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Strahlungsdetektoreinrichtung - Dokument DE69929027T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69929027T2 24.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001016881
Titel Strahlungsdetektoreinrichtung
Anmelder Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Maekawa, Tatsuyuki, Tokyo, JP;
Sumita, Akio, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, JP;
Watanabe, Kazumi, Tokyo, JP;
Morimoto, Soichiro, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, JP;
Ohara, Yoshiaki, Fuchu-shi, Tokyo, JP
Vertreter KRAMER - BARSKE - SCHMIDTCHEN, 81245 München
DE-Aktenzeichen 69929027
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.12.1999
EP-Aktenzeichen 991258211
EP-Offenlegungsdatum 05.07.2000
EP date of grant 21.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse G01T 1/20(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G01T 1/202(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlungsmesstechnik, die in einer Anlage zur Handhabung von radioaktivem Material, wie z.B. einem Kernkraftwerk oder dergleichen, eingesetzt wird, und insbesondere eine Strahlungserfassungsvorrichtung, die gleichzeitig und unabhängig Strahlungen, wie z.B. &agr;- und &bgr;-Strahlen, an der gleichen Position messen kann, und die für eine praktische Anwendung als Strahlungsüberwachungseinrichtung geeignet ist.

Die 20 zeigt eine Phoswich-Erfassungsvorrichtung (Phosphor-Sandwich-Erfassungsvorrichtung) als herkömmliches Beispiel einer Strahlungserfassungsvorrichtung für eine gleichzeitige Erfassung von &agr;-Strahlen und &bgr;-Strahlen.

Diese Strahlungserfassungsvorrichtung ist mit einem Lichtabschirmungsfilm 1 ausgestattet, durch den die &agr;- und &bgr;-Strahlen durchgelassen werden und der zur Abschirmung von Licht von der Außenseite der Vorrichtung dient. Die Strahlungserfassungsvorrichtung ist auch mit einem ersten Szintillator 2 und einem zweiten Szintillator 3 ausgestattet, die unterhalb des Lichtabschirmungsfilms 1 gestapelt sind, wie es in der 20 gezeigt ist.

Es gibt viele Fälle, bei denen ZnS (Ag), das &agr;-Strahlen erfasst, als erster Szintillator 2 verwendet wird, und ein Kunststoff, der &agr;- und &bgr;-Strahlen erfasst, als zweiter Szintillator 3 verwendet wird. Der erste und der zweite Szintillator 2 und 3, die in zwei Schichten gestapelt sind, sind direkt an einem Photodetektor 5 montiert, so dass sie in einem Gehäuse 6 aufgenommen werden. Im Allgemeinen wird als Photodetektor 5 eine Photomultiplierröhre verwendet, die eine schnelle Reaktion und eine hohe Empfindlichkeit aufweist.

Die Abfallzeitkonstante der Emission von ZnS (Ag), das den ersten Szintillator 2 bildet, liegt in der Größenordnung von Mikrosekunden, jedoch liegt die Abfallzeitkonstante der Emission des Kunststoffs, der den zweiten Szintillator 3 bildet, in der Größenordnung von mehreren zehn Nanosekunden. Daher ist die Abfallzeitkonstante der Emission des Kunststoffszintillators 3 verglichen mit der Abfallzeitkonstante der Emission des ZnS (Ag) des ersten Szintillators 2 beträchtlich kürzer. Wenn ein Ausgangsstromsignal des Photodetektors 5 mit einer RC-Integrationsschaltung mit einer im Vergleich zu jeder Abfallzeitkonstante der Emission der Szintillatoren 2 und 3 ausreichend langen Zeitkonstante in ein Spannungssignal umgewandelt wird, ist die Pulsanstiegszeit im Wesentlichen gleich der Abfallzeit der Emission und zeigt eine indexabfallwellenform mit einer Zeitkonstante, die von einem Widerstand R und einer Kapazität C bestimmt wird. Dieser Signalumwandlungsvorgang kann in einer Vorverstärkereinheit durchgeführt werden, die mit der Photomultiplierröhre verbunden und in den Photodetektor 5 einbezogen ist.

Das umgewandelte Spannungssignal wird bis auf ein Spannungsniveau verstärkt, das mit einer Wellenformunterscheidungsverarbeitungseinheit 7 analysiert werden kann, falls dies gewünscht ist. Wenn das Spannungssignal in die Wellenformunterscheidungsverarbeitungseinheit 7 eingespeist wird, wandelt ein Analog-Digital-Wandler der Verarbeitungseinheit 7, um ein Pulssignal mit einer Pulshöhe proportional zu der Anstiegszeit des eingespeisten Signals zu erhalten, die Pulshöhe des eingespeisten Signals in einen digitalen Wert um, so dass eine allgemeine Analyseeinrichtung der Verarbeitungseinheit 7 eine Pulshöhenverteilung (Spektrumdaten) auf der Basis des umgewandelten digitalen Werts misst.

Es ist möglich, eine Emission von dem ersten Szintillator 2 und eine Emission von dem zweiten Szintillator 3 auf der Basis der Spektrumdaten zu unterscheiden, welche die Anstiegszeit zeigen und von der Wellenformunterscheidungsverarbeitungseinheit 7 erhalten worden sind.

Die 21 zeigt als ein weiteres herkömmliches Beispiel eine &agr;-&bgr;-Strahlen-Erfassungsvorrichtung, bei der ein Sensor 8 zur Messung des Energiespektrums eingesetzt wird.

Beispielsweise wird als Sensor 8 der vorstehend genannten Vorrichtung ein Si-Halbleitersensor zur Messung des Energiespektrums eingesetzt. Der Sensor 8 weist jedoch eine Empfindlichkeit bezüglich Raumlicht und dergleichen auf, das von einer Strahlung verschieden ist. Aus diesem Grund ist ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Strahlungserfassungsvorrichtung ein Lichtabschirmungsfilm 1 auf dem Sensor 8 montiert, so dass der Sensor 8 in einem Gehäuse 6 aufgenommen ist.

Ein Ausgangssignal des Sensors 8 wird mittels eines Pulshöhenanalysesystems 9 analysiert, so dass es als Energiespektrum gemessen wird. Im Allgemeinen umfasst das Analysesystem 9: Einen ladungsempfindlichen Vorverstärker zum Verarbeiten des Sensorausgangssignals, einen Linearverstärker, einen Analog-Digital-Wandler, eine Pulshöhenanalyseeinrichtung zum Analysieren einer Mehrzahl von Pulshöhen und dergleichen. In den Energiespektrumdaten, die durch das Analysesystem 9 erhalten werden, zeigen die Daten der &agr;-Strahlen und die Daten der &bgr;-Strahlen jeweils verschiedene Verteilungen und Peakformen, und daher ist es möglich, die &agr;-Strahlen und die &bgr;-Strahlen durch Verarbeiten dieser Spektrumdaten entsprechend den &agr;- und &bgr;-Strahlen zu unterscheiden.

Die Pulshöhenunterscheidungsverarbeitungseinheit 7, die für die herkömmliche Phoswich-Erfassungsvorrichtung, die in der 16 gezeigt ist, erforderlich ist, ist jedoch eine Verarbeitungseinheit zum Analysieren eines Pulsanstiegs und sehr teuer. Daher ist diese herkömmliche Erfassungsvorrichtung zur Untersuchung auf einem experimentellen Niveau geeignet.

Bei einer Erfassungsvorrichtung, die in einer Überwachungsvorrichtung montiert ist, die in einer realen nuklearen Anlage oder dergleichen verwendet wird, gibt es ein Problem bezüglich der Kosten. Darüber hinaus analysiert die Wellenformunterscheidungsverarbeitungseinheit eine Anstiegszeit als solche und ist eine Überspezifikation in dem Fall der Unterscheidung von Signalen mit jeweils verschiedenen Anstiegszeiten.

Ferner ist es zum Erhalten einer Anstiegszeit prinzipiell z.B. erforderlich, eine Signalerfassung bei einem 10%-Niveau und einem 90%-Niveau eines eingespeisten Pulshöhenwerts durchzuführen, so dass ein Problem dahingehend besteht, dass es unmöglich ist, ein Signal mit einem niedrigen Pulshöhenwert zu analysieren und zu messen. Dieses Problem betrifft einen dynamischen Bereich des Pulshöhenwerts des Signals. Beispielsweise ist eine Emission eines ZnS (Ag)-Szintillators, die durch &agr;-Strahlen erzeugt wird, beträchtlich größer als eine Emission des Kunststoff-Szintillators, die durch &bgr;-Strahlen erzeugt wird, und tatsächlich ist das Ausgangssignal der Photomultiplierröhre, das der Emission von ZnS (Ag) entspricht, zu dem Zeitpunkt, bei dem es in die Spannungssignale umgewandelt wird, um das 10-fache größer als das Ausgangssignal der Photomultiplierröhre, das der Emission von &bgr;-Strahlen des Kunststoff-Szintillators entspricht.

Da das &bgr;-Strahlensignal einen geringen Pulshöhenwert aufweist und kontinuierlich auf einer Niedrigenergieseite verteilt ist, ist die Messung der &bgr;-Strahlen im Vergleich zu der Messung der &agr;-Strahlen nachteilig. Insbesondere wird eine Komponente der &bgr;-Strahlen, die einen geringen Pulshöhenwert aufweist, nicht analysiert und gemessen, so dass ein Problem dahingehend besteht, dass die effektive &bgr;-Strahlenempfindlichkeit niedrig ist. Insbesondere in dem Fall, bei dem die Dicke des Kunststoff-Szintillators klein gemacht wird, um die &ggr;-Strahlenempfindlichkeit zu unterdrücken, wird die Emission des Kunststoff-Szintillators weiter vermindert, so dass das vorstehend genannte Phänomen der Verminderung der effektiven &bgr;-Strahlenempfindlichkeit weiter verstärkt wird.

Darüber hinaus ist in dem Fall der Strahlungserfassungsvorrichtung, bei welcher der Energiespektrummesssensor 8 verwendet wird, wie es in der 21 gezeigt ist, die Pulshöhenanalyseeinrichtung erforderlich, die im Wesentlichen mit der vorstehend beschriebenen Wellenformunterscheidungsverarbeitungseinheit identisch ist. Als Folge davon besteht ein Problem dahingehend, dass die Kosten der Strahlungserfassungsvorrichtung hoch werden. Da ferner das effektive Atomgewicht eines Basismaterials des Energiespektrummesssensors 8 größer ist als dasjenige des Kunststoff-Szintillators, ist die &ggr;-Strahlenempfindlichkeit hoch, so dass ein Problem dahingehend besteht, dass dem &bgr;-Strahlensignal ein &ggr;-Strahlensignal zugemischt wird.

Ferner ist in einem Fall, bei dem die Messung nicht in einem Vakuumzustand durchgeführt wird, oder im Fall einer Messung von &agr;-Strahlen von einem &agr;-Strahlenemissionsnuklid, das von einem Filtrierpapier absorbiert worden ist, der Energieverlust der &agr;-Strahlen hoch und eine Fluktuation des Bereichs ist groß. Aus diesem Grund wird ein Gauss'scher Peak, der im Vakuum erhalten wird, nicht erhalten, so dass ein Fall vorliegt, bei dem das Energiespektrum der &agr;-Strahlen mit dem Energiespektrum der &bgr;-Strahlen überlappt, wodurch trotz der Messung des Energiespektrums der &agr;- und &bgr;-Strahlen kaum zwischen den &agr;-Strahlen und den &bgr;-Strahlen unterschieden werden kann.

Die EP 0 947 855 A2 beschreibt eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend beschriebenen Probleme zu beseitigen.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Strahlungserfassungsvorrichtung bereitzustellen, die als Detektor für eine Strahlungsüberwachungseinrichtung praktisch verwendet werden und mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann, und die ferner unabhängig und gleichzeitig &agr;-Strahlen und &bgr;-Strahlen erfassen kann, während die Empfindlichkeiten dieser Strahlen an der äußersten Grenze gehalten werden und eine &ggr;-Strahlenempfindlichkeit in ausreichender Weise verhindert wird.

Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Strahlungserfassungsvorrichtung mit einer rationalen Anordnung des ersten und des zweiten Photodetektors bereitzustellen, so dass eine hohe Effizienz bei der Erfassung von Emissionen des ersten und des zweiten Szintillators erhalten wird.

Die vorstehend genannten Aufgaben werden durch die Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterentwicklungen der vorliegenden Anmeldung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

D.h., in der Strahlungserfassungsvorrichtung wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist, Licht, das in dem ersten Szintillator für &agr;-Strahlen emittiert worden ist, durch den zweiten Szintillator für &bgr;-Strahlen durchgelassen und dann durch eine Bündelungseinrichtung zu mindestens einem Photodetektor geführt. In diesem Fall wurde im Hinblick auf eine Pulsanstiegszeit eines Signals, das von einer RC-Integrationsschaltung umgewandelt worden ist, in herkömmlicher Weise die Wellenformunterscheidungsverarbeitungseinheit zum Analysieren eines Pulsanstiegs angewandt, wobei die Pulsanstiegszeit im Wesentlichen gleich einer Abfallzeit der Emission jedes Szintillators ist.

Im Hinblick auf dieses Merkmal der Verwendung der Wellenformunterscheidungsverarbeitungseinheit haben die Erfinder das Konzept gefunden, dass es möglich ist, dadurch auf die Wellenformunterscheidungsverarbeitungseinheit zur Analyse eines Pulsanstiegs, die bei der herkömmlichen Strahlungserfassungsvorrichtung erforderlich ist, zu verzichten, dass die verwendeten Szintillatoren, die Emissionswellenlängen der Szintillatoren und deren Emissionsmengen eingestellt und optimiert werden.

Insbesondere ist es bevorzugt, dass als Photodetektor im Hinblick auf die Reaktionsgeschwindigkeit und die Empfindlichkeit eine Photomultiplierröhre verwendet wird.

Mit anderen Worten: Da die Emissionswellenlänge des ersten Szintillators bezüglich der Emissionswellenlänge des zweiten Szintillators unterschiedlich eingestellt wird, ist es möglich, die Szintillatoren, die Emissionswellenlängen dieser Szintillatoren und deren Emissionsmengen dementsprechend einzustellen und zu optimieren. Ferner wird eine Erfassungsvorrichtung durch absichtliches Variieren der Emissionsabfallzeiten dieser Szintillatoren und von deren Emissionswellenlängen bereitgestellt, wodurch es möglich ist, Mittel zur optischen Unterscheidung zwischen den Emissionswellenlängen dieser Szintillatoren bereitzustellen.

Darüber hinaus haben die Erfinder zur unabhängigen und gleichzeitigen Erfassung von &agr;-Strahlen und &bgr;-Strahlen, während deren maximale Empfindlichkeit sichergestellt wird, das Konzept gefunden, dass Licht in einfacher Weise in dem ersten und dem zweiten Szintillator eingeschlossen werden kann, so dass die jeweilige Bündelungsdichte des ersten und des zweiten Szintillators durch eine entsprechende Anordnung derselben verbessert wird. Insbesondere wird der erste Szintillator, der Licht durch &agr;-Strahlen emittiert, sehr dünn ausgebildet, so dass die &bgr;-Strahlen- und &ggr;-Strahlenempfindlichkeit beschränkt wird, und beispielsweise gibt es viele Fälle, bei denen der erste Szintillator aus einem Pulver, einem Sinterkörper und anderen entsprechenden Materialien zusammengesetzt ist. Daher findet in dem ersten Szintillator eine diffuse Reflexion statt, so dass Licht davon emittiert wird. Das emittierte Licht wird durch den zweiten Szintillator für &bgr;-Strahlen durchgelassen, so dass es durch die Bündelungseinrichtung in den Photodetektor geführt wird.

In dieser Struktur ist es in dem Fall, bei dem Luft zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator angeordnet ist, einfach, das Licht, das in dem zweiten Szintillator emittiert worden ist, zu bestätigen, wenn das Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert worden ist, durch den zweiten Szintillator durchgelassen wird, obwohl die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Fresnel-Reflexion zunimmt, da der zweite Szintillator von der Luft umgeben ist, die einen Brechungsindexwert aufweist, der niedriger ist als derjenige des zweiten Szintillators. Aus diesem Grund kann als Bündelungsmittel für den zweiten Szintillator in einfacher Weise ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem das emittierte Licht, das auf der Kantenseite des zweiten Szintillators mit einer hohen Dichte gebündelt wird, genutzt wird.

Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Strahlungserfassungsvorrichtung bereitgestellt, umfassend: einen Lichtabschirmungsfilm zum Durchlassen einer ersten und einer zweiten Strahlung durch den Lichtabschirmungsfilm, während einfallendes Licht abgeschirmt wird, einen ersten Szintillator zum Emittieren eines ersten Lichts durch die erste Strahlung, die durch den Lichtabschirmungsfilm durchgelassen wird, wobei der erste Szintillator eine Peak-Emissionsintensitätswellenlänge auf der Basis der ersten Strahlung aufweist, einen zweiten Szintillator zum Emittieren eines zweiten Lichts durch die zweite Strahlung, die durch den Lichtabschirmungsfilm durchgelassen wird, wobei der zweite Szintillator eine Peak-Emissionsintensitätswellenlänge auf der Basis der zweiten Strahlung aufweist, Erfassungsmittel mit mindestens einem Photodetektor zum Erfassen des ersten Lichts, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, und des zweiten Lichts, das in dem zweiten Szintillator emittiert wird, und Mittel zum Bündeln des ersten Lichts, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, und des zweiten Lichts, das in dem zweiten Szintillator emittiert wird, auf dem Erfassungsmittel, wobei die erste Peak-Emissionsintensitätswellenlänge und die zweite Peak-Emissionsintensitätswellenlänge voneinander verschieden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Szintillator und der zweite Szintillator derart parallel zueinander angeordnet sind, dass der zweite Szintillator in einem vorgegebenen Abstand von dem ersten Szintillator beabstandet ist, eine Luftschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator angeordnet ist, und die erste Peak-Emissionsintensitätswellenlänge des ersten Szintillators kürzer eingestellt ist als die zweite Peak-Emissionsintensitätswellenlänge des zweiten Szintillators.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen Aspekts ist die erste Peak-Emissionsintensitätswellenlänge eine Wellenlänge des ersten Lichts, das in dem ersten Szintillator emittiert wird, und eine Peak-Emissionsintensität in einem Emissionswellenlängenband des ersten Szintillators aufweist, und die zweite Peak-Emissionsintensitätswellenlänge ist eine Wellenlänge des zweiten Lichts, das in dem zweiten Szintillator emittiert wird, und eine Peak-Emissionsintensität in einem Emissionswellenlängenband des zweiten Szintillators aufweist.

