放射線モニタ
【課題】簡素な構成で３つの線種の放射線を個別に測定でき、α線スペクトルとγ線スペクトルにより指示上昇の原因を容易に特定でき、測定領域に混入するラドンおよびトロンの娘核種によるバックグラウンド計数値を補償する高感度で高安定な放射線モニタを提供する。
【解決手段】放射線モニタは、測定対象から放射される放射線を検出してパルス信号を発する放射線検出器、パルス信号の波高に係わるスペクトルに基づき測定対象核種の放射能を測定する測定部を備える放射線モニタにおいて、放射線検出器は、線種によりパルス幅が異なるパルス信号を出力し、測定部は、パルス幅に基づき線種を弁別し、パルス信号の波高を測定し、パルス信号を該波高に対応するチャンネルに割り当てて計数してスペクトルとしてメモリに格納し、所定の時限に亘るパルス信号のスペクトルを分析することにより測定対象核種の放射能を測定する。
【解決手段】放射線モニタは、測定対象から放射される放射線を検出してパルス信号を発する放射線検出器、パルス信号の波高に係わるスペクトルに基づき測定対象核種の放射能を測定する測定部を備える放射線モニタにおいて、放射線検出器は、線種によりパルス幅が異なるパルス信号を出力し、測定部は、パルス幅に基づき線種を弁別し、パルス信号の波高を測定し、パルス信号を該波高に対応するチャンネルに割り当てて計数してスペクトルとしてメモリに格納し、所定の時限に亘るパルス信号のスペクトルを分析することにより測定対象核種の放射能を測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原子力発電所、核燃料再処理施設、核燃料施設、粒子線利用施設、放射性同位元素使用施設などで使用する放射線モニタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所、核燃料再処理施設などでは、測定対象物の放射線量または放射能量を測定線種毎に測定するため、複数の放射線検出器を搭載した放射線モニタまたは複数の放射線モニタを使用している。複数の放射線検出器を搭載した放射線モニタとして、核分裂生成物および放射化生成物を測定対象とする放射性ダストモニタがある。
従来の放射性ダストモニタは、測定対象から放射されるα線とβ線とを同時に検出するαβ検出器、γ線を検出するγ検出器、環境γ線を検出する環境γ検出器、それぞれの検出器に対応する測定部、環境γ線の影響を軽減するための鉛遮蔽体、サンプル空気をサンプリングするポンプと測定対象である粒子状放射性物質を捕集する濾紙を搭載したサンプリング部を備える。
【０００３】
測定点の空気をサンプリングして濾紙に通して、そのサンプル空気に浮遊しているダストを濾紙に捕集し、そのダストから放出されるβ線を放射線検出器で検出し、濾紙を通過したサンプル空気量と放射線検出器から出力されるパルス信号の計数して、測定点の空気中に存在する粒子状測定対象核種の濃度を測定・監視している。
核分裂生成物および放射化生成物のβ線を測定する場合、天然放射性核種であるラドンおよびトロンの娘核種のβ線およびγ線がバックグラウンドとして混入するため、測定対象のβ線を高感度で計測しようとする時には、その影響が無視できなくなり、ラドンおよびトロンの娘核種の影響を補償することが不可欠となる。
また、環境のγ線がバックグラウンドとして混入するため、その影響を補償することも必要となり、放射性ダストモニタは、３台の放射線検出器、それに対応する測定部および鉛遮蔽体を備える（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ラドンおよびトロンの娘核種のα線を測定して、バックグラウンドとして混入するラドンおよびトロンの娘核種のβ線とγ線を補償しようとした場合、ラドンおよびトロンの娘核種が捕集される濾紙の深さがサンプリング時間、サンプリング空気湿度、サンプル空気中のダスト量等により複雑に変化してバックグラウンド補償誤差として無視できないため、予め、一定時間、実使用条件で予備ダスト収集したものを使用する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、放射線検出器の放射線入射面側からＺｎＳ（Ａｇ）シンチレータ、次にプラスチックシンチレータまたはスチルベンゼンシンチレータ、次にＢＧＯシンチレータまたはＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータの順に配置し、ＺｎＳ（Ａｇ）シンチレータでα線を検出し、プラスチックシンチレータまたはスチルベンゼンシンチレータで主にβ線を検出し、ＢＧＯシンチレータまたはＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータでγ線を検出し、それぞれのシンチレータで蛍光減衰蒔間が違うことを利用してパルス幅弁別を行うことにより、１台の放射線検出器で線種毎に放射線を測定する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−６４５２９号公報
【特許文献２】特許第３３７４６００号公報
【特許文献３】特開平５−３４１０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の放射性ダストモニタは、搭載する放射線検出器の台数が複数となり、また検出部に対応して測定部の設置が必要となり、装置の構成が複雑となる。
また、放射線検出器は鉛遮蔽体を備えるので、重量が重くなるために小型化、機動性、コストに問題がある。
また、指示上昇時には、測定対象を捕集する濾紙を外して分析室に持って行って核種を確認する運用が行われており、核種の確認作業に時間がかかるという問題がある。
また、ラドンおよびトロンの娘核種を濾紙の表面で捕集するために、予め、一定時間、実使用条件で予備ダスト収集したものを使用する方法は、予備ダスト収集にコストがかかる問題がある。
また、１台で３つの線種の放射線を識別して検出する従来の放射線検出器において、α線を検出するＺｎＳ（Ａｇ）シンチレータは半透明でエネルギー分解能が良くないため、α線のスペクトルを測定する用途には適さないという問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、簡素な構成で３つの線種の放射線を個別に測定でき、α線スペクトルとγ線スペクトルにより指示上昇の原因を容易に特定でき、測定領域に混入するラドンおよびトロンの娘核種によるバックグラウンド計数値を補償する高感度で高安定な放射線モニタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係わる放射線モニタは、測定対象から放射される放射線を検出してパルス信号を発する放射線検出器、上記パルス信号の波高に係わるスペクトルに基づき測定対象核種の放射能を測定する測定部を備える放射線モニタにおいて、上記放射線検出器は、上記放射線の線種によりパルス幅が異なるパルス信号を出力し、上記測定部は、上記パルス信号のパルス幅に基づき上記パルス信号に係わる放射線の線種を弁別し、上記パルス信号の波高を測定し、上記パルス信号を該波高に対応するチャンネルに割り当てて計数して上記スペクトルとして上記線種に対応したメモリに格納し、所定の時限に亘る上記パルス信号のスペクトルを分析することにより測定対象核種の放射能を測定する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係わる放射線モニタの効果は、１台の放射線検出器と１台の測定部という簡素な構成で、３つの線種の放射線をそれぞれ測定できるとともに、α線スペクトルとγ線スペクトルを同時に測定できる。
また、α線スペクトルとγ線スペクトルを分析することにより、測定領域に混入するラドンおよびトロンの娘核種のバックグラウンド計数値を正確に補償し、測定対象のβ線を高感度で測定できる。
また、測定対象に含まれるα線を放射する放射性核種及びγ線を放射する放射性核種を同時に確認できる。
また、機能を搭載した小型で機動性がある放射線モニタを低コストで実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる放射線モニタのブロック図である。図２は、入力されるパルス信号をパルス幅により線種を弁別する様子を示す図である。図３は、α線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。図４は、β線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。図５は、γ線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。
【００１２】
実施の形態１に係わる放射線モニタ１は、図１に示すように、表面が放射性物質により汚染された測定対象物２に近接して、測定対象物２から放射される放射線を検出して電気信号に変換し、線種によりパルス幅が異なるパルス信号を出力する放射線検出器３、放射線検出器３から出力されるパルス信号から測定対象核種の放射能を測定する測定部４を備える。
放射線検出器３は、入射面を薄い反射膜で防湿処理したタリウム活性ヨウ化セシウム（以下、ＣｓＩ（Ｔｌ）と記す。）シンチレータを、その裏側に光学面をガラスで防湿処理したタリウム活性ヨウ化ナトリウム（以下、ＮａＩ（Ｔｌ）と記す。）シンチレータを配置するＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータは、自身がα線とβ線で蛍光減衰時間が異なるため、パルス幅が異なるパルスを出力する。
また、ＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータとＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータがγ線に対してパルス幅が異なる。このような構成の放射線検出器３を用いるので、検出する放射線の線種（α線、β線、γ線）によりパルス幅が異なるパルス信号が出力される。この実施の形態１に係わる放射線検出器３では、出力するパルス信号のパルス幅は、大きい方からα線、β線、γ線の関係にある。
【００１３】
測定部４は、図１に示すように、パルス信号を増幅してＡ／Ｄ変換器１２とパルス幅弁別器１３に出力する主増幅器１１、入力されるパルス信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１２、パルス信号をパルス幅の大中小により３つの線種に弁別するパルス幅弁別器１３、Ａ／Ｄ変換器１２から出力される当該パルス信号の波高値とパルス幅弁別器１３から出力される当該パルス信号の線種が入力され、線種に基づき波高値をα線、β線、γ線の３線種に仕分けして、それぞれのスペクトルデータとしてメモリ１５に格納し、メモリ１５に格納されたスペクトルデータを定周期に演算処理し、測定対象核種の放射能に対応した工学値に変換して表示器１６に表示する演算器１４から構成されている。
【００１４】
パルス幅弁別器１３は、図２に示すように、放射線検出器３からのパルス信号をパルス幅に関して大中小の３段階に弁別して３つの線種に識別する。２つのパルス幅弁別閾値Ｔ１、Ｔ２をＴ２がＴ１より小さいように設定されている。そして、入力されたパルス信号のパルス幅Ｔをパルス幅弁別閾値Ｔ１と比較してＴがＴ１がより大ならば線種をα線と判断し、同様にしてＴがＴ２より大でＴ１より小ならば線種をβ線と判断し、ＴがＴ２より小ならば線種をγ線と判断する。
なお、使用する放射線検出器３の選定によっては、線種とパルス幅の関係が異なるので各線種のパルス幅およびパルス幅弁別閾値Ｔ１、Ｔ２の大小は逆転することがある。
【００１５】
メモリ１５には、検出された放射線にともなって発生するパルス信号を波高毎にカウントした計数値を線種毎に格納するαエリヤ２１、βエリヤ２２、γエリヤ２３が設けられている。パルス信号の波高は、例えば、最小波高０Ｖから最大波高５Ｖの範囲が１０２４等分されて得られる１チャンネルから１０２４チャンネルのうちの該当するチャンネルに割り当てられる。そして、所定の時限に入力される放射線に係わるパルス信号がそれぞれの波高に対応するチャンネルに計数されることにより、各線種の波高スペクトルがαエリヤ２１、βエリヤ２２、γエリヤ２３に格納されている。
演算器１４は、それぞれのパルス信号の波高をチャンネルに対応させ、線種毎に仕分けして、該当するチャンネルの計数値をインクリメントして各エリヤに格納する。なお、演算器１４は、図２に示すように、第１波高閾値Ｄ１以下の波高のパルス信号をノイズとして取り扱ってメモリ１５に格納されている計数値をインクリメントしない。
また、第２波高閾値Ｄ２、第３波高閾値Ｄ３は、メモリ１５に格納されたスペクトルデータから測定領域の積算計数を求めるときの波高閾値の例を示すもので、例えば、β線スペクトルでは第１波高閾値Ｄ１から第２波高閾値Ｄ２までの計数を積算し、γ線スペクトルでは第１波高閾値Ｄ１から第３波高閾値Ｄ３までの計数を積算し、α線スペクトルでは第３波高閾値Ｄ３以上の計数を積算する。
【００１６】
次に、演算器１４において行われる測定対象核種の放射能の算出について図３、図４、図５を参照して説明する。
なお、図３に表されたα線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトル（以下、α線スペクトルと称す。）において、ｂ１はラドンおよびトロンの娘核種に起因するα線のバックグラウンドスペクトル、ｍ（α）はα線測定領域、斜線が描かれている領域の面積は、そのα線測定領域のα線バックグラウンド積算計数値である。α線測定対象核種が存在するとそれに起因する正味積算計数値が上積みされてα線積算計数値として測定される。
