放射線測定装置
【課題】 放射線の適正なデータを測定する。
【解決手段】 天然の40Ｋの光電ピークエネルギーを基準ｃｈとして基準ｃｈ記憶回路部１０に記憶する。検出部２で検出した放射線エネルギーをＡＤＣ７でｃｈデータに変換し、マルチｃｈ記憶回路部８でエネルギースペクトルを生成し、ピークサーチ回路部１１でそのエネルギースペクトルの40Ｋに対応するピークｃｈを検出する。そして、ｃｈ比較回路部１２でそのピークｃｈと基準ｃｈを用いて演算係数を算出し、検出された放射線のｃｈデータを、その演算係数を用いてｃｈデータ適正化回路部１３で適正化し、それを工学値演算回路部１４での演算に用いる。これにより、装置のエネルギー校正を行うことなく、検出した放射線についての信頼性の高いデータを取得することが可能になる。
【解決手段】 天然の40Ｋの光電ピークエネルギーを基準ｃｈとして基準ｃｈ記憶回路部１０に記憶する。検出部２で検出した放射線エネルギーをＡＤＣ７でｃｈデータに変換し、マルチｃｈ記憶回路部８でエネルギースペクトルを生成し、ピークサーチ回路部１１でそのエネルギースペクトルの40Ｋに対応するピークｃｈを検出する。そして、ｃｈ比較回路部１２でそのピークｃｈと基準ｃｈを用いて演算係数を算出し、検出された放射線のｃｈデータを、その演算係数を用いてｃｈデータ適正化回路部１３で適正化し、それを工学値演算回路部１４での演算に用いる。これにより、装置のエネルギー校正を行うことなく、検出した放射線についての信頼性の高いデータを取得することが可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線測定装置に関し、特に放射線を検出してその線量率や線量当量率、放射能量等を測定する放射線測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所等、放射線を取り扱う施設にあっては、環境中のγ線等の放射線を監視するため、施設内やその周辺に環境γ線測定装置等の放射線測定装置が設置されている。
一般に、放射線測定装置は、検出器内で消費される入射放射線のエネルギーに応じて発光するシンチレータ等で放射線を検出し、その発光を光電子倍増管（Photo Multiplier Tube，ＰＭＴ）で電気的パルス信号に変換する。通常、電気的パルス信号の波高は、入射放射線の検出器内でのエネルギー消費量に比例する。このような性質を利用して、電気的パルス信号をその波高に対応したチャネル（ｃｈ）ごとにカウントして入射放射線をエネルギー別に計数しエネルギースペクトルを求めるマルチｃｈ波高分析器や、入射放射線の個々の電気的パルス信号に対してその波高に応じた重み付けを行って線量率や線量当量率等の工学値を求める測定機器等が既に実用されており、放射線測定装置に利用されている。
【０００３】
ところで、放射線測定装置では、検出器やＰＭＴ、さらにＰＭＴの出力を増幅するためのアンプ等の特性が経時的に変化する場合がある。そのような場合には、たとえ同じエネルギーの放射線を検出したとしても、その電気的パルス信号の波高が変動してしまうことになる。その結果、入射放射線のエネルギーについて正しい検出データが得られず、それを基に算出する線量率等の工学値を正確に求めることができなくなってしまう。そこで、従来、放射線のエネルギーが既知の校正用線源（137Ｃｓ等）を用いて定期的にエネルギー校正を行い、放射線測定装置の検出データの適正化を図るようにしている。
【０００４】
このような線源を用いた従来のエネルギー校正は、例えば、まず線源を検出器近傍に配置し、その線源からの放射線を検出してマルチｃｈ波高分析器によってエネルギースペクトルを求める。そして、求めたエネルギースペクトルから線源の光電ピークを検出し、その光電ピークのエネルギーに相当するｃｈが、線源の光電ピークが本来検出されるべきｃｈになるよう、ＰＭＴ印加電圧やアンプ利得等の測定系の調整を実施する。
【０００５】
また、近年では、放射線測定装置のエネルギー校正を、線源の代わりに40Ｋ等の天然放射性核種を校正基準に用いて行う方法等も提案されている。例えば、環境放射線のエネルギースペクトルから40Ｋの光電ピークを検出し、その光電ピークのｃｈが40Ｋ本来の正しいｃｈとなるよう、ＰＭＴ印加電圧等の測定系の調整を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。さらに、そのようなエネルギー校正の際に人工放射性核種等の影響によって誤った校正がなされてしまうのを防止するため、環境の放射線状態が正常か否かを判定し、その判定結果に応じて測定系を調整し、エネルギー校正を行う方法も提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−３０４５２号公報
【特許文献２】特許第３１５３４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、線源を用いて放射線測定装置のエネルギー校正を行う場合は、線源使用時に測定が中断されてしまい、その間データが取得できないという問題点があった。また、線源を用いる場合には、線源の管理、すなわち放射線測定装置のエネルギー校正中は勿論、線源の移動中や保管中の管理も必要になる。
【０００７】
一方、線源に代えて天然放射性核種をエネルギー校正基準に用いると、通常の測定と並行してエネルギー校正処理が行えるようになる。しかし、放射線測定装置のエネルギー校正が必要になったときには、ＰＭＴ印加電圧を制御する等、その測定系に対する制御を行うため、必ずしもリアルタイムなエネルギー校正が行えるとは限らず、検出データが正しいか否かの判断が難しい場合があり得る。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、エネルギー校正を行わなくても適正な測定データを得ることのできる放射線測定装置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】
【０００９】
本発明では上記問題を解決するために、放射線の検出を行う放射線測定装置において、特定放射性核種の放射線エネルギーを基準値として記憶する基準値記憶手段と、検出された放射線のエネルギースペクトルを生成するスペクトル生成手段と、前記エネルギースペクトルの前記特定放射性核種に対応するピークのエネルギーを検出するピーク検出手段と、前記ピークのエネルギーと前記基準値とを用いて演算係数を生成する演算係数生成手段と、検出された放射線のエネルギーを前記演算係数を用いて適正化するエネルギー適正化手段と、を有することを特徴とする放射線測定装置が提供される。
【００１０】
このような放射線測定装置によれば、基準値記憶手段が、特定放射性核種の放射線エネルギーを基準値として記憶し、スペクトル生成手段が、検出された放射線のエネルギースペクトルを生成し、ピーク検出手段が、そのエネルギースペクトルから特定放射性核種に対応するピークのエネルギーを検出し、演算係数生成手段が、そのピークのエネルギーと基準値を用いて演算係数を生成する。そして、エネルギー適正化手段が、検出された放射線のエネルギーを、その演算係数を用いて適正化する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の放射線測定装置は、検出した放射線のエネルギースペクトルの特定放射性核種に対応するピークのエネルギーと、その特定放射性核種の放射線エネルギーの基準値とを用いて演算係数を生成し、検出された放射線のエネルギーを、その演算係数を用いて適正化する。これにより、線源を用いたり測定系を調整したりするようなエネルギー校正を行うことなく、適正な測定データを得ることができ、検出した放射線についての信頼性の高い情報を効率的に取得することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は放射線測定装置の機能ブロック図である。
