CN105026957A

CN105026957A - 放射性物质分布图制作系统以及放射性物质分布图制作方法

Info

Publication number: CN105026957A
Application number: CN201380071572.2A
Authority: CN
Inventors: 米田宗弘; 黑田能克; 荒川浩; 玄蕃惠; 池渊博
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2015-11-04
Also published as: EP2950118A4; JP2014145628A; JP6214877B2; US20150363956A1; US9990751B2; EP2950118A1; WO2014115348A1

Abstract

放射性物质分布图制作系统具备：放射线检测器、位置测定器、以及放射性物质分布图制作装置。放射线检测器被搭载在移动体中，用于进行放射性物质的测定。位置测定器对该移动体的位置进行测定。放射性物质分布图制作装置接收测定数据，其中，所述测定数据包含：放射线检测器的测定结果、以及通过位置测定器测定到的移动体的位置信息。然后，放射性物质分布图制作装置通过使用伴随移动体的移动而得到的多个位置上的测定数据，从而制作放射性物质的分布图。

Description

放射性物质分布图制作系统以及放射性物质分布图制作方法

技术领域

本发明涉及用于制作放射性物质的分布图的技术。

背景技术

作为用于进行放射性物质的测定的放射线检测器，已知各种各样的探测器。盖革计数器是最原始的放射线检测器。此外，还已知应用了针孔相机(Pinhole camera)的原理的放射线检测器。在这样的针孔相机方式的放射线检测器的情况下，测定范围为一定程度大(视角＝约60度、测定可能距离＝十几m)，一次能够测定该测定范围内的放射性物质的分布。

本申请的申请人正在进行比针孔相机方式更高性能的“康普顿相机(Compton camera)”的开发(例如，参照专利文献1、专利文献2)。该康普顿相机应用了由伽马射线具有粒子的性质而引起的康普顿散射的原理。在康普顿相机的情况下，视角为180度(严格地说，为立体角且2π球面度(Steradian))宽，此外，测定可能距离为约30m长。即，与其他的方式的情况相比，康普顿相机的测定范围大得多。此外，康普顿相机还测定放射线的能量，基于该能量测定数据，能够对放射性物质的种类(核素)进行识别。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第3897245号

专利文献2：特开2009-63589号公报

发明内容

在原子能发电站中发生了事故的情况等，存在需要大范围(例如，数公顷的范围)中的放射性物质的分布图。可是，以往，没有提出迅速地制作大范围的放射性物质的分布图的手法。

本发明的一个目的在于，提供能够迅速地制作大范围的放射性物质的分布图的技术。

在本发明的一个观点中，提供一种放射性物质分布图制作系统。该放射性物质分布图制作系统具备：放射线检测器、位置测定器、以及放射性物质分布图制作装置。放射线检测器被搭载在移动体中，进行放射性物质的测定。位置测定器对该移动体的位置进行测定。放射性物质分布图制作装置接收测定数据，其中，所述测定数据包含：放射线检测器的测定结果、以及通过位置测定器测定到的移动体的位置信息。然后，放射性物质分布图制作装置通过使用伴随移动体的移动而得到的多个位置上的测定数据，从而制作放射性物质的分布图。

在本发明的其他的观点中，提供一种放射性物质分布图制作方法。该放射性物质分布图制作方法包含：[A]使用搭载在移动体中的放射线检测器，进行放射性物质的测定的步骤；以及[B]对该移动体的位置进行测定的步骤。在此，测定数据包含：放射线检测器的测定结果、以及移动体的位置信息。放射性物质分布图制作方法还包含：[C]通过使用伴随移动体的移动而得到的多个位置上的测定数据，从而制作放射性物质的分布图的步骤。

根据本发明，能够迅速地制作大范围的放射性物质的分布图。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的放射性物质分布图制作系统的概要的概念图。

