JP2007225569A - Scintillation detector - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scintillation detector capable of detecting β-rays further precisely. <P>SOLUTION: A scintillation detector 10 for detecting β-rays discharged from radionuclide in sample gas comprises a plate-like scintillator 12 for emitting light in response to the β-rays and γ-rays, a plate-like scintillator 13 arranged near and in substantially parallel to this and emits light in response to the γ-rays, a plate-like light shield body 14 for shielding light between both, a gas introduction chamber 15 disposed on the opposite side to the light shield body 14 with respect to the scintillator 12 and into which sample gas is introduced, and photodetection sections 17 and 18 that are disposed on the both sides of two scintillators and detect light of corresponding scintillators, respectively. The scintillator 12 and light shield body 14 are constituted so that the β-rays incoming into the scintillator 12 do not income into the scintillator 13, and the scintillators 12 and 13 and light shield body 14 have γ-ray transmission. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、シンチレータを用いてβ線を検出するためのシンチレーション検出器に関する。   The present invention relates to a scintillation detector for detecting β rays using a scintillator.

核燃料再処理施設から大気中に放出される気体廃棄物中には、放射性クリプトン（⁸⁵Ｋｒ）が含まれる。このため、再処理施設の周辺には、いわゆるモニタリングポストとして、大気中の⁸⁵Ｋｒ濃度を測定するためのクリプトンガスモニタが設置されている。 Radioactive krypton ( ⁸⁵ Kr) is contained in gaseous waste discharged into the atmosphere from nuclear fuel reprocessing facilities. Therefore, a krypton gas monitor for measuring the ⁸⁵ Kr concentration in the atmosphere is installed around the reprocessing facility as a so-called monitoring post.

図１２は、従来のクリプトンガスモニタ５０の概略構成図である。図１２において、クリプトンガスモニタ５０は、β線検出用のプラスチックシンチレータ５１を有する。このプラスチックシンチレータ５１の両側には、それぞれ、大気が導入されるガス導入室５２，５３が形成されるとともに、光電子増倍管（PMT: PhotoMultiplier Tube）５４，５５が配置されている。２つのＰＭＴ５４，５５の出力はコインシデンス回路５６に接続されており、コインシデンス回路５６の出力は測定器５７に接続されている。   FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a conventional krypton gas monitor 50. In FIG. 12, a krypton gas monitor 50 has a plastic scintillator 51 for detecting β-rays. On both sides of the plastic scintillator 51, gas introduction chambers 52 and 53 into which air is introduced are formed, and photomultiplier tubes (PMTs) 54 and 55 are arranged. The outputs of the two PMTs 54 and 55 are connected to a coincidence circuit 56, and the outputs of the coincidence circuit 56 are connected to a measuring device 57.

このクリプトンガスモニタ５０では、図１３に示されるようにガス導入室内の⁸⁵Ｋｒから放出されるβ線がプラスチックシンチレータ５１に入射すると、プラスチックシンチレータ５１が当該β線に感応して光を発する。この光は、２つのＰＭＴ５４，５５により電流パルスであるβ線検出パルスに変換されてコインシデンス回路５６に出力される。コインシデンス回路５６は、ＰＭＴ５４，５５の出力信号から熱雑音を除去してβ線検出パルスを取り出し、測定器５７に出力する。測定器５７は、β線検出パルスをカウントし、その結果から大気中の⁸⁵Ｋｒ濃度を算出する。 In the krypton gas monitor 50, when β rays emitted from ⁸⁵ Kr in the gas introduction chamber enter the plastic scintillator 51 as shown in FIG. 13, the plastic scintillator 51 emits light in response to the β rays. This light is converted into a β-ray detection pulse which is a current pulse by the two PMTs 54 and 55 and output to the coincidence circuit 56. The coincidence circuit 56 removes thermal noise from the output signals of the PMTs 54 and 55, extracts a β-ray detection pulse, and outputs it to the measuring device 57. The measuring device 57 counts β-ray detection pulses, and calculates the ⁸⁵ Kr concentration in the atmosphere from the result.

しかし、上記プラスチックシンチレータ５１は、γ線に対しても感度を有し、図１４に示されるように宇宙線（γ線）が入射した場合にも発光する。このため、上記クリプトンガスモニタ５０では、宇宙線をも検出してしまい、β線だけを正確に検出することができない。   However, the plastic scintillator 51 is sensitive to γ rays and emits light even when cosmic rays (γ rays) are incident as shown in FIG. For this reason, the krypton gas monitor 50 detects cosmic rays and cannot accurately detect only β rays.

特許文献１には、プラスチックシンチレータを用いてβ線を検出するシンチレーション検出器において、バックグラウンドとしてのγ線の影響を除去してβ線だけを正確に検出するようにしたものが開示されている。   Patent Document 1 discloses a scintillation detector that detects β-rays using a plastic scintillator in which only the β-rays are accurately detected by removing the influence of γ-rays as a background. .

図１５は、特許文献１に開示されているシンチレーション検出器６０の概略構成図である。このシンチレーション検出器６０は、筐体６１を有し、その測定面側と反対面側とには、それぞれ同一仕様のプラスチックシンチレータ６２，６３が取り付けられている。両プラスチックシンチレータ６２，６３の中間位置には、γ線透過性のβ線遮蔽体６４が設けられている。また、プラスチックシンチレータ６２に対しては一対のＰＭＴ６５，６６が配置され、プラスチックシンチレータ６３に対しては一対のＰＭＴ６７，６８が配置されている。   FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a scintillation detector 60 disclosed in Patent Document 1. The scintillation detector 60 has a housing 61, and plastic scintillators 62 and 63 having the same specifications are attached to the measurement surface side and the opposite surface side, respectively. A γ-ray transmissive β-ray shield 64 is provided at an intermediate position between the two plastic scintillators 62 and 63. A pair of PMTs 65 and 66 are arranged for the plastic scintillator 62, and a pair of PMTs 67 and 68 are arranged for the plastic scintillator 63.

上記構成では、測定面側のＰＭＴ６５，６６では、測定面側から入射する放射線のうちβ線とバックグラウンドとしてのγ線との両方が検出される。一方、反対面側のＰＭＴ６７，６８では、放射線のうちバックグラウンドとしてのγ線のみが検出される。そして、測定面側で検出されたβ線およびγ線の両方の検出信号から反対面側で検出されたγ線検出信号が差し引かれることにより、正味のβ線検出信号が得られる。   In the above configuration, the PMTs 65 and 66 on the measurement surface side detect both β rays and γ rays as the background from the radiation incident from the measurement surface side. On the other hand, in the PMTs 67 and 68 on the opposite surface side, only γ rays as a background are detected from the radiation. Then, a net β-ray detection signal is obtained by subtracting the γ-ray detection signal detected on the opposite surface side from both β-ray and γ-ray detection signals detected on the measurement surface side.

特開平１−２８７４９４号公報JP-A-1-287494

しかし、上記特許文献１に記載されたシンチレーション検出器６０には、次の問題がある。すなわち、宇宙線（γ線）成分を効果的に除去するためには、宇宙線の到来方向（天頂方向）に対して測定面を垂直に配置するのが良いが、このような配置では、プラスチックシンチレータ６２，６３に入射する宇宙線（すなわちノイズ）の量が多く、β線の検出感度に不利である。一方、プラスチックシンチレータ６２，６３に入射する宇宙線の量を少なくするためには、宇宙線の到来方向に対して測定面を平行に配置するのが良いが、このような配置では、図１５の矢線Ｘのようにプラスチックシンチレータ６２に入射した宇宙線がプラスチックシンチレータ６３に入射せず、宇宙線成分を除去することができない。   However, the scintillation detector 60 described in Patent Document 1 has the following problems. That is, in order to effectively remove the cosmic ray (γ-ray) component, it is preferable to arrange the measurement surface perpendicular to the direction of arrival of the cosmic rays (the zenith direction). The amount of cosmic rays (that is, noise) incident on the scintillators 62 and 63 is large, which is disadvantageous for β-ray detection sensitivity. On the other hand, in order to reduce the amount of cosmic rays incident on the plastic scintillators 62 and 63, it is preferable to arrange the measurement surface parallel to the arrival direction of the cosmic rays. Cosmic rays that have entered the plastic scintillator 62 as indicated by the arrow X do not enter the plastic scintillator 63, and the cosmic ray component cannot be removed.