【００１７】
天然放射性核種ラドンおよび卜ロンの娘核種であるポロニウム２１８（Ｐｏ−２１８）、ビスマス２１２（Ｂｉ−２１２）、ポロニウム２１４（Ｐｏ−２１４）、ポロニウム２１２（Ｐｏ−２１２）は、そのピーク位置がα線測定領域より高エネルギー側にある。しかし、ピークの低エネルギー側に立ち下がるテールがα線測定領域にかかるため、演算器１４は、α線測定領域を超える所定のエネルギー範囲のラドンおよびトロンα線積算計数値に基づき、α線測定領域に混入するα線バックグラウンド計数値を推定し、α線積算計数値からα線バックグラウンド計数値を引き算してα線正味計数値を求める。このα線正味計数値に基づき、α線測定対象核種の放射能に対応した工学値を求める。
【００１８】
図４に表されたβ線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトル（以下、β線スペクトルと称す。）において、ｂ２はラドンおよびトロンの娘核種に起因するβ線のバックグラウンドスペクトル、ｍ（β）はβ線測定領域、斜線が描かれている領域の面積は、そのβ線測定領域のβ線バックグラウンド積算計数値である。β線測定対象核種が存在するとそれに起因する正味積算計数値が上積みされてβ線積算計数値として測定される。ラドンおよびトロンの娘核種は、α線の他にβ線を放射するため、β線測定領城にはラドンおよびトロンの娘核種のβ線が混入する。演算器１４は、図３に表されたα線スペクトルから求めたラドンおよび卜ロンα線積算計数値に基づき、β線測定領域に入り込む部分のβ線バックグラウンド計数値を推定し、β線積算計数値からβ線バックグラウンド計数値を引き算してβ線正味計数値を求める。このβ線正味計数値に基づき、β線測定対象核種の放射能に対応した工学値を求める。
【００１９】
図５に表されたγ線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトル（以下、γ線スペクトルと称す。）において、ｂ３はラドンおよびトロンの娘核種に起因するγ線のバックグラウンドスペクトル、ｍ（γ）はγ線測定領域、斜線が描かれた領域の面積はそのγ線測定領域のγ線バックグラウンド積算計数値である。γ線測定対象核種が存在するとそれに起因する正味積算計数値が上積みされてγ線積算計数値として測定される。ラドンおよびトロンの娘核種は、α線、β線の他にγ線を放射するため、γ線測定領域にはラドンおよびトロンの娘核種のγ線が混入する。演算器１４は、図３に表されたα線スペクトルから求めたラドンおよびトロンα線積算計数値に基づき、γ線測定領域に入り込む部分のγ線バックグラウンド計数値を推定し、γ線積算計数値からγ線バックグラウンド計数値を引き算してγ線正味計数値を求める。このγ線正味計数値に基づき、γ線測定対象核種の放射能に対応した工学値を求める。
【００２０】
図１の測定対象物２が、例えば、表面汚染を測定しようとする物品の場合、図３に表されたα線スペクトルから核燃料に関係するα線放出核種の判定と放射能量の測定を行うことができる。また、図４に表されたβ線スペクトルから核分裂生成物および放射化生成物についてβ線放出核種の放射能量の測定を行うことができる。また、図５に表されたγ線スペクトルから放射性ヨウ素を含む核分裂生成物および放射化生成物について核種の判定と放射能量の測定を行うことができる。
【００２１】
このような放射線モニタ１では、放射線検出器３が測定対象から放射される放射線の線種によりパルス幅が異なるパルス信号を出力し、測定部４がパルス信号のパルス波高を測定し、パルス信号のパルス幅により線種を弁別し、測定したパルス波高データを、弁別したパルス幅に基づき仕分けしてスペクトルデータの形でメモリに格納し、格納したスペクトルデータを分析することにより測定対象核種の放射能を測定するので、１台の放射線検出器３と１台の測定部４という簡単な構成で実現でき、α線、β線とγ線のスペクトルを同時に測定できる高機能の放射線モニタ１を安価に提供できる。
また、スペクトルによる核種の確認ができ、スペクトル確認のためにサンプルを持ち帰って分析する必要がなくなるため、現場の作業性が向上する。
【００２２】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係わる放射線モニタのブロック図である。図７は、入力されるパルス信号をパルス幅により弁別する様子を示す図である。図８は、αβ線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。
実施の形態２に係わる放射線モニタ１Ｂは、実施の形態１に係わる放射線モニタ１と測定部４Ｂが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
また、実施の形態２に係わる測定部４Ｂは、図６に示すように、実施の形態１に係わる測定部４とパルス信号のパルス幅の弁別が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００２３】
実施の形態２に係わるパルス幅弁別器１３Ｂは、パルス信号をパルス幅の大小により弁別するための線種として１つにまとめられたα線およびβ線（以下、αβ線と称す。）とγ線とに弁別する。そのために、パルス幅弁別器１３Ｂには、予めパルス幅弁別閾値Ｔ２が定められている。そして、図７に示すように、パルス信号のパルス幅Ｔをパルス幅弁別閾値Ｔ２と比較してＴがＴ２より大ならば線種をαβ線と判断し、ＴがＴ２より小ならば線種をγ線と判断する。なお、使用する放射線検出器３の選定によっては、線種とパルス幅の関係が異なるのでパルス幅Ｔとパルス幅弁別閾値Ｔ２の大小は逆転することがある。
【００２４】
そして、演算器１４Ｂは、パルス信号が入力される度に、そのパルス信号が弁別された線種に対応するαβエリヤ２４またはγエリヤ２３に格納されているそのパルス信号の波高に対応するチャンネルの計数値をインクリメントして格納する。
メモリ１５Ｂには、αβ線に弁別されたパルス信号が入力されたときパルス信号の波高に対応するチャンネルの計数値がインクリメントされて格納されるαβエリヤ２４、γ線に弁別されたパルス信号が入力されたときパルス信号の波高に対応するチャンネルの計数値がインクリメントされて格納されるγエリヤ２３の２つのエリヤが設けられている。
【００２５】
次に、実施の形態２に係わる放射線モニタ１Ｂの動作について図８を参照して説明する。
なお、図８に表されたスペクトルにおいて、ｉ１はαβ線スペクトル、ｍ（α）はα線測定領域、斜線が描かれた領域の面積は、そのα線測定領域のα線積算計数値を示す。また、ｍ（β）はβ線測定領域、横線が描かれた領域の面積は、そのβ線測定領域のβ線積算計数値を示す。図８に表されたαβ線スペクトルは、図３に表されたα線スペクトルと図４に表されたβ線スペクトルが合わされたスペクトルである。そして、α線測定対象核種またはβ線測定対象核種が存在するとそれに起因する正味積算計数値が上積みされてα線積算計数値またはβ線積算計数値として測定される。
図８から分かるように、β線測定領域ｍ（β）はα線測定領域ｍ（α）よりも低エネルギー側に設定されるので、パルス信号の波高により検出された放射線の線種をα線またはβ線と区別することができる。
【００２６】
このような放射線モニタ１Ｂは、波高データが線種毎に格納されるメモリ１５Ｂにおいてα線とβ線のパルス信号の波高データを１つのαβエリヤ２４に格納するので、メモリ１５Ｂの構成が簡素になり、コスト低減できる。
【００２７】
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係わる放射線モニタのブロック図である。
実施の形態３に係わる放射線モニタ１Ｃは、実施の形態１に係わる放射線モニタ１と測定対象が異なり、それにともない測定対象を濾紙２６上に捕集するサンプリング部２５が追加されているが、それ以外は同様であるので同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態３に係わるサンプリング部２５は、図９に示すように、測定対象の空気から粒子状放射性物質６を捕集する濾紙２６がサクションヘッド２７上に載置されている気密ボックス２８、気密ボックス２８内を減圧して送気管２９を通して測定対象の空気を気密ボックス２８に吸引し、濾紙２６を通し、流量計３０を通して排気系に送るポンプ３１を備えている。
そして、放射線検出器３は、濾紙２６上に捕集された粒子状放射性物質６から放射される放射線を検出して電気信号に変換し、線種によりパルス幅が異なるパルス信号を出力する。また、測定部４Ｃは、放射線検出器３から出力されるパルス信号から測定対象核種の放射能を測定する。
流量計３０は、濾紙２６を通過する空気量を計測し、測定対象の空気中のダスト濃度を求めるために使われる。
サクションヘッド２７は、網目状に通気孔が空けられており通気中の濾紙２６がたわまないように固定する。
【００２８】
実施の形態１では、測定対象物２が表面汚染物などの場合について述べたが、実施の形態３では、図９に示すように、測定点の空気をサンプリングして濾紙２６上に捕集されたサンプル空気に含まれる粒子状放射性物質６である。図９において、送気管２９から吸入されたサンプル空気は気密ボックス２８に導入され、濾紙２６によりサンプル空気に含まれる粒子状放射性物質６が捕集される。粒子状放射性物質６が除去されたサンプル空気は、気密ボックス２８から排出されて流量計３０で流量が測定され、ポンプ３１から排気される。
濾紙２６が粒子状放射性物質６を捕集する深さは、粒子径の大きさに依存する。
【００２９】
図１０は、ラドンの崩壊系列と放射するα線とβ線のエネルギーを示している。濾紙に捕集されたラドンの娘核種のうちで、α線を放出する短半減期核種はポロニウム２１８（Ｐｏ−２１８）とポロニウム２１４（Ｐｏ−２１４）である。また、β線とγ線を放出する短半減期核種は鉛２１４（Ｐｂ−２１４）とビスマス２１４（Ｂｉ−２１４）である。
図１１は、トロンの崩壊系列と放射するα線とβ線のエネルギーを示している。濾紙に捕集されたトロンの娘核種のうちで、α線を放出する短半減期核種はビスマス２１２（Ｂｉ−２１２）とポロニウム２１２（Ｐｏ−２１２）である。β線とγ線を放出する短半減期核種は鉛２１２（Ｐｂ−２１２）とビスマス２１２（Ｂｉ−２１２）である。
【００３０】
ラドンおよびトロンの娘核種は、崩壊してガスから粒子が生成された直後は粒子径が小さいが、生成からの時間が経過するとともに空気中に浮遊するダストに付着して粒子径が大きくなる。粒子径が小さいものは、濾紙２６の深いところまで分布するように捕集されるが、表面に粒子状放射性物質６の層が形成されるにしたがって次第に表面で捕集されるようになる。
【００３１】
また、ラドンおよびトロンの娘核種では、濾紙２６における捕集深さにより、α線のエネルギーの一部が濾紙２６に吸収され、放射線検出器３が検出するエネルギーが変化するため、測定したスペクトルピークのテールの形状が変化する。
また、ラドンおよびトロンの娘核種は、ラドン（Ｒｎ−２２２）から崩壊するものとトロン（Ｒｎ−２２０）から崩壊するもので存在比が異なり、降雨等の気象条件でその存在比が変化する。
【００３２】
図１２は、ラドンおよびトロンの娘核種の放射するγ線のエネルギーとそのエネルギーの放出割合を示す図である。このように、娘核種により放射されるγ線のエネルギーが異なるとともに放出割合も異なっている。
【００３３】
図１３は、ラドンおよびトロンの娘核種のα線スペクトルである。但し、横軸にチャンネル番号（エネルギー）、縦軸に計数を対数で表している。
Ｐｏ−２１４スペクトルピークのテール（スペクトルピークから低エネルギー側に立ち下がる直線部）、Ｐｏ−２１２スペクトルピークのテールおよび重なっているＰｏ−２１８およびＢｉ−２１２のスペクトルピークのテールの傾きは概ね平行である。なお、実線と点線のα線スペクトルは、異なる時点での測定によるものであり、異なる時点での低エネルギー側のテールの傾きには違いが見られる。
また、ラドンおよびトロンの娘核種が濾紙２６の表面で捕集されるとテールの傾きは大きく、濾紙２６の内部で捕集されるとテールの傾きは小さい。したがって、ラドンおよびトロンの娘核種が濾紙２６の表面で捕集されるか、内部で捕集されるかにより、ラドンおよびトロンα線積算計数値が変化する。そして、このラドンおよびトロンα線積算計数値の変化は、ラドンおよびトロンα線積算計数値に基づきバックグラウンド計数値を推定し、測定対象領域の積算計数からバックグラウンド計数値を引き算して正味計数値を求めるときの誤差になる。この誤差を解消するために、演算器１４Ｃはテールの傾きを求め、それに基づきバックグラウンド計数値を補正する。正味計数値は、測定対象領域の積算計数値から補正されたバックグラウンド計数値を引き算して求められる。
【００３４】
次に、演算器１４Ｃにおけるバックグラウンド計数値の推定値の補正動作について図１４を参照して説明する。なお、図１４は、バックグラウンド計数値の推定値の補正手順を示すフローチャートである。
Ｓ１で、テール上の２点における計数の対数を求める。すなわち、図１３に示す、Ｐｏ−２１４のスペクトルピークの低エネルギー側のテールにおいて、所定のチャンネル番号ｘ１、ｘ２に対する計数Ｎ１、Ｎ２の２点（ｘ１，Ｎ１）、（ｘ２，Ｎ２）について、Ｎ１の対数ｙ１＝ｌｏｇＮ１、Ｎ２の対数ｙ２＝ｌｏｇＮ２を求める。チャンネル番号ｘ１とｘ２は、ピークの近くの計数が大きくて、直線性が良好な範囲から、適切な間隔離間している２点を実験的に選定し設定する。
