JP2007248406A - シンチレーション検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】検出対象核種のβ線をより正確に検出する。
【解決手段】シンチレーション検出器１０は、互いに略平行に離間して近接配置された、β・γ線により発光するプラスチックシンチレータ１２，１３と、これらの両側および間に設けられた、サンプルガスが導入されるガス導入室２１〜２３と、シンチレータ１２，１３の内面側に近接して配置された、ガス導入室２２内の検出妨害核種のα線に感応して発光するＺｎＳシンチレータ１４，１５と、両側のシンチレータ間を遮光する遮光膜１６，１７と、シンチレータ１２，１３の両側に設けられた、それぞれと同じ側に配置されたシンチレータの光を検出する光検出部３１，３２とを有する。シンチレータ１２〜１５および遮光膜１６，１７は、一方のプラスチックシンチレータに入射した検出対象核種のβ線が他方のプラスチックシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、シンチレータを用いてβ線を検出するためのシンチレーション検出器に関する。

核燃料再処理施設から大気中に放出される気体廃棄物中には、放射性クリプトン（⁸⁵Ｋｒ）が含まれる。このため、再処理施設の周辺には、いわゆるモニタリングポストとして、大気中の⁸⁵Ｋｒ濃度を測定するためのクリプトンガスモニタが設置されている。

図７は、従来のクリプトンガスモニタ８０の概略構成図である。図７において、クリプトンガスモニタ８０は、β線検出用のプラスチックシンチレータ８１を有する。このプラスチックシンチレータ８１の両側には、それぞれ、大気が導入されるガス導入室８２，８３が形成されるとともに、光電子増倍管（PMT: PhotoMultiplier Tube）８４，８５が配置されている。２つのＰＭＴ８４，８５の出力はコインシデンス回路８６に接続されており、コインシデンス回路８６の出力は測定器８７に接続されている。

このクリプトンガスモニタ８０では、ガス導入室内の⁸⁵Ｋｒから放出されるβ線がプラスチックシンチレータ８１に入射すると、プラスチックシンチレータ８１が当該β線に感応して光を発する。この光は、２つのＰＭＴ８４，８５により電流パルスであるβ線検出パルスに変換されてコインシデンス回路８６に出力される。コインシデンス回路８６は、ＰＭＴ８４，８５の出力信号から熱雑音を除去してβ線検出パルスを取り出し、測定器８７に出力する。測定器８７は、β線検出パルスをカウントし、その結果から大気中の⁸⁵Ｋｒ濃度を算出する。

しかし、上記プラスチックシンチレータ８１は、γ線に対しても感度を有し、宇宙線（γ線）が入射した場合にも発光する。このため、上記クリプトンガスモニタ８０では、宇宙線をも検出してしまい、⁸⁵Ｋｒのβ線だけを正確に検出することができない。

特許文献１には、プラスチックシンチレータを用いてβ線を検出するシンチレーション検出器において、バックグラウンドとしてのγ線の影響を除去してβ線だけを正確に検出するようにしたものが開示されている。

図８は、特許文献１に開示されているシンチレーション検出器９０の概略構成図である。このシンチレーション検出器９０は、筐体９１を有し、その測定面側と反対面側とには、それぞれ同一仕様のプラスチックシンチレータ９２，９３が取り付けられている。両プラスチックシンチレータ９２，９３の中間位置には、γ線透過性のβ線遮蔽体９４が設けられている。また、プラスチックシンチレータ９２に対しては一対のＰＭＴ９５，９６が配置され、プラスチックシンチレータ９３に対しては一対のＰＭＴ９７，９８が配置されている。

上記構成では、測定面側のＰＭＴ９５，９６では、測定面側から入射する放射線のうちβ線とバックグラウンドとしてのγ線との両方が検出される。一方、反対面側のＰＭＴ９７，９８では、放射線のうちバックグラウンドとしてのγ線のみが検出される。そして、測定面側で検出されたβ線およびγ線の両方の検出信号から反対面側で検出されたγ線検出信号が差し引かれることにより、正味のβ線検出信号が得られる。

特開平１−２８７４９４号公報 特許第３５４２９３６号明細書

しかし、上記特許文献１に記載されたシンチレーション検出器９０には、次の問題がある。

すなわち、宇宙線成分を効果的に除去するためには、宇宙線の到来方向（天頂方向）に対して測定面を垂直に配置するのが良いが、このような配置では、プラスチックシンチレータ９２，９３に入射する宇宙線（すなわちノイズ）の量が多く、β線の検出感度に不利である。一方、プラスチックシンチレータ９２，９３に入射する宇宙線の量を少なくするためには、宇宙線の到来方向に対して測定面を平行に配置するのが良いが、このような配置では、プラスチックシンチレータ９２に入射した宇宙線がプラスチックシンチレータ９３に入射せず、宇宙線成分を除去することができない。

また、図７に示される従来のクリプトンガスモニタ８０や特許文献に記載のシンチレーション検出器９０では、空気中の自然放射性核種であるラドン・トロンやこれらの子孫核種から放出される放射線をも検出してしまう。このことは、検出対象核種に対する測定感度を下げる要因となっている。

そこで、本発明は、検出対象核種から放出されるβ線をより正確に検出することを可能とするシンチレーション検出器を提供する。

本発明に係るシンチレーション検出器は、サンプルガス中の検出対象核種から放出されるβ線を検出するためのシンチレーション検出器であって、互いに略平行に離間して近接配置された、β線およびγ線に感応して光を発する板状の２つのβ・γ線用のシンチレータと、前記２つのシンチレータを挟んだ両側および前記２つのシンチレータの間に設けられた、前記サンプルガスが導入される３つのガス導入室と、前記片側または両側のシンチレータの内面側に近接して配置された、前記ガス導入室内の検出妨害核種から放出されるα線に感応して光を発するα線用のシンチレータと、両側のシンチレータ間を遮光する遮光体と、前記２つのβ・γ線用のシンチレータを挟んで両側に設けられた、それぞれと同じ側に配置されたβ・γ線用およびα線用のシンチレータの光を検出する２つの光検出部と、を有し、前記β・γ線用およびα線用のシンチレータおよび前記遮光体は、一方のβ・γ線用のシンチレータに入射した検出対象核種のβ線が他方のβ・γ線用のシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有する、ことを特徴とする。

また、本発明に係るシンチレーション検出器は、サンプルガス中の検出対象核種から放出されるβ線を検出するためのシンチレーション検出器であって、β線およびγ線に感応して光を発する板状の第１のシンチレータと、前記第１のシンチレータに略平行に近接して配置された、γ線に感応して光を発する板状の第２のシンチレータと、前記２つのシンチレータの間を遮光する遮光体と、前記第１のシンチレータの外面側に設けられた、前記サンプルガスが導入されるガス導入室と、前記ガス導入室内の検出妨害核種から放出されるα線に感応して光を発するα線用のシンチレータと、前記第１のシンチレータの外面側に設けられた、前記第１およびα線用のシンチレータの光を検出する第１の光検出部と、前記第２のシンチレータの外面側に設けられた、前記第２のシンチレータの光を検出する第２の光検出部と、を有し、前記第１のシンチレータおよび前記遮光体は、前記第１のシンチレータに入射した検出対象核種のβ線が前記第２のシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有する、ことを特徴とする。

また、本発明に係るシンチレーション検出器は、サンプルガス中の検出対象核種から放出されるβ線を検出するためのシンチレーション検出器であって、互いに略平行に近接して配置された、β線およびγ線に感応して光を発する板状の２つのβ・γ線用のシンチレータと、前記２つのシンチレータの間を遮光する遮光体と、前記２つのシンチレータを挟んで両側に設けられた、前記サンプルガスが導入される２つのガス導入室と、前記片側または両側のガス導入室に対応して配置された、対応するガス導入室内の検出妨害核種から放出されるα線に感応して光を発するα線用のシンチレータと、前記２つのβ・γ線用のシンチレータを挟んで両側に設けられた、それぞれと同じ側に配置されたβ・γ線用およびα線用のシンチレータの光を検出する２つの光検出部と、を有し、前記２つのβ・γ線用のシンチレータおよび前記遮光体は、一方のβ・γ線用のシンチレータに入射した検出対象核種のβ線が他方のβ・γ線用のシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有する、ことを特徴とする。

