説明

放射物選別装置

【課題】 全方向から入射される放射線を効率的に、しかも同時に(リアルタイムで)検出することができる放射線検出器を得ること。
【解決手段】 放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線検出手段で検出された信号より放射線情報を演算する演算処理手段と、前記演算処理手段で演算された放射線情報を表示する表示手段を有する放射線検出器であって、
前記放射線検出手段は、略球体の外壁面に形成した放射線が入射可能な入射面と、前記略球体の内部に封入された前記入射面から入射した放射線に対応した蛍光を発するシンチレータと、前記略球体の外壁面に設けた前記シンチレータから放射された蛍光が前記略球体の外部から透過せず、拡散反射する拡散反射面と、前記略球体の外周部の一部に設けた前記シンチレータから放射された蛍光を検出する光検出部とを有していること。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は放射線物質で汚染された被検体を高速にしかも高精度に検出し、汚染されていない被検体と選別することができる放射物選別装置に関する。
【背景技術】
【0002】
α線、β線、γ線等の放射線物質で汚染された被検体から放射される放射線量を検出する検出装置として、シンチレーション検出器が用いられている(特許文献1)。検出に際しては、被検体に対してシンチレーション検出器を対向配置する。そして被検体から放射され、シンチレーション検出器の入射窓から入射される放射線量に比例して発光するシンチレータからの螢光(可視光)を光センサーで検出する。このとき光センサーで得られた信号より被検体から放射される放射線量を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2000−19255号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
被検体が大きく、また少数であれば被検体に対向させてシンチレーション検出器を向けて被検体から放射される放射線量を検出すれば良い。しかしながら被検体が微小でかつ多数あるときは、被検体化にシンチレーション検出器を向けて検出する方法では時間が多くかかりすぎ、また高精度な検出が難しい。被検体が微小でしかも多数あるときは被検体を迅速にしかも高精度に検出することが要望される。例えば、米、麦、大豆等の微小な農産物のときは、これらが放射線物質で汚染されているか否かを高速にしかも高精度に検出することが重要である。
【0005】
本発明は、被検体が放射線物質より一定以上の量で汚染されているか否かを迅速に、しかも高精度に検出し、汚染されている被検体と汚染されていない被検体を高速に選別することができる放射物選別装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の放射物選別装置は、被検体収納部から放出され、一方向に移動している被検体から放射される放射線を検出する放射線検出部と、前記被検体の移動方向に対し前記放射線検出部よりも下流側に設け、前記被検体に空気を吹き付けて、前記被検体を前記一方向と異なった方向に設けた第1収納部へ収納させるエアバルブと、前記放射線検出部で得られた放射線量が予め設定した値よりも大きいか否かを判定する判定回路と、前記判定回路からの信号に基づいてエアバルブの駆動を制御するエアバルブ制御回路を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、被検体が放射線物質より一定以上の量で汚染されているか否かを迅速に、しかも高精度に検出し、汚染されている被検体と汚染されていない被検体を高速に選別することができる放射物選別装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施例1の要部概略図
【図2】図1の一部分の検出ユニットの説明図
【図3】コリメータの他の実施形態の説明図
【図4】図3の一部分の放射線検出部の説明図
【図5】本発明の実施例2の一部分の検出ユニットの説明図
【図6】本発明の実施例3の説明図
【図7】実施例3で用いるコリメータの説明図
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本発明の実施の形態を添付に図面に基づいて詳細に説明する。
【0010】
本実施例の放射物選別装置は、被検体から放射される放射線(α線、β線、γ線等)が予め設定した一定値以上あるか否かを判定し、一定値以上ある被検体とない被検体を簡易に、しかも高精度に選別するものである。ここで一定値以上とは、例えば被検体が米、麦、大豆等の農業生産物や、食用肉等の畜産物等のときは、これらの物質を人体(生体)が摂取したときに、人体に影響を及ぼす程度の放射線エネルギー(ベクレル(Bq))があるか否かを定める基準値である。
【0011】
図1は本発明の放射物選別装置の実施例1の要部概略図である。被検体収納部1には一定以上の放射線(x線、α線、β線、γ線、セシウム線)を放射しているか否かを検出するための被検体2が複数収納されている。
【0012】
被検体2は一方に一定速度又は略一定速度で落下、若しくは放出されている。被検体2としては例えば米、麦、大豆等の微小な食料品である。被検体2は例えば5m/秒程度で落下している。放射線検出器3(放射線モニタ3)は被検体2から放射される放射線(例えばγ線)の放射線量(ベクレル(Bq))を検出する。放射線検出器3には電子回路が内蔵されている。判定回路4は放射線検出器3で得られた検出値が予め設定した所定値よりも大きいか否かを判定する。
