JP7236302B2 - Radiation measuring device and radiation measuring method - Google Patents
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Description
特許法第３０条第２項適用 証明書１ 掲載年月日 平成３０年０８月０３日 掲載アドレス ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｅｖｅｎｔｃｌａｓｓ．ｏｒｇ／ｃｏｎｔｘｔ＿ｉｅｅｅ２０１８／ｏｎｌｉｎｅ－ｐｒｏｇｒａｍ／ｓｅｓｓｉｏｎ？ｓ＝Ｎ－０７＃ｅ１３８５ 証明書２ 集会名 「２０１８ ＩＥＥＥ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ」 開催日 平成３０年１１月１０日－平成３０年１１月１７日
この発明は、放射線測定装置、及び放射線測定方法に関する。 The present invention relates to a radiation measuring device and a radiation measuring method.
入射した放射線を検出する放射線検出部を備える放射線測定装置についての研究や開発が行われている。 2. Description of the Related Art Research and development are being carried out on radiation measuring devices having a radiation detection unit that detects incident radiation.
放射線検出部は、例えば、放射線の入射によるシンチレーション光を検出することにより、放射線を検出する。この場合、放射線検出部は、検出したシンチレーション光に応じた信号を出力する。これにより、放射線測定装置は、放射線検出部から出力される信号に基づいて、放射線検出部内においてシンチレーション光が発せられるイベントを示すイベント情報をイベント毎に生成する。イベント情報には、イベント情報が示すイベントが発生しているイベント発生期間において放射線検出部から出力された信号の波形を示す波形情報等の情報が含まれている。このため、放射線測定装置は、イベント毎に生成したイベント情報に基づいて、測定対象放射線についての各種の処理を行うことができる。測定対象放射線は、測定する対象となる放射線のことである。当該各種の処理のうちの１つは、例えば、当該イベント情報に基づいて、測定対象放射線のエネルギースペクトルを測定する処理である。また、当該各種の処理のうちの１つは、例えば、当該イベント情報に基づいて、測定対象放射線を放射する試料の放射能を測定する処理である。 The radiation detection unit detects radiation by, for example, detecting scintillation light due to incident radiation. In this case, the radiation detector outputs a signal corresponding to the detected scintillation light. Thereby, the radiation measuring apparatus generates event information indicating an event in which scintillation light is emitted in the radiation detection unit for each event, based on the signal output from the radiation detection unit. The event information includes information such as waveform information indicating the waveform of the signal output from the radiation detector during the event occurrence period in which the event indicated by the event information occurs. Therefore, the radiation measuring apparatus can perform various processes on the radiation to be measured based on the event information generated for each event. The radiation to be measured is the radiation to be measured. One of the various processes is, for example, a process of measuring the energy spectrum of radiation to be measured based on the event information. Also, one of the various processes is, for example, a process of measuring the radioactivity of a sample that emits radiation to be measured based on the event information.
しかしながら、放射線検出部には、測定対象放射線のみを測定しようとしても、測定対象放射線に加えて、測定対象放射線以外の背景放射線が入射してしまう。放射線測定装置では、放射線検出部へ入射する背景放射線の数が多いほど、イベント情報に含まれる波形情報に基づいて、イベント毎に生成したイベント情報の中から、測定対象放射線が発生させたイベントを示すイベント情報を抽出することが困難になる。 However, even if an attempt is made to measure only the radiation to be measured, background radiation other than the radiation to be measured enters the radiation detector in addition to the radiation to be measured. In the radiation measuring device, as the number of background radiation incident on the radiation detection unit increases, the event generated by the radiation to be measured is selected from the event information generated for each event based on the waveform information included in the event information. It becomes difficult to extract the event information shown.
そこで、以下に示した非特許文献１に記載されている技術等のように、背景放射線についてのイベント情報の高精度な除去、背景放射線の低減等を行うことによって、測定対象放射線についての各種の測定を精度よく行う技術が提案されている。
Therefore, as in the technology described in
ここで、互いに特性の異なる２つのシンチレーターと１つの光検出器とを備えるホスイッチ検出器を前述の放射線検出部として利用する放射線測定装置が知られている。このような放射線測定装置は、ホスイッチ検出器から出力される信号に基づくイベント情報をイベント毎に生成し、イベント毎に生成したイベント情報に基づいて測定対象放射線についての各種の処理を行う。しかしながら、当該２つのシンチレーターはそれぞれ、シンチレーション光の発光効率が互いに異なる。このため、当該放射線測定装置では、予め決められたエネルギーの放射線がホスイッチ検出器に入射した場合における当該放射線のホスイッチ検出器への入射の仕方に応じて、ホスイッチ検出器から出力される信号の大きさが変化してしまう。すなわち、当該放射線測定装置では、当該放射線のエネルギースペクトルの直線性を維持できていない。その結果、当該放射線測定装置では、当該放射線がホスイッチ検出器へ入射したか否かを判別することが困難になってしまう場合があった。このような問題は、ホスイッチ検出器に入射する放射線のエネルギーが低いほど、顕著に現われる。そして、このような問題により、当該放射線測定装置は、抽出したイベント情報に基づく処理を精度よく行うことができない場合があった。 Here, there is known a radiation measuring apparatus that utilizes a Hoswitch detector, which includes two scintillators and one photodetector having mutually different characteristics, as the aforementioned radiation detection unit. Such a radiation measuring apparatus generates event information based on a signal output from the phoswitch detector for each event, and performs various processes on radiation to be measured based on the event information generated for each event. However, the two scintillators differ from each other in scintillation light emission efficiency. Therefore, in the radiation measuring apparatus, when radiation of predetermined energy is incident on the Hoswitch detector, the magnitude of the signal output from the Hoswitch detector varies depending on how the radiation is incident on the Hoswitch detector. It changes. In other words, the radiation measuring apparatus cannot maintain the linearity of the energy spectrum of the radiation. As a result, it may be difficult for the radiation measuring apparatus to determine whether or not the radiation has entered the Phoswitch detector. Such a problem becomes more conspicuous as the energy of the radiation incident on the Phoswitch detector becomes lower. Due to such problems, the radiation measuring apparatus may not be able to accurately perform processing based on the extracted event information.
そこで本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、放射線のエネルギースペクトルの直線性を維持することができる放射線測定装置、及び放射線測定方法を提供する。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and provides a radiation measuring apparatus and a radiation measuring method capable of maintaining the linearity of the energy spectrum of radiation.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る放射線測定装置は、測定する対象となる測定対象放射線を入射させる入射窓を有し、前記入射窓に対する相対的な位置のうちの予め決められた位置に、前記測定対象放射線を放射する放射線源を含む試料が位置するように設置されるホスイッチ検出器と、前記ホスイッチ検出器から出力される信号に基づく処理を行う制御装置とを備える放射線測定装置であって、前記ホスイッチ検出器は、放射線の入射に応じて生じるシンチレーション光の減衰時間が第１減衰時間である第１シンチレーターと、放射線の入射に応じて生じるシンチレーション光の減衰時間が前記第１減衰時間と異なる第２減衰時間である第２シンチレーターと、前記ホスイッチ検出器の筐体内においてシンチレーション光が発せられるイベント毎に、前記イベントにより発せられたシンチレーション光に応じた前記信号を出力する光検出器と、を備え、前記制御装置は、所定の測定期間内において、個々の前記イベントが発生しているイベント発生期間内に前記ホスイッチ検出器から出力される前記信号を、前記イベントに応じた波形を有する対象信号として前記イベント毎に取得する信号取得部と、前記信号取得部により前記イベント毎に取得された前記対象信号に基づいて、前記対象信号が信号取得部により取得され始めてから前記第１減衰時間が経過するまでの期間内に前記ホスイッチ検出器内において発せられたシンチレーション光に応じたエネルギーの総量を示す第１エネルギー総量を前記イベント毎に算出する第１エネルギー総量算出部と、前記信号取得部により前記イベント毎に取得された前記対象信号に基づいて、前記対象信号が信号取得部により取得され始めてから前記第２減衰時間が経過するまでの期間内に前記ホスイッチ検出器内において発せられたシンチレーション光に応じたエネルギーの総量を示す第２エネルギー総量を前記イベント毎に算出する第２エネルギー総量算出部と、前記第１エネルギー総量算出部により算出された前記第１エネルギー総量と、前記第２エネルギー総量算出部により算出された前記第２エネルギー総量とに基づいて、前記第１シンチレーターに吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第１吸収エネルギー総量と、前記第２シンチレーターに吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第２吸収エネルギー総量とを前記イベント毎に算出する算出部と、を備える。
In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention employs the following aspects.
(1) A radiation measuring apparatus according to an aspect of the present invention has an entrance window into which radiation to be measured is incident, and at a predetermined position relative to the entrance window, A radiation measuring apparatus comprising: a phoswitch detector installed so that a sample containing a radiation source that emits the radiation to be measured is positioned; and a control device that performs processing based on a signal output from the phoswitch detector. , the phoswitch detector includes a first scintillator whose scintillation light decay time generated in response to incidence of radiation is the first decay time, and the scintillation light decay time generated in response to incidence of radiation is the first decay time. a second scintillator having a different second decay time; a photodetector that outputs the signal according to the scintillation light emitted by each event in which scintillation light is emitted in the housing of the phoswitch detector; wherein, within a predetermined measurement period, the control device converts the signal output from the phoswitch detector within an event occurrence period in which each of the events occurs to a target having a waveform corresponding to the event a signal acquisition unit that acquires a signal as a signal for each event; a first energy total amount calculating unit for calculating, for each event, a first total energy amount indicating a total amount of energy corresponding to the scintillation light emitted in the phoswitch detector within a period of time until the elapse, and the signal acquiring unit Scintillation light emitted in the phoswitch detector within a period from when the target signal starts to be acquired by the signal acquisition unit based on the target signal acquired for each of the events until the second decay time elapses a second total energy calculation unit for calculating, for each event, a second total energy amount indicating the total amount of energy corresponding to the event; and the first total energy amount calculated by the first total energy amount calculation unit and the second total energy amount A first total absorbed energy indicating the total amount of energy of radiation absorbed by the first scintillator and the energy of radiation absorbed by the second scintillator, based on the second total energy calculated by the calculation unit. and a calculation unit that calculates a second total amount of absorbed energy indicating the total amount for each event.
（２）上記（１）に係る放射線測定装置では、前記算出部は、前記イベント発生期間内に前記第２シンチレーターにおいて発せられたシンチレーション光に応じた信号の波形をイベント毎に推定し、推定した波形に基づいて、前記第１吸収エネルギー総量を前記イベント毎に算出する。 (2) In the radiation measuring apparatus according to (1) above, the calculator estimates, for each event, the waveform of the signal corresponding to the scintillation light emitted from the second scintillator during the event occurrence period. Based on the waveform, the first total absorbed energy is calculated for each event.
（３）上記（２）に係る放射線測定装置では、前記算出部は、前記第２シンチレーターの発光効率を１とした場合における前記第１シンチレーターの発光効率と、推定した波形とに基づいて、前記第１吸収エネルギー総量を前記イベント毎に算出する。 (3) In the radiation measuring device according to (2) above, the calculator calculates the above based on the luminous efficiency of the first scintillator when the luminous efficiency of the second scintillator is 1 and the estimated waveform. A first total absorbed energy is calculated for each of the events.
（４）上記（１）から（３）のうちいずれか一項に係る放射線測定装置では、前記算出部は、前記第１吸収エネルギー総量と前記第２吸収エネルギー総量との和を前記ホスイッチ検出器に吸収された放射線のエネルギーの総量を示す吸収エネルギー総量として前記イベント毎に算出し、前記制御装置は、前記第１エネルギー総量算出部により算出された前記第１エネルギー総量と、前記第２エネルギー総量算出部により算出された前記第２エネルギー総量とに基づいて、前記対象信号の波形の特徴を示す波形特徴量を前記イベント毎に算出する波形特徴量算出部と、前記第１エネルギー総量算出部により算出された前記第１エネルギー総量と、前記第２エネルギー総量算出部により算出された前記第２エネルギー総量と、前記波形特徴量算出部により算出された前記波形特徴量とを含む情報を、イベント情報として前記イベント毎に生成するイベント情報生成部と、前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報と、前記算出部により算出された前記吸収エネルギー総量とに基づいて、前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報の中から、前記測定対象放射線が発生させた前記イベントについての前記イベント情報を抽出する抽出部と、を更に備える。 (4) In the radiation measuring device according to any one of (1) to (3) above, the calculation unit calculates the sum of the first total amount of absorbed energy and the second total amount of absorbed energy by the phoswitch detector. calculated for each event as a total amount of absorbed energy indicating the total amount of energy of radiation absorbed by the controller, and the control device calculates the first total energy amount calculated by the first total energy amount calculation unit and the second total energy amount a waveform feature quantity calculation unit for calculating, for each event, a waveform feature quantity representing a waveform feature of the target signal based on the second total energy calculated by the calculation unit; and the first total energy calculation unit. Information including the calculated first total energy amount, the second total energy amount calculated by the second total energy amount calculation unit, and the waveform feature amount calculated by the waveform feature amount calculation unit is event information. Based on the event information generation unit generated for each event as, the event information generated for each event by the event information generation unit, and the total amount of absorbed energy calculated by the calculation unit, the event information and an extraction unit that extracts the event information about the event generated by the radiation to be measured from the event information generated for each event by the generation unit.
（５）上記（４）に係る放射線測定装置では、前記制御装置は、前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報と、前記算出部により前記イベント毎に算出された前記吸収エネルギー総量とに基づいて、前記イベントが発生する頻度についての、前記波形特徴量と前記吸収エネルギー総量とを変数とする二次元分布を示す分布情報を生成する分布情報生成部を更に備え、前記抽出部は、前記分布情報生成部により生成された前記分布情報が示す前記二次元分布に基づいて、前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報の中から、前記測定対象放射線が発生させた前記イベントについての前記イベント情報を抽出する。 (5) In the radiation measuring apparatus according to (4) above, the control device controls the event information generated for each event by the event information generation unit and the absorption calculated for each event by the calculation unit. a distribution information generating unit that generates distribution information indicating a two-dimensional distribution of the occurrence frequency of the event with the waveform feature amount and the total amount of absorbed energy as variables, based on the total amount of energy; The unit selects the radiation to be measured from the event information generated for each event by the event information generation unit based on the two-dimensional distribution indicated by the distribution information generated by the distribution information generation unit. extracting the event information about the generated event;
（６）上記（５）に係る放射線測定装置では、前記抽出部は、前記分布情報が示す前記二次元分布と、ユーザーにより指定された前記二次元分布上の領域とに基づいて、前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報の中から、前記測定対象放射線が発生させた前記イベントについての前記イベント情報を抽出する。 (6) In the radiation measuring apparatus according to (5) above, the extraction unit extracts the event information based on the two-dimensional distribution indicated by the distribution information and the region on the two-dimensional distribution specified by the user. The event information about the event generated by the radiation to be measured is extracted from the event information generated for each event by the generation unit.
（７）上記（５）又は（６）に係る放射線測定装置では、前記ホスイッチ検出器の外側から前記ホスイッチ検出器に入射する背景放射線のうちの一部を検出するガード検出器を備え、前記抽出部は、前記ガード検出器から出力される第２信号に基づくアンチ・コインシデンス法によって、前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報の中から、前記背景放射線が発生させた前記イベントについての前記イベント情報を除去する。 (7) The radiation measuring apparatus according to (5) or (6) above includes a guard detector that detects part of the background radiation incident on the phoswitch detector from outside the phoswitch detector, and the extracted The unit selects the event information generated by the background radiation from the event information generated for each event by the event information generation unit by an anti-coincidence method based on the second signal output from the guard detector. Remove the event information about the event.
