JP2001194460A

JP2001194460A - 放射線モニタ

Info

Publication number: JP2001194460A
Application number: JP2000001859A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Mogi; 健一茂木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2000-01-07
Publication date: 2001-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】放射線測定の際の放射線のエネルギーに応じ
た分解能の低下を回避し、測定精度を向上させることの
可能な放射線モニタを得る。【解決手段】シンチレータ１と半導体センサ２などか
ら構成された放射線センサと、前記半導体センサ２の出
力から生成されたアナログ信号パルスのパルス幅を弁別
して放射線の検出を行いパルス信号を出力するパルス幅
弁別器１２と、該パルス幅弁別器１２が出力した前記パ
ルス信号をもとに、演算器６で所定の演算処理を行い、
該演算結果を表示器８へ表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば原子力発
電所等で使用して好適な放射線モニタに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、原子力発電所においてγ線を測
定対象とした放射線モニタには、従来、ＮａＩ（Ｔｌ）
シンチレータに光電子増倍管を光学的に結合した検出器
が使用されてきた。しかしながら光電子増倍管は、電源
投入（高圧電源印加）からゲインが安定するまで数時間
を要し、また電源投入時に仮調整を行い、さらにゲイン
安定後に本調整を行うなど２度の調整が必要であった。
さらに光電子増倍管は使用に伴いゲインが劣化するた
め、運転中にもゲインの微調整が必要であった。これら
の調整をなくして安定性の良いモニタを得る目的で、光
電子増倍管の代わりに半導体センサを使用する試みがな
されてきた。

【０００３】図１５は、従来の放射線モニタの構成を示
すブロック図である。図において、１はシンチレータ、
２は半導体センサ、３はパルス増幅器、４は波高弁別
器、５はカウンタ、６は演算器、７はメモリ、８は表示
器である。また、図１６は半導体センサ２の構造を示す
模式図であり、図において、９は検知体、１０はマイナ
ス電極、１１はプラス電極である。

【０００４】次に動作について説明する。シンチレータ
１と半導体センサ２は光学的に結合され、放射線に対し
てシンチレータ１が入射面となるように配置される。シ
ンチレータ１は、入射した放射線のエネルギーを吸収し
て蛍光を発する。その蛍光は光学結合を透過し、半導体
センサ２に入射する。半導体センサ２に入射した蛍光
は、透明なマイナス電極１０を透過し、Ｓｉ半導体から
なる検知体９に入射し、そのエネルギーで電子と正孔を
生成する。生成した電子はプラス電極１１へ、正孔はマ
イナス電極１０へ収集され、信号電荷として出力され
る。パルス増幅器３はこの信号電荷を入力し、電荷量に
比例した電圧波高のパルスに変換し、更に、その電圧波
高を増幅してアナログ信号パルスを出力する。波高弁別
器４はアナログ信号パルスを入力し、そのアナログ信号
パルスのパルス波高を弁別し、パルス波高が設定値以上
の場合にディジタルパルスを出力し、設定値未満の場合
にノイズとして除去する。カウンタ５は前記ディジタル
パルスを入力して計数する。演算器６は定周期でカウン
タ５のカウント値を読み込み、メモリ７の演算プログラ
ムおよび格納されているデータにより計数率等の演算を
行い、演算結果をメモリ７に格納するとともに表示器８
に表示する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光電子増倍管を半導体
センサに置き換えた従来の放射線モニタは以上のように
構成されているので、原子力発電所等で要求される５０
ｋｅＶ〜７ＭｅＶという広範囲のエネルギーを持ったγ
線を測定対象とした場合、半導体センサが本来の機能で
ある光に対して反応（光を電気信号に変換）するととも
に、放射線に対しても反応（放射線を電気信号に変換）
する。すなわち、光を検知する目的の半導体センサは厚
さが薄いため、高エネルギー放射線は透過し易く、シン
チレータと比較してその感度は無視できるが、低エネル
ギーの放射線は吸収される確率が高く、シンチレータと
比較した場合その感度は大きく放射線測定において無視
できなくなり、低エネルギー領域の放射線に対し半導体
センサが放射線を計数してしまうことによるバックグラ
ウンド計数率が大きくなってしまう。

【０００６】また、放射線に直接反応する場合と放射線
がシンチレータに吸収されてその蛍光に反応する場合で
は、放射線に直接反応する場合の方が放射線のエネルギ
ーに対して生成される電荷が１桁近く大きいため、シン
チレータでは測定対象外の低エネルギー放射線が半導体
センサで検知され、シンチレータの計測領域にバックグ
ラウンドカウントとして入り込んでしまう。この結果、
低エネルギー領域におけるバックグラウンド計数率が大
きくなり、放射線のエネルギーに応じた測定を行う際の
分解能を低下させるとともに放射線モニタの検出感度を
低下させてしまう課題があった。

【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、放射線の測定を行う際の放
射線のエネルギーに応じた分解能の低下を回避し、測定
精度を向上させることの可能な放射線モニタを得ること
を目的とする。

【０００８】また、この発明は、良好な温度特性を有し
た放射線モニタを得ることを目的とする。

【０００９】さらに、この発明は、高い信頼性を維持す
ることの可能な放射線モニタを得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る放射線モ
ニタは、シンチレータと半導体センサなどから構成され
た放射線センサと、前記半導体センサの出力から生成さ
れたアナログ信号パルスのパルス幅をもとに放射線の検
出を行いパルス信号を出力する放射線検出処理手段と、
該放射線検出処理手段が出力した前記パルス信号をもと
に、所定の演算処理を行い、該演算結果を表示器へ表示
する信号処理出力手段とを備えるようにしたものであ
る。

【００１１】この発明に係る放射線モニタは、半導体セ
ンサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパル
ス幅とパルス波高とから測定対象とする放射線について
検出を行うようにしたものである。

【００１２】この発明に係る放射線モニタは、半導体セ
ンサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパル
ス幅の弁別結果と、波高についての上限値と下限値とを
規定するウィンドウによるアナログ信号パルスの波高の
分析結果とをもとに、測定対象とする放射線について検
出を行うようにしたものである。

【００１３】この発明に係る放射線モニタは、半導体セ
ンサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパル
ス幅により、測定対象とする放射線について弁別を行
い、当該測定対象とする放射線についての前記アナログ
信号パルスごとの波高ピーク値を分析して出力する放射
線検出処理手段と、該放射線検出処理手段が出力した前
記アナログ信号パルスごとの波高ピーク値をもとに、前
記測定対象とする放射線についてのエネルギー分布を示
すデータをスペクトルデータとしてして求め、表示器に
表示する信号処理出力手段とを備えるようにしたもので
ある。

【００１４】この発明に係る放射線モニタは、半導体セ
ンサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパル
ス幅の弁別結果と、前記半導体センサの出力をもとに生
成したアナログ信号パルスのパルス波高に対し異なる波
高レベル範囲で規定されたウィンドウによる分析結果と
から測定対象とするエネルギーレベルの異なる放射線を
それぞれ検出し、シンチレータが検知した前記エネルギ
ーレベルの異なる放射線に対応するパルス信号を出力す
る放射線検出処理手段と、該放射線検出処理手段が出力
した前記エネルギーレベルの異なる放射線に対応するパ
ルス信号をもとに所定の演算処理を行い、前記エネルギ
ーレベルの異なる放射線にそれぞれ対応する演算結果を
表示器へ表示する信号処理出力手段とを備えるようにし
たものである。

【００１５】この発明に係る放射線モニタは、シンチレ
ータが放射線を検知することにより出力される信号パル
スのパルス幅の範囲を基準に設定された第１のウィンド
ウと、半導体センサが直接放射線を吸収することにより
出力される信号パルスのパルス幅の範囲を基準に設定さ
れた第２のウィンドウとをもとに分析したアナログ信号
パルスのパルス幅と、低エネルギーレベルの放射線に対
応したウィンドウと、高エネルギーレベルの放射線に対
応したウィンドウとをもとに分析したアナログ信号パル
スのパルス波高とから測定対象とするエネルギーレベル
の異なる放射線をそれぞれ検出し、前記シンチレータが
検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射
線に対応するパルス信号を出力する放射線検出処理手段
と、該放射線検出処理手段の出力した前記シンチレータ
が検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放
射線に対応するパルス信号をもとに所定の演算処理を行
い、前記シンチレータが検知した放射線と前記半導体セ
ンサが直接吸収した放射線にそれぞれ対応する演算結果
を表示器へ表示する信号処理出力手段とを備えるように
したものである。

