JP5032417B2

JP5032417B2 - Radiation detector

Info

Publication number: JP5032417B2
Application number: JP2008208591A
Authority: JP
Inventors: 晃生隅田; 俊一郎牧野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-08-13
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-08-13
Also published as: JP2010043971A

Description

本発明は放射能汚染の有無を検査する放射線検出器に関し、特に、薄型で、検出面積が大きく、かつ、高感度の放射線検出器に関する。 The present invention relates to a radiation detector that inspects for the presence or absence of radioactive contamination, and more particularly to a radiation detector that is thin, has a large detection area, and is highly sensitive.

原子力発電所などの放射線管理区域から外部に退出する場合、作業員の被ばく防止や管理区域外への汚染防止を目的として、作業員の身体並びに衣服表面の放射能汚染密度を検査し、汚染密度が管理基準値以下であることを確認することが法令で義務付けられている。 When leaving a radiation control area such as a nuclear power plant, the radioactive contamination density of the worker's body and clothing surface is inspected for the purpose of preventing exposure to workers and preventing contamination outside the control area. It is required by law to confirm that is below the control standard value.

このような放射能汚染密度を検査するための装置として、ハンドフットクロスモニタや身体表面汚染モニタがある。特に身体表面汚染モニタは、放射線管理区の出口に設置され、作業員の全身および衣服に放射能物質が付着していないことを検査するものであるが、測定開始から終了まで作業員は装置に合わせて身体を所定のポーズのまま動かさないようにしていなければならず負担になっている。この負担を軽減するには、測定時間を短縮することが一つの解決手段であるが、そのためには放射線検出器の更なる感度向上が必要となる。 As a device for inspecting such radioactive contamination density, there are a hand foot cross monitor and a body surface contamination monitor. In particular, the body surface contamination monitor is installed at the exit of the radiation control area and inspects that the radioactive material is not attached to the whole body and clothes of the worker. At the same time, the body must be kept from moving in a predetermined pose, which is a burden. In order to reduce this burden, shortening the measurement time is one solution, but for that purpose, it is necessary to further improve the sensitivity of the radiation detector.

放射線検出器の感度向上を実現するために、放射線の入射によって蛍光を発するシンチレータ部を大面積化する試みがなされている。このような放射線検出器の基本的な構成を図８に示す。この放射線検出器は、放射線の入射によって蛍光を発するシンチレータ部１と、この蛍光を集光する２つのライトガイド部１６と、このライトガイド部１６に光学接合された反射材４と、集光された蛍光を電気信号に変換する光電変換部５と、電気信号の波高値に対してあらかじめ設定した閾値でノイズと信号を弁別する波高弁別部６と、信号が同時刻に到来した時のみパルスを出力する同時計数部７と、パルスを計数し汚染の有無を判定する汚染判定処理部８と、信号計数率を表示する表示部１０と、から構成されている。 In order to improve the sensitivity of the radiation detector, an attempt has been made to increase the area of the scintillator that emits fluorescence upon incidence of radiation. A basic configuration of such a radiation detector is shown in FIG. The radiation detector includes a scintillator unit 1 that emits fluorescence upon incidence of radiation, two light guide units 16 that collect the fluorescence, and a reflector 4 that is optically bonded to the light guide unit 16. A photoelectric converter 5 for converting the converted fluorescence into an electric signal, a pulse height discriminating section 6 for discriminating noise and a signal with a preset threshold with respect to the peak value of the electric signal, and a pulse only when the signal arrives at the same time. It is composed of a coincidence counting unit 7 that outputs, a contamination determination processing unit 8 that counts pulses to determine the presence or absence of contamination, and a display unit 10 that displays a signal count rate.

また、シンチレータとして大面積化が容易なプラスチックシンチレータを用いた放射線検出器も知られている（特許文献１）。この放射線検出器は平板状のプラスチックシンチレータの周囲に沿って波長シフトファイバを配置し、放射線の入射によって発生したシンチレーション光を波長シフトファイバで蛍光変換し、その蛍光を波長シフトファイバの端面に設けた光電変換器により電気信号として取り出すものである。
特開平１０−２３２２８４号公報 In addition, a radiation detector using a plastic scintillator that can be easily enlarged as a scintillator is also known (Patent Document 1). In this radiation detector, a wavelength shift fiber is arranged along the periphery of a flat plastic scintillator, scintillation light generated by the incidence of radiation is converted into fluorescence by the wavelength shift fiber, and the fluorescence is provided on the end face of the wavelength shift fiber. It is extracted as an electrical signal by a photoelectric converter.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-232284

上記特許文献１に示された従来の身体表面汚染モニタなどに適用される放射線検出器では、シンチレータ部は大面積化が容易なプラスチックシンチレータが用いられ、平板のプラスチックシンチレータの側面に沿って波長シフトファイバからなるライトガイドを配置し、ライトガイド端部に光電変換器を配置することで検出器の上下方向を開放し、検出器の薄型化を実現させるものである。 In the radiation detector applied to the conventional body surface contamination monitor shown in Patent Document 1 above, the scintillator unit uses a plastic scintillator that can be easily increased in area, and shifts the wavelength along the side surface of the flat plastic scintillator. A light guide made of fiber is arranged, and a photoelectric converter is arranged at the end of the light guide, thereby opening up and down the detector and realizing a thin detector.

しかし、そのような構成の検出器は、検出面サイズを大きくしていくと、実際には光電変換器から遠方の領域より到達する光の伝送損失が大きくなり、結果として全体の検出感度が下がってしまうといった課題がある。すなわち、単一の波長シフトファイバからなるライトガイドは、例えば図３に示すように、光電変換部に到達する光量が主に自己吸収損失による距離に依存して低下する様子が見られるため、検出面サイズを大きくするほど全体の検出感度が低下するという問題がある。 However, in the detector having such a configuration, when the detection surface size is increased, transmission loss of light reaching from a region far from the photoelectric converter actually increases, and as a result, the overall detection sensitivity decreases. There is a problem such as. In other words, a light guide composed of a single wavelength-shifted fiber can be detected because, for example, as shown in FIG. 3, the amount of light reaching the photoelectric conversion unit is seen to decrease mainly depending on the distance due to self-absorption loss. There is a problem that the overall detection sensitivity decreases as the surface size increases.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、従来の放射線検出器の薄型構造を維持しつつ、検出面積をより大きくしても高い検出感度を実現できる放射線検出器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a radiation detector capable of realizing high detection sensitivity even when the detection area is increased while maintaining the thin structure of the conventional radiation detector. Objective.