（８）上記（４）から（７）のうちいずれか一項に係る放射線測定装置では、前記制御装置は、前記信号取得部により前記イベント毎に取得された前記対象信号に基づいて、前記対象信号の波形を示す波形情報を前記イベント毎に生成する波形情報生成部と、前記信号取得部により前記イベント毎に取得された前記対象信号に基づいて、前記対象信号が前記信号取得部により取得され始めた時刻を示す時刻情報を前記イベント毎に出力する時刻情報出力部と、を更に備え、前記イベント情報生成部は、前記波形情報生成部により生成された前記波形情報と、前記第１エネルギー総量算出部により算出された前記第１エネルギー総量と、前記第２エネルギー総量算出部により算出された前記第２エネルギー総量と、前記波形特徴量算出部により算出された前記波形特徴量と、前記時刻情報出力部により出力された前記時刻情報とを含む情報を、前記イベント情報として前記イベント毎に生成する。 (8) In the radiation measuring apparatus according to any one of (4) to (7) above, the control device determines, based on the target signal acquired for each event by the signal acquiring unit, the target A waveform information generation unit that generates waveform information indicating a waveform of a signal for each event; and the target signal is acquired by the signal acquisition unit based on the target signal acquired by the signal acquisition unit for each event. a time information output unit for outputting time information indicating a start time for each event, wherein the event information generation unit outputs the waveform information generated by the waveform information generation unit and the first total energy amount The first total energy amount calculated by the calculation unit, the second total energy amount calculated by the second total energy amount calculation unit, the waveform feature amount calculated by the waveform feature amount calculation unit, and the time information. Information including the time information output by the output unit is generated for each event as the event information.
（９）上記（４）から（８）のうちいずれか一つに係る放射線測定装置では、前記制御装置は、前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報を、前記イベント毎に記憶する記憶部を更に備える。 (9) In the radiation measuring apparatus according to any one of (4) to (8) above, the control device converts the event information generated for each event by the event information generation unit to It further comprises a storage unit for storing in.
（１０）上記（９）に係る放射線測定装置では、前記記憶部は、前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報とともに、前記算出部により前記イベント毎に算出された前記吸収エネルギー総量を、前記イベント毎に記憶する。 (10) In the radiation measuring apparatus according to (9) above, the storage unit stores the event information generated for each event by the event information generation unit and the absorption calculated for each event by the calculation unit. A total amount of energy is stored for each of the events.
（１１）上記（４）から（１０）のうちいずれか一つに係る放射線測定装置では、前記制御装置は、前記抽出部により抽出された前記イベント情報に基づく処理を行う処理部を更に備える。 (11) In the radiation measuring apparatus according to any one of (4) to (10) above, the control device further includes a processing section that performs processing based on the event information extracted by the extraction section.
（１２）上記（１）から（１１）のうちいずれか一つに係る放射線測定装置では、前記測定対象放射線は、ユーザーにより選択された１種類以上の放射性元素のベータ崩壊によって放出されるベータ線である。 (12) In the radiation measuring apparatus according to any one of (1) to (11) above, the radiation to be measured is beta rays emitted by beta decay of one or more radioactive elements selected by the user. is.
（１３）上記（１）から（１２）のうちいずれか一つに係る放射線測定装置では、前記ホスイッチ検出器が有する部位のうちの少なくとも前記入射窓を含む部位に対して前記ホスイッチ検出器の外側から入射する放射線を遮蔽する遮蔽体を更に備え、前記試料は、前記入射窓と前記遮蔽体との間に配置される。 (13) In the radiation measuring device according to any one of the above (1) to (12), the outside of the Hoswitch detector with respect to a portion including at least the entrance window among the portions of the Hoswitch detector. A shield for shielding radiation incident from the sample is disposed between the entrance window and the shield.
（１４）本発明の一態様に係る放射線測定方法は、測定する対象となる測定対象放射線を入射させる入射窓を有し、前記入射窓に対する相対的な位置のうちの予め決められた位置に、前記測定対象放射線を放射する放射線源を含む試料が位置するように設置されるホスイッチ検出器を用いる放射線測定方法であって、前記ホスイッチ検出器は、放射線の入射に応じて生じるシンチレーション光の減衰時間が第１減衰時間である第１シンチレーターと、放射線の入射に応じて生じるシンチレーション光の減衰時間が前記第１減衰時間と異なる第２減衰時間である第２シンチレーターと、前記ホスイッチ検出器の筐体内においてシンチレーション光が発せられるイベント毎に、前記イベントにより発せられたシンチレーション光に応じた信号を出力する光検出器と、を備え、前記放射線測定方法は、所定の測定期間内において、個々の前記イベントが発生しているイベント発生期間内に前記ホスイッチ検出器から出力される前記信号を、前記イベントに応じた波形を有する対象信号として前記イベント毎に取得し、前記イベント毎に取得した前記対象信号に基づいて、前記対象信号を取得し始めてから前記第１減衰時間が経過するまでの期間内に前記ホスイッチ検出器内において発せられたシンチレーション光に応じたエネルギーの総量を示す第１エネルギー総量を前記イベント毎に算出し、前記イベント毎に取得した前記対象信号に基づいて、前記対象信号を取得し始めてから前記第２減衰時間が経過するまでの期間内に前記ホスイッチ検出器内において発せられたシンチレーション光に応じたエネルギーの総量を示す第２エネルギー総量を前記イベント毎に算出し、算出した前記第１エネルギー総量と、算出した前記第２エネルギー総量とに基づいて、前記第１シンチレーターに吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第１吸収エネルギー総量と、前記第２シンチレーターに吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第２吸収エネルギー総量とを前記イベント毎に算出する。 (14) A radiation measurement method according to an aspect of the present invention has an entrance window into which radiation to be measured is incident, and at a predetermined position relative to the entrance window, A radiation measurement method using a phoswitch detector installed so as to position a sample including a radiation source that emits the radiation to be measured, wherein the phoswitch detector measures the decay time of scintillation light generated in response to the incident radiation. A first scintillator having a first decay time, a second scintillator having a second decay time different from the first decay time in the decay time of scintillation light generated in response to incidence of radiation, and the housing of the phoswitch detector and a photodetector that outputs a signal corresponding to the scintillation light emitted by the event for each event in which scintillation light is emitted in the radiation measurement method, wherein the radiation measurement method includes, within a predetermined measurement period, each event The signal output from the phoswitch detector within the event occurrence period in which is occurring is acquired for each event as a target signal having a waveform corresponding to the event, and based on the event, a first total energy amount indicating the total amount of energy corresponding to the scintillation light emitted in the phoswitch detector within a period from the start of acquisition of the target signal to the elapse of the first decay time Scintillation light emitted in the phoswitch detector within a period from the start of acquisition of the target signal to the elapse of the second decay time, based on the target signal acquired for each event. Radiation absorbed by the first scintillator based on the calculated first total energy amount and the calculated second total energy amount and a second total absorbed energy indicating the total energy of the radiation absorbed by the second scintillator are calculated for each event.
本発明によれば、放射線のエネルギースペクトルの直線性を維持することができる。 According to the present invention, the linearity of the energy spectrum of radiation can be maintained.
＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態に係る放射線測定装置１について、図面を参照して説明する。
<Embodiment>
A
＜放射線測定装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る放射線測定装置１の構成の一例を示す図である。放射線測定装置１は、ホスイッチ検出器１０と、遮蔽体ＳＤ１と、ガード検出器ＳＤ２と、制御装置２０を備える。なお、放射線測定装置１は、遮蔽体ＳＤ１と、ガード検出器ＳＤ２との少なくとも一方を備えない構成であってもよい。また、放射線測定装置１は、ホスイッチ検出器１０と、遮蔽体ＳＤ１と、ガード検出器ＳＤ２と、制御装置２０とに加えて、他の装置を更に備える構成であってもよい。また、放射線測定装置１は、放射能測定装置であってもよい。
<Configuration of radiation measuring device>
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a
ホスイッチ検出器１０は、測定対象放射線を入射させる入射窓を有する。測定対象放射線は、ユーザーが測定する対象となる放射線（すなわち、ユーザーが放射線測定装置１により測定する対象となる放射線）のことである。入射窓は、ホスイッチ検出器１０による放射線の検出時において測定対象放射線を入射させることを意図して設けられた窓である。入射窓は、ホスイッチ検出器１０に設けられた開口部であってもよく、ホスイッチ検出器１０に設けられた何らかの部位であってもよい。以下では、一例として、入射窓には、後述するように、シンチレーターが設けられている場合について説明する。
The
ここで、以下では、説明の便宜上、測定対象放射線以外の放射線のことを、背景放射線と称して説明する。背景放射線は、ホスイッチ検出器１０が設置される環境（例えば、部屋等）中の放射線であり、例えば、床面や壁面に含まれる放射性元素から放射される放射線、宇宙空間から地球に降り注ぐ宇宙線起源の放射線等である。以下では、説明を簡略化するため、一例として、背景放射線がガンマ線のみである場合について説明する。また、以下では、一例として、測定対象放射線が、ストロンチウム９０及びイットリウム９０から放射されるベータ線である場合について説明する。なお、測定対象放射線は、当該ベータ線に代えて、他の放射性元素から放射されるベータ線であってもよく、アルファ線であってもよく、ガンマ線であってもよく、中性子線であってもよく、他の種類の放射線であってもよい。
Here, hereinafter, for convenience of explanation, radiation other than the radiation to be measured will be referred to as background radiation. Background radiation is radiation in the environment (eg, room, etc.) in which the
ホスイッチ検出器１０は、入射窓に対する相対的な位置のうちのユーザーにより予め決められる位置（又は、ホスイッチ検出器１０の設計者により推奨される位置）に、試料Ｓｍが位置するように設置される。試料Ｓｍは、測定対象放射線を放射する放射線源を含む試料のことである。以下では、一例として、当該予め決められた位置が、入射窓と直交する方向に入射窓の中心からホスイッチ検出器１０の外側に所定距離離れた位置である場合について説明する。所定距離は、例えば、数ミリメートル～数センチメートル程度であるが、これに限られるわけではない。
The
また、ホスイッチ検出器１０は、第１シンチレーターＰＳ１と、第２シンチレーターＰＳ２と、図示しない筐体と、光検出器Ｐｈを備える。
The
第１シンチレーターＰＳ１は、前述のホスイッチ検出器１０が備えるシンチレーターの一例である。第１シンチレーターＰＳ１は、プラスチックシンチレーターである。第１シンチレーターＰＳ１は、放射線の入射に応じて生じるシンチレーション光の減衰時間が第１減衰時間である。
The first scintillator PS1 is an example of a scintillator included in the
第２シンチレーターＰＳ２も、前述のホスイッチ検出器１０が備えるシンチレーターの一例である。第２シンチレーターＰＳ２は、プラスチックシンチレーターである。第２シンチレーターＰＳ２は、放射線の入射に応じて生じるシンチレーション光の減衰時間が第２減衰時間である。第２減衰時間は、第１減衰時間と異なる時間である。以下では、一例として、第２減衰時間が、第１減衰時間よりも長い場合について説明する。なお、第２減衰時間は、第１減衰時間よりも短くてもよい。この場合、以下において説明する第１シンチレーターＰＳ１と第２シンチレーターＰＳ２との役割が逆になる。第１減衰時間と第２減衰時間とを異ならせることは、例えば、第１シンチレーターＰＳ１の素材を、第２シンチレーターＰＳ２の素材と異ならせること等により実現することができる。なお、第１減衰時間と第２減衰時間とを異ならせることは、他の方法により実現してもよい。
The second scintillator PS2 is also an example of a scintillator included in the
また、第２シンチレーターＰＳ２の厚さは、図１に示した例では、第１シンチレーターＰＳ１の厚さよりも厚い。なお、第２シンチレーターＰＳ２の厚さは、第１シンチレーターＰＳ１の厚さと同じ厚さであってもよく、第１シンチレーターＰＳ１の厚さよりも薄い厚さであってもよい。しかしながら、この一例のように測定対象放射線がベータ線である場合、第２シンチレーターＰＳ２の厚さは十分に厚く、第１シンチレーターＰＳ１の厚さは、十分に薄いことが望ましい。具体的には、例えば、我々が行った実験では、本実施形態のように測定対象放射線がストロンチウム９０及びイットリウム９０から放射されるベータ線である場合、第１シンチレーターＰＳ１の厚さが０．５ミリメートル程度であり、且つ、第２シンチレーターＰＳ２の厚さが１０ミリメートル以上であることが望ましかった。ただし、これらの厚さは、第１シンチレーターＰＳ１及び第２シンチレーターＰＳ２のそれぞれが、比重１．０程度のプラスチックシンチレーターであった場合の厚さである。また、第１シンチレーターＰＳ１の厚さと第２シンチレーターＰＳ２の厚さとのそれぞれは、測定対象放射線の種類、背景放射線の種類、測定環境、測定条件等によって変化するため、必ずしもこのような厚さが測定対象放射線の測定にとって適切であるとは限らない。なお、第１シンチレーターＰＳ１の厚さと第２シンチレーターＰＳ２の厚さとの合計は、ストロンチウム９０と放射平衡にあるイットリウム９０のベータ線の最大エネルギーが約２．３ＭｅＶであることから、スペクトルを歪み無く測定するため、そのエネルギーのベータ線の最大飛程以上の厚さであることが望ましい。また、第１シンチレーターＰＳ１の厚さを薄くし過ぎると、電気ノイズからの制限により、必要なパルス波高を得ることができない。これらのような制限に基づいて、第１シンチレーターＰＳ１の厚さと第２シンチレーターＰＳ２の厚さとは、実験により適切に決められるものである。 Also, the thickness of the second scintillator PS2 is thicker than the thickness of the first scintillator PS1 in the example shown in FIG. The thickness of the second scintillator PS2 may be the same as the thickness of the first scintillator PS1, or may be thinner than the thickness of the first scintillator PS1. However, when the radiation to be measured is beta rays as in this example, it is desirable that the thickness of the second scintillator PS2 is sufficiently thick and the thickness of the first scintillator PS1 is sufficiently thin. Specifically, for example, in our experiments, when the radiation to be measured is beta rays emitted from strontium-90 and yttrium-90 as in this embodiment, the thickness of the first scintillator PS1 is 0.5 It was desirable that the thickness of the second scintillator PS2 was on the order of millimeters and that the thickness of the second scintillator PS2 was 10 millimeters or more. However, these thicknesses are thicknesses when each of the first scintillator PS1 and the second scintillator PS2 is a plastic scintillator having a specific gravity of about 1.0. In addition, since the thickness of the first scintillator PS1 and the thickness of the second scintillator PS2 vary depending on the type of radiation to be measured, the type of background radiation, the measurement environment, the measurement conditions, etc., such a thickness is not necessarily measured. Not always suitable for measurement of target radiation. The sum of the thickness of the first scintillator PS1 and the thickness of the second scintillator PS2 is measured without distortion because the maximum energy of beta rays of yttrium-90, which is in radiation equilibrium with strontium-90, is about 2.3 MeV. Therefore, it is desirable that the thickness be equal to or greater than the maximum range of beta rays of that energy. Also, if the thickness of the first scintillator PS1 is too thin, the required pulse height cannot be obtained due to restrictions from electrical noise. Based on these limitations, the thickness of the first scintillator PS1 and the thickness of the second scintillator PS2 are appropriately determined through experiments.
