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JP2001116845A - Scintillation detector for reducing background radiation - Google Patents

Scintillation detector for reducing background radiation

Info

Publication number
JP2001116845A
JP2001116845A JP29526399A JP29526399A JP2001116845A JP 2001116845 A JP2001116845 A JP 2001116845A JP 29526399 A JP29526399 A JP 29526399A JP 29526399 A JP29526399 A JP 29526399A JP 2001116845 A JP2001116845 A JP 2001116845A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scintillator
scintillation detector
photomultiplier
background radiation
incident surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29526399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsunori Watai
勝範 渡井
Narifumi Ichikawa
成文 市川
Hiroshi Nakahara
洋 中原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OHYO KOKEN KOGYO CO Ltd
Original Assignee
OHYO KOKEN KOGYO CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OHYO KOKEN KOGYO CO Ltd filed Critical OHYO KOKEN KOGYO CO Ltd
Priority to JP29526399A priority Critical patent/JP2001116845A/en
Publication of JP2001116845A publication Critical patent/JP2001116845A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the influence of a background radiation caused by β-rays from an incident face of a photomultiplier. SOLUTION: A β-ray absorber 3 transparent sufficiently for a scintillation- emitted light wavelength and for absorbing the β-rays from the incident face 2 is arranged between a scintillator 4 and the incident face 2 of the photomultiplier 1, in a scintillation detector for amplifying fluorescence by a radiation in the scintillator 4 by the one or plural photomultiplier 1 to be detected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光電子増倍管の入
射面からのβ線によるバックグラウンド放射線を低減す
るシンチレーション検出器に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a scintillation detector for reducing background radiation due to β-rays from an incident surface of a photomultiplier tube.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から放射線測定において、測定器に
より計数値を得るが、その値は被測定物の正味の放射能
と同時にバックグラウンド(BG)の放射能も測定して
しまうので、測定の前後にはバックグラウンド計数を測
定して計数値から差引かなければならないが、微量の放
射能を測定する際には、できる限りバックグラウンド放
射線の影響を低減することが重要になる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in radiation measurement, a counting value is obtained by a measuring instrument, and the value measures the radioactivity of the background (BG) at the same time as the net radioactivity of the measured object. Before and after, the background count must be measured and subtracted from the count value, but when measuring a trace amount of radioactivity, it is important to reduce the influence of background radiation as much as possible.

【0003】一般的にバックグラウンドの起源として
は、宇宙線や自然放射能による放射線、例えば、土中か
らの放射線,建物等の構造物からの放射線,空気中に含
まれるダストからの放射線などの他、放射線測定器を構
成している部材や遮蔽材料からの放射線等が挙げられ
る。
[0003] Generally, the origin of the background is radiation such as radiation from cosmic rays or natural radioactivity, such as radiation from the soil, radiation from structures such as buildings, and radiation from dust contained in the air. Other examples include radiation from members constituting the radiation measuring instrument and shielding materials.

【0004】シンチレーション検出器の場合は、光電子
増倍管(フォトマル)を使用するのが一般的であるが、
その光電子増倍管の入射面(光電面、或は、入射窓材と
して使われるガラス)には、微量の40Kが含まれてい
る。例えば、Na(Tl)シンチレーション検出器では、この
40Kから放出されるγ線(1.461MeV、放出率11%)が問
題となることがあるが、エネルギーが高く透過力が強い
ため、実際上は、光電子増倍管の入射面の材質を40Kの
含有率の少ない石英ガラスに変更する等の手段以外に有
効な対策はない。また、この場合、Na(Tl)シンチレータ
は、潮解性があるため厳重にシールされており、光電子
増倍管とのコンタクト面も(パイレックス等の)ガラス
を介して接触するため、40Kから放出されるγ線成分し
か注目されていなかった。
In the case of a scintillation detector, a photomultiplier (photomultiplier) is generally used.
The incident surface of the photomultiplier tube (photocathode, or glass that is used as an entrance window material), the contains 40 K traces. For example, in a Na (Tl) scintillation detector,
Gamma rays (1.461 MeV, emission rate 11%) emitted from 40 K may be a problem. However, since the energy is high and the transmission power is strong, the material of the incident surface of the photomultiplier tube is actually 40 There is no effective countermeasure other than the means of changing to quartz glass having a low K content. In this case, Na (Tl) scintillator is tightly sealed because of the deliquescence, since the contact surface of the photomultiplier tube is also contacted via (such as Pyrex) glasses, released from 40 K Attention has been paid only to the γ-ray component to be performed.

