムをもつ回路が実装される。図８の場合は以下のとおりである。光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の識別番号の組が、着目しているエネルギを含む組のみを通すエネルギフィルタ２２１及び２２２に送られる。ここで、２２１は電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＡ）を持つものを通し、２２２は他光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＧ）を持つものを通す。
【００４０】
２２３はエネルギウィンドウＡに於ける光子の検出個数を判別する回路である。
【００４１】
２２４、２２５はエネルギウィンドウＡとエネルギウィンドウＧに於いてある時間幅での光子の同時検出を判別する回路であり、２２４はエネルギウィンドウＡに於いて光子が単数または複数検出される場合に用いられ、２２５はエネルギウィンドウＡに於いて単数光子が検出される場合に用いられる。
【００４２】
２２６、２２７、２２８、２２９、２３０はカウンタであり、測定時間中、２２６はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数又は複数検出事象の計数、２２７はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象の計数、２２８はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象のある時間幅での同時計数、２２９はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象のある時間幅での同時計数、２３０はエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数を行う。
【００４３】
２３１は放射能絶対値算出回路であり、２２６から２３０までのカウンタの値、および測定時間から、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象の計数率ras、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率rc、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率rcsが求められ、これらより放射能絶対値Ａが算出される。
【００４４】
放射能絶対値の算出式は、例えば22Ｎａの場合は、以下のとおりである。
【００４５】
【数１】
【００４６】
ここで、ab, aecは、22Ｎａがb+崩壊により22Ｎｅの１２４５ｋｅＶのエネルギ準位に崩壊する分岐比とＥＣ崩壊により同エネルギ準位に崩壊する分岐比である。同様に、核種ごとに原子核崩壊様式に則した計算式を立式することにより、放射能が求められる。
【００４７】
この得られた放射能絶対値は、図７に示した計算機２４０に送出される。
【００４８】
また、図９の場合は以下のとおりである。光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の識別番号の組が、着目しているエネルギを含む組のみを通すエネルギフィルタ２７１及び２７２に送られ、更にスペクトルアナライザ２７３に送られる。ここで、エネルギフィルタ２７１は電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＡ）を持つものを通し、エネルギフィルタ２７２は他光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＧ）を持つものを通す。またスペクトルアナライザ２７３はすべてのデータの組を受け取り、光子スペクトルを作成する。
【００４９】
同時事象検知回路２７４は、エネルギウィンドウＡに於ける光子とエネルギウィンドウＧに於ける光子のある時間幅での同時検出を検知するものである。
【００５０】
カウンタ２７５、２７６、２７７は、それぞれ、エネルギウィンドウＡに於ける光子の検出事象の計数、エネルギウィンドウＡに於ける光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象のある時間幅での同時計数、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数を行う。
【００５１】
計数率比計算回路２７８はスペクトルアナライザ２７３により得られた光子スペクトルから、エネルギウィンドウＡについて、ピーク部分と連続部分を分離し、ピーク部分の計数と連続部分の計数を求め、これと測定時間により電子陽電子対消滅光子の光電吸収による計数率に対する他光子の非光電吸収による計数率の比を得る。ピーク部分のカウントと連続部分のカウントの分離は、文部科学省放射能測定シリーズ７、ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリーに記載の方法等を用いることができる。ピーク部分の計数率rpeakと連続部分の計数率rcontから、計数率比はrcont/ rpeakと求められる。
【００５２】
放射能絶対値算出回路２７９では、測定時間とカウンタ２７５、２７６、２７７から得られる計数からエネルギウィンドウＡに於ける光子の検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウＧに於ける光子の検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウＡに於ける光子の検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子の検出事象の同時計数rcを得て、計数率比計算回路２７８より計数率比rcont/ rpeakを得て、放射能絶対値Ａを算出する。
【００５３】
放射能絶対値Ａの算出方法は、例えば22Ｎａの場合は以下の式のとおりである。
【００５４】
【数２】
【００５５】
ここでab, aecは22Ｎａがb+崩壊により22Ｎｅの１２４５ｋｅＶのエネルギ準位に崩壊する分岐比とＥＣ崩壊により同エネルギ準位に崩壊する分岐比である。同様に、核種ごとに原子核崩壊様式に則した計算式を立式することにより、放射能が求められる。
【００５６】
図７に示した計算機２４０が省略され、入力装置２５０及び表示装置２６０が、直接、計数装置２２０に接続されていても良い。
【００５７】
一方、計数装置２２０ではなく計算機２４０で、放射能計算を行う場合は、計数装置２２０から、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータが組になって出力され、計算機２４０に図８または図９のアルゴリズムが実装されるか、又は、計数装置２２０から、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータが組になって出力され、計算機２４０内の記憶装置に一旦記憶した後、計算機２４０に実装された図１０〜１１、図１２のようなアルゴリズムにより放射能を計算することもできる。
【００５８】
具体的には、まず、図１０のステップ３０１で、電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＡ）および他光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＧ）を決定する。
【００５９】
次いで、ステップ３０２で、エネルギウィンドウＡ内にある、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列１と、エネルギウィンドウＧ内にある、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列２を作る。
【００６０】
次いで、ステップ３０３で、まだ読み込んでいないデータの組の中で最も入射時刻の古いデータの組を、データ列１又はデータ列２から読み込む。
【００６１】
次いで、ステップ３０４で、データ列１から読み込んだのか判別する。ステップ３０４の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３０５に進む。
【００６２】
ステップ３０５では、データ列１にある時間幅で同時刻入射のデータの組があるか判別する。ステップ３０５の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３０６に進む。ステップ３０６では、同時刻入射のデータの組をデータ列１から読み込み、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させる。なお、同時刻入射のデータの組が２つ以上の複数存在しても計数値は１つ増加させる。
【００６３】
次いで、ステップ３０７で、データ列２にある時間幅での同時刻入射の組があるか判別する。ステップ３０７の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３０８に進む。
【００６４】
ステップ３０８では、データ列２よりデータを読み込み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させる。更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【００６５】
一方、ステップ３０５の判定結果が「いいえ」の場合は、ステップ３０９に進む。
【００６６】
ステップ３０９では、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させる。
【００６７】
次いで、ステップ３１０で、データ列２にある時間幅で同時刻入射の組があるかどうか判定する。ステップ３１０の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３１１に進む。
【００６８】
ステップ３１１では、データ列２よりデータを読み込み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【００６９】
一方、ステップ３０４の判定結果が「いいえ」の場合は、図１１のステップ３１２に進み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させる。
【００７０】
次いで、ステップ３１３で、ある時間幅で同時刻入射のデータの組がデータ列１にあるか判別する。ステップ３１３の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３１４に進む。
【００７１】
ステップ３１４では、データ列１から同時刻入射のデータの組を読み込む。
【００７２】
次いで、ステップ３１５で、データ列１にある時間幅で同時刻入射の組があるか判別する。ステップ３１５の判別結果が「はい」の場合はステップ３１６に進む。
【００７３】
ステップ３１６では、データ列１よりデータを読み込む。エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【００７４】
一方、ステップ３１５の判定結果が「いいえ」の場合は、ステップ３１７に進み、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【００７５】
図１０のステップ３０８、３１１、図１１の３１６、３１７終了後、又は、図１０のステップ３０７、３１０、図１１の３１３の判定結果が「いいえ」の場合は、図１１のステップ３１８に進み、データの組を全て読み込んだか判別する。ステップ３１８の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３１９に進み、測定時間と各計数値から得られる、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率と、例えば式（１）〜（２）を用いて、放射能絶対値を算出する。一方、ステップ３１８の判定結果が「いいえ」の場合、図１０のステップ３０３に進む。
【００７６】
図１２においては、ステップ３３１で、全データを用いて光子エネルギスペクトルを作成する。
【００７７】
次いで、ステップ３３２で、得られた光子エネルギスペクトルからエネルギウィンドウＡ内について、ピーク部分と連続部分を分離し、ピーク部分の計数と連続部分の計数を求め、これと測定時間により電子陽電子対消滅光子の光電吸収による計数率rpeakで他光子の非光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率rcontを除した計数率比rcont/ rpeakを得る。ピーク部分のカウントと連続部分のカウントの分離は、文部科学省放射能測定シリーズ７、ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリーに記載の方法等を用いることができる。
【００７８】
次いで、ステップ３３３で、電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＡ）および他光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＧ）を決定する。
【００７９】
次いで、ステップ３３４で、エネルギウィンドウＡに於ける光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列１と、エネルギウィンドウＧに於ける光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列２を作る。
【００８０】
次いで、ステップ３３５で、まだ読み込んでいないデータの組の中で最も入射時刻の古いデータの組を、データ列１又はデータ列２から読み込む。
【００８１】
次いで、ステップ３３６で、データ列１から読み込んだのか判別する。ステップ３３６の判別結果が「はい」の場合は、ステップ３３７に進む。
【００８２】
ステップ３３７では、エネルギウィンドウＡに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させる。
【００８３】
次いで、ステップ３３８で、データ列２に、ある時間幅で同時刻入射の組があるか判別する。ステップ３３８の判別結果が「はい」の場合は、ステップ３３９に進む。
【００８４】
ステップ３３９では、データ列２よりデータを読み込み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させ、更にエネルギウィンドウＡに於ける光子とエネルギウィンドウＧに於ける光子の同時検出事象の計数値を１つ増加させる。
【００８５】
一方、ステップ３３６の判別結果が「いいえ」の場合は、ステップ３４０に進む。
【００８６】
ステップ３４０では、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させる。
【００８７】
次いで、ステップ３４１で、データ列１にある時間幅で同時刻入射の組があるか判別する。ステップ３４１の判別結果が「はい」の場合は、ステップ３４２に進む。
【００８８】
ステップ３４２では、データ列１からデータを読み込み、エネルギウィンドウＡに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させ、更にエネルギウィンドウＡに於ける光子とエネルギウィンドウＧに於ける光子の同時検出事象の計数値を１つ増加させる。
