JP2007327967A - Radiation discrimination measuring device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a color discretely on the species of a radiation which gives a light emission by the wavelength by a scintillator attached in each optical fiber, and to enhance a degree of freedom of a mounting and a layout. <P>SOLUTION: A radiation discrimination measuring device comprises a plurality of optical fibers 15 for transmission, the scintillators 7a, 8a which give the light emission by the wavelength and are attached in each optical fiber 15, shields 16, 17 installed in surroundings of these scintillators 7a, 8a for shielding the radiation except the target radiation. Additionally, each optical fiber 15 is combined in series or parallel connection. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、原子力産業、放射線医療および放射能取扱施設などの放射性物質を取り扱う産業および研究機関において適用されるものであり、α線、β線、Ｘ線、γ線あるいは中性子線のいずれかが混在している放射線から、各放射線を弁別かつ測定し、非破壊試験を行える放射線弁別測定装置に関するものである。   The present invention is applied in industries and research institutions that handle radioactive materials, such as the nuclear power industry, radiology and radioactivity handling facilities, and any one of α rays, β rays, X rays, γ rays, or neutron rays is applied. The present invention relates to a radiation discrimination measuring apparatus that can perform non-destructive testing by discriminating and measuring each radiation from mixed radiation.

放射線が物質を透過する際には、その構成物質の種類もしくは形状によって吸収および散乱が異なってくる。これを映像として写真やビデオ、デジタルファイル等として記録すれば、物質の破損状態、変化および充填状況等を把握することができる。これは一般にレントゲン写真で人体の内部状態を診察するのと同様の原理である。測定したい物体あるいは試料を破壊せずに内部の状態を測定するこの方法は、ラジオグラフィまたは非破壊放射線撮影法と呼ばれている。   When radiation passes through a substance, absorption and scattering differ depending on the type or shape of the constituent substance. If this is recorded as an image as a photograph, video, digital file or the like, it is possible to grasp the breakage state, change and filling state of the substance. This is generally the same principle as examining the internal state of the human body with radiographs. This method of measuring the internal state without destroying the object or sample to be measured is called radiography or non-destructive radiography.

従来からこのようなラジオグラフィとして、放射線のなかでもＸ線あるいはγ線を用いたものが良く知られている。Ｘ線あるいはγ線は、物をよく透過し軽い物ほど透過しやすいので、物体の内部のようすを調べるのに利用されている。しかし、Ｘ線あるいはγ線では軽い物ほど透過しやすいために、原子番号が小さい元素である軽元素を良く透過してしまうことから、金属材料中に隠された水素含有物質等を検査するのは困難であった。また、Ｘ線あるいはγ線では、硼（ほう）素と炭素のように原子番号が隣接した元素のように、微量の差を識別することは困難であった。   Conventionally, as such radiography, those using X-rays or γ-rays are well known. X-rays or γ-rays are used to examine the inside of an object because they pass through objects well and lighter objects are easier to transmit. However, X-rays or γ-rays are lighter and easier to transmit, so light elements with small atomic numbers are well transmitted. Therefore, hydrogen-containing substances hidden in metal materials are inspected. Was difficult. In addition, in X-rays or γ-rays, it is difficult to identify a minute difference such as elements having adjacent atomic numbers such as boron and carbon.

一方、Ｘ線あるいはγ線のかわりに中性子を用いたラジオグラフィが利用されている。このラジオグラフィでは、中性子の吸収が原子番号には依存せず、また重たい物質中をも透過するため、Ｘ線あるいはγ線では識別できなかった、金属中の軽元素の識別を行うことができる。また、中性子に対する吸収もしくは散乱断面積の値は、各元素によって固有であり、例えば、硼素に対しては中性子の吸収量が多いが、炭素に対しては多くない。このため、中性子を利用して軽元素までを識別する非破壊検査が行われるようになった。   On the other hand, radiography using neutrons instead of X-rays or γ-rays is used. In this radiography, the absorption of neutrons does not depend on the atomic number, and also passes through heavy materials, so light elements in metals that could not be identified by X-rays or γ-rays can be identified. . Further, the value of the absorption or scattering cross section for neutrons is unique to each element. For example, neutron absorption is large for boron, but not for carbon. For this reason, non-destructive inspection has been conducted to identify even light elements using neutrons.

現在では、このようなＸ線あるいはγ線を用いたラジオグラフィおよび中性子を用いたラジオグラフィの長所を生かして、両者を併用したラジオグラフィが用いられており、具体的には、加工品等の非破壊検査を行なっている。このＸ線、γ線あるいは中性子を併用したラジオグラフィによれば、同一試料についてそれぞれ異なったＸ線、γ線あるいは中性子による検査という２回の操作が必要となるため、測定時間および操作の面で煩雑であった。   Currently, taking advantage of the radiography using X-rays or γ-rays and the radiography using neutrons, radiography using both is used. Non-destructive inspection is conducted. According to the radiography combined with X-rays, γ-rays or neutrons, the same sample requires two operations of inspection with different X-rays, γ-rays or neutrons. It was complicated.

