JP2004191134A

JP2004191134A - 放射線計測装置

Info

Publication number: JP2004191134A
Application number: JP2002358231A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Watabe; 和美渡部; Tatsuyuki Maekawa; 立行前川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】放射線検知素材の変色を視覚によって把握する定性的計測と、放射線計測装置による吸光度の変化を計測する定量的計測とを可能とし、また情報蓄積をオフラインで行なえ、放射線検知素材の測定ポイントへの配置を簡便に行なえるようにする。
【解決手段】放射線の吸収線量に応じて吸光度が変化する放射線感応物質を適用した放射線検知素材２１を着脱可能に装着する装着治具２４と、この装着治具に装着した放射線検知素材に光を透過させる光路２５と、この光路以外からの外乱光の入射を遮蔽する外乱光遮蔽壁２７とを有する情報読み出し手段２２を備える。また、放射線検知素材にその吸光度が変化する波長帯のレーザ光を光路に沿って照射するレーザ照射装置２８と、放射線検知素材を透過したレーザ光を光検出器により受光して電気信号に変換するレーザ受光装置２９と、このレーザ受光装置からの出力信号に基づいて放射線検知素材が受けた吸収線量を算出する演算装置３０とを有する信号処理手段２３を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線の吸収線量に応じて吸光度が変化する放射線感応物質を放射線検知素材として適用した放射線測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放射線の強度や照射量等の情報を光学的に蓄積する物質として輝尽性発光体が良く知られている。輝尽性発光体は例えば薄膜のシート状等に加工されており、使用時には測定対象の表面に密着させておき、その後取外して読み出し装置により放射線の強度分布を読み出す。輝尽性発光体は微弱な量の放射能を検出したり、Ｘ線撮影フィルムの代替として医療分野を中心に普及してきたものである。
【０００３】
原子力関連分野においては、この輝尽性発光体を放射線の検出に積極的に利用しようとする活動が活発に行われており、さまざまな開発が行なわれている。
【０００４】
図９は、輝尽性発光体を放射線検知素材とした一例を掲げたものであり、センサシステムとしてオンラインによってデータを読み出すことを目的とした放射線計測装置が報告されている（出典：ＪＡＥＲＩ−Ｃｏｎｆ９８−０１１，北口博司、出海滋）。
【０００５】
この図９に示した放射線計測装置は、輝尽性発光体１と、この輝尽性発光体１を照射するための励起光源２と、輝尽性発光体１から放出された微弱光を検出する輝尽発光検出部３とを備えている。輝尽性発光体１と励起光源２とは光ファイバ４によって接続され、励起光源２からの励起光が光ファイバ４を介して輝尽性発光体１に照射されるようになっている。また、光ファイバ４の途中にはガルバノミラー等からなるスキャナ５が設けられ、このスキャナ５の部位から光分岐器等を介して別の光ファイバ６が分岐し、この分岐した光ファイバ６が輝尽発光検出部３に接続されている。これにより、輝尽性発光体１から放出された微弱光は光ファイバ４、スキャナ５および分岐した光ファイバ６を経て輝尽発光検出部３に伝送されるようになっている。
【０００６】
なお、図９には輝尽性発光体１が代表的に１系統だけ示してあるが、これは複数系統接続されるものであり、複数系統の輝尽性発光体１と光ファイバ４，６との組み合わせからなるセンサヘッドをスキャナ５によって切り替える構成となっている。
【０００７】
このように構成された光学蓄積型放射線計測装置において、複数系統の輝尽性発光体１が所定の放射線測定領域に配置される。放射線測定領域においては、放射線が輝尽性発光体１に入射して一時的な励起現象が発生する。このとき、即発発光は生じない。励起光源２の光をスキャナ５と光ファイバ４を介して照射すると、輝尽性発光体１の一時的な励起現象が緩和され、元の状態に戻る過程に伴って光が放出される。この光は光ファイバ４、スキャナ５および分岐した光ファイバ６を介して輝尽性発光検出部３に伝送され、検出される。読み出しのための励起光照射と消去とは同時に行なわれ、次の読み出しを行うものである。
【０００８】
なお、輝尽性発光体１を放射線の検知素材とした放射線計測装置では放出される光自身が微弱光であるためＳ／Ｎ自体の問題があり、読み取り精度を確保するのが難しい。
【０００９】
ところで、放射線の強度や照射量等の情報を光学的に蓄積する物質として輝尽性発光体の他に、機能性色素と呼ばれる放射線感応物質、例えば放射線感受性ジアリールエテン等の開発も進められている（時田、他「インドリルフタリド誘電体の放射線検出材料への応用」日本化学会２００１春季年会１ＰＢ０９０。中澄、他「放射線モニターとしての放射線感応物質に関する研究−その２」日本原子力学会２０００年春の大会Ｍ１６。入江、他「放射線感受性ジアリールエテン（２）」日本化学会１９９９春季年会２Ｇ２０３）。
【００１０】
このような機能性色素と呼ばれる放射線感応物質は、放射線に感応して吸光度が変化する物質で、吸光度の変化は放射線の吸収線量に応じて比例的に変化するものであり、本発明者においては既に、この放射線感応物質を放射線検知素材とした放射線計測装置についての提案を行なっている（例えば特開２００１−３１８１５０号公報等）。
【００１１】