本発明に係る放射線検出器は、上記課題を解決するために、放射線の入射によって蛍光を発する平板状のシンチレータ部と、前記シンチレータ部の少なくとも１つの辺に設けられ前記蛍光を集光するライトガイド群と、前記ライトガイド群で集光された蛍光を光電変換器によって検出して汚染の有無を判定する信号処理部と、からなる放射線検出器であって、前記ライトガイド群は、透明部材からなる棒状の第１ライトガイド部と、蛍光変換材からなる棒状の第２ライトガイド部と、前記第１ライトガイド部の側面に空気層を介して密着された蛍光変換材からなる棒状の第３ライトガイド部と、からなり、前記第１ライトガイド部の一方の端面は前記第２ライトガイド部の一方の端面に光学接合され、前記第１ライトガイド部の他方の端面及び第３ライトガイド部の一方の端面は前記光電変換器に光学接合され、前記第３ライトガイド部の他方の端面及び前記第２ライトガイド部の他方の端面に反射材が光学接合され、前記第３ライトガイド部は前記第１ライトガイド部に対して前記シンチレータ部の反対側に配置されるとともに、前記第１ライトガイド部及び第２ライトガイド部の側面が前記平板状のシンチレータ部の一つの辺に密着されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a radiation detector according to the present invention includes a flat scintillator that emits fluorescence upon incidence of radiation, and a light guide that is provided on at least one side of the scintillator to collect the fluorescence. And a signal processing unit for detecting the presence or absence of contamination by detecting fluorescence condensed by the light guide group by a photoelectric converter , wherein the light guide group is made of a transparent member. a first light guide portion of the rod-shaped comprising a second light guide portion of the rod-shaped made of fluorescent conversion material, on the side surface of the first light guide portion of the rod-shaped made of fluorescent conversion material which is in close contact with an air layer first 3 and the light guide portion, Tona is, the one end face of the first light guide portion is optically joined to one end surface of the second light guide section, the first light guide portion of the other end surface及One end surface of the third light guide portion is optically bonded to the photoelectric converter, and a reflector is optically bonded to the other end surface of the third light guide portion and the other end surface of the second light guide portion. The three light guide portions are disposed on the opposite side of the scintillator portion with respect to the first light guide portion, and the side surfaces of the first light guide portion and the second light guide portion are one of the flat scintillator portions. It is characterized by being in close contact with the side .

また、本発明に係る放射線検出器は、放射線の入射によって蛍光を発する平板状のシンチレータ部と、前記シンチレータ部の少なくとも１つの辺に設けられ前記蛍光を集光するライトガイド群と、前記ライトガイド群で集光された蛍光を光電変換器によって検出して汚染の有無を判定する信号処理部と、からなる放射線検出器であって、前記ライトガイド群は、透明部材からなる棒状の第１ライトガイド部及び第４ライトガイド部と、前記第１ライトガイド部及び第４ライトガイド部の間に配置された蛍光変換材からなる棒状の第２ライトガイド部と、前記第１ライトガイド部及び第４ライトガイド部の側面にそれぞれ空気層を介して密着された蛍光変換材からなる棒状の第３ライトガイド部及び第５ライトガイド部と、からなり、前記第２ライトガイド部の両端面は前記第１ライトガイド部及び第４ライトガイド部の一方の端面にそれぞれ光学接合され、前記第１ライトガイド部の他方の端面及び第３ライトガイド部の一方の端面、並びに前記第４ライトガイド部の他方の端面及び第５ライトガイド部の一方の端面に前記光電変換器がそれぞれ光学接合され、前記第３ライトガイド部及び第５ライトガイド部の他方の端面に反射材がそれぞれ光学接合され、前記第３ライトガイド部及び第５ライトガイド部は前記第１ライトガイド部及び第４ライトガイド部に対してそれぞれ前記シンチレータ部の反対側に配置されるとともに、前記第２ライトガイド部、第３ライトガイド部及び第４ライトガイド部の側面が前記平板状のシンチレータ部の一つの辺に密着されていることを特徴とする。 The radiation detector according to the present invention includes a flat scintillator portion that emits fluorescence upon incidence of radiation, a light guide group that is provided on at least one side of the scintillator portion and collects the fluorescence, and the light guide. A signal processing unit for detecting the presence or absence of contamination by detecting fluorescence collected by the group by a photoelectric converter , wherein the light guide group is a rod-shaped first light made of a transparent member A guide portion and a fourth light guide portion; a rod-shaped second light guide portion made of a fluorescence conversion material disposed between the first light guide portion and the fourth light guide portion; the first light guide portion; a fourth third light guide section of the rod-like formed of the light guide portion fluorescent conversion materials each side are in close contact via the air layer and the fifth light guide portion, Ri Tona, the second Both end surfaces of the light guide portion are optically joined to one end surfaces of the first light guide portion and the fourth light guide portion, respectively, and the other end surface of the first light guide portion and one end surface of the third light guide portion, and The photoelectric converter is optically bonded to the other end surface of the fourth light guide portion and one end surface of the fifth light guide portion, respectively, and a reflector is applied to the other end surface of the third light guide portion and the fifth light guide portion. Are respectively optically joined, and the third light guide portion and the fifth light guide portion are disposed on the opposite side of the scintillator portion with respect to the first light guide portion and the fourth light guide portion, respectively, and and wherein the light guide unit, the third light guide unit and the fourth light guide portion side of which is adhered to one side of the plate-shaped scintillator unit That.

また、本発明に係る放射線検出器は、放射線の入射によって蛍光を発する平板状のシンチレータ部と、前記シンチレータ部の各辺に設けられ前記蛍光を集光するためのライトガイド群と、前記ライトガイド群で集光された蛍光を光電変換器によって検出して汚染の有無を判定する信号処理部と、からなる放射線検出器であって、前記ライトガイド群は、透明部材からなる棒状の第１ライトガイド部と、蛍光変換材からなる棒状の第２ライトガイド部と、前記第１ライトガイド部の側面に空気層を介して密着された蛍光変換材からなる棒状の第３ライトガイド部と、からなり、前記シンチレータ部は、十字状に分割されているとともに境界面に遮光板が光学接合され、前記第１ライトガイド部の一方の端面は前記第２ライトガイド部の一方の端面に光学接合され、前記第１ライトガイド部の他方の端面及び第３ライトガイド部の一方の端面は前記光電変換器に光学接合され、前記第２ライトガイド部及び前記第３ライトガイド部の他方の端面に反射材がそれぞれ光学接合され、前記第３ライトガイド部は前記第１ライトガイド部に対して前記シンチレータ部の反対側に配置されるとともに、前記第１ライトガイド部及び第２ライトガイド部の側面が前記平板状のシンチレータ部の一つの辺に密着されていることを特徴とする。 The radiation detector according to the present invention includes a flat scintillator that emits fluorescence upon incidence of radiation, a light guide group provided on each side of the scintillator to collect the fluorescence, and the light guide. A signal processing unit for detecting the presence or absence of contamination by detecting fluorescence collected by the group by a photoelectric converter , wherein the light guide group is a rod-shaped first light made of a transparent member a guide portion, and a third light guide portion of the second light guide portion of the rod-shaped made of fluorescent conversion materials, consisting of the fluorescent conversion material which is in close contact with an air layer on a side surface of the first light guide section bar- from it, the scintillator unit, the light shielding plate at the interface with being divided in a cross shape is optically joined, one end surface of the first light guide portion at one end of the second light guide portion The other end face of the first light guide part and one end face of the third light guide part are optically joined to the photoelectric converter, and the other end of the second light guide part and the third light guide part. Reflective materials are optically joined to the end surfaces of the first light guide portion, the third light guide portion is disposed on the opposite side of the scintillator portion with respect to the first light guide portion, and the first light guide portion and the second light guide portion are disposed. The side surface of the portion is in close contact with one side of the flat scintillator portion .

本発明に係る放射線検出器によれば、透明部材からなるライトガイド部と蛍光変換材からなるライトガイド部を組み合わせたライトガイド群を用いたことにより、集光効率を高くすることが可能となり、その結果、薄型で、検出面積が大きく、かつ、高感度の放射線検出器を提供することができる。 According to the radiation detector according to the present invention, by using a light guide group that combines a light guide portion made of a transparent member and a light guide portion made of a fluorescence conversion material, it becomes possible to increase the light collection efficiency, As a result, a thin radiation detector with a large detection area and high sensitivity can be provided.

