JP2005249580A - 放射線測定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高エネルギー光子によって求められた線量率補正係数を低エネルギーＸ線に適用すると過大評価になるという問題があった。
【解決手段】入射する放射線によるパルス信号を出力する放射線検出器と、その信号を増幅するアンプ回路と、エネルギー依存性を調整するためのしきい値を備えたコンパレータ回路と、パルス信号を計数して放射線計数値を放射線単位に変換するＣＰＵとを備え、放射線のエネルギー状態に応じて、飽和現象を補正する手段を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、原子力発電所、放射線利用施設及び加速器施設において使用される個人被ばく管理用ポケット線量計や環境測定用サーベイメータ、エリアモニタに関する。
図４は、高線量率での飽和現象を説明するための線量率特性図の１例である。パルス計測による放射線測定装置の場合、照射線量率が高くなると放射線による１つ１つのパルスの分別が困難になり、所謂飽和現象が発生する。このため、照射線量率が高くなるにつれ表示の線量率（補正無表示の曲線１）との乖離が大きくなる。従来、線量率の補正は、入射光子エネルギーに無関係に単位時間当たりにＣＰＵに入力される計数率を用いてＣＰＵ内に準備した補正係数のテーブルを参照することによって実施していた。
例えば、照射線量率が５００ｍＳｖ／ｈの放射線場で放射線測定装置に照射して、線量率補正前の放射線測定装置の線量率が４００ｍＳｖ／ｈであった場合、その時の計数率１１１１カウント／０．１秒（通常ポケット線量計でシリコン半導体検出器を使用した場合のセンサの放射線感度は１００カウント／０．００１ｍＳｖ程度であり、線量率が４００ｍＳｖ／ｈでの計数率の計算値）に対して１．２５の線量率補正係数をかけて表示が５００ｍＳｖ／ｈとなるようにしていた。
これによって照射線量率に対して表示の線量率の補正（補正有表示の曲線２）を実施していた。通常、この補正係数は特定のエネルギー（１３７Ｃｓ／６６２ｋｅＶまたは６０Ｃｏ／１．１７３、１．３３３ＭｅＶ）によって決定される。
線量率特性の補正に関連して、エネルギー特性の補正がある。この場合、放射線信号の出力パルスの高さが入射光子エネルギーと比例関係にあることを利用して、コンパレータ回路でしきい値を複数設定することによってエネルギー情報を得て、ＣＰＵでエネルギーに対応した感度の補正を行ってエネルギー特性の平坦化を行うことが行われている。
例えば、特許文献１が最も近い例である。
特開２００１−２１５２７７号公報
上記従来の方法では、エネルギー情報がエネルギー特性のみのために使用されなかっため、線量率に関しては補正係数を求めた時の高エネルギー（１３７Ｃｓ／６６２ｋｅＶまたは６０Ｃｏ／１．１７３、１．３３３ＭｅＶ）の場合には有効であるが、例えば１００ｋｅＶ程度のＸ線のような低エネルギーＸ線の場合には、有効でないという問題があった。
図５は、この問題を説明した信号図である。高エネルギー入射では、しきい値１１を超えた放射線パルスは、飽和現象によってたとえ５パルスが入射しても１パルスとして計測されるが、同一照射線量率で照射した場合でも低エネルギー入射では、飽和現象が発生しても５パルスはしきい値１２を挟んでパルスが計測されるため５パルスとして計測される。そのため、補正が施されると過大評価となる。
本発明の放射線測定装置では、複数のしきい値よるエネルギー情報をエネルギー特性の
補正のみでなく線量率特性の補正にも使用する。
本発明によれば、低エネルギー入射時の線量率補正を過大評価無く、精度よく補正することができる。
（実施の形態１）
本発明により、線量率特性が入射光子エネルギーによらず精度よく補正できる放射線測定装置が実現できる。
以下、本発明の一実施例の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示すしきい値が２段の場合の放射線検出部の回路図である。図２は複数のしきい値による特性図である。図３は、ＣＰＵが持つ光子エネルギー別の線量率補正係数テーブルを示す図である。
γ線、Ｘ線等の光子はシリコン半導体検出器からなる放射線検出器２１に入射する。放射線検出器２１内で電離作用が起こり電流が発生する。次にアンプ回路２２にて電流−電圧変換され、また増幅される。このアナログ信号は２つのコンパレータ回路２３、２４に送られ、コンパレータ回路２３のしきい値２５（通常１３７Ｃｓγ線で１００ｍＶの出力であれば１０ｍＶ程度で設定）、コンパレータ回路２４のしきい値２６（通常１３７Ｃｓγ線で１００ｍＶの出力であれば８０ｍＶ程度で設定）との比較がそれぞれ行われる。