図１０は、機能性色素と呼ばれる放射線感応物質を放射線検知素材とした放射線計測装置の一例を掲げたものである。この図１０に示した放射線計測装置では、外乱光の入射を遮蔽する外乱光遮蔽壁７で放射線感応物質８を覆った構成の放射線感応部９が備えられ、この放射線感応部９に光照射部１０から放出された光が光伝送媒体１１を介して照射されるようになっている。放射線感応物質８の光伝送媒体１１と反対側の面には、照射された光を反射するための反射体１２が設けられている。光伝送媒体１１には、図９に示したものと同様に分岐合流器１３および分岐光伝送媒体１４を介して光測定部１５が接続されている。
【００１２】
この放射線計測装置では、光伝送媒体１１を介して放射線感応物質８に照射された光が反射体１２により反射され、光伝送媒体１１から出ていき、その反射光は光伝送媒体１１から光分岐合流器１３を通り、光測定部１５で検出および測定される。この光測定部１５で測定した光のパワー等が測定され、予め取得しておいた校正情報から放射線の線量（率）が取得される。このような機能性色素と呼ばれる放射線感応物質８を放射線の検知素材とした放射線計測装置では、輝尽性発光体の自発発光ではなくプローブ光を用いることでＳ／Ｎを高めることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、前者の輝尽性発光体を放射線の検知素材とした放射線計測装置では放出される光自身が微弱光であるためＳ／Ｎ自体の問題があり、読み取り精度を確保するのが難しかった。
【００１４】
これに対し、後者の機能性色素と呼ばれる放射線感応物質を放射線の検知素材とした放射線計測装置では、輝尽性発光体の自発発光ではなくプローブ光を用いることでＳ／Ｎを高めることができる。更に、光ファイバを用いることでオンライン計測による遠隔測定が可能となる。
【００１５】
しかしながら、機能性色素を用いた後者の放射線計測装置では、運用方法として放射線感応物質を常時、計測装置内に配置したオンライン計測手法を採っているため、測定ポイントが多数の場合には、各測定ポイントと光照射部および光測定部とを光ファイバなどの光伝送媒体で全て接続する必要があり、構成が極めて複雑となる。また、従来では、吸光度の変化に基づく定量的な計測に限られ、簡便なオフライン計測等は行なわれていない。
【００１６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、オフライン計測が可能で、多数の測定ポイントと光照射部および光測定部とを光ファイバなどの光伝送媒体で全て接続する必要なく簡便な構成により放射線計測を行なうことができ、しかも定量的計測に加えて計測者の目視による定性的な計測も可能で放射線吸収線量の判断が容易に行なえる放射線計測装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項１に係る発明では、放射線の吸収線量に応じて吸光度が変化する放射線感応物質を適用した放射線検知素材と、放射線を吸収した前記放射線検知素材を着脱可能に装着する装着治具、この装着治具に装着した前記放射線検知素材に光を透過させる光路、およびこの光路以外からの外乱光の入射を遮蔽する外乱光遮蔽壁を有する情報読み出し手段と、前記放射線検知素材にその吸光度が変化する波長帯のレーザ光を前記光路に沿って照射するレーザ照射装置、前記放射線検知素材を透過したレーザ光を光検出器により受光して電気信号に変換するレーザ受光装置、およびこのレーザ受光装置からの出力信号に基づいて前記放射線検知素材が受けた吸収線量を算出する演算装置とを有する信号処理手段と、を備えたことを特徴とする放射線計測装置を提供する。
【００１８】
請求項２に係る発明では、前記放射線検知素子は、複数の放射線感応物質を光学的に密着して積層した放射線感応物質積層体として構成した請求項１記載の放射線計測装置を提供する。
【００１９】
請求項３に係る発明では、前記放射線検知素子は、放射線感応物質と、放射線に感応して光を生じる発光体とを含む請求項１記載の放射線計測装置を提供する。
【００２０】
請求項４に係る発明では、前記放射線検知素子は、放射線感応物質の外周の全てまたは一部に、放射線に感応して光を生じる発光体を光学的に密着して備えている請求項１記載の放射線計測装置を提供する。
【００２１】
請求項５に係る発明では、前記情報読み出し手段の装着治具は、前記放射線検知素子をレーザ光の光路位置に位置決めする溝を有する請求項１記載の放射線計測装置を提供する。
【００２２】
請求項６に係る発明では、前記装着治具は、前記放射性検知素子を挟持し得るバインダとして構成されている請求項１記載の放射線計測装置を提供する。
【００２３】
請求項７に係る発明では、開閉可能で、かつ閉状態にて外乱光の入射を遮蔽する機能を有する収容体に、前記放射線検知素子を着脱可能に収容して前記情報読み出し手段と異なる場所に設置し得る情報蓄積手段を備えた請求項１記載の放射線計測装置を提供する。
【００２４】
請求項８に係る発明では、前記情報蓄積手段の収容体の内部に、放射線に感応して光を生じる発光体が設けられている請求項７記載の放射線計測装置を提供する。
【００２５】
請求項９に係る発明では、前記信号処理手段の演算装置は、前記放射線検知素子の情報読み出し手段への設置の有無を、前記レーザ受光装置の光検出器からの出力信号レベルに基づいて判別するとともに、前記放射線検知素子が前記情報読み出し手段に設置されていると判別された場合に前記放射線感応物質が受けた吸収線量の算出を開始し、設置されていないと判別された場合に前記放射線感応物質が受けた吸収線量の算出を停止する機能を有する請求項１記載の放射線計測装置を提供する。
【００２６】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る放射線計測装置の実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