このような欠点を解消する方法として、例えば、特開昭５８−１１３８４２号公報（例えば、特許文献１参照）等に掲載されているように、カリホルニウムＣｆ.252を中性子源とγ線源として用い、γ線画像検出器と中性子画像検出器とを並設させ、これらの各検出器にフィルムをセットして同時に画像を記録するという同時ラジオグラフィ手法が提案されている。しかし、このような方法においても、記録される画像であるフィルムが２枚となってしまうため、正確な位置合わせおよび画像処理上の煩雑さを有していた。   As a method for solving such a drawback, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-113842 (for example, see Patent Document 1), Californium Cf.252 is used as a neutron source and a γ-ray source. A simultaneous radiography method has been proposed in which a γ-ray image detector and a neutron image detector are juxtaposed, a film is set on each detector, and an image is recorded simultaneously. However, even in such a method, since there are two films as images to be recorded, there is a problem in accurate alignment and image processing.

さらに、この同時ラジオグラフィ手法を改良して、例えば、特開昭６１−１８４４４４号公報（例えば、特許文献２参照）等に掲載されているように、色別でγ線画像と中性子画像とを測定する方法が提案されている。
特開昭５８−１１３８４２号公報 特開昭６１−１８４４４４号公報 特開平４−２９０９８５号公報 Furthermore, this simultaneous radiography method is improved, and γ-ray images and neutron images are classified by color as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-184444 (see, for example, Patent Document 2). A method of measuring has been proposed.
JP 58-113842 A Japanese Patent Laid-Open No. 61-184444 JP-A-4-290985

しかし、上記のような方法によれば、色別でγ線画像と中性子画像とを測定できる点において優れていたが、以下に示すような問題を有していた。   However, the method as described above is excellent in that the γ-ray image and the neutron image can be measured by color, but has the following problems.

上述した特開昭６１−１８４４４４号公報における同時ラジオグラフィでは、１枚のフィルム上に赤色発光のγ線画像用のシンチレータと中性子用の青色あるいは緑色発光のシンチレータとを組合わせ、色別でγ線画像と中性子画像とを測定している。   In the above-mentioned simultaneous radiography in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-184444, a scintillator for γ-ray image emitting red light and a blue or green light emitting scintillator for neutron are combined on one film, A line image and a neutron image are measured.

実際には、γ線画像用のシンチレータとして、赤色光を発する蛍光材を重金属板上に塗布または蒸着したものを用いる。一方、中性子用のシンチレータとして、リチウム（Ｌｉ−６）あるいはボロン（Ｂ−１０）を含む物質に、青色または緑色で発光する蛍光材を混合または塗布あるいは蒸着したものを用い、中性子はリチウムまたはボロンと（ｎ，α）反応を起こし、これにより生じたアルファ（α）線によって青色発光蛍光材が青色に発色される。なお、この青色発光蛍光材として、蛍光体に銀で活性化した硫化亜鉛ＺｎＳ：Ａｇを用いている。   Actually, a scintillator for γ-ray images is obtained by applying or vapor-depositing a fluorescent material emitting red light on a heavy metal plate. On the other hand, as a scintillator for neutrons, a material containing lithium (Li-6) or boron (B-10) mixed with, or applied to, or vapor-deposited with a fluorescent material that emits blue or green light is used. And the (n, α) reaction occurs, and the blue (light emitting) fluorescent material is colored blue by the alpha (α) rays generated thereby. In addition, as this blue light-emitting fluorescent material, zinc sulfide ZnS: Ag activated with silver is used for the phosphor.

このように、１枚のフィルム上に中性子ラジオグラフィを青色で記録し、Ｘ線あるいはγ線ラジオグラフィを赤色で記録して色弁別する方法では、Ｘ線およびγ線によるかぶりを補正することが可能であった。またこの方法では、上記した銀で活性化した硫化亜鉛ＺｎＳ：Ａｇと組み合わせた蛍光材を用いることにより、Ｘ線あるいはγ線に対してかぶる量が少ないという長所を有していたが、感度を十分に満足するものではなかった。   As described above, in the method of recording neutron radiography in blue on one film and recording X-rays or γ-ray radiography in red to discriminate color, it is possible to correct the fog caused by X-rays and γ-rays. It was possible. In addition, this method has the advantage that the amount of irradiation with respect to X-rays or γ-rays is small by using a fluorescent material combined with the above-described zinc sulfide ZnS: Ag activated with silver. I was not fully satisfied.

また、使用するシンチレータは、γ線と中性子との互いの波長に対して透過する材料から構成されていないため、γ線画像用のシンチレータと中性子用のシンチレータとの間にフィルムを挟む構成とし、シンチレータを配置しなければならなかった。このため３つのシンチレータを配置して、３色以上の組合わせの発光を行わせるのは実質上難しかった。   Moreover, since the scintillator to be used is not composed of a material that transmits γ rays and neutrons with respect to each other's wavelength, a film is sandwiched between the scintillator for γ ray images and the scintillator for neutrons, The scintillator had to be placed. For this reason, it is practically difficult to arrange three scintillators to emit light of a combination of three or more colors.

さらに、フィルムをはさんで配置する場合には、−般のカラーフィルムではハレーション防止層があり、裏面からの光は正確に記録されない。このため特殊なカラーフィルムを使用しなければならず、コスト的に高くなるという問題を有していた。   In addition, when the film is disposed between, a general color film has an antihalation layer, and light from the back surface is not accurately recorded. For this reason, a special color film has to be used, which has a problem of high cost.

