形状可変型放射線検出器

【課題】簡便な構成で複雑な形状を有した被検体の表面汚染を測定する放射線検出器を提供する。
【解決手段】放射線が入射すると蛍光を発するシンチレーションファイバ１を、表面に粘着剤または接着剤が塗布された、例えば可とう性のプラスチックシート等の形状可変基板２の上に配線し、片端を束線部４にて束線し、全体を薄い遮光膜３で覆い、光検出素子である光電子増倍管５に接続し、放射線入射により信号を前置増幅器６にて増幅して信号を取り出せるようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原子力炉施設、核燃料施設、核燃料再処理施設、放射性同位元素使用施設、放射線発生装置使用施設等において、放射性表面汚染モニタ等に使用される放射線検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の形状が存在するものの放射性表面汚染測定には被検体の形状を検出する形状検出手段を備え、その形状に基づいて放射線検出素子を駆動させる必要があった。（例えば特許文献１参照）また、局部的な形状を認識するセンサを用いて被検体の形状を認識しつつ放射線測定器を走査して放射能を測定する必要があった。（例えば特許文献２参照）
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１８６３４２号公報
【特許文献２】特開平９−１２７２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように、種々の形状が存在するものの放射性表面汚染測定には放射線検出器以外に何らかの形状検出手段を必要とするため、測定装置そのものが大掛かりなものになるという問題があった。
【０００５】
この発明は前記のような問題を解決するためになされたものであり、簡便な構成で複雑な形状を有した被検体の表面汚染を測定する放射線検出器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】
【０００６】
この発明に係わる形状可変型放射線検出器は、形状可変基板、この形状可変基板上に配置され、放射線が入射すると蛍光を発するシンチレーションファイバと、このシンチレーションファイバを覆う遮光膜と、前記シンチレ−ションファイバの端面に光学的に接続され、前記蛍光を電気信号に変換する光検出素子と、この光検出素子からの電気信号を増幅する増幅器とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の形状可変型放射線検出器によれば、形状が複雑な被検体の表面形状に沿って検出器を配することができるため、被検体表面からの距離が短くなり効率よく被検体からの放射線を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。図１は、片端が束になっている形状可変型放射線検出器１００について説明するもので、放射線が入射すると蛍光を発するプラスチックシンチレータで構成される。
実施の形態１の形状可変型放射線検出器１００は、上記のようなシンチレーションファイバ１を、配線材接着のため表面に粘着剤または接着剤が塗布された、例えば可とう性のプラスチックシート等の形状可変基板２の上に配線し、片端を束線部４にて束線し全体を薄い遮光膜３で覆い、光検出素子である光電子増倍管５に接続し放射線入射により信号を前置増幅器６にて増幅して信号を取り出せるようにしたものである。
なお、光電子増倍管５と前置増幅器６は光検出部ケース７に収納した形とすることで小型化が図れる。
【０００９】
前記のように構成することによって、形状可変型放射線検出器１００が実現でき、形状可変基板２上に配置したシンチレーションファイバ１に放射線が入射することによって発光し、遮光膜３で外部との光との識別がつけられた状態で光電子増幅器５へ入射し前置増幅器６で増幅して放射線の入射に対応した信号が外部に取り出せる。
このような形状可変型放射線検出器を用いれば、形状が複雑な被検体の表面形状に沿って検出器を配することができるため、被検体表面から形状可変型放射線検出器の距離が短くなり効率よく被検体からの放射線を測定することができ、そのため測定の短時間化が可能となり、また光電子増幅器と前置増幅器を組み込むことで小型化が図れる。
また、形状可変型であるため折りたたんでの持ち運びも可能であり、必要箇所へ必要時のみ運搬することや収納時の省スペース化も図れる。