Ｓ２で、テールの２点を結ぶ直線の傾きｋを求める。すなわち、（ｘ１，ｌｏｇＮ１）、（ｘ２，ｌｏｇＮ２）の２点を結ぶ直線の傾きｋを、ｋ＝（ｌｏｇＮ１−ｌｏｇＮ２）／（ｘ１−ｘ２）に基づいて求める。
Ｓ３で、α線ハッククラウンド計数補正値を求める。すなわち、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）に基づき、α線測定領域に混入するα線バックグラウンド計数値ｊα１ΣＮ（α）を推定し、これに傾きｋの関数ｆ（ｋ）を掛け算してα線バックグランド計数補正値ｊα１ｆ（ｋ）ΣＮ（α）を求める。
なお、ラドンおよびトロンの娘核種の中からＰｏ−２１４を選択して傾きｋを求めたのは、高い検出効率が得られ、統計誤差を小さくできるためである。また、ｊα１は定数であり、関数ｆ（ｋ）はｋの関数として、実験的に求める。
【００３５】
また、β線バックグランド計数補正値も同様にして、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）に基づき、β線測定領域に混入するβ線バックグラウンド計数値ｊβ１ΣＮ（α）を推定し、これに傾きｋの関数ｇ（ｋ）を掛け算してβ線バックグラウンド計数補正値ｊβ１ｇ（ｋ）ΣＮ（α）を求める。また、ｊβ１は定数であり、関数ｇ（ｋ）はｋの関数として、実験的に求める。
【００３６】
さらに、γ線バックグラウンド計数補正値も同様にして、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）に基づき、γ線測定領域に混入するγ線バックグラウンド計数値ｊγ１ΣＮ（α）を推定し、これに上記傾きｋの関数ｐ（ｋ）を掛け算してβ線バックグラウンド計数補正値ｊγ１ｐ（ｋ）ΣＮ（α）を求める。また、ｊγ１は定数であり、関数ｐ（ｋ）はｋの関数として、実験的に求める。
【００３７】
このような放射線モニタ１Ｃは、スペクトルを横軸にエネルギー、縦軸に計数を対数で表すと、ラドンおよびトロンの娘核種のα線スペクトルピークの低エネルギー側に立ち下がるテールが概ね直線で、それぞれの娘核種のテールの傾きが平行であり、ラドンおよびトロンの娘核種が濾紙２６の表面で捕集されるとテールの傾きは大きく、濾紙２６の内部で捕集されるとテールの傾きは小さいという性質を利用し、相対的に計数の大きいポロニウム２１４（Ｐｏ−２１４）のスペクトルピークの低エネルギー側のテールの傾きを求め、その傾きに基づきバックグラウンド計数値の推定値を補正するので、濾紙２６に捕集されたラドンおよびトロンの娘核種の深さ方向分布により発生するバックグラウンド計数値の推定値の誤差を補償することができ、目的とする測定対象核種の放射線を高感度かつ高安定で測定できる。
【００３８】
実施の形態４．
図１５は、この発明の実施の形態４に係わる放射線モニタでのバックグラウンド計数値の推定値の補正手順を示すフローチャートである。
実施の形態４に係わる放射線モニタは、実施の形態３に係わる放射線モニタ１Ｃとα線バックグラウンド計数値の推定値の補正に用いるラドンおよびトロンの娘核種が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分には同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態３では、ポロニウム２１４のα線スペクトルピークを用いてバックグランド計数値の推定値の補正を行っているが、実施の形態４では、γ線測定領域よりエネルギーの高いビスマス２１４（Ｂｉ−２１４）のγ線を用いてα線バックグラウンド計数値の推定値の補正を行う。
【００３９】
次に、演算器１４Ｃにおけるバックグラウンド計数値の推定値の補正動作について図１５を参照して説明する。
Ｓ４で、Ｂｉ−２１４γ線積算計数値を求める。すなわち、図５に示すように、γ線測定領域よりエネルギーの高いＢｉ−２１４のγ線１．７６４ＭｅＶに注目し、そのスペクトルピーク領域について計数を積算してＢｉ−２１４γ線積算計数値ΣＮ（γ）を求める。
Ｓ５で、ラドンおよびトロンα線積算計数値とＢｉ−２１４γ線積算計数値との比ｓを求める。すなわち、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）が濾紙２６の捕集深さに顕著に影響を受けることに対し、Ｂｉ−２１４γ線積算計数値ΣＮ（γ）は、濾紙２６によるγ線の吸収が無視できる程度に小さいため、濾紙２６の捕集深さの影響を受けない。したがって、その比ｓは濾紙２６の捕集深さに関係した値になる。
Ｓ６で、α線バックグラウンド計数値の推定値の補正値を求める。すなわち、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）に基づき、α線測定領域に混入するα線バックグラウンド計数値ｊα２ΣＮ（α）を推定し、これに比ｓの関数ｆ（ｓ）を掛け算してα線バックグラウンド計数補正値ｊα２ｆ（ｓ）ΣＮ（α）を求める。なお、ｊα２は定数であり、関数ｆ（ｓ）は比ｓの関数として、実験的に求める。
【００４０】
また、β線バックグラウンド計数補正値も同様にして、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）に基づき、β線測定領域に混入するβ線バックグラウンド計数値ｊβ２ΣＮ（α）を推定し、これに比ｓの関数ｇ（ｓ）を掛け算してβ線バックグラウンド計数補正値ｊβ２ｇ（ｓ）ΣＮ（α）を求める。なお、ｊβ２は定数であり、関数ｇ（ｓ）は比ｓの関数として、実験的に求める。
【００４１】
さらに、γ線バックグラウンド計数補正値も同様にして、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）に基づき、γ線測定領域に混入するγ線バックグラウンド計数値ｊγ２ΣＮ（α）を推定し、これに比ｓの関数ｐ（ｓ）を掛け算してβ線バックグラウンド計数補正値ｊβ２ｐ（ｓ）ΣＮ（α）を求める。なお、ｊγ２は定数であり、関数ｐ（ｓ）は比ｓの関数として、実験的に求める。
【００４２】
このような放射線モニタは、ラドンおよびトロンα線積算計数値とＢｉ−２１４γ線積算計数値の比が濾紙２６の捕集深さに関係することを利用して、その比に基づきバックグラウンド計数値の推定値を補正するので、濾紙２６において捕集されたラドンおよびトロンの娘核種の深さ方向分布により発生するバックグラウンド計数値の推定値の誤差を補償することができ、実施の形態３と同様に、目的とする測定対象核種の放射線を高感度かつ高安定で測定できる。
【００４３】
実施の形態５．
図１６は、この発明の実施の形態５に係わる放射線モニタのブロック図である。
実施の形態５に係わる放射線モニタ１Ｄは、実施の形態３に係わる放射線モニタ１Ｃと気密ボックス２８内に装着されている濾紙２６に活性炭捕集材が追加されていることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００４４】
気密ボックス２８内のサンプル空気の流れの途中に、図１６に示すように、濾紙２６と、その裏面に配置した放射性ヨウ素を捕集する活性炭捕集材、例えば、活性炭カートリッジ３２とを濾紙２６と活性炭カートリッジ３２の取り外しが容易なフィルタケース３３の中に装着している。
このような放射線モニタ１Ｄは、粒子状放射性物質６と同時に、Ｉ−１３１（ヨウ素１３１）、Ｉ−１３３（ヨウ素１３３）等の放射性ヨウ素を測定することができる。
【００４５】
実施の形態６．
図１７は、この発明の実施の形態６に係わる放射線モニタのブロック図である。図１８は、実施の形態６に係わるイオントラップの断面図である。
実施の形態６に係わる放射線モニタ１Ｅは、実施の形態３に係わる放射線モニタ１Ｃと気密ボックス２８内にサンプル空気を取り込む送気管２９の途中に粒子径増大手段としてのイオントラップ３５が追加されていることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
イオントラップ３５は、図１８に示すように、サンプル空気を通す容器である陰極３７、陰極３７の中心に配置された陽極３８、陽極３８を陰極３７の容器から電気的に絶縁して固定する陽極絶縁物３９、送気管２９と気密ボックス２８から陰極３７としての容器を絶縁する陰極絶縁物４０、陰極３７と陽極３８の間に高電圧を印加する高圧電源４１から構成される。
【００４６】
高圧電源４１は、容器である陰極３７がマイナスに、中心電極である陽極３８がプラスになるように接続され、さらに、容器はアース（図示せず）に接続される。サンプル空気に含まれる帯電粒子は、高電圧による電界の作用で、プラス粒子は容器側に、マイナス粒子は中心電極側に吸引、収集される。容器及び中心電極に収集された帯電粒子は放電してそれぞれの表面に付着し、粒子径が成長して大きくなると離脱してサンプル空気に放出される。ラドンおよびトロンの娘核種は、崩壊直後はプラスに帯電して単独で存在しているため、効率よく収集するためには電界強度を大きくする必要がある。実験の結果、高圧電源４１の電圧を１０００Ｖ程度することにより良好の結果が得られる。ラドンおよびトロンの娘核種は容器の内面に収集され、同様に収集されて付着した他の浮遊粒子により粒子径が成長するとサンプル空気に放出される。
【００４７】
イオントラップ３５を通過したサンプル空気は、気密ボックス２８に導入され、濾紙２６にサンプル空気に含まれるダストとともに粒子状放射性物質６が捕集される。このとき、十分に粒子径が成長したラドンおよびトロンの娘核種は濾紙２６の表面に捕集される。
【００４８】
このような放射線モニタ１Ｅは、濾紙２６の上流にイオントラップ３５が設けられ、ラドンおよびトロンの娘核種がプラスに帯電している性質を利用し、粒子径の小さいラドンおよびトロンの娘核種を電気的に集塵して粒子径を増大させて濾紙２６の表面で捕集できるようにしたので、サンプリング時間の経過および粒子状放射性物質６の量で表面捕集の割合が変化することがなくなり、ラドンおよびトロンの娘核種が常に濾紙２６の表面で捕集されるようになり、実施の形態３に係わる放射線モニタ１Ｃより正確にバックグラウンド計数値の推定値が求められ、測定対象核種を高感度かつ高精度で測定できる。
【００４９】
実施の形態７．
図１９は、この発明の実施の形態７に係わる活性炭繊維からなる濾紙の表面付近の拡大断面図である。
実施の形態７に係わる放射線モニタは、実施の形態３に係わる放射線モニタ１Ｃと濾紙２６Ｂが活性炭繊維からできていることだけが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分の説明は省略する。
実施の形態７に係わる濾紙２６Ｂは、図１９に示すように、活性炭繊維４４を使用し、活性炭繊維４４の表面４５に１〜２ｎｍ程度の細孔４６が形成されている。
そして、この細孔４６にラドンおよびトロンの娘核種を捕集するようにしたので、活性炭繊維４４がイオントラップ３５と同等に粒子径増大手段となる。
このような放射線モニタは、イオントラップ３５を設けることなく簡素な構成となるので、効率よく測定できる放射線モニタを低コストで提供できる。
【００５０】
実施の形態８．
図２０は、この発明の実施の形態８に係わる放射線検出器の構成図である。
実施の形態８に係わる放射線モニタは、実施の形態１に係わる放射線モニタ１と放射線検出器３Ｂの構成が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００５１】
実施の形態８に係わる放射線検出器３Ｂには、図２０に示すように、放射線の入射方向に向かって手前側から順に、遮光膜５１、第１のシンチレータ５２、第２のシンチレータ５３、β線遮蔽体５４、第３のシンチレータ５５、光電子増倍管５６が検出器ハウジング５７内に収納されている。
遮光膜５１は、放射線の入射側からの光の進入を遮断するとともに、第１のシンチレータ５２、第２のシンチレータ５３、第３のシンチレータ５５で発光した蛍光の内で、光電子増倍管５６に向かう方向と反対方向に進む蛍光を反射させる。
第１のシンチレータ５２は、測定対象のα線を全て吸収することができ、かつ、測定下限のβ線エネルギーに対応する飛程以下の厚みである。
第２のシンチレータ５３は、測定下限のβ線エネルギーに対応する飛程以上で、かつ、測定上限のβ線エネルギーに対応する飛程以下の厚みである。
β線遮蔽体５４は、透明であり、第２のシンチレータ５３を透過したβ線を完全に遮蔽する。
第３のシンチレータ５５は、γ線を検出する。
このようにして、入射する放射線のうち、第１のシンチレータ５２で主にα線を検出し、第２のシンチレータ５３で主にβ線を検出し、第３のシンチレータ５５でγ線を検出する。
光電子増倍管５６は、各シンチレータ５２、５３、５５が放射線を検出したときに発生する蛍光を電流パルスに変換し、前置増幅器５８でその電流パルスを電圧パルスに変換して出力する。
検出器ハウジング５７は、先端の遮光膜５１とともに放射線検出器３Ｂ全体を遮光する。
【００５２】
第１のシンチレータ５２にユウロピウム活性フッ化カルシウム（以下、ＣａＦ２（Ｅｕ）と記す。）シンチレータを、第２のシンチレータ５３にセリウム添加アルミニウム−イットリウムペロブスカイト結晶（以下、ＹＡＰ（Ｃｅ）と記す。）シンチレータを、第３のシンチレータ５５にビスマスギャーマネイト結晶（以下、ＢＧＯと記す。）シンチレータまたはＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを配置することにより、放射線検出器３Ｂから出力されるパルス信号のパルス幅は、小さい方からβ線、γ線、α線の順になり、パルス幅の違いにより測定部４で線種が弁別される。