【００１３】
この図１に示す放射線測定装置１は、例えば、原子力発電所等に設置されて、環境放射線を検出し、環境中のγ線の工学値、例えばその線量率を連続的に測定することのできる、いわゆる環境γ線連続測定装置である。
【００１４】
放射線測定装置１は、シンチレータ２ａおよびＰＭＴ２ｂを備えた検出部２を有している。シンチレータ２ａには、例えばＮａＩ（Ｔｌ）のような固体シンチレータを用いることができる。シンチレータ２ａは、その内部で消費される入射放射線のエネルギーに応じて発光し、ＰＭＴ２ｂは、その発光を電気的パルス信号に変換する。ＰＭＴ２ｂには、高圧電源３によって電圧が印加されるようになっており、その印加電圧は、ＰＭＴ２ｂに接続された温度計４の測定値に基づき、高圧制御回路５によって制御されるようになっている。これにより、周囲温度による測定系の利得変化が補償されるようになっている。
【００１５】
ＰＭＴ２ｂから出力される電気的パルス信号は、アンプ６で増幅された後、アナログ／ディジタル変換器（Analog/Digital Converter，ＡＤＣ）７に入力される。ＡＤＣ７は、入力された増幅後の電気的パルス信号を、その波高、すなわち入射放射線のエネルギーに応じたｃｈにディジタル化するようになっている。
【００１６】
マルチｃｈ記憶回路部８は、一定時間、ＡＤＣ７でディジタル化されたディジタルデータをそのｃｈ（エネルギー）ごとに積算して記憶し、その度数分布、すなわちｃｈと計数率との関係を示す入射放射線のエネルギースペクトルを生成する。
【００１７】
マルチｃｈ記憶回路部８で生成されたエネルギースペクトルは、データ表示／出力回路部９によって、ディスプレイ等の表示装置に出力されてオペレータによるスペクトル観察に用いられたり、適当な他の機器へ出力されて使用されたりするようになっている。
【００１８】
なお、このマルチｃｈ記憶回路部８におけるｃｈデータの記憶開始から終了までの積算時間は、タイマ等を使って固定の時間にしたり、ｃｈデータ数（ｃｈデータ入力回数）に応じて変動する時間にしたりすることができる。これらの時間条件は、放射線測定装置１に対するオペレータ等の入力操作等によって設定することができるようになっている。
【００１９】
基準ｃｈ記憶回路部１０は、環境に広く分布する天然放射性核種である40Ｋの光電ピークのエネルギーに相当するｃｈ（「基準ｃｈ」という。）の値を基準値として記憶する。基準ｃｈとは、エネルギースペクトルの指標点の正しいｃｈをいい、さらに指標点とは、エネルギースペクトルのパターンの特徴点となる所をいう。ここでは40Ｋの光電ピークを指標点とする。40Ｋの場合、放射されるγ線のエネルギー（１４６１ｋｅＶ）に相当するｃｈの設計値が、この基準ｃｈ記憶回路部１０に記憶されることになる。
【００２０】
ピークサーチ回路部１１は、マルチｃｈ記憶回路部８で一定時間に生成されたエネルギースペクトルから40Ｋの光電ピークを検出し、そのｃｈ（「ピークｃｈ」という。）を求める。
【００２１】
ｃｈ比較回路部１２は、ピークサーチ回路部１１で一定時間のエネルギースペクトルから求められたピークｃｈを、基準ｃｈ記憶回路部１０に記憶された基準ｃｈと比較し、その差分に相当するエネルギー差を補正するための演算係数を生成する。具体的には、この演算係数は、ピークｃｈと基準ｃｈとの比率Ｋ（＝ピークｃｈ／基準ｃｈ）で表される。
【００２２】
演算係数は、次の一定時間経過後にピークサーチ回路部１１でピークｃｈが求められそれがｃｈ比較回路部１２で基準ｃｈと比較されることによって新たな演算係数が算出されるまで、ｃｈ比較回路部１２に記憶される。新たな演算係数が算出されたときには、もとの演算係数がその新たな演算係数で更新され、更新後の演算係数が次回の演算係数確定までｃｈ比較回路部１２に記憶されるようになる。
【００２３】
さらに、このｃｈ比較回路部１２は、上記の演算係数の確定前に、ピークサーチ回路部１１で求められたピークｃｈが演算係数の算出に使用できる値であるか否かを判定する機能を有している。
【００２４】
例えば、ｃｈ比較回路部１２は、ピークサーチ回路部１１で求められたピークｃｈの計数率と、そのエネルギースペクトルにおいてそのピークｃｈよりある程度大きなｃｈ、例えばそのピークｃｈより１．１倍大きなｃｈの計数率とを比較する。そして、これらの計数率の間に一定の差が認められないときには、エネルギースペクトルのピーク領域がブロードでそのピークｃｈは適正なピークとして認められず、演算係数の算出には適さないとしてそのピークｃｈを算出に用いないようにする。
【００２５】
また、ｃｈ比較回路部１２は、ピークサーチ回路部１１で求められたピークｃｈと基準ｃｈとの比が、例えば１．１以上といったように、ある程度大きくなる場合には、演算係数の算出には適さないとしてそのピークｃｈを算出に用いないようにする。さらに、ピークｃｈと基準ｃｈが大幅にずれるような場合には、放射線測定装置１自体に異常が発生している可能性もあることから、放射線測定装置１は、アラームを発報してオペレータに点検を促すことができるように構成されている。
【００２６】
ｃｈデータ適正化回路部１３には、電気的パルス信号がＡＤＣ７でディジタル化されたｃｈデータがその都度入力されるようになっている。ｃｈデータ適正化回路部１３は、取得したそのｃｈデータを、その際ｃｈ比較回路部１２に記憶されている演算係数を用いて補正し、そのｃｈが本来検出されるべき適正なｃｈになるよう変換を行う。このとき、ｃｈデータ適正化回路部１３は、ＡＤＣ７から受け取ったｃｈデータを演算係数すなわち比率Ｋで除すことによって適正化を行う。
【００２７】
工学値演算回路部１４は、演算係数を用いて変換（適正化）されたｃｈデータを、エネルギー補正関数ＧＥ（ｆ）を用い、シンチレータ２ａで消費されたエネルギーごとに決められた工学値変換係数を乗じて工学値、ここでは線量率に変換する。生成された工学値は、データ表示／出力回路部９で表示装置あるいは他の機器へ出力される。なお、工学値変換係数は、オペレータ等による設定、変更が可能になっている。
【００２８】
上記のＡＤＣ７、マルチｃｈ記憶回路部８、データ表示／出力回路部９、基準ｃｈ記憶回路部１０、ピークサーチ回路部１１、ｃｈ比較回路部１２、ｃｈデータ適正化回路部１３および工学値演算回路部１４の各処理機能は、必要に応じてオペレータ等による条件設定に基づき、制御回路部１５によって制御されるようになっている。
【００２９】
このような構成の放射線測定装置１を用いて環境中のγ線の線量率が求められる。次に、放射線測定装置１の処理について説明する。
上記構成の放射線測定装置１において、ＡＤＣ７およびマルチｃｈ記憶回路部８は常時動作状態にある。また、基準ｃｈ記憶回路部１０には、あらかじめオペレータ等によって所定の基準ｃｈが設定されている。
【００３０】
まず、検出部２のシンチレータ２ａに環境放射線が入射すると、シンチレータ２ａは、その内部のエネルギー消費量に応じて発光し、ＰＭＴ２ｂは、その発光を電気的パルス信号に変換する。変換された電気的パルス信号は、アンプ６に入力されて増幅され、増幅された電気的パルス信号は、ＡＤＣ７に入力される。
【００３１】
ＡＤＣ７は、アンプ６から電気的パルス信号が入力されるたびに、それをその波高に応じてディジタル化してｃｈデータを生成し、それをマルチｃｈ記憶回路部８およびｃｈデータ適正化回路部１３に出力する。マルチｃｈ記憶回路部８に出力されたｃｈデータは、演算係数の算出を行う処理に用いられ、一方、ｃｈデータ適正化回路部１３に出力されたｃｈデータは、その適正化を行う処理に用いられる。以下、これらの演算係数算出処理およびｃｈデータ適正化処理についてそれぞれ説明する。
