JP2016164519A - 中性子線検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中性子場の擾乱を抑制できる中性子線検出装置を提供する。
【解決手段】中性子線の入射によって光を発するシンチレータ１３と、一端部１４ａの先端１４ｂにシンチレータ１３が配置され、シンチレータ１３によって発せられた光を伝達する光ファイバ１４と、光ファイバ１４の一端部１４ａの外周に設けられ、アルミニウムを含有するフェルール１７と、を備えており、アルミニウムは、従来のフェルールの材料として用いられているＳＵＳ等の他の金属と比較して中性子線と反応しにくい性質を有するため、中性子場の擾乱を抑制できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、中性子線検出装置に関する。

従来、中性子線の入射によって光を発するシンチレータを光ファイバの先端に配置し、シンチレータによって発せられた光を光ファイバに伝達させる中性子線検出装置が知られている。例えば特許文献１には、電離放射線がシンチレータに入射することで発生した光を光ファイバに伝達させ、当該光に基づく信号をカウントすることが記載されている。

国際公開第２００８／０３８６６２号

ところで、中性子線検出装置では、中性子線検出装置自体によって中性子場の擾乱が高くなると、中性子線の検出精度が悪化するため好ましくない。従って、中性子線検出装置の検出精度を向上させるために、中性子場の擾乱を抑制することが求められていた。

本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、中性子場の擾乱を抑制できる中性子線検出装置を提供することを課題とする。

本発明に係る中性子線検出装置は、中性子線の入射によって光を発するシンチレータと、一端部の先端にシンチレータが配置され、シンチレータによって発せられた光を伝達する光ファイバと、光ファイバの一端部の外周に設けられ、アルミニウムを含有するフェルールと、を備える。

この中性子線検出装置では、光ファイバの一端部の先端にシンチレータが配置され、この一端部の外周にアルミニウムを含有するフェルールが設けられている。アルミニウムは、従来のフェルールの材料として用いられている他の金属と比較して中性子線と反応しにくい性質を有するため、中性子場の擾乱を抑制できる。

ここで、フェルールの径方向の厚さは０．７５ｍｍ以下であってもよい。この場合、中性子場の擾乱を抑制する効果を特に好適に奏することができる。

また、シンチレータ、及び、光ファイバの一端部の少なくとも一部を覆うと共に、シンチレータによって発せられた光以外の光を遮蔽するキャップと、シンチレータ、及び、光ファイバの一端部の少なくとも一部を覆うと共に、^６Ｌｉを含有し、所定のエネルギーより低いエネルギーを有する中性子線を遮蔽するシールドと、を更に備えてもよい。この場合、外部からの光が光ファイバに侵入することをキャップによって抑制できると共に、検出しようとする中性子線ではなく外部で散乱されたエネルギーの低い中性子線がシンチレータに入射することをシールドによって抑制できる。これにより、中性子線の検出精度の悪化を抑制できる。

また、キャップ及びシールドの内側に、シンチレータの少なくとも一部を覆うと共に、光を反射する反射部を更に備えてもよい。この場合、反射部がシンチレータの少なくとも一部を覆っているため、反射部は、シンチレータから光ファイバを伝達する方向以外の方向に向かって発せられた光を、光ファイバを伝達する方向に反射することができる。これにより集光率を向上することができる。

また、反射部は、光ファイバにおける光の伝達方向に対して反対方向へ凸となる曲面をなしていてもよい。この場合、光ファイバにおける光の伝達方向に対して反対方向へ向かってシンチレータから発せられた光を、反射部の凸となる曲面によって、光ファイバにおける光の伝達方向へ効率良く反射することができる。これにより、集光率を向上できる。