【００１６】この発明に係る放射線モニタは、半導体セ
ンサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス
幅を弁別し、その弁別結果と、前記半導体センサの出力
から生成されたアナログ信号パルスのパルス波高の弁別
結果とをもとに、シンチレータが検知した放射線と前記
半導体センサが直接吸収した放射線に対応するパルス信
号を出力する放射線検出処理手段と、該放射線検出処理
手段の出力した前記シンチレータが検知した放射線と前
記半導体センサが直接吸収した放射線に対応するパルス
信号をもとに所定の演算処理を行い、該演算結果を表示
器へ表示する信号処理出力手段とを備えるようにしたも
のである。

【００１７】この発明に係る放射線モニタは、放射線が
入射する入射面側に配置されたシンチレータと、前記シ
ンチレータの裏面側に配置されている半導体センサとを
備えるようにしたものである。

【００１８】この発明に係る放射線モニタは、放射線が
入射する入射面側に配置された半導体センサと、前記半
導体センサの裏面側に配置されているシンチレータとを
備えるようにしたものである。

【００１９】この発明に係る放射線モニタは、半導体セ
ンサの検知体として化合物半導体を使用したものであ
る。

【００２０】この発明に係る放射線モニタは、半導体セ
ンサの検知体としてＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅを使用
したものである。

【００２１】この発明に係る放射線モニタは、半導体セ
ンサとシンチレータなどから構成される放射線センサの
健全性を確認するための放射線センサ健全性確認手段を
備えるようにしたものである。

【００２２】この発明に係る放射線モニタは、シンチレ
ータに設けられ、光パルスを入射するための光パルス入
射窓と、該光パルス入射窓へ前記光パルスを入射する光
パルス発生器とを放射線センサ健全性確認手段が備える
ようにしたものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態に
ついて説明する。実施の形態１．図１は、この実施の形態１の放射線モニ
タの構成を示すブロック図であり、図において、１はシ
ンチレータ（放射線センサ）、２は半導体センサ（放射
線センサ）、３はパルス増幅器、５はカウンタ（信号処
理出力手段）、６は演算器（信号処理出力手段）、７は
メモリ、８は表示器、１２はパルス幅弁別器（放射線検
出処理手段）である。符号Ａは、パルス増幅器３の出力
側とパルス幅弁別器１２の入力側との接続点であるノー
ド、符号Ｂはパルス幅弁別器１２の出力側とカウンタ５
の入力側との接続点であるノードを示す。

【００２４】次に動作について説明する。シンチレータ
１と半導体センサ２は光学的に結合され、放射線に対し
てシンチレータ１が入射面となるように配置されてい
る。シンチレータ１は、入射した放射線のエネルギーを
吸収して蛍光を発する。その蛍光は光学結合を透過し、
半導体センサ２に入射する。半導体センサ２に入射した
蛍光は、図１６に示す透明なマイナス電極１０を透過
し、半導体センサ２のＳｉ半導体からなる検知体９に入
射し、そのエネルギーで電子と正孔を生成する。生成し
た電子はプラス電極１１へ、正孔はマイナス電極１０へ
収集され、信号電荷として出力される。パルス増幅器３
はこの信号電荷を入力し、電荷量に比例した電圧波高の
パルスに変換し、更に、その電圧波高を増幅してアナロ
グ信号パルスを出力する。

【００２５】パルス幅弁別器１２は、入力された前記ア
ナログ信号パルスのパルス幅を弁別し、その弁別結果に
応じてディジタルパルスを出力する。カウンタ５は前記
ディジタルパルスを入力して計数する。演算器６は定周
期でカウンタ５のカウント値を読み込み、メモリ７の演
算プログラムおよび格納されているデータにより計数率
等の演算を行い、演算結果をメモリ７に格納するととも
に表示器８に表示する。

【００２６】図２は、図１のパルス増幅器３の出力側と
パルス幅弁別器１２の入力側との接続点であるノードＡ
と、パルス幅弁別器１２の出力側とカウンタ５の入力側
との接続点であるノードＢにおける信号波形を示す信号
波形図であり、パルス幅弁別器１２は、パルス増幅器３
からノードＡへ出力されたアナログ信号パルスａを入力
し、パルス幅を弁別してそのパルス幅ｂが設定値ｃ以上
の場合に、ノードＢにディジタルパルスｄを出力する。
ｅはパルス幅弁別器１２のコモン電圧、ｆはパルス幅弁
別器１２の弁別開始電圧、ｇはパルス幅弁別器１２の弁
別終了電圧であり、アナログ信号パルスａの振幅が符号
ｆで示す弁別開始電圧を超えてから、符号ｇで示す弁別
終了電圧を下回るまでの時間がパルス幅ｂとなる。この
場合、弁別終了電圧ｇは弁別開始電圧ｆよりコモン電圧
ｅに近接するようにして、弁別終了電圧ｇと弁別開始電
圧ｆとの間に幅を設定しヒステリシスを持たせ、符号ｈ
で示すノイズにより誤動作しないように設定される。

【００２７】パルス幅弁別器１２は、入力されたアナロ
グ信号パルスａが弁別開始電圧ｆに達するとパルス幅の
弁別を開始し、その後、弁別終了電圧ｇを下回るとパル
ス幅の弁別を終了し、この結果得られたパルス幅ｂがパ
ルス幅ｂ＞設定値ｃを満たす場合のみＨｉｇｈレベルの
ディジタルパルスｄを出力する。

【００２８】これは、シンチレータ１に放射線が入射す
ることにより出力される信号パルスのパルス幅は、シン
チレータ１に放射線が入射して蛍光を発した時の減衰時
間と、その蛍光が半導体センサ２に入射して電子と正孔
が生成され、その電荷が移動して電極に収集される時間
の和に依存し、また、半導体センサ２が直接放射線を吸
収することにより出力される信号パルスのパルス幅は、
半導体センサ２が放射線を吸収することにより生成され
る電子と正孔が電極に移動して収集される時間に依存
し、この結果、シンチレータ１で検知した放射線の信号
パルスは、半導体センサ２で検知した放射線の信号パル
スよりパルス幅が大きいという見地から設定されたもの
である。

【００２９】従って、この場合、設定値ｃは、（半導体
センサ２が直接放射線を検知した場合のパルス幅）＜設
定値ｃ＜（半導体センサ２がシンチレータ１の光を検知
して間接的に放射線を検知した場合のパルス幅）となる
ように設定される。

【００３０】図２において、アナログ信号パルスａはシ
ンチレータ１が放射線に反応した場合のパルス増幅器３
の出力波形であり、アナログ信号パルスａ’は半導体セ
ンサ２が放射線に直接反応した場合のパルス増幅器３の
出力波形であり、これらアナログ信号パルスａとアナロ
グ信号パルスａ’に対応してパルス幅弁別器１２で弁別
されたパルス幅ｂがパルス幅ｂ＞設定値ｃを満たす場合
のみパルス幅弁別器１２はディジタルパルスｄを出力す
るため、シンチレータ１が放射線に反応した場合のパル
ス増幅器３が出力するアナログ信号パルスａに対しては
ディジタルパルスｄを出力し、半導体センサ２が放射線
に反応した場合のパルス増幅器３が出力するアナログ信
号パルスａ’に対してはディジタルパルスｄを出力しな
い。

【００３１】従って、パルス増幅器３が出力したアナロ
グ信号パルスのパルス幅を弁別し、半導体センサ２が直
接放射線を検知したときのパルス増幅器３が出力する信
号を排除し、シンチレータ１を介して間接的に検知した
信号のみを測定できる。

【００３２】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、半導体センサ２が放射線を直接検知したときのパル
ス増幅器３が出力するアナログ信号パルスを排除して、
シンチレータ１を介して間接的に検知したときのパルス
増幅器３が出力するアナログ信号パルスのみを測定する
ことができるため、低エネルギー領域におけるバックグ
ラウンド計数率を小さく出来、この結果、エネルギー分
解能の低下、放射線モニタの検出感度の低下を回避でき
る放射線モニタが得られる効果がある。