そこで、本発明は、より正確にβ線を検出することを可能とするシンチレーション検出器を提供する。   Therefore, the present invention provides a scintillation detector that makes it possible to detect β-rays more accurately.

本発明に係るシンチレーション検出器は、サンプルガス中の放射性核種から放出されるβ線を検出するためのシンチレーション検出器であって、β線およびγ線に感応して光を発する板状の第１のシンチレータと、前記第１のシンチレータに略平行に近接して配置された、γ線に感応して光を発する板状の第２のシンチレータと、前記２つのシンチレータの間に配置された、両者間を遮光する板状の遮光体と、前記第１のシンチレータに対して前記遮光体とは反対側に設けられた、前記サンプルガスが導入されるガス導入室と、前記２つのシンチレータを挟んで両側に設けられた、それぞれ対応するシンチレータの光を検出する２つの光検出部と、を有し、前記第１のシンチレータおよび前記遮光体は、前記第１のシンチレータに入射したβ線が前記第２のシンチレータに入射しないように構成され、前記２つのシンチレータおよび前記遮光体は、γ線透過性を有することを特徴とする。   A scintillation detector according to the present invention is a scintillation detector for detecting β rays emitted from radionuclides in a sample gas, and is a plate-like first that emits light in response to β rays and γ rays. A scintillator, a plate-like second scintillator that emits light in response to γ rays, and is disposed between the two scintillators. A plate-shaped light-shielding body that shields light between the first scintillator, a gas introduction chamber that is provided on the opposite side of the light-shielding body with respect to the first scintillator, and that sandwiches the two scintillators Two light detectors provided on both sides for detecting the light of the corresponding scintillators, and the first scintillator and the light shielding body are configured such that β-rays incident on the first scintillator are The second scintillator is configured not to be incident on the second scintillator, and the two scintillators and the light shielding body have γ-ray permeability.

また、本発明に係るシンチレーション検出器は、サンプルガス中の放射性核種から放出されるβ線を検出するためのシンチレーション検出器であって、互いに略平行に近接して配置された、β線およびγ線に感応して光を発する板状の２つのシンチレータと、前記２つのシンチレータの間に配置された、両者間を遮光する板状の遮光体と、前記２つのシンチレータを挟んで両側に設けられた、前記サンプルガスが導入される２つのガス導入室と、前記２つのシンチレータを挟んで両側に設けられた、それぞれ対応するシンチレータの光を検出する２つの光検出部と、を有し、前記２つのシンチレータおよび前記遮光体は、一方のシンチレータに入射したβ線が他方のシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有することを特徴とする。   The scintillation detector according to the present invention is a scintillation detector for detecting β-rays emitted from radionuclides in a sample gas, and is arranged in close proximity to each other, β-rays and γ Two scintillators that emit light in response to a line, a plate-shaped light-shielding body that is disposed between the two scintillators and shields between the two, and provided on both sides of the two scintillators Two gas detection chambers into which the sample gas is introduced, and two light detection units provided on both sides of the two scintillators for detecting the light of the corresponding scintillators, The two scintillators and the light shielding body are configured so that β rays incident on one scintillator do not enter the other scintillator and have γ-ray transparency. It is characterized by.

本発明の好適な態様では、前記２つのシンチレータおよび前記遮光体は、互いに密着して配置される。   In a preferred aspect of the present invention, the two scintillators and the light shielding body are arranged in close contact with each other.

また、本発明の好適な態様では、前記２つのシンチレータは、天頂方向に略平行に配置される。   In a preferred aspect of the present invention, the two scintillators are arranged substantially parallel to the zenith direction.

本発明に係る放射線検出装置は、上記いずれかのシンチレーション検出器を備えた放射線検出装置であって、前記２つの光検出部は、それぞれ一対の光電子増倍管を含み、前記放射線検出装置は、それぞれ対応する前記一対の光電子増倍管の出力信号について同時計数を行う２つの同時計数器と、前記２つの同時計数器の出力信号について非同時計数を行う非同時計数器と、をさらに有することを特徴とする。   A radiation detection apparatus according to the present invention is a radiation detection apparatus including any one of the above scintillation detectors, wherein the two light detection units each include a pair of photomultiplier tubes, and the radiation detection apparatus includes: And further comprising two coincidence counters that perform coincidence on the output signals of the corresponding pair of photomultiplier tubes, and non-simultaneous counters that carry out non-coincidence on the output signals of the two coincidence counters. It is characterized by.

本発明によれば、より正確にβ線を検出することを可能とするシンチレーション検出器を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the scintillation detector which makes it possible to detect a beta ray more correctly can be provided.

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るクリプトンガスモニタ１の全体構成を示す概略図である。このクリプトンガスモニタ１は、空気中の放射性クリプトン（⁸⁵Ｋｒ）の濃度を測定する装置であり、例えば核燃料再処理施設の周辺でモニタリングポストとして用いられる。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a krypton gas monitor 1 according to the first embodiment. The krypton gas monitor 1 is a device that measures the concentration of radioactive krypton ( ⁸⁵ Kr) in the air, and is used as a monitoring post, for example, around a nuclear fuel reprocessing facility.

図１において、クリプトンガスモニタ１は、放射線検出装置１００を有する。この放射線検出装置１００は、サンプルガス中の放射性核種から放出されるβ線を検出する装置であり、本実施の形態では、大気中の⁸⁵Ｋｒから放出される低エネルギーβ線を検出する。放射線検出装置１００は、その主要構成要素として、シンチレーション検出器１０を有する。このシンチレーション検出器１０は、シンチレータを用いて放射線を検出するものである。なお、図には示されていないが、シンチレーション検出器１０は、これを外部の放射線から遮蔽するため、鉛等の遮蔽体で蔽われている。 In FIG. 1, the krypton gas monitor 1 has a radiation detection device 100. This radiation detection apparatus 100 is an apparatus that detects β rays emitted from radionuclides in a sample gas, and in this embodiment, detects low energy β rays emitted from ⁸⁵ Kr in the atmosphere. The radiation detection apparatus 100 has a scintillation detector 10 as its main component. The scintillation detector 10 detects radiation using a scintillator. Although not shown in the figure, the scintillation detector 10 is covered with a shield such as lead in order to shield it from external radiation.

図２および図３は、それぞれシンチレーション検出器１０の概略構成を示す側断面図および上面図である。図２，３に示されるように、シンチレーション検出器１０は、円筒状の筐体１１を有する。筐体１１の中央部分には、２つの矩形平板状のシンチレータ１２，１３が、筐体１１の軸方向に沿って延びるように、互いに略平行に近接して配置されている。   2 and 3 are a side sectional view and a top view showing a schematic configuration of the scintillation detector 10, respectively. As shown in FIGS. 2 and 3, the scintillation detector 10 has a cylindrical housing 11. Two rectangular flat scintillators 12 and 13 are disposed in the central portion of the housing 11 so as to extend along the axial direction of the housing 11 and in close proximity to each other.

シンチレータ１２，１３の寸法は、互いに略同一であり、次のとおりである。すなわち、矩形平面の一方の辺の長さは、筐体１１の高さと略同一であり、例えば３００ｍｍである。他方の辺の長さは、筐体１１の直径と略同一であり、例えば３５０ｍｍである。厚さは、例えば２ｍｍである。   The dimensions of the scintillators 12 and 13 are substantially the same and are as follows. That is, the length of one side of the rectangular plane is substantially the same as the height of the housing 11 and is, for example, 300 mm. The length of the other side is substantially the same as the diameter of the housing 11 and is, for example, 350 mm. The thickness is 2 mm, for example.

シンチレータ１２，１３は、β線およびγ線に感応してシンチレーション光を発するものであり、ここではプラスチックシンチレータである。本実施の形態では、シンチレータ１２，１３は、互いに同一仕様であり、略同一の特性を有する。   The scintillators 12 and 13 emit scintillation light in response to β rays and γ rays, and are scintillators here. In the present embodiment, the scintillators 12 and 13 have the same specifications and substantially the same characteristics.

