JPH06123777A - 光学フィルターによりシンチレータ出力パルス波高及び立ち上がり時間が制御可能なホスウィッチ検出器 - Google Patents
光学フィルターによりシンチレータ出力パルス波高及び立ち上がり時間が制御可能なホスウィッチ検出器Info
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- JPH06123777A JPH06123777A JP27191792A JP27191792A JPH06123777A JP H06123777 A JPH06123777 A JP H06123777A JP 27191792 A JP27191792 A JP 27191792A JP 27191792 A JP27191792 A JP 27191792A JP H06123777 A JPH06123777 A JP H06123777A
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Abstract
で高価な電子回路を組まないで任意の高さに低下せし
め、且つその立ち上がり時間を長くせしめるホスウィッ
チ検出器を提供する。 【構成】 二以上のシンチレータを有するホスウィッチ
検出器において、光電子倍増管から最も遠い位置にある
シンチレータと最も近い位置にあるシンチレータとの間
に光学フィルターを有することを特徴とするもの。 【効果】 複雑な回路を必要としないので、設定・調整
方法が簡単であり、余計な故障が少なく、また費用がか
からず、且つ装置がコンパクトとなる。
Description
シンチレータ出力パルス波高及び立ち上がり時間が制御
可能なホスウィッチ検出器に関するものである。
スウィッチ検出器においては、それぞれのシンチレータ
からの出力パルス波高が極度に異なる場合がある。例え
ば、ZnS(Ag)シンチレータと、BGO(ビスマス
ジャーマネイト、Bi4Ge3O12)、NE102A(英
国NEテクノロジー社製)、BC400(米国バイクロ
ン社製)又はNaI(Tl)シンチレータ等とを組み合
わせて、α線とβ(γ)線とを計測する場合には、Zn
S(Ag)シンチレータは、発光光量が大きいので大き
なパルス波高を形成するが、BGOシンチレータ等は発
光光量がZnS(Ag)に比して少なく、小さなパルス
波高を形成する。そのような場合には、波高を調整する
必要がある。例えば、複雑な電子回路を組み、種々の高
価なモジュール等を用いることによって出力パルスがダ
イナミックレンジの範囲内におさまるようにある程度調
整することができる。
のシンチレータ毎のパルス波高を調整することは可成困
難である。また、電子回路のみでそれぞれのシンチレー
タ毎の出力パルス立ち上がり時間を調整することはでき
ない。
本発明はシンチレータからの出力パルスを波高を複雑で
高価な電子回路を組まないで任意の高さに低下せしめ、
且つその立ち上がり時間を長くせしめるホスウィッチ検
出器を提供することを目的とする。
能なホスウィッチ検出器を提供することを目的とする。
本発明によれば二以上のシンチレータを有するホスウィ
ッチ検出器において、光電子倍増管から最も遠い位置に
あるシンチレータと最も近い位置にあるシンチレータと
の間に光学フィルターを有することを特徴とする、前記
検出器が提供される。
を有するホスウィッチ検出器において、光電子倍増管か
ら最も遠い位置にあるシンチレータと最も近い位置にあ
るシンチレータとの間に光学フィルターが配置され、該
光学フィルターより遠方、すなわち線源側に位置するシ
ンチレータからの蛍光の透過率を適度に抑え又は蛍光を
トラップすることによって、出力パルスの波高を低下せ
しめるか又は立ち上がり時間を長くせしめる。
ウィッチ検出器においては、両シンチレータ間に光学フ
ィルターを配置する。また、例えば三つのシンチレータ
を有するホスウィッチ検出器においては、光電子倍増管
から最も遠い位置(つまり最も線源側)にあるシンチレ
ータと中間のシンチレータとの間に光学フィルターを配
置してもよく、又は中間のシンチレータと光電子倍増管
に最も近い位置にあるシンチレータとの間に光学フィル
ターを配置してもよい。光学フィルターをこのように配
置することによって、該光学フィルターより遠方、すな
わち線源側に位置するシンチレータからの蛍光の透過率
を適度に抑え又は蛍光をトラップすることによって、出
力パルスの波高を低下せしめるか又は立ち上がり時間を
長くせしめることが可能となる。本発明の別の態様とし
ては、光電子倍増管から最も遠い位置にあるシンチレー
タと中間のシンチレータとの間、及び中間のシンチレー
タと光電子倍増管に最も近い位置にあるシンチレータと
の間の双方にそれぞれ光学フィルターを配置してもよ
い。本発明の他の態様としては、隣合う二つのシンチレ