【0013】
エアバルブ制御回路5は判定回路4からの判定信号に基づいて一定の方向に高圧空気を放射するエアバルブ6を駆動制御する。第1収納箱7はエアバルブ6からの空気で吹き飛ばされた被検体2を収納する。第2収納箱8はエアバルブ6からの空気で吹き飛ばされず、落下した被検体2を収納する。
【0014】
本実施例では放射線検出器2で検出された被検体2から放射される放射線(放射能)が予め設定した一定値(0.01ベクレル(Bq))であると判定回路4で判定されたときは、エアバルブ制御回路5はエアバルブ6を駆動させてエアバルブ6から空気を放射させる。これによって、被検体2を空気で吹き飛ばして第1収納箱7に収納する。
【0015】
被検体2は被検物収納部1から略一定速度で落下してくるので、放射線検出器3で検出された時刻から一定時間後にエアバルブ6を駆動させている。これにより対象とする被検体2のみを第1収納箱7に収納するようにしている。放射線検出部2で一定以上の放射線量が検出されない被検体2は第2収納箱8に収納される。
【0016】
以上により被検体2が放射線により一定量以上、汚染されているか否かを迅速にしかも高精度に検出し、一定量以上、汚染された被検体と汚染されていない被検体を選別し、汚染された被検体を除去して人体が摂取しないようにしている。
【0017】
図2は図1の放射線検出器3と判定回路4を含む検出ユニット100の要部概略図である。
【0018】
被検体2から放射された放射線(例えば50KEVから1.5MeVのγ線)をコリメータ102で集めてシンチレータ103に導く。コリメータ102は図3に示すように、鉛材の円錐形状を一部切り取った中空形状103aと円筒形状103bを接合した構成よりなり、被検体101から放射された放射線Rを一方向に導いている。
【0019】
また、コリメータ102の円錐形状に連なる円筒形状の内部には、放射線検出器3が収納されている。コリメータ102の円錐形状103aと放射線検出部3が収納される円柱形状103bは鉛又はタングステン(w)合金よりなっている。
【0020】
図3に示すコリメータ103の円錐形状103aの被検体101側の開口径D1は、5mm、長さL1は20mmである。また円柱形状103bの開口径D2は20mm、長さL2は30mmである。このとき被写体2が開口径D1を通過する時間は約1mm秒となる。シンチレータ103はヨウ化セシウムにタリウムが少量ドープされたCsI(TI)やヨウ化ナトリウムにタリウムが少量ドープされたNaI(TI)等の円板結晶を用いている。シンチレータ103で入射されてくる放射線の強弱に比例して、可視光に光電変換された検出光を光電変換素子(光センサー)104で検出する。光センサー104は、例えば光電子増倍管やフォトダイオード(Si−PD)等を用いている。
【0021】
本実施例では、シリコンフォートダイオード(Si−PD)を用いている。
【0022】
本実施例においてシンチレータ103と光センサー104を収納するコリメータ102全体を防水ケース内に収納しても良く、これによれば防水や防塵に好ましい。
【0023】
105はチャージアンプであり、入力パルスの電荷を積分し、その電荷量に応じたパルス波高を有するパルスに変換して出力している。フォートダイオード104からの信号を増幅し、波形整形を行う。チャージアンプ105から出力される信号はアナログ信号である。判定回路4はディスクを設けた比較器(コンパレータ)106を有し、チャージアンプ105から出力される信号よりTTL等の標準論理素子の入力レベルに合わせるための波形整形を行う。
【0024】
そして被検体101より放射される放射線量(エネルギー)を弁別する。そして比較器106で弁別された信号は、エアバルブ制御回路5に入力される。エアバルブ制御回路5は判定回路4からの信号より被検体101から放射される放射線が予め一定値(人体に影響を及ぼす値)以上あるときはエアバルブ6を駆動させて被検体2を第1収納箱7に吹き飛ばせて収納する。これによって、一定量以上放射線で汚染された被検体2の選別を行っている。
【0025】
図4は図2のシンチレータ103と光センサー104を有する放射線検出器3と電子回路を含む検出ユニットの説明図である。図4において201は放射線(γ線)Rが入射する入射窓である。103はシンチレータである。104はシンチレータ結晶103から発光される可視光を検出する光センサーである。
【0026】
202はシンチレータ103から発する光を反射する反射板である。203は密封ケースであり、シンチレータ結晶103や光センサー104を密封している。204は電子回路であり、光センサー104から出力された信号を処理している。206は各種の部材を保持し、保護するケースである。
【0027】
205は光センサー104からの検出信号が出力される入出力端である。シンチレータ103としては、Csなどのガンマ線の阻止能が大きく、光出力が大きいCsI(TI)やNaI(TI)の結晶を用いている。またβ線には有機結晶(アントラセン)やCaF(Eu)、BaF等の無機結晶を用いている。またγ線にはNaI(TI)を用いている。
【0028】