２つのシンチレータ１２，１３の間には、矩形平板状の遮光体１４が配置されている。この遮光体１４の面形状はシンチレータ１２，１３と略同一であり、単位面積当りの質量は例えば２００ｍｇ／ｃｍ²であり、厚さは例えば０．１〜１．０ｍｍである。遮光体１４は、表面が反射材でコートされており、シンチレータ１２，１３間を遮光する機能と、光を反射する機能とを有する。 Between the two scintillators 12 and 13, a rectangular flat light-shielding body 14 is arranged. The surface shape of the light shield 14 is substantially the same as that of the scintillators 12 and 13, the mass per unit area is, for example, 200 mg / cm ² , and the thickness is, for example, 0.1 to 1.0 mm. The light shielding body 14 has a surface coated with a reflecting material, and has a function of shielding light between the scintillators 12 and 13 and a function of reflecting light.

シンチレータ１２，１３および遮光体１４は、本実施の形態では、互いに密着して配置されており、３重のサンドイッチ構造を形成している。   In this embodiment, the scintillators 12 and 13 and the light shield 14 are arranged in close contact with each other, forming a triple sandwich structure.

２つのシンチレータ１２，１３を挟んだ両側には、ガス導入室１５，１６が形成されている。ガス導入室１５は、筐体１１およびシンチレータ１２により仕切られた略半円筒状の室であり、ガス導入室１６は、筐体１１およびシンチレータ１３により仕切られた略半円筒状の室である。ガス導入室１５，１６には、不図示のポンプ等によって、サンプルガスとして⁸⁵Ｋｒを含む外気が導入される。具体的には、図２の矢印Ａで示されるように、ガス導入室１５，１６の一方（図２では上側）の開口から外気が導入され、他方（図２では下側）の開口から排出される。 Gas introduction chambers 15 and 16 are formed on both sides of the two scintillators 12 and 13. The gas introduction chamber 15 is a substantially semi-cylindrical chamber partitioned by the housing 11 and the scintillator 12, and the gas introduction chamber 16 is a substantially semi-cylindrical chamber partitioned by the housing 11 and the scintillator 13. Outside air containing ⁸⁵ Kr as sample gas is introduced into the gas introduction chambers 15 and 16 by a pump or the like (not shown). Specifically, as indicated by an arrow A in FIG. 2, outside air is introduced from one opening (upper side in FIG. 2) of the gas introduction chambers 15 and 16, and discharged from the other opening (lower side in FIG. 2). Is done.

また、２つのシンチレータ１２，１３を挟んだ両側には、それぞれ対応するシンチレータの光を検出する光検出部１７，１８が配置されている。具体的には、筐体１１のシンチレータ１２に対向する部分には、光検出部１７として、シンチレータ１２の光を検出する一対の光電子増倍管（ＰＭＴ）１７ａ，１７ｂが取り付けられている。また、筐体１１のシンチレータ１３に対向する部分には、光検出部１８として、シンチレータ１３の光を検出する一対のＰＭＴ１８ａ，１８ｂが取り付けられている。ＰＭＴ１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂは、シンチレータ１２または１３の光を電流に交換倍増し、電気的な検出パルスとして出力する変換器である。   Further, on both sides of the two scintillators 12 and 13, light detection units 17 and 18 for detecting the light of the corresponding scintillators are arranged. Specifically, a pair of photomultiplier tubes (PMTs) 17 a and 17 b that detect light of the scintillator 12 are attached to the portion of the housing 11 that faces the scintillator 12 as the light detection unit 17. In addition, a pair of PMTs 18 a and 18 b that detect the light of the scintillator 13 are attached to the portion of the housing 11 that faces the scintillator 13 as the light detection unit 18. The PMTs 17a, 17b, 18a, and 18b are converters that multiply the light of the scintillator 12 or 13 into current and output it as an electrical detection pulse.

上記構成において、シンチレータ１２，１３および遮光体１４は、一方のシンチレータに入射したβ線が他方のシンチレータに入射しないように構成されている。すなわち、シンチレータ１２または遮光体１４は、ガス導入室１５内の⁸⁵Ｋｒから放出されたβ線を遮蔽し、シンチレータ１３または遮光体１４は、ガス導入室１６内の⁸⁵Ｋｒから放出されたβ線を遮蔽する。本実施の形態では、⁸⁵Ｋｒのβ線を遮蔽するβ線遮蔽能を遮光体１４が有し、⁸⁵Ｋｒのβ線は実質的に遮光体１４で遮蔽される。ただし、シンチレータに十分なβ線遮蔽能を持たせ、シンチレータでβ線を遮蔽してもよい。 In the above configuration, the scintillators 12 and 13 and the light shield 14 are configured such that β rays incident on one scintillator do not enter the other scintillator. That is, the scintillator 12 or the light shielding body 14 shields β rays emitted from ⁸⁵ Kr in the gas introduction chamber 15, and the scintillator 13 or the light shielding body 14 emits β rays emitted from ⁸⁵ Kr in the gas introduction chamber 16. Shield. In this embodiment, the beta ray shielding ability to shield the beta rays ⁸⁵ Kr has the shading body 14, beta rays of ⁸⁵ Kr is shielded by substantially shielding member 14. However, the scintillator may have a sufficient β-ray shielding ability, and the β-ray may be shielded by the scintillator.

また、シンチレータ１２，１３および遮光体１４は、一方のシンチレータに入射したγ線が他方のシンチレータに入射するように、γ線透過性を有する。   Further, the scintillators 12 and 13 and the light shielding body 14 have γ-ray transparency so that γ rays incident on one scintillator are incident on the other scintillator.

また、シンチレータ１２，１３は、宇宙線（γ線）の影響を出来るだけ小さくするため、天頂方向（図２の矢印Ｂ方向）に平行に配置される。   The scintillators 12 and 13 are arranged in parallel to the zenith direction (the direction of arrow B in FIG. 2) in order to minimize the influence of cosmic rays (γ rays).

また、上記シンチレーション検出器１０では、⁸⁵Ｋｒのβ線は、当該β線の入射によるシンチレータの微弱な発光をＰＭＴが受光することにより検出される。そこで、筐体１１の内壁には、反射材がコートされている。また、放射線検出装置１００は、シンチレーション検出器１０が暗室状態となるように構成されている。 In the scintillation detector 10, ⁸⁵ Kr β-rays are detected when the PMT receives faint light emission of the scintillator due to incidence of the β-rays. Therefore, the inner wall of the housing 11 is coated with a reflective material. The radiation detection apparatus 100 is configured such that the scintillation detector 10 is in a dark room state.

再び図１を参照すると、シンチレーション検出器１０のＰＭＴ１７ａ，１７ｂの出力は、それぞれプリアンプ２１ａ，２１ｂを介して、コインシデンス回路２２の入力に接続されている。このコインシデンス回路２２は、２つの入力信号について同時計数を行う（すなわちコインシデンスをとる）回路であり、具体的には２つの入力パルスが同時に入ってきたときのみ出力パルスを出すものである。したがって、コインシデンス回路２２がパルスを出力した場合には、極めて高い確率で、シンチレータ１２の発光がＰＭＴ１７ａ，１７ｂの両方で検出されたといえる。このような作用により、コインシデンス回路２２は、ＰＭＴ１７ａ，１７ｂの出力信号から、熱雑音などのノイズを除去し、シンチレータ１２の発光を示す検出パルスを取り出す。   Referring to FIG. 1 again, the outputs of the PMTs 17a and 17b of the scintillation detector 10 are connected to the input of the coincidence circuit 22 via the preamplifiers 21a and 21b, respectively. The coincidence circuit 22 is a circuit that simultaneously counts two input signals (that is, obtains coincidence). Specifically, the coincidence circuit 22 outputs an output pulse only when two input pulses are input simultaneously. Therefore, when the coincidence circuit 22 outputs a pulse, it can be said that the light emission of the scintillator 12 is detected by both the PMTs 17a and 17b with a very high probability. By such an action, the coincidence circuit 22 removes noise such as thermal noise from the output signals of the PMTs 17a and 17b, and takes out a detection pulse indicating the light emission of the scintillator 12.

同様に、ＰＭＴ１８ａ，１８ｂの出力は、それぞれプリアンプ２３ａ，２３ｂを介して、コインシデンス回路２４の入力に接続されている。コインシデンス回路２４は、ＰＴＭ１８ａ，１８ｂの出力信号から、熱雑音などのノイズを除去し、シンチレータ１３の発光に対応する検出パルスを取り出す。   Similarly, the outputs of the PMTs 18a and 18b are connected to the input of the coincidence circuit 24 via preamplifiers 23a and 23b, respectively. The coincidence circuit 24 removes noise such as thermal noise from the output signals of the PTMs 18a and 18b, and extracts a detection pulse corresponding to light emission of the scintillator 13.