Gemäß des vorstehend beschriebenen einen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist die Luftschicht zwischen dem ersten Szintillator und dem zweiten Szintillator angeordnet und dadurch ist der zweite Szintillator von der Luftschicht umgeben, die einen Brechungsindexwert aufweist, der niedriger ist als derjenige des zweiten Szintillators selbst, so dass das zweite Licht in dem zweiten Szintillator eingeschlossen wird. Daher ist es einfach, ein Verfahren einzusetzen, bei dem Licht verwendet wird, das an der Kantenseite des zweiten Szintillators mit einer hohen Dichte gebündelt wird. Ferner besteht kein Bedarf für die Bereitstellung eines Zwischenmaterials, das zum Binden des ersten und zweiten Szintillators und zum optisch eng anliegenden Verbinden des ersten und zweiten Szintillators erforderlich ist. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung für den Fall geeignet, bei dem die Befürchtung einer Veränderung aufgrund einer chemischen Wechselwirkung dieser Zwischenmaterialien und dem ersten und zweiten Szintillator besteht. Ferner wird die Unabhängigkeit jedes Szintillators sichergestellt, was es möglich macht, eine Wartung, Inspektion und einen Ersatz bezüglich nur eines dieser Szintillatoren durchzuführen.

Ferner wird die Emissionszentrumswellenlänge des ersten Szintillators kürzer eingestellt als die Emissionszentrumswellenlänge des zweiten Szintillators, was es möglich macht, auch Mittel zur optischen Identifizierung von Wellenlängen des ersten und des zweiten Lichts zu verwenden, wodurch auf eine Wellenformunterscheidungsverarbeitungseinheit zur Analyse von Pulsanstiegszeiten verzichtet werden kann.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ferner einen Bündelungskasten zum Bündeln des ersten und des zweiten Lichts auf dem Erfassungsmittel, wobei der Bündelungskasten eine Innenfläche zum diffusen Reflektieren des ersten und des zweiten Lichts und eine Seitenfläche aufweist, wobei der Lichtabschirmungsfilm auf der Seitenfläche montiert ist, auf welche die erste und die zweite Strahlung auftrifft, wobei der erste und der zweite Szintillator innerhalb des Lichtabschirmungsfilms angeordnet sind, und wobei das Erfassungsmittel einen ersten und einen zweiten Photodetektor, die jeweils eine empfindliche Oberfläche aufweisen, die für jedes des ersten Lichts und des zweiten Lichts empfindlich ist; einen ersten Filter, der auf der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors montiert ist; und einen zweiten Filter, der auf der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors montiert ist, auf, wobei der erste Filter angepasst ist, durch diesen nur das erste Licht durchzulassen, das von dem ersten Szintillator emittiert worden ist, wobei der zweite Filter angepasst ist, durch diesen nur das zweite Licht durchzulassen, das in dem zweiten Szintillator emittiert worden ist.

In dem Fall des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung werden das erste und das zweite Licht, die verschiedene Emissionswellenlängenbanden aufweisen, gemischt, so dass sie in den Bündelungskasten eintreten, während sie diffus reflektiert werden. Der erste Filter ist auf der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors montiert und der zweite Filter ist auf der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors montiert. Da der erste Filter angepasst ist, nur das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, durchzulassen, und der zweite Filter angepasst ist, nur das zweite Licht, das von dem zweiten Szintillator emittiert wird, durchzulassen, ist es möglich, das erste und das zweite Licht unabhängig von der ersten und der zweiten Strahlung ohne die Verwendung spezifischer elektronischer Geräte zur Unterscheidung und Identifizierung zu erfassen. Ferner wird der Bündelungskasten so verwendet, dass es einfach ist, für die Strahlungserfassungsvorrichtung einen Szintillator mit großer Fläche zu verwenden.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen Aspekts weist der zweite Szintillator eine Auftreffoberfläche, auf welche die erste und die zweite Strahlung auftreffen, und eine Rückfläche gegenüber der Auftreffoberfläche auf, wobei das Erfassungsmittel einen ersten und einen zweiten Photodetektor, die jeweils eine empfindliche Oberfläche aufweisen, die für jedes des ersten und des zweiten Lichts empfindlich ist; einen ersten Filter, der auf der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors montiert ist; und einen zweiten Filter, der auf der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors montiert ist, auf, wobei der erste Filter angepasst ist, nur das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, durch diesen durchzulassen, wobei der zweite Filter angepasst ist, nur das zweite Licht, das in dem zweiten Szintillator emittiert wird, durch diesen durchzulassen, und wobei der erste Filter und der zweite Filter eng anliegend an die Rückfläche des zweiten Szintillators optisch gebunden sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen Aspekts weist der zweite Szintillator eine im Wesentlichen rechteckige Form auf und der erste Photodetektor und der zweite Photodetektor sind derart angrenzend angeordnet, dass eine Linie eine Längsrichtung des zweiten Szintillators kreuzt, wobei die Linie einen Mittelpunkt der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors und einen Mittelpunkt der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors verbindet.

Gemäß des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit extrem zu vermindern, dass dann, wenn sich das zweite Licht, das in dem zweiten Szintillator weg von dem zweiten Filter emittiert worden ist, darin ausbreitet, das zweite Licht zu dem ersten Filter weitergeleitet wird, so dass es darin absorbiert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen Aspekts weist der zweite Szintillator eine im Wesentlichen rechteckige Form auf und der erste Photodetektor und der zweite Photodetektor sind derart auf beiden lateralen Seiten des zweiten Szintillators angeordnet, dass der erste Photodetektor am weitesten von dem zweiten Photodetektor entfernt ist.

Gemäß des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit extrem zu vermindern, dass dann, wenn sich das zweite Licht, das in dem zweiten Szintillator weg von dem zweiten Filter emittiert worden ist, darin ausbreitet, das zweite Licht zu dem ersten Filter weitergeleitet wird, so dass es darin absorbiert wird.

Dieser eine Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Anordnung auf, die derart ist, dass der zweite Szintillator eine Auftreffoberfläche, auf welche die erste und die zweite Strahlung auftreffen, und eine Rückfläche gegenüber der Auftreffoberfläche aufweist, wobei das Erfassungsmittel einen ersten und einen zweiten Photodetektor, die jeweils eine empfindliche Oberfläche aufweisen, die für jedes des ersten und des zweiten Lichts empfindlich ist; einen ersten Filter, der auf der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors montiert ist; und einen zweiten Filter, der auf der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors montiert ist, auf, wobei der erste Filterangepasst ist, nur das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, durch diesen durchzulassen, wobei der zweite Filter angepasst ist, nur das zweite Licht, das in dem zweiten Szintillator emittiert wird, durch diesen durchzulassen, und wobei der erste Filter so angeordnet ist, dass er in einem vorgegebenen Abstand von der Rückfläche des zweiten Szintillators entfernt ist, so dass sich eine Luftschicht zwischen der Rückfläche des zweiten Szintillators und dem ersten Filter befindet, und der zweite Filter eng anliegend an die Rückfläche des zweiten Szintillators optisch gebunden ist.

Gemäß des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass dann, wenn sich das zweite Licht, das in dem zweiten Szintillator weg von dem zweiten Filter emittiert worden ist, darin ausbreitet, zu verhindern, dass das zweite Licht zu dem ersten Filter weitergeleitet wird, so dass die Absorptionsfunktion des ersten Filters für das zweite Licht nicht vorliegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen Aspekts weist der zweite Szintillator eine Auftreffoberfläche, auf welche die erste und die zweite Strahlung auftreffen, und eine Rückfläche gegenüber der Auftreffoberfläche auf, wobei das Erfassungsmittel einen ersten und einen zweiten Photodetektor, die jeweils eine empfindliche Oberfläche aufweisen, die für jedes des ersten und des zweiten Lichts empfindlich ist; einen ersten Filter, der auf der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors montiert ist; und einen zweiten Filter, der auf der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors montiert ist, auf, wobei der erste Filter angepasst ist, nur das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, durch diesen durchzulassen, wobei der zweite Filter angepasst ist, nur das zweite Licht, das von dem zweiten Szintillator emittiert wird, durch diesen durchzulassen, und wobei der erste Filter so angeordnet ist, dass er in einem vorgegebenen Abstand von der Rückfläche des zweiten Szintillators entfernt ist, und der zweite Filter eng anliegend an die Rückfläche des zweiten Szintillators optisch gebunden ist, weiter umfassend einen umgebenden Kasten mit einem Innenflächenabschnitt zum Umgeben einer Rückflächenseite des zweiten Szintillators, so dass darin ein geschlossener Raum gebildet wird, wobei die Rückfläche des zweiten Szintillators und der erste Filter Teile des Innenflächenabschnitts des umgebenden Kastens bilden, wobei der Innenflächenabschnitt des umgebenden Kastens mit Ausnahme der Rückfläche des zweiten Szintillators und des ersten Filters so bearbeitet ist, dass er das von dem ersten Szintillator emittierte erste Licht vollständig intern diffus reflektiert.

Gemäß des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen schlechten Einfluss des ersten Filters bezüglich des zweiten Lichts, das durch den zweiten Filter in den zweiten Photodetektor fällt, zu beseitigen, und die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert und von dem zweiten Szintillator durchgelassen worden ist, diffus reflektiert wird, so dass es durch den ersten Filter von dem ersten Photodetektor erfasst wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen Aspekts umfasst der Innenflächenabschnitt eine Mehrzahl von Innenflächen, wobei jede der Innenflächen so geneigt ist, dass die diffus reflektierenden Richtungen des ersten Lichts auf die Innenflächen des umgebenden Kastens im Durchschnitt im Wesentlichen auf eine Position des zweiten Szintillators gerichtet sind, welche eine Mittelachse der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors kreuzt.

Gemäß des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen schlechten Einfluss des ersten Filters bezüglich des zweiten Lichts, das durch den zweiten Filter in den zweiten Photodetektor fällt, zu beseitigen, und das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert und durch den zweiten Szintillator durchgelassen worden ist, im Durchschnitt in die Richtung der Position des zweiten Szintillators zu reflektieren, bei der eine Mittelachse der empfindlichen Oberfläche (erster Filter) des ersten Photodetektors gekreuzt wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass das erste Licht von dem ersten Photodetektor erfasst wird, und zwar verglichen mit dem ersten Licht, das in dem geschlossenen Raum einheitlich verteilt ist.

Dieser eine Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ferner eine Lichtleiteinrichtung, in welcher das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, und das zweite Licht, das in dem zweiten Szintillator emittiert wird, auftreffen, wobei die Lichtleiteinrichtung zum Bündeln des ersten und des zweiten Lichts auf dem Erfassungsmittel angepasst ist, und wobei das Erfassungsmittel einen ersten und einen zweiten Photodetektor, die jeweils eine empfindliche Oberfläche aufweisen, die für jedes des ersten und des zweiten Lichts empfindlich ist; einen ersten Filter, der auf der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors montiert ist; und einen zweiten Filter, der auf der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors montiert ist, auf, wobei der erste Filter angepasst ist, nur das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, durch diesen durchzulassen, wobei der zweite Filter angepasst ist, nur das zweite Licht, das in dem zweiten Szintillator emittiert wird, durch diesen durchzulassen.

Gemäß des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung werden das erste und das zweite Licht, die verschiedene Wellenlängenbanden aufweisen, so eingeführt, dass sie in der Lichtleiteinrichtung in einem gemischten Zustand verteilt und dann zu dem ersten und dem zweiten Photodetektor weitergeleitet werden. Der erste Filter ist auf der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors montiert und der zweite Filter ist auf der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors montiert. Da der erste Filter angepasst ist, nur das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, durchzulassen, und der zweite Filter angepasst ist, nur das zweite Licht, das von dem zweiten Szintillator emittiert wird, durchzulassen, ist es möglich, das erste und das zweite Licht, das der ersten und der zweiten Strahlung entspricht, ohne die Verwendung spezifischer elektronischer Geräte zur Unterscheidung und Identifizierung zu erfassen.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen Aspekts ist der erste Filter so angeordnet, dass er in einem vorgegebenen Abstand von der Rückfläche des zweiten Szintillators entfernt ist, und der zweite Filter ist eng anliegend an die Rückfläche des zweiten Szintillators optisch gebunden, und die Lichtleiteinrichtung weist eine Öffnungsfläche auf, die der Rückfläche des zweiten Szintillators gegenüber liegt, wobei die Lichtleiteinrichtung so angeordnet ist, dass deren Öffnungsfläche von der Rückfläche des zweiten Szintillators in einem vorgegebenen Abstand entfernt angeordnet ist, so dass eine Luftschicht zwischen der Öffnungsfäche der Lichtleiteinrichtung und der Rückfläche des zweiten Szintillators vorliegt, wobei deren Öffnungsfläche eine Fläche aufweist, die größer ist als diejenige des ersten Filters.

Gemäß des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen schlechten Einfluss des ersten Filters bezüglich des zweiten Lichts, das durch den zweiten Filter in den zweiten Photodetektor fällt, zu beseitigen. Da darüber hinaus das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert und durch den zweiten Szintillator durchgelassen wird, in die Lichtleiteinrichtung fällt, so dass es durch den ersten Filter in den ersten Photodetektor geleitet wird, ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass das erste Licht von dem ersten Photodetektor erfasst wird.

Dieser eine Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ferner eine Lichtleiteinrichtung auf, welche den mindestens einen Photodetektor mit einem Kantenabschnitt des zweiten Szintillators verbindet, wobei die Lichtleiteinrichtung zum Umwandeln des zweiten Lichts in ein Fluoreszenzlicht angepasst ist.

In dem Fall des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist Luft zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator angeordnet. Da der erste Szintillator z.B. aus einem Pulver und einer Sintersubstanz oder dergleichen zusammengesetzt ist, findet in dem ersten Szintillator eine diffuse Reflexion statt, so dass das diffus reflektierte erste Licht nach außen emittiert wird, wodurch es einmal durch den zweiten Szintillator durchgelassen wird und danach in den Bündelungskasten eintritt. Das erste Licht, das in den Bündelungskasten eingetreten ist, wird z.B. mit einem Photodetektor erfasst, der in dem Bündelungskasten angeordnet ist. Eine Komponente des zweiten Lichts von dem zweiten Szintillator trifft auf den Bündelungskasten. Das zweite Licht wird jedoch durch einen Filter beseitigt, der auf dem ersten Photodetektor bereitgestellt ist.

Der zweite Szintillator ist von Luft umgeben. Aus diesem Grund wird das zweite Licht durch einen Effekt einer vollständigen internen Reflexion in dem zweiten Szintillator eingeschlossen. Als Folge davon wird ein Szintillationslicht an dem Kantenabschnitt des zweiten Szintillators mit einer hohen Dichte gebündelt. Der zweite Szintillator ist an dessen Kantenabschnittsseite mit der Lichtleiteinrichtung ausgestattet, die eine fluoreszierende Substanz enthält, die ein Szintillationsphoton absorbieren und Fluoreszenzlicht emittieren kann, das verglichen mit dem zweiten Licht eine längere Wellenlänge aufweist, und dadurch tritt durch eine Fluoreszenzumwandlung in dem zweiten Szintillator eine Reemission von Licht auf. Da sich das reemittierte Licht ausbreitet, während es in der Lichtleiteinrichtung vollständig intern reflektiert wird, ist es möglich, ein Fluoreszenzlicht, das durch das reemittierte Fluoreszenzlicht induziert worden ist, mit dem Photodetektor zu erfassen, der an der Endseite der Lichtleiteinrichtung angeordnet ist. Ferner kann die Lichtleiteinrichtung eine Lichtleitfaser umfassen, die eine Umhüllung aufweist (als Fluoreszenzfaser, Wellenlängenverschiebungsfaser oder dergleichen bezeichnet).

In dem Bündelungssystem an der Kantenseite des zweiten Szintillators ist es möglich, das zweite Licht zu bündeln, ohne dass eine Abhängigkeit von der Fläche des zweiten Szintillators vorliegt, und daher ist es einfach, die Erfindung auf einen großflächigen Szintillator zusammen mit dem Bündelungskasten anzuwenden.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen Aspekts weist der zweite Szintillator eine Auftreffoberfläche, auf welche die erste und die zweite Strahlung auftreffen, und eine Rückfläche gegenüber der Auftreffoberfläche auf, und umfasst weiter einen Fluoreszenzschirm, der auf einer Rückflächenseite des zweiten Szintillators und gegenüber durch eine Luftschicht zu dessen Rückfläche angeordnet ist, wobei der Fluoreszenzschirm angepasst ist, das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, in ein Fluoreszenzlicht umzuwandeln; und eine Lichtleiteinrichtung, die zum Bündeln des umgewandelten Fluoreszenzlichts auf den mindestens einen Photodetektor angepasst ist, wobei das umgewandelte Fluoreszenzlicht von einer Oberfläche des Fluoreszenzschirms emittiert wird, wobei der mindestens eine Photodetektor das gebündelte Fluoreszenzlicht erfasst.

Gemäß des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird das erste Licht von dem ersten Szintillator durch den zweiten Szintillator durchgelassen, so dass es in dem Fluoreszenzschirm absorbiert wird, wodurch eine Reemission der Fluoreszenz mit einer längeren Wellenlänge verglichen mit dem zweiten Licht in dem Fluoreszenzschirm erzeugt wird. Das reemittierte Licht wird durch die Lichtleiteinrichtung in den Photodetektor geleitet, wodurch es möglich ist, das durch das erste Licht induzierte Fluoreszenzlicht zu erfassen.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen Aspekts weist der zweite Szintillator eine Auftreffoberfläche, auf welche die erste und die zweite Strahlung auftreffen, und eine Rückfläche gegenüber der Auftreffoberfläche auf, und umfasst weiter einen Fluoreszenzschirm, der auf einer Rückflächenseite des zweiten Szintillators und gegenüber durch eine Luftschicht zu dessen Rückfläche angeordnet ist, wobei der Fluoreszenzschirm angepasst ist, das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, in ein Fluoreszenzlicht umzuwandeln; und eine zweite Lichtleiteinrichtung, die eine fluoreszierende Substanz aufweist, die zum Absorbieren des umgewandelten Fluoreszenzlichts angepasst ist, derart, dass ein Fluoreszenzlicht emittiert wird, wobei das durch den Fluoreszenzschirm umgewandelte Fluoreszenzlicht von einem Kantenabschnitt des Fluoreszenzschirms emittiert wird, wobei das von der Lichtleiteinrichtung emittierte Fluoreszenzlicht eine Wellenlänge aufweist, die größer ist als diejenige des von dem Fluoreszenzschirm umgewandelten Fluoreszenzlichts, wobei der mindestens eine Photodetektor das von der zweiten Lichtleiteinrichtung emittierte Fluoreszenzlicht erfasst.

