JP2005265471A - 環境放射線量計および環境放射線管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 放射線発生源方向を特定でき且つ優れた測定精度をもつ環境放射線量計、および放射線発生源位置を特定できる環境放射線管理システムを提供する。
【解決手段】 放射線検出部2aを搭載する方向切替部３の外周四辺に、正面方向から飛来する放射線に対して大きな感度をもつ複数のサブ検出器を、それぞれの正面が外側に向くように配置し、それらの計数値比から入射放射線の方向を特定し、ターンテーブル32を回転させて、放射線検出部2aの正面をその方向に向かせる。また、このような環境放射線量計を複数台、分散配置して、それらから得られる入射放射線の方向データを演算処理すれば放射線発生源位置を特定できる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、環境の放射線量（以下では単に線量という）や放射線量率（以下では単に線量率という）を計測して環境放射能の変動や異常を監視するための環境放射線量計およびこれを用いた環境放射線管理システムに関する。

環境放射線量計（以下では環境線量計という）は、ある場所の線量や線量率を計測して環境放射能の変動や異常を監視するための計測装置である。図５は、従来技術による環境線量計の一例を示し、（ａ）はその外観を示す斜視図，（ｂ）はその回路構成を示すブロック図である。
この環境線量計100は、放射線検出部2とそれを支える支持部1とで構成されている。放射線検出部2は、図５（ｂ）に示す回路構成を有し、検出素子の有感部表面の中央位置から有感部表面に垂直に立てた外側に向かう垂線の表面との交点を正面位置21とし、その下部には計測結果等を表示する表示部22を備えている。
その内部回路は、入射した放射線を電流パルスとして検出し増幅する検出素子+アンプ23と、アンプの出力パルスを幾つかの異なるエネルギーレベルで弁別する弁別回路-1〜弁別回路-nを有する複数の弁別回路24と、個々の弁別回路からそれぞれに出力される信号を弁別回路毎に計数する計数回路25と、各弁別回路に対応する計数値を演算処理して所定の線量や線量率を求めるCPU26と、各種情報を記憶しておくEEPROM 28と、データ管理装置等からの指令や出力データ等の各種情報をデータ管理装置等との間で授受するための赤外線送受信回路27と、これらの回路の電源となる電源部29、などから構成されている。

CPU26は、計測結果を含む各種の情報をEEPROM 28に記憶させ、必要に応じてこれらの情報を赤外線送受信回路27へ出力し、あるいはまた、赤外線送受信回路27に入力された外部からの情報を受け取って所定の処理を行なう。通常、環境線量計100側から赤外線送受信回路27を介してデータ管理装置等へ計測結果を送信するのは、決められた時刻とか設定値を越えた場合である。
検出素子+アンプ23から計数回路25までを総称して放射線検出器といい、以下では単に検出器と略称する。
ここで、複数の弁別回路24を備えているのは、線量当量に対応するためであって、検出素子が捕らえた放射線のエネルギーを弁別することによって平均エネルギーを求め、この平均エネルギーに対応する換算係数を用いて、所定のエネルギー特性を確保するためである。このようなエネルギー特性の補正までも考慮した従来技術としては、例えば、特開平3-２３９９８６号公報に記載のものが知られている（特許文献1参照）。
特開平3-２３９９８６号公報

上述のような環境線量計100は、どの方向から放射線が入射した場合にもほぼ同じ感度で検出できるように、感度の方向特性をある範囲内、例えば±20％以内に調整されている。しかし、一般的には、正面からの感度が高く、側方からの感度は上記の下限値近くまで低下しているという感度の方向特性を示すことが多く、比較的小さいとは言え、感度には放射線の入射方向によるばらつきが存在している。
このように、環境線量計は方向特性を補償されているので、環境線量計が設定値を越える線量または線量率の放射線を検出したとしても、その放射線が主にどの方向から入射してきたものかを判断することができず、線量等の異常を検知できても、異常発生方向を特定することはできない。当然、異常発生場所を特定することはできない。
この発明の課題は、設定値以上の線量または線量率の放射線を計測した場合に、その放射線の主な発生源の方向を特定することができ、且つ優れた測定精度を有する環境線量計を提供することにあり、更には、監視対象エリアが広範囲にわたる場合であっても、放射線放出場所を含む異状原因の解明に有用な線量データを得ることのできる環境放射線管理システムを提供することにある。