本発明によれば、中性子場の擾乱を抑制できる。

中性子線検出装置が適用される中性子捕捉療法装置を示す概略断面図である。 コリメータに設けられた中性子線検出装置を示す概略断面図である。 第１実施形態に係る中性子線検出装置を示す概略断面図である。 フェルールによる中性子場の擾乱を示す模式図である。 フェルールによる中性子場の擾乱のシミュレーション結果を示す図である。 第２実施形態に係る中性子線検出装置を示す概略断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係る中性子線検出装置１２が適用される中性子捕捉療法装置１について説明する。ただし、中性子線検出装置１２は中性子捕捉療法装置１にのみ適用され得るものではなく、その用途は特に限定されない。例えば、中性子線検出装置１２は、原子炉の運転状態を監視するモニタに適用されてもよく、物理実験で使用される加速中性子の測定器に適用されてもよく、また、非破壊検査用の中性子照射装置に適用されてもよい。

図１は、中性子線検出装置が適用される中性子捕捉療法装置を示す概略断面図である。図１に示される中性子捕捉療法装置１は、ホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ：Boron Neutron Capture Therapy）を用いたがん治療を行う装置である。中性子捕捉療法装置１では、例えばホウ素（^１０Ｂ）が投与された患者５０の腫瘍に中性子線Ｎ１を照射する。

中性子捕捉療法装置１は、サイクロトロン２を備えている。サイクロトロン２は、陰イオン等の荷電粒子を加速して、荷電粒子線Ｒを作り出す加速器である。本実施形態において、荷電粒子線Ｒは陰イオンから電荷を剥ぎ取って生成した陽子ビームである。陽子ビームは、加速された陰イオンがサイクロトロン２内でフォイルストリッパー等を用いて電子を剥ぎ取られることで生成され、サイクロトロン２から出射される。このサイクロトロン２は、例えば、ビーム半径４０ｍｍ、６０ｋＷ（＝３０ＭｅＶ×２ｍＡ）の荷電粒子線Ｒを生成する能力を有している。なお、加速器は、サイクロトロンに限られず、シンクロトロンやシンクロサイクロトロン、ライナックなどであってもよい。

サイクロトロン２から出射された荷電粒子線Ｒは、中性子線生成部Ｍへ送られる。中性子線生成部Ｍは、荷電粒子線が入射することにより中性子線Ｎ１を発生するターゲット７を含んで構成されている。サイクロトロン２から出射された荷電粒子線Ｒは、ビームダクト３を通り、ビームダクト３の端部に配置されたターゲット７へ向かって進行する。このビームダクト３に沿って複数の四極電磁石４、電流検出部５、及び走査電磁石６が設けられている。複数の四極電磁石４は、例えば電磁石を用いて荷電粒子線Ｒのビーム軸調整やビーム径調整を行うものである。

電流検出部５は、ターゲット７に照射される荷電粒子線Ｒの電流値を荷電粒子線Ｒの照射中にリアルタイムで検出する。電流検出部５には、荷電粒子線Ｒに影響を与えずに電流測定可能な非破壊型のＤＣＣＴ（DC Current Transformer）が用いられている。すなわち、電流検出部５は、荷電粒子線Ｒに触れることなく（非接触で）荷電粒子線Ｒの電流値を測定することができる。電流検出部５は、検出結果を後述する制御部３０に出力する。

走査電磁石６は、荷電粒子線Ｒを走査し、ターゲット７に対する荷電粒子線Ｒの照射制御を行うものである。この走査電磁石６は、荷電粒子線Ｒのターゲット７に対する照射位置を制御する。

また、中性子捕捉療法装置１は、制御部３０を備えている（図２参照）。制御部３０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等から構成されており、中性子捕捉療法装置１を総合的に制御する電子制御ユニットである。

続いて、中性子線生成部Ｍ、及び中性子線生成部Ｍにおける中性子線の状態について詳細に説明する。

中性子線生成部Ｍは、荷電粒子線Ｒが照射されることにより中性子線Ｎ１を発生させ、当該中性子線Ｎ１を所定のエネルギーに減速して患者５０に向かって出射する。本実施形態では、患者５０に向かって出射される中性子線Ｎ１は、熱外中性子のエネルギーにまで減速される。なお、中性子線Ｎ１の発生に伴いガンマ線が生じる。中性子線生成部Ｍは、ターゲット７、遮蔽体８、減速材９、コリメータ１０、ガンマ線検出部１１を備えている。

