JP2001311780A - 中性子線測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境γ線測定の設備を利用して環境中性子線
測定を行ない、既存設備の大幅な改造や多大なコストを
かけることなく、原子力関連施設の臨界事象発生にかか
わる環境中性子線およびその他の原因に起因する環境中
性子線の検出および測定を可能とする中性子測定装置を
提供すること。 【解決手段】 ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータに中性子線が
入射して（ｎ、γ）反応により放射化されたときに放出
されるβ線またはγ線をＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータによ
りシンチレーション検出する。シンチレーション検出さ
れたβ線またはγ線をバックグラウンドのγ線の水準と
比較して、比較された結果を報知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空間中性子線を測
定する中性子線測定装置に係り、特に、原子力関連施設
周辺の空間放射線の測定・監視を行いかつ原子力関連施
設での臨界事象をも検出可能な中性子線測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、原子力関連施設内の臨界事象の検
出、特に即発臨界事象の検出のためには、この検出専用
の装置が使用されている。また、環境放射線の監視のた
めには、３-Ｈｅおよび１０-Ｂ等を使用した中性子線量
当量測定装置を設置・利用することが可能であるもの
の、臨界事象の継続性に関する知見が全くなかったこと
から設置してもその有用性があまりないためほとんど設
置されていない。したがって、原子力関連施設の臨界事
象発生にかかわる環境中性子線の検出および測定はほと
んど実施されていないのが現状である。

【０００３】ここで、中性子線ではないが環境放射線を
測定する設備の例について、図１４を参照して説明す
る。ここでは、環境放射線としてγ線を例に挙げる。

【０００４】この測定設備は、低線量当量測定系とし
て、同図（ａ）に示すように、低線量当量領域のγ線を
検出するＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器１、検出
器１に高電圧を印加する高圧電源回路８、検出器１の出
力信号の波形整形および増幅を行う波形整形・前置増幅
回路２、波形整形・前置増幅回路２からのパルス信号を
信号処理しやすいようにさらに信号増幅を行う線形増幅
回路３、この測定系の１つ目の信号処理経路である、線
形増幅回路３からのパルスの波高により線量当量率に変
換しそれに応じた周波数を発生する線量変換回路４およ
びその周波数パルスを計数し計数率演算を実施する第１
のパルス計数・レート演算回路５、この測定系の２つ目
の信号処理経路である、線形増幅回路３からのパルスの
ある波高領域だけを弁別し出力する波高弁別回路６およ
びその弁別されたパルス信号を計数し計数率演算を実施
する第２のパルス計数・レート演算回路７とを有する。
１つ目の信号処理経路は、線量当量率（生物学的効果と
しての尺度）を求めるための処理であり、２つ目の信号
処理経路は、検出された放射線からその核種を分析する
ための処理である。

【０００５】また、高線量当量測定系として、同図
（ｂ）に示すように、高線量当量領域のγ線を検出する
電離箱検出器９、検出器９に高電圧を印加する高圧電源
回路１３、検出器９からの電流出力を増幅する前置増幅
回路１０、その電流を電流レベルに応じて周波数変換し
ロジックパルスにて出力する電流／周波数変換回路１
１、そのパルス信号を計数し計数率演算を実施するパル
ス計数・レート演算回路１２とを有する。

【０００６】これらにより、環境空間γ線を測定可能と
するものである。

【０００７】このような設備による環境空間γ線測定
は、広く行われている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、環境
中性子線の検出、特に原子力関連施設の臨界事象発生に
かかわる環境中性子線の検出および測定はほとんど実施
されていないのが現状である。しかしながら、このよう
な測定は臨界事象発生との関係で重要である。

【０００９】また、中性子線ではないが環境空間γ線を
測定する設備については、広く供用されている。

【００１０】本発明は、これらの状況を考慮してなされ
たものである。

【００１１】すなわち、本発明は、環境γ線測定の設備
を利用して環境中性子線測定を行ない、既存設備の大幅
な改造や多大なコストをかけることなく、原子力関連施
設の臨界事象発生にかかわる環境中性子線およびその他
の原因に起因する環境中性子線の検出および測定を可能
とする中性子測定装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、前記Ｎａ
Ｉ(Ｔｌ)シンチレータに中性子線が入射して（ｎ、γ）
反応により放射化されたときに放出されるβ線またはγ
線を前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータによりシンチレーシ
ョン検出する手段と、前記シンチレーション検出された
β線またはγ線をバックグラウンドのγ線の水準と比較
する手段と、前記比較された結果を報知する手段とを有
することを特徴とする。

【００１３】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータは、通常、γ線
を検出するものであるが、これを中性子線検出にも転用
する。ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータに熱中性子が入射する
とＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータを構成する元素に放射化が
起こり、（ｎ、γ）反応によりβ線またはγ線が放出さ
れる。この放出されたβ線またはγ線でＮａＩ(Ｔｌ)シ
ンチレータによりシンチレーション検出し、検出された
β線またはγ線をバックグラウンドのγ線の水準と比較
する。この比較により、中性子線の入射を定量的に知る
ことができ、例えば、２３５−Ｕや２３９−Ｐｕなどの
核燃料物質による臨界事象を検出することが可能とな
る。

【００１４】また、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、前記
ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータに中性子線が入射して１２７
−Ｉが放射化されたときに放出される約４４３ｋｅＶの
γ線を前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータによりシンチレー
ション検出する手段と、前記シンチレーション検出され
たγ線に対応するパルスを分離計数する手段と、前記分
離計数されたパルスをバックグラウンドのγ線に対応す
るパルスの水準と比較する手段と、前記比較された結果
を報知する手段とを有することを特徴とする。

【００１５】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータを構成する元素
のうち特に１２７−Ｉに注目し、この放射化により放出
されるγ線の検出と、検出されたγ線に相当するパルス
の分離と、分離されたパルスの計数とを行う。これによ
り中性子線の入射を定量的に知ることができる。

【００１６】また、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、前記
ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータに中性子線が入射して２４−
Ｎａが放射化されたときに放出されるγ線のうち約２．
７ＭｅＶのγ線を前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータにより
シンチレーション検出する手段と、前記シンチレーショ
ン検出されたγ線に対応するパルスを分離計数する手段
と、前記分離計数されたパルスをバックグラウンドのγ
線およびβ線に対応するパルスの水準と比較する手段
と、前記比較された結果を報知する手段とを有すること
を特徴とする。

【００１７】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータを構成する元素
のうち特に２３−Ｎａに注目し、この放射化により放出
されるγ線の検出と、検出されたγ線に相当するパルス
の分離と、分離されたパルスの計数とを行う。この検出
・測定系では、コンプトン散乱や他の核種に起因するγ
線およびβ線とは明確な選別が可能となり、２３−Ｎａ
の放射化の正確な定量化により高精度で入射の中性子線
量を知ることができる。

【００１８】また、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、前記
ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの周囲を覆う１９７−Ａｕを
含むカバーと、前記１９７−Ａｕに中性子線が入射して
（ｎ、γ）反応により放射化されたときに放出される約
４１１ｋｅＶのγ線を前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータに
よりシンチレーション検出する手段と、前記シンチレー
ション検出されたγ線に対応するパルスを分離計数する
手段と、前記分離計数された結果を報知する手段とを有
することを特徴とする。

【００１９】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの周囲を覆う１
９７−Ａｕにより、熱中性子吸収が高頻度で発生し、か
つ放射化後の半減期が比較的短いことから（ｎ、γ）反
応により放出されるγ線を効率よく検出することができ
る。１９７−Ａｕは、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの中性
子線からのダメージを大きく軽減する機能も有する。こ
れらにより、中性子線の入射を定量的に知ることができ
る。

【００２０】また、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、前記
ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの表面に塗布または蒸着され
た６−Ｌｉを含む材料と、前記６−Ｌｉに中性子線が入
射して（ｎ、α）反応により放射化されたときに放出さ
れる約２．０６ＭｅＶのα線を前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチ
レータによりシンチレーション検出する手段と、前記シ
ンチレーション検出されたα線に対応するパルスを分離
計数する手段と、前記分離計数された結果を報知する手
段とを有することを特徴とする。