【００３３】実施の形態２．図３は、この実施の形態２
の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図３に
おいて図１と同一または相当の部分については同一の符
号を付し説明を省略する。図において、４はパルス増幅
器３から入力されたアナログ信号パルスの波高を弁別
し、その弁別結果に応じてディジタルパルスを出力する
波高弁別器（放射線検出処理手段）、１３は前記実施の
形態１で説明したパルス幅弁別器１２からディジタルパ
ルスｄが出力された期間機能し、そのパルス幅弁別器１
２から出力されたディジタルパルスｄと、波高弁別器４
から出力されたディジタルパルスとの論理積を演算し出
力するゲート回路（放射線検出処理手段）である。な
お、波高弁別器４から出力されたディジタルパルスは、
ゲート回路１３の一方の入力端子へ供給され、パルス幅
弁別器１２から出力されたディジタルパルスｄは、ゲー
ト回路１３の他方の入力端子へ供給される。

【００３４】符号Ａは、パルス増幅器３の出力側と、波
高弁別器４およびパルス幅弁別器１２の入力側との接続
点であるノード、符号Ｃは波高弁別器４の出力側とゲー
ト回路１３の前記一方の入力端子との接続点であるノー
ド、符号Ｂはパルス幅弁別器１２の出力側とゲート回路
１３の前記他方の入力端子との間の接続点であるノー
ド、符号Ｄはゲート回路１３の出力側とカウンタ５の入
力側との接続点であるノードである。

【００３５】次に動作について説明する。図４は、図３
の各ノードＡ〜Ｄの信号波形を示す信号波形図である。
この実施の形態２においても、シンチレータ１と半導体
センサ２は光学的に結合され、放射線に対してシンチレ
ータ１が入射面となるように配置されている。シンチレ
ータ１は、入射した放射線のエネルギーを吸収して蛍光
を発する。その蛍光は光学結合を透過し、半導体センサ
２に入射する。半導体センサ２に入射した蛍光は、図１
６に示す透明なマイナス電極１０を透過し、半導体セン
サ２のＳｉ半導体からなる検知体９に入射し、そのエネ
ルギーで電子と正孔を生成する。生成した電子はプラス
電極１１へ、正孔はマイナス電極１０へ収集され、信号
電荷として出力される。パルス増幅器３はこの信号電荷
を入力し、電荷量に比例した電圧波高のパルスに変換
し、更に、その電圧波高を増幅してアナログ信号パルス
を波高弁別器４とパルス幅弁別器１２へ出力する。

【００３６】パルス幅弁別器１２は、入力された前記ア
ナログ信号パルスのパルス幅を前記実施の形態１で説明
したように弁別し、その弁別結果に応じてノードＢへデ
ィジタルパルスｄを出力する。このパルス幅弁別器１２
が出力するディジタルパルスｄは、ゲート回路１３の前
記他方の入力端子へ出力される。

【００３７】一方、波高弁別器４は、入力された前記ア
ナログ信号パルスのパルス高を弁別し、その弁別結果に
応じてＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｉをノードＣ
へ出力する。この波高弁別器４が出力するディジタルパ
ルスｉはゲート回路１３の前記一方の入力端子へ供給さ
れる。

【００３８】ゲート回路１３は、パルス幅弁別器１２か
らディジタルパルスｄが出力されている期間、すなわち
他方の入力端子へＨｉｇｈレベルが与えられている期間
に限り、波高弁別器４から出力されたディジタルパルス
ｉの通過を許すように動作し、パルス幅弁別器１２から
出力された前記ディジタルパルスｄと、前記波高弁別器
４から出力されたディジタルパルスｉとの論理積を演算
し、ゲート回路１３の出力側のノードＤにＨｉｇｈレベ
ルのディジタルパルスｊを出力する。

【００３９】この場合、図４に示すように、符号ｋは波
高弁別器４の弁別開始電圧、符号ｇは波高弁別器４の弁
別終了電圧であり、波高弁別器４からノードＣへ出力さ
れるディジタルパルスｉは、パルス増幅器３の出力側の
ノードＡへ出力されたアナログ信号パルスａが弁別開始
電圧ｋに達すると反転してＨｉｇｈレベルになり、弁別
終了電圧ｇに戻ると復帰しＬｏｗレベルになる信号であ
る。そして、波高弁別器４の弁別開始電圧ｋは、パルス
幅弁別器１２の弁別開始電圧ｆに対して、弁別開始電圧
ｋ＞弁別開始電圧ｆとなるように設定され、また、波高
弁別器４の弁別終了電圧ｇは、パルス幅弁別器１２の弁
別終了電圧ｇと同じレベルに設定されている。

【００４０】カウンタ５は前記ディジタルパルスｊを計
数する。演算器６は定周期でカウンタ５のカウント値を
読み込み、メモリ７の演算プログラムおよび格納されて
いるデータにより計数率等の演算を行い、その演算結果
をメモリ７に格納するとともに表示器８に表示する。

【００４１】従って、前記実施の形態１では、パルス幅
弁別精度を確保するため必然的にパルス幅の弁別開始電
圧ｆを低く抑える必要があったが、この実施の形態２で
は、波高の弁別開始電圧ｋを測定対象の放射線のエネル
ギーに応じて設定できるため、図４の符号ａ”で示すア
ナログ信号パルスのように、測定対象の放射線のエネル
ギーを、その波高により分別して、例えば弁別開始電圧
ｋを超えない波高として得られる放射線についてはカウ
ンタ５で計測されないようにすることで、シンチレータ
１が反応した放射線のエネルギーに応じた測定が可能に
なる。

【００４２】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、パルス増幅器３が出力するアナログ信号パルスのパ
ルス幅をもとに半導体センサ２が放射線を直接検知した
ときのパルス増幅器３が出力するアナログ信号パルスを
排除して、シンチレータ１を介して放射線を間接的に検
知したときのパルス増幅器３が出力するアナログ信号パ
ルス信号のみを測定し、さらに前記測定した前記アナロ
グ信号パルスの波高をもとに放射線のエネルギーを分別
して検出するようにしたので、前記実施の形態１の効果
に加え、さらに、シンチレータ１が反応した放射線のう
ちであるエネルギー以上の放射線のみを測定しようとす
る場合に、そのエネルギーを下回るエネルギーの放射線
は測定にかからないようにして、目的とするエネルギー
を有した放射線の測定を、ノイズによる影響を排除して
容易に行えるなど、測定対象とする放射線のエネルギー
に応じた、信頼性の高い測定を実現できる放射線モニタ
が得られる効果がある。

【００４３】実施の形態３．図５は、この実施の形態３
の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図５に
おいて図１と同一または相当の部分については同一の符
号を付し説明を省略する。図において、１４は第１の波
高弁別器（放射線検出処理手段）、１５は第２の波高弁
別器（放射線検出処理手段）である。１６はパルス幅弁
別器１２がノードＢへ出力したＨｉｇｈレベルのディジ
タルパルスを反転し、ノードＥへ出力する反転回路（放
射線検出処理手段）である。

【００４４】１７は第１の波高弁別器１４が出力したＨ
ｉｇｈレベルのディジタルパルスが供給される一方の入
力端子、およびパルス幅弁別器１２が出力したＨｉｇｈ
レベルのディジタルパルスが供給される他方の入力端子
を備えた第１のゲート回路（放射線検出処理手段）であ
る。この第１のゲート回路１７では、パルス幅弁別器１
２から前記ディジタルパルスが出力されている期間に限
り、第１の波高弁別器１４から出力されたディジタルパ
ルスの通過を許すように動作し、パルス幅弁別器１２か
ら出力された前記ディジタルパルスと、前記第１の波高
弁別器１４から出力されたディジタルパルスとの論理積
を演算し、その演算結果に応じて第１のゲート回路１７
の出力側のノードＤにディジタルパルスを出力する。

【００４５】１８は反転回路１６の出力が供給される一
方の入力端子、および第２の波高弁別器１５が出力した
Ｈｉｇｈレベルのディジタルパルスが供給される他方の
入力端子を備えた第２のゲート回路（放射線検出処理手
段）である。この第２のゲート回路１８は、パルス幅弁
別器１２からＨｉｇｈレベルのディジタルパルスが出力
されていない場合、すなわち他方の入力端子がＨｉｇｈ
レベルである期間に限り、第２の波高弁別器１５からノ
ードＦへ出力されたＨｉｇｈレベルのディジタルパルス
の通過を許すように動作し、パルス幅弁別器１２から出
力された前記ディジタルパルスを反転する反転回路１６
の出力と、前記第２の波高弁別器１５から出力されたデ
ィジタルパルスとの論理積を演算し、その演算結果に応
じてノードＧにＨｉｇｈレベルのディジタルパルスを出
力する。１９は第１のカウンタ（信号処理出力手段）、
２０は第２のカウンタ（信号処理出力手段）である。