請求項１の発明は、環境の放射線量や放射線量率を放射線検出器の出力に基づいて計測する主放射線検出部（放射線検出部2a）と、正面方向から飛来する放射線に対して大きな感度をもち、かつ、互いの有感面の向きが異なるように、前記主放射線検出部の周囲に配置された複数個のサブ放射線検出器(サブ検出器-1〜サブ検出器-4)と、前記主放射線検出部を水平面内で回転させ、その正面位置を任意に設定することのできる回転機構（ターンテーフ゛ル32）を有する方向切替手段(方向切替部3)と、前記主放射線検知部の計測した放射線量または放射線量率が設定値以上に達した場合に、前記複数個のサブ放射線検出器のそれぞれの計数値を比較して、放射線が最も多く飛来してくる最多放射線入射方向を特定するとともに、この最多放射線入射方向に前記主放射線検出部の正面位置が向くように前記方向切替手段の回転機構を駆動する演算処理手段(CPU26a)、とを備えている。

方向特性の大きい複数個のサブ放射線検出器の出力によって、最多放射線入射方向を特定するようにしているので、放射線を多く放出している場所の方向を知ることができる。更に、方向切替手段がこの方向に主放射線検出部の正面を向けるので、主放射線検出部の方向特性による計測値のばらつきが低減されて、精度の高い計測が可能となる。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、主放射線検出部の計測した放射線量または放射線量率が設定値以上に達し、前記方向切替手段により主放射線検出部の正面が最多放射線入射方向に向けられた場合には、主放射線検出部の計数時間間隔を短くして、放射線量または放射線量率のより詳細な時間変動データを取得するようにした。
主放射線検出部の計測した線量または線量率が設定値以上に達した場合は、異常事態またはその前駆段階である可能性が高いので、正常時に比べて計数時間間隔を短くして経過を詳細にフォローすることは、異常原因の解明に非常に有効である。しかも、主放射線検出部の正面を最多放射線入射方向に向かせてデータを取得するようにしているので、精度の高い計測ができる。

請求項３の発明は、分散配置された複数の請求項１に記載の環境放射線量計(環境線量計-1〜環境線量計-n)と、これ等と交信して線量データを収集することにより監視対象エリヤの放射線管理を行なうデータ管理装置（データ管理装置5）とを備えた放射線管理システムであって、データ管理装置は、各環境線量計の設置場所および所定の位置特定用の演算プログラムを記憶させた記憶部と演算部からなる位置特定手段(位置特定手段51)を有し、いずれかの環境放射線量計が設定値以上の放射線量または放射線量率を計測した場合には、該環境放射線量計にその計測値と特定した最多放射線入射方向とを含む線量データを送信させるとともに、直ちに他の環境放射線量計に対してもそれぞれの線量データを送信するように要求し、各環境線量計から得られた線量データと前記記憶手段に記憶されている設置場所の情報に基づいて、監視対象エリア内における放射線放出場所を特定するための演算処理を行なう。

いずれかの環境線量計が設定値以上の線量または線量率を計測した場合に、データ管理装置は、分散して配置された複数の環境線量計のそれぞれの最多放射線入射方向のデータを含む線量データを収集し、放射線放出場所を特定するための演算処理を行なうので、放射線放出場所を迅速に且つ確実に把握することができる。