ータ間に、二枚以上の光学フィルターを挿入してもよ
い。また、本発明においては、二つのシンチレータを有
するホスウィッチ検出器を使用することが、測定感度や
分解能、更には操作上の観点から有利である。
は、シンチレータからの蛍光の透過率を抑えることがで
きる光学フィルターを使用することが好ましい。この場
合、光学フィルターの透過率は、使用する光電子倍増管
が感度をもつ波長領域に亙って一定であることが望まし
い。そのような光学フィルターとして本発明において有
用なものには、例えば種々のNDフィルター又は金蒸着
マイラー薄膜がある。シンチレータからの出力パルスの
波高の大きさは光学フィルターの透過率に比例するの
で、光学フィルターの透過率を適宜調整することによっ
て波高の大きさを容易に制御することができ、その結果
種類の異なる放射線、例えばα線とβ(γ)線とのパル
ス波高を同一のダイナミックレンジの範囲内に調整する
ことができる。
する場合には、シンチレータからの蛍光の短波長側を抑
えることができる光学フィルター、つまり長波長側の光
のみを透過せしめる光学フィルターを使用することが好
ましい。その場合、透過限界波長が長い程立ち上がり時
間は長くなるので有利ではあるが、その反面ゆらぎも大
きくなるので、適度な透過限界波長を有する光学フィル
ターを用いることが望ましい。そのような光学フィルタ
ーとして本発明において有用なものには、例えばシャー
プカットフィルターがある。本発明の一態様として、最
大放出波長450nmをもつZnS(Ag)シンチレー
タを使用する場合には、該シンチレータからの出力パル
スの立ち上がり時間を長くするために用いる光学フィル
ターの透過限界波長は、約360〜480nmの範囲に
あることが望ましい。
ては、蛍光の透過率を低下せしめ且つ特に短波長側の蛍
光をカットできるような複合機能を有する光学フィルタ
ーを用いるか、又はそれぞれの機能を有する光学フィル
ターを重ね合わせて用いると、同時に双方の効果、すな
わち、シンチレータからの出力パルス波高を低下せしめ
ると共に、その立ち上がり時間をも長くせしめることが
可能となる。
配置するシンチレータと光学フィルターとの距離に特に
制限はないが、蛍光の屈折や全反射による損失を防ぐと
いう観点からは、シンチレータ及び光学フィルター等の
間には距離を設けないことが好ましい。
明する。
ウィッチ検出器は、二つのシンチレータ、すなわち、光
電子倍増管7から遠い位置にあるZnS(Ag)シンチ
レータ1及び光電子倍増管に近い位置にあるBGOシン
チレータ3を有し、両シンチレータの間に光学フィルタ
ーとして金蒸着マイラー薄膜2を有していた。ZnS
(Ag)シンチレータの線源4側にはアルミニウム蒸着
マイラー薄膜の遮光窓5を配置し、また、BGOシンチ
レータ3と光電子倍増管7との間には、光電子倍増管7
保護用のライドガイド6を配置した。これの部材は、光
電子倍増管ハウジング8に収納されていた。
237Cs(β(γ)線の線源)を用い、まず、金蒸着マ
イラー薄膜2がない場合の計測をした。その結果、237
Csからのβ(γ)線がBGOシンチレータ3で計測で
きるように増幅器のゲイン設定を行うと、特別な回路を
組まない限り、ZnS(Ag)シンチレータ1で計測す
る244Cmからのα線のパルス波高が大きくなり過ぎて
飽和してしまい、適正な計測ができなかった。。図2の
は、この状態を示す波高分布(エネルギースペクト
ル)であり、図3のは、同時に得られた立ち上がり時
間分布(立ち上がりスペクトル)である。
ー薄膜2を配置して計測した。この金蒸着マイラー薄膜
2の透過率は約13%であった。図1に示すように、線
源4からのα線及びβ(γ)線(波線で示す)は、遮光
窓を通過した後、ZnS(Ag)シンチレータ1に入
る。ZnS(Ag)シンチレータ1はα線により蛍光を
発する(実線で示す)。β(γ)線はZnS(Ag)シ
ンチレータ1をそのまま通過する。金蒸着マイラー薄膜
から成る光学フィルター2では、ZnS(Ag)シンチ
レータ1からの蛍光の波高が調整される。次いで、BG
Oシンチレータ3は、β(γ)線により蛍光を発する
(実線で示す)。ZnS(Ag)シンチレータ1からの
蛍光及びBGOシンチレータ3からの蛍光は共に、ライ
トガイド6を通過して、光電子倍増管に受光される。図
2のは、この金蒸着マイラー薄膜2を使用してα線の
パルス波高を調整して得られた波高分布であり、図3の
は、同時に得られた立ち上がり時間分布を示す。これ
らの結果から明らかなように、金蒸着マイラー薄膜を使
用してもβ(γ)線の波高及び立ち上がり時間分布は変
わらなかった。一方、α線に関しては、そのパルス波高
にみを低下させ、β(γ)線のダイナミックレンジの範
囲内に調整することができた(増幅器のゲインは光学フ