Gemäß des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird das erste Licht von dem ersten Szintillator durch den zweiten Szintillator durchgelassen, so dass es in dem Fluoreszenzschirm absorbiert wird, wodurch eine Reemission der Fluoreszenz mit einer längeren Wellenlänge in dem Fluoreszenzschirm erzeugt wird. In diesem Fall wird, da der Fluoreszenzschirm von Luft umgeben ist, das erste Licht durch die vollständige interne Reflexion entsprechend dem zweiten Szintillator eingefangen und dann wird ein Fluoreszenzlicht an der Kantenabschnittsseite des Fluoreszenzschirms mit hoher Dichte gesammelt. Da ferner der Fluoreszenzschirm mit der zweiten Lichtleiteinrichtung zum Absorbieren des Fluoreszenzlichts ausgestattet ist, das in dem Fluoreszenzschirm erzeugt worden ist, so dass ein Fluoreszenzlicht mit einer längeren Wellenlänge verglichen mit dem Fluoreszenzlicht, das in dem Fluoreszenzschirm erzeugt worden ist, emittiert wird, ist es möglich, das emittierte Fluoreszenzlicht durch eine Fluoreszenzumwandlung von der Kantenabschnittsseite des Fluoreszenzschirms entsprechend dem zweiten Szintillator zu bündeln. Da die zweite Lichtleiteinrichtung an dem Kantenabschnitt der zweiten Lichtleiteinrichtung mit dem Photodetektor bereitgestellt ist, ist es möglich, das erste Licht des ersten Szintillators als Licht zu erfassen, das doppelt in ein Fluoreszenzlicht umgewandelt worden ist.

Der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ferner Mittel zum Erfassen eines Signals auf, das von dem Erfassungsmittel ausgegeben wird, so dass ein Signal, das einen vorgegebenen Pulshöhenwert und mehr aufweist, als optisches Signal erkannt wird, wodurch ein Signal, das kleiner ist als der vorgegebene Pulshöhenwert, als Rauschen beseitigt wird, wobei das optische Signal mindestens einem des ersten und des zweiten Lichts entspricht, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator emittiert wird.

Gemäß des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Signal, das von dem Erfassungsmittel ausgegeben wird, erfasst, so dass ein Signal mit einem vorgegebenen Pulshöhenwert und darüber als optisches Signal erkannt wird. Andererseits wird ein Signal, das geringer ist als der vorgegebene Pulshöhenwert, als Rauschen beseitigt.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen Aspekts umfasst das Erfassungsmittel eine Mehrzahl von Photodetektoren, wobei eine erste Gruppe der Photodetektoren zum Erfassen des ersten Lichts, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, angepasst ist, und eine zweite Gruppe der Photodetektoren zum Erfassen des zweiten Lichts, das von dem zweiten Szintillator emittiert wird, angepasst ist, weiter umfassend Mittel zum Erfassen von Signalen, die von jeder der ersten und der zweiten Gruppe der Photodetektoren ausgegeben werden, und, im Fall der Erfassung von Signalen, die von mindestens einer der ersten und der zweiten Gruppe der Photodetektoren ausgegeben werden, zum Erkennen von erfassten Signalen, die mindestens einem des ersten Lichts und des zweiten Lichts entsprechen, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator emittiert wird, und, in einem Fall, bei dem nur ein Signal von mindestens einem der ersten und der zweiten Gruppe der Photodetektoren ausgegeben wird, zum Beseitigen des nur einen Signals als Rauschen.

Gemäß des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird das erste Licht von der ersten Gruppe von Photodetektoren erfasst und das zweite Licht wird von der zweiten Gruppe von Photodetektoren erfasst. Jedes Signal der ersten und der zweiten Gruppe der Photodetektoren wird von dem Erfassungsmittel so erfasst, dass in dem Fall, bei dem Signale, die von mindestens einem der ersten und der zweiten Gruppe der Photodetektoren ausgegeben werden, erfasst werden, festgestellt wird, dass die erfassten Signale dem ersten und dem zweiten Licht entsprechen, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator emittiert worden ist, und dass in dem Fall, bei dem nur ein Signal von mindestens einem der ersten und der zweiten Gruppe von Photodetektoren ausgegeben wird, das Signal als Rauschen beseitigt wird.

Dieser eine Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ferner einen optischen Dämpfungsfilter zum Durchlassen der ersten und der zweiten Strahlung durch den Filter und zum Dämpfen einer Intensität des ersten Lichts, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, wobei der optische Dämpfungsfilter zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator angeordnet ist; einen Bündelungskasten zum Bündeln des ersten und des zweiten Lichts auf dem Erfassungsmittel, wobei der Bündelungskasten eine Innenfläche zum diffusen Reflektieren des ersten und des zweiten Lichts aufweist; und Mittel zum Einspeisen von Signalen auf, die von dem Erfassungsmittel erfasst worden sind, so dass gemäß eines Unterschieds bei den Wellenformen der eingespeisten Signale zwischen einem optischen Signal, das dem ersten Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, entspricht, und einem optischen Signal, das dem zweiten Licht, das von dem zweiten Szintillator emittiert wird, entspricht, unterschieden wird.

Der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ferner einen optischen Dämpfungsfilter zum Durchlassen der ersten und der zweiten Strahlung durch den Filter und zum Dämpfen einer Intensität des ersten Lichts, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, wobei der optische Dämpfungsfilter zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator angeordnet ist; eine Lichtleiteinrichtung, in die das erste Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, und das zweite Licht, das von dem zweiten Szintillator emittiert wird, auftreffen, wobei die Lichtleiteinrichtung zum Bündeln des ersten und des zweiten Lichts auf das Erfassungsmittel angepasst ist; und Mittel zum Einspeisen von Signalen auf, die von dem Erfassungsmittel ausgegeben worden sind, so dass gemäß eines Unterschieds bei den Wellenformen der eingespeisten Signale zwischen einem optischen Signal, das dem ersten Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, entspricht, und einem optischen Signal, das dem zweiten Licht, das von dem zweiten Szintillator emittiert wird, entspricht, unterschieden wird.

Gemäß des einen Aspekts der vorliegenden Erfindung werden die erste und die zweite Strahlung durch den optischen Dämpfungsfilter durchgelassen, so dass die Intensität des ersten Lichts gedämpft wird. Die von dem Erfassungsmittel erfassten Signale werden in das Unterscheidungsmittel eingespeist, so dass die erfassten Signale gemäß eines Unterschieds bei den Wellenformen der eingespeisten Signale zwischen dem optischen Signal, das dem ersten Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, entspricht, und dem optischen Signal, das dem zweiten Licht, das von dem zweiten Szintillator emittiert wird, entspricht, unterschieden werden.

Andere Aufgaben und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, worin

1 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

2 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung einer zweiten Ausführungsform zeigt, die nicht erfindungsgemäß ist;

3 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

4A eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

4B eine Draufsicht der in der 4A gezeigten Strahlungserfassungsvorrichtung ist, wenn die Strahlungserfassungsvorrichtung von der Seite des Auftreffens der Strahlung her betrachtet wird;

5A eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

5B eine Draufsicht der in der 5A gezeigten Strahlungserfassungsvorrichtung ist, wenn die Strahlungserfassungsvorrichtung von der Seite des Auftreffens der Strahlung her betrachtet wird;

6A eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

6B eine Draufsicht der in der 6A gezeigten Strahlungserfassungsvorrichtung ist, wenn die Strahlungserfassungsvorrichtung von der Seite des Auftreffens der Strahlung her betrachtet wird;

6C eine Draufsicht der in der 6A gezeigten Strahlungserfassungsvorrichtung ist, wenn die Strahlungserfassungsvorrichtung von der Seite des Auftreffens der Strahlung her betrachtet wird und stellt eine Modifizierung der sechsten Ausführungsform dar;

7 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

8A eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

8B eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIIIB-VIIIB in der 8A ist;

9A eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung im Fall des Betrachtens der Strahlungserfassungsvorrichtung von einer lateralen Seite von deren erstem und zweitem Szintillator her gemäß einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

9B eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung im Fall des Betrachtens der Strahlungserfassungsvorrichtung von einer Längsseite von deren erstem und zweitem Szintillator her gemäß der neunten Ausführungsform zeigt;

10A eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

10B eine Draufsicht der in der 10A gezeigten Strahlungserfassungsvorrichtung ist, wenn die Strahlungserfassungsvorrichtung von der Seite des Auftreffens der Strahlung her betrachtet wird;

11 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer elften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

12 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

13 eine Draufsicht ist, die einen zweiten Szintillator in der 12 zeigt;

14 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

15 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

16 eine Ansicht ist, die schematisch ein Strahlungserfassungssystem gemäß einer fünfzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

17 eine Ansicht ist, die schematisch ein Strahlungserfassungssystem gemäß einer sechzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

18 eine Ansicht ist, die schematisch ein Strahlungserfassungssystem gemäß einer siebzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

19 eine Ansicht ist, die schematisch ein Strahlungserfassungssystem gemäß einer achtzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

20 eine Ansicht ist, die eine Phoswich-Erfassungsvorrichtung als herkömmliches Beispiel einer Strahlungserfassungsvorrichtung zeigt; und

21 eine Ansicht ist, die als weiteres herkömmliches Beispiel eine &agr;-&bgr;-Strahlen-Erfassungsvorrichtung zeigt.

Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gemäß den 1 bis 19 beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass gleiche oder äquivalente Elemente in den Zeichnungen mit den gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet werden und dass eine wiederholte Beschreibung der Elemente weggelassen oder vereinfacht wird.

Erste Ausführungsform (1)

Diese erste Ausführungsform betrifft eine Strahlungserfassungsvorrichtung und die 1 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Struktur der Strahlungserfassungsvorrichtung zeigt.

Gemäß der 1 umfasst eine Strahlungserfassungsvorrichtung 11 gemäß dieser ersten Ausführungsform ein Gehäuse 13, das z.B. eine im Wesentlichen kastenartige Form aufweist. Das Gehäuse 13 ist mit einer Auftreffoberfläche (obere Fläche in der 1) ausgestattet, auf der Strahlungen mit unterschiedlichen Wellenlängen, wie z.B. &agr;- und &bgr;-Strahlen, auftreffen. Die Auftreffoberfläche des Gehäuses 13 ist mit einem Lichtabschirmungsfilm 12 ausgebildet, der die &agr;- und &bgr;-Strahlen durchlassen und auftreffendes Licht abschirmen kann. Die Strahlungserfassungsvorrichtung 11 umfasst auch einen ersten Szintillator 14, der für &agr;-Strahlen empfindlich ist und z.B. eine im Wesentlichen plattenartige und rechteckige Form aufweist.

Der erste Szintillator 14 weist eine Auftreffoberfläche, auf die &agr;-Strahlen und &bgr;-Strahlen auftreffen (eine obere Fläche in der 1), und eine Rückfläche (untere Fläche in der 1) auf, die der Auftreffoberfläche gegenüber liegt. Der erste Szintillator 14 ist auf der Innenseite des Lichtabschirmungsfilms 12 angeordnet, so dass die Auftreffoberfläche des ersten Szintillators 14 parallel zu einer Rückfläche (untere Fläche, Innenfläche in der 1) des Lichtabschirmungsfilms 12 gegenüber der Auftreffoberfläche davon ist. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, sind der erste Szintillator 14 und der zweite Szintillator 15 parallel zueinander angeordnet, so dass der erste Szintillator 14 und der zweite Szintillator 15 eine Zweischichtstruktur aufweisen.

Ferner umfasst die Strahlungserfassungsvorrichtung 11 einen zweiten Szintillator 15, der für &bgr;-Strahlen empfindlich ist und z.B. eine im Wesentlichen plattenartige und rechteckige Form aufweist.

Der zweite Szintillator 15 weist eine Auftreffoberfläche, auf die &bgr;-Strahlen auftreffen (eine obere Fläche in der 1), und eine Rückfläche (untere Fläche in der 1) auf. Der zweite Szintillator 15 ist innen in dem Gehäuse angeordnet, so dass die Auftreffoberfläche des zweiten Szintillators 15 parallel zu der Rückfläche des ersten Szintillators 14 ist, wodurch der zweite Szintillator 15 mit einem vorgegebenen Abstand (Intervall) von dem ersten Szintillator 14 entfernt angeordnet ist.

Die Strahlungserfassungsvorrichtung 11 umfasst auch Luft, die in dem Gehäuse 13 vorliegt, so dass eine Luftschicht 16 zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 gebildet wird.

Darüber hinaus umfasst die Strahlungserfassungsvorrichtung 11 einen oder mehrere Photodetektoren) 17, der bzw. die in dem Gehäuse 13 an einer unteren Position gegenüber der Seite des Lichtabschirmungsfilms 12 angeordnet ist bzw. sind (innere Bodenflächenseite des Gehäuses 13 in der 1). Die Strahlungserfassungsvorrichtung 11 ist auch mit einer Bündelungseinheit 18 ausgestattet, die zwischen dem zweiten Szintillator 15 und dem Photodetektor 17 angeordnet ist, so dass Licht, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 emittiert wird, durch die Bündelungseinheit 18 gebündelt wird, so dass es auf eine empfindliche Oberfläche des Photodetektors 17 geleitet wird, die für das Licht empfindlich ist.

Als erster Szintillator 14 für &agr;-Strahlen werden ZnS (Ag), ZnCdS (Ag) oder Gd2O2S- und Y2O2S-Pulver, dem Tb, Eu, Pr zugesetzt worden ist, verwendet. Als zweiter Szintillator 15 für &bgr;-Strahlen wird ein dünner Kunststoff-Szintillator oder ein dünner Szintillator verwendet, der aus anderen ähnlichen Materialien hergestellt ist und der die &agr;- und &bgr;-Strahlen erfassen kann, während eine &ggr;-Strahlen-Empfindlichkeit unterdrückt wird, und der das Licht durchlassen kann, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird. Beispielsweise weist der Kunststoff-Szintillator eine Dicke von etwa 1 mm auf. In diesem Fall wird die Dicke des zweiten Szintillators dadurch festgelegt, dass die Menge der Emission, die für ein Photodetektorsystem, einschließlich des Photodetektors 17, erforderlich ist, die &bgr;-Strahlenenergie des Targets, die &ggr;-Strahlen-Empfindlichkeit oder dergleichen berücksichtigt werden, so dass die Dicke des zweiten Szintillators abhängig von der Anwendung verschiedenartig eingestellt wird.

Darüber hinaus sind alle Umfangsflächen des zweiten Szintillators 15 optisch poliert.

Diese erste Ausführungsform umfasst die folgenden zwei charakteristischen Strukturen, insbesondere

  • (1) eine Emissionszentrumswellenlänge (erste Emissionszentrumswellenlänge &lgr;1) des ersten Szintillators 14 ist kürzer eingestellt als eine Emissionszentrumswellenlänge (zweite Emissionszentrumswellenlänge &lgr;2) des zweiten Szintillators 15 (erste charakteristische Struktur), und
  • (2) umgekehrt ist die erste Emissionszentrumswellenlänge &lgr;1 des ersten Szintillators 14 länger eingestellt als die zweite Emissionszentrumswellenlänge &lgr;2 des zweiten Szintillators 15 (zweite charakteristische Struktur).

Der Ausdruck „Emissionszentrumswellenlänge eines Szintillators", der hier verwendet wird, wird eingesetzt, um die „Wellenlänge der Emission (Licht), die in dem Szintillator emittiert wird und eine Peak-Emissionsintensität in dem Emissionswellenlängenband des Szintillators aufweist" zu bezeichnen.

D.h. die erste Emissionszentrumswellenlänge &lgr;1 des ersten Szintillators 14 bedeutet die „Wellenlänge der Emission (Licht), die in dem ersten Szintillator 14 emittiert wird und die Peak-Emissionsintensität in dem Emissionswellenlängenband des ersten Szintillators 14 aufweist" und die zweite Emissionszentrumswellenlänge &lgr;2 des zweiten Szintillators bedeutet die „Wellenlänge der Emission (Licht), die in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird und die Peak-Emissionsintensität in dem -Emissionswellenlängenband des zweiten Szintillators 15 aufweist". Bei dieser ersten und zweiten charakteristischen Struktur, d.h. bei den gegenseitigen Beziehungen zwischen der langen und der kurzen Wellenlänge &lgr;1 und &lgr;2 des ersten und zweiten Szintillators 14 und 15 gibt es individuelle Merkmale. Jedes des ersten und des zweiten Charakteristikums kann bezüglich einer Ausgewogenheit der dazugehörigen Bündelungseinheit, einer Lichtdurchlasseigenschaft jedes Szintillators, der Wellenlänge mit der maximalen Empfindlichkeit des Photodetektors, der Quanteneffizienz oder dergleichen selektiv verwendet werden.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur ist, da Luft (die Luftschicht 16) zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 angeordnet ist, die Umgebung des zweiten Szintillators 15 von der Luft mit einem Brechungsindex umgeben, der niedriger ist als der Brechungsindex des zweiten Szintillators 15 selbst, so dass es einfach ist, das darin emittierte Licht in dem zweiten Szintillator 15 einzuschließen. Als Ergebnis ist es einfach, als Bündelungseinheit bezüglich des zweiten Szintillators 15 ein Verfahren einzusetzen, bei dem das Licht verwendet wird, das an einer Kantenseite in dem zweiten Szintillator 15 sehr dicht gebündelt wird. Dieses Verfahren wird in einer späteren Ausführungsform beschrieben.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur dieser ersten Ausführungsform ist es anders als bei der herkömmlichen Struktur möglich, auf eine Zwischensubstanz zum Binden und optischen eng anliegenden Koppeln des ersten und des zweiten Szintillators zu verzichten, so dass die vorstehend beschriebene Struktur für den Fall geeignet ist, bei dem die Befürchtung einer Verminderung der Menge der Zwischensubstanz selbst oder einer Verminderung des Ausmaßes einer chemischen Wechselwirkung zwischen der Zwischensubstanz und den Szintillatoren oder dergleichen besteht. Ferner ist die jeweilige Unabhängigkeit der Szintillatoren 14 und 15 sichergestellt, was es möglich macht, die Wartung, Inspektion und den Ersatz von nur einem der Szintillatoren durchzuführen.

In der vorstehend genannten ersten charakteristischen Struktur sind deshalb, weil die erste Emissionszentrumswellenlänge &lgr;1 des ersten Szintillators 14 kürzer eingestellt ist als die zweite Emissionszentrumswellenlänge &lgr;2 des zweiten Szintillators 15, das Emissionswellenlängenband des ersten Szintillators 14 und das Emissionswellenlängenband des zweiten Szintillators 15 im Wesentlichen getrennt, so dass es möglich ist, Mittel zur optischen Identifizierung der Emissionswellenlängen des Lichts, das in dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 emittiert worden ist, zusammen zu verwenden, wodurch auf die Wellenformunterscheidungsverarbeitungseinheit zur Analyse von Pulsanstiegen verzichtet werden kann.