請求項１の発明によれば、設定値以上の線量または線量率の放射線を計測した場合に、放射線の主な発生源の方向を特定することができ、且つその方向に主放射線検出部の正面を向けて計測を行なうので、優れた測定精度を有する環境線量計を提供することができる。
請求項２の発明によれば、主放射線検出部の正面が最多放射線入射方向に向けられた場合には、正常時に比べて主放射線検出部の計数時間間隔を短くして、線量や線量率の詳細な時間変動データを取得するようにしているので、より異常原因の解明に有用な線量データを得ることが可能となる。
請求項３の発明によれば、監視対象エリアに分散配置されたいずれかの環境線量計が設定値以上の線量または線量率を計測した場合に、データ管理装置により複数の環境線量計から最多放射線入射方向を含む線量データを収集し、位置特定演算を行なうようにしているので、放射線放出場所（放射線の発生源）を迅速に且つ確実に把握することができる。

この発明による環境線量計の特徴は、主検出器に加えて、大きな方向特性をもつ複数個のサブ検出器を備え、サブ検出器同士の計数値の比から放射線の入射方向を特定し、その方向に主検出器を向ける点にあり、この発明による環境放射線管理システムの特徴は、分散配置された複数の前記環境線量計から得られる放射線の入射方向、言い換えれば、放射線発生源の方向と、それらの環境線量計の位置とによって、データ管理装置（中央計算機）で放射線発生源の位置を特定する点にある。
以下に、この発明による環境線量計および環境放射線管理システムの実施の形態について実施例に基づいて詳細に説明する。なお、従来技術と同じ機能の部分には同じ符号を付すものとする。

図１は、この発明による環境線量計の実施例の外観を示す斜視図であり、図２は、この実施例の回路構成を示すブロック図である。
この実施例は、放射線検出部2aと、これをターンテーブル32上に搭載する方向切替部３と、これらを所定の高さに支持する支持部１とで構成されている。この実施例が従来例と異なる点は、方向切替部３を備えていることであり、これに伴って放射線検出部2aのCPU 26a等に機能が追加されていることである。
以下においては、従来例と異なる部分を主にして説明する。
放射線検出部2aの外観および放射線を検出して線量値等を求め記憶し出力する部分は、従来例と全く同様であって、外面には、正面位置21を示す「＋」マークが付され、表示部22を備えており、検出素子+アンプ23と複数の弁別回路24と計数回路25とCPU 26aとEEPROM 28aと赤外線送受信回路27と電源部29aとで構成されている。

方向切替部３は、正方形の薄い箱状であって、支持部１に支持され、中央部に放射線検出部2aを搭載するターンテーブル32を有し、4つの側面の中央には、それぞれサブ検出器-1 正面位置311、サブ検出器-2 正面位置312、サブ検出器-3 正面位置313、およびサブ検出器-4 正面位置314を示す「＋」マークが付されている。この位置に対応してそれぞれに図1には不図示の方向特定用サブ検出器-1 331、方向特定用サブ検出器-2 332、方向特定用サブ検出器-3 333および方向特定用サブ検出器-4 334が配置されている。以下では方向特定用サブ検出器をサブ検出器と略称する。
4つのサブ検出器は、方向切替部３の４つの側面の垂直方向にそれぞれの正面を向けて配置されており、正面側からの感度に対して後方からの感度が大幅に小さくなる検出器の構成、例えば検出素子の後方に質量の大きな材料を配置して後方からの放射線を吸収する構成、を有し、４つとも同じ感度に調整されている。このような4つのサブ検出器の計数値の大小関係を見れば、放射線が入射してくる方向を知ることができ、計数値の比を求めれば、その計数値比から、放射線が最も多く入射してくる方向（最多放射線入射方向）を特定することができる。