【0005】一方、プラスチックシンチレータのよう
に、例えば直接光電子増倍管の入射面と接触して使用す
ることができるシンチレータを用いるシンチレーション
検出器においては、光電子増倍管の入射面からのβ線に
よるバックグラウンド放射線( 40K−1.314MeV、放出率
89%)の影響が予想以上に大きいことが判った。しかし
乍ら、従来は、この光電子増倍管の入射面からのβ線に
よるバックグラウンド放射線の影響が全く考慮されてい
なかったため、このバックグラウンド放射線による影響
を低減するような試みは、全く行われていなかった。
On the other hand, like a plastic scintillator,
Used, for example, in direct contact with the photomultiplier tube entrance surface.
Scintillation using a scintillator
In the detector, the β-ray from the entrance surface of the photomultiplier tube
Background radiation ( 40K-1.314MeV, emission rate
89%) was larger than expected. However
However, conventionally, β-rays from the incident surface of this photomultiplier tube
The effects of background radiation due to
Was not affected by this background radiation
No attempt has been made to reduce this.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
シンチレーション検出器においては、光電子増倍管の入
射面からのβ線によるバックグラウンド放射線について
は全く考慮されていなかったことに鑑み、前記のバック
グラウンド放射線の影響を低減することができる新たな
シンチレーション検出器を提供することを、その課題と
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional scintillation detector, in which background radiation due to β-rays from the incident surface of the photomultiplier tube was not considered at all. It is an object of the present invention to provide a new scintillation detector which can reduce the influence of background radiation.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明の構成は、シンチレータに
おける放射線による蛍光を1本又は複数本の光電子増倍
管で増幅して検出するシンチレーション検出器におい
て、前記シンチレータと光電子増倍管の入射面との間
に、シンチレーション発光波長に対し十分透明で、か
つ、前記入射面からのβ線を吸収するβ線吸収体を配置
してなることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention, which has been made to solve the above-mentioned problems, is to provide a scintillation detector for amplifying and detecting fluorescence due to radiation in a scintillator with one or more photomultiplier tubes. In the vessel, between the scintillator and the incident surface of the photomultiplier tube, a β-ray absorber that is sufficiently transparent to the scintillation emission wavelength and absorbs β-rays from the incident surface may be arranged. It is a feature.

【0008】即ち、本発明の発明者らは、シンチレーシ
ョン検出器、特に、直接光電子増倍管の入射面と接触し
て使用することができるプラスチックシンチレータなど
を用いるシンチレーション検出器においては、光電子増
倍管の入射面からのβ線によるバックグラウンド放射線
の影響が予想以上に大きいことから、この影響を防ぐた
めには、光電子増倍管の入射面とシンチレータとの間
に、適当な厚みの、シンチレーション発光波長に対して
十分透明なβ線吸収体(例えば、アクリル樹脂,テフロ
ン,ナイロン,ポリエステル等の板又はシート、或は、
石英ガラス,パイレックスガラス等の40Kの含有率の少
ないガラス)を配置し、光電子増倍管の入射面からのβ
線によるバックグラウンド放射線をシンチレータに到達
させないようにすることが極めて有効であることを知得
し、本発明を完成するに至った。
That is, the inventors of the present invention provide a photomultiplier in a scintillation detector, particularly a scintillation detector using a plastic scintillator which can be used in direct contact with the incident surface of a photomultiplier tube. Since the effect of background radiation due to β-rays from the entrance surface of the tube is larger than expected, in order to prevent this effect, an appropriate thickness of scintillation emission light is placed between the entrance surface of the photomultiplier tube and the scintillator. Β-ray absorber sufficiently transparent to the wavelength (for example, a plate or sheet of acrylic resin, Teflon, nylon, polyester, or the like, or
Glass with a low content of 40 K, such as quartz glass or Pyrex glass), and β from the entrance surface of the photomultiplier tube.
It has been found that it is extremely effective to prevent the background radiation due to the rays from reaching the scintillator, and the present invention has been completed.