【００３２】
まず、演算係数算出処理について説明する。図２は演算係数算出処理フローの説明図である。
演算係数算出処理では、まず、図２に示すように、マルチｃｈ記憶回路部８が制御回路部１５の記憶開始指令によってｃｈデータの記憶を開始し（ステップＳ１）、その積算処理を実行し（ステップＳ２）、各ｃｈの計数率を求める。
【００３３】
そして、制御回路部１５は、あらかじめ設定された積算時間が終了したか否かを判定し（ステップＳ３）、所定の積算時間が終了したときには、マルチｃｈ記憶回路部８に記憶終了指令を出す。マルチｃｈ記憶回路部８は、記憶終了指令を受けてｃｈデータの記憶を終了する。所定の積算時間が終了していないときには、マルチｃｈ記憶回路部８は、制御回路部１５からの記憶終了指令があるまで、ステップＳ２のｃｈデータの積算処理を繰り返し実行する。
【００３４】
これにより、所定時間内での放射線の検出データについて、そのｃｈと計数率の関係を示したエネルギースペクトルが取得される。放射線測定装置１は、このエネルギースペクトルに対し、まずスムージング処理を行う（ステップＳ４）。そして、スムージング処理後のエネルギースペクトルを用い、ピークサーチ回路部１１によって、必要に応じてサーチ範囲を指定して、40Ｋのピークｃｈを求める（ステップＳ５）。
【００３５】
ここで、放射線測定装置１におけるスムージング処理について述べる。図３はエネルギースペクトルの一例である。図３において、横軸はエネルギーをｃｈで表し、縦軸は積算による計数率（ｓ-1）を表している。
【００３６】
検出データから得られるエネルギースペクトルは、電気的パルス信号の各ｃｈの度数分布を表しており、十分な測定時間を確保すれば、滑らかな曲線を得ることが可能である。前述のように、放射線測定装置１では、所定の積算時間の間、マルチｃｈ記憶回路部８に電気的パルス信号のｃｈデータが記憶されるようになっているが、十分な積算時間を考慮しても、測定環境に依っては、図３に示すように、滑らかな曲線が得られない場合がある。そのような場合には、適正なピークｃｈを求めることができなくなる可能性が高くなってしまう。
【００３７】
そのため、ピークｃｈの決定前にエネルギースペクトルを滑らかな曲線に近似する目的で、所定の積算時間内に得られたエネルギースペクトルに対して従来公知のスムージング処理を行う（ステップＳ４）。例えば、得られたエネルギースペクトルをガウス分布に基づきあらかじめ想定した想定スペクトル曲線に近似するため、グラフの各点のデータに最小二乗法を適用し、エネルギースペクトルに最も適合した想定スペクトル曲線を特定する。
【００３８】
そして、このようなスムージング処理後に得られる滑らかな想定スペクトル曲線について、一定サーチ範囲の各ｃｈの計数率から１次微係数ゼロクロス法を用いてピークｃｈを求める（ステップＳ５）。
【００３９】
次いで、放射線測定装置１は、ｃｈ比較回路部１２によって、エネルギースペクトルから求めたピークｃｈの計数率とそれより例えば１．１倍大きなｃｈの計数率とを比較し、そのピークｃｈが演算係数の算出に使用できるものであるか否かの妥当性を判定する（ステップＳ６）。
【００４０】
すなわち、それらの計数率に一定の差が認められないときには、そのピークｃｈを演算係数の算出には使用しないようにする。さらに、使用の妥当性を判定するに当たっては、そのピークｃｈと基準ｃｈとの比を求め、この比が例えば１．１倍以上と大きくなるような場合には、放射線測定装置１の異常発生の可能性を考慮し、同じくそのピークｃｈを演算係数の算出には使用しないようにする。
【００４１】
ステップＳ６において、求めたピークｃｈが演算係数の算出に使用可能であると判定した場合には、放射線測定装置１は、ｃｈ比較回路部１２によって、そのピークｃｈと、基準ｃｈ記憶回路部１０に記憶されている基準ｃｈとの比率Ｋを求め、演算係数を算出する（ステップＳ７）。その算出の際に別の演算係数が存在している場合には、それを新たに算出した演算係数で更新する。
【００４２】
また、ステップＳ６において、求めたピークｃｈが一定の条件を満たさず演算係数の算出には使用できないと判定した場合には、放射線測定装置１は、そのピークｃｈを用いて新たに演算係数を算出することは行わず、既存の演算係数を更新せずにステップＳ１に戻り、それ以降の処理を実行する。また、その際には、放射線測定装置１は、必要に応じ、アラームを発報してオペレータ等に点検を促すようにしてもよい。
【００４３】
続いて、ｃｈデータ適正化処理について説明する。図４はｃｈデータ適正化処理フローの説明図である。
放射線測定装置１は、ＡＤＣ７からのｃｈデータに対してｃｈデータ適正化処理を行う際、まず、ｃｈデータ適正化回路部１３によって、その際ｃｈ比較回路部１２に記憶されている最新の演算係数、すなわち比率Ｋを抽出する（ステップＳ１０）。そして、その演算係数を用い、ＡＤＣ７からｃｈデータ適正化回路部１３に出力されたｃｈデータの適正化を行う（ステップＳ１１）。すなわち、ＡＤＣ７から出力されてくるｃｈデータを、その都度、比率Ｋで除していく。
【００４４】
そして、放射線測定装置１は、工学値演算回路部１４によって、適正化後のｃｈデータをエネルギー補正関数ＧＥ（ｆ）および工学値変換係数を用いて線量率に変換し（ステップＳ１２）、データ表示／出力回路部９によって、求められた線量率を表示装置等に出力する（ステップＳ１３）。
【００４５】
以上述べたように、この放射線測定装置１は、まず、検出された放射線のエネルギースペクトルを求め、そのエネルギースペクトルにおける特定の放射性核種のピークｃｈとその基準ｃｈとの間の関係を基に、その放射線のＡ／Ｄ変換後のｃｈデータを工学値演算前に適正化する。
【００４６】
さらに、放射線測定装置１は、ｃｈデータを適正化するための演算係数を、放射線の検出データを用い、所定積算時間のエネルギースペクトルを用いて算出するので、測定後それほど時間が経過していない検出データによりｃｈデータの適正化が行える。
【００４７】
さらにまた、この放射線測定装置１では、ピークｃｈとその近傍におけるｃｈの計数比を求めてピークｃｈが演算係数の算出に使用できるものであるか否かを判定した上で、演算係数を確定するようにしたので、不適当な演算係数算出処理およびｃｈデータ適正化処理を未然に防止することができる。
【００４８】
したがって、このような放射線測定装置１によれば、検出した放射線について常に信頼性の高い情報を取得することができるようになる。
また、この放射線測定装置１では、放射線の検出を行いながら演算係数を算出するので、エネルギー校正のために時間を削る必要がなく、効率的な放射線測定が可能になる。さらに、演算係数算出のためにピークｃｈを求める際、ピークサーチを行うエネルギー範囲を指定すれば、ピークサーチに要する時間を短縮することができ、演算係数を素早く算出して適正な情報を効率的に取得することが可能になる。
【００４９】
また、Ａ／Ｄ変換後工学値演算前に演算係数を用いてｃｈデータの適正化を行い工学値演算に用いるデータの正しさを保つようにしたので、従来のようなエネルギー校正は不要になり、ＰＭＴ印加電圧やアンプ利得等を制御して測定系について調整を行う必要がなくなる。さらに、演算係数を求めるための基準ｃｈとして、環境中に存在する天然の40Ｋ等、特定放射性核種の光電ピークのｃｈを設定することで、校正用線源の使用、所持、管理が不要になり、オペレータ等の負担も軽減されるようになる。
【００５０】
なお、基準ｃｈの放射性核種としては、上記の40Ｋのほか、同じく天然放射性核種である208Ｔｌ等も利用することができる。また、ここでは放射線検出器としてシンチレータ２ａを用いたが、そのほか半導体検出器等も用いることも可能である。