【００４６】また、この実施の形態３では、半導体セン
サ２が放射線入射面になるように、シンチレータ１は半
導体センサ２の裏面側に配置した構成である。

【００４７】ノードＡはパルス増幅器３の出力側と、第
１の波高弁別器１４、パルス幅弁別器１２および第２の
波高弁別器１５の入力側との接続点であるノード、ノー
ドＢはパルス幅弁別器１２の出力側と、第１のゲート回
路１７および反転回路１６の入力側との接続点であるノ
ード、ノードＣは第１の波高弁別器１４の出力側と第１
のゲート回路１７の前記一方の入力端子との接続点であ
るノード、ノードＤは第１のゲート回路１７の出力側と
第１のカウンタ１９の入力側との接続点であるノード、
ノードＥは反転回路１６の出力側と第２のゲート回路１
８の前記一方の入力端子との接続点であるノード、ノー
ドＦは第２の波高弁別器１５の出力側と第２のゲート回
路１８の前記他方の入力端子との接続点であるノード、
ノードＧは第２のゲート回路１８の出力側と第２のカウ
ンタ２０の入力側との接続点であるノードである。

【００４８】次に動作について説明する。図６は、図５
に示した各ノードＡ〜Ｇの信号波形を示す信号波形図で
ある。図において、符号ｋ１は第１の波高弁別器１４に
おける弁別開始電圧、符号ｇは弁別終了電圧を示してい
る。また、第２の波高弁別器１５では、前記第１の波高
弁別器１４の弁別開始電圧ｋ１と同レベルの弁別開始電
圧ｋ１と弁別終了電圧ｋ２が設定されている。そして、
第２の波高弁別器１５の内部では、パルス増幅器３のノ
ードＡへ出力したアナログ信号パルスａが前記第２の波
高弁別器１５の弁別開始電圧ｋ１に達するとセットさ
れ、また前記アナログ信号パルスａが弁別終了電圧ｋ２
に戻るとリセットされもとの状態に復帰するディジタル
パルスが生成され、さらにこのディジタルパルスの立ち
下がりでディジタルパルスｎが発生しノードＦに出力さ
れる。

【００４９】図６に示すように、パルス増幅器３からア
ナログ信号パルスａまたはアナログ信号パルスａ’が出
力されると、パルス幅弁別器１２は前記実施の形態１で
説明したように、前記アナログ信号パルスに対しパルス
幅を弁別し、そのパルス幅ｂがパルス幅ｂ＞設定値ｃを
満たす場合のみＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｄを
ノードＢへ出力する。

【００５０】従って、パルス増幅器３からアナログ信号
パルスａが出力された場合には、前記実施の形態１で説
明したようにパルス幅弁別器１２はノードＢへＨｉｇｈ
レベルのディジタルパルスｄを出力し、パルス増幅器３
からアナログ信号パルスａ’が出力された場合には、前
記実施の形態１で説明したようにパルス幅弁別器１２は
ノードＢへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｄは出力
しない。

【００５１】パルス増幅器３からアナログ信号パルスａ
が出力された場合、反転回路１６は、パルス幅弁別器１
２がノードＢへ出力したＨｉｇｈレベルのディジタルパ
ルスｄを反転させ、反転したＬｏｗレベルのディジタル
パルスｍをノードＥへ出力する。第２のゲート回路１８
では、反転回路１６がノードＥへＬｏｗレベルのディジ
タルパルスｍを出力している期間には、第２の波高弁別
器１５がノードＦへ出力したディジタルパルスｎの通過
を許可せず、Ｈｉｇｈレベルのディジタルパルスｐをノ
ードＧへ出力することはなく、ノードＧはＬｏｗレベル
の状態を維持する。

【００５２】一方、パルス増幅器３からアナログ信号パ
ルスａ’が出力された場合には、パルス幅弁別器１２は
ノードＢへディジタルパルスｄを出力しないため、反転
回路１６はノードＢのＬｏｗレベルを反転したＨｉｇｈ
レベルをノードＥへ出力し第２のゲート回路１８の他方
の入力端子へ供給する。この結果、第２のゲート回路１
８では、この他方の入力端子へＨｉｇｈレベルが供給さ
れている期間、第２の波高弁別器１５が出力するＨｉｇ
ｈレベルのディジタルパルスｎの通過を許容し、前記他
方の入力端子へ供給されているＨｉｇｈレベルと前記デ
ィジタルパルスｎの論理積を演算する結果、第２のゲー
ト回路１８からはノードＧへＨｉｇｈレベルのディジタ
ルパルスｐが出力される。そして、第２のゲート回路１
８がノードＧへ出力したディジタルパルスｐは、第２の
カウンタ２０に入力され計数される。

【００５３】一方、第１のゲート回路１７では、パルス
幅弁別器１２がノードＢへＨｉｇｈレベルのディジタル
パルスｄを出力している期間だけ、第１の波高弁別器１
４がノードＣへ出力したＨｉｇｈレベルのディジタルパ
ルスｉの通過を許可し、ディジタルパルスｄとディジタ
ルパルスｉの論理積として、Ｈｉｇｈレベルのディジタ
ルパルスｊをノードＤへ出力する。

【００５４】従って、パルス増幅器３からアナログ信号
パルスａが出力された場合、パルス幅弁別器１２はノー
ドＢへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｄを出力する
ため、第１のゲート回路１７はこの期間だけ第１の波高
弁別器１４がノードＣへ出力したＨｉｇｈレベルのディ
ジタルパルスｉの通過を許可し、ディジタルパルスｄと
ディジタルパルスｉの論理積として、Ｈｉｇｈレベルの
ディジタルパルスｊをノードＤへ出力する。

【００５５】一方、パルス増幅器３からアナログ信号パ
ルスａ’が出力された場合、パルス幅弁別器１２はノー
ドＢへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｄを出力しな
いため、第１のゲート回路１７は第１の波高弁別器１４
がノードＣへ出力したＨｉｇｈレベルのディジタルパル
スｉの通過を許可せず、ノードＤはＬｏｗレベルを維持
する。

【００５６】そして、第１のゲート回路１７がノードＤ
へ出力したディジタルパルスｊは、第１のカウンタ１９
に入力され計数される。

【００５７】演算器６は、第１のカウンタ１９と第２の
カウンタ２０のカウント値を定周期でそれぞれ入力し、
計数率等の演算を行う。

【００５８】半導体センサ２は厚さが薄いため、高エネ
ルギー放射線は透過し易いが、低エネルギーの放射線は
吸収される確率が高い。また、半導体センサ２は、放射
線に直接反応する場合と放射線がシンチレータ１に吸収
されてその蛍光に反応する場合を比較すると、放射線に
直接反応する場合の方が放射線のエネルギーに対して生
成される電荷が１桁近く大きい。従って、半導体センサ
２は低エネルギーに対して感度が高く、シンチレータ１
は高エネルギーに対して感度が高い。

【００５９】このようなことから、半導体センサ２を放
射線の入射面に配置し、その裏側にシンチレータ１を配
置し、低エネルギーの放射線がシンチレータ１へ達する
前に半導体センサ２で吸収してしまい、この低エネルギ
ーの放射線をシンチレータ１が吸収する可能性を小さく
することで、半導体センサ２が低エネルギーの放射線を
直接検知したときに、前記低エネルギーの放射線をシン
チレータ１が吸収することによるバックグラウンドカウ
ントを排除する。この状態で、パルス幅を弁別して半導
体センサ２が直接放射線を検知した信号とシンチレータ
１を介して間接的に検知した信号を識別し、それぞれの
信号を別々のカウンタで計測することにより、半導体セ
ンサ２で検知した低エネルギーの放射線を、また同時
に、シンチレータ１で検知した高エネルギーの放射線
を、それぞれ高感度で測定する。

【００６０】なお、この実施の形態３における半導体セ
ンサ２とシンチレータ１との構成は、前記実施の形態
１、前記実施の形態２および、後述する実施の形態４か
ら実施の形態１０の放射線モニタに適用できる。