本発明の好適な態様では、前記互いに略平行に近接して配置される２つのシンチレータおよび前記遮光体は、互いに密着して配置される。

また、本発明の好適な態様では、前記α線用のシンチレータは、前記β・γ線用のシンチレータの外面側の表面上に、当該β・γ線用のシンチレータの光が当該α線用のシンチレータの外側に出射可能な態様で、密着配置される。

また、本発明の好適な態様では、前記α線用のシンチレータは、前記ガス導入室の内面に設けられる。

また、本発明の好適な態様では、前記α線用のシンチレータはＺｎＳ（Ａｇ）シンチレータであり、その他のシンチレータはプラスチックシンチレータである。

また、本発明の好適な態様では、前記互いに略平行に近接して配置される２つのシンチレータは、天頂方向に略平行に配置される。

本発明に係る放射線検出装置は、上記いずれかのシンチレーション検出器と、前記２つの光検出部の各々に対応して設けられた、前記光検出部の出力信号をα線の検出パルスとβ線またはγ線の検出パルスとに波形弁別する２つの波形弁別部と、前記２つの波形弁別部により弁別されたα線の検出パルスを計数するα線計数部と、前記２つの波形弁別部により弁別されたβ線またはγ線の検出パルスについて非同時計数を行う非同時計数部と、前記非同時計数部の出力パルスを計数するβ線計数部と、前記α線計数部および前記β線計数部の計数結果に基づき、前記検出対象核種のβ線の量を算出する演算部と、を有することを特徴とする。

本発明の好適な態様では、前記２つの光検出部は、それぞれ一対の光電子増倍管を含み、前記２つの波形弁別部は、それぞれ前記一対の光電子増倍管に対応して設けられた一対の波形弁別器を含み、前記放射線検出装置は、それぞれ対応する前記一対の波形弁別器により弁別されたα線の検出パルスについて同時計数を行う２つのα線用の同時計数器と、それぞれ対応する前記一対の波形弁別器により弁別されたβ線またはγ線の検出パルスについて同時計数を行う２つのβ・γ線用の同時計数器と、を有し、前記α線計数部は、前記２つのα線用の同時計数器の出力パルスを計数し、前記非同時計数部は、前記２つのβ・γ線用の出力パルスについて非同時計数を行う。

本発明によれば、検出対象核種から放出されるβ線をより正確に検出することを可能とするシンチレーション検出器を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るクリプトンガスモニタ１の全体構成を示す概略図である。このクリプトンガスモニタ１は、サンプルガス中の検出対象核種から放出されるβ線を検出する装置である。具体的には、クリプトンガスモニタ１は、大気中の人工放射性核種である放射性クリプトン（⁸⁵Ｋｒ）から放出される低エネルギーβ線を検出して、大気中の⁸⁵Ｋｒ濃度を測定するものであり、例えば核燃料再処理施設の周辺でモニタリングポストとして用いられる。より具体的には、本実施の形態に係るクリプトンガスモニタ１は、宇宙線（γ線）および検出妨害核種から放出される放射線（α、β、γ線）の影響を除去して、⁸⁵Ｋｒ濃度を高感度に測定するものである。検出妨害核種としては、例えば、ラドン、トロンや、これらの子孫核種などが挙げられる。なお、以下の説明では、ラドン、トロン、およびこれらの子孫核種を「Ｒｎ／Ｔｎ」と称する。

図１において、クリプトンガスモニタ１は、その主要構成要素として、シンチレーション検出器１０を有する。このシンチレーション検出器１０は、シンチレータを用いて放射線を検出するものである。なお、図には示されていないが、シンチレーション検出器１０は、これを外部の放射線から遮蔽するため、鉛等の遮蔽体で蔽われている。

図２および図３は、それぞれシンチレーション検出器１０の概略構成を示す側断面図および上面図である。図２，３に示されるように、シンチレーション検出器１０は、円筒状の筐体１１を有する。この筐体１１の寸法は、例えば、高さ３００ｍｍ、直径３５０ｍｍである。

筐体１１の中央部分には、２つの矩形平板状のプラスチックシンチレータ１２，１３が、筐体１１の軸方向に沿って延びるように、互いに略平行に離間して近接配置されている。プラスチックシンチレータ１２，１３は、β線およびγ線に感応してシンチレーション光を発するβ・γ線用のシンチレータである。本実施の形態では、プラスチックシンチレータ１２，１３は、互いに同一仕様であり、略同一の特性を有する。２つのプラスチックシンチレータ同士の間隔は、２０ｍｍ以内であることが好ましい。プラスチックシンチレータ１２，１３の材料には、例えば下記の構造式を持つＰＯＰＯＰという高分子化合物が用いられる。

プラスチックシンチレータ１２，１３のそれぞれの内面側には、ＺｎＳ（Ａｇ）シンチレータ（以下、「ＺｎＳシンチレータ」と称す）１４，１５が、各プラスチックシンチレータに近接して配置されている。このＺｎＳシンチレータ１４，１５は、α線に感応して光を発するα線用のシンチレータである。本実施の形態では、ＺｎＳシンチレータ１４，１５は、それぞれ、プラスチックシンチレータ１２，１３の内側表面にＺｎＳ（Ａｇ）を塗布することにより形成されている。ただし、ＺｎＳシンチレータ１４，１５としては、シート状のものなど、適宜の形態のものを利用することができる。

ＺｎＳシンチレータ１４，１５の内側には、両側のシンチレータ間を遮光する、すなわち一方側のシンチレータ１２，１４と他方側のシンチレータ１３，１５との間を遮光する遮光膜１６，１７が配置されている。本実施の形態では、遮光膜１６，１７は、ＺｎＳシンチレータ１４，１５の内側表面に貼り付けられている。遮光膜１６，１７は、α線透過性を有する。

２つのプラスチックシンチレータ１２，１３を挟んだ両側および２つのプラスチックシンチレータ１２，１３の間には、ガス導入室２１，２２，２３が形成されている。ガス導入室２１は、筐体１１の内面およびプラスチックシンチレータ１２の外側面により仕切られた断面略Ｄ字状の室であり、ガス導入室２２は、筐体１１の内面および遮光膜１６，１７の内側面により仕切られた断面略Ｉ字状の室であり、ガス導入室２３は、筐体１１の内面およびプラスチックシンチレータ１３の外側面により仕切られた断面略Ｄ字状の室である。ガス導入室２１，２２，２３には、不図示のポンプ等によって、サンプルガスとして⁸⁵Ｋｒを含む外気が導入される。本実施の形態では、外気は、ガス導入室２１に導入された後、ガス導入室２１，２２，２３の順に一筆書き状に流れ、ガス導入室２３から排出される。ただし、ガスの流通経路は、上記に限られず、例えば３つのガス導入室について並列にガスが導入され排出されてもよい。

また、プラスチックシンチレータ１２，１３を挟んだ両側には、それぞれと同じ側に配置されたシンチレータの光を検出する光検出部３１，３２が配置されている。一方側の光検出部３１は、当該一方側に配置された、プラスチックシンチレータ１２およびＺｎＳシンチレータ１４の光を検出し、他方側の光検出部３２は、当該他方側に配置された、プラスチックシンチレータ１３およびＺｎＳシンチレータ１５の光を検出する。具体的には、筐体１１のプラスチックシンチレータ１２側には、光検出部３１として、シンチレータ１２，１４の光を検出する一対の光電子増倍管（ＰＭＴ）３１ａ，３１ｂが取り付けられている。また、筐体１１のプラスチックシンチレータ１３側には、光検出部３２として、シンチレータ１３，１５の光を検出する一対のＰＭＴ３２ａ，３２ｂが取り付けられている。ＰＭＴ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂは、シンチレータの光を電流に交換倍増し、電気的な検出パルスとして出力する変換器である。