【0009】因みに、従来からもシンチレータと光電子
増倍管の入射面との間に、アクリル板を挿入していた
が、これは、サイズ,形状が異なるシンチレータと光電
子増倍管の入射面とを光学的に接続させるためのライト
ガイド、或は、シンチレータが極めて薄い場合における
機械的サポート等が目的であって、光電子増倍管の入射
面からのβ線によるバックグラウンド放射線の低減を目
的とするものではなかった。
Incidentally, conventionally, an acrylic plate has been inserted between the scintillator and the incident surface of the photomultiplier tube. This is because the scintillator and the incident surface of the photomultiplier tube having different sizes and shapes are different from each other. The purpose is to provide a light guide for optical connection or mechanical support when the scintillator is extremely thin, and to reduce background radiation due to β-rays from the incident surface of the photomultiplier tube. It was not something.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に依り説明する。図1は本発明シンチレーション検出
器の一例の要部を示す側面図、図2はβ線吸収体の厚み
とバックグラウンド(BG)計数の関係を示すグラフで
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an essential part of an example of the scintillation detector of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing the relationship between the thickness of the β-ray absorber and the background (BG) count.

【0011】図1において、1は本発明シンチレーショ
ン検出器の光電子増倍管(フォトマル)、2はこの光電
子増倍管1の入射面、3はこの入射面2の前方に配置さ
れたβ線吸収体、4はβ線吸収体の前方に配置されたシ
ンチレータである。光電子増倍管1はここでは1本のも
のを使用しているが、2本以上、例えば、コインシデン
ス方式のように複数本使用したものでもよい。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a photomultiplier tube (photomultiplier) of the scintillation detector of the present invention, 2 denotes an incident surface of the photomultiplier tube 1, and 3 denotes a β-ray disposed in front of the incident surface 2. The absorber 4 is a scintillator arranged in front of the β-ray absorber. Although one photomultiplier tube 1 is used here, two or more photomultiplier tubes, for example, a plurality of photomultiplier tubes such as a coincidence method may be used.

【0012】また、シンチレータ4は、ここではプラス
チックシンチレータを用いているが、シンチレータ4と
しては、プラスチックシンチレータに限定されず、プラ
スチックシンチレータと同様、通常雰囲気において化学
的に安定で光電子増倍管1の入射面2と直接接触が可能
なシンチレータであれば、全て用いることができる。な
お、プラスチックシンチレータは製品寿命がきわめて長
い(半永久的)ので、好適に用いることができる。
Although the plastic scintillator is used here as the scintillator 4, the scintillator 4 is not limited to the plastic scintillator, and is chemically stable in a normal atmosphere and is similar to the plastic scintillator. Any scintillator that can directly contact the incident surface 2 can be used. Incidentally, the plastic scintillator has a very long product life (semi-permanent) and can be suitably used.

