JPH11118933A - ファイバ型放射線検出器 - Google Patents
ファイバ型放射線検出器Info
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- JPH11118933A JPH11118933A JP27724097A JP27724097A JPH11118933A JP H11118933 A JPH11118933 A JP H11118933A JP 27724097 A JP27724097 A JP 27724097A JP 27724097 A JP27724097 A JP 27724097A JP H11118933 A JPH11118933 A JP H11118933A
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- fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シンチレータと蛍光性光ファイバとを組み合
わせたファイバ型放射線検出器において、感応度を向上
する。 【解決手段】 ファイバ型放射線検出器は、光透過性の
高いアクリル樹脂部材６の中心軸部内に、光波長変換機
能及び集光機能並びに光の伝送方向を軸方向に変える機
能を有する蛍光性光ファイバ１の一端を挿着し、アクリ
ル樹脂部材６の外周面に粒子状又は粉末状のシンチレー
タ１１を含む放射線感応層１５を形成し、感応層１５の
外周を含め蛍光性光ファイバ１の外周を遮光材１７で覆
い、蛍光性光ファイバ１の端部に光コネクタ７を介して
伝送用光ファイバ８を接続して構成される。
わせたファイバ型放射線検出器において、感応度を向上
する。 【解決手段】 ファイバ型放射線検出器は、光透過性の
高いアクリル樹脂部材６の中心軸部内に、光波長変換機
能及び集光機能並びに光の伝送方向を軸方向に変える機
能を有する蛍光性光ファイバ１の一端を挿着し、アクリ
ル樹脂部材６の外周面に粒子状又は粉末状のシンチレー
タ１１を含む放射線感応層１５を形成し、感応層１５の
外周を含め蛍光性光ファイバ１の外周を遮光材１７で覆
い、蛍光性光ファイバ１の端部に光コネクタ７を介して
伝送用光ファイバ８を接続して構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガンマ線、中性子
線及びアルファ線を検出するシンチレータと蛍光性光フ
ァイバに光コネクタを介して伝送用光ファイバを接続し
た構造を有するファイバ型放射線検出器に関する。
線及びアルファ線を検出するシンチレータと蛍光性光フ
ァイバに光コネクタを介して伝送用光ファイバを接続し
た構造を有するファイバ型放射線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】本件出願人が先に開発した「放射線検出
光伝送装置」（特開平６−２０１８３５号）において
は、放射線の入射により発光する円筒状のシンチレータ
とこのシンチレータの中心軸部に一端が挿入され、シン
チレータからの発光を受光して伝送損失の少ない光の波
長に変換して伝送する蛍光性光ファイバ、及びその蛍光
性光ファイバの他端部に光コネクタを介して接続される
光伝送用ファイバが備えられている。
光伝送装置」（特開平６−２０１８３５号）において
は、放射線の入射により発光する円筒状のシンチレータ
とこのシンチレータの中心軸部に一端が挿入され、シン
チレータからの発光を受光して伝送損失の少ない光の波
長に変換して伝送する蛍光性光ファイバ、及びその蛍光
性光ファイバの他端部に光コネクタを介して接続される
光伝送用ファイバが備えられている。
【０００３】又、先に提案した「ファイバ型放射線検出
器」（特願平８−４４９０３号）においては、光波長変
換機能及び集光機能並びに光の伝送方向を軸方向に変え
る機能を有する蛍光性光ファイバの外周面に、粒子状又
は粉末状のシンチレータを含む放射線感応層を形成し、
該感応層の外周を含め当該蛍光性光ファイバの外周を遮
光材で覆い、該蛍光性光ファイバの端部に光コネクタを
介して伝送用光ファイバが備えられている。
器」（特願平８−４４９０３号）においては、光波長変
換機能及び集光機能並びに光の伝送方向を軸方向に変え
る機能を有する蛍光性光ファイバの外周面に、粒子状又
は粉末状のシンチレータを含む放射線感応層を形成し、
該感応層の外周を含め当該蛍光性光ファイバの外周を遮
光材で覆い、該蛍光性光ファイバの端部に光コネクタを
介して伝送用光ファイバが備えられている。
【０００４】上述のような放射線検出光伝送装置は、検