ホスイッチ検出器１０が備える図示しない筐体には、図１に示した例では、ホスイッチ検出器１０の入射窓と直交する方向において積層された第１シンチレーターＰＳ１と第２シンチレーターＰＳ２とが入射窓に設けられている。なお、当該筐体における第１シンチレーターＰＳ１と第２シンチレーターＰＳ２との設置態様は、他の設置態様であってもよい。例えば、当該筐体における第１シンチレーターＰＳ１と第２シンチレーターＰＳ２との積層方向は、入射窓に対して直交する方向と異なる方向であってもよい。また、例えば、当該筐体における第１シンチレーターＰＳ１と第２シンチレーターＰＳ２とは、入射窓から離間している構成であってもよい。
In the example shown in FIG. 1, a first scintillator PS1 and a second scintillator PS2 stacked in a direction perpendicular to the entrance window of the
光検出器Ｐｈは、例えば、光電子増倍管である。光検出器Ｐｈは、ホスイッチ検出器１０の筐体内においてシンチレーション光が発せられるイベント毎に、イベントにより発せられたシンチレーション光に応じた信号を出力する。より具体的には、光検出器Ｐｈは、イベント毎に、イベントにより発せられたシンチレーション光を検出する。光検出器Ｐｈは、シンチレーション光を検出した場合、検出したシンチレーション光に応じた大きさ（すなわち、当該シンチレーション光に応じた電流値）の信号を制御装置２０に出力する。ここで、あるイベントのイベント発生期間内において光検出器Ｐｈから出力される信号の大きさは、シンチレーション光が減衰するため、時間の経過とともに変化する。すなわち、当該イベント発生期間内において光検出器Ｐｈから出力された信号は、当該信号の大きさの時間的変化を表す波形を有する。そして、当該波形は、当該イベントに応じた波形である。なお、本実施形態において、あるイベントのイベント発生期間は、当該イベントが発生している期間のことであり、当該イベントによりシンチレーション光が発せられてから減衰し終わるまでの期間のことである。
Photodetector Ph is, for example, a photomultiplier tube. The photodetector Ph outputs a signal corresponding to the scintillation light emitted by each event in which scintillation light is emitted in the housing of the
以下では、説明の便宜上、所定の測定期間内において発生したすべてのイベントのうち測定対象放射線が発生させたイベントのことを、信号イベントと称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、当該すべてのイベントのうち背景放射線が発生させた対象イベントのことを、背景イベントと称して説明する。 Hereinafter, for convenience of explanation, an event caused by radiation to be measured among all events occurring within a predetermined measurement period will be referred to as a signal event. In the following, for convenience of explanation, the target event generated by the background radiation among all the events will be referred to as a background event.
遮蔽体ＳＤ１は、放射線を遮蔽する物体である。遮蔽体ＳＤ１の材質は、例えば、鉛である。なお、遮蔽体ＳＤ１の材質は、鉛に変えて、タングステン等の他の材質であってもよい。遮蔽体ＳＤ１は、ホスイッチ検出器１０が有する部位のうちの少なくとも入射窓を含む部位に対してホスイッチ検出器１０の外側から入射する放射線を遮蔽するように、ホスイッチ検出器１０に対して取り付けられる。遮蔽体ＳＤ１がホスイッチ検出器１０に取り付けられる場合、前述の試料Ｓｍは、ホスイッチ検出器１０の入射窓と遮蔽体ＳＤ１との間に配置される。これにより、放射線測定装置１では、第１シンチレーターＰＳ１と第２シンチレーターＰＳ２とのうちいずれか一方又は両方に入射する背景放射線の数を低減することができる。遮蔽体ＳＤ１は、偶発的な背景イベントを低減させることができる。
The shield SD1 is an object that shields radiation. The material of the shield SD1 is lead, for example. The material of the shield SD1 may be another material such as tungsten instead of lead. The shield SD1 is attached to the
ガード検出器ＳＤ２は、ホスイッチ検出器１０の外側からホスイッチ検出器１０に入射する背景放射線のうちの一部を検出する。ガード検出器ＳＤ２は、例えば、プラスチックシンチレーターと、当該プラスチックシンチレーターに背景放射線が入射することによって発せられるシンチレーション光に応じた信号を第２信号として制御装置２０に出力する光検出器を備える。ガード検出器ＳＤ２は、アンチ・コインシデンス法によって、すべての対象イベントの中から、背景イベントを除去する処理を制御装置２０が行うために設けられる。
Guard detector SD2 detects a portion of the background radiation incident on the
制御装置２０は、分析装置３０と、情報処理装置４０を備える。なお、制御装置２０は、分析装置３０と、情報処理装置４０とに加えて、他の装置を備える構成であってもよい。また、分析装置３０と情報処理装置４０は、一体に制御装置２０として構成されてもよい。
The
分析装置３０は、情報処理装置４０からの要求に応じて、ホスイッチ検出器１０を用いた放射線の測定を開始する。分析装置３０は、当該測定を開始すると、情報処理装置４０を介してユーザーにより指定された測定期間内においてホスイッチ検出器１０から出力される信号を取得し始める。分析装置３０は、当該測定を開始してから当該測定期間が経過すると、当該信号の取得を停止する。
The
また、分析装置３０は、測定期間内において、個々のイベントが発生しているイベント発生期間内にホスイッチ検出器１０から出力される信号を、イベントに応じた波形を有する対象信号としてイベント毎に取得する。より具体的には、測定期間内において、分析装置３０は、ホスイッチ検出器１０から取得した信号の大きさが予め決められた閾値を超えた場合、当該信号を取得し始める。当該信号を取得し始めた分析装置３０は、当該信号の大きさが当該閾値以下となるまで当該信号を取得し続ける。そして、当該分析装置３０は、当該信号の大きさが当該閾値以下となった場合、当該信号の取得を終える。ここで、当該信号の大きさが閾値を超えてから、当該信号の大きさが閾値以下となるまでの期間は、前述のイベント発生期間とほぼ同じ期間である。このため、分析装置３０は、測定期間内において、個々のイベントが発生しているイベント発生期間内にホスイッチ検出器１０から出力される信号を、イベントに応じた波形を有する対象信号としてイベント毎に取得することができる。
In addition, the
分析装置３０は、イベント毎に取得された対象信号に基づいて、第１エネルギー総量をイベント毎に算出する。第１エネルギー総量は、対象信号を取得し始めてから第１減衰時間が経過するまでの期間内にホスイッチ検出器１０内において発せられたシンチレーション光に応じたエネルギーの総量を示す。また、分析装置３０は、イベント毎に取得した対象信号に基づいて、第２エネルギー総量をイベント毎に算出する。第２エネルギー総量は、対象信号を取得し始めてから第２減衰時間が経過するまでの期間内にホスイッチ検出器１０内において発せられたシンチレーション光に応じたエネルギーの総量を示す。また、分析装置３０は、イベント毎に取得した対象信号に基づいて、波形特徴量をイベント毎に算出する。波形特徴量は、後述するように、対象信号の波形の特徴を示す。分析装置３０は、算出した第１エネルギー総量と、算出した第２エネルギー総量と、算出した波形特徴量とを含む情報を、イベント情報としてイベント毎に生成する。なお、イベント情報には、第１エネルギー総量と、第２エネルギー総量と、波形特徴量とに加えて、他の情報や値が含まれる構成であってもよい。以下では、一例として、イベント情報が、第１エネルギー総量と、第２エネルギー総量と、波形特徴量とに加えて、他の情報や値を含む場合について説明する。このようなイベント情報の詳細については、後述する。分析装置３０は、イベント毎に生成したイベント情報を、情報処理装置４０に出力する。以下では、一例として、分析装置３０が、イベント情報を生成する毎に、生成したイベント情報を情報処理装置４０に出力する場合について説明する。
The
情報処理装置４０は、例えば、ノートＰＣ（Personal Computer）、デスクトップＰＣ、ワークステーション等の情報処理装置である。なお、情報処理装置４０は、タブレットＰＣ、多機能携帯電話端末（スマートフォン）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の他の情報処理装置であってもよい。
The
情報処理装置４０は、分析装置３０からイベント毎のイベント情報を順次取得する。なお、情報処理装置４０は、対象イベント毎のイベント情報のうちの一部又は全部を、並列に分析装置３０から取得する構成であってもよい。この場合、前述の分析装置３０は、イベント毎に生成したイベント情報のうちの一部又は全部を、まとめて情報処理装置４０に出力する。
The
情報処理装置４０は、分析装置３０から取得したイベント毎のイベント情報に基づいて、イベント情報に含まれる第１エネルギー総量及び第２エネルギー総量に基づいて、第１吸収エネルギー総量と、第２吸収エネルギー総量とイベント毎に算出する。第１吸収エネルギー総量は、第１シンチレーターＰＳ１に吸収された放射線のエネルギーの総量を示す。第２吸収エネルギーは、第２シンチレーターＰＳ２に吸収された放射線のエネルギーの総量を示す。そして、情報処理装置４０は、算出した第１吸収エネルギー総量と、第２吸収エネルギー総量との和をホスイッチ検出器１０に吸収された放射線のエネルギーの総量を示す吸収エネルギー総量としてイベント毎に算出する。これにより、情報処理装置４０は、算出した吸収エネルギー総量に基づいて、放射線のエネルギースペクトルの直線性を維持することができる。情報処理装置４０は、分析装置３０から取得したイベント毎のイベント情報に含まれる波形特徴量と、イベント毎に算出した吸収エネルギー総量とに基づいて、イベントが発生する頻度についての、波形特徴量と吸収エネルギー総量とを変数とする二次元分布を示す分布情報を生成する。すなわち、本実施形態では、各イベントは、吸収エネルギー総量と波形特徴量とのそれぞれによって特徴付けられるイベントとして扱われる。情報処理装置４０は、生成された分布情報が示す二次元分布に基づいて、イベント毎に生成されたイベント情報の中から、測定対象放射線が発生させたイベント（すなわち、前述の信号イベント）についてのイベント情報を抽出する。これにより、情報処理装置４０は、放射線のエネルギースペクトルの直線性を維持しつつ、信号イベントについてのイベント情報を精度よく抽出することができる。
Based on the event information for each event acquired from the
また、情報処理装置４０は、抽出したイベント情報に基づく各種の処理を行う。例えば、情報処理装置４０は、当該各種の処理として、当該イベント情報に基づいて、測定対象放射線のエネルギースペクトルを生成する。また、例えば、情報処理装置４０は、当該各種の処理として、当該イベント情報に基づいて、試料Ｓｍの測定対象放射線についての放射能を算出する。ここで、情報処理装置４０は、前述した通り、信号イベントのイベント情報を精度よく抽出することができる。このため、情報処理装置４０は、抽出したイベント情報に基づく各種の処理を精度よく行うことができる。すなわち、情報処理装置４０は、算出した吸収エネルギー総量に基づいて、放射線のエネルギースペクトルの直線性を維持しつつ、抽出したイベント情報に基づく各種の処理を精度よく行うことができる。
The
ここで、放射線測定装置１では、前述の試料Ｓｍとホスイッチ検出器１０の入射窓との間の距離について、如何なる制約もない。このため、放射線測定装置１では、ホスイッチ検出器１０による測定対象放射線の検出効率が、試料Ｓｍとホスイッチ検出器１０との相対的な位置関係に応じて低下してしまうことを抑制することができる。すなわち、放射線測定装置１は、ホスイッチ検出器１０によって測定対象放射線の検出効率が低下してしまうことを抑制しつつ、ホスイッチ検出器１０から出力される信号と制御装置２０とによって測定対象放射線についての各種の測定を精度よく行うことができる。
Here, in the
＜ホスイッチ検出器内に入射する放射線とイベントの具体例＞
以下、図２を参照し、ホスイッチ検出器１０内に入射する放射線とイベントの具体例について説明する。
<Specific examples of incident radiation and events in the Phoswitch detector>
A specific example of incident radiation and events within the
図２は、ホスイッチ検出器１０内に入射した各種の放射線を例示する図である。図２に示した各矢印は、ホスイッチ検出器１０内に入射した各種の放射線を示す。
FIG. 2 is a diagram illustrating various types of radiation incident within the
例えば、図２に示した矢印Ｒ１は、あるベータ線を示す。当該ベータ線は、ホスイッチ検出器１０の入射窓から第１シンチレーターＰＳ１に入射している。当該ベータ線は、荷電粒子であるため、第１シンチレーターＰＳ１内において電磁相互作用により散乱されながら当該第１シンチレーターＰＳ１内を移動する。図２に示した例では、当該ベータ線は、このような移動を行いながら、第１シンチレーターＰＳ１から第２シンチレーターＰＳ２に入射している。そして、当該例では、当該ベータ線は、第２シンチレーターＰＳ２内においてエネルギーをすべて失い、停止している。このため、当該ベータ線は、第１シンチレーターＰＳ１及び第２シンチレーターＰＳ２の両方においてシンチレーション光が発せられるイベントを生じさせる。当該ベータ線が測定対象放射線である場合、測定対象放射線は、当該イベントを信号イベントとして生じさせる。ただし、図１に示した例のように、ホスイッチ検出器１０に遮蔽体ＳＤ１が取り付けられている場合、ホスイッチ検出器１０内に入射可能なベータ線は、試料Ｓｍから放射される測定対象放射線のみである。
For example, arrow R1 shown in FIG. 2 indicates a beta ray. The beta ray enters the first scintillator PS1 through the entrance window of the
また、例えば、図２に示した矢印Ｒ２は、他のベータ線を示す。当該ベータ線は、ホスイッチ検出器１０の入射窓から第１シンチレーターＰＳ１に入射している。当該ベータ線は、荷電粒子であるため、第１シンチレーターＰＳ１内において電磁相互作用により散乱されながら第１シンチレーターＰＳ１内を移動する。図２に示した例では、当該ベータ線は、このような移動を行いながら、第１シンチレーターＰＳ１内においてエネルギーをすべて失い、停止している。このため、当該ベータ線は、第１シンチレーターＰＳ１においてシンチレーション光が発せられるイベント（当該ベータ線が測定対象放射線である場合、信号イベント）を発生させる。
Also, for example, the arrow R2 shown in FIG. 2 indicates another beta ray. The beta ray enters the first scintillator PS1 through the entrance window of the
また、例えば、図２に示した矢印Ｒ３は、更に他のベータ線を示す。当該ベータ線は、ホスイッチ検出器１０の入射窓から第１シンチレーターＰＳ１に入射している。当該ベータ線は、荷電粒子であるため、第１シンチレーターＰＳ１内において電磁相互作用により散乱されながら第１シンチレーターＰＳ１内を移動する。図２に示した例では、当該ベータ線は、このような移動を行いながら、ホスイッチ検出器１０の外側に出て行っている。このため、当該ベータ線は、そのエネルギーの一部のみを第１シンチレーターＰＳ１において吸収され、その量に見合うシンチレーション光が発せられるイベント（当該ベータ線が測定対象放射線である場合、信号イベント）を発生させる。
Also, for example, the arrow R3 shown in FIG. 2 indicates yet another beta ray. The beta ray enters the first scintillator PS1 through the entrance window of the
ここで、この一例における測定対象放射線は、ベータ線である。このため、測定対象放射線は、少なくとも第１シンチレーターＰＳ１においてシンチレーション光を発生させる。この特徴は、信号取得部３１から取得される対象信号の波形の特徴として現われる。すなわち、前述の波形特徴量は、このような傾向を示す指標の１つである。
Here, the radiation to be measured in this example is beta rays. Therefore, the radiation to be measured generates scintillation light at least in the first scintillator PS1. This feature appears as a feature of the waveform of the target signal acquired from the
一方、図２に示した矢印Ｒ４は、あるガンマ線を示す。当該ガンマ線は、ホスイッチ検出器１０の側面から第１シンチレーターＰＳ１及び第２シンチレーターＰＳ２の両方と相互作用を起こすことなく、第１シンチレーターＰＳ１及び第２シンチレーターＰＳ２を貫通してホスイッチ検出器１０の外側に出て行っている。このため、当該ガンマ線は、イベントを発生させない。
On the other hand, arrow R4 shown in FIG. 2 indicates a certain gamma ray. The gamma rays pass through the first scintillator PS1 and the second scintillator PS2 to the outside of the