【００６１】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、低エネルギーの放射線と高エネルギーの放射線につ
いての測定を別々に、かつ並行して行い、さらに低エネ
ルギーの放射線を半導体センサ２が直接検知したときの
バックグラウンドカウントを排除することが可能にな
り、半導体センサ２で検出した低エネルギーの放射線
と、シンチレータ１で検出した高エネルギーの放射線
を、それぞれ高感度、高精度で測定できる放射線モニタ
が得られる効果がある。

【００６２】実施の形態４．前記実施の形態１から実施
の形態３においては、半導体センサ２の検知体９として
Ｓｉ半導体を使用する例について説明したが、これに限
ることはなく、化合物半導体のＣｄＴｅを用いて検知体
９を形成してもよい。一般的にγ線の光電吸収は、原子
番号の５乗に比例する。Ｓｉの原子番号は１４であるの
に対し、ＣｄＴｅは実効原子番号は５０である。図７は
ＳｉとＣｄＴｅの光電吸収を示す特性図であり、光子エ
ネルギーが比較的小さい場合は、ＣｄＴｅはＳｉに対し
て２桁以上感度が良いことがわかる。

【００６３】従って、検知体９としてＣｄＴｅを用いる
ことにより、低エネルギーの放射線を、更に高感度で測
定できる放射線モニタが得られる効果がある。

【００６４】実施の形態５．図８は、検知体９が化合物
半導体のＣｄＴｅと、同じく化合物半導体のＣｄＺｎＴ
ｅとでそれぞれ形成される半導体センサ２にγ線を照射
し、検出効率の温度特性を比較したものであり、ＣｄＴ
ｅは５０℃以上の温度で検出効率が低下し始め、実用的
に要求される±１０％特性を満たすのは約６０℃までで
ある。ＳｉもＣｄＴｅと概ね同様の温度特性を示す。

【００６５】これに対して、ＣｄＺｎＴｅは約１００℃
まで検出効率が安定している。例えば、前記実施の形態
３の放射線モニタを用いて、原子力発電所において主蒸
気管中のＸｅ−１３３から放射される低エネルギーγ線
とＮ−１６から放射される高エネルギーγ線を同時に測
定する場合に、半導体センサ２は主蒸気管近傍に設置さ
れるため、常温から約１００℃まで温度特性が良好であ
ることが要求されるが、検知体９にＣｄＺｎＴｅを用い
ることにより、温度の高い環境下で要求される良好な温
度特性の放射線モニタを容易に実現できる効果がある。

【００６６】実施の形態６．図９は、この実施の形態６
の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図９に
おいて図３と同一または相当の部分については同一の符
号を付し説明を省略する。この実施の形態６の放射線モ
ニタは、前記実施の形態２における波高弁別器４に替え
てシングルチャネル波高分析器を用いるようにしたもの
である。図において、２１はシングルチャネル波高分析
器（放射線検出処理手段）であり、パルス増幅器３が出
力したアナログ信号パルスの波高値が、設定されたウィ
ンドウの範囲内に入った後、前記ウィンドウの下限を規
定する閾値を下回ったタイミングでディジタルパルスを
出力する。このシングルチャネル波高分析器２１に設定
されたウィンドウを規定する上限および下限の閾値は、
シンチレータ１における放射線の検知を、ノードＡに出
力されるアナログ信号パルスの波高値をもとに識別可能
なように設定される。

【００６７】図１０は、図９のブロック図で示した放射
線モニタの各部の信号波形を示す信号波形図であり、図
４と同一の部分については同一の符号を付し説明を省略
する。符号Ａはパルス増幅器３の出力側と、シングルチ
ャネル波高分析器２１およびパルス幅弁別器１２の入力
側との接続点を示すノード、符号Ｂはパルス幅弁別器１
２の出力側とゲート回路１３の他方の入力端子との接続
点を示すノード、符号Ｉはシングルチャネル波高分析器
２１の出力側とゲート回路１３の一方の入力端子との接
続点を示すノード、Ｊはゲート回路１３の出力側とカウ
ンタ５の入力側との接続点を示すノードである。

【００６８】また、ｋ１とｋ２は、シングルチャネル波
高分析器２１に設定されたウィンドウを規定する閾値で
あり、ｋ１は下限を規定する閾値、ｋ２は上限を規定す
る閾値である。

【００６９】次に動作について説明する。ゲート回路１
３は、パルス幅弁別器１２がノードＢへ出力するディジ
タルパルスｄの信号期間だけ、シングルチャネル波高分
析器２１がノードＩへ出力したディジタルパルスｔの通
過を許可し、ノードＪにディジタルパルスｕを出力す
る。シングルチャネル波高分析器２１は、パルス増幅器
３がノードＡへ出力する符号ａで示すアナログ信号パル
スの波高値が閾値ｋ１と閾値ｋ２で規定されるウィンド
ウに入った後、前記ウィンドウの下限を規定する閾値を
下回ったタイミングでノードＩにディジタルパルスｔを
出力する。

【００７０】従って、シンチレータ１で検知した放射線
について、前記閾値ｋ１と閾値ｋ２で規定されるウィン
ドウで波高を選択することで識別して計測することによ
り、対象とするエネルギーレベルの放射線のみを正確に
測定できる。

【００７１】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、半導体センサ２が直接放射線を検知した信号とシン
チレータ１を介して間接的に検知した信号をパルス幅に
より弁別し、前記パルス幅で弁別した放射線について、
更にシングルチャネル波高分析器２１の前記ウィンドウ
で波高を分析し計測することにより、対象とするエネル
ギーを有した放射線を選択的により正確に測定できる放
射線モニタが得られる効果がある。

【００７２】実施の形態７．図１１は、この実施の形態
７の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図９
と同一または相当の部分については同一の符号を付し説
明を省略する。図において、２２はマルチチャネル波高
分析器（放射線検出処理手段）である。このマルチチャ
ネル波高分析器２２は、前記実施の形態１で説明したパ
ルス幅弁別器１２からディジタルパルスｄが出力された
期間機能し、パルス増幅器３がノードＡへ出力したアナ
ログ信号パルスの波高のピーク値をホールドしてＡ／Ｄ
変換する。Ａ／Ｄ変換されたデータは、パルス幅弁別器
１２が出力するディジタルパルスをトリガ信号として演
算器６に伝送される。

【００７３】演算器６は前記Ａ／Ｄ変換されたデータを
読み込み、演算を行い、例えば前記アナログ信号パルス
について同一の波高値を示す当該アナログ信号パルスを
カウントしてその計数を求め、前記波高値に対する前記
計数の分布を示すデータをスペクトルデータとしてメモ
リに格納し、割り込み要求により、または定期的に、表
示器８に表示する。

【００７４】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、半導体センサ２が直接放射線を検知した信号とシン
チレータ１を介して間接的に検知した信号をパルス幅に
より弁別し、更に、前記弁別したシンチレータ１を介し
て間接的に検知した信号のエネルギースペクトル（波高
に対する計数値の分布）を測定することにより、精度の
高い波高分析を行うことが出来る放射線モニタが得られ
る効果がある。

【００７５】実施の形態８．図１２は、この実施の形態
８の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図５
または図９と同一または相当の部分については同一の符
号を付し説明を省略する。図において、２３は第１のシ
ングルチャネル波高分析器（放射線検出処理手段）、２
４は第２のシングルチャネル波高分析器（放射線検出処
理手段）である。符号Ａはパルス増幅器３の出力側と、
第１のシングルチャネル波高分析器２３、第２のシング
ルチャネル波高分析器２４およびパルス幅弁別器１２の
入力側との接続点であるノード、符号Ｂはパルス幅弁別
器１２の出力側と、第１のゲート回路１７および第２の
ゲート回路１８の入力側との接続点であるノード、符号
Ｉは第１のシングルチャネル波高分析器２３の出力側と
第１のゲート回路１７の入力側との接続点であるノー
ド、符号Ｊは第１のゲート回路１７の出力側と第１のカ
ウンタ１９の入力側との接続点であるノード、符号Ｍは
第２のシングルチャネル波高分析器２４の出力側と第２
のゲート回路１８の入力側との接続点であるノード、符
号Ｎは第２のゲート回路１８の出力側と第２のカウンタ
２０の入力側との接続点であるノードを示す。