出部に電源を用いることなく、ガンマ線等の放射線に関
する情報を遠隔長距離伝送することが可能な新しいタイ
プの放射線検出器である。これは、それ以前の放射線検
出器と比べて、放射線検出部を無電源化したため、比較
的小型の円筒状のＮａｌ（Ｔｌ）シンチレータ等を用い
ることが可能となって検出部の小型化が可能となったも
のである。又、上述のファイバ型放射線検出器は、その
放射線検出光伝送装置の特徴を生かしながら、単一の検
出部でガンマ線や中性子線などの複数線種の放射線を検
出できるようにした新しいタイプの放射線検出器であ
る。これは光波長変換機能と集光機能と集光後の光が一
定方向に送出される機能とを有する蛍光性光ファイバの
端部外周面に粒子状又は粉末状のシンチレータを含む放
射線感応層を形成し、その感応層の外周を含む蛍光性光
ファイバの端部と外周又は外周部のみを遮光材で覆った
ことにより実現されたものである。
出部に電源を用いることなく、ガンマ線等の放射線に関
する情報を遠隔長距離伝送することが可能な新しいタイ
プの放射線検出器である。これは、それ以前の放射線検
出器と比べて、放射線検出部を無電源化したため、比較
的小型の円筒状のＮａｌ（Ｔｌ）シンチレータ等を用い
ることが可能となって検出部の小型化が可能となったも
のである。又、上述のファイバ型放射線検出器は、その
放射線検出光伝送装置の特徴を生かしながら、単一の検
出部でガンマ線や中性子線などの複数線種の放射線を検
出できるようにした新しいタイプの放射線検出器であ
る。これは光波長変換機能と集光機能と集光後の光が一
定方向に送出される機能とを有する蛍光性光ファイバの
端部外周面に粒子状又は粉末状のシンチレータを含む放
射線感応層を形成し、その感応層の外周を含む蛍光性光
ファイバの端部と外周又は外周部のみを遮光材で覆った
ことにより実現されたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記ファイバ型放射線
検出器は、集光感度が粒子状又は粉末状のシンチレータ
の放射線感応層内のシンチレータ量に比例するものの、
蛍光性光ファイバの外周部及び端部の表面積が限られて
いるため、集光感度の向上には技術的困難性が伴う。従
って、前記ファイバ型放射線検出器では実現できなかっ
たような、単一の検出部でガンマ線や中性子線の複数線
種の放射線を同時に検出でき、且つ実用に供するに十分
なファイバ型放射線検出器を提供することを目的とす
る。
検出器は、集光感度が粒子状又は粉末状のシンチレータ
の放射線感応層内のシンチレータ量に比例するものの、
蛍光性光ファイバの外周部及び端部の表面積が限られて
いるため、集光感度の向上には技術的困難性が伴う。従
って、前記ファイバ型放射線検出器では実現できなかっ
たような、単一の検出部でガンマ線や中性子線の複数線
種の放射線を同時に検出でき、且つ実用に供するに十分
なファイバ型放射線検出器を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明のファイバ型放射線検出器は、アクリル樹脂
のような光透過性の高い樹脂部材の中心軸部内に、光波
長変換機能と集光機能と集光後の光が一定方向に送出さ
れる機能とを有する蛍光性光ファイバの一端を挿着し、
その樹脂部材の外周面に粒子状又は粉末状のシンチレー
タの放射線感応層を形成し、前記感応層を含む前記蛍光
性光ファイバの端部と外周部又は外周部のみを遮光材で
覆ったことを特徴とする。本発明のファイバ型放射線検
出器は、検出すべき放射線がガンマ線である場合には、
放射線感応物質としてNal（Tl）、Csl（Tl）等を用いる
のが好適である。又、検出すべき放射線がアルファ線で
ある場合には、アルファ線感応物質としてZnS（Ag）等
を用いるのが好適である。更に又、検出すべき放射線が
中性子線である場合には、前記アルファ線感応物質と、
中性子線が照射されてアルファ線を放出する即ち（ｎ，
α）反応を生じる中性子線感応物質との混合体を用いる
のが好適である。前記中性子線感応物質には、リチウム
化合物、ボロン化合物等の中性子反応断面積が大きい物
質が良い。又、検出すべき放射線がガンマ線と中性子線
である場合にも、前記アルファ線感応物質と中性子感応
物質との混合体を用いるのが好適である。
め、本発明のファイバ型放射線検出器は、アクリル樹脂
のような光透過性の高い樹脂部材の中心軸部内に、光波
長変換機能と集光機能と集光後の光が一定方向に送出さ
れる機能とを有する蛍光性光ファイバの一端を挿着し、
その樹脂部材の外周面に粒子状又は粉末状のシンチレー
