JP2013113648A - 放射線測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】指示値（計数率または放射線量）上昇の原因が放射線の増加によるものかノイズの影響によるものかを、正確且つ迅速に判断することが可能な放射線測定装置を得る。
【解決手段】波形分析器４のノイズ判定ロジック４１は、逆極性波高過大判定ロジック４１１、パルス幅異常判定ロジック４１２、アンダーシュート不足判定ロジック４１３、波高過大判定ロジック４１４を含み、各判定ロジックによるノイズ判定結果をｂ１〜ｂ４の各カウンタ４１６〜４１９により個別に計数する。その計数値に基づいて演算器５は個別ノイズ混入率を求め、表示器７は指示値と共に個別ノイズ混入率、ノイズ波形の特徴から推定されるノイズ発生箇所及びノイズ要因等を表示する。これにより、指示値上昇の原因が放射線の増加によるものかノイズの影響によるものか、さらにノイズが放射線検出器１の異常によるものか外来ノイズによるものかを正確且つ迅速に判断することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、原子炉施設、使用済燃料再処理施設等で使用される放射線測定装置に関するものである。

従来の放射線測定装置には、放射線を検出してアナログパルスを出力する放射線検出器と、アナログパルスを入力して所定の波高値範囲内のものを弁別する波高弁別器と、波形を弁別して信号パルスからノイズパルスを除去するノイズ除去回路を備え、アナログパルス毎にノイズ波形判定結果（波形情報）を記憶し、必要に応じてノイズ発生要因の解析を行うものがあった。

例えば特許文献１では、ノイズ除去手段として、波高弁別器を通過したパルス信号の波形を１つずつ解析し、正常なパルス信号のみを通過させる単一のＡＤコンバータを備えたパルス信号検出装置が提示されている。この例では、ＡＤコンバータは、有害ノイズの種類を識別するための波形情報を演算器に入力し、演算器は、有害ノイズの侵入があった場合でも、波高弁別器を介してノイズを除去したパルス信号の計数値に基づいてパルス計数率を演算するものである。

特開２００３−２８９６３号公報

従来の放射線測定装置におけるノイズ除去回路は、ノイズ波形として、最大波高値が測定対象上限レベルを超過しているものを「波高過大」、最小波高値が逆極性の基準レベルを超過しているものを「逆極性波高過大」、パルス幅が所定の範囲外のものを「パルス幅異常」と識別し、それらのノイズ波形のものをパルス信号から除去していた。

しかし、波形のアンダーシュートが基準レベル以下に到達してないものについては、ノイズ波形として識別していなかった。この「アンダーシュート不足」の波形は、放射線検出器内のＨＶ信号重畳ラインの不具合に起因するノイズに特有の波形であり、放射線検出器内ノイズの代表的なものである。このため、従来の放射線測定装置では、表示器の指示値（計数率または放射線量）が上昇した場合に、放射線の増加によるものかノイズの影響によるものかという判断が難しく、信頼性が不十分であった。

本発明は上記の課題を解消するためになされたものであり、指示値（計数率または放射線量）上昇の原因が放射線の増加によるものかノイズの影響によるものかを、正確且つ迅速に判断することが可能な放射線測定装置を得ることを目的とする。

本発明に係る放射線測定装置は、放射線を検出してアナログパルスを出力する放射線検出手段と、該アナログパルスを入力して所定の波高レベル以上のものについて波形を測定し波形データを出力する波形測定手段と、波形測定手段から入力した波形データを分析し、所定の波高範囲条件を満たす波形のパルスａを計数した計数値Ａと、ノイズ波形のパルスｂを計数した計数値Ｂを出力する波形分析手段と、計数値Ａ及び計数値Ｂを定周期で入力し、該計数値Ａに基づく計数率ｍと放射線量ｐ（Ａ）を求めると共に、計数値Ａ及び計数値Ｂの所定数の演算周期の移動平均値であるＡ´及びＢ´からノイズ混入率Ｂ´／Ａ´を求める演算手段と、演算手段から出力された計数率ｍ及び放射線量ｐ（Ａ）の少なくとも一つを表示すると共に、必要に応じてノイズ混入率を表示する表示手段を備え、波形分析手段は、入力された波形データの中からノイズ波形の特徴を有するものを識別するノイズ判定手段を有し、ノイズ判定手段は、波高が逆極性に所定のレベルを逸脱した部分を有する波形を識別する逆極性波高過大判定手段と、パルス幅が所定の範囲を逸脱した波形を識別するパルス幅異常判定手段と、パルスの立下りのアンダーシュートが逆極性の所定範囲に至らない波形を識別するアンダーシュート不足判定手段と、波高が所定のレベルを超えた波形を識別する波高過大判定手段を含むものである。