Darüber hinaus ist in der vorstehend genannten zweiten charakteristischen Struktur die erste Emissionszentrumswellenlänge &lgr;1 des ersten Szintillators 14 länger eingestellt als die zweite Emissionszentrumswellenlänge &lgr;2 des zweiten Szintillators 15 und dadurch kann Licht, das eine lange Wellenlänge aufweist und von dem ersten Szintillator 14 mit einer hohen Durchlassefflzienz in dem Szintillator emittiert wird, kaum in dem zweiten Szintillator 15 absorbiert werden. Daher ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit des Erhaltens einer Absorption und Emission durch eine fluoreszierende Substanz, die in dem zweiten Szintillator 15 enthalten ist, gering zu machen, und folglich einen Einfluss des Lichts, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert worden ist, bezüglich des zweiten Szintillators 15 zu verhindern.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, besteht gemäß der ersten Ausführungsform, da der erste und der zweite Szintillator, die verschiedene erste und zweite Emissionszentrumswellenlängen &lgr;1 und &lgr;2 aufweisen, so ausgebildet sind, dass sie die Zweischichtstruktur aufweisen, kein Bedarf zur Messung von Pulshöhenverteilungen auf der Basis der Emissionen des ersten und des zweiten Szintillators, was es möglich macht, die &agr;-Strahlen und die &bgr;-Strahlen unter Nutzung des Unterschiedes ihrer Wellenlängen gleichzeitig und unabhängig zu messen.

Darüber hinaus wird in dieser ersten Ausführungsform ein Pulver als erster Szintillator 14 verwendet und das Pulver kann z.B. so angewandt werden, dass es an der Rückfläche des Lichtabschirmungsfilms 12 fixiert ist, d.h. an einer Innenfläche des Lichtabschirmungsfilms 12, die auf die Seite des zweiten Szintillators 15 gerichtet ist, wodurch die &agr;-Strahlen, die durch den Lichtabschirmungsfilm 12 durchgelassen werden, auf dem ersten Szintillator 14 auftreffen, ohne dass sie auf eine zusätzliche Luftschicht treffen, so dass sie von dem ersten Szintillator 14 emittiert werden. Darüber hinaus ist, da der erste Szintillator 14 an der Rückfläche des Lichtabschirmungsfilms 12 fixiert ist, die Luftschicht 16 zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 angeordnet.

Da eine Differenz zwischen dem Brechungsindex des zweiten Szintillators 15 und des Brechungsindex von Luft vorliegt, verursacht diese Differenz einen Lichteinfangeffekt durch die vollständige interne Reflexion des emittierten Lichts in den zweiten Szintillator 15. Folglich wird das emittierte Licht in dem zweiten Szintillator 15 in dem zweiten Szintillator 15 selbst eingeschlossen, so dass es sich darin ausbreitet, wodurch es möglich wird, das darin ausgebreitete Licht mit einer hohen Dichte an der Seite des zweiten Szintillators 15 zu bündeln.

Zweite Ausführungsform (2) (nicht erfindungsgemäß)

Die 2 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.

In dieser zweiten Ausführungsform umfasst wie bei der ersten Ausführungsform eine Strahlungserfassungsvorrichtung 11A das Gehäuse 13, dessen eine Oberfläche (Auftreffoberfläche) mit dem Lichtabschirmungsfilm 12 bedeckt ist, der &agr;-Strahlen und &bgr;-Strahlen durchlassen und auftreffendes Licht abschirmen kann. Im Gehäuse 13 sind der erste Szintillator 14, der Licht durch &agr;-Strahlen emittieren kann, und der zweite Szintillator 15, der Licht durch &bgr;-Strahlen emittieren kann, in einem Zustand angeordnet, bei dem sie eng anliegend optisch gekoppelt (verbunden) sind, ohne dass eine Luftschicht zwischen diesen Szintillatoren 14 und 15 angeordnet ist.

D.h., die Rückfläche des ersten Szintillators 14 und die Auftreffoberfläche des zweiten Szintillators 15 sind nahe beieinander angeordnet und optisch miteinander verbunden.

Ferner ist in dem Gehäuse 13 eine Bündelungseinheit 18 in einer Kombination mit dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 bereitgestellt, so dass das Licht, das von jedem des ersten und des zweiten Szintillators 14 und 15 emittiert wird, effektiv auf einen Photodetektor 17 gebündelt wird.

Entsprechend der ersten Ausführungsform umfasst diese zweite Ausführungsform die folgenden zwei charakteristischen Strukturen, insbesondere

  • (1) die erste Emissionszentrumswellenlänge &lgr;1 des ersten Szintillators 14 ist kürzer eingestellt als die zweite Emissionszentrumswellenlänge &lgr;2 des zweiten Szintillators 15 (erste charakteristische Struktur), und
  • (2) umgekehrt ist die erste Emissionszentrumswellenlänge &lgr;1 des ersten Szintillators 14 länger eingestellt als die zweite Emissionszentrumswellenlänge &lgr;2 des zweiten Szintillators 15 (zweite charakteristische Struktur).

Gemäß den individuellen Merkmalen der gegenseitigen Beziehungen zwischen der langen und der kurzen Wellenlänge &lgr;1 und &lgr;2 des ersten und des zweiten Szintillators 14 und 15 kann jedes des ersten und des zweiten Charakteristikums bezüglich einer Ausgewogenheit der dazugehörigen Bündelungseinheit, einer Lichtdurchlasseigenschaft jedes Szintillators, der Wellenlänge mit der maximalen Empfindlichkeit des Photodetektors, der Quanteneffizienz oder dergleichen selektiv verwendet werden.

Gemäß dieser zweiten Ausführungsform sind der erste und der zweite Szintillator 14 und 15 optisch eng anliegend miteinander verbunden, wodurch es möglich wird, ein internes Einfangen durch eine Fresnel-Reflexion auf der Basis einer Differenz der Brechungsindizes des zweiten Szintillators 15 und einer dazwischen angeordneten Luftschicht und durch eine vollständige interne Reflexion in dem zweiten Szintillator 15 zu vermindern, so dass die Durchlasswahrscheinlichkeit für das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert worden ist, durch den zweiten Szintillator 15 erhöht wird. Daher ist es einfach, eine Bündelungseinheit mit einem Bündelungsverfahren zu verwenden, bei dem Licht von der Rückfläche des zweiten Szintillators 15, der nicht an dem ersten Szintillator 14 gebunden ist, verwendet wird.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, besteht, da der erste und der zweite Szintillator, die verschiedene erste und zweite Emissionszentrumswellenlängen &lgr;1 und &lgr;2 aufweisen, so ausgebildet sind, dass sie die Zweischichtstruktur aufweisen, kein Bedarf zur Messung von Pulshöhenverteilungen auf der Basis der Emissionen des ersten und des zweiten Szintillators, was es möglich macht, die &agr;-Strahlen und die &bgr;-Strahlen unter Nutzung des Unterschiedes ihrer Wellenlängen gleichzeitig und unabhängig zu messen.

Diese zweite Ausführungsform ist für den Fall der Anwendung der Bündelungseinheit auf der Basis des Konzepts geeignet, bei dem das Emissionslicht von dem jeweiligen ersten und zweiten Szintillator 14 und 15 einmal gemischt wird und dann optisch oder elektrisch getrennt wird. Umgekehrt ist die erste Ausführungsform für den Fall geeignet, bei dem die Bündelungseinheit auf der Basis des Konzepts eingesetzt wird, bei dem das Emissionslicht von dem jeweiligen ersten und zweiten Szintillator 14 und 15 möglichst nicht gemischt wird.

Dritte Ausführungsform (3)

3 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Bei der Strahlungserfassungsvorrichtung 11B dieser dritten Ausführungsform ist eine Bündelungseinheit 18 als Bündelungskasten 19 ausgebildet, der als Gehäuse 13 dient, und eine Innenfläche 19a des Bündelungskastens 19 ist eine diffuse Reflexionsoberfläche, auf die ein diffuses Reflexionsmaterial aufgebracht ist. Eine Oberfläche des Bündelungskastens 19 ist geöffnet, so dass sie als Auftrefföffnung genutzt werden kann. Auf der Auftrefföffnung ist ein Lichtabschirmungsfilm 12 montiert, um &agr;-Strahlen und &bgr;-Strahlen durchzulassen, während Licht von Außen abgeschirmt wird.

Der Bündelungskasten 19 ist mit einer Szintillatorschicht 20 ausgestattet, die eine Zweischichtstruktur aufweist, welche den gleichen ersten und zweiten Szintillator 14 und 15 wie in der vorstehend beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsform auf der Rückseite des Lichtabschirmungsfilms 12 umfasst. Licht, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 als Szintillatorschicht 20 emittiert wird, wird durch die Innenfläche 19a des Bündelungskastens 19 diffus reflektiert, so dass es gemischt wird, wodurch es darin eingebracht wird.

Im Inneren des Bündelungskastens 19 sind zwei Photodetektoren 17 (erster und zweiter Photodetektor 17a, 17b) in einer Linie auf der Rückseite der Szintillatorschicht 20 angeordnet. Eine Photomultiplierröhre wird als jeweiliger Photodetektor 17 verwendet. Der erste Photodetektor 17a ist mit einer empfindlichen Oberfläche ausgestattet, an der ein erster Filter 21a montiert ist. Der erste Filter 21a ist angepasst, nur Licht mit dem ersten Emissionswellenlängenband, einschließlich der ersten Emissionszentrumswellenlänge &lgr;1, des ersten Szintillators 14 von dem gemischten und eingebrachten Licht durchzulassen.

Andererseits ist der zweite Photodetektor 17b mit einer empfindlichen Oberfläche ausgestattet, an der ein zweiter Filter 21b montiert ist. Der zweite Filter 21b ist angepasst, nur Licht mit einem zweiten Emissionswellenlängenband, einschließlich der zweiten Emissionszentrumswellenlänge &lgr;2, des zweiten Szintillators 15 von dem gemischten und eingebrachten Licht durchzulassen.

D.h., da das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, nicht durch den zweiten Filter 21b des Photodetektors 17b durchgelassen wird, wird das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert und in den Bündelungskasten 19 eingebracht worden ist, nur durch den ersten Filter 21a des Photodetektors 17a durchgelassen, wodurch es erfasst wird, so dass ein Signal auf der Basis des emittierten Lichts von dem ersten Szintillator 14 nur von dem Photodetektor 17a ausgegeben wird.

Entsprechend wird, da das Licht, das von dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, nicht durch den ersten Filter 21a des Photodetektors 17a durchgelassen wird, das Licht, das von dem zweiten Szintillator 15 emittiert und in den Bündelungskasten 19 eingebracht worden ist, nur durch den zweiten Filter 21b des Photodetektors 17b durchgelassen, wodurch es erfasst wird, so dass ein Signal auf der Basis des emittierten Lichts von dem zweiten Szintillator 15 nur von dem Photodetektor 17b ausgegeben wird.

In dieser dritten Ausführungsform wird die optische Wellenlängenunterscheidung so durchgeführt, dass unabhängige Signale von den einzelnen Photodetektoren 17a und 17b ausgegeben werden, ohne dass eine spezielle Trennschaltung verwendet wird.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur werden zwei Lichtarten, welche das erste und das zweite Wellenlängenband aufweisen, die im Wesentlichen voneinander getrennt sind, zu der Innenfläche 19a des Bündelungskastens 19 diffus reflektiert, so dass sie gemischt und darin eingebracht werden, und zwar im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform, bei denen jedes Licht, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 emittiert worden ist, auf der Rückflächenseite des zweiten Szintillators 15 durchgelassen wird, welche nicht auf die Seite des ersten Szintillators 14 gerichtet ist.

Da der erste Filter 21a zum Durchlassen nur des Lichts, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, an dem ersten einzelnen Photodetektor 17a montiert ist, der in dem Bündelungskasten 19 angeordnet ist, und der zweite Filter 21b zum Durchlassen nur des Lichts, das von dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, an dem ersten einzelnen Photodetektor 17b montiert ist, der in dem Bündelungskasten 19 angeordnet ist, ist es möglich, jedes emittierte Licht auf der Basis der &agr;- und &bgr;-Strahlen ohne die Verwendung einer speziellen elektronischen Vorrichtung zur Unterscheidung und Identifizierung des emittierten Lichts einzeln zu erfassen. Da darüber hinaus der Bündelungskasten verwendet wird, kann diese Ausführungsform in einfacher Weise auf Szintillatoren angewandt werden, die jeweils eine große Fläche aufweisen.

Folglich werden in dieser dritten Ausführungsform; wie es vorstehend beschrieben worden ist, der erste und der zweite Szintillator in einer Zweischichtstruktur ausgebildet, so dass kein Bedarf für eine Messung der Pulshöhenverteilungen und zur Durchführung einer Wellenformunterscheidung besteht, wodurch es möglich ist, die &agr;-Strahlen und &bgr;-Strahlen unter Nutzung des Unterschieds ihrer Wellenlängen gleichzeitig und unabhängig zu messen, und eine Strahlungserfassungsvorrichtung bereitzustellen, die Szintillatoren umfasst, die jeweils eine große Fläche aufweisen.

Vierte Ausführungsform (4A, 4B)

Die 4A ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. Die 4B ist eine Draufsicht der in der 4A gezeigten Strahlungserfassungsvorrichtung, welche die Betrachtung der Strahlungserfassungsvorrichtung von der Seite des Auftreffens der Strahlung her zeigt.

Da in der Strahlungserfassungsvorrichtung 11C dieser vierten Ausführungsform die Strukturen des Gehäuses 13, des Lichtabschirmungsfilms 12, des ersten Szintillators 14 und des zweiten Szintillators 15 mit denjenigen der Strahlungserfassungsvorrichtung der ersten Ausführungsform identisch sind, werden Beschreibungen der Strukturen des Gehäuses 13, des Lichtabschirmungsfilms 12, des ersten Szintillators 14 und des zweiten Szintillators 15 weggelassen oder vereinfacht.

Die Strahlungserfassungsvorrichtung 11C der vierten Ausführungsform umfasst zwei Photodetektoren 25 (erster und zweiter Photodetektor 25a, 25b), die in dem Gehäuse 13 an der Rückseite des zweiten Szintillators 15 montiert sind. Eine Photomultiplierröhre wird als jeweiliger Photodetektor 25 verwendet.

Der erste und der zweite Photodetektor 25a und 25b sind parallel zu einer Längsrichtung des zweiten Szintillators 15 angeordnet und in einem vorgegebenen Intervall voneinander beabstandet.

Der erste Photodetektor 25a der Photodetektoren 25 ist mit einer empfindlichen Oberfläche ausgestattet, an die ein erster Filter 26a mit einer vorgegebenen Farbe (z.B. rot) integral montiert ist. Die empfindliche Oberfläche des ersten Photodetektors 25a und der erste Filter 26a weisen z.B. eine im Wesentlichen kreisförmige Form auf, so dass der erste Photodetektor 25a und der erste Filter 26a koaxial angeordnet sind.

Der erste Filter 26a des ersten Photodetektors 25a ist optisch eng anliegend an der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 angebracht.

Der erste Filter 26a ist angepasst, nur Licht durchzulassen, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert worden ist und Licht zu absorbieren, das von dem zweiten Szintillator 15 emittiert worden ist.

Entsprechend ist der zweite Photodetektor 25b der Photodetektoren 25 mit einer empfindlichen Oberfläche ausgestattet, an die ein zweiter Filter 26b mit einer vorgegebenen Farbe (z.B. blau) integral montiert ist. Die empfindliche Oberfläche des zweiten Photodetektors 25b und der zweite Filter 26b weisen z.B. eine im Wesentlichen kreisförmige Form auf, so dass der zweite Photodetektor 25b und der zweite Filter 26b koaxial angeordnet sind.

Der zweite Filter 26b des zweiten Photodetektors 25b ist optisch eng anliegend an der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 angebracht.

Der zweite Filter 26b ist angepasst, nur Licht durchzulassen, das von dem zweiten Szintillator 15 emittiert worden ist und Licht zu absorbieren, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert worden ist.

Die Strahlungserfassungsvorrichtung 11C umfasst auch Luft, die in dem Gehäuse 13 vorliegt, so dass eine Luftschicht 27 gebildet wird, wodurch der zweite Szintillator 15 umgeben wird.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur wird, da das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, nicht durch den zweiten Filter 26b des Photodetektors 25b durchgelassen wird, so dass es darin absorbiert wird, das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, nur durch den ersten Filter 26a des Photodetektors 25a durchgelassen, so dass es von dem Photodetektor 25a erfasst wird, wodurch ein Signal auf der Basis des emittierten Lichts von dem ersten Szintillator 14 nur von dem Photodetektor 25a ausgegeben wird.

Entsprechend wird, da das Licht, das von dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, nicht durch den ersten Filter 26a des Photodetektors 25a durchgelassen wird, so dass es darin absorbiert wird, das Licht, das von dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, nur durch den zweiten Filter 26b des Photodetektors 25b durchgelassen, so dass es von dem Photodetektor 25b erfasst wird, wodurch ein Signal auf der Basis des emittierten Lichts von dem zweiten Szintillator 15 nur von dem Photodetektor 25b ausgegeben wird.

Insbesondere da der zweite Szintillator 15 von der Luftschicht 27 umgeben ist, die einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als der Brechungsindex des zweiten Szintillators 15 selbst, wird, wie es in den 4A und 4B gezeigt ist, das Licht L2, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, an der umgebenden Luftschicht 27 vollständig intern reflektiert, so dass es in dem zweiten Szintillator 15 verteilt wird, während es darin eingefangen ist.

Da das Licht L2, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, verteilt wird, während es darin eingefangen ist, trifft das Licht L2a, das an einem Abschnitt in dem zweiten Szintillator 15 nahe an dem zweiten Filter 26b emittiert wird, direkt auf den zweiten Filter 26b auf, und in dem Fall, bei dem das Licht L2b an einer Position in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, die von dem zweiten Filter 26b entfernt ist, wird das emittierte Licht L2b effizient weitergeleitet, so dass es auf den zweiten Filter 26b auftrifft.

Daher ist es möglich, das Licht L2, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert worden ist, durch den zweiten Photodetektor 25b effizient zu erfassen.

Fünfte Ausführungsform (5A bis 5C)

5A ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. 5B ist eine Draufsicht der in der 5A gezeigten Strahlungserfassungsvorrichtung im Fall der Betrachtung der Strahlungserfassungsvorrichtung von der Seite des Auftreffens der Strahlung her.

In der Struktur der Strahlungserfassungsvorrichtung 11C gemäß der vierten Ausführungsform sind der erste und der zweite Photodetektor 25a und 25b parallel zur Längsrichtung des zweiten Szintillators 15 angeordnet und in einem vorgegebenen Intervall voneinander beabstandet.