【００７６】第１のシングルチャネル波高分析器２３
は、パルス増幅器３がノードＡへ出力するアナログ信号
パルスの波高値が第１のエネルギーレベルに対応した下
限を規定する閾値と上限を規定する閾値で規定されるウ
ィンドウに入った後、前記ウィンドウの下限を規定する
前記閾値を下回ったタイミングでノードＩにディジタル
パルスを出力する。

【００７７】第２のシングルチャネル波高分析器２４
は、パルス増幅器３がノードＡへ出力するアナログ信号
パルスの波高値が第２のエネルギーレベルに対応した下
限を規定する閾値と上限を規定する閾値で規定されるウ
ィンドウに入った後、前記ウィンドウの下限を規定する
前記閾値を下回ったタイミングでノードＭにディジタル
パルスを出力する。

【００７８】また、第２のシングルチャネル波高分析器
２４の前記ウィンドウは、第１のシングルチャネル波高
分析器２３の前記ウィンドウより波高的に高いレベルに
設定されている。

【００７９】次に動作について説明する。パルス増幅器
３からアナログ信号パルスが出力されると、パルス幅弁
別器１２は前記実施の形態１で説明したように、前記ア
ナログ信号パルスに対しパルス幅を弁別し、そのパルス
幅ｂがパルス幅ｂ＞設定値ｃを満たす場合のみＨｉｇｈ
レベルのディジタルパルスをノードＢへ出力する。

【００８０】従って、パルス増幅器３からアナログ信号
パルスが出力され、前記実施の形態１で説明したように
パルス幅弁別器１２からノードＢへＨｉｇｈレベルのデ
ィジタルパルスが出力された場合、第２のゲート回路１
８では、他方の入力端子へ前記Ｈｉｇｈレベルのディジ
タルパルスが供給されている期間、第２のシングルチャ
ネル波高分析器２４がノードＭへ出力するＨｉｇｈレベ
ルのディジタルパルスの通過を許容し、前記ディジタル
パルス両者間の論理積を演算し、その演算結果をノード
Ｎへ出力する。そして、第２のゲート回路１８のノード
Ｎへの出力は第２のカウンタ２０に入力され計数され
る。

【００８１】一方、第１のゲート回路１７でも、パルス
幅弁別器１２がノードＢへＨｉｇｈレベルのディジタル
パルスを出力している期間だけ、第１のシングルチャネ
ル波高分析器２３がノードＩへ出力したＨｉｇｈレベル
のディジタルパルスの通過を許可し、前記ディジタルパ
ルス両者間の論理積を演算し、その演算結果をノードＪ
へ出力する。

【００８２】また、パルス増幅器３から出力されたアナ
ログ信号パルスがパルス幅ｂ＞設定値ｃの条件を満たし
ていない場合、パルス幅弁別器１２はノードＢへＨｉｇ
ｈレベルのディジタルパルスを出力しないため、第１の
ゲート回路１７はノードＪをＬｏｗレベルに維持し、ま
た第２のゲート回路１８もノードＮをＬｏｗレベルに維
持する。

【００８３】そして、第１のゲート回路１７がノードＪ
へ出力したディジタルパルスは、第１のカウンタ１９に
入力され計数され、また、第２のゲート回路１８がノー
ドＮへ出力したディジタルパルスは、第２のカウンタ２
０に入力され計数され、演算器６は、第１のカウンタ１
９と第２のカウンタ２０のカウント値を定周期でそれぞ
れ入力し、計数率等の演算を行う。

【００８４】従って、パルス幅を弁別して半導体センサ
２が直接放射線を検知した信号を排除し、シンチレータ
１を介して間接的に検知した信号のみを識別し、さらに
前記識別した信号について所望の複数のそれぞれエネル
ギーレベルの異なるウィンドウで波高を分析することに
より、例えば、原子力発電所において主蒸気管中の放射
性希ガスから放射される比較的低エネルギーのγ線とＮ
−１６から放射される高エネルギーγ線を同時に測定す
る場合、第１のシングルチャネル波高分析器２３の低エ
ネルギーに対応するウィンドウにより前記比較的低エネ
ルギーのγ線についてバックグラウンドカウントを抑制
しながら測定できるとともに、また第２のシングルチャ
ネル波高分析器２４の高エネルギーに対応するウィンド
ウにより前記高エネルギーγ線については良好な分解能
で測定できる放射線モニタが得られる効果がある。

【００８５】実施の形態９．図１３は、この実施の形態
９の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図１
２と同一または相当の部分については同一の符号を付し
説明を省略する。図において、２５は１個以上のウィン
ドウを有するパルス幅分析器（放射線検出処理手段）で
ある。また、符号Ｂ１は、パルス幅分析器２５に設定さ
れた第１のパルス幅の範囲を規定する後述する第１のウ
ィンドウにより分析されたアナログ信号パルスに対応し
てディジタルパルスが出力されるノード、符号Ｂ２はパ
ルス幅分析器２５に設定された後述する第２のパルス幅
の範囲を規定する第２のウィンドウにより分析されたア
ナログ信号パルスに対応してディジタルパルスが出力さ
れるノードを示す。パルス幅分析器２５以外の構成およ
び動作は前記実施の形態８と同じであるため説明を省略
する。

【００８６】パルス幅分析器２５において、第１のウィ
ンドウは、シンチレータ１に放射線が入射することによ
り出力される信号パルスのパルス幅の範囲を基準に設定
される。このときの信号パルスのパルス幅は、前記実施
の形態１でも述べたようにシンチレータ１に放射線が入
射して蛍光を発した時の減衰時間と、その蛍光が半導体
センサ２に入射して電子と正孔が生成され、その電荷が
移動して電極に収集される時間の和に依存する。

【００８７】また、第２のウィンドウは、半導体センサ
２が直接放射線を吸収することにより出力される信号パ
ルスのパルス幅の範囲を基準に設定される。このときの
信号パルスのパルス幅は、前記実施の形態１でも述べた
ように半導体センサ２が放射線を吸収することにより生
成される電子と正孔が電極に移動して収集される時間に
依存する。このようなことからシンチレータ１で検知し
た放射線の信号パルスは、半導体センサ２で検知した放
射線の信号パルスよりパルス幅が大きい。従って、（第
１のウィンドウの下限）＞（第２のウィンドウの上限）
となるように設定される。また、ウィンドウの幅は、パ
ルス幅が波高値に依存して変動する要素および回路に依
存して変動する要素を包含するように設定される。

【００８８】次に動作について説明する。シンチレータ
１が放射線を検知したときにパルス増幅器３からノード
Ａへ出力されたアナログ信号パルスは、そのパルス幅が
パルス幅分析器２５の第１のウィンドウにより分析され
識別され、この結果、ノードＢ１へＨｉｇｈレベルのデ
ィジタルパルスが出力される。一方、第１のシングルチ
ャネル波高分析器２３では、ノードＡへ出力されたアナ
ログ信号パルスの波高値を低エネルギーレベルに対応し
たウィンドウで分析し識別し、この結果、ノードＩへＨ
ｉｇｈレベルのディジタルパルスが出力される。第１の
ゲート回路１７は、ノードＩへ出力されたＨｉｇｈレベ
ルのディジタルパルスとノードＢ１へ出力されたＨｉｇ
ｈレベルのディジタルパルスとの論理積演算結果をノー
ドＪへ出力し、第１のカウンタ１９はシンチレータ１が
検知した放射線についての計数を行う。

【００８９】また、半導体センサ２が放射線を直接検知
した場合には、パルス増幅器３からノードＡへ出力され
たアナログ信号パルスは、パルス幅分析器２５の第２の
ウィンドウにより、そのパルス幅から半導体センサ２が
放射線を直接検知したときのアナログ信号パルスと分析
され識別され、この結果、ノードＢ２へＨｉｇｈレベル
のディジタルパルスが出力される。一方、第２のシング
ルチャネル波高分析器２４では、ノードＡへ出力された
前記アナログ信号パルスの波高値を、高エネルギーレベ
ルに対応したウィンドウで分析し識別し、この結果、ノ
ードＭへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスが出力され
る。第２のゲート回路１８は、ノードＭへ出力されたＨ
ｉｇｈレベルのディジタルパルスとノードＢ２へ出力さ
れたＨｉｇｈレベルのディジタルパルスとの論理積演算
結果をノードＮへ出力し、第２のカウンタ２０は半導体
センサ２が直接検知した放射線についての計数を行う。