コンパレータ２３、２４は、ノイズ信号をカットしたり、エネルギー依存性を調整するために使用する。センサに放射線感度を持たせるためにバイアス電圧が印加されているが、それによるセンサのリーク電流によるノイズ及び後段のアンプ回路の浮遊容量の変化から生じるノイズ成分をカットしている。また、光子の広範囲なエネルギー（通常２０ｋｅＶ〜６ＭｅＶ）に対して応答が平坦になる（例えばどのようなエネルギーの光子を照射しても１ｍＳｖ照射した時に１ｍＳｖ近傍の表示を示す）ように調整するために使われる。例えば、低エネルギーでの過大応答があればしきい値をより高目に調整する。
計測された放射線計数値信号Ｓ１、Ｓ２は、ＣＰＵ２７で放射線の単位である線量（シーベルト）または線量率（シーベルト／時間）に換算される。
低電圧レベルに設定されたしきい値２５を超え、高電圧レベルに設定されたしきい値２６を超えないパルスの場合は、低エネルギー光子と判断し、図３の線量率補正係数テーブルから低エネルギー光子での補正係数（Ｋ）を参照し、低電圧レベルに設定されたしきい値２５を超え、高電圧レベルに設定されたしきい値２６も超えるパルスの場合は、高エネルギー光子と判断し、図３の線量率補正係数テーブルから高エネルギー光子での補正係数（Ｋ）を参照し、計数率にＫを掛ける補正をＣＰＵ２７で自動的に実施する。そして計数率を掛ける補正をした値を線量または線量率に変換する。低エネルギー及び高エネルギー光子での補正係数は、予め低エネルギー光子（例えば５０ｋｅＶのＸ線）及び高エネルギー光子（例えば１３７Ｃｓからの６６２ｋｅＶγ線）による照射実験によってそれぞれ決定する。校正場において補正係数をかけていない線量計に照射し、その表示値から線量計による計数率を求める。この値と実際の照射線量率を比較することによって補正係数を求める。広い範囲の線量率によってこれらの補正係数を求める。低エネルギー光子では５００以下〜２２５０では飽和現象が発生していないために補正はしなくてもよい。
シリコン半導体検出器の代わりにガリウムヒ素検出器またはテルル化カドミウム検出器
またはＣｓＩシンチレータ検出器とシリコンフォト検出器の組み合わせとしても同様の結果が得られる。また、ポケット線量計と同様の検出器を使用するサーベイメータ、エリアモニタでも同様の結果が得られる。
本発明の放射線測定装置によれば、低エネルギー入射時の線量率補正を過大評価無く、精度よく補正することができるので、原子力発電所、放射線利用施設及び加速器施設において使用される個人被ばく管理用ポケット線量計や環境測定用サーベイメータ、エリアモニタなどに有用である。
本発明の放射線検出部の構成図 本発明の信号図 線量率補正係数図 線量率特性図 従来の信号図
符号の説明
１ 補正無曲線
２ 補正有曲線
１１ しきい値
１２ しきい値
２１ 放射線検出器
２２ アンプ回路
２３ コンパレータ回路
２４ コンパレータ回路
２５ しきい値
２６ しきい値
２７ ＣＰＵ

Claims (10)

  1. 入射する放射線によるパルス信号を出力する放射線検出器と、その信号を増幅するアンプ回路と、エネルギー依存性を調整するためのしきい値を備えたコンパレータ回路と、パルス信号を計数して放射線計数値を放射線単位に変換するＣＰＵとを備え、放射線のエネルギー状態に応じて、飽和現象を補正する手段を備えた放射線測定装置。
  2. 入射する放射線によるパルス信号を出力する放射線検出器と、その信号を増幅するアンプ回路と、エネルギー依存性を調整するためのしきい値を備えた複数のコンパレータ回路と、パルス信号を計数して放射線計数値を放射線単位に変換するＣＰＵとを備え、前記複数のコンパレータにおけるしきい値とこのコンパレータに入力された信号との比較結果に応じて飽和現象を補正する手段を設けた放射線測定装置。
  3. コンパレータ回路の複数のしきい値からＣＰＵにてエネルギーを算出し、そのエネルギー応じた線量率補正を行うことを特徴とする請求項２記載の放射線測定装置。
  4. 線量率補正がＣＰＵにて自動的に行われることを特徴とする請求項３記載の放射線測定装置。
  5. 放射線検出器がシリコン半導体検出器であることを特徴とする請求項１または２記載の放射線測定装置。
  6. 放射線検出器がガリウムヒ素半導体検出器であることを特徴とする請求項１または２記載の放射線測定装置。
  7. 放射線検出器がテルル化カドミウム半導体検出器であることを特徴とする請求項１または２記載の放射線測定装置。
  8. 放射線検出器がＣｓＩシンチレータ検出器とシリコンフォト検出器の組み合わせであることを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
  9. 放射線測定装置が放射線線量のみを表示するポケット線量計であることを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
  10. 放射線測定装置が放射線線量と線量率の両方を表示するポケット線量計であることを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
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