放射線モニタ
【課題】遠隔操作で波高弁別レベル以外の設定値を変更することによって、効率的に測定ユニットの各種設定を行うことができる放射線モニタを提供することである。
【解決手段】放射線検出器で検出した放射線の検出結果を電気パルス信号に変換する検出ユニットと、電気パルス信号に基づいて放射線を測定する放射線測定手段を有する測定ユニットと、遠隔にて測定ユニットを制御する監視ユニットと、放射線検出器に校正用線源を照射する校正用線源照射手段とを備えた放射線モニタであって、測定ユニットは、電気パルス信号の波高スペクトルを測定する波高スペクトル測定手段、制御手段、記憶手段を有し、監視ユニットは、監視手段を有し、測定ユニットで校正用線源の波高スペクトルを測定して波高スペクトルデータを監視ユニットに送信し、波高スペクトルデータに基づいて監視ユニットから遠隔にて測定ユニットの設定値信号を出力するものである。
【解決手段】放射線検出器で検出した放射線の検出結果を電気パルス信号に変換する検出ユニットと、電気パルス信号に基づいて放射線を測定する放射線測定手段を有する測定ユニットと、遠隔にて測定ユニットを制御する監視ユニットと、放射線検出器に校正用線源を照射する校正用線源照射手段とを備えた放射線モニタであって、測定ユニットは、電気パルス信号の波高スペクトルを測定する波高スペクトル測定手段、制御手段、記憶手段を有し、監視ユニットは、監視手段を有し、測定ユニットで校正用線源の波高スペクトルを測定して波高スペクトルデータを監視ユニットに送信し、波高スペクトルデータに基づいて監視ユニットから遠隔にて測定ユニットの設定値信号を出力するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遠隔にて測定ユニットの各種設定を行うことができる放射線モニタに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線モニタは、原子力発電施設、核燃料サイクル施設、放射線利用施設等の施設およびその周辺環境の放射線測定の目的で設置されている。上記の施設において、放射線モニタの放射線検出器を含む検出ユニットが設置されるエリアは、ほとんどの場合、放射線管理区域である。点検・調整時の被曝を低減するために、測定ユニットは検出ユニットと離れた、例えば運転操作室に設置されている。
【０００３】
従来の放射線モニタは、検出ユニットと測定ユニットの間をケーブルで接続して放射線検出器で検出した電気パルス信号を伝送していた。しかし、電気パルス信号は微小信号であるため伝送距離が長くなるとノイズの影響を受けることがある。
【０００４】
そこで、上記のような問題点を解決するために、波高弁別器で電気パルス信号をデジタル信号に変換し、これを光パルス信号に変換して光ケーブルで測定ユニットに伝送する方法が提案されている。波高弁別器は、放射線検出器で検出した電気パルス信号の波高値と、波高弁別器に設定された基準信号とを比較し、基準信号より高い波高値の電気パルス信号に対してデジタルパルス信号を出力する。波高弁別処理されたデジタルパルス信号は、伝送器で光パルス信号に変換されて測定ユニットに伝送される。伝送された光パルス信号は受信器でデジタルパルス信号に変換され、測定ユニットに設けられた計数率計で計数率が求められる。
このようにして、所定エネルギー以上の放射線のパルスの計数率が測定される。また、基準信号源からは波高弁別器の基準信号が光パルス信号で伝送され、遠隔にて波高弁別レベルの設定を行うことができる（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、波高弁別レベルの設定を行うには、チェック線源を検出器にセットしなければならない。また、計数率を基準にして手動で波高弁別レベルの設定を行うには、統計的変動を考慮しなければならず、設定に多大な時間を要する。
【０００５】
また、施設の周辺環境の測定を行う場合は、局舎の内部に検出ユニットと測定ユニットを設置し、測定データをテレメータで監視センターに伝送する方法がとられている。この場合、測定ユニットの設定はその都度局舎に出向いてチェック線源を検出ユニットに取り付けなければならない。
【０００６】
【特許文献１】特公平６−２７８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の放射線モニタでは、波高弁別レベル設定を遠隔から行う際、設定の度にチェック線源を検出器にセットしなければならないため、効率が悪くなり、また、波高弁別レベルを下げた場合にノイズに対する裕度が低下する等の問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、遠隔操作で波高弁別レベル以外の設定値を変更することによって、時間をかけることなく、かつノイズに対して裕度を低下させることなく、測定ユニットの各種設定を行うことができる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】
この発明に係る放射線モニタは、放射線検出器で検出した放射線の検出結果を電気パルス信号に変換する検出ユニットと、電気パルス信号に基づいて放射線を測定する、測定するための機器を含み、放射線測定手段を有する測定ユニットと、遠隔にて測定ユニットを制御する監視ユニットと、放射線検出器に校正用線源を照射する校正用線源照射手段とを備えた放射線モニタであって、測定ユニットは、電気パルス信号の波高スペクトルを測定する波高スペクトル測定手段、監視ユニットからの制御指令に基づいて、検出ユニットおよび機器を制御する制御手段、および波高スペクトル測定手段および放射線測定手段の測定結果と、制御指令とを記憶する記憶手段を有し、監視ユニットは、測定結果を処理するとともに、遠隔にて制御信号を出力する監視手段を有し、監視ユニットからの操作信号で校正用線源を放射線検出器に照射し、測定ユニットでは校正用線源の波高スペクトルを測定するとともに、測定結果である波高スペクトルデータを監視ユニットに送信し、波高スペクトルデータに基づいて監視ユニットから遠隔にて測定ユニットの設定値信号を出力するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の放射線モニタによれば、放射線検出器で検出した放射線の電気パルス信号の波高スペクトルを測定し、波高スペクトルデータをデジタル信号で監視ユニットに伝送し、波高スペクトルデータと基準となる初期値とを比較する構成になっているので、遠隔にて効率的にパルス増幅器のゲインまたは検出器に供給する高電圧を設定することができる。
また、波高弁別レベルを固定した運用が可能になるので、ノイズに対する裕度が低下することもない。
さらに、放射線レベル異常時には当該波高スペクトルデータとあらかじめ記憶された初期値とを比較して分析することにより、検出器の健全性を遠隔にて容易に確認できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る放射線モニタを示すブロック図である。
図１において、この放射線モニタは、放射線を検出する検出ユニット３１と、放射線の測定および検出ユニット３１を操作する測定ユニット３２と、測定データの処理および測定ユニット３２の制御をする監視ユニット３３とを備えている。
検出ユニット３１は、放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出器１と、放射線検出器１に放射線を照射するチェック線源２と、チェック線源２から放射線検出器１を遮蔽するシャッター３とを備えている。ここで、チェック線源２とシャッター３は、校正用線源照射手段であるチェック線源照射手段を構成している。
【００１２】
測定ユニット３２は、放射線検出器１に高電圧を供給する高圧電源４と、放射線検出器１から出力されたアナログ信号パルスの波高を増幅するパルス増幅器５と、パルス増幅器５で増幅されたアナログ信号パルスの波高値が、所定の範囲に入っている場合にデジタル信号パルスを出力する波高弁別器６と、波高弁別器６から出力されたデジタル信号パルスを計数して、計数データを出力する計数器７と、パルス増幅器５で増幅されたアナログ信号パルスの波高値をピークホールドして波高値データを出力するＡ／Ｄ変換器８とを備えている。
【００１３】
また、測定ユニット３２は、上記のデータを演算処理する演算器９と、測定データを記憶するメモリ１０と、測定データを監視ユニット３３に伝送する電気／光信号変換器１１とを備えている。