【００８９】
ステップ３３９、３４２終了後、または、ステップ３３８、３４１の判別結果が「いいえ」の場合、ステップ３４３へ進む。
【００９０】
ステップ３４３では、データの組を全て読み込んだか判別する。ステップ３４３の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３４４に進む。
【００９１】
ステップ３４４では、エネルギウィンドウＡに於ける光子検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウＡに於ける光子検出事象とエネルギウィンドウＡに於ける光子検出事象の同時計数rc、エネルギウィンドウＡに於ける電子陽電子対消滅光子の光電吸収によるピーク部分の計数率rpeakで他光子による連続部分の計数率rcontを除した計数率比rcont/ rpeakを用いて、例えば、前出（３）式により放射能絶対値を算出する。
【００９２】
一方、ステップ３４３の判別結果が「いいえ」の場合、ステップ３３５に戻る。
【００９３】
以上のように、放射線検出器集合体によって、放射線源の放射能絶対値が計算できるので、これを基に単位時間当たりの放射線検出器集合体に入射する光子の数が計算できる。放射線源から放出される放射線の原子核１崩壊当たりの放出率は、Ｔable of Ｉsotopes，eighth edition，volume Ｉ，II，Ｒ．Ｂ．Ｆirestone and Ｖ．Ｓ．Ｓhirley，Ｗiley Ｉnterscience、 Table of radionuclides, Volume 1, 2, 3, Monoguraphie BIPM-5, Bureau International Des Poids et Mesures、Recommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelなどの核データから参照でき、又、線源の位置と放射線検出器集合体の幾何学的関係による係数、及び、これらの数値と求められた線源の放射能から、放射線検出器集合体に入射する放射線の単位時間当たりの数を計算することができる。放射線検出器集合体の光子の計数率を単位時間当たりの放射線検出器集合体に入射する光子で除することで、放射線検出器集合体の検出効率（感度）が求められる。また、放射線検出器集合体の光子の計数率を単位時間当たりの線源からの光子の発生数あるいは線源の放射能で除して検出効率（感度）とすることもあり、こちらも計算可能である。
【００９４】
なお、第１実施形態では、例えば核種が22Ｎａの場合、図１３（Ａ）に例示する如く、他光子が５１１ｋｅＶのエネルギウィンドウに入るのは１回だけと仮定していたが、検出素子が増えると、図１３（Ｂ）に例示する如く、他光子が５１１ｋｅＶのエネルギウィンドウに２個同時に計数されたりする放射線の多重散乱の影響を受けてしまうことが、避けられなかった。さらに、多数の検出素子を用いることでパイルアップを起こりにくくしていたが、パイルアップが起こってしまう場合に対処していなかった。以下、このような問題を解決した本発明の第２実施形態について説明する。
【００９５】
本実施形態の全体構成は、図７に示した第１実施形態と同じであるので説明は省略する。
【００９６】
第１実施形態の図８に対して、本実施形態においては、計数装置２２０に、図１４のような、アルゴリズムをもつ回路が実装される。光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の識別番号の組が、着目しているエネルギを含む組のみを通すエネルギフィルタ２８１、２８２及び２８３に送られる。ここで、２８１は電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＡ）を持つものを通し、２８２は他光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＧ）を持つものを通し、２８３は電子陽電子対消滅光子の光電吸収と他光子の光電吸収によるパイルアップのエネルギ範囲（エネルギウィンドウＰ）を持つものを通す。
【００９７】
ここで、光電吸収エネルギ範囲については、必ずしも光電吸収エネルギピーク全範囲とする必要は無い。例えば、図１５に示す如く、光電吸収エネルギピークの高エネルギ側半分を光電吸収エネルギ範囲とするなどして、コンプトン効果による低エネルギ散乱光子の影響を低減させ、光電効果による部分のみを用いることによって放射能測定不確かさを抑制することも可能である。光電吸収エネルギ範囲は、高エネルギ側半分に限定されず、低エネルギ側でカットすれば良い。なお、光電吸収エネルギ範囲を狭く設定すると、低エネルギ散乱光子の影響をより低減することも可能であるが、計数率が低下し、放射能測定不確かさを小さくするために測定時間を長くする必要が出てくるため、光電吸収エネルギ範囲は測定時間との兼ね合いで、設定する。図１５のエネルギウィンドウＰの部分が、第１実施形態で無視していたパイルアップの部分である。
【００９８】
エネルギフィルタ２８３を通ったデータは、以降の回路において、エネルギフィルタ２８１（即ちエネルギウィンドウＡ）とエネルギフィルタ２８２（即ちエネルギウィンドウＧ）を同時に各々１つずつデータが通ったことになるように扱う。即ちエネルギウィンドウＡで１つ光子が検出され、エネルギウィンドウＧで１つ光子が検出されたと見なす。また、これは、同時に他のデータがエネルギウィンドウＡやＧを通ることを妨げず、同時に他のデータがエネルギウィンドウＡやＧを通った場合、同時検出光子数はそれぞれ加算される。
【００９９】
２８４はエネルギウィンドウＡに於ける光子検出数を判別する回路である。
【０１００】
２８５、２９０、２９４はエネルギウィンドウＡに於ける光子とエネルギウィンドウＧに於ける光子のある時間幅での同時検出を判別する回路であり、２８５はエネルギウィンドウＡに於いて光子が単数または複数検出した場合に用いられ、２９０はエネルギウィンドウＡに於いて光子が単数検出した場合に用いられ、２９４はエネルギウィンドウＡに於いて二光子検出した場合に用いられる。
【０１０１】
２８６、２８７、２８８、２９１、２９２、２９５、２９６はカウンタであり、測定時間中、２８６はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象の計数、２８７はエネルギウィンドウＧに於ける光子の検出事象の計数、２８８はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子の検出事象のある時間幅での同時計数、２９１はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象の計数、２９２はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子の検出事象のある時間幅での同時計数、２９５はエネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数、２９６はエネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子の検出事象のある時間幅での同時計数を行う。
【０１０２】
２９３と２９７は、エネルギウィンドウＡに於ける光子検出と、エネルギウィンドウＡとエネルギウィンドウＧに於ける光子同時検出を行う回路ユニットであり、必要に応じて、エネルギウィンドウＡでの三光子検出、エネルギウィンドウＡでの四光子検出、というように、回路ユニットを増やすこともできる。
【０１０３】
２８９は放射能絶対値算出回路であり、２９６、２９７等のカウンタの値、および測定時間から、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率rag、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率ras、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率rasg、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率rad、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率radg等が求められ、これらより放射能絶対値Ａが算出される。
【０１０４】
放射能絶対値の算出式は、例えば核種が22Ｎａであり、エネルギウィンドウＡの光子検出数の場合分けが、光子単数または複数、光子単数、二光子の場合は、以下のとおりである。
【０１０５】
【数３】
【０１０６】
ここで、ab, aecは、22Ｎａがb+崩壊により22Ｎｅの１２４５ｋｅＶのエネルギ準位に崩壊する分岐比とＥＣ崩壊により同エネルギ準位に崩壊する分岐比である。同様に、核種ごとに原子核崩壊様式に則した計算式を立式し、必要に応じた数の計数率のデータを用いることにより、放射能が求められる。
【０１０７】
この得られた放射能絶対値は、図７に示した計算機２４０に送出される。
【０１０８】
一方、計数装置２２０ではなく計算機２４０で、放射能計算を行う場合は、計数装置２２０から、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータが組になって出力され、計算機２４０に図１４のアルゴリズムが実装されるか、又は、計数装置２２０から、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータが組になって出力され、計算機２４０内の記憶装置に一旦記憶した後、計算機２４０に実装された図１６〜１７のようなアルゴリズムにより放射能を計算することもできる。
【０１０９】
具体的には、まず、図１６のステップ３５１で、電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＡ）、他光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＧ）および電子陽電子対消滅光子の光電吸収と他光子の光電吸収のパイルアップのエネルギ範囲（エネルギウィンドウＰ）を決定する。ここで、光電吸収エネルギ範囲については、必ずしも光電吸収エネルギピーク全範囲とする必要は無い。例えば、図１５に示したごとく、光電吸収エネルギピークの高エネルギ側半分を光電吸収エネルギ範囲とするなどして、低エネルギ散乱光子の影響を低減させ、放射能測定不確かさを抑制することも可能である。光電吸収エネルギ範囲を狭く設定すると、低エネルギ散乱光子の影響をより低減することも可能であるが、計数率が低下し、放射能測定不確かさを小さくするために測定時間を長くする必要が出てくるため、光電吸収エネルギ範囲は測定時間との兼ね合いで、設定する。
【０１１０】
次いで、ステップ３５２で、エネルギウィンドウＡ内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列１と、エネルギウィンドウＧ内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列２を作る。このとき、エネルギウィンドウＰ内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組については、エネルギウィンドウＡ内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組及び、エネルギウィンドウＧ内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組が各々一つずつあるとして扱う。
【０１１１】
次いで、ステップ３５３で、まだ読み込んでいないデータの組の中で最も入射時刻の古いデータの組を、データ列１又はデータ列２から読み込む。
【０１１２】
次いで、ステップ３５４で、データ列１から読み込んだのか判別する。ステップ３５４の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３５５に進む。
【０１１３】
ステップ３５５では、データ列１にある時間幅で同時刻入射のデータの組がいくつあるか判別する。ステップ３５５の判定結果が「他の分岐に該当しない」場合は、ステップ３５６に進む。
【０１１４】
ステップ３５６では、ある時間幅で同時刻入射のデータの組をデータ列１から読み込み、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させる。なお、同時刻入射のデータの組が２つ以上（複数）存在しても計数値は１つのみ増加させる。
【０１１５】
次いで、ステップ３５７で、データ列２にある時間幅での同時刻入射の組があるか判別する。ステップ３５７の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３５８に進む。
【０１１６】
ステップ３５８では、データ列２よりデータを読み込み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させる。更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【０１１７】
一方、ステップ３５５の判定結果が「１」の場合は、コンポーネント３６２のステップ３５９に進む。
【０１１８】
ステップ３５９では、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させる。
【０１１９】
次いで、ステップ３６０で、データ列２にある時間幅で同時刻入射の組があるかどうか判定する。ステップ３６０の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３６１に進む。
【０１２０】
ステップ３６１では、データ列２よりデータを読み込み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【０１２１】
一方、ステップ３５５の判定結果が「２」の場合は、コンポーネント３６６のステップ３６３に進み、ある時間幅で同時入射のデータの組をデータ列１から読み込み、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させる。
【０１２２】
次いで、ステップ３６４で、データ列２にある時間幅で同時刻入射の組があるかどうか判定する。ステップ３６４の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３６５に進む。
【０１２３】
ステップ３６５では、データ列２よりデータを読み込み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【０１２４】
コンポーネント３６２とコンポーネント３６６はエネルギウィンドウＡに於いての検出光子数に基づく計数を行う部分であり、コンポーネント３６２は光子数が１の場合、コンポーネント３６６は光子数が２の場合である。必要に応じて、同様のアルゴリズムを光子数が３の場合、光子数が４の場合、というように増やしていくことができる。
【０１２５】
一方、ステップ３５４の判定結果が「いいえ」の場合は、図１７のステップ３６７に進み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させる。
【０１２６】