また、一方において、近年、中性子における感度を向上させる方法が開発されており、例えば、特開平４−２９０９８５号公報等に掲載されているように、従来のリチウム（Ｌｉ−６）またはボロン（Ｂ−１０）を用いたタイプに比べて、中性子に対する感度を高くした中性子用のイメージングプレートが開発されている。これは、電子線および放射線などの照射後、熱および光などの刺激で発光する現象である、蛍光体の輝尽発光を利用して開発されたものであり、このイメージングプレートは、輝尽蛍光体を塗布したものから構成される。具体的にこのイメージングプレートは、中性子との反応にガドリニウム（Ｇｄ）を用い、付活剤にプラセオジム（Ｐｒ）、テルビウム（Ｔｂ）あるいはユウロピウム（Ｅｕ）を含有した焼結体からなるものである。   On the other hand, in recent years, a method for improving the sensitivity in neutrons has been developed. For example, as disclosed in JP-A-4-290985 and the like, conventional lithium (Li-6) or boron (B An imaging plate for neutrons having higher sensitivity to neutrons compared to the type using -10) has been developed. This was developed by using the phosphor's stimulated luminescence, which is a phenomenon that emits light by stimulation such as heat and light after irradiation with an electron beam and radiation. Consists of a body applied. Specifically, this imaging plate is made of a sintered body using gadolinium (Gd) for reaction with neutrons and containing praseodymium (Pr), terbium (Tb) or europium (Eu) as an activator.

上記したイメージングプレートは、さらに改良が進み、Χ線用のイメージングプレートおよび中性子と反応するリチウム（Ｌｉ−６）と、ボロン（Ｂ−１０）またはガドリニウム（Ｇｄ）とからなる中性子用のイメージングプレートを組み合わせたものも開発されている。   The imaging plate described above has been further improved, and an imaging plate for neutrons and an imaging plate for neutrons composed of lithium (Li-6) that reacts with neutrons and boron (B-10) or gadolinium (Gd). Combinations have also been developed.

このような中性子用のイメージングプレートは、輝尽性蛍光体を用い電離放射線による信号をカラーセンターとして捕獲記憶し、読取り器のレーザー光で蛍光を発光させて画像化するものであるため、中性子に対する感度が高く、明るいところで作業できる点で優れているが、中性子照射後に読取り作業を別に行わなくてはならない点でリアルタイム性において問題がある。またこの技術は、元々Ｘ線用に開発されたものであるため、Ｘ線およびγ線に対する感度が高く、中性子画像にＸ線およびγ線の画像がかぶり区別できないという問題を有していた。この場合においても、中性子を遮断して、Ｘ線やγ線の画像を別に撮って画像処理しなければならないが、このような方法は、未だに開発されていないのが現状であった。   Such an imaging plate for neutrons uses a stimulable phosphor, captures and stores a signal from ionizing radiation as a color center, and emits fluorescence with a laser beam from a reader to form an image. Although it is excellent in that the sensitivity is high and the work can be performed in a bright place, there is a problem in the real-time property in that the reading work must be performed separately after neutron irradiation. Further, since this technology was originally developed for X-rays, it has a problem that the sensitivity to X-rays and γ-rays is high, and the X-ray and γ-ray images cannot be distinguished from the neutron images. Even in this case, neutrons must be cut off and X-ray and γ-ray images must be taken separately for image processing, but such a method has not yet been developed.

本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、工業用測定対象物の内部を調査するために非破壊試験を行う際、測定対象物に放射して得られる放射線に含まれるα線、β線、γ線、中性子線およびＸ線などのいずれかから構成される放射線から、各個別の放射線として弁別するとともに、弁別した各放射線をタイムラグなしに、直接撮像して画像化できる放射線弁別測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve these problems, and is included in radiation obtained by irradiating a measurement object when performing a nondestructive test to investigate the inside of the industrial measurement object. Able to discriminate as individual radiation from radiation composed of any one of α ray, β ray, γ ray, neutron ray and X ray, and to directly pick up and image each discriminated radiation without time lag An object of the present invention is to provide a radiation discrimination measuring device.

本発明に係る放射線弁別測定装置は、上述した課題を解決するために、伝送用の複数の光ファイバと、この各光ファイバに取り付けられた波長別に発光するシンチレータと、このシンチレータの周りに目的とする放射線以外に対して設置された遮蔽材とから構成され、前記各光ファイバが直列あるいは並列に結合して構成されることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a radiation discrimination measuring apparatus according to the present invention has a plurality of optical fibers for transmission, a scintillator that emits light for each wavelength attached to each optical fiber, and an object around the scintillator. It is comprised from the shielding material installed with respect to other than the radiation to perform, Each said optical fiber is comprised by connecting in series or in parallel, It is characterized by the above-mentioned.

本発明においては、シンチレータを一つにまとめて一個所から発光させて測定するという構成ではなく、波長別に発光するシンチレータを個別に光ファイバに取り付けた構成としている。個々のシンチレータの周りには目的とする放射線以外に対して遮蔽材を設け、更に伝送用の光ファイバを直列または並列に結合させて、放射線の種類を色別で測定する構成としてある。このため、本発明によれば、光ファイバを束ねる構成としたり、別々に配置する構成とすることができ、配置する応用範囲が広くなる。   In the present invention, the scintillators are not combined to measure light by emitting light from one place, but are configured to individually attach scintillators that emit light according to wavelengths to optical fibers. A shielding material is provided around the individual scintillators in addition to the intended radiation, and transmission optical fibers are coupled in series or in parallel to measure the type of radiation by color. For this reason, according to this invention, it can be set as the structure which bundles an optical fiber, or can be arrange | positioned separately, and the application range to arrange | position becomes wide.