演算器９は、計数器７の出力した計数データおよびＡ／Ｄ変換器８の出力した波高値データを入力して演算処理するとともに、監視ユニット３３（後述する）から受信した操作信号および設定値信号に基づいて検出ユニット３１を操作し、高圧電源４の高電圧設定、パルス増幅器５のゲイン設定および波高弁別器６の波高弁別レベルを設定する。
また、メモリ１０は、演算器９の処理結果である放射線測定データ、波高スペクトルデータ、演算器９が受信した高電圧設定値データ、ゲイン設定値データおよび波高弁別レベル設定値データを格納する。
また、電気／光信号変換器１１は、放射線測定データおよび波高スペクトルデータをデジタル電気信号からデジタル光信号に変換して監視ユニット３３に送信するとともに、監視ユニット３３から受信した操作信号および設定値信号をデジタル光信号からデジタル電気信号に変換する。
【００１４】
ここで、Ａ／Ｄ変換器８、演算器９およびメモリ１０は波高スペクトル測定手段を構成しており、波高弁別器６、計数器７および演算器９は放射線測定手段を構成している。
また、演算器９およびメモリ１０は制御手段を構成している。
また、メモリ１０には波高スペクトルデータの初期値があらかじめ記憶されている。
【００１５】
監視ユニット３３は、上記の測定データを受信する電気／光信号変換器１２と、上記の測定データを処理する監視装置１３とを備えている。
電気／光信号変換器１２は、測定ユニット３２から受信した放射線測定データおよび波高スペクトルデータをデジタル光信号からデジタル電気信号に変換するとともに、操作信号および設定値信号をデジタル電気信号からデジタル光信号に変換して測定ユニット３２に送信する。
また、監視装置１３は、演算器９の処理結果である波高スペクトルデータとメモリ１０に記憶された波高スペクトルとのスペクトルピークを比較し、スペクトルピークが一致するように測定ユニット３２の設定を行う、ピーク比較校正手段（図示せず）を備えており、伝送されてきた放射線測定データおよび波高スペクトルデータを入力して、演算、分析、表示するとともに、測定ユニット３２を操作する操作信号とピーク比較校正手段の結果に基づいて高圧電源４の高電圧、パルス増幅器５のゲイン、波高弁別器６の波高弁別レベルを設定する設定値信号とを出力する。
ここで、測定ユニット３２と監視ユニット３３とは、デジタル光信号を双方向に伝送する光ファイバ１４で接続されている。
【００１６】
図２は、この発明の実施の形態１に係る放射線モニタの、放射線検出器１にチェック線源２を照射した際の波高スペクトルを示すグラフである。
図２において、横軸は測定対象エネルギーに対応したチャンネルで、縦軸はチャンネルに対応して計数した量、すなわちカウントである。ａは線源固有のスペクトルピークの初期状態、ｂはスペクトルピークが低い側にドリフトした状態、ｃはスペクトルピークが高い側にドリフトした状態を示している。ここで、スペクトルピークの初期状態は測定ユニット３２のメモリ１０にあらかじめ記憶されており、監視装置１３の表示画面には、初期状態と当該測定データが重ねて表示される。
【００１７】
以下、上記構成の放射線モニタについての動作を説明する。
放射線検出器１で検出された放射線は、エネルギーに対応した波高値のアナログ信号パルスに変換されてパルス増幅器５に出力され、パルス増幅器５でその波高値が増幅されて波高弁別器６およびＡ／Ｄ変換器８に出力される。波高弁別器６に出力されたアナログ信号パルスは、波高弁別レベル以上の波高値のものが弁別され、デジタル信号パルスとなって計数器７に出力される。
ここで、波高弁別レベルよりも波高値の低いアナログ信号パルスはノイズとして除去される。また、波高弁別レベルを低と高の２箇所に設けることにより、所定の波高値範囲のアナログ信号パルスを弁別して出力することもできる。
波高弁別器６から出力されたデジタル信号パルスは、計数器７で計数され、計数データは演算器９で例えば、計数率、線量率、濃度等の工学値に変換されて監視ユニット３３に出力される。
【００１８】
また、Ａ／Ｄ変換器８に出力されたアナログ信号パルスは、波高値が測定され、波高値データは演算器９でエネルギーの順番に並べられたチャンネルに対応付けられ、波高スペクトルデータとしてメモリ１０に格納される。波高スペクトルデータは、監視装置１３からの操作信号により演算器９に取り出されて監視ユニット３３に伝送される。
また、監視装置１３から操作信号を送信すると、チェック線源照射手段が動作して波高スペクトル測定手段によって波高スペクトルが測定され、波高スペクトルデータが監視ユニット３３に伝送されて、スペクトルピークが分析される。
【００１９】
通常時は、定周期で波高スペクトルが測定されているが、放射線レベル異常時には、自動で上記の定周期波高スペクトルデータをメモリ１０に格納されて、監視装置１３から要求することにより波高スペクトルデータが監視ユニット３３に伝送され、波高スペクトルデータとメモリ１０に記憶された波高スペクトルデータの初期値とを比較分析することにより原因調査をサポートする。
【００２０】
続いて、放射線モニタの校正について説明する。
監視装置１３から操作信号を測定ユニット３２に送信すると、測定ユニット３２はチェック線源照射手段を操作して、シャッター３を開けてチェック線源２を放射線検出器１に照射する。放射線検出器１で検出されたチェック線源２のアナログ信号パルスは上記の動作により測定され、波高スペクトルデータが監視ユニット３３に伝達される。監視ユニット３３では、波高スペクトルデータの線源固有の波高スペクトルピーク位置と初期値とを比較し、初期値からのずれが許容範囲を外れていたら、監視装置１３から演算器９に新たな高電圧設定値データ、ゲイン設定値データおよび波高弁別レベル設定値データを送信し、演算器９は更新したデータに基づき高電圧設定値、ゲイン設定値および波高弁別レベル設定値を再度設定する。
【００２１】
しかしながら、波高弁別レベル設定値を下げると、ノイズに対する裕度が低下するため、波高弁別レベルを固定し、高電圧設定値とゲイン設定値とを更新するのが望ましい。
また、放射線検出器１がシンチレーション検出器の場合、高電圧の設定を変えるとゲインが大きく変化するので、１年毎の校正では粗調整を高圧電源４の高電圧設定で行い、微調整をパルス増幅器５のゲイン設定で行い、短期の点検はパルス増幅器５のゲイン設定で運用するのが望ましい。
【００２２】
また、監視装置１３の表示画面に表示された現在値と初期値を見ながら新設定値を手動で設定する方法の代わりに、チェック線源２の操作に連動して、チェック線源２の波高スペクトルデータに基づき監視装置１３が最適ゲインを演算して自動設定することもできる。
【００２３】
この発明の実施の形態１に係る放射線モニタによれば、チェック線源照射手段と波高スペクトル測定手段を備えることにより、パルス増幅器５のゲインまたは放射線検出器１の高電圧による校正が可能になり、また、波高弁別レベルを変更しないため、ノイズに対して裕度を低下させることなく、遠隔にて効率的に校正を行うことができる。
また、チェック線源照射波高スペクトルの当該測定データと初期値とを比較分析することにより、遠隔から検出器の健全性を診断できる。
さらに、放射線レベル異常時に定周期波高スペクトルデータとメモリ１０に記憶された波高スペクトルデータの初期値とを比較分析することにより、原因調査をサポートできる。
【００２４】
なお、電気／光信号変換器１１および電気／光信号変換器１２は無線通信器として、放射線測定データ、波高スペクトルデータ、操作信号および設定値信号を無線デジタル信号として送受信してもよく、同様の効果を奏する。
【００２５】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る放射線モニタを示すブロック図である。
図３において、校正用線源照射手段は光パルス照射手段であるＬＥＤ１５とＬＥＤ１５の動作を制御するＬＥＤドライバ１６である。その他の構成については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。
【００２６】
図４は、この発明の実施の形態２に係る放射線モニタの、放射線検出器１に光パルスを照射した際の波高スペクトルを示すグラフである。
図４において、ｄは光パルスを照射した際の波高スペクトルピーク、ｅは通常状態の波高スペクトルである。ここで、スペクトルピークの初期状態は測定ユニット３２のメモリ１０にあらかじめ記憶されており、監視装置１３の表示画面には、初期状態と当該測定データが重ねて表示される。