次いで、ステップ３６８で、ある時間幅で同時刻入射のデータの組がデータ列１にあるか判別する。ステップ３６８の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３６９に進む。
【０１２７】
ステップ３６９では、データ列１からある時間幅の同時刻入射のデータの組を読み込む。
【０１２８】
次いで、ステップ３７０で、データ列１にある時間幅で同時刻入射の組がいくつあるか判別する。ステップ３７０の判別結果が「他の分岐に該当しない」の場合はステップ３７１に進む。
【０１２９】
ステップ３７１では、データ列１よりデータを読み込む。エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【０１３０】
一方、ステップ３７０の判定結果が「１」の場合は、ステップ３７２に進み、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【０１３１】
ステップ３７０の判定結果が「２」の場合は、ステップ３７３に進み、ある時間幅で同時入射のデータの組をデータ列１から読み込み、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【０１３２】
ステップ３７２、ステップ３７３は、エネルギウィンドウＡに於ける光子の検出数が１の場合と２の場合の処理を表しており、必要に応じて、エネルギウィンドウＡに於ける光子の検出数が３の場合、４の場合、というように、ステップを増やすことができる。
【０１３３】
図１６のステップ３５８、３６１、３６５、図１７のステップ３７１、３７２、３７３終了後、又は、図１６のステップ３５７、３６０、３６４、図１７のステップ３６８の判定結果が「いいえ」の場合は、図１７のステップ３７４に進み、データの組を全て読み込んだか判別する。
【０１３４】
ステップ３７４の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３７５に進み、測定時間と各計数値から得られる、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける検出事象の同時計数率rag、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率ras、エネルギウィンドウＡに於ける単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率rasg、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率rad、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率radg等を用いて、例えば22Ｎａの場合は、例えば式（４）を用いて、放射能絶対値を算出する。
【０１３５】
一方、ステップ３７４の判定結果が「いいえ」の場合、図１６のステップ３５３に戻る。
【０１３６】
以上のように、放射線検出器集合体によって、放射線源の放射能絶対値が計算できるので、これを基に単位時間当たりの放射線検出器集合体に入射する光子の数が計算できる。放射線源から放出される放射線の原子核１崩壊当たりの放出率は、Ｔable of Ｉsotopes，eighth edition，volume Ｉ，II，Ｒ．Ｂ．Ｆirestone and Ｖ．Ｓ．Ｓhirley，Ｗiley Ｉnterscience、 Table of radionuclides, Volume 1, 2, 3, Monoguraphie BIPM-5, Bureau International Des Poids et Mesures、Recommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelなどの核データから参照でき、又、線源の位置と放射線検出器集合体の幾何学的関係による係数、及び、これらの数値と求められた線源の放射能から、放射線検出器集合体に入射する放射線の単位時間当たりの数を計算することができる。放射線検出器集合体の光子の計数率を単位時間当たりの放射線検出器集合体に入射する光子で除することで、放射線検出器集合体の検出効率（感度）が求められる。また、放射線検出器集合体の光子の計数率を単位時間当たりの線源からの光子の発生数あるいは線源の放射能で除して検出効率（感度）とすることもあり、こちらも計算可能である。
【０１３７】
次に、本発明に係る放射線検出器集合体による、放射線測定装置の校正方法を示す第３実施形態を図１８に示す。図中、４００は放射線源、４１０は、例えば、多数のＤＯＩ検出器でなる放射線検出器集合体４１２を備えたＰＥＴ装置、２２０は、第１実施形態と同様の計数装置、２４０は、同じく計算機、２５０は、同じく入力装置、２６０は、同じく表示装置である。
【０１３８】
本実施形態においては、第１又は第２実施形態と同様な方法で放射線源４００の放射能絶対値を測定した後、該放射能絶対値を用いて、ＰＥＴ装置４１０の検出効率（感度）を決定し、校正する。
【０１３９】
具体的には、例えば図８又は図９のアルゴリズムを用いて、計数装置２２０及び計算機２４０によりエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率から、放射能絶対値を決定する。
【０１４０】
又は、例えば、図１４のアルゴリズムを用いて、計数装置２２０及び計算機２４０により、エネルギウィンドウＰも考慮しながら、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率を用いて、放射能絶対値を決定する。
【０１４１】
そして、放射能から単位時間当たりＰＥＴ装置４１０に入射する放射線の数を、幾何学的条件、及び、例えば、核データRecommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelによる放射線の放出率から算出する。
【０１４２】
そして、ＰＥＴ装置４１０の計数率を、単位時間当たりＰＥＴ装置４１０に入射する放射線の数で除することにより、検出効率（感度）を決定する。また、ＰＥＴ装置４１０の計数率を、単位時間当たり放射線源４００から放出される光子数で除することにより、検出効率（感度）とすることも可能である。
【０１４３】
本実施形態によれば、ＰＥＴ装置４１０に元々備えられている放射線検出器集合体４１２を利用して、放射線源４００を校正することが可能になる。
【０１４４】
次に、本発明に係る放射線検出器集合体による、放射線測定装置の校正方法を示す第４実施形態を図１９に示す。図において、５００は作業現場の放射線源、５１０は、校正事業者から送られた、例えばＤＯＩ検出器である放射線検出器集合体、５２０は、作業現場で使用される放射線測定装置である。
【０１４５】
作業現場で製造された、あるいは、作業現場で使用されている放射線源５００は、放射線検出器集合体５１０で測定され、放射能絶対値が放射線源５００に付与される。この放射能絶対値が付与された放射線源５００は、作業現場の放射線測定装置５２０で測定され、放射線測定装置５２０の出力値と放射線源５００の放射能絶対値が関係付けられる。これにより、放射線測定装置５２０の校正が行なえる。
【０１４６】
次に、本発明に係る放射線検出器集合体による、放射線測定装置の校正方法を示す第５実施形態を図２０に示す。図において、６００は液状の線源、６０２、６０４は分注された線源、６１０は、例えばＤＯＩ検出器でなる放射線検出器集合体、６２０は、作業現場で使用される放射線測定装置である。
【０１４７】
作業現場で製造された、あるいは作業現場で使用されている液体状の放射線源６００が分注され、放射線検出器集合体６１０用の放射線源６０２と、放射線測定装置６２０用の放射線源６０４となる。各放射線源６０２、６０４の重さが測定される。
【０１４８】
放射線源６０２は、放射線検出器集合体６１０で測定され、放射能絶対値が放射線源６０２に付与される。この放射能絶対値と放射線源の重さから、放射線源６０４に放射能絶対値が付与され、放射線源６０４は、作業現場の放射線測定装置６２０で測定され、放射線測定装置６２０の出力値と放射線源６０４の放射能絶対値が関係付けられ、放射線測定装置６２０が校正される。
【実施例１】
【０１４９】
図７の構成で、放射線源２００として22Ｎａ線源、放射線検出器集合体２１０、２１２としてＤＯＩ検出器を用いた。ＤＯＩ検出器（２１０、２１２）に対して所定の位置に放射線源２００を設置した。ＤＯＩ検出器（２１０、２１２）から出力されるスペクトルのうち、５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＡと、１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＧにより、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率を測定して、図８、図９に示した同時計数法により、22Ｎａ線源（２００）の放射能絶対値を決定することができた。
【実施例２】
【０１５０】
放射線検出器集合体の検出効率（感度）の校正法の実施例として、図１８の構成で、ＰＥＴ装置４１０により、22Ｎａ線源（４００）から放出される光子を検出した。５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＡと、１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＧにより、図８又は図９のアルゴリズムを用いて、計数装置２２０及び計算機２４０によりエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率を測定して、放射能絶対値を決定した。放射線源から放出される電子陽電子対消滅光子の数を、放射能および核データRecommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelによる放射線の放出率から算出した。ＰＥＴ装置４１０の計数率を、単位時間当たり放出される電子陽電子対消滅光子数で除することにより、検出効率（感度）を決定できた。
【実施例３】
【０１５１】
図７の構成で、放射線源２００として22Ｎａ線源、放射線検出器集合体２１０、２１２としてＤＯＩ検出器を用いた。ＤＯＩ検出器（２１０、２１２）に対して所定の位置に放射線源２００を設置した。ＤＯＩ検出器（２１０、２１２）から出力されるスペクトルのうち、５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＡと、１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＧ、５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子の光電吸収と１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）の光電吸収のパイルアップピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＰにより、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率を測定して、図１４に示した同時計数法により、22Ｎａ線源（２００）の放射能絶対値を決定することができた。
【実施例４】
【０１５２】
放射線検出器集合体の検出効率（感度）の校正法の実施例として、図１８の構成で、ＰＥＴ装置４１０により、22Ｎａ線源（４００）から放出される光子を検出した。５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子と、１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）により、図１４のアルゴリズムを用いて、計数装置２２０及び計算機２４０により、５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＡと、１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＧ、５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子と１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）の光電吸収のパイルアップピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＰを設定して、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率を測定して、放射能絶対値を決定した。放射線源から放出される電子陽電子対消滅光子の数を、放射能および核データRecommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelによる放射線の放出率から算出した。ＰＥＴ装置４１０の計数率を、単位時間当たり放出される電子陽電子対消滅光子数で除することにより、検出効率（感度）を決定できた。
【実施例５】
【０１５３】
図１９の構成で、放射線源５００として68Ｇｅ-68Ｇａ線源、放射線検出器集合体５１０としてＤＯＩ検出器、放射線測定装置５２０としてＲＩキャリブレータを用いた。68Ｇｅ-68Ｇａ線源（５００）をＤＯＩ検出器（５１０）によって測定し、放射能の絶対値を付与した。ＲＩキャリブレータ（５２０）でも、68Ｇｅ-68Ｇａ線源（５００）を測定し、ＲＩキャリブレータ（５２０）の出力値と68Ｇｅ-68Ｇａ線源（５００）の放射能値の関係を求めた。これにより、ＲＩキャリブレータ（５２０）を校正できた。
【実施例６】
【０１５４】
図２０の構成で、放射線源６００として22Ｎａ線源、放射線検出器集合体６１０としてＤＯＩ検出器、放射線測定装置６２０としてＲＩキャリブレータを用いた。22Ｎａ線源（６００）を分注して、ＤＯＩ検出器用放射線源（６０２）とＲＩキャリブレータ用放射線源（６０４）を製作し、それぞれの放射線源の重さを測定した後、それぞれで測定を行なった。
【０１５５】
ＤＯＩ検出器（６１０）によって放射線源（６０２）の放射能の絶対値が決定され、分注時の重さから、22Ｎａ線源（６００）の放射能濃度を決定した。又、この放射能濃度から、ＲＩキャリブレータ用放射線源（６０４）の放射能値を求め、ＲＩキャリブレータ（６２０）の出力値とＲＩキャリブレータ用放射線源（６０４）の放射能値の関係を求め、これをもって、ＲＩキャリブレータ（６２０）を校正できた。
【０１５６】
なお、前記実施形態においては、２個又は多数の放射線検出器集合体が用いられていたが、放射線検出器集合体の数は１個でも構わない。又、放射線検出器集合体も、ＤＯＩ検出器に限定されず、その素子数も限定されない。放射線源や放射線の種類も、前記実施形態に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明は、放射能絶対測定に用いられる。又、放射線診療装置、非破壊検査装置等の放射線検出器の検出効率（感度）測定に用いられる。更に、医療用放射能測定装置等、放射線測定装置の校正に利用できる。
【符号の説明】
【０１５８】
１００、２００、４００、５００、６００、６０２、６０４…放射線源
２１０、２１２、４１２、５１０、６１０…放射線検出器集合体
２２０…計数装置
２４０…計算機
２５０…入力装置