【００５１】
次に、第２の実施の形態について説明する。
上記構成を有する放射線測定装置１は、特定の放射線核種を選択して測定するモニタに適用することもできる。例えば、原子力発電所等に設置されて、環境中の放射性よう素を測定するためのよう素モニタとして用いることができる。
【００５２】
その場合、工学値演算回路部１４には、検出部２の入射放射線のエネルギーに相当するｃｈを適当に選択して演算を行う処理機能が含まれる。工学値演算回路部１４におけるそのような処理機能は、例えばシングルｃｈ波高分析器等を利用して実現できる。このような処理機能を有している点を除き、よう素モニタの構成は、上記図１の放射線測定装置１と同じにすることができる。
【００５３】
よう素モニタにおける工学値演算処理に必要な演算係数は、例えば後述の57Ｃｏ等を用いて適当な基準ｃｈを設定し、上記図２の演算係数算出処理フロー（ステップＳ１〜Ｓ７）と同様の処理フローに従って算出される。
【００５４】
よう素モニタにおける工学値演算処理においては、そのようにして算出される演算係数を用い、ＡＤＣ７から出力される電気的パルス信号のｃｈデータについて工学値演算処理を行う。その工学値演算の際には、特定のエネルギー範囲内のｃｈデータを選択し、そのｃｈデータについて演算処理を実行する。なお、このエネルギー範囲は、オペレータ等によってあらかじめ設定される。
【００５５】
図５はよう素モニタのエネルギースペクトルの一例である。ここではよう素と近似の133Ｂａのエネルギースペクトルで表している。図５において、横軸はエネルギーをｃｈで表し、縦軸は積算による計数率（ｓ-1）を表している。
【００５６】
放射性よう素を検出して工学値を測定するためには、放射性よう素（131Ｉ）の光電ピークのエネルギーである３６４ｋｅＶ（３６４ｃｈ）の、例えば±１０％のエネルギー範囲にあるものを選択して工学値演算を実行する。このようなエネルギー範囲を設定するのは、自然界に存在する放射性核種や核分裂に伴って生成される放射性核種があり、それらの核種と識別するためである。
【００５７】
また、図５に示したように、演算係数の算出に必要な基準ｃｈの放射性核種には、放射性よう素の光電ピークのエネルギーに比べてやや低いエネルギーの光電ピークを有する核種を用いる。このような放射性核種としては、例えば57Ｃｏを用いることができる。57Ｃｏの場合、その光電ピークのエネルギーは１２２ｋｅＶ（１２２ｃｈ）である。これに相当するｃｈを基準ｃｈとして記憶しておくとともに、57Ｃｏを微量に装置内に組み込んでおくことにより、検出した放射線のエネルギースペクトルに含まれている57Ｃｏのピークｃｈを基準ｃｈと比較し、演算係数、すなわち比率Ｋを算出する。
【００５８】
なお、このように57Ｃｏ等を装置内に組み込むほか、上記第１の実施の形態と同様、よう素モニタにおいても、天然放射性核種である40Ｋや208Ｔｌの光電ピークのエネルギーを基準ｃｈとして演算係数を算出するようにしてもよい。
【００５９】
図６はよう素モニタにおける工学値演算処理フローの説明図である。
よう素モニタは、ＡＤＣ７から出力されたｃｈデータに対して工学値演算処理を行う際、まず、ｃｈデータ適正化回路部１３によって、その際ｃｈ比較回路部１２に記憶されている演算係数を抽出する（ステップＳ２０）。そして、その演算係数を用い、ＡＤＣ７からｃｈデータ適正化回路部１３に出力されてくるｃｈデータを、その都度、比率Ｋで除していき、適正化を行う（ステップＳ２１）。
【００６０】
続いて、よう素モニタは、工学値演算回路部１４によって、適正化後のｃｈデータのうち、あらかじめ設定された特定エネルギー範囲、すなわち上記３６４ｋｅＶ±１０％のエネルギー範囲内にあるｃｈデータを選択し、工学値変換係数を用いて所定の工学値に変換する（ステップＳ２２）。そして、データ表示／出力回路部９によって、求められた工学値を表示装置等に出力する（ステップＳ２３）。
【００６１】
このように、上記よう素モニタによれば、第１の実施の形態の放射線測定装置１と同様、放射線を検出しながら、そのエネルギースペクトルに含まれる特定放射性核種のピークｃｈと基準ｃｈとを比較して演算係数を求め、それを用いてＡ／Ｄ変換後工学値演算前のｃｈデータを適正化する。このように適正化されたｃｈデータを用いることにより、従来のようなエネルギー校正を行うことなく、検出した放射線についての信頼性の高い情報を効率的に取得することができるようになる。
【００６２】
なお、この第２の実施の形態ではよう素モニタを例にして述べているが、放射線測定装置１をその他の放射性核種を測定対象とするモニタ等として用いる場合には、その測定対象核種に応じ、工学値演算に用いるｃｈデータのエネルギー範囲や、基準ｃｈとするために各装置に組み込む放射性核種を設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】放射線測定装置の機能ブロック図である。
【図２】演算係数算出処理フローの説明図である。
【図３】エネルギースペクトルの一例である。
【図４】ｃｈデータ適正化処理フローの説明図である。
【図５】よう素モニタのエネルギースペクトルの一例である。
【図６】よう素モニタにおける工学値演算処理フローの説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 放射線測定装置
２ 検出部
２ａ シンチレータ
２ｂ ＰＭＴ
３ 高圧電源
４ 温度計
５ 高圧制御回路
６ アンプ
７ ＡＤＣ
８ マルチｃｈ記憶回路部
９ データ表示／出力回路部
１０ 基準ｃｈ記憶回路部
１１ ピークサーチ回路部
１２ ｃｈ比較回路部
１３ ｃｈデータ適正化回路部
１４ 工学値演算回路部
１５ 制御回路部
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線測定装置に関し、特に放射線を検出してその線量率や線量当量率、放射能量等を測定する放射線測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所等、放射線を取り扱う施設にあっては、環境中のγ線等の放射線を監視するため、施設内やその周辺に環境γ線測定装置等の放射線測定装置が設置されている。
一般に、放射線測定装置は、検出器内で消費される入射放射線のエネルギーに応じて発光するシンチレータ等で放射線を検出し、その発光を光電子倍増管（Photo Multiplier Tube，ＰＭＴ）で電気的パルス信号に変換する。通常、電気的パルス信号の波高は、入射放射線の検出器内でのエネルギー消費量に比例する。このような性質を利用して、電気的パルス信号をその波高に対応したチャネル（ｃｈ）ごとにカウントして入射放射線をエネルギー別に計数しエネルギースペクトルを求めるマルチｃｈ波高分析器や、入射放射線の個々の電気的パルス信号に対してその波高に応じた重み付けを行って線量率や線量当量率等の工学値を求める測定機器等が既に実用されており、放射線測定装置に利用されている。
【０００３】
ところで、放射線測定装置では、検出器やＰＭＴ、さらにＰＭＴの出力を増幅するためのアンプ等の特性が経時的に変化する場合がある。そのような場合には、たとえ同じエネルギーの放射線を検出したとしても、その電気的パルス信号の波高が変動してしまうことになる。その結果、入射放射線のエネルギーについて正しい検出データが得られず、それを基に算出する線量率等の工学値を正確に求めることができなくなってしまう。そこで、従来、放射線のエネルギーが既知の校正用線源（137Ｃｓ等）を用いて定期的にエネルギー校正を行い、放射線測定装置の検出データの適正化を図るようにしている。
【０００４】