以下、本発明に係る放射線検出器の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器を図１及び図２を用いて説明する。
本第１の実施形態に係る放射線検出器は、放射線の入射によって蛍光を発光するシンチレータ部１、棒状の透明部材からなる第１ライトガイド部２、蛍光変換材からなる第２ライトガイド部３、第２ライトガイド部３の側面に空気層を介して平行に密着された第３ライトガイド部１１、反射部４、光電変換部５、からなる放射線検出部２０と、信号処理部３０とから構成される。 Hereinafter, embodiments of a radiation detector according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The radiation detector which concerns on the 1st Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.1 and FIG.2.
The radiation detector according to the first embodiment includes a scintillator unit 1 that emits fluorescence upon incidence of radiation, a first light guide unit 2 made of a rod-shaped transparent member, a second light guide unit 3 made of a fluorescence conversion material, A radiation detection unit 20 including a third light guide unit 11, a reflection unit 4, and a photoelectric conversion unit 5 that are in close contact with the side surface of the second light guide unit 3 via an air layer, and a signal processing unit 30. Is done.

第１ライトガイド部２と第２ライトガイド部３の端面同士は光学接合（光の反射や透過損失を抑制するための接合であり、光学グリースや光学接着剤などを接合媒体とし、状況によって選択できる）されている。 The end faces of the first light guide part 2 and the second light guide part 3 are optically bonded (bonding for suppressing reflection and transmission loss of light, and optical grease or optical adhesive is used as a bonding medium and is selected according to the situation. Can be).

図１又は図２に示すように、シンチレータ部１の対向する側面に、第１ライトガイド部２と第２ライトガイド部３同士の位置がそれぞれ逆になるように密着配置され、また、第１ライトガイド部２と第３ライトガイド部１１の端面に、蛍光を検出して電気パルスに変換する光電変換部５が光学接合され、さらに、第３ライトガイド部１１のもう一方の端面と第２ライトガイド部３の端面には反射材４が光学接合されている。
また、放射線検出部２０（シンチレータ部１、第１乃至第３ライトガイド部２、３、１１、反射材４及び光電変換部５）は、全体が遮光膜（図示せず）により覆われている。 As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the scintillator unit 1 is disposed in close contact with the opposing side surfaces so that the positions of the first light guide unit 2 and the second light guide unit 3 are opposite to each other. A photoelectric conversion unit 5 that detects fluorescence and converts it into an electric pulse is optically joined to the end surfaces of the light guide unit 2 and the third light guide unit 11, and further, the other end surface of the third light guide unit 11 and the second end surface A reflective material 4 is optically bonded to the end surface of the light guide portion 3.
The radiation detection unit 20 (the scintillator unit 1, the first to third light guide units 2, 3, 11, the reflector 4 and the photoelectric conversion unit 5) is entirely covered with a light shielding film (not shown). .

信号処理部３０は、光電変換部５の電気信号が閾値を超えたときにパルスを出力する２つの波高弁別部６と、２つ以上のパルスが同時に到来したときだけ１つのパルスを出力する同時計数部７と、パルスの数をカウントして汚染の有無を判定する汚染判定処理部８と、計数値と汚染判定結果を表示する表示部９と、光電変換部５に高電圧を供給するための高圧電源部１０から構成されている。
シンチレータ部１は、加工性に優れ、入手しやすく、また、取扱いが容易な平板状のプラスチックシンチレータが最適である。 The signal processor 30 outputs two pulse height discriminators 6 that output a pulse when the electrical signal of the photoelectric converter 5 exceeds a threshold value, and outputs one pulse only when two or more pulses arrive at the same time. To supply a high voltage to the counting unit 7, the contamination determination processing unit 8 that counts the number of pulses to determine the presence or absence of contamination, the display unit 9 that displays the count value and the contamination determination result, and the photoelectric conversion unit 5 The high-voltage power supply unit 10 is configured.
The scintillator unit 1 is optimally a flat plastic scintillator that is excellent in workability, easily available, and easy to handle.

次に、上記構成を有する放射線検出器の機能について説明する。
放射線がシンチレータ部１に入射すると、シンチレータ部１の内部で発光した蛍光は等方的角度に一様に広がり、全反射条件を満たすものは内部捕獲によって全周囲の側端面から放出される。 Next, the function of the radiation detector having the above configuration will be described.
When radiation enters the scintillator unit 1, the fluorescence emitted inside the scintillator unit 1 spreads uniformly at an isotropic angle, and those satisfying the total reflection condition are emitted from the side edges of the entire periphery by internal capture.

このシンチレータ部１の側端面に集まる蛍光は、図１又は図２に示すように、シンチレータ部の対向する２つの辺に設けられ２つのライトガイド群Ａ（第１乃至第３のライトガイド部からなるライトガイド群）により集光される。
ひとつのライトガイド群Ａを構成する第１乃至第３ライトガイド部の配置は、対向する辺に設けられた他のライトガイド群Ａの配置と１８０度の回転対称となっている。 As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the fluorescence that collects on the side end face of the scintillator unit 1 is provided on two opposing sides of the scintillator unit and is provided with two light guide groups A (from the first to third light guide units). Are collected by a light guide group).
The arrangement of the first to third light guide portions constituting one light guide group A is 180 degrees rotationally symmetric with the arrangement of other light guide groups A provided on opposite sides.

プラスチックシンチレータからなるシンチレータ部１の側端面と第１乃至第３ライトガイド部の側面は、空気層を介在させて密着されるか、あるいは光学接合されるか、あるいはより実用性を持たせて第１乃至第３ライトガイド部の側面を凹状に加工してそこにシンチレータ部１をはめ込むといった方法により接合される。 The side end surface of the scintillator unit 1 made of plastic scintillator and the side surfaces of the first to third light guide units are in close contact with each other through an air layer, optically bonded, or more practically used. The side surfaces of the first to third light guide portions are processed into a concave shape and are joined by a method in which the scintillator portion 1 is fitted therein.

また、より集光効率を高めるためには、第１乃至第３ライトガイド部を配置していないシンチレータ部１の側端面に、例えば酸化チタンからなる乱反射材（図示せず）を光学接合すると第１乃至第３ライトガイド部と接する側端面に集まる蛍光が増加する。 Further, in order to further improve the light collection efficiency, a diffused reflection material (not shown) made of, for example, titanium oxide is optically bonded to the side end surface of the scintillator portion 1 where the first to third light guide portions are not arranged. The fluorescence that collects on the side end surfaces in contact with the first to third light guide portions increases.

本発明によるライトガイド群Ａと従来の単一の波長変換材からなるライトガイド（以下、「ライトガイドＷ」という。）の集光特性を比較説明する。
従来のライトガイドＷは、シンチレータ部１からの蛍光を内部で吸収してより長波長の蛍光を再発光し、その蛍光は全反射条件を満たすものが主成分となるため、例えば再発光しない透明のアクリル材と比べて平均的に高い集光効率が得られる。 The light condensing characteristics of the light guide group A according to the present invention and a conventional light guide made of a single wavelength conversion material (hereinafter referred to as “light guide W”) will be described in comparison.
The conventional light guide W internally absorbs the fluorescence from the scintillator unit 1 and re-emits longer-wavelength fluorescence, and the fluorescent light mainly satisfies the total reflection condition. Compared with the acrylic material, an average higher light collection efficiency can be obtained.

しかし、前述したように、単一の波長変換材からなるライトガイドＷは、例えば図３に示すように、光電変換部５に到達する光量が主に自己吸収損失による距離に依存して低下する様子が見られるため、検出面サイズを大きくするほど全体の検出感度が低下するという問題がある。 However, as described above, in the light guide W made of a single wavelength conversion material, for example, as shown in FIG. 3, the amount of light reaching the photoelectric conversion unit 5 is reduced mainly depending on the distance due to self-absorption loss. Since the situation can be seen, there is a problem that the overall detection sensitivity decreases as the detection surface size is increased.