上記構成において、プラスチックシンチレータ１２，１３、ＺｎＳシンチレータ１４，１５、および遮光膜１６，１７は、一方のプラスチックシンチレータに入射したβ線が他方のプラスチックシンチレータに入射しないように構成されている。

また、プラスチックシンチレータ１２，１３、ＺｎＳシンチレータ１４，１５、および遮光膜１６，１７は、一方のプラスチックシンチレータに入射したγ線が他方のプラスチックシンチレータにも入射するように、γ線透過性を有する。

また、プラスチックシンチレータ１２，１３は、宇宙線（γ線）の影響を出来るだけ小さくするため、天頂方向（図２の矢印Ａ方向）に略平行に配置される。

また、上記シンチレーション検出器１０では、放射線は、当該放射線の入射によるシンチレータの微弱な発光がＰＭＴにより受光されて検出される。そこで、筐体１１の内壁には、反射材がコートされている。また、クリプトンガスモニタ１は、シンチレーション検出器１０が暗室状態となるように構成されている。

再び図１を参照すると、クリプトンガスモニタ１は、光検出部３１に対応して設けられた、光検出部３１の出力信号をα線の検出パルスとβ線またはγ線の検出パルスとに波形弁別する波形弁別部４２を有する。具体的には、一対のＰＭＴ３１ａ，３１ｂに対応して一対の波形弁別器４２ａ，４２ｂが設けられている。より具体的には、ＰＭＴ３１ａ，３１ｂの出力は、それぞれプリアンプ４１ａ，４１ｂを介して、微分回路を含む波形弁別器４２ａ，４２ｂの入力に接続されている。波形弁別器４２ａ，４２ｂは、それぞれ、ＰＭＴ３１ａ，３１ｂから入力される放射線検出パルスを、α線の入射を示すα線検出パルスと、β線またはγ線の入射を示すβ・γ線検出パルスとに波形弁別する。この波形弁別は、α線の入射によりＰＭＴから出力される検出パルスの波形と、β線またはγ線の入射によりＰＭＴから出力される検出パルスの波形との違いを利用して行われる。なお、波形弁別の具体的内容については、様々な技術が広く知られているので、ここでは説明を省略する。

波形弁別器４２ａ，４２ｂのα線検出パルス側の出力は、α線用の同時計数器としてのコインシデンス回路４３に接続されている。このコインシデンス回路４３は、２つの入力信号について同時計数を行う（すなわちコインシデンスをとる）回路であり、具体的には２つの入力パルスが同時に入ってきたときのみ出力パルスを出すものである。したがって、コインシデンス回路４３がパルスを出力した場合には、極めて高い確率で、ＺｎＳシンチレータ１４の発光がＰＭＴ３１ａ，３１ｂの両方で検出されたといえる。このような作用により、コインシデンス回路４３は、波形弁別器４２ａ，４２ｂのα線検出パルス側の出力信号から、熱雑音などのノイズを除去し、ＺｎＳシンチレータ１４の発光に対応するα線検出パルスを取り出す。

波形弁別器４２ａ，４２ｂのβ・γ線検出パルス側の出力は、β・γ線用の同時計数器としてのコインシデンス回路４４に接続されている。このコインシデンス回路４４は、波形弁別器４２ａ，４２ｂのβ・γ線検出パルス側の出力信号から、熱雑音などのノイズを除去し、プラスチックシンチレータ１２の発光に対応するβ・γ線検出パルスを取り出す。

上記と同様に、光検出部３２に対応して波形弁別部４６が設けられており、波形弁別部４６は、一対のＰＭＴ３２ａ，３２ｂに対応する一対の波形弁別器４６ａ，４６ｂを含む。具体的には、ＰＭＴ３２ａ，３２ｂの出力は、それぞれプリアンプ４５ａ，４５ｂを介して、波形弁別器４６ａ，４６ｂに接続されている。波形弁別器４６ａ，４６ｂのα線検出パルス側の出力は、α線用の同時計数器としてのコインシデンス回路４７に接続されている。また、波形弁別器４６ａ，４６ｂのβ・γ線検出パルス側の出力は、β・γ線用の同時計数器としてのコインシデンス回路４８に接続されている。

α線用のコインシデンス回路４３，４７の出力は、α線用の計数回路５１に接続されている。この計数回路５１は、コインシデンス回路４３および４７の出力パルスを合わせて計数するものである。

β・γ線用のコインシデンス回路４４，４８の出力は、アンチコインシデンス回路５２に接続されている。アンチコインシデンス回路５２は、２つの入力信号について非同時計数を行う（すなわちアンチコインシデンスをとる）回路であり、具体的には、入力されたパルスのうち、同時に入ってきたパルスを除き、残ったパルスを出力するものである。

アンチコインシデンス回路５２の出力は、β線用の計数回路５３に接続されている。この計数回路５３は、アンチコインシデンス回路５２の出力パルスを計数するものである。

α線用の計数回路５１の出力およびβ線用の計数回路５３の出力は、演算部５４に接続されている。この演算部５４は、計数回路５１および５３の計数結果に基づき、検出対象核種である⁸⁵Ｋｒのβ線の量を算出するものである。なお、この算出の具体的な内容については後述する。

演算部５４の出力は、表示部５５に接続されている。この表示部５５は、演算部５４の演算結果を画面上に表示させるものである。

以下、上記構成を有するクリプトンガスモニタ１の動作について説明する。

（ガス導入室２１内の⁸⁵Ｋｒのβ線がシンチレータ１２に入射した場合）
ガス導入室２１内の⁸⁵Ｋｒからβ線が放出され、当該β線がプラスチックシンチレータ１２に入射した場合、プラスチックシンチレータ１２はβ線に感応してシンチレーション光を発する。このシンチレーション光は、ＰＭＴ３１ａ，３１ｂに受光されるが、遮光膜１６に遮光されるためＰＭＴ３２ａ，３２ｂには受光されない。

ＰＭＴ３１ａ，３１ｂは、それぞれ、上記シンチレーション光をβ線検出パルスＰβ１に変換し、当該β線検出パルスＰβ１をプリアンプ４１ａ，４１ｂを介して波形弁別器４２ａ，４２ｂに出力する。

波形弁別器４２ａ，４２ｂは、それぞれ、プリアンプ４１ａ，４１ｂから上記β線検出パルスＰβ１を受けると、当該β線検出パルスＰβ１をβ・γ線用のコインシデンス回路４４に出力する。

コインシデンス回路４４は、波形弁別器４２ａ，４２ｂから上記β線検出パルスＰβ１を受けると、これらは同時入力なので、当該β線検出パルスＰβ１をアンチコインシデンス回路５２に出力する。

ところで、上記β線は、プラスチックシンチレータ１２や遮光膜１６等により遮蔽され、反対側のプラスチックシンチレータ１３には入射しない。このため、プラスチックシンチレータ１３は発光せず、コインシデンス回路４８からは上記β線に対応するパルスは出力されない。

よって、アンチコインシデンス回路５２は、一方のコインシデンス回路４４からのみβ線検出パルスＰβ１の入力を受けることとなり、当該β線検出パルスＰβ１をβ線用の計数回路５３に出力する。

（ガス導入室２３内の⁸⁵Ｋｒのβ線がシンチレータ１３に入射した場合）
上記と同様に、一方のプラスチックシンチレータ１３のみが発光し、この発光に対応するβ線検出パルスＰβ２がβ線用の計数回路５３に出力される。

（ガス導入室２２内の⁸⁵Ｋｒのβ線がシンチレータ１２に入射した場合）
ガス導入室２２内の⁸⁵Ｋｒからβ線が放出され、当該β線が遮光膜１６およびＺｎＳシンチレータ１４を透過してプラスチックシンチレータ１２に入射した場合、当該プラスチックシンチレータ１２のみが発光し、この発光に対応するβ線検出パルスＰβ３がβ線用の計数回路５３に出力される。

