JP2007064789A - 放射線計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線計測を行いながら回路の健全性を確認することができ欠測の生じない放射線計測装置を提供する。
【解決手段】放射線検出器１から検出器信号を受けて放射線発生数を計数するカウンタ３を備え、カウンタ３に時分割で校正信号を入力してカウンタ３の健全性を評価するようにした構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射性物質取扱施設等において放射線を計測するために用いられる放射線計測装置に関する。

放射性物質取扱施設等において放射線を計測するために用いられる放射線計測装置については多くの発明がなされているが（特許文献１参照）、典型的には図７に示すような構成になっている。すなわち、従来の放射線計測装置は放射線検出器１と計測装置本体７から構成され、計測装置本体７は計数回路２とコントローラ６を備え、計数回路２はカウンタ３と送信回路４を備えている。

放射線検出器１は、放射線が入射すると電気パルスあるいは光パルスを生じる。この電気パルスあるいは光パルスはカウンタ３において所定の波高値以上のものが計数される。この計数値は送信回路４を介してＴＣＰ／ＩＰあるいはＵＤＰ／ＩＰ等の通信パケットとしてコントローラ６に入力され、コントローラ６は計測結果を表示し記録する。
特開２００４−３８８２号公報

放射線計測装置は所定の期間毎に校正が行われる。例えば１週間毎に校正を行う装置で校正終了直後に機器異常などにより指示がずれた場合には、次回１週間後の校正までその異常が修正できない。そして校正時には計測を停止させる必要があり、その間は欠測となってしまう。

放射線計測装置は、カウンタの桁があふれる前に処理をする必要があるが、桁数が少ないほどサンプリング周期に高速化が要求される。そのため装置への高負荷となり高計数の場合には処理が追いつかない場合がある。また計数回路２が故障した場合、回路の当該部分の絞込み特定が難しく復旧に時間を要する。

また、計測装置の信頼性を向上させるために二重化があるが、従来の二重化は系統毎に切り替わる仕組みとなっており、故障により計測ラインから切り離された系統に含まれる健全な部分が有効に利用されてないという問題がある。

また、計数回路２とコントローラ６間の通信も高速化が要求されておりネットワーク化が進んでいる。しかし、ネットワークの渋滞などの障害により通信パケット５が破壊・紛失する場合がある。

本発明は、放射線計測を行いながら回路の健全性を確認することができ欠測の生じない放射線計測装置を提供することを目的とする。

本発明の放射線計測装置は、放射線を検出する放射線検出器と、校正信号を発生する校正信号発生器と、前記放射線検出器からの検出器信号と前記校正信号発生器からの校正信号とを入力され前記検出器信号と前記校正信号との時間配分を切り替えて出力する信号選択回路と、前記信号選択回路から出力される前記検出器信号と前記校正信号とを計数するカウンタと、前記カウンタで計数された計数値を送信する送信回路と、前記送信回路から計数値を受け、前記校正信号の計数値と前記校正信号発生器の周波数値とを比較するコントローラと、を備えた構成とする。

本発明によれば、放射線計測を行いながら回路の健全性を確認することができ欠測の生じない放射線計測装置を提供することができる。

以下、本発明の第１ないし第５の実施の形態の放射線計測装置を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１に示すように、本実施の形態の放射線計測装置は放射線検出器１と計測装置本体７ａから構成され、計測装置本体７ａは計数回路２ａとコントローラ６を備え、計数回路２ａはカウンタ３と送信回路４と校正信号発生器８と信号選択回路９を備えている。本実施の形態の放射線計測装置は信号選択回路９を時分割で切り替えることにより、放射線検出器１からの信号と校正信号発生器８からの信号を同時に計数し異常診断を行う。

異常診断は、まず信号選択回路９にて放射線検出器１の信号を例えば９９．９％の時間、校正信号発生器８の信号を０．１％の時間配分で切り替える。切り替えると同時にカウンタ３のデータ（検出器信号値または校正信号値）は送信回路４を経由してＴＣＰ／ＩＰまたはＵＤＰ／ＩＰプロトコルを用いた通信パケット５としてコントローラ６に送信される。コントローラ６は受信した検出器信号値と校正信号値の内、校正信号値が校正信号発生器８と同じ周波数値であるかどうかを判断し、その値が等しい場合には、計数回路２ａ、特にカウンタ３は正常であるため検出器信号も正常な値として処理を行う。等しくない場合には計数回路２ａ、特にカウンタ３の故障と判断し検出器信号値も異常値であると判断する。