これに対して本実施形態に係る放射線検出器では、光電変換部５より遠方となる領域に波長変換材からなる第２ライトガイド部３を配置し、途中から第２ライトガイド部３の端面に透明部材からなる第１ライトガイド部２を光学接合し、第２ライトガイド部３から第１ライトガイド部２に向かう蛍光の全反射伝送成分の自己吸収を抑制する。 On the other hand, in the radiation detector according to the present embodiment, the second light guide portion 3 made of the wavelength conversion material is disposed in a region farther from the photoelectric conversion portion 5, and on the end face of the second light guide portion 3 from the middle. The first light guide portion 2 made of a transparent member is optically bonded to suppress self-absorption of the total reflection transmission component of the fluorescence from the second light guide portion 3 toward the first light guide portion 2.

一方、第１ライトガイド部２の側面に入射した蛍光は入射時の臨界角より第１ライトガイド部２の内部で全反射条件が成立せず、再び外部に放出される。このため、図１に示すように第１ライトガイドの側面に蛍光変換材からなる第３ライトガイド部１１を配置することで、第１ライトガイド部２の側端面の集光領域で全反射伝送ができる。 On the other hand, the fluorescent light incident on the side surface of the first light guide part 2 is emitted again to the outside because the total reflection condition is not satisfied inside the first light guide part 2 from the critical angle at the time of incidence. For this reason, as shown in FIG. 1, the third light guide portion 11 made of a fluorescent conversion material is arranged on the side surface of the first light guide, so that the total reflection transmission is performed in the condensing region on the side end surface of the first light guide portion 2. Can do.

第３ライトガイド部１１の配置は、図１に示すように第１ライトガイド部２のシンチレータ部１側に配置してもよく、また、図２に示すように、シンチレータ部１の反対側に配置してもよい。この場合、シンチレータ部１の蛍光は第１ライトガイド部２を透過して、第三ライトガイド部１１に吸収されるため、図１のものと同様の効果が得られる。 The third light guide portion 11 may be disposed on the scintillator portion 1 side of the first light guide portion 2 as shown in FIG. 1, or on the opposite side of the scintillator portion 1 as shown in FIG. You may arrange. In this case, since the fluorescence of the scintillator unit 1 passes through the first light guide unit 2 and is absorbed by the third light guide unit 11, the same effect as that of FIG. 1 is obtained.

また、第１ライトガイド部２と第３ライトガイド１１の側面同士は、空気層を介して密着することが望ましい。側面同士を光学接合すると、第３ライトガイド内の全反射成分が第１ライトガイド部２にも入射してしまい、この第１ライトガイド部２に入射した全反射成分は光電変換部５に到達するのに余分な距離を要するために伝送損失が大きくなる。 Moreover, it is desirable that the side surfaces of the first light guide portion 2 and the third light guide 11 are in close contact via an air layer. When the side surfaces are optically bonded, the total reflection component in the third light guide is also incident on the first light guide unit 2, and the total reflection component incident on the first light guide unit 2 reaches the photoelectric conversion unit 5. This requires an extra distance to increase transmission loss.

第１乃至第３ライトガイド１１のそれぞれの長さは、光電変換部５に到達する光子数は一定量を超えると、検出効率の向上には寄与しないため、光電変換部５に到達する最低光量が最大となるように第１乃至第３ライトガイド１１の長さが調節される。 The length of each of the first to third light guides 11 does not contribute to the improvement of detection efficiency when the number of photons reaching the photoelectric conversion unit 5 exceeds a certain amount. The lengths of the first to third light guides 11 are adjusted so as to be maximized.

また、第１乃至第３ライトガイド部の表面は、同ライトガイド部内で全反射伝送の効率低下を抑制するため、表面の小さな凹凸を排除できる鏡面研磨を施しておくことが望ましい。
また、第１乃至第３ライトガイド部２、３、１１と密着するシンチレータ部の側面も鏡面研磨を施すことで、密着性が高まり蛍光の散乱をも抑制することができる。 Further, it is desirable that the surfaces of the first to third light guide portions be mirror-polished so as to eliminate small irregularities on the surface in order to suppress a reduction in the efficiency of total reflection transmission within the light guide portion.
Further, the side surfaces of the scintillator portions that are in close contact with the first to third light guide portions 2, 3, and 11 are also mirror-polished, so that the adhesion is enhanced and fluorescence scattering can be suppressed.

棒状の第１乃至第３ライトガイド部の断面形状は、様々な形状のものを用いることができるが、加工性を考慮すれば加工が簡易な四角形がよく、相互の口径を揃えることで密着性が高まり蛍光の伝播損失が抑制され、配置後の固定もし易く、コストも下げられる。 The cross-sectional shapes of the rod-shaped first to third light guide portions can be various shapes, but considering the workability, a rectangular shape that is easy to process is good, and adhesiveness can be achieved by aligning the apertures of each other. This increases the propagation loss of fluorescence, facilitates fixing after placement, and reduces the cost.

また、第１ライトガイド２と第３ライトガイド１１の端面を光電変換部５に光学接合する際、両者の口径が合致しない場合は、図７に示すライトアダプタ部１５を設けることで、ライトガイドからの蛍光を光電変換部５で効率よく受光できる。
さらに、ライトアダプタ部１５の表面は、鏡面研磨を施しておくと散乱によって外部に出てしまう成分が抑制できるため、集光効率が向上する。 Further, when the end faces of the first light guide 2 and the third light guide 11 are optically joined to the photoelectric conversion unit 5, if the diameters of both do not match, the light guide unit 15 shown in FIG. Can be received by the photoelectric conversion unit 5 efficiently.
Furthermore, since the surface of the light adapter part 15 can suppress the component which comes out by scattering if mirror polishing is given, condensing efficiency improves.

また、ライトアダプタ部１５の第１ライトガイド２と第３ライトガイド１１と光電変換部５を光学接合する部分を除き、表面に乱反射材として例えば酸化チタンを塗布することで、ライトアダプタ部１５の中に蛍光を閉じ込めることができるため、集光効率が向上する。 Further, by excluding a portion where the first light guide 2, the third light guide 11, and the photoelectric conversion unit 5 of the light adapter unit 15 are optically joined, for example, titanium oxide is applied as a diffusely reflecting material to the surface, so that the light adapter unit 15 Since the fluorescence can be confined inside, the light collection efficiency is improved.

第２ライトガイド部３と第３ライトガイド部１１の端面に光学接合する反射材４は、鏡面反射の効果が得られる反射率の高い材料が良く、例えば化学処理などによる反射コーティングを施すのが最も効果的であるが、例えばアルミ蒸着膜(アルミマイラ膜など)を光学接合しても簡単に良い反射性能が得られる。 The reflective material 4 that is optically bonded to the end faces of the second light guide portion 3 and the third light guide portion 11 is preferably a highly reflective material that provides a specular reflection effect. For example, a reflective coating by chemical treatment or the like is applied. Although most effective, for example, good reflective performance can be easily obtained by optically bonding an aluminum deposited film (such as an aluminum mylar film).

また、光電変換部５は、紫外域である蛍光の波長帯域で高い量子効率が得られるように設計されている光電子増倍管(photo multiplier tube)が良い。例えば、浜松ホトニクス株式会社で製造・販売されている光子計測用の光電子増倍管などから波長感度・サイズの適したものを使用すれば良い。光電子増倍管は、光電効果によって光を電子に変換する量子効率を確保するために高圧電源部１０より専用のブリーダ抵抗回路に約１０００Ｖ程度の高電圧を供給して使用する。 The photoelectric conversion unit 5 is preferably a photomultiplier tube designed to obtain high quantum efficiency in the fluorescence wavelength band that is in the ultraviolet region. For example, a photomultiplier tube for photon measurement manufactured and sold by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. may be used that has suitable wavelength sensitivity and size. The photomultiplier tube is used by supplying a high voltage of about 1000 V to the dedicated bleeder resistance circuit from the high-voltage power supply unit 10 in order to ensure quantum efficiency for converting light into electrons by the photoelectric effect.