Daher besteht die Wahrscheinlichkeit, dass, während das Licht L2, das an einem Seitenabschnitt (einem linken Seitenabschnitt bei der Betrachtung der 4A) in dem zweiten Szintillator 15 weg von dem zweiten Filter 26b in dem zweiten Szintillator 15 in die Richtung des zweiten Filters 26b weitergeleitet wird, das Licht L2 durch einen Abschnitt des zweiten Szintillators 15 hindurchtritt, mit dem der erste Filter 26a in Kontakt ist, so dass es in dem ersten Filter 26a absorbiert wird. Daher besteht die Möglichkeit, dass die Effizienz der Erfassung des Lichts, das an dem einen Seitenabschnitt in dem zweiten Szintillator entfernt von dem zweiten Filter 26b emittiert wird, verschlechtert wird, wodurch die Einheitlichkeit der Empfindlichkeit der Strahlungserfassungsvorrichtung vermindert wird.

Bei dieser fünften Ausführungsform ist es durch die Bereitstellung der Anordnung der zwei Photodetektoren, welche die Filter umfassen, möglich, die Effizienz der Erfassung des Lichts, das an dem einen Seitenabschnitt in dem zweiten Szintillator entfernt von dem zweiten Filter emittiert wird, zu verbessern, und die Einheitlichkeit der Empfindlichkeit der Strahlungserfassungsvorrichtung zu verbessern.

Im Hinblick auf die vorstehend genannten Umstände bezüglich der Struktur der Strahlungserfassungsvorrichtungen gemäß der vierten Ausführungsform weist diese Strahlungserfassungsvorrichtung 11D dieser fünften Ausführungsform die charakteristische Struktur auf, dass in dem Fall, bei dem ein erster Mittelpunkt des ersten Filters 26a (die empfindliche Oberfläche des ersten Photodetektors 25a) der Strahlungserfassungsvorrichtung 11D als O1 bezeichnet wird und ein zweiter Mittelpunkt des zweiten Filters 26b (die empfindliche Oberfläche des zweiten Photodetektors 25b) der Strahlungserfassungsvorrichtung 11D als O2 bezeichnet wird, der erste Photodetektor 25a, der den ersten Filter 26a integral umfasst, und der zweite Photodetektor 25b, der den zweiten Filter 26b integral umfasst, benachbart angeordnet sind, so dass eine Linie M1, die den ersten Mittelpunkt O1 und den zweiten Mittelpunkt O2 verbindet, zu der Längsrichtung des zweiten Szintillators 15 orthogonal ist.

Ferner sind die weiteren Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11D dieser fünften Ausführungsform im Wesentlichen mit den Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11C der vierten Ausführungsform identisch und daher werden Beschreibungen der anderen Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11D weggelassen.

In dieser fünften Ausführungsform wird das Licht L2b, das an einem Seitenabschnitt (einem Abschnitt der linken Seite, wenn die 5A und 5B betrachtet werden) in den zweiten Szintillator 15 entfernt von dem zweiten Filter 26b in den zweiten Szintillator 15 in Richtung des zweiten Filters 26b weitergeleitet, während es an der Luftschicht 27 vollständig intern reflektiert wird.

Ferner wird, da der erste Photodetektor 25a, der den ersten Filter 26a umfasst, und der zweite Photodetektor 25b, der den zweiten Filter 26b umfasst, derart angeordnet sind, dass die Linie M1, die den ersten Mittelpunkt O1 und den zweiten Mittelpunkt O2 verbindet, orthogonal zu der Längsrichtung des zweiten Szintillators 15 ist, die Wahrscheinlichkeit, dass das Licht L2b auf den ersten Filter 26a weitergeleitet wird, verglichen mit der vierten Ausführungsform vermindert, so dass es möglich ist, die Effizienz der Erfassung des Lichts L2, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, zu verbessern.

Daher ist es möglich, das Licht L2, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, durch den zweiten Photodetektor 25b effizient zu erfassen.

In dieser fünften Ausführungsform sind der erste Photodetektor 25a, der den ersten Filter 26a umfasst, und der zweite Photodetektor 25b, der den zweiten Filter 26b umfasst, derart angeordnet, dass die Linie M1, die den ersten Mittelpunkt O1 und den zweiten Mittelpunkt O2 verbindet, orthogonal zu der Längsrichtung des zweiten Szintillators 15 ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Struktur beschränkt. D.h., wie es in der 5C gezeigt ist, sind der erste Photodetektor 25a, der den ersten Filter 26a umfasst, und der zweite Photodetektor 25b, der den zweiten Filter 26b umfasst, derart angeordnet, dass die Linie M2, die den ersten Mittelpunkt O1 und den zweiten Mittelpunkt O2 verbindet, die Längsrichtung des zweiten Szintillators 15 in einem vorgegebenen Winkel kreuzt. Es ist bevorzugt, dass der vorgegebene Winkel auf nahe an einem rechten Winkel eingestellt wird.

Sechste Ausführungsform (6A bis 6C)

Die 6A ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. Die 6B ist eine Draufsicht der in der 6A gezeigten Strahlungserfassungsvorrichtung im Fall der Betrachtung der Strahlungserfassungsvorrichtung von der Seite des Auftreffens der Strahlung her. Die 6C ist eine Draufsicht der in der 6A gezeigten Strahlungserfassungsvorrichtung im Fall der Betrachtung der Strahlungserfassungsvorrichtung von der Seite des Auftreffens der Strahlung her, und zwar gemäß einer Modifizierung der sechsten Ausführungsform.

Im Hinblick auf die vorstehend genannten Umstände bezüglich der Struktur der Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform weist die Strahlungserfassungsvorrichtung 11E dieser sechsten Ausführungsform die charakteristische Struktur auf, dass der erste Photodetektor 25a, der den ersten Filter 26a integral umfasst, und der zweite Photodetektor 25b, der den zweiten Filter 26b integral umfasst, an beiden lateralen Endseiten des zweiten Szintillators 15 in einem vorgegebenen Intervall angeordnet sind, so dass der erste Photodetektor 25a in dem Gehäuse 13 am weitesten von dem Photodetektor 25b entfernt ist.

D.h., in dem Fall, bei der jede laterale Breite jedes des ersten und des zweiten Szintillators 14, 15 im Wesentlichen jedem Durchmesser jedes Filters 26a, 26b entspricht, wie es in der 6B gezeigt ist, ist der erste Filter 26a, der mit dem ersten Photodetektor 25a integriert ist, optisch eng anliegend mit einem Seitenkantenabschnitt (einem linken Seitenabschnitt, wenn die 6A und 6B betrachtet werden) des zweiten Szintillators 15 verbunden, und der zweite Filter 26b, der mit dem zweiten Photodetektor 25b integriert ist, ist optisch eng anliegend mit dem anderen Seitenkantenabschnitt des zweiten Szintillators 15 verbunden.

In dem Fall, bei der jede laterale Breite jedes des ersten und des zweiten Szintillators 14, 15 länger ist als jeder Durchmesser jedes Filters 26a, 26b, wie es in der 6C gezeigt ist, ist der erste Filter 26a, der mit dem ersten Photodetektor 25a integriert ist, optisch eng anliegend mit einem Eckenabschnitt des zweiten Szintillators 15 verbunden, und der zweite Filter 26b, der mit dem zweiten Photodetektor 25b integriert ist, ist optisch eng anliegend mit dem anderen Eckenabschnitt des zweiten Szintillators 15 verbunden, wobei ein weiterer Eckenabschnitt des zweiten Szintillators 15 diagonal an einem der Eckenabschnitte davon angeordnet ist.

Ferner sind die weiteren Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11E dieser sechsten Ausführungsform im Wesentlichen mit den Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11C der vierten Ausführungsform identisch und daher werden Beschreibungen der anderen Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11E weggelassen.

In dieser sechsten Ausführungsform wird das Licht L2b1, das an einem Abschnitt mit Ausnahme des einen Seitenabschnitts emittiert wird, an dem der erste Filter 26a gebunden ist, in den zweiten Szintillator 15 in Richtung des zweiten Filters 26b weitergeleitet, während es an der Luftschicht 27 vollständig intern reflektiert wird.

Ferner wird verglichen mit der fünften Ausführungsform die Wahrscheinlichkeit, dass das emittierte Licht L2b1 auf den ersten Filter 26a weitergeleitet wird, extrem vermindert, da der erste Photodetektor 25a, der den ersten Filter 26a integral umfasst, und der zweite Photodetektor 25b, der den zweiten Filter 26b integral umfasst, an beiden lateralen Seiten des zweiten Szintillators 15 in einem vorgegebenen Intervall angeordnet sind, so dass der erste Photodetektor 25a in dem Gehäuse 13 am weitesten von dem zweiten Photodetektor 25b entfernt ist.

Ferner ist es in dieser Struktur, wenn das emittierte Licht L2b1 zu einem Abschnitt weitergeleitet wird, an dem der zweite Filter 26b gebunden ist, selbst dann, wen das emittierte Licht L2b1 nicht zu dem zweiten Filter 26b durchdringt, möglich, zu verhindern, dass das emittierte Licht L2b1 zu dem Abschnitt weitergeleitet wird, mit dem der erste Filter 26a verbunden ist. D.h., durch diese Anordnung des ersten Photodetektors 25a, der den ersten Filter 26a umfasst, und des zweiten Photodetektors 25b, der den zweiten Filter 26b umfasst, wird der Ausbreitungsweg des Lichts, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, und der Ausbreitungsweg des Lichts, das von de zweiten Szintillator 15 emittiert wird, nicht gegenseitig unterbrochen.

Siebte Ausführungsform (7)

7 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Im Hinblick auf die vorstehend genannten Umstände bezüglich der Struktur der Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform weist die Strahlungserfassungsvorrichtung 11F dieser siebten Ausführungsform die charakteristische Struktur auf, dass der erste Filter 26a des ersten Photodetektors 25a nicht optisch mit der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 verbunden ist. D.h. der erste Filter 26a ist so angeordnet, dass er von der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 in einem vorgegebenen Intervall entfernt angeordnet ist, wobei Luft in dem Gehäuse 1 vorliegt, wodurch eine Luftschicht 30 zwischen der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 und des ersten Filters 26a des ersten Photodetektors 25a gebildet wird.

Ferner sind die weiteren Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11F dieser siebten Ausführungsform im Wesentlichen mit den Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11C der vierten Ausführungsform identisch und daher werden Beschreibungen der anderen Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11F weggelassen.

Bei dieser Struktur wird, da der zweite Szintillator 15 von den Luftschichten 27 und 30 umgeben ist, die jeweils einen Brechungsindex aufweisen, der niedriger ist als der Brechungsindex des zweiten Szintillators 15 selbst, das Licht L2, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, an den umgebenden Luftschichten 27 und 30 vollständig intern reflektiert, so dass es in dem zweiten Szintillator 15 verteilt wird, während es darin eingefangen ist.

Daher wird in einem Fall, bei dem das Licht L2b an einer Position in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, die von dem zweiten Filter 26b entfernt ist, das emittierte Licht L2b nicht zu dem ersten Filter 26a des ersten Photodetektors 25a weitergeleitet, so dass das emittierte Licht L2b effizient weitergeleitet wird, wodurch es in idealer Weise ohne jeglichen Einfluss von dem ersten Filter 26a auf den zweiten Filter 26b auftrifft.

Daher ist es möglich, das Licht L2, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert worden ist, durch den zweiten Photodetektor 25b effizient zu erfassen.

Achte Ausführungsform (8A, 8B)

Die 8A ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. Die 8B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIIIB-VIIIB in der 8A.

Im Hinblick auf die vorstehend genannten Umstände bezüglich der Struktur der Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform weist die Strahlungserfassungsvorrichtung 11G dieser achten Ausführungsform ferner einen Reflexionskasten 31 auf, der an dem zweiten Szintillator 15 angebracht ist, um das von dem ersten Szintillator 14 emittierte Licht vollständig intern diffus zu reflektieren.

In dieser Ausführungsform sind der Lichtabschirmungsfilm 12 und das Gehäuse 13 weggelassen.

Der Reflexionskasten 31 ist mit einer oberen Öffnungsfläche und einer Bodenwand 31a ausgestattet, die eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweisen, die im Wesentlichen mit der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 identisch ist und parallel zu dessen Rückfläche angeordnet ist. Die Bodenwand 31a ist mit zwei Öffnungen 31b1, 31b2 ausgebildet. Die beiden Öffnungen 31b1 und 31b2 sind in einem vorgegebenen Intervall parallel zu der Längsrichtung des zweiten Szintillators 15 angeordnet. Eine der Öffnungen 31b1 ist an einem Mittelabschnitt der Bodenwand 31a ausgebildet und die andere der Öffnungen 31b2 ist an einem Endabschnitt davon ausgebildet.

Der erste Filter 26a des ersten Photodetektors 25a ist in der Öffnung 31b1 aufgenommen, so dass der erste Filter 26a so angeordnet ist, dass er von der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 in dem Abstand zwischen der Rückfläche davon und der Bodenwand 31a entfernt ist.

Der zweite Photodetektor 25b, der den zweiten Filter 26b umfasst, dringt durch die Öffnung 31b2 hindurch, so dass der zweite Filter 26b optisch eng anliegend mit der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 verbunden ist.

Der Reflexionskasten 31 ist auch mit vier Seitenwänden 31c ausgestattet, die so an der Bodenwand 31a angebracht sind, dass sie vier Seitenkantenabschnitte davon zu der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 verlängern, wodurch sie eng anliegend damit verbunden sind, und daher wird ein geschlossener Raum 32 zwischen der Rückfläche des zweiten Szintillators 15, den Seitenwänden 31c des Reflexionskastens 31 und der Bodenwand 31a des Reflexionskastens gebildet. D.h., der geschlossene Raum 32 ist von der Rückfläche des zweiten Szintillators 15, den Seitenwänden 31c und der Bodenwand 31a umgeben, so dass Luft in dem geschlossenen Raum 32 vorliegt, wodurch darin eine Luftschicht 32a gebildet wird.

Darüber hinaus werden die Innenflächen (Reflexionsflächen) 31d der Boden- und Seitenwände 31a und 31c so bearbeitet, dass sie das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, vollständig intern diffus reflektieren. Beispielsweise wird ein Material, das das Licht effektiver diffus reflektieren kann als das Material, aus dem der Reflexionskasten 31 hergestellt ist, wie z.B. ein Titanoxid oder andere entsprechende Materialien, auf die Innenflächen 31d der Boden- und Seitenwände 31a und 31c aufgebracht.

Ferner sind die weiteren Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11G dieser achten Ausführungsform im Wesentlichen mit den Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11C der vierten Ausführungsform identisch und daher werden Beschreibungen der anderen Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11G weggelassen.

In dieser Struktur wird, da der zweite Szintillator 15 von der Luftschicht 32a umgeben ist, die in dem geschlossenen Raum 32 vorliegt und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als der Brechungsindex des zweiten Szintillators 15 selbst, das Licht L2, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, an der Luftschicht 32a vollständig intern reflektiert, so dass es in dem zweiten Szintillator 15 verteilt wird, während es darin eingefangen wird.

Daher wird in dem Fall, bei dem das Licht L2b an einer Position in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, die von dem zweiten Filter 26b entfernt ist, das emittierte Licht L2b nicht zu dem ersten Filter 26a des ersten Photodetektors 25a weitergeleitet, so dass das emittierte Licht L2b effizient weitergeleitet wird, wodurch es in idealer Weise ohne jeglichen Einfluss von dem ersten Filter 26a auf den zweiten Filter 26b auftrifft.

Daher ist es möglich, das Licht L2, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert worden ist, durch den zweiten Photodetektor 25b effizient zu erfassen.

Darüber hinaus wird das emittierte Licht von dem ersten Szintillator 14 durch den zweiten Szintillator 15 durchgelassen, so dass es in den geschlossenen Raum 32 eintritt, während es an den Reflexionsoberflächen 31d vollständig intern diffus reflektiert wird. Daher ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass das emittierte Licht von dem ersten Szintillator 14 den ersten Filter 26a erreicht, so dass es darauf auftrifft.

Im Allgemeinen ist es unter der Annahme, dass Photonen durch die diffuse Reflexion einheitlich verteilt werden, um so besser möglich, die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass das emittierte Licht von dem ersten Szintillator 14 auf dem ersten Filter 26a gebündelt wird, je höher der prozentuale Anteil des empfindlichen Bereichs des ersten Filters 26a, der für das emittierte Licht empfindlich ist, in allen Innenflächenbereichen der Reflexionsflächen 31d ist.

Neunte Ausführungsform (9A, 9B)

9A ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung im Fall des Betrachtens der Strahlungserfassungsvorrichtung von einer lateralen Seite von deren erstem und zweitem Szintillator her gemäß einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. 9B ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung im Fall des Betrachtens der Strahlungserfassungsvorrichtung von einer Längsseite von deren erstem und zweitem Szintillator her gemäß der neunten Ausführungsform zeigt.

Im Hinblick auf die vorstehend genannten Umstände bezüglich der Struktur der Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform umfasst die Strahlungserfassungsvorrichtung 11H dieser neunten Ausführungsform zur Verbesserung einer Auftreffwahrscheinlichkeit des Lichts, das von dem ersten Szintillator 14 in den ersten Filter 26a emittiert wird, eine Reflexionsplatte (einen Reflexionskasten) 40 mit vier reflektierenden Wänden 40a1 bis 40a4 zum diffusen und vollständigen internen Reflektieren des emittierten Lichts von dem ersten Szintillator 14 auf die vier geneigten reflektierenden Wände 40a1 bis 40a4, so dass die durchschnittlichen Reflexionsrichtungen des diffus reflektierten Lichts an den vier reflektierenden Wänden 40a1 bis 40a4 auf die Seite des ersten Szintillators des ersten Filters 26a gerichtet werden.

Die vier reflektierenden Wände 40a1 bis 40a4 der reflektierenden Platte 40 sind mit vier Kantenabschnitten der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 und mit dem ersten Filter 26a des ersten Photodetektors 25a verbunden, der so angeordnet ist, dass er von der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 in einem vorgegebenen Intervall beabstandet ist.

Auf der Rückseite des zweiten Szintillators 15 ist aus der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 und den vier reflektierenden Wänden 40a1 bis 40a4 ein geschlossener Raum 41 ausgebildet. D.h., der geschlossene Raum 41 ist von der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 und den vier reflektierenden Wänden 40a1 bis 40a4 so umgeben, dass Luft in dem geschlossenen Raum 41 vorliegt, wodurch eine Luftschicht 41a darin ausgebildet wird.

Darüber hinaus werden die Innenflächen (Reflexionsflächen) 42 der reflektierenden Wände 40a1 bis 40a4 so bearbeitet, dass sie das von dem ersten Szintillator 14 emittierte Licht entsprechend der vierten Ausführungsform vollständig intern diffus reflektieren.