２６０…表示装置
４１０…ＰＥＴ装置
５２０、６２０…放射線測定装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射能絶対測定方法、放射線検出器集合体の検出効率決定方法、及び、放射線（放射能）測定装置（放射線測定装置と総称する）の校正方法に係り、特に、陽電子放射断層撮像（ポジトロン・エミッション・トモグラフィ：ＰＥＴ）装置の校正に用いるのに好適な、一崩壊で、陽電子及びエネルギの異なる複数の光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定方法、該放射能絶対測定方法を利用した放射線検出器集合体の検出効率決定方法、及び、医療診断機器や非破壊検査装置等に用いられる放射線測定装置の校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ装置は、陽電子放出核種を利用した核医学イメージング装置であり、癌の診断や分子イメージング等に広く応用されている。また、放射線治療装置と併用した開放型ＰＥＴ装置により、患部の放射線量分布が可視化され、あるいは、薬効を本格投与前に推定できるＰＥＴ装置によるマイクロドージング試験が進展するなど、今後ＰＥＴ装置の更なる普及が見込まれている。
【０００３】
陽電子放出核種とは、18Ｆのように原子核中の陽子数が中性子数に比べて過多であることによる不安定な同位元素であり、β＋崩壊に伴って陽電子とニュートリノを放出する性質がある。放出された陽電子は電子の反物質であるため、電子と出会うと対消滅して、両者の質量が全てエネルギに転換される。このエネルギは、消滅放射線という高エネルギ電磁波の形で放射される。対消滅の前後で運動量保存則が維持されるため、消滅放射線は主に２本が同時刻にほぼ正反対の方向に放出される。厳密には１本のみの放出や、３本以上が放出される場合も存在するが、その割合は合わせて全体の１％未満であるため、イメージングでは無視できる。２本を放出する場合、それぞれのエネルギは（陽）電子１個の質量分に相当し、約５１１ｋｅＶである。
【０００４】
イメージングの原理は、以下のようである。消滅放射線の同時計数がおこった場合、即ち、５１１ｋｅＶの放射線が対向する２つの放射線検出器でほぼ同時刻に測定された場合、この２つの放射線検出器を結ぶ直線上で陽電子が対消滅した可能性が最も高い。この情報を、図１に示す如く、被検体１０の周囲にリング状に配置した多くの放射線検出器１６を用いて収集し、Ｘ線ＣＴと同様な数学的手法によって再構成することにより、被検体１０中の陽電子放出核種１２の分布を近似する断層画像映像が得られる。図において、１４は消滅放射線、１８はベッドである。
【０００５】
従って、放射線検出器１６に求められる性能は、消滅放射線１４の入射位置、エネルギ、入射時刻を、なるべく正確に測定できることである。ここで、ほぼ同時刻とは概ね１５ナノ秒（ナノは１０-9）以内の時間であり、放射線検出器の時刻決定の精度が高い場合には１０ナノ秒以下、あるいは５ナノ秒以下とすることができる。
【０００６】
このＰＥＴ装置用検出器として、特許文献１に、図２に示すような多数の放射線検出器要素から構成される、深さ方向相互作用位置（ＤＯＩ）情報を得ることが可能な放射線検出器集合体（ＤＯＩ検出器とも称する）２０が提案されている。図において、２１〜２４は各層のシンチレータアレイ、２６は受光素子である。
【０００７】
ＰＥＴ装置等の内部に装荷されている放射線検出器集合体は測定対象物の放射能を相対測定する装置であり、その検出効率（感度）は、予め放射能値が付与された標準線源で求めるか、あるいは、凡その放射能値が付与された放射線源により、放射線検出器集合体の相対的な検出効率（感度）の経時的変化が求められていた。放射線源には半減期があり、定期的に交換しなければならないが、線源を交換すると、線源の放射能値の精度が悪いことから、ＰＥＴ装置等の内部に装荷されている放射線検出器集合体の検出効率（感度）の測定値も、図３に例示するように変わってしまっていた。従って、ＰＥＴ装置等の内部に装荷されている放射線検出器集合体の検出効率（感度）について精度の向上が求められてきた。
【０００８】
一方、５７Ｃｏ、５４Ｍn、１３４Ｃｓ等、β線やＸ線、オージェ電子とγ線を放出する放射線源の放射能は、４πβ−γ同時測定装置などの放射線検出器により絶対測定されてきた。あるエネルギの放射線（放射線１）と、あるエネルギの放射線（放射線２）が、ある確率で、一回の崩壊において連続的に線源から放出される場合、放射線１を検出する計数率、放射線２を検出する計数率、及び、放射線１と放射線２を同時に検出する計数率を用いることにより、線源の放射能を絶対測定できることが一般に知られている（同時計数法と称する）（非特許文献１参照）。
【０００９】
従って、放射能を絶対測定する場合、図４に例示する如く、放射線１を検出する放射線検出器（検出器１）と、放射線２を検出する放射線検出器（検出器２）が用いられてきた。ここで、１００は線源、１１０は放射線１としてのβ線やＸ線、オージェ電子、１１２は放射線２としてのγ線、１２０は検出器１としての例えば比例計数管、１３０と１３２は検出器２としての例えばＮａＩ（Ｔ１）シンチレータ、１４０は同時計数回路である。
【００１０】
この方法では、比例計数管１２０でβ線１１０を計数し、シンチレータ１３０、１３２でγ線１１２を計数し、同時計数回路１４０でβ線とγ線が同時に検出した事象も計数するが、例えば、検出器１によって、放射線２を検出してしまう場合等があり、それらを補正するため、効率外挿法が用いられている（非特許文献１参照）。
【００１１】
この方法は、放射線１を検出する計数率、放射線２を検出する計数率、及び、放射線１と放射線２を同時に検出する計数率から得られる、検出非効率値（＝（１−検出効率）/検出効率）と見かけの放射能値を用い、図５に示す如く、この検出非効率値と見かけの放射能値の関係式を得て、検出非効率値が０即ち検出効率１００％のときの放射能を絶対値とするものである。
【００１２】
前者の４πβ−γ同時測定装置で絶対測定を行うには、２種類の検出器が必要であった。また、計数率が高いと、検出器において、放射線が複数本同時に検出器に入射して、図６に示す如く、あたかも１本の別の放射線であるが如く検出されてしまう（パイルアップ）ことがある。このため、従来法では、数ｋＢq程度の放射能値を持つ放射線源を測定しており、ＰＥＴ装置に使用されているような高い強度の放射能を絶対測定するのが難しかった。これを解決するため、放射線検出器集合体を用いて、１種類の検出器で高強度の放射線源の放射能を絶対測定する方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２７９０５７号公報（図１）
【特許文献２】特開２００８−２４９３３７号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ＩＣＲＵ report ５２, Particle counting in radioactivity measurements, International Commission on radiation units and measurements, vol.1, １９９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、前記方法は外挿が必要なため、測定点が多数必要である。従って、放射能を得るために、多数の同じ計算回路が必要で、部品の点数が多く必要であり、繰り返し計算が何度も必要で計算時間が必要になっていた。これに加え、外挿による放射能の不確かさが全体の不確かさの殆どを占めるという性質があった。
【００１６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、放射能を得るための回路を簡素化することで部品の点数を削減してコストダウンを可能にし、また、繰り返し計算回数を減らすことで、計算の高速化も可能にすることに加え、更に、外挿計算を行わずに放射能の不確かさをも縮減することを第１の課題とする。
【００１７】
本発明は、更に、放射線の多重散乱およびパイルアップの影響を考慮した放射能測定を実現することにより、放射能絶対値の不確かさを縮減することを第２の課題とする。
【００１８】
本発明は、又、放射線検出器集合体の検出効率を決定可能とすることを第３の課題とする。
【００１９】
本発明は、更に、放射線検出器集合体を用いて、放射線測定装置を校正可能とすることを第４の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、電子陽電子対消滅光子と他光子が完全に弁別することは難しく、電子陽電子対消滅光子として他光子が計数されてしまう事象があることを前提にした放射能絶対測定法である。
【００２１】
即ち、本発明の一側面は、一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子と他光子をエネルギ弁別しながら別々に計数し、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求めるようにして前記第１の課題を解決したものである。
【００２２】
又、本発明の他の側面は、一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、光子のエネルギスペクトルを得ると共に、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子と他光子をエネルギ弁別しながら別々に計数し、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象と他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、他光子の非光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率を電子陽電子対消滅光子の光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率で除した計数率比を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求めるようにして前記第１の課題を解決したものである。
【００２３】
又、本発明の更に他の側面は、一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子と他光子をエネルギ弁別しながら別々に計数し、少なくとも、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける二光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出または複数検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける二光子検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率を用いて、効率外挿を行うことなく、多重散乱およびパイルアップを考慮して、放射能絶対値を求めるようにして前記第２の課題を解決したものである。
【００２４】
本発明は、又、電子陽電子対消滅光子と他光子のパイルアップ事象エネルギウィンドウでパイルアップを検出した場合に、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出数を加算補正し、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象及び電子陽電子対消滅光子と他光子の同時検出事象があったと見なすようにして前記第２の課題を解決したものである。
【００２５】
本発明は、又、放射線スペクトルに対して、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウ、他光子エネルギウィンドウ、電子陽電子対消滅光子と他光子のパイルアップ事象エネルギウィンドウを、光子によるピークの高エネルギ側の一部にかけて、低エネルギ散乱放射線の影響を低減するようにしたものである。
【００２６】
本発明は、又、前記の方法で決定された放射能絶対値を用いて、放射線検出器集合体の光子の計数率から、放射線検出器集合体の検出効率を求めるようにして、前記第３の課題を解決したものである。
【００２７】
又、前記の方法で決定された放射能絶対値を用いて、放射線検出器集合体を備えた放射線測定装置を校正するようにして、前記第４の課題を解決したものである。
【００２８】
ここで、前記放射線測定装置は、ＰＥＴ装置であることができる。
【００２９】
又、前記放射線検出器集合体を校正用仲介標準器として作業現場に搬入し、作業現場にある放射線源に放射能絶対値を与え、この放射線源を、作業現場で使用している放射線測定装置で測定して、該放射線測定装置の出力と放射能絶対値を関連付けるようにすることができる。
【００３０】
又、放射線源を分注して、放射線検出器集合体用放射線源と放射線測定装置用放射線源に分け、各放射線源の重さを測定し、放射線検出器集合体用放射線源を放射線検出器集合体で測定して、その放射能絶対値を付与し、この放射能絶対値と放射線源の重さから、放射線測定装置用放射線源に放射能絶対値を付与し、該放射線測定装置用放射線源を作業現場の放射線測定装置で測定して、該放射線測定装置の出力値と前記放射線測定装置用放射線源の放射能絶対値を関係付けるようにすることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明により、放射線検出器集合体を備えたＰＥＴ装置等で放射能絶対測定が精度良く行えるので、放射能値の付与されていない線源を用いてＰＥＴ装置等の検出効率（感度）が決定できる。この際、直接放射能絶対値から検出効率（感度）を得られるので、安定的に精度良く検出効率（感度）が決定できる。
【００３２】
又、放射線検出器集合体を仲介標準器として放射線検出器の校正を行なうと、従来は寿命が短いため、輸送や測定が困難であった放射線源に対して、放射能絶対値を精度良く付与し、この放射能絶対値の付与された放射線源を用いて、放射線検出器の校正が、精度良く行なえる。また、輸送できる線源であっても、輸送中の紛失、盗難の恐れがあったが、本発明により、線源を輸送する必要がなくなり、安全に校正が行える。
【００３３】
これらの効果が、外挿を用いて放射線絶対値を計測する装置と比べ、安価に実現でき、また放射能絶対値を得るための計算速度を向上させることができる。更に放射能絶対値の不確かさを小さくすることができる。
【００３４】
又、これらの効果を、特に多数の放射線検出素子を持つＰＥＴ装置を含む放射能測定装置について、従来法と比べ、小さい放射能不確かさで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来のＰＥＴ装置の概略構成を示す断面図
【図２】従来のＤＯＩ検出器の構成例を示す斜視図
【図３】従来のＰＥＴ装置の校正における問題点を示す図
【図４】従来の４πβ−γ同時測定装置の一例の構成を示すブロック図
【図５】効率外挿による絶対値測定の例を示す図
【図６】スペクトルのパイルアップの例を示す図
【図７】本発明の第１実施形態を示す図
【図８】第１実施形態の計数装置に内蔵される放射能絶対値算出回路の例を示すブロック図
【図９】同じく放射能絶対値算出回路の他の例を示すブロック図
【図１０】同じく計算機に実装されるアルゴリズムの例の前半を示す流れ図