ターゲット７は、荷電粒子線Ｒの照射を受けて中性子線Ｎ１を生成する。ここでのターゲット７は、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）やリチウム（Ｌｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）を含んで形成され、例えば直径１６０ｍｍの円板状を成している。なお、ターゲット７は、板状に限定されず、例えば、液状でもよい。

減速材９は、ターゲット７で生成された中性子線Ｎ１を減速させて、中性子線Ｎ１のエネルギーを低下させる。減速材９は、中性子線Ｎ１に含まれる速中性子を主に減速させる第１の減速材９Ａと、中性子線Ｎ１に含まれる熱外中性子を主に減速させる第２の減速材９Ｂと、からなる積層構造を有している。上述したように、ターゲット７で生成された中性子線Ｎ１は、この減速材９を通過する際に減速され、所定のエネルギーを有する熱外中性子となる。

遮蔽体８は、発生させた中性子線Ｎ１、当該中性子線Ｎ１の発生に伴ってターゲット７にて生じたガンマ線等の二次的な放射線、及び当該中性子線Ｎ１が減速材９によって減速される際に減速材９にて生じたガンマ線等の二次的な放射線を遮蔽し、これらの放射線が患者５０の居る照射室側へ放出されることを抑制する。遮蔽体８は、減速材９を囲むように設けられている。遮蔽体８の上部及び下部は、減速材９より荷電粒子線Ｒの上流側に延在しており、これらの延在部にガンマ線検出部１１が設けられている。ガンマ線検出部１１は、荷電粒子線Ｒの照射により中性子線生成部Ｍから発生するガンマ線を、中性子線Ｎ１の生成中（すなわち、患者５０への中性子線Ｎ１の照射中）にリアルタイムで検出する。

コリメータ１０は、患者５０へ照射される熱外中性子の中性子線Ｎ１の照射野を整形するものであり、中性子線Ｎ１が通過する開口１０ａを有する。コリメータ１０は、例えば中央に開口１０ａを有するブロック状の部材である。コリメータ１０には、コリメータ１０の開口１０ａを通過する中性子線Ｎ１を中性子線Ｎ１の生成中（すなわち、患者５０への中性子線Ｎ１の照射中）にリアルタイムで検出するための中性子線検出装置１２が設けられている（詳細は後述）。

このような中性子線生成部Ｍにおいて発生した熱外中性子の中性子線Ｎ１が患者５０へ照射されると、熱外中性子の一部は、患者の体内で減速され、熱外中性子よりエネルギーの低い熱中性子となって患部へ届く。しかしながら、熱外中性子の他の一部は、患者５０の体内で散乱されて熱中性子の中性子線Ｎ２となり、患者５０の体内から放出されてコリメータ１０側に向かう。

従って、中性子線Ｎ１の生成中（すなわち、患者５０への中性子線Ｎ１の照射中）において、コリメータ１０に設けられた中性子線検出装置１２へ到達する中性子線としては、中性子線生成部Ｍにおいて発生して患者へ照射される熱外中性子の中性子線Ｎ１と、中性子線Ｎ１が患者の体内で散乱されてエネルギーが低下した熱中性子の中性子線Ｎ２と、の両方が含まれることになる。

続いて、中性子線検出装置１２について詳細に説明する。

図２は、コリメータに設けられた中性子線検出装置を示す概略断面図、図３は、第１実施形態に係る中性子線検出装置を示す概略断面図である。中性子線検出装置１２は、中性子線の線量を検出する検出器であり、特に本実施形態では、コリメータ１０の開口１０ａを通過する中性子線の線量を、中性子線Ｎ１の生成中（すなわち、患者５０への中性子線Ｎ１の照射中）にリアルタイムで検出する。

中性子線検出装置１２は、図２に示されるように、シンチレータ１３、光ファイバ１４、光検出器１５を有している。中性子線検出装置１２は、コリメータ１０の貫通孔１０ｂ内のうちの開口１０ａ付近に設けられたシンチレータ１３を備えている。また、光ファイバ１４は、コリメータ１０に形成された貫通孔１０ｂの内部に延在している。そして、光ファイバ１４の一端部１４ａの先端１４ｂはシンチレータ１３に接続され、他端部は貫通孔１０ｂの外まで延びて光検出器１５に接続されている。なお、光検出器１５は制御部３０と電気的に接続されており、シンチレータ１３で発生して光ファイバ１４を伝達した光の検出結果を制御部３０に出力する。