In dieser Ausführungsform ist jede der reflektierenden Wände 40a1 bis 40a4 in einem vorgegebenen Winkel bezüglich einer Richtung der Mittelachse (einer Linie, die sich vertikal von der Mitte des ersten Filters 26a erstreckt) des ersten Filters 26a geneigt, so dass die durchschnittlichen Reflexionsrichtungen des diffus reflektierten Lichts auf die vier reflektierenden Wände 40a1 bis 40a4 auf eine Position des zweiten Szintillators 15 gerichtet sind, bei der die Mittelachse des ersten Filters 26a gekreuzt wird.

Demgemäß ist es möglich, die Struktur der Strahlungserfassungsvorrichtung 11H gemäß der neunten Ausführungsform einfach dadurch zu realisieren, dass die reflektierenden Wände 40a1 bis 40a4 der Reflexionsplatte 40 in dem Gehäuse 13 bereitgestellt werden, wobei die Winkel der reflektierenden Wände 40a1 bis 40a4 jeweils bezüglich der Mittelachsenrichtung des ersten Szintillators 14 eingestellt werden.

Ferner sind die weiteren Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11H dieser neunten Ausführungsform im Wesentlichen mit den Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11C der vierten Ausführungsform identisch und daher werden Beschreibungen der anderen Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11H weggelassen.

Bei dieser Struktur wird ähnlich wie bei der achten Ausführungsform in einem Fall, bei dem das Licht L2b an einer Position in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, die von dem zweiten Filter 26b entfernt ist, das emittierte Licht L2b nicht zu dem ersten Filter 26a des ersten Photodetektors 25a weitergeleitet, so dass das emittierte Licht L2b effizient weitergeleitet wird, so dass es in idealer Weise ohne jeglichen Einfluss von dem ersten Filter 26a auf den zweiten Filter 26b auftrifft.

Daher ist es möglich, das Licht L2, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert worden ist, durch den zweiten Photodetektor 25b effizient zu erfassen.

Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass der Reflexionswinkel an den Oberflächen zur diffusen Reflexion gemäß dem Lambert'schen Gesetz wie eine Cosinus-Verteilung verteilt ist.

Aus diesem Grund wird, da jede der reflektierenden Wände 40a1 bis 40a4 so geneigt ist, dass die durchschnittlichen Reflexionsrichtungen des diffus reflektierten Lichts an den vier reflektierenden Wänden 40a1 bis 40a4 auf die Seite des zweiten Szintillators 15 geneigt sind, das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, durch den zweiten Szintillator 15 durchgelassen wird und in den geschlossenen Raum 41 eintritt, an jeder Reflexionsfläche 42 jeder der reflektierenden Wände 40a1 bis 40a4 diffus reflektiert, so dass es in die Richtung des zweiten Szintillators 15 und des ersten Szintillators 14 durchgelassen wird.

Dann wird das durchgelassene Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, an dem zweiten Szintillator 15 oder dem ersten Szintillator 14 diffus reflektiert, so dass es zu dem ersten Filter 26a weitergeleitet wird.

Daher ist es möglich, die Menge des von dem ersten Szintillator 14 emittierten Lichts, das auf dem ersten Filter 26a gebündelt wird, zu erhöhen.

Bei dieser Struktur weist die Reflexionsplatte vier reflektierende Wände auf, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt. D.h., die Reflexionsplatte kann eine Umfangswand aufweisen, deren Senkrechten auf die Position des zweiten Szintillators 15 gerichtet sind, an der die Mittelachse des ersten Filters gekreuzt wird.

Zehnte Ausführungsform (10A, 10B)

Die 10A ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. Die 10B ist eine Draufsicht der in der 10A gezeigten Strahlungserfassungsvorrichtung im Fall der Betrachtung der Strahlungserfassungsvorrichtung von der Seite des Auftreffens der Strahlung her.

In dieser zehnten Ausführungsform werden, da die Strukturen des Gehäuses 13, des Lichtabschirmungsfilms 12 und der Szintillatorschicht 20 (der erste Szintillator 14 und der zweite Szintillator 15) mit denjenigen der Strahlungserfassungsvorrichtung der dritten Ausführungsform identisch sind, Beschreibungen der Strukturen des Gehäuses 13, des Lichtabschirmungsfilms 12 und der Szintillatorschicht 20 (der erste Szintillator 14 und der zweite Szintillator 15) weggelassen oder vereinfacht.

Die Strahlungserfassungsvorrichtung 11I der zehnten Ausführungsform umfasst zwei Photodetektoren 45 (erster und zweiter Photodetektor 45a, 45b), die an der inneren Bodenfläche des Gehäuses 13 so montiert sind, das der erste Photodetektor 45a und der zweite Photodetektor 45b von dem zweiten Szintillator 15 beabstandet sind.

Wie bei einigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind gemäß der 10B der erste und der zweite Photodetektor 45a und 45b parallel zu einer Längsrichtung des zweiten Szintillators 15 angeordnet und grenzen aneinander an.

Der erste Photodetektor 45a ist mit einer empfindlichen Oberfläche ausgestattet, an der ein erster Filter 46a integral montiert ist.

Der erste Filter 46a ist angepasst, nur Licht durchzulassen, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert worden ist, und Licht zu absorbieren, das von dem zweiten Szintillator 15 emittiert worden ist.

Entsprechend ist der zweite Photodetektor 45b mit einer empfindlichen Oberfläche ausgestattet, an der ein zweiter Filter 46b integral montiert ist. Der zweite Filter 46b ist angepasst, nur Licht durchzulassen, das von dem zweiten Szintillator 15 emittiert worden ist, und Licht zu absorbieren, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert worden ist.

Darüber hinaus umfasst die Strahlungserfassungsvorrichtung 11I ferner eine Lichtleiteinrichtung 50, die zwischen dem zweiten Szintillator 15 und dem ersten und zweiten Filter 46a und 46b angeordnet ist, zum Leiten des Lichts, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert worden ist, und des Lichts, das von dem zweiten Szintillator emittiert worden ist, auf den ersten und zweiten Filter 46a und 46b.

Die Lichtleiteinrichtung 50 ist aus einem Material hergestellt, das für jede der Emissionswellenlängenbanden des ersten und des zweiten Szintillators 14 und 15 transparent ist.

Die Lichtleiteinrichtung 50 weist im Wesentlichen eine Kegelstumpfform mit einer oberen Öffnungsfläche, einer Bodenfläche, in der zwei Öffnungen ausgebildet sind, und einer Seitenumfangswand auf.

Die obere Öffnungsfläche der Lichtleiteinrichtung 50 weist eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, die im Wesentlichen mit der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 identisch ist, so dass die Lichtleiteinrichtung 50 eng anliegend an deren oberer Öffnungsfläche mit der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 verbunden ist.

Die Umfangsfläche der Lichtleiteinrichtung 50 ist in Richtung der Bodeninnenfläche des Gehäuses kegelförmig, so dass eine Fläche jeder der Öffnungen ausreichend klein ist, um einer Fläche des ersten und des zweiten Filters 46a, 46b zu entsprechen.

D.h., die Öffnungen sind parallel zur Längsrichtung des zweiten Szintillators 15 bei einem vorgegebenen Intervall angeordnet, das der Anordnung des ersten und des zweiten Photodetektors 45a und 45b entspricht, so dass der erste und der zweite Photodetektor 45a und 45b jeweils in die Öffnungen eingesetzt werden.

In der dritten Ausführungsform tritt das Licht, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 emittiert wird, in den Bündelungskasten 19 ein, der als Innenfläche 19a die diffuse Reflexionsoberfläche aufweist.

Im Gegensatz dazu wird in dieser zehnten Ausführungsform das Licht, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 emittiert wird, in die Lichtleiteinrichtung 50 eintreten gelassen, so dass das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert und in die Lichtleiteinrichtung 50 eintreten gelassen wird, geleitet wird, so dass es nur durch den ersten Filter 46a des Photodetektors 45a durchgelassen wird, wodurch es von dem Photodetektor 45a erfasst wird.

Entsprechend wird das Licht, das von dem zweiten Szintillator 15 emittiert und in den Bündelungskasten 19 eintreten gelassen wird, so geleitet, dass es nur durch den zweiten Filter 46b des Photodetektors 45b durchgelassen wird, wodurch es von dem Photodetektor 45b erfasst wird.

Daher ist es möglich, den vorstehend beschriebenen Effekt der dritten Ausführungsform zu erhalten.

Darüber hinaus ist es in der Struktur dieser zehnten Ausführungsform möglicht, die Form und die Größe der Lichtleiteinrichtung 50 willkürlich einzustellen, wodurch als Photodetektoren 45a und 45b ein Photodetektor mit einer geringen Größe bereitgestellt werden kann, da das Licht, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 emittiert wird, in die Lichtleiteinrichtung 50 eingebracht wird.

Darüber hinaus kann es entsprechend den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen effektiv sein, eine Außenfläche der Seitenumfangswand der Lichtleiteinrichtung 50 so zu bearbeiten, dass die Außenfläche poliert wird, um so das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, vollständig intern zu reflektieren. Ferner kann es auch effektiv sein, die Außenfläche der Seitenumfangswand der Lichtleiteinrichtung 50 so zu bearbeiten, dass das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, gespiegelt oder diffus reflektiert wird.

Bei dieser Struktur sind die Photodetektoren 45a, 45b so angeordnet, dass sie eng aneinander liegend mit der Außenseite der Lichtleiteinrichtung 50 gekoppelt sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Struktur beschränkt. D.h., entsprechend den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die Seitenumfangswand der Lichtleiteinrichtung 50 gegebenenfalls mit zwei konkaven Abschnitten ausgebildet sein, in denen die Photodetektoren 45a, 45b eng anliegend eingebettet sind.

Gemäß dieser zehnten Ausführungsform sind der erste und der zweite Szintillator als Zweischichtstruktur ausgebildet, so dass kein Bedarf zur Messung der Pulshöhenverteilungen und zur Durchführung einer Wellenformunterscheidung besteht, was es möglich macht, die &agr;-Strahlen und die &bgr;-Strahlen unter Nutzung der Differenz ihrer Wellenlängen gleichzeitig und unabhängig zu messen, und für jeden der Photodetektoren einen Photodetektor mit einer geringen Größe einzusetzen, wodurch die Strahlungserfassungsvorrichtung kompakt gemacht wird.

Elfte Ausführungsform (11)

11 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer elften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Im Hinblick auf die vorstehend genannten Umstände bezüglich der Struktur der Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform sind in der Strahlungserfassungsvorrichtung 11J dieser Ausführungsform die Anordnung des ersten und des zweiten Photodetektors, welche den ersten und den zweiten Filter umfassen, die Form der Lichtleiteinrichtung 50a und deren Anordnung verglichen mit denjenigen der Strahlungserfassungsvorrichtung der zehnten Ausführungsform modifiziert.

D.h., in dieser Struktur ist die Lichtleiteinrichtung 50a so angeordnet, dass sie von der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 in einem vorgegebenen Intervall entfernt ist und in dem Gehäuse 13 Luft vorliegt, so dass eine Luftschicht 51 zwischen der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 und der oberen Öffnungsfläche der Lichtleiteinrichtung 50a ausgebildet wird.

Die Bodenfläche der Lichtleiteinrichtung 50a ist mit einer Öffnung 52a1 ausgebildet und eine andere Öffnung 52a2 ist an einem Kantenabschnitt der Umfangswand der Längskantenseite des zweiten Szintillators 15 ausgebildet.

Der erste Filter 46a1 des ersten Photodetektors 45a ist derart in die Öffnung 52a1 eingebracht, dass der erste Filter 46a so angeordnet ist, dass er von der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 in einem Abstand zwischen dessen Rückfläche und der Bodenfläche der Lichtleiteinrichtung 50a entfernt ist.

Der zweite Photodetektor 45b, der den zweiten Filter 46b umfasst, durchdringt die Öffnung 52a2, so dass der zweite Filter 46b optisch eng anliegend mit der Rückfläche des zweiten Szintillators 15 verbunden ist.

Ferner sind die weiteren Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11J dieser elften Ausführungsform im Wesentlichen mit den Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11C der vierten Ausführungsform identisch und daher werden Beschreibungen der anderen Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11J weggelassen.

In dieser Struktur wird entsprechend den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, da der zweite Szintillator 15 von der Luftschicht 51 umgeben ist, das Licht L2, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, an den umgebenden Luftschichten 27 und 30 vollständig intern reflektiert, so dass es in dem zweiten Szintillator 15 verteilt wird, während es darin eingefangen wird.

Daher wird das emittierte Licht L2 nicht zu dem ersten Filter 46a des ersten Photodetektors 45a weitergeleitet, so dass das emittierte Licht L2 effizient weitergeleitet wird, so dass es in idealer Weise ohne jeglichen Einfluss von dem ersten Filter 46a auf den zweiten Filter 46b auftrifft.

Darüber hinaus wird, da die obere Öffnungsfläche der Lichtleiteinrichtung 50a einen breiten Bereich aufweist und die Öffnung 52a1 der Bodenfläche der Lichtleiteinrichtung 50a ausreichend verengt ist, dass der erste Filter 46a1 zu der Öffnung 52a1 passt, das Licht, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 emittiert wird, effektiv zu dem ersten Filter 46a des ersten Photodetektors 45a geleitet und gebündelt, so dass nur das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, durch den ersten Filter 46a selektiert wird, so dass es durchgeleitet wird, wodurch das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert worden ist, durch den Photodetektor 45a erfasst wird.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist es in dieser Ausführungsform möglich, das Licht, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert worden ist, durch die vollständige interne Reflexion in idealer Weise zu bündeln, und die Menge des Lichts, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird und auf dem ersten Filter 46a gebündelt wird, zu erhöhen.

Zwölfte Ausführungsform (12)

Die 12 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. Die 13 ist eine Draufsicht, die einen zweiten Szintillator in der 12 zeigt.

In dieser zwölften Ausführungsform umfasst wie in der dritten Ausführungsform die Strahlungserfassungsvorrichtung 11K den Bündelungskasten 19, der als Gehäuse 13 verwendet wird, und als eine Auftreffseite des Bündelungskastens 19 ist der Lichtabschirmungsfilm 12 montiert, der &agr;-Strahlen und &bgr;-Strahlen durchlassen kann, während Licht von außen abgeschirmt wird. Der erste und der zweite Szintillator 14 und 15 sind an einer Innenseite des Lichtabschirmungsfilms 12 derart angeordnet, dass die Luftschicht 16 dazwischen angeordnet ist.

In dem Bündelungskasten 19 sind an der Rückseite des zweiten Szintillators 15 zwei Photodetektoren 17 (erste Photodetektoren 17a) angeordnet.

Jeder der Photodetektoren 17(17a) ist mit dem Filter 21(21a) ausgestattet, der angepasst ist, selektiv nur Licht durchzulassen, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, ohne das Licht zu erfassen, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird.

Andererseits ist der zweite Szintillator 15 an beiden lateralen Seitenkanten mit Fluoreszenzumwandelnden Lichtleiteinrichtungen 60 ausgestattet, so dass das Licht, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, unter Nutzung eines Fluoreszenzumwandlungseffekts der Fluoreszenz-umwandelnden Lichtleiteinrichtung 60 des zweiten Szintillators 15 gebündelt wird.

D.h., gemäß den 12 und 13 sind die Fluoreszenz-umwandelnden Lichtleiteinrichtungen 60 an den lateralen Seitenkantenabschnitten des zweiten Szintillators 15 angebracht und jedes eine laterale Ende jedes der Fluoreszenz-umwandelnden Lichtleiteinrichtungen 60 ist mit einem Photodetektor 61 ausgestattet. Die Fluoreszenz-umwandelnde Lichtleiteinrichtung 60 wird durch Zugeben einer fluoreszierenden Substanz zu einem Harz oder dergleichen gebildet und weist einen Effekt der Absorption von Szintillationslicht, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert worden ist, und des Reemittierens von Licht (Fluoreszenz), das eine längere Wellenlänge aufweist, auf. Darüber hinaus kann die Fluoreszenz-umwandelnde Lichtleiteinrichtung 60 aus einer Faser ausgebildet sein, die durch Zugeben der fluoreszierenden Substanz zu einem Kern hergestellt wird (d.h. eine fluoreszierende Faser, eine Wellenlängenverschiebungsfaser, usw.), und die gemäß deren Durchmesser und einem Verbindungsverfahren oder dergleichen verwendet werden kann.

Ferner sind die weiteren Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11K dieser zwölften Ausführungsform im Wesentlichen mit den Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11B der dritten Ausführungsform identisch und daher werden Beschreibungen der anderen Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11K weggelassen.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur ist die Luftschicht 16 zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 angeordnet und der erste Szintillator 14 ist z.B. aus einem Pulver oder einem Sinterkörper zusammengesetzt. Folglich wird in dem zweiten Szintillator 15 selbst eine diffuse Reflexion bereitgestellt, so dass das Licht nach außen emittiert wird. Daher wird das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, einmal durch den zweiten Szintillator 15 durchgelassen und danach in den Bündelungskasten 19 eingebracht und folglich durch den Photodetektor 17 erfasst, der in dem Bündelungskasten 19 angeordnet ist. Eine Komponente des Lichts von dem zweiten Szintillator 15 trifft auf den Bündelungskasten 19 auf. Das auf den Bündelungskasten 19 auftreffende Licht wird jedoch mit dem Filter 21, der an dem Photodetektor 17 bereitgestellt ist, beseitigt.

Die Umgebung des zweiten Szintillators 15 ist von Luft umgeben, so dass durch die vollständige interne Reflexion darin ein Einschlusseffekt des Lichts, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, verursacht wird. Als Folge davon wird die Hälfte der Komponenten oder mehr des emittierten Lichts in dem zweiten Szintillator 15 an der lateralen Kantenabschnittsseite des zweiten Szintillators 15 mit einer hohen Dichte gebündelt. Da die Fluoreszenzumwandelnde Lichtleiteinrichtung 60 an der lateralen Kantenabschnittsseite des zweiten Szintillators 15 angeordnet ist und in der Fluoreszenz-umwandelnden Lichtleiteinrichtung 60 das Licht, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, in der Lichtleiteinrichtung 60 vollständig intern reflektiert wird, während es darin geleitet wird, so dass es in das Fluoreszenzlicht umgewandelt (reemittiert) wird, ist es möglich, das reemittierte Fluoreszenzlicht durch den Photodetektor 61 zu erfassen, der an der lateralen Endfläche der Lichtleiteinrichtung 60 bereitgestellt ist.

In dem vorstehend beschriebenen Bündelungssystem an der Seite der lateralen Kante des zweiten Szintillators 15 wird das Licht, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, ohne starke Abhängigkeit von einer Fläche des Szintillators gebündelt, so dass es möglich ist, dieses Bündelungssystem zusammen mit dem Bündelungskasten 19 auf einen Szintillator mit großer Fläche anzuwenden.