本発明に係る放射線弁別測定装置は、波長別に発光するシンチレータを各光ファイバに取り付け、目的とする放射線以外を遮蔽材で遮蔽したので、光ファイバで放射線の種類を色別に伝送させて測定することができ、各シンチレータの取付けや配置の自由度を向上させることができる。   Since the radiation discrimination measuring apparatus according to the present invention attaches a scintillator that emits light according to wavelength to each optical fiber and shields other than the intended radiation with a shielding material, the type of radiation is transmitted by color using the optical fiber and measured. The degree of freedom in mounting and arranging each scintillator can be improved.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は原子力産業で使用される放射性物質の測定例についてのものであり、例えば放射線の種類Ａを中性子、ＢをＸ線、およびＣをγ線とし、その弁別測定を行うための中性子ラジオグラフィについて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this embodiment is about the measurement example of the radioactive substance used in the nuclear industry. For example, the radiation type A is neutron, B is X-ray, and C is γ-ray. Neutron radiography will be described.

［第１実施形態（図１，図２）］
図１は、本実施形態による中性子ラジオグラフィの基本構成を示し、図２はその中の撮像手段の要部を示している。 [First Embodiment (FIGS. 1 and 2)]
FIG. 1 shows the basic configuration of the neutron radiography according to the present embodiment, and FIG. 2 shows the main part of the imaging means therein.

図１に示すように、本実施形態では放射線源を中性子源１とし、この中性子源１を減速材としてのモデレータ２内に収納している。この中性子源１から照射される中性子ビームにΧ線またはγ線が含まれている場合がある。モデレータ２内には、中性子ビームの照射部位にコリメータ３を設置し、このコリメータ３によって収束された中性子ビームを、工業用測定対象物４に照射するようにし、その測定対象物４の後方に、撮像手段としての撮像カセッテ５を配置している。これにより、測定対象物４を透過した放射線（中性子、Ｘ線またはγ線）が、撮像カセッテ５で放射線の信号として検出され映像化されるようにしてある。測定対象物４は工業用を想定しており、人体を含むものではない。   As shown in FIG. 1, in this embodiment, the radiation source is a neutron source 1, and this neutron source 1 is housed in a moderator 2 as a moderator. In some cases, the neutron beam irradiated from the neutron source 1 contains soot or γ rays. In the moderator 2, a collimator 3 is installed at the irradiation site of the neutron beam, and the industrial measurement object 4 is irradiated with the neutron beam converged by the collimator 3, and behind the measurement object 4, An imaging cassette 5 as an imaging means is arranged. As a result, the radiation (neutron, X-ray or γ-ray) transmitted through the measurement object 4 is detected as a radiation signal by the imaging cassette 5 and imaged. The measurement object 4 is intended for industrial use and does not include a human body.

そして本実施形態では、撮像カセッテ５を、図２に拡大して示すように、記録媒体として着脱可能なカラーフィルム６を用いた構成としてあり、このカラーフィルム６に、第１シンチレータ７、第２シンチレータ８および第３シンチレータ９が順次に配置されるようにしてある。これらの各シンチレータ７，８，９は、薄い構成とすることにより各発光が相互に透過できるようになっている。   In this embodiment, as shown in the enlarged view of FIG. 2, the imaging cassette 5 has a configuration using a detachable color film 6 as a recording medium. The color film 6 includes a first scintillator 7 and a second scintillator 7. The scintillator 8 and the third scintillator 9 are arranged sequentially. Each of these scintillators 7, 8, 9 is configured to be thin so that each light emission can pass through each other.

第１シンチレータ７は、中性子放射線に対して感度が高い赤色発光体、例えばユウロピウム（Ｅｕ）で活性化した酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ_２０_２Ｓ）によって構成し、厚さは、例えば４０μｍとしてある。 The first scintillator 7 is composed of a red light emitter having high sensitivity to neutron radiation, for example, gadolinium oxysulfide (Gd ₂ O ₂ S) activated with europium (Eu), and has a thickness of, for example, 40 μm.

第２シンチレータ８は、Ｘ線に対して感度が高い緑色発光体、例えばテルビウム（Ｔｂ）で活性化した酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ_２０_２Ｓ）によって構成し、厚さは数十μｍとしてある。 The second scintillator 8 is composed of a green light emitter having high sensitivity to X-rays, for example, gadolinium oxysulfide (Gd ₂ O ₂ S) activated with terbium (Tb), and has a thickness of several tens of μm.

第３シンチレータ９は、γ線に対して感度が高い青色発光体、例えば銀（Ａｇ）で活性化した硫化亜鉛（ＺｎＳ）によって構成し、厚さは数十μｍとしてある。   The third scintillator 9 is made of a blue light emitting body having high sensitivity to γ rays, for example, zinc sulfide (ZnS) activated with silver (Ag), and has a thickness of several tens of μm.