コインシデンス回路２２，２４の出力は、アンチコインシデンス回路２５の入力に接続されている。このアンチコインシデンス回路２５は、２つの入力信号について非同時計数を行う（すなわちアンチコインシデンスをとる）回路であり、具体的には、入力されたパルスのうち、同時に入ってきたパルスを除き、残ったパルスを出力するものである。アンチコインシデンス回路２５の出力は、測定器２００に接続されている。   The outputs of the coincidence circuits 22 and 24 are connected to the input of the anti-coincidence circuit 25. The anti-coincidence circuit 25 is a circuit that performs non-coincidence counting (that is, takes anti-coincidence) for two input signals. Specifically, the anti-coincidence circuit 25 remains except for pulses that have entered at the same time. A pulse is output. The output of the anti-coincidence circuit 25 is connected to the measuring device 200.

測定器２００は、上記放射線検出装置１００の出力信号に基づいて大気中の⁸⁵Ｋｒの濃度を演算する装置である。図１において、測定器２００は、計数回路２１０、演算回路２２０、および表示部２３０を有する。 The measuring device 200 is a device that calculates the concentration of ⁸⁵ Kr in the atmosphere based on the output signal of the radiation detection device 100. In FIG. 1, the measuring instrument 200 includes a counting circuit 210, an arithmetic circuit 220, and a display unit 230.

計数回路２１０は、アンチコインシデンス回路２５の出力パルスを計数するカウンタであり、本実施の形態では、出力パルスの計数率（単位時間当たりのパルス数）を求める。   The counting circuit 210 is a counter that counts the output pulses of the anti-coincidence circuit 25. In this embodiment, the counting circuit 210 obtains a count rate (number of pulses per unit time) of the output pulses.

演算回路２２０は、計数回路２１０により求められた計数率に基づき、大気中の⁸⁵Ｋｒ濃度を表すパラメータとして、単位体積当たりの放射能量（Ｂｑ／ｃｍ³）を算出する。 The arithmetic circuit 220 calculates the amount of radioactivity (Bq / cm ³ ) per unit volume as a parameter representing the ⁸⁵ Kr concentration in the atmosphere based on the counting rate obtained by the counting circuit 210.

表示部２３０は、演算回路２２０により算出された⁸⁵Ｋｒ濃度を画面上に表示させる。 The display unit 230 displays the ⁸⁵ Kr concentration calculated by the arithmetic circuit 220 on the screen.

以下、上記構成を有するクリプトンガスモニタ１の動作について説明する。   The operation of the krypton gas monitor 1 having the above configuration will be described below.

（ガス導入室１５内の⁸⁵Ｋｒのβ線がシンチレータ１２に入射した場合）
図４に示されるように、ガス導入室１５内の⁸⁵Ｋｒからβ線が放出され、当該β線がシンチレータ１２に入射した場合、シンチレータ１２はβ線に感応してシンチレーション光を発する。このシンチレーション光は、ＰＭＴ１７ａ，１７ｂに受光されるが、遮光体１４に遮光されるためＰＭＴ１８ａ，１８ｂには受光されない。 (When ⁸⁵ Kr β-rays in the gas introduction chamber 15 enter the scintillator 12)
As shown in FIG. 4, when β rays are emitted from ⁸⁵ Kr in the gas introduction chamber 15 and the β rays enter the scintillator 12, the scintillator 12 emits scintillation light in response to the β rays. The scintillation light is received by the PMTs 17a and 17b, but is not received by the PMTs 18a and 18b because the light is shielded by the light shield 14.

ＰＭＴ１７ａ，１７ｂは、それぞれ、上記シンチレーション光をβ線検出パルスＰβ１に変換し、当該β線検出パルスＰβ１をプリアンプ２１ａ，２１ｂを介してコインシデンス回路２２に出力する。   Each of the PMTs 17a and 17b converts the scintillation light into a β-ray detection pulse Pβ1, and outputs the β-ray detection pulse Pβ1 to the coincidence circuit 22 via the preamplifiers 21a and 21b.

コインシデンス回路２２は、プリアンプ２１ａ，２１ｂから上記β線検出パルスＰβ１を受けると、これらは同時入力なので、当該β線検出パルスＰβ１をアンチコインシデンス回路２５に出力する。   When the coincidence circuit 22 receives the β-ray detection pulse Pβ1 from the preamplifiers 21a and 21b, the coincidence circuit 22 outputs the β-ray detection pulse Pβ1 to the anti-coincidence circuit 25 because they are simultaneously input.

ところで、上記β線は、シンチレータ１２または遮光体１４により遮蔽され、シンチレータ１３には入射しない。このため、シンチレータ１３は発光せず、コインシデンス回路２４からは上記β線に対応するパルスは出力されない。   By the way, the β rays are shielded by the scintillator 12 or the light shield 14 and do not enter the scintillator 13. For this reason, the scintillator 13 does not emit light, and the coincidence circuit 24 does not output a pulse corresponding to the β ray.

よって、アンチコインシデンス回路２５は、一方のコインシデンス回路２２からのみβ線検出パルスＰβ１の入力を受けることとなり、当該β線検出パルスＰβ１を測定器２００に出力する。   Therefore, the anti-coincidence circuit 25 receives the β-ray detection pulse Pβ1 from only one coincidence circuit 22 and outputs the β-ray detection pulse Pβ1 to the measuring device 200.

（ガス導入室１６内の⁸⁵Ｋｒのβ線がシンチレータ１３に入射した場合）
ガス導入室１６内の⁸⁵Ｋｒからβ線が放出され、当該β線がシンチレータ１３に入射した場合、上記と同様に、一方のシンチレータ１３のみ発光し、この発光に対応するβ線検出パルスＰβ２が測定器２００に出力される。 (When ⁸⁵ Kr β-rays in the gas introduction chamber 16 enter the scintillator 13)
When β rays are emitted from ⁸⁵ Kr in the gas introduction chamber 16 and the β rays enter the scintillator 13, only one scintillator 13 emits light as described above, and a β ray detection pulse Pβ 2 corresponding to this light emission is emitted. It is output to the measuring device 200.

（シンチレータに宇宙線が入射した場合）
図５に示されるように、シンチレータ１３側から宇宙線が到来し、当該宇宙線がシンチレータ１３に入射した場合、当該宇宙線は、シンチレータ１３および遮光体１４を透過し、反対側のシンチレータ１２にも入射する。これにより、シンチレータ１２，１３の両方が同時に光を発する。 (When cosmic rays are incident on the scintillator)
As shown in FIG. 5, when a cosmic ray arrives from the scintillator 13 side and the cosmic ray enters the scintillator 13, the cosmic ray passes through the scintillator 13 and the light shielding body 14 and enters the scintillator 12 on the opposite side. Is also incident. Thereby, both scintillators 12 and 13 emit light simultaneously.

ＰＭＴ１７ａ，１７ｂは、それぞれ、上記シンチレータ１２の光をγ線検出パルスＰγ１に変換し、プリアンプ２１ａ，２１ｂを介してコインシデンス回路２２に出力する。コインシデンス回路２２は、当該γ線検出パルスＰγ１をアンチコインシデンス回路２５に出力する。   Each of the PMTs 17a and 17b converts the light of the scintillator 12 into a γ-ray detection pulse Pγ1 and outputs it to the coincidence circuit 22 via the preamplifiers 21a and 21b. The coincidence circuit 22 outputs the γ-ray detection pulse Pγ1 to the anti-coincidence circuit 25.

これと同時に、ＰＭＴ１８ａ，１８ｂは、それぞれ、上記シンチレータ１３の光をγ線検出パルスＰγ２に変換し、プリアンプ２３ａ，２３ｂを介してコインシデンス回路２４に出力する。コインシデンス回路２４は、当該γ線検出パルスＰγ２をアンチコインシデンス回路２５に出力する。   At the same time, each of the PMTs 18a and 18b converts the light of the scintillator 13 into a γ-ray detection pulse Pγ2, and outputs it to the coincidence circuit 24 through the preamplifiers 23a and 23b. The coincidence circuit 24 outputs the γ-ray detection pulse Pγ2 to the anti-coincidence circuit 25.