図5は本発明の実施例2の放射物選別装置に用いる検出ユニット100の要部概略図である。図5の信号処理系は図2の実施例1に比べて放射線検出器3から出力されるアナログ信号をデジタル信号に処理し、出力する点が異なっている。被検体101から放射された放射線Rをコリメータ102で集め、シンチレータ103と光センサー104を介して検出し、チャージアンプ105よりアナログ信号として出力するまでは図2と同じである。
【0029】
本実施例では、判別回路4はアナログデジタルコンバータ(ADC)301とマイクロプロセッサ302を有している。
【0030】
本実施例ではチャージアンプ105より出力されたアナログ信号はアナログデジタルコンバータ(ADC)301でデジタル信号に変換される。ADC301からのデジタル信号はマイクロプロセッサ302に入力される。マイクロプロセッサ302で信号処理し、被検体101から放射された放射能エネルギー量を検出する。このときADC301からの信号を波形分析し、パルスハイト計数率を求める。また線量計算を行い、放射線による人体への影響度合いに関するシーベルト(Sv)を計算する。
【0031】
マイクロプロセッサ302では単位時間(1秒間)に放射される放射能(ベクレル(Bq))と線量率(Cv)を算出する。マイクロプロセッサ302では人体による影響は放射線の種類によって変わるので、ベクレルと共にシーベルトを求め、これより被検体2を摂取しても良いか否かを判別し、その結果をエアバルブ制御回路5に入力している。
【0032】
尚、本実施例においてはマイクロプロセッサ302からの出力信号を表示装置303に表示し、どの程度の放射線量が検出されたか観察者に知らせるようにしても良い。
【0033】
この他、USB304を介して出力信号を転送するようにしても良い。この他の構成は図1の実施例1と同じである。
【0034】
本発明の放射線選別装置において被検体が大型で数が少ない例えば畜産物等のときには各実施例で用いている放射線検出器を被検体から放射される放射線量を検出し、表示手段に表示する携帯型の放射線検出装置として用いても良い。放射線検出部3を被写体2が通過する方向に対して、複数個設けて被写体2から種々な方向に放射される放射線を検出するようにしても良い。
【0035】
図6は図5の検出ユニット100を携帯型の放射線検出装置に適用したときの実施例3の要部概略図である。
【0036】
図6においては図5のコリメータ102からマイクロプロセッサ302までは同じ構成である。図6ではマイクロプロセッサ302からの放射線データを液晶画面等の表示手段401に表示する。この他、USB402等を介して出力信号を転送しても良い。ここで放射線データとしては、例えば経過時間、シーベルト(Sv)、ベクレル(Bq)等である。
【0037】
本実施例においても放物線検出器103の被検体101側に図3に示すコリメータを用いていても良い。
【0038】
図7は本実施例において、被検体2が大型の場合のシンチレータ103の説明図である。被検体2が大きいときのコリメータ102の開口部は図2とは逆で被検体側の開口が大きくなっている。これによれば、被検体101の種々な部位から放射される放射物を検出するのが容易となる。この検出方法では、被検体が大きく、数少ない場合には、検出時間もあまりかからないので有効である。図7に示すコリメータ102の開口径は50mm、長さL11は30mm、長さL12は30mm、開口径D11は20mmである。
【0039】
以上のように各実施例によればシンチレーション検出器を用いて被検体から放射される放射線量を検出し、放射線量が一定値以上あるか否かを高速にしかも高精度に検出することができる。これによって、人体がα線、β線、γ線等の放射線に汚染された農産物や畜産物を摂取するのを防止することができ、人体へ及ぼす悪影響を排除することができる。
【符号の説明】
【0040】
1,101 被検体収納部
2 被検体
3 放射線検出器
4,106 判定回路
5 エアバルブ制御回路
6 エアバルブ
7 第1収納部
8 第2収納部
102 コリメータ
103 シンチレータ
104 光センサー
105 チャージアンプ
301 ADCコンバータ
302 マイクロプロセッサ
303,401 表示手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体収納部から放出され、一方向に移動している被検体から放射される放射線を検出する放射線検出部と、
前記被検体の移動方向に対し前記放射線検出部よりも下流側に設け、前記被検体に空気を吹き付けて、前記被検体を前記一方向と異なった方向に設けた第1収納部へ収納させるエアバルブと、
前記放射線検出部で得られた放射線量が予め設定した値よりも大きいか否かを判定する判定回路と、
前記判定回路からの信号に基づいてエアバルブの駆動を制御するエアバルブ制御回路を有することを特徴とする放射物選別装置。
【請求項2】
前記エアバルブ制御回路は、前記放射線検出部で前記被検体から放射される放射線を検出した時刻より、一定時間経過後に前記エアバルブを駆動させることを特徴とする請求項1の放射物選別装置。
【請求項3】
円錐形状の頂点部分を切り欠いて、前記被検体から放射される放射線が入射する開口部を形成した鉛又はタングステン合金よりなるコリメータを有し、前記放射線検出部は前記コリメータの内部に収納されていることを特徴とする請求項1又は2の放射物選別装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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