（ガス導入室２２内の⁸⁵Ｋｒのβ線がシンチレータ１３に入射した場合）
上記と同様に、一方のプラスチックシンチレータ１３のみが発光し、この発光に対応するβ線検出パルスＰβ４がβ線用の計数回路５３に出力される。

（プラスチックシンチレータに宇宙線が入射した場合）
プラスチックシンチレータ１２側から宇宙線が到来し、当該宇宙線がプラスチックシンチレータ１２に入射した場合、当該宇宙線は、プラスチックシンチレータ１２、ＺｎＳシンチレータ１４、遮光膜１６，１７、ＺｎＳシンチレータ１５を透過して、反対側のプラスチックシンチレータ１３にも入射する。これにより、プラスチックシンチレータ１２，１３の両方が同時に光を発する。

ＰＭＴ３１ａ，３１ｂは、それぞれ、上記プラスチックシンチレータ１２の光をγ線検出パルスＰγ１に変換し、当該γ線検出パルスＰγ１をプリアンプ４１ａ，４１ｂを介して波形弁別器４２ａ，４２ｂに出力する。

波形弁別器４２ａ，４２ｂは、それぞれ、プリアンプ４１ａ，４１ｂから上記γ線検出パルスＰγ１を受けると、当該γ線検出パルスＰγ１をβ・γ線用のコインシデンス回路４４に出力する。

コインシデンス回路４４は、波形弁別器４２ａ，４２ｂから上記γ線検出パルスＰγ１を受けると、これらは同時入力なので、当該γ線検出パルスＰγ１をアンチコインシデンス回路５２に出力する。

これと同時に、ＰＭＴ３２ａ，３２ｂは、それぞれ、上記プラスチックシンチレータ１３の光をγ線検出パルスＰγ２に変換し、プリアンプ４５ａ，４５ｂを介して波形弁別器４６ａ，４６ｂに出力する。波形弁別器４６ａ，４６ｂは、それぞれ、上記γ線検出パルスＰγ２を受けると、当該γ線検出パルスＰγ２をβ・γ線用のコインシデンス回路４８に出力する。コインシデンス回路４８は、上記γ線検出パルスＰγ２を受けると、当該γ線検出パルスＰγ２をアンチコインシデンス回路５２に出力する。

よって、アンチコインシデンス回路５２は、コインシデンス回路４４および４８の両方からγ線検出パルスＰγ１，Ｐγ２を同時に受けることとなり、パルスを出力しない。

なお、プラスチックシンチレータ１３側から宇宙線が到来した場合にも、上記と同様に、アンチコインシデンス回路５２はパルスを出力しない。

（ガス導入室２１内のＲｎ／Ｔｎのβ線がシンチレータ１２に入射した場合）
この場合、例えば当該β線が低エネルギーであり、反対側のプラスチックシンチレータ１３に入射しなければ、上記⁸⁵Ｋｒのβ線の場合と同様に、β線検出パルスＰβ１’がβ線用の計数回路５３に出力される。一方、例えば当該β線が高エネルギーであり、反対側のプラスチックシンチレータ１３に入射すれば、上記宇宙線の場合と同様に、β線用の計数回路５３に対するパルスの出力は生じない。

（ガス導入室２３内のＲｎ／Ｔｎのβ線がシンチレータ１３に入射した場合）
上記と同様に、当該β線が反対側のプラスチックシンチレータ１２に入射しなければ、β線検出パルスＰβ２’がβ線用の計数回路５３に出力され、プラスチックシンチレータ１２に入射すれば、β線用の計数回路５３に対するパルスの出力は生じない。

（ガス導入室２２内のＲｎ／Ｔｎのβ線がシンチレータ１２に入射した場合）
当該β線によりプラスチックシンチレータ１２のみが発光し、この発光に対応するβ線検出パルスＰβ３’がβ線用の計数回路５３に出力される。

（ガス導入室２２内のＲｎ／Ｔｎのβ線がシンチレータ１３に入射した場合）
当該β線によりプラスチックシンチレータ１３のみが発光し、この発光に対応するβ線検出パルスＰβ４’がβ線用の計数回路５３に出力される。

（ガス導入室２１内のＲｎ／Ｔｎのγ線がシンチレータ１２に入射した場合）
当該γ線によりプラスチックシンチレータ１２，１３の両方が発光するので、上記宇宙線の場合と同様に、β線用の計数回路５３に対するパルスの出力は生じない。

（ガス導入室２３内のＲｎ／Ｔｎのγ線がシンチレータ１３に入射した場合）
当該γ線によりプラスチックシンチレータ１２，１３の両方が発光するので、上記宇宙線の場合と同様に、β線用の計数回路５３に対するパルスの出力は生じない。

（ガス導入室２２内のＲｎ／Ｔｎのγ線がシンチレータ１２に入射した場合）
当該γ線によりプラスチックシンチレータ１２のみが発光し、この発光に対応するγ線検出パルスＰγ３’がβ線用の計数回路５３に出力される。

（ガス導入室２２内のＲｎ／Ｔｎのγ線がシンチレータ１３に入射した場合）
当該γ線によりプラスチックシンチレータ１３のみが発光し、この発光に対応するγ線検出パルスＰγ４’がβ線用の計数回路５３に出力される。

（ガス導入室２２内のＲｎ／Ｔｎのα線がシンチレータ１４に入射した場合）
ガス導入室２２内のＲｎ／Ｔｎからα線が放出され、当該α線が遮光膜１６を透過してＺｎＳシンチレータ１４に入射した場合、当該ＺｎＳシンチレータ１４はα線に感応してシンチレーション光を発する。このシンチレーション光は、ＰＭＴ３１ａ，３１ｂに受光されるが、遮光膜１６に遮光されるためＰＭＴ３２ａ，３２ｂには受光されない。

ＰＭＴ３１ａ，３１ｂは、それぞれ、上記シンチレーション光をα線検出パルスＰα１’に変換し、当該α線検出パルスＰα１’をプリアンプ４１ａ，４１ｂを介して波形弁別器４２ａ，４２ｂに出力する。

波形弁別器４２ａ，４２ｂは、それぞれ、プリアンプ４１ａ，４１ｂから上記α線検出パルスＰα１’を受けると、当該α線検出パルスＰα１’をα線用のコインシデンス回路４３に出力する。

コインシデンス回路４３は、波形弁別器４２ａ，４２ｂから上記α線検出パルスＰα１’を受けると、これらは同時入力なので、当該α線検出パルスＰα１’をα線用の計数回路５１に出力する。

（ガス導入室２２内のＲｎ／Ｔｎのα線がシンチレータ１５に入射した場合）
上記と同様に、当該α線によりＺｎＳシンチレータ１５のみが発光し、この発光に対応するα線検出パルスＰα２’がα線用の計数回路５１に出力される。

なお、ガス導入室２１または２３内のＲｎ／Ｔｎからα線が放出され、当該α線がプラスチックシンチレータ１２または１３に入射した場合、当該α線は、プラスチックシンチレータ１２または１３に遮断され、ＺｎＳシンチレータ１４または１５には入射しない。

以上のように、β線用の計数回路５３には、⁸⁵Ｋｒのβ線に対応するβ線検出パルスＰβ１〜Ｐβ４と、Ｒｎ／Ｔｎのβ線に対応するβ線検出パルスＰβ１’〜Ｐβ４’と、Ｒｎ／Ｔｎのγ線に対応するγ線検出パルスＰγ３’，Ｐγ４’とが入力される。また、α線用の計数回路５１には、Ｒｎ／Ｔｎのα線に対応するα線検出パルスＰα１’，Ｐα２’が入力される。宇宙線については、プラスチックシンチレータ１２，１３による検出信号のアンチコインシデンスをとることにより除去される。