【００２７】
以下、上記構成の放射線モニタについての動作を説明する。
監視装置１３から操作信号を測定ユニット３２に送信すると、測定ユニット３２は光パルス照射手段を操作して、ＬＥＤドライバ１６は演算器９からの制御信号に基づきＬＥＤ１５を動作させる。ＬＥＤ１５は光パルスを発生して放射線検出器１に照射し、放射線検出器１で検出された光パルスのアナログ信号パルスは上記の動作により測定され、波高スペクトルデータが監視ユニット３３に伝送される。
監視ユニット３３では、実施の形態１と同様の比較を行って設定値データを送信し、演算器９は受信した設定値データに基づき高電圧設定値、ゲイン設定値および波高弁別レベル設定値を再度設定する。
なお、放射線検出器１としては、光に対して放射線と同様に反応する例えば、Ｓｉ半導体検出器が用いられる。
【００２８】
この発明の実施の形態２に係る放射線モニタによれば、校正用線源照射手段として、ＬＥＤ１５とＬＥＤドライバ１６で構成される光パルス照射手段を備えることにより、チェック線源２およびシャッター３が不要となり、検出ユニット３１の構造が簡素になり、検出ユニット３１を小型化することができる。また、コストを低減できるとともに、放射性廃棄物が発生しないという効果も奏する。
【００２９】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る放射線モニタの、放射線検出器に校正用線源を照射した際の波高スペクトルを示すグラフである。
ここで、監視装置１３には、波高スペクトルデータに基づいて任意の測定範囲の正味計数率を求め、測定範囲を変化させることにより、正味計数率が測定ユニット３２にあらかじめ記憶された初期値に一致するように測定ユニット３２の設定を自動で行う計数率比較校正手段（図示せず）が、ピーク比較校正手段の代わりに設けられている。
その他の構成については、実施の形態１および２と同様である。また、放射線検出器１は半導体検出器およびプラスチックシンチレーション検出器等である。
【００３０】
図５において、ｉは測定ユニット３２のメモリ１０に記憶された初期スペクトルで、ｊは当該測定データである。チャンネルのＡ〜Ｂが測定範囲で、スペクトルがｉからｊにドリフトすると、測定範囲におけるカウントの積算値は減少する。
ここで、チャンネルの測定範囲をＡ−ＫからＢ−ＫＢ／Ａにシフトすると積算値は初期値に一致する。そこで、パルス増幅器５のゲインを１−Ｋ／Ａに設定し直すことにより放射線モニタの校正を行うことができる。
【００３１】
以下、図６のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態３に係る放射線モニタの自動校正手順についてさらに詳細に説明する。
まず、監視装置１３で例えば校正開始のボタンを押すと、通常スペクトル測定が実行される（ステップＳ５１）。
次に、所定の時間Ｔが経過するとチェック線源２が照射され（ステップＳ５２）、チェック線源２のスペクトル測定が実行される（ステップＳ５３）。
続いて、所定の時間Ｔが経過すると各チャンネルについてチェック線源のカウントから通常カウントが引き算されて正味スペクトルが求められ（ステップＳ５４）、正味スペクトルのｃｈ．Ａ〜ｃｈ．Ｂのカウントが積算されて正味計数積算値が計算される（ステップＳ５５）。
そして、正味計数率＝正味計数積算値／Ｔが計算され（ステップＳ５６）、チェック線源２の減衰補正率＝ｅｘｐ{０．６９３×（検定からの経過時間）}／（半減期）}が計算される（ステップＳ５７）。
次に、正味計数率減衰補正値＝正味計数率×減衰補正率が計算される（ステップＳ５８）。ここで、正味計数率減衰補正値＝正味計数率初期値（ステップＳ５９）の場合は、校正を終了する。
【００３２】
正味計数率減衰補正値＜正味計数率初期値（ステップＳ６０）の場合は、正味スペクトルのｃｈ．Ａ−Ｋ〜ｃｈ．Ｂ−ＫＢ／Ａのカウントが積算されて正味計数積算値が計算される（ステップＳ６１）。但し、Ｋは１、２、３、・・・の整数で、ＫＢ／Ａは小数点以下を切捨てた整数とする。
次に、正味計数率＝正味計数積算値／Ｔが計算され（ステップＳ６２）、正味計数率減衰補正値＝正味計数率×減衰補正率が計算される（ステップＳ６３）。正味計数率減衰補正値＝正味計数率初期値の場合（ステップＳ６４）は、新ゲイン＝ゲイン初期値×（１−Ｋ／Ａ）が計算されて（ステップＳ６５）、校正を終了する。
【００３３】
正味計数率減衰補正値＜正味計数率初期値（ステップＳ６０）でない場合は、正味スペクトルのｃｈ．Ａ＋Ｋ〜ｃｈ．Ｂ＋ＫＢ／Ａのカウントが積算されて正味計数積算値が計算される（ステップＳ６６）。但し、Ｋは１２３，・・・の整数で、ＫＢ／Ａは小数点以下を切捨てた整数とする。
次に、正味計数率＝正味計数積算値／Ｔが計算され（ステップＳ６７）、正味計数率減衰補正値＝正味計数率×減衰補正率が計算される（ステップＳ６８）。正味計数率減衰補正値＝正味計数率初期値の場合（ステップＳ６９）は、新ゲイン＝ゲイン初期値×（１＋Ｋ／Ａ）が計算されて（ステップＳ７０）、校正を終了する。
【００３４】
この発明の実施の形態３に係る放射線モニタによれば、波高スペクトルデータに基づいて正味計数率を求め、その測定値が初期値に一致するように測定ユニット３２の設定を自動で行うことにより、波高スペクトルピークが現れない検出器に対しても効率的に放射線モニタの校正を行うことができる。
【００３５】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４に係る放射線モニタの、検出ユニット３１を示す構成図である。
図７において、検出ユニット３１は、放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出器１と、流入した測定対象試料を必要な容積だけ確保しながら流入した量だけ放出する試料容器１７と、試料容器１７および放射線検出器１を環境の放射線から遮蔽する鉛シールド１８とを備えている。
測定ユニット３２および監視ユニット３３の構成については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。
放射線検出器１が、例えばＮａＩシンチレーション検出器の場合は、それを構成するＮａＩシンチレータおよび光電子増倍管のガラスの中に天然の放射性同位体であるＫ−４０を含んでいる。また、試料容器１７を耐腐食性のガラス補強ＦＲＰ樹脂で製作した場合、ガラスファイバにも同様にＫ−４０が含まれる。
【００３６】
図８は、この発明の実施の形態３に係る放射線モニタの、天然の放射性同位体Ｋ−４０の固有ピークが現れた波高スペクトルを示すグラフである。
図８において、ｆはスペクトルピークの初期状態、ｇはスペクトルピークが低い側にドリフトした状態、ｈはスペクトルピークが高い側にドリフトした状態を示す。ここで、スペクトルピークの初期状態は測定ユニット３２のメモリ１０にあらかじめ記憶されており、監視装置１３の表示画面には、初期状態と当該測定データが重ねて表示される。
【００３７】
以下、上記構成の放射線モニタについての動作を説明する。
放射線検出器１で検出されたＫ−４０のアナログ信号パルスは上記の動作により測定され、波高スペクトルデータが監視ユニット３３に伝送される。監視ユニット３３では、実施の形態１と同様の比較を行って設定値データを送信し、演算器９は受信した設定値データに基づき高電圧設定値、ゲイン設定値および波高弁別レベル設定値を再度設定する。
【００３８】
なお、天然の放射性同位体Ｋ−４０を利用する場合はピーク計数率が小さいので、スペクトルピークを正確に測定するためには長時間の測定が必要である。試料容器１７がステンレス等の場合は天然の放射性同位体Ｋ−４０を含まないので測定は更に長くする必要がある。そのため、例えば、通常時の定周期の波高スペクトル測定を1日間としてそのデータを分析する。
【００３９】
この発明の実施の形態４に係る放射線モニタによれば、チェック線源照射手段の代わりに、天然の放射性同位体であるＫ−４０を放射線検出器１で検出することにより、校正用線源照射手段が不要となり、検出ユニット３１の構造が簡素になるため検出ユニット３１を小型化することができる。そのため、コストを低減できるとともに、放射性廃棄物が発生しないという効果も奏する。
【００４０】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５に係る放射線モニタの、検出ユニット３１を示す構成図である。