第１のシンチレータ５２にＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータを、第２のシンチレータ５３にＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータを配置した場合は、放射線検出器３Ｂから出力されるパルス信号のパルス幅は、小さい方からα線、γ線、β線の順になる。ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータは潮解性があるため密閉した容器に入れられている。また、光学面はガラスのため、β線遮蔽体５４は省略できる。
【００５３】
このような放射線モニタは、放射線入射面側から、第１のシンチレータ５２、第２のシンチレ５３、β線遮蔽体５４、第３のシンチレータ５５を備え、第１のシンチレータ５２で主にα線を検出し、第２のシンチレータ５３で主にβ線を検出し、第３のシンチレータ５５でγ線を検出するように配置し、かつ、第１のシンチレータ５２はα線スペクトル測定に必要な最小限の厚みとし、β線及びγ線に対する感度を最小とすることによりα線スペクトルに混入するβ線とγ線のカウントを最小にできるので、線種の識別が確実になり、測定対象核種を高感度に測定できる。
また、第２のシンチレータ５３はβ線測定に必要な最小限の厚みとし、γ線に対する感度を極力小さくすることによりβ線スペクトルに混入するγ線のカウントを最小にできるため、線種の識別が確実になり、測定対象核種を高感度に測定できる。
【００５４】
実施の形態９．
図２１は、この発明の実施の形態９に係わる放射線検出器の断面図である。
実施の形態９に係わる放射線モニタは、実施の形態８に係わる放射線モニタと放射線検出器３Ｃの構成が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態８では、シンチレータを３種類使用した放射線検出器３Ｂについて述べたが、実施の形態９では、シンチレータを２種類使用した放射線検出器３Ｃについて図２１を参照して説明する。
実施の形態９に係わる放射線検出器３Ｃには、図２１に示すように、放射線の入射方向に向かって手前から順に、遮光膜５１、第４のシンチレータ５９、β線遮蔽体５４、第３のシンチレータ５５、光電子増倍管５６が検出器ハウジング５７内に収納されている。
第４のシンチレータ５９は、測定対象のα線が全て吸収されるように、かつ、測定下限のβ線エネルギーに対応する飛程以上で、かつ、測定上限のβ線エネルギーに対応する飛程以下の厚みである。
また、第４のシンチレータ５９にＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータを、第３のシンチレータ５５にＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータを配置することにより、放射線検出器３Ｃから出力されるパルス信号のパルス幅は、小さい方からγ線、α線＝β線の順になる。
【００５５】
また、第４のシンチレータ５９にＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータを、第３のシンチレータ５５にＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータを配置することにより、放射線検出器３Ｃから出力されるパルス信号のパルス幅は、小さい方からα線＝β線、γ線の順になる。
測定部４では、パルス幅の違いによりα線およびβ線とγ線が弁別され、αβ線スペクトル分析時に波高値の違いによりα線とβ線が弁別される。
【００５６】
第４のシンチレータ５９において、α線は全て吸収されるが、β線はノイズレベルに対しては十分な波高レベルを確保し、α線との識別性能を高めるために必要最小限の波高になるような厚みに制限する。また、測定対象のα線エネルギーは測定対象のβ線の３倍以上である。したがって、第４のシンチレータ５９の種類として、単位エネルギー当たりの蛍光効率のβ線に対するα線の比が１／３以上のシンチレータを選定し、所望の厚みにすることにより、主要なα線とβ線は波高値で弁別して測定できる。
【００５７】
このような放射線モニタは、第４のシンチレータ５９でα線およびβ線を、第３のシンチレータ５５でγ線を検出するようにし、第３のシンチレータ５５に薄く加工し易いシンチレータを使用することにより、γ線スペクトルを求めない用途において放射線検出器３Ｃの構成が簡素で小型となるため、低コストの放射線モニタが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる放射線モニタのブロック図である。
【図２】入力されるパルス信号をパルス幅により弁別する様子を示す図である。
【図３】α線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。
【図４】β線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。
【図５】γ線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。
【図６】この発明の実施の形態２に係わる放射線モニタのブロック図である。
【図７】入力されるパルス信号のパルス幅により弁別する様子を示す図である。
【図８】αβ線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。
【図９】この発明の実施の形態３に係わる放射線モニタのブロック図である。
【図１０】ラドンの崩壊系列と放射するα線とβ線のエネルギーを示している。
【図１１】トロンの崩壊系列と放射するα線とβ線のエネルギーを示している。
【図１２】ラドンおよびトロンの娘核種の放射するγ線のエネルギーとそのエネルギーの放出割合を示す図である。
【図１３】ラドンおよびトロンの娘核種のα線スペクトルである。
【図１４】バックグラウンド計数値の推定値の補正手順を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態４に係わる放射線モニタでのバックグラウンド計数値の推定値の補正手順を示すフローチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態５に係わる放射線モニタのブロック図である。
【図１７】この発明の実施の形態６に係わる放射線モニタのブロック図である。
【図１８】実施の形態６に係わるイオントラップの断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態７に係わる活性炭繊維からなる濾紙の表面付近の拡大断面図である。
【図２０】この発明の実施の形態８に係わる放射線検出器の構成図である。
【図２１】この発明の実施の形態９に係わる放射線検出器の構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 放射線モニタ、２ 測定対象物、３ 放射線検出器、４ 測定部、６ 粒子状放射性物質、１１ 主増幅器、１２ Ａ／Ｄ変換器、１３ パルス幅弁別器、１４ 演算器、１５ メモリ、１６ 表示器、２１ αエリヤ、２２ βエリヤ、２３ γエリヤ、２４ αβエリヤ、２５ サンプリング部、２６ 濾紙、２７ サクションヘッド、２８ 気密ボックス、２９ 送気管、３０ 流量計、３１ ポンプ、３２ 活性炭カートリッジ、３３ フィルタケース、３５ イオントラップ、３７ 陰極、３８ 陽極、３９ 陽極絶縁物、４０ 陰極絶縁物、４１ 高圧電源、４４ 活性炭繊維、４５ 表面、４６ 細孔、５１ 遮光膜、５２、５３、５５、５９ シンチレータ、５４ β線遮蔽体、５６ 光電子増倍管、５７ 検出器ハウジング、５８ 前置増幅器。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原子力発電所、核燃料再処理施設、核燃料施設、粒子線利用施設、放射性同位元素使用施設などで使用する放射線モニタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所、核燃料再処理施設などでは、測定対象物の放射線量または放射能量を測定線種毎に測定するため、複数の放射線検出器を搭載した放射線モニタまたは複数の放射線モニタを使用している。複数の放射線検出器を搭載した放射線モニタとして、核分裂生成物および放射化生成物を測定対象とする放射性ダストモニタがある。
従来の放射性ダストモニタは、測定対象から放射されるα線とβ線とを同時に検出するαβ検出器、γ線を検出するγ検出器、環境γ線を検出する環境γ検出器、それぞれの検出器に対応する測定部、環境γ線の影響を軽減するための鉛遮蔽体、サンプル空気をサンプリングするポンプと測定対象である粒子状放射性物質を捕集する濾紙を搭載したサンプリング部を備える。
【０００３】
測定点の空気をサンプリングして濾紙に通して、そのサンプル空気に浮遊しているダストを濾紙に捕集し、そのダストから放出されるβ線を放射線検出器で検出し、濾紙を通過したサンプル空気量と放射線検出器から出力されるパルス信号の計数して、測定点の空気中に存在する粒子状測定対象核種の濃度を測定・監視している。
核分裂生成物および放射化生成物のβ線を測定する場合、天然放射性核種であるラドンおよびトロンの娘核種のβ線およびγ線がバックグラウンドとして混入するため、測定対象のβ線を高感度で計測しようとする時には、その影響が無視できなくなり、ラドンおよびトロンの娘核種の影響を補償することが不可欠となる。
また、環境のγ線がバックグラウンドとして混入するため、その影響を補償することも必要となり、放射性ダストモニタは、３台の放射線検出器、それに対応する測定部および鉛遮蔽体を備える（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ラドンおよびトロンの娘核種のα線を測定して、バックグラウンドとして混入するラドンおよびトロンの娘核種のβ線とγ線を補償しようとした場合、ラドンおよびトロンの娘核種が捕集される濾紙の深さがサンプリング時間、サンプリング空気湿度、サンプル空気中のダスト量等により複雑に変化してバックグラウンド補償誤差として無視できないため、予め、一定時間、実使用条件で予備ダスト収集したものを使用する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、放射線検出器の放射線入射面側からＺｎＳ（Ａｇ）シンチレータ、次にプラスチックシンチレータまたはスチルベンゼンシンチレータ、次にＢＧＯシンチレータまたはＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータの順に配置し、ＺｎＳ（Ａｇ）シンチレータでα線を検出し、プラスチックシンチレータまたはスチルベンゼンシンチレータで主にβ線を検出し、ＢＧＯシンチレータまたはＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータでγ線を検出し、それぞれのシンチレータで蛍光減衰蒔間が違うことを利用してパルス幅弁別を行うことにより、１台の放射線検出器で線種毎に放射線を測定する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−６４５２９号公報
【特許文献２】特許第３３７４６００号公報
【特許文献３】特開平５−３４１０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の放射性ダストモニタは、搭載する放射線検出器の台数が複数となり、また検出部に対応して測定部の設置が必要となり、装置の構成が複雑となる。
また、放射線検出器は鉛遮蔽体を備えるので、重量が重くなるために小型化、機動性、コストに問題がある。
また、指示上昇時には、測定対象を捕集する濾紙を外して分析室に持って行って核種を確認する運用が行われており、核種の確認作業に時間がかかるという問題がある。
また、ラドンおよびトロンの娘核種を濾紙の表面で捕集するために、予め、一定時間、実使用条件で予備ダスト収集したものを使用する方法は、予備ダスト収集にコストがかかる問題がある。
また、１台で３つの線種の放射線を識別して検出する従来の放射線検出器において、α線を検出するＺｎＳ（Ａｇ）シンチレータは半透明でエネルギー分解能が良くないため、α線のスペクトルを測定する用途には適さないという問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、簡素な構成で３つの線種の放射線を個別に測定でき、α線スペクトルとγ線スペクトルにより指示上昇の原因を容易に特定でき、測定領域に混入するラドンおよびトロンの娘核種によるバックグラウンド計数値を補償する高感度で高安定な放射線モニタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係わる放射線モニタは、測定対象から放射される放射線を検出してパルス信号を発する放射線検出器、上記パルス信号の波高に係わるスペクトルに基づき測定対象核種の放射能を測定する測定部を備える放射線モニタにおいて、上記放射線検出器は、上記放射線の線種によりパルス幅が異なるパルス信号を出力し、上記測定部は、上記パルス信号のパルス幅に基づき上記パルス信号に係わる放射線の線種を弁別し、上記パルス信号の波高を測定し、上記パルス信号を該波高に対応するチャンネルに割り当てて計数して上記スペクトルとして上記線種に対応したメモリに格納し、所定の時限に亘る上記パルス信号のスペクトルを分析することにより測定対象核種の放射能を測定する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係わる放射線モニタの効果は、１台の放射線検出器と１台の測定部という簡素な構成で、３つの線種の放射線をそれぞれ測定できるとともに、α線スペクトルとγ線スペクトルを同時に測定できる。