タの放射線感応層を形成し、前記感応層を含む前記蛍光
性光ファイバの端部と外周部又は外周部のみを遮光材で
覆ったことを特徴とする。本発明のファイバ型放射線検
出器は、検出すべき放射線がガンマ線である場合には、
放射線感応物質としてNal（Tl）、Csl（Tl）等を用いる
のが好適である。又、検出すべき放射線がアルファ線で
ある場合には、アルファ線感応物質としてZnS（Ag）等
を用いるのが好適である。更に又、検出すべき放射線が
中性子線である場合には、前記アルファ線感応物質と、
中性子線が照射されてアルファ線を放出する即ち（ｎ，
α）反応を生じる中性子線感応物質との混合体を用いる
のが好適である。前記中性子線感応物質には、リチウム
化合物、ボロン化合物等の中性子反応断面積が大きい物
質が良い。又、検出すべき放射線がガンマ線と中性子線
である場合にも、前記アルファ線感応物質と中性子感応
物質との混合体を用いるのが好適である。
【０００７】光波長変換機能と集光機能と集光後の光が
軸方向に送出される機能とを有する前記蛍光性光ファイ
バとしては、仏国オプテクトロン社製等があり、本発明
のファイバ型放射線検出器を実施するに使用される。そ
して、前記の波長変換機能とは、例えば、シンチレータ
に放射線が入射して４１０nm近傍の波長の蛍光が発生
し、この蛍光が蛍光性光ファイバに入射し蛍光性光ファ
イバのコア部に含まれる蛍光体で吸収され別の蛍光を発
生することを意味する。この蛍光はシンチレータで発生
した蛍光と比べ波長が大きく５２０nm近傍の波長の光に
変換されたものである。波長４１０nmの蛍光から５２０
nm程度の波長に変換されたことにより、蛍光信号を伝送
する光ファイバの伝送損失が大きく改善され、その効果
は例えば旭化成製のプラスチックファイバを使用すると
１８０dB／kmから７０dB／kmになる。又、集光機能と
は、蛍光性光ファイバの外表面側部のクラッドからコア
に入射したシンチレータの蛍光がファイバのコア内の蛍
光色素を励起して異なる波長の蛍光を発する。この蛍光
は蛍光性光ファイバのコア部で発生し、ファイバのクラ
ッド面で全反射されて蛍光性光ファイバの軸方向に伝送
されることを示す。
軸方向に送出される機能とを有する前記蛍光性光ファイ
バとしては、仏国オプテクトロン社製等があり、本発明
のファイバ型放射線検出器を実施するに使用される。そ
して、前記の波長変換機能とは、例えば、シンチレータ
に放射線が入射して４１０nm近傍の波長の蛍光が発生
し、この蛍光が蛍光性光ファイバに入射し蛍光性光ファ
イバのコア部に含まれる蛍光体で吸収され別の蛍光を発
生することを意味する。この蛍光はシンチレータで発生
した蛍光と比べ波長が大きく５２０nm近傍の波長の光に
変換されたものである。波長４１０nmの蛍光から５２０
nm程度の波長に変換されたことにより、蛍光信号を伝送
する光ファイバの伝送損失が大きく改善され、その効果
は例えば旭化成製のプラスチックファイバを使用すると
１８０dB／kmから７０dB／kmになる。又、集光機能と
は、蛍光性光ファイバの外表面側部のクラッドからコア
に入射したシンチレータの蛍光がファイバのコア内の蛍
光色素を励起して異なる波長の蛍光を発する。この蛍光
は蛍光性光ファイバのコア部で発生し、ファイバのクラ
ッド面で全反射されて蛍光性光ファイバの軸方向に伝送
されることを示す。
【０００８】一般にガンマ線とアルファ線の放射線は、
シンチレータに入射して蛍光を発光するので、本発明に
よれば前述した物質のシンチレータを使用して直接的に
検出する。中性子線については、直接シンチレータから
の蛍光はほとんど検出されないため、本発明によれば中
性子線が照射されてアルファ線を放出する（ｎ，α）反
応を生じる、前記リチウム化合物、ボロン化合物等の中
性子反応断面積が大きな中性子線感応物質と、アルファ
線感応物質を混合して用い、中性子線の照射により放出
されるアルファ線をアルファ線感応物質で蛍光に変換
し、これを検出することにより間接的に中性子線を検出
する。
シンチレータに入射して蛍光を発光するので、本発明に
よれば前述した物質のシンチレータを使用して直接的に
検出する。中性子線については、直接シンチレータから
の蛍光はほとんど検出されないため、本発明によれば中
性子線が照射されてアルファ線を放出する（ｎ，α）反
応を生じる、前記リチウム化合物、ボロン化合物等の中
性子反応断面積が大きな中性子線感応物質と、アルファ
線感応物質を混合して用い、中性子線の照射により放出
されるアルファ線をアルファ線感応物質で蛍光に変換
し、これを検出することにより間接的に中性子線を検出
する。