図９において、検出ユニット３１は、放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出器１と、放射線検出器１を直射日光および風雨等から保護する保護ケース１９とを備えている。
また、局舎２０は検出ユニット３１と測定ユニット３２を環境から隔離して収納している。ここで、放射線検出器１は局舎２０の天井等に取り付けられ、環境の空間γ線を検出する。
測定ユニット３２および監視ユニット３３の構成については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。
【００４１】
図１０は、この発明の実施の形態５に係る放射線モニタの、測定ユニット３２における線量率演算手段を示す構成図である。
図１０において、線量率演算手段は演算器９に設けられており、Ａ／Ｄ変換器８のパルス波高データを入力して線量の重み付け演算を行う波高値／線量変換部２１と、その線量を積算して積算線量を積算時間で割り算して線量率を求める線量率演算部２２とを備えている。
【００４２】
以下、上記構成の放射線モニタについての動作を説明する。
線量率演算手段の演算結果である線量率データは、波高スペクトルデータとともに局舎２０からテレメータで監視ユニット３３に伝送される。
局舎２０周辺の土壌、コンクリート等には天然の放射性同位体Ｋ−４０が含まれるため、Ｋ−４０の固有スペクトルピークを指標として、監視装置１３でスペクトルピークの変動を監視し、スペクトルピークが変動している場合は遠隔操作でスペクトルピークを調整することにより放射線モニタの校正を行う。
降雨中に含まれるラドン・トロンの娘核種が放射するγ線には、Ｋ−４０のγ線１４６１ｋｅＶより大きなエネルギーのものがあるので、これにより見かけ上のピークがずれる。また、人工核種についても同様なことが言える。したがって、放射線の指示値が上昇しているときは当該測定データを取り込まないで破棄する。
監視装置１３の表示画面に表示された現在値と初期値とを見ながら新設定値を手動で設定する方法の代わりに、監視装置１３は、Ｋ−４０の波高スペクトルピークデータを定期的に吸い上げて適正なゲインまたは高電圧を分析し、設定値の更新を自動で行うこともできる。
【００４３】
この発明の実施の形態５に係る放射線モニタによれば、施設周辺の環境を監視する放射線モニタにおいて、天然の放射性同位体Ｋ−４０のスペクトルピークを指標ピークとし、これを遠隔で監視、校正することにより、指標ピークの校正のために定期的に局舎２０を回ることが不用になり、保守が容易になるという効果を奏する。
また、監視装置１３の表示画面に表示された現在値と初期値とを見ながら新設定値を手動で設定する方法の変わりに、監視装置１３が自動で定期的に波高スペクトルピークを吸い上げて校正を行うことにより、放射線検出器１の長期ドリフトを抑制して高精度で環境放射線を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る放射線モニタを示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る放射線モニタの、放射線検出器にチェック線源を照射した際の波高スペクトルを示すグラフである。
【図３】この発明の実施の形態２に係る放射線モニタを示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る放射線モニタの、放射線検出器に光パルスを照射した際の波高スペクトルを示すグラフである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る放射線モニタの、放射線検出器に校正用線源を照射した際の波高スペクトルを示すグラフである。
【図６】この発明の実施の形態１に係る放射線モニタの、自動校正手順を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３に係る放射線モニタの、検出ユニットを示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係る放射線モニタの、天然の放射性同位体Ｋ−４０の固有ピークが現れた波高スペクトルを示すグラフである。
【図９】この発明の実施の形態４に係る放射線モニタの、検出ユニットを示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る放射線モニタの、測定ユニットにおける線量率演算手段を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 放射線検出器、２ チェック線源、３ シャッター、４ 高圧電源、５ パルス増幅器、６ 波高弁別器、７ 計数器、８ Ａ／Ｄ変換器、９ 演算器、１０ メモリ、１１、１２ 電気／光信号変換器、１３ 監視装置、１４ 光ファイバ、１５ ＬＥＤ、１６ ＬＥＤドライバ、１７ 試料容器、１８ 鉛シールド、１９ 保護ケース、２０ 局舎、２１ 波高値／線量変換部、２２ 線量率演算部、３１ 検出ユニット、３２ 測定ユニット、３３ 監視ユニット。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遠隔にて測定ユニットの各種設定を行うことができる放射線モニタに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線モニタは、原子力発電施設、核燃料サイクル施設、放射線利用施設等の施設およびその周辺環境の放射線測定の目的で設置されている。上記の施設において、放射線モニタの放射線検出器を含む検出ユニットが設置されるエリアは、ほとんどの場合、放射線管理区域である。点検・調整時の被曝を低減するために、測定ユニットは検出ユニットと離れた、例えば運転操作室に設置されている。
【０００３】
従来の放射線モニタは、検出ユニットと測定ユニットの間をケーブルで接続して放射線検出器で検出した電気パルス信号を伝送していた。しかし、電気パルス信号は微小信号であるため伝送距離が長くなるとノイズの影響を受けることがある。
【０００４】
そこで、上記のような問題点を解決するために、波高弁別器で電気パルス信号をデジタル信号に変換し、これを光パルス信号に変換して光ケーブルで測定ユニットに伝送する方法が提案されている。波高弁別器は、放射線検出器で検出した電気パルス信号の波高値と、波高弁別器に設定された基準信号とを比較し、基準信号より高い波高値の電気パルス信号に対してデジタルパルス信号を出力する。波高弁別処理されたデジタルパルス信号は、伝送器で光パルス信号に変換されて測定ユニットに伝送される。伝送された光パルス信号は受信器でデジタルパルス信号に変換され、測定ユニットに設けられた計数率計で計数率が求められる。
このようにして、所定エネルギー以上の放射線のパルスの計数率が測定される。また、基準信号源からは波高弁別器の基準信号が光パルス信号で伝送され、遠隔にて波高弁別レベルの設定を行うことができる（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、波高弁別レベルの設定を行うには、チェック線源を検出器にセットしなければならない。また、計数率を基準にして手動で波高弁別レベルの設定を行うには、統計的変動を考慮しなければならず、設定に多大な時間を要する。
【０００５】
また、施設の周辺環境の測定を行う場合は、局舎の内部に検出ユニットと測定ユニットを設置し、測定データをテレメータで監視センターに伝送する方法がとられている。この場合、測定ユニットの設定はその都度局舎に出向いてチェック線源を検出ユニットに取り付けなければならない。
【０００６】
【特許文献１】特公平６−２７８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の放射線モニタでは、波高弁別レベル設定を遠隔から行う際、設定の度にチェック線源を検出器にセットしなければならないため、効率が悪くなり、また、波高弁別レベルを下げた場合にノイズに対する裕度が低下する等の問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、遠隔操作で波高弁別レベル以外の設定値を変更することによって、時間をかけることなく、かつノイズに対して裕度を低下させることなく、測定ユニットの各種設定を行うことができる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】