このような線源を用いた従来のエネルギー校正は、例えば、まず線源を検出器近傍に配置し、その線源からの放射線を検出してマルチｃｈ波高分析器によってエネルギースペクトルを求める。そして、求めたエネルギースペクトルから線源の光電ピークを検出し、その光電ピークのエネルギーに相当するｃｈが、線源の光電ピークが本来検出されるべきｃｈになるよう、ＰＭＴ印加電圧やアンプ利得等の測定系の調整を実施する。
【０００５】
また、近年では、放射線測定装置のエネルギー校正を、線源の代わりに40Ｋ等の天然放射性核種を校正基準に用いて行う方法等も提案されている。例えば、環境放射線のエネルギースペクトルから40Ｋの光電ピークを検出し、その光電ピークのｃｈが40Ｋ本来の正しいｃｈとなるよう、ＰＭＴ印加電圧等の測定系の調整を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。さらに、そのようなエネルギー校正の際に人工放射性核種等の影響によって誤った校正がなされてしまうのを防止するため、環境の放射線状態が正常か否かを判定し、その判定結果に応じて測定系を調整し、エネルギー校正を行う方法も提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−３０４５２号公報
【特許文献２】特許第３１５３４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、線源を用いて放射線測定装置のエネルギー校正を行う場合は、線源使用時に測定が中断されてしまい、その間データが取得できないという問題点があった。また、線源を用いる場合には、線源の管理、すなわち放射線測定装置のエネルギー校正中は勿論、線源の移動中や保管中の管理も必要になる。
【０００７】
一方、線源に代えて天然放射性核種をエネルギー校正基準に用いると、通常の測定と並行してエネルギー校正処理が行えるようになる。しかし、放射線測定装置のエネルギー校正が必要になったときには、ＰＭＴ印加電圧を制御する等、その測定系に対する制御を行うため、必ずしもリアルタイムなエネルギー校正が行えるとは限らず、検出データが正しいか否かの判断が難しい場合があり得る。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、エネルギー校正を行わなくても適正な測定データを得ることのできる放射線測定装置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】
【０００９】
本発明では上記問題を解決するために、放射線の検出を行う放射線測定装置において、特定放射性核種の放射線エネルギーを基準値として記憶する基準値記憶手段と、検出された放射線のエネルギースペクトルを生成するスペクトル生成手段と、前記エネルギースペクトルの前記特定放射性核種に対応するピークのエネルギーを検出するピーク検出手段と、前記ピークのエネルギーと前記基準値とを用いて演算係数を生成する演算係数生成手段と、検出された放射線のエネルギーを前記演算係数を用いて適正化するエネルギー適正化手段と、を有することを特徴とする放射線測定装置が提供される。
【００１０】
このような放射線測定装置によれば、基準値記憶手段が、特定放射性核種の放射線エネルギーを基準値として記憶し、スペクトル生成手段が、検出された放射線のエネルギースペクトルを生成し、ピーク検出手段が、そのエネルギースペクトルから特定放射性核種に対応するピークのエネルギーを検出し、演算係数生成手段が、そのピークのエネルギーと基準値を用いて演算係数を生成する。そして、エネルギー適正化手段が、検出された放射線のエネルギーを、その演算係数を用いて適正化する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の放射線測定装置は、検出した放射線のエネルギースペクトルの特定放射性核種に対応するピークのエネルギーと、その特定放射性核種の放射線エネルギーの基準値とを用いて演算係数を生成し、検出された放射線のエネルギーを、その演算係数を用いて適正化する。これにより、線源を用いたり測定系を調整したりするようなエネルギー校正を行うことなく、適正な測定データを得ることができ、検出した放射線についての信頼性の高い情報を効率的に取得することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は放射線測定装置の機能ブロック図である。
【００１３】
この図１に示す放射線測定装置１は、例えば、原子力発電所等に設置されて、環境放射線を検出し、環境中のγ線の工学値、例えばその線量率を連続的に測定することのできる、いわゆる環境γ線連続測定装置である。
【００１４】
放射線測定装置１は、シンチレータ２ａおよびＰＭＴ２ｂを備えた検出部２を有している。シンチレータ２ａには、例えばＮａＩ（Ｔｌ）のような固体シンチレータを用いることができる。シンチレータ２ａは、その内部で消費される入射放射線のエネルギーに応じて発光し、ＰＭＴ２ｂは、その発光を電気的パルス信号に変換する。ＰＭＴ２ｂには、高圧電源３によって電圧が印加されるようになっており、その印加電圧は、ＰＭＴ２ｂに接続された温度計４の測定値に基づき、高圧制御回路５によって制御されるようになっている。これにより、周囲温度による測定系の利得変化が補償されるようになっている。
【００１５】
ＰＭＴ２ｂから出力される電気的パルス信号は、アンプ６で増幅された後、アナログ／ディジタル変換器（Analog/Digital Converter，ＡＤＣ）７に入力される。ＡＤＣ７は、入力された増幅後の電気的パルス信号を、その波高、すなわち入射放射線のエネルギーに応じたｃｈにディジタル化するようになっている。
【００１６】
マルチｃｈ記憶回路部８は、一定時間、ＡＤＣ７でディジタル化されたディジタルデータをそのｃｈ（エネルギー）ごとに積算して記憶し、その度数分布、すなわちｃｈと計数率との関係を示す入射放射線のエネルギースペクトルを生成する。
【００１７】
マルチｃｈ記憶回路部８で生成されたエネルギースペクトルは、データ表示／出力回路部９によって、ディスプレイ等の表示装置に出力されてオペレータによるスペクトル観察に用いられたり、適当な他の機器へ出力されて使用されたりするようになっている。
【００１８】
なお、このマルチｃｈ記憶回路部８におけるｃｈデータの記憶開始から終了までの積算時間は、タイマ等を使って固定の時間にしたり、ｃｈデータ数（ｃｈデータ入力回数）に応じて変動する時間にしたりすることができる。これらの時間条件は、放射線測定装置１に対するオペレータ等の入力操作等によって設定することができるようになっている。
【００１９】
基準ｃｈ記憶回路部１０は、環境に広く分布する天然放射性核種である40Ｋの光電ピークのエネルギーに相当するｃｈ（「基準ｃｈ」という。）の値を基準値として記憶する。基準ｃｈとは、エネルギースペクトルの指標点の正しいｃｈをいい、さらに指標点とは、エネルギースペクトルのパターンの特徴点となる所をいう。ここでは40Ｋの光電ピークを指標点とする。40Ｋの場合、放射されるγ線のエネルギー（１４６１ｋｅＶ）に相当するｃｈの設計値が、この基準ｃｈ記憶回路部１０に記憶されることになる。
【００２０】
ピークサーチ回路部１１は、マルチｃｈ記憶回路部８で一定時間に生成されたエネルギースペクトルから40Ｋの光電ピークを検出し、そのｃｈ（「ピークｃｈ」という。）を求める。
【００２１】
ｃｈ比較回路部１２は、ピークサーチ回路部１１で一定時間のエネルギースペクトルから求められたピークｃｈを、基準ｃｈ記憶回路部１０に記憶された基準ｃｈと比較し、その差分に相当するエネルギー差を補正するための演算係数を生成する。具体的には、この演算係数は、ピークｃｈと基準ｃｈとの比率Ｋ（＝ピークｃｈ／基準ｃｈ）で表される。