また、図２に示した矢印Ｒ５は、他のガンマ線を示す。当該ガンマ線は、ホスイッチ検出器１０の側面から第２シンチレーターＰＳ２に入射している。そして、当該ガンマ線は、第２シンチレーターＰＳ２内においてコンプトン散乱を起こし、矢印Ｒ６が示すガンマ線として光検出器Ｐｈへと入射している。図２に示した矢印Ｅ１は、このようなコンプトン散乱によって生じたコンプトン電子を示す。図２に示した例では、当該コンプトン電子は、散乱によってエネルギーを失い、第２シンチレーターＰＳ２内において停止している。このようなコンプトン散乱の過程では、当該コンプトン電子が、第２シンチレーターＰＳ２においてシンチレーション光が発せられるイベントを発生させる。
Arrow R5 shown in FIG. 2 indicates another gamma ray. The gamma rays enter the second scintillator PS2 from the side of the
また、図２に示した矢印Ｒ７は、更に他のガンマ線を示す。当該ガンマ線は、ホスイッチ検出器１０の側面から第２シンチレーターＰＳ２に入射している。図２に示した例では、当該ガンマ線は、第２シンチレーターＰＳ２内において相互作用を起こさず、第２シンチレーターＰＳ２を貫通して第１シンチレーターＰＳ１に入射している。そして、当該ガンマ線は、第１シンチレーターＰＳ１内においてコンプトン散乱を起こし、矢印Ｒ８が示すガンマ線としてホスイッチ検出器１０の外側へと出て行っている。図２に示した矢印Ｅ２は、このようなコンプトン散乱によって生じたコンプトン電子を示す。図２に示した例では、当該コンプトン電子は、散乱によってエネルギーを失い、第１シンチレーターＰＳ１内において停止している。このようなコンプトン散乱の過程では、当該コンプトン電子が、第１シンチレーターＰＳ１においてシンチレーション光が発せられるイベントを発生させる。
Arrow R7 shown in FIG. 2 indicates still another gamma ray. The gamma rays enter the second scintillator PS2 from the side of the
また、図２に示した矢印Ｒ９は、更に更に他のガンマ線を示す。当該ガンマ線は、ホスイッチ検出器１０の入射窓から第１シンチレーターＰＳ１に入射している。図２に示した例では、当該ガンマ線は、第１シンチレーターＰＳ１と第２シンチレーターＰＳ２との境界付近においてコンプトン散乱を起こし、矢印Ｒ１０が示すガンマ線として光検出器Ｐｈへと入射している。図２に示した矢印Ｅ３は、このようなコンプトン散乱によって生じたコンプトン電子を示す。図２に示した例では、当該コンプトン電子は、散乱によってエネルギーを失いながら、第２シンチレーターＰＳ２から第１シンチレーターＰＳ１へ移動し、第１シンチレーターＰＳ１内において停止している。このようなコンプトン散乱の過程では、当該コンプトン電子が、第１シンチレーターＰＳ１及び第２シンチレーターＰＳ２の両方においてシンチレーション光が発せられるイベントを発生させる。
Arrow R9 shown in FIG. 2 indicates still another gamma ray. The gamma rays enter the first scintillator PS1 through the entrance window of the
以上のようなことから、あるイベントの波形特徴量は、当該イベントが信号イベントであったか否かを示す指標の１つとなり得る。ただし、波形特徴量のみでは、当該イベントが信号イベントであるか否かを精度よく判定することができない。そこで、放射線測定装置１では、波形特徴量と第２エネルギー総量との両方を用いて、当該イベントが信号イベントであるか否かを判定する。
As described above, the waveform feature amount of a certain event can be one of the indices indicating whether or not the event is a signal event. However, it is not possible to accurately determine whether or not the event is a signal event using only the waveform feature amount. Therefore, the
＜分析装置のハードウェア構成＞
以下、図３を参照し、分析装置３０のハードウェア構成について説明する。図３は、分析装置３０のハードウェア構成の一例を示す図である。
<Hardware configuration of analyzer>
The hardware configuration of the
分析装置３０は、例えば、信号取得部３１と、波形情報生成部３２と、第１エネルギー総量算出部３３と、第２エネルギー総量算出部３４と、波形特徴量算出部３５と、時刻情報生成部３６と、イベント情報生成部３７と、通信部３８と、第２信号取得部３９を備える。これらの構成要素は、バスを介して相互に通信可能に接続されている。なお、分析装置３０は、これらの構成要素に加えて、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit
）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプロセッサーを備える構成であってもよい。また、信号取得部３１と、波形情報生成部３２と、第１エネルギー総量算出部３３と、第２エネルギー総量算出部３４と、波形特徴量算出部３５と、時刻情報生成部３６と、イベント情報生成部３７と、通信部３８と、第２信号取得部３９とのうちの一部又は全部は、一体に構成されてもよい。
The
), FPGA (Field Programmable Gate Array) or the like. Also, a
信号取得部３１は、前述の測定期間内において、個々のイベントが発生しているイベント発生期間内にホスイッチ検出器１０から出力される信号を、イベントに応じた波形を有する対象信号としてイベント毎に取得する。より具体的には、信号取得部３１は、測定期間内において、ホスイッチ検出器１０から取得した信号の大きさが予め決められた閾値を超えた場合、当該信号を取得し始める。当該信号を取得し始めた信号取得部３１は、当該信号の大きさが当該閾値以下となるまで当該信号を取得し続ける。そして、当該信号取得部３１は、当該信号の大きさが当該閾値以下となった場合、当該信号の取得を終える。このため、信号取得部３１は、測定期間内において、個々のイベントが発生しているイベント発生期間内にホスイッチ検出器１０から出力される信号を、イベントに応じた波形を有する対象信号としてイベント毎に取得することができる。信号取得部３１は、取得した対象信号を、波形情報生成部３２、第１エネルギー総量算出部３３、第２エネルギー総量算出部３４のそれぞれにイベント毎に出力する。
For each event, the
また、信号取得部３１は、測定期間内において、ホスイッチ検出器１０から取得した信号の大きさが予め決められた閾値を超えた場合、ホスイッチ検出器１０の筐体内においてイベントが発生したタイミングを示すトリガー信号を、第１エネルギー総量算出部３３と、第２エネルギー総量算出部３４と、時刻情報生成部３６のそれぞれに出力する。これにより、第１エネルギー総量算出部３３と、第２エネルギー総量算出部３４と、時刻情報生成部３６のそれぞれは、イベントが発生したタイミングに応じて処理を行うことができる。
Further, the
波形情報生成部３２は、イベント毎に取得した対象信号に基づいて、波形情報をイベント毎に生成する。波形情報は、対象信号の波形を示す。波形情報生成部３２は、生成した波形情報を、イベント情報生成部３７にイベント毎に出力する。なお、波形情報生成部３２は、分析装置３０において、イベント情報生成部３７と一体に構成されてもよい。
The
第１エネルギー総量算出部３３は、イベント毎に取得した対象信号に基づいて、第１エネルギー総量をイベント毎に算出する。より具体的には、第１エネルギー総量算出部３３は、イベントが発生した場合、対象信号よりも先にトリガー信号を信号取得部３１から取得する。これは、遅延回路等を用いて実現することができる。第１エネルギー総量算出部３３は、トリガー信号を取得した場合、トリガー信号の後に取得される対象信号について、トリガー信号を取得したタイミングから第１減衰時間が経過するまでの第１減衰期間における対象信号の大きさを積分する。そして、第１エネルギー総量算出部３３は、当該大きさを積分した後の値を、放射線のエネルギーの大きさに換算することにより、第１エネルギー総量を算出する。第１エネルギー総量算出部３３は、算出した第１エネルギー総量をイベント情報生成部３７にイベント毎に出力する。
The first total
第２エネルギー総量算出部３４は、イベント毎に取得した対象信号に基づいて、前述の第２エネルギー総量をイベント毎に算出する。より具体的には、第２エネルギー総量算出部３４は、イベントが発生した場合、対象信号よりも先にトリガー信号を信号取得部３１から取得する。これは、遅延回路等を用いて実現することができる。第２エネルギー総量算出部３４は、トリガー信号を取得した場合、トリガー信号の後に取得される対象信号について、トリガー信号を取得したタイミングから第２減衰時間が経過するまでの期間における対象信号の大きさを積分する。そして、第２エネルギー総量算出部３４は、当該大きさを積分した後の値を、放射線のエネルギーの大きさに換算することにより、第２エネルギー総量を算出する。第２エネルギー総量算出部３４は、算出した第２エネルギー総量をイベント情報生成部３７にイベント毎に出力する。
The second total
波形特徴量算出部３５は、第１エネルギー総量算出部３３から取得した第１エネルギー総量と、第２エネルギー総量算出部３４から取得した第２エネルギー総量とに基づいて（換言すると、イベント毎に取得した対象信号に基づいて）、前述の波形特徴量をイベント毎に算出する。なお、波形特徴量算出部３５は、分析装置３０において、第１エネルギー総量算出部３３及び第２エネルギー総量算出部３４と一体に構成されてもよい。この場合、波形特徴量算出部３５は、イベント毎に信号取得部３１から取得した対象信号に基づいて、波形特徴量をイベント毎に算出する。
The waveform feature
ここで、図４を参照し、波形特徴量を算出するために用いられる第１エネルギー総量及び第２エネルギー総量について説明する。図４は、対象信号の一例を示す図である。図４に示した信号ＳＧ１は、あるイベントに応じて信号取得部３１により取得された対象信号の一例を示す。信号ＳＧ１の波形は、２つの信号の波形が重ね合わせられることによって形成されている。当該２つの信号のうちの一方は、図４に示した信号ＳＧ２である。当該２つの信号のうちの他方は、図４に示した信号ＳＧ３である。信号ＳＧ２は、当該イベントにおいて第１シンチレーターＰＳ１のみがシンチレーション光を発した場合において信号取得部３１により取得される対象信号の一例である。信号ＳＧ３は、当該イベントにおいて第２シンチレーターＰＳ２のみがシンチレーション光を発した場合において信号取得部３１により取得される対象信号の一例である。また、図４に示した時刻ｔｓは、当該イベントが発生したタイミングの一例を示す。また、図４に示した期間ｔ１は、時刻ｔｓから第１減衰時間が経過するまでの期間の一例を示す。また、図４に示した期間ｔ２は、時刻ｔｓから第２減衰時間が経過するまでの期間の一例を示す。
Here, with reference to FIG. 4, the first total energy amount and the second total energy amount used for calculating the waveform feature amount will be described. FIG. 4 is a diagram showing an example of a target signal. A signal SG1 illustrated in FIG. 4 indicates an example of a target signal obtained by the
図４に示したように、期間ｔ１における信号ＳＧ１の大きさを積分した場合、当該大きさを積分した後の値は、すなわち、第１エネルギー総量に相当する値であり、期間ｔ１における信号ＳＧ２と信号ＳＧ３とのそれぞれの大きさが積分された後の値である。この場合、当該値には、信号ＳＧ２のほぼすべての成分が含まれている一方、信号ＳＧ３の一部の成分が含まれていない。 As shown in FIG. 4, when the magnitude of the signal SG1 during the period t1 is integrated, the value after integrating the magnitude is a value corresponding to the first total energy amount, and the signal SG2 during the period t1 and signal SG3 are integrated. In this case, the value includes almost all components of signal SG2, but does not include some components of signal SG3.
一方、期間ｔ２における信号ＳＧ１の大きさを積分した場合、当該大きさを積分した後の値は、すなわち、第２エネルギー総量に相当する値であり、期間ｔ２における信号ＳＧ２と信号ＳＧ３とのそれぞれの大きさが積分された後の値である。この場合、当該値には、信号ＳＧ２及び信号ＳＧ３のほぼすべての成分が含まれている。換言すると、当該値には、信号ＳＧ１のほぼすべての成分が含まれている。このため、第２エネルギー総量は、信号ＳＧ１を発生させたイベントにおいてホスイッチ検出器１０に吸収された放射線のエネルギーのほぼすべてである。
On the other hand, when the magnitude of the signal SG1 in the period t2 is integrated, the value after integrating the magnitude is a value corresponding to the second total energy amount, and the signal SG2 and the signal SG3 in the period t2 are respectively is the value after the magnitude of is integrated. In this case, the value includes almost all components of signal SG2 and signal SG3. In other words, the value contains almost all components of signal SG1. Thus, the second total energy is substantially all of the radiation energy absorbed by the
このような第１エネルギー総量及び第２エネルギー総量を用いて、波形特徴量算出部３５は、波形特徴量を算出する。例えば、あるイベントの第２エネルギー総量をＱＬ、当該イベントの第１エネルギー総量をＱＳとした場合、波形特徴量算出部３５は、例えば、以下の式（１）によって当該イベントの波形特徴量を算出する。
Using the first total energy amount and the second total energy amount, the waveform feature
（ＱＬ－ＱＳ）／ＱＬ ・・・（１） (QL-QS)/QL (1)
すなわち、上記の式（１）によって算出される波形特徴量は、ＰＳＤ（Pulse Shape Discrimination）と呼ばれる場合がある。波形特徴量は、ホスイッチ検出器１０の筐体内においてイベントにより発生したシンチレーション光に含まれる光の成分のうち第１シンチレーターＰＳ１において発生したシンチレーション光の成分が大きいほど、小さくなる。一方、波形特徴量は、ホスイッチ検出器１０の筐体内においてイベントにより発生したシンチレーション光に含まれる光の成分のうち第２シンチレーターＰＳ２において発生したシンチレーション光の成分が大きいほど、大きくなる。例えば、本実施形態では、ベータ線である測定対象放射線は、図２において説明した通り、ガンマ線である背景放射線と比べて、第１シンチレーターＰＳ１においてイベントを発生させやすく、第２シンチレーターＰＳ２においてイベントを発生させにくい。そのため、信号イベントに応じて算出される波形特徴量は、小さくなる傾向を有する。一方、背景イベントに応じて算出される波形特徴量は、小さくなる傾向を有さない。また、本実施形態のように第１シンチレーターＰＳ１の厚さよりも第２シンチレーターＰＳ２の厚さの方が厚い場合、当該波形特徴量は、大きくなる傾向を有する。このような事情から、あるイベントの波形特徴量は、前述した通り、当該イベントが信号イベントであったか否かを示す指標の１つとなり得る。
That is, the waveform feature amount calculated by the above equation (1) is sometimes called PSD (Pulse Shape Discrimination). The waveform feature amount decreases as the scintillation light component generated in the first scintillator PS1 among the light components contained in the scintillation light generated by an event within the housing of the
波形特徴量算出部３５は、算出した波形特徴量を、イベント情報生成部３１７にイベント毎に出力する。
The waveform
時刻情報生成部３６は、信号取得部３１によりイベント毎に取得された対象信号に基づいて、対象信号が信号取得部３１により取得され始めた時刻を示す時刻情報をイベント毎に出力する。より具体的には、時刻情報生成部３６は、イベントが発生した場合、トリガー信号を信号取得部３１から取得する。時刻情報生成部３６は、トリガー信号を取得した時刻を、イベントが発生した時刻を示す時刻情報、すなわち、対象信号が信号取得部３１により取得され始めた時刻を示す時刻情報として生成する。時刻情報生成部３１６は、生成した時刻情報を、イベント情報生成部３１７にイベント毎に出力する。
Based on the target signal acquired by the
イベント情報生成部３７は、波形情報生成部３２により生成された波形情報と、第１エネルギー総量算出部３３により算出された第１エネルギー総量と、第２エネルギー総量算出部３４により算出された第２エネルギー総量と、波形特徴量算出部３５により算出された波形特徴量と、時刻情報生成部３６により出力された時刻情報とを含む情報を、イベント情報としてイベント毎に生成する。より具体的には、イベント情報生成部３７は、波形情報生成部３２から波形情報をイベント毎に取得する。また、イベント情報生成部３７は、第１エネルギー総量算出部３３から第１エネルギー総量をイベント毎に取得する。また、イベント情報生成部３７は、第２エネルギー総量算出部３４から第２エネルギー総量をイベント毎に取得する。また、イベント情報生成部３７は、波形特徴量算出部３５から波形特徴量をイベント毎に取得する。また、イベント情報生成部３７は、時刻情報生成部３６から時刻情報をイベント毎に取得する。イベント情報生成部３７は、取得した波形情報、第１エネルギー総量、第２エネルギー総量、波形特徴量、時刻情報のそれぞれを含む情報を、イベント情報としてイベント毎に生成する。なお、イベント情報には、波形情報、第１エネルギー総量、第２エネルギー総量、波形特徴量、時刻情報のそれぞれに加えて、他の情報が更に含まれる構成であってもよい。また、イベント情報には、波形情報、第１エネルギー総量、時刻情報のうちの一部又は全部が含まれない構成であってもよい。イベント情報に時刻情報が含まれない場合、イベント情報には、イベント情報を識別する他の情報が含まれる。イベント情報生成部３７は、イベント毎に生成したイベント情報を、通信部３８に出力する。