α線用の計数回路５１は、コインシデンス回路４３，４７から入力されるα線検出パルスＰα１’，Ｐα２’をカウントし、単位時間当たりのパルス数であるα線計数率を求め、当該α線計数率を演算部５４に渡す。

β線用の計数回路５３は、アンチコインシデンス回路５２から入力されるβ線検出パルスＰβ１〜Ｐβ４，Ｐβ１’〜Ｐβ４’、およびγ線検出パルスＰγ３’，Ｐγ４’をカウントし、単位時間当たりのパルス数であるβ・γ線計数率を求め、当該β・γ線計数率を演算部５４に渡す。

演算部５４は、上記α線計数率に基づき、Ｒｎ／Ｔｎによるβ線およびγ線の計数率を推定し、推定された計数率を上記β・γ線計数率から差し引くことで、⁸⁵Ｋｒによる正味のβ線計数率を求める。具体的には、演算部５４は、下記（１）式に基づいて、⁸⁵Ｋｒによる正味のβ線計数率Ｃβを算出する。
Ｃβ＝Ｃβγ−Ｃα×Ｋ ・・・（１）

ただし、上記（１）式において、Ｃβγはβ・γ線計数率であり、Ｃαはα線計数率であり、Ｋは予め実験等により定められる係数である。

ついで、演算部５４は、算出された正味のβ線計数率に基づいて、大気中の⁸⁵Ｋｒの濃度を表すパラメータとして、単位体積当たりの放射能量（Ｂｑ／ｃｍ³）を算出し、得られた⁸⁵Ｋｒ濃度を表示部５５に渡す。表示部５５は、演算部５４から受けた⁸⁵Ｋｒ濃度を表示画面上に表示させる。

以上のとおり、本実施の形態に係るシンチレーション検出器１０は、β線およびγ線に感応して光を発するプラスチックシンチレータ１２，１３と、これらを挟んだ両側およびこれらの間に設けられた、サンプルガスが導入されるガス導入室２１，２２，２３と、両側のプラスチックシンチレータの内側に近接して配置された、ガス導入室２２内の検出妨害核種から放出されるα線に感応して光を発するＺｎＳシンチレータ１４，１５と、両側のシンチレータ間を遮光する遮光膜１６，１７と、プラスチックシンチレータ１２，１３を挟んで両側に設けられた、それぞれと同じ側に配置されたシンチレータの光を検出する光検出部３１，３２と、を有する。そして、プラスチックシンチレータ１２，１３、ＺｎＳシンチレータ１４，１５、および遮光膜１６，１７は、一方のプラスチックシンチレータに入射した⁸⁵Ｋｒのβ線が他方のプラスチックシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有する。

上記構成では、⁸⁵Ｋｒのβ線は、一方側のプラスチックシンチレータに入射し、他方側のプラスチックシンチレータには入射しない。そして、上記一方側のプラスチックシンチレータは、上記β線の入射により光を発する。この光は、上記一方側の光検出部にて検出されるが、遮光膜に遮られ他方側の光検出部には検出されない。すなわち、⁸⁵Ｋｒのβ線は、一方側の光検出部で検出される。宇宙線は、両側のプラスチックシンチレータを発光させ、両側の光検出部で検出される。Ｒｎ／Ｔｎのβ線およびγ線のうち一方側のプラスチックシンチレータのみに入射するものについては、当該一方側の光検出部にて検出される。Ｒｎ／Ｔｎのβ線およびγ線のうち両側のプラスチックシンチレータに入射するものについては、両側の光検出部で検出される。Ｒｎ／Ｔｎのα線は、一方側のＺｎＳシンチレータに入射し、他方側のＺｎＳシンチレータには入射しない。そして、上記一方側のＺｎＳシンチレータは、上記α線の入射により光を発する。この光は、上記一方側の光検出部にて検出されるが、遮光膜に遮られ他方側の光検出部には検出されない。すなわち、Ｒｎ／Ｔｎのα線は、一方側の光検出部で検出される。

よって、本実施の形態に係るシンチレーション検出器１０によれば、⁸⁵Ｋｒのβ線、宇宙線、およびＲｎ／Ｔｎのα・β・γ線を弁別することが可能となり、⁸⁵Ｋｒから放出されるβ線を正確に検出することが可能となる。具体的には、両側の光検出部の検出信号のアンチコインシデンスをとることにより、検出信号から宇宙線成分を除去することができる。また、波形弁別を行うことにより、光検出部の検出信号をα線成分とβ・γ線成分とに弁別することができ、検出信号からＲｎ／Ｔｎのα線成分を除去することができる。そして、弁別されたα線成分からＲｎ／Ｔｎのβ・γ線成分を推定することができ、検出信号からＲｎ／Ｔｎのβ・γ線成分を除去することができる。これにより、検出信号から宇宙線成分およびＲｎ／Ｔｎの放射線成分を除去することができ、⁸⁵Ｋｒのβ線だけを検出することができる。この結果、感度良く⁸⁵Ｋｒのβ線を検出することができ、高感度のクリプトンガスモニタを提供することが可能となる。

また、本実施の形態では、２つの板状のプラスチックシンチレータ１２，１３は、互いに略平行に近接配置される。このため、２つのシンチレータが大きく離して配置された場合と比較して、一方のプラスチックシンチレータに入射したγ線を他方のプラスチックシンチレータに確実に入射させることができる。これにより、より確実に宇宙線成分をキャンセルすることが可能となり、より正確に⁸⁵Ｋｒのβ線の量を検出することが可能となる。また、プラスチックシンチレータ１２，１３を宇宙線の到来方向に平行に設置した場合であっても、両方のプラスチックシンチレータで確実に宇宙線を検出することができる。このため、プラスチックシンチレータを宇宙線の到来方向に平行に設置することによるノイズ低減効果と、宇宙線成分をキャンセルすることによるノイズ低減効果との両立を図ることが可能となり、より正確にβ線を検出することが可能となる。

また、本実施の形態では、互いに略同一の特性を有する２つのプラスチックシンチレータ１２，１３を用いるので、２つのプラスチックシンチレータ１２，１３で宇宙線を同様に検出することができ、宇宙線成分のキャンセルを良好に行うことができる。

また、本実施の形態では、２つのプラスチックシンチレータ１２，１３の両方を用いてβ線を検出するので、一方のシンチレータだけでβ線を検出する構成と比較して、β線の検出を効率的に行うことができる。

また、本実施の形態に係るクリプトンガスモニタ１（放射線検出装置）では、光検出部３１，３２の出力信号を、α線の検出パルスと、β線またはγ線の検出パルスとに波形弁別する。そして、弁別された２系統のα線の検出パルスを計数する。また、弁別された２系統のβ線またはγ線の検出パルスのアンチコインシデンスをとり、アンチコインシデンスの出力パルスを計数する。そして、これらの計数結果に基づいて、⁸⁵Ｋｒのβ線の量を算出する。このため、本実施の形態に係るクリプトンガスモニタ１によれば、シンチレーション検出器１０の検出信号から、宇宙線成分およびＲｎ／Ｔｎの放射線成分を除去して、⁸⁵Ｋｒのβ線の量を正確に測定することができる。

なお、上記実施の形態では、円筒形のシンチレーション検出器を例示したが、シンチレーション検出器の形状はこれに限られず、例えば四角筒形状などであってもよい。

また、上記実施の形態では、ＺｎＳシンチレータを両側に設け、両側でα線を検出する構成としたが、片側だけにＺｎＳシンチレータを設け、片側だけでα線を検出する構成としてもよい。