【００２７】
第１実施形態（図１〜図４）
図１は、本発明の第１実施形態による放射線計測装置の一構成例を示す説明図である。
【００２８】
この図１に示すように、本実施形態の放射線計測装置は大別して、放射線の吸収線量に応じて吸光度が変化する放射線感応物質を適用した放射線検知素材２１と、放射線を吸収した放射線検知素材２１を着脱可能に装着して情報の読み出しを行なうための情報読み出し手段２２と、この情報読み出し手段２２から読み出した情報を信号処理するための信号処理手段２３とを備えている。
【００２９】
放射線検知素材２１としては、例えば放射線感応物質であるジアリールエテン等が適用されている。このジアリールエテン等の放射線感応物質は、放射線に応じて比例的に吸光度が変化するものであり、放射線感応物質の吸光度が大きい場合には、光の透過率が小さくなる。この光の透過率の変化により、放射線感応物質を適用した放射線検知素材２１は、吸光度の変化により例えば無色から有色、有色から無色、色調の変化などの変色を示す。この変色は、計測者等の目視によって容易に確認することができるものである。
【００３０】
情報読み出し手段２２は、放射線を吸収した放射線検知素材２１を着脱可能に装着する装着治具２４と、この装着治具２４に装着した放射線検知素材２１に光を透過させる光路２５と、放射線検知素材２１を透過した光を反射させるための反射体２６と、光路２５以外からの外乱光の入射を遮蔽する外乱光遮蔽壁２７とを有する。
【００３１】
装着治具２４としては、放射線検知素材２１を所定位置に位置決めして搭載できる台、または挟み付けて保持する挟持具等が適用される。光路２５は、情報読み出し手段２２側から供給されるレーザ光等の光伝送用媒体である光ファイバ２０の先端部により構成される。反射体２６は例えば光路２５に直交する配置とされており、放射線検知素材２１を透過した光を反射して光ファイバ２０に反射させる。外乱光遮蔽壁２７は装着治具２４および反射体２６を覆う構成とされており、光ファイバ２０以外からの放射線検知素材２１に入射する外乱光は遮蔽される。なお、外乱光遮蔽壁２７には、図示しないが放射線検知素材２１を着脱するための開閉口等が設けられている。
【００３２】
信号処理手段２３は、放射線検知素材２１にその吸光度が変化する波長帯のレーザ光を光路２５に沿って照射するレーザ照射装置２８と、放射線検知素材２１を透過したレーザ光を光検出器により受光して電気信号に変換するレーザ受光装置２９と、このレーザ受光装置２９からの出力信号に基づいて放射線検知素材が受けた吸収線量を算出する演算装置３０とを有する。
【００３３】
光ファイバ２０は、レーザ照射装置２８から放射線検知素材２１にレーザ光を伝送する往路部分２０ａと、この往路部分２０ａから分岐し、反射体２６により反射されて放射線検知素材２１を透過したレーザ光をレーザ受光装置２９に戻す復路部分２０ｂとからなり、分岐点には反射光を分岐させるための光分岐器１９が設けられている。光分岐器１９には光カプラ等を使用することができる。なお、光伝送媒体には必ずしも光ファイバ２０等の特別な構成のものに限らず、空気中等の空間伝送により光を入出射させる構成のものを適用してもよい。
【００３４】
このような構成において、放射線検出を行なう場合には、まず所定の放射線計測領域に配置して放射線を吸収した放射線検知素材２１を、情報読み出し手段２２の装着治具２４に装着する。この状態で、レーザ照射装置２８から放出したレーザ光を、光ファイバ２０（往路２０ａ）を介して情報読み出し手段２２の放射線検知素材２１に照射する。情報読み出し手段２２内の放射線検知素材２１は周囲を外乱光遮蔽壁２７によって遮光されているため、放射線検知素材２１に照射されるのはレーザ照射装置２８から放出されたレーザ光のみである。情報読み出し手段２２に伝送されたレーザ光は光路２５に沿って放射線検知素材２１を透過する。この透過の際、放射線検知素材２１に適用された放射線感応物質の吸光度に対応して光エネルギが減少する等の変化が生じる。そして、放射線検知素材２１を透過したレーザ光は反射体２６により反射され、反射光は、放射線検知素材２１を再度透過して光ファイバ２０から出ていく。
【００３５】
反射光は、光ファイバ２０から光分岐器１９を介してレーザ受光装置２９の光検出器で検出され、受光した光パワーは電気信号に変換して出力される。この電気信号が演算装置３０に伝送され、この信号と予め取得しておいた校正情報とに基づいて、放射線検知素材２１が受けた放射線の線量（率）が算出される。
【００３６】
次に、図２によって放射線計測装置の他の構成について説明する。図２は、この放射線計測装置の他の構成例を示す説明図である。
【００３７】
この放射線計測装置は、放射線検知素材２１への照射光を反射させるものではなく、放射線検知素材２１を透過したレーザ光を別ルートで信号処理手段に伝送して測定するものである。すなわち、信号処理手段２３のレーザ照射装置２８と情報読み出し手段２２とは、送信用光ファイバ２０ａによって互いに接続されているが、この送信用光ファイバ２０ａには光分光器が設けられていない。送信用光ファイバ２０ａは情報読み出し手段２２内の外乱光遮蔽壁２７によって囲まれた装着治具２４に装着された放射線検知素材２１にレーザ光を照射する構成であるが、外乱光遮蔽壁２７内にはレーザ光の反射体は設けられていない。
【００３８】
そして反射体に代り、放射線検知素材２１を透過したレーザ光を伝送するための受信用光ファイバ２０ｃが送信用光ファイバ２０ａと同軸上に配置されており、この受信用光ファイバ２０ｃは情報読み出し手段２２の外部に導出された後、送信用光ファイバ２０ａと別ルートでレーザ受光装置２９に接続されている。レーザ受光装置２９には演算装置３０が接続され、これらレーザ受光装置２９および演算装置３０は、図１に示した構成と同一機能を有し、前記同様の作用を行う。