次に、信号処理部の機能について説明する。
光電変換部５から出力される電気信号には、光電変換部５自身が出すノイズ成分と測定する放射線による信号成分と、あるいは目的としない放射線の信号成分(妨害成分)が混在する。この電気信号は、あらかじめ検出する放射線に対して高い感度が得られるようにシンチレータ部２の材料や厚さを制御しているため、検出する放射線の信号波高は他の信号成分の波高よりも十分に大きくなっている。このため、波高弁別部６では検出する放射線の信号とその他の信号成分を弁別するために、あらかじめ波高閾値を設定しておき、信号波高が閾値を超えると一つのパルスを出力し、これが放射線によるパルスとなる。 Next, the function of the signal processing unit will be described.
The electrical signal output from the photoelectric conversion unit 5 includes a noise component generated by the photoelectric conversion unit 5 itself, a signal component due to radiation to be measured, or a signal component (interfering component) of unintended radiation. Since the electrical signal controls the material and thickness of the scintillator unit 2 so as to obtain high sensitivity to the radiation to be detected in advance, the signal wave height of the detected radiation is sufficiently higher than the wave heights of the other signal components. Is getting bigger. For this reason, the wave height discriminating unit 6 sets a wave height threshold value in advance in order to discriminate the radiation signal to be detected from other signal components, and outputs a single pulse when the signal wave height exceeds the threshold value. It becomes a pulse.

さらに、放射線によるパルスは同時性があるため、同時計数部７では、２つ以上のパルスが同時に来たときだけ、１つのパルスを出力することで、光電変換部５自身が出すノイズ成分を弁別できる。同時計数部７より出力されたパルスは、汚染判定処理部８で計数されて、計数値を測定時間で割って求めた計数率から、あらかじめ測定により得たバックグラウンド計数率を差し引いて正味計数率を算出し、あらかじめ設定した汚染計数率と正味計数率を比較判定し、汚染の有無とその正味計数率を表示部１０に出力表示する。 Furthermore, since the pulses due to radiation are synchronous, the coincidence counting unit 7 discriminates noise components produced by the photoelectric conversion unit 5 itself by outputting one pulse only when two or more pulses come simultaneously. it can. The pulses output from the coincidence unit 7 are counted by the contamination determination processing unit 8, and the net count rate is obtained by subtracting the background count rate obtained in advance from the count rate obtained by dividing the count value by the measurement time. Is calculated, the contamination count rate set in advance is compared with the net count rate, and the presence or absence of contamination and the net count rate are output and displayed on the display unit 10.

なお、上述した実施形態では、シンチレータ部１の対向する２辺にライトガイド群Ａを配置した例を説明したが、１辺にのみライトガイド群Ａを配置してもよく、上記と同様な作用効果を奏する。 In the above-described embodiment, the example in which the light guide group A is arranged on the two opposite sides of the scintillator unit 1 has been described. However, the light guide group A may be arranged on only one side, and the same operation as described above. There is an effect.

以上のように、本第１の実施形態に係る放射線検出器によれば、透明部材からなるライトガイド部と蛍光変換材からなるライトガイド部を組み合わせたライトガイド群を用いたことにより、集光効率を高くすることが可能となり、その結果、薄型で、検出面積が大きく、かつ、高感度の放射線検出器を提供することができる。 As described above, according to the radiation detector according to the first embodiment, a light guide group that combines a light guide portion made of a transparent member and a light guide portion made of a fluorescent conversion material is used to collect light. Efficiency can be increased, and as a result, a radiation detector that is thin, has a large detection area, and is highly sensitive can be provided.

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る放射線検出器を図４及び図５を用いて説明する。
本第２の実施形態を説明するにあたって、上記第１の実施形態と重複する部分は説明を省略する。 (Second Embodiment)
A radiation detector according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In describing the second embodiment, the description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.

本第２の実施形態に係る放射線検出器の放射線検出部２０は、放射線の入射によって蛍光を発光するシンチレータ部１と、棒状の透明部材からなる第１ライトガイド部２及び第４ライトガイド部１２と、蛍光変換材からなる第２ライトガイド部３、第３ライトガイド部１１及び第５ライトガイド部１３と、反射部４と、光電変換部５と、から構成される。 The radiation detector 20 of the radiation detector according to the second exemplary embodiment includes a scintillator 1 that emits fluorescence upon incidence of radiation, and a first light guide 2 and a fourth light guide 12 that are made of a rod-shaped transparent member. And a second light guide part 3, a third light guide part 11 and a fifth light guide part 13 made of a fluorescence conversion material, a reflection part 4, and a photoelectric conversion part 5.

第２ライトガイド部３を挟んで、その両端面に第１ライトガイド部２と第４ライトガイド部１２の端面がそれぞれ光学接合され、さらに、第１ライトガイド部２の側面に第３ライトガイド部１１が、第４ライトガイド部１２の側面に第５ライトガイド部１３が空気層を介して平行に密着されている。 The end surfaces of the first light guide portion 2 and the fourth light guide portion 12 are optically joined to both end faces of the second light guide portion 3, respectively, and further, the third light guide is attached to the side surface of the first light guide portion 2. The part 11 is in close contact with the side surface of the fourth light guide part 12 in parallel with the fifth light guide part 13 through the air layer.

これらのライトガイド群Ｂ（第１乃至第５のライトガイド部からなるライトガイド群）は、図４または図５に示すように、シンチレータ部１の対向する側面に密着配置される。また、第１ライトガイド部２および第３ライトガイド部１１の端面と、第４ライトガイド部１２および第５ライトガイド部１３の端面に光電変換部５が光学接合され、第３ライトガイド部１１および第５ライトガイド部１３のもう一方の端面には反射材４が光学接合されている。 These light guide groups B (light guide groups including first to fifth light guide portions) are arranged in close contact with opposing side surfaces of the scintillator portion 1 as shown in FIG. 4 or FIG. In addition, the photoelectric conversion unit 5 is optically joined to the end surfaces of the first light guide unit 2 and the third light guide unit 11 and the end surfaces of the fourth light guide unit 12 and the fifth light guide unit 13, and the third light guide unit 11. The reflective material 4 is optically bonded to the other end face of the fifth light guide portion 13.

これら放射線検出部２０（シンチレータ部１、ライトガイド群Ｂ、反射材４、光電変換部５）は、上記第１の実施形態と同様に、全体が遮光膜（図示せず）により覆われている。 The radiation detection unit 20 (scintillator unit 1, light guide group B, reflector 4, photoelectric conversion unit 5) is entirely covered with a light-shielding film (not shown) as in the first embodiment. .

プラスチックシンチレータからなるシンチレータ部１の側端面と第１乃至第５ライトガイド部の側面は、空気層を介在させて密着されるか、あるいは光学接合されるか、あるいはより実用性を持たせて第１乃至第５ライトガイド部の側面を凹状に加工してそこにシンチレータ部１をはめ込むといった方法により接合される。 The side end surface of the scintillator unit 1 made of plastic scintillator and the side surfaces of the first to fifth light guide units are in close contact with each other through an air layer, optically bonded, or more practically used. The side surfaces of the first to fifth light guide portions are processed into a concave shape and are joined by a method in which the scintillator portion 1 is fitted therein.