图2是表示本发明的实施方式中的放射线检测器的一例的概念图。

图3是表示本发明的实施方式的测定例的概念图。

图4是表示本发明的实施方式的其他的测定例的概念图。

图5是表示本发明的实施方式中的移动体的结构例的方框图。

图6是表示本发明的实施方式中的放射性物质分布图制作装置的结构例的方框图。

图7是表示本发明的实施方式所涉及的放射性物质分布图制作系统的处理流程的方框图。

图8是表示本发明的实施方式所涉及的放射性物质分布图制作系统的处理流程的流程图。

图9是表示本发明的实施方式所涉及的放射性物质分布图制作装置的处理流程的流程图。

图10是表示变形例中的移动体的结构例的方框图。

图11是表示变形例中的放射性物质分布图制作系统的处理流程的方框图。

具体实施方式

参照附图，说明本发明的实施方式。

1.放射性物质分布图制作系统的概要

图1是表示本实施方式所涉及的放射性物质分布图制作系统1的概要的概念图。放射性物质分布图制作系统1具备：移动体10、以及放射性物质分布图制作装置100。

作为移动体10，例示了航空机、车辆、船舶等。

在移动体10中，搭载了用于进行放射性物质的测定的放射线检测器20。作为放射线检测器20，例示了高灵敏度且测定范围大的康普顿相机(参照专利文献1、专利文献2)。在康普顿相机的情况下，如图2所示那样，测定可能范围25非常大(视角＝2π球面度、测定可能距离＝约30m)，是适合的。但是，本实施方式中的放射线检测器20不限定于康普顿相机，也可以是针孔相机方式的放射线检测器等。无论哪一种，伴随移动体10的移动，放射线检测器20也移动，放射线检测器20的测定可能范围25也时间性变化。

放射性物质分布图制作装置100是用于制作大范围的放射性物质分布图的装置，通过计算机来实现。该放射性物质分布图制作装置100也可以与放射线检测器20一起搭载在移动体10中，也可以设置在与移动体10不同的场所，以能够与移动体10通信的方式而连接。或者，放射性物质分布图制作装置100也可以与放射线检测器20一体地构成。无论哪一种，放射线物质分布图制作装置100基于放射线检测器20的测定结果，制作放射性物质分布图。

更具体而言，放射线物质分布图制作装置100从移动体10以及放射线检测器20接收“测定数据”。该测定数据至少包含：放射线检测器20的测定结果、以及移动体10的位置信息。在此，根据本实施方式，由于移动体10进行移动，因此，在多个位置上得到测定数据。由此，放射线物质分布图制作装置100通过将伴随移动体10的移动而得到的多个位置上的测定数据进行组合，从而能够制作放射性物质分布图。

更具体而言，放射线物质分布图制作装置100基于放射线检测器20的测定结果，计算放射线源的方向。如上述那样在多个位置上得到测定数据，因此，在多个位置上还计算并得到放射线源的方向。由此，放射线物质分布图制作装置100通过基于在多个位置上得到的放射线源方向的“立体视觉”，能够正确地鉴定放射线源的位置。然后，放射线物质分布图制作装置100通过将1个以上的放射线源的位置进行组合，制作放射线物质分布图。

可以说，这样的放射线物质分布图制作手法只有满足测定对象为放射线的情况所特有的以下的条件才能够实现：(1)放射线从放射线源放射状地放出、(2)放射线透过遮蔽物、(3)放射线的放射状态维持一定期间(另外，以半衰期为数小时以上的放射性物质作为对象)。由于满足上述的条件(1)、(2)，因此，通过基于从放射线源远离的多个位置上的测定数据的立体视觉，能够正确地鉴定放射线源的位置。进而，由于满足条件(3)，不需要从多个位置在相同的定时观测相同的放射线源，能够将不同的定时得到的测定数据进行组合而使用。即，在本实施方式的放射线物质分布图制作手法中，不需要多台的放射线检测器20，1台放射线检测器20就足够。

图3示出了移动体10为航空机(例：无人直升机)的情况的测定例。通过航空机在某个区域中旋转移动，从而搭载在航空机中的放射线检测器20重复测定该区域的放射线。基于重叠得到的测定数据，能够迅速地制作大范围中的放射性物质的3维分布图。

图4示出了移动体10为车辆(例：机动车、铁道)的情况的测定例。通过车辆沿着预定的路线移动，从而在车辆中搭载的放射线检测器20重复测量该路线的附近区域的放射线。基于重叠得到的测定数据，能够迅速地制作大范围中的放射性物质的3维分布图。

如以上说明，根据本实施方式，放射线检测器20被搭载在移动体10中。然后，通过将伴随移动体10的移动而得到的多个位置上的测定数据进行组合，从而迅速地制作大范围的放射性物质分布图。