【図１１】同じく後半を示す流れ図
【図１２】同じく計算機に実装されるアルゴリズムの他の例を示す流れ図
【図１３】本発明の第２実施形態の課題である多重散乱を示す図
【図１４】本発明の第２実施形態の計数装置に内蔵される放射能絶対値算出回路の例を示すブロック図
【図１５】光電吸収エネルギ範囲の例を示す図
【図１６】第２実施形態で計算機に実装されるアルゴリズムの例の前半を示す流れ図
【図１７】同じく後半を示す流れ図
【図１８】本発明の第３実施形態を示す図
【図１９】同じく第４実施形態を示す図
【図２０】同じく第５実施形態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３７】
図７は、本発明に係る外挿を用いない放射線検出器集合体を用いた放射能絶対測定方法及び放射線検出器集合体の検出効率（感度）測定方法を示す第１実施形態である。図中、２００は放射線源、２１０、２１２は、例えばＤＯＩ検出器である放射線検出器集合体、２２０は計数装置、２４０は計算機、２５０は入力装置、２６０は表示装置である。
【００３８】
放射線源２００からは、複数の光子が放出される。放射線検出器集合体２１０、２１２に光子が入射し、計数装置２２０によって、光子の入射時刻と、光子のエネルギと、光子を検出した検出素子の識別番号が組となって計数され、計算機２４０の記憶装置に記憶される。また、計数装置２２０で放射能値が計算される場合は、放射能値が計算機２４０に出力される。入力装置２５０によって計算機２４０を操作し、表示装置２６０により、入力内容や結果が表示される。
【００３９】
光子を計数しながら放射能値を計算できるシステムの場合には、計数装置２２０に、図８あるいは図９のような、アルゴリズムをもつ回路が実装される。図８の場合は以下のとおりである。光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の識別番号の組が、着目しているエネルギを含む組のみを通すエネルギフィルタ２２１及び２２２に送られる。ここで、２２１は電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＡ）を持つものを通し、２２２は他光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＧ）を持つものを通す。
【００４０】
２２３はエネルギウィンドウＡに於ける光子の検出個数を判別する回路である。
【００４１】
２２４、２２５はエネルギウィンドウＡとエネルギウィンドウＧに於いてある時間幅での光子の同時検出を判別する回路であり、２２４はエネルギウィンドウＡに於いて光子が単数または複数検出される場合に用いられ、２２５はエネルギウィンドウＡに於いて単数光子が検出される場合に用いられる。
【００４２】
２２６、２２７、２２８、２２９、２３０はカウンタであり、測定時間中、２２６はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数又は複数検出事象の計数、２２７はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象の計数、２２８はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象のある時間幅での同時計数、２２９はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象のある時間幅での同時計数、２３０はエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数を行う。
【００４３】
２３１は放射能絶対値算出回路であり、２２６から２３０までのカウンタの値、および測定時間から、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象の計数率ras、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率rc、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率rcsが求められ、これらより放射能絶対値Ａが算出される。
【００４４】
放射能絶対値の算出式は、例えば22Ｎａの場合は、以下のとおりである。
【００４５】
【数１】
【００４６】
ここで、ab, aecは、22Ｎａがb+崩壊により22Ｎｅの１２４５ｋｅＶのエネルギ準位に崩壊する分岐比とＥＣ崩壊により同エネルギ準位に崩壊する分岐比である。同様に、核種ごとに原子核崩壊様式に則した計算式を立式することにより、放射能が求められる。
【００４７】
この得られた放射能絶対値は、図７に示した計算機２４０に送出される。
【００４８】
また、図９の場合は以下のとおりである。光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の識別番号の組が、着目しているエネルギを含む組のみを通すエネルギフィルタ２７１及び２７２に送られ、更にスペクトルアナライザ２７３に送られる。ここで、エネルギフィルタ２７１は電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＡ）を持つものを通し、エネルギフィルタ２７２は他光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＧ）を持つものを通す。またスペクトルアナライザ２７３はすべてのデータの組を受け取り、光子スペクトルを作成する。
【００４９】
同時事象検知回路２７４は、エネルギウィンドウＡに於ける光子とエネルギウィンドウＧに於ける光子のある時間幅での同時検出を検知するものである。
【００５０】
カウンタ２７５、２７６、２７７は、それぞれ、エネルギウィンドウＡに於ける光子の検出事象の計数、エネルギウィンドウＡに於ける光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象のある時間幅での同時計数、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数を行う。
【００５１】
計数率比計算回路２７８はスペクトルアナライザ２７３により得られた光子スペクトルから、エネルギウィンドウＡについて、ピーク部分と連続部分を分離し、ピーク部分の計数と連続部分の計数を求め、これと測定時間により電子陽電子対消滅光子の光電吸収による計数率に対する他光子の非光電吸収による計数率の比を得る。ピーク部分のカウントと連続部分のカウントの分離は、文部科学省放射能測定シリーズ７、ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリーに記載の方法等を用いることができる。ピーク部分の計数率rpeakと連続部分の計数率rcontから、計数率比はrcont/ rpeakと求められる。
【００５２】
放射能絶対値算出回路２７９では、測定時間とカウンタ２７５、２７６、２７７から得られる計数からエネルギウィンドウＡに於ける光子の検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウＧに於ける光子の検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウＡに於ける光子の検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子の検出事象の同時計数rcを得て、計数率比計算回路２７８より計数率比rcont/ rpeakを得て、放射能絶対値Ａを算出する。
【００５３】
放射能絶対値Ａの算出方法は、例えば22Ｎａの場合は以下の式のとおりである。
【００５４】
【数２】
【００５５】
ここでab, aecは22Ｎａがb+崩壊により22Ｎｅの１２４５ｋｅＶのエネルギ準位に崩壊する分岐比とＥＣ崩壊により同エネルギ準位に崩壊する分岐比である。同様に、核種ごとに原子核崩壊様式に則した計算式を立式することにより、放射能が求められる。
【００５６】
図７に示した計算機２４０が省略され、入力装置２５０及び表示装置２６０が、直接、計数装置２２０に接続されていても良い。
【００５７】
一方、計数装置２２０ではなく計算機２４０で、放射能計算を行う場合は、計数装置２２０から、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータが組になって出力され、計算機２４０に図８または図９のアルゴリズムが実装されるか、又は、計数装置２２０から、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータが組になって出力され、計算機２４０内の記憶装置に一旦記憶した後、計算機２４０に実装された図１０〜１１、図１２のようなアルゴリズムにより放射能を計算することもできる。
【００５８】
具体的には、まず、図１０のステップ３０１で、電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＡ）および他光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＧ）を決定する。
【００５９】
次いで、ステップ３０２で、エネルギウィンドウＡ内にある、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列１と、エネルギウィンドウＧ内にある、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列２を作る。
【００６０】
次いで、ステップ３０３で、まだ読み込んでいないデータの組の中で最も入射時刻の古いデータの組を、データ列１又はデータ列２から読み込む。
【００６１】
次いで、ステップ３０４で、データ列１から読み込んだのか判別する。ステップ３０４の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３０５に進む。
【００６２】
ステップ３０５では、データ列１にある時間幅で同時刻入射のデータの組があるか判別する。ステップ３０５の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３０６に進む。ステップ３０６では、同時刻入射のデータの組をデータ列１から読み込み、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させる。なお、同時刻入射のデータの組が２つ以上の複数存在しても計数値は１つ増加させる。
【００６３】
次いで、ステップ３０７で、データ列２にある時間幅での同時刻入射の組があるか判別する。ステップ３０７の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３０８に進む。
【００６４】
ステップ３０８では、データ列２よりデータを読み込み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させる。更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【００６５】
一方、ステップ３０５の判定結果が「いいえ」の場合は、ステップ３０９に進む。
【００６６】
ステップ３０９では、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させる。
【００６７】
次いで、ステップ３１０で、データ列２にある時間幅で同時刻入射の組があるかどうか判定する。ステップ３１０の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３１１に進む。
【００６８】
ステップ３１１では、データ列２よりデータを読み込み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【００６９】
一方、ステップ３０４の判定結果が「いいえ」の場合は、図１１のステップ３１２に進み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させる。
【００７０】
次いで、ステップ３１３で、ある時間幅で同時刻入射のデータの組がデータ列１にあるか判別する。ステップ３１３の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３１４に進む。
【００７１】
ステップ３１４では、データ列１から同時刻入射のデータの組を読み込む。
【００７２】
次いで、ステップ３１５で、データ列１にある時間幅で同時刻入射の組があるか判別する。ステップ３１５の判別結果が「はい」の場合はステップ３１６に進む。
【００７３】
ステップ３１６では、データ列１よりデータを読み込む。エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【００７４】
一方、ステップ３１５の判定結果が「いいえ」の場合は、ステップ３１７に進み、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【００７５】
図１０のステップ３０８、３１１、図１１の３１６、３１７終了後、又は、図１０のステップ３０７、３１０、図１１の３１３の判定結果が「いいえ」の場合は、図１１のステップ３１８に進み、データの組を全て読み込んだか判別する。ステップ３１８の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３１９に進み、測定時間と各計数値から得られる、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率と、例えば式（１）〜（２）を用いて、放射能絶対値を算出する。一方、ステップ３１８の判定結果が「いいえ」の場合、図１０のステップ３０３に進む。
【００７６】
図１２においては、ステップ３３１で、全データを用いて光子エネルギスペクトルを作成する。
【００７７】
次いで、ステップ３３２で、得られた光子エネルギスペクトルからエネルギウィンドウＡ内について、ピーク部分と連続部分を分離し、ピーク部分の計数と連続部分の計数を求め、これと測定時間により電子陽電子対消滅光子の光電吸収による計数率rpeakで他光子の非光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率rcontを除した計数率比rcont/ rpeakを得る。ピーク部分のカウントと連続部分のカウントの分離は、文部科学省放射能測定シリーズ７、ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリーに記載の方法等を用いることができる。
【００７８】
次いで、ステップ３３３で、電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＡ）および他光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＧ）を決定する。
【００７９】
次いで、ステップ３３４で、エネルギウィンドウＡに於ける光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列１と、エネルギウィンドウＧに於ける光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列２を作る。
【００８０】