【００９０】この結果、パルス幅分析器２５でパルス幅
を分析することにより、半導体センサ２が直接放射線を
検知したときの信号とシンチレータ１を介して間接的に
検知したときの信号の識別精度を高めることが可能であ
り、さらにパルス幅分析器２５の第１のウィンドウおよ
び第２のウィンドウにより、正規の信号よりパルス幅の
小さいものおよび大きいものをノイズとして排除できる
など、測定対象とする放射線の測定精度を向上できる放
射線モニタが得られる効果がある。また、半導体センサ
２が直接検知した放射線、およびシンチレータ１を介し
て間接的に検知した放射線などの、エネルギーの異なる
放射線を同時に測定できる放射線モニタが得られる効果
がある。

【００９１】実施の形態１０．図１４は、この実施の形
態１０の放射線モニタにおけるシンチレータ１と半導体
センサ２などからなる放射線センサ３０の構造を示す構
成図であり、図において、２６は光パルス入射窓（放射
線センサ健全性確認手段）、２７は反射材、２８は光パ
ルス発生器（放射線センサ健全性確認手段）である。シ
ンチレータ１は、半導体センサ２との接合面および光パ
ルス入射窓２６を除いて反射材２７で覆われており、反
射材２７は、シンチレータ１の蛍光を反射して半導体セ
ンサ２へ導入することが可能なように構成されている。

【００９２】遠隔テスト操作により、光パルス発生器２
８はホトダイオードを定周波数で発光させ、光パルス入
射窓２６から光パルスを入射する。これにより放射線セ
ンサ３０の健全性を容易に確認することができる。ま
た、光パルスにより発生する信号の波高が放射線の測定
エネルギー範囲外になるように光パルスの強度を設定す
ることにより、オンラインで放射線モニタの健全性を確
認できる。

【００９３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、シン
チレータと半導体センサなどから構成された放射線セン
サと、前記半導体センサの出力から生成されたアナログ
信号パルスのパルス幅をもとに放射線の検出を行いパル
ス信号を出力する放射線検出処理手段と、該放射線検出
処理手段が出力した前記パルス信号をもとに、所定の演
算処理を行い、該演算結果を表示器へ表示する信号処理
出力手段とを備えるようにしたので、前記半導体センサ
の出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス幅を
もとに測定対象とする放射線の検出を非測定対象の放射
線の検出と区別することができ、エネルギー分解能の低
下、放射線モニタの検出感度の低下を回避でき、測定精
度を向上できる効果がある。

【００９４】この発明によれば、半導体センサの出力を
もとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅とパルス
波高とから測定対象とする放射線について検出を行うよ
うに構成したので、測定対象の放射線をその波高によ
り、前記放射線のエネルギーで分別して検出でき、測定
対象の放射線のエネルギーに応じた測定が可能になり、
測定精度を向上できる効果がある。

【００９５】この発明によれば、半導体センサの出力を
もとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅の弁別結
果と、波高についての上限値と下限値とを規定するウィ
ンドウによるアナログ信号パルスの波高の分析結果とを
もとに、測定対象とする放射線について検出を行うよう
に構成したので、測定対象の放射線の波高を前記ウィン
ドウにより分析し、前記放射線のエネルギーで分別して
検出でき、対象とするエネルギーを有した放射線を前記
アナログ信号パルスのパルス幅とパルス波高から選択的
により正確に測定でき、測定精度を向上できる放射線モ
ニタが得られる効果がある。

【００９６】この発明によれば、半導体センサの出力を
もとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅により、
測定対象とする放射線について弁別を行い、当該測定対
象とする放射線についての前記アナログ信号パルスごと
の波高ピーク値を分析して出力する放射線検出処理手段
と、該放射線検出処理手段が出力した前記アナログ信号
パルスごとの波高ピーク値をもとに、前記測定対象の放
射線についてのエネルギー分布を示すデータをスペクト
ルデータとしてして求め、表示器に表示する信号処理出
力手段とを備えるように構成したので、測定対象の放射
線の波高のピーク値を分析し、前記測定対象の放射線に
ついてエネルギーごとに分別して検出でき、対象とする
放射線についてのエネルギー分布を前記アナログ信号パ
ルスのパルス幅とパルス波高から選択的により正確に測
定でき、測定精度を向上できる放射線モニタが得られる
効果がある。

【００９７】この発明によれば、半導体センサの出力を
もとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅の弁別結
果と、前記半導体センサの出力をもとに生成したアナロ
グ信号パルスのパルス波高に対し異なる波高レベル範囲
で規定されたウィンドウによる分析結果とから測定対象
とするエネルギーレベルの異なる放射線をそれぞれ検出
し、シンチレータが検知した前記エネルギーレベルの異
なる放射線に対応するパルス信号を出力する放射線検出
処理手段と、該放射線検出処理手段が出力した前記エネ
ルギーレベルの異なる放射線に対応するパルス信号をも
とに所定の演算処理を行い、前記エネルギーレベルの異
なる放射線にそれぞれ対応する演算結果を表示器へ表示
する信号処理出力手段とを備えるように構成したので、
測定対象の放射線の波高を異なる波高レベル範囲で規定
されたウィンドウにより分析することで、前記測定対象
の放射線についてエネルギーごとに分別して検出でき、
対象とする放射線のエネルギーに応じた検出を前記アナ
ログ信号パルスのパルス幅とパルス波高から選択的に正
確に測定でき、測定精度を向上できる放射線モニタが得
られる効果がある。

【００９８】この発明によれば、シンチレータが放射線
を検知することにより出力される信号パルスのパルス幅
の範囲を基準に設定された第１のウィンドウと、半導体
センサが直接放射線を吸収することにより出力される信
号パルスのパルス幅の範囲を基準に設定された第２のウ
ィンドウとをもとに分析したアナログ信号パルスのパル
ス幅と、低エネルギーレベルの放射線に対応したウィン
ドウと、高エネルギーレベルの放射線に対応したウィン
ドウとをもとに分析したアナログ信号パルスのパルス波
高とから測定対象とするエネルギーレベルの異なる放射
線をそれぞれ検出し、前記シンチレータが検知した放射
線と前記半導体センサが直接吸収した放射線に対応する
パルス信号を出力する放射線検出処理手段を備えるよう
に構成したので、半導体センサが直接放射線を検知した
ときの信号とシンチレータを介して間接的に検知したと
きの信号の識別精度を高めることが可能であり、さらに
パルス幅分析器の第１のウィンドウおよび第２のウィン
ドウにより、正規の信号よりパルス幅の小さいものおよ
び大きいものをノイズとして排除できるなど測定精度を
向上できる効果がある。

【００９９】この発明によれば、半導体センサの出力か
ら生成されたアナログ信号パルスのパルス幅を弁別し、
その弁別結果と、前記半導体センサの出力から生成され
たアナログ信号パルスのパルス波高の弁別結果とをもと
に、シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサ
が直接吸収した放射線に対応するパルス信号を出力する
放射線検出処理手段を備えるように構成したので、前記
半導体センサが低エネルギーの放射線を検知する際のバ
ックグラウンドを排除しながら、前記半導体センサが検
知した低エネルギーの放射線と前記シンチレータが検知
した高エネルギー放射線とを精度良く測定できる効果が
ある。

【０１００】この発明によれば、放射線が入射する入射
面側に配置されたシンチレータと、前記シンチレータの
裏面側に配置されている半導体センサとを備えるように
構成したので、前記半導体センサの出力から生成された
アナログ信号パルスのパルス幅やパルス波高をもとに、
エネルギー分解能の低下、放射線モニタの検出感度の低
下を回避して、測定精度を向上できる効果がある。

【０１０１】この発明によれば、放射線が入射する入射
面側に配置された半導体センサと、前記半導体センサの
裏面側に配置されているシンチレータとを備えるように
構成したので、前記半導体センサで低エネルギーの放射
線を検知したときのバックグラウンドカウントを排除で
き、低エネルギーの放射線について測定精度を向上でき
る効果がある。

【０１０２】この発明によれば、半導体センサの検知体
として化合物半導体を使用するように構成したので、低
エネルギーの放射線を高い感度で高精度で側定できる効
果がある。