なお、これら第１、第２、第３シンチレータ７，８，９としては、前述した他の各種発光体を適用することが可能であり、その場合も本実施形態と同様の機能を得ることができる。また、発行色は、赤色、青色、緑色の組合わせを前述のように、種々変更することができる。   As the first, second, and third scintillators 7, 8, and 9, it is possible to apply the other various light emitters described above, and in that case, the same function as in this embodiment can be obtained. it can. Further, as described above, various combinations of the red, blue, and green colors can be changed as described above.

本実施形態では、第２、第３シンチレータ８，９で発生した緑色および青色光が、第１、第２シンチレータ７，８を透過してフィルム状に照射される際に、各シンチレータの情報が減算された状態で感光される。   In this embodiment, when the green and blue light generated in the second and third scintillators 8 and 9 are transmitted through the first and second scintillators 7 and 8 and irradiated in the form of a film, information on each scintillator is obtained. It is exposed in the subtracted state.

なお、図２では、カラーフィルム６を各シンチレータ７，８，９に対して、矢印で示した放射線の入射側である左側にセットしたものとして示したが、カラーフィルム６は各シンチレータ７，８，９に対して、放射線透過後の方向、つまり図の右側にセットしても良い。   In FIG. 2, the color film 6 is shown as being set on the left side, which is the radiation incident side indicated by the arrow, with respect to each scintillator 7, 8, 9. , 9 may be set in the direction after radiation transmission, that is, on the right side of the figure.

本実施形態においては、カラーフィルム６をは現像して観察し、あるいはスキャナー等でデジタル的に処理して波長別に放射線の画像として見ることが河能になる。したがって、異なる放射線により発光する第１、第２、第３シンチレータ７，８，９の組合せ構成によって、従来できなかった１枚のカラー写真に短時間で記録するで、瞬時にカラー画像として放射線別の画像観察を行え、これにより測定対象物４への放射線の照射量を減少して検査できるようになり、被爆量の低減や測定時間の短縮等が図れる。   In the present embodiment, the color film 6 is developed and observed, or digitally processed by a scanner or the like and viewed as a radiation image for each wavelength. Therefore, by combining the first, second, and third scintillators 7, 8, and 9 that emit light with different radiations, it is possible to record a single color photograph in a short time, which could not be performed in the past, so that a color image can be instantaneously separated by radiation Thus, it becomes possible to perform inspection by reducing the amount of radiation applied to the measurement object 4, thereby reducing the amount of exposure and shortening the measurement time.

［第２実施形態（図３〜図５）］
本実施形態は、第１実施形態で示したカラーフィルムに代えてカメラおよび光学レンズを用い、画像を直接観測する構成としたものである。図３は装置の全体構成を示し、図４は、要部を拡大して示している。 [Second Embodiment (FIGS. 3 to 5)]
In this embodiment, a camera and an optical lens are used instead of the color film shown in the first embodiment, and an image is directly observed. FIG. 3 shows the overall configuration of the apparatus, and FIG. 4 shows an enlarged main part.

これらの図３および図４に示すように、本実施形態では、３板式ＣＣＤカメラ１４を用い、異なる放射線により発光する第１、第２、第３シンチレータ７，８，９の情報を画像信号として得るとともに、この画像信号を３板式ＣＣＤカメラ１４に接続された遠隔操作装置２１でモニタできるようになっている。この遠隔操作手段２１は、３種の着色光の情報から減算処理等を行う演算手段２２、演算結果を表示できるモニタテレビ２３および操作用の入力手段２４等によって構成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, in this embodiment, information of the first, second, and third scintillators 7, 8, and 9 that emit light by different radiation is used as an image signal by using a three-plate CCD camera 14. In addition, the image signal can be monitored by the remote control device 21 connected to the three-plate CCD camera 14. The remote control means 21 is constituted by a calculation means 22 that performs subtraction processing or the like from information of three types of colored light, a monitor television 23 that can display calculation results, and an input means 24 for operation.

本実施形態においては、遠隔操作で測定することができるので、被爆なく測定できるとともに、時間の短縮等が図れる。また、観測された信号がＲＧＢ信号として取り込まれるため、瞬時に画像処理してΧ線やγ線等のかぶりや照射エリアの照射むらを補正することができる。さらに、モニタテレビ２３上で各色毎にそれぞれ分けて観察できるので、波長の異なる画像の位置合せが不要となる利点が得られる。   In this embodiment, since it can measure by remote control, it can measure without exposure and can shorten time. In addition, since the observed signal is captured as an RGB signal, the image processing can be instantaneously performed to correct fogging such as glazing and γ rays and irradiation unevenness in the irradiation area. Furthermore, since each color can be observed separately on the monitor television 23, there is an advantage that it is not necessary to align images having different wavelengths.

図５は本実施形態の変形例を示したものである。   FIG. 5 shows a modification of this embodiment.

この例では、単色の高感度ＣＣＤカメラ１２を３台使用し、シンチレータ７，８，９で発光した異なる波長の光を、特定の波長のみを厳密に分ける第１、第２のダイクロイックミラー１０，１１で分光して観察できるようにしてある。   In this example, three single-color high-sensitivity CCD cameras 12 are used, and the first and second dichroic mirrors 10, which strictly separate only specific wavelengths from light of different wavelengths emitted by the scintillators 7, 8, 9. 11 for spectroscopic observation.