此外，根据本实施方式，不需要从多个位置在相同的定时对相同的放射线源进行观察。通过将在不同的定时得到的测定数据进行组合并使用，从而能够制作放射性物质分布图。由此，不需要多台放射线检测器20，1台放射线检测器20就足够。从测定的容易性、灵活性以及成本的观点来看，这是适合的。

进而，能够利用在不同的定时得到的测定数据，意味着：将与相同区域有关的测定数据存储一定期间，能够利用重叠得到的测定数据(参照图3、图4)。因此，能够制作高精度的放射性物质分布图。例如，即使在放射线量少的情况下，通过将重叠得到的测定数据进行组合，从而能够制作正确的放射性物质分布图。

此外，能够利用在不同的定时得到的测定数据，意味着：也可以不时间性连续地进行放射线的观测。因此，能够降低移动体10的乘客的被辐射量。即，根据本实施方式，提高制作放射性物质分布图时的安全性。

此外，在放射性物质泄漏事故或秘密里进行的恐怖主义引起的放射性物质的散布等状况发生急变的情况下，放射性物质的分布趋势变换，因此，能够马上掌握事态。

作为放射线检测器20，利用高灵敏度且测定范围大的康普顿相机是适合的。由此，缩短1次测定时间，能够缩短放射性物质分布图的制作时间。

2.结构例

2-1.移动体10

图5是表示本实施方式中的移动体10的结构例的方框图。在移动体10中，搭载了放射线检测器20、位置测定器30、以及姿势测定器40。

放射线检测器20进行放射性物质的测定。作为放射线检测器20，例示了高敏感度且测定范围大的康普顿相机。此外，康普顿相机还能够测定放射线的能量。但是，本实施方式中的放射线检测器20不限定于康普顿相机，也可以是针孔相机方式的放射线检测器等。

位置测定器30测定移动体10的位置(例：维度、经度、高度)。位置作为测定器30，例示了GPS(全球定位系统，Global Positioning System)。

姿势测定器40测定放射线检测器20的姿势角和角速度。作为姿势测定器40，例示了陀螺仪传感器。

2-2.放射性物质分布图制作装置100

图6是表示本实施方式中的放射性物质分布图制作装置100的结构例的方框图。放射性物质分布图制作装置100是计算机，其具备：处理装置110、存储装置120以及显示装置130。

作为处理装置110，例示了CPU或微型计算机。该处理装置110作为功能方框，具备：放射线信号处理部111、放射线源鉴定部112、放射线强度计算部113、核素分析部114、分布图生成部115、以及分布图显示部116。各功能方框通过处理装置110执行程序PROG而实现。各功能方框的处理的细节下面叙述。

作为存储装置120，示例了HDD或RAM。在该存储装置120中，保存了积算数据ITG、放射性物质分布图DTB、以及地图数据MAP等。细节在下面叙述。此外，在存储装置120中，还保存了由处理装置110执行的程序PROG。另外，程序PROG也可以存储在计算机可读的记录介质中。

作为显示装置130例示了液晶显示器。

3.处理流程

图7以及图8分别是表示本实施方式所涉及的放射性物质分布图制作系统1的处理流程的方框图以及流程图。参照图7以及图8，说明本实施方式所涉及的处理流程。

步骤S10：

放射线检测器20进行放射性物质的测定，生成表示该测定结果的放射线测定数据NUC。放射线测定数据NUC表示测定到的放射线的强度(能量)、和检测器上的检测位置等。然后，放射线检测器20将放射线测定数据NUC输出到放射性物质分布图制作装置100。

位置测定器30对移动体10的位置进行测定，生成位置数据POS。位置数据POS表示例如移动体10(即放射线检测器20)的维度、经度、以及高度。然后，位置测定器30将位置数据POS输出到放射性物质分布图制作装置100。

姿势测定器40测定放射线检测器20的姿势角和角速度，生成表示该测定结果的姿势数据ATT。然后，姿势测定器40将姿势数据ATT输出到放射性物质分布图制作装置100。

测定数据MSR包含上述的放射线测定数据NUC、位置数据POS以及姿势数据ATT。放射性物质分布图制作装置100接收该测定数据MSR。

步骤S100：

放射线物质分布图制作装置100通过将伴随移动体10的移动而得到的多个位置上的测定数据MSR进行组合，从而制作放射性物质分布图DTB。此外，放射线物质分布图制作装置100将所制作的放射性物质分布图DTB显示在显示装置130上。图9是表示在该步骤S100中的处理的流程图。