また、上記実施の形態では、両側のＺｎＳシンチレータ１４，１５に遮光膜１６，１７を貼り付けることとしたが、両側のシンチレータ間を遮光する遮光体は、適宜の態様で設置可能である。例えば、図４に示されるように、ＺｎＳシンチレータ１４，１５の間に、ＺｎＳシンチレータ１４，１５とは離間して、遮光性のある反射板１８を配置してもよい。さらに、ＺｎＳシンチレータが十分に遮光性を有していれば、ＺｎＳシンチレータが遮光体として機能してもよい。この場合には、遮光膜１６，１７や反射板１８などといった、特別な遮光体は省略可能である。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係るクリプトンガスモニタは、上記クリプトンガスモニタ１と殆ど同じものであるが、シンチレーション検出器の構成が異なるものである。以下、本実施の形態に係るクリプトンガスモニタについて説明するが、上記クリプトンガスモニタ１と共通する部分については、同一の符号を用い、説明を省略する。

図５は、本実施の形態に係るシンチレーション検出器６０の概略構成を示す側断面図である。図５に示されるように、シンチレーション検出器６０は、円筒状の筐体６１を有する。筐体６１の中央部分には、２つの矩形平板状のプラスチックシンチレータ６２，６３が、筐体６１の軸方向に沿って延びるように、互いに略平行に近接して配置されている。プラスチックシンチレータ６２，６３は、本実施の形態では、互いに同一仕様であり、略同一の特性を有する。

プラスチックシンチレータ６２，６３の間には、矩形平板状の遮光体６４が配置されている。この遮光体６４の面形状はプラスチックシンチレータ６２，６３と略同一であり、単位面積当りの質量は例えば２００ｍｇ／ｃｍ²であり、厚さは例えば０．１〜１．０ｍｍである。遮光体６４は、少なくともプラスチックシンチレータ６２，６３間を遮光する機能を有するものであり、好ましくは光を反射する機能を有する。本実施の形態では、遮光体６４は、表面が反射材でコートされた反射板である。

プラスチックシンチレータ６２，６３および遮光体６４は、本実施の形態では、互いに密着して配置されており、３重のサンドイッチ構造を形成している。

プラスチックシンチレータ６２，６３を挟んだ両側には、ガス導入室６５，６６が形成されている。ガス導入室６５は、筐体６１の内面およびプラスチックシンチレータ６２の外側面により仕切られた略半円筒状の室であり、ガス導入室６６は、筐体６１の内面およびシンチレータ６３の外側面により仕切られた略半円筒状の室である。ガス導入室６５，６６には、不図示のポンプ等によって、サンプルガスとして⁸⁵Ｋｒを含む外気が導入される。具体的には、ガス導入室６５，６６の一方（図５では上側）の開口から外気が導入され、他方（図５では下側）の開口から排出される。

また、プラスチックシンチレータ６２，６３のそれぞれの外側の表面上には、ＺｎＳシンチレータ６７，６８が密着配置されている。ＺｎＳシンチレータ６７，６８は、プラスチックシンチレータ６２，６３の光がＺｎＳシンチレータ６７，６８の外側に出射可能な態様で配置される。本実施の形態では、プラスチックシンチレータ６２，６３の外側表面上にＺｎＳ（Ａｇ）を格子状やストライプ状に塗布することにより、ＺｎＳシンチレータ６７，６８が形成されている。

また、プラスチックシンチレータ６２，６３を挟んだ両側には、それぞれと同じ側に配置されたシンチレータの光を検出する光検出部７１，７２が配置されている。一方側の光検出部７１は、当該一方側に配置された、プラスチックシンチレータ６２およびＺｎＳシンチレータ６７の光を検出し、他方側の光検出部７２は、当該他方側に配置された、プラスチックシンチレータ６３およびＺｎＳシンチレータ６８の光を検出する。具体的には、筐体６１のプラスチックシンチレータ６２側には、光検出部７１として、シンチレータ６２，６７の光を検出する一対のＰＭＴ７１ａ，７１ｂが取り付けられている。また、筐体６１のプラスチックシンチレータ６３側には、光検出部７２として、シンチレータ６３，６８の光を検出する一対のＰＭＴ７２ａ，７２ｂが取り付けられている。

上記構成において、プラスチックシンチレータ６２，６３および遮光体６４は、一方のプラスチックシンチレータに入射した⁸⁵Ｋｒのβ線が他方のプラスチックシンチレータに入射しないように構成されている。本実施の形態では、⁸⁵Ｋｒのβ線を遮蔽するβ線遮蔽能を遮光体６４が有し、⁸⁵Ｋｒのβ線は実質的に遮光体６４で遮蔽される。ただし、プラスチックシンチレータに十分なβ線遮蔽能を持たせ、プラスチックシンチレータでβ線を遮蔽してもよい。

また、プラスチックシンチレータ６２，６３、ＺｎＳシンチレータ６７，６８、および遮光体６４は、一方のプラスチックシンチレータに入射したγ線が他方のプラスチックシンチレータにも入射するように、γ線透過性を有する。

また、プラスチックシンチレータ６２，６３は、宇宙線（γ線）の影響を出来るだけ小さくするため、天頂方向（図５の矢印Ｂ方向）に略平行に配置される。

なお、シンチレーション検出器以外の構成（符号４１〜５５で示される構成要素）は、上記第１の実施の形態と同様である。

以下、上記構成を有するクリプトンガスモニタの動作について説明する。

（ガス導入室６５内の⁸⁵Ｋｒのβ線がシンチレータ６２に入射した場合）
この場合、プラスチックシンチレータ６２は、当該β線に感応してシンチレーション光を発する。このシンチレーション光は、ＰＭＴ７１ａ，７１ｂに受光されるが、遮光体６４に遮光されるためＰＭＴ７２ａ，７２ｂには受光されない。また、上記β線は、プラスチックシンチレータ６２や遮光体６４によって遮断され、反対側のプラスチックシンチレータ６３には入射しない。

よって、上記第１の実施の形態と同様に、プラスチックシンチレータ６２の発光に対応するβ線検出パルスＰβ１がβ線用の計数回路５３に出力される。

（ガス導入室６６内の⁸⁵Ｋｒのβ線がシンチレータ６３に入射した場合）
上記と同様に、当該β線によりプラスチックシンチレータ６３のみが発光し、この発光に対応するβ線検出パルスＰβ２がβ線用の計数回路５３に出力される。

（プラスチックシンチレータに宇宙線が入射した場合）
上記第１の実施の形態と同様に、当該宇宙線により両側のプラスチックシンチレータ６２，６３が発光するので、β線用の計数回路５３に対するパルスの出力は生じない。

（ガス導入室６５内のＲｎ／Ｔｎのβ線がシンチレータ６２に入射した場合）
上記第１の実施の形態と同様に、当該β線が反対側のプラスチックシンチレータ６３に入射しなければ、β線検出パルスＰβ１’がβ線用の計数回路５３に出力され、プラスチックシンチレータ６３に入射すれば、β線用の計数回路５３に対するパルスの出力は生じない。

（ガス導入室６６内のＲｎ／Ｔｎのβ線がシンチレータ６３に入射した場合）
上記第１の実施の形態と同様に、当該β線が反対側のプラスチックシンチレータ６２に入射しなければ、β線検出パルスＰβ２’がβ線用の計数回路５３に出力され、プラスチックシンチレータ６２に入射すれば、β線用の計数回路５３に対するパルスの出力は生じない。

（Ｒｎ／Ｔｎのγ線がシンチレータ６２または６３に入射した場合）
当該γ線によりプラスチックシンチレータ６２，６３の両方が発光するので、上記第１の実施の形態と同様に、アンチコインシデンスの効果により、β線用の計数回路５３に対するパルスの出力は生じない。

（ガス導入室６５内のＲｎ／Ｔｎのα線がシンチレータ６７に入射した場合）
この場合、ＺｎＳシンチレータ６７は当該α線に感応してシンチレーション光を発する。このシンチレーション光は、ＰＭＴ７１ａ，７１ｂに受光されるが、遮光体６４に遮光されるためＰＭＴ７２ａ，７２ｂには受光されない。また、当該α線は、プラスチックシンチレータ６２や遮光体６４によって遮断され、反対側のＺｎＳシンチレータ６８には入射しない。