なお、形状可変基板２として、例えばタングステン含有の合成樹脂・スーパーシールデイングレジン（三菱電機株式会社の商品名）による０．５ｍｍ厚のプラスチックシートを用いると、β線の検出効率をより高くでき、また遮光膜３として、例えば０．１ｍｍ厚のカーボン含有導電性ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）を用いると、帯電発光による誤検出が少ない形状可変型放射線検出器１００が得られる。
【００１０】
実施の形態２．
前記実施の形態１では束線部４を１つにして、１つの光電子増倍管５に光学接続させるようにしたが、図２はＵ型に配線した帯状シンチレーションファイバを用いた形状可変型放射線検出器１０１を示すもので、Ｕ字型に配線した２束の帯状シンチレーションファイバ１，１の一端と他端でそれぞれ束線部４a，４bを一括して設け、それぞれの一括した束線部４a，４bに光電子増倍管５a，５bをそれぞれ光学接続し、それぞれを前置増幅器６a，６bに接続し、光検出部ケース7aに光電子増倍管5aと前置増幅器6aを収納し、光検出部ケース7bに光電子増倍管5bと前置増幅器6bを収納し、それぞれの出力を受ける測定部側（図示せず）で同時計数できるようにしたものである。
【００１１】
放射線の入射による発光ならば光電子増倍管5aへ入射した時間に対して前後所定時間（例えば1nsec程度）以内の時間帯に光電子増倍管5bにも入射する。この場合のみ放射線の入射があったことと判定する同時計数処理により、光電子増倍管の自ら発するノイズパルスを除去することが可能となり、光電子増倍管のノイズレベルに近接したレベルまで、または、そのノイズレベル領域に入り込んで低エネルギー放射線を測定することが可能になる。
また、検出下限の計測範囲は通常の周辺環境によるバックグランドでの計測値からどれくらい多く計測できるかに依存する。すなわち周辺環境によるバックグランドでの計数のゆらぎはバックグランドの平均標準偏差の３倍以上の計数値が得られれば識別可能となり、それが検出下限となる。従って、周辺環境によるバックグランドの計数が小さいほど検出感度を高めることができる。
同時計数方式を採用することで光電子増倍管の自ら発するノイズを除去できるため周辺環境によるバックグランドでの計数値が小さくでき、検出感度を高めることができる。
なお、この実施の形態２では２束のＵ字型シンチレーションファイバ１，１を用いているため、１束の場合に比べてより広い範囲の放射線測定が行うことが可能であり、必要に応じて２束以上用いることも可能である。
【００１２】
実施の形態３．
図３は、時間差測定装置及び計数装置と組合わせた形状可変型放射線検出器を示す概略構成図で、実施の形態２の形状可変型放射線検出器１０１における前置増幅器に6a,6Bに時間差測定及び計数装置９を接続することによって放射線入射の位置及び入射放射線量の計測ができるようにしたものである。
時間差測定装置では、まず光電子増倍管5a、前置増幅器6aを経由して入射する信号に対して、光電子増倍管5b、前置増幅器6bからの入射信号を遅延ファイバに-より一定時間遅らせて入射させ、光電子増倍管5a、前置増幅器6aを経由して入射した信号から、所定の時間以内に光電子増倍管5b、前置増幅器6bから信号が入射した場合にのみ後段にパルス信号を発生させる。またその際にその時間差も併せて測定しておくと共に、その装置からのパルスを計数装置で計測するようにする。
また、その測定した時間差によって光電子増倍管5aへの入射に対して光電子増倍管5bへの入射の遅れ時間が判明する。なお、一定時間遅らせて光電子増倍管5aへ入射させることにより、入射の時間差を大きくすることができ時間測定の精度が向上する。このようにすることで放射線入射による光発生源の位置が算出できる。
これにより、放射線検出器１０１のうちのどこに放射線が入射したかの位置（図３の左右方向）を特定することが可能となり、位置を特定する目的で被測定対象物をポイントで計測し順次場所を変えて測定する方法に対して、一括で測定し放射能箇所を特定することができる。
【００１３】
実施の形態４．
図４は、計数装置と組合わせた形状可変型放射線検出器を示す概略構成図で、実施の形態２の形状可変型放射線検出器１０１の束線部４を一括して光電子増倍管５に結合し、前置増幅器６に計数装置１０を接続することによって入射放射線量の計測ができるようにしたものである。
これによって、形状可変型放射線検出器１０１に入射した放射線量を単純な構成で測定できる。
なお、この実施の形態では、位置の特定はできないが検出器の測定した範囲のいずれかの箇所に放射能が存在することで用がたり、大面積を一括で測定する簡易な測定の場面にて適用できる。
【００１４】
実施の形態５．
図５は、形状可変型放射線モニタを格子状に実現するための構成を示す概略構成図である。
