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公開番号2024158476
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023073707
出願日2023-04-27
発明の名称放射線モニタ
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類G01T 1/20 20060101AFI20241031BHJP(測定;試験)
要約【課題】入射した放射線に対して光子を放出する複数の蛍光体を備えた放射線モニタにおいて、感度のエネルギー特性を平坦化する。
【解決手段】本発明に係る放射線モニタ11は、入射した放射線29に対して光子59を放出する複数の蛍光体16が備わる放射線検知部13を備えて構成されている。蛍光体16は、入射する放射線29に対して第1の感度を有する第1の蛍光体15、及び第1の蛍光体15と比べて高い第2の感度を有する第2の蛍光体17を備える。第2の蛍光体17には、入射する放射線29のうち、第1の蛍光体15が検知対象とする低エネルギー放射線45を選択的に遮蔽するための放射線遮蔽部19が備わっている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入射した放射線に対して光子を放出するシンチレータとしての蛍光体が備わる放射線検知部と、前記蛍光体から放出された光子を伝送する光子伝送部と、前記伝送されてきた光子を計測する光学計測部と、を備える放射線モニタであって、
前記蛍光体は、入射する放射線に対して第１の感度を有する第１の蛍光体、及び当該第１の蛍光体と比べて高い第２の感度を有する第２の蛍光体を備え、
前記第２の蛍光体には、入射する放射線のうち、前記第１の蛍光体が検知対象とする所定のエネルギーを有する対象放射線を選択的に遮蔽するための放射線遮蔽部が備わっている
ことを特徴とする放射線モニタ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の放射線モニタであって、
前記第１の蛍光体の発光量は30,000 ph/MeV以下である
ことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線モニタであって、
前記第１の蛍光体の蛍光寿命は100 μs以下である
ことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項４】
請求項１に記載の放射線モニタであって、
前記第１の蛍光体の密度は5 g/cm
3
以下である
ことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項５】
請求項１に記載の放射線モニタであって、
前記第２の蛍光体に備わる前記放射線遮蔽部は200 keV以下の放射線を遮蔽する機能を有するように設定されている
ことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項６】
請求項１に記載の放射線モニタであって、
前記第１の蛍光体及び前記第２の蛍光体は、相互に異なる発光波長を有し、
前記光学計測部は、前記第１の蛍光体より放出された前記光子を減衰させる光学制御部が備わっている
ことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線モニタであって、
前記第１の蛍光体及び前記第２の蛍光体は、入射する放射線の照射方向に対して積層状態で設けられ、
前記第２の蛍光体は、入射する放射線の照射方向に対して前記第１の蛍光体の背面側に配設され、
前記第１の蛍光体及び前記第２の蛍光体は前記光子伝送部に接続されている
ことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項８】
請求項７に記載の放射線モニタであって、
入射する放射線の照射方向に沿う前記第１の蛍光体及び前記第２の蛍光体の間には前記放射線遮蔽部が設けられている
ことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項９】
請求項６～８のいずれか一項に記載の放射線モニタであって、
前記光学制御部には前記第１の蛍光体及び前記第２の蛍光体より放出された前記光子の波長を選択的に透過させる波長切替機構が備わっている
ことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項１０】
請求項６～８のいずれか一項に記載の放射線モニタであって、
前記光子伝送部及び前記光学制御部の間には前記光子伝送部より伝送されてきた前記光子を分岐する光分岐部が備わっている
ことを特徴とする放射線モニタ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射した放射線に対して光子を放出するシンチレータとしての蛍光体が備わる放射線モニタに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、放射線の線量率を測定する放射線モニタとして、電離箱、ＧＭ計数管（ガイガー・ミュラーカウンタ）、シンチレーション検出器、半導体検出器が用いられている。特に低線量率環境下を測定可能な放射線モニタとしては半導体検出器が汎用される。半導体検出器を用いた放射線モニタは、例えば原子力発電プラントや核燃料再処理施設、放射性同位元素を使用する医療施設、産業施設、研究用加速器施設、一般環境モニタリング装置等で利用されている。半導体検出器を用いた放射線モニタは、放射線入射により生成される電子正孔対を利用し、半導体への印加電圧により生じた電気パルスの計数率から線量率を導出する。
【０００３】
一方、半導体検出器による放射線測定では高電圧を印加するため、空気中の水素濃度が高い場合に爆発の危険性を伴う。また、半導体から生成される電気パルス信号を利用するため、近隣の計測機器等へ電気ノイズに係る影響を及ぼすおそれがある。
防爆及び電気ノイズを抑制可能な検出器として、本願出願人は、光ファイバ型放射線検出器を提案している（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に係る光ファイバ型放射線検出器では、入射した放射線の線量率に対応する強度の光を発するシンチレータとしての発光部を、例えば、母材としての透明イットリウム・アルミ・ガーネット等の光透過性材料と、この光透過性材料中に含有されたイッテルビウム（Ｙｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）等の希土類元素と、により形成する。
【０００４】
特許文献１に係る光ファイバ型放射線検出器によれば、入射放射線に対して生成された複数の光子を光ファイバで伝送し、単一光子計数率から線量率を計測するため、放射線検知部への給電が不要であると共に電気ノイズに係る影響を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１６－１１４３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、放射線モニタの線量率測定は、多彩なエネルギーをもった放射線が混在する環境下での適用が想定される。こうした環境下で適用される放射線モニタには、入射する放射線のエネルギーの高低に応じた異なる複数の感度を平坦化することが求められる。放射線モニタが指示する放射線のエネルギーに係る感度は、一般に、低エネルギー放射線の方が高エネルギー放射線と比べて高い感度を有するからである。
【０００７】
本発明の目的は、入射した放射線に対して光子を放出する複数の蛍光体を備えた放射線モニタにおいて、相互に異なるエネルギーをもった複数の放射線に対する感度を平坦化可能な放射線モニタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明に係る放射線モニタは、入射した放射線に対して光子を放出するシンチレータとしての蛍光体が備わる放射線検知部と、前記蛍光体から放出された光子を伝送する光子伝送部と、前記伝送されてきた光子を計測する光学計測部と、を備える放射線モニタであって、前記蛍光体は、入射する放射線に対して第１の感度を有する第１の蛍光体、及び当該第１の蛍光体と比べて高い第２の感度を有する第２の蛍光体を備え、前記第２の蛍光体には、入射する放射線のうち、前記第１の蛍光体が検知対象とする所定のエネルギーを有する対象放射線を選択的に遮蔽するための放射線遮蔽部が備わっていることを最も主要な特徴とする。
【０００９】
本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。
なお、本明細書において「電気パルス信号の計数率」とは、単位時間あたりに測定された電気パルス信号の数を意味している。また、本明細書において、「所定の規格範囲」とは、光子の計数率範囲を示し、各規格において定められた範囲を表す。また、本明細書において「単一光子」とは、放射線の入射によって蛍光体内部で生成された一つ一つの光子を指す。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る放射線モニタによれば、入射した放射線に対して光子を放出する複数の蛍光体を備えた放射線モニタにおいて、相互に異なるエネルギーをもった複数の放射線に対する感度を平坦化することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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