【００３９】
このように、レーザ光の伝送経路が送信用と受信用とに分けられたことにより、図１の構成と比較して反射体２６と光分岐器１９とが不要となり、構成の簡素化が図られる。ただし、情報読み出し手段２２とレーザ受光装置２９とを接続する光ファイバ２０としては、送信用光ファイバ２０ａと受信用光ファイバ２０ｃとの独立した２系統の光ファイバが必要となる。なお、図２の構成においても、光伝送媒体には必ずしも光ファイバ等の特別な構成のものに限らず、空気中等の空間伝送により光を入出射させる構成のものを適用してもよい。
【００４０】
以上の図１および図２に示した放射線計測装置の適用により、図１の構成例では例えば光ファイバ２０を、また図２の構成例では例えば送信用光ファイバ２０ａおよび受信用光ファイバ２０ｃを選択することにより、各種接続形態で情報読み出し手段２２と信号処理手段２３との接続が自由に行なえ、これら情報読み出し手段２２と信号処理手段２３との配置がフレキシブルな計測装置が構築できる。
【００４１】
そして、上述したように、機能性色素である放射線感応物質は、放射線量に応じて比例的に吸光度が変化するものであり、この変化は無色から有色へ、有色から無色へ、色調の変化などに応じて変色するため、放射線検知素材２１を装着治具２４から取外して目視観察した場合には、放射線感応物の色の変化を容易に確認することができる。すなわち、放射線感応物質は放射線量によって吸光度が変化し、その吸光度の増減と逆傾向で吸光度が増減することにより、例えば放射線検知素材２１が呈する色の種類あるいは濃淡等を目視的に観察することにより、その放射線検知素材が受けた放射線の強弱等についての定性的な判断が簡易に行なえる。
【００４２】
一方、信号処理手段２３としてのレーザ受光装置２９で検出され、受光された光パワーは、電気信号に変換されて演算装置３０に伝送され、この信号と予め取得された校正情報とに基づいて、放射線検知素材２１が受けた放射線の線量（率）が算出されるので、放射線の定量的計測が可能となる。
【００４３】
したがって、本実施形態によれば、放射線検知素材２１を保持する装着治具２４に放射線検知素材２１を着脱できる機能を持たせ、情報読み出し手段２２から取り外せるようにすることで、放射線検知素材２１の変色を視覚によって把握する定性的計測と、信号処理手段２３による吸光度の変化を計測する定量的計測との両測定が可能となる。
【００４４】
なお、図１および図２には情報読み出し手段２２が代表的に１系統だけ示してあるが、情報読み出し手段２２は複数系統設置することができ、その場合には、複数系統の情報読み出し手段２２と光ファイバ２０との組み合わせを図示しない切替手段によって切り替える構成となっている。
【００４５】
図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ上述した放射線検知素材２１の構成を具体的に示す説明図である。
【００４６】
放射線検知素材２１には、固体、液体、ゲルなどさまざまな放射線感応物質を単体で、または各種複合して使用することが可能である。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）には、固体の放射線感応物質を適用した構成を示している。
【００４７】
図３（ａ）に示した放射線検知素材２１は、光学的に密着した複数の放射線感応物質２１ａを積層した放射線感応物質積層体として構成されている。この放射線感応物質積層体を構成する各放射線感応物質２１ａの接合は、オプティカルグリースなどの光学結合材を介して行なわれ、これにより各放射線感応物質２１ａの境界での反射が抑制されている。この積層化により、放射線検知素材２１の厚さが増加する分、目視確認時の視認性の向上、放射線測定装置による定量測定の感度向上が可能となる。
【００４８】
図３（ｂ）に示した放射線検知素材２１は、放射線感応物質２１ａに、放射線に感応して発光する発光体、例えば放射線に感応して蛍光を生じるシンチレータ３１を組み合わせたものである。この図３（ｂ）の例では、放射線感応物質２１ａの内部にシンチレータ３１を分散させた状態で混合配置したものである。
【００４９】
このような図３（ｂ）の構成によると、放射線感応物質２１ａが光によっても吸光度が変化する特性を有効に利用して、吸光度の変化を大きくすることができる。すなわち、放射線測定領域等に図３（ｂ）に示した構成の放射線検知素材２１を配置した場合、シンチレータ３１が放射線に感応して蛍光を生じるため、放射線検知素材２１は放射線による吸光度の変化に加えて、シンチレータ３１から発する蛍光によっても吸光度の変化を受ける。したがって、このようなシンチレータ３１を放射線感応物質２１ａに組み合わせることにより、放射線感応物質２１ａがシンチレータ３１の放射線による発光を受け、放射線感応物質のみの場合に比べて吸光度の変化が大きくなり、放射線に対する感度を高めることができる。
【００５０】
図３（ｃ）は、放射線感応物質の周りにシンチレータ３１を配置した構成の放射線検知素材２１を示している。この放射線検知素材２１は、放射線感応物質２１ａの外周の全てまたは一部に、シンチレータ３１が光学的に密着して備えられている。
【００５１】
このような構成によっても、図３（ｂ）の例と同様に、放射線に対する感度を高めることができる。
【００５２】
したがって、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示した本実施形態の放射線検知素材２１によると、放射線感応物質を積層化すること、またはシンチレータ３１と組み合わせることにより、放射線検知素材２１の吸光度の変化を増加することができ、放射線に対する感度を高めることが可能となり、放射線検出時間の短縮、検出精度の向上、判断の容易化等が図れる。