In dieser zwölften Ausführungsform sind, wie es vorstehend beschrieben worden ist, der erste und der zweite Szintillator als Zweischichtstruktur ausgebildet, so dass kein Bedarf zur Messung der Pulshöhenverteilungen und zur Durchführung einer Wellenformunterscheidung besteht, was es möglich macht, die &agr;-Strahlen und die &bgr;-Strahlen unter Nutzung der Differenz ihrer Wellenlängen gleichzeitig und unabhängig zu messen, und eine Strahlungserfassungsvorrichtung bereitzustellen, die Szintillatoren mit einer noch größeren Fläche umfasst.

Obwohl dies nicht veranschaulicht ist, können zusätzlich zu zwei parallelen lateralen Seitenkanten des zweiten Szintillators 15 die gesamten Umfangskanten des zweiten Szintillators 15 mit der Fluoreszenz-umwandelnden Lichtleiteinrichtung 60 ausgestattet werden. Bezüglich des nicht verwendeten Endes der Fluoreszenz-umwandelnden Lichtleiteinrichtung 60 und zwei Längsseitenkanten, die nicht mit der Lichtleiteinrichtung 60 des zweiten Szintillators 15 ausgestattet sind, kann eine Bearbeitung bezüglich einer Spiegelreflexion und einer diffusen Reflexion durchgeführt werden. Durch die vorstehend beschriebenen Strukturen der Modifizierungen kann die Effizienz der Lichtverwendung verbessert werden.

Dreizehnte Ausführungsform (14)

14 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

In dieser dreizehnten Ausführungsform sind der erste und der zweite Szintillator 14 und 15 der Strahlungserfassungsvorrichtung 11L auf einer Seite eines Gehäuses 13 des nichtreflektierenden Typs angeordnet, so dass die Luftschicht 16 dazwischen angeordnet ist. In dem Gehäuse 13 befindet sich ein Fluoreszenzschirm 65 an einer Position, bei der das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, durch den zweiten Szintillator 15 durchgelassen wird und auftreffen kann. Der Fluoreszenzschirm 65 ist mit dem Photodetektor 17 (17a) ausgestattet, der eng anliegend damit gekoppelt ist. Der Photodetektor 17 ist mit dem Filter 21(21a) zum Abschirmen einer Komponente des Lichts, das von dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird und das auf die Lichtleiteinrichtung 50 auftrifft, ausgestattet.

Eine Luftschicht ist zwischen dem zweiten Szintillator 15 und dem Fluoreszenzschirm 65 angeordnet. Darüber hinaus ist wie in der zwölften Ausführungsform an lateralen Kantenabschnitten der zweite Szintillator 15 mit den Fluoreszenz-umwandelnden Lichtleiteinrichtungen 60 bzw. mit den Photodetektoren 61 ausgestattet, und folglich wird die Bündelungsstruktur durch die Fluoreszenzumwandlung gemäß der zwölften Ausführungsform an den lateralen Kantenabschnittsseiten des zweiten Szintillators 15 eingesetzt.

Ferner sind die weiteren Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11L dieser dreizehnten Ausführungsform im Wesentlichen mit den Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11I der zehnten Ausführungsform identisch und daher werden Beschreibungen der anderen Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11L weggelassen.

In dieser Struktur wird das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, durch den zweiten Szintillator 15 durchgelassen und trifft dann auf den Fluoreszenzschirm 65 auf und wird folglich in Fluoreszenzlicht umgewandelt, so dass das umgewandelte Fluoreszenzlicht darin emittiert wird. Das emittierte Fluoreszenzlicht trifft dann auf die Lichtleiteinrichtung 50 auf, die so bereitgestellt ist, dass sie eng anliegend mit dem Fluoreszenzschirm 65 gekoppelt ist, und erreicht dann den Photodetektor 17, wo es erfasst wird. Darüber hinaus wird das Licht, das in dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, durch die Fluoreszenz-umwandelnde Lichtleiteinrichtung 60, die an jeder lateralen Kantenabschnittsseite des zweiten Szintillators 15 bereitgestellt ist, und von dem Photodetektor 61 erfasst, der an jedem lateralen Endabschnitt der Lichtleiteinrichtung 61 angebracht ist.

Gemäß dieser dreizehnten Ausführungsform sind, wie es vorstehend beschrieben worden ist, der erste und der zweite Szintillator als Zweischichtstruktur ausgebildet, so dass kein Bedarf zur Messung der Pulshöhenverteilungen und zur Durchführung einer Wellenformunterscheidung besteht, was es möglich macht, die &agr;-Strahlen und die &bgr;-Strahlen unter Nutzung der Differenz ihrer Wellenlängen gleichzeitig und unabhängig zu messen, und die Größe des einzusetzenden Photodetektors 17 kompakt zu machen, wodurch die Größe der Strahlungserfassungsvorrichtung kompakt gemacht wird.

Der Fluoreszenzschirm 65 kann in der gleichen Form ausgebildet werden wie die Lichtleiteinrichtung 50, so dass auf die Lichtleiteinrichtung 50 verzichtet werden kann.

Vierzehnte Ausführungsform (15)

15 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine Strahlungserfassungsvorrichtung gemäß einer vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

In dieser vierzehnten Ausführungsform sind wie bei der vorstehend beschriebenen dreizehnten Ausführungsform der erste und der zweite Szintillator 14 und 15 der Strahlungserfassungsvorrichtung 11K auf einer Seite eines Gehäuses 13 des nicht-reflektierenden Typs angeordnet, so dass die Luftschicht 16 dazwischen angeordnet ist. Der zweite Szintillator 15 ist an jedem lateralen Kantenabschnitt mit der Fluoreszenz-umwandelnden Lichtleiteinrichtung 60 und dem Photodetektor 61 bereitgestellt und folglich wird die Bündelungsstruktur durch die Fluoreszenzumwandlung an jeder Seite des lateralen Kantenabschnitts des zweiten Szintillators 15 eingesetzt.

Darüber hinaus befindet sich der Fluoreszenzschirm 65 an einer Position, bei der das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert und durch den zweiten Szintillator 15 durchgelassen wird, auftreffen kann.

Der Fluoreszenzschirm 65 ist an jeder Seite des lateralen Kantenabschnitts mit einer zweiten Lichtleiteinrichtung 70 und einem Photodetektor 71 ausgestattet, und zwar wie die Seite des lateralen Kantenabschnitts des zweiten Szintillators 15, und folglich wird die Bündelungsstruktur durch die Fluoreszenzumwandlung an jeder lateralen Kantenabschnittsseite der zweiten Lichtleiteinrichtung 70 eingesetzt. D.h., das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, wird in dem Fluoreszenzschirm 65 in ein erstes Fluoreszenzlicht umgewandelt und ferner wird das erste Fluoreszenzlicht an jeder lateralen Kantenseite des Fluoreszenzschirms 65 doppelt in ein zweites Fluoreszenzlicht umgewandelt, das verglichen mit dem ersten Fluoreszenzlicht eine längere Wellenlänge aufweist.

In diesem Fall ist eine fluoreszierende Substanz, die in der zweiten Fluoreszenzumwandelnden Lichtleiteinrichtung 70 für den Fluoreszenzschirm verwendet wird, von der fluoreszierenden Substanz verschieden, die für den zweiten Szintillator 15 verwendet wird. Insbesondere wird eine fluoreszierende Substanz selektiv auf den zweiten Szintillator 15 und den Fluoreszenzschirm 65 angewandt. D.h., der zweite Szintillator 15 umfasst eine fluoreszierende Substanz, die Licht von dem zweiten Szintillator 15 absorbiert und es in ein Fluoreszenzlicht umwandelt, und der Fluoreszenzschirm 65 umfasst eine fluoreszierende Substanz, die ein Fluoreszenzlicht von dem Fluoreszenzschirm absorbieren und es in ein Fluoreszenzlicht mit einer verglichen mit dem Fluoreszenzlicht, das durch den zweiten Szintillator 15 umgewandelt worden ist, längeren Wellenlänge umwandeln kann.

Ferner sind die weiteren Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11M dieser vierzehnten Ausführungsform im Wesentlichen mit den Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11L der dreizehnten Ausführungsform identisch und daher werden Beschreibungen der anderen Strukturen der Strahlungserfassungsvorrichtung 11M weggelassen.

Mit der vorstehend beschriebenen Struktur wird das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 in die Luft abgestrahlt wird und auf den zweiten Szintillator 15 auftrifft, nicht wesentlich in dem zweiten Szintillator 15 eingefangen. Darüber hinaus wird in dem Fall, bei dem das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird, direkt auf die Fluoreszenz-umwandelnde Lichtleiteinrichtung 60 auftrifft, die auf dem zweiten Szintillator 15 bereitgestellt ist, von dem Photodetektor 17 kein Fluoreszenzsignal als Fehlersignal erzeugt, da das absorbierte Wellenlängenband von der Lichtleiteinrichtung 60 von dem auftreffenden Licht, das von dem ersten Szintillator 14 emittiert worden ist, verschieden ist.

Gemäß dieser vierzehnten Ausführungsform sind, wie es vorstehend beschrieben worden ist, der erste und der zweite Szintillator als Zweischichtstruktur ausgebildet, so dass kein Bedarf zur Messung der Pulshöhenverteilungen und zur Durchführung einer Wellenformunterscheidung besteht, was es möglich macht, die &agr;-Strahlen und die &bgr;-Strahlen unter Nutzung der Differenz ihrer Wellenlängen gleichzeitig und unabhängig zu messen.

Da darüber hinaus das Licht, das von dem ersten Szintillator emittiert wird, auf jedem lateralen Kantenabschnitt des Fluoreszenzschirms 65 gebündelt wird, ist es möglich, die Breite der Strahlungserfassungsvorrichtung gering zu machen und deren Fläche zu erhöhen.

Fünfzehnte Ausführungsform (16)

Diese fünfzehnte Ausführungsform betrifft ein Strahlungserfassungssystem, das eine der Strahlungserfassungsvorrichtungen aufweist, die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 14 beschrieben worden sind, und die 16 ist eine Ansicht, die schematisch eine Struktur des Strahlungserfassungssystems zeigt. In dieser Ausführungsform umfasst das Strahlungserfassungssystem z.B. die in der ersten Ausführungsform beschriebene Strahlungserfassungsvorrichtung 11. In dem Strahlungserfassungssystem der fünfzehnten Ausführungsform können auch andere Strahlungserfassungsvorrichtungen 11A bis 11M verwendet werden, so wie dies bei der Strahlungserfassungsvorrichtung 11 der Fall ist.

Gemäß der 16 wird in dieser fünfzehnten Ausführungsform ein Signal, das von dem Photodetektor 17 der Strahlungserfassungsvorrichtung 11 ausgegeben worden ist, mit einer Pulshöhenunterscheidungseinheit 75 als Signalverarbeitungseinheit verarbeitet. Insbesondere wird in einem Fall, bei dem mindestens ein Photodetektor 17, der jedem der vorstehend beschriebenen Szintillatoren, die eine Zweischichtstruktur bilden, entspricht, das Signal, das von dem Photodetektor 17 ausgegeben wird, in die Pulshöhenunterscheidungseinheit 75 eingespeist.

Die Pulshöhenunterscheidungseinheit 75 erkennt ein Pulssignal mit einem vorgegebenen Pulshöhenwert oder höher als Signal, das dem Licht des ersten oder zweiten Szintillators entsprechend dem eingespeisten Signal entspricht, so dass ein Verfahren des Beseitigens eines Signals, das kleiner ist als ein vorgegebener Pulshöhenwert ist, als Rauschen durchgeführt wird.

Gemäß dieser fünfzehnten Ausführungsform ist es nur dann, wenn ein Signal, das größer ist als ein Dunkelstromrauschen des Photodetektors 17, an die Pulshöhenunterscheidungseinheit 75 übertragen wird, möglich, das Signal entsprechend dem Licht von dem ersten oder zweiten Szintillator durch die Pulshöhenunterscheidungseinheit 75 zu erkennen.

Sechzehnte Ausführungsform (17)

Diese sechzehnte Ausführungsform betrifft ein Strahlungserfassungssystem, das eine der Strahlungserfassungsvorrichtungen aufweist, die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 14 beschrieben worden sind, und die 17 ist eine Ansicht, die schematisch eine Struktur des Strahlungserfassungssystems zeigt. In dieser Ausführungsform umfasst das Strahlungserfassungssystem z.B. die in der ersten Ausführungsform beschriebene Strahlungserfassungsvorrichtung 11. In dem Strahlungserfassungssystem der sechzehnten Ausführungsform können auch andere Strahlungserfassungsvorrichtungen 11A bis 11M verwendet werden, so wie dies bei der Strahlungserfassungsvorrichtung 11 der Fall ist.

In dieser sechzehnten Ausführungsform werden Signale, die von der Mehrzahl von Photodetektoren 17 ausgegeben werden, mit einer Signalverarbeitungseinheit 77 verarbeitet. Insbesondere in einem Fall, bei dem die Mehrzahl der Photodetektoren 17, die jedem Szintillator entsprechen, der eine Zweischichtstruktur aufweist, verwendet wird, oder in einem Fall, bei dem jedes Signal von jedem Photodetektor addiert wird, ist ein Analogaddierer mit einem Band erforderlich, das ein Signal verstärken kann. Durch die Verwendung der Signalverarbeitungseinheit 77 zum Erfassen der Erstellung eines logischen Produkts unter Verwendung von Logiksignalen, die den erfassten Signalen der Photodetektoren entsprechen, ist es möglich, die Signale, die dem Licht von jedem des ersten und des zweiten Szintillators, mit Ausnahme von Rauschen, entsprechen, einfach zu unterscheiden.

Gemäß der 17 erzeugt die Signalverarbeitungseinheit 77 z.B. in dem Fall, bei dem drei Signale A, B und C, die von den Photodetektoren 17, die jedem Szintillator entsprechen, ausgegeben werden, in die Signalverarbeitungseinheit 77 eingespeist werden, das logische Produkt unter Verwendung von jedweden zwei eingespeisten Signalen davon und wenn das logische Produkt erstellt worden ist, unterscheidet die Signalverarbeitungseinheit 77 die Signale A, B und C als die Signale, die dem Licht von dem ersten und dem zweiten Szintillator entsprechen.

Gemäß dieser sechzehnten Ausführungsform unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Systems ist es möglich, ein gegenseitig nicht korrelierendes Dunkelstromrauschen, das in den Photodetektoren 17 erzeugt worden ist, zu beseitigen, so dass nur die Signale extrahiert werden, die dem Licht von dem ersten und dem zweiten Szintillator entsprechen.

Siebzehnte Ausführungsform (18)

18 ist eine Ansicht, die ein Strahlungserfassungssystem gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

In dieser siebzehnten Ausführungsform umfasst das Strahlungserfassungssystem eine Strahlungserfassungsvorrichtung 11N, die im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die Strahlungserfassungsvorrichtung 11, jedoch ohne die Bündelungseinheit 18, aufweist.

D.h., die Strahlungserfassungsvorrichtung 11N ist mit den zwei Arten von Szintillatoren 14 und 15 mit den zueinander verschiedenen Emissionszentrumswellenlängen und mit dem Bündelungskasten 19 mit einer reflektierenden Innenfläche ausgestattet. Auf einer Strahlungsauftreffseite des Bündelungskastens 19 ist der Lichtabschirmungsfilm 12 bereitgestellt. Der Lichtabschirmungsfilm 12 kann &agr;-Strahlen und &bgr;-Strahlen durchlassen und Licht von Außen abschirmen. Der erste und der zweite Szintillator 14 und 15 sind an der Innenseite des Lichtabschirmungsfilms 12 in dem Bündelungskasten 19 angeordnet.

Das Licht, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 emittiert wird, wird gemischt und in den Bündelungskasten 19 eintreten gelassen. In dem in der 18 gezeigten Beispiel sind die zwei Photodetektoren 17 in dem Bündelungskasten 19 angeordnet und die Photomultiplierröhre wird als jeweiliger Photodetektor 17 verwendet.

In dieser Ausführungsform umfasst die Strahlungserfassungsvorrichtung 11N auch einen optischen Dämpfungsfilter 80, der zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 angeordnet ist. Als Material, das Licht dämpfen und &bgr;-Strahlen durchlassen kann, kann das gleiche Material wie für den Lichtabschirmungsfilm 12 verwendet werden. Beispielsweise wird die Dicke von Aluminium, das auf einem dünnen Polyesterfilm aufgebracht ist, so eingestellt, dass es als Material des optischen Dämpfungsfilters 80 verwendet werden kann. Zwischen dem ersten Szintillator 14 und dem optischen Dämpfungsfilter 80 und zwischen dem zweiten Szintillator 15 und dem optischen Dämpfungsfilter 80 kann eine Luftschicht vorliegen, und diese Komponenten können optisch eng aneinander anliegend verbunden werden.

Signale, die von den Photodetektoren 17 ausgegeben werden, werden angepasst, um in eine Signalverarbeitungseinheit 81 eingespeist zu werden.

Mit der vorstehend beschriebenen Struktur wird das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 auf der Basis der &agr;-Strahlen emittiert worden ist, durch den optischen Dämpfungsfilter 80 gedämpft, um in den Bündelungskasten 19 eingebracht zu werden. In diesem Fall wird das Licht, das von dem zweiten Szintillator 15 emittiert wird, nicht gedämpft und abgeschwächt.

Die Signale, die von den Photodetektoren 17 ausgegeben werden, werden in die Signalverarbeitungseinheit 81 eingespeist. Die in die Signalverarbeitungseinheit 81 eingespeisten Signale werden individuell verarbeitet oder addiert oder durch die gleichzeitige Zählinformation ausgeblendet, so dass die Signale extrahiert werden, die dem Licht von dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15, mit Ausnahme des Rauschens, entsprechen.

Dann unterscheidet die Signalverarbeitungseinheit 81 gemäß den extrahierten Signalen zwischen dem Signal, das dem emittierten Licht von dem ersten Szintillator 14 auf der Basis der &agr;-Strahlen entspricht, und dem Signal, das dem emittierten Licht von dem zweiten Szintillator 15 auf der Basis der &bgr;-Strahlen entspricht.

D.h., herkömmlich wurde, da ein Signalniveau auf der Basis von &agr;-Strahlen hoch ist, bei dem Wellenformunterscheidungsvorgang zur Optimierung des Signalniveaus eine Empfindlichkeit bezüglich der &bgr;-Strahlen nicht in ausreichender Weise erhalten. Gemäß dieser siebzehnten Ausführungsform wird jedoch eine Menge an Licht, die von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird und den &agr;-Strahlen entspricht, durch den optischen Dämpfungsfilter 81 so eingestellt, dass es möglich ist, einen Eingangsspannungsbereich in der Signalverarbeitungseinheit 82 zur Unterscheidung einer Wellenform zu optimieren und einzusetzen.

Achtzehnte Ausführungsform (19)

19 ist eine Ansicht, die ein Strahlungserfassungssystem gemäß einer achtzehnten Ausführungsform zeigt.