よって、アンチコインシデンス回路２５は、コインシデンス回路２２，２４からγ線検出パルスＰγ１，Ｐγ２を同時に受けることとなり、パルスを出力しない。   Therefore, the anti-coincidence circuit 25 receives the γ-ray detection pulses Pγ1 and Pγ2 from the coincidence circuits 22 and 24 at the same time, and does not output a pulse.

なお、シンチレータ１２側から宇宙線が到来した場合にも、上記と同様に、アンチコインシデンス回路２５はパルスを出力しない。   Note that, when a cosmic ray arrives from the scintillator 12 side, the anti-coincidence circuit 25 does not output a pulse as described above.

以上のように、放射線検出装置１００は、β線がシンチレータ１２に入射した場合にはβ線検出パルスＰβ１を測定器２００に出力し、β線がシンチレータ１３に入射した場合には、β線検出パルスＰβ２を測定器２００に出力し、γ線がシンチレータ１２または１３に入射した場合には、パルスを出力しない。すなわち、放射線検出装置１００は、測定された放射線の成分から、γ線の成分を取り除き、β線の成分だけを検出して出力する。   As described above, the radiation detection apparatus 100 outputs the β-ray detection pulse Pβ1 to the measuring device 200 when β rays are incident on the scintillator 12, and detects β rays when the β rays are incident on the scintillator 13. When the pulse Pβ2 is output to the measuring device 200 and γ rays are incident on the scintillator 12 or 13, no pulse is output. That is, the radiation detection apparatus 100 removes the γ-ray component from the measured radiation component, and detects and outputs only the β-ray component.

測定器２００では、計数回路２１０は、放射線検出装置１００から入力されるβ線検出パルスＰβ１およびＰβ２をカウントし、単位時間当たりのパルス数である計数率を求め、当該計数率を演算回路２２０に渡す。演算回路２２０は、計数回路２１０から受けた計数率に基づいて、大気中の⁸⁵Ｋｒの濃度（Ｂｑ／ｃｍ³）を算出し、得られた⁸⁵Ｋｒ濃度を表示部２３０に渡す。表示部２３０は、演算回路２２０から受けた⁸⁵Ｋｒ濃度を表示画面上に表示させる。 In the measuring instrument 200, the counting circuit 210 counts the β-ray detection pulses Pβ1 and Pβ2 input from the radiation detection apparatus 100, obtains a count rate that is the number of pulses per unit time, and sends the count rate to the arithmetic circuit 220. hand over. The arithmetic circuit 220 calculates the ⁸⁵ Kr concentration (Bq / cm ³ ) in the atmosphere based on the count rate received from the counting circuit 210, and passes the obtained ⁸⁵ Kr concentration to the display unit 230. The display unit 230 displays the ⁸⁵ Kr concentration received from the arithmetic circuit 220 on the display screen.

以上のとおり、本実施の形態に係るシンチレーション検出器１０は、β線およびγ線に感応して光を発するシンチレータ１２，１３と、両者間を遮光する遮光体１４と、シンチレータ１２，１３を挟んで両側に設けられた、サンプルガスが導入されるガス導入室１５，１６と、シンチレータ１２，１３を挟んで両側に設けられた、それぞれ対応するシンチレータの光を検出する光検出部１７，１８と、を有する。そして、シンチレータ１２，１３および遮光体１４は、一方のシンチレータに入射したβ線が他方のシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有する。   As described above, the scintillation detector 10 according to the present embodiment sandwiches the scintillators 12 and 13 that emit light in response to β-rays and γ-rays, the light-shielding body 14 that shields light therebetween, and the scintillators 12 and 13. Gas introduction chambers 15 and 16 provided on both sides for introducing sample gas, and light detection units 17 and 18 provided on both sides of the scintillators 12 and 13 for detecting the light of the corresponding scintillators, respectively. Have. The scintillators 12 and 13 and the light shield 14 are configured so that β rays incident on one scintillator do not enter the other scintillator and have γ-ray transparency.

上記構成では、一方側のガス導入室の放射性核種から放出されたβ線は、当該一方側のシンチレータに入射し、他方側のシンチレータには入射しない。そして、上記一方側のシンチレータは、上記β線の入射により光を発する。この光は、上記一方側の光検出部にて検出されるが、遮光体１４に遮られ他方側の光検出部には検出されない。一方、シンチレータ１２，１３および遮光体１４のγ線透過性により、γ線は、両方のシンチレータを発光させ、両方の光検出部で検出される。分かり易く言えば、放射性核種から放出されるβ線は片側のシンチレータでのみ検出され、γ線は両方のシンチレータで検出される。   In the above configuration, β rays emitted from the radionuclide in the gas introduction chamber on one side enter the scintillator on one side and do not enter the scintillator on the other side. The one scintillator emits light when the β rays are incident. This light is detected by the light detection unit on one side, but is blocked by the light shielding body 14 and is not detected by the light detection unit on the other side. On the other hand, due to the γ-ray transparency of the scintillators 12 and 13 and the light shield 14, γ-rays are emitted from both scintillators and detected by both light detection units. For simplicity, β-rays emitted from the radionuclide are detected only by one scintillator, and γ-rays are detected by both scintillators.

よって、本実施の形態に係るシンチレーション検出器によれば、γ線とβ線の弁別が可能となり、正確にβ線を検出することが可能となる。具体的には、両方のシンチレータによる検出信号のアンチコインシデンスをとることによって、検出信号からγ線の成分を取り除くことができ、β線だけを検出することができる。この結果、感度良く⁸⁵Ｋｒのβ線を検出することができ、高感度のクリプトンガスモニタを提供することが可能となる。 Therefore, according to the scintillation detector according to the present embodiment, γ rays and β rays can be distinguished, and β rays can be accurately detected. Specifically, by taking anti-coincidence of detection signals by both scintillators, the component of γ rays can be removed from the detection signals, and only β rays can be detected. As a result, ⁸⁵ Kr β-rays can be detected with high sensitivity, and a highly sensitive krypton gas monitor can be provided.

なお、上記取り除かれるγ線成分としては、宇宙線の成分の他に、内部発生するγ線の成分なども含まれる。また、本実施の形態によれば、γ線成分のみならず、高エネルギーβ線などを除去することも可能である。   The γ-ray components to be removed include γ-ray components that are generated internally in addition to cosmic ray components. Further, according to the present embodiment, not only γ-ray components but also high-energy β-rays can be removed.

また、本実施の形態では、２つの板状のシンチレータ１２，１３は、互いに略平行に近接して配置される。このため、２つのシンチレータが離して配置された場合と比較して、一方のシンチレータに入射したγ線を他方のシンチレータに確実に入射させることができる。これにより、より確実にγ線成分をキャンセルすることが可能となり、より正確にβ線の量を検出することが可能となる。また、シンチレータ１２，１３をγ線（宇宙線）の到来方向に平行に設置した場合であっても、両方のシンチレータで確実にγ線を検出することができる。このため、シンチレータをγ線の到来方向に平行に設置することによるノイズ低減効果と、γ線成分をキャンセルすることによるノイズ低減効果との両立を図ることが可能となり、より正確にβ線を検出することが可能となる。   In the present embodiment, the two plate-like scintillators 12 and 13 are arranged in close proximity to each other in a substantially parallel manner. For this reason, compared with the case where two scintillators are arranged apart from each other, γ rays incident on one scintillator can be reliably incident on the other scintillator. As a result, the γ-ray component can be canceled more reliably, and the amount of β-ray can be detected more accurately. Even if the scintillators 12 and 13 are installed in parallel to the arrival direction of γ rays (cosmic rays), γ rays can be reliably detected by both scintillators. For this reason, it is possible to achieve both the noise reduction effect by installing the scintillator parallel to the arrival direction of the γ-ray and the noise reduction effect by canceling the γ-ray component, and more accurately detect the β-ray. It becomes possible to do.

また、本実施の形態では、２つのシンチレータ１２，１３および遮光体１４は密着して配置されるので、上記近接配置による効果がより顕著に得られる。   In the present embodiment, since the two scintillators 12, 13 and the light shield 14 are arranged in close contact with each other, the effect of the close arrangement can be obtained more remarkably.

また、本実施の形態では、互いに略同一の特性を有する２つのシンチレータ１２，１３を用いるので、２つのシンチレータ１２，１３でγ線を同様に検出することができ、γ線成分のキャンセルを良好に行うことができる。   In this embodiment, since two scintillators 12 and 13 having substantially the same characteristics are used, the two scintillators 12 and 13 can similarly detect γ-rays, and cancel γ-ray components satisfactorily. Can be done.