本実施の形態の放射線計測装置は、放射線検出器１からの信号を計数しながら信号選択回路９以降の計数回路２ａの健全性を確認することが可能であり、より信頼性のある放射線計測が可能となる。また、放射線計測を停止せずに計測器の校正を行うことが可能となる。計測と校正に時分割するので、実質計測時間が減るが、例えば放射線のサンプリング時間を１秒、校正用の基準パルスを測定する時間を0.001秒とすると実用上問題がない。

（第２の実施の形態）
図２に示すように、本実施の形態の放射線計測装置は放射線検出器１と計測装置本体７ｂから構成され、計測装置本体７ｂは計数回路２ｂとコントローラ６を備え、計数回路２ｂはカウンタ３ａ，３ｂ，３ｃと、送信回路４と、分周回路１０ａ，１０ｂを備えている。本実施の形態の放射線計測装置は、放射線検出器１からのパルス信号を分周回路１０ａ，１０ｂにより周波数毎に分けて各カウンタ３ａ，３ｂ，３ｃに入力する。

例えば、計数カウンタ３ａ，３ｂ，３ｃは最大９カウント（１０カウント目でオーバーフローし０に戻る）のカウンタで、分周回路１０ａ，１０ｂは放射線検出器１から５２４カウントの入力があった場合、最終的に最上部のカウンタ３ａ（一の桁）は４カウント、中間のカウンタ３ｂ（十の桁）は２カウント、最下部のカウンタ３ｃ（百の桁）は５カウントが入力される。ちなみに、図１のように分周回路がない場合には、カウンタ３は一の桁４しか計数できない。

本実施の形態の放射線計測装置は、高計数のパルスが計数できるため、サンプリング周期を低周期として計数回路の負荷を低減することができ、桁数の多いカウンタを実装しているのと同等の効果がある。このように、桁数の多いカウンタには限界があるが、分周回路を用いることによって計数回路の応答時間の範囲で入力信号の桁数が増えても対応することができる。

（第３の実施の形態）
図３に示すように、本実の形態の放射線計測装置は放射線検出器１と計測装置本体７ｃから構成され、計測装置本体７ｃは計数回路２ｃとコントローラ６を備え、計数回路２ｃはカウンタ３ａ，３ｂ，３ｃと送信回路４と校正信号発生器８ａ，８ｂ，８ｃと信号選択回路９ａ，９ｂ，９ｃと分周回路１０ａ，１０ｂを備えている。

本実施の形態の放射線計測装置においては、放射線検出器１からのパルス信号を分周回路１０ａ，１０ｂにより周波数毎に分けてカウンタ３ａ，３ｂ，３ｃに入力する。そして、校正信号発生器８ａ，８ｂ，８ｃと信号選択回路９ａ，９ｂ，９ｃを時分割で制御することにより計数カウンタ３ａ，３ｂ，３ｃ毎に異常診断を行う。異常診断の検出方法は、第１の実施の形態と同様であるが、その範囲を広げ各桁のカウンタ３ａ，３ｂ，３ｃ毎に異常検出が可能である。

本実施の形態の放射線計測装置はこのように計数カウンタ３ａ，３ｂ，３ｃ毎に異常診断が行えるため、故障箇所の絞込みを容易に行うことができ、結果として計測装置を早期に復旧することができる。

（第４の実施の形態）
本実施の形態の放射線計測装置は図４に示すように、計数回路２ｄの中に、それぞれカウンタ３ａ，３ｂ，３ｃ、校正信号発生器８ａ，８ｂ，８ｃ、信号選択回路９ａ，９ｂ，９ｃ、分周回路１０ａ，１０ｂからなる２系統の分周・校正・計数部１２ａ，１２ｂを備えている。

本実施の形態の放射線計測装置においては、計数回路２ｄ内の二重化された分周・校正・計数部１２ａ，１２ｂおよびコントローラ６により、各カウンタ３ａ，３ｂ，３ｃの健全性を確認し系統毎に切替るのではなく、系統に囚われない全体の中から健全なカウンタを採用することが可能となる。