【０１０３】この発明によれば、半導体センサの検知体
としてＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅを使用するように構
成したので、低エネルギーの放射線を高い感度で高精度
で側定できる効果がある。

【０１０４】この発明によれば、半導体センサとシンチ
レータなどから構成される放射線センサの健全性を確認
するための放射線センサ健全性確認手段を備えるように
構成したので、欠側を発生させずに放射線センサの健全
性を容易に確認できる効果がある。

【０１０５】この発明によれば、シンチレータに設けら
れ、光パルスを入射するための光パルス入射窓と、該光
パルス入射窓へ前記光パルスを入射する光パルス発生器
とを放射線センサ健全性確認手段が備えるように構成し
たので、前記光パルス発生器により欠側を発生させずに
放射線センサの健全性を容易に確認できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１の放射線モニタの構
成を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態１の放射線モニタの各
ノードにおける信号波形図である。

【図３】この発明の実施の形態２の放射線モニタの構
成を示すブロック図である。

【図４】この発明の実施の形態２の放射線モニタの各
ノードにおける信号波形図である。

【図５】この発明の実施の形態３の放射線モニタの構
成を示すブロック図である。

【図６】この発明の実施の形態３の放射線モニタの各
ノードにおける信号波形図である。

【図７】この発明の実施の形態４の放射線モニタを説
明するためのＳｉとＣｄＴｅの光電吸収を示す特性図で
ある。

【図８】この発明の実施の形態５の放射線モニタを説
明するための半導体センサにおけるγ線の検出効率の温
度特性図である。

【図９】この発明の実施の形態６の放射線モニタの構
成を示すブロック図である。

【図１０】この発明の実施の形態６の放射線モニタの
各ノードにおける信号波形図である。

【図１１】この発明の実施の形態７の放射線モニタの
構成を示すブロック図である。

【図１２】この発明の実施の形態８の放射線モニタの
構成を示すブロック図である。

【図１３】この発明の実施の形態９の放射線モニタの
構成を示すブロック図である。

【図１４】この発明の実施の形態１０の放射線モニタ
における放射線センサの構造を示す構成図である。

【図１５】従来の放射線モニタの構成を示すブロック
図である。

【図１６】従来の放射線モニタにおける半導体センサ
の構造を示す模式図である。

【符号の説明】

１シンチレータ（放射線センサ）、２半導体センサ
（放射線センサ）、４波高弁別器（放射線検出処理手
段）、５カウンタ（信号処理出力手段）、６演算器
（信号処理出力手段）、８表示器、１２パルス幅弁別
器（放射線検出処理手段）、１３ゲート回路（放射線
検出処理手段）、１４第１の波高弁別器（放射線検出
処理手段）、１５第２の波高弁別器（放射線検出処理
手段）、１６反転回路（放射線検出処理手段）、１９
第１のカウンタ（信号処理出力手段）、２０第２の
カウンタ（信号処理出力手段）、２１シングルチャネ
ル波高分析器（放射線検出処理手段）、２２マルチチ
ャネル波高分析器（放射線検出処理手段）、２３第１
のシングルチャネル波高分析器（放射線検出処理手
段）、２４第２のシングルチャネル波高分析器（放射
線検出処理手段）、２５パルス幅分析器（放射線検出処
理手段）、２６光パルス入射窓（放射線センサ健全性
確認手段）、２８光パルス発生器（放射線センサ健全
性確認手段）、３０放射線センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シンチレータと半導体センサなどから構
成された放射線センサと、前記半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パ
ルスのパルス幅をもとに放射線の検出を行いパルス信号
を出力する放射線検出処理手段と、該放射線検出処理手段が出力した前記パルス信号をもと
に、所定の演算処理を行い、該演算結果を表示器へ表示
する信号処理出力手段と、を備えた放射線モニタ。
【請求項２】放射線検出処理手段は、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パル
スのパルス幅とパルス波高とから測定対象とする放射線
について検出を行うことを特徴とする請求項１記載の放
射線モニタ。
【請求項３】放射線検出処理手段は、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パル
スのパルス幅の弁別結果と、波高についての上限値と下
限値とを規定するウィンドウによるアナログ信号パルス
の波高の分析結果とをもとに、測定対象とする放射線に
ついて検出を行うことを特徴とする請求項２記載の放射
線モニタ。
【請求項４】放射線検出処理手段は、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パル
スのパルス幅により、測定対象とする放射線について弁
別を行い、当該測定対象とする放射線についての前記ア
ナログ信号パルスごとの波高ピーク値を分析して出力
し、信号処理出力手段は、前記放射線検出処理手段が出力した前記アナログ信号パ
ルスごとの波高ピーク値をもとに、前記測定対象とする
放射線についてのエネルギー分布を示すデータをスペク
トルデータとしてして求め、表示器に表示することを特
徴とする請求項３記載の放射線モニタ。
【請求項５】放射線検出処理手段は、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パル
スのパルス幅の弁別結果と、前記半導体センサの出力を
もとに生成したアナログ信号パルスのパルス波高に対し
異なる波高レベル範囲で規定されたウィンドウによる分
析結果とから測定対象とするエネルギーレベルの異なる
放射線をそれぞれ検出し、シンチレータが検知した前記
エネルギーレベルの異なる放射線に対応するパルス信号
を出力し、信号処理出力手段は、前記放射線検出処理手段が出力した前記エネルギーレベ
ルの異なる放射線に対応するパルス信号をもとに所定の
演算処理を行い、前記エネルギーレベルの異なる放射線
にそれぞれ対応する演算結果を表示器へ表示することを
特徴とする請求項２記載の放射線モニタ。
【請求項６】放射線検出処理手段は、シンチレータが放射線を検知することにより出力される
信号パルスのパルス幅の範囲を基準に設定された第１の
ウィンドウと、半導体センサが直接放射線を吸収するこ
とにより出力される信号パルスのパルス幅の範囲を基準
に設定された第２のウィンドウとをもとに分析したアナ
ログ信号パルスのパルス幅と、低エネルギーレベルの放
射線に対応したウィンドウと、高エネルギーレベルの放
射線に対応したウィンドウとをもとに分析したアナログ
信号パルスのパルス波高とから測定対象とするエネルギ
ーレベルの異なる放射線をそれぞれ検出し、前記シンチ
レータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収
した放射線に対応するパルス信号を出力し、信号処理出力手段は、前記放射線検出処理手段の出力した前記シンチレータが
検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射
線に対応するパルス信号をもとに所定の演算処理を行
い、前記シンチレータが検知した放射線と前記半導体セ
ンサが直接吸収した放射線にそれぞれ対応する演算結果
を表示器へ表示することを特徴とする請求項２記載の放
射線モニタ。
【請求項７】放射線検出処理手段は、前記半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パ
ルスのパルス幅を弁別し、その弁別結果と、前記半導体
センサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパル
ス波高の弁別結果とをもとに、シンチレータが検知した
放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線に対応
するパルス信号を出力し、信号処理出力手段は、前記放射線検出処理手段の出力した前記シンチレータが
検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射
線に対応するパルス信号をもとに所定の演算処理を行
い、該演算結果を表示器へ表示することを特徴とする請
求項２記載の放射線モニタ。
【請求項８】シンチレータは放射線が入射する入射面
側に配置され、半導体センサは前記シンチレータの裏面
側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求
項７のうちのいずれか１項記載の放射線モニタ。
【請求項９】半導体センサは放射線が入射する入射面
側に配置され、シンチレータは前記半導体センサの裏面
側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求
項７のうちのいずれか１項記載の放射線モニタ。
【請求項１０】半導体センサの検知体として化合物半
導体を使用したことを特徴とする請求項１から請求項９
のうちのいずれか１項記載の放射線モニタ。
【請求項１１】半導体センサの検知体としてＣｄＴｅ
またはＣｄＺｎＴｅを使用したことを特徴とする請求項
１０記載の放射線モニタ。
【請求項１２】半導体センサとシンチレータなどから
構成される放射線センサの健全性を確認するための放射
線センサ健全性確認手段を備えていることを特徴とする
請求項１から請求項１１のうちのいずれか１項記載の放
射線モニタ。
【請求項１３】放射線センサ健全性確認手段は、シンチレータに設けられ、光パルスが入射される光パル
ス入射窓と、該光パルス入射窓へ前記光パルスを入射する光パルス発
生器とを備えたことを特徴とする請求項１２記載の放射
線モニタ。