また、α線スペクトルとγ線スペクトルを分析することにより、測定領域に混入するラドンおよびトロンの娘核種のバックグラウンド計数値を正確に補償し、測定対象のβ線を高感度で測定できる。
また、測定対象に含まれるα線を放射する放射性核種及びγ線を放射する放射性核種を同時に確認できる。
また、機能を搭載した小型で機動性がある放射線モニタを低コストで実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる放射線モニタのブロック図である。図２は、入力されるパルス信号をパルス幅により線種を弁別する様子を示す図である。図３は、α線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。図４は、β線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。図５は、γ線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。
【００１２】
実施の形態１に係わる放射線モニタ１は、図１に示すように、表面が放射性物質により汚染された測定対象物２に近接して、測定対象物２から放射される放射線を検出して電気信号に変換し、線種によりパルス幅が異なるパルス信号を出力する放射線検出器３、放射線検出器３から出力されるパルス信号から測定対象核種の放射能を測定する測定部４を備える。
放射線検出器３は、入射面を薄い反射膜で防湿処理したタリウム活性ヨウ化セシウム（以下、ＣｓＩ（Ｔｌ）と記す。）シンチレータを、その裏側に光学面をガラスで防湿処理したタリウム活性ヨウ化ナトリウム（以下、ＮａＩ（Ｔｌ）と記す。）シンチレータを配置するＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータは、自身がα線とβ線で蛍光減衰時間が異なるため、パルス幅が異なるパルスを出力する。
また、ＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータとＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータがγ線に対してパルス幅が異なる。このような構成の放射線検出器３を用いるので、検出する放射線の線種（α線、β線、γ線）によりパルス幅が異なるパルス信号が出力される。この実施の形態１に係わる放射線検出器３では、出力するパルス信号のパルス幅は、大きい方からα線、β線、γ線の関係にある。
【００１３】
測定部４は、図１に示すように、パルス信号を増幅してＡ／Ｄ変換器１２とパルス幅弁別器１３に出力する主増幅器１１、入力されるパルス信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１２、パルス信号をパルス幅の大中小により３つの線種に弁別するパルス幅弁別器１３、Ａ／Ｄ変換器１２から出力される当該パルス信号の波高値とパルス幅弁別器１３から出力される当該パルス信号の線種が入力され、線種に基づき波高値をα線、β線、γ線の３線種に仕分けして、それぞれのスペクトルデータとしてメモリ１５に格納し、メモリ１５に格納されたスペクトルデータを定周期に演算処理し、測定対象核種の放射能に対応した工学値に変換して表示器１６に表示する演算器１４から構成されている。
【００１４】
パルス幅弁別器１３は、図２に示すように、放射線検出器３からのパルス信号をパルス幅に関して大中小の３段階に弁別して３つの線種に識別する。２つのパルス幅弁別閾値Ｔ１、Ｔ２をＴ２がＴ１より小さいように設定されている。そして、入力されたパルス信号のパルス幅Ｔをパルス幅弁別閾値Ｔ１と比較してＴがＴ１がより大ならば線種をα線と判断し、同様にしてＴがＴ２より大でＴ１より小ならば線種をβ線と判断し、ＴがＴ２より小ならば線種をγ線と判断する。
なお、使用する放射線検出器３の選定によっては、線種とパルス幅の関係が異なるので各線種のパルス幅およびパルス幅弁別閾値Ｔ１、Ｔ２の大小は逆転することがある。
【００１５】
メモリ１５には、検出された放射線にともなって発生するパルス信号を波高毎にカウントした計数値を線種毎に格納するαエリヤ２１、βエリヤ２２、γエリヤ２３が設けられている。パルス信号の波高は、例えば、最小波高０Ｖから最大波高５Ｖの範囲が１０２４等分されて得られる１チャンネルから１０２４チャンネルのうちの該当するチャンネルに割り当てられる。そして、所定の時限に入力される放射線に係わるパルス信号がそれぞれの波高に対応するチャンネルに計数されることにより、各線種の波高スペクトルがαエリヤ２１、βエリヤ２２、γエリヤ２３に格納されている。
演算器１４は、それぞれのパルス信号の波高をチャンネルに対応させ、線種毎に仕分けして、該当するチャンネルの計数値をインクリメントして各エリヤに格納する。なお、演算器１４は、図２に示すように、第１波高閾値Ｄ１以下の波高のパルス信号をノイズとして取り扱ってメモリ１５に格納されている計数値をインクリメントしない。
また、第２波高閾値Ｄ２、第３波高閾値Ｄ３は、メモリ１５に格納されたスペクトルデータから測定領域の積算計数を求めるときの波高閾値の例を示すもので、例えば、β線スペクトルでは第１波高閾値Ｄ１から第２波高閾値Ｄ２までの計数を積算し、γ線スペクトルでは第１波高閾値Ｄ１から第３波高閾値Ｄ３までの計数を積算し、α線スペクトルでは第３波高閾値Ｄ３以上の計数を積算する。
【００１６】
次に、演算器１４において行われる測定対象核種の放射能の算出について図３、図４、図５を参照して説明する。
なお、図３に表されたα線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトル（以下、α線スペクトルと称す。）において、ｂ１はラドンおよびトロンの娘核種に起因するα線のバックグラウンドスペクトル、ｍ（α）はα線測定領域、斜線が描かれている領域の面積は、そのα線測定領域のα線バックグラウンド積算計数値である。α線測定対象核種が存在するとそれに起因する正味積算計数値が上積みされてα線積算計数値として測定される。
【００１７】
天然放射性核種ラドンおよび卜ロンの娘核種であるポロニウム２１８（Ｐｏ−２１８）、ビスマス２１２（Ｂｉ−２１２）、ポロニウム２１４（Ｐｏ−２１４）、ポロニウム２１２（Ｐｏ−２１２）は、そのピーク位置がα線測定領域より高エネルギー側にある。しかし、ピークの低エネルギー側に立ち下がるテールがα線測定領域にかかるため、演算器１４は、α線測定領域を超える所定のエネルギー範囲のラドンおよびトロンα線積算計数値に基づき、α線測定領域に混入するα線バックグラウンド計数値を推定し、α線積算計数値からα線バックグラウンド計数値を引き算してα線正味計数値を求める。このα線正味計数値に基づき、α線測定対象核種の放射能に対応した工学値を求める。
【００１８】
図４に表されたβ線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトル（以下、β線スペクトルと称す。）において、ｂ２はラドンおよびトロンの娘核種に起因するβ線のバックグラウンドスペクトル、ｍ（β）はβ線測定領域、斜線が描かれている領域の面積は、そのβ線測定領域のβ線バックグラウンド積算計数値である。β線測定対象核種が存在するとそれに起因する正味積算計数値が上積みされてβ線積算計数値として測定される。ラドンおよびトロンの娘核種は、α線の他にβ線を放射するため、β線測定領城にはラドンおよびトロンの娘核種のβ線が混入する。演算器１４は、図３に表されたα線スペクトルから求めたラドンおよび卜ロンα線積算計数値に基づき、β線測定領域に入り込む部分のβ線バックグラウンド計数値を推定し、β線積算計数値からβ線バックグラウンド計数値を引き算してβ線正味計数値を求める。このβ線正味計数値に基づき、β線測定対象核種の放射能に対応した工学値を求める。
【００１９】
図５に表されたγ線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトル（以下、γ線スペクトルと称す。）において、ｂ３はラドンおよびトロンの娘核種に起因するγ線のバックグラウンドスペクトル、ｍ（γ）はγ線測定領域、斜線が描かれた領域の面積はそのγ線測定領域のγ線バックグラウンド積算計数値である。γ線測定対象核種が存在するとそれに起因する正味積算計数値が上積みされてγ線積算計数値として測定される。ラドンおよびトロンの娘核種は、α線、β線の他にγ線を放射するため、γ線測定領域にはラドンおよびトロンの娘核種のγ線が混入する。演算器１４は、図３に表されたα線スペクトルから求めたラドンおよびトロンα線積算計数値に基づき、γ線測定領域に入り込む部分のγ線バックグラウンド計数値を推定し、γ線積算計数値からγ線バックグラウンド計数値を引き算してγ線正味計数値を求める。このγ線正味計数値に基づき、γ線測定対象核種の放射能に対応した工学値を求める。
【００２０】
図１の測定対象物２が、例えば、表面汚染を測定しようとする物品の場合、図３に表されたα線スペクトルから核燃料に関係するα線放出核種の判定と放射能量の測定を行うことができる。また、図４に表されたβ線スペクトルから核分裂生成物および放射化生成物についてβ線放出核種の放射能量の測定を行うことができる。また、図５に表されたγ線スペクトルから放射性ヨウ素を含む核分裂生成物および放射化生成物について核種の判定と放射能量の測定を行うことができる。
【００２１】
このような放射線モニタ１では、放射線検出器３が測定対象から放射される放射線の線種によりパルス幅が異なるパルス信号を出力し、測定部４がパルス信号のパルス波高を測定し、パルス信号のパルス幅により線種を弁別し、測定したパルス波高データを、弁別したパルス幅に基づき仕分けしてスペクトルデータの形でメモリに格納し、格納したスペクトルデータを分析することにより測定対象核種の放射能を測定するので、１台の放射線検出器３と１台の測定部４という簡単な構成で実現でき、α線、β線とγ線のスペクトルを同時に測定できる高機能の放射線モニタ１を安価に提供できる。
また、スペクトルによる核種の確認ができ、スペクトル確認のためにサンプルを持ち帰って分析する必要がなくなるため、現場の作業性が向上する。
【００２２】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係わる放射線モニタのブロック図である。図７は、入力されるパルス信号をパルス幅により弁別する様子を示す図である。図８は、αβ線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。
実施の形態２に係わる放射線モニタ１Ｂは、実施の形態１に係わる放射線モニタ１と測定部４Ｂが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
また、実施の形態２に係わる測定部４Ｂは、図６に示すように、実施の形態１に係わる測定部４とパルス信号のパルス幅の弁別が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００２３】
実施の形態２に係わるパルス幅弁別器１３Ｂは、パルス信号をパルス幅の大小により弁別するための線種として１つにまとめられたα線およびβ線（以下、αβ線と称す。）とγ線とに弁別する。そのために、パルス幅弁別器１３Ｂには、予めパルス幅弁別閾値Ｔ２が定められている。そして、図７に示すように、パルス信号のパルス幅Ｔをパルス幅弁別閾値Ｔ２と比較してＴがＴ２より大ならば線種をαβ線と判断し、ＴがＴ２より小ならば線種をγ線と判断する。なお、使用する放射線検出器３の選定によっては、線種とパルス幅の関係が異なるのでパルス幅Ｔとパルス幅弁別閾値Ｔ２の大小は逆転することがある。
【００２４】
そして、演算器１４Ｂは、パルス信号が入力される度に、そのパルス信号が弁別された線種に対応するαβエリヤ２４またはγエリヤ２３に格納されているそのパルス信号の波高に対応するチャンネルの計数値をインクリメントして格納する。
メモリ１５Ｂには、αβ線に弁別されたパルス信号が入力されたときパルス信号の波高に対応するチャンネルの計数値がインクリメントされて格納されるαβエリヤ２４、γ線に弁別されたパルス信号が入力されたときパルス信号の波高に対応するチャンネルの計数値がインクリメントされて格納されるγエリヤ２３の２つのエリヤが設けられている。
【００２５】
次に、実施の形態２に係わる放射線モニタ１Ｂの動作について図８を参照して説明する。
なお、図８に表されたスペクトルにおいて、ｉ１はαβ線スペクトル、ｍ（α）はα線測定領域、斜線が描かれた領域の面積は、そのα線測定領域のα線積算計数値を示す。また、ｍ（β）はβ線測定領域、横線が描かれた領域の面積は、そのβ線測定領域のβ線積算計数値を示す。図８に表されたαβ線スペクトルは、図３に表されたα線スペクトルと図４に表されたβ線スペクトルが合わされたスペクトルである。そして、α線測定対象核種またはβ線測定対象核種が存在するとそれに起因する正味積算計数値が上積みされてα線積算計数値またはβ線積算計数値として測定される。
