JP2003057346A - 放射線モニタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形化を実現しつつ高精度な測定を可能に
し、且つ長寿命で高安定の放射線モニタ装置を得る。 【解決手段】 シンチレータ１と、第１および第２の半
導体検出器７、８と、各半導体検出器７、８から同時に
出力される同時パルスを計数する同時パルス計数回路９
と、同時パルス計数回路９の計数値に基づいて演算処理
を行う演算器４Ａとを備え、シンチレータ１は、放射線
がシンチレータ１の表面から入射されるように配置さ
れ、各半導体検出器７、８は、シンチレータ１の裏面に
並列に配置され、シンチレータ１を介して検出された放
射線信号と、各半導体検出器７、８により直接検出され
た放射線信号とを識別して、後者を排除する。

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、放射性物質取扱
施設および原子力発電所などで使用される放射線モニタ
装置に関し、特にシンチレータおよび半導体検出器を用
い、シンチレータを介して半導体検出器により検出され
た放射線信号と半導体検出器により直接検出された放射
線信号とを識別することにより、小形化を実現しつつ高
精度な測定を可能にした放射線モニタ装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の放射線モニタ装置におい
ては、放射線エネルギーを吸収して蛍光を発生するシン
チレータと、光を電気信号に変換して増幅する光電子増
倍管とを光学的に結合したシンチレーション検出器が使
用されている。

【０００３】また、シンチレータとしては、測定対象と
なる放射線の種類に最も適したものが選択的に使用され
ており、たとえば、α線およびβ線に対しては、フィル
ム状のプラスチックシンチレータが用いられ、γ線に対
しては、γ線の吸収率が高いＮａＩ（Ｔｌ）シンチレー
タまたはＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータが用いられてい
る。

【０００４】一方、光電子増倍管は、電源を投入（高圧
電源印加）してからゲインが安定するまでに比較的長い
時間を要するので、実運用においては、一般に、電源投
入時に仮調整を行い、ゲイン安定後に本調整を行うとい
うように、２度の調整が行われている。

【０００５】また、光電子増倍管は、使用時間の経過に
ともなってゲインが劣化するので、長期間の連続運転に
おいては、運転中にゲインの微調整を行う必要があり、
安定性が悪いうえ、比較的大形で且つ寿命が短いという
問題点がある。

【０００６】そこで、近年では、安定性の高い放射線モ
ニタ装置を得るために、多くの調整が必要な光電子増倍
管の代わりに、無調整で済むうえ小形で且つ高感度の半
導体検出器が使用されつつある。

【０００７】シンチレーション検出器は、シンチレータ
（変換効率１０％程度）で放射線を光に変換し、その光
を光電増倍管で電気信号に変換する。これに対し、半導
体検出器は、放射線を直接電気信号に変換するので、吸
収した放射線のエネルギーを電気信号に変換する変換効
率が、シンチレーション検出器に比べて１０倍程度と極
めて高い。

【０００８】図６は半導体検出器を使用した従来の放射
線モニタ装置の概略構成を示すブロック図であり、測定
対象となる放射線の入射方向に対する検出部の配置関係
を示している。

【０００９】図６において、１は放射線に反応して光子
（蛍光）を放出するシンチレータであり、図中左側の表
面から放射線（矢印参照）が入射されるように配置され
ている。２はシンチレータ１の裏面に固着配置された半
導体検出器である。

【００１０】３は波高弁別計数回路であり、半導体検出
器２から出力されるアナログパルス信号Ａに含まれる所
定レベル以上のデジタルパルス信号Ｂを計数する。４は
波高弁別計数回路３の計数値に基づく演算処理を行う演
算器、５は演算器４に設けられたメモリ、６は演算器４
の演算結果を表示する表示器である。

【００１１】図６に示すように、放射線の入射方向に対
して配置されたシンチレータ１と、シンチレータ１の裏
面に配置された半導体検出器２とは、光学的に結合され
ている。

【００１２】シンチレータ１は、表面に入射された放射
線のエネルギーを吸収して、放射線のエネルギーに比例
した強度の蛍光を発生する。半導体検出器２は、シンチ
レータ１から発生した蛍光を受けて、蛍光強度に比例し
た電圧波高のアナログパルス信号Ａに変換して出力す
る。