In dieser achtzehnten Ausführungsform umfasst das Strahlungserfassungssystem eine Strahlungserfassungsvorrichtung 11O, die im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die Strahlungserfassungsvorrichtung 11L, jedoch mit einem einfachen Photodetektor 17, aufweist.

Bei dieser achtzehnten Ausführungsform ist der optische Dämpfungsfilter 80 zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator 14 und 15 angeordnet und die Lichtleiteinrichtung 50 ist so angeordnet, dass sie eng anliegend mit dem zweiten Szintillator 15 gekoppelt ist. Ferner ist die Lichtleiteinrichtung 50 eng anliegend mit dem Photodetektor 17 gekoppelt.

Durch den vorstehend beschriebenen Aufbau wird das Licht, das von dem ersten Szintillator 14 auf der Basis der &agr;-Strahlen emittiert wird, durch den optischen Dämpfungsfilter 80 gedämpft und wird in die Lichtleiteinrichtung 50 eingebracht. Daher wird in dieser achtzehnten Ausführungsform ähnlich wie in der siebzehnten Ausführungsform eine Menge an Licht, die von dem ersten Szintillator 14 emittiert wird und den &agr;-Strahlen entspricht, durch den optischen Dämpfungsfilter 81 so eingestellt, dass es möglich ist, einen Eingangsspannungsbereich in der Signalverarbeitungseinheit 81 zur Unterscheidung einer Wellenform zu optimieren und einzusetzen.


Anspruch[de]
  1. Strahlungserfassungsvorrichtung (11), umfassend:

    einen Lichtabschirmungsfilm (12) zum Durchlassen einer ersten und einer zweiten Strahlung durch den Lichtabschirmungsfilm, während einfallendes Licht abgeschirmt wird,

    einen ersten Szintillator (14) zum Emittieren eines ersten Lichts durch die erste Strahlung, die durch den Lichtabschirmungsfilm (12) durchgelassen wird, wobei der erste Szintillator (14) eine Peak-Emissionsintensitätswellenlänge auf der Basis der ersten Strahlung aufweist,

    einen zweiten Szintillator (15) zum Emittieren eines zweiten Lichts durch die zweite Strahlung, die durch den Lichtabschirmungsfilm (12) durchgelassen wird, wobei der zweite Szintillator (15) eine Peak-Emissionsintensitätswellenlänge auf der Basis der zweiten Strahlung aufweist,

    Erfassungsmittel mit mindestens einem Photodetektor (17; 61; 71) zum Erfassen des ersten Lichts, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, und des zweiten Lichts, das in dem zweiten Szintillator (15) emittiert wird, und

    Mittel zum Bündeln (18) des ersten Lichts, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, und des zweiten Lichts, das in dem zweiten Szintillator (15) emittiert wird, auf dem Erfassungsmittel,

    wobei die erste Peak-Emissionsintensitätswellenlänge und die zweite Peak-Emissionsintensitätswellenlänge voneinander verschieden sind, dadurch gekennzeichnet, dass

    der erste Szintillator (14) und der zweite Szintillator (15) derart parallel zueinander angeordnet sind, dass der zweite Szintillator (15) in einem vorgegebenen Abstand von dem ersten Szintillator (14) beabstandet ist,

    eine Luftschicht (16, 27, 30, 32a) zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator (14; 15) angeordnet ist, und

    die erste Peak-Emissionsintensitätswellenlänge des ersten Szintillators (14) kürzer eingestellt ist als die zweite Peak-Emissionsintensitätswellenlänge des zweiten Szintillators (15).
  2. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1, bei der die erste Peak-Emissionsintensitätswellenlänge eine Wellenlänge des ersten Lichts ist, das in dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, und eine Peak-Emissionsintensität in einem Emissionswellenlängenband des ersten Szintillators (14) aufweist, und die zweite Peak-Emissionsintensitätswellenlänge eine Wellenlänge des zweiten Lichts ist, das in dem zweiten Szintillator (15) emittiert wird, und eine Peak-Emissionsintensität in einem Emissionswellenlängenband des zweiten Szintillators (15) aufweist.
  3. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, die ferner einen Bündelungskasten (19) zum Bündeln des ersten und des zweiten Lichts auf dem Erfassungsmittel umfasst, wobei der Bündelungskasten (19) eine Innenfläche (19a) zum diffusen Reflektieren des ersten und des zweiten Lichts und eine Seitenfläche aufweist, wobei der Lichtabschirmungsfilm (12) auf der Seitenfläche montiert ist, auf welche die erste und die zweite Strahlung auftrifft, wobei der erste und der zweite Szintillator (14; 15) innerhalb des Lichtabschirmungsfilms (12) angeordnet sind, und wobei das Erfassungsmittel einen ersten und einen zweiten Photodetektor (17a; 17b), die jeweils eine empfindliche Oberfläche aufweisen, die für jedes des ersten Lichts und des zweiten Lichts empfindlich ist; einen ersten Filter (21a), der auf der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors (17a) montiert ist; und einen zweiten Filter (21b), der auf der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors (17b) montiert ist, umfasst,

    wobei der erste Filter (21a) angepasst ist, durch diesen nur das erste Licht durchzulassen, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert worden ist,

    wobei der zweite Filter (21b) angepasst ist, durch diesen nur das zweite Licht durchzulassen, das in dem zweiten Szintillator (15) emittiert worden ist.
  4. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der zweite Szintillator (15) eine Auftreffoberfläche, auf welche die erste und die zweite Strahlung auftreffen, und eine Rückfläche gegenüber der Auftreffoberfläche aufweist, wobei das Erfassungsmittel einen ersten und einen zweiten Photodetektor (25a; 25b), die jeweils eine empfindliche Oberfläche aufweisen, die für jedes des ersten und des zweiten Lichts empfindlich ist; einen ersten Filter (26a), der auf der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors (25a) montiert ist; und einen zweiten Filter (26b), der auf der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors (25b) montiert ist, umfasst,

    wobei der erste Filter (26a) angepasst ist, nur das erste Licht, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, durch diesen durchzulassen,

    wobei der zweite Filter (26b) angepasst ist, nur das zweite Licht, das in dem zweiten Szintillator (15) emittiert wird, durch diesen durchzulassen, und

    wobei der erste Filter (26a) und der zweite Filter (26b) eng anliegend an die Rückfläche des zweiten Szintillators (15) optisch gebunden sind.
  5. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der zweite Szintillator (15) eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist und bei welcher der erste Photodetektor (25a) und der zweite Photodetektor (25b) derart angrenzend angeordnet sind, dass eine Linie (M2) eine Längsrichtung des zweiten Szintillators (15) kreuzt, wobei die Linie (M2) einen Mittelpunkt (O1) der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors (25a) und einen Mittelpunkt (O2) der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors (25b) verbindet.
  6. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der zweite Szintillator (15) eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist und bei welcher der erste Photodetektor (25a) und der zweite Photodetektor (25b) derart auf beiden lateralen Seiten des zweiten Szintillators (15) angeordnet sind, dass der erste Photodetektor (25a) am weitesten von dem zweiten Photodetektor (25b) entfernt ist.
  7. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der zweite Szintillator (15) eine Auftreffoberfläche, auf welche die erste und die zweite Strahlung auftreffen, und eine Rückfläche gegenüber der Auftreffoberfläche aufweist, wobei das Erfassungsmittel einen ersten und einen zweiten Photodetektor (25a; 25b), die jeweils eine empfindliche Oberfläche aufweisen, die für jedes des ersten und des zweiten Lichts empfindlich ist; einen ersten Filter (26a), der auf der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors (25a) montiert ist; und einen zweiten Filter (26b), der auf der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors (25b) montiert ist, umfasst,

    wobei der erste Filter (26a) angepasst ist, nur das erste Licht, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, durch diesen durchzulassen,

    wobei der zweite Filter (26b) angepasst ist, nur das zweite Licht, das in dem zweiten Szintillator (15) emittiert wird, durch diesen durchzulassen, und

    wobei der erste Filter (26a) so angeordnet ist, dass er in einem vorgegebenen Abstand von der Rückfläche des zweiten Szintillators (15) entfernt ist, so dass sich eine Luftschicht (30) zwischen der Rückfläche des zweiten Szintillators (15) und dem ersten Filter (26a) befindet, und der zweite Filter (26b) eng anliegend an die Rückfläche des zweiten Szintillators (15) optisch gebunden ist.
  8. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der zweite Szintillator (15) eine Auftreffoberfläche, auf welche die erste und die zweite Strahlung auftreffen, und eine Rückfläche gegenüber der Auftreffoberfläche aufweist, wobei das Erfassungsmittel einen ersten und einen zweiten Photodetektor (25a; 25b), die jeweils eine empfindliche Oberfläche aufweisen, die für jedes des ersten und des zweiten Lichts empfindlich ist; einen ersten Filter (26a), der auf der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors (25a) montiert ist; und einen zweiten Filter (26b), der auf der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors (25b) montiert ist, umfasst,

    wobei der erste Filter (26a) angepasst ist, nur das erste Licht, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, durch diesen durchzulassen,

    wobei der zweite Filter (26b) angepasst ist, nur das zweite Licht, das von dem zweiten Szintillator (15) emittiert wird, durch diesen durchzulassen, und

    wobei der erste Filter (26a) so angeordnet ist, dass er in einem vorgegebenen Abstand von der Rückfläche des zweiten Szintillators (15) entfernt ist, und der zweite Filter (26b) eng anliegend an die Rückfläche des zweiten Szintillators (15) optisch gebunden ist, weiter umfassend einen umgebenden Kasten (31) mit einem Innenflächenabschnitt zum Umgeben einer Rückflächenseite des zweiten Szintillators (15), so dass darin ein geschlossener Raum gebildet wird, wobei die Rückfläche des zweiten Szintillators (15) und der erste Filter (26a) Teile des Innenflächenabschnitts des umgebenden Kastens (31) bilden, wobei der Innenflächenabschnitt des umgebenden Kastens (31) mit Ausnahme der Rückfläche des zweiten Szintillators (15) und des ersten Filters (26a) so bearbeitet ist, dass er das von dem ersten Szintillator (14) emittierte erste Licht vollständig intern diffus reflektiert.
  9. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 8, bei dem der Innenflächenabschnitt eine Mehrzahl von Innenflächen (40a1 bis 40a4) umfasst, wobei jede der Innenflächen so geneigt ist, dass die diffus reflektierenden Richtungen des ersten Lichts auf die Innenflächen des umgebenden Kastens (31) im Durchschnitt im Wesentlichen auf eine Position des zweiten Szintillators (15) gerichtet sind, welche eine Mittelachse der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors (25a) kreuzt.
  10. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, die ferner eine Lichtleiteinrichtung (50) umfasst, in welcher das erste Licht, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, und das zweite Licht, das in dem zweiten Szintillator (15) emittiert wird, auftreffen, wobei die Lichtleiteinrichtung (50) zum Bündeln des ersten und des zweiten Lichts auf dem Erfassungsmittel angepasst ist, und wobei das Erfassungsmittel einen ersten und einen zweiten Photodetektor (45a; 45b), die jeweils eine empfindliche Oberfläche aufweisen, die für jedes des ersten und des zweiten Lichts empfindlich ist; einen ersten Filter (46a), der auf der empfindlichen Oberfläche des ersten Photodetektors (45a) montiert ist; und einen zweiten Filter (46b), der auf der empfindlichen Oberfläche des zweiten Photodetektors (45b) montiert ist, umfasst,

    wobei der erste Filter (46a) angepasst ist, nur das erste Licht, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, durch diesen durchzulassen,

    wobei der zweite Filter (46b) angepasst ist, nur das zweite Licht, das in dem zweiten Szintillator (15) emittiert wird, durch diesen durchzulassen.
  11. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 10, bei welcher der erste Filter (46a) so angeordnet ist, dass er in einem vorgegebenen Abstand von der Rückfläche des zweiten Szintillators (15) entfernt ist, und der zweite Filter (46b) eng anliegend an die Rückfläche des zweiten Szintillators (15) optisch gebunden ist, und bei der die Lichtleiteinrichtung (50a) eine Öffnungsfläche aufweist, die der Rückfläche des zweiten Szintillators (15) gegenüber liegt, wobei die Lichtleiteinrichtung (50a) so angeordnet ist, dass deren Öffnungsfläche von der Rückfläche des zweiten Szintillators (15) in einem vorgegebenen Abstand entfernt angeordnet ist, so dass eine Luftschicht (51) zwischen der Öffnungsfläche der Lichtleiteinrichtung (50a) und der Rückfläche des zweiten Szintillators (15) vorliegt, wobei deren Öffnungsfläche eine Fläche aufweist, die größer ist als diejenige des ersten Filters (46a).
  12. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, die ferner eine Lichtleiteinrichtung (60) umfasst, welche den mindestens einen Photodetektor (17a; 17b) mit einem Kantenabschnitt des zweiten Szintillators (15) verbindet, wobei die Lichtleiteinrichtung (60) zum Umwandeln des zweiten Lichts in ein Fluoreszenzlicht angepasst ist.
  13. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der zweite Szintillator (15) eine Auftreffoberfläche, auf welche die erste und die zweite Strahlung auftreffen, und eine Rückfläche gegenüber der Auftreffoberfläche aufweist, weiter umfassend einen Fluoreszenzschirm (65), der auf einer Rückflächenseite des zweiten Szintillators (15) und gegenüber durch eine Luftschicht zu dessen Rückfläche angeordnet ist, wobei der Fluoreszenzschirm (65) angepasst ist, das erste Licht, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, in ein Fluoreszenzlicht umzuwandeln; und eine Lichtleiteinrichtung (60), die zum Bündeln des umgewandelten Fluoreszenzlichts auf den mindestens einen Photodetektor (17a; 17b) angepasst ist, wobei das umgewandelte Fluoreszenzlicht von einer Oberfläche des Fluoreszenzschirms (65) emittiert wird, wobei der mindestens eine Photodetektor (17a; 17b) das gebündelte Fluoreszenzlicht erfasst.
  14. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der zweite Szintillator (15) eine Auftreffoberfläche, auf welche die erste und die zweite Strahlung auftreffen, und eine Rückfläche gegenüber der Auftreffoberfläche aufweist, weiter umfassend einen Fluoreszenzschirm (65), der auf einer Rückflächenseite des zweiten Szintillators (15) und gegenüber durch eine Luftschicht zu dessen Rückfläche angeordnet ist, wobei der Fluoreszenzschirm (65) angepasst ist, das erste Licht, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, in ein Fluoreszenzlicht umzuwandeln; und eine zweite Lichtleiteinrichtung (70), die eine fluoreszierende Substanz aufweist, die zum Absorbieren des umgewandelten Fluoreszenzfichts angepasst ist, derart, dass ein Fluoreszenzlicht emittiert wird, wobei das durch den Fluoreszenzschirm (65) umgewandelte Fluoreszenzlicht von einem Kantenabschnitt des Fluoreszenzschirms (65) emittiert wird, wobei das von der Lichtleiteinrichtung (70) emittierte Fluoreszenzlicht eine Wellenlänge aufweist, die größer ist als diejenige des von dem Fluoreszenzschirm (65) umgewandelten Fluoreszenzlichts, wobei der mindestens eine Photodetektor (17a; 17b) das von der zweiten Lichtleiteinrichtung (70) emittierte Fluoreszenzlicht erfasst.
  15. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, die ferner Mittel zum Erfassen eines Signals umfasst, das von dem Erfassungsmittel ausgegeben wird, so dass ein Signal, das einen vorgegebenen Pulshöhenwert und mehr aufweist, als optisches Signal erkannt wird, wodurch ein Signal, das kleiner ist als der vorgegebene Pulshöhenwert, als Rauschen beseitigt wird, wobei das optische Signal mindestens einem des ersten und des zweiten Lichts entspricht, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator emittiert wird.
  16. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Erfassungsmittel eine Mehrzahl von Photodetektoren (17) umfasst, wobei eine erste Gruppe der Photodetektoren zum Erfassen des ersten Lichts, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, angepasst ist, und eine zweite Gruppe der Photodetektoren zum Erfassen des zweiten Lichts, das von dem zweiten Szintillator (15) emittiert wird, angepasst ist, weiter umfassend Mittel (75) zum Erfassen von Signalen, die von jeder der ersten und der zweiten Gruppe der Photodetektoren (17) ausgegeben werden, und, im Fall der Erfassung von Signalen, die von mindestens einer der ersten und der zweiten Gruppe der Photodetektoren (17) ausgegeben werden, zum Erkennen von erfassten Signalen, die mindestens einem des ersten Lichts und des zweiten Lichts entsprechen, das von dem ersten und dem zweiten Szintillator (14; 15) emittiert wird, und, in einem Fall, bei dem nur ein Signal von mindestens einem der ersten und der zweiten Gruppe der Photodetektoren (17) ausgegeben wird, zum Beseitigen des nur einen Signals als Rauschen.
  17. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend einen optischen Dämpfungsfilter (80) zum Durchlassen der ersten und der zweiten Strahlung durch den Filter und zum Dämpfen einer Intensität des ersten Lichts, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, wobei der optische Dämpfungsfilter (80) zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator (14; 15) angeordnet ist; einen Bündelungskasten (19) zum Bündeln des ersten und des zweiten Lichts auf dem Erfassungsmittel, wobei der Bündelungskasten (19) eine Innenfläche zum diffusen Reflektieren des ersten und des zweiten Lichts aufweist; und Mittel zum Einspeisen von Signalen, die von dem Erfassungsmittel erfasst worden sind, so dass gemäß eines Unterschieds bei den Wellenformen der eingespeisten Signale zwischen einem optischen Signal, das dem ersten Licht, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, entspricht, und einem optischen Signal, das dem zweiten Licht, das von dem zweiten Szintillator (15) emittiert wird, entspricht, unterschieden wird.
  18. Strahlungserfassungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend einen optischen Dämpfungsfilter (80) zum Durchlassen der ersten und der zweiten Strahlung durch den Filter und zum Dämpfen einer Intensität des ersten Lichts, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, wobei der optische Dämpfungsfilter (80) zwischen dem ersten und dem zweiten Szintillator (14; 15) angeordnet ist; eine Lichtleiteinrichtung (50), in die das erste Licht, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, und das zweite Licht, das von dem zweiten Szintillator (15) emittiert wird, auftreffen, wobei die Lichtleiteinrichtung (50) zum Bündeln des ersten und des zweiten Lichts auf das Erfassungsmittel angepasst ist; und Mittel zum Einspeisen von Signalen, die von dem Erfassungsmittel ausgegeben worden sind, so dass gemäß eines Unterschieds bei den Wellenformen der eingespeisten Signale zwischen einem optischen Signal, das dem ersten Licht, das von dem ersten Szintillator (14) emittiert wird, entspricht, und einem optischen Signal, das dem zweiten Licht, das von dem zweiten Szintillator (15) emittiert wird, entspricht, unterschieden wird.
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