よって、ＺｎＳシンチレータ６７の発光に対応するα線検出パルスＰα１’がα線用の計数回路５１に出力される。

（ガス導入室６６内のＲｎ／Ｔｎのα線がシンチレータ６８に入射した場合）
上記と同様に、当該α線によりＺｎＳシンチレータ６８が発光し、α線検出パルスＰα２’がα線用の計数回路５１に出力される。

以上のように、β線用の計数回路５３には、⁸⁵Ｋｒのβ線に対応するβ線検出パルスＰβ１，Ｐβ２と、Ｒｎ／Ｔｎのβ線に対応するβ線検出パルスＰβ１’，Ｐβ２’とが入力される。また、α線用の計数回路５１には、Ｒｎ／Ｔｎのα線に対応するα線検出パルスＰα１’，Ｐα２’が入力される。宇宙線およびＲｎ／Ｔｎのγ線については、プラスチックシンチレータ６２，６３による検出信号のアンチコインシデンスをとることにより除去される。

α線用の計数回路５１は、α線検出パルスＰα１’およびＰα２’をカウントしてα線計数率を求め、当該α線計数率を演算部５４に渡す。

β線用の計数回路５３は、β線検出パルスＰβ１，Ｐβ２，Ｐβ１’，Ｐβ２’をカウントしてβ線計数率を求め、当該β線計数率を演算部５４に渡す。

演算部５４は、上記α線計数率に基づき、Ｒｎ／Ｔｎによるβ線の計数率を推定し、推定された計数率を上記β線計数率から差し引くことで、⁸⁵Ｋｒによる正味のβ線計数率を求める。具体的には、演算部５４は、上記（１）式に基づいて、⁸⁵Ｋｒによる正味のβ線計数率Ｃβを算出する。ただし、（１）式における係数Ｋには、本実施の形態に係るクリプトンガスモニタ用のものが用いられる。

以上のとおり、本実施の形態に係るシンチレーション検出器６０は、β線およびγ線に感応して光を発するプラスチックシンチレータ６２，６３と、両者間を遮光する遮光体６４と、プラスチックシンチレータ６２，６３を挟んで両側に設けられた、サンプルガスが導入されるガス導入室６５，６６と、ガス導入室６５，６６に対応して配置された、対応するガス導入室内の検出妨害核種から放出されるα線に感応して光を発するＺｎＳシンチレータ６７，６８と、プラスチックシンチレータ６２，６３を挟んで両側に設けられた、それぞれと同じ側に配置されたシンチレータの光を検出する光検出部７１，７２と、を有する。そして、プラスチックシンチレータ６２，６３および遮光体６４は、一方のプラスチックシンチレータに入射した検出対象核種のβ線が他方のプラスチックシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有する。

上記構成では、⁸⁵Ｋｒのβ線は、一方側の光検出部で検出される。宇宙線およびＲｎ／Ｔｎのγ線は、両側の光検出部で検出される。Ｒｎ／Ｔｎのβ線のうち一方側のプラスチックシンチレータのみに入射するものは、当該一方側の光検出部にて検出される。Ｒｎ／Ｔｎのβ線のうち両側のプラスチックシンチレータに入射するものは、両側の光検出部で検出される。Ｒｎ／Ｔｎのα線は、一方側の光検出部で検出される。

よって、本実施の形態に係るシンチレーション検出器６０によれば、⁸⁵Ｋｒのβ線、宇宙線、およびＲｎ／Ｔｎのα・β・γ線を弁別することが可能となり、⁸⁵Ｋｒから放出されるβ線を正確に検出することが可能となる。具体的には、両側の光検出部の検出信号のアンチコインシデンスをとることにより、検出信号から宇宙線成分およびＲｎ／Ｔｎのγ線成分を除去することができる。また、波形弁別を行うことにより、光検出部の検出信号をα線成分とβ・γ線成分とに弁別することができ、検出信号からＲｎ／Ｔｎのα線成分を除去することができる。そして、弁別されたα線成分からＲｎ／Ｔｎのβ線成分を推定することができ、検出信号からＲｎ／Ｔｎのβ線成分を除去することができる。これにより、検出信号から宇宙線成分およびＲｎ／Ｔｎの放射線成分を除去することができ、⁸⁵Ｋｒのβ線だけを検出することができる。

また、本実施の形態では、２つのプラスチックシンチレータ６２，６３の間にガス導入室が必要とされない。このため、⁸⁵Ｋｒのβ線の正確な検出を可能とするシンチレーション検出器を簡易な構成で実現することができる。また、プラスチックシンチレータ同士をより近接させて配置することができ、より高いγ線成分のキャンセル効果を得ることが可能となる。

また、本実施の形態では、プラスチックシンチレータ６２，６３および遮光体６４は密着して配置されるので、さらに高いγ線成分のキャンセル効果を得ることが可能となる。

なお、上記実施の形態では、プラスチックシンチレータの表面上にＺｎＳシンチレータを設ける構成を示したが、ＺｎＳシンチレータは、ガス導入室内の検出妨害各種から放出されるα線に感応して光を発することができ、かつ当該光が光検出部により検出可能であれば、適宜の態様で設置可能である。例えば、図６に示されるように、ガス導入室６５，６６の内面に、ＺｎＳシンチレータ６９，７０が設けられてもよい。図６において、ＺｎＳシンチレータ６９，７０は、例えば、筐体６１の壁面内側にＺｎＳ（Ａｇ）を塗布することにより形成されている。なお、ＺｎＳ（Ａｇ）は、ＰＭＴ７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂの受光面（窓）の部分には塗布されない。

また、上記実施の形態では、ＺｎＳシンチレータを両側に設け、両側でα線を検出する構成としたが、片側だけにＺｎＳシンチレータを設け、片側だけでα線を検出する構成としてもよい。

また、上記実施の形態では、両側のシンチレータを用いて検出対象核種のβ線を検出する構成としたが、一方側のシンチレータによりβ線を検出する次のような構成としてもよい。すなわち、シンチレーション検出器は、β線およびγ線に感応して光を発する板状の第１のシンチレータと、これに略平行に近接して配置された、γ線に感応して光を発する板状の第２のシンチレータと、両シンチレータ間を遮光する遮光体と、第１のシンチレータの外面側に設けられた、サンプルガスが導入されるガス導入室と、当該ガス導入室内の検出妨害核種から放出されるα線に感応して光を発するα線用のシンチレータと、第１のシンチレータの外面側に設けられた、第１およびα線用のシンチレータの光を検出する第１の光検出部と、第２のシンチレータの外面側に設けられた、第２のシンチレータの光を検出する第２の光検出部と、を有する。そして、第１のシンチレータおよび遮光体は、第１のシンチレータに入射した検出対象核種のβ線が第２のシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有する。

この構成では、ガス導入室の検出対象核種から放出されたβ線は、第１のシンチレータに入射し、第２のシンチレータには入射しない。そして、第１のシンチレータは、上記β線の入射により光を発する。この光は、第１の光検出部にて検出されるが、遮光体に遮られ第２の光検出部には検出されない。宇宙線および検出妨害核種のγ線は、第１および第２の両方の光検出部で検出される。ガス導入室の検出妨害核種から放出されたβ線のうち第１のシンチレータのみに入射するものは、第１の光検出部で検出され、第１および第２のシンチレータに入射するものは、第１および第２の両方の光検出部で検出される。ガス導入室の検出妨害核種のα線は、第１の光検出部で検出される。