図８から分かるように、β線測定領域ｍ（β）はα線測定領域ｍ（α）よりも低エネルギー側に設定されるので、パルス信号の波高により検出された放射線の線種をα線またはβ線と区別することができる。
【００２６】
このような放射線モニタ１Ｂは、波高データが線種毎に格納されるメモリ１５Ｂにおいてα線とβ線のパルス信号の波高データを１つのαβエリヤ２４に格納するので、メモリ１５Ｂの構成が簡素になり、コスト低減できる。
【００２７】
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係わる放射線モニタのブロック図である。
実施の形態３に係わる放射線モニタ１Ｃは、実施の形態１に係わる放射線モニタ１と測定対象が異なり、それにともない測定対象を濾紙２６上に捕集するサンプリング部２５が追加されているが、それ以外は同様であるので同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態３に係わるサンプリング部２５は、図９に示すように、測定対象の空気から粒子状放射性物質６を捕集する濾紙２６がサクションヘッド２７上に載置されている気密ボックス２８、気密ボックス２８内を減圧して送気管２９を通して測定対象の空気を気密ボックス２８に吸引し、濾紙２６を通し、流量計３０を通して排気系に送るポンプ３１を備えている。
そして、放射線検出器３は、濾紙２６上に捕集された粒子状放射性物質６から放射される放射線を検出して電気信号に変換し、線種によりパルス幅が異なるパルス信号を出力する。また、測定部４Ｃは、放射線検出器３から出力されるパルス信号から測定対象核種の放射能を測定する。
流量計３０は、濾紙２６を通過する空気量を計測し、測定対象の空気中のダスト濃度を求めるために使われる。
サクションヘッド２７は、網目状に通気孔が空けられており通気中の濾紙２６がたわまないように固定する。
【００２８】
実施の形態１では、測定対象物２が表面汚染物などの場合について述べたが、実施の形態３では、図９に示すように、測定点の空気をサンプリングして濾紙２６上に捕集されたサンプル空気に含まれる粒子状放射性物質６である。図９において、送気管２９から吸入されたサンプル空気は気密ボックス２８に導入され、濾紙２６によりサンプル空気に含まれる粒子状放射性物質６が捕集される。粒子状放射性物質６が除去されたサンプル空気は、気密ボックス２８から排出されて流量計３０で流量が測定され、ポンプ３１から排気される。
濾紙２６が粒子状放射性物質６を捕集する深さは、粒子径の大きさに依存する。
【００２９】
図１０は、ラドンの崩壊系列と放射するα線とβ線のエネルギーを示している。濾紙に捕集されたラドンの娘核種のうちで、α線を放出する短半減期核種はポロニウム２１８（Ｐｏ−２１８）とポロニウム２１４（Ｐｏ−２１４）である。また、β線とγ線を放出する短半減期核種は鉛２１４（Ｐｂ−２１４）とビスマス２１４（Ｂｉ−２１４）である。
図１１は、トロンの崩壊系列と放射するα線とβ線のエネルギーを示している。濾紙に捕集されたトロンの娘核種のうちで、α線を放出する短半減期核種はビスマス２１２（Ｂｉ−２１２）とポロニウム２１２（Ｐｏ−２１２）である。β線とγ線を放出する短半減期核種は鉛２１２（Ｐｂ−２１２）とビスマス２１２（Ｂｉ−２１２）である。
【００３０】
ラドンおよびトロンの娘核種は、崩壊してガスから粒子が生成された直後は粒子径が小さいが、生成からの時間が経過するとともに空気中に浮遊するダストに付着して粒子径が大きくなる。粒子径が小さいものは、濾紙２６の深いところまで分布するように捕集されるが、表面に粒子状放射性物質６の層が形成されるにしたがって次第に表面で捕集されるようになる。
【００３１】
また、ラドンおよびトロンの娘核種では、濾紙２６における捕集深さにより、α線のエネルギーの一部が濾紙２６に吸収され、放射線検出器３が検出するエネルギーが変化するため、測定したスペクトルピークのテールの形状が変化する。
また、ラドンおよびトロンの娘核種は、ラドン（Ｒｎ−２２２）から崩壊するものとトロン（Ｒｎ−２２０）から崩壊するもので存在比が異なり、降雨等の気象条件でその存在比が変化する。
【００３２】
図１２は、ラドンおよびトロンの娘核種の放射するγ線のエネルギーとそのエネルギーの放出割合を示す図である。このように、娘核種により放射されるγ線のエネルギーが異なるとともに放出割合も異なっている。
【００３３】
図１３は、ラドンおよびトロンの娘核種のα線スペクトルである。但し、横軸にチャンネル番号（エネルギー）、縦軸に計数を対数で表している。
Ｐｏ−２１４スペクトルピークのテール（スペクトルピークから低エネルギー側に立ち下がる直線部）、Ｐｏ−２１２スペクトルピークのテールおよび重なっているＰｏ−２１８およびＢｉ−２１２のスペクトルピークのテールの傾きは概ね平行である。なお、実線と点線のα線スペクトルは、異なる時点での測定によるものであり、異なる時点での低エネルギー側のテールの傾きには違いが見られる。
また、ラドンおよびトロンの娘核種が濾紙２６の表面で捕集されるとテールの傾きは大きく、濾紙２６の内部で捕集されるとテールの傾きは小さい。したがって、ラドンおよびトロンの娘核種が濾紙２６の表面で捕集されるか、内部で捕集されるかにより、ラドンおよびトロンα線積算計数値が変化する。そして、このラドンおよびトロンα線積算計数値の変化は、ラドンおよびトロンα線積算計数値に基づきバックグラウンド計数値を推定し、測定対象領域の積算計数からバックグラウンド計数値を引き算して正味計数値を求めるときの誤差になる。この誤差を解消するために、演算器１４Ｃはテールの傾きを求め、それに基づきバックグラウンド計数値を補正する。正味計数値は、測定対象領域の積算計数値から補正されたバックグラウンド計数値を引き算して求められる。
【００３４】
次に、演算器１４Ｃにおけるバックグラウンド計数値の推定値の補正動作について図１４を参照して説明する。なお、図１４は、バックグラウンド計数値の推定値の補正手順を示すフローチャートである。
Ｓ１で、テール上の２点における計数の対数を求める。すなわち、図１３に示す、Ｐｏ−２１４のスペクトルピークの低エネルギー側のテールにおいて、所定のチャンネル番号ｘ１、ｘ２に対する計数Ｎ１、Ｎ２の２点（ｘ１，Ｎ１）、（ｘ２，Ｎ２）について、Ｎ１の対数ｙ１＝ｌｏｇＮ１、Ｎ２の対数ｙ２＝ｌｏｇＮ２を求める。チャンネル番号ｘ１とｘ２は、ピークの近くの計数が大きくて、直線性が良好な範囲から、適切な間隔離間している２点を実験的に選定し設定する。
Ｓ２で、テールの２点を結ぶ直線の傾きｋを求める。すなわち、（ｘ１，ｌｏｇＮ１）、（ｘ２，ｌｏｇＮ２）の２点を結ぶ直線の傾きｋを、ｋ＝（ｌｏｇＮ１−ｌｏｇＮ２）／（ｘ１−ｘ２）に基づいて求める。
Ｓ３で、α線ハッククラウンド計数補正値を求める。すなわち、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）に基づき、α線測定領域に混入するα線バックグラウンド計数値ｊα１ΣＮ（α）を推定し、これに傾きｋの関数ｆ（ｋ）を掛け算してα線バックグランド計数補正値ｊα１ｆ（ｋ）ΣＮ（α）を求める。
なお、ラドンおよびトロンの娘核種の中からＰｏ−２１４を選択して傾きｋを求めたのは、高い検出効率が得られ、統計誤差を小さくできるためである。また、ｊα１は定数であり、関数ｆ（ｋ）はｋの関数として、実験的に求める。
【００３５】
また、β線バックグランド計数補正値も同様にして、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）に基づき、β線測定領域に混入するβ線バックグラウンド計数値ｊβ１ΣＮ（α）を推定し、これに傾きｋの関数ｇ（ｋ）を掛け算してβ線バックグラウンド計数補正値ｊβ１ｇ（ｋ）ΣＮ（α）を求める。また、ｊβ１は定数であり、関数ｇ（ｋ）はｋの関数として、実験的に求める。
【００３６】
さらに、γ線バックグラウンド計数補正値も同様にして、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）に基づき、γ線測定領域に混入するγ線バックグラウンド計数値ｊγ１ΣＮ（α）を推定し、これに上記傾きｋの関数ｐ（ｋ）を掛け算してβ線バックグラウンド計数補正値ｊγ１ｐ（ｋ）ΣＮ（α）を求める。また、ｊγ１は定数であり、関数ｐ（ｋ）はｋの関数として、実験的に求める。
【００３７】
このような放射線モニタ１Ｃは、スペクトルを横軸にエネルギー、縦軸に計数を対数で表すと、ラドンおよびトロンの娘核種のα線スペクトルピークの低エネルギー側に立ち下がるテールが概ね直線で、それぞれの娘核種のテールの傾きが平行であり、ラドンおよびトロンの娘核種が濾紙２６の表面で捕集されるとテールの傾きは大きく、濾紙２６の内部で捕集されるとテールの傾きは小さいという性質を利用し、相対的に計数の大きいポロニウム２１４（Ｐｏ−２１４）のスペクトルピークの低エネルギー側のテールの傾きを求め、その傾きに基づきバックグラウンド計数値の推定値を補正するので、濾紙２６に捕集されたラドンおよびトロンの娘核種の深さ方向分布により発生するバックグラウンド計数値の推定値の誤差を補償することができ、目的とする測定対象核種の放射線を高感度かつ高安定で測定できる。
【００３８】
実施の形態４．
図１５は、この発明の実施の形態４に係わる放射線モニタでのバックグラウンド計数値の推定値の補正手順を示すフローチャートである。
実施の形態４に係わる放射線モニタは、実施の形態３に係わる放射線モニタ１Ｃとα線バックグラウンド計数値の推定値の補正に用いるラドンおよびトロンの娘核種が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分には同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態３では、ポロニウム２１４のα線スペクトルピークを用いてバックグランド計数値の推定値の補正を行っているが、実施の形態４では、γ線測定領域よりエネルギーの高いビスマス２１４（Ｂｉ−２１４）のγ線を用いてα線バックグラウンド計数値の推定値の補正を行う。
【００３９】
次に、演算器１４Ｃにおけるバックグラウンド計数値の推定値の補正動作について図１５を参照して説明する。
Ｓ４で、Ｂｉ−２１４γ線積算計数値を求める。すなわち、図５に示すように、γ線測定領域よりエネルギーの高いＢｉ−２１４のγ線１．７６４ＭｅＶに注目し、そのスペクトルピーク領域について計数を積算してＢｉ−２１４γ線積算計数値ΣＮ（γ）を求める。
Ｓ５で、ラドンおよびトロンα線積算計数値とＢｉ−２１４γ線積算計数値との比ｓを求める。すなわち、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）が濾紙２６の捕集深さに顕著に影響を受けることに対し、Ｂｉ−２１４γ線積算計数値ΣＮ（γ）は、濾紙２６によるγ線の吸収が無視できる程度に小さいため、濾紙２６の捕集深さの影響を受けない。したがって、その比ｓは濾紙２６の捕集深さに関係した値になる。
Ｓ６で、α線バックグラウンド計数値の推定値の補正値を求める。すなわち、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）に基づき、α線測定領域に混入するα線バックグラウンド計数値ｊα２ΣＮ（α）を推定し、これに比ｓの関数ｆ（ｓ）を掛け算してα線バックグラウンド計数補正値ｊα２ｆ（ｓ）ΣＮ（α）を求める。なお、ｊα２は定数であり、関数ｆ（ｓ）は比ｓの関数として、実験的に求める。
【００４０】
また、β線バックグラウンド計数補正値も同様にして、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）に基づき、β線測定領域に混入するβ線バックグラウンド計数値ｊβ２ΣＮ（α）を推定し、これに比ｓの関数ｇ（ｓ）を掛け算してβ線バックグラウンド計数補正値ｊβ２ｇ（ｓ）ΣＮ（α）を求める。なお、ｊβ２は定数であり、関数ｇ（ｓ）は比ｓの関数として、実験的に求める。
【００４１】
さらに、γ線バックグラウンド計数補正値も同様にして、ラドンおよびトロンα線積算計数値ΣＮ（α）に基づき、γ線測定領域に混入するγ線バックグラウンド計数値ｊγ２ΣＮ（α）を推定し、これに比ｓの関数ｐ（ｓ）を掛け算してβ線バックグラウンド計数補正値ｊβ２ｐ（ｓ）ΣＮ（α）を求める。なお、ｊγ２は定数であり、関数ｐ（ｓ）は比ｓの関数として、実験的に求める。
【００４２】
このような放射線モニタは、ラドンおよびトロンα線積算計数値とＢｉ−２１４γ線積算計数値の比が濾紙２６の捕集深さに関係することを利用して、その比に基づきバックグラウンド計数値の推定値を補正するので、濾紙２６において捕集されたラドンおよびトロンの娘核種の深さ方向分布により発生するバックグラウンド計数値の推定値の誤差を補償することができ、実施の形態３と同様に、目的とする測定対象核種の放射線を高感度かつ高安定で測定できる。
【００４３】
実施の形態５．
図１６は、この発明の実施の形態５に係わる放射線モニタのブロック図である。
実施の形態５に係わる放射線モニタ１Ｄは、実施の形態３に係わる放射線モニタ１Ｃと気密ボックス２８内に装着されている濾紙２６に活性炭捕集材が追加されていることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００４４】
気密ボックス２８内のサンプル空気の流れの途中に、図１６に示すように、濾紙２６と、その裏面に配置した放射性ヨウ素を捕集する活性炭捕集材、例えば、活性炭カートリッジ３２とを濾紙２６と活性炭カートリッジ３２の取り外しが容易なフィルタケース３３の中に装着している。