この発明に係る放射線モニタは、放射線検出器で検出した放射線の検出結果を電気パルス信号に変換する検出ユニットと、電気パルス信号に基づいて放射線を測定する、測定するための機器を含み、放射線測定手段を有する測定ユニットと、遠隔にて測定ユニットを制御する監視ユニットと、放射線検出器に校正用線源を照射する校正用線源照射手段とを備えた放射線モニタであって、測定ユニットは、電気パルス信号の波高スペクトルを測定する波高スペクトル測定手段、監視ユニットからの制御指令に基づいて、検出ユニットおよび機器を制御する制御手段、および波高スペクトル測定手段および放射線測定手段の測定結果と、制御指令とを記憶する記憶手段を有し、監視ユニットは、測定結果を処理するとともに、遠隔にて制御信号を出力する監視手段を有し、監視ユニットからの操作信号で校正用線源を放射線検出器に照射し、測定ユニットでは校正用線源の波高スペクトルを測定するとともに、測定結果である波高スペクトルデータを監視ユニットに送信し、波高スペクトルデータに基づいて監視ユニットから遠隔にて測定ユニットの設定値信号を出力するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の放射線モニタによれば、放射線検出器で検出した放射線の電気パルス信号の波高スペクトルを測定し、波高スペクトルデータをデジタル信号で監視ユニットに伝送し、波高スペクトルデータと基準となる初期値とを比較する構成になっているので、遠隔にて効率的にパルス増幅器のゲインまたは検出器に供給する高電圧を設定することができる。
また、波高弁別レベルを固定した運用が可能になるので、ノイズに対する裕度が低下することもない。
さらに、放射線レベル異常時には当該波高スペクトルデータとあらかじめ記憶された初期値とを比較して分析することにより、検出器の健全性を遠隔にて容易に確認できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る放射線モニタを示すブロック図である。
図１において、この放射線モニタは、放射線を検出する検出ユニット３１と、放射線の測定および検出ユニット３１を操作する測定ユニット３２と、測定データの処理および測定ユニット３２の制御をする監視ユニット３３とを備えている。
検出ユニット３１は、放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出器１と、放射線検出器１に放射線を照射するチェック線源２と、チェック線源２から放射線検出器１を遮蔽するシャッター３とを備えている。ここで、チェック線源２とシャッター３は、校正用線源照射手段であるチェック線源照射手段を構成している。
【００１２】
測定ユニット３２は、放射線検出器１に高電圧を供給する高圧電源４と、放射線検出器１から出力されたアナログ信号パルスの波高を増幅するパルス増幅器５と、パルス増幅器５で増幅されたアナログ信号パルスの波高値が、所定の範囲に入っている場合にデジタル信号パルスを出力する波高弁別器６と、波高弁別器６から出力されたデジタル信号パルスを計数して、計数データを出力する計数器７と、パルス増幅器５で増幅されたアナログ信号パルスの波高値をピークホールドして波高値データを出力するＡ／Ｄ変換器８とを備えている。
【００１３】
また、測定ユニット３２は、上記のデータを演算処理する演算器９と、測定データを記憶するメモリ１０と、測定データを監視ユニット３３に伝送する電気／光信号変換器１１とを備えている。
演算器９は、計数器７の出力した計数データおよびＡ／Ｄ変換器８の出力した波高値データを入力して演算処理するとともに、監視ユニット３３（後述する）から受信した操作信号および設定値信号に基づいて検出ユニット３１を操作し、高圧電源４の高電圧設定、パルス増幅器５のゲイン設定および波高弁別器６の波高弁別レベルを設定する。
また、メモリ１０は、演算器９の処理結果である放射線測定データ、波高スペクトルデータ、演算器９が受信した高電圧設定値データ、ゲイン設定値データおよび波高弁別レベル設定値データを格納する。
また、電気／光信号変換器１１は、放射線測定データおよび波高スペクトルデータをデジタル電気信号からデジタル光信号に変換して監視ユニット３３に送信するとともに、監視ユニット３３から受信した操作信号および設定値信号をデジタル光信号からデジタル電気信号に変換する。
【００１４】
ここで、Ａ／Ｄ変換器８、演算器９およびメモリ１０は波高スペクトル測定手段を構成しており、波高弁別器６、計数器７および演算器９は放射線測定手段を構成している。
また、演算器９およびメモリ１０は制御手段を構成している。
また、メモリ１０には波高スペクトルデータの初期値があらかじめ記憶されている。
【００１５】
監視ユニット３３は、上記の測定データを受信する電気／光信号変換器１２と、上記の測定データを処理する監視装置１３とを備えている。
電気／光信号変換器１２は、測定ユニット３２から受信した放射線測定データおよび波高スペクトルデータをデジタル光信号からデジタル電気信号に変換するとともに、操作信号および設定値信号をデジタル電気信号からデジタル光信号に変換して測定ユニット３２に送信する。
また、監視装置１３は、演算器９の処理結果である波高スペクトルデータとメモリ１０に記憶された波高スペクトルとのスペクトルピークを比較し、スペクトルピークが一致するように測定ユニット３２の設定を行う、ピーク比較校正手段（図示せず）を備えており、伝送されてきた放射線測定データおよび波高スペクトルデータを入力して、演算、分析、表示するとともに、測定ユニット３２を操作する操作信号とピーク比較校正手段の結果に基づいて高圧電源４の高電圧、パルス増幅器５のゲイン、波高弁別器６の波高弁別レベルを設定する設定値信号とを出力する。
ここで、測定ユニット３２と監視ユニット３３とは、デジタル光信号を双方向に伝送する光ファイバ１４で接続されている。
【００１６】
図２は、この発明の実施の形態１に係る放射線モニタの、放射線検出器１にチェック線源２を照射した際の波高スペクトルを示すグラフである。
図２において、横軸は測定対象エネルギーに対応したチャンネルで、縦軸はチャンネルに対応して計数した量、すなわちカウントである。ａは線源固有のスペクトルピークの初期状態、ｂはスペクトルピークが低い側にドリフトした状態、ｃはスペクトルピークが高い側にドリフトした状態を示している。ここで、スペクトルピークの初期状態は測定ユニット３２のメモリ１０にあらかじめ記憶されており、監視装置１３の表示画面には、初期状態と当該測定データが重ねて表示される。
【００１７】
以下、上記構成の放射線モニタについての動作を説明する。
放射線検出器１で検出された放射線は、エネルギーに対応した波高値のアナログ信号パルスに変換されてパルス増幅器５に出力され、パルス増幅器５でその波高値が増幅されて波高弁別器６およびＡ／Ｄ変換器８に出力される。波高弁別器６に出力されたアナログ信号パルスは、波高弁別レベル以上の波高値のものが弁別され、デジタル信号パルスとなって計数器７に出力される。
ここで、波高弁別レベルよりも波高値の低いアナログ信号パルスはノイズとして除去される。また、波高弁別レベルを低と高の２箇所に設けることにより、所定の波高値範囲のアナログ信号パルスを弁別して出力することもできる。
波高弁別器６から出力されたデジタル信号パルスは、計数器７で計数され、計数データは演算器９で例えば、計数率、線量率、濃度等の工学値に変換されて監視ユニット３３に出力される。
【００１８】
また、Ａ／Ｄ変換器８に出力されたアナログ信号パルスは、波高値が測定され、波高値データは演算器９でエネルギーの順番に並べられたチャンネルに対応付けられ、波高スペクトルデータとしてメモリ１０に格納される。波高スペクトルデータは、監視装置１３からの操作信号により演算器９に取り出されて監視ユニット３３に伝送される。
また、監視装置１３から操作信号を送信すると、チェック線源照射手段が動作して波高スペクトル測定手段によって波高スペクトルが測定され、波高スペクトルデータが監視ユニット３３に伝送されて、スペクトルピークが分析される。
【００１９】
通常時は、定周期で波高スペクトルが測定されているが、放射線レベル異常時には、自動で上記の定周期波高スペクトルデータをメモリ１０に格納されて、監視装置１３から要求することにより波高スペクトルデータが監視ユニット３３に伝送され、波高スペクトルデータとメモリ１０に記憶された波高スペクトルデータの初期値とを比較分析することにより原因調査をサポートする。
【００２０】
続いて、放射線モニタの校正について説明する。