【０００９】ガンマ線と中性子線とを同時に検出できる
原理は、リチウム化合物、ボロン化合物等の中性子反応
断面積が大きい中性子線感応物質は中性子線とガンマ線
に照射されて蛍光を発するが、その蛍光パルスの減衰時
間が、中性子線による前記（ｎ，α）反応の結果放出さ
れるアルファ線によって生じる蛍光のパルスの減衰時間
に比べ、ガンマ線による蛍光パルスの減衰時間は十分に
短いことを利用し、両線種を弁別できることによる。
原理は、リチウム化合物、ボロン化合物等の中性子反応
断面積が大きい中性子線感応物質は中性子線とガンマ線
に照射されて蛍光を発するが、その蛍光パルスの減衰時
間が、中性子線による前記（ｎ，α）反応の結果放出さ
れるアルファ線によって生じる蛍光のパルスの減衰時間
に比べ、ガンマ線による蛍光パルスの減衰時間は十分に
短いことを利用し、両線種を弁別できることによる。
【００１０】アルファ線と中性子線の放射線が混在して
いる場合に用いるアルファ線検出用のファイバ型放射線
検出器は、飛程の短い（飛程とはアルファ線の飛ぶ距離
を表し、紙一枚で遮蔽できる程極めて小さい。）アルフ
ァ線を検出するため放射線感応層に取り付けられた遮光
材が極めて薄い厚さにしたもの、或いは遮光材が無い構
造である。このアルファ線を検出するファイバ型放射線
検出器は、中性子線の（ｎ，α）反応による放射線感応
層内部で生成されるアルファ線を検出する検出過程と異
なり、ファイバ型放射線検出器の外部からアルファ線が
照射されて放射線感応層にアルファ線が入射する。この
様なアルファ線の外部照射によるファイバ型放射線検出
器による計測値と中性子線を検知するファイバ型放射線
検出器の計測値を比較することによりアルファ線と中性
子線の混在場に於ける個別の放射線に対する判別計測が
行われる。
いる場合に用いるアルファ線検出用のファイバ型放射線
検出器は、飛程の短い（飛程とはアルファ線の飛ぶ距離
を表し、紙一枚で遮蔽できる程極めて小さい。）アルフ
ァ線を検出するため放射線感応層に取り付けられた遮光
材が極めて薄い厚さにしたもの、或いは遮光材が無い構
造である。このアルファ線を検出するファイバ型放射線
検出器は、中性子線の（ｎ，α）反応による放射線感応
層内部で生成されるアルファ線を検出する検出過程と異
なり、ファイバ型放射線検出器の外部からアルファ線が
照射されて放射線感応層にアルファ線が入射する。この
様なアルファ線の外部照射によるファイバ型放射線検出
器による計測値と中性子線を検知するファイバ型放射線
検出器の計測値を比較することによりアルファ線と中性
子線の混在場に於ける個別の放射線に対する判別計測が
行われる。
【００１１】中性子線の検知の一次過程は、放射線感応
層に含まれる中性子反応断面積の大きな物質により中性
子線を吸収させ、（ｎ，α）反応によりアルファ線を生
成させる。二次過程は、このアルファ線をZnS（Ag）等
に更に吸収させ、ZnS（Ag）等から蛍光を発生する。こ
の一次と二次の過程は連鎖的に行われる。中性子線の検
知には、二次過程で得たZnS（Ag）等による蛍光のみを
利用する。放射線感応層に含まれるアルファ線検知材Zn
S（Ag）等以外の構成素材は、ガンマ線に反応し、入射
ガンマ線のエネルギを吸収して蛍光を発生する。この蛍
光の減衰時間はアルファ線の検知材と比べ小さい。放射
線がファイバ型放射線検出器に入射すると入射する放射
線により放射線感応層で行われる反応過程が異なり、発
生する蛍光の減衰時間が異なる。そのため、ファイバ型
放射線検出器の光出力端では照射する放射線の種類に対
応した蛍光パルスが得られる。
層に含まれる中性子反応断面積の大きな物質により中性
子線を吸収させ、（ｎ，α）反応によりアルファ線を生
成させる。二次過程は、このアルファ線をZnS（Ag）等
に更に吸収させ、ZnS（Ag）等から蛍光を発生する。こ
の一次と二次の過程は連鎖的に行われる。中性子線の検
知には、二次過程で得たZnS（Ag）等による蛍光のみを
利用する。放射線感応層に含まれるアルファ線検知材Zn
S（Ag）等以外の構成素材は、ガンマ線に反応し、入射
ガンマ線のエネルギを吸収して蛍光を発生する。この蛍
光の減衰時間はアルファ線の検知材と比べ小さい。放射
線がファイバ型放射線検出器に入射すると入射する放射
線により放射線感応層で行われる反応過程が異なり、発
生する蛍光の減衰時間が異なる。そのため、ファイバ型
放射線検出器の光出力端では照射する放射線の種類に対
応した蛍光パルスが得られる。
【００１２】得られた蛍光パルスは、異なる放射線の種
類毎の情報が含まれている。この蛍光パルスの減衰時間