このような放射線モニタ１Ｄは、粒子状放射性物質６と同時に、Ｉ−１３１（ヨウ素１３１）、Ｉ−１３３（ヨウ素１３３）等の放射性ヨウ素を測定することができる。
【００４５】
実施の形態６．
図１７は、この発明の実施の形態６に係わる放射線モニタのブロック図である。図１８は、実施の形態６に係わるイオントラップの断面図である。
実施の形態６に係わる放射線モニタ１Ｅは、実施の形態３に係わる放射線モニタ１Ｃと気密ボックス２８内にサンプル空気を取り込む送気管２９の途中に粒子径増大手段としてのイオントラップ３５が追加されていることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
イオントラップ３５は、図１８に示すように、サンプル空気を通す容器である陰極３７、陰極３７の中心に配置された陽極３８、陽極３８を陰極３７の容器から電気的に絶縁して固定する陽極絶縁物３９、送気管２９と気密ボックス２８から陰極３７としての容器を絶縁する陰極絶縁物４０、陰極３７と陽極３８の間に高電圧を印加する高圧電源４１から構成される。
【００４６】
高圧電源４１は、容器である陰極３７がマイナスに、中心電極である陽極３８がプラスになるように接続され、さらに、容器はアース（図示せず）に接続される。サンプル空気に含まれる帯電粒子は、高電圧による電界の作用で、プラス粒子は容器側に、マイナス粒子は中心電極側に吸引、収集される。容器及び中心電極に収集された帯電粒子は放電してそれぞれの表面に付着し、粒子径が成長して大きくなると離脱してサンプル空気に放出される。ラドンおよびトロンの娘核種は、崩壊直後はプラスに帯電して単独で存在しているため、効率よく収集するためには電界強度を大きくする必要がある。実験の結果、高圧電源４１の電圧を１０００Ｖ程度することにより良好の結果が得られる。ラドンおよびトロンの娘核種は容器の内面に収集され、同様に収集されて付着した他の浮遊粒子により粒子径が成長するとサンプル空気に放出される。
【００４７】
イオントラップ３５を通過したサンプル空気は、気密ボックス２８に導入され、濾紙２６にサンプル空気に含まれるダストとともに粒子状放射性物質６が捕集される。このとき、十分に粒子径が成長したラドンおよびトロンの娘核種は濾紙２６の表面に捕集される。
【００４８】
このような放射線モニタ１Ｅは、濾紙２６の上流にイオントラップ３５が設けられ、ラドンおよびトロンの娘核種がプラスに帯電している性質を利用し、粒子径の小さいラドンおよびトロンの娘核種を電気的に集塵して粒子径を増大させて濾紙２６の表面で捕集できるようにしたので、サンプリング時間の経過および粒子状放射性物質６の量で表面捕集の割合が変化することがなくなり、ラドンおよびトロンの娘核種が常に濾紙２６の表面で捕集されるようになり、実施の形態３に係わる放射線モニタ１Ｃより正確にバックグラウンド計数値の推定値が求められ、測定対象核種を高感度かつ高精度で測定できる。
【００４９】
実施の形態７．
図１９は、この発明の実施の形態７に係わる活性炭繊維からなる濾紙の表面付近の拡大断面図である。
実施の形態７に係わる放射線モニタは、実施の形態３に係わる放射線モニタ１Ｃと濾紙２６Ｂが活性炭繊維からできていることだけが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分の説明は省略する。
実施の形態７に係わる濾紙２６Ｂは、図１９に示すように、活性炭繊維４４を使用し、活性炭繊維４４の表面４５に１〜２ｎｍ程度の細孔４６が形成されている。
そして、この細孔４６にラドンおよびトロンの娘核種を捕集するようにしたので、活性炭繊維４４がイオントラップ３５と同等に粒子径増大手段となる。
このような放射線モニタは、イオントラップ３５を設けることなく簡素な構成となるので、効率よく測定できる放射線モニタを低コストで提供できる。
【００５０】
実施の形態８．
図２０は、この発明の実施の形態８に係わる放射線検出器の構成図である。
実施の形態８に係わる放射線モニタは、実施の形態１に係わる放射線モニタ１と放射線検出器３Ｂの構成が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００５１】
実施の形態８に係わる放射線検出器３Ｂには、図２０に示すように、放射線の入射方向に向かって手前側から順に、遮光膜５１、第１のシンチレータ５２、第２のシンチレータ５３、β線遮蔽体５４、第３のシンチレータ５５、光電子増倍管５６が検出器ハウジング５７内に収納されている。
遮光膜５１は、放射線の入射側からの光の進入を遮断するとともに、第１のシンチレータ５２、第２のシンチレータ５３、第３のシンチレータ５５で発光した蛍光の内で、光電子増倍管５６に向かう方向と反対方向に進む蛍光を反射させる。
第１のシンチレータ５２は、測定対象のα線を全て吸収することができ、かつ、測定下限のβ線エネルギーに対応する飛程以下の厚みである。
第２のシンチレータ５３は、測定下限のβ線エネルギーに対応する飛程以上で、かつ、測定上限のβ線エネルギーに対応する飛程以下の厚みである。
β線遮蔽体５４は、透明であり、第２のシンチレータ５３を透過したβ線を完全に遮蔽する。
第３のシンチレータ５５は、γ線を検出する。
このようにして、入射する放射線のうち、第１のシンチレータ５２で主にα線を検出し、第２のシンチレータ５３で主にβ線を検出し、第３のシンチレータ５５でγ線を検出する。
光電子増倍管５６は、各シンチレータ５２、５３、５５が放射線を検出したときに発生する蛍光を電流パルスに変換し、前置増幅器５８でその電流パルスを電圧パルスに変換して出力する。
検出器ハウジング５７は、先端の遮光膜５１とともに放射線検出器３Ｂ全体を遮光する。
【００５２】
第１のシンチレータ５２にユウロピウム活性フッ化カルシウム（以下、ＣａＦ２（Ｅｕ）と記す。）シンチレータを、第２のシンチレータ５３にセリウム添加アルミニウム−イットリウムペロブスカイト結晶（以下、ＹＡＰ（Ｃｅ）と記す。）シンチレータを、第３のシンチレータ５５にビスマスギャーマネイト結晶（以下、ＢＧＯと記す。）シンチレータまたはＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを配置することにより、放射線検出器３Ｂから出力されるパルス信号のパルス幅は、小さい方からβ線、γ線、α線の順になり、パルス幅の違いにより測定部４で線種が弁別される。
第１のシンチレータ５２にＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータを、第２のシンチレータ５３にＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータを配置した場合は、放射線検出器３Ｂから出力されるパルス信号のパルス幅は、小さい方からα線、γ線、β線の順になる。ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータは潮解性があるため密閉した容器に入れられている。また、光学面はガラスのため、β線遮蔽体５４は省略できる。
【００５３】
このような放射線モニタは、放射線入射面側から、第１のシンチレータ５２、第２のシンチレ５３、β線遮蔽体５４、第３のシンチレータ５５を備え、第１のシンチレータ５２で主にα線を検出し、第２のシンチレータ５３で主にβ線を検出し、第３のシンチレータ５５でγ線を検出するように配置し、かつ、第１のシンチレータ５２はα線スペクトル測定に必要な最小限の厚みとし、β線及びγ線に対する感度を最小とすることによりα線スペクトルに混入するβ線とγ線のカウントを最小にできるので、線種の識別が確実になり、測定対象核種を高感度に測定できる。
また、第２のシンチレータ５３はβ線測定に必要な最小限の厚みとし、γ線に対する感度を極力小さくすることによりβ線スペクトルに混入するγ線のカウントを最小にできるため、線種の識別が確実になり、測定対象核種を高感度に測定できる。
【００５４】
実施の形態９．
図２１は、この発明の実施の形態９に係わる放射線検出器の断面図である。
実施の形態９に係わる放射線モニタは、実施の形態８に係わる放射線モニタと放射線検出器３Ｃの構成が異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態８では、シンチレータを３種類使用した放射線検出器３Ｂについて述べたが、実施の形態９では、シンチレータを２種類使用した放射線検出器３Ｃについて図２１を参照して説明する。
実施の形態９に係わる放射線検出器３Ｃには、図２１に示すように、放射線の入射方向に向かって手前から順に、遮光膜５１、第４のシンチレータ５９、β線遮蔽体５４、第３のシンチレータ５５、光電子増倍管５６が検出器ハウジング５７内に収納されている。
第４のシンチレータ５９は、測定対象のα線が全て吸収されるように、かつ、測定下限のβ線エネルギーに対応する飛程以上で、かつ、測定上限のβ線エネルギーに対応する飛程以下の厚みである。
また、第４のシンチレータ５９にＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータを、第３のシンチレータ５５にＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータを配置することにより、放射線検出器３Ｃから出力されるパルス信号のパルス幅は、小さい方からγ線、α線＝β線の順になる。
【００５５】
また、第４のシンチレータ５９にＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータを、第３のシンチレータ５５にＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータを配置することにより、放射線検出器３Ｃから出力されるパルス信号のパルス幅は、小さい方からα線＝β線、γ線の順になる。
測定部４では、パルス幅の違いによりα線およびβ線とγ線が弁別され、αβ線スペクトル分析時に波高値の違いによりα線とβ線が弁別される。
【００５６】
第４のシンチレータ５９において、α線は全て吸収されるが、β線はノイズレベルに対しては十分な波高レベルを確保し、α線との識別性能を高めるために必要最小限の波高になるような厚みに制限する。また、測定対象のα線エネルギーは測定対象のβ線の３倍以上である。したがって、第４のシンチレータ５９の種類として、単位エネルギー当たりの蛍光効率のβ線に対するα線の比が１／３以上のシンチレータを選定し、所望の厚みにすることにより、主要なα線とβ線は波高値で弁別して測定できる。
【００５７】
このような放射線モニタは、第４のシンチレータ５９でα線およびβ線を、第３のシンチレータ５５でγ線を検出するようにし、第３のシンチレータ５５に薄く加工し易いシンチレータを使用することにより、γ線スペクトルを求めない用途において放射線検出器３Ｃの構成が簡素で小型となるため、低コストの放射線モニタが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる放射線モニタのブロック図である。
【図２】入力されるパルス信号をパルス幅により弁別する様子を示す図である。
【図３】α線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。
【図４】β線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。
【図５】γ線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。
【図６】この発明の実施の形態２に係わる放射線モニタのブロック図である。
【図７】入力されるパルス信号のパルス幅により弁別する様子を示す図である。
【図８】αβ線として弁別された放射線に係わるパルス信号の計数値がエネルギーを横軸にして表されたスペクトルである。
【図９】この発明の実施の形態３に係わる放射線モニタのブロック図である。
【図１０】ラドンの崩壊系列と放射するα線とβ線のエネルギーを示している。
【図１１】トロンの崩壊系列と放射するα線とβ線のエネルギーを示している。
【図１２】ラドンおよびトロンの娘核種の放射するγ線のエネルギーとそのエネルギーの放出割合を示す図である。
【図１３】ラドンおよびトロンの娘核種のα線スペクトルである。
【図１４】バックグラウンド計数値の推定値の補正手順を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態４に係わる放射線モニタでのバックグラウンド計数値の推定値の補正手順を示すフローチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態５に係わる放射線モニタのブロック図である。
【図１７】この発明の実施の形態６に係わる放射線モニタのブロック図である。
【図１８】実施の形態６に係わるイオントラップの断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態７に係わる活性炭繊維からなる濾紙の表面付近の拡大断面図である。
【図２０】この発明の実施の形態８に係わる放射線検出器の構成図である。