形状可変基板２の上にシンチレーションファイバ１を格子状に配線し、全体を薄い遮光膜で覆うと共に、たて側シンチレ−ションファイバ端面及び横側シンチレ−ションファイバ端面をそれぞれ複数束線して光電子増倍管５に光学的に接続し、その縦横複数の光電子増倍管６の信号に基づき放射線入射箇所を特定及びその測定個数で入射放射線量を計測するようにしたものである。
前記実施の形態３では測定器側には時間差測定装置が必要であったが、図５に示すように構成することによって、格子状のいずれの位置に放射線が入射したかを検知することができ、時間差測定が不要な単純な形状可変型放射線検出器１０２が実現できる。
【００１５】
実施の形態６．
図６は、形状可変型放射線モニタを形状不特定の被検体へ被せる場合の使用例を模式的に示す図で、同図（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
図６のごとく、形状が不特定な被検体１１に対して図１に示した形状可変型放射線検出器１００，図２〜４に示した形状可変型放射線検出器１０１、図５に示した形状可変型放射線検出器１０２のいずれかで全体を被せるように覆い、被検体１１に密着させる形で被検体１１からの放射線をシンチレ−ションファイバ１に入射させ、その光を光検出部ケース７へ導き、その信号を計数することにより表面汚染の箇所及び表面汚染の程度が簡便な方法で測定できる。
【００１６】
実施の形態７．
図７は、形状可変型放射線モニタを横臥人体への被せる使用例を模式的に示す図である。
図７に示すように、横臥した人体１２に対しても、図１に示した形状可変型放射線検出器１００，図２〜４に示した形状可変型放射線検出器１０１、図５に示した形状可変型放射線検出器１０２のいずれかで全体を被せるように覆い人体１２に密着させる形で人体表面からの放射線をシンチレ−ションファイバ１に入射させ、その光を光検出部ケース７へ導き、その信号を計数することによりにより表面汚染の箇所及び表面汚染の程度が簡便な方法で測定できる。
これにより、小型検出器を手で持ってサーベイし、全身にわたって測定していた表面汚染の測定が一括で短時間で測定できるようになる。
【００１７】
実施の形態８．
図８は、担架組み込みの形状可変型放射線モニタを示す概略構成図で、同図（ａ）は、側面図、同図（ｂ）は平面図である。
横臥した人体が傷病者である場合等は、担架に載せて搬送が必要であるが、その際放射線管理区域から傷病者を搬送するのであれば、その人体の表面汚染を測定しなければならない。サーベイメータなどで傷病者を動かしながら測定するのではなく、図８の通り巻き取り可能な形状可変型放射線検出器１００，１０１，１０２を担架１３に装着した装置２００による、傷病者１２の横臥面及び反横臥面を測定することで傷病者及び測定者に負担がかからない測定装置を供することができる。
このようにこの実施の形態によれば、傷病者を臥した状態で覆うことで表面汚染を測定できるため傷病者を動かしサーベイメータ等で表面汚染を測定するような傷病者に苦痛を与えるような測定を排除することができ、表面汚染部位の特定、除染の短時間化が図れる。
【００１８】
実施の形態９．
図１０は、ハンドフットクロスモニタに適用した形状可変型放射線モニタを模式的に示す図で、（ａ）は全体を示す概略斜視図、（ｂ）はその要部を示す拡大説明図である。
人体の表面汚染の検査に用いるハンドフットクロスモニタ２０２において、クロス部分（衣服部分）は通常検者自身が手で持つ形の検出器で自らの汚染検査を行う煩雑さや検査の不均一さがあった。図１０（ａ）に示すように、前記形状可変型放射線検出器１００，１０１，１０２にて体型に沿う形に配置した形状可変型検出器１０３で自動的に測定できるハンドフットクロスモニタを構成することができる。さらに体型に添う形で自ら形状を選択できる体形選択機構１８を設けることにより、より密着した形で高感度の表面汚染検査を行えるハンドフットクロスモニタ２０２を得ることができる。
また、図１０（ｂ）に示すように体形選択機構１８でクロス部分の形状可変型放射線検出器１０３の開き角度を指定し、被測定者１２である自分自身の体の線に沿った形で、より密着させた位置に移動させることができ、効率的な体表面衣服の表面の汚染の検査が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる形状可変型放射線検出器を示す概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係わる形状可変型放射線検出器を示す概略構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係わる形状可変型放射線検出器を示す概略構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係わる形状可変型放射線検出器を示す概略構成図である。