【００２１】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの周囲を覆う６
−Ｌｉにより、熱中性子吸収が高頻度で発生し、（ｎ、
α）反応により放出されるα線を効率よくシンチレーシ
ョン検出することができる。６−Ｌｉは、ＮａＩ(Ｔｌ)
シンチレータの中性子線からのダメージを大きく軽減す
る機能も有する。これらにより、中性子線の入射を定量
的に知ることができる。

【００２２】また、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、前記
ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの表面に塗布または蒸着され
た１０−Ｂを含む材料と、前記１０−Ｂに中性子線が入
射して（ｎ、α）反応により放射化されたときに放出さ
れる約２．７９ＭｅＶのα線を前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチ
レータによりシンチレーション検出する手段と、前記シ
ンチレーション検出されたα線に対応するパルスを分離
計数する手段と、前記分離計数された結果を報知する手
段とを有することを特徴とする。

【００２３】上記の６−Ｌｉに代えて、より熱中性子吸
収断面積が大きい１０−Ｂを用いることで効率的にα線
の発生・検出を行い、かつ、そのα線のエネルギレベル
が比較的高いので対応するパルスの分離計数が高精度に
行える。これらにより、中性子線の入射をより高精度に
知ることができる。

【００２４】また、電離箱と、前記電離箱の内面に塗布
または蒸着された１０−Ｂを含む材料と、前記１０−Ｂ
に中性子線が入射して（ｎ、α）反応により放射化され
たときに放出されるα線に起因する前記電離箱の電極電
流を検出する手段と、前記検出された電流に基づいて前
記中性子線の検出を報知する手段とを有することを特徴
とする。

【００２５】１０−Ｂに中性子線が入射して（ｎ、α）
反応により放射化されたときに放出されるα線により、
通常に比較し電離箱においてガス電離が飛躍的に増加す
る（この場合、実際には、α線に加えて電離箱中を移動
する７−Ｌｉによる電離作用も生ずる。）。このガス電
離による、電離箱の電極電流を検出することで中性子線
の入射を定量的に知ることができる。

【００２６】また、電離箱と、前記電離箱の内面に塗布
または蒸着された６−Ｌｉを含む材料と、前記６−Ｌｉ
に中性子線が入射して（ｎ、α）反応により放射化され
たときに放出されるα線に起因する前記電離箱の電極電
流を検出する手段と、前記検出された電流に基づいて前
記中性子線の検出を報知する手段とを有することを特徴
とする。

【００２７】６−Ｌｉに中性子線が入射して（ｎ、α）
反応により放射化されたときに放出されるα線により、
通常に比較し電離箱においてガス電離が飛躍的に増加す
る（この場合、実際には、α線に加えて電離箱中を移動
する３−Ｈによる電離作用も生ずる。）。このガス電離
による、電離箱の電極電流を検出することで中性子線の
入射を定量的に知ることができる。

【００２８】また、電離箱と、前記電離箱の内面に塗布
または蒸着された１７８−Ｈｆを含む材料と、前記１７
８−Ｈｆに中性子線が入射して（ｎ、γ）反応により放
射化されたときに放出されるγ線に起因する前記電離箱
の電極電流を検出する手段と、前記検出された電流に基
づいて前記中性子線の検出を報知する手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００２９】１７８−Ｈｆに中性子線が入射して（ｎ、
γ）反応により放射化されたときに放出されるγ線によ
り、通常に比較し電離箱においてガス電離が飛躍的に増
加する。このガス電離による、電離箱の電極電流を検出
することで中性子線の入射を定量的に知ることができ
る。ここで、１７８−Ｈｆは、熱中性子吸収断面積が比
較的大きく、また、放射化後の半減期が比較的短いこと
からγ線の放出が大きい。

【００３０】したがって、このような中性子線の検出・
測定に好都合である。

【００３１】また、電離箱と、前記電離箱の内面に塗布
または蒸着された１９７−Ａｕを含む材料と、前記１９
７−Ａｕに中性子線が入射して（ｎ、γ）反応により放
射化されたときに放出されるγ線に起因する前記電離箱
の電極電流を検出する手段と、前記検出された電流に基
づいて前記中性子線の検出を報知する手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００３２】上記の１７８−Ｈｆに代えて、１９７−Ａ
ｕを用いてもほぼ同様の作用・効果を奏する。

【００３３】また、請求項１ないし６のいずれか１項に
記載の第１の構成と、請求項７ないし１０のいずれか１
項に記載の第２の構成と、前記第１の構成による報知結
果と前記第２の構成による報知結果とを比較する手段
と、前記比較された結果により検出された線種を判断す
る手段とを有することを特徴とする。

【００３４】γ線が入射した場合と中性子線が入射した
場合とで２つの測定系に相対的に違いが生じる限りにお
いては、その違いをあらかじめ記憶等しておくことで、
２つの測定系の実際の測定結果を比較し、比較された結
果をその記憶等された情報に参照することにより、もと
もとの線種を判定することが原理的に可能である。これ
ら２つの測定系は、測定のため用いる原理が異なり、こ
のためγ線が入射した場合と中性子線が入射した場合と
で２つの測定系に相対的に違いが生じる。そこで、２つ
の測定系の測定結果の違いをみることで、検出された線
種の判断する。

【００３５】また、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、前記
ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの周囲を覆うＬｉガラスシン
チレータと、前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータにγ線が入
射して発する光および前記Ｌｉガラスシンチレータに中
性子線が入射して発する光をシンチレーション検出する
手段と、前記シンチレーション検出されたγ線および中
性子線に対応するパルスを互いに分離する手段と、前記
分離されたパルスをそれぞれ計数する手段と、前記計数
された結果をそれぞれ報知する手段とを有することを特
徴とする。

【００３６】シンチレータをγ線用、中性子線用と用意
し、それらの発光によりシンチレーション検出する。Ｎ
ａＩ(Ｔｌ)シンチレータとＬｉガラスシンチレータとで
は、発光量に差があり、シンチレーション検出されて得
られるパルスの波高が異なってくる。この違いを識別す
るよう波高弁別がなされ、その後の信号処理がなされ
る。これにより、γ線、中性子線ともに同時に検出・測
定が可能となる。

【００３７】また、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、前記
ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの周囲を覆うプラスチックシ
ンチレータと、前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータにγ線が
入射して発する光および前記プラスチックシンチレータ
に中性子線が入射して発する光をシンチレーション検出
する手段と、前記シンチレーション検出されたγ線およ
び中性子線に対応するパルスを互いに分離する手段と、
前記分離されたパルスをそれぞれ計数する手段と、前記
計数された結果をそれぞれ報知する手段とを有すること
を特徴とする。

【００３８】上記のＬｉガラスシンチレータに代えてプ
ラスチックシンチレータを用いる場合も同様の作用・効
果を得ることができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。

【００４０】（第１の実施の形態）図１は、本発明によ
る第１の実施形態を示す中性子線測定装置のブロック構
成図である。同図に示すように、この中性子線測定装置
は、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器１、波形整形
・前置増幅回路２、線形増幅回路３、線量変換回路４、
第１のパルス計数・レート演算回路５、波高弁別回路
６、第２のパルス計数・レート演算回路７、高圧電源回
路８、ディスクリミネータ回路１４、第３のパルス計数
・レート演算回路１５、および警報発生回路１６を有す
る。

【００４１】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器１
は、シンチレータ（発光物質）として、タリウム（Ｔ
ｌ）をドープしたヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）結晶を用
いた、入射した放射線により発っせられた光を電気信号
に変換する放射線検出器であり、得られた電気信号を波
形整形・前置増幅回路２に供給する。

【００４２】波形整形・前置増幅回路２は、ＮａＩ(Ｔ
ｌ)シンチレーション検出器１から供給された電気信号
を波形整形し、以後の信号処理に都合よいレベルまで増
幅する。増幅された信号は、線形増幅回路３に供給され
る。

【００４３】線形増幅回路３は、波形整形・前置増幅回
路２から供給された信号をさらに線形増幅する。線形増
幅された信号は、線量変換回路４、波高弁別回路６、お
よびディスクリミネータ回路１４に供給される。

【００４４】線量変換回路４は、線形増幅回路３の出力
であるパルスの波高を線量当量率に応じた周波数に変換
する。線量当量率に応じた周波数の信号は第１のパルス
計数・レート演算回路５に供給される。

【００４５】第１のパルス計数・レート演算回路５は、
線量変換回路４から供給された、線量当量率に応じた周
波数の信号をパルス計数し計数率演算を実施する。

【００４６】波高弁別回路６は、線形増幅回路３の出力
であるパルスのうちある波高の範囲のものだけを弁別し
出力する。弁別されたパルスは、第２のパルス計数・レ
ート演算回路７に供給される。

【００４７】第２のパルス計数・レート演算回路７は、
波高弁別回路６から供給されたパルスを計数し計数率演
算を実施する。

【００４８】高圧電源回路８は、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレ
ーション検出器１を動作させるため、これに高電圧を供
給する。

【００４９】ディスクリミネータ回路１４は、線形増幅
回路３の出力であるパルスのうちこの回路以降において
ノイズレベルとみなすパルスを除去する。ノイズレベル
のパルスが除去された信号は、第３のパルス計数・レー
ト演算回路１５に供給される。

【００５０】第３のパルス計数・レート演算回路１５
は、ディスクリミネータ回路１４から供給されたパルス
を計数し計数率演算を実施する。演算結果は、警報発生
回路１６に供給される。

【００５１】警報発生回路１６は、第３のパルス計数・
レート演算回路１５から供給された演算結果により外部
に警報すべき事象を知らせる。

【００５２】次に、この実施形態の動作について説明す
る。

【００５３】この構成は、ディスクリミネータ回路１
４、第３のパルス計数・レート演算回路１５、および警
報発生回路１６を新たに有することが、上記の従来技術
（図１４）で説明したγ線測定設備と異なるところであ
る。すなわち、これらの新たな要素により中性子検出系
を構成したものである。

【００５４】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器１、
波形整形・前置増幅回路２、線形増幅回路３、線量変換
回路４、第１のパルス計数・レート演算回路５、波高弁
別回路６、第２のパルス計数・レート演算回路７、およ
び高圧電源回路８による動作については従来例（図１
４）の説明と同様である。これらにより、低線量当量領
域のγ線の測定がなされる。

【００５５】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器１、
波形整形・前置増幅回路２、線形増幅回路３、高圧電源
回路８、ディスクリミネータ回路１４、第３のパルス計
数・レート演算回路１５、および警報発生回路１６によ
る中性子検出について説明する。

【００５６】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器１に
中性子線が入射すると、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション
検出器１のシンチレータ中の元素に放射化が起こる。こ
こで放射化とは中性子の衝突により放射性核種が生ずる
ことをいう。中性子線の衝突により生じた放射性核種
は、γ線、β線を放出する。したがって、ＮａＩ(Ｔｌ)
シンチレーション検出器１のシンチレータＮａＩ(Ｔｌ)
は、これらのγ線、β線によっても光を発し、その光に
対応する電気信号をＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出
器１は出力する。

【００５７】この出力を波形整形・前置増幅回路２、線
形増幅回路３、および高圧電源回路８を用いて前述の通
常のγ線測定と同様に処理する。線形増幅回路３の出力
は、線量変換回路４、波高弁別回路６へ供給されるとと
もに、新たにディスクリミネータ回路１４にも供給され
る。

【００５８】ディスクリミネータ回路１４では、中性子
検出系としてノイズレベルとみなせる例えば４００ｋｅ
Ｖ以下に相当するパルスを除去する。このようなパルス
除去された信号が、第３のパルス計数・レート演算回路
１５に供給される。このようなパルス除去は、結果とし
てバックグラウンドのγ線の水準と比較することに相当
する。

【００５９】これにより、第３のパルス計数・レート演
算回路１５は、ディスクリミネータ回路１４から供給さ
れたパルスを計数し計数率演算し、放射線増加を検出す
ることができる。この増加が中性子線の増加に相当する
ので、さらに、第３のパルス計数・レート演算回路１５
の演算結果いかんによっては、警報発生回路１６で警報
を発することができる。

【００６０】以上説明のように、この実施形態により既
存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることなく、
原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性子線
およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出およ
び測定が可能となる。

【００６１】（第２の実施の形態）次に、上記の実施形
態とは異なる本発明による実施の形態について図２を参
照して説明する。同図は、本発明による第２の実施形態
を示す中性子線測定装置のブロック構成図（同図
（ａ））、およびこの測定装置で特に弁別すべき波高領
域を説明する波高対計数率のグラフ（同図（ｂ））であ
る。

【００６２】同図において、すでに説明した構成要素に
は同一番号を付しその構成・動作説明を省略し、また、
図１におけるディスクリミネータ回路１４に代えて機能
の異なるディスクリミネータ回路１７を設けてある。

【００６３】ディスクリミネータ回路１７は、図２
（ｂ）に示すような例えば４４３ｋｅＶに相当する波高
付近について弁別領域を有するもの（すなわち上下限の
ある弁別を行うもの）である。この目的は、ＮａＩ(Ｔ
ｌ)シンチレーション検出器１に中性子線が入射するこ
とにより１２７−Ｉが放射化されて放出するγ線の検出
のためである。

【００６４】すなわち、シンチレータＮａＩ(Ｔｌ)に中
性子線が衝突し１２７−Ｉが放射化される（放射化によ
り図２（ｂ）に示すように１２８−Ｉが生じる。半減期
Ｔは２５ｍｉｎである）。放射化により新たなγ線が放
出され、これによりＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出
器１は、対応する電気信号を出力する。このγ線は、約
４４３ｋｅＶに相当する波高においてピークを形成する
ものであるので、波形整形・前置増幅回路２、線形増幅
回路３を介してディスクリミネータ回路１７はその波高
領域を弁別する。このような波高弁別は、結果としてバ
ックグラウンドのγ線の水準と比較することに相当す
る。

【００６５】弁別されたパルス信号は、第３のパルス計
数・レート演算回路１５に導かれ、ここで導かれたパル
スを計数し計数率演算する。さらに、第３のパルス計数
・レート演算回路１５の演算結果いかんによっては、警
報発生回路１６で警報を発することができる。

【００６６】以上説明のように、この実施形態により既
存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることなく、
原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性子線
およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出およ
び測定が可能となる。

【００６７】（第３の実施の形態）次に、上記の各実施
形態とは異なる本発明による実施の形態について図３を
参照して説明する。同図は、本発明による第３の実施形
態を示す中性子線測定装置のブロック構成図（同図
（ａ））、およびこの測定装置で特に弁別すべき波高領
域を説明する波高対計数率のグラフ（同図（ｂ））であ
る。

【００６８】同図において、すでに説明した構成要素に
は同一番号を付しその構成・動作説明を省略し、また、
図１におけるディスクリミネータ回路１４に代えて機能
の異なるディスクリミネータ回路１７を設けてあるとこ
ろは第２の実施形態と同様である。

【００６９】ただし、ディスクリミネータ回路１７の波
高弁別領域は、図３（ｂ）に示すように例えば約２．７
ＭｅＶに相当する波高付近について弁別領域を有するも
のである。この目的は、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション
検出器１に中性子線が入射することにより２３−Ｎａが
放射化されて放出するγ線の検出のためである。

【００７０】すなわち、シンチレータＮａＩ(Ｔｌ)に中
性子線が衝突し２３−Ｎａが放射化される（放射化によ
り図３（ｂ）に示すように２４−Ｎａが生じる。半減期
Ｔは１５ｈである）。放射化により新たなγ線が放出さ
れ、これによりＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器１
は、対応する電気信号を出力する。このγ線は、約２．
７ＭｅＶに相当する波高においてピークを形成するもの
であるので、波形整形・前置増幅回路２、線形増幅回路
３を介してディスクリミネータ回路１７はその波高領域
を弁別する。このような波高弁別は、結果としてバック
グラウンドのγ線の水準と比較することに相当する。

【００７１】弁別されたパルス信号は、第３のパルス計
数・レート演算回路１５に導かれ、ここで導かれたパル
スを計数し計数率演算する。さらに、第３のパルス計数
・レート演算回路１５の演算結果いかんによっては、警
報発生回路１６で警報を発することができる。

【００７２】この２．７ＭｅＶというエネルギー領域
は、バックグラウンドとしてほとんど存在しないエネル
ギー領域である。したがって発生時のその検出は感度よ
くなすことが可能である。

【００７３】以上説明のように、この実施形態により、
既存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることな
く、原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性
子線およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出
および測定を、より感度よく正確に行うことが可能とな
る。

【００７４】（第４の実施の形態）次に、上記の各実施
形態とは異なる本発明による実施の形態について図４を
参照して説明する。同図は、本発明による第４の実施形
態を示す中性子線測定装置のブロック構成図（同図
（ａ））、およびこの測定装置で用いるＮａＩ(Ｔｌ)シ
ンチレーション検出器の詳細を模式的に示す図（同図
（ｂ））である。

【００７５】同図において、すでに説明した構成要素に
は同一番号を付しその構成・動作説明を省略し、また、
図１におけるディスクリミネータ回路１４に代えて機能
の異なるディスクリミネータ回路１７を設けてあるとこ
ろは上記の第２、第３の実施形態と同様である。

【００７６】ただし、ディスクリミネータ回路１７の波
高弁別領域は、例えば約４４１ｋｅＶに相当する波高付
近について弁別領域を有するものである。この目的は、
１９７−Ａｕが放射化されて放出するγ線の検出のため
である。

【００７７】また、図１ないし図３に示したＮａＩ(Ｔ
ｌ)シンチレーション検出器１に代えてこれと構成の異
なるＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器１ａを設けて
あるところは、上記第１ないし第３の実施の形態と異な
る。

【００７８】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器１ａ
は、図４（ｂ）に示すような構成を有する。すなわち、
検出器本体４１を板状の１９７−Ａｕを有する筒状カバ
ー４２でカバーしたものである。検出器本体４１は、図
１ないし図３に示したＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検
出器１と同等のものである。

【００７９】この実施の形態においては、中性子線の入
射により１９７−Ａｕが放射化され、γ線が放出され
る。このγ線は、検出器本体４１で検出され、また、４
４１ｋｅＶ付近にピークを形成するものとなる。そこ
で、ディスクリミネータ回路１７の波高弁別領域は、例
えば約４４１ｋｅＶに相当する波高付近について弁別領
域を有するものである。

【００８０】したがって、上記の第１ないし第３の実施
形態と同様に、弁別されたパルス信号は、第３のパルス
計数・レート演算回路１５に導かれ、ここで導かれたパ
ルスを計数し計数率演算する。さらに、第３のパルス計
数・レート演算回路１５の演算結果いかんによっては、
警報発生回路１６で警報を発することができる。

【００８１】以上説明のように、この実施形態により、
既存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることな
く、原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性
子線およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出
および測定を行うことが可能となる。

【００８２】さらに、１９７−Ａｕを有する筒状カバー
４２は、入射する中性子をほとんど吸収するので、検出
器本体４１、特にそのシンチレータＮａＩ(Ｔｌ)の中性
子線によるダメージを大きく軽減することができる。こ
の軽減により、さらに、上記の環境中性子線およびその
他の原因に起因する環境中性子線の検出および測定を、
より感度よく正確に行うことができる。

【００８３】（第５の実施の形態）次に、上記の各実施
形態とは異なる本発明による実施の形態について図５を
参照して説明する。同図は、本発明による第５の実施形
態を示す中性子線測定装置のブロック構成図（同図
（ａ））、およびこの測定装置で用いるＮａＩ(Ｔｌ)シ
ンチレーション検出器の詳細を模式的に示す図（同図
（ｂ））である。

【００８４】同図において、すでに説明した構成要素に
は同一番号を付しその構成・動作説明を省略し、また、
図１におけるディスクリミネータ回路１４に代えて機能
の異なるディスクリミネータ回路１７を設けてあるとこ
ろは上記の第２、第３、および第４の実施形態と同様で
ある。

【００８５】ただし、ディスクリミネータ回路１７の波
高弁別領域は、例えば約２．０６ＭｅＶに相当する波高
付近について弁別領域を有するものである。この目的
は、６−Ｌｉが中性子と反応して放出するα線の検出の
ためである。

【００８６】また、図４に示したＮａＩ(Ｔｌ)シンチレ
ーション検出器１ａに代えてこれと構成の異なるＮａＩ
(Ｔｌ)シンチレーション検出器１ｂを設けてあるところ
が、上記第４の実施の形態と異なる。

【００８７】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器１ｂ
は、図５（ｂ）に示すような構成を有する。すなわち、
ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータ５１の外界と接する表面に
は、６−Ｌｉ化合物が塗布されており（ここで、塗布さ
れた６−Ｌｉ化合物を６−Ｌｉコンバータ５２と称す
る。）、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータ５１の後方面にはラ
イトガイド５３が配され、さらにその後方面に光電変換
を行うホトマル５４が設けられる。

【００８８】この実施の形態においては、中性子線の入
射により６−Ｌｉが反応し、α線が放出される。このα
線は、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータ５１を発光させてライ
トガイド５３を介しホトマル５４で検出され、また、
２．０６ＭｅＶ付近にピークを形成するものとなる。そ
こで、ディスクリミネータ回路１７の波高弁別領域は、
例えば約２．０６ＭｅＶに相当する波高付近について弁
別領域を有するものである。

【００８９】したがって、上記の第１ないし第４の実施
形態と同様に、弁別されたパルス信号は、第３のパルス
計数・レート演算回路１５に導かれ、ここで導かれたパ
ルスを計数し計数率演算する。さらに、第３のパルス計
数・レート演算回路１５の演算結果いかんによっては、
警報発生回路１６で警報を発することができる。

【００９０】以上説明のように、この実施形態により、
既存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることな
く、原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性
子線およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出
および測定を行うことが可能となる。

【００９１】さらに、６−Ｌｉコンバータ５２は、入射
する中性子をほとんど吸収するので、ＮａＩ(Ｔｌ)シン
チレータ５１の中性子線によるダメージを大きく軽減す
ることができる。この軽減により、さらに、上記の環境
中性子線およびその他の原因に起因する環境中性子線の
検出および測定を、より感度よく正確に行うことができ
る。

【００９２】（第６の実施の形態）次に、上記の各実施
形態とは異なる本発明による実施の形態について図６を
参照して説明する。同図は、本発明による第６の実施形
態を示す中性子線測定装置のブロック構成図（同図
（ａ））、およびこの測定装置で用いるＮａＩ(Ｔｌ)シ
ンチレーション検出器の詳細を模式的に示す図（同図
（ｂ））である。

【００９３】同図において、すでに説明した構成要素に
は同一番号を付しその構成・動作説明を省略し、また、
図１におけるディスクリミネータ回路１４に代えて機能
の異なるディスクリミネータ回路１７を設けてあるとこ
ろは上記の第２、第３、第４、および第５の実施形態と
同様である。

【００９４】ただし、ディスクリミネータ回路１７の波
高弁別領域は、例えば約２．７９ＭｅＶに相当する波高
付近について弁別領域を有するものである。この目的
は、１０−Ｂが中性子と反応して放出するα線の検出の
ためである。

【００９５】また、図５に示したＮａＩ(Ｔｌ)シンチレ
ーション検出器１ｂに代えてこれと構成の異なるＮａＩ
(Ｔｌ)シンチレーション検出器１ｃを設けてあるところ
が、上記第５の実施の形態と異なる。

【００９６】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器１ｃ
は、図６（ｂ）に示すような構成を有する。すなわち、
ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータ６１の外界と接する表面に
は、１０−Ｂ化合物が塗布されており（ここで、塗布さ
れた１０−Ｂ化合物を１０−Ｂコンバータ６２と称す
る。）、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータ６１の後方面にはラ
イトガイド６３が配され、さらにその後方面に光電変換
を行うホトマル６４が設けられる。

【００９７】この実施の形態においては、中性子線の入
射により１０−Ｂが反応し、α線が放出される。このα
線は、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータ６１を発光させてライ
トガイド６３を介しホトマル６４で検出され、また、
２．７９ＭｅＶ付近にピークを形成するものとなる。そ
こで、ディスクリミネータ回路１７の波高弁別領域は、
例えば約２．７９ＭｅＶに相当する波高付近について弁
別領域を有するものである。

【００９８】したがって、上記の第１ないし第５の実施
形態と同様に、弁別されたパルス信号は、第３のパルス
計数・レート演算回路１５に導かれ、ここで導かれたパ
ルスを計数し計数率演算する。さらに、第３のパルス計
数・レート演算回路１５の演算結果いかんによっては、
警報発生回路１６で警報を発することができる。

【００９９】以上説明のように、この実施形態により、
既存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることな
く、原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性
子線およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出
および測定を行うことが可能となる。

【０１００】さらに、１０−Ｂコンバータ６２は、入射
する中性子をほとんど吸収するので、ＮａＩ(Ｔｌ)シン
チレータ６１の中性子線によるダメージを大きく軽減す
ることができる。この軽減により、さらに、上記の環境
中性子線およびその他の原因に起因する環境中性子線の
検出および測定を、より感度よく正確に行うことができ
る。

【０１０１】（第７の実施の形態）次に、上記の各実施
形態とは異なる本発明による実施の形態について図７を
参照して説明する。同図は、本発明による第７の実施形
態を示す中性子線測定装置（低線量当量測定系）のブロ
ック構成図（同図（ａ））、中性子線測定装置（高線量
当量測定系）のブロック構成図（同図（ｂ））、および
この測定装置で用いる電離箱検出器の詳細を模式的に示
す図（同図（ｃ））である。

【０１０２】同図において、すでに説明した構成要素に
は同一番号を付しその構成・動作説明を省略する。ま
た、同図（ａ）に示す構成は、図１４（ａ）で説明した
従来のγ線測定設備と全く同様であるので、従来の設備
を改造する必要なくそのまま用いることが可能という意
味で点線で示す。ただし、この図７（ａ）に示す構成に
代えて、上記第２から第６の実施形態で説明した図２な
いし図６に示す構成を用いても差し支えない。

【０１０３】図７（ｂ）に示すように、この実施形態に
おける高線量当量測定系は、電離箱検出器９ａ、前置増
幅器１０、電流／周波数変換回路１１、パルス計数・レ
ート演算回路１２、高圧電源回路１３、警報発生回路１
８を有する。

【０１０４】電離箱検出器９ａは、放射線が箱内部の物
質（ガス）を電離して作る電子、イオンを電極に集めて
電流に変換し放射線を検出・測定するものであり、検出
された電流出力を前置増幅器１０に供給する。この際、
電離箱検出器９ａの内面には１０−Ｂ化合物が蒸着また
は塗布されており中性子線に対して感度を有する。

【０１０５】前置増幅器１０は、電離箱検出器９ａから
の電流出力を、以降の信号処理に都合よいレベルまで増
幅する。増幅された電流信号は、電流／周波数変換回路
１１に供給される。

【０１０６】電流／周波数変換回路１１は、供給された
電流信号を周波数に変換しロジックパルスで出力する。
出力されたロジックパルスは、パルス計数・レート演算
回路１２に供給される。

【０１０７】パルス計数・レート演算回路１２は、供給
されたロジックパルスを計数し計数率演算を実施する。
演算された結果は警報発生回路１８に導かれる。

【０１０８】高圧電源回路１３は、電離箱検出器９ａを
動作させるべくこれに高電圧を供給する。

【０１０９】警報発生回路１８は、導かれたパルス計数
・レート演算回路１２の演算結果により、外部に警報す
べき事象を知らせる。

【０１１０】また、図７（ｃ）に示すように、電離箱検
出器９ａは球状の電離箱７２を有し、その内面７１には
１０−Ｂ化合物が塗布（蒸着でもよい。）されている。

【０１１１】次に、この実施形態の動作について説明す
る。

【０１１２】この構成においては、特徴として、図１４
（ｂ）に示した電離箱検出器９に代えて、電離箱の内面
に１０−Ｂ化合物を蒸着させた電離箱検出器９ａを用い
る。また、第３のパルス計数・レート演算回路３の出力
側には警報発生回路１８を設ける。これらにより、中性
子線の検出・測定、および警報発生をも可能としたもの
である。

【０１１３】すなわち、図１４（ｂ）において説明した
ように従来の測定がなされるとともに、電離箱検出器９
ａが中性子線に対しても感度を有するので、中性子線を
検知した場合にもこれに対応する電流出力が電離箱検出
器９ａに得られる。

【０１１４】つまり、１０−Ｂに中性子線が入射して
（ｎ、α）反応により放射化されたときに放出されるα
線により、通常に比較し電離箱においてガス電離が飛躍
的に増加する（この場合、実際には、α線に加えて電離
箱中を移動する７−Ｌｉによる電離作用も生ずる。）。
このガス電離により、電離箱の電極電流を検出すること
ができる。

【０１１５】したがって、得られた電流出力を、前置増
幅器１０、電流／周波数変換回路１１、パルス計数・レ
ート演算回路１２と信号処理することで、その演算結果
いかんによっては、警報発生回路１８で中性子検出の警
報を発することができる。

【０１１６】以上説明のように、この実施形態により既
存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることなく、
原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性子線
およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出およ
び測定が可能となる。

【０１１７】特に、この実施形態における中性子線測定
装置は、比較的、中性子束密度の高い場合に好適であ
り、その密度が比較的高い場合でも窒息現象（測定リニ
アリティの劣化）が生じない。

【０１１８】（第８の実施の形態）次に、上記の各実施
形態とは異なる本発明による実施の形態について図８を
参照して説明する。同図は、本発明による第８の実施形
態を示す中性子線測定装置（低線量当量測定系）のブロ
ック構成図（同図（ａ））、中性子線測定装置（高線量
当量測定系）のブロック構成図（同図（ｂ））、および
この測定装置で用いる電離箱検出器の詳細を模式的に示
す図（同図（ｃ））である。

【０１１９】同図において、すでに説明した構成要素に
は同一番号を付しその構成・動作説明を省略する。ま
た、同図（ａ）に示す構成は、図１４（ａ）で説明した
従来のγ線測定設備と全く同様であるので、従来の設備
を改造する必要なくそのまま用いることが可能という意
味で点線で示す。ただし、この図８（ａ）に示す構成に
代えて、上記第２から第６の実施形態で説明した図２な
いし図６に示す構成を用いても全く差し支えない。この
点は、上記の第７の実施形態と同様である。

【０１２０】この実施形態においては、上記の第７の実
施形態における電離箱検出器９ａに代えて、構成の異な
る電離箱検出器９ｂを用いる。すなわち、電離箱検出器
９ｂは球状の電離箱８２を有し、その内面８１には６−
Ｌｉ化合物が蒸着または塗布されており中性子線に対し
て感度を有する。

【０１２１】つまり、１０−Ｂに中性子線が入射して
（ｎ、α）反応により放射化されたときに放出されるα
線により、通常に比較し電離箱においてガス電離が飛躍
的に増加する（この場合、実際には、α線に加えて電離
箱中を移動する３−Ｈによる電離作用も生ずる。）。こ
のガス電離により、電離箱の電極電流を検出することが
できる。

【０１２２】したがって、上記の第７の実施形態と同様
に、電離箱検出器９ｂで得られた電流出力を、前置増幅
器１０、電流／周波数変換回路１１、パルス計数・レー
ト演算回路１２と信号処理することで、その演算結果い
かんによっては、警報発生回路１８で中性子検出の警報
を発することができる。

【０１２３】以上説明のように、この実施形態により既
存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることなく、
原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性子線
およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出およ
び測定が可能となる。

【０１２４】特に、この実施形態における中性子線測定
装置は、上記の第７の実施形態と同様に、比較的、中性
子束密度の高い場合に好適であり、その密度が比較的高
い場合でも窒息現象が生じない。

【０１２５】（第９の実施の形態）次に、上記の各実施
形態とは異なる本発明による実施の形態について図９を
参照して説明する。同図は、本発明による第９の実施形
態を示す中性子線測定装置（低線量当量測定系）のブロ
ック構成図（同図（ａ））、中性子線測定装置（高線量
当量測定系）のブロック構成図（同図（ｂ））、および
この測定装置で用いる電離箱検出器の詳細を模式的に示
す図（同図（ｃ））である。

【０１２６】同図において、すでに説明した構成要素に
は同一番号を付しその構成・動作説明を省略する。ま
た、同図（ａ）に示す構成は、図１４（ａ）で説明した
従来のγ線測定設備と全く同様であるので、従来の設備
を改造する必要なくそのまま用いることが可能という意
味で点線で示す。ただし、この図９（ａ）に示す構成に
代えて、上記第２から第６の実施形態で説明した図２な
いし図６に示す構成を用いても全く差し支えない。この
点は、上記の第７、第８の実施形態と同様である。

【０１２７】この実施形態においては、上記の第８の実
施形態における電離箱検出器９ｂに代えて、構成の異な
る電離箱検出器９ｃを用いる。すなわち、電離箱検出器
９ｃは球状の電離箱９２を有し、その内面９１には１７
８−Ｈｆ化合物が蒸着または塗布されており中性子線に
対して感度を有する。

【０１２８】したがって、上記の第７、第８の実施形態
と同様に、電離箱検出器９ｃで得られた電流出力を、前
置増幅器１０、電流／周波数変換回路１１、パルス計数
・レート演算回路１２と信号処理することで、その演算
結果いかんによっては、警報発生回路１８で中性子検出
の警報を発することができる。

【０１２９】以上説明のように、この実施形態により既
存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることなく、
原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性子線
およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出およ
び測定が可能となる。

【０１３０】特に、この実施形態における中性子線測定
装置は、上記の第７、第８の実施形態と同様に、比較
的、中性子束密度の高い場合に好適であり、その密度が
比較的高い場合でも窒息現象が生じない。

【０１３１】（第１０の実施の形態）次に、上記の各実
施形態とは異なる本発明による実施の形態について図１
０を参照して説明する。同図は、本発明による第１０の
実施形態を示す中性子線測定装置（低線量当量測定系）
のブロック構成図（同図（ａ））、中性子線測定装置
（高線量当量測定系）のブロック構成図（同図
（ｂ））、およびこの測定装置で用いる電離箱検出器の
詳細を模式的に示す図（同図（ｃ））である。

【０１３２】同図において、すでに説明した構成要素に
は同一番号を付しその構成・動作説明を省略する。ま
た、同図（ａ）に示す構成は、図１４（ａ）で説明した
従来のγ線測定設備と全く同様であるので、従来の設備
を改造する必要なくそのまま用いることが可能という意
味で点線で示す。ただし、この図１０（ａ）に示す構成
に代えて、上記第２から第６の実施形態で説明した図２
ないし図６に示す構成を用いても全く差し支えない。こ
の点は、上記の第７、第８、および第９の実施形態と同
様である。

【０１３３】この実施形態においては、上記の第９の実
施形態における電離箱検出器９ｃに代えて、構成の異な
る電離箱検出器９ｄを用いる。すなわち、電離箱検出器
９ｄは球状の電離箱１０２を有し、その内面１０１には
１９７−Ａｕ化合物が蒸着または塗布されており中性子
線に対して感度を有する。

【０１３４】したがって、上記の第７、第８、および第
９の実施形態と同様に、電離箱検出器９ｄで得られた電
流出力を、前置増幅器１０、電流／周波数変換回路１
１、パルス計数・レート演算回路１２と信号処理するこ
とで、その演算結果いかんによっては、警報発生回路１
８で中性子検出の警報を発することができる。

【０１３５】以上説明のように、この実施形態により既
存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることなく、
原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性子線
およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出およ
び測定が可能となる。

【０１３６】特に、この実施形態における中性子線測定
装置は、上記の第７、第８、および第９の実施形態と同
様に、比較的、中性子束密度の高い場合に好適であり、
その密度が比較的高い場合でも窒息現象が生じない。

【０１３７】（第１１の実施の形態）次に、上記の各実
施形態とは異なる本発明による実施の形態について図１
１を参照して説明する。同図は、本発明による第１１の
実施形態を示す中性子線測定装置のブロック構成図であ
る。

【０１３８】同図において、すでに説明した構成要素に
は同一番号を付しその構成・動作説明を省略する。ま
た、同図に示すように、この中性子線測定装置は、第３
のパルス計数・レート演算回路１５、警報発生回路１
６、パルス計数・レート演算回路１２、警報発生回路１
８のそれぞれから情報を供給される中性子検出ロジック
回路１９を有する。

【０１３９】この実施形態の構成のうち、ＮａＩ(Ｔｌ)
シンチレーション検出器１ａ、波形整形・前置増幅回路
２、線形増幅回路３、線量変換回路４、第１のパルス計
数・レート演算回路５、波高弁別回路６、第２のパルス
計数・レート演算回路７、高圧電源回路８、ディスクリ
ミネータ回路１７、第３のパルス計数・レート演算回路
１５、および警報発生回路１６からなる部分は、第４の
実施形態の構成と同じである。

【０１４０】ここで、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検
出器１ａに代えて、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出
器１、１ｂ、１ｃ（それぞれ、図２または図３、図５、
図６に示されたもの）を適用することができる。

【０１４１】また、電離箱検出器９、高圧電源回路１
３、前置増幅回路１０、電流／周波数変換回路１１、パ
ルス計数・レート演算回路１２からなる部分は、従来例
である図１４（ｂ）の構成と同様である。ここで、電離
箱検出器９には、電離箱検出器９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ
（それぞれ図７、図８、図９、図１０に示されたもの）
を適用することができる。

【０１４２】この実施形態は、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレー
ション検出器１ａ、および電離箱検出器９で検出された
ものがγ線によるものなのか、中性子線によるものなの
かを中性子検出ロジック回路１９で判断することを特徴
とする。

【０１４３】すなわち、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション
検出器１、１ａ、１ｂ、１ｃは、各元素が中性子線によ
り放射化されそれにより放出されるγ線を検出すること
で中性子線を検出可能とするものであるが、もともとの
放射線がγ線である場合も必然的に出力があるので区別
がつかない場合が考えられる。

【０１４４】また、電離箱検出器９、９ａ、９ｂ、９
ｃ、９ｄも、中性子線に感度を有するように構成される
場合があるとともに、もともとγ線に対して感度を有す
る。したがって、区別がつかない場合が考えられる。

【０１４５】そこで、これら２つの測定系の測定結果を
総合することで、入射線種を判断しようとしたものであ
る。

【０１４６】例えば、高線量当量測定系である、電離箱
検出器９、高圧電源回路１３、前置増幅回路１０、電流
／周波数変換回路１１、パルス計数・レート演算回路１
２からなる構成を用いれば、もともとの放射線がγ線で
ある場合を知ることができるので、この情報を中性子検
出ロジック回路１９に供給する。これにより、中性子検
出ロジック回路１９は、警報発生回路１６の警報が、中
性子線によるものなのか、γ線によるものなのか判断す
ることができる。

【０１４７】電離箱検出器９ａ、９ｂ、９ｃ、または９
ｄを用いた場合、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器
１、１ａ、１ｂ、または１ｃを用いた場合、の各組み合
わせにおいては、γ線が入射した場合と中性子線が入射
した場合の、これら２つの測定系の出力の違いに注目し
ておく。γ線が入射した場合と中性子線が入射した場合
とで２つの測定系に相対的に違いが生じない限りにおい
ては、２つの測定系の測定結果を総合してもγ線が入射
した場合と中性子線が入射した場合との区別は原理的に
つかない。

【０１４８】しかし、逆にいうと、γ線が入射した場合
と中性子線が入射した場合とで２つの測定系に相対的に
違いが生じる限りにおいては、その違いをあらかじめ記
憶しておくことで、２つの測定系の実際の測定結果を比
較し、比較された結果をその記憶された情報と参照する
ことにより、もともとの線種を判定することが原理的に
可能である。

【０１４９】これら２つの測定系は、測定のため用いる
原理が異なり、このためγ線が入射した場合と中性子線
が入射した場合とで２つの測定系に相対的に違いが生じ
る。

【０１５０】以上説明のように、この実施形態により既
存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることなく、
原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性子線
およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出およ
び測定が可能となる。

【０１５１】（第１２の実施の形態）次に、上記の各実
施形態とは異なる本発明による実施の形態について図１
２を参照して説明する。同図は、本発明による第１２の
実施形態を示す中性子線測定装置のブロック構成図（同
図（ａ））、およびこの測定装置で用いるシンチレーシ
ョン検出器の詳細を模式的に示す図（同図（ｂ））であ
る。

【０１５２】同図において、すでに説明した構成要素に
は同一番号を付しその構成・動作説明を省略し、また、
図４、図５、図６等におけるディスクリミネータ回路１
７に代えて機能の異なるディスクリミネータ回路２０を
設けてあり、その設置位置は、線形増幅回路３の出力側
であって、線量変換回路４および波高弁別回路６の入力
側である。

【０１５３】ここで、ディスクリミネータ回路２０の波
高弁別は、γ線によるものと中性子線によるものとを識
別して以降の信号処理をするように、弁別域が設定され
る。これは、この中性子線測定装置のシンチレーション
検出器１ｄにおける検出が、シンチレータの複合により
両者とも可能となったものだからである。

【０１５４】すなわち、シンチレーション検出器１ｄ
は、図１２（ｂ）に示すように、γ線を検出する（γ線
により発光する）ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータ１２１と、
このＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータ１２１を筒状に覆ってこ
れを中性子線のダメージから保護しつつ中性子線を検出
する（中性子線により発光する）Ｌｉガラスシンチレー
タ１２２と、これらのシンチレータの後方に配されたラ
イトガイド１２３と、ライトガイドの後方に配された、
光電変換により電気信号を得るホトマルチプライヤ１２
４とを有する。

【０１５５】これらの構成により、シンチレーション検
出器１ｄは、γ線、中性子線ともに検出可能である。

【０１５６】なお、シンチレーション検出器としての機
能発揮のため、Ｌｉガラスシンチレータ１２２は、適当
な厚みを有して、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータ１２１と面
で密着される。

【０１５７】ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータ１２１とＬｉガ
ラスシンチレータ１２２とでは、発光量に差があり、シ
ンチレーション検出されて得られるパルスの波高が異な
ってくる。この違いを識別し弁別するようディスクリミ
ネータ回路２０の波高弁別がなされる。

【０１５８】ディスクリミネータ回路２０は、検出され
た信号の波高を選択し、その出力により、γ線検出装置
として、線量変換回路４、第１のパルス計数・レート演
算回路５、波高弁別回路６、第２のパルス計数・レート
演算回路７をはたらかせる。また、ディスクリミネータ
回路２０の出力により、中性子線検出装置として、第３
のパルス計数・レート演算回路１５、および警報発生回
路１６をはたらかせる。

【０１５９】よって、上記の図４等の実施形態で説明し
たように中性子線の検出・測定ができ、場合により警報
発生回路１６によって警報を発することが可能となる。

【０１６０】以上説明のように、この実施形態により既
存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることなく、
原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性子線
およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出およ
び測定が可能となる。

【０１６１】（第１３の実施の形態）次に、上記の各実
施形態とは異なる本発明による実施の形態について図１
３を参照して説明する。同図は、本発明による第１３の
実施形態を示す中性子線測定装置のブロック構成図（同
図（ａ））、およびこの測定装置で用いるシンチレーシ
ョン検出器の詳細を模式的に示す図（同図（ｂ））であ
る。

【０１６２】同図において、すでに説明した構成要素に
は同一番号を付しその構成・動作説明を省略し、また、
図４、図５、図６等におけるディスクリミネータ回路１
７に代えて機能の異なるディスクリミネータ回路２０を
設けてあり、その設置位置は、線形増幅回路３の出力側
であって、線量変換回路４および波高弁別回路６の入力
側である。これらは、上記の第１２の実施形態と同様で
ある。

【０１６３】この実施形態の、上記第１２の実施形態と
の違いは、シンチレーション検出器１ｄに代えて構成の
異なるシンチレーション検出器１ｅを用いることであ
る。

【０１６４】シンチレーション検出器１ｅは、図１３
（ｂ）に示すように、γ線を検出する（γ線により発光
する）ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータ１３１と、このＮａＩ
(Ｔｌ)シンチレータ１３１を筒状に覆ってこれを中性子
線のダメージから保護しつつ中性子線を検出する（中性
子線により発光する）プラスチックシンチレータ１３２
と、これらのシンチレータの後方に配されたライトガイ
ド１３３と、ライトガイドの後方に配された、光電変換
により電気信号を得るホトマルチプライヤ１３４とを有
する。

【０１６５】なお、シンチレーション検出器としての機
能発揮のため、プラスチックシンチレータ１３２は、適
当な厚みを有して、ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータ１３１と
面で密着される。

【０１６６】これらの構成により、シンチレーション検
出器１ｅは、γ線、中性子線ともに検出可能である。

【０１６７】したがって、上記した第１２の実施形態と
同様に、既存設備の大幅な改造や多大なコストをかける
ことなく、原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環
境中性子線およびその他の原因に起因する環境中性子線
の検出および測定が可能となる。

【０１６８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
既存設備の大幅な改造や多大なコストをかけることな
く、原子力関連施設の臨界事象発生にかかわる環境中性
子線およびその他の原因に起因する環境中性子線の検出
および測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施形態を示す中性子線測
定装置のブロック構成図。

【図２】本発明による第２の実施形態を示す中性子線測
定装置のブロック構成図、およびこの測定装置で特に弁
別すべき波高領域を説明する波高対計数率のグラフ。

【図３】本発明による第３の実施形態を示す中性子線測
定装置のブロック構成図、およびこの測定装置で特に弁
別すべき波高領域を説明する波高対計数率のグラフ。

【図４】本発明による第４の実施形態を示す中性子線測
定装置のブロック構成図、およびこの測定装置で用いる
ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器の詳細を模式的に
示す図。

【図５】本発明による第５の実施形態を示す中性子線測
定装置のブロック構成図、およびこの測定装置で用いる
ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器の詳細を模式的に
示す図。

【図６】本発明による第６の実施形態を示す中性子線測
定装置のブロック構成図、およびこの測定装置で用いる
ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーション検出器の詳細を模式的に
示す図。

【図７】本発明による第７の実施形態を示す中性子線測
定装置（低線量当量測定系）のブロック構成図、中性子
線測定装置（高線量当量測定系）のブロック構成図、お
よびこの測定装置で用いる電離箱検出器の詳細を模式的
に示す図。

【図８】本発明による第８の実施形態を示す中性子線測
定装置（低線量当量測定系）のブロック構成図、中性子
線測定装置（高線量当量測定系）のブロック構成図、お
よびこの測定装置で用いる電離箱検出器の詳細を模式的
に示す図。

【図９】本発明による第９の実施形態を示す中性子線測
定装置（低線量当量測定系）のブロック構成図、中性子
線測定装置（高線量当量測定系）のブロック構成図、お
よびこの測定装置で用いる電離箱検出器の詳細を模式的
に示す図。

【図１０】本発明による第１０の実施形態を示す中性子
線測定装置（低線量当量測定系）のブロック構成図、中
性子線測定装置（高線量当量測定系）のブロック構成
図、およびこの測定装置で用いる電離箱検出器の詳細を
模式的に示す図。

【図１１】本発明による第１１の実施形態を示す中性子
線測定装置のブロック構成図。

【図１２】本発明による第１２の実施形態を示す中性子
線測定装置のブロック構成図、およびこの測定装置で用
いるシンチレーション検出器の詳細を模式的に示す図。

【図１３】本発明による第１３の実施形態を示す中性子
線測定装置のブロック構成図、およびこの測定装置で用
いるシンチレーション検出器の詳細を模式的に示す図。

【図１４】従来の中性子線測定装置（低線量当量測定
系）のブロック構成図、および中性子線測定装置（高線
量当量測定系）のブロック構成図。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、 ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレーシ
ョン検出器 １ｄ、１ｅ シンチレーション検出器 ２ 波形整形・前置増幅回路 ３ 線形増幅回路 ４ 線量変換回路 ５ 第１のパルス計数・レート演算回路 ６ 波高弁別回路 ７ 第２のパルス計数・レート演算回路 ８ 高圧電源回路 ９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 電離箱検出器 １０ 前置増幅回路 １１ 電流／周波数変換回路 １２ パルス計数・レート演算回路 １３ 高圧電源回路 １４ ディスクリミネータ回路１４ １５ 第３のパルス計数・レート演算回路 １６ 警報発生回路 １７ ディスクリミネータ回路 １８ 警報発生回路 １９ 中性子検出ロジック回路 ２０ ディスクリミネータ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北 好夫 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 Ｆターム(参考） 2G088 EE08 FF09 GG05 GG07 GG09 KK02 KK05 LL11

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、 前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータに中性子線が入射して
   （ｎ、γ）反応により放射化されたときに放出されるβ
   線またはγ線を前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータによりシ
   ンチレーション検出する手段と、 前記シンチレーション検出されたβ線またはγ線をバッ
   クグラウンドのγ線の水準と比較する手段と、 前記比較された結果を報知する手段とを有することを特
   徴とする中性子線測定装置。
2. 【請求項２】 ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、 前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータに中性子線が入射して１
   ２７−Ｉが放射化されたときに放出される約４４３ｋｅ
   Ｖのγ線を前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータによりシンチ
   レーション検出する手段と、 前記シンチレーション検出されたγ線に対応するパルス
   を分離計数する手段と、 前記分離計数されたパルスをバックグラウンドのγ線に
   対応するパルスの水準と比較する手段と、 前記比較された結果を報知する手段とを有することを特
   徴とする中性子線測定装置。
3. 【請求項３】 ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、 前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータに中性子線が入射して２
   ４−Ｎａが放射化されたときに放出されるγ線のうち約
   ２．７ＭｅＶのγ線を前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータに
   よりシンチレーション検出する手段と、 前記シンチレーション検出されたγ線に対応するパルス
   を分離計数する手段と、 前記分離計数されたパルスをバックグラウンドのγ線お
   よびβ線に対応するパルスの水準と比較する手段と、 前記比較された結果を報知する手段とを有することを特
   徴とする中性子線測定装置。
4. 【請求項４】 ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、 前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの周囲を覆う１９７−Ａ
   ｕを含むカバーと、 前記１９７−Ａｕに中性子線が入射して（ｎ、γ）反応
   により放射化されたときに放出される約４１１ｋｅＶの
   γ線を前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータによりシンチレー
   ション検出する手段と、 前記シンチレーション検出されたγ線に対応するパルス
   を分離計数する手段と、 前記分離計数された結果を報知する手段とを有すること
   を特徴とする中性子線測定装置。
5. 【請求項５】 ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、 前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの表面に塗布または蒸着
   された６−Ｌｉを含む材料と、 前記６−Ｌｉに中性子線が入射して（ｎ、α）反応によ
   り放射化されたときに放出される約２．０６ＭｅＶのα
   線を前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータによりシンチレーシ
   ョン検出する手段と、 前記シンチレーション検出されたα線に対応するパルス
   を分離計数する手段と、 前記分離計数された結果を報知する手段とを有すること
   を特徴とする中性子線測定装置。
6. 【請求項６】 ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、 前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの表面に塗布または蒸着
   された１０−Ｂを含む材料と、 前記１０−Ｂに中性子線が入射して（ｎ、α）反応によ
   り放射化されたときに放出される約２．７９ＭｅＶのα
   線を前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータによりシンチレーシ
   ョン検出する手段と、 前記シンチレーション検出されたα線に対応するパルス
   を分離計数する手段と、 前記分離計数された結果を報知する手段とを有すること
   を特徴とする中性子線測定装置。
7. 【請求項７】 電離箱と、 前記電離箱の内面に塗布または蒸着された１０−Ｂを含
   む材料と、 前記１０−Ｂに中性子線が入射して（ｎ、α）反応によ
   り放射化されたときに放出されるα線に起因する前記電
   離箱の電極電流を検出する手段と、 前記検出された電流に基づいて前記中性子線の検出を報
   知する手段とを有することを特徴とする中性子線測定装
   置。
8. 【請求項８】 電離箱と、 前記電離箱の内面に塗布または蒸着された６−Ｌｉを含
   む材料と、 前記６−Ｌｉに中性子線が入射して（ｎ、α）反応によ
   り放射化されたときに放出されるα線に起因する前記電
   離箱の電極電流を検出する手段と、 前記検出された電流に基づいて前記中性子線の検出を報
   知する手段とを有することを特徴とする中性子線測定装
   置。
9. 【請求項９】 電離箱と、 前記電離箱の内面に塗布または蒸着された１７８−Ｈｆ
   を含む材料と、 前記１７８−Ｈｆに中性子線が入射して（ｎ、γ）反応
   により放射化されたときに放出されるγ線に起因する前
   記電離箱の電極電流を検出する手段と、 前記検出された電流に基づいて前記中性子線の検出を報
   知する手段とを有することを特徴とする中性子線測定装
   置。
10. 【請求項１０】 電離箱と、 前記電離箱の内面に塗布または蒸着された１９７−Ａｕ
    を含む材料と、 前記１９７−Ａｕに中性子線が入射して（ｎ、γ）反応
    により放射化されたときに放出されるγ線に起因する前
    記電離箱の電極電流を検出する手段と、 前記検出された電流に基づいて前記中性子線の検出を報
    知する手段とを有することを特徴とする中性子測定装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし６のいずれか１項に記
    載の第１の構成と、 請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の第２の構成
    と、 前記第１の構成による報知結果と前記第２の構成による
    報知結果とを比較する手段と、 前記比較された結果により検出された線種を判断する手
    段とを有することを特徴とする中性子線測定装置。
12. 【請求項１２】 ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、 前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの周囲を覆うＬｉガラス
    シンチレータと、 前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータにγ線が入射して発する
    光および前記Ｌｉガラスシンチレータに中性子線が入射
    して発する光をシンチレーション検出する手段と、 前記シンチレーション検出されたγ線および中性子線に
    対応するパルスを互いに分離する手段と、 前記分離されたパルスをそれぞれ計数する手段と、 前記計数された結果をそれぞれ報知する手段とを有する
    ことを特徴とする中性子線測定装置。
13. 【請求項１３】 ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータと、 前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータの周囲を覆うプラスチッ
    クシンチレータと、 前記ＮａＩ(Ｔｌ)シンチレータにγ線が入射して発する
    光および前記プラスチックシンチレータに中性子線が入
    射して発する光をシンチレーション検出する手段と、 前記シンチレーション検出されたγ線および中性子線に
    対応するパルスを互いに分離する手段と、 前記分離されたパルスをそれぞれ計数する手段と、 前記計数された結果をそれぞれ報知する手段とを有する
    ことを特徴とする中性子線測定装置。