ライトガイドを単一の波長変換材より構成されたライトガイドＷは前述したような課題があるのに対し、本第２の実施形態では、図４または図５に示すように、それぞれの光電変換部５より最遠方となるシンチレータ部１の中央に波長変換材からなる第２ライトガイド部３を配置し、第２ライトガイド部３の両端面に透明部材からなる第１ライトガイド部２と第４ライトガイド部１２を光学接合し、第２ライトガイド部３から第１ライトガイド部２および第４ライトガイド１２に向かう蛍光の全反射伝送成分の自己吸収を抑制する。 While the light guide W having the light guide made of a single wavelength conversion material has the above-described problems, in the second embodiment, as shown in FIG. 4 or FIG. A second light guide portion 3 made of a wavelength conversion material is disposed in the center of the scintillator portion 1 which is farthest from the portion 5, and the first light guide portion 2 made of a transparent member and the second light guide portion 3 are arranged on both end faces of the second light guide portion 3. The four light guide parts 12 are optically joined to suppress self-absorption of the total reflection transmission component of the fluorescence from the second light guide part 3 toward the first light guide part 2 and the fourth light guide 12.

一方、第１ライトガイド部２の側面に入射した蛍光は、入射時の臨界角より第１ライトガイド部２の内部で全反射条件が成立せず、再び外部に放出される。このため、図１に示すように第１ライトガイドの側面に蛍光変換材からなる第３ライトガイド部１１を配置することで、第１ライトガイド部２の側端面の集光領域で全反射伝送ができる。 On the other hand, the fluorescence that has entered the side surface of the first light guide part 2 is emitted to the outside again without satisfying the total reflection condition inside the first light guide part 2 from the critical angle at the time of incidence. For this reason, as shown in FIG. 1, the third light guide portion 11 made of a fluorescent conversion material is arranged on the side surface of the first light guide, so that the total reflection transmission is performed in the condensing region on the side end surface of the first light guide portion 2. Can do.

また、図４において、第３ライトガイド部１１と第５ライトガイド部１３の位置は、シンチレータ部１側に配置されているが、図５に示すように、第３ライトガイド部１１と第５ライトガイド部１３をシンチレータ部１の反対側に配置しても、シンチレータ部１の蛍光は第１ライトガイド部２あるいは第４ライトガイド部１２を透過して、第３ライトガイド部１１および第５ライトガイド部１３に吸収されるため、同様の効果が得られる。 In FIG. 4, the positions of the third light guide part 11 and the fifth light guide part 13 are arranged on the scintillator part 1 side. However, as shown in FIG. Even if the light guide part 13 is arranged on the opposite side of the scintillator part 1, the fluorescence of the scintillator part 1 is transmitted through the first light guide part 2 or the fourth light guide part 12, and the third light guide part 11 and the fifth light guide part 11 Since it is absorbed by the light guide part 13, the same effect is acquired.

また、光電変換部５に到達する光子数は一定量を超えると、検出効率の向上には寄与しないため、光電変換部５に到達する最低光量が最大となるように第１乃至第５ライトガイド部の長さを調節する。 In addition, if the number of photons reaching the photoelectric conversion unit 5 exceeds a certain amount, it does not contribute to improvement in detection efficiency. Therefore, the first to fifth light guides are set so that the minimum amount of light reaching the photoelectric conversion unit 5 is maximized. Adjust the length of the section.

また、ライトアダプタ部１５の第１ライトガイド２と第３ライトガイド１１または第４ライトガイド部１２と第５ライトガイド部１３、および光電変換部５と光学接合する部分を除き、表面に乱反射材として例えば酸化チタンを塗布することで、ライトアダプタ部１５の中に蛍光を閉じ込めることができるため、集光効率が向上する。 Further, the surface of the light adapter portion 15 is a diffusely reflecting material except for the first light guide 2 and the third light guide 11 or the fourth light guide portion 12 and the fifth light guide portion 13 and the portion optically joined to the photoelectric conversion portion 5. For example, by applying titanium oxide, the fluorescence can be confined in the light adapter unit 15, so that the light collection efficiency is improved.

なお、上述した実施形態では、シンチレータ部１の対向する２辺にライトガイド群Ｂを配置した例を説明したが、１辺にのみライトガイド群Ｂを配置してもよく、上記と同様な作用効果を奏する。 In the above-described embodiment, the example in which the light guide group B is arranged on the two opposite sides of the scintillator unit 1 has been described. However, the light guide group B may be arranged on only one side, and the same operation as described above. There is an effect.

本第２の実施形態に係る放射線検出器によれば、透明部材からなる２本のライトガイド部と蛍光変換材からなる３本のライトガイド部を組み合わせたライトガイド群を用いたことにより、集光効率をより高くすることが可能となり、その結果、薄型で、検出面積が大きく、かつ、高感度の放射線検出器を提供することができる。 According to the radiation detector according to the second embodiment, by using a light guide group in which two light guide portions made of a transparent member and three light guide portions made of a fluorescence conversion material are used, The light efficiency can be further increased. As a result, it is possible to provide a radiation detector that is thin, has a large detection area, and is highly sensitive.

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る放射線検出器を、図６を用いて説明する。
本第３の実施形態を説明するにあたって、上記第１及び第２の実施形態と重複する部分は説明を省略する。 (Third embodiment)
A radiation detector according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In describing the third embodiment, the description of the same parts as those in the first and second embodiments is omitted.

本第３の実施形態に係る放射線検出器の放射線検出部２０は、放射線の入射によって蛍光を発光するシンチレータ部１を１ａ〜１ｄに十字状に４分割し、互いが接する十字状の境界面に蛍光を遮光する遮光板１４を配置する。このシンチレータ部１の周囲に、棒状の透明部材からなる第１ライトガイド部２と、蛍光変換材からなる第２ライトガイド部３及び第３ライトガイド部１１が配置される。 The radiation detector 20 of the radiation detector according to the third exemplary embodiment divides the scintillator 1 that emits fluorescence upon incidence of radiation into four crosses 1a to 1d in a cross shape and forms cross-shaped boundary surfaces that contact each other. A light shielding plate 14 that shields fluorescence is disposed. Around the scintillator portion 1, a first light guide portion 2 made of a rod-shaped transparent member, and a second light guide portion 3 and a third light guide portion 11 made of a fluorescent conversion material are arranged.

第１ライトガイド部２と第２ライトガイド部３の端面同士は光学接合され、さらに、第２ライトガイド部３の側面に第３ライトガイド部１１が空気層を介して並行に密着してある。 The end surfaces of the first light guide part 2 and the second light guide part 3 are optically bonded to each other, and the third light guide part 11 is in close contact with the side surface of the second light guide part 3 in parallel via the air layer. .

このライトガイド群Ａ（第１乃至第３ライトガイド部からなるライトガイド群）を図６に示すように４分割したシンチレータ部１ａ〜１ｄの外周の各辺に、第１ライトガイド部２と第２ライトガイド部３の端面位置が同一円周方向に向くようにして密着配置する。すなわち、平板シンチレータ１のひとつの辺に配置されたライトガイド群Ａは、隣接する辺に配置されたライトガイド群Ａに対して、９０度の回転対称になるように配置されている。 As shown in FIG. 6, the light guide group A (the light guide group including the first to third light guide parts) is divided into four parts on the outer sides of the scintillator parts 1a to 1d. (2) The light guide part 3 is arranged in close contact so that the end face position is in the same circumferential direction. That is, the light guide group A arranged on one side of the flat plate scintillator 1 is arranged so as to be 90 degrees rotationally symmetric with respect to the light guide group A arranged on the adjacent side.