異常回路の検出方法は、二重化されている以外は第１の実施の形態におけると同様である。図５に示すようにａ系（分周・校正・計数部１２ａ）の校正値２が異常の場合には検出器値２も異常であると判断し、ｂ系（分周・校正・計数部１２ｂ）でも同様に校正値３が異常のため検出器値３が異常であると判断する。この場合ａｂ両系に異常があるため従来の系統毎に切り替える方式では計測機能停止となってしまうが、本実施の形態では、各系統の健全な検出器値を組み合わせ、正常な検出器値１〜３にて計測を継続することが可能である。このように、ａ系統の３桁が故障した場合ｂ系統の３桁のデータで補完でき、さらにｂ系統の４桁が故障してもａ系統の４桁で補完できるので、ＭＴＢＦ（平均故障間隔）が向上する。

本実施の形態の放射線計測装置においては系統に囚われない全体の中から健全なカウンタを採用することが可能となるため、系統毎に種類の違うカウンタが故障しても装置が正常に動作するため信頼性を向上させることができる。

（第５の実施の形態）
本実の形態の放射線計測装置は図６に示すように、放射線検出器１と計測装置本体７ｅから構成され、計測装置本体７ｅは計数回路２ｅとコントローラ６を備え、計数回路２ｅは２系統の分周・校正・計数部１２ａ，１２ｂと送信回路４ａを備え、分周・校正・計数部１２ａ，１２ｂはそれぞれ、カウンタ３ａ，３ｂ，３ｃと校正信号発生器８ａ，８ｂ，８ｃと信号選択回路９ａ，９ｂ，９ｃと分周回路１０ａ，１０ｂを備えている。

本実施の形態の放射線計測装置においては計数回路２ｅからコントローラ６へ測定データを送る際、カウンタ３ａ，３ｂ，３ｃのデータをそのままコントローラ６の各ポートに個別に送信する。

送信回路４ａは各カウンタ３ａ，３ｂ，３ｃから送られてきた送信データにタイムスタンプを付加し各測定データ（各位の桁）毎にコントローラ６の各ポートに送信する。受信したコントローラ６はタイムスタンプを確認し個々に受信したデータを関連付ける。このとき異常値および欠測しているデータは他系統の正常データの桁で補う。

ネットワークではネットワーク自体の負荷および受信ポートの負荷により送信したパケットが紛失や破壊される場合がある。この場合は送信データを１パケットにしておくと全てのデータが受信側に届かない。しかし、データを個別（複数のパケット）にし送信することでリスクを低減させ信頼性を向上させる効果が得られる。伝送の一部に問題が発生しても二重化されている他系統のデータの一部にて復旧させることが可能である。

本発明の第１の実施の形態の放射線計測装置の構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施の形態の放射線計測装置の構成を示すブロック図。 本発明の第３の実施の形態の放射線計測装置の構成を示すブロック図。 本発明の第４の実施の形態の放射線計測装置の構成を示すブロック図。 本発明の第４の実施の形態の放射線計測装置の動作を説明する図。 本発明の第５の実施の形態の放射線計測装置の構成を示すブロック図。 従来の放射線計測装置の構成を示すブロック図。

符号の説明

１…放射線検出器、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ…計数回路、３，３ａ，３ｂ，３ｃ…カウンタ、４，４ａ…送信回路、５…通信パケット、６…コントローラ、７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ…計測装置本体、８，８ａ，８ｂ，８ｃ…校正信号発生器、９，９ａ，９ｂ，９ｃ…信号選択回路、１０ａ，１０ｂ…分周回路、１２ａ，１２ｂ…分周・校正・計数部。

Claims (4)

1. 放射線を検出する放射線検出器と、校正信号を発生する校正信号発生器と、前記放射線検出器からの検出器信号と前記校正信号発生器からの校正信号とを入力され前記検出器信号と前記校正信号との時間配分を切り替えて出力する信号選択回路と、前記信号選択回路から出力される前記検出器信号と前記校正信号とを計数するカウンタと、前記カウンタで計数された計数値を送信する送信回路と、前記送信回路から計数値を受け、前記校正信号の計数値と前記校正信号発生器の周波数値とを比較するコントローラと、を備えたことを特徴とする放射線計測装置。
2. 前記放射線検出器からの検出器信号を周波数毎に分けて前記信号選択回路に出力する分周回路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。
3. 前記分周回路、前記校正信号発生器、前記信号選択回路および前記カウンタを分周・校正・計数部と、複数の前記分周・校正・計数部を備えていることを特徴とする請求項２記載の放射線計測装置。
4. 前記送信回路は前記カウンタの計数値信号を個別に前記コントローラの対応するポートに送信するようにしたことを特徴とする請求項３記載の放射線計測装置。

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