すなわち、第１のダイクロイックミラー１０では第１シンチレータ７の光が反射されるとともに、第２、第３シンチレータ８，９の光が透過する。また、第２のダイクロイックミラー１１では、第２シンチレータ８の光が反射するとともに、第３シンチレータ９の光が透過する。これら異なる光による映像を第３のＣＣＤカメラ１２で別々に得ることができるようになっている。   That is, the first dichroic mirror 10 reflects the light from the first scintillator 7 and transmits the light from the second and third scintillators 8 and 9. The second dichroic mirror 11 reflects the light from the second scintillator 8 and transmits the light from the third scintillator 9. Images by these different lights can be obtained separately by the third CCD camera 12.

このような構成によれば、各ＣＣＤカメラ１２で得られた映像を、それぞれ独立して観測することができ、また瞬時に画像処理してΧ線やγ線等のかぶりや照射エリアの照射むらを補正することも可能である。しかも、特定の波長のみを厳密に分けるダイクロイックミラーを使用する構成によって、信号に対するノイズの比率（ＳＩＮ）を良好とすることができる。   According to such a configuration, the images obtained by each CCD camera 12 can be observed independently, and the image processing is instantaneously performed to cover fogging or γ rays or uneven irradiation of the irradiation area. It is also possible to correct. Moreover, the ratio of noise to signal (SIN) can be improved by using a dichroic mirror that strictly separates only a specific wavelength.

［第３実施形態（図６）］
上述した第２実施形態では、ＣＣＤカメラおよび光学レンズを用いた構成であったが、本実施形態は、光学レンズに代えて光ファイバを用いた構成としたものである。図６は、その要部構成を示している。 [Third Embodiment (FIG. 6)]
In the second embodiment described above, the CCD camera and the optical lens are used. However, in the present embodiment, an optical fiber is used instead of the optical lens. FIG. 6 shows the configuration of the main part.

この図６に示すように、本実施形態では、多数本の光ファイバ、例えば光入口側が光出口側よりも断面積が大きいテーパーファイバ１３がバンドルされており、このテーパーファイバ１３のバンドルによって、第３シンチレータ９と３板式ＣＣＤカメラ１４の受光面とが、直接接続されている。   As shown in FIG. 6, in this embodiment, a large number of optical fibers, for example, a tapered fiber 13 having a larger cross-sectional area on the light entrance side than on the light exit side are bundled. The three scintillators 9 and the light receiving surface of the three-plate CCD camera 14 are directly connected.

このような構成によっても前記第２実施形態とほぼ同様の効果が奏される。   Even with such a configuration, substantially the same effects as those of the second embodiment can be obtained.

［第４実施形態（図７，図８）］
本実施形態は、波長別に発光する複数のシンチレータを１本または複数本の光ファイバに取付け、その光ファイバ上の各シンチレータ部位から直接的に放射線を入力し、波長別の光情報を分光器によって分光することで放射線別の情報を得るようにしたものである。 [Fourth Embodiment (FIGS. 7 and 8)]
In this embodiment, a plurality of scintillators that emit light according to wavelengths are attached to one or a plurality of optical fibers, radiation is directly input from each scintillator portion on the optical fibers, and optical information for each wavelength is obtained by a spectrometer. Information on each radiation is obtained by spectroscopic analysis.

図７は、第１の構成例を示している。   FIG. 7 shows a first configuration example.

この第１の構成例では図７に示すように、１本の光ファイバ１５に複数、感応する放射線および発光波長が互いに異なる第１，第２の二つのシンチレータ７ａ，８ａが隣接位置に組込んである。   In the first configuration example, as shown in FIG. 7, a plurality of first and second scintillators 7a and 8a having different sensitive radiation and emission wavelengths are incorporated in one optical fiber 15 at adjacent positions. It is.

第１シンチレータ７ａは例えばγ線に感応するものであり、外周側に熱中性子をカットする所定厚さのＣｄ遮蔽体１６が被覆してある。また、第２シンチレータ８ａは、逆に中性子に感応するものであり、外周側にγ線をカットする所定厚さのＰｂ遮蔽体１７が被覆してある。そして、光ファイバ１５の両端は、図示しない分光器に接続されている。   The first scintillator 7a is sensitive to, for example, γ rays, and has a Cd shield 16 having a predetermined thickness for cutting thermal neutrons on the outer peripheral side. The second scintillator 8a is sensitive to neutrons on the contrary, and is coated with a Pb shield 17 having a predetermined thickness for cutting γ rays on the outer peripheral side. Both ends of the optical fiber 15 are connected to a spectrometer (not shown).

そして、第１のシンチレータ７ａで得られた光は、Ｃｄ遮蔽体１６によって熱中性子がカットされ、主にγ線による光信号となり、光ファイバ１５の一端側（例えば図の左端側）を介して図示しない分光器に送られる。また、第２のシンチレータ８ａで得られた光は、Ｐｂ遮蔽体１７でγ線がカットされ、主に熱中性子による光信号となり、光ファイバ１５の他端側（例えば右端側）を介して図示しない分光器にされる。   Then, the light obtained by the first scintillator 7a is cut into thermal neutrons by the Cd shield 16 and mainly becomes an optical signal by γ rays, and is passed through one end side of the optical fiber 15 (for example, the left end side in the figure). It is sent to a spectrometer (not shown). Further, the light obtained by the second scintillator 8a is cut by γ rays by the Pb shield 17 and becomes an optical signal mainly due to thermal neutrons, which is illustrated via the other end side (for example, the right end side) of the optical fiber 15. Don't be a spectrograph.