第１ライトガイド部２と第３ライトガイド部１１の端面に蛍光を検出して電気パルスに変換する光電変換部５a〜５ｄを光学接合し、第３ライトガイド部１１のもう一方の端面と第二ライトガイド部３の端面には反射材４を光学接合してある。 Photoelectric converters 5a to 5d that detect fluorescence and convert it into electric pulses are optically joined to the end faces of the first light guide part 2 and the third light guide part 11, and the other end face of the third light guide part 11 and the second light guide part 11 The reflecting material 4 is optically bonded to the end face of the two light guide portions 3.

これら放射線検出部２０（シンチレータ部１ａ〜１ｄ、ライトガイド群Ａ、反射材４、及び光電変換部５）は、上記第１及び第２の実施形態と同様に、全体が遮光膜（図示せず）により覆われている。 These radiation detection units 20 (scintillator units 1a to 1d, light guide group A, reflecting material 4, and photoelectric conversion unit 5) are entirely light-shielding films (not shown) as in the first and second embodiments. ).

一般にシンチレータのサイズを大きくすると、面積に比例してバックグラウンド放射線（宇宙線など）の入射確率が高まりバックグラウンド値が高くなる。このため、本第３の実施形態では、シンチレータ部面を複数に分割することで、シンチレータ部全体の面積は維持しつつ、バックグラウンド放射線によるバックグラウンド値を下げることができる。 In general, when the size of the scintillator is increased, the incident probability of background radiation (cosmic rays or the like) increases in proportion to the area, and the background value increases. For this reason, in this 3rd Embodiment, the background value by a background radiation can be lowered | hung, maintaining the area of the whole scintillator part by dividing | segmenting a scintillator part surface into plurality.

シンチレータ部１ａ〜１ｄは、加工性に優れ入手性も良く取扱いが容易なプラスチックシンチレータが最適である。シンチレータ部１ａ〜１ｄの十字状に分割した部分の互いが接する境界面には、シンチレータの蛍光を完全に遮光できる遮光板１４をシンチレータの面に対して垂直になるように介在させて、他のシンチレータの蛍光が混入することを防止する。 As the scintillator portions 1a to 1d, a plastic scintillator that is excellent in workability, easy to obtain, and easy to handle is optimal. A light shielding plate 14 capable of completely shielding the scintillator fluorescence is interposed on the boundary surface where the cross-divided portions of the scintillator portions 1a to 1d contact each other so as to be perpendicular to the surface of the scintillator. Prevents scintillator fluorescence from entering.

この遮光板１４に、例えば上記遮光膜のたるみを抑制するために、シンチレータ部１ａ〜１ｄの十字部分と同じ上部及び下部位置に設けた十字状の蛍光を遮光可能な補強材を接続することにより（図示せず）、シンチレータ部１ａ〜１ｄの上下面の空間は光学的に独立できるため、他のシンチレータの蛍光が混入することを更に防止することができる。 For example, in order to suppress sagging of the light shielding film, a reinforcing material capable of shielding the cross-shaped fluorescent light provided at the same upper and lower positions as the cross portions of the scintillator portions 1a to 1d is connected to the light shielding plate 14. (Not shown) Since the space of the upper and lower surfaces of the scintillator portions 1a to 1d can be optically independent, it is possible to further prevent the fluorescence of other scintillators from being mixed.

放射線の入射によってシンチレータ部１ａ〜１ｄの内部で発光した蛍光は等方的角度に一様に広がり、全反射条件を満たすものは内部捕獲によって全周囲の側端面から放出される。このシンチレータ部１ａ〜１ｄの側端面に集まる蛍光を図６に示すように、４組のライトガイド群Ａを円周方向に対して同じ向きで配置し集光する。 Fluorescence emitted inside the scintillator portions 1a to 1d by the incidence of radiation spreads uniformly at an isotropic angle, and those satisfying the total reflection condition are emitted from the side edges of the entire periphery by internal capture. As shown in FIG. 6, the four light guide groups A are arranged in the same direction with respect to the circumferential direction to collect the fluorescence collected on the side end surfaces of the scintillator portions 1a to 1d.

プラスチックシンチレータからなるシンチレータ部１の側端面と第１乃至第３ライトガイド部の側面は、空気層を介在させて密着されるか、あるいは光学接合されるか、あるいはより実用性を持たせて第１乃至第３ライトガイド部の側面を凹状に加工してそこにシンチレータ部１ａ〜１ｄをはめ込むといった方法により接合される。 The side end surface of the scintillator unit 1 made of plastic scintillator and the side surfaces of the first to third light guide units are in close contact with each other through an air layer, optically bonded, or more practically used. The side surfaces of the first to third light guide portions are processed into a concave shape, and the scintillator portions 1a to 1d are fitted therein by joining them.

また、集光効率をより高めるためには、シンチレータ部１ａ〜１ｄの十字状の境界面に、図示しないが例えば酸化チタンからなる乱反射材を光学接合するとライトガイドＡと接する側端面に集まる蛍光が増加する。 In addition, in order to further improve the light collection efficiency, the fluorescent light gathers on the side end surface in contact with the light guide A when an irregularly reflecting material made of, for example, titanium oxide is optically bonded to the cross-shaped boundary surfaces of the scintillators 1a to 1d. To increase.

また、本第３の実施形態では、同時計数部７で２つ以上のパルスが同時に来たときだけ、１つのパルスを出力することで、光電変換部５自身が出すノイズ成分を弁別できる。したがって、以下の同時計数をとることで、放射線の位置検出などもできる。
光電変換部５ａ and 光電変換部５ｂ＝シンチレータ１ａ
光電変換部５ｂ and 光電変換部５ｃ＝シンチレータ１ｂ
光電変換部５ｃ and 光電変換部５ｄ＝シンチレータ１ｃ
光電変換部５ｄ and 光電変換部５ａ＝シンチレータ１ｄ Further, in the third embodiment, the noise component produced by the photoelectric conversion unit 5 itself can be discriminated by outputting one pulse only when two or more pulses come simultaneously in the coincidence counting unit 7. Therefore, the position of the radiation can be detected by taking the following coincidence count.
Photoelectric conversion unit 5a and photoelectric conversion unit 5b = scintillator 1a
Photoelectric converter 5b and photoelectric converter 5c = scintillator 1b
Photoelectric converter 5c and photoelectric converter 5d = scintillator 1c
Photoelectric converter 5d and photoelectric converter 5a = scintillator 1d

同時計数部７より出力されたパルスは、汚染判定処理部８で計数されて、計数値を測定時間で割って求めた計数率から、あらかじめ測定により得たバックグラウンド計数率を差し引いて正味計数率を算出し、あらかじめ設定した汚染計数率と正味計数率を比較判定し、汚染の有無とその正味計数率を表示部１０に出力表示する。 The pulses output from the coincidence unit 7 are counted by the contamination determination processing unit 8, and the net count rate is obtained by subtracting the background count rate obtained in advance from the count rate obtained by dividing the count value by the measurement time. Is calculated, the contamination count rate set in advance is compared with the net count rate, and the presence or absence of contamination and the net count rate are output and displayed on the display unit 10.

以上のように本第３の実施形態によれば、従来の放射線検出器の薄型構造を維持しつつ、検出面積を大きくしても高い検出感度を得ることができるとともに、バックグラウンド放射線などによるバックグラウンド値を下げることができる。 As described above, according to the third embodiment, while maintaining the thin structure of the conventional radiation detector, high detection sensitivity can be obtained even if the detection area is increased, and background radiation and the like can be obtained. The ground value can be lowered.