The event
通信部３８は、情報処理装置４０と有線又は無線による通信を行う。通信部３８は、例えば、イベント情報生成部３７からイベント情報を取得した場合、取得したイベント情報を情報処理装置４０に出力する。また、例えば、通信部３８は、後述する第２信号取得部３９から第２信号情報を取得した場合、取得した第２信号情報を情報処理装置４０に出力する。この際、通信部３８は、時刻情報生成部３６から現在の時刻を示す情報を取得し、取得した情報を第２信号取得時刻情報として第２信号情報に含ませる。
The
第２信号取得部３９は、ガード検出器ＳＤ２から出力される第２信号を、ガード検出器ＳＤ２から取得する。第２信号取得部３９は、取得した第２信号を示す第２信号情報を生成し、生成した第２信号情報を通信部３８に出力する。
The second
＜情報処理装置のハードウェア構成＞
以下、図５を参照し、情報処理装置４０のハードウェア構成について説明する。図５は、情報処理装置４０のハードウェア構成の一例を示す図である。
<Hardware Configuration of Information Processing Device>
The hardware configuration of the
情報処理装置４０は、例えば、ＣＰＵ４１と、記憶部４２と、入力受付部４３と、通信部４４と、表示部４５を備える。これらの構成要素は、バスを介して相互に通信可能に接続されている。なお、情報処理装置４０は、ＣＰＵ４１に代えて、ＦＰＧＡ等の他のプロセッサーを備える構成であってもよい。
The
ＣＰＵ４１は、記憶部４２に格納された各種のプログラムを実行する。
The
記憶部４２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read－Only Memory）、ＲＯＭ（Read－Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む。なお、記憶部４２は、情報処理装置４０に内蔵されるものに代えて、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポート等によって接続された外付け型の記憶装置であってもよい。記憶部４２は、情報処理装置４０が処理する各種の情報、各種のプログラム等を格納する。
The
入力受付部４３は、例えば、キーボードやマウス、タッチパッド、その他の入力装置である。なお、入力受付部４３は、表示部４５と一体に構成されたタッチパネルであってもよい。
The
通信部４４は、例えば、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポートやイーサネット（登録商標）ポート等を含んで構成される。
The
表示部４５は、例えば、液晶ディスプレイパネル、あるいは、有機ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイパネルである。
The
＜情報処理装置の機能構成＞
以下、図６を参照し、情報処理装置４０の機能構成について説明する。図６は、情報処理装置４０の機能構成の一例を示す図である。
<Functional Configuration of Information Processing Device>
The functional configuration of the
情報処理装置４０は、記憶部４２と、入力受付部４３と、通信部４４と、表示部４５と、制御部４６を備える。
The
制御部４６は、情報処理装置４０の全体を制御する。制御部４６は、表示制御部４６１と、設定受付部４６３と、イベント情報取得部４６５と、算出部４６６と、分布情報生成部４６７と、信号イベント抽出部４６９と、処理部４７１を備える。制御部４６が備えるこれらの機能部は、例えば、ＣＰＵ４１が、記憶部４２に記憶された各種のプログラムを実行することにより実現される。また、当該機能部のうちの一部又は全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。
The
表示制御部４６１は、ユーザーから受け付けた操作に基づいて、情報処理装置４０がユーザーからの操作を受け付ける操作画面を含む各種の画面を生成する。表示制御部４６１は、生成した各種の画面を表示部４５に表示させる。
The
設定受付部４６３は、表示制御部４６１が表示部４５に表示させた各種の画面の少なくとも一部の画面を介して、制御部４６が備える各機能部に設定される各種の設定をユーザーから受け付ける。
The
イベント情報取得部４６５は、分析装置３０からイベント情報をイベント毎に取得する。イベント情報取得部４６５は、取得したイベント毎のイベント情報を、記憶部４２に記憶させる。
The event
算出部４６６は、第１エネルギー総量算出部３３により算出された第１エネルギー総量と、第２エネルギー総量算出部３４により算出された第２エネルギー総量とに基づいて、第１シンチレーターＰＳ１に吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第１吸収エネルギー総量と、第２シンチレーターＰＳ２に吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第２吸収エネルギー総量とをイベント毎に算出する。そして、算出部４６６は、算出した第１吸収エネルギー総量と、算出した第２吸収エネルギー総量との和を、ホスイッチ検出器１０に吸収された放射線のエネルギーの総量を示す吸収エネルギー総量として算出する。
The
分布情報生成部４６７は、ユーザーから受け付けた操作に応じて、記憶部４２から、ユーザーが所望する期間内に含まれる時刻を示す時刻情報を含むイベント情報を記憶部４２から読み出す。以下では、一例として、ユーザーが所望する期間が、前述の測定期間である場合について説明する。分布情報生成部４６７は、測定期間内に起きたイベント毎のイベント情報、すなわち、記憶部４２から読み出したイベント情報と、算出部４６６によりイベント毎に算出された吸収エネルギー総量とに基づいて、イベントが発生する頻度についての、波形特徴量と吸収エネルギー総量とを変数とする二次元分布を示す分布情報を生成する。
Distribution
信号イベント抽出部４６９は、分布情報生成部４６７により生成された分布情報が示す二次元分布に基づいて、イベント情報生成部３７によりイベント毎に生成されたイベント情報の中から、測定対象放射線が発生させたイベントについてのイベント情報を抽出する。
The signal
処理部４７１は、信号イベント抽出部４６９により抽出されたイベント情報に基づく処理を行う。例えば、処理部４７１は、当該イベント情報に基づいて、測定対象放射線のエネルギースペクトルを生成する。また、例えば、処理部４７１は、当該イベント情報に基づいて、試料Ｓｍの測定対象放射線についての放射能を算出する。
The
＜測定期間内において分析装置が行う処理＞
以下、測定期間内において分析装置３０が行う処理について説明する。測定期間内において分析装置３０が行う処理は、前述した通り、ハードウェア機能部である９つの機能部、すなわち、信号取得部３１、波形情報生成部３２、第１エネルギー総量算出部３３、第２エネルギー総量算出部３４、波形特徴量算出部３５、時刻情報生成部３６、イベント情報生成部３７、通信部３８、第２信号取得部３９のそれぞれが連携して行う。これら９個のハードウェア機能部間における各種の信号の送受信のタイミング、及び、これら９個のハードウェア機能部間の連携については、設計者の設計方針に応じて如何様にも決めることができる。そこで、以下では、これら９個のハードウェア機能部それぞれの処理について説明する。
<Processing performed by the analyzer during the measurement period>
Processing performed by the
図７は、測定期間内において信号取得部３１が行う処理の流れの一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the flow of processing performed by the
信号取得部３１は、予め決められた閾値を超えた大きさの信号がホスイッチ検出器１０から取得されるまで待機する（ステップＳ１１０）。
The
信号取得部３１は、予め決められた閾値を超えた大きさの信号がホスイッチ検出器１０から取得された場合（ステップＳ１１０－ＹＥＳ）、ホスイッチ検出器１０から取得された信号を、波形情報生成部３２、第１エネルギー総量算出部３３、第２エネルギー総量算出部３４のそれぞれへ対象信号として出力し始める（ステップＳ１２０）。また、信号取得部３１は、当該場合、トリガー信号を、第１エネルギー総量算出部３３、第２エネルギー総量算出部３４、時刻情報生成部３６のそれぞれに出力する。
When a signal having a magnitude exceeding a predetermined threshold value is acquired from the phoswitch detector 10 (step S110-YES), the
次に、信号取得部３１は、ホスイッチ検出器１０から取得された信号の大きさが予め決められた閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。
Next, the
信号取得部３１は、ホスイッチ検出器１０から取得された信号の大きさが予め決められた閾値を超えている場合（ステップＳ１３０－ＮＯ）、ステップＳ１２０において開始した対象信号の出力を継続する。
If the magnitude of the signal obtained from the
一方、信号取得部３１は、ホスイッチ検出器１０から取得された信号の大きさが予め決められた閾値以下である場合（ステップＳ１３０－ＹＥＳ）、ステップＳ１２０において開始した対象信号の出力を終了する（ステップＳ１４０）。そして、信号取得部３１は、ステップＳ１１０に遷移し、予め決められた閾値を超えた大きさの信号がホスイッチ検出器１０から取得されるまで再び待機する。
On the other hand, when the magnitude of the signal obtained from the
このように、ステップＳ１２０～ステップＳ１４０の処理が行われている期間において信号取得部３１により波形情報生成部３２、第１エネルギー総量算出部３３、第２エネルギー総量算出部３４のそれぞれへ出力された一連の信号が、前述のイベントに応じた波形を有する対象信号である。
In this way, during the period in which the processing of steps S120 to S140 is performed, the
図８は、測定期間内において波形情報生成部３２が行う処理の流れの一例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the flow of processing performed by the
波形情報生成部３２は、信号取得部３１から対象信号が取得され始めるまで待機する（ステップＳ２１０）。
The waveform
波形情報生成部３２は、信号取得部３１から対象信号が取得され始めた場合（ステップＳ２１０－ＹＥＳ）、信号取得部３１から対象信号が取得され終わるまで待機する（ステップＳ２２０）。
When the acquisition of the target signal from the
次に、波形情報生成部３２は、信号取得部３１から取得した対象信号に基づいて、当該対象信号の波形を示す波形情報を生成する（ステップＳ２３０）。
Next, the waveform
次に、波形情報生成部３２は、ステップＳ２３０において生成した波形情報をイベント情報生成部３７に出力する（ステップＳ２４０）。そして、波形情報生成部３２は、ステップＳ２１０に遷移し、信号取得部３１から対象信号が取得され始めるまで再び待機する。
Next, the
図９は、測定期間内において第１エネルギー総量算出部３３が行う処理の流れの一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the flow of processing performed by the first total
第１エネルギー総量算出部３３は、信号取得部３１からトリガー信号が取得されるまで待機する（ステップＳ３１０）。
The first total
第１エネルギー総量算出部３３は、信号取得部３１からトリガー信号が取得された場合（ステップＳ３１０－ＹＥＳ）、信号取得部３１から対象信号が取得されるまで待機する（ステップＳ３２０）。
When the trigger signal is acquired from the signal acquisition unit 31 (step S310-YES), the first total
次に、第１エネルギー総量算出部３３は、信号取得部３１から取得した対象信号に基づいて、当該対象信号の第１エネルギー総量を算出する（ステップＳ３３０）。より具体的には、ステップＳ３１０においてトリガー信号を取得したタイミングから第１減衰時間が経過するまでの第１減衰期間における当該対象信号の大きさを積分する。そして、第１エネルギー総量算出部３３は、当該大きさを積分した後の値を、放射線のエネルギーの大きさに換算することにより、第１エネルギー総量を算出する。
Next, the first total energy
次に、第１エネルギー総量算出部３３は、ステップＳ３３０において算出した第１エネルギー総量を波形特徴量算出部３５に出力する（ステップＳ３４０）。そして、第１エネルギー総量算出部３３は、ステップＳ３１０に遷移し、信号取得部３１からトリガー信号が取得されるまで再び待機する。
Next, the first total
図１０は、測定期間内において第２エネルギー総量算出部３４が行う処理の流れの一例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the flow of processing performed by the second total
第２エネルギー総量算出部３４は、信号取得部３１からトリガー信号が取得されるまで待機する（ステップＳ４１０）。
The second total
第２エネルギー総量算出部３４は、信号取得部３１からトリガー信号が取得された場合（ステップＳ４１０－ＹＥＳ）、信号取得部３１から対象信号が取得されるまで待機する（ステップＳ４２０）。
When the trigger signal is acquired from the signal acquisition unit 31 (step S410-YES), the second total
次に、第２エネルギー総量算出部３４は、信号取得部３１から取得した対象信号に基づいて、当該対象信号の第２エネルギー総量を算出する（ステップＳ４３０）。より具体的には、ステップＳ４１０においてトリガー信号を取得したタイミングから第２減衰時間が経過するまでの第２減衰期間における当該対象信号の大きさを積分する。そして、第２エネルギー総量算出部３４は、当該大きさを積分した後の値を、放射線のエネルギーの大きさに換算することにより、第２エネルギー総量を算出する。
Next, the second total energy
次に、第２エネルギー総量算出部３４は、ステップＳ４３０において算出した第２エネルギー総量を波形特徴量算出部３５に出力する（ステップＳ４４０）。そして、第２エネルギー総量算出部３４は、ステップＳ４１０に遷移し、信号取得部３１からトリガー信号が取得されるまで再び待機する。
Next, the second total
図１１は、測定期間内において波形特徴量算出部３５が行う処理の流れの一例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the flow of processing performed by the waveform
波形特徴量算出部３５は、２つのエネルギー総量が取得されるまで待機する（ステップＳ５１０）。当該２つのエネルギー総量は、第１エネルギー総量と第２エネルギー総量のことである。すなわち、波形特徴量算出部３５は、ステップＳ５１０において、第１エネルギー総量算出部３３から第１エネルギー総量が取得され、且つ、第２エネルギー総量算出部３４から第２エネルギー総量が取得されるまで、待機する。
The waveform
波形特徴量算出部３５は、２つのエネルギー総量が取得された場合（ステップＳ５１０－ＹＥＳ）、ステップＳ５１０において取得した第１エネルギー総量及び第２エネルギー総量と、上記の式（１）とに基づいて、波形特徴量を算出する（ステップＳ５２０）。
If the two total energy amounts are acquired (step S510-YES), the waveform feature
次に、波形特徴量算出部３５は、ステップＳ５２０において算出した波形特徴量を、イベント情報生成部３７に出力する（ステップＳ５３０）。そして、波形特徴量算出部３５は、ステップＳ５１０に遷移し、２つのエネルギー総量が取得されるまで再び待機する。
Next, the waveform
図１２は、測定期間内において時刻情報生成部３６が行う処理の流れの一例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the flow of processing performed by the
時刻情報生成部３６は、信号取得部３１からトリガー信号が取得されるまで待機する（ステップＳ６１０）。
The time
時刻情報生成部３６は、信号取得部３１からトリガー信号が取得された場合（ステップＳ６１０－ＹＥＳ）、当該トリガー信号を取得した時刻を示す情報を、対象信号が信号取得部３１により取得され始めた時刻を示す時刻情報として生成する（ステップＳ６２０）。
When the trigger signal is acquired from the signal acquisition unit 31 (step S610-YES), the time
次に、時刻情報生成部３６は、ステップＳ６２０において生成した時刻情報をイベント情報生成部３７に出力する（ステップＳ６３０）。そして、時刻情報生成部３６は、ステップＳ６１０に遷移し、信号取得部３１からトリガー信号が取得されるまで再び待機する。
Next, the
図１３は、測定期間内においてイベント情報生成部３７が行う処理の流れの一例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of the flow of processing performed by the