なお、図２では、中性子線生成部Ｍにおいて発生して患者５０へ照射される熱外中性子の中性子線Ｎ１のみ図示しており、また、中性子線Ｎ１の進行方向を直線で示している。しかし実際には、患者５０側からコリメータ１０へ向かう熱中性子の中性子線Ｎ２も存在し、また、中性子線Ｎ１、Ｎ２は拡散するように進行する。このため、中性子線Ｎ１，Ｎ２は、貫通孔１０ｂ内のうちの開口１０ａ付近に設けられたシンチレータ１３に入射し、中性子線検出装置１２によって中性子線Ｎ１，Ｎ２の両方の線量を合計した線量が検出される。

シンチレータ１３は、中性子線等の放射線の入射によって光を発する蛍光体である。シンチレータ１３は、入射した放射線の線量に応じて内部結晶が励起状態となり、光（シンチレーション光）を発する。シンチレータ１３は、略矩形状をなし、光ファイバ１４の外径より小さく形成されている。なお、シンチレータ１３の形状及び大きさは特に限定されるものではない。シンチレータ１３としては、^６Ｌｉガラスシンチレータ、^６Ｌｉを含むシンチレータ、^６ＬｉＦを塗布したプラスチックシンチレータ、^６ＬｉＦ／ＺｎＳシンチレータ等を採用できる。

光ファイバ１４は、シンチレータ１３によって発せられた光を光検出器１５まで伝達するライトガイドとして機能する。光ファイバ１４は、コリメータ１０の貫通孔１０ｂ内のうちの開口１０ａ付近まで延びる一端部１４ａの先端１４ｂに配置されたシンチレータ１３から、コリメータ１０の外に配置された光検出器１５まで延びている。光検出器１５は、光ファイバ１４を通じて伝達された光を検出する。光検出器１５としては、例えば光電子増倍管や光電管など各種の光検出機器を採用することができる。光検出器１５は、光検出時に電気信号（検出信号）を制御部３０に出力する。

中性子線検出装置１２は、より詳細には、図３示されるように、光ファイバ１４の一端部１４ａの外周に設けられた反射塗装１６と、更にその外周に設けられたフェルール１７と、一端部１４ａ付近を除く外周に設けられた被覆１８と、を備えている。また、中性子線検出装置１２は、シンチレータ１３を覆うように設けられた反射シール（反射部）１９と、この反射シール１９を覆うように設けられたシールド２０と、更にこのシールド２０を覆うように設けられたキャップ２１と、を備えている。

反射塗装１６は、シンチレータ１３によって発せられ光ファイバ１４を伝達する光のうち、光ファイバ１４から外部へ漏れ出る光を乱反射させるものである。すなわち、反射塗装１６は、光ファイバ１４の延在方向に沿った方向に対して、光ファイバ１４内を全反射する角度を超えた角度で進行する光を、光ファイバ１４と外部との境界面で乱反射させる。反射塗装１６によって乱反射された光の一部は光ファイバ１４の延在方向に対して全反射する方向に進行するため、反射塗装１６を設けることによって中性子線検出装置１２の集光効率が向上する。反射塗装１６は、光ファイバ１４の一端部１４ａの先端１４ｂから、光ファイバの他端部側に向かって所定の長さに亘って設けられている。なお、反射塗装１６は紫外光も反射させることが好ましく、例えば酸化チタンを含有する塗料を用いてもよい。

フェルール１７は、光ファイバ１４の外周に設けられることで光ファイバ１４を保護するためのものである。例えば、中性子線検出装置１２の製造工程において、光ファイバ１４の一端部１４ａの先端１４ｂを研磨する際、光ファイバ１４の一端部１４ａの外周にフェルール１７を設けることで光ファイバ１４の破損が抑制される。