例えば、サブ検出器-1の計数値が最も大きく、サブ検出器-2およびサブ検出器-4の計数値がほぼ同じであれば、最多放射線入射方向はサブ検出器-1の正面方向であり、サブ検出器-2の計数値の方がサブ検出器-4の計数値より大きければ、最多放射線入射方向はサブ検出器-1の正面方向よりサブ検出器-2の方に傾いていることになる。予め計数値比と傾きとの関係を求めておけば、計測した計数値比によってこの傾きを決定することができる。このような関係は4つのサブ検出器に共通の関係であるであるから、4つのサブ検出器を備えることによって、どの方向から入射する放射線であっても、これを特定することができる。
なお、このような方向の特定は、4つのサブ検出器に限定されるものではなく、3つ以上のサブ検出器を備えれば可能である。

ターンテーブル32は、放射線検出部2aの方向を調節する手段であって、CPU 26aに制御されたターンテーブル駆動部321（例えばパルスモータ）によって駆動され、上述の4つのサブ検出器331〜334の計数値によってCPU 26aで特定された最多放射線入射方向に、放射線検出部2aの正面を向かせる。
放射線検出部2aの正面を最多放射線入射方向に向かせるのは、放射線検出部2aが設定値以上の線量または線量率を計測した場合であって、設定値未満の場合には、放射線検出部2aの向きを変えない。その理由は以下のとおりである。自然放射能のような比較的一様で低レベルの放射線だけを計測している状態においては、当然のことながら決まった方向性をもたないから、最多放射線入射方向を決めることが困難であり、仮に決めることができたとして、不安定で常に変動することになる可能性が高い。したがって、このような状態の場合には、放射線検出部2aの向きを変えて計測の精度を高める必要性は低く、放射線検出部2aの不安定な動きを避ける方が有効である。

なお、放射線検出部2aの計測した放射線量または放射線量率が設定値以上に達し、方向切替部３により放射線検出部2aの正面が最多放射線入射方向に向けられた後は、放射線検出部2aの計数時間間隔を短くして、放射線量または放射線量率のより詳細な時間変動データを取得するようにするのが望ましい。

この実施例は、監視対象エリアに複数の環境線量計を分散配置することによって、放射線の放出場所を特定できるようにした環境放射線管理システムに関するる。
図３は、この実施例の構成を示すブロック図であり、図４は、この実施例における放射線放出場所の特定方法を示す説明図である。
この実施例は、入射放射線の入射方向を特定できる複数台の環境線量計-1 101〜環境線量計-n 10nと、データ管理装置５と、これら環境線量計との交信を可能にするためにデータ管理装置５に接続されている赤外線送受信部4とで構成されており、とくにデータ管理装置５には位置特定手段51が設けられている。
なお、環境線量計-1 101〜環境線量計-n 10は、図１に示した構成と同一のもので、サブ検出器の計数値比から入射放射線の方向を特定することができるものである。

位置特定手段51は、各環境線量計の設置場所と各環境線量計から受信したそれぞれの最多放射線入射方向のデータとによって放射線放出場所を特定する演算処理を行なうものであり、各環境線量計の設置場所および位置特定用の演算プログラムを記憶させた記憶部（メモリー）と、この演算プログラムを実行する演算部（CPU）などからなる。
位置特定手段51による位置特定の方法を図４に示す。図４において、２つの環境線量計（環境線量計-1および環境線量計-2）のそれぞれの設置場所（P1およびP2）を始点とし、その環境線量計のそれぞれの最多放射線入射方向に沿って引いた2つの直線（L1およびL2）の交点（PX）を求めれば、放射線放出場所を特定することができる。P1およびP2の座標と、直線L1およびL2の勾配が決まれば、PXは容易に算出できる。
このシステムを稼動させて放射線放出場所を特定するのは、例えば、分散して配置された複数の環境線量計-1 101等の内のいずれかの環境線量計が設定値以上の線量または線量率を計測した場合である。その環境線量計に計測値と特定した最多放射線入射方向とを直ちにデータ管理装置５に送信させ、この情報を受けたデータ管理装置５は、直ちに、他の環境線量計にそれぞれの線量または線量率の計測値および最多放射線入射方向を送信させ、これらの情報に基づいて、前記位置特定手段51により放射線放出場所の特定を行なう。