イベント情報生成部３７は、各種の情報が取得されるまで待機する（ステップＳ７１０）。当該各種の情報は、波形情報、第１エネルギー総量、第２エネルギー総量、波形特徴量、時刻情報のそれぞれである。すなわち、イベント情報生成部３７は、ステップＳ７１０において、波形情報、第１エネルギー総量、第２エネルギー総量、波形特徴量、時刻情報の全部が取得されるまで、待機する。
The event
イベント情報生成部３７は、波形情報、第１エネルギー総量、第２エネルギー総量、波形特徴量、時刻情報の全部が取得された場合（ステップＳ７１０－ＹＥＳ）、当該全部を含む情報を、イベント情報として生成する（ステップＳ７２０）。
When all of the waveform information, the first total energy amount, the second total energy amount, the waveform characteristic amount, and the time information are acquired (step S710-YES), the event
次に、イベント情報生成部３７は、ステップＳ７２０において生成したイベント情報を通信部３８に出力する（ステップＳ７３０）。そして、イベント情報生成部３７は、ステップＳ７１０に遷移し、各種の情報が取得されるまで再び待機する。
Next, the event
図１４は、測定期間内において通信部３８が行う処理の流れの一例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing an example of the flow of processing performed by the
通信部３８は、情報処理装置４０に出力する情報が取得されるまで待機する（ステップＳ８１０）。当該情報は、イベント情報、第２信号情報等である。
The
通信部３８は、情報処理装置４０に出力する情報が取得された場合（ステップＳ８１０－ＹＥＳ）、当該情報を情報処理装置４０に出力する（ステップＳ８２０）。例えば、当該情報がイベント情報であった場合、通信部３８は、イベント情報を情報処理装置４０に出力する。また、例えば、当該情報が第２信号情報であった場合、第２信号情報を情報処理装置４０に出力する。そして、通信部３８は、ステップＳ８１０に遷移し、情報処理装置４０に出力する情報が取得されるまで再び待機する。
When the information to be output to the
図１５は、測定期間内において第２信号取得部３９が行う処理の流れの一例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an example of the flow of processing performed by the second
第２信号取得部３９は、ガード検出器ＳＤ２から前述の第２信号が取得されるまで待機する（ステップＳ９１０）。
The second
第２信号取得部３９は、ガード検出器ＳＤ２から第２信号情報が取得された場合（ステップＳ９１０－ＹＥＳ）、取得した第２信号を示す第２信号情報を生成する（ステップＳ９２０）。
When the second signal information is acquired from the guard detector SD2 (step S910-YES), the second
次に、第２信号取得部３９は、ステップＳ９２０において生成した第２信号情報を通信部３８に出力する（ステップＳ９３０）。そして、第２信号取得部３９は、ガード検出器ＳＤ２から前述の第２信号が取得されるまで再び待機する。
Next, the second
このように、分析装置３０が備える９個のハードウェア機能部は、測定期間内における処理を行う。なお、上記において説明した１つの対象信号に対する処理は、１つのイベントに対する処理に相当する。これは、イベントが発生する毎に信号取得部３１から対象信号が出力されるためである。
In this way, the nine hardware functional units included in the
＜放射線の測定を開始した場合において情報処理装置が行う処理＞
以下、図１６を参照し、放射線の測定を開始した場合において情報処理装置４０が行う処理について説明する。図１６は、放射線の測定を開始した場合において情報処理装置４０が行う処理の流れの一例を示す図である。以下では、一例として、図１６に示したステップＳ１０１０の処理が開始されるよりも前のタイミングにおいて、放射線の測定を開始する操作を情報処理装置４０がユーザーから受け付けている場合について説明する。
<Processing performed by the information processing device when radiation measurement is started>
Processing performed by the
イベント情報取得部４６５は、分析装置３０からイベント情報を取得するまで待機する（ステップＳ１０１０）。
The event
イベント情報取得部４６５は、分析装置３０からイベント情報を取得したと判定した場合（ステップＳ１０１０－ＹＥＳ）、取得したイベント情報を記憶部４２に記憶させる（ステップＳ１０２０）。
When the event
次に、イベント情報取得部４６５は、ユーザーから受け付けた測定期間が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０３０）。ここで、イベント情報取得部４６５は、放射線の測定を開始する操作を受け付けたタイミングから、当該測定期間が経過している場合、当該測定期間が終了したと判定する。一方、イベント情報取得部４６５は、放射線の測定を開始する操作を受け付けたタイミングから、当該測定期間が経過していない場合、当該測定期間が終了していないと判定する。
Next, the event
イベント情報取得部４６５は、ユーザーから受け付けた測定期間が終了していないと判定した場合（ステップＳ１０３０－ＮＯ）、ステップＳ１０１０に遷移し、分析装置３０からイベント情報を取得するまで再び待機する。
When the event
一方、イベント情報取得部４６５は、ユーザーから受け付けた測定期間が終了したと判定した場合（ステップＳ１０３０－ＹＥＳ）、測定期間内において記憶部４２に記憶されたすべてのイベント情報を記憶部４２から読み出す（ステップＳ１０４０）。
On the other hand, when event
次に、算出部４６６は、ステップＳ１０４０においてイベント情報取得部４６５が記憶部４２から読み出したイベント情報に基づいて、前述の吸収エネルギー総量をイベント毎に算出する（ステップＳ１０４５）。より具体的には、算出部４６６は、ステップＳ１０４５において、例えば、各イベント情報に含まれる波形情報及び時刻情報に基づいて、波形情報が示す波形のうち、時刻情報が示す時刻から第１減衰時間が経過するまでの期間と、当該時刻から第２減衰時間が経過するまでの期間とを差分の期間内における波形をイベント毎に特定する。当該波形は、主として、第２シンチレーターＰＳ２において発せられたシンチレーション光が減衰していく様子を示す波形であり、第１シンチレーターＰＳ１において発せられたシンチレーション光が減衰していく様子を示す波形の成分をほぼ含んでいない（又は、含まれていたとしても少ない）。そこで、算出部４６６は、イベント毎に特定した当該期間内の波形に基づいて、例えば、指数関数によるフィッティング等の処理により、イベント発生期間内に第２シンチレーターＰＳ２のみにおいて発せられたシンチレーション光に応じた信号の波形をイベント毎に推定する。算出部４６６は、推定した波形に基づいて、時刻情報が示す時刻から第２減衰時間が経過するまでの期間内に第２シンチレーターＰＳ２において発せられたシンチレーション光に応じたエネルギーの総量に対する、時刻情報が示す時刻から第１減衰時間が経過するまでの期間内に第２シンチレーターＰＳ２において発せられたシンチレーション光に応じたエネルギーの総量の割合をイベント毎に算出する。そして、算出部４６６は、第１エネルギー総量をＱＳとし、第２エネルギー総量をＱＬとし、当該割合をＦｒとした場合、以下の式（２）及び式（３）に基づいて、仮の第１吸収エネルギー総量と第２吸収エネルギー総量とのそれぞれをイベント毎に算出する。
Next, the
Ｑｓｌｏｗ＝（ＱＬ－ＱＳ）／（１－Ｆｒ） ・・・（２）
Ｑｆａｓｔ＝ＱＬ－ＱＳｌｏｗ ・・・（３）
Qslow=(QL-QS)/(1-Fr) (2)
Qfast=QL-QSlow (3)
ここで、Ｑｆａｓｔは、仮の第１吸収エネルギー総量を示す。また、Ｑｓｌｏｗは、第２吸収エネルギー総量を示す。なお、算出部４６６は、割合Ｆｒを他の方法によって算出する構成であってもよい。
Here, Qfast indicates the provisional first absorbed energy total amount. Also, Qslow indicates the second absorbed energy total amount. Note that the
そして、仮の第１吸収エネルギー総量及び第２吸収エネルギー総量をイベント毎に算出した後、算出部４６６は、仮の第１吸収エネルギー総量を補正し、第１吸収エネルギー総量をイベント毎に算出する。より具体的には、算出部４６６は、イベント毎に算出した仮の第１吸収エネルギー総量を、以下に示した式（４）に基づいて、第２シンチレーターＰＳ２の発光効率を１とした場合における第１シンチレーターＰＳ１の発光効率Ｅｆによってイベント毎に補正する。
Then, after calculating the provisional first total absorbed energy and the second total absorbed energy for each event, the
ＣＱｆａｓｔ＝Ｑｆａｓｔ／Ｅｆ ・・・（４） CQfast=Qfast/Ef (4)
ここで、ＣＱｆａｓｔは、発光効率Ｅｆによる補正後の仮の第１吸収エネルギー総量Ｑｆａｓｔ、すなわち、第１吸収エネルギー総量を示す。この第１吸収エネルギー総量（すなわち、補正後の第１吸収エネルギー総量）は、第２シンチレーターＰＳ２の発光効率を基準とした場合における第１吸収エネルギー総量である。なお、発光効率Ｅｆは、例えば、文献値を用いてもよく、実験によって検出した値を用いてもよい。 Here, CQfast indicates the provisional first absorbed energy total amount Qfast after correction based on the luminous efficiency Ef, that is, the first absorbed energy total amount. This first absorbed energy total amount (that is, the corrected first absorbed energy total amount) is the first absorbed energy total amount when the luminous efficiency of the second scintillator PS2 is used as a reference. For the luminous efficiency Ef, for example, a literature value may be used, or a value detected by an experiment may be used.
算出部４６６は、算出した補正後の第１吸収エネルギーＣＱｆａｓｔと、算出した第２吸収エネルギー総量Ｑｓｌｏｗとの和を、吸収エネルギー総量としてイベント毎に算出する。これにより、情報処理装置４０は、第１吸収エネルギーと第２吸収エネルギーとを、互いに同じ発光効率を基準として算出することができ、放射線のエネルギースペクトルの直線性を維持することができる。その結果、情報処理装置４０は、吸収エネルギー総量を、イベント毎に精度よく算出することができる。
The
なお、算出部４６６は、イベント毎に算出した吸収エネルギー総量を、イベント情報とともに記憶部４２にイベント毎に記憶させる構成であってもよく、イベント毎に算出した吸収エネルギー総量を記憶部４２に記憶させない構成であってもよい。
Note that the
次に、分布情報生成部４６７は、ステップＳ１０４０においてイベント情報取得部４６５が記憶部４２から読み出したイベント情報と、ステップＳ１０４５において算出部４６６が算出した吸収エネルギー総量とに基づいて、前述の分布情報を生成する（ステップＳ１０５０）。当該分布情報は、例えば、二次元ヒストグラム（二次元分布の一例）によって表すことができる。そこで、以下では、二次元ヒストグラムによって表された分布情報を例に挙げて、分布情報について説明する。なお、分布情報は、イベントの頻度と、吸収エネルギー総量と、波形特徴量とが対応付けられたテーブル等の他の情報であってもよい。ここで、図１７及び図１８を参照し、二次元ヒストグラムとして表された分布情報について説明する。
Next, distribution
図１７は、測定対象放射線のみがホスイッチ検出器１０により検出された場合におけるイベント情報に基づいて情報処理装置４０に生成される分布情報の一例を示す情報である。このようなイベント情報は、背景放射線を完全に遮蔽することができれば、実験により生成することができる。しかしながら、このような遮蔽は、現実的ではない。このため、当該イベント情報は、背景放射線がホスイッチ検出器１０に入射する強度よりも高い強度の測定対象放射線を放射する参照放射線源を資料Ｓｍの代わりに用いて測定対象放射線を測定することにより近似的に得られた情報である。なお、当該イベント情報は、モンテカルロ・シミュレーション等のシミュレーションによって得られた情報であってもよい。
FIG. 17 shows information showing an example of distribution information generated by the
また、図１８は、背景放射線のみがホスイッチ検出器１０により検出された場合におけるイベント情報に基づいて情報処理装置４０に生成される分布情報の一例を示す情報である。このようなイベント情報は、試料Ｓｍを配置せずに放射線測定装置１による放射線の測定を行うことにより得ることができる。なお、当該イベント情報は、モンテカルロ・シミュレーション等のシミュレーションによって得られた情報であってもよい。モンテカルロ・シミュレーションを用いた場合、背景放射線の起源毎に、分布情報上において現われる背景イベントについてのプロットを含む領域を特定することができる。
FIG. 18 is information showing an example of distribution information generated by the
図１７及び図１８に示した分布情報は、両方とも、横軸が吸収エネルギー総量を示し、縦軸が波形特徴量を示す。図１７及び図１８に示した分布情報は、二次元ヒストグラムであるため、本来は色の違いによって頻度が示される。しかしながら、図１７及び図１８は、白黒図面である関係上、頻度をレベルＨ１～レベルＨ５の５段階のレベルのいずれかに分類した場合における等高線図として表している。例えば、図１７及び図１８において、最も高い頻度を１００％とした場合、頻度が０～２０％の範囲をレベルＨ１の領域、頻度が２１～４０％の範囲をレベルＨ２の領域、頻度が４１～６０％の範囲をレベルＨ３の領域、頻度が６１～８０％の範囲をレベルＨ４の領域、頻度が８１～１００％の範囲をレベルＨ５の領域として表されている。 In both distribution information shown in FIGS. 17 and 18, the horizontal axis indicates the total amount of absorbed energy, and the vertical axis indicates the waveform feature amount. Since the distribution information shown in FIGS. 17 and 18 is a two-dimensional histogram, frequencies are originally indicated by different colors. However, since FIGS. 17 and 18 are black and white drawings, they are represented as contour maps when frequencies are classified into one of five levels from level H1 to level H5. For example, in FIGS. 17 and 18, when the highest frequency is 100%, the frequency range of 0 to 20% is the level H1 area, the frequency range of 21 to 40% is the level H2 area, and the frequency is 41 A range of ~60% is represented as a level H3 region, a frequency range of 61% to 80% is represented as a level H4 region, and a frequency range of 81% to 100% is represented as a level H5 region.
図１７及び図１８を比べることにより、信号イベントについてのレベルＨ５の領域と、背景イベントについてのレベルＨ５の領域とは、二次元ヒストグラムとして表された分布情報上において、異なる領域に位置している。このことから、当該分布情報上の領域に対して、何らかの方法によってユーザーが指定した領域内に含まれるプロットに対応するイベント情報を抽出することにより、信号イベントについてのプロットが含まれる領域をできるだけ除去せずに、背景イベントについてのプロットが含まれる領域をできるだけ除去することを、容易に行うことができる。 By comparing FIGS. 17 and 18, the region of level H5 for the signal event and the region of level H5 for the background event are located in different regions on the distribution information represented as a two-dimensional histogram. . Therefore, by extracting the event information corresponding to the plot included in the area specified by the user by some method for the area on the distribution information, the area including the plot about the signal event is removed as much as possible. It is easy to remove as much of the area that contains plots for background events as possible without having to do so.