本第３の実施形態に係る放射線検出器によれば、十字状に分割したシンチレータ部を用いるとともに、透明部材からなるライトガイド部と蛍光変換材からなるライトガイド部を組み合わせたライトガイド群をシンチレータ部の各辺に配置したことにより、集光効率をさらに高くすること及び放射線の位置検出が可能となり、その結果、薄型で、検出面積が大きく、かつ、高感度で位置検出可能な放射線検出器を提供することができる。 According to the radiation detector according to the third exemplary embodiment, the scintillator includes a light guide group in which a scintillator portion divided into a cross shape is used and a light guide portion made of a transparent member and a light guide portion made of a fluorescent conversion material are combined. Because it is arranged on each side of the unit, it is possible to further increase the light collection efficiency and to detect the position of the radiation. As a result, the radiation detector is thin, has a large detection area, and can detect the position with high sensitivity. Can be provided.

本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器を示す全体構成図。1 is an overall configuration diagram showing a radiation detector according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器の変形例を示す全体構成図。The whole block diagram which shows the modification of the radiation detector which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係るライトガイド群Ａの特性図。The characteristic view of the light guide group A which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る放射線検出器を示す全体構成図。The whole block diagram which shows the radiation detector which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る放射線検出器を示す全体構成図。The whole block diagram which shows the radiation detector which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る放射線検出器を示す全体構成図。The whole block diagram which shows the radiation detector which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第１乃至第３の実施形態に係るライトアダプタ部を示す図。The figure which shows the light adapter part which concerns on the 1st thru | or 3rd embodiment of this invention. 従来の放射線検出器の全体構成図。The whole block diagram of the conventional radiation detector.

Explanation of symbols

１…シンチレータ部、２…第１ライトガイド部、３…第２ライトガイド部、４…反射部、５…光電変換部、６…波高弁別部、７…同時計数部、８…汚染判定処理部、９…表示部、１０…高圧電源部、１１…第３ライトガイド部、１２…第４ライトガイド部、１３…第５ライトガイド部、１４…遮光板、１５…ライトアダプタ部、１６…ライトガイド、２０…放射線検出部、３０…信号処理部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scintillator part, 2 ... 1st light guide part, 3 ... 2nd light guide part, 4 ... Reflection part, 5 ... Photoelectric conversion part, 6 ... Wave height discrimination part, 7 ... Simultaneous counting part, 8 ... Contamination determination processing part , 9: Display unit, 10: High voltage power supply unit, 11: Third light guide unit, 12: Fourth light guide unit, 13: Fifth light guide unit, 14: Light shielding plate, 15: Light adapter unit, 16: Light Guide, 20 ... radiation detector, 30 ... signal processor.

Claims

A flat plate scintillator that emits fluorescence upon incidence of radiation, a light guide group that collects the fluorescence provided on at least one side of the scintillator unit, and a photoelectric converter that converts the light collected by the light guide group A radiation detector comprising: a signal processing unit that detects and determines the presence or absence of contamination,
The light guide unit is in close contact through the first light guide portion of the rod-like formed of a transparent member, a second light guide portion of the rod-shaped made of fluorescent conversion material, an air layer side surface of the first light guide portion a third light guide section of the rod-shaped made of fluorescent conversion material has, Ri Tona,
One end surface of the first light guide portion is optically bonded to one end surface of the second light guide portion,
The other end face of the first light guide part and one end face of the third light guide part are optically joined to the photoelectric converter,
A reflective material is optically bonded to the other end surface of the third light guide portion and the other end surface of the second light guide portion,
The third light guide portion is disposed on the opposite side of the scintillator portion with respect to the first light guide portion, and the side surfaces of the first light guide portion and the second light guide portion are the flat plate-like scintillator portions. A radiation detector characterized by being in close contact with one side .

A flat plate scintillator that emits fluorescence upon incidence of radiation, a light guide group that collects the fluorescence provided on at least one side of the scintillator unit, and a photoelectric converter that converts the light collected by the light guide group A radiation detector comprising: a signal processing unit that detects and determines the presence or absence of contamination,
The light guide group includes a rod-shaped first light guide portion and a fourth light guide portion made of a transparent member, and a rod shape made of a fluorescent conversion material disposed between the first light guide portion and the fourth light guide portion. The second light guide part, and the rod-like third light guide part and the fifth light guide part made of a fluorescent conversion material that are in close contact with the side surfaces of the first light guide part and the fourth light guide part via an air layer, respectively. and, Ri Tona,
Both end surfaces of the second light guide portion are optically joined to one end surfaces of the first light guide portion and the fourth light guide portion, respectively.
The photoelectric converter is optically coupled to the other end surface of the first light guide portion and one end surface of the third light guide portion, and to the other end surface of the fourth light guide portion and one end surface of the fifth light guide portion. Joined and
Reflective materials are optically bonded to the other end surfaces of the third light guide portion and the fifth light guide portion, respectively.
The third light guide part and the fifth light guide part are disposed on the opposite side of the scintillator part with respect to the first light guide part and the fourth light guide part, respectively, and the second light guide part and the third light guide part A radiation detector, wherein the side surfaces of the light guide part and the fourth light guide part are in close contact with one side of the flat scintillator part .

The light guide group disposed on one side of the scintillator is disposed so as to be 180 degrees rotationally symmetric with respect to the light guide group disposed on the opposite side. The radiation detector according to 1 or 2 .

The radiation detector according to any one of claims 1 to 3 , wherein an irregularly reflecting material is optically connected to a side end surface of the side where the light guide group of the scintillator portion is not disposed.

A plate-like scintillator that emits fluorescence upon incidence of radiation, a light guide group that is provided on each side of the scintillator unit to collect the fluorescence, and a photoelectric converter that converts the light collected by the light guide group A radiation detector comprising: a signal processing unit that detects and determines the presence or absence of contamination,
The light guide unit is in close contact through the first light guide portion of the rod-like formed of a transparent member, a second light guide portion of the rod-shaped made of fluorescent conversion material, an air layer side surface of the first light guide portion A rod-shaped third light guide portion made of a fluorescent conversion material,
The scintillator portion is divided into a cross shape and a light shielding plate is optically bonded to the boundary surface ,
One end surface of the first light guide portion is optically bonded to one end surface of the second light guide portion,
The other end face of the first light guide part and one end face of the third light guide part are optically joined to the photoelectric converter,
Reflectors are optically bonded to the other end surfaces of the second light guide part and the third light guide part, respectively.
The third light guide portion is disposed on the opposite side of the scintillator portion with respect to the first light guide portion, and the side surfaces of the first light guide portion and the second light guide portion are the flat plate-like scintillator portions. A radiation detector characterized by being in close contact with one side .

The light guide group disposed on one side of the scintillator is disposed so as to be 90 degrees rotationally symmetric with respect to the light guide group disposed on an adjacent side. 5. The radiation detector according to 5 .

The length of each of the first to fifth light guide portion, any one of claims 1 to 6 minimum light amount detected by the photoelectric conversion unit is characterized in that it is set to be maximum The radiation detector according to item 1.

The signal processing unit performs simultaneous counting processing of a signal pulse from a photoelectric conversion unit for converting into an electric signal, a wave height discriminating unit for discriminating a signal and noise from the electric signal of the photoelectric conversion unit, and a previous wave height discriminating unit The contamination determination processing unit for determining presence / absence of contamination from a pulse rate from the coincidence counting unit, the coincidence counting unit, and a display unit for displaying a result of the contamination determination processing unit. the radiation detector according to any one of 1 to 7.

The radiation detector according to any one of claims 1 to 8 , wherein a light adapter is provided between the photoelectric conversion unit and a light guide unit connected to the photoelectric conversion unit.