【0013】次に、β線吸収体3は、シンチレータ4に
おけるシンチレーションによる発光波長に対し十分な透
明性を具備するもので、しかも、入射面2からのバック
グラウンド放射線であるβ線を吸収する部材であり、こ
のような条件を満たすものとして、アクリル樹脂,テフ
ロン,ナイロン,ポリエステル等の板又はシート、或
は、石英ガラス,パイレックスガラス等の40Kの含有率
の少ないガラスなどが挙げられる。ここではβ線吸収体
3として透明性の高いアクリル板を使用している。
Next, the β-ray absorber 3 has sufficient transparency to the emission wavelength due to the scintillation in the scintillator 4, and also absorbs the β-ray as the background radiation from the incident surface 2. As a material satisfying such a condition, a plate or a sheet of acrylic resin, Teflon, nylon, polyester, or the like, or a glass having a low content of 40 K, such as quartz glass or Pyrex glass, may be used. Here, an acrylic plate having high transparency is used as the β-ray absorber 3.

【0014】このβ線吸収体3の厚みは1mm以上であれ
ばよいが、バックグラウンド放射線を十分低減させるに
は、後述するように、2mm以上、好ましくは3mm以上に
する必要がある。
The thickness of the β-ray absorber 3 may be 1 mm or more. However, in order to sufficiently reduce the background radiation, it must be 2 mm or more, preferably 3 mm or more, as described later.

【0015】上記の光電子増倍管1の入射面2とβ線吸
収体3、及び、β線吸収体3とシンチレータ4の各面
は、それぞれ直接接触させても、多少の空間を開けて配
置してもよい。
The incident surface 2 of the photomultiplier tube 1 and the surface of the β-ray absorber 3, and the surface of the β-ray absorber 3 and the surface of the scintillator 4 are arranged with some space even if they are in direct contact with each other. May be.

【0016】本発明シンチレーション検出器の一例は上
記の通りであるが、検出器におけるβ線吸収体3の厚み
を変えたときのバックグラウンド(BG)計数を、図2
に示す。図2のグラフは光電子増倍管の固体差を見るた
め、3本を交換してそれぞれバックグラウンド計数を測
定したもので、その結果を示したものである。図2のグ
ラフにおいて横軸はβ線吸収体3としてのアクリル板の
厚み(mm)を、縦軸はバックグラウンド計数(cpm)を
示している。このうちフォトマル1は波線、フォトマル
2は実線、フォトマル3は一点鎖線で示す。
An example of the scintillation detector of the present invention is as described above. The background (BG) count when the thickness of the β-ray absorber 3 in the detector is changed is shown in FIG.
Shown in The graph of FIG. 2 shows the results obtained by measuring the background count by exchanging three tubes to see the individual differences of the photomultiplier tubes. In the graph of FIG. 2, the horizontal axis represents the thickness (mm) of the acrylic plate as the β-ray absorber 3, and the vertical axis represents the background count (cpm). Among them, the photomultiplier 1 is indicated by a wavy line, the photomultiplier 2 is indicated by a solid line, and the photomultiplier 3 is indicated by a one-dot chain line.

【0017】通常、プラスチックシンチレータ(直径2
inch〔50.8mm〕×厚さ1mm)と光電子増倍管の入射面
との間にアクリル板(β線吸収体)を挿入しない場合に
は、通常の雰囲気で100cpm程度のバックグラウンド放射
線による計数率が認められるが、3mm程度の厚みのアク
リル板をプラスチックシンチレータと光電子増倍管1の
入射面2との間に挿入することにより、凡そ1/3以下
の30cpm程度にバックグラウンド計数率を低減させるこ
とができる(図2参照)。
Usually, a plastic scintillator (diameter 2)
inch (50.8 mm) x 1 mm thickness) and the incidence surface of the photomultiplier tube, when an acrylic plate (β-ray absorber) is not inserted, counting with background radiation of about 100 cpm in a normal atmosphere Although the rate is recognized, the background count rate is reduced to about 30 cpm, which is about 1/3 or less, by inserting an acrylic plate with a thickness of about 3 mm between the plastic scintillator and the incident surface 2 of the photomultiplier tube 1. (See FIG. 2).