より具体的には、実際の放射線の測定において放射線測定装置１により生成される分布情報は、図１７に示した分布情報上のプロットと、図１８に示した分布情報上のプロットとが、１つの二次元ヒストグラム上にプロットされたような情報となる。図１９は、実際の放射線の測定において放射線測定装置１により生成される分布情報の一例である。図１９に示した領域ＦＬは、ユーザーにより指定された領域の一例である。図１９に示した例では、情報処理装置４０は、分布情報に含まれるプロットのうち領域ＦＬに含まれるプロットに対応するイベント情報を抽出し、残りのプロットに対応するイベント情報を除去する。
More specifically, the distribution information generated by the
また、このようなイベント情報の抽出と、背景放射線の起源毎に、分布情報上において現われる背景イベントについてのプロットを含む領域を特定することとを組み合わせることにより、信号イベントに対する背景イベントの影響を、より詳細に理解することができる。その結果、情報処理装置４０は、より高い精度で、信号イベントについてのイベント情報を分布情報に基づいて抽出することができる。
In addition, by combining the extraction of such event information and the identification of regions containing plots of background events appearing on the distribution information for each origin of background radiation, the effects of background events on signal events can be determined by: can be understood in more detail. As a result, the
領域ＦＬのような領域の情報処理装置４０への指定は、何らかの条件を情報処理装置４０に与えることによって指定してもよく、表示部４５に表示された分布情報に対してユーザーがＧＵＩ（Graphical User Interface）による描画を行うことによって指定してもよく、他の方法によって指定してもよい。
A region such as the region FL may be designated to the
なお、測定対象放射線の検出効率は、領域ＦＬの位置、形状、広さ等に応じて変化する。例えば、図２０は、情報処理装置４０により抽出されたイベント情報に基づいて生成された測定対象放射線のエネルギースペクトルを例示する図である。図２０に示したエネルギースペクトルＳＰ１及びエネルギースペクトルＳＰ２はそれぞれ、測定対象放射線のエネルギースペクトルの一例である。エネルギースペクトルＳＰ１は、情報処理装置４０により生成された分布情報と、ある広さの領域ＦＬとによって抽出されたイベント情報に基づいて生成されたエネルギースペクトルである。一方、エネルギースペクトルＳＰ２は、情報処理装置４０により生成された分布情報と、当該広さよりも狭い広さの領域ＦＬとによって抽出されたイベント情報に基づいて生成されたエネルギースペクトルである。エネルギースペクトルＳＰ１とエネルギースペクトルＳＰ２を比較することにより、測定対象放射線の検出効率が、領域ＦＬの位置、形状、広さ等に応じて変化することが分かる。ただし、エネルギースペクトルＳＰ１とエネルギースペクトルＳＰ２とのいずれであっても、測定対象放射線のピークが明確に見えている。これは、背景イベントについてのイベント情報を、高い精度で除去できていることを表している。特に、エネルギースペクトルＳＰ２では、エネルギースペクトルＳＰ１と比べて、背景イベントの数が１０分の１程度まで低減されている。これは、領域ＦＬを狭くするほど、背景イベントについてのイベント情報を、より高い精度でより多く除去できることを表している。すなわち、放射線測定装置１は、生成した分布情報に基づいて、信号イベントについてのイベント情報を精度よく抽出することができる。その結果、放射線測定装置１は、抽出した当該イベント情報に基づく処理を精度よく行うことができる。
Note that the detection efficiency of the radiation to be measured changes according to the position, shape, width, and the like of the area FL. For example, FIG. 20 is a diagram illustrating an energy spectrum of radiation to be measured generated based on event information extracted by the
図１６に戻る。ステップＳ１０５０において分布情報が生成された後、信号イベント抽出部４６９は、記憶部４２に予め記憶された背景イベント除去条件を記憶部４２から読み出す（ステップＳ１０６０）。背景イベント除去条件は、前述の領域ＦＬの広さ、形状、大きさ等を指定する条件のことである。信号イベント抽出部４６９は、読み出した背景イベント除去条件に基づいて、ステップＳ１０５０において生成された分布情報上の領域のうち、背景イベント除去条件に基づく領域を生成する。
Return to FIG. After the distribution information is generated in step S1050, the signal
次に、信号イベント抽出部４６９は、ステップＳ１０６０において生成した領域と、ステップＳ１０５０において生成した分布情報とに基づいて、当該領域内に含まれるプロットに対応するイベント情報を、ステップＳ１０４０において記憶部４２から読み出したイベント情報の中から、測定対象放射線が発生させたイベントについてのイベント情報として抽出する（ステップＳ１０７０）。また、ステップＳ１０７０において、信号イベント抽出部４６９は、分析装置３０から取得した第２信号情報に基づくアンチ・コインシデンス法によって、ステップＳ１０４０において記憶部４２から読み出したイベント情報の中から、背景イベントについてのイベント情報を更に除去する。これにより、放射線測定装置１は、信号イベントについてのイベント情報を、より高い精度で抽出することができる。なお、信号イベント抽出部４６９は、このようなアンチ・コインシデンス法による背景イベントについてのイベント情報の除去を行わない構成であってもよい。
Next, based on the region generated in step S1060 and the distribution information generated in step S1050, signal
次に、処理部４７１は、ステップＳ１０７０において抽出されたイベント情報に基づく処理を行う（ステップＳ１０８０）。例えば、処理部４７１は、当該イベント情報に基づいて、図２０に示したような測定対象放射線のエネルギースペクトルを生成する。また、例えば、処理部４７１は、当該イベント情報に基づいて、試料Ｓｍの測定対象放射線についての放射能を算出する。ステップＳ１０８０の処理が行われた後、情報処理装置４０は、処理を終了する。
Next, the
なお、上記において説明した分析装置３０が備える機能の一部は、情報処理装置４０に備えられる構成であってもよい。
また、上記において説明した情報処理装置４０が備える機能の一部は、分析装置３０に備えられる構成であってもよい。
Note that part of the functions provided by the
Also, some of the functions provided in the
以上説明したように、本実施形態における放射線測定装置（上記において説明した例では、放射線測定装置１）は、測定する対象となる測定対象放射線を入射させる入射窓を有し、入射窓に対する相対的な位置のうちの予め決められた位置に、測定対象放射線（上記において説明した例では、ストロンチウム９０及びイットリウム９０から放射されるベータ線）を放射する放射線源を含む試料（上記において説明した例では、試料Ｓｍ）が位置するように設置されるホスイッチ検出器（上記において説明した例では、ホスイッチ検出器１０）と、ホスイッチ検出器から出力される信号に基づく処理を行う制御装置（上記において説明した例では、制御装置２０）とを備える放射線測定装置であって、ホスイッチ検出器は、放射線の入射に応じて生じるシンチレーション光の減衰時間が第１減衰時間である第１シンチレーター（上記において説明した例では、第１シンチレーターＰＳ１）と、放射線の入射に応じて生じるシンチレーション光の減衰時間が第１減衰時間と異なる第２減衰時間である第２シンチレーター（上記において説明した例では、第２シンチレーターＰＳ２）と、ホスイッチ検出器の筐体内においてシンチレーション光が発せられるイベント毎に、イベントにより発せられたシンチレーション光に応じた信号を出力する光検出器（上記において説明した例では、光検出器Ｐｈ）と、を備え、制御装置は、所定の測定期間内において、個々のイベントが発生しているイベント発生期間内にホスイッチ検出器から出力される信号を、イベントに応じた波形を有する対象信号としてイベント毎に取得する信号取得部（上記において説明した例では、信号取得部３１）と、信号取得部によりイベント毎に取得された対象信号に基づいて、対象信号が信号取得部により取得され始めてから第１減衰時間が経過するまでの期間内においてホスイッチ検出器に吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第１エネルギー総量をイベント毎に算出する第１エネルギー総量算出部（上記において説明した例では、第１エネルギー総量算出部３３）と、信号取得部によりイベント毎に取得された対象信号に基づいて、対象信号が信号取得部により取得され始めてから第２減衰時間が経過するまでの期間内においてホスイッチ検出器に吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第２エネルギー総量をイベント毎に算出する第２エネルギー総量算出部（上記において説明した例では、第２エネルギー総量算出部３４）と、第１エネルギー総量算出部により算出された第１エネルギー総量と、第２エネルギー総量算出部により算出された第２エネルギー総量とに基づいて、第１シンチレーターに吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第１吸収エネルギー総量（上記において説明した例では、補正後の第１吸収エネルギー総量ＣＱｆａｓｔ）と、第２シンチレーターに吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第２吸収エネルギー総量（上記において説明した例では、第２吸収エネルギー総量Ｑｓｌｏｗ）とをイベント毎に算出する算出部（上記において説明した例では、算出部４６６）と、を備える。これにより、放射線測定装置は、放射線のエネルギースペクトルの直線性を維持することができる。
As described above, the radiation measuring apparatus according to the present embodiment (the
また、放射線測定装置では、算出部は、イベント発生期間内に第２シンチレーターにおいて発せられたシンチレーション光に応じた信号の波形をイベント毎に推定し、推定した波形に基づいて、第１吸収エネルギー総量をイベント毎に算出する、構成が用いられてもよい。 Further, in the radiation measuring device, the calculation unit estimates, for each event, the waveform of the signal corresponding to the scintillation light emitted by the second scintillator during the event occurrence period, and based on the estimated waveform, the first total absorbed energy A configuration may be used that computes for each event.
また、放射線測定装置では、算出部は、第２シンチレーターの発光効率を１とした場合における前記第１シンチレーターの発光効率（上記において説明した例では、発光効率Ｅｆ）と、推定した波形とに基づいて、第１吸収エネルギー総量をイベント毎に算出する、構成が用いられてもよい。 Further, in the radiation measuring device, the calculation unit is based on the luminous efficiency of the first scintillator when the luminous efficiency of the second scintillator is 1 (luminous efficiency Ef in the example described above) and the estimated waveform A configuration may be used in which the first total absorbed energy is calculated for each event.
また、放射線測定装置では、算出部は、第１吸収エネルギー総量と第２吸収エネルギー総量との和をホスイッチ検出器に吸収された放射線のエネルギーの総量を示す吸収エネルギー総量としてイベント毎に算出し、制御装置は、第１エネルギー総量算出部により算出された第１エネルギー総量と、第２エネルギー総量算出部により算出された第２エネルギー総量とに基づいて、対象信号の波形の特徴を示す波形特徴量をイベント毎に算出する波形特徴量算出部（上記において説明した例では、波形特徴量算出部３５）と、第１エネルギー総量算出部により算出された第１エネルギー総量と、第２エネルギー総量算出部により算出された第２エネルギー総量と、波形特徴量算出部により算出された波形特徴量とを含む情報を、イベント情報としてイベント毎に生成するイベント情報生成部（上記において説明した例では、イベント情報取得部４６５）と、イベント情報生成部によりイベント毎に生成されたイベント情報と、算出部により算出された吸収エネルギー総量とに基づいて、イベント情報生成部によりイベント毎に生成されたイベント情報の中から、測定対象放射線が発生させたイベントについてのイベント情報を抽出する抽出部（上記において説明した例では、信号イベント抽出部４６９）と、を更に備える、構成が用いられてもよい。 Further, in the radiation measuring device, the calculation unit calculates the sum of the first total absorbed energy and the second total absorbed energy as the total absorbed energy indicating the total amount of energy of the radiation absorbed by the phoswitch detector for each event, Based on the first total energy amount calculated by the first total energy amount calculation unit and the second total energy amount calculated by the second total energy amount calculation unit, the control device calculates a waveform feature amount indicating the characteristics of the waveform of the target signal. is calculated for each event (in the example described above, the waveform feature amount calculation unit 35), the first total energy amount calculated by the first total energy amount calculation unit, and the second total energy amount calculation unit and the waveform feature amount calculated by the waveform feature amount calculation unit as event information for each event (in the example described above, the event information acquisition unit 465), the event information generated for each event by the event information generation unit, and the total amount of absorbed energy calculated by the calculation unit, the event information generated for each event by the event information generation unit A configuration may be used that further includes an extractor (in the example described above, the signal event extractor 469) that extracts event information about an event generated by the radiation to be measured.
また、放射線測定装置では、制御装置は、イベント情報生成部によりイベント毎に生成されたイベント情報と、算出部によりイベント毎に算出された吸収エネルギー総量とに基づいて、イベントが発生する頻度についての、波形特徴量と吸収エネルギー総量とを変数とする二次元分布を示す分布情報を生成する分布情報生成部（上記において説明した例では、分布情報生成部４６７）を更に備え、抽出部は、分布情報生成部により生成された分布情報が示す二次元分布に基づいて、イベント情報生成部によりイベント毎に生成されたイベント情報の中から、測定対象放射線が発生させたイベントについてのイベント情報を抽出する、構成が用いられてもよい。
Further, in the radiation measuring device, the control device calculates the frequency of event occurrence based on the event information generated for each event by the event information generation unit and the total amount of absorbed energy calculated for each event by the calculation unit. , a distribution information generating unit (distribution
また、放射線測定装置では、抽出部は、分布情報が示す二次元分布と、ユーザーにより指定された二次元分布上の領域とに基づいて、イベント情報生成部によりイベント毎に生成されたイベント情報の中から、測定対象放射線が発生させたイベントについてのイベント情報を抽出する、構成が用いられてもよい。 Further, in the radiation measuring device, the extraction unit generates event information generated for each event by the event information generation unit based on the two-dimensional distribution indicated by the distribution information and the area on the two-dimensional distribution specified by the user. Arrangements may be used from which to extract event information about events caused by the radiation to be measured.
また、放射線測定装置は、ホスイッチ検出器の外側からホスイッチ検出器に入射する背景放射線のうちの一部を検出するガード検出器（上記において説明した例では、ガード検出器ＳＤ２）を備え、抽出部は、ガード検出器から出力される第２信号に基づくアンチ・コインシデンス法によって、イベント情報生成部によりイベント毎に生成されたイベント情報の中から、背景放射線が発生させたイベントについてのイベント情報を除去する、構成が用いられてもよい。 In addition, the radiation measurement apparatus includes a guard detector (guard detector SD2 in the example described above) that detects a part of the background radiation incident on the Hoswitch detector from outside the Hoswitch detector, and an extraction unit removes event information about events caused by background radiation from event information generated for each event by the event information generation unit by an anti-coincidence method based on the second signal output from the guard detector. configuration may be used.
また、放射線測定装置では、制御装置は、信号取得部によりイベント毎に取得された対象信号に基づいて、対象信号の波形を示す波形情報をイベント毎に生成する波形情報生成部（上記において説明した例では、波形情報生成部３２）と、信号取得部によりイベント毎に取得された対象信号に基づいて、対象信号が信号取得部により取得され始めた時刻を示す時刻情報をイベント毎に出力する時刻情報出力部（上記において説明した例では、時刻情報生成部３６）と、を更に備え、イベント情報生成部は、波形情報生成部により生成された波形情報と、第１エネルギー総量算出部により算出された第１エネルギー総量と、第２エネルギー総量算出部により算出された第２エネルギー総量と、波形特徴量算出部により算出された波形特徴量と、時刻情報出力部により出力された時刻情報とを含む情報を、イベント情報としてイベント毎に生成する、構成が用いられてもよい。
Further, in the radiation measuring apparatus, the control device includes a waveform information generation unit (described above) that generates waveform information indicating the waveform of the target signal for each event based on the target signal acquired for each event by the signal acquisition unit. In the example, based on the waveform information generation unit 32) and the target signal acquired for each event by the signal acquisition unit, time information indicating the time when the target signal started to be acquired by the signal acquisition unit is output for each event. An information output unit (time
また、放射線測定装置では、制御装置は、イベント情報生成部によりイベント毎に生成されたイベント情報を、イベント毎に記憶する記憶部（上記において説明した例では、記憶部４２）を更に備える、構成が用いられてもよい。
Further, in the radiation measuring apparatus, the control device further includes a storage unit (
また、放射線測定装置では、記憶部は、イベント情報生成部によりイベント毎に生成されたイベント情報とともに、算出部によりイベント毎に算出された吸収エネルギーを、イベント毎に記憶する、構成が用いられてもよい。 Further, in the radiation measuring apparatus, a configuration is used in which the storage unit stores, for each event, the event information generated for each event by the event information generation unit and the absorbed energy calculated for each event by the calculation unit. good too.
また、放射線測定装置では、制御装置は、抽出部により抽出されたイベント情報に基づく処理を行う処理部（上記において説明した例では、処理部４７１）を更に備える、構成が用いられてもよい。
Moreover, in the radiation measuring apparatus, a configuration may be used in which the control device further includes a processing unit (the
また、放射線測定装置では、測定対象放射線は、ユーザーにより選択された１種類以上の放射性元素のベータ崩壊によって放出されるベータ線である、構成が用いられてもよい。 Moreover, in the radiation measuring apparatus, a configuration may be used in which the radiation to be measured is beta rays emitted by beta decay of one or more types of radioactive elements selected by the user.
また、放射線測定装置は、ホスイッチ検出器が有する部位のうちの少なくとも入射窓を含む部位に対してホスイッチ検出器の外側から入射する放射線を遮蔽する遮蔽体（上記において説明した例では、遮蔽体ＳＤ１）を更に備え、試料は、入射窓と遮蔽体との間に配置される、構成が用いられてもよい。 In addition, the radiation measuring apparatus includes a shield (shield SD1 in the example described above) that shields radiation incident from the outside of the Hoswitch detector with respect to a portion including at least the entrance window among the portions of the Hoswitch detector. ) and the sample is positioned between the entrance window and the shield.
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. may be
また、以上に説明した装置（例えば、制御装置２０、分析装置３０、情報処理装置４０）における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ（Compact Disk）－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
In addition, a program for realizing the function of any component in the devices described above (for example, the
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
Moreover, the above program may be transmitted from a computer system storing this program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in a transmission medium. Here, the "transmission medium" for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
Also, the above program may be for realizing part of the functions described above. Furthermore, the above program may be a so-called difference file (difference program) that can realize the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system.