を電気信号に変換し、パルス波形弁別を行うが、その波
形弁別法の詳細はグレン Ｆ．ノル著「放射線計測ハン
ドブック」（株式会社丸善発行）に記述されている。
類毎の情報が含まれている。この蛍光パルスの減衰時間
を電気信号に変換し、パルス波形弁別を行うが、その波
形弁別法の詳細はグレン Ｆ．ノル著「放射線計測ハン
ドブック」（株式会社丸善発行）に記述されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施形態を説明する。図１は、アルファ線検出器の
検出部を拡大して概念的に示したもので、蛍光性光ファ
イバ１は中心部のコア３と同軸状に配置されたクラッド
５から形成されており、その出力端には光コネクタ７が
接続されている。この光コネクタ７は伝送用光ファイバ
８を介して図示しない光電子増倍管等の光電変換器に連
結している。アルファ線感応物質である白い粒子状のZn
S（Ag）シンチレータ１１と日本チバガイギー株式会社
製のアラルダイトＣＹ２２１又はＨＹ２９６７等の低屈
折率の光学的に透明な樹脂１３とが適度に混ぜられてア
クリル樹脂部材６の外周面に塗布されてアルファ線感応
層１５を形成している。或いは、アルファ線感応層１５
はシンチレータ等の放射線感応材を株式会社日東電工製
の透明・耐候・耐熱両面テープのＨＪ−９１５０Ｗ等の
光学的に透明な接着テープ等で挟むことにより形成して
も良い。この感応層１５とアクリル樹脂部材６とは光学
的に接着されていて、又コネクタ７の部分を除く外面が
非常に薄いテフロンシート、アルミ箔、或いは蒸着され
た銀シート等の遮光材１７で覆われている。この遮光材
１７は外光を遮断する機能とシンチレータ１１の蛍光を
反射する機能を兼ね備えている。尚、アクリル樹脂部材
６を構成するアクリル樹脂は光透過性の高い樹脂の代表
例であり、同様な性質の他の樹脂で代替できる。
明の実施形態を説明する。図１は、アルファ線検出器の
検出部を拡大して概念的に示したもので、蛍光性光ファ
イバ１は中心部のコア３と同軸状に配置されたクラッド
５から形成されており、その出力端には光コネクタ７が
接続されている。この光コネクタ７は伝送用光ファイバ
８を介して図示しない光電子増倍管等の光電変換器に連
結している。アルファ線感応物質である白い粒子状のZn
S（Ag）シンチレータ１１と日本チバガイギー株式会社
製のアラルダイトＣＹ２２１又はＨＹ２９６７等の低屈
折率の光学的に透明な樹脂１３とが適度に混ぜられてア
クリル樹脂部材６の外周面に塗布されてアルファ線感応
層１５を形成している。或いは、アルファ線感応層１５
はシンチレータ等の放射線感応材を株式会社日東電工製
の透明・耐候・耐熱両面テープのＨＪ−９１５０Ｗ等の
光学的に透明な接着テープ等で挟むことにより形成して
も良い。この感応層１５とアクリル樹脂部材６とは光学
的に接着されていて、又コネクタ７の部分を除く外面が
非常に薄いテフロンシート、アルミ箔、或いは蒸着され
た銀シート等の遮光材１７で覆われている。この遮光材
１７は外光を遮断する機能とシンチレータ１１の蛍光を
反射する機能を兼ね備えている。尚、アクリル樹脂部材
６を構成するアクリル樹脂は光透過性の高い樹脂の代表
例であり、同様な性質の他の樹脂で代替できる。
【００１４】以上の構成のアルファ線検出器の検出作用
を図２の概念図を参照して説明する。アルファ線Ａは遮
光材１７を通って感応層１５に入射して、シンチレータ
１１に吸収され、蛍光Ｂを発光する。この蛍光Ｂはアク
リル樹脂部材６を通って蛍光性光ファイバ１の蛍光体Ｃ
に吸収される。蛍光体Ｃは、蛍光Ｂとは異なる発光波長
に変換された蛍光Ｄを発し、この蛍光Ｄは、矢印のよう
にコア３の中を進み、光コネクタ７を通り、更に伝送用
光ファイバ８内を通って光電変換器に至り、ここで電気
信号に変えられ計測される。
を図２の概念図を参照して説明する。アルファ線Ａは遮
光材１７を通って感応層１５に入射して、シンチレータ
１１に吸収され、蛍光Ｂを発光する。この蛍光Ｂはアク
リル樹脂部材６を通って蛍光性光ファイバ１の蛍光体Ｃ
に吸収される。蛍光体Ｃは、蛍光Ｂとは異なる発光波長
に変換された蛍光Ｄを発し、この蛍光Ｄは、矢印のよう
にコア３の中を進み、光コネクタ７を通り、更に伝送用
光ファイバ８内を通って光電変換器に至り、ここで電気
信号に変えられ計測される。
【００１５】次に本発明を中性子検出器として具現化し
た実施形態を図３に示す。図に於いて前述のアルファ線
検出器と同一の部分には同一の符号を付して説明する。
図３において、アクリル樹脂部材６の外周面に塗布され
て形成される中性子線感応層２１は、白い粒子状のZnS