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明は、以上の通りであって、本発明
シンチレーション検出器によれば、シンチレータと光電
子増倍管の入射面との間にアクリル樹脂等のβ線吸収体
を配置したので、光電子増倍管の入射面からのβ線によ
るバックグラウンド放射線の影響を低減することがで
き、微量の放射能をより正確に測定することができると
いう格別の効果が得られる。
The present invention is as described above. According to the scintillation detector of the present invention, a β-ray absorber such as acrylic resin is disposed between the scintillator and the incident surface of the photomultiplier. The effect of background radiation due to β-rays from the incident surface of the photomultiplier tube can be reduced, and a special effect that a trace amount of radioactivity can be measured more accurately can be obtained.

【0019】[0019]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明シンチレーション検出器の一例の要部を
示す側面図。
FIG. 1 is a side view showing a main part of an example of a scintillation detector of the present invention.

【図2】β線吸収体の厚みとバックグラウンド(BG)
計数の関係を示すグラフ。
FIG. 2 Thickness and background (BG) of β-ray absorber
7 is a graph showing the relationship between counting.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光電子増倍管 2 入射面 3 β線吸収体 4 シンチレータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photomultiplier tube 2 Incident surface 3 β-ray absorber 4 Scintillator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中原 洋 東京都福生市大字熊川1642番地26 応用光 研工業株式会社計測機器部内 Fターム(参考) 2G088 EE06 FF04 FF05 GG11 GG18 JJ08 JJ09 JJ30 LL02 LL06 LL08 LL11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Nakahara 1642 Kumakawa, Fussa-shi, Tokyo F-term (reference) 2G088 EE06 FF04 FF05 GG11 GG18 JJ08 JJ09 JJ30 LL02 LL06 LL08 LL11

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シンチレータにおける放射線による蛍光
を1本又は複数本の光電子増倍管で増幅して検出するシ
ンチレーション検出器において、前記シンチレータと光
電子増倍管の入射面との間に、シンチレーション発光波
長に対し十分透明で、かつ、前記入射面からのβ線を吸
収するβ線吸収体を配置してなることを特徴とするバッ
クグラウンド放射線を低減するシンチレーション検出
器。
1. A scintillation detector for amplifying and detecting fluorescence due to radiation in a scintillator with one or more photomultiplier tubes, wherein a scintillation emission wavelength is provided between the scintillator and an incident surface of the photomultiplier tube. A scintillation detector for reducing background radiation, wherein a β-ray absorber that absorbs β-rays from the incident surface is arranged sufficiently.
【請求項2】 β線吸収体には、アクリル樹脂,テフロ
ン,ナイロン,ポリエステル等の板又はシート、或は、
石英ガラス,パイレックスガラス等の40Kの含有率の少
ないガラスのいずれかを用いる請求項1のバックグラウ
ンド放射線を低減するシンチレーション検出器。
2. The β-ray absorber may be a plate or sheet of acrylic resin, Teflon, nylon, polyester, or the like, or
2. A scintillation detector for reducing background radiation according to claim 1, wherein one of glass having a low content of 40 K such as quartz glass or Pyrex glass is used.
【請求項3】 シンチレータは、通常雰囲気において化
学的に安定なものである請求項1又は2のバックグラウ
ンド放射線を低減するシンチレーション検出器。
3. The scintillation detector for reducing background radiation according to claim 1, wherein the scintillator is chemically stable in a normal atmosphere.
【請求項4】 シンチレータは、プラスチックシンチレ
ータである請求項1〜3のいずれかのバックグラウンド
放射線を低減するシンチレーション検出器。
4. The scintillation detector according to claim 1, wherein the scintillator is a plastic scintillator.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004286548A (en) * 2003-03-20 2004-10-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Radiation measurement device
JP2016061655A (en) * 2014-09-17 2016-04-25 株式会社東芝 Scintillator, radiation detector and radiation inspector

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