次いで、ステップ３３５で、まだ読み込んでいないデータの組の中で最も入射時刻の古いデータの組を、データ列１又はデータ列２から読み込む。
【００８１】
次いで、ステップ３３６で、データ列１から読み込んだのか判別する。ステップ３３６の判別結果が「はい」の場合は、ステップ３３７に進む。
【００８２】
ステップ３３７では、エネルギウィンドウＡに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させる。
【００８３】
次いで、ステップ３３８で、データ列２に、ある時間幅で同時刻入射の組があるか判別する。ステップ３３８の判別結果が「はい」の場合は、ステップ３３９に進む。
【００８４】
ステップ３３９では、データ列２よりデータを読み込み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させ、更にエネルギウィンドウＡに於ける光子とエネルギウィンドウＧに於ける光子の同時検出事象の計数値を１つ増加させる。
【００８５】
一方、ステップ３３６の判別結果が「いいえ」の場合は、ステップ３４０に進む。
【００８６】
ステップ３４０では、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させる。
【００８７】
次いで、ステップ３４１で、データ列１にある時間幅で同時刻入射の組があるか判別する。ステップ３４１の判別結果が「はい」の場合は、ステップ３４２に進む。
【００８８】
ステップ３４２では、データ列１からデータを読み込み、エネルギウィンドウＡに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させ、更にエネルギウィンドウＡに於ける光子とエネルギウィンドウＧに於ける光子の同時検出事象の計数値を１つ増加させる。
【００８９】
ステップ３３９、３４２終了後、または、ステップ３３８、３４１の判別結果が「いいえ」の場合、ステップ３４３へ進む。
【００９０】
ステップ３４３では、データの組を全て読み込んだか判別する。ステップ３４３の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３４４に進む。
【００９１】
ステップ３４４では、エネルギウィンドウＡに於ける光子検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウＡに於ける光子検出事象とエネルギウィンドウＡに於ける光子検出事象の同時計数rc、エネルギウィンドウＡに於ける電子陽電子対消滅光子の光電吸収によるピーク部分の計数率rpeakで他光子による連続部分の計数率rcontを除した計数率比rcont/ rpeakを用いて、例えば、前出（３）式により放射能絶対値を算出する。
【００９２】
一方、ステップ３４３の判別結果が「いいえ」の場合、ステップ３３５に戻る。
【００９３】
以上のように、放射線検出器集合体によって、放射線源の放射能絶対値が計算できるので、これを基に単位時間当たりの放射線検出器集合体に入射する光子の数が計算できる。放射線源から放出される放射線の原子核１崩壊当たりの放出率は、Ｔable of Ｉsotopes，eighth edition，volume Ｉ，II，Ｒ．Ｂ．Ｆirestone and Ｖ．Ｓ．Ｓhirley，Ｗiley Ｉnterscience、 Table of radionuclides, Volume 1, 2, 3, Monoguraphie BIPM-5, Bureau International Des Poids et Mesures、Recommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelなどの核データから参照でき、又、線源の位置と放射線検出器集合体の幾何学的関係による係数、及び、これらの数値と求められた線源の放射能から、放射線検出器集合体に入射する放射線の単位時間当たりの数を計算することができる。放射線検出器集合体の光子の計数率を単位時間当たりの放射線検出器集合体に入射する光子で除することで、放射線検出器集合体の検出効率（感度）が求められる。また、放射線検出器集合体の光子の計数率を単位時間当たりの線源からの光子の発生数あるいは線源の放射能で除して検出効率（感度）とすることもあり、こちらも計算可能である。
【００９４】
なお、第１実施形態では、例えば核種が22Ｎａの場合、図１３（Ａ）に例示する如く、他光子が５１１ｋｅＶのエネルギウィンドウに入るのは１回だけと仮定していたが、検出素子が増えると、図１３（Ｂ）に例示する如く、他光子が５１１ｋｅＶのエネルギウィンドウに２個同時に計数されたりする放射線の多重散乱の影響を受けてしまうことが、避けられなかった。さらに、多数の検出素子を用いることでパイルアップを起こりにくくしていたが、パイルアップが起こってしまう場合に対処していなかった。以下、このような問題を解決した本発明の第２実施形態について説明する。
【００９５】
本実施形態の全体構成は、図７に示した第１実施形態と同じであるので説明は省略する。
【００９６】
第１実施形態の図８に対して、本実施形態においては、計数装置２２０に、図１４のような、アルゴリズムをもつ回路が実装される。光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の識別番号の組が、着目しているエネルギを含む組のみを通すエネルギフィルタ２８１、２８２及び２８３に送られる。ここで、２８１は電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＡ）を持つものを通し、２８２は他光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＧ）を持つものを通し、２８３は電子陽電子対消滅光子の光電吸収と他光子の光電吸収によるパイルアップのエネルギ範囲（エネルギウィンドウＰ）を持つものを通す。
【００９７】
ここで、光電吸収エネルギ範囲については、必ずしも光電吸収エネルギピーク全範囲とする必要は無い。例えば、図１５に示す如く、光電吸収エネルギピークの高エネルギ側半分を光電吸収エネルギ範囲とするなどして、コンプトン効果による低エネルギ散乱光子の影響を低減させ、光電効果による部分のみを用いることによって放射能測定不確かさを抑制することも可能である。光電吸収エネルギ範囲は、高エネルギ側半分に限定されず、低エネルギ側でカットすれば良い。なお、光電吸収エネルギ範囲を狭く設定すると、低エネルギ散乱光子の影響をより低減することも可能であるが、計数率が低下し、放射能測定不確かさを小さくするために測定時間を長くする必要が出てくるため、光電吸収エネルギ範囲は測定時間との兼ね合いで、設定する。図１５のエネルギウィンドウＰの部分が、第１実施形態で無視していたパイルアップの部分である。
【００９８】
エネルギフィルタ２８３を通ったデータは、以降の回路において、エネルギフィルタ２８１（即ちエネルギウィンドウＡ）とエネルギフィルタ２８２（即ちエネルギウィンドウＧ）を同時に各々１つずつデータが通ったことになるように扱う。即ちエネルギウィンドウＡで１つ光子が検出され、エネルギウィンドウＧで１つ光子が検出されたと見なす。また、これは、同時に他のデータがエネルギウィンドウＡやＧを通ることを妨げず、同時に他のデータがエネルギウィンドウＡやＧを通った場合、同時検出光子数はそれぞれ加算される。
【００９９】
２８４はエネルギウィンドウＡに於ける光子検出数を判別する回路である。
【０１００】
２８５、２９０、２９４はエネルギウィンドウＡに於ける光子とエネルギウィンドウＧに於ける光子のある時間幅での同時検出を判別する回路であり、２８５はエネルギウィンドウＡに於いて光子が単数または複数検出した場合に用いられ、２９０はエネルギウィンドウＡに於いて光子が単数検出した場合に用いられ、２９４はエネルギウィンドウＡに於いて二光子検出した場合に用いられる。
【０１０１】
２８６、２８７、２８８、２９１、２９２、２９５、２９６はカウンタであり、測定時間中、２８６はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象の計数、２８７はエネルギウィンドウＧに於ける光子の検出事象の計数、２８８はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子の検出事象のある時間幅での同時計数、２９１はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象の計数、２９２はエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子の検出事象のある時間幅での同時計数、２９５はエネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数、２９６はエネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子の検出事象のある時間幅での同時計数を行う。
【０１０２】
２９３と２９７は、エネルギウィンドウＡに於ける光子検出と、エネルギウィンドウＡとエネルギウィンドウＧに於ける光子同時検出を行う回路ユニットであり、必要に応じて、エネルギウィンドウＡでの三光子検出、エネルギウィンドウＡでの四光子検出、というように、回路ユニットを増やすこともできる。
【０１０３】
２８９は放射能絶対値算出回路であり、２９６、２９７等のカウンタの値、および測定時間から、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率rag、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率ras、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率rasg、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率rad、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率radg等が求められ、これらより放射能絶対値Ａが算出される。
【０１０４】
放射能絶対値の算出式は、例えば核種が22Ｎａであり、エネルギウィンドウＡの光子検出数の場合分けが、光子単数または複数、光子単数、二光子の場合は、以下のとおりである。
【０１０５】
【数３】
【０１０６】
ここで、ab, aecは、22Ｎａがb+崩壊により22Ｎｅの１２４５ｋｅＶのエネルギ準位に崩壊する分岐比とＥＣ崩壊により同エネルギ準位に崩壊する分岐比である。同様に、核種ごとに原子核崩壊様式に則した計算式を立式し、必要に応じた数の計数率のデータを用いることにより、放射能が求められる。
【０１０７】
この得られた放射能絶対値は、図７に示した計算機２４０に送出される。
【０１０８】
一方、計数装置２２０ではなく計算機２４０で、放射能計算を行う場合は、計数装置２２０から、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータが組になって出力され、計算機２４０に図１４のアルゴリズムが実装されるか、又は、計数装置２２０から、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータが組になって出力され、計算機２４０内の記憶装置に一旦記憶した後、計算機２４０に実装された図１６〜１７のようなアルゴリズムにより放射能を計算することもできる。
【０１０９】
具体的には、まず、図１６のステップ３５１で、電子陽電子対消滅光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＡ）、他光子の光電吸収エネルギ範囲（エネルギウィンドウＧ）および電子陽電子対消滅光子の光電吸収と他光子の光電吸収のパイルアップのエネルギ範囲（エネルギウィンドウＰ）を決定する。ここで、光電吸収エネルギ範囲については、必ずしも光電吸収エネルギピーク全範囲とする必要は無い。例えば、図１５に示したごとく、光電吸収エネルギピークの高エネルギ側半分を光電吸収エネルギ範囲とするなどして、低エネルギ散乱光子の影響を低減させ、放射能測定不確かさを抑制することも可能である。光電吸収エネルギ範囲を狭く設定すると、低エネルギ散乱光子の影響をより低減することも可能であるが、計数率が低下し、放射能測定不確かさを小さくするために測定時間を長くする必要が出てくるため、光電吸収エネルギ範囲は測定時間との兼ね合いで、設定する。
【０１１０】
次いで、ステップ３５２で、エネルギウィンドウＡ内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列１と、エネルギウィンドウＧ内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組のみの光子の入射時刻順に並んだデータ列２を作る。このとき、エネルギウィンドウＰ内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組については、エネルギウィンドウＡ内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組及び、エネルギウィンドウＧ内のエネルギである、光子の入射時刻と光子のエネルギと光子を検出した検出素子の番号のデータの組が各々一つずつあるとして扱う。
【０１１１】
次いで、ステップ３５３で、まだ読み込んでいないデータの組の中で最も入射時刻の古いデータの組を、データ列１又はデータ列２から読み込む。
【０１１２】
次いで、ステップ３５４で、データ列１から読み込んだのか判別する。ステップ３５４の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３５５に進む。
【０１１３】
ステップ３５５では、データ列１にある時間幅で同時刻入射のデータの組がいくつあるか判別する。ステップ３５５の判定結果が「他の分岐に該当しない」場合は、ステップ３５６に進む。
【０１１４】
ステップ３５６では、ある時間幅で同時刻入射のデータの組をデータ列１から読み込み、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させる。なお、同時刻入射のデータの組が２つ以上（複数）存在しても計数値は１つのみ増加させる。
【０１１５】
次いで、ステップ３５７で、データ列２にある時間幅での同時刻入射の組があるか判別する。ステップ３５７の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３５８に進む。
【０１１６】
ステップ３５８では、データ列２よりデータを読み込み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させる。更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【０１１７】
一方、ステップ３５５の判定結果が「１」の場合は、コンポーネント３６２のステップ３５９に進む。
【０１１８】
ステップ３５９では、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させる。
【０１１９】
次いで、ステップ３６０で、データ列２にある時間幅で同時刻入射の組があるかどうか判定する。ステップ３６０の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３６１に進む。