【００２２】
演算係数は、次の一定時間経過後にピークサーチ回路部１１でピークｃｈが求められそれがｃｈ比較回路部１２で基準ｃｈと比較されることによって新たな演算係数が算出されるまで、ｃｈ比較回路部１２に記憶される。新たな演算係数が算出されたときには、もとの演算係数がその新たな演算係数で更新され、更新後の演算係数が次回の演算係数確定までｃｈ比較回路部１２に記憶されるようになる。
【００２３】
さらに、このｃｈ比較回路部１２は、上記の演算係数の確定前に、ピークサーチ回路部１１で求められたピークｃｈが演算係数の算出に使用できる値であるか否かを判定する機能を有している。
【００２４】
例えば、ｃｈ比較回路部１２は、ピークサーチ回路部１１で求められたピークｃｈの計数率と、そのエネルギースペクトルにおいてそのピークｃｈよりある程度大きなｃｈ、例えばそのピークｃｈより１．１倍大きなｃｈの計数率とを比較する。そして、これらの計数率の間に一定の差が認められないときには、エネルギースペクトルのピーク領域がブロードでそのピークｃｈは適正なピークとして認められず、演算係数の算出には適さないとしてそのピークｃｈを算出に用いないようにする。
【００２５】
また、ｃｈ比較回路部１２は、ピークサーチ回路部１１で求められたピークｃｈと基準ｃｈとの比が、例えば１．１以上といったように、ある程度大きくなる場合には、演算係数の算出には適さないとしてそのピークｃｈを算出に用いないようにする。さらに、ピークｃｈと基準ｃｈが大幅にずれるような場合には、放射線測定装置１自体に異常が発生している可能性もあることから、放射線測定装置１は、アラームを発報してオペレータに点検を促すことができるように構成されている。
【００２６】
ｃｈデータ適正化回路部１３には、電気的パルス信号がＡＤＣ７でディジタル化されたｃｈデータがその都度入力されるようになっている。ｃｈデータ適正化回路部１３は、取得したそのｃｈデータを、その際ｃｈ比較回路部１２に記憶されている演算係数を用いて補正し、そのｃｈが本来検出されるべき適正なｃｈになるよう変換を行う。このとき、ｃｈデータ適正化回路部１３は、ＡＤＣ７から受け取ったｃｈデータを演算係数すなわち比率Ｋで除すことによって適正化を行う。
【００２７】
工学値演算回路部１４は、演算係数を用いて変換（適正化）されたｃｈデータを、エネルギー補正関数ＧＥ（ｆ）を用い、シンチレータ２ａで消費されたエネルギーごとに決められた工学値変換係数を乗じて工学値、ここでは線量率に変換する。生成された工学値は、データ表示／出力回路部９で表示装置あるいは他の機器へ出力される。なお、工学値変換係数は、オペレータ等による設定、変更が可能になっている。
【００２８】
上記のＡＤＣ７、マルチｃｈ記憶回路部８、データ表示／出力回路部９、基準ｃｈ記憶回路部１０、ピークサーチ回路部１１、ｃｈ比較回路部１２、ｃｈデータ適正化回路部１３および工学値演算回路部１４の各処理機能は、必要に応じてオペレータ等による条件設定に基づき、制御回路部１５によって制御されるようになっている。
【００２９】
このような構成の放射線測定装置１を用いて環境中のγ線の線量率が求められる。次に、放射線測定装置１の処理について説明する。
上記構成の放射線測定装置１において、ＡＤＣ７およびマルチｃｈ記憶回路部８は常時動作状態にある。また、基準ｃｈ記憶回路部１０には、あらかじめオペレータ等によって所定の基準ｃｈが設定されている。
【００３０】
まず、検出部２のシンチレータ２ａに環境放射線が入射すると、シンチレータ２ａは、その内部のエネルギー消費量に応じて発光し、ＰＭＴ２ｂは、その発光を電気的パルス信号に変換する。変換された電気的パルス信号は、アンプ６に入力されて増幅され、増幅された電気的パルス信号は、ＡＤＣ７に入力される。
【００３１】
ＡＤＣ７は、アンプ６から電気的パルス信号が入力されるたびに、それをその波高に応じてディジタル化してｃｈデータを生成し、それをマルチｃｈ記憶回路部８およびｃｈデータ適正化回路部１３に出力する。マルチｃｈ記憶回路部８に出力されたｃｈデータは、演算係数の算出を行う処理に用いられ、一方、ｃｈデータ適正化回路部１３に出力されたｃｈデータは、その適正化を行う処理に用いられる。以下、これらの演算係数算出処理およびｃｈデータ適正化処理についてそれぞれ説明する。
【００３２】
まず、演算係数算出処理について説明する。図２は演算係数算出処理フローの説明図である。
演算係数算出処理では、まず、図２に示すように、マルチｃｈ記憶回路部８が制御回路部１５の記憶開始指令によってｃｈデータの記憶を開始し（ステップＳ１）、その積算処理を実行し（ステップＳ２）、各ｃｈの計数率を求める。
【００３３】
そして、制御回路部１５は、あらかじめ設定された積算時間が終了したか否かを判定し（ステップＳ３）、所定の積算時間が終了したときには、マルチｃｈ記憶回路部８に記憶終了指令を出す。マルチｃｈ記憶回路部８は、記憶終了指令を受けてｃｈデータの記憶を終了する。所定の積算時間が終了していないときには、マルチｃｈ記憶回路部８は、制御回路部１５からの記憶終了指令があるまで、ステップＳ２のｃｈデータの積算処理を繰り返し実行する。
【００３４】
これにより、所定時間内での放射線の検出データについて、そのｃｈと計数率の関係を示したエネルギースペクトルが取得される。放射線測定装置１は、このエネルギースペクトルに対し、まずスムージング処理を行う（ステップＳ４）。そして、スムージング処理後のエネルギースペクトルを用い、ピークサーチ回路部１１によって、必要に応じてサーチ範囲を指定して、40Ｋのピークｃｈを求める（ステップＳ５）。
【００３５】
ここで、放射線測定装置１におけるスムージング処理について述べる。図３はエネルギースペクトルの一例である。図３において、横軸はエネルギーをｃｈで表し、縦軸は積算による計数率（ｓ-1）を表している。
【００３６】
検出データから得られるエネルギースペクトルは、電気的パルス信号の各ｃｈの度数分布を表しており、十分な測定時間を確保すれば、滑らかな曲線を得ることが可能である。前述のように、放射線測定装置１では、所定の積算時間の間、マルチｃｈ記憶回路部８に電気的パルス信号のｃｈデータが記憶されるようになっているが、十分な積算時間を考慮しても、測定環境に依っては、図３に示すように、滑らかな曲線が得られない場合がある。そのような場合には、適正なピークｃｈを求めることができなくなる可能性が高くなってしまう。
【００３７】
そのため、ピークｃｈの決定前にエネルギースペクトルを滑らかな曲線に近似する目的で、所定の積算時間内に得られたエネルギースペクトルに対して従来公知のスムージング処理を行う（ステップＳ４）。例えば、得られたエネルギースペクトルをガウス分布に基づきあらかじめ想定した想定スペクトル曲線に近似するため、グラフの各点のデータに最小二乗法を適用し、エネルギースペクトルに最も適合した想定スペクトル曲線を特定する。
【００３８】
そして、このようなスムージング処理後に得られる滑らかな想定スペクトル曲線について、一定サーチ範囲の各ｃｈの計数率から１次微係数ゼロクロス法を用いてピークｃｈを求める（ステップＳ５）。
【００３９】
次いで、放射線測定装置１は、ｃｈ比較回路部１２によって、エネルギースペクトルから求めたピークｃｈの計数率とそれより例えば１．１倍大きなｃｈの計数率とを比較し、そのピークｃｈが演算係数の算出に使用できるものであるか否かの妥当性を判定する（ステップＳ６）。
【００４０】
すなわち、それらの計数率に一定の差が認められないときには、そのピークｃｈを演算係数の算出には使用しないようにする。さらに、使用の妥当性を判定するに当たっては、そのピークｃｈと基準ｃｈとの比を求め、この比が例えば１．１倍以上と大きくなるような場合には、放射線測定装置１の異常発生の可能性を考慮し、同じくそのピークｃｈを演算係数の算出には使用しないようにする。