放射線放出場所を特定するのに使用する環境線量計の選択方法としては、設定値以上を計測したものは当然として、計測値が次に大きいものだけを選択する方法や、計測値の大きな順に幾つかを選択する方法、設定値未満の所定の基準値を超えているものを選択する方法、設定値以上を計測したものの近傍のものを選択する方法等が考えられる。
このような環境放射線管理システムによれば、放射線放出場所を迅速に且つ確実に把握することができる。

この発明による環境線量計の実施例の外観を示す斜視図。 環境線量計の実施例の回路構成を示すブロック図。 この発明による環境放射線管理システムの実施例の構成を示すブロック図。 環境放射線管理システムの実施例における放射線放出場所の特定方法を示す説明図。 従来技術による環境線量計の一例を示し、（ａ）はその外観を示す斜視図，（ｂ）はその回路構成を示すブロック図。

符号の説明

100, 100a 環境線量計
１ 支持部
２,２a 放射線検出部
21 正面位置 22 表示部
23 検出素子＋アンプ 24 複数の弁別回路
25 計数回路 26, 26a CPU
27 赤外線送受信回路 28, 28a EEPROM
29、29a 電源回路
３ 方向切替部
311 サブ検出器-1正面位置 312 サブ検出器-2正面位置
313 サブ検出器-3正面位置 314 サブ検出器-4正面位置
32 ターンテーブル 321 ターンテーブル駆動部
331 方向特定用サブ検出器-1 332 方向特定用サブ検出器-2
333 方向特定用サブ検出器-3 334 方向特定用サブ検出器-4
４ 赤外線送受信部
５ データ管理装置
51 位置特定手段

Claims (3)

1. 環境の放射線量や放射線量率を放射線検出器の出力に基づいて計測する主放射線検出部と、
   正面方向から飛来する放射線に対して大きな感度をもち、かつ、互いの有感面の向きが異なるように、前記主放射線検出部の周囲に配置された複数個のサブ放射線検出器と、
   前記主放射線検出部を水平面内で回転させ、その正面位置を任意に設定することのできる回転機構を有する方向切替手段と、
   前記主放射線検知部の計測した放射線量または放射線量率が設定値以上に達した場合に、前記複数個のサブ放射線検出器のそれぞれの計数値を比較して、放射線が最も多く飛来してくる最多放射線入射方向を特定するとともに、この最多放射線入射方向に前記主放射線検出部の正面位置が向くように前記方向切替手段の回転機構を駆動する演算処理手段、
   とを備えていることを特徴とする環境放射線量計。
2. 前記主放射線検出部の計測した放射線量または放射線量率が設定値以上に達し、前記方向切替手段により主放射線検出部の正面が最多放射線入射方向に向けられた場合には、主放射線検出部の計数時間間隔を短くして、放射線量または放射線量率のより詳細な時間変動データを取得するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の環境放射線量計。
3. 分散配置された複数の請求項１に記載の環境放射線量計と、これ等と交信して線量データを収集することにより監視対象エリヤの放射線管理を行なうデータ管理装置とを備えた放射線管理システムであって、
   データ管理装置は、各環境線量計の設置場所および所定の位置特定用の演算プログラムを記憶させた記憶部と演算部からなる位置特定手段を有し、
   いずれかの環境放射線量計が設定値以上の放射線量または放射線量率を計測した場合には、該環境放射線量計にその計測値と特定した最多放射線入射方向とを含む線量データを送信させるとともに、直ちに他の環境放射線量計に対してもそれぞれの線量データを送信するように要求し、
   各環境線量計から得られた線量データと前記記憶手段に記憶されている設置場所の情報に基づいて、監視対象エリア内における放射線放出場所を特定する演算処理を行なうようにした、
   ことを特徴とする環境放射線管理システム。

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