１…放射線測定装置、１０…ホスイッチ検出器、２０…制御装置、３０…分析装置、３１…信号取得部、３２…波形情報生成部、３３…第１エネルギー総量算出部、３４…第２エネルギー総量算出部、３５…波形特徴量算出部、３６…時刻情報生成部、３７…イベント情報生成部、３８、４４…通信部、３９…第２信号取得部、４０…情報処理装置、４２…記憶部、４３…入力受付部、４５…表示部、４６…制御部、３１６…時刻情報生成部、３１７…イベント情報生成部、４６１…表示制御部、４６３…設定受付部、４６５…イベント情報取得部、４６６…算出部、４６７…分布情報生成部、４６９…信号イベント抽出部、４７１…処理部、Ｅｆ…発光効率、Ｆｒ…割合、Ｐｈ…光検出器、ＰＳ１…第１シンチレーター、ＰＳ２…第２シンチレーター、Ｑｆａｓｔ…第１吸収エネルギー総量、Ｑｓｌｏｗ…第２吸収エネルギー総量、ＳＤ１…遮蔽体、ＳＤ２…ガード検出器、Ｓｍ…試料
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記ホスイッチ検出器は、
放射線の入射に応じて生じるシンチレーション光の減衰時間が第１減衰時間である第１シンチレーターと、放射線の入射に応じて生じるシンチレーション光の減衰時間が前記第１減衰時間と異なる第２減衰時間である第２シンチレーターと、
前記ホスイッチ検出器の筐体内においてシンチレーション光が発せられるイベント毎に、前記イベントにより発せられたシンチレーション光に応じた前記信号を出力する光検出器と、
を備え、
前記制御装置は、
所定の測定期間内において、個々の前記イベントが発生しているイベント発生期間内に前記ホスイッチ検出器から出力される前記信号を、前記イベントに応じた波形を有する対象信号として前記イベント毎に取得する信号取得部と、
前記信号取得部により前記イベント毎に取得された前記対象信号に基づいて、前記対象信号が前記信号取得部により取得され始めてから前記第１減衰時間が経過するまでの期間内に前記ホスイッチ検出器内において発せられたシンチレーション光に応じたエネルギーの総量を示す第１エネルギー総量を前記イベント毎に算出する第１エネルギー総量算出部と、
前記信号取得部により前記イベント毎に取得された前記対象信号に基づいて、前記対象信号が前記信号取得部により取得され始めてから前記第２減衰時間が経過するまでの期間内に前記ホスイッチ検出器内において発せられたシンチレーション光に応じたエネルギーの総量を示す第２エネルギー総量を前記イベント毎に算出する第２エネルギー総量算出部と、
前記第１エネルギー総量算出部により算出された前記第１エネルギー総量と、前記第２エネルギー総量算出部により算出された前記第２エネルギー総量とに基づいて、前記第１シンチレーターに吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第１吸収エネルギー総量と、前記第２シンチレーターに吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第２吸収エネルギー総量とを前記イベント毎に算出し、前記第１吸収エネルギー総量と前記第２吸収エネルギー総量との和を前記ホスイッチ検出器に吸収された放射線のエネルギーの総量を示す吸収エネルギー総量として前記イベント毎に算出する算出部と、
前記第１エネルギー総量算出部により算出された前記第１エネルギー総量と、前記第２エネルギー総量算出部により算出された前記第２エネルギー総量とに基づいて、前記対象信号の波形の特徴を示す波形特徴量を前記イベント毎に算出する波形特徴量算出部と、
前記第１エネルギー総量算出部により算出された前記第１エネルギー総量と、前記第２エネルギー総量算出部により算出された前記第２エネルギー総量と、前記波形特徴量算出部により算出された前記波形特徴量とを含む情報を、イベント情報として前記イベント毎に生成するイベント情報生成部と、
前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報と、前記算出部により算出された前記吸収エネルギー総量とに基づいて、前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報の中から、前記測定対象放射線が発生させた前記イベントについての前記イベント情報を抽出する抽出部と、
を備える放射線測定装置。 A specimen including a radiation source emitting the radiation to be measured is positioned at a predetermined position among positions relative to the entrance window, the specimen having an entrance window into which the radiation to be measured is incident. A radiation measuring device comprising a phoswitch detector installed as described above and a control device that performs processing based on a signal output from the phoswitch detector,
The phoswitch detector comprises:
A first scintillator in which the decay time of scintillation light generated in response to incidence of radiation is a first decay time, and a second decay time in which the decay time of scintillation light generated in response to incidence of radiation is different from the first decay time. a second scintillator;
a photodetector that outputs the signal according to the scintillation light emitted by each event in which scintillation light is emitted in the housing of the phoswitch detector;
with
The control device is
Within a predetermined measurement period, the signal output from the phoswitch detector within an event occurrence period in which each of the events occurs is acquired for each event as a target signal having a waveform corresponding to the event. a signal acquisition unit;
Within the phoswitch detector within a period from when the target signal starts to be acquired by the signal acquisition unit to when the first decay time elapses, based on the target signal acquired by the signal acquisition unit for each event a first energy total amount calculating unit for calculating, for each event, a first total energy amount indicating the total amount of energy corresponding to the scintillation light emitted in the
Within the phoswitch detector within a period from when the target signal starts to be acquired by the signal acquisition unit to when the second decay time elapses, based on the target signal acquired by the signal acquisition unit for each event a second total energy calculating unit for calculating, for each event, a second total energy indicating the total amount of energy corresponding to the scintillation light emitted in the
Energy of radiation absorbed by the first scintillator based on the first total energy calculated by the first total energy calculation unit and the second total energy calculated by the second total energy calculation unit and a second total absorbed energy indicating the total amount of radiation energy absorbed by the second scintillator are calculated for each event , and the first total absorbed energy and the second total absorbed energy a calculation unit that calculates the sum of the total amount of absorbed energy and the total amount of absorbed energy as the total amount of absorbed energy indicating the total amount of energy of the radiation absorbed by the phoswitch detector for each event;
A waveform feature indicating a waveform feature of the target signal based on the first total energy amount calculated by the first total energy amount calculation unit and the second total energy amount calculated by the second total energy amount calculation unit. a waveform feature amount calculation unit that calculates the amount for each event;
The first total energy amount calculated by the first total energy amount calculation unit, the second total energy amount calculated by the second total energy amount calculation unit, and the waveform feature amount calculated by the waveform feature amount calculation unit and an event information generating unit that generates information including as event information for each event;
The event information generated for each event by the event information generation unit based on the event information generated for each event by the event information generation unit and the total amount of absorbed energy calculated by the calculation unit an extraction unit for extracting the event information about the event generated by the radiation to be measured from among
Radiation measuring device comprising.
請求項１に記載の放射線測定装置。 The calculator estimates, for each event, a waveform of the signal corresponding to the scintillation light emitted by the second scintillator during the event occurrence period, and calculates the first total absorbed energy based on the estimated waveform. calculating for each event;
The radiation measuring device according to claim 1.
請求項２に記載の放射線測定装置。 The calculation unit calculates the first total absorbed energy for each event based on the luminous efficiency of the first scintillator when the luminous efficiency of the second scintillator is 1 and the estimated waveform,
The radiation measuring device according to claim 2.
前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報と、前記算出部により前記イベント毎に算出された前記吸収エネルギー総量とに基づいて、前記イベントが発生する頻度についての、前記波形特徴量と前記吸収エネルギー総量とを変数とする二次元分布を示す分布情報を生成する分布情報生成部を更に備え、
前記抽出部は、前記分布情報生成部により生成された前記分布情報が示す前記二次元分布に基づいて、前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報の中から、前記測定対象放射線が発生させた前記イベントについての前記イベント情報を抽出する、
請求項１から３のうちいずれか一項に記載の放射線測定装置。 The control device is
The waveform characteristics regarding the frequency of occurrence of the event based on the event information generated for each event by the event information generation unit and the total amount of absorbed energy calculated for each event by the calculation unit. further comprising a distribution information generating unit that generates distribution information indicating a two-dimensional distribution with the quantity and the total amount of absorbed energy as variables,
The extraction unit selects the measurement object from the event information generated for each event by the event information generation unit based on the two-dimensional distribution indicated by the distribution information generated by the distribution information generation unit. extracting the event information for the radiation-generated event;
The radiation measuring device according to any one of claims 1 to 3 .
請求項４に記載の放射線測定装置。 The extraction unit extracts the event information generated for each event by the event information generation unit based on the two-dimensional distribution indicated by the distribution information and a region on the two-dimensional distribution specified by the user. extracting from there the event information about the event caused by the radiation to be measured;
The radiation measuring device according to claim 4 .
前記抽出部は、前記ガード検出器から出力される第２信号に基づくアンチ・コインシデンス法によって、前記イベント情報生成部により前記イベント毎に生成された前記イベント情報の中から、前記背景放射線が発生させた前記イベントについての前記イベント情報を除去する、
請求項４又は５に記載の放射線測定装置。 a guard detector that detects a portion of background radiation incident on the phoswitch detector from outside the phoswitch detector;
The extraction unit generates the background radiation from the event information generated for each event by the event information generation unit by an anti-coincidence method based on the second signal output from the guard detector. removing the event information for the event that was
The radiation measuring device according to claim 4 or 5 .
前記信号取得部により前記イベント毎に取得された前記対象信号に基づいて、前記対象信号の波形を示す波形情報を前記イベント毎に生成する波形情報生成部と、
前記信号取得部により前記イベント毎に取得された前記対象信号に基づいて、前記対象信号が前記信号取得部により取得され始めた時刻を示す時刻情報を前記イベント毎に出力する時刻情報出力部と、
を更に備え、
前記イベント情報生成部は、前記波形情報生成部により生成された前記波形情報と、前記第１エネルギー総量算出部により算出された前記第１エネルギー総量と、前記第２エネルギー総量算出部により算出された前記第２エネルギー総量と、前記波形特徴量算出部により算出された前記波形特徴量と、前記時刻情報出力部により出力された前記時刻情報とを含む情報を、前記イベント情報として前記イベント毎に生成する、
請求項１から６のうちいずれか一項に記載の放射線測定装置。 The control device is
a waveform information generation unit that generates waveform information indicating a waveform of the target signal for each event based on the target signal acquired for each event by the signal acquisition unit;
a time information output unit configured to output, for each event, time information indicating a time when the target signal started to be acquired by the signal acquisition unit based on the target signal acquired by the signal acquisition unit for each event;
further comprising
The event information generation unit generates the waveform information generated by the waveform information generation unit, the first total energy amount calculated by the first total energy amount calculation unit, and the total energy amount calculated by the second total energy amount calculation unit. Information including the second total energy amount, the waveform feature amount calculated by the waveform feature amount calculation unit, and the time information output by the time information output unit is generated for each event as the event information. do,
The radiation measuring device according to any one of claims 1 to 6 .
請求項１から７のうちいずれか一項に記載の放射線測定装置。 The control device further comprises a storage unit that stores the event information generated for each event by the event information generation unit for each event,
The radiation measuring device according to any one of claims 1 to 7 .
請求項８に記載の放射線測定装置。 The storage unit stores the event information generated for each event by the event information generation unit and the total amount of absorbed energy calculated for each event by the calculation unit for each event.
The radiation measuring device according to claim 8 .
請求項１から９のうちいずれか一項に記載の放射線測定装置。 The control device further comprises a processing unit that performs processing based on the event information extracted by the extraction unit,
The radiation measuring device according to any one of claims 1 to 9 .
請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の放射線測定装置。 The radiation to be measured is beta rays emitted by beta decay of one or more radioactive elements selected by the user.
The radiation measuring device according to any one of claims 1 to 10 .
前記試料は、前記入射窓と前記遮蔽体との間に配置される、
請求項１から１１のうちいずれか一項に記載の放射線測定装置。 Further comprising a shield for shielding radiation incident from outside the phoswitch detector to a portion including at least the entrance window among the portions of the phoswitch detector,
the sample is positioned between the entrance window and the shield;
The radiation measuring device according to any one of claims 1 to 11 .
前記ホスイッチ検出器は、
放射線の入射に応じて生じるシンチレーション光の減衰時間が第１減衰時間である第１シンチレーターと、放射線の入射に応じて生じるシンチレーション光の減衰時間が前記第１減衰時間と異なる第２減衰時間である第２シンチレーターと、
前記ホスイッチ検出器の筐体内においてシンチレーション光が発せられるイベント毎に、前記イベントにより発せられたシンチレーション光に応じた信号を出力する光検出器と、
を備え、
前記放射線測定方法は、
所定の測定期間内において、個々の前記イベントが発生しているイベント発生期間内に前記ホスイッチ検出器から出力される前記信号を、前記イベントに応じた波形を有する対象信号として前記イベント毎に取得し、
前記イベント毎に取得した前記対象信号に基づいて、前記対象信号を取得し始めてから前記第１減衰時間が経過するまでの期間内に前記ホスイッチ検出器内において発せられたシンチレーション光に応じたエネルギーの総量を示す第１エネルギー総量を前記イベント毎に算出し、
前記イベント毎に取得した前記対象信号に基づいて、前記対象信号を取得し始めてから前記第２減衰時間が経過するまでの期間内に前記ホスイッチ検出器内において発せられたシンチレーション光に応じたエネルギーの総量を示す第２エネルギー総量を前記イベント毎に算出し、
算出した前記第１エネルギー総量と、算出した前記第２エネルギー総量とに基づいて、前記第１シンチレーターに吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第１吸収エネルギー総量と、前記第２シンチレーターに吸収された放射線のエネルギーの総量を示す第２吸収エネルギー総量とを前記イベント毎に算出し、
前記第１吸収エネルギー総量と前記第２吸収エネルギー総量との和を前記ホスイッチ検出器に吸収された放射線のエネルギーの総量を示す吸収エネルギー総量として前記イベント毎に算出し、
算出した前記第１エネルギー総量と、算出した前記第２エネルギー総量とに基づいて、前記対象信号の波形の特徴を示す波形特徴量を前記イベント毎に算出し、
算出した前記第１エネルギー総量と、算出した前記第２エネルギー総量と、算出した前記波形特徴量とを含む情報を、イベント情報として前記イベント毎に生成し、
前記イベント毎に生成した前記イベント情報と、算出した前記吸収エネルギー総量とに基づいて、前記イベント毎に生成した前記イベント情報の中から、前記測定対象放射線が発生させた前記イベントについての前記イベント情報を抽出する、
放射線測定方法。 A specimen including a radiation source emitting the radiation to be measured is positioned at a predetermined position among positions relative to the entrance window, the specimen having an entrance window into which the radiation to be measured is incident. A radiation measurement method using a Phoswitch detector installed as
The phoswitch detector comprises:
A first scintillator in which the decay time of scintillation light generated in response to incidence of radiation is a first decay time, and a second decay time in which the decay time of scintillation light generated in response to incidence of radiation is different from the first decay time. a second scintillator;
a photodetector that outputs a signal corresponding to the scintillation light emitted by each event in which scintillation light is emitted in the housing of the phoswitch detector;
with
The radiation measurement method is
Within a predetermined measurement period, the signal output from the phoswitch detector during an event occurrence period in which each of the events occurs is acquired for each event as a target signal having a waveform corresponding to the event. ,
energy corresponding to scintillation light emitted in the phoswitch detector within a period from the start of acquisition of the target signal to the elapse of the first decay time based on the target signal acquired for each event; calculating a first energy total amount indicating the total amount for each event;
energy corresponding to scintillation light emitted in the phoswitch detector within a period from the start of acquisition of the target signal to the elapse of the second decay time, based on the target signal acquired for each event; calculating a second total energy amount indicating the total amount for each event;
Based on the calculated first total energy amount and the calculated second total energy amount, a first absorbed energy total amount indicating the total amount of radiation energy absorbed by the first scintillator and the absorbed energy by the second scintillator calculating a second total absorbed energy indicating the total amount of energy of the radiation obtained for each event;
calculating the sum of the first total amount of absorbed energy and the second total amount of absorbed energy as the total amount of absorbed energy indicating the total amount of energy of the radiation absorbed by the phoswitch detector for each event;
calculating, for each of the events, a waveform feature amount indicating a waveform feature of the target signal based on the calculated first total energy amount and the calculated second total energy amount;
generating information including the calculated first total energy amount, the calculated second total energy amount, and the calculated waveform feature amount as event information for each event;
the event information about the event generated by the radiation to be measured, selected from the event information generated for each event based on the event information generated for each event and the calculated total amount of absorbed energy; to extract the
Radiation measurement method.
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| JP2019059429A JP7236302B2 (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Radiation measuring device and radiation measuring method |
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| WO2016136480A1 (en) | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 国立大学法人北海道大学 | Labr3 scintillation detector and specific event removal method |
-
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- 2019-03-26 JP JP2019059429A patent/JP7236302B2/en active Active
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| WO2016136480A1 (en) | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 国立大学法人北海道大学 | Labr3 scintillation detector and specific event removal method |
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