【００４１】
ステップＳ６において、求めたピークｃｈが演算係数の算出に使用可能であると判定した場合には、放射線測定装置１は、ｃｈ比較回路部１２によって、そのピークｃｈと、基準ｃｈ記憶回路部１０に記憶されている基準ｃｈとの比率Ｋを求め、演算係数を算出する（ステップＳ７）。その算出の際に別の演算係数が存在している場合には、それを新たに算出した演算係数で更新する。
【００４２】
また、ステップＳ６において、求めたピークｃｈが一定の条件を満たさず演算係数の算出には使用できないと判定した場合には、放射線測定装置１は、そのピークｃｈを用いて新たに演算係数を算出することは行わず、既存の演算係数を更新せずにステップＳ１に戻り、それ以降の処理を実行する。また、その際には、放射線測定装置１は、必要に応じ、アラームを発報してオペレータ等に点検を促すようにしてもよい。
【００４３】
続いて、ｃｈデータ適正化処理について説明する。図４はｃｈデータ適正化処理フローの説明図である。
放射線測定装置１は、ＡＤＣ７からのｃｈデータに対してｃｈデータ適正化処理を行う際、まず、ｃｈデータ適正化回路部１３によって、その際ｃｈ比較回路部１２に記憶されている最新の演算係数、すなわち比率Ｋを抽出する（ステップＳ１０）。そして、その演算係数を用い、ＡＤＣ７からｃｈデータ適正化回路部１３に出力されたｃｈデータの適正化を行う（ステップＳ１１）。すなわち、ＡＤＣ７から出力されてくるｃｈデータを、その都度、比率Ｋで除していく。
【００４４】
そして、放射線測定装置１は、工学値演算回路部１４によって、適正化後のｃｈデータをエネルギー補正関数ＧＥ（ｆ）および工学値変換係数を用いて線量率に変換し（ステップＳ１２）、データ表示／出力回路部９によって、求められた線量率を表示装置等に出力する（ステップＳ１３）。
【００４５】
以上述べたように、この放射線測定装置１は、まず、検出された放射線のエネルギースペクトルを求め、そのエネルギースペクトルにおける特定の放射性核種のピークｃｈとその基準ｃｈとの間の関係を基に、その放射線のＡ／Ｄ変換後のｃｈデータを工学値演算前に適正化する。
【００４６】
さらに、放射線測定装置１は、ｃｈデータを適正化するための演算係数を、放射線の検出データを用い、所定積算時間のエネルギースペクトルを用いて算出するので、測定後それほど時間が経過していない検出データによりｃｈデータの適正化が行える。
【００４７】
さらにまた、この放射線測定装置１では、ピークｃｈとその近傍におけるｃｈの計数比を求めてピークｃｈが演算係数の算出に使用できるものであるか否かを判定した上で、演算係数を確定するようにしたので、不適当な演算係数算出処理およびｃｈデータ適正化処理を未然に防止することができる。
【００４８】
したがって、このような放射線測定装置１によれば、検出した放射線について常に信頼性の高い情報を取得することができるようになる。
また、この放射線測定装置１では、放射線の検出を行いながら演算係数を算出するので、エネルギー校正のために時間を削る必要がなく、効率的な放射線測定が可能になる。さらに、演算係数算出のためにピークｃｈを求める際、ピークサーチを行うエネルギー範囲を指定すれば、ピークサーチに要する時間を短縮することができ、演算係数を素早く算出して適正な情報を効率的に取得することが可能になる。
【００４９】
また、Ａ／Ｄ変換後工学値演算前に演算係数を用いてｃｈデータの適正化を行い工学値演算に用いるデータの正しさを保つようにしたので、従来のようなエネルギー校正は不要になり、ＰＭＴ印加電圧やアンプ利得等を制御して測定系について調整を行う必要がなくなる。さらに、演算係数を求めるための基準ｃｈとして、環境中に存在する天然の40Ｋ等、特定放射性核種の光電ピークのｃｈを設定することで、校正用線源の使用、所持、管理が不要になり、オペレータ等の負担も軽減されるようになる。
【００５０】
なお、基準ｃｈの放射性核種としては、上記の40Ｋのほか、同じく天然放射性核種である208Ｔｌ等も利用することができる。また、ここでは放射線検出器としてシンチレータ２ａを用いたが、そのほか半導体検出器等も用いることも可能である。
【００５１】
次に、第２の実施の形態について説明する。
上記構成を有する放射線測定装置１は、特定の放射線核種を選択して測定するモニタに適用することもできる。例えば、原子力発電所等に設置されて、環境中の放射性よう素を測定するためのよう素モニタとして用いることができる。
【００５２】
その場合、工学値演算回路部１４には、検出部２の入射放射線のエネルギーに相当するｃｈを適当に選択して演算を行う処理機能が含まれる。工学値演算回路部１４におけるそのような処理機能は、例えばシングルｃｈ波高分析器等を利用して実現できる。このような処理機能を有している点を除き、よう素モニタの構成は、上記図１の放射線測定装置１と同じにすることができる。
【００５３】
よう素モニタにおける工学値演算処理に必要な演算係数は、例えば後述の57Ｃｏ等を用いて適当な基準ｃｈを設定し、上記図２の演算係数算出処理フロー（ステップＳ１〜Ｓ７）と同様の処理フローに従って算出される。
【００５４】
よう素モニタにおける工学値演算処理においては、そのようにして算出される演算係数を用い、ＡＤＣ７から出力される電気的パルス信号のｃｈデータについて工学値演算処理を行う。その工学値演算の際には、特定のエネルギー範囲内のｃｈデータを選択し、そのｃｈデータについて演算処理を実行する。なお、このエネルギー範囲は、オペレータ等によってあらかじめ設定される。
【００５５】
図５はよう素モニタのエネルギースペクトルの一例である。ここではよう素と近似の133Ｂａのエネルギースペクトルで表している。図５において、横軸はエネルギーをｃｈで表し、縦軸は積算による計数率（ｓ-1）を表している。
【００５６】
放射性よう素を検出して工学値を測定するためには、放射性よう素（131Ｉ）の光電ピークのエネルギーである３６４ｋｅＶ（３６４ｃｈ）の、例えば±１０％のエネルギー範囲にあるものを選択して工学値演算を実行する。このようなエネルギー範囲を設定するのは、自然界に存在する放射性核種や核分裂に伴って生成される放射性核種があり、それらの核種と識別するためである。
【００５７】
また、図５に示したように、演算係数の算出に必要な基準ｃｈの放射性核種には、放射性よう素の光電ピークのエネルギーに比べてやや低いエネルギーの光電ピークを有する核種を用いる。このような放射性核種としては、例えば57Ｃｏを用いることができる。57Ｃｏの場合、その光電ピークのエネルギーは１２２ｋｅＶ（１２２ｃｈ）である。これに相当するｃｈを基準ｃｈとして記憶しておくとともに、57Ｃｏを微量に装置内に組み込んでおくことにより、検出した放射線のエネルギースペクトルに含まれている57Ｃｏのピークｃｈを基準ｃｈと比較し、演算係数、すなわち比率Ｋを算出する。
【００５８】
なお、このように57Ｃｏ等を装置内に組み込むほか、上記第１の実施の形態と同様、よう素モニタにおいても、天然放射性核種である40Ｋや208Ｔｌの光電ピークのエネルギーを基準ｃｈとして演算係数を算出するようにしてもよい。
【００５９】
図６はよう素モニタにおける工学値演算処理フローの説明図である。
よう素モニタは、ＡＤＣ７から出力されたｃｈデータに対して工学値演算処理を行う際、まず、ｃｈデータ適正化回路部１３によって、その際ｃｈ比較回路部１２に記憶されている演算係数を抽出する（ステップＳ２０）。そして、その演算係数を用い、ＡＤＣ７からｃｈデータ適正化回路部１３に出力されてくるｃｈデータを、その都度、比率Ｋで除していき、適正化を行う（ステップＳ２１）。