【図２１】この発明の実施の形態９に係わる放射線検出器の構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 放射線モニタ、２ 測定対象物、３ 放射線検出器、４ 測定部、６ 粒子状放射性物質、１１ 主増幅器、１２ Ａ／Ｄ変換器、１３ パルス幅弁別器、１４ 演算器、１５ メモリ、１６ 表示器、２１ αエリヤ、２２ βエリヤ、２３ γエリヤ、２４ αβエリヤ、２５ サンプリング部、２６ 濾紙、２７ サクションヘッド、２８ 気密ボックス、２９ 送気管、３０ 流量計、３１ ポンプ、３２ 活性炭カートリッジ、３３ フィルタケース、３５ イオントラップ、３７ 陰極、３８ 陽極、３９ 陽極絶縁物、４０ 陰極絶縁物、４１ 高圧電源、４４ 活性炭繊維、４５ 表面、４６ 細孔、５１ 遮光膜、５２、５３、５５、５９ シンチレータ、５４ β線遮蔽体、５６ 光電子増倍管、５７ 検出器ハウジング、５８ 前置増幅器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象から放射される放射線を検出してパルス信号を発する放射線検出器、上記パルス信号の波高に係わるスペクトルに基づき測定対象核種の放射能を測定する測定部を備える放射線モニタにおいて、
上記放射線検出器は、上記放射線の線種によりパルス幅が異なるパルス信号を出力し、
上記測定部は、上記パルス信号のパルス幅に基づき上記パルス信号に係わる放射線の線種を弁別し、上記パルス信号の波高を測定し、上記パルス信号を該波高に対応するチャンネルに割り当てて計数して上記スペクトルとして上記線種に対応したメモリに格納し、所定の時限に亘る上記パルス信号のスペクトルを分析することにより測定対象核種の放射能を測定することを特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
測定点の空気をサンプリングしてサンプル空気に含まれる粒子状放射性物質を濾紙に捕集するサンプリング部を備え、
上記測定部は、α線スペクトルからラドンおよびトロンの娘核種のα線積算計数値を求め、該α線積算計数値に基づき測定領域に混入するラドンおよびトロンの娘核種によるバックグラウンド計数値を推定し、ラドンの娘核種ポロニウム２１４のスペクトルピークの低エネルギー側に立ち下がるテールの形状から上記濾紙におけるラドンおよびトロンの娘核種の捕集深さにともなう上記バックグラウンド計数値の推定値の誤差を補償することを特徴とする請求項１に記載する放射線モニタ。
【請求項３】
上記サンプリング部は、放射性ヨウ素を捕集する活性炭捕集材を備え、
上記測定部は、上記α線スペクトルからラドンおよびトロンの娘核種のα線積算計数値を求め、該α線積算計数値に基づきγ線スペクトルの放射性ヨウ素測定領域に混入するラドンおよびトロンそれぞれの娘核種によるバックグラウンド計数値を推定し、ラドンの娘核種ポロニウム２１４のスペクトルピークの低エネルギー側に立ち下がるテールの形状から上記濾紙におけるラドンおよびトロンの娘核種の捕集深さに係わる上記バックグラウンド計数値の推定値の誤差を補償することを特徴とする請求項２に記載する放射線モニタ。
【請求項４】
上記測定部は、ラドンおよびトロンの娘核種のα線積算計数値とγ線積算計数値の比に基づいて、上記濾紙におけるラドンおよびトロンの娘核種の捕集深さに係わるバックグラウンド計数値の推定値の誤差を補償することを特徴とする請求項２または３に記載する放射線モニタ。
【請求項５】
上記濾紙の上流側に、ラドンおよびトロンのプラスに帯電した娘核種を電気的に集塵して粒子径を増大させる粒子径増大手段を備えたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載する放射線モニタ。
【請求項６】
上記濾紙は、活性炭繊維を含むことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載する放射線モニタ。
【請求項７】
上記放射線検出器は、放射線が入射すると蛍光を発し、蛍光減衰時間が異なる複数種のシンチレータを備え、
放射線入射面側から順に、入射されるα線が全て吸収され、かつ、測定下限のβ線エネルギーに対応する飛程以下の厚みの第１のシンチレータ、測定下限のβ線エネルギーに対応する飛程以上で、かつ、測定上限のβ線エネルギーに対応する飛程以下の厚みの第２のシンチレータ、透過したβ線を完全に遮蔽する透明なβ線遮蔽体、第３のシンチレータ、光電子増倍管が配列され、
第１のシンチレータで主にα線を検出し、第２のシンチレータで主にβ線を検出し、第３のシンチレータでγ線を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載する放射線モニタ。
【請求項８】
第１のシンチレータにＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータ、第２のシンチレータにＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータおよび第３のシンチレータにＢＧＯシンチレータまたはＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを配置、または、第１のシンチレータにＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータ、第２のシンチレータにＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータおよび第３のシンチレータにＢＧＯシンチレータまたはＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを配置したことを特徴とする請求項７に記載する放射線モニタ。
【請求項９】
上記放射線検出器は、放射線が入射すると蛍光を発し、蛍光減衰時間が異なる複数種のシンチレータを備え、
放射線入射面側から順に、入射されるα線が全て吸収され、かつ、測定下限のβ線エネルギーに対応する飛程以上で、かつ、測定上限のβ線エネルギーに対応する飛程以下の厚みの第４のシンチレータ、透過したβ線を完全に遮蔽する透明なβ線遮蔽体、第３のシンチレータ、光電子増倍管が配列され、
第４のシンチレータで主にα線とβ線を検出し、第３のシンチレータでγ線を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載する放射線モニタ。
【請求項１０】
第４のシンチレータにＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータおよび第３のシンチレータにＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータ、または、第４のシンチレータにＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータおよび第３のシンチレータにＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータを配置したことを特徴とする請求項９に記載する放射線モニタ。
【請求項１】
測定対象から放射される放射線を検出してパルス信号を発する放射線検出器、上記パルス信号の波高に係わるスペクトルに基づき測定対象核種の放射能を測定する測定部を備える放射線モニタにおいて、
上記放射線検出器は、上記放射線の線種によりパルス幅が異なるパルス信号を出力し、
上記測定部は、上記パルス信号のパルス幅に基づき上記パルス信号に係わる放射線の線種を弁別し、上記パルス信号の波高を測定し、上記パルス信号を該波高に対応するチャンネルに割り当てて計数して上記スペクトルとして上記線種に対応したメモリに格納し、所定の時限に亘る上記パルス信号のスペクトルを分析することにより測定対象核種の放射能を測定することを特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
測定点の空気をサンプリングしてサンプル空気に含まれる粒子状放射性物質を濾紙に捕集するサンプリング部を備え、
上記測定部は、α線スペクトルからラドンおよびトロンの娘核種のα線積算計数値を求め、該α線積算計数値に基づき測定領域に混入するラドンおよびトロンの娘核種によるバックグラウンド計数値を推定し、ラドンの娘核種ポロニウム２１４のスペクトルピークの低エネルギー側に立ち下がるテールの形状から上記濾紙におけるラドンおよびトロンの娘核種の捕集深さにともなう上記バックグラウンド計数値の推定値の誤差を補償することを特徴とする請求項１に記載する放射線モニタ。
【請求項３】
上記サンプリング部は、放射性ヨウ素を捕集する活性炭捕集材を備え、
上記測定部は、上記α線スペクトルからラドンおよびトロンの娘核種のα線積算計数値を求め、該α線積算計数値に基づきγ線スペクトルの放射性ヨウ素測定領域に混入するラドンおよびトロンそれぞれの娘核種によるバックグラウンド計数値を推定し、ラドンの娘核種ポロニウム２１４のスペクトルピークの低エネルギー側に立ち下がるテールの形状から上記濾紙におけるラドンおよびトロンの娘核種の捕集深さに係わる上記バックグラウンド計数値の推定値の誤差を補償することを特徴とする請求項２に記載する放射線モニタ。
【請求項４】
上記測定部は、ラドンおよびトロンの娘核種のα線積算計数値とγ線積算計数値の比に基づいて、上記濾紙におけるラドンおよびトロンの娘核種の捕集深さに係わるバックグラウンド計数値の推定値の誤差を補償することを特徴とする請求項２または３に記載する放射線モニタ。
【請求項５】
上記濾紙の上流側に、ラドンおよびトロンのプラスに帯電した娘核種を電気的に集塵して粒子径を増大させる粒子径増大手段を備えたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載する放射線モニタ。
【請求項６】
上記濾紙は、活性炭繊維を含むことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載する放射線モニタ。
【請求項７】
上記放射線検出器は、放射線が入射すると蛍光を発し、蛍光減衰時間が異なる複数種のシンチレータを備え、
放射線入射面側から順に、入射されるα線が全て吸収され、かつ、測定下限のβ線エネルギーに対応する飛程以下の厚みの第１のシンチレータ、測定下限のβ線エネルギーに対応する飛程以上で、かつ、測定上限のβ線エネルギーに対応する飛程以下の厚みの第２のシンチレータ、透過したβ線を完全に遮蔽する透明なβ線遮蔽体、第３のシンチレータ、光電子増倍管が配列され、
第１のシンチレータで主にα線を検出し、第２のシンチレータで主にβ線を検出し、第３のシンチレータでγ線を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載する放射線モニタ。
【請求項８】
第１のシンチレータにＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータ、第２のシンチレータにＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータおよび第３のシンチレータにＢＧＯシンチレータまたはＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを配置、または、第１のシンチレータにＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータ、第２のシンチレータにＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータおよび第３のシンチレータにＢＧＯシンチレータまたはＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを配置したことを特徴とする請求項７に記載する放射線モニタ。
【請求項９】
上記放射線検出器は、放射線が入射すると蛍光を発し、蛍光減衰時間が異なる複数種のシンチレータを備え、
放射線入射面側から順に、入射されるα線が全て吸収され、かつ、測定下限のβ線エネルギーに対応する飛程以上で、かつ、測定上限のβ線エネルギーに対応する飛程以下の厚みの第４のシンチレータ、透過したβ線を完全に遮蔽する透明なβ線遮蔽体、第３のシンチレータ、光電子増倍管が配列され、
第４のシンチレータで主にα線とβ線を検出し、第３のシンチレータでγ線を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載する放射線モニタ。
【請求項１０】
第４のシンチレータにＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータおよび第３のシンチレータにＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータ、または、第４のシンチレータにＹＡＰ（Ｃｅ）シンチレータおよび第３のシンチレータにＣａＦ２（Ｅｕ）シンチレータを配置したことを特徴とする請求項９に記載する放射線モニタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００６−３２９７８４（Ｐ２００６−３２９７８４Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５２８６７（Ｐ２００５−１５２８６７）
【出願日】平成１７年５月２５日（２００５．５．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２５日（２００５．５．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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