このような構成によると、光ファイバ１５を例えばループ状に構成しておき、シンチレータ７ａ，８ａ部分を放射線領域に配置しておく等の手段によって、その放射線領域から離間した位置で遠隔的に放射線観察を行うことができる。この場合、図示しないが、第３のシンチレータを前記第１第２シンチレータ７ａ，８ａとともに組込んでおけば、さらに別の放射線情報を得ることができる。このとき、１本の光ファイバ１５内で複数の光情報が伝送されることになるが、前記各実施形態と同様の補正を行うことによって、弁別することができる。なお、シンチレータは、１本の光ファイバの一個所に限らず、複数か所に離間して配置することも可能であり、その場合には複数の領域についての放射線観察を行うことができる。   According to such a configuration, the optical fiber 15 is configured in, for example, a loop shape, and the scintillators 7a and 8a are arranged in the radiation region, so that the radiation is remotely transmitted at a position separated from the radiation region. Observations can be made. In this case, although not shown, further radiation information can be obtained by incorporating a third scintillator together with the first and second scintillators 7a and 8a. At this time, a plurality of pieces of optical information are transmitted within one optical fiber 15, but can be discriminated by performing the same correction as in the above embodiments. Note that the scintillator is not limited to a single optical fiber, and can be arranged at a plurality of locations apart from each other. In that case, radiation observation can be performed on a plurality of regions.

図８は、本実施形態の他の構成例を示している。   FIG. 8 shows another configuration example of the present embodiment.

この構成例では、図８に示すように、複数本、例えば３本の光ファイバ１５の各先端に、それぞれ感応する放射線および発光波長が互いに異なる第１，第２，第３のシンチレータ７ｂ，８ｂ，９ｂが組込んである。各光ファイバ１５の他端は、図示しない光検出器に接続してある。   In this configuration example, as shown in FIG. 8, first, second, and third scintillators 7b and 8b having different radiations and emission wavelengths that are sensitive to each end of a plurality of, for example, three optical fibers 15, respectively. 9b are incorporated. The other end of each optical fiber 15 is connected to a photodetector (not shown).

第１，第２シンチレータ７ｂ，８ｂは、図７に示したものとほぼ同様の構成で、それぞれＣｄ遮蔽体１６およびＰｂ遮蔽体１７で被覆されているが、第３シンチレータ９ｂは、内部に水素を含む樹脂を充填したＣｄカバー１８で被覆してある。これにより、Ｃｄカバー１８で熱中性子をカットするとともに、水素を含む樹脂で速中性子を熱中性子化するようになっている。   The first and second scintillators 7b and 8b have substantially the same configuration as that shown in FIG. 7, and are covered with a Cd shield 16 and a Pb shield 17, respectively. It is covered with a Cd cover 18 filled with a resin containing. As a result, thermal neutrons are cut by the Cd cover 18 and fast neutrons are converted into thermal neutrons by a resin containing hydrogen.

このような構成によると、３種の光を各光ファイバの一端側で取得し、それぞれ他端側の光検出器で検出することで、複数の放射線情報を得ることができる。この場合、第１，第２，第３シンチレータ７ｂ，８ｂ，９ｂで得られる情報にかぶりがある場合、前記第１実施形態と同様の補正を行うことによって、正確な情報とすることができる。   According to such a configuration, a plurality of pieces of radiation information can be obtained by acquiring three types of light at one end of each optical fiber and detecting them with the photodetector at the other end. In this case, when the information obtained by the first, second, and third scintillators 7b, 8b, and 9b is fogged, accurate information can be obtained by performing the same correction as in the first embodiment.

この構成例の場合には、シンチレータ７ｂ，８ｂ，９ｂをそれぞれ設けた各光ファイバ１５の先端を任意の放射線領域に配置することで、遠隔観察を行うことができ、その際に複数光の補正を行うことによって正確な情報を得ることができるという効果が奏される。   In the case of this configuration example, remote observation can be performed by arranging the tip of each optical fiber 15 provided with the scintillators 7b, 8b, and 9b in an arbitrary radiation region. As a result, it is possible to obtain accurate information.

なお、図８では３本の光ファイバを用いた例を示したが、場合によっては２本でもよく、また４本以上として実施することもできる。   Although FIG. 8 shows an example using three optical fibers, depending on circumstances, two may be used, or four or more may be used.

［他の実施形態］
なお、以上の各実施形態では、シンチレータと受光素子との間にイメージインテンシファイヤを入れて感度を上げて使用することが可能である。 [Other Embodiments]
In each of the above embodiments, an image intensifier can be inserted between the scintillator and the light receiving element to increase sensitivity.

また、各実施形態の構成を相互に組合せる構成等も可能である。例えば、図８に示した樹脂層を、図２，図４，図５，図６等に示した第２シンチレータ８と第３シンチレータ９との間に挿入する等の構成である。このような構成としても前記同様の機能が得られる。   Moreover, the structure etc. which mutually combine the structure of each embodiment are also possible. For example, the resin layer shown in FIG. 8 is configured to be inserted between the second scintillator 8 and the third scintillator 9 shown in FIG. 2, FIG. 4, FIG. 5, FIG. Even in such a configuration, the same function as described above can be obtained.