本発明に係る放射線測定装置によれば、波形分析手段のノイズ判定手段に、逆極性波高過大判定手段、パルス幅異常判定手段、アンダーシュート不足判定手段、及び波高過大判定手段を備えているので、従来は識別できなかった放射線検出器内のノイズに特有のノイズ波形を識別してこれらを計数することができ、信頼性の高いノイズ混入率を求めることができる。また、必要に応じて表示手段にノイズ混入率を表示することができるため、表示手段に表示された計数率ｍまたは放射線量ｐ（Ａ）の上昇の原因が、放射線の増加によるものかノイズの影響によるものかを、正確且つ迅速に判断することが可能である。

本発明の実施の形態１に係る放射線測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る放射線測定装置の波形分析器により識別される波形の種類を説明する図である。 本発明の実施の形態２に係る放射線測定装置の演算器の動作を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る放射線測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る放射線測定装置の表示器における表示例を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る放射線測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態５に係る放射線測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態５に係る放射線測定装置の演算器の動作を示す図である。

実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係る放射線測定装置について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態１に係る放射線測定装置の構成を示している。本実施の形態１に係る放射線測定装置は、原子炉施設、使用済燃料再処理施設等において放射線量を監視するために使用される放射線測定装置であり、図１に示すように、放射線検出器１、パルス増幅器２、高速ＡＤコンデンサ３、波形分析器４、演算器５、メモリ６及び表示器７を含んで構成される。

放射線検出手段である放射線検出器１は、放射線を検出してアナログパルスを出力し、パルス増幅器２は放射線検出器１により出力されたアナログパルスの波高を増幅して出力する。波形測定手段である高速ＡＤコンデンサ３（以下、高速ＡＤＣ３と記す）は、放射線検出器１から出力されパルス増幅器２で増幅されたアナログパルスを入力し、アナログ
パルスの波形を測定し、波形データを出力する。

高速ＡＤＣ３は、時分割で電圧を測定し、所定数の電圧データを常に最新化してパッケージとして保管する。最新の電圧データがトリガレベル以上になった時点からの所定時間と、該トリガレベル直前の所定時間を合わせた期間における時系列的に並べられた電圧データを、当該アナログパルスの波形データとして出力する。なお、高速ＡＤＣ３のトリガレベルは、例えば信号波形としての下限レベルに設定される。

波形分析手段である波形分析器４は、高速ＡＤＣ３から入力した波形データを分析し、所定の波高範囲条件を満たす波形のパルスａを計数した計数値Ａと、ノイズ波形のパルスｂを計数した計数値Ｂを出力する。また、ノイズ判定手段であるノイズ判定ロジック４１は、入力された波形データを、最大波高値、最小波高値、及びパルス幅について分析し、ノイズ波形の特徴を有するものを識別する。

ノイズ判定ロジック４１には、逆極性波高過大判定手段である逆極性波高過大判定ロジック４１１（以下、ｂ１判定ロジック４１１と称す）、パルス幅異常判定手段であるパルス幅異常判定ロジック４１２（以下、ｂ２判定ロジック４１２と称す）、アンダーシュート不足判定手段であるアンダーシュート不足判定ロジック４１３（以下、ｂ３判定ロジック４１３と称す）、及び波高過大判定手段である波高過大判定ロジック４１４（以下、ｂ４判定ロジック４１４と称す）と、ＯＲロジック４１５が含まれる。ＯＲロジック４１５は、ｂ１〜ｂ４の各判定ロジック４１１〜４１４のいずれかから入力があった場合に、デジタルパルスｂを出力する。

ノイズ判定ロジック４１は、ｂ１〜ｂ４の各判定ロジック４１１〜４１４による判定を順次行い、全ての判定の実行が終了した場合、またはＯＲロジック４１５から出力があった場合にリセットされる。なお、本実施の形態１では、ｂ１〜ｂ４の各判定ロジック４１１〜４１４の判定順序は特に規定していない。

波高ａ判定ロジック４２は、個々の波形データの最大波高値データが所定の波高条件を満たす場合に、波高範囲内と判定してデジタルパルスａを出力する。第１のカウンタ４３は、ノイズ判定に対応してデジタルパルスｂを計数し、定周期で計数値Ｂを出力する。また、第２のカウンタ４４は波高範囲内判定に対応してデジタルパルスａを計数し、定周期で計数値Ａを出力する。

演算手段である演算器５は、定周期で計数値Ａ及び計数値Ｂを入力し、計数値Ａに基づいて計数率を求め、この計数率を工学値変換した放射線量ｐ（Ａ）を出力する。積算値をＭ、計数率をｍ、標準偏差をσ、時定数をτ、定数γ、定数λ、定数αとした時、それらの関係は以下の式１〜式５のようになる。

σ＝１／（２ｍτ）^１／２・・・（式１）
τ＝１／（２ｍσ^２）・・・（式２）
ｍ＝ｅ^γM＝２^{γＭ／ｌｎ２}・・・（式３）
γ＝２σ^２＝１