フェルール１７は、反射塗装１６が設けられた光ファイバ１４の外周を囲んでおり、径方向の厚さが０．７５ｍｍ以下の筒状となるように形成されている。ただし、フェルール１７の径方向の厚さの寸法は特に限定されず、０．７５ｍｍより大きくてもよい。また、フェルール１７の一端は、光ファイバ１４の一端部１４ａの先端１４ｂと面一となるように配置されており、他端は、光ファイバ１４の外周に反射塗装１６が設けられた範囲内まで延びている。なお、フェルール１７の他端は、光ファイバ１４の外周の反射塗装１６が設けられた範囲を超えて延びていてもよい。

フェルール１７はアルミニウム製である。すなわち、フェルール１７はアルミニウムを含有して形成されている。アルミニウムは、従来のフェルールの材料として用いられているＳＵＳ等の他の金属と比較して中性子線と反応し難い性質を有する。このため、アルミニウム製のフェルール１７を用いることで、ＳＵＳ製等のフェルールを用いた場合と比較して中性子場の擾乱が低い（詳細は後述）。なお、「アルミニウムを含有している」とは、表面にアルミニウムの化合物からなる被膜を有している状態も含み、また、表面に限らず内部まで含めた全体がアルミニウムの化合物である状態も含む。

被覆１８は、フェルール１７の一部にまで重なるように設けられている。被覆１８は、外部からの光が光ファイバ１４に侵入することを抑制すると共に、光ファイバ１４を保護するためのものである。

キャップ２１は、シンチレータ１３、及び、シンチレータ１３が配置された光ファイバ１４の一端部１４ａの少なくとも一部を覆う位置に設けられている。また、シールド２０は、キャップ２１とフェルール１７との間に、シンチレータ１３、及び、光ファイバ１４の一端部１４ａの少なくとも一部を覆う位置に設けられている。また、反射シール１９は、キャップ２１及びシールド２０の内側に、シンチレータ１３の少なくとも一部を覆う位置（本実施形態では、シンチレータ１３、及び、光ファイバ１４の一端部１４ａの少なくとも一部を覆う位置）に設けられている。なお、反射シール１９、シールド２０、及びキャップ２１は、光ファイバ１４の一端部１４ａの先端１４ｂからの相対的な長さの関係は特に限定されず、何れの部材が最も長くてもよく、また何れの部材が最も短くてもよい。

反射シール１９は、シンチレータ１３から光ファイバ１４を伝達する方向以外の方向に向かって発せられた光を、光ファイバ１４を伝達する方向に反射するためのものである。特に、本実施形態のように光ファイバ１４の一端部１４ａの外周に反射塗装１６が設けられている場合、少なくともシンチレータ１３のみを覆うように形成されていてもよい。反射シール１９は、可撓性を有するシート状をなしている。

シールド２０は、検出しようとしている中性子線Ｎ１以外の、外部からのエネルギーの低い中性子線が中性子線検出装置１２に到達することを抑制するためのものである。上述したように、中性子捕捉療法装置１では、中性子線生成部Ｍにおいて発生して患者へ照射される熱外中性子の中性子線Ｎ１の線量を検出しようとしている。しかしながら、中性子線検出装置１２には、熱外中性子の中性子線Ｎ１が患者５０の体内で散乱されてエネルギーが低下した熱中性子の中性子線Ｎ２も到達する。このような中性子線Ｎ２が中性子線検出装置１２によって検出されてしまった場合、検出結果のバックグラウンドとなるため、中性子線Ｎ２を除去することが好ましい。シールド２０は、このような中性子線Ｎ２を遮蔽して、中性子線Ｎ１のみを中性子線検出装置１２に到達させる。

シールド２０の側面は略円筒形状をなし、その一端が封止されると共に他端が開放されている。そして、他端側からシールド２０内に光ファイバ１４の一端部１４ａが入り込んだ状態で、シールド２０の内側面が反射シール１９の側面に接している。

シールド２０は、^６Ｌｉを含有する材料を用いて形成されている。シールド２０に用いる材料としては、中性子と反応し易い物質であると共に、中性子と反応してガンマ線を生じない物質であることが好ましく、^６Ｌｉを含有する材料はこれらの性質を有する。シールド２０を形成する材料の一例として、^６Ｌｉと^７Ｌｉとが９５：５の割合で含まれたＬｉＦが挙げられる。