また、本実施の形態では、２つのシンチレータ１２，１３の両方を用いてβ線を検出するので、一方のシンチレータだけでβ線を検出する構成と比較して、β線の検出を効率的に行うことができる。   Further, in the present embodiment, β rays are detected using both of the two scintillators 12 and 13, and therefore β rays can be detected more efficiently than a configuration in which β rays are detected by only one scintillator. It can be carried out.

また、本実施の形態に係る放射線検出装置１００は、上記シンチレーション検出器であって、光検出部１７および１８がそれぞれ一対のＰＭＴ１７ａ，１７ｂおよびＰＭＴ１８ａ，１８ｂを含むシンチレーション検出器を有する。そして、一対のＰＭＴ１７ａ，１７ｂの出力信号について同時計数を行うコインシデンス回路２２と、一対のＰＭＴ１８ａ，１８ｂの出力信号について同時計数を行うコインシデンス回路２４と、２つのコインシデンス回路２２，２４の出力信号について非同時計数を行うアンチコインシデンス回路２５とを有する。   The radiation detection apparatus 100 according to the present embodiment is the scintillation detector described above, and the light detection units 17 and 18 each include a pair of PMTs 17a and 17b and PMTs 18a and 18b. The coincidence circuit 22 that performs coincidence on the output signals of the pair of PMTs 17a and 17b, the coincidence circuit 24 that performs coincidence on the output signals of the pair of PMTs 18a and 18b, and the output signals of the two coincidence circuits 22 and 24 are not. And an anti-coincidence circuit 25 that performs coincidence counting.

上記構成では、コインシデンス回路２２は、一対のＰＭＴ１７ａ，１７ｂの出力信号から、熱雑音等のノイズを除去して、β線検出パルスおよびγ線検出パルスを出力する。コインシデンス回路２４は、一対のＰＭＴ１８ａ，１８ｂの出力信号から、熱雑音等のノイズを除去して、β線検出パルスおよびγ線検出パルスを出力する。アンチコインシデンス回路２５は、コインシデンス回路２２，２４から入力されるパルスのうち、同時入力されるγ線検出パルスを除去し、β線検出パルスを出力する。   In the above configuration, the coincidence circuit 22 removes noise such as thermal noise from the output signals of the pair of PMTs 17a and 17b, and outputs a β-ray detection pulse and a γ-ray detection pulse. The coincidence circuit 24 removes noise such as thermal noise from the output signals of the pair of PMTs 18a and 18b, and outputs β-ray detection pulses and γ-ray detection pulses. The anti-coincidence circuit 25 removes the simultaneously input γ-ray detection pulse from the pulses input from the coincidence circuits 22 and 24, and outputs a β-ray detection pulse.

よって、本実施の形態に係る放射線検出装置１００によれば、２つのシンチレータ１２，１３のシンチレーション光に基づいて、熱雑音やγ線の影響を除去しつつ、シンチレータ１２または１３へのβ線の入射を示すパルスを取り出すことができる。   Therefore, according to the radiation detection apparatus 100 according to the present embodiment, the β-rays to the scintillator 12 or 13 are removed based on the scintillation light of the two scintillators 12 and 13 while removing the influence of thermal noise and γ-rays. A pulse indicating incidence can be extracted.

なお、本実施の形態では、円筒形のシンチレーション検出器を例示したが、シンチレーション検出器の形状はこれに限られず、例えば、図６，７に示されるように四角筒形状であってもよい。   In the present embodiment, the cylindrical scintillation detector is exemplified, but the shape of the scintillation detector is not limited to this, and may be a rectangular tube shape as shown in FIGS.

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係るクリプトンガスモニタは、上記クリプトンガスモニタ１と殆ど同じものであるが、円筒状のシンチレータを有するものである。以下、本実施の形態に係るクリプトンガスモニタについて説明するが、上記クリプトンガスモニタ１と共通する部分については、同一の符号を用い、説明を省略する。 [Second Embodiment]
The krypton gas monitor according to the second embodiment is almost the same as the krypton gas monitor 1, but has a cylindrical scintillator. Hereinafter, the krypton gas monitor according to the present embodiment will be described, but portions common to the krypton gas monitor 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図８および図９は、それぞれ本実施の形態に係るシンチレーション検出器３０の概略構成を示す側断面図および上面図である。図８，９に示されるように、シンチレーション検出器３０は、円筒状の筐体３１を有する。この筐体３１の中央部分には、筐体３１と同心の円筒板状のシンチレータ３２が配置されている。このシンチレータ３２の内側には、筐体３１と同心の円筒板状のシンチレータ３３が、シンチレータ３２と略平行に近接して配置されている。そして、２つのシンチレータ３２，３３の間には、円筒板状の遮光体３４が配置されている。シンチレータ３２，３３および遮光体３４は、互いに密着して配置されており、３重のサンドイッチ構造を形成している。   8 and 9 are a side sectional view and a top view, respectively, showing a schematic configuration of the scintillation detector 30 according to the present embodiment. As shown in FIGS. 8 and 9, the scintillation detector 30 has a cylindrical casing 31. A cylindrical plate scintillator 32 concentric with the casing 31 is disposed at the center of the casing 31. Inside the scintillator 32, a cylindrical plate-like scintillator 33 concentric with the housing 31 is disposed in close proximity to the scintillator 32. A cylindrical plate-shaped light shield 34 is disposed between the two scintillators 32 and 33. The scintillators 32 and 33 and the light shielding body 34 are arranged in close contact with each other to form a triple sandwich structure.

２つのシンチレータ３２，３３を挟んだ両側には、ガス導入室３５，３６が形成されている。ガス導入室３５は、筐体３１とシンチレータ３２とに挟まれたドーナツ状の外周側の室であり、ガス導入室３６は、シンチレータ３３により仕切られた円筒状の内周側の室である。   Gas introduction chambers 35 and 36 are formed on both sides of the two scintillators 32 and 33. The gas introduction chamber 35 is a donut-shaped outer peripheral chamber sandwiched between the casing 31 and the scintillator 32, and the gas introduction chamber 36 is a cylindrical inner peripheral chamber partitioned by the scintillator 33.

また、２つのシンチレータ３２，３３を挟んだ両側には、それぞれ対応するシンチレータの光を検出する光検出部３７，３８が配置されている。具体的には、筐体３１には周方向に等間隔で、光検出部３７として、シンチレータ３２の光を検出する４個のＰＭＴ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄが取り付けられている。また、シンチレータ３３の内周側には筐体３１の上面部分に、光検出部３８として、シンチレータ３３の光を検出する２個のＰＭＴ３８ａ，３８ｂが取り付けられている。   Further, on both sides of the two scintillators 32 and 33, light detection units 37 and 38 for detecting the light of the corresponding scintillators are arranged. Specifically, four PMTs 37 a, 37 b, 37 c, and 37 d that detect light from the scintillator 32 are attached to the casing 31 as the light detection units 37 at equal intervals in the circumferential direction. In addition, two PMTs 38 a and 38 b that detect the light of the scintillator 33 are attached to the upper surface portion of the housing 31 as the light detection unit 38 on the inner peripheral side of the scintillator 33.

図１０は、本実施の形態に係る放射線検出装置３００の回路構成図である。図１０において、ＰＭＴ３７ａ，３７ｂの出力は、それぞれコインシデンス回路４１ａの入力に接続されている。ＰＭＴ３７ｂ，３７ｃの出力は、それぞれコインシデンス回路４１ｂの入力に接続されている。ＰＭＴ３７ｃ，３７ｄの出力は、それぞれコインシデンス回路４１ｃの入力に接続されている。ＰＭＴ３７ｄ，３７ａの出力は、それぞれコインシデンス回路４１ｄの入力に接続されている。また、ＰＭＴ３８ａ，３８ｂの出力は、それぞれコインシデンス回路４２の入力に接続されている。コインシデンス回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの出力は、ＯＲ（論理和）回路４３の入力に接続されている。ＯＲ回路４３およびコインシデンス回路４２の出力は、アンチコインシデンス回路４４の入力に接続されている。アンチコインシデンス回路４４の出力は、測定器２００に接続されている。   FIG. 10 is a circuit configuration diagram of the radiation detection apparatus 300 according to the present embodiment. In FIG. 10, the outputs of the PMTs 37a and 37b are connected to the inputs of the coincidence circuit 41a, respectively. The outputs of the PMTs 37b and 37c are connected to the input of the coincidence circuit 41b, respectively. The outputs of the PMTs 37c and 37d are connected to the input of the coincidence circuit 41c, respectively. The outputs of the PMTs 37d and 37a are connected to the input of the coincidence circuit 41d, respectively. The outputs of the PMTs 38a and 38b are connected to the input of the coincidence circuit 42, respectively. The outputs of coincidence circuits 41 a, 41 b, 41 c, 41 d are connected to the input of an OR (logical sum) circuit 43. The outputs of the OR circuit 43 and coincidence circuit 42 are connected to the input of the anti-coincidence circuit 44. The output of the anti-coincidence circuit 44 is connected to the measuring device 200.