（Ag）シンチレータ１１と、粒子状のリチウム化合物又
はボロン化合物を含んだ化合物からなるシンチレータ２
３との混合体、及び前記低屈折率の光学的に透明な樹脂
１３とが適度に混ぜられて形成されている。勿論、前術
の両面テープ等で形成しても良い。その外側には、前述
と同様に遮光材１７が配置され、光コネクタ７も蛍光性
光ファイバ１の出力端に接続されている。遮光材１７
は、中性子線感応層２１で発生する蛍光を効率よく蛍光
性光ファイバ１へ入射させるために反射材の機能も有し
ている。そして、中性子線検出器の検出部の作用を前述
と同様に図４を参照して説明すると、中性子線Ｎが中性
子線感応層２１に入射して、シンチレータ２３に吸収さ
れ、（ｎ，α）反応によりアルファ線Ａを放出する。こ
のアルファ線Ａは近接したZnS（Ag）シンチレータ１１
に吸収され蛍光Ｂを発光する。以後、蛍光Ｂが蛍光Ｄに
変換され、最終的に光電変換器で計測されるのは前述の
例と同様である。
た実施形態を図３に示す。図に於いて前述のアルファ線
検出器と同一の部分には同一の符号を付して説明する。
図３において、アクリル樹脂部材６の外周面に塗布され
て形成される中性子線感応層２１は、白い粒子状のZnS
（Ag）シンチレータ１１と、粒子状のリチウム化合物又
はボロン化合物を含んだ化合物からなるシンチレータ２
３との混合体、及び前記低屈折率の光学的に透明な樹脂
１３とが適度に混ぜられて形成されている。勿論、前術
の両面テープ等で形成しても良い。その外側には、前述
と同様に遮光材１７が配置され、光コネクタ７も蛍光性
光ファイバ１の出力端に接続されている。遮光材１７
は、中性子線感応層２１で発生する蛍光を効率よく蛍光
性光ファイバ１へ入射させるために反射材の機能も有し
ている。そして、中性子線検出器の検出部の作用を前述
と同様に図４を参照して説明すると、中性子線Ｎが中性
子線感応層２１に入射して、シンチレータ２３に吸収さ
れ、（ｎ，α）反応によりアルファ線Ａを放出する。こ
のアルファ線Ａは近接したZnS（Ag）シンチレータ１１
に吸収され蛍光Ｂを発光する。以後、蛍光Ｂが蛍光Ｄに
変換され、最終的に光電変換器で計測されるのは前述の
例と同様である。
【００１６】図５に図３に示した中性子検出器に関する
中性子線を照射した計測結果を示す。この計測は、図３
に示したファイバ型中性子検出器に伝送用ファイバを光
コネクタを介して接続し、送出された蛍光パルスを光電
子増倍管で光電変換した後に、蛍光パルスの減衰時間の
違いによるパルス弁別を、前述の波形弁別法により行っ
たものである。図５において、横軸は従来のファイバ型
放射線検出器の場合を１とした中性子線感応層の面積
比、縦軸は従来のファイバ型放射線検出器の場合を１と
した中性子線感度比をそれぞれ表している。図５のグラ
フから理解できるように、中性子線感度は、中性子線感
応層２１の総面積に比例する。そのため、アクリル樹脂
部材の外径を大きくすることにより、中性子線感応層２
１の総面積が大きくなり、その結果中性子線感度が向上
する。又、アクリル樹脂部材６の外径が大きくなると、
アクリル樹脂部材６の容積が増大し、蛍光性光ファイバ
１に対する蛍光Ｂの入射角が増大して中性子線感応層２
１の総面積比以上に中性子線感度が上昇することが理解
できる。
中性子線を照射した計測結果を示す。この計測は、図３
に示したファイバ型中性子検出器に伝送用ファイバを光
コネクタを介して接続し、送出された蛍光パルスを光電
子増倍管で光電変換した後に、蛍光パルスの減衰時間の
違いによるパルス弁別を、前述の波形弁別法により行っ
たものである。図５において、横軸は従来のファイバ型
放射線検出器の場合を１とした中性子線感応層の面積
比、縦軸は従来のファイバ型放射線検出器の場合を１と
した中性子線感度比をそれぞれ表している。図５のグラ
フから理解できるように、中性子線感度は、中性子線感
応層２１の総面積に比例する。そのため、アクリル樹脂
部材の外径を大きくすることにより、中性子線感応層２
１の総面積が大きくなり、その結果中性子線感度が向上
する。又、アクリル樹脂部材６の外径が大きくなると、
アクリル樹脂部材６の容積が増大し、蛍光性光ファイバ
１に対する蛍光Ｂの入射角が増大して中性子線感応層２
１の総面積比以上に中性子線感度が上昇することが理解
できる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アクリル樹脂等の光透過性の高い樹脂部材を光波長変換
機能及び集光機能並びに光の伝送方向を軸方向に変える
機能を有する蛍光性光ファイバと放射線感応層との間に