【図５】この発明の実施の形態５に係わる形状可変型放射線検出器を示す概略構成図である。
【図６】この発明の実施の形態６に係わる形状可変型放射線モニタの使用例を模式的に示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態７に係わる形状可変型放射線モニタの使用例を模式的に示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態８に係わる形状可変型放射線モニタを示す概略構成図である。
【図９】この発明の実施の形態９に係わるハンドフットクロスモニタを示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２０】
１シンチレーションファイバ
２形状可変基板
３遮光膜
４束線部
５光電子増倍管
６前置増幅器
７光検出部ケース
９時間差測定及び計数装置
１０計数装置
１１被検体
１２人体
１３担架
１８体形選択機構
１００，１０１，１０２形状可変型放射線検出器
１０３形状可変型放射線検出器
２０１形状可変型放射線モニタ
２０２形状可変型放射線モニタ
２０３ハンドフットクロスモニタ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状可変基板と、この形状可変基板上に配置され、放射線が入射すると蛍光を発するシンチレーションファイバと、このシンチレーションファイバを覆う遮光膜と、前記シンチレ−ションファイバの端面に光学的に接続され、前記蛍光を電気信号に変換する光検出素子と、この光検出素子からの電気信号を増幅する増幅器とを備えたことを特徴とする形状可変型放射線検出器。
【請求項２】
前記形状可変基板としてタングステン含有のプラスチックシートを用い、前記遮光膜としてカーボン含有導電性ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）を用いたことを特徴とする請求項１記載の形状可変型放射線検出器。
【請求項３】
シンチレ−ションファイバをＵ字型に配置し、このＵ字型シンチレーションファイバの一端と他端でそれぞれ束線部を一括して設け、それぞれの一括した束線部に前記光検出素子及び増幅器を接続したことを特徴とする請求項１または２記載の形状可変型放射線検出器。
【請求項４】
前記Ｕ字型シンチレ−ションファイバは２束又はそれ以上配置されていることを特徴とする請求項３記載の形状可変型放射線検出器。
【請求項５】
前記増幅器に時間差測定装置及び計数装置を接続し、前記Ｕ字型シンチレーションファイバの一端と他端での計測の時間差を測定することにより放射線入射箇所の特定及び入射放射線量を特定するようにしたことを特徴とする請求項３または４記載の形状可変型放射線検出器。
【請求項６】
前記前置増幅器に計数装置を接続し、放射線入射量を計測するようにしたことを特徴とする請求項３または４記載の形状可変型放射線検出器。
【請求項７】
前記シンチレーションファイバを格子状に配置し、たて側シンチレ−ションファイバ端面及び横側シンチレ−ションファイバ端面をそれぞれ束線して光検出素子に光学的に接続し、その縦横複数の光検出素子からの電気信号に基づき放射線入射箇所を特定するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の形状可変型放射線検出器。
【請求項８】
被検体の形状に沿って形状が自在に変化できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の形状可変型放射線検出器。
【請求項９】
被検体の形状に沿って被せて被検体からの放射能を測定できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の形状可変型放射線検出器。
【請求項１０】
傷病者を搬送する担架の床面とその上に載せた傷病者の形状に沿って被せ、該傷病者からの放射能を測定するようにしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の形状可変型放射線検出器。
【請求項１１】
人体の表面汚染測定において使用するハンドフットクロスモニタのクロス部分の自動測定に供することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の形状可変型放射線検出器。

【図１】