このように、本実施の形態では、シンチレータ３２の光る部分によって光を検出するＰＭＴが違うため、隣り合うＰＭＴから発生した信号のコインシデンスをとった後、全てのＰＭＴからの信号のＯＲをとる。この構成により、シンチレータ３２のどの部分が光っても当該光が検出される。   Thus, in this embodiment, since the PMT for detecting light is different depending on the portion where the scintillator 32 shines, the coincidence of the signals generated from the adjacent PMTs is taken, and then the signals from all the PMTs are ORed. With this configuration, any part of the scintillator 32 emits light, which is detected.

そして、上記第１の実施の形態と同様に、外周側のガス導入室３５内の⁸⁵Ｋｒから放出されたβ線は外周側のＰＭＴ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄにより検出され、当該β線に対応するβ線検出パルスがＯＲ回路４３からアンチコインシデンス回路４４に入力される。また、内周側のガス導入室３６内の⁸⁵Ｋｒから放出されたβ線は内周側のＰＭＴ３８ａ，３８ｂにより検出され、当該β線に対応するβ線検出パルスがコインシデンス回路４２からアンチコインシデンス回路４４に入力される。また、シンチレータ３２，３３に入射したγ線は、外周側のＰＭＴおよび内周側のＰＭＴの両方に検出され、当該γ線に対応するγ線検出パルスがＯＲ回路４３およびコインシデンス回路４２から同時にアンチコインシデンス回路４４に入力される。アンチコインシデンス回路４４は、ＯＲ回路４３からのβ線検出パルスとコインシデンス回路４２からのβ線検出パルスとを測定器２００に出力する。 As in the first embodiment, β rays emitted from ⁸⁵ Kr in the gas introduction chamber 35 on the outer peripheral side are detected by the PMTs 37a, 37b, 37c, and 37d on the outer peripheral side, and correspond to the β rays. The β-ray detection pulse is input from the OR circuit 43 to the anti-coincidence circuit 44. Further, β rays emitted from ⁸⁵ Kr in the gas introduction chamber 36 on the inner peripheral side are detected by the PMTs 38a and 38b on the inner peripheral side, and β-ray detection pulses corresponding to the β rays are output from the coincidence circuit 42 to the anti-coincidence circuit. 44. The γ rays incident on the scintillators 32 and 33 are detected by both the outer peripheral side PMT and the inner peripheral side PMT, and γ ray detection pulses corresponding to the γ rays are simultaneously detected from the OR circuit 43 and the coincidence circuit 42. Input to the coincidence circuit 44. The anti-coincidence circuit 44 outputs the β-ray detection pulse from the OR circuit 43 and the β-ray detection pulse from the coincidence circuit 42 to the measuring device 200.

以上のとおり、本実施の形態では、円筒板状のシンチレータ３２，３３が用いられる。このように、シンチレータの形状は、平板に限られず適宜に変更可能である。例えば、図１１に示されるように、四角筒状のシンチレータを有する二重四角筒構造とすることも可能である。   As described above, in the present embodiment, the cylindrical scintillators 32 and 33 are used. Thus, the shape of the scintillator is not limited to a flat plate and can be changed as appropriate. For example, as shown in FIG. 11, a double square tube structure having a square tube scintillator may be used.

また、本実施の形態では、一方のシンチレータ３２側に４個のＰＭＴが設けられ、他方のシンチレータ３３側に２個のＰＭＴが設けられる。このように、一つのシンチレータに対応するＰＭＴの個数は２個に限られず適宜に変更可能である。また、２つのシンチレータ間で、対応するＰＭＴの個数が異なっていてもよい。   In the present embodiment, four PMTs are provided on one scintillator 32 side, and two PMTs are provided on the other scintillator 33 side. Thus, the number of PMTs corresponding to one scintillator is not limited to two and can be changed as appropriate. Further, the number of corresponding PMTs may be different between the two scintillators.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することができる。例えば、検出対象の放射線核種は、⁸⁵Ｋｒに限られず、例えば放射性キセノン（¹³³Ｘｅ）などであってもよい。また、２つのシンチレータおよび遮光体は、隙間を開けて配置されてもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously within the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the radionuclide to be detected is not limited to ⁸⁵ Kr, and may be, for example, radioactive xenon ( ¹³³ Xe). Further, the two scintillators and the light shielding body may be arranged with a gap therebetween.

また、上記実施の形態では、２つのシンチレータの両方を用いてβ線を検出する構成としたが、一方のシンチレータによりβ線を検出する次のような構成としてもよい。すなわち、シンチレーション検出器は、β線およびγ線に感応して光を発する板状の第１のシンチレータと、当該第１のシンチレータに略平行に近接して配置された、γ線に感応して光を発する板状の第２のシンチレータと、２つのシンチレータの間に配置された、両者間を遮光する板状の遮光体と、第１のシンチレータに対して遮光体とは反対側に設けられた、サンプルガスが導入されるガス導入室と、２つのシンチレータを挟んで両側に設けられた、それぞれ対応するシンチレータの光を検出する２つの光検出部とを有する。そして、第１のシンチレータおよび遮光体は、第１のシンチレータに入射したβ線が第２のシンチレータに入射しないように構成され、２つのシンチレータおよび遮光体は、γ線透過性を有する。   Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which detects a beta ray using both two scintillators, it is good also as the following structures which detect a beta ray with one scintillator. In other words, the scintillation detector is sensitive to γ rays, which are arranged in close proximity to the plate-like first scintillator that emits light in response to β rays and γ rays, and the first scintillator. A plate-shaped second scintillator that emits light, a plate-shaped light-shielding body that is disposed between the two scintillators and shields between the two, and a first scintillator that is provided on the opposite side of the light-shielding body. In addition, a gas introduction chamber into which the sample gas is introduced, and two light detection units that are provided on both sides of the two scintillators and detect the light of the corresponding scintillators, respectively. The first scintillator and the light shielding body are configured so that β rays incident on the first scintillator do not enter the second scintillator, and the two scintillators and the light shielding body have γ-ray transparency.

上記構成では、ガス導入室の放射性核種から放出されたβ線は、第１のシンチレータに入射し、第２のシンチレータには入射しない。そして、第１のシンチレータは、上記β線の入射により光を発する。この光は、第１のシンチレータ側の光検出部にて検出されるが、遮光体に遮られ第２のシンチレータ側の光検出部には検出されない。一方、２つのシンチレータおよび遮光体のγ線透過性により、γ線は、両方のシンチレータを発光させ、両方の光検出部で検出される。分かり易く言えば、放射性核種から放出されるβ線は第１のシンチレータでのみ検出され、γ線は両方のシンチレータで検出される。   In the above configuration, β rays emitted from the radionuclide in the gas introduction chamber enter the first scintillator and do not enter the second scintillator. The first scintillator emits light when the β rays are incident. This light is detected by the light detection unit on the first scintillator side, but is blocked by the light blocking body and is not detected by the light detection unit on the second scintillator side. On the other hand, due to the γ-ray transparency of the two scintillators and the light shield, γ-rays are emitted from both scintillators and detected by both light detection units. For simplicity, β-rays emitted from the radionuclide are detected only by the first scintillator, and γ-rays are detected by both scintillators.