キャップ２１は、シンチレータ１３によって発せられた光以外の光を遮蔽し、このような他の光が光ファイバ１４を伝達してしまうことを抑制するためのものである。また、キャップ２１は、光ファイバ１４、シンチレータ１３、シールド２０、反射シール１９等を保護する機能を有する。キャップ２１の側面は略円筒形状をなし、その一端が封止されると共に他端が開放されている。また、キャップ２１の内面には、シールド２０の外面が接している。なお、キャップ２１とシールド２０とは一体化されていてもよく、互いに取り外しが可能であってもよい。キャップ２１の他端側の開放端は僅かに径が縮小しており、フェルール１７の側面に対して全周に亘って接している。なお、キャップ２１の形状は特に限定されず、あらゆる形状とすることができる。例えば、キャップ２１は、光ファイバ１４の一端部１４ａから他端部側へ長く延びる形状を有する場合、光の遮蔽及び光ファイバ１４等の保護の機能をより効果的に発揮できる。従って、キャップ２１は、例えば光ファイバの被覆１８に重なる位置まで長く延びていてもよく、フェルール１７の全体を覆う位置まで長く延びていてもよい。

続いて、中性子線検出装置１２においてフェルール１７を適用したことによる中性子場の擾乱の状態について、フェルール１７の一例を示して具体的に説明する。ただし、本発明に係るフェルール１７は以下の例に限定されるものではない。

図４は、フェルールによる中性子場の擾乱を示す模式図、図５は、フェルールによる中性子場の擾乱のシミュレーション結果を示す図である。図４では、中性子線Ｎが、筒状のフェルール１７の軸方向に垂直な平面内を進行し、フェルールによって散乱される様子が示されている。図５では、図４中のＸ軸を横軸にとり、Ｘ軸上における中性子線Ｎの線量を縦軸にとって示しており、実線がアルミニウム製のフェルールの場合、破線がＳＵＳ製のフェルールの場合を示している。ＳＵＳは、従来のフェルールの材料として用いられている金属である。また、図５では、フェルールの断面形状を外径２ｍｍ、内径１ｍｍとして（すなわち、径方向における厚さの寸法は０．５ｍｍである）シミュレーションを行っており、フェルールの中心軸が図５中の横軸における０ｃｍの位置に対応する。図５に示されるように、ＳＵＳ製のフェルールの場合、中性子線の線量が約１５％低下している（中性子場の擾乱が約１５％である）のに対し、アルミニウム製のフェルール１７の場合、中性子線の線量の低下は５％以下である（中性子場の擾乱が５％以下である）ことが確認された。

以上説明したように、本実施形態に係る中性子線検出装置１２によれば、光ファイバ１４の一端部１４ａの先端１４ｂにシンチレータ１３が配置され、この一端部１４ａの外周にアルミニウムを含有するフェルール１７が設けられている。アルミニウムは、従来のフェルールの材料として用いられているＳＵＳ等の他の金属と比較して中性子線と反応しにくい性質を有するため、中性子場の擾乱を抑制できる。

ここで、フェルール１７の径方向の厚さは０．７５ｍｍ以下であることにより、中性子場の擾乱を５％以下に抑えることができ、中性子場の擾乱を抑制する効果を特に好適に奏することができる。

また、シンチレータ１３、及び、光ファイバ１４の一端部１４ａの少なくとも一部を覆うと共に、シンチレータ１３によって発せられた光以外の光を遮蔽するキャップ２１と、シンチレータ１３、及び、光ファイバ１４の一端部１４ａの少なくとも一部を覆うと共に、^６Ｌｉを含有し、所定のエネルギーより低いエネルギーを有する中性子線Ｎ２を遮蔽するシールド２０と、を更に備えている。このため、外部からの光が光ファイバ１４に侵入することをキャップ２１によって抑制できると共に、検出しようとする中性子線Ｎ１ではなく外部で散乱されたエネルギーの低い中性子線Ｎ２がシンチレータ１３に入射することをシールド２０によって抑制できる。これにより、中性子線Ｎ１の検出精度の悪化を抑制できる。