【００５３】
図４（ａ），（ｂ）は、それぞれ情報読み出し手段２２に配置される放射線検知素材２１の装着治具２４の異なる構成例を具体的に示す説明図である。
【００５４】
図４（ａ）に示した装着治具２４は、放射線検知素材２１が例えば円柱状その他これに類する軸心が定められている棒状の固体である場合における、その放射線検知素材２１と装着治具２４とを示している。この図４（ａ）の例では、装着治具２４がＶブロックの如く、上面に断面Ｖ字形の直線状の溝３２を有する台として構成されている。この装着治具２４の溝３２を図１または図２に示したレーザ光の光路２５に沿う配置とし、その溝３２内に沿って円柱状等の放射線検知素材２１の軸心を合せた状態で挿入配置することにより、放射線検知素材２１をレーザ光の光路位置に位置決めして搭載し得る構成となっている。
【００５５】
このような構成によると、放射線検知素材２１を装着治具２４の溝３２に挿入する簡便な操作を行なうだけで、放射線検知素材２１を情報読み出し手段２２のレーザ光路上に確実に配置することができる。
【００５６】
図４（ｂ）は放射線検知素材２１が例えばフィルムの如く、膜状である場合における、その放射線検知素材２１と装着治具２４とを示している。この図４（ｂ）の例では、装着治具２４が、放射線検知素材２１を挟持し得るバインダとして構成されている。このバインダとしての装着治具２４は、開閉可能な２つ折り構造のシート材３３に、折畳み時に重合する配置で窓孔３４を形成したものであり、この窓孔３４部分に放射線検知素材２１を挟み込むことができるようになっている。そして、この装着治具２４は図４（ｂ）に示したように、台座３５上に立て掛けることができ、この状態で放射線検知素材２１を情報読み出し手段２２の外乱光遮蔽体２７内に配置することにより、放射線検知素材２１を図１または図２に示したレーザ光の光路２５に沿って配置することができる。
【００５７】
以上のように、本実施形態においては、放射線検知素材２１が棒状であれば図４（ａ）のように台状の装着治具２４の溝３２に放射線検知素材２１を配置し、また放射線検知素材２１がフィルム状であれば図４（ｂ）のように放射線検知素材２１をバインダ式に挟み込み込むことにより、放射線検知素材２１を情報読み出し手段２２のレーザ光路上に確実に配置することができる。
【００５８】
次に、図５（ａ），（ｂ）により情報蓄積手段３６について説明する。
【００５９】
この情報蓄積手段３６は、情報読み出し手段２２と異なる放射線検出場所に放射線検知素材２１を配置して放射線を吸収させるため、放射線検知素材２１を内部収容する収容手段としての機能を有するものである。この情報蓄積手段３６は、放射線量を検出すべき各種設備の例えば複数箇所に任意に配置して、所定時間の線量検出に適用される。そして、放射線吸収量に応じて吸光度が変化した放射線感応物質２１を目視により定性的に観察したり、上述した放射線読取手段２２の装着治具２４に装着して定量的に観察するものである。
【００６０】
図５（ａ）は、情報蓄積手段３６の一構成例を示している。この情報蓄積手段３６は、開閉可能で、かつ閉状態にて外乱光の入射を遮蔽する機能を有する収容体３７に、放射線検知素子２１を着脱可能に収容する構成とされている。すなわち、収容体３７は圧着シール式開口部３８を有する袋体等として構成とされ、その内部に放射線検知素材２１を着脱可能に収容し、例えば原子力プラントの放射線測定部等に任意に設置することができる。収容体３７に収容する放射線検知素材２１としては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などで樹脂化したシート状、棒状、ブロック状等の各種形状の固体が適用できるほか、固体以外であっても、溶媒に溶かした液体やゲル状物質を光学的に透明な円筒等のセルの中に封入した構造として適用することができる。
【００６１】
図５（ｂ）は、情報蓄積手段３６の他の構成例を示している。この情報蓄積手段３６は、図５（ａ）に示したものと同様の収容体３７の内部に、放射線に感応して光を生じる発光体、例えば蛍光を発するシンチレータ３９を配置した構成とされている。これにより、放射線に対する感度を高めることができるようになっている。
【００６２】
このような構成の情報蓄積手段３６は、放射線検知素材２１を収容体３７内に収容して開口部３８を閉じた状態で、情報読み出し手段２２と異なる放射線測定部に配置することにより、放射線検知素材２１への外乱光の入射を遮蔽した状態で放射線情報の蓄積を行うことができる。そして、この情報蓄積手段３６により放射能情報を蓄積した放射線検知素材２１を、所定期間経過後に収容体３７から取出すことにより、目視観察することが可能となる。また、情報読み出し手段２２の装着治具２４に着脱可能に装着することも可能である。
【００６３】
したがって、情報蓄積手段３６を開封して放射線検知素材２１を目視確認すれば、その場で定性的な放射線量を把握することができ、放射線感応物１を情報読み出し手段２２に移し替えて計測すれば、定量的な放射線量を得ることも可能となり、光伝送媒体を不要とした測定が可能となる。これにより、情報蓄積をオフラインで行うことで、必ずしも全ての放射線検出部位に光ファイバ等の光伝送媒体を設置する必要がなく、従来のオンラインによる放射線検出装置と異なり、放射線検知素材の測定ポイントへの配置を簡便に行うことができる。
【００６４】
第２実施形態（図６）
本実施形態では、前述した信号処理手段２３により放射線検知素材２１の定量的計測を行なう場合に、情報読み出し手段２２に実際に放射線検知素材２１が装着されているか否かを容易に確認して、確実に計測開始および停止を行なう機能について説明する。
【００６５】