步骤S111：

放射线信号处理部111基于通过放射线检测器20得到的放射线测定数据NUC，计算放射线的飞来方向、即放射线源的方向。然后，放射线信号处理部111生成表示所计算的放射线源的方向的放射线源方向数据DIR。

步骤S112：

放射线源鉴定部112接收放射线源方向数据DIR、位置数据POS、以及姿势数据ATT。然后，放射线源鉴定部112将放射线源方向数据DIR、位置数据POS、以及姿势数据ATT建立关联，注册到积算数据ITG中。该积算数据ITG是通过测定的重复而积蓄的数据的集合。

此外，放射线源鉴定部112通过参照在积算数据ITG中积蓄的过去的数据，从而鉴定本次所测定的放射线源的位置。例如，将多个位置上得到的放射线源方向数据DIR、位置数据POS、以及姿势数据ATT进行组合，进行立体视觉或者图案匹配，从而能够鉴定放射线源的位置。如此，放射线源鉴定部112鉴定放射线源的位置，生成表示该位置的放射线源位置数据LOC。放射线源鉴定部112还将所生成的放射线源位置数据LOC注册到积算数据ITG中。

步骤S113：

放射线强度计算部113接收放射线源位置数据LOC和放射线测定数据NUC，将放射线源的位置与测定到的放射线的强度(能量)建立关联，注册到积算数据ITG中。此时，在与相同的放射线源位置有关的放射线强度已注册的情况下，将放射线强度进行积算并注册。即，放射线强度计算部113关于鉴定到的各自的放射线源位置，将测定到的放射线强度进行积算。然后，放射线强度计算部113生成表示积算放射线强度的放射线强度数据INT。

步骤S114：

核素分析部114对观测到的放射性物质的核素进行判别。具体而言，核素分析部114基于放射线强度数据INT而制作能量谱，参照已知的核素固有的能量数据，对放射性物质的核素进行判别。然后，核素分析部114生成表示核素判别结果的核素分析数据SPE。

步骤S115：

分布图生成部115将在积算数据ITG中注册了的放射线源位置数据LOC进行组合，制作并更新放射性物质分布图DTB。此时，分布图生成部115也可以参照放射线强度数据INT，以能够明白各个放射线源的放射线强度的方式，制作放射性物质分布图DTB。此外，分布图生成部115也可以参照核素分析数据SPE，以能够按每个核素进行识别的方式，制作放射性物质分布图DTB。

步骤S116：

分布图显示部116将所制作的放射性物质分布图DTB显示在显示装置130上。在放射性物质分布图DTB以能够按每个核素进行识别的方式而制作的情况下，在显示装置130上，也以能够按每个核素进行识别的方式来显示放射性物质分布图DTB。此外，分布图显示部116也可以对用于表示国土地理院发行的地图的地图数据MAP进行读取，将放射性物质分布图DTB与地图重合地显示。

步骤S200：

再次参照图8，在继续进行测定的情况下(步骤S200；“是”)，处理返回到上述的步骤S10。在结束测定的情况下(步骤S200；“否”)，处理结束。

4.变形例

接着，说明本实施方式的变形例。图10是表示变形例中的移动体10的结构例的方框图。图11是表示变形例中的处理流程的方框图。适当地省略与上述的说明重复的说明。

在本变形例中，在移动体10中还搭载了可见光相机50。可见光相机50对可见光图像进行拍摄，生成可见光图像数据VIS。放射性物质分布图制作装置100接收可见光图像数据VIS。分布图显示部116通过参照可见光图像数据VIS和姿势数据ATT，从而将放射性物质分布图DTB与可见光图像重合地显示在显示装置130上。由此，在移动体10的视点上能够实时地将放射性物质分布图DTB与可见光图像重叠地显示。

5.总结

如上面说明那样，根据本实施方式，放射线检测器20被搭载在移动体10中。然后，通过将伴随移动体10的移动而得到的多个位置上的测定数据MSR进行组合，从而迅速地制作大范围的放射性物质分布图DTB。

此外，根据本实施方式，不需要从多个位置在相同的定时观测相同的放射线源。通过将在不同的定时得到的测定数据MSR进行组合而使用，从而能够制作放射性物质分布图DTB。由此，不需要多台放射线检测器20，1台放射线检测器20就足够。从测定的容易性、灵活性以及成本的观点而言，这是适合的。