また、キャップ２１及びシールド２０の内側に、シンチレータ１３を覆うと共に光を反射する反射シール１９を更に備えているため、反射シール１９は、シンチレータ１３から光ファイバ１４を伝達する方向以外の方向に向かって発せられた光を、光ファイバ１４を伝達する方向に反射することができる。これにより集光率を向上することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る中性子線検出装置２２について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と相違する点について主に説明し、重複する説明を省略する。

図６は、第２実施形態に係る中性子線検出装置を示す概略断面図である。図６に示されるように、第２実施形態に係る中性子線検出装置２２が第１実施形態に係る中性子線検出装置１２（図３参照）と相違する点は、反射シール（反射部）１９に代えて、反射ドーム（反射部）２９を有している点である。

具体的には、反射ドーム２９は、反射シール１９と同様に、シンチレータ１３から光ファイバ１４を伝達する方向以外の方向に向かって発せられた光を、光ファイバ１４を伝達する方向に反射するためのものである。反射ドーム２９は、光ファイバ１４における光の伝達方向に対して反対方向へ凸となる曲面をなしている。また、反射ドーム２９の曲面部分は湾曲する薄板状であり、内側は空洞になっている。曲面の形状は特に限定されないが、例えば断面形状が放物線状であってもよく、半球状であってもよい。また、曲面の一部であれば、突起、切り欠き、不連続面等が存在していてもよい。

本実施形態に係る中性子線検出装置２２によれば、光ファイバ１４における光の伝達方向に対して反対方向へ向かってシンチレータ１３から発せられた光を、主に反射ドーム２９の凸となる曲面の内面等で、光ファイバ１４における光の伝達方向へ効率良く反射することができるため、集光率を向上できる。

なお、本発明に係る中性子線検出装置は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１実施形態及び第２実施形態において、シールド２０が、キャップ２１とフェルール１７との間に設けられ、シールド２０とフェルール１７との間に反射シール１９又は反射ドーム２９が設けられているが、キャップ２１が、シールド２０とフェルール１７との間に設けられ、キャップ２１とフェルール１７との間に反射シール１９又は反射ドーム２９が設けられていてもよい。この場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、第２実施形態において、反射ドーム２９の曲面部分は湾曲する薄板状であり、内側は空洞になっているが、曲面部分は内側に空洞のない塊状であってもよく、また、この場合、シンチレータ１３及び光ファイバ１４と、反射ドーム２９と、が直接接していてもよい。

１…中性子捕捉療法装置、１２，２２…中性子線検出装置、１３…シンチレータ、１４…光ファイバ、１４ａ…一端部、１４ｂ…先端、１７…フェルール、Ｎ１，Ｎ２…中性子線。

Claims (5)

1. 中性子線の入射によって光を発するシンチレータと、
   一端部の先端に前記シンチレータが配置され、前記シンチレータによって発せられた前記光を伝達する光ファイバと、
   前記光ファイバの前記一端部の外周に設けられ、アルミニウムを含有するフェルールと、を備える中性子線検出装置。
2. 前記フェルールの径方向の厚さは０．７５ｍｍ以下である請求項１に記載の中性子線検出装置。
3. 前記シンチレータ、及び、前記光ファイバの前記一端部の少なくとも一部を覆うと共に、前記シンチレータによって発せられた前記光以外の光を遮蔽するキャップと、
   前記シンチレータ、及び、前記光ファイバの前記一端部の少なくとも一部を覆うと共に、^６Ｌｉを含有し、所定のエネルギーより低いエネルギーを有する中性子線を遮蔽するシールドと、を更に備える請求項１又は２に記載の中性子線検出装置。
4. 前記キャップ及び前記シールドの内側に、前記シンチレータの少なくとも一部を覆うと共に、前記光を反射する反射部を更に備える請求項３に記載の中性子線検出装置。
5. 前記反射部は、前記光ファイバにおける前記光の伝達方向に対して反対方向へ凸となる曲面をなしている請求項４に記載の中性子線検出装置。

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