ィルターがない場合と同様であった)。そのため、α線
の立ち上がり時間分布における計数効率の低下は避ける
ことができ、またα線及びβ(γ)線の高い分解能を維
持することができた。
g)シンチレータと熱中性子に高感度である6Li濃縮
リチウムガラスシンチレータを組み合わせたホスウィッ
チ検出器を用いて、熱中性子のみを波高弁別した例につ
いて説明する。244Cm線源からのα線とパラフィンで
減速させた252Cf線源からの熱中性子を用いて、溶液
中のα線及び熱中性子を測定対象とした。なお、252C
f線源は、鉛遮蔽によりβ(γ)線をある程度除去し
た。
出器では、ZnS(Ag)シンチレータによるα線の出
力パルス波高は、6Li濃縮リチウムガラスシンチレー
タによる熱中性子の出力パルス波高より大きかった。測
定試料が固体の場合にはこのままでもある程度の波高弁
別ができるが、本実施例では測定試料が液体であるの
で、α線の波高は自己吸収のために低下し、6Li濃縮
リチウムガラスシンチレータによる熱中性子の波高と重
なってしまい波高弁別は不可能であった。
マイラー薄膜を両シンチレータ間に挿入したホスウィッ
チ検出器では、ZnS(Ag)シンチレータからの蛍光
の透過率のみを低下することができるので、α線の波高
を熱中性子の波高よりも低下させることができた。図4
はその結果を示すものであり、熱中性子のみをα線から
波高弁別できることを示している。なお、この場合、α
線のピーク幅は増大するので、α線と熱中性子(β
(γ)線を含む)の波高弁別特性は、光学フィルターを
使用しない場合に比して劣ったが、実用的な波高弁別に
おいては問題はなかった。
成を有するホスウィッチ検出器において、ZnS(A
g)シンチレータによるα線の出力パルスの立ち上がり
時間を長くした例について説明する。
リチウムガラスシンチレータとの間に、短波長側の光の
みをカットし長波長側の光のみを透過させるシャープカ
ットフィルターを挿入した。その結果、ZnS(Ag)
シンチレータ(発光スペクトル最大放出波長:450n
m)による出力パルスの立ち上がり時間を長くすること
ができた。図5はその結果を示すものであり、360〜
480nmの透過限界波長を有するシャープカットフィ
ルターを両シンチレータ間に挿入した場合の立ち上がり
時間分布である。同図中、〜はそれぞれ360、3
80、400、420、440、460及び480nm
の透過限界波長を有するシャープカットフィルターを挿
入した場合のZnS(Ag)シンチレータによるα線の
立ち上がり時間分布であり、は6Li濃縮リチウムガ
ラスシンチレータによる熱中性子の立ち上がり時間分布
である。
る程度長くすることができるが、そのゆらぎ、つまりピ
ーク幅も大きくなる。本実施例では、透過限界波長が約
440nmであるシャープカットフィルターを用いるこ
とによって、最も効果的な波形弁別をすることができ
た。
フィルターより遠い位置、すなわち線源側にあるシンチ
レータからの出力パルス波高及びその立ち上がり時間を
光学フィルターのみで制御することが可能となったの
で、単純な測定システムによる放射線計測が可能とな
り、イ)複雑な回路を必要としないので、設定・調整方
法が簡単である;ロ)それ故に、余計な故障が少なく、
また費用がかからない;及びハ)装置はコンパクトとな
る;等の効果が得られる。
及び237Csからのβ(γ)線の波高分布を示したもの
である。
及び237Csからのβ(γ)線の立ち上がり時間分布を
示したものである。
と252Cfからの熱中性子の波高分布を示したものであ
る。
と252Cfからの熱中性子の立ち上がり時間分布を示し
たものである。
Claims (6)
- 【請求項1】 二以上のシンチレータを有するホスウィ
ッチ検出器において、光電子倍増管から最も遠い位置に
あるシンチレータと最も近い位置にあるシンチレータと
の間に光学フィルターを有することを特徴とする、前記
検出器。 - 【請求項2】 光学フィルターが、シンチレータからの
蛍光の透過率を抑えることができるものである、請求項
1に記載の検出器。 - 【請求項3】 光学フィルターがNDフィルター又は金
蒸着マイラー薄膜である、請求項2に記載の検出器。 - 【請求項4】 光学フィルターが、シンチレータからの
蛍光の短波長側を抑えることができるものである、請求
項1に記載の検出器。 - 【請求項5】 光学フィルターがシャープカットフィル
ターである、請求項4に記載の検出器。 - 【請求項6】 シンチレータからの蛍光の透過率を抑え
ることができるフィルターと、シンチレータからの蛍光
の短波長側を抑えることができるフィルターとを有す
る、請求項1に記載の検出器。
Priority Applications (2)
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