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シンチレータの発光減衰時定数の測定方法、その測定装置およびシンチレータの賦活材濃度の測定方法

国内特許コード P190016208
整理番号 S2018-0154-N0
掲載日 2019年7月25日
出願番号 特願2017-227688
公開番号 特開2019-095402
出願日 平成29年11月28日(2017.11.28)
公開日 令和元年6月20日(2019.6.20)
発明者
  • 石川 正純
  • 小川原 亮
出願人
  • 国立大学法人北海道大学
発明の名称 シンチレータの発光減衰時定数の測定方法、その測定装置およびシンチレータの賦活材濃度の測定方法
発明の概要 【課題】シンチレータの発光減衰時定数を比較的簡易に測定する。
【解決手段】シンチレータの発光減衰時定数の測定方法であって、シンチレータに放射線が入射するイベントによって、シンチレータから出力される光を光電変換して電気信号に得、得られた1つのイベントについての電気信号の電圧波形におけるピーク値(Vp)と積分値(Q)との比(Vp/Q)を算出し、ピーク値と積分値との比(Vp/Q)と、シンチレータの発光減衰時定数との関係を利用して、算出されたVp/Qからシンチレータの発光減衰時定数を決定する。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要

無機シンチレータの一部では、賦活材としてCeやEuなどの微量元素を添加することで発光量を増加させるなどの性能改善が行われている。一方、賦活材の添加量によって発光特性が変化することが知られており、特に発光減衰時定数は添加量に応じて大きく変化する。例えば、非特許文献1には、Ce濃度と発光減衰時定数の関係が示されている。

シンチレータの製造法として一般的に用いられているチョクラルスキー法では、高温に熱したるつぼでシンチレータの構成材料を融解し、種結晶を長い時間をかけてゆっくりと引き上げることにより単結晶のシンチレータを製造しているが、時間の経過と共に構成材料の比率が変化する。これまでの経験では、シンチレータインゴットの上端と下端において発光減衰時定数が2倍程度異なることを経験しているが、同一インゴットから切り出されたシンチレータは賦活材が同一濃度のものとして出荷されている。このため、賦活材の添加量が異なり、発光減衰時定数の異なるシンチレータが同一のシンチレータとして流通している。

産業上の利用分野

本発明は、賦活材を添加したシンチレータの発光減衰時定数の測定に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
シンチレータの発光減衰時定数の測定方法であって、
シンチレータに放射線が入射するイベントによって、シンチレータから出力される光を光電変換して電気信号に得、
得られた1つのイベントについての電気信号の電圧波形におけるピーク値(Vp)と積分値(Q)との比(Vp/Q)を算出し、
予め得られている、ピーク値と積分値との比(Vp/Q)と、シンチレータの発光減衰時定数との関係を利用して、算出されたVp/Qからシンチレータの発光減衰時定数を決定する、
シンチレータの発光減衰時定数の測定方法。

【請求項2】
請求項1に記載のシンチレータの発光減衰時定数の測定方法であって、
ピーク値と積分値との比(Vp/Q)と、シンチレータの発光減衰時定数との関係を、(Vp/Q)を(y)、発光減衰時定数を(x)、a,bを定数とした場合に、y=a/x+bとなる関係とする、
シンチレータの発光減衰時定数の測定方法。

【請求項3】
請求項2に記載のシンチレータの発光減衰時定数の測定方法であって、
賦活材の含有量が異なる複数のシンチレータについて、放射線が入射するイベントによって、複数のシンチレータから出力される光をそれぞれ光電変換して電気信号に変換し、
得られた複数の電気信号の電圧波形におけるピーク値と積分値を検出して検出したピーク値と積分値の比をそれぞれ算出するとともに、当該イベントの発光減衰時定数を算出し、
賦活材の含有量が異なる複数のシンチレータにおいて得られたピーク値と積分値の比(y)と、当該イベントの発光減衰時定数(x)の関係をフィッティング関数y=a/x+bにあてはめて定数a,bを決定し、
関数y=a/x+bを決定する、
シンチレータの発光減衰時定数の測定方法。

【請求項4】
シンチレータに含まれる賦活材の濃度を測定方法であって、
シンチレータに放射線が入射するイベントによって、シンチレータから出力される光を光電変換して電気信号に得、
得られた1つのイベントについての電気信号の電圧波形におけるピーク値(Vp)と積分値(Q)との比(Vp/Q)を算出し、
予め得られている、ピーク値と積分値との比(Vp/Q)と、シンチレータの賦活材濃度との関係を利用して、算出されたピーク値と積分値との比(Vp/Q)からシンチレータの賦活材の濃度を決定する、
シンチレータの賦活材濃度の測定方法。

【請求項5】
シンチレータの発光減衰時定数の測定装置であって、
シンチレータに放射線が入射するイベントによって、シンチレータから出力される光を光電変換して電気信号に変換する光電変換器と、
光電変換器で得られた電気信号の電圧波形におけるピーク値と積分値を検出し、検出したピーク値と積分値の比に応じて、シンチレータの発光減衰時定数を算出する演算装置と、
を含み、
演算装置は、
複数のシンチレータにおいて得られたピーク値と積分値の比(y)と、当該イベントの発光減衰時定数(x)の関係から定数a,bを決定したフィッティング関数y=a/x+bを記憶しており、
検出したピーク値と積分値の比に応じて、記憶しているフィッティング関数y=a/x+bを利用してシンチレータの発光減衰時定数を算出する、
シンチレータの発光減衰時定数の測定装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
  • 2G188CC15
  • 2G188CC21
  • 2G188DD22
  • 2G188DD45
  • 2G188EE07
  • 2G188EE25
  • 2G188FF11
画像

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JP2017227688thum.jpg
出願権利状態 公開
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