【０１２０】
ステップ３６１では、データ列２よりデータを読み込み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【０１２１】
一方、ステップ３５５の判定結果が「２」の場合は、コンポーネント３６６のステップ３６３に進み、ある時間幅で同時入射のデータの組をデータ列１から読み込み、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させる。
【０１２２】
次いで、ステップ３６４で、データ列２にある時間幅で同時刻入射の組があるかどうか判定する。ステップ３６４の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３６５に進む。
【０１２３】
ステップ３６５では、データ列２よりデータを読み込み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させ、更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【０１２４】
コンポーネント３６２とコンポーネント３６６はエネルギウィンドウＡに於いての検出光子数に基づく計数を行う部分であり、コンポーネント３６２は光子数が１の場合、コンポーネント３６６は光子数が２の場合である。必要に応じて、同様のアルゴリズムを光子数が３の場合、光子数が４の場合、というように増やしていくことができる。
【０１２５】
一方、ステップ３５４の判定結果が「いいえ」の場合は、図１７のステップ３６７に進み、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数値を１つ増加させる。
【０１２６】
次いで、ステップ３６８で、ある時間幅で同時刻入射のデータの組がデータ列１にあるか判別する。ステップ３６８の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３６９に進む。
【０１２７】
ステップ３６９では、データ列１からある時間幅の同時刻入射のデータの組を読み込む。
【０１２８】
次いで、ステップ３７０で、データ列１にある時間幅で同時刻入射の組がいくつあるか判別する。ステップ３７０の判別結果が「他の分岐に該当しない」の場合はステップ３７１に進む。
【０１２９】
ステップ３７１では、データ列１よりデータを読み込む。エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【０１３０】
一方、ステップ３７０の判定結果が「１」の場合は、ステップ３７２に進み、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【０１３１】
ステップ３７０の判定結果が「２」の場合は、ステップ３７３に進み、ある時間幅で同時入射のデータの組をデータ列１から読み込み、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。更に、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数値を１つ増加させ、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出の同時事象の計数値を１つ増加させる。
【０１３２】
ステップ３７２、ステップ３７３は、エネルギウィンドウＡに於ける光子の検出数が１の場合と２の場合の処理を表しており、必要に応じて、エネルギウィンドウＡに於ける光子の検出数が３の場合、４の場合、というように、ステップを増やすことができる。
【０１３３】
図１６のステップ３５８、３６１、３６５、図１７のステップ３７１、３７２、３７３終了後、又は、図１６のステップ３５７、３６０、３６４、図１７のステップ３６８の判定結果が「いいえ」の場合は、図１７のステップ３７４に進み、データの組を全て読み込んだか判別する。
【０１３４】
ステップ３７４の判定結果が「はい」の場合は、ステップ３７５に進み、測定時間と各計数値から得られる、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象の計数率ra、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率rg、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数または複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける検出事象の同時計数率rag、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率ras、エネルギウィンドウＡに於ける単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率rasg、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率rad、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率radg等を用いて、例えば22Ｎａの場合は、例えば式（４）を用いて、放射能絶対値を算出する。
【０１３５】
一方、ステップ３７４の判定結果が「いいえ」の場合、図１６のステップ３５３に戻る。
【０１３６】
以上のように、放射線検出器集合体によって、放射線源の放射能絶対値が計算できるので、これを基に単位時間当たりの放射線検出器集合体に入射する光子の数が計算できる。放射線源から放出される放射線の原子核１崩壊当たりの放出率は、Ｔable of Ｉsotopes，eighth edition，volume Ｉ，II，Ｒ．Ｂ．Ｆirestone and Ｖ．Ｓ．Ｓhirley，Ｗiley Ｉnterscience、 Table of radionuclides, Volume 1, 2, 3, Monoguraphie BIPM-5, Bureau International Des Poids et Mesures、Recommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelなどの核データから参照でき、又、線源の位置と放射線検出器集合体の幾何学的関係による係数、及び、これらの数値と求められた線源の放射能から、放射線検出器集合体に入射する放射線の単位時間当たりの数を計算することができる。放射線検出器集合体の光子の計数率を単位時間当たりの放射線検出器集合体に入射する光子で除することで、放射線検出器集合体の検出効率（感度）が求められる。また、放射線検出器集合体の光子の計数率を単位時間当たりの線源からの光子の発生数あるいは線源の放射能で除して検出効率（感度）とすることもあり、こちらも計算可能である。
【０１３７】
次に、本発明に係る放射線検出器集合体による、放射線測定装置の校正方法を示す第３実施形態を図１８に示す。図中、４００は放射線源、４１０は、例えば、多数のＤＯＩ検出器でなる放射線検出器集合体４１２を備えたＰＥＴ装置、２２０は、第１実施形態と同様の計数装置、２４０は、同じく計算機、２５０は、同じく入力装置、２６０は、同じく表示装置である。
【０１３８】
本実施形態においては、第１又は第２実施形態と同様な方法で放射線源４００の放射能絶対値を測定した後、該放射能絶対値を用いて、ＰＥＴ装置４１０の検出効率（感度）を決定し、校正する。
【０１３９】
具体的には、例えば図８又は図９のアルゴリズムを用いて、計数装置２２０及び計算機２４０によりエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率から、放射能絶対値を決定する。
【０１４０】
又は、例えば、図１４のアルゴリズムを用いて、計数装置２２０及び計算機２４０により、エネルギウィンドウＰも考慮しながら、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率を用いて、放射能絶対値を決定する。
【０１４１】
そして、放射能から単位時間当たりＰＥＴ装置４１０に入射する放射線の数を、幾何学的条件、及び、例えば、核データRecommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelによる放射線の放出率から算出する。
【０１４２】
そして、ＰＥＴ装置４１０の計数率を、単位時間当たりＰＥＴ装置４１０に入射する放射線の数で除することにより、検出効率（感度）を決定する。また、ＰＥＴ装置４１０の計数率を、単位時間当たり放射線源４００から放出される光子数で除することにより、検出効率（感度）とすることも可能である。
【０１４３】
本実施形態によれば、ＰＥＴ装置４１０に元々備えられている放射線検出器集合体４１２を利用して、放射線源４００を校正することが可能になる。
【０１４４】
次に、本発明に係る放射線検出器集合体による、放射線測定装置の校正方法を示す第４実施形態を図１９に示す。図において、５００は作業現場の放射線源、５１０は、校正事業者から送られた、例えばＤＯＩ検出器である放射線検出器集合体、５２０は、作業現場で使用される放射線測定装置である。
【０１４５】
作業現場で製造された、あるいは、作業現場で使用されている放射線源５００は、放射線検出器集合体５１０で測定され、放射能絶対値が放射線源５００に付与される。この放射能絶対値が付与された放射線源５００は、作業現場の放射線測定装置５２０で測定され、放射線測定装置５２０の出力値と放射線源５００の放射能絶対値が関係付けられる。これにより、放射線測定装置５２０の校正が行なえる。
【０１４６】
次に、本発明に係る放射線検出器集合体による、放射線測定装置の校正方法を示す第５実施形態を図２０に示す。図において、６００は液状の線源、６０２、６０４は分注された線源、６１０は、例えばＤＯＩ検出器でなる放射線検出器集合体、６２０は、作業現場で使用される放射線測定装置である。
【０１４７】
作業現場で製造された、あるいは作業現場で使用されている液体状の放射線源６００が分注され、放射線検出器集合体６１０用の放射線源６０２と、放射線測定装置６２０用の放射線源６０４となる。各放射線源６０２、６０４の重さが測定される。
【０１４８】
放射線源６０２は、放射線検出器集合体６１０で測定され、放射能絶対値が放射線源６０２に付与される。この放射能絶対値と放射線源の重さから、放射線源６０４に放射能絶対値が付与され、放射線源６０４は、作業現場の放射線測定装置６２０で測定され、放射線測定装置６２０の出力値と放射線源６０４の放射能絶対値が関係付けられ、放射線測定装置６２０が校正される。
【実施例１】
【０１４９】
図７の構成で、放射線源２００として22Ｎａ線源、放射線検出器集合体２１０、２１２としてＤＯＩ検出器を用いた。ＤＯＩ検出器（２１０、２１２）に対して所定の位置に放射線源２００を設置した。ＤＯＩ検出器（２１０、２１２）から出力されるスペクトルのうち、５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＡと、１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＧにより、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率を測定して、図８、図９に示した同時計数法により、22Ｎａ線源（２００）の放射能絶対値を決定することができた。
【実施例２】
【０１５０】
放射線検出器集合体の検出効率（感度）の校正法の実施例として、図１８の構成で、ＰＥＴ装置４１０により、22Ｎａ線源（４００）から放出される光子を検出した。５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＡと、１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＧにより、図８又は図９のアルゴリズムを用いて、計数装置２２０及び計算機２４０によりエネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数または複数光子検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子の単数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率を測定して、放射能絶対値を決定した。放射線源から放出される電子陽電子対消滅光子の数を、放射能および核データRecommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelによる放射線の放出率から算出した。ＰＥＴ装置４１０の計数率を、単位時間当たり放出される電子陽電子対消滅光子数で除することにより、検出効率（感度）を決定できた。
【実施例３】
【０１５１】
図７の構成で、放射線源２００として22Ｎａ線源、放射線検出器集合体２１０、２１２としてＤＯＩ検出器を用いた。ＤＯＩ検出器（２１０、２１２）に対して所定の位置に放射線源２００を設置した。ＤＯＩ検出器（２１０、２１２）から出力されるスペクトルのうち、５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＡと、１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＧ、５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子の光電吸収と１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）の光電吸収のパイルアップピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＰにより、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率を測定して、図１４に示した同時計数法により、22Ｎａ線源（２００）の放射能絶対値を決定することができた。
【実施例４】
【０１５２】
放射線検出器集合体の検出効率（感度）の校正法の実施例として、図１８の構成で、ＰＥＴ装置４１０により、22Ｎａ線源（４００）から放出される光子を検出した。５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子と、１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）により、図１４のアルゴリズムを用いて、計数装置２２０及び計算機２４０により、５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＡと、１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）の光電吸収ピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＧ、５１１ｋｅＶの電子陽電子対消滅光子と１２７５ｋｅＶのγ線（他光子）の光電吸収のパイルアップピークの一部にかけられたエネルギウィンドウＰを設定して、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数及び複数検出事象とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける光子単数検出事象の計数率とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率、エネルギウィンドウＡに於ける二光子検出事象の計数率とエネルギウィンドウＧに於ける光子検出事象の同時計数率を測定して、放射能絶対値を決定した。放射線源から放出される電子陽電子対消滅光子の数を、放射能および核データRecommended data, the Laboratoire National Henri Becquerelによる放射線の放出率から算出した。ＰＥＴ装置４１０の計数率を、単位時間当たり放出される電子陽電子対消滅光子数で除することにより、検出効率（感度）を決定できた。