監視装置１３から操作信号を測定ユニット３２に送信すると、測定ユニット３２はチェック線源照射手段を操作して、シャッター３を開けてチェック線源２を放射線検出器１に照射する。放射線検出器１で検出されたチェック線源２のアナログ信号パルスは上記の動作により測定され、波高スペクトルデータが監視ユニット３３に伝達される。監視ユニット３３では、波高スペクトルデータの線源固有の波高スペクトルピーク位置と初期値とを比較し、初期値からのずれが許容範囲を外れていたら、監視装置１３から演算器９に新たな高電圧設定値データ、ゲイン設定値データおよび波高弁別レベル設定値データを送信し、演算器９は更新したデータに基づき高電圧設定値、ゲイン設定値および波高弁別レベル設定値を再度設定する。
【００２１】
しかしながら、波高弁別レベル設定値を下げると、ノイズに対する裕度が低下するため、波高弁別レベルを固定し、高電圧設定値とゲイン設定値とを更新するのが望ましい。
また、放射線検出器１がシンチレーション検出器の場合、高電圧の設定を変えるとゲインが大きく変化するので、１年毎の校正では粗調整を高圧電源４の高電圧設定で行い、微調整をパルス増幅器５のゲイン設定で行い、短期の点検はパルス増幅器５のゲイン設定で運用するのが望ましい。
【００２２】
また、監視装置１３の表示画面に表示された現在値と初期値を見ながら新設定値を手動で設定する方法の代わりに、チェック線源２の操作に連動して、チェック線源２の波高スペクトルデータに基づき監視装置１３が最適ゲインを演算して自動設定することもできる。
【００２３】
この発明の実施の形態１に係る放射線モニタによれば、チェック線源照射手段と波高スペクトル測定手段を備えることにより、パルス増幅器５のゲインまたは放射線検出器１の高電圧による校正が可能になり、また、波高弁別レベルを変更しないため、ノイズに対して裕度を低下させることなく、遠隔にて効率的に校正を行うことができる。
また、チェック線源照射波高スペクトルの当該測定データと初期値とを比較分析することにより、遠隔から検出器の健全性を診断できる。
さらに、放射線レベル異常時に定周期波高スペクトルデータとメモリ１０に記憶された波高スペクトルデータの初期値とを比較分析することにより、原因調査をサポートできる。
【００２４】
なお、電気／光信号変換器１１および電気／光信号変換器１２は無線通信器として、放射線測定データ、波高スペクトルデータ、操作信号および設定値信号を無線デジタル信号として送受信してもよく、同様の効果を奏する。
【００２５】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る放射線モニタを示すブロック図である。
図３において、校正用線源照射手段は光パルス照射手段であるＬＥＤ１５とＬＥＤ１５の動作を制御するＬＥＤドライバ１６である。その他の構成については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。
【００２６】
図４は、この発明の実施の形態２に係る放射線モニタの、放射線検出器１に光パルスを照射した際の波高スペクトルを示すグラフである。
図４において、ｄは光パルスを照射した際の波高スペクトルピーク、ｅは通常状態の波高スペクトルである。ここで、スペクトルピークの初期状態は測定ユニット３２のメモリ１０にあらかじめ記憶されており、監視装置１３の表示画面には、初期状態と当該測定データが重ねて表示される。
【００２７】
以下、上記構成の放射線モニタについての動作を説明する。
監視装置１３から操作信号を測定ユニット３２に送信すると、測定ユニット３２は光パルス照射手段を操作して、ＬＥＤドライバ１６は演算器９からの制御信号に基づきＬＥＤ１５を動作させる。ＬＥＤ１５は光パルスを発生して放射線検出器１に照射し、放射線検出器１で検出された光パルスのアナログ信号パルスは上記の動作により測定され、波高スペクトルデータが監視ユニット３３に伝送される。
監視ユニット３３では、実施の形態１と同様の比較を行って設定値データを送信し、演算器９は受信した設定値データに基づき高電圧設定値、ゲイン設定値および波高弁別レベル設定値を再度設定する。
なお、放射線検出器１としては、光に対して放射線と同様に反応する例えば、Ｓｉ半導体検出器が用いられる。
【００２８】
この発明の実施の形態２に係る放射線モニタによれば、校正用線源照射手段として、ＬＥＤ１５とＬＥＤドライバ１６で構成される光パルス照射手段を備えることにより、チェック線源２およびシャッター３が不要となり、検出ユニット３１の構造が簡素になり、検出ユニット３１を小型化することができる。また、コストを低減できるとともに、放射性廃棄物が発生しないという効果も奏する。
【００２９】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る放射線モニタの、放射線検出器に校正用線源を照射した際の波高スペクトルを示すグラフである。
ここで、監視装置１３には、波高スペクトルデータに基づいて任意の測定範囲の正味計数率を求め、測定範囲を変化させることにより、正味計数率が測定ユニット３２にあらかじめ記憶された初期値に一致するように測定ユニット３２の設定を自動で行う計数率比較校正手段（図示せず）が、ピーク比較校正手段の代わりに設けられている。
その他の構成については、実施の形態１および２と同様である。また、放射線検出器１は半導体検出器およびプラスチックシンチレーション検出器等である。
【００３０】
図５において、ｉは測定ユニット３２のメモリ１０に記憶された初期スペクトルで、ｊは当該測定データである。チャンネルのＡ〜Ｂが測定範囲で、スペクトルがｉからｊにドリフトすると、測定範囲におけるカウントの積算値は減少する。
ここで、チャンネルの測定範囲をＡ−ＫからＢ−ＫＢ／Ａにシフトすると積算値は初期値に一致する。そこで、パルス増幅器５のゲインを１−Ｋ／Ａに設定し直すことにより放射線モニタの校正を行うことができる。
【００３１】
以下、図６のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態３に係る放射線モニタの自動校正手順についてさらに詳細に説明する。
まず、監視装置１３で例えば校正開始のボタンを押すと、通常スペクトル測定が実行される（ステップＳ５１）。
次に、所定の時間Ｔが経過するとチェック線源２が照射され（ステップＳ５２）、チェック線源２のスペクトル測定が実行される（ステップＳ５３）。
続いて、所定の時間Ｔが経過すると各チャンネルについてチェック線源のカウントから通常カウントが引き算されて正味スペクトルが求められ（ステップＳ５４）、正味スペクトルのｃｈ．Ａ〜ｃｈ．Ｂのカウントが積算されて正味計数積算値が計算される（ステップＳ５５）。
そして、正味計数率＝正味計数積算値／Ｔが計算され（ステップＳ５６）、チェック線源２の減衰補正率＝ｅｘｐ{０．６９３×（検定からの経過時間）}／（半減期）}が計算される（ステップＳ５７）。
次に、正味計数率減衰補正値＝正味計数率×減衰補正率が計算される（ステップＳ５８）。ここで、正味計数率減衰補正値＝正味計数率初期値（ステップＳ５９）の場合は、校正を終了する。
【００３２】
正味計数率減衰補正値＜正味計数率初期値（ステップＳ６０）の場合は、正味スペクトルのｃｈ．Ａ−Ｋ〜ｃｈ．Ｂ−ＫＢ／Ａのカウントが積算されて正味計数積算値が計算される（ステップＳ６１）。但し、Ｋは１、２、３、・・・の整数で、ＫＢ／Ａは小数点以下を切捨てた整数とする。
次に、正味計数率＝正味計数積算値／Ｔが計算され（ステップＳ６２）、正味計数率減衰補正値＝正味計数率×減衰補正率が計算される（ステップＳ６３）。正味計数率減衰補正値＝正味計数率初期値の場合（ステップＳ６４）は、新ゲイン＝ゲイン初期値×（１−Ｋ／Ａ）が計算されて（ステップＳ６５）、校正を終了する。
【００３３】
正味計数率減衰補正値＜正味計数率初期値（ステップＳ６０）でない場合は、正味スペクトルのｃｈ．Ａ＋Ｋ〜ｃｈ．Ｂ＋ＫＢ／Ａのカウントが積算されて正味計数積算値が計算される（ステップＳ６６）。但し、Ｋは１２３，・・・の整数で、ＫＢ／Ａは小数点以下を切捨てた整数とする。
次に、正味計数率＝正味計数積算値／Ｔが計算され（ステップＳ６７）、正味計数率減衰補正値＝正味計数率×減衰補正率が計算される（ステップＳ６８）。正味計数率減衰補正値＝正味計数率初期値の場合（ステップＳ６９）は、新ゲイン＝ゲイン初期値×（１＋Ｋ／Ａ）が計算されて（ステップＳ７０）、校正を終了する。
【００３４】
この発明の実施の形態３に係る放射線モニタによれば、波高スペクトルデータに基づいて正味計数率を求め、その測定値が初期値に一致するように測定ユニット３２の設定を自動で行うことにより、波高スペクトルピークが現れない検出器に対しても効率的に放射線モニタの校正を行うことができる。
【００３５】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４に係る放射線モニタの、検出ユニット３１を示す構成図である。
図７において、検出ユニット３１は、放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出器１と、流入した測定対象試料を必要な容積だけ確保しながら流入した量だけ放出する試料容器１７と、試料容器１７および放射線検出器１を環境の放射線から遮蔽する鉛シールド１８とを備えている。
測定ユニット３２および監視ユニット３３の構成については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。
放射線検出器１が、例えばＮａＩシンチレーション検出器の場合は、それを構成するＮａＩシンチレータおよび光電子増倍管のガラスの中に天然の放射性同位体であるＫ−４０を含んでいる。また、試料容器１７を耐腐食性のガラス補強ＦＲＰ樹脂で製作した場合、ガラスファイバにも同様にＫ−４０が含まれる。
【００３６】
図８は、この発明の実施の形態３に係る放射線モニタの、天然の放射性同位体Ｋ−４０の固有ピークが現れた波高スペクトルを示すグラフである。
図８において、ｆはスペクトルピークの初期状態、ｇはスペクトルピークが低い側にドリフトした状態、ｈはスペクトルピークが高い側にドリフトした状態を示す。ここで、スペクトルピークの初期状態は測定ユニット３２のメモリ１０にあらかじめ記憶されており、監視装置１３の表示画面には、初期状態と当該測定データが重ねて表示される。
【００３７】
以下、上記構成の放射線モニタについての動作を説明する。
放射線検出器１で検出されたＫ−４０のアナログ信号パルスは上記の動作により測定され、波高スペクトルデータが監視ユニット３３に伝送される。監視ユニット３３では、実施の形態１と同様の比較を行って設定値データを送信し、演算器９は受信した設定値データに基づき高電圧設定値、ゲイン設定値および波高弁別レベル設定値を再度設定する。
【００３８】
なお、天然の放射性同位体Ｋ−４０を利用する場合はピーク計数率が小さいので、スペクトルピークを正確に測定するためには長時間の測定が必要である。試料容器１７がステンレス等の場合は天然の放射性同位体Ｋ−４０を含まないので測定は更に長くする必要がある。そのため、例えば、通常時の定周期の波高スペクトル測定を1日間としてそのデータを分析する。
【００３９】
この発明の実施の形態４に係る放射線モニタによれば、チェック線源照射手段の代わりに、天然の放射性同位体であるＫ−４０を放射線検出器１で検出することにより、校正用線源照射手段が不要となり、検出ユニット３１の構造が簡素になるため検出ユニット３１を小型化することができる。そのため、コストを低減できるとともに、放射性廃棄物が発生しないという効果も奏する。
【００４０】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５に係る放射線モニタの、検出ユニット３１を示す構成図である。
図９において、検出ユニット３１は、放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出器１と、放射線検出器１を直射日光および風雨等から保護する保護ケース１９とを備えている。
また、局舎２０は検出ユニット３１と測定ユニット３２を環境から隔離して収納している。ここで、放射線検出器１は局舎２０の天井等に取り付けられ、環境の空間γ線を検出する。
測定ユニット３２および監視ユニット３３の構成については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。
【００４１】
図１０は、この発明の実施の形態５に係る放射線モニタの、測定ユニット３２における線量率演算手段を示す構成図である。
図１０において、線量率演算手段は演算器９に設けられており、Ａ／Ｄ変換器８のパルス波高データを入力して線量の重み付け演算を行う波高値／線量変換部２１と、その線量を積算して積算線量を積算時間で割り算して線量率を求める線量率演算部２２とを備えている。
【００４２】
以下、上記構成の放射線モニタについての動作を説明する。
線量率演算手段の演算結果である線量率データは、波高スペクトルデータとともに局舎２０からテレメータで監視ユニット３３に伝送される。
局舎２０周辺の土壌、コンクリート等には天然の放射性同位体Ｋ−４０が含まれるため、Ｋ−４０の固有スペクトルピークを指標として、監視装置１３でスペクトルピークの変動を監視し、スペクトルピークが変動している場合は遠隔操作でスペクトルピークを調整することにより放射線モニタの校正を行う。
降雨中に含まれるラドン・トロンの娘核種が放射するγ線には、Ｋ−４０のγ線１４６１ｋｅＶより大きなエネルギーのものがあるので、これにより見かけ上のピークがずれる。また、人工核種についても同様なことが言える。したがって、放射線の指示値が上昇しているときは当該測定データを取り込まないで破棄する。
監視装置１３の表示画面に表示された現在値と初期値とを見ながら新設定値を手動で設定する方法の代わりに、監視装置１３は、Ｋ−４０の波高スペクトルピークデータを定期的に吸い上げて適正なゲインまたは高電圧を分析し、設定値の更新を自動で行うこともできる。
【００４３】
この発明の実施の形態５に係る放射線モニタによれば、施設周辺の環境を監視する放射線モニタにおいて、天然の放射性同位体Ｋ−４０のスペクトルピークを指標ピークとし、これを遠隔で監視、校正することにより、指標ピークの校正のために定期的に局舎２０を回ることが不用になり、保守が容易になるという効果を奏する。
また、監視装置１３の表示画面に表示された現在値と初期値とを見ながら新設定値を手動で設定する方法の変わりに、監視装置１３が自動で定期的に波高スペクトルピークを吸い上げて校正を行うことにより、放射線検出器１の長期ドリフトを抑制して高精度で環境放射線を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る放射線モニタを示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る放射線モニタの、放射線検出器にチェック線源を照射した際の波高スペクトルを示すグラフである。
【図３】この発明の実施の形態２に係る放射線モニタを示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る放射線モニタの、放射線検出器に光パルスを照射した際の波高スペクトルを示すグラフである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る放射線モニタの、放射線検出器に校正用線源を照射した際の波高スペクトルを示すグラフである。
【図６】この発明の実施の形態１に係る放射線モニタの、自動校正手順を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３に係る放射線モニタの、検出ユニットを示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係る放射線モニタの、天然の放射性同位体Ｋ−４０の固有ピークが現れた波高スペクトルを示すグラフである。
【図９】この発明の実施の形態４に係る放射線モニタの、検出ユニットを示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る放射線モニタの、測定ユニットにおける線量率演算手段を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 放射線検出器、２ チェック線源、３ シャッター、４ 高圧電源、５ パルス増幅器、６ 波高弁別器、７ 計数器、８ Ａ／Ｄ変換器、９ 演算器、１０ メモリ、１１、１２ 電気／光信号変換器、１３ 監視装置、１４ 光ファイバ、１５ ＬＥＤ、１６ ＬＥＤドライバ、１７ 試料容器、１８ 鉛シールド、１９ 保護ケース、２０ 局舎、２１ 波高値／線量変換部、２２ 線量率演算部、３１ 検出ユニット、３２ 測定ユニット、３３ 監視ユニット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器で検出した放射線の検出結果を電気パルス信号に変換する検出ユニットと、
前記電気パルス信号に基づいて前記放射線を測定する、測定するための機器を含み、放射線測定手段を有する測定ユニットと、
遠隔にて前記測定ユニットを制御する監視ユニットと、
前記放射線検出器に校正用線源を照射する校正用線源照射手段と
を備えた放射線モニタであって、
前記測定ユニットは、前記電気パルス信号の波高スペクトルを測定する波高スペクトル測定手段、前記監視ユニットからの制御指令に基づいて、前記検出ユニットおよび前記機器を制御する制御手段、および前記波高スペクトル測定手段および前記放射線測定手段の測定結果と、前記制御指令とを記憶する記憶手段を有し、
前記監視ユニットは、前記測定結果を処理するとともに、遠隔にて前記制御信号を出力する監視手段を有し、
前記監視ユニットからの前記操作信号で前記校正用線源を前記放射線検出器に照射し、
前記測定ユニットでは前記校正用線源の前記波高スペクトルを測定するとともに、測定結果である波高スペクトルデータを前記監視ユニットに送信し、
前記波高スペクトルデータに基づいて前記監視ユニットから遠隔にて前記測定ユニットの前記設定値信号を出力すること
を特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
前記校正用線源照射手段は、前記放射線検出器にチェック線源を照射する、チェック線源照射手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項３】
前記校正用線源照射手段は、前記放射線検出器に光パルスを照射する、光パルス照射手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項４】
前記波高スペクトルデータの波高スペクトルピークと前記測定ユニットにあらかじめ記憶された初期スペクトルデータとを比較し、スペクトルピークの位置が一致するように前記測定ユニットの設定を行う、ピーク比較校正手段を更に備えたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項５】
前記波高スペクトルデータに基づいて任意の測定範囲の正味計数率を求め、前記測定範囲を変化させることにより、前記正味計数率が前記測定ユニットにあらかじめ記憶された初期値に一致するように前記測定ユニットの設定を自動で行う、計数率比較校正手段を更に備えたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項６】
放射線検出器で検出した放射線の検出結果を電気パルス信号に変換する検出ユニットと、
前記電気パルス信号に基づいて前記放射線を測定する、測定するための機器を含み、放射線測定手段を有する測定ユニットと、
遠隔にて前記測定ユニットを制御する監視ユニットと、
を備えた放射線モニタであって、
前記測定ユニットは、前記電気パルス信号の波高スペクトルを測定する波高スペクトル測定手段、前記監視ユニットからの制御指令に基づいて、前記検出ユニットおよび前記機器を制御する制御手段、および前記波高スペクトル測定手段および前記放射線測定手段の測定結果と、前記制御指令とを記憶する記憶手段を有し、
前記監視ユニットは、前記測定結果を処理するとともに、遠隔にて前記制御信号を出力する監視手段を有し、
前記放射線検出器で天然の放射性同位元素であるＫ−４０の放射線を検出し、前記測定ユニットでは前記Ｋ−４０の前記波高スペクトルを測定するとともに、測定結果である波高スペクトルデータを前記監視ユニットに送信し、前記監視ユニットは前記波高スペクトルデータに基づいて遠隔にて前記測定ユニットの前記設定値信号を出力すること
を特徴とする放射線モニタ。
【請求項１】
放射線検出器で検出した放射線の検出結果を電気パルス信号に変換する検出ユニットと、
前記電気パルス信号に基づいて前記放射線を測定する、測定するための機器を含み、放射線測定手段を有する測定ユニットと、
遠隔にて前記測定ユニットを制御する監視ユニットと、
前記放射線検出器に校正用線源を照射する校正用線源照射手段と
を備えた放射線モニタであって、
前記測定ユニットは、前記電気パルス信号の波高スペクトルを測定する波高スペクトル測定手段、前記監視ユニットからの制御指令に基づいて、前記検出ユニットおよび前記機器を制御する制御手段、および前記波高スペクトル測定手段および前記放射線測定手段の測定結果と、前記制御指令とを記憶する記憶手段を有し、
前記監視ユニットは、前記測定結果を処理するとともに、遠隔にて前記制御信号を出力する監視手段を有し、
前記監視ユニットからの前記操作信号で前記校正用線源を前記放射線検出器に照射し、
前記測定ユニットでは前記校正用線源の前記波高スペクトルを測定するとともに、測定結果である波高スペクトルデータを前記監視ユニットに送信し、
前記波高スペクトルデータに基づいて前記監視ユニットから遠隔にて前記測定ユニットの前記設定値信号を出力すること
を特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
前記校正用線源照射手段は、前記放射線検出器にチェック線源を照射する、チェック線源照射手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項３】
前記校正用線源照射手段は、前記放射線検出器に光パルスを照射する、光パルス照射手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項４】
前記波高スペクトルデータの波高スペクトルピークと前記測定ユニットにあらかじめ記憶された初期スペクトルデータとを比較し、スペクトルピークの位置が一致するように前記測定ユニットの設定を行う、ピーク比較校正手段を更に備えたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項５】
前記波高スペクトルデータに基づいて任意の測定範囲の正味計数率を求め、前記測定範囲を変化させることにより、前記正味計数率が前記測定ユニットにあらかじめ記憶された初期値に一致するように前記測定ユニットの設定を自動で行う、計数率比較校正手段を更に備えたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項６】
放射線検出器で検出した放射線の検出結果を電気パルス信号に変換する検出ユニットと、
前記電気パルス信号に基づいて前記放射線を測定する、測定するための機器を含み、放射線測定手段を有する測定ユニットと、
遠隔にて前記測定ユニットを制御する監視ユニットと、
を備えた放射線モニタであって、
前記測定ユニットは、前記電気パルス信号の波高スペクトルを測定する波高スペクトル測定手段、前記監視ユニットからの制御指令に基づいて、前記検出ユニットおよび前記機器を制御する制御手段、および前記波高スペクトル測定手段および前記放射線測定手段の測定結果と、前記制御指令とを記憶する記憶手段を有し、
前記監視ユニットは、前記測定結果を処理するとともに、遠隔にて前記制御信号を出力する監視手段を有し、
前記放射線検出器で天然の放射性同位元素であるＫ−４０の放射線を検出し、前記測定ユニットでは前記Ｋ−４０の前記波高スペクトルを測定するとともに、測定結果である波高スペクトルデータを前記監視ユニットに送信し、前記監視ユニットは前記波高スペクトルデータに基づいて遠隔にて前記測定ユニットの前記設定値信号を出力すること
を特徴とする放射線モニタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−８４３４５（Ｐ２００６−８４３４５Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７０１６７（Ｐ２００４−２７０１６７）
【出願日】平成１６年９月１６日（２００４．９．１６）
【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３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１６日（２００４．９．１６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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