介装したので、放射線感応層の総面積が増大し、更に蛍
光性光ファイバに入射する蛍光の入射角が増大して放射
線感度を大幅に増大することができる。
アクリル樹脂等の光透過性の高い樹脂部材を光波長変換
機能及び集光機能並びに光の伝送方向を軸方向に変える
機能を有する蛍光性光ファイバと放射線感応層との間に
介装したので、放射線感応層の総面積が増大し、更に蛍
光性光ファイバに入射する蛍光の入射角が増大して放射
線感度を大幅に増大することができる。
【図１】本発明の実施形態の要部を示す概念的断面図で
ある。
ある。
【図２】前述実施形態の作用説明図である。
【図３】本発明の別の実施形態の要部を示す概念的断面
図である。
図である。
【図４】前記別の実施形態の作用説明図である。
【図５】図３の実施形態の中性子線検出器による計測結
果を示すグラフである。
果を示すグラフである。
１ 蛍光性光ファイバ ３ コア ５ クラッド ６ アクリル樹脂部材 ７ 光コネクタ ８ 光ファイバ １１ ZnS（Ag）シンチレータ １３ 樹脂 １５ 感応層 １７ 遮光材 ２１ 感応層 ２３ シンチレータ Ａ アルファ線 Ｂ 蛍光 Ｃ 蛍光体 Ｄ 蛍光 Ｎ 中性子線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武部 雅汎 宮城県仙台市太白区青山二丁目23−26 (72)発明者 浦山 勝己 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 今井 信行 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 光透過性の高い樹脂部材の中心軸部内
に、光波長変換機能及び集光機能並びに光の伝送方向を
軸方向に変える機能を有する蛍光性光ファイバの一端を
挿着し、前記樹脂部材の外周面に粒子状又は粉末状のシ
ンチレータを含む放射線感応層を形成し、該感応層の外
周を含め当該蛍光性光ファイバの外周を遮光材で覆い、
該蛍光性光ファイバの端部に光コネクタを介して伝送用
光ファイバを接続して成ることを特徴とするファイバ型
放射線検出器。 - 【請求項２】 前記樹脂部材がアクリル樹脂から形成さ
れていることを特徴とする請求項１記載のファイバ型放
射線検出器。 - 【請求項３】 前記蛍光性光ファイバの一端部は、端面
を含めて前記放射線感応層が形成されると共に遮光材で
覆われ、他端部に光コネクタを介して伝送用光ファイバ
を接続することを特徴とする請求項１又は請求項２記載
のファイバ型放射線検出器。 - 【請求項４】 前記感応層に含まれるシンチレータは、
ガンマ線、中性子線、又はアルファ線に感応する物質の
内のいずれか一又は二、或いは全部であることを特徴と
する請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のファイ
バ型放射線検出器。 - 【請求項５】 前記シンチレータは、ガンマ線に感応す
る物質がNal(Tl)又は、Cs(Tl）であり、アルファ線に感
応する物質がZnS（Ag）であり、中性子線に感応する物
質がリチウム化合物、ボロン化合物等の中性子反応断面
積が大きい物質であることを特徴とする請求項１乃至請
求項４のいずれか一に記載のファイバ型放射線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27724097A JPH11118933A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | ファイバ型放射線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27724097A JPH11118933A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | ファイバ型放射線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11118933A true JPH11118933A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17580781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27724097A Pending JPH11118933A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | ファイバ型放射線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11118933A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003014716A3 (en) * | 2001-08-06 | 2003-11-06 | Hrl Lab Llc | System, assembly and methods for sensing |