よって、当該構成のシンチレーション検出器によっても、宇宙線および検出妨害核種の影響を除去して、検出対象核種のβ線を検出することが可能となる。

なお、上記構成では、第１および第２のシンチレータのγ線に対する感度は、互いに略同一であることが好ましい。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することができる。例えば、検出対象核種は、⁸⁵Ｋｒに限られず、例えば放射性キセノン（¹³³Ｘｅ）などであってもよい。また、上記実施の形態では、プラスチックシンチレータはβ線およびγ線に感度を有するとしたが、α線にも感度を有していてもよい。この場合、上記（１）式の係数Ｋは、Ｒｎ／Ｔｎのα線によるプラスチックシンチレータの発光を考慮して決められることが好ましい。また、上記実施の形態では、β・γ線用のシンチレータとは別にα線用のシンチレータを設けているが、β・γ線用のシンチレータにα線の感度を十分に持たせ、β・γ線用のシンチレータをα線用のシンチレータとして機能させることも可能である。

第１の実施の形態に係るクリプトンガスモニタの全体構成を示す概略図である。 第１の実施の形態に係るシンチレーション検出器の概略構成を示す側断面図である。 第１の実施の形態に係るシンチレーション検出器の概略構成を示す上面図である。 第１の実施の形態に係るシンチレーション検出器の変形例を示す概略側断面図である。 第２の実施の形態に係るシンチレーション検出器の概略構成を示す側断面図である。 第２の実施の形態に係るシンチレーション検出器の変形例を示す概略側断面図である。 従来のクリプトンガスモニタの概略構成図である。 特許文献１に開示されているシンチレーション検出器の概略構成図である。

符号の説明

１ クリプトンガスモニタ、１０，６０ シンチレーション検出器、１１，６１ 筐体、１２，１３，６２，６３ プラスチックシンチレータ、１４，１５，６７，６８，６９，７０ ＺｎＳシンチレータ、１６，１７ 遮光膜、１８ 反射板、２１，２２，２３，６５，６６ ガス導入室、３１，３２，７１，７２ 光検出部、３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ 光電子増倍管（ＰＭＴ）、４１ａ，４１ｂ，４５ａ，４５ｂ プリアンプ、４２，４６ 波形弁別部、４２ａ，４２ｂ，４６ａ，４６ｂ 波形弁別器、４３，４４，４７，４８ コインシデンス回路、５１，５３ 計数回路、５２ アンチコインシデンス回路、５４ 演算部、５５ 表示部、６４ 遮光体。

Claims (10)

1. サンプルガス中の検出対象核種から放出されるβ線を検出するためのシンチレーション検出器であって、
   互いに略平行に離間して近接配置された、β線およびγ線に感応して光を発する板状の２つのβ・γ線用のシンチレータと、
   前記２つのシンチレータを挟んだ両側および前記２つのシンチレータの間に設けられた、前記サンプルガスが導入される３つのガス導入室と、
   前記片側または両側のシンチレータの内面側に近接して配置された、前記ガス導入室内の検出妨害核種から放出されるα線に感応して光を発するα線用のシンチレータと、
   両側のシンチレータ間を遮光する遮光体と、
   前記２つのβ・γ線用のシンチレータを挟んで両側に設けられた、それぞれと同じ側に配置されたβ・γ線用およびα線用のシンチレータの光を検出する２つの光検出部と、を有し、
   前記β・γ線用およびα線用のシンチレータおよび前記遮光体は、一方のβ・γ線用のシンチレータに入射した検出対象核種のβ線が他方のβ・γ線用のシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有する、
   ことを特徴とするシンチレーション検出器。
2. サンプルガス中の検出対象核種から放出されるβ線を検出するためのシンチレーション検出器であって、
   β線およびγ線に感応して光を発する板状の第１のシンチレータと、
   前記第１のシンチレータに略平行に近接して配置された、γ線に感応して光を発する板状の第２のシンチレータと、
   前記２つのシンチレータの間を遮光する遮光体と、
   前記第１のシンチレータの外面側に設けられた、前記サンプルガスが導入されるガス導入室と、
   前記ガス導入室内の検出妨害核種から放出されるα線に感応して光を発するα線用のシンチレータと、
   前記第１のシンチレータの外面側に設けられた、前記第１およびα線用のシンチレータの光を検出する第１の光検出部と、
   前記第２のシンチレータの外面側に設けられた、前記第２のシンチレータの光を検出する第２の光検出部と、を有し、
   前記第１のシンチレータおよび前記遮光体は、前記第１のシンチレータに入射した検出対象核種のβ線が前記第２のシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有する、
   ことを特徴とするシンチレーション検出器。
3. サンプルガス中の検出対象核種から放出されるβ線を検出するためのシンチレーション検出器であって、
   互いに略平行に近接して配置された、β線およびγ線に感応して光を発する板状の２つのβ・γ線用のシンチレータと、
   前記２つのシンチレータの間を遮光する遮光体と、
   前記２つのシンチレータを挟んで両側に設けられた、前記サンプルガスが導入される２つのガス導入室と、
   前記片側または両側のガス導入室に対応して配置された、対応するガス導入室内の検出妨害核種から放出されるα線に感応して光を発するα線用のシンチレータと、
   前記２つのβ・γ線用のシンチレータを挟んで両側に設けられた、それぞれと同じ側に配置されたβ・γ線用およびα線用のシンチレータの光を検出する２つの光検出部と、を有し、
   前記２つのβ・γ線用のシンチレータおよび前記遮光体は、一方のβ・γ線用のシンチレータに入射した検出対象核種のβ線が他方のβ・γ線用のシンチレータに入射しないように構成されるとともに、γ線透過性を有する、
   ことを特徴とするシンチレーション検出器。
4. 請求項２または３に記載されたシンチレーション検出器であって、
   前記互いに略平行に近接して配置される２つのシンチレータおよび前記遮光体は、互いに密着して配置されることを特徴とするシンチレーション検出器。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載されたシンチレーション検出器であって、
   前記α線用のシンチレータは、前記β・γ線用のシンチレータの外面側の表面上に、当該β・γ線用のシンチレータの光が当該α線用のシンチレータの外側に出射可能な態様で、密着配置されることを特徴とするシンチレーション検出器。
6. 請求項２〜４のいずれか１項に記載されたシンチレーション検出器であって、
   前記α線用のシンチレータは、前記ガス導入室の内面に設けられることを特徴とするシンチレーション検出器。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載されたシンチレーション検出器であって、
   前記α線用のシンチレータはＺｎＳ（Ａｇ）シンチレータであり、その他のシンチレータはプラスチックシンチレータであることを特徴とするシンチレーション検出器。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載されたシンチレーション検出器であって、
   前記互いに略平行に近接して配置される２つのシンチレータは、天頂方向に略平行に配置されることを特徴とするシンチレーション検出器。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載されたシンチレーション検出器と、
   前記２つの光検出部の各々に対応して設けられた、前記光検出部の出力信号をα線の検出パルスとβ線またはγ線の検出パルスとに波形弁別する２つの波形弁別部と、
   前記２つの波形弁別部により弁別されたα線の検出パルスを計数するα線計数部と、
   前記２つの波形弁別部により弁別されたβ線またはγ線の検出パルスについて非同時計数を行う非同時計数部と、
   前記非同時計数部の出力パルスを計数するβ線計数部と、
   前記α線計数部および前記β線計数部の計数結果に基づき、前記検出対象核種のβ線の量を算出する演算部と、
   を有することを特徴とする放射線検出装置。
10. 請求項９に記載された放射線検出装置であって、
    前記２つの光検出部は、それぞれ一対の光電子増倍管を含み、
    前記２つの波形弁別部は、それぞれ前記一対の光電子増倍管に対応して設けられた一対の波形弁別器を含み、
    前記放射線検出装置は、
    それぞれ対応する前記一対の波形弁別器により弁別されたα線の検出パルスについて同時計数を行う２つのα線用の同時計数器と、
    それぞれ対応する前記一対の波形弁別器により弁別されたβ線またはγ線の検出パルスについて同時計数を行う２つのβ・γ線用の同時計数器と、を有し、
    前記α線計数部は、前記２つのα線用の同時計数器の出力パルスを計数し、
    前記非同時計数部は、前記２つのβ・γ線用の出力パルスについて非同時計数を行う、
    ことを特徴とする放射線検出装置。

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