さらに、以上の各実施形態の他、本発明は前述した各シンチレータ材料等を適宜に利用して対象あるいは環境等に応じて種々実施することができるものである。   Further, in addition to the above-described embodiments, the present invention can be implemented in various ways according to the object or environment by appropriately using the above-described scintillator materials and the like.

本発明による放射線弁別測定装置によれば、異なる放射線により発光する第１、第２および第３のシンチレータとして、同じ主成分を持つシンチレータを組合わせることにより、１枚のカラー写真に短時間で記録したり、またＣＣＤカメラで観測して瞬時にカラー画像で放射線別に画像化して見ることを可能にした。これにより測定対象物への放射線の照射量を減らした検査ができ、被爆量の低減および測定時間の短縮が可能となる。また、一回の測定でＸ線およびγ線による画像と中性子による画像とを同時に、または別々にも観測できるため、従来のＸ線撮影では適用できなかった、プラスチック製の爆弾等についても導火線とプラスチックの本体とを中性子ラジオグラフィで観測できるため、検査の質および精度向上の効果を得られる。さらに、放射線測定器として考えた場合、従来の放射線弁別方法に加えて新たに波長による弁別方法が加わるため弁別の組合せ方が多くなり、多くの検出器を一つにまとめて測定できるシステムを構築することにより、信頼性の向上とシステム簡素化の効果を期待できる。   According to the radiation discrimination measuring apparatus according to the present invention, a scintillator having the same main component is combined as the first, second and third scintillators that emit light by different radiations, so that a single color photograph can be recorded in a short time. It was also possible to observe with a CCD camera and instantly see the color image by radiation. As a result, an inspection can be performed with a reduced amount of radiation applied to the measurement object, and the amount of exposure can be reduced and the measurement time can be shortened. In addition, since X-ray and γ-ray images and neutron images can be observed simultaneously or separately in a single measurement, plastic bombs, which could not be applied with conventional X-ray photography, can be Since the plastic body can be observed by neutron radiography, the quality and accuracy of inspection can be improved. In addition, when considered as a radiation measuring instrument, in addition to the conventional radiation discrimination method, a new wavelength discrimination method is added, so there are more ways to combine the discrimination, and a system that can measure many detectors together is built. By doing so, it can be expected to improve reliability and simplify the system.

放射線弁別装置の第１実施形態を示すもので、中性子ラジオグラフィの基本構成を示すシステム構成図。The system block diagram which shows 1st Embodiment of a radiation discrimination apparatus and shows the basic composition of neutron radiography. 図１の撮像カセッテ内の構成の一例を示す拡大図。The enlarged view which shows an example of a structure in the imaging cassette of FIG. 放射線弁別装置の第２実施形態を示すもので、中性子ラジオグラフィの基本構成を示すシステム構成図。The system block diagram which shows 2nd Embodiment of a radiation discrimination apparatus and shows the basic composition of neutron radiography. 図３の撮像カセッテ内の構成の一例を示す拡大図。The enlarged view which shows an example of a structure in the imaging cassette of FIG. 図４の変形例を示す図。The figure which shows the modification of FIG. 本発明の第３実施形態を示す図。The figure which shows 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態による第１構成例を示す図。The figure which shows the 1st structural example by 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態による第２構成例を示す図。The figure which shows the 2nd structural example by 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 中性子源
２ モデレータ
３ コリメータ
４ 測定対象物
５ 撮像カセッテ
６ カラーフィルム
７，７ａ，７ｂ 第１シンチレータ
８，８ａ，８ｂ 第１シンチレータ
９，９ａ，９ｂ 第１シンチレータ
１０，１１ ダイクロイックミラー
１２ 高感度ＣＣＤカメラ
１３ テーパーファイバ
１４ ３板式ＣＣＤカメラ
１５ 光ファイバ
１６ Ｃｄ遮蔽体
１７ Ｐｂ遮蔽体
１８ Ｃｄカバー
２１ 遠隔操作装置
２２ 演算手段
２３ モニタテレビ
２４ 入力手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Neutron source 2 Moderator 3 Collimator 4 Measurement object 5 Imaging cassette 6 Color film 7, 7a, 7b 1st scintillator 8, 8a, 8b 1st scintillator 9, 9a, 9b 1st scintillator 10, 11 Dichroic mirror 12 High sensitivity CCD Camera 13 Tapered fiber 14 Three-plate CCD camera 15 Optical fiber 16 Cd shield 17 Pb shield 18 Cd cover 21 Remote control device 22 Calculation means 23 Monitor TV 24 Input means

Claims (1)

伝送用の複数本の光ファイバと、
この各光ファイバに取り付けられた波長別に発光するシンチレータと、
このシンチレータの周りに目的とする放射線以外に対して設置された遮蔽材とから構成され、
前記各光ファイバが直列あるいは並列に結合して構成されることを特徴とする放射線弁別測定装置。 A plurality of optical fibers for transmission;
A scintillator that emits light for each wavelength attached to each optical fiber;
This scintillator is composed of a shielding material installed for other than the intended radiation,
A radiation discrimination measuring apparatus, wherein the optical fibers are connected in series or in parallel.

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