信号処理手段２３は例えばオペレーションフロアに設置され、情報読み出し手段２２は放射線検出位置近傍等、オペレーションフロアから離間した位置に設置される。そのため、実際に情報読み出し手段２２に放射線検知素材２１が装着されているか否かを何らかの手段によって確認した後、計測を開始し、放射線検知素材２１が装着されていない場合には計測を停止する必要がある。この場合、装着治具に放射線検知素材２１が装着されたか否かを判別する特別の装置を設けることは装置構成を複雑化し、好ましくない。
【００６６】
そこで、本実施形態では、信号処理手段２３の演算装置３０により、レーザ受光装置２９の光検出器からの出力信号レベルに基づいて放射線検知素子２１の有無を判断するとともに、放射線検知素子２１が情報読み出し手段２３に設置されていると判別された場合に吸収線量の算出を開始し、設置されていないと判別された場合には、放射線感応物質２１が受けた吸収線量の算出を停止する機能が備えられ、特別の装置を設ける必要をなくしている。
【００６７】
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、このような放射線検知素材２１の有無を確認する機能を説明するための図である。
【００６８】
図６（ａ）は第１実施形態と同様の放射線測定装置の全体構成を示している。この図では、情報読み出し手段２３の装着治具２４に、放射線検知素子２１が装着されていない（この状態を（ｉ）とする）。
【００６９】
図６（ｂ）も同様に、放射線測定装置の全体構成を示している。この図では、情報読み出し手段２３の装着治具２４に、放射線検知素子２１が装着されている（この状態を（ｉｉ）とする）。
【００７０】
図６（ｃ）は、情報読み出し手段２３に放射線検出素子２１が無い状態（ｉ）と、放射線検出素子２１が有る状態（ｉｉ）とを判別する信号状態を示すグラフであり、縦軸に出力信号を表し、横軸に時間を示している。この図６（ｃ）に示したように、放射線検出素子２１が無い状態（ｉ）で、レーザ照射装置２８から出射されたレーザ光が途中で全く吸光されないため、レーザ光は反射体２６で１００％反射され、レーザ受光装置２９に受信される。この結果、図６（ｃ）に状態（ｉ）として示したように、受光レベルが高い。これに対し、放射線検出素子２１が有る状態（ｉｉ）では、レーザ照射装置２８から出射されたレーザ光が図６（ｂ）に示した放射線検知素材２１を透過する際に吸光されるため、反射体２６から反射されたレーザ光の強度は変化し、受光レベルが低下した状態となってレーザ受光装置２９に受信される。
【００７１】
本実施形態では、このような受光強度の差が演算装置３０にとり込まれ、レーザ光強度の減少が無く最大出力レベルの状態（ｉ）の場合には情報読み出し手段２２に放射線検知素材２１が無いと判断され、出力レベルが変化した状態（ｉｉ）の場合には情報読み出し手段２２に放射線検知素材２１が有ると判断される。
【００７２】
また、演算装置３０では、図６（ｃ）に示す出力レベル（ｉ），（ｉｉ）に応じて、放射線検知素子２１が情報読み出し手段２３に装着されていると判別された場合には、放射線感応物質２１が受けた吸収線量の算出を開始し、設置されていないと判別された場合には、放射線感応物質２１が受けた吸収線量の算出を停止する機能が備えられている。これらの機能による判断は、モニタによって観察することができ、作業者は開始吸光度算出の開始時刻又は停止時刻を把握することができる。
【００７３】
本実施形態によれば、情報読み出し手段２２への放射線検知素材２１の有無を特別な装置、手法等を用いる必要なく、得られる信号レベルから容易に識別することが可能となり、吸光度の算出の開始又は停止を容易に把握することができる。
【００７４】
第３実施形態（図７）
本実施形態では、複数の情報読み出し手段２２に放射線検知素材２１をそれぞれ装着し、それらの放射線検知素材２１を順次に定量的測定する場合に、測定対象となる情報読み出し手段２２ひいては各放射線検知素材２１を確実に識別する方法について説明する。
【００７５】
例えば、複数の異なる箇所に情報読み出し手段２２が設置され、各情報読み出し手段２２に装着された放射線検知素材２１を１ヶ所の信号処理手段２３で順次に信号処理する場合には、順次に送られる各情報読み出し手段２２からの情報について、各情報読み出し手段２２の設置場所や、それに装着された各放射線検知素材２１を確実に把握する必要がある。
【００７６】
そこで本実施形態では、放射線検知素材２１である放射線感応物質とは異なる既知の吸光度を持つ識別用物質をそれぞれ各情報読み出し手段２２毎に用意し、各識別用物質の吸光度データを保存しておき、定量的計測に際して当該各識別用物質を各情報読み出し手段２２に先行して配置し、その識別用物質の吸光度を測定してデータ照合することで各情報読み出し手段２２を特定し、それにより測定対象となる放射線検知素材２１を識別した後に、放射線検知素材２１の測定を行なうものである。
【００７７】
以下、一例として２種類の放射線検知素材２１ａ，２１ｂを識別する方法について説明する。図７（ａ）は放射線測定装置の構成図である。図７（ｂ）は作用を説明するための線図であり、縦軸に信号レベルを表し、横軸に時間を表している。
【００７８】
図７（ａ）に示すように、この放射線計測装置では、１つの信号処理手段２３に光ファイバ２０を介して２ヶ所の情報読み出し手段２２ａ，２２ｂが接続されている。光ファイバ２０は、情報読み出し手段２２ａ，２２ｂに対応して、切替手段４０により分岐されている。各情報読み出し手段２２ａ，２２ｂには、それぞれ装着すべき放射線検知素材２１ａ，２１ｂが定められている。さらに、各情報読み出し手段２２ａ，２２ｂには、各放射線検知素材２１ａ，２１ｂと異なる吸光度Ｘ１，Ｘ２を持つ既知の識別用物質４１ａ，４１ｂが、それぞれ装着できるようになっており、これらの吸光度Ｘ１，Ｘ２は各識別用物質４１ａ，４１ｂとの対応関係のデータとして信号処理手段２３に保存されている。