よって、上記構成のシンチレーション検出器によれば、上記シンチレーション検出器１０と同様の効果を得ることができる。例えば、γ線とβ線の弁別が可能となり、正確にβ線を検出することが可能となる。また、２つのシンチレータは互いに略平行に近接して配置されるので、２つのシンチレータが離して配置された場合と比較して、より確実にγ線成分をキャンセルすることが可能となる。   Therefore, according to the scintillation detector having the above configuration, the same effect as that of the scintillation detector 10 can be obtained. For example, γ rays and β rays can be distinguished, and β rays can be accurately detected. In addition, since the two scintillators are arranged in close proximity to each other, it is possible to cancel the γ-ray component more reliably than in the case where the two scintillators are arranged apart from each other.

なお、上記構成では、第１および第２のシンチレータのγ線に対する感度は、互いに略同一であることが好ましい。   In the above configuration, it is preferable that the sensitivity of the first and second scintillators to γ rays is substantially the same.

第１の実施の形態に係るクリプトンガスモニタの全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the krypton gas monitor which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係るシンチレーション検出器の概略構成を示す側断面図である。It is a sectional side view showing a schematic structure of a scintillation detector concerning a 1st embodiment. 第１の実施の形態に係るシンチレーション検出器の概略構成を示す上面図である。It is a top view which shows schematic structure of the scintillation detector which concerns on 1st Embodiment. シンチレータにβ線が入射した場合を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the case where beta rays inject into a scintillator. シンチレータに宇宙線が入射した場合を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the case where a cosmic ray is incident on the scintillator. 四角筒形状を有するシンチレーション検出器の概略構成を示す側断面図である。It is side sectional drawing which shows schematic structure of the scintillation detector which has a square cylinder shape. 四角筒形状を有するシンチレーション検出器の概略構成を示す上面図である。It is a top view which shows schematic structure of the scintillation detector which has a square cylinder shape. 第２の実施の形態に係るシンチレーション検出器の概略構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows schematic structure of the scintillation detector which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施の形態に係るシンチレーション検出器の概略構成を示す上面図である。It is a top view which shows schematic structure of the scintillation detector which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施の形態に係る放射線検出装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the radiation detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 二重四角筒形状を有するシンチレーション検出器の概略構成を示す上面図である。It is a top view which shows schematic structure of the scintillation detector which has a double square cylinder shape. 従来のクリプトンガスモニタの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional krypton gas monitor. シンチレータにβ線が入射した場合を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the case where beta rays inject into a scintillator. シンチレータに宇宙線が入射した場合を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the case where a cosmic ray is incident on the scintillator. 特許文献１に開示されているシンチレーション検出器の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the scintillation detector currently disclosed by patent document 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ クリプトンガスモニタ、１０，３０ シンチレーション検出器、１１，３１ 筐体、１２，１３，３２，３３ シンチレータ、１４，３４ 遮光体、１５，１６，３５，３６ ガス導入室、１７，１８，３７，３８ 光検出部、１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ，３７ａ〜３７ｄ，３８ａ，３８ｂ 光電子増倍管（ＰＭＴ）、２１ａ，２１ｂ，２３ａ，２３ｂ プリアンプ、２２，２４，４１ａ〜４１ｄ，４２ コインシデンス回路、２５，４４ アンチコインシデンス回路、４３ ＯＲ回路、１００，３００ 放射線検出装置、２００ 測定器、２１０ 計数回路、２２０ 演算回路、２３０ 表示部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Krypton gas monitor 10,30 scintillation detector 11,31 housing | casing 12,13,32,33 scintillator 14,14 light-shielding body 15,16,35,36 gas introduction chamber 17,18,37,38 Photodetector, 17a, 17b, 18a, 18b, 37a to 37d, 38a, 38b Photomultiplier tube (PMT), 21a, 21b, 23a, 23b Preamplifier, 22, 24, 41a to 41d, 42 Coincidence circuit, 25, 44 anti-coincidence circuit, 43 OR circuit, 100, 300 radiation detector, 200 measuring instrument, 210 counting circuit, 220 arithmetic circuit, 230 display unit.

Claims (5)

サンプルガス中の放射性核種から放出されるβ線を検出するためのシンチレーション検出器であって、
β線およびγ線に感応して光を発する板状の第１のシンチレータと、
前記第１のシンチレータに略平行に近接して配置された、γ線に感応して光を発する板状の第２のシンチレータと、
前記２つのシンチレータの間に配置された、両者間を遮光する板状の遮光体と、
前記第１のシンチレータに対して前記遮光体とは反対側に設けられた、前記サンプルガスが導入されるガス導入室と、
前記２つのシンチレータを挟んで両側に設けられた、それぞれ対応するシンチレータの光を検出する２つの光検出部と、を有し、
前記第１のシンチレータおよび前記遮光体は、前記第１のシンチレータに入射したβ線が前記第２のシンチレータに入射しないように構成され、
前記２つのシンチレータおよび前記遮光体は、γ線透過性を有する、
ことを特徴とするシンチレーション検出器。 A scintillation detector for detecting beta rays emitted from radionuclides in a sample gas,
a plate-like first scintillator that emits light in response to β-rays and γ-rays;
A plate-like second scintillator that emits light in response to γ-rays, disposed in close proximity to the first scintillator;
A plate-shaped light-shielding body disposed between the two scintillators to shield light between the two;
A gas introduction chamber for introducing the sample gas, which is provided on the opposite side of the light shielding body with respect to the first scintillator;
Two light detectors provided on both sides of the two scintillators for detecting the light of the corresponding scintillators,
The first scintillator and the light shielding body are configured such that β rays incident on the first scintillator do not enter the second scintillator,
The two scintillators and the light shielding body have γ-ray permeability,
A scintillation detector characterized by that. サンプルガス中の放射性核種から放出されるβ線を検出するためのシンチレーション検出器であって、
互いに略平行に近接して配置された、β線およびγ線に感応して光を発する板状の２つのシンチレータと、
前記２つのシンチレータの間に配置された、両者間を遮光する板状の遮光体と、
前記２つのシンチレータを挟んで両側に設けられた、前記サンプルガスが導入される２つのガス導入室と、
前記２つのシンチレータを挟んで両側に設けられた、それぞれ対応するシンチレータの光を検出する２つの光検出部と、を有し、
前記２つのシンチレータおよび前記遮光体は、一方のシンチレータに入射したβ線が他方のシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有する、
ことを特徴とするシンチレーション検出器。 A scintillation detector for detecting beta rays emitted from radionuclides in a sample gas,
Two plate-like scintillators that emit light in response to β-rays and γ-rays that are arranged in close proximity to each other;
A plate-shaped light-shielding body disposed between the two scintillators to shield light between the two;
Two gas introduction chambers that are provided on both sides of the two scintillators and into which the sample gas is introduced;
Two light detectors provided on both sides of the two scintillators for detecting the light of the corresponding scintillators,
The two scintillators and the light shielding body are configured so that β rays incident on one scintillator do not enter the other scintillator, and have γ-ray transparency.
A scintillation detector characterized by that. 請求項１または２に記載されたシンチレーション検出器であって、
前記２つのシンチレータおよび前記遮光体は、互いに密着して配置されることを特徴とするシンチレーション検出器。 A scintillation detector according to claim 1 or 2,
The scintillation detector, wherein the two scintillators and the light shield are arranged in close contact with each other. 請求項１〜３のいずれか１項に記載されたシンチレーション検出器であって、
前記２つのシンチレータは、天頂方向に略平行に配置されることを特徴とするシンチレーション検出器。 The scintillation detector according to any one of claims 1 to 3,
The scintillation detector, wherein the two scintillators are arranged substantially parallel to the zenith direction. 請求項１〜４のいずれか１項に記載されたシンチレーション検出器を備えた放射線検出装置であって、
前記２つの光検出部は、それぞれ一対の光電子増倍管を含み、
前記放射線検出装置は、
それぞれ対応する前記一対の光電子増倍管の出力信号について同時計数を行う２つの同時計数器と、
前記２つの同時計数器の出力信号について非同時計数を行う非同時計数器と、
をさらに有する、
ことを特徴とする放射線検出装置。

A radiation detection apparatus comprising the scintillation detector according to any one of claims 1 to 4,
Each of the two light detection units includes a pair of photomultiplier tubes,
The radiation detection apparatus comprises:
Two coincidence counters that perform coincidence on the output signals of the corresponding pair of photomultiplier tubes,
A non-simultaneous counter that performs non-simultaneous counting on the output signals of the two simultaneous counters;
Further having
A radiation detector characterized by that.

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