【００６０】
続いて、よう素モニタは、工学値演算回路部１４によって、適正化後のｃｈデータのうち、あらかじめ設定された特定エネルギー範囲、すなわち上記３６４ｋｅＶ±１０％のエネルギー範囲内にあるｃｈデータを選択し、工学値変換係数を用いて所定の工学値に変換する（ステップＳ２２）。そして、データ表示／出力回路部９によって、求められた工学値を表示装置等に出力する（ステップＳ２３）。
【００６１】
このように、上記よう素モニタによれば、第１の実施の形態の放射線測定装置１と同様、放射線を検出しながら、そのエネルギースペクトルに含まれる特定放射性核種のピークｃｈと基準ｃｈとを比較して演算係数を求め、それを用いてＡ／Ｄ変換後工学値演算前のｃｈデータを適正化する。このように適正化されたｃｈデータを用いることにより、従来のようなエネルギー校正を行うことなく、検出した放射線についての信頼性の高い情報を効率的に取得することができるようになる。
【００６２】
なお、この第２の実施の形態ではよう素モニタを例にして述べているが、放射線測定装置１をその他の放射性核種を測定対象とするモニタ等として用いる場合には、その測定対象核種に応じ、工学値演算に用いるｃｈデータのエネルギー範囲や、基準ｃｈとするために各装置に組み込む放射性核種を設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】放射線測定装置の機能ブロック図である。
【図２】演算係数算出処理フローの説明図である。
【図３】エネルギースペクトルの一例である。
【図４】ｃｈデータ適正化処理フローの説明図である。
【図５】よう素モニタのエネルギースペクトルの一例である。
【図６】よう素モニタにおける工学値演算処理フローの説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 放射線測定装置
２ 検出部
２ａ シンチレータ
２ｂ ＰＭＴ
３ 高圧電源
４ 温度計
５ 高圧制御回路
６ アンプ
７ ＡＤＣ
８ マルチｃｈ記憶回路部
９ データ表示／出力回路部
１０ 基準ｃｈ記憶回路部
１１ ピークサーチ回路部
１２ ｃｈ比較回路部
１３ ｃｈデータ適正化回路部
１４ 工学値演算回路部
１５ 制御回路部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の検出を行う放射線測定装置において、
特定放射性核種の放射線エネルギーを基準値として記憶する基準値記憶手段と、
検出された放射線のエネルギースペクトルを生成するスペクトル生成手段と、
前記エネルギースペクトルの前記特定放射性核種に対応するピークのエネルギーを検出するピーク検出手段と、
前記ピークのエネルギーと前記基準値とを用いて演算係数を生成する演算係数生成手段と、
検出された放射線のエネルギーを前記演算係数を用いて適正化するエネルギー適正化手段と、
を有することを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
前記エネルギー適正化手段によって適正化された放射線のエネルギーを用いて工学値を生成する工学値生成手段を有することを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項３】
前記演算係数は、前記基準値に対する前記ピークのエネルギーの比率であり、
前記エネルギー適正化手段は、検出された放射線のエネルギーを前記演算係数で除して適正化することを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項４】
前記演算係数生成手段は、生成される前記演算係数が、前記エネルギー適正化手段による適正化に使用可能であるかを判定し、使用可能と判定した場合にのみ、前記演算係数を生成することを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項５】
前記スペクトル生成手段は、所定時間内に検出された放射線のエネルギーまたは所定数の放射線のエネルギーを用いて、前記エネルギースペクトルを生成することを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項６】
前記ピーク検出手段は、あらかじめ設定されたエネルギー範囲において前記ピークを検出することを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項７】
前記特定放射性核種は、天然放射性核種または装置固有の放射性核種であることを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項１】
放射線の検出を行う放射線測定装置において、
特定放射性核種の放射線エネルギーを基準値として記憶する基準値記憶手段と、
検出された放射線のエネルギースペクトルを生成するスペクトル生成手段と、
前記エネルギースペクトルの前記特定放射性核種に対応するピークのエネルギーを検出するピーク検出手段と、
前記ピークのエネルギーと前記基準値とを用いて演算係数を生成する演算係数生成手段と、
検出された放射線のエネルギーを前記演算係数を用いて適正化するエネルギー適正化手段と、
を有することを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
前記エネルギー適正化手段によって適正化された放射線のエネルギーを用いて工学値を生成する工学値生成手段を有することを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項３】
前記演算係数は、前記基準値に対する前記ピークのエネルギーの比率であり、
前記エネルギー適正化手段は、検出された放射線のエネルギーを前記演算係数で除して適正化することを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項４】
前記演算係数生成手段は、生成される前記演算係数が、前記エネルギー適正化手段による適正化に使用可能であるかを判定し、使用可能と判定した場合にのみ、前記演算係数を生成することを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項５】
前記スペクトル生成手段は、所定時間内に検出された放射線のエネルギーまたは所定数の放射線のエネルギーを用いて、前記エネルギースペクトルを生成することを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項６】
前記ピーク検出手段は、あらかじめ設定されたエネルギー範囲において前記ピークを検出することを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項７】
前記特定放射性核種は、天然放射性核種または装置固有の放射性核種であることを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２９９８６（Ｐ２００６−２９９８６Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０９３４７（Ｐ２００４−２０９３４７）
【出願日】平成１６年７月１６日（２００４．７．１６）
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１６日（２００４．７．１６）
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
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