【００７９】
放射線の定量的計測を行なう場合には、まず一方の放射線検知素材２１ａの装着に先立ち、予めこの放射線検知素材２１ａに対応する吸収線量Ｘ１の識別用物質４１ａを一方の情報読み出し手段２２ａに装着し、この識別用物質４１ａの吸収線量を測定する。
【００８０】
この識別用物質４１ａの吸収線量を測定した場合には、図７（ｂ）に示すように、この識別用物質４１ａの既知の吸収線量Ｘ１に基づくレベルの信号Ｓ１が検出される。この信号Ｓ１のデータは予め知られているので、この段階で得られた信号が一方の情報読み出し手段２２ａに対応する識別用物質４１ａであることが判別する。したがって、この後に一方の放射線検知素材２１ａを装着して計測された図７（ｂ）の第２段の信号Ｓ２は、一方の放射線検知素材２１ａの吸光度を示すことが判別する。
【００８１】
次に、他方の放射線検知素材２１ｂの装着に先立ち、予めこの放射線検知素材２１ｂに対応する吸収線量Ｘ２の識別用物質４１ｂを他方の情報読み出し手段２２ｂに装着し、この識別用物質４１ｂの吸収線量を測定する。
【００８２】
この識別用物質４１ｂの吸収線量を測定した場合には、図７（ｂ）に示すように、この識別用物質４１ｂの既知の吸収線量Ｘ２に基づくレベルの信号Ｓ３が検出される。この信号Ｓ３のデータも予め知られているので、この第３段で得られた信号が他方の情報読み出し手段２２ｂに対応する識別用物質４１ｂであることが判別する。したがって、この後に他方の放射線検知素材２１ｂを装着して計測された図７（ｂ）の第４段の信号Ｓ４は、他方の放射線検知素材２１ｂの吸光度を示すことが判別する。
【００８３】
このように、本実施形態においては、各放射線検知素材２１ａ，２１ｂとは異なる吸光度Ｘ１，Ｘ２を持つ既知の識別用物質４１ａ，４１ｂを情報読み出し手段に配置して、予めその識別用物質４１ａ，４１ｂの吸収線量をそれぞれ測定することにより、続いて各情報読み出し手段２２ａ，２２ｂに配置される放射線検知素材２１ａ，２１ｂを確実に識別して定量的計測を行なうことができる。
【００８４】
なお、本実施形態では一例として情報読み出し手段が２ヶ所に設置されている場合を説明したが、情報読み出し手段が３ヶ所以上に設置されている場合についても３以上の識別用物質を用いて適宜実施できることは勿論である。
【００８５】
第４実施形態（図８）
本実施形態では、放射線計測装置における光軸ずれや、光検出器の性能劣化等に対する健全性を検証する方法について説明する。
【００８６】
上述した放射線計測装置は使用により、また時間経過等により、放射線光軸のずれや光検出器の性能劣化を生じる可能性がある。このような光軸ずれや光検出器の性能劣化を生じた場合には、計測時の出力信号レベルの信頼性に問題が生じる。
【００８７】
そこで、本実施形態では、検証用部材を情報読み出し手段２２に配置することで光軸ずれや光検出器の性能劣化を検証するものである。
【００８８】
図８（ａ）は放射線測定装置の構成図であり、図８（ｂ１，ｂ２），（ｃ１，ｃ２），（ｄ１，ｄ２）は３種の異なる検証用部材をそれぞれ直交する２方向断面にて示す説明図である。図８（ｅ）は作用を説明するための線図であり、縦軸に相対出力を表し、横軸に時間を表している。
【００８９】
図８（ａ）に示すように、放射線測定装置は情報読み出し手段２２および信号処理手段２３等を備え、これらの構成は第１実施形態で示したものと略同様である。情報読み出し手段２２の装着治具２４には、例えば四角柱状をなす中実構造の放射線検知素材２１を一定位置に位置決めして着脱可能に装着できるようになっている。
【００９０】
次に、図８（ｂ１，ｂ２），（ｃ１，ｃ２），（ｄ１，ｄ２）にそれぞれ示すように、各検証用部材４２，４３，４４は、放射線検知素材２１と同一外形の四角柱状とされ、情報読み出し手段２２の装着治具２４に、放射線検知素材２１と同様に位置決めして着脱可能に装着できるようになっている。そして、これら各検証用部材４２，４３，４４には、中心部に異なる径の貫通孔４２ａ，４３ａ，４４ａがそれぞれ穿設され、これらの貫通孔４２ａ，４３ａ，４４ａを光が透過できる中空構造とされている。
【００９１】
図８（ｂ１，ｂ２）に示した第１の検証用部材４２の貫通孔４２ａは、例えば光路２５から照射されるレーザ光を８０％通過し得る絞り機能を有するものとされている。また、図８（ｃ１，ｃ２）に示した第２の検証用部材４３の貫通孔４３ａは同レーザ光を６０％通過し得る絞り機能を有し、図８（ｄ１，ｄ２）に示した第３の検証用部材４４の貫通孔４４ａは同レーザ光を４０％通過し得る絞り機能を有するものとされている。
【００９２】
本実施形態では、このような検証用部材４２，４３，４４を装着治具２４に装着し、放射線検知素材２１の定量的計測時と略同様にレーザ光を照射して、透過する光量の計測を行ない、各検証用部材４２，４３，４４に設定した絞り機能に対応する出力が計測されるか否かにより健全性判断を行なう。
【００９３】
すなわち、図８（ｅ）は、検証用部材４２，４３，４４を放射線読み出し部２２の装着治具２４に順次に装着してレーザ光を照射した場合の相対出力と時間との関係を示している。この場合、放射線計測装置に光軸ずれや光検出器の性能劣化等の健全性に関する問題が無いときには、図８（ｅ）に示したように、照射したレーザ光の出力を１００とした場合、第１の検証用部材４２では相対出力８０％の光量が検出される。また、第２の検証用部材４３では相対出力６０％の光量が検出され、第３の検証用部材４４では相対出力４０％の光量が検出される。
【００９４】
これに対し、放射線計測装置に光軸ずれや光検出器の性能劣化等の健全性に関する問題がある場合には、図８（ｅ）に示したような設定値通りの光量が検出されずに減衰する等の現象が生じる。
【００９５】