【００１３】波高弁別計数回路３は、アナログパルス信
号Ａを取り込み、所定の弁別レベル以上の波高値信号の
みをデジタルパルス信号Ｂとして計数し、計数値を出力
する。

【００１４】演算器４は、波高弁別計数回路３、メモリ
５および表示器６を制御して、一定周期で波高弁別計数
回路３の計数値を読み込んでメモリ５に格納するととも
に、メモリ５内に格納されている演算プログラムおよび
データに基づいて、計数率などの演算を実行し、その演
算結果をメモリ５に格納するとともに表示器６に表示さ
せる。

【００１５】シンチレータ１としては、たとえばγ線が
測定対象の場合、前述のようにγ線に対して蛍光効率が
高いＣｓＩ（Ｔｌ）がよく用いられる。半導体検出器２
としては、たとえばＰＩＮ（Ｐ層、空乏層、Ｎ層）型Ｓ
ｉフォトダイオードとして普及しているＳｉ半導体セン
サがよく用いられ、Ｓｉ半導体センサを１個または複数
個備えている。

【００１６】図７は図６内のアナログパルス信号Ａおよ
びデジタルパルス信号Ｂを示す波形図であり、図８はア
ナログパルス信号Ａのスペクトル例を説明するための特
性図である。

【００１７】図７において、アナログパルス信号Ａに含
まれる各パルスａ１、ａ５は、シンチレータ１が放射線
に反応した結果に対応し、各パルスａ３、ａ４、ａ６
は、半導体検出器２が直接放射線に反応した結果に対応
し、パルスａ２はノイズに対応している。

【００１８】アナログパルス信号Ａのうち波高弁別レベ
ルＬを超えたアナログパルスａ１、ａ３〜ａ６は、それ
ぞれ、波高弁別計数回路３において、デジタルパルス信
号Ｂ内のデジタルパルスｂ１、ｂ３〜ｂ６に変換されて
計数される。一方、ノイズによるアナログパルスａ２
は、波高値が小さいので、波高弁別計数回路３において
計数から除外される。

【００１９】また、シンチレータ１が放射線に反応した
結果としてのアナログパルスａ１、ａ５は、シンチレー
タ１の蛍光減衰時間の影響を受けるので、半導体検出器
２が直接放射線に反応した結果としてのアナログパルス
ａ３、ａ４、ａ６よりも、パルス幅が長くなる。

【００２０】図８において、横軸は波高値、縦軸は計数
値であり、破線で示す特性曲線ｈは、半導体検出器２の
バックグラウンドスペクトルである。半導体検出器２
は、高感度であるため、シンチレータ１を介した測定対
象の放射線以外の放射線に対しても高レベルの電気信号
を出力するので、特性曲線ｈのように、ピーク計数値近
傍の波高値においてバックグランドを発生する。

【００２１】実線で示す特性曲線ｉは、測定対象の放射
線に対してシンチレータ１が反応した信号スペクトルで
あり、前述の光電子増倍管（放射線に対する反応が小さ
いため、バックグランドが小さい）を使用したシンチレ
ーション検出器でのスペクトルに相当する。

【００２２】一点鎖線で示す特性曲線ｊは、各特性曲線
ｈおよびｉを加算したものであり、光電子増倍管を半導
体検出器２に置き換えたシンチレーション検出器（図６
参照）のスペクトル例を示している。

【００２３】図８から明らかなように、半導体検出器２
を用いて演算器４で算出される計数値の特性曲線ｊ（一
点鎖線）は、バックグランドスペクトルの特性曲線ｈ
（破線）の重畳により、測定対象の放射線による実際の
特性曲線ｉ（実線）に対して、計数値のピーク波高値が
広がってしまい、結局、測定精度が悪化していることが
分かる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】従来の放射線モニタ装
置は以上のように、安定性の向上を目的として半導体検
出器２を使用した場合、半導体検出器２が光に対して反
応（光を電気信号に変換）するのみならず、放射線に対
しても直接反応（放射線を直接電気信号に変換）するの
で、光電子増倍管を使用した場合よりもバックグラウン
ド計数率が増加してしまい、エネルギー分解能および検
出感度が低下するという問題点があった。

【００２５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、シンチレータおよび２つの半導
体検出器を用い、シンチレータを介して検出された放射
線信号と、各半導体検出器により直接検出された放射線
信号とを識別し、後者を排除することにより、小形化を
実現しつつ高精度な測定を可能にした放射線モニタ装置
を得ることを目的とする。

【００２６】また、この発明は、シンチレータを介して
検出された放射線信号と、各半導体検出器により直接検
出された放射線信号とを個別に演算処理することによ
り、小形化を実現しつつ高精度な測定を可能にするとと
もに、複数種類の放射線を同時に測定可能な放射線モニ
タ装置を得ることを目的とする。

【００２７】また、この発明は、各半導体検出器の裏面
にシンチレータを配置し、各半導体検出器により直接検
出された放射線信号と、シンチレータを介して検出され
た放射線信号とを個別に演算処理することにより、小形
化を実現しつつ高精度な測定を可能にするとともに、広
いエネルギー領域の放射線を測定可能な放射線モニタ装
置を得ることを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る放射線モ
ニタ装置は、放射線を吸収して蛍光を発生するシンチレ
ータと、蛍光を電気信号に変換して出力するとともに放
射線を直接検出して電気信号を出力する第１および第２
の半導体検出器と、第１および第２の半導体検出器から
同時に出力される同時パルスを計数する同時パルス計数
回路と、同時パルス計数回路の計数値に基づいて演算処
理を行う演算器とを備え、シンチレータは、放射線がシ
ンチレータの表面から入射されるように配置され、第１
および第２の半導体検出器は、シンチレータの裏面に並
列に配置されたものである。

【００２９】また、この発明に係る放射線モニタ装置
は、測定対象の放射線がγ線であり、シンチレータは、
γ線に対して蛍光効率が高いＮａＩ（Ｔｌ）シンチレー
タまたはＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータからなるものであ
る。

【００３０】また、この発明に係る放射線モニタ装置
は、第１および第２の半導体検出器から非同時に出力さ
れる非同時パルスを計数する非同時パルス計数回路をさ
らに備え、演算器は、同時パルス計数回路および非同時
パルス計数回路の各計数値に基づいて演算処理を行うも
のである。

【００３１】また、この発明に係る放射線モニタ装置
は、測定対象の放射線がα線およびβ線であり、シンチ
レータは、α線をほとんど吸収し且つβ線をほとんど通
過させるプラスチックからなり、演算器は、同時パルス
計数回路の計数値に基づいてα線に関する演算処理を行
うとともに、非同時パルス計数回路の計数値に基づいて
β線に関する演算処理を行うものである。

【００３２】また、この発明に係る放射線モニタ装置
は、放射線を吸収して蛍光を発生するシンチレータと、
蛍光を電気信号に変換して出力するとともに放射線を直
接検出して電気信号を出力する第１および第２の半導体
検出器と、第１および第２の半導体検出器から同時に出
力される同時パルスを計数する同時パルス計数回路と、
第１および第２の半導体検出器から非同時に出力される
非同時パルスを計数する非同時パルス計数回路と、同時
パルス計数回路および非同時パルス計数回路の各計数値
に基づいて演算処理を行う演算器とを備え、第１および
第２の半導体検出器は、放射線が第１および第２の半導
体検出器の表面から入射されるように並列に配置され、
シンチレータは、第１および第２の半導体検出器の各裏
面に配置されたものである。

【００３３】また、この発明に係る放射線モニタ装置
は、測定対象の放射線がγ線であり、第１および第２の
半導体検出器は、比較的エネルギーの小さい第１のγ線
の測定に寄与し、シンチレータは、比較的エネルギーの
大きい第２のγ線の測定に寄与し、演算器は、非同時パ
ルス計数回路の計数値に基づいて第１のγ線に関する演
算処理を行うとともに、同時パルス計数回路の計数値に
基づいて第２のγ線に関する演算処理を行うものであ
る。

【００３４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図面を参照
しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明
する。図１はこの発明の実施の形態１の概略構成を示す
ブロック図であり、前述（図６参照）と同様に、放射線
の入射方向に対する配置関係を示している。

【００３５】図１において、１、５および６は前述と同
様のシンチレータ、メモリおよび表示器であり、４Ａは
前述の演算器４に対応している。７、８はシンチレータ
１の裏面に並列に固着（または、空間を挟んで）配置さ
れた第１および第２の半導体検出器である。

【００３６】９は前述の波高弁別計数回路３に代えて設
けられた同時パルス計数回路であり、各半導体検出器
７、８から同時に出力される同時パルス（シンチレータ
１を介して検出されたパルス）のみを計数し、計数値を
演算器４Ａに入力する。

【００３７】前述と同様に、シンチレータ１は、放射線
（矢印参照）の入射方向に表面が対向するように配置さ
れ、シンチレータ１の裏面に配置された各半導体検出器
７、８と光学的に結合されている。また、各半導体検出
器７、８は、それぞれ半導体センサを１個または複数個
備えている。

【００３８】前述のように、放射線が入射されてシンチ
レータ１から蛍光が発生すると、各半導体検出器７、８
からは、それぞれ、蛍光強度に比例した電圧波高を有す
るアナログパルス信号Ｄ、Ｅが出力される。

【００３９】同時パルス計数回路９は、各半導体検出器
７、８から出力されるアナログパルス信号Ｄ、Ｅを取り
込み、波高値が所定の弁別レベル以上であって、且つ入
力タイミングが同時の条件を満たすデジタルパルス信号
Ｆのみを計数する。

【００４０】なお、同時パルス計数回路９における波高
値条件は、所定範囲（下限レベル以上であって且つ上限
レベル以下）としてもよく、また、所定範囲を多重に積
み上げた波高分析条件としてもよい。

【００４１】図２は図１内のアナログパルス信号Ｄ、Ｅ
およびデジタルパルス信号Ｆを示す波形図である。図２
において、第１の半導体検出器７からのアナログパルス
信号Ｄは各パルスｄ１〜ｄ３、ｄ５、ｄ６を含み、第１
の半導体検出器７からのアナログパルス信号Ｅは、各パ
ルスｅ１、ｅ２、ｅ４、ｅ５を含む。

【００４２】同時パルス計数回路９での計数（識別）対
象となるデジタルパルス信号Ｆは、同時入力を識別した
結果として、各パルスｆ１、ｆ５を含む。各アナログパ
ルス信号Ｄ、Ｅのうち、アナログパルスｄ１、ｅ１、ｄ
５、ｅ５は、シンチレータ１が放射線に反応した結果に
対応している。

【００４３】すなわち、アナログパルスｄ１およびｅ１
は、互いに同時入力パルスであり、同様に、アナログパ
ルスｄ５およびｅ５は、互いに同時入力パルスである。
したがって、同時パルス計数回路９において、各アナロ
グパルスｄ１、ｅ１、ｄ５、ｅ５は同時入力パルスとし
て識別され、デジタルパルス信号Ｆの各パルスｆ１、ｆ
２となって計数される。

【００４４】一方、アナログパルス信号Ｄに含まれるパ
ルスｄ３、ｄ６は、第１の半導体検出器７が直接放射線
に反応した結果に対応し、同様に、アナログパルス信号
Ｅに含まれるパルスｅ４は、第２の半導体検出器８が直
接放射線に反応した結果に対応しており、いずれも同時
入力パルスではないので、同時パルス計数回路９での計
数対象から除外される。

【００４５】また、各アナログパルス信号Ｄ、Ｅに含ま
れるパルスｄ２、ｅ２は、波高値が波高弁別レベルＬに
達していないので、ノイズと見なされ、同時パルス計数
回路９での計数対象から除外される。

【００４６】このように、アナログパルス信号Ｄ、Ｅの
うち同時タイミングで出力されるパルスに基づくデジタ
ルパルスｆ１、ｆ５を選択的に計数することにより、シ
ンチレータ１からの蛍光に反応した放射線のみが選択的
に計数され、各半導体検出器７、８に直接反応した放射
線（バックグランドスペクトル成分）は計数から排除さ
れる。

【００４７】したがって、同時パルス計数回路９は、バ
ックグランド成分（図８内の特性曲線ｈに相当）が除去
された高精度の計数値（特性曲線ｉに相当）を出力し、
演算器４Ａは、高精度の測定結果に基づいて高精度の演
算結果を取得することができる。

【００４８】たとえばγ線を測定対象とし、シンチレー
タ１としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いた場合を想定すれば、
各半導体検出器７、８に起因するバックグラウンド計数
が排除されるので、長寿命且つ高安定の放射線モニタ装
置を実現することができる。

【００４９】また、他の放射線（たとえば、α線または
β線）が測定対象であっても、同時パルス計数回路９を
用いることにより、バックグランドスペクトルが確実に
除去されるので、同等の作用効果を奏する。

【００５０】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、各半導体検出器７、８の後段の計数手段として同時
パルス計数回路９のみを設置し、バックグラウンド計数
を排除したが、非同時に検出されるパルス（直接検出さ
れるバックグランドに相当）を計数する非同時パルス計
数回路を並設し、それぞれ個別に測定してもよい。

【００５１】以下、図面を参照しながら、同時パルス計
数回路および非同時パルス計数回路を設けたこの発明の
実施の形態２について説明する。図３はこの発明の実施
の形態２を示すブロック図であり、前述（図１参照）と
同様のものについては同一符号を付して、または符号の
後に「Ｂ」を付して詳述を省略する。

【００５２】図３において、１０は同時パルス計数回路
９と同様に並設された非同時パルス計数回路であり、各
半導体検出器７、８から出力されるアナログパルス信号
Ｄ、Ｅのうち、波高値が所定の弁別レベル以上であって
且つ入力タイミングが非同時条件を満たす非同時パルス
のみを、デジタルパルス信号Ｇとして計数する。

【００５３】前述と同様に、非同時パルス計数回路１０
の波高値条件は、所定範囲（下限レベル以上であって且
つ上限レベル以下）としてもよく、また、所定範囲を多
重に積み上げた波高分析条件としてもよい。

【００５４】また、たとえば測定対象の放射線をα線お
よびβ線とすれば、シンチレータ１は、α線をほとんど
吸収し且つβ線をほとんど通過させるプラスチックフィ
ルムにより構成される。

【００５５】この場合、演算器４Ｂは、同時パルス計数
回路９の計数値に基づいてα線に関する演算処理を行う
とともに、非同時パルス計数回路１０の計数値に基づい
てβ線に関する演算処理を行う。

【００５６】図４は図３内のアナログパルス信号Ｄ、Ｅ
およびデジタルパルス信号Ｆ、Ｇを示す波形図である。
図４において、アナログパルス信号Ｄ、Ｅの非同時条件
に基づくデジタルパルス信号Ｇのパルスｇ３、ｇ４、ｇ
６は、非同時パルス計数回路１０において、非同時入力
を識別した結果に対応している。

【００５７】アナログパルス信号Ｄ、Ｅに含まれる各パ
ルスｄ３、ｅ４、ｄ６は、いずれも非同時入力条件を満
たすので、非同時パルス計数回路１０において、非同時
入力パルスとして識別され、デジタルパルス信号Ｇのパ
ルスｇ３、ｇ４、ｇ６として計数される。

【００５８】各アナログパルスｄ１、ｅ１、および、各
アナログパルスｄ５、ｅ５は、それぞれ同時入力条件を
満たすので、非同時パルス計数回路１０での計数から除
外される。

【００５９】また、各アナログパルスｄ２、ｅ２は、波
高値が波高弁別レベルＬに達していないので、ノイズと
見なされ、非同時パルス計数回路１０での計数から除外
される。

【００６０】このように、同時タイミングのアナログパ
ルス信号Ｄと非同時タイミングのアナログパルス信号Ｅ
とをそれぞれを選択し、デジタルパルス信号Ｆ、Ｇとし
て計数することにより、シンチレータ１の蛍光に反応し
た放射線と、各半導体検出器７、８に直接反応した放射
線とが、それぞれ識別された状態でそれぞれ計数され
る。

【００６１】ここで、シンチレータ１として、前述のよ
うに、たとえば薄いプラスチック製のものを用いた場合
を想定すると、飛程の短いα線に対しては、全エネルギ
ーがシンチレータ１に吸収される。

【００６２】一方、飛程の長いβ線に対しては、極一部
のエネルギーのみがシンチレータ１に吸収され、大部分
のエネルギーが、シンチレータ１を通過して各半導体検
出器７、８に吸収される。

【００６３】すなわち、測定対象をα線とした場合、α
線のエネルギーが一般的に数ＭｅＶと大きいので、同時
パルス計数回路９の波高弁別レベルＬを比較的高く設定
することにより、同時パルス計数回路９の計数値に対し
て、β線の混入をほとんどなくすことができる。

【００６４】また、非同時パルス計数回路１０に対する
α線に起因するパルスの混入については、シンチレータ
１のプラスチック厚をα線の飛程よりも大きく設定する
ことにより、基本的にゼロにすることができる。

【００６５】したがって、１台で複数種類の放射線（α
線およびβ線の両方）を測定することができ、弁別性能
の良好な放射線モニタ装置を実現することができる。ま
た、α線およびβ線の同時測定に限らず、たとえば、β
線およびγ線の同時測定も可能である。

【００６６】実施の形態３．なお、上記実施の形態２で
は、シンチレータ１の裏面に各半導体検出器７、８を配
置したが、逆に、放射線の入射側に各半導体検出器７、
８を配置し、各半導体検出器７、８の裏面にシンチレー
タ１を配置してもよい。

【００６７】以下、図面を参照しながら、各半導体検出
器７、８の裏面にシンチレータ１を配置したこの発明の
実施の形態３について説明する。図５はこの発明の実施
の形態３を示すブロック図であり、前述（図３参照）と
同様のものについては同一符号を付して、または符号の
後に「Ｃ」を付して詳述を省略する。

【００６８】図５において、各半導体検出器７、８は、
その表面から放射線が入射されるように配置され、シン
チレータ１は、各半導体検出器７、８の各裏面に固着配
置されている。

【００６９】これにより、放射線の入射方向に対向配置
された各半導体検出器７、８と、各半導体検出器７、８
の裏面側に配置されたシンチレータ１とは、光学的に結
合されている。

【００７０】また、測定対象の放射線がγ線の場合、各
半導体検出器７、８は、比較的エネルギーの小さい第１
のγ線の測定に寄与し、シンチレータ１は、比較的エネ
ルギーの大きい第２のγ線の測定に寄与する。

【００７１】この場合、演算器４Ｃは、非同時パルス計
数回路１０の計数値に基づいて第１のγ線に関する演算
処理を行うとともに、同時パルス計数回路９の計数値に
基づいて第２のγ線に関する演算処理を行う。

【００７２】すなわち、各半導体検出器７、８に任意の
タイミングで直接入射した低エネルギーの放射線（第１
のγ線）は、非同時パルスとして非同時パルス計数回路
１０により計数される。

【００７３】また、各半導体検出器７、８を通過してシ
ンチレータ１に入射した高エネルギーの放射線（第２の
γ線）は、シンチレータ１から蛍光を発生させて各半導
体検出器７、８により同時に検出されるので、同時パル
スとして同時パルス計数回路９により計数される。

【００７４】このように、γ線を検出する場合、エネル
ギーの小さいγ線の測定を各半導体検出器７、８で分担
し、エネルギーの大きいγ線の測定をシンチレータ１で
測定を分担することにより、広いエネルギー領域をカバ
ーすることができ、エネルギー分解能が良好で且つ高感
度の放射線モニタ装置を実現することができる。

【００７５】なお、他の放射線（たとえば、α線または
β線）が測定対象であっても、高感度の各半導体検出器
７、８を放射線の入射側に配置し、同時パルス計数回路
９および非同時パルス計数回路１０を用いることによ
り、同等の作用効果を奏することは言うまでもない。

【００７６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、放射
線を吸収して蛍光を発生するシンチレータと、蛍光を電
気信号に変換して出力するとともに放射線を直接検出し
て電気信号を出力する第１および第２の半導体検出器
と、第１および第２の半導体検出器から同時に出力され
る同時パルスを計数する同時パルス計数回路と、同時パ
ルス計数回路の計数値に基づいて演算処理を行う演算器
とを備え、シンチレータは、放射線がシンチレータの表
面から入射されるように配置され、第１および第２の半
導体検出器は、シンチレータの裏面に並列に配置され、
シンチレータを介して検出された放射線信号と、半導体
検出器により直接検出された放射線信号とを識別して、
後者を排除するようにしたので、小形化を実現しつつ高
精度な測定を可能にし、且つ長寿命で高安定の放射線モ
ニタ装置が得られる効果がある。

【００７７】また、この発明によれば、測定対象の放射
線がγ線であり、シンチレータは、γ線に対して蛍光効
率が高いＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータまたはＣｓＩ（Ｔ
ｌ）シンチレータにより構成されたので、γ線の測定に
対して小形化を実現しつつ高精度な測定を可能にした放
射線モニタ装置が得られる効果がある。

【００７８】また、この発明によれば、第１および第２
の半導体検出器から非同時に出力される非同時パルスを
計数する非同時パルス計数回路をさらに備え、演算器
は、同時パルス計数回路および非同時パルス計数回路の
各計数値に基づいて演算処理を行い、シンチレータを介
して検出された放射線信号と、半導体検出器により直接
検出された放射線信号とを個別に演算処理するようにし
たので、小形化を実現しつつ高精度な測定を可能にする
とともに、複数種類の放射線を同時に測定可能で弁別性
能の良好な放射線モニタ装置が得られる効果がある。

【００７９】また、この発明によれば、測定対象の放射
線がα線およびβ線であり、シンチレータは、α線をほ
とんど吸収し且つβ線をほとんど通過させるプラスチッ
クからなり、演算器は、同時パルス計数回路の計数値に
基づいてα線に関する演算処理を行うとともに、非同時
パルス計数回路の計数値に基づいてβ線に関する演算処
理を行うようにしたので、α線およびβ線の同時測定に
対して小形化を実現しつつ高精度な測定を可能にした放
射線モニタ装置が得られる効果がある。

【００８０】また、この発明によれば、放射線を吸収し
て蛍光を発生するシンチレータと、蛍光を電気信号に変
換して出力するとともに放射線を直接検出して電気信号
を出力する第１および第２の半導体検出器と、第１およ
び第２の半導体検出器から同時に出力される同時パルス
を計数する同時パルス計数回路と、第１および第２の半
導体検出器から非同時に出力される非同時パルスを計数
する非同時パルス計数回路と、同時パルス計数回路およ
び非同時パルス計数回路の各計数値に基づいて演算処理
を行う演算器とを備え、第１および第２の半導体検出器
は、放射線が第１および第２の半導体検出器の表面から
入射されるように並列に配置され、シンチレータは、第
１および第２の半導体検出器の各裏面に配置され、半導
体検出器により直接検出された放射線信号と、シンチレ
ータを介して検出された放射線信号とを個別に演算処理
するようにしたので、小形化を実現しつつ高精度な測定
を可能にするとともに、広いエネルギー領域の放射線を
測定可能でエネルギー分解能の良好な放射線モニタ装置
が得られる効果がある。

【００８１】また、この発明によれば、測定対象の放射
線がγ線であり、第１および第２の半導体検出器は、比
較的エネルギーの小さい第１のγ線の測定に寄与し、シ
ンチレータは、比較的エネルギーの大きい第２のγ線の
測定に寄与し、演算器は、非同時パルス計数回路の計数
値に基づいて第１のγ線に関する演算処理を行うととも
に、同時パルス計数回路の計数値に基づいて第２のγ線
に関する演算処理を行うようにしたので、小形化を実現
しつつ高精度な測定を可能にするとともに、広いエネル
ギー領域の放射線を測定可能でエネルギー分解能の良好
な放射線モニタ装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示すブロック構成
図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による同時パルスの
計数動作を示すタイミングチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態２を示すブロック構成
図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による同時パルスお
よび非同時パルスの計数動作を示すタイミングチャート
である。

【図５】 この発明の実施の形態３を示すブロック構成
図である。

【図６】 半導体検出器を用いた従来の放射線モニタ装
置を示すブロック構成図である。

【図７】 従来の放射線モニタ装置による半導体検出器
の出力パルスの計数動作を示すタイミングチャートであ
る。

【図８】 従来の放射線モニタ装置による半導体検出器
の出力パルスに基づく計数値スペクトルを示す特性図で
ある。

【符号の説明】

１ シンチレータ、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ 演算器、７ 第
１の半導体検出器、８第２の半導体検出器、９ 同時パ
ルス計数回路、１０ 非同時パルス計数回路、Ｄ、Ｅ
アナログパルス信号（電気信号）、Ｆ、Ｇ デジタルパ
ルス信号。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線を吸収して蛍光を発生するシンチ
   レータと、 前記蛍光を電気信号に変換して出力するとともに前記放
   射線を直接検出して電気信号を出力する第１および第２
   の半導体検出器と、 前記第１および第２の半導体検出器から同時に出力され
   る同時パルスを計数する同時パルス計数回路と、 前記同時パルス計数回路の計数値に基づいて演算処理を
   行う演算器とを備え、 前記シンチレータは、前記放射線が前記シンチレータの
   表面から入射されるように配置され、 前記第１および第２の半導体検出器は、前記シンチレー
   タの裏面に並列に配置されたことを特徴とする放射線モ
   ニタ装置。
2. 【請求項２】 前記放射線はγ線であり、 前記シンチレータは、前記γ線に対して蛍光効率が高い
   ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータまたはＣｓＩ（Ｔｌ）シン
   チレータからなることを特徴とする請求項１に記載の放
   射線モニタ装置。
3. 【請求項３】 前記第１および第２の半導体検出器から
   非同時に出力される非同時パルスを計数する非同時パル
   ス計数回路をさらに備え、 前記演算器は、前記同時パルス計数回路および前記非同
   時パルス計数回路の各計数値に基づいて演算処理を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ装置。
4. 【請求項４】 前記放射線はα線およびβ線であり、 前記シンチレータは、前記α線をほとんど吸収し且つ前
   記β線をほとんど通過させるプラスチックからなり、 前記演算器は、前記同時パルス計数回路の計数値に基づ
   いて前記α線に関する演算処理を行うとともに、前記非
   同時パルス計数回路の計数値に基づいて前記β線に関す
   る演算処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の放
   射線モニタ装置。
5. 【請求項５】 放射線を吸収して蛍光を発生するシンチ
   レータと、 前記蛍光を電気信号に変換して出力するとともに前記放
   射線を直接検出して電気信号を出力する第１および第２
   の半導体検出器と、 前記第１および第２の半導体検出器から同時に出力され
   る同時パルスを計数する同時パルス計数回路と、 前記第１および第２の半導体検出器から非同時に出力さ
   れる非同時パルスを計数する非同時パルス計数回路と、 前記同時パルス計数回路および前記非同時パルス計数回
   路の各計数値に基づいて演算処理を行う演算器とを備
   え、 前記第１および第２の半導体検出器は、前記放射線が前
   記第１および第２の半導体検出器の表面から入射される
   ように並列に配置され、 前記シンチレータは、前記第１および第２の半導体検出
   器の各裏面に配置されたことを特徴とする放射線モニタ
   装置。
6. 【請求項６】 前記放射線はγ線であり、 前記第１および第２の半導体検出器は、比較的エネルギ
   ーの小さい第１のγ線の測定に寄与し、 前記シンチレータは、比較的エネルギーの大きい第２の
   γ線の測定に寄与し、 前記演算器は、前記非同時パルス計数回路の計数値に基
   づいて前記第１のγ線に関する演算処理を行うととも
   に、前記同時パルス計数回路の計数値に基づいて前記第
   ２のγ線に関する演算処理を行うことを特徴とする請求
   項５に記載の放射線モニタ装置。