【実施例５】
【０１５３】
図１９の構成で、放射線源５００として68Ｇｅ-68Ｇａ線源、放射線検出器集合体５１０としてＤＯＩ検出器、放射線測定装置５２０としてＲＩキャリブレータを用いた。68Ｇｅ-68Ｇａ線源（５００）をＤＯＩ検出器（５１０）によって測定し、放射能の絶対値を付与した。ＲＩキャリブレータ（５２０）でも、68Ｇｅ-68Ｇａ線源（５００）を測定し、ＲＩキャリブレータ（５２０）の出力値と68Ｇｅ-68Ｇａ線源（５００）の放射能値の関係を求めた。これにより、ＲＩキャリブレータ（５２０）を校正できた。
【実施例６】
【０１５４】
図２０の構成で、放射線源６００として22Ｎａ線源、放射線検出器集合体６１０としてＤＯＩ検出器、放射線測定装置６２０としてＲＩキャリブレータを用いた。22Ｎａ線源（６００）を分注して、ＤＯＩ検出器用放射線源（６０２）とＲＩキャリブレータ用放射線源（６０４）を製作し、それぞれの放射線源の重さを測定した後、それぞれで測定を行なった。
【０１５５】
ＤＯＩ検出器（６１０）によって放射線源（６０２）の放射能の絶対値が決定され、分注時の重さから、22Ｎａ線源（６００）の放射能濃度を決定した。又、この放射能濃度から、ＲＩキャリブレータ用放射線源（６０４）の放射能値を求め、ＲＩキャリブレータ（６２０）の出力値とＲＩキャリブレータ用放射線源（６０４）の放射能値の関係を求め、これをもって、ＲＩキャリブレータ（６２０）を校正できた。
【０１５６】
なお、前記実施形態においては、２個又は多数の放射線検出器集合体が用いられていたが、放射線検出器集合体の数は１個でも構わない。又、放射線検出器集合体も、ＤＯＩ検出器に限定されず、その素子数も限定されない。放射線源や放射線の種類も、前記実施形態に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明は、放射能絶対測定に用いられる。又、放射線診療装置、非破壊検査装置等の放射線検出器の検出効率（感度）測定に用いられる。更に、医療用放射能測定装置等、放射線測定装置の校正に利用できる。
【符号の説明】
【０１５８】
１００、２００、４００、５００、６００、６０２、６０４…放射線源
２１０、２１２、４１２、５１０、６１０…放射線検出器集合体
２２０…計数装置
２４０…計算機
２５０…入力装置
２６０…表示装置
４１０…ＰＥＴ装置
５２０、６２０…放射線測定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、
複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子とその他の光子（他光子とする）をエネルギ弁別しながら別々に計数し、
電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求めることを特徴とする放射能絶対測定法。
【請求項２】
一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、
複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、光子のエネルギスペクトルを得ると共に、
放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子と他光子をエネルギ弁別しながら別々に計数し、
電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象と他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、他光子の非光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率を電子陽電子対消滅光子の光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率で除した計数率比を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求めることを特徴とする放射能絶対測定法。
【請求項３】
一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、
複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子とその他の光子（他光子とする）をエネルギ弁別しながら別々に計数し、少なくとも、
電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける二光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出または複数検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける二光子検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率を用い、効率外挿を行うことなく、多重散乱およびパイルアップを考慮して、放射能絶対値を求めることを特徴とする放射能絶対測定法。
【請求項４】
電子陽電子対消滅光子と他光子のパイルアップ事象エネルギウィンドウでパイルアップを検出した場合に、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出数を加算補正し、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象及び電子陽電子対消滅光子と他光子の同時検出事象があったと見なすことを特徴とする放射能絶対測定法。
【請求項５】
放射線スペクトルに対して、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウ、他光子エネルギウィンドウ、電子陽電子対消滅光子と他光子のパイルアップ事象エネルギウィンドウを、光子によるピークの高エネルギ側の一部にかけて、低エネルギ散乱放射線の影響を低減することを特徴とする放射能絶対測定法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の方法で決定された放射能絶対値を用いて、放射線検出器集合体の光子の計数率から、放射線検出器集合体の検出効率を求めることを特徴とする放射線検出器集合体の検出効率決定方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載の方法で決定された放射能絶対値を用いて、放射線検出器集合体を備えた放射線測定装置を校正することを特徴とする放射線測定装置の校正方法。
【請求項８】
前記放射線測定装置がＰＥＴ装置であることを特徴とする請求項７に記載の放射線測定装置の校正方法。
【請求項９】
前記放射線検出器集合体を校正用仲介標準器として作業現場に搬入し、作業現場にある放射線源に放射能絶対値を与え、この放射線源を、作業現場で使用している放射線測定装置で測定して、該放射線測定装置の出力と放射能絶対値を関連付けることを特徴とする請求項７に記載の放射線測定装置の校正方法。
【請求項１０】
放射線源を分注して、放射線検出器集合体用放射線源と放射線測定装置用放射線源に分け、各放射線源の重さを測定し、放射線検出器集合体用放射線源を放射線検出器集合体で測定して、その放射能絶対値を付与し、この放射能絶対値と放射線源の重さから、放射線測定装置用放射線源に放射能絶対値を付与し、該放射線測定装置用放射線源を作業現場の放射線測定装置で測定して、該放射線測定装置の出力値と前記放射線測定装置用放射線源の放射能絶対値を関係付けることを特徴とする請求項７に記載の放射線測定装置の校正方法。
【請求項１】
一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、
複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子とその他の光子（他光子とする）をエネルギ弁別しながら別々に計数し、
電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数光子検出事象および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求めることを特徴とする放射能絶対測定法。
【請求項２】
一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、
複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、光子のエネルギスペクトルを得ると共に、
放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子と他光子をエネルギ弁別しながら別々に計数し、
電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象と他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、他光子の非光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率を電子陽電子対消滅光子の光電吸収による電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける計数率で除した計数率比を用いて、効率外挿を行うことなく、放射能絶対値を求めることを特徴とする放射能絶対測定法。
【請求項３】
一崩壊で陽電子および光子を放出する核種の放射能を絶対測定するための放射能絶対測定法であって、
複数の放射線検出器要素から成る放射線検出器集合体を用いて、放射線検出器要素ごとに電子陽電子対消滅光子とその他の光子（他光子とする）をエネルギ弁別しながら別々に計数し、少なくとも、
電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける単数または複数光子検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける二光子検出事象の計数率、他光子エネルギウィンドウに於ける検出事象の計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出または複数検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子単数検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける二光子検出および他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象の同時計数率を用い、効率外挿を行うことなく、多重散乱およびパイルアップを考慮して、放射能絶対値を求めることを特徴とする放射能絶対測定法。
【請求項４】
電子陽電子対消滅光子と他光子のパイルアップ事象エネルギウィンドウでパイルアップを検出した場合に、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウに於ける光子検出数を加算補正し、他光子エネルギウィンドウに於ける光子検出事象及び電子陽電子対消滅光子と他光子の同時検出事象があったと見なすことを特徴とする放射能絶対測定法。
【請求項５】
放射線スペクトルに対して、電子陽電子対消滅光子エネルギウィンドウ、他光子エネルギウィンドウ、電子陽電子対消滅光子と他光子のパイルアップ事象エネルギウィンドウを、光子によるピークの高エネルギ側の一部にかけて、低エネルギ散乱放射線の影響を低減することを特徴とする放射能絶対測定法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の方法で決定された放射能絶対値を用いて、放射線検出器集合体の光子の計数率から、放射線検出器集合体の検出効率を求めることを特徴とする放射線検出器集合体の検出効率決定方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載の方法で決定された放射能絶対値を用いて、放射線検出器集合体を備えた放射線測定装置を校正することを特徴とする放射線測定装置の校正方法。
【請求項８】
前記放射線測定装置がＰＥＴ装置であることを特徴とする請求項７に記載の放射線測定装置の校正方法。
【請求項９】
前記放射線検出器集合体を校正用仲介標準器として作業現場に搬入し、作業現場にある放射線源に放射能絶対値を与え、この放射線源を、作業現場で使用している放射線測定装置で測定して、該放射線測定装置の出力と放射能絶対値を関連付けることを特徴とする請求項７に記載の放射線測定装置の校正方法。
【請求項１０】
放射線源を分注して、放射線検出器集合体用放射線源と放射線測定装置用放射線源に分け、各放射線源の重さを測定し、放射線検出器集合体用放射線源を放射線検出器集合体で測定して、その放射能絶対値を付与し、この放射能絶対値と放射線源の重さから、放射線測定装置用放射線源に放射能絶対値を付与し、該放射線測定装置用放射線源を作業現場の放射線測定装置で測定して、該放射線測定装置の出力値と前記放射線測定装置用放射線源の放射能絶対値を関係付けることを特徴とする請求項７に記載の放射線測定装置の校正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−１５６６７３（Ｐ２０１０−１５６６７３Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２００７０３（Ｐ２００９−２００７０３）
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（３０１０３２９４２）独立行政法人放射線医学総合研究所 (149)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【出願人】（５９８０４１５６６）学校法人北里研究所 (180)
【出願人】（５０９１１１７４４）地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（３０１０３２９４２）独立行政法人放射線医学総合研究所 (149)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【出願人】（５９８０４１５６６）学校法人北里研究所 (180)
【出願人】（５０９１１１７４４）地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター (5)
【Ｆターム（参考）】
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