このように、本実施形態によれば、放射線読み出し部２２の装着治具２４に、レーザ光の光軸に沿う光量の絞り機能を有する検証用部材４２，４３，４４を装着し、この検証用部材４２，４３，４４にレーザ光を照射することにより、各検証用部材の絞り量に基づくレーザ光量が検出されるか否かを判断し、光軸ずれまたは光検出性能劣化等の放射線計測装置の健全性を検証することができる。
【００９６】
なお、上述した検証用部材４２，４３，４４に設定した光の絞り量は一例であって、適宜の値に設定することができるのは勿論である。
【００９７】
また、本実施形態では絞り量が異なる値に固定された複数の検証用部材４２，４３，４４を適用したが、図示しないが例えば可変絞り機構を備えた１個の検証用部材を適用する等の種々の変更も可能である。
【００９８】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明に係る放射線計測装置によれば、オフライン計測が可能で、多数の測定ポイントと光照射部および光測定部とを光ファイバなどの光伝送媒体で全て接続する必要なく簡便な構成により放射線計測を行なうことができ、しかも定量的計測に加えて計測者の目視による定性的な計測も可能で放射線吸収線量の判断が容易に行なえる等の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による放射線計測装置を示す構成図。
【図２】本発明の第１実施形態による放射線計測装置を示す構成図。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の第１実施形態による放射線計測装置の放射線検知素子を示す構成図。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明の第１実施形態による放射線計測装置の装着治具を示す構成図。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の第１実施形態による放射線計測装置の情報蓄積手段を示す構成図。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の第２実施形態による放射線計測装置の放射線検知素材の有無確認方法を示す説明図。
【図７】（ａ），（ｂ）は本発明の第３実施形態による放射線計測装置の放射線検知素材の識別方法を示す説明図。
【図８】（ａ），（ｂ１），（ｂ２），（ｃ１），（ｃ２），（ｄ１），（ｄ２），（ｅ）は本発明の第４実施形態による放射線計測装置の検証方法を示す説明図。
【図９】従来の輝尽性発光体を用いた放射線計測装置を示す構成図。
【図１０】従来の放射線計測装置を示す構成図。
【符号の説明】
１９…光分岐器、２０…光ファイバ、２１…放射線検知素材、２２…情報読み出し手段、２３…信号処理手段、２４…装着治具、２５…光路、２６…反射体、２７…外乱光遮蔽壁、２８…レーザ照射装置、２９…レーザ受光装置、３０…演算装置、３２…溝、３３…シート材、３４…窓孔、３５…台座、３６…情報蓄積手段、３７…収容体、３８…開口部、３９…シンチレータ、４０…切替換手段、４１ａ，４１ｂ…識別用物質、４２，４３，４４…各検証用部材。

Claims

放射線の吸収線量に応じて吸光度が変化する放射線感応物質を適用した放射線検知素材と、
放射線を吸収した前記放射線検知素材を着脱可能に装着する装着治具、この装着治具に装着した前記放射線検知素材に光を透過させる光路、およびこの光路以外からの外乱光の入射を遮蔽する外乱光遮蔽壁を有する情報読み出し手段と、
前記放射線検知素材にその吸光度が変化する波長帯のレーザ光を前記光路に沿って照射するレーザ照射装置、前記放射線検知素材を透過したレーザ光を光検出器により受光して電気信号に変換するレーザ受光装置、およびこのレーザ受光装置からの出力信号に基づいて前記放射線検知素材が受けた吸収線量を算出する演算装置とを有する信号処理手段と、
を備えたことを特徴とする放射線計測装置。
前記放射線検知素子は、複数の放射線感応物質を光学的に密着して積層した放射線感応物質積層体として構成したことを特徴とする請求項１記載の放射線計測装置。
前記放射線検知素子は、放射線感応物質と、放射線に感応して光を生じる発光体とを含むことを特徴とする請求項１記載の放射線計測装置。
前記放射線検知素子は、放射線感応物質の外周の全てまたは一部に、放射線に感応して光を生じる発光体を光学的に密着して備えていることを特徴とする請求項１記載の放射線計測装置。
前記情報読み出し手段の装着治具は、前記放射線検知素子をレーザ光の光路位置に位置決めする溝を有することを特徴とする請求項１記載の放射線計測装置。
前記装着治具は、前記放射性検知素子を挟持し得るバインダとして構成されていることを特徴とする請求項１記載の放射線計測装置。
開閉可能で、かつ閉状態にて外乱光の入射を遮蔽する機能を有する収容体に、前記放射線検知素子を着脱可能に収容して前記情報読み出し手段と異なる場所に設置し得る情報蓄積手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の放射線計測装置。
前記情報蓄積手段の収容体の内部に、放射線に感応して光を生じる発光体が設けられていることを特徴とする請求項７記載の放射線計測装置。
前記信号処理手段の演算装置は、前記放射線検知素子の情報読み出し手段への設置の有無を、前記レーザ受光装置の光検出器からの出力信号レベルに基づいて判別するとともに、前記放射線検知素子が前記情報読み出し手段に設置されていると判別された場合に前記放射線感応物質が受けた吸収線量の算出を開始し、設置されていないと判別された場合に前記放射線感応物質が受けた吸収線量の算出を停止する機能を有することを特徴とする請求項１記載の放射線計測装置。