| US7679064B2 (en) | 2004-04-15 | 2010-03-16 | Japan Atomic Energy Research Institute | Particle detector and neutron detector that use zinc sulfide phosphors |
| KR20150079239A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 국립암센터 | 펜슬빔 주사 모드로 방출되는 치료용 양성자 선 검출 장치 |
| JP2016164519A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 住友重機械工業株式会社 | 中性子線検出装置 |
| WO2018146820A1 (ja) | 2017-02-09 | 2018-08-16 | 株式会社Ｃｉｃｓ | 計測装置及び計測プローブ |
| JP2018132314A (ja) * | 2017-02-13 | 2018-08-23 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 中性子シンチレーター、中性子検出器および中性子の検出方法 |
-
1997
- 1997-10-09 JP JP27724097A patent/JPH11118933A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003014716A3 (en) * | 2001-08-06 | 2003-11-06 | Hrl Lab Llc | System, assembly and methods for sensing |
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| US9671508B2 (en) | 2013-12-31 | 2017-06-06 | National Cancer Center | Device for detecting therapeutic proton beam emitted in pencil beam scanning mode |
| JP2016164519A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 住友重機械工業株式会社 | 中性子線検出装置 |
| WO2018146820A1 (ja) | 2017-02-09 | 2018-08-16 | 株式会社Ｃｉｃｓ | 計測装置及び計測プローブ |
| US11007383B2 (en) | 2017-02-09 | 2021-05-18 | Cancer Intelligence Care Systems, Inc. | Measurement device and measurement probe |
| JP2018132314A (ja) * | 2017-02-13 | 2018-08-23 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 中性子シンチレーター、中性子検出器および中性子の検出方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040109 |
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| A711 | Notification of change in applicant |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040206 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060110 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060509 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |