放射線モニタ
【課題】放射線レベルを広範囲にわたり高精度で測定できる放射線モニタを提供する。
【解決手段】放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出器１、前記電離電流を入力して電荷として蓄積する充電動作と前記蓄積した電荷を放電する放電動作とを繰り返すとともに前記電離電流により蓄積される電荷について所定の電荷蓄積量毎に計数用信号を生成する積分器２１およびコンパレータ２２ならびに電磁リレー２３からなる信号生成手段を備え、前記信号生成手段により生成された計数用信号を計数した計数値と前記放電動作による欠測時間を除いて求めた実測定時間に基づき放射線量を演算して出力し表示部４に表示する測定部３を設けた。
【解決手段】放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出器１、前記電離電流を入力して電荷として蓄積する充電動作と前記蓄積した電荷を放電する放電動作とを繰り返すとともに前記電離電流により蓄積される電荷について所定の電荷蓄積量毎に計数用信号を生成する積分器２１およびコンパレータ２２ならびに電磁リレー２３からなる信号生成手段を備え、前記信号生成手段により生成された計数用信号を計数した計数値と前記放電動作による欠測時間を除いて求めた実測定時間に基づき放射線量を演算して出力し表示部４に表示する測定部３を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射線モニタ、特に、放射線検出器からの微小な電流信号を周波数信号に変換してその周波数により放射線量または放射能量を測定する放射線モニタに関し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定するための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，粒子線利用施設等では、放射線量または放射能量を測定するために放射線検出器として電離箱，シンチレーション検出器，半導体検出器等を使用し、通常の放射能レベルから事故を想定した放射線レベルまで広い測定範囲をカバーするため、放射線が放射線検出器に作用した結果発生する電流を周波数に変換して測定する放射線モニタが設置されている。
【０００３】
従来のこの種の放射線モニタは、積分器とリセット回路から構成されるエレクトロメータを備え、積分器は演算増幅器と電荷積分コンデンサで構成され、電荷積分コンデンサは負帰還回路として演算増幅器に接続されるため、放射線検出器の出力電流は電荷積分コンデンサで電荷の形態として蓄積し、演算増幅器はその電荷の蓄積の結果として時間的に上昇する電圧を出力し、リセット回路は演算増幅器の出力電圧が所定のレベルに到達したら電荷積分コンデンサを放電してリセットするとともにワンショットパルスを出力する。このようにしてエレクトロメータに電流が入力されていれば、エレクトロメータからは繰り返しパルスが出力され、このパルスを計数することにより放射線量が測定される。
【０００４】
放射線検出器から出力される電流は、放射線レベルにより１×１０−１４Ａのオーダから１×１０−７Ａと、測定下限の微小電流を測定でき、かつ測定上限までの広い範囲をカバーして測定できることが要求されている。
放射線レベルをワイドレンジにわたり高精度で測定するために、微小電流領域では、測定誤差の主要因である充電時の電流リークに配慮して電荷積分コンデンサを放電するスイッチに高絶縁のリレー接点を使用し、高電流領域では、測定誤差の主要因であるスイッチの動作時間により発生する欠測時間に配慮して高速で動作する半導体スイッチを使用し、リレー接点と半導体スイッチを並列または直列に接続し、周波数に応じてスイッチを切り換える技術が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３６５３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のエレクトロメータは以上のように構成されているため、半導体スイッチの端子は演算増幅器に接続された状態であるため、スイッチの機能としては断の状態でも半導体特有の微小電流リークが発生し、微小電流領域で測定精度に大きく影響するという問題があった。
このような半導体スイッチを用いなくても前述した測定誤差の解消ができれば、高電流領域での測定誤差の問題と微小電流領域での測定誤差の問題の解決を併せて行うことが可能となる。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、放射線レベルを広範囲にわたり高精度で測定できる放射線モニタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る放射線モニタは、放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷として蓄積する動作と前記蓄積した電荷を放電する動作とを繰り返すとともに前記電離電流による電荷を積分し所定の積分量毎に計数用信号を生成する信号生成手段を備え、前記信号生成手段により生成された計数用信号を計数した計数値と前記放電動作による欠測時間を除いて求めた実測定時間に基づき放射線量を演算して出力する放射線量出力手段を設けたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、放射線レベルを広範囲にわたり高精度で測定できる放射線モニタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１から図３までに基づいて説明する。図１は実施の形態１における放射線モニタの構成を示すブロック図である。図２は実施の形態１におけるエレクトロメータの動作を説明する線図である。図３は実施の形態１における測定部の演算手順を示すフローチャートである。
【００１１】
この発明による実施の形態１における放射線モニタの構成を示す図１において、放射線検出器１は放射線を検出して電離電流を出力し、エレクトロメータ２は前記電離電流をパルス列に変換して出力する。測定部３は定周期でそのパルスを計数して計数値に基づき計数率を演算し、その計数率を放射能濃度、線量率等の工学値に変換して出力し、表示部４はその出力を表示する。なお、測定部３の出力は計数率でもよい。
エレクトロメータ２は、積分器２１とコンパレータ２２と電磁リレー２３から構成され、積分器２１は演算増幅器２１１と電荷積分コンデンサ２１２から構成され、電磁リレー２３は電磁コイル２３１と接点２３２で構成される。
【００１２】
この発明による実施の形態１におけるエレクトロメータ２の動作を説明する図２において、積分器２１に電離電流が入力されると、演算増幅器２１１はその電離電流を時間的に積分した結果の電荷を電荷積分コンデンサ２１２に蓄積し、その電荷量Ｑに比例する出力電圧Ｖ（図２のａ）を出力する。出力電圧Ｖは、電荷積分コンデンサ２１２に蓄積された電荷量Ｑを電荷積分コンデンサ２１２の容量Ｃで割り算した値に等しい。
コンパレータ２２は、演算増幅器２１１の出力電圧Ｖが動作電圧Ｖｓに到達したら短時間反転してワンショットパルスＰｓ（図２のｂ）を出力する。このワンショットパルスＰｓで電磁リレー２３の電磁コイル２３１が動作し、接点２３２が閉時間ｔ１だけ開から閉に反転し（図２のｃ）、電荷積分コンデンサ２１２に蓄積された電荷を放電させて再び充電させる。したがって、コンパレータ２２から出力されるワンショットパルスＰｓの周波数は、積分器２１に入力される電離電流に比例する。
電荷積分コンデンサ２１２が充放電を繰り返すため、演算増幅器２１１の出力電圧Ｖは繰り返し鋸波形となる。電荷積分コンデンサ２１２の充電が進み過ぎると演算増幅器２１１の出力電圧は飽和し、電離電流入力と出力電圧の直線性が失われるため、直線性が保たれる範囲内で電荷積分コンデンサ２１２の放電を行うように、コンパレータ２２の動作電圧Ｖｓが設定される。
接点２３２は、高絶縁でリーク電流が少ないという長所がある反面、動作時間が比較的長いという欠点がある。閉時間ｔ１は放電時間ｔ２より長くなり、閉時間ｔ１だけ欠測が生じる。
【００１３】
この発明による実施の形態１における測定部の演算手順を示す図３において、ステップＳ１で測定開始からの経過時間が定周期として設定されている測定時間Ｔに到達したか判断する。測定時間Ｔに到達しておればステップＳ２で計数値Ｎを読込む。ステップＳ３で計数値Ｎと接点の閉時間ｔ１から欠測時間Ｎ×ｔ１を求める。ステップＳ４で測定時間Ｔと欠測時間Ｎ×ｔ１から実測定時間Ｔｒ＝Ｔ−Ｎ×ｔ１を求める。ステップＳ５で測定部３の計数値Ｎと実測定時間Ｔｒから計数率ｎ＝Ｎ÷Ｔｒを求める。ステップＳ６で計数率ｎと予め求めておいたバックグラウンド計数率ｎｂから正味計数率ｎＮ＝ｎ−ｎｂを求める。ステップＳ７で換算計数ｋと正味計数率ｎＮから放射能濃度または線量率Ｒ＝ｋ×ｎＮを求める。ステップＳ８で放射能濃度または線量率Ｒを出力する。
【００１４】
以上のように、この実施の形態１では、測定部３は計数値Ｎと接点２３２の閉時間からエレクトロメータ２の欠測時間Ｎ×ｔ１を求めて実測定時間Ｔｒで計数率ｎを演算するようにしたので、高絶縁の機械的スイッチの弱点であった高計数率領域における欠測による誤差増大を補償することが可能となり、高精度でワイドレンジの安価な放射線モニタが得られる。
【００１５】
この発明による実施の形態１によれば、放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出器１からなる放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷積分コンデンサ２１２に電荷として蓄積しコンパレータ２２の動作電圧Ｖｓに相当する前記電荷の積分値に応じた電圧Ｖの所定値への到達に応じてワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を出力するとともに前記蓄積した電荷を電磁リレー２３により放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す電流／周波数変換手段としてのエレクトロメータ２からなる信号生成手段を備え、前記エレクトロメータ２からなる信号生成手段により生成されたワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を計数した計数値Ｎと当該測定時間Ｔから前記放電動作による欠測時間Ｎ×ｔ１を除いて求めた実測定時間Ｔｒ＝Ｔ−Ｎ×ｔ１に基づき放射線量を演算して出力し測定結果としての放射線量を表示部４に表示する測定部３からなる放射線量出力手段を設けたので、測定誤差の主要因であるスイッチの動作時間により発生する欠測時間を補償して放射線量を求めることが可能となり、全測定レンジを高絶縁のリレー接点でカバーできるようになり、高放射線量まで高精度で測定できるものであって、簡潔な構成により放電動作による欠測時間の影響を排除し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定できる放射線モニタを提供することができる。
【００１６】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図４および図５について説明する。図４は実施の形態２における放射線モニタの構成を示すブロック図である。図５は実施の形態２におけるエレクトロメータの動作を説明する線図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成は、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１７】
上記の実施の形態１では、エレクトロメータ２を積分器２１とコンパレータ２２と電磁リレー２３で構成したが、この実施の形態２では、図４のように積分器２１と多段波高弁別器２４と電磁リレー２３で構成する。
この発明による実施の形態２におけるエレクトロメータ２の動作を説明する図５において、多段波高弁別器２４は、複数の個別弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎを有し（図５のａ）、演算増幅器２１の出力が電荷蓄積を開始する電圧レベルＬ０から等間隔で順番に設けられた複数の個別弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎに順次到達する毎にワンショットパルスＰｓを出力し（図５のｂ）、最後の個別弁別レベルＬｎに到達したらワンショットパルスＰｓを出力するとともに電荷積分コンデンサ２２に蓄積した電荷を放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す（図５のｃ）。
そして、ワンショットパルスＰｓの計数値Ｎと測定時間Ｔとによって計数率を求め、放射能濃度または線量率Ｒを出力する。
【００１８】
ここでは、多段波高弁別器２４から出力されるワンショットパルスＰｓの周波数は、実施の形態１におけるワンショットパルスＰｓの周波数に個別弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎの数を掛け算した値に増加させることができる。
例えば、電離箱から出力される電離電流が１０−１４Ａで、電荷積分コンデンサ２１２の容量が１０ｐＦで、多段波高弁別器２４の放電弁別電圧が１Ｖの場合、電磁リレー２３の接点２３２の閉時間ｔ１がワンショットパルスＰｓの周期ｔｆに対して無視できる程度に小さい場合、
１パルス当たりの蓄積電荷量＝コンデンサ容量×放電弁別電圧
＝１０×１０−１２Ｆ×１Ｖ＝１×１０−１１クーロン
出力パルス周波数＝電離電流÷１パルス当たりの蓄積電荷量
＝１０−１４Ａ÷１×１０−１１クーロン＝０．００１ｓ−１
となり、測定時間１００００秒で得られる計数は１０カウントで、この時の分解能は１０％である。個別弁別電圧レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎを例えば１０ｍＶの間隔で設けることにより、１００秒の測定時間で上記と同等の分解能が得られる。また、測定時間を１００００秒とすると、分解能は０．１％になる。
【００１９】
以上のように、エレクトロメータ２のコンパレータ２２を多段波高弁別器２４に置き換えることにより、積分器２１の電荷蓄積コンデンサ２１２における放電リセットに伴う欠測の割合を増加させることなく、エレクトロメータ２の出力であるワンショットパルスＰｓの周波数を、単位当たりの放電リセット回数に多段波高弁別器２４の個別弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎの段数を乗じたものに増加することができるため、放射線モニタの下限側の測定レンジを拡大し、微小な電離電流を高精度で測定できる。
【００２０】
そして、この実施の形態２においても、測定部３で測定時間Ｔから欠測時間ｔ１を除いた実測定時間Ｔｒに基づき放射線量に相当する計数率を演算することにより、欠測時間ｔ１による影響を排除し、測定レンジを上限側にも拡大することができる。
すなわち、多段波高弁別器２４における個別弁別電圧レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎで生成されるワンショットパルスＰｓの計数値Ｎにより放射線量に相当する計数率ｎを求める場合、計数値Ｎと測定時間Ｔから欠測時間ｔ１を除いた実測定時間Ｔｒとによって計数率ｎを求め、計数率ｎ＝Ｎ÷Ｔｒとすることで、欠測時間ｔ１の影響を排除し、放射線量に相当する計数率ｎを正確に求めることができる。なお、この時のＴｒは、Ｔｒ＝Ｔ−Ｎ÷（個別弁別レベルの段数）×ｔ１となる。
【００２１】
（２Ａ）この発明による実施の形態２によれば、放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出器１からなる放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷積分コンデンサ２１２に電荷として蓄積し、前記電離電流による電荷を電荷積分コンデンサ２１２を有する積分器２１によって積分し多段波高弁別器２４における個別弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎのレベル差に相当する所定の積分量毎にワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を生成する電流／周波数変換手段としてのエレクトロメータ２からなる信号生成手段を備え、前記エレクトロメータ２からなる信号生成手段により生成されたワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を計数した計数値Ｎと当該測定時間Ｔから放射線量を演算して出力し測定結果としての放射線量を表示部４に表示する測定部３からなる放射線量出力手段を設けたので、放電に伴う欠測時間を増やさずに１パルス当たりの電荷量を小さくすることが可能となり、微小電流領域の応答を速くすることができ、電流分解能を改善できるため、微小放射線量まで高精度で測定できるものであって、放電動作による欠測時間の影響を排除し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定できる放射線モニタを提供することができる。
【００２２】
（２Ｂ）この発明による実施の形態２によれば、前記（２Ａ）項の構成において、前記測定部３からなる放射線量出力手段は、前記信号生成手段により生成されたワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を計数した計数値Ｎと当該測定時間Ｔから前記放電動作による欠測時間ｔ１を除いて求めた実測定時間Ｔｒに基づき放射線量を演算して出力するようにしたので、放電に伴う欠測時間を増やさずに１パルス当たりの電荷量を小さくすることが可能となり、微小電流領域の応答を速くすることができ、電流分解能を改善できるため、微小放射線量まで高精度で測定できるものであって、放電動作による欠測時間の影響を排除し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定できるとともに、放電動作による欠測時間の影響を排除し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定できる放射線モニタを提供することができる。
【００２３】
実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図６および図７について説明する。図６は実施の形態３における放射線モニタの構成を示すブロック図である。図７は実施の形態３における放射線モニタの切換動作を説明するための線図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成は、先に説明した実施の形態１または実施の形態２における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２４】
上記実施の形態２では、エレクトロメータ２を積分器２１と多段波高弁別器２４と電磁リレー２３で構成したが、この実施の形態３では、図６のように、エレクトロメータ２を積分器２１とコンパレータ２２と多段波高弁別器２４と電磁リレー２３で構成し、多段波高弁別器２４における個別弁別電圧レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎで生成されるワンショットパルスＰｓ（図５参照）の計数値Ｎと測定時間Ｔとによって計数率を求め、放射能濃度または線量率Ｒを出力するとともに、コンパレータ２２は多段波高弁別器２４の最後の弁別レベルＬｎに対応する動作電圧Ｖｓを超えたら、実施の形態１と同様にワンショットパルスＰｓを出力するとともに電荷積分コンデンサ２１２に蓄積した電荷を放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す。
測定部３は、コンパレータ２２から出力されるワンショットパルスＰｓと多段波高弁別器２４からそれぞれ出力されるワンショットパルスＰｓについて、その両方を入力し、それぞれのワンショットパルスＰｓを測定して計数率ｎを求め、電離電流が増加してコンパレータ２２の出力に基づく計数率ｎが所定の値Ｒ１を超えたら、その後に続く演算に用いる計数率ｎを、コンパレータ２４の出力に基づく計数率からコンパレータ２２の出力に基づく計数率ｎに切り換える。
図７はこの切換動作を説明する線図である。多段波高弁別器２４の出力に基づく計数率ｎによる出力増加時の出力特性が特性線ＡＵで示され、計数率ｎが所定の値Ｒ１を超えると、特性線ＢＵに示されるコンパレータ２２の出力に基づく出力特性となる。
電離電流の増加で計数率の切り換えを行った後、電離電流が低下し、コンパレータ２２の出力に基づく計数率ｎから多段波高弁別器２４の出力に基づく計数率ｎに復帰させるときは、特性線ＢＤに示されるコンパレータ２２の出力に基づく出力特性が前記所定値Ｒ１よりも小さな所定値Ｒ２で切換えられ、特性線ＡＤに示される多段波高弁別器２４の出力に基づく出力特性となる。
このように、ヒステリシス効果を持たせて前記切換値Ｒ１よりも低い所定の値Ｒ２で切り換えを行うことにより、切換動作時におけるハンチング動作を確実に防ぐことができる。
上記切換値Ｒ１と切換値Ｒ２は、多段波高弁別器２４の出力のワンショットパルスＰｓの周波数が増加し、パルス同士がつながって見かけ上の計数率が低下する窒息現象の影響が現れない数値領域で選定される。
【００２５】
以上のように、コンパレータ２２と多段波高弁別器２４の両方を備え、それぞれワンショットパルスＰｓを出力し、測定部３はそれぞれのワンショットパルスＰｓを入力し、それぞれの入力に基づく計数率ｎを求めて、欠測の少ない正確な計数率ｎを出力できるように選択した上で、測定レンジ下限を広げたために測定レンジ上限が縮小することを防止でき、分解能を低下させることなく、高精度でワイドレンジの電離箱式放射線モニタを得ることができる。
【００２６】
そして、この実施の形態３においても、測定部３で測定時間から欠測時間を除いた実測定時間に基づき放射線量に相当する計数率ｎを演算することにより、欠測時間による影響を排除し、測定レンジを上限側にも拡大することができる。
すなわち、多段波高弁別器２４における個別弁別電圧レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎで生成されるワンショットパルスＰｓの計数値Ｎにより放射線量に相当する計数率ｎを求める場合、計数値Ｎと測定時間Ｔから欠測時間ｔ１を除いた実測定時間Ｔｒとによって計数率ｎを求め、計数率ｎ＝Ｎ÷Ｔｒとすることで、欠測時間ｔ１の影響を排除し、放射線量に相当する計数率ｎを正確に求めることができる。
また、コンパレータ２２から出力されるワンショットパルスＰｓの計数値Ｎにより放射線量に相当する計数率ｎを求める場合、計数値Ｎと測定時間Ｔから欠測時間Ｎ×ｔ１を除いた実測定時間Ｔｒとによって計数率ｎを求め、計数率ｎ＝Ｎ÷Ｔｒとすることで、欠測時間ｔ１の影響を排除し、放射線量に相当する計数率ｎを正確に求めることができる。
【００２７】
（３Ａ）この発明による実施の形態３によれば、放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出器１からなる放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷積分コンデンサ２１２に電荷として蓄積し、前記電離電流による電荷を電荷積分コンデンサ２１２を有する積分器２１によって積分し多段波高弁別器２４における個別弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎのレベル差に相当する所定の積分量毎にワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を出力するものであって、前記電荷の積分値に対応した電圧値Ｖが、電荷蓄積開始の電圧レベルＬ０から等間隔で順番に設けられた複数の弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎに順次到達する毎にワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を出力する電流／周波数変換手段としての多段波高弁別器２４による第１の信号生成手段、前記電荷の積分値に応じた電圧値Ｖが、前記第１の信号生成手段における多段波高弁別器２４の最後の弁別レベルＬｎ以上に設定された所定の電圧値に到達することにより、ワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を出力するとともに前記蓄積した電荷を放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す電流／周波数変換手段としてのコンパレータ２２による第２の信号生成手段を備え、前記第１および第２の信号生成手段により生成された前記ワンショットパルスＰｓからなる計数用信号をそれぞれ計数し、それらの計数値Ｎと当該測定時間Ｔに基づき放射線量をそれぞれ演算し、前記第１および第２の信号生成手段により生成された前記ワンショットパルスＰｓからなる計数用信号により演算された各々の放射線量を比較して、コンパレータ２２による放射線量が所定値Ｒ１を超えると多段波高弁別器２４による第１の信号生成手段による放射線量測定結果からコンパレータ２２による第２の信号生成手段による放射線量測定結果に切換えて出力しコンパレータ２２による放射線量が所定値Ｒ２以下になるとコンパレータ２２による第２の信号生成手段による放射線量測定結果から多段波高弁別器２４による第１の信号生成手段による放射線量測定結果に切換えて出力する所定の切換基準に基づき前記第１および第２の信号生成手段による放射線量測定結果を切り換えて出力し表示部４に表示する測定部３からなる放射線量出力手段を設けたので、第１の信号生成手段としての多段波高弁別器２４による電流／周波数変換手段のワンショットパルスＰｓが重なるような高放射線量になっても、周波数が低減された第２の信号生成手段としてのコンパレータ２２による電流／周波数変換手段のワンショットパルスＰｓに基づく測定結果による放射線量に切り換えて出力することにより、高精度の測定を維持して測定レンジ上限を広げることができるものであって、放電動作による欠測時間の影響を縮小し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定できる放射線モニタを提供することができる。
【００２８】
（３Ｂ）この発明による実施の形態３によれば、前記（３Ａ）項の構成において、前記測定部３からなる放射線量出力手段は、前記第１および第２の信号生成手段により生成されたワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を計数した計数値Ｎと測定時間Ｔから前記放電動作による欠測時間ｔ１を除いて求めた実測定時間Ｔｒに基づき放射線量を演算して出力するようにしたので、第１の信号生成手段としての電流／周波数変換手段のワンショットパルスＰｓが重なるような高放射線量になっても、周波数が低減された第２の電流／周波数変換手段のワンショットパルスＰｓに基づく放射線量に切り換えて出力することにより、高精度の測定を維持して測定レンジ上限を広げることができるとともに、放電動作による欠測時間の影響を排除し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定できる放射線モニタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明による実施の形態１における放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図２】この発明による実施の形態１におけるエレクトロメータの動作を説明する線図である。
【図３】この発明による実施の形態１における測定部の演算手順を示すフローチャートである。
【図４】この発明による実施の形態２における放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図５】この発明による実施の形態２におけるエレクトロメータの動作を説明する線図である。
【図６】この発明による実施の形態３における放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図７】この発明による実施の形態３における放射線モニタの切換動作を説明するための線図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 放射線検出器、２ エレクトロメータ、２１ 積分器、２１１ 演算増幅器、２１２ 電荷積分コンデンサ、２２ コンパレータ、２３ 電磁リレー、２３１ 電磁コイル、２３２ 接点、２４ 多段波高弁別器、３ 測定部、４ 表示部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射線モニタ、特に、放射線検出器からの微小な電流信号を周波数信号に変換してその周波数により放射線量または放射能量を測定する放射線モニタに関し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定するための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，粒子線利用施設等では、放射線量または放射能量を測定するために放射線検出器として電離箱，シンチレーション検出器，半導体検出器等を使用し、通常の放射能レベルから事故を想定した放射線レベルまで広い測定範囲をカバーするため、放射線が放射線検出器に作用した結果発生する電流を周波数に変換して測定する放射線モニタが設置されている。
【０００３】
従来のこの種の放射線モニタは、積分器とリセット回路から構成されるエレクトロメータを備え、積分器は演算増幅器と電荷積分コンデンサで構成され、電荷積分コンデンサは負帰還回路として演算増幅器に接続されるため、放射線検出器の出力電流は電荷積分コンデンサで電荷の形態として蓄積し、演算増幅器はその電荷の蓄積の結果として時間的に上昇する電圧を出力し、リセット回路は演算増幅器の出力電圧が所定のレベルに到達したら電荷積分コンデンサを放電してリセットするとともにワンショットパルスを出力する。このようにしてエレクトロメータに電流が入力されていれば、エレクトロメータからは繰り返しパルスが出力され、このパルスを計数することにより放射線量が測定される。
【０００４】
放射線検出器から出力される電流は、放射線レベルにより１×１０−１４Ａのオーダから１×１０−７Ａと、測定下限の微小電流を測定でき、かつ測定上限までの広い範囲をカバーして測定できることが要求されている。
放射線レベルをワイドレンジにわたり高精度で測定するために、微小電流領域では、測定誤差の主要因である充電時の電流リークに配慮して電荷積分コンデンサを放電するスイッチに高絶縁のリレー接点を使用し、高電流領域では、測定誤差の主要因であるスイッチの動作時間により発生する欠測時間に配慮して高速で動作する半導体スイッチを使用し、リレー接点と半導体スイッチを並列または直列に接続し、周波数に応じてスイッチを切り換える技術が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３６５３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のエレクトロメータは以上のように構成されているため、半導体スイッチの端子は演算増幅器に接続された状態であるため、スイッチの機能としては断の状態でも半導体特有の微小電流リークが発生し、微小電流領域で測定精度に大きく影響するという問題があった。
このような半導体スイッチを用いなくても前述した測定誤差の解消ができれば、高電流領域での測定誤差の問題と微小電流領域での測定誤差の問題の解決を併せて行うことが可能となる。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、放射線レベルを広範囲にわたり高精度で測定できる放射線モニタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る放射線モニタは、放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷として蓄積する動作と前記蓄積した電荷を放電する動作とを繰り返すとともに前記電離電流による電荷を積分し所定の積分量毎に計数用信号を生成する信号生成手段を備え、前記信号生成手段により生成された計数用信号を計数した計数値と前記放電動作による欠測時間を除いて求めた実測定時間に基づき放射線量を演算して出力する放射線量出力手段を設けたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、放射線レベルを広範囲にわたり高精度で測定できる放射線モニタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１から図３までに基づいて説明する。図１は実施の形態１における放射線モニタの構成を示すブロック図である。図２は実施の形態１におけるエレクトロメータの動作を説明する線図である。図３は実施の形態１における測定部の演算手順を示すフローチャートである。
【００１１】
この発明による実施の形態１における放射線モニタの構成を示す図１において、放射線検出器１は放射線を検出して電離電流を出力し、エレクトロメータ２は前記電離電流をパルス列に変換して出力する。測定部３は定周期でそのパルスを計数して計数値に基づき計数率を演算し、その計数率を放射能濃度、線量率等の工学値に変換して出力し、表示部４はその出力を表示する。なお、測定部３の出力は計数率でもよい。
エレクトロメータ２は、積分器２１とコンパレータ２２と電磁リレー２３から構成され、積分器２１は演算増幅器２１１と電荷積分コンデンサ２１２から構成され、電磁リレー２３は電磁コイル２３１と接点２３２で構成される。
【００１２】
この発明による実施の形態１におけるエレクトロメータ２の動作を説明する図２において、積分器２１に電離電流が入力されると、演算増幅器２１１はその電離電流を時間的に積分した結果の電荷を電荷積分コンデンサ２１２に蓄積し、その電荷量Ｑに比例する出力電圧Ｖ（図２のａ）を出力する。出力電圧Ｖは、電荷積分コンデンサ２１２に蓄積された電荷量Ｑを電荷積分コンデンサ２１２の容量Ｃで割り算した値に等しい。
コンパレータ２２は、演算増幅器２１１の出力電圧Ｖが動作電圧Ｖｓに到達したら短時間反転してワンショットパルスＰｓ（図２のｂ）を出力する。このワンショットパルスＰｓで電磁リレー２３の電磁コイル２３１が動作し、接点２３２が閉時間ｔ１だけ開から閉に反転し（図２のｃ）、電荷積分コンデンサ２１２に蓄積された電荷を放電させて再び充電させる。したがって、コンパレータ２２から出力されるワンショットパルスＰｓの周波数は、積分器２１に入力される電離電流に比例する。
電荷積分コンデンサ２１２が充放電を繰り返すため、演算増幅器２１１の出力電圧Ｖは繰り返し鋸波形となる。電荷積分コンデンサ２１２の充電が進み過ぎると演算増幅器２１１の出力電圧は飽和し、電離電流入力と出力電圧の直線性が失われるため、直線性が保たれる範囲内で電荷積分コンデンサ２１２の放電を行うように、コンパレータ２２の動作電圧Ｖｓが設定される。
接点２３２は、高絶縁でリーク電流が少ないという長所がある反面、動作時間が比較的長いという欠点がある。閉時間ｔ１は放電時間ｔ２より長くなり、閉時間ｔ１だけ欠測が生じる。
【００１３】
この発明による実施の形態１における測定部の演算手順を示す図３において、ステップＳ１で測定開始からの経過時間が定周期として設定されている測定時間Ｔに到達したか判断する。測定時間Ｔに到達しておればステップＳ２で計数値Ｎを読込む。ステップＳ３で計数値Ｎと接点の閉時間ｔ１から欠測時間Ｎ×ｔ１を求める。ステップＳ４で測定時間Ｔと欠測時間Ｎ×ｔ１から実測定時間Ｔｒ＝Ｔ−Ｎ×ｔ１を求める。ステップＳ５で測定部３の計数値Ｎと実測定時間Ｔｒから計数率ｎ＝Ｎ÷Ｔｒを求める。ステップＳ６で計数率ｎと予め求めておいたバックグラウンド計数率ｎｂから正味計数率ｎＮ＝ｎ−ｎｂを求める。ステップＳ７で換算計数ｋと正味計数率ｎＮから放射能濃度または線量率Ｒ＝ｋ×ｎＮを求める。ステップＳ８で放射能濃度または線量率Ｒを出力する。
【００１４】
以上のように、この実施の形態１では、測定部３は計数値Ｎと接点２３２の閉時間からエレクトロメータ２の欠測時間Ｎ×ｔ１を求めて実測定時間Ｔｒで計数率ｎを演算するようにしたので、高絶縁の機械的スイッチの弱点であった高計数率領域における欠測による誤差増大を補償することが可能となり、高精度でワイドレンジの安価な放射線モニタが得られる。
【００１５】
この発明による実施の形態１によれば、放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出器１からなる放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷積分コンデンサ２１２に電荷として蓄積しコンパレータ２２の動作電圧Ｖｓに相当する前記電荷の積分値に応じた電圧Ｖの所定値への到達に応じてワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を出力するとともに前記蓄積した電荷を電磁リレー２３により放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す電流／周波数変換手段としてのエレクトロメータ２からなる信号生成手段を備え、前記エレクトロメータ２からなる信号生成手段により生成されたワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を計数した計数値Ｎと当該測定時間Ｔから前記放電動作による欠測時間Ｎ×ｔ１を除いて求めた実測定時間Ｔｒ＝Ｔ−Ｎ×ｔ１に基づき放射線量を演算して出力し測定結果としての放射線量を表示部４に表示する測定部３からなる放射線量出力手段を設けたので、測定誤差の主要因であるスイッチの動作時間により発生する欠測時間を補償して放射線量を求めることが可能となり、全測定レンジを高絶縁のリレー接点でカバーできるようになり、高放射線量まで高精度で測定できるものであって、簡潔な構成により放電動作による欠測時間の影響を排除し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定できる放射線モニタを提供することができる。
【００１６】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図４および図５について説明する。図４は実施の形態２における放射線モニタの構成を示すブロック図である。図５は実施の形態２におけるエレクトロメータの動作を説明する線図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成は、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１７】
上記の実施の形態１では、エレクトロメータ２を積分器２１とコンパレータ２２と電磁リレー２３で構成したが、この実施の形態２では、図４のように積分器２１と多段波高弁別器２４と電磁リレー２３で構成する。
この発明による実施の形態２におけるエレクトロメータ２の動作を説明する図５において、多段波高弁別器２４は、複数の個別弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎを有し（図５のａ）、演算増幅器２１の出力が電荷蓄積を開始する電圧レベルＬ０から等間隔で順番に設けられた複数の個別弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎに順次到達する毎にワンショットパルスＰｓを出力し（図５のｂ）、最後の個別弁別レベルＬｎに到達したらワンショットパルスＰｓを出力するとともに電荷積分コンデンサ２２に蓄積した電荷を放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す（図５のｃ）。
そして、ワンショットパルスＰｓの計数値Ｎと測定時間Ｔとによって計数率を求め、放射能濃度または線量率Ｒを出力する。
【００１８】
ここでは、多段波高弁別器２４から出力されるワンショットパルスＰｓの周波数は、実施の形態１におけるワンショットパルスＰｓの周波数に個別弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎの数を掛け算した値に増加させることができる。
例えば、電離箱から出力される電離電流が１０−１４Ａで、電荷積分コンデンサ２１２の容量が１０ｐＦで、多段波高弁別器２４の放電弁別電圧が１Ｖの場合、電磁リレー２３の接点２３２の閉時間ｔ１がワンショットパルスＰｓの周期ｔｆに対して無視できる程度に小さい場合、
１パルス当たりの蓄積電荷量＝コンデンサ容量×放電弁別電圧
＝１０×１０−１２Ｆ×１Ｖ＝１×１０−１１クーロン
出力パルス周波数＝電離電流÷１パルス当たりの蓄積電荷量
＝１０−１４Ａ÷１×１０−１１クーロン＝０．００１ｓ−１
となり、測定時間１００００秒で得られる計数は１０カウントで、この時の分解能は１０％である。個別弁別電圧レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎを例えば１０ｍＶの間隔で設けることにより、１００秒の測定時間で上記と同等の分解能が得られる。また、測定時間を１００００秒とすると、分解能は０．１％になる。
【００１９】
以上のように、エレクトロメータ２のコンパレータ２２を多段波高弁別器２４に置き換えることにより、積分器２１の電荷蓄積コンデンサ２１２における放電リセットに伴う欠測の割合を増加させることなく、エレクトロメータ２の出力であるワンショットパルスＰｓの周波数を、単位当たりの放電リセット回数に多段波高弁別器２４の個別弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎの段数を乗じたものに増加することができるため、放射線モニタの下限側の測定レンジを拡大し、微小な電離電流を高精度で測定できる。
【００２０】
そして、この実施の形態２においても、測定部３で測定時間Ｔから欠測時間ｔ１を除いた実測定時間Ｔｒに基づき放射線量に相当する計数率を演算することにより、欠測時間ｔ１による影響を排除し、測定レンジを上限側にも拡大することができる。
すなわち、多段波高弁別器２４における個別弁別電圧レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎで生成されるワンショットパルスＰｓの計数値Ｎにより放射線量に相当する計数率ｎを求める場合、計数値Ｎと測定時間Ｔから欠測時間ｔ１を除いた実測定時間Ｔｒとによって計数率ｎを求め、計数率ｎ＝Ｎ÷Ｔｒとすることで、欠測時間ｔ１の影響を排除し、放射線量に相当する計数率ｎを正確に求めることができる。なお、この時のＴｒは、Ｔｒ＝Ｔ−Ｎ÷（個別弁別レベルの段数）×ｔ１となる。
【００２１】
（２Ａ）この発明による実施の形態２によれば、放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出器１からなる放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷積分コンデンサ２１２に電荷として蓄積し、前記電離電流による電荷を電荷積分コンデンサ２１２を有する積分器２１によって積分し多段波高弁別器２４における個別弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎのレベル差に相当する所定の積分量毎にワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を生成する電流／周波数変換手段としてのエレクトロメータ２からなる信号生成手段を備え、前記エレクトロメータ２からなる信号生成手段により生成されたワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を計数した計数値Ｎと当該測定時間Ｔから放射線量を演算して出力し測定結果としての放射線量を表示部４に表示する測定部３からなる放射線量出力手段を設けたので、放電に伴う欠測時間を増やさずに１パルス当たりの電荷量を小さくすることが可能となり、微小電流領域の応答を速くすることができ、電流分解能を改善できるため、微小放射線量まで高精度で測定できるものであって、放電動作による欠測時間の影響を排除し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定できる放射線モニタを提供することができる。
【００２２】
（２Ｂ）この発明による実施の形態２によれば、前記（２Ａ）項の構成において、前記測定部３からなる放射線量出力手段は、前記信号生成手段により生成されたワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を計数した計数値Ｎと当該測定時間Ｔから前記放電動作による欠測時間ｔ１を除いて求めた実測定時間Ｔｒに基づき放射線量を演算して出力するようにしたので、放電に伴う欠測時間を増やさずに１パルス当たりの電荷量を小さくすることが可能となり、微小電流領域の応答を速くすることができ、電流分解能を改善できるため、微小放射線量まで高精度で測定できるものであって、放電動作による欠測時間の影響を排除し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定できるとともに、放電動作による欠測時間の影響を排除し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定できる放射線モニタを提供することができる。
【００２３】
実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図６および図７について説明する。図６は実施の形態３における放射線モニタの構成を示すブロック図である。図７は実施の形態３における放射線モニタの切換動作を説明するための線図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成は、先に説明した実施の形態１または実施の形態２における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２４】
上記実施の形態２では、エレクトロメータ２を積分器２１と多段波高弁別器２４と電磁リレー２３で構成したが、この実施の形態３では、図６のように、エレクトロメータ２を積分器２１とコンパレータ２２と多段波高弁別器２４と電磁リレー２３で構成し、多段波高弁別器２４における個別弁別電圧レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎで生成されるワンショットパルスＰｓ（図５参照）の計数値Ｎと測定時間Ｔとによって計数率を求め、放射能濃度または線量率Ｒを出力するとともに、コンパレータ２２は多段波高弁別器２４の最後の弁別レベルＬｎに対応する動作電圧Ｖｓを超えたら、実施の形態１と同様にワンショットパルスＰｓを出力するとともに電荷積分コンデンサ２１２に蓄積した電荷を放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す。
測定部３は、コンパレータ２２から出力されるワンショットパルスＰｓと多段波高弁別器２４からそれぞれ出力されるワンショットパルスＰｓについて、その両方を入力し、それぞれのワンショットパルスＰｓを測定して計数率ｎを求め、電離電流が増加してコンパレータ２２の出力に基づく計数率ｎが所定の値Ｒ１を超えたら、その後に続く演算に用いる計数率ｎを、コンパレータ２４の出力に基づく計数率からコンパレータ２２の出力に基づく計数率ｎに切り換える。
図７はこの切換動作を説明する線図である。多段波高弁別器２４の出力に基づく計数率ｎによる出力増加時の出力特性が特性線ＡＵで示され、計数率ｎが所定の値Ｒ１を超えると、特性線ＢＵに示されるコンパレータ２２の出力に基づく出力特性となる。
電離電流の増加で計数率の切り換えを行った後、電離電流が低下し、コンパレータ２２の出力に基づく計数率ｎから多段波高弁別器２４の出力に基づく計数率ｎに復帰させるときは、特性線ＢＤに示されるコンパレータ２２の出力に基づく出力特性が前記所定値Ｒ１よりも小さな所定値Ｒ２で切換えられ、特性線ＡＤに示される多段波高弁別器２４の出力に基づく出力特性となる。
このように、ヒステリシス効果を持たせて前記切換値Ｒ１よりも低い所定の値Ｒ２で切り換えを行うことにより、切換動作時におけるハンチング動作を確実に防ぐことができる。
上記切換値Ｒ１と切換値Ｒ２は、多段波高弁別器２４の出力のワンショットパルスＰｓの周波数が増加し、パルス同士がつながって見かけ上の計数率が低下する窒息現象の影響が現れない数値領域で選定される。
【００２５】
以上のように、コンパレータ２２と多段波高弁別器２４の両方を備え、それぞれワンショットパルスＰｓを出力し、測定部３はそれぞれのワンショットパルスＰｓを入力し、それぞれの入力に基づく計数率ｎを求めて、欠測の少ない正確な計数率ｎを出力できるように選択した上で、測定レンジ下限を広げたために測定レンジ上限が縮小することを防止でき、分解能を低下させることなく、高精度でワイドレンジの電離箱式放射線モニタを得ることができる。
【００２６】
そして、この実施の形態３においても、測定部３で測定時間から欠測時間を除いた実測定時間に基づき放射線量に相当する計数率ｎを演算することにより、欠測時間による影響を排除し、測定レンジを上限側にも拡大することができる。
すなわち、多段波高弁別器２４における個別弁別電圧レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎで生成されるワンショットパルスＰｓの計数値Ｎにより放射線量に相当する計数率ｎを求める場合、計数値Ｎと測定時間Ｔから欠測時間ｔ１を除いた実測定時間Ｔｒとによって計数率ｎを求め、計数率ｎ＝Ｎ÷Ｔｒとすることで、欠測時間ｔ１の影響を排除し、放射線量に相当する計数率ｎを正確に求めることができる。
また、コンパレータ２２から出力されるワンショットパルスＰｓの計数値Ｎにより放射線量に相当する計数率ｎを求める場合、計数値Ｎと測定時間Ｔから欠測時間Ｎ×ｔ１を除いた実測定時間Ｔｒとによって計数率ｎを求め、計数率ｎ＝Ｎ÷Ｔｒとすることで、欠測時間ｔ１の影響を排除し、放射線量に相当する計数率ｎを正確に求めることができる。
【００２７】
（３Ａ）この発明による実施の形態３によれば、放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出器１からなる放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷積分コンデンサ２１２に電荷として蓄積し、前記電離電流による電荷を電荷積分コンデンサ２１２を有する積分器２１によって積分し多段波高弁別器２４における個別弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎのレベル差に相当する所定の積分量毎にワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を出力するものであって、前記電荷の積分値に対応した電圧値Ｖが、電荷蓄積開始の電圧レベルＬ０から等間隔で順番に設けられた複数の弁別レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…Ｌｎに順次到達する毎にワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を出力する電流／周波数変換手段としての多段波高弁別器２４による第１の信号生成手段、前記電荷の積分値に応じた電圧値Ｖが、前記第１の信号生成手段における多段波高弁別器２４の最後の弁別レベルＬｎ以上に設定された所定の電圧値に到達することにより、ワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を出力するとともに前記蓄積した電荷を放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す電流／周波数変換手段としてのコンパレータ２２による第２の信号生成手段を備え、前記第１および第２の信号生成手段により生成された前記ワンショットパルスＰｓからなる計数用信号をそれぞれ計数し、それらの計数値Ｎと当該測定時間Ｔに基づき放射線量をそれぞれ演算し、前記第１および第２の信号生成手段により生成された前記ワンショットパルスＰｓからなる計数用信号により演算された各々の放射線量を比較して、コンパレータ２２による放射線量が所定値Ｒ１を超えると多段波高弁別器２４による第１の信号生成手段による放射線量測定結果からコンパレータ２２による第２の信号生成手段による放射線量測定結果に切換えて出力しコンパレータ２２による放射線量が所定値Ｒ２以下になるとコンパレータ２２による第２の信号生成手段による放射線量測定結果から多段波高弁別器２４による第１の信号生成手段による放射線量測定結果に切換えて出力する所定の切換基準に基づき前記第１および第２の信号生成手段による放射線量測定結果を切り換えて出力し表示部４に表示する測定部３からなる放射線量出力手段を設けたので、第１の信号生成手段としての多段波高弁別器２４による電流／周波数変換手段のワンショットパルスＰｓが重なるような高放射線量になっても、周波数が低減された第２の信号生成手段としてのコンパレータ２２による電流／周波数変換手段のワンショットパルスＰｓに基づく測定結果による放射線量に切り換えて出力することにより、高精度の測定を維持して測定レンジ上限を広げることができるものであって、放電動作による欠測時間の影響を縮小し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定できる放射線モニタを提供することができる。
【００２８】
（３Ｂ）この発明による実施の形態３によれば、前記（３Ａ）項の構成において、前記測定部３からなる放射線量出力手段は、前記第１および第２の信号生成手段により生成されたワンショットパルスＰｓからなる計数用信号を計数した計数値Ｎと測定時間Ｔから前記放電動作による欠測時間ｔ１を除いて求めた実測定時間Ｔｒに基づき放射線量を演算して出力するようにしたので、第１の信号生成手段としての電流／周波数変換手段のワンショットパルスＰｓが重なるような高放射線量になっても、周波数が低減された第２の電流／周波数変換手段のワンショットパルスＰｓに基づく放射線量に切り換えて出力することにより、高精度の測定を維持して測定レンジ上限を広げることができるとともに、放電動作による欠測時間の影響を排除し、広範囲の放射線レベルを高精度で測定できる放射線モニタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明による実施の形態１における放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図２】この発明による実施の形態１におけるエレクトロメータの動作を説明する線図である。
【図３】この発明による実施の形態１における測定部の演算手順を示すフローチャートである。
【図４】この発明による実施の形態２における放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図５】この発明による実施の形態２におけるエレクトロメータの動作を説明する線図である。
【図６】この発明による実施の形態３における放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図７】この発明による実施の形態３における放射線モニタの切換動作を説明するための線図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 放射線検出器、２ エレクトロメータ、２１ 積分器、２１１ 演算増幅器、２１２ 電荷積分コンデンサ、２２ コンパレータ、２３ 電磁リレー、２３１ 電磁コイル、２３２ 接点、２４ 多段波高弁別器、３ 測定部、４ 表示部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷として蓄積する動作と前記蓄積した電荷を放電する動作とを繰り返すとともに前記電離電流による電荷を積分し所定の積分量毎に計数用信号を生成する信号生成手段を備え、前記信号生成手段により生成された計数用信号を計数した計数値と前記放電動作による欠測時間を除いて求めた実測定時間に基づき放射線量を演算して出力する放射線量出力手段を設けたことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷として蓄積し前記電荷の積分値に応じた電圧の所定値への到達に応じて計数用信号を生成するとともに前記蓄積した電荷を放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す信号生成手段を備え、前記計数用信号を計数した計数値と前記計数用信号毎の各欠測時間を集計した欠測時間を除いて求めた実測定時間とに基づき放射線量を演算して出力する放射線量出力手段を設けたことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項３】
放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷として蓄積し、前記電荷の積分値に対応した電圧値が、電荷蓄積開始の電圧レベルから等間隔で順番に設けられた複数の弁別レベルに順次到達する毎に計数用信号を出力し、最後の弁別レベルへの到達に応じて計数用信号を出力するとともに、前記蓄積した電荷を放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す信号生成手段を備え、前記計数用信号を計数した計数値に基づき放射線量を演算して出力する放射線量出力手段を設けたことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項４】
放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷として蓄積し、前記電荷の積分値に対応した電圧値が、電荷蓄積開始の電圧レベルから等間隔で順番に設けられた複数の弁別レベルに順次到達する毎に計数用信号を生成する第１の信号生成手段、前記電荷の積分値に応じた電圧値が、前記第１の信号生成手段の最後の弁別レベルへの到達に応じて計数用信号を生成するとともに前記蓄積した電荷を放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す第２の信号生成手段を備え、前記第１および第２の信号生成手段により生成された前記計数用信号をそれぞれ計数して、それらの計数値に基づき放射線量をそれぞれ演算し、前記第１および第２の信号生成手段により生成された前記計数用信号の計数値により演算された各々の放射線量を比較して所定の切換基準に基づき前記第１および第２の信号生成手段による放射線量測定結果を切り換えて出力する放射線量出力手段を設けたことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項５】
前記放射線量出力手段は、前記信号生成手段により生成された計数用信号を計数した計数値と前記放電動作による欠測時間を除いて求めた実測定時間に基づき放射線量を演算するようにしたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の放射線モニタ。
【請求項１】
放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷として蓄積する動作と前記蓄積した電荷を放電する動作とを繰り返すとともに前記電離電流による電荷を積分し所定の積分量毎に計数用信号を生成する信号生成手段を備え、前記信号生成手段により生成された計数用信号を計数した計数値と前記放電動作による欠測時間を除いて求めた実測定時間に基づき放射線量を演算して出力する放射線量出力手段を設けたことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷として蓄積し前記電荷の積分値に応じた電圧の所定値への到達に応じて計数用信号を生成するとともに前記蓄積した電荷を放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す信号生成手段を備え、前記計数用信号を計数した計数値と前記計数用信号毎の各欠測時間を集計した欠測時間を除いて求めた実測定時間とに基づき放射線量を演算して出力する放射線量出力手段を設けたことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項３】
放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷として蓄積し、前記電荷の積分値に対応した電圧値が、電荷蓄積開始の電圧レベルから等間隔で順番に設けられた複数の弁別レベルに順次到達する毎に計数用信号を出力し、最後の弁別レベルへの到達に応じて計数用信号を出力するとともに、前記蓄積した電荷を放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す信号生成手段を備え、前記計数用信号を計数した計数値に基づき放射線量を演算して出力する放射線量出力手段を設けたことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項４】
放射線を検出して電離電流を出力する放射線検出手段、前記電離電流を入力して電荷として蓄積し、前記電荷の積分値に対応した電圧値が、電荷蓄積開始の電圧レベルから等間隔で順番に設けられた複数の弁別レベルに順次到達する毎に計数用信号を生成する第１の信号生成手段、前記電荷の積分値に応じた電圧値が、前記第１の信号生成手段の最後の弁別レベルへの到達に応じて計数用信号を生成するとともに前記蓄積した電荷を放電して再び電荷を蓄積する動作を繰り返す第２の信号生成手段を備え、前記第１および第２の信号生成手段により生成された前記計数用信号をそれぞれ計数して、それらの計数値に基づき放射線量をそれぞれ演算し、前記第１および第２の信号生成手段により生成された前記計数用信号の計数値により演算された各々の放射線量を比較して所定の切換基準に基づき前記第１および第２の信号生成手段による放射線量測定結果を切り換えて出力する放射線量出力手段を設けたことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項５】
前記放射線量出力手段は、前記信号生成手段により生成された計数用信号を計数した計数値と前記放電動作による欠測時間を除いて求めた実測定時間に基づき放射線量を演算するようにしたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の放射線モニタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１８３１１８（Ｐ２００７−１８３１１８Ａ）
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９６（Ｐ２００６−２９６）
【出願日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【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１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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