シンチレータ配置の検討

前節までは、シンチレータを立方体に敷き詰めることを前提としてきたが、高線量率場や、そ れほど検出効率を必要としない場合は、シンチレータの本数を減らすことが必要となる。そこで、

シンチレータの配置を立方体ではない場合の検討を実施した。

シンチレータの本数を減らした配置パターンを3 パターン用意し、それぞれについて応答計算 を実施した。さらに、求められた応答計算から、全方向ガンマ線イメージング法アルゴリズムに 基づき飛来方向の推定を実施した。計算条件及び配置パターンは以下の通りである。

計算条件

シンチレータサイズ：3×3×50mm／本 シンチレータ素材：GAGGシンチレータ 配置パターン

パターン１：4×4本 パターン２：8×4本 パターン３：8×2本 配置ピッチ：8mm

以上の条件で、¹³⁷Csの点線源からの応答を算出し、飛来方向を算出した。推定方向のθ，φの 定義を図3.3-16に示す。結果を図3.3-17、3.3-18、3.3-19に示す。なお、線源は（θ，φ）＝

（0°，0°）方向に設定されている。

図3.3-17に示されるパターン１の結果は、本数を4×4本に減らした場合であり、これまでと

比較して、総本数を 1/16 に減らした場合となる。この本数でも線源方向の推定が可能であるこ とが示されたが、方位分解能は 101 度（FWHM）と減らさずに発光点間隔の制限を加えた 28 度に 比較して劣化した。また、若干アーチファクトが観察された。しかしながら、間違った位置にピ ークは観察されず、数学的逆推定法を活用することにより、方位分解能の改善が見込まれる。

図3.3-18に示されるパターン２の結果は、本数を8×4本と、縦横比１：２の長方形に配置し

た場合の結果である。図 3.3-18 に示される通り、線源位置が正しく推定されていることが分か る。方位分解能は97度となり、タイプ１の場合よりも若干改善した。

図3.3-19に示されるパターン３の結果は、本数を8×2本と、縦横比１：４とより細長い長方

形に配置した場合の結果となる。図 3.3-19 より、正しい方向が推測されているものの、180 度 反対方向にピークが表れている。これは、線源方向がシンチレータが 8本並んだ方向に設置した ため、奥行き方向へ散乱される事象が記録されなくなり、記録される事象のうち、入射γ線の散 乱角が 90 度に近い事象の割合が増えたためと考えられる。即ち、90 度散乱事象が増えると、コ ンプトンコーンの頂角が180度となり、コンプトンコーンが平面となる事象が増えることとなる。

コンプトンコーンを投影仮想球殻に描画する際に、コンプトンコーンが平面であれば、その平面 は正しい方向も通るが180度反対方向も同時に通ることとなる。これにより、反対方向にピーク が表れてしまったと考えられる。

以上の結果より、シンチレータの配置は、可能な限り正方形に近い形が望ましいと結論付けら れる。

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GA GG

GA GG

φ

θ

線源位置 ( θ , φ ) = (0°,0°)

図3.3-16 計算体系の概略図。θ、φは上手の様に設定し、線源方向を0度方向としている。

270 180 90 0 -90

90 0 -90 φ (d eg ree)

θ (degree)

図3.3-17 パターン1の場合の入射方向推定結果。

270 180 90 0 -90

90 0 -90 φ (d eg ree)

θ (degree)

図3.3-18 パターン2の場合の推定結果

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270 180 90 0 -90

90 0 -90 φ (d eg ree)

θ (degree)

図3.3-19 パターン３の場合の推定結果

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