进而，能够利用在不同的定时得到的测定数据MSR，意味着：将与相同的区域有关的测定数据MSR积蓄一定期间，能够利用重叠得到的测定数据MSR(参照图3、图4)。因此，能够制作高精度的放射性物质分布图DTB。例如，即使在放射线量少的状况下，通过将重叠得到的测定数据MSR进行组合，也能偶制作正确的放射性物质分布图DTB。

此外，能够利用在不同的定时得到的测定数据MSR，意味着：也可以不时间性连续地进行放射线的观测。因此，能够降低移动体10的乘客的被辐射量。即，根据本实施方式，提高制作放射性物质分布图DTB时的安全性。

此外，在放射性物质泄露事故或秘密里进行的恐怖主义的放射性物质的散布等状况发生急变的情况下，放射性物质的分布趋势变化，因此，能够马上掌握事态。

作为放射线检测器20，利用高敏感度且测定范围大的康普顿相机是合适的。由此，缩短1次测定时间，能够缩短放射性物质分布图的制作时间。

本实施方式所涉及的放射性物质分布图制作系统1能够应用于：核能领域(伴随核电站事故等的污染消除时的放射性物质可视化、原子能发电站内的放射线量监测器、第等级放射性废弃物的放射线监测器)、资源领域(自然起源放射性物质(NORM)的监测器)、安全保障领域(由恐怖主义等隐藏的放射性物质的探索、已散布的放射性物质的分布图制作)等。

上面，通过参照本发明的实施方式附加的附图进行了说明。但是，本发明不限定于上述的实施方式，本领域技术人员能够在不脱离宗旨的范围内进行适当地变更。

本申请主张以2013年1月28日申请的日本国专利申请2013-013672为基础的优先权，将其全部的公开编入于此。

Claims

1.一种放射性物质分布图制作系统，具备：

放射线检测器，被搭载在移动体中，进行放射性物质的测定；

位置测定器，对所述移动体的位置进行测定；以及

放射性物质分布图制作装置，获取测定数据，其中，所述测定数据包含：所述放射线检测器的测定结果、以及通过所述位置测定器测定到的所述移动体的位置信息，

所述放射性物质分布图制作装置通过使用伴随所述移动体的移动而得到的多个位置上的所述测定数据，从而制作放射性物质的分布图。

2.如权利要求1所述的放射性物质分布图制作系统，

所述放射性物质分布图制作装置基于所述放射线检测器的所述测定结果来计算放射线源的方向，基于在所述多个位置上得到的所述放射线源的方向来鉴定所述放射线源的位置，将1个以上的所述放射线源的位置进行组合，从而制作所述分布图。

3.如权利要求1或2所述的放射性物质分布图制作系统，

所述放射线检测器是康普顿相机。

4.如权利要求1～3的任一项所述的放射性物质分布图制作系统，

所述放射性物质分布图制作装置具备显示装置，将所述制作的分布图显示在所述显示装置上。

5.如权利要求4所述的放射性物质分布图制作系统，

所述放射线检测器的所述测定结果包含所观测到的放射线的强度，

所述放射性物质分布图制作装置基于所述强度来判别放射性物质的核素，以能够按所述核素的每一种进行识别的方式，将所述制作的分布图显示在所述显示装置上。

6.如权利要求4或5所述的放射性物质分布图制作系统，

所述放射性物质分布图制作装置将所述制作的分布图在地图上重合而显示在所述显示装置上。

7.如权利要求4～6的任一项所述的放射性物质分布图制作系统，

还具备搭载在所述移动体中的可见光相机，

所述放射性物质分布图制作装置获取通过所述可见光相机拍摄到的可见光图像，将所述制作的分布图在所述可见光图像上重合而显示在所述显示装置上。

8.如权利要求1～7的任一项所述的放射性物质分布图制作系统，

所述移动体是航空机。

9.如权利要求1～7的任一项所述的放射性物质分布图制作系统，

所述移动体是车辆。

10.一种放射性物质分布图制作方法，包含：

使用搭载在移动体中的放射线检测器，进行放射性物质的测定的步骤；

对所述移动体的位置进行测定的步骤；以及

在此，测定数据包含：所述放射线检测器的测定结果、以及所述移动体的位置信息，通过使用伴随所述移动体的移动而得到的多个位置上的所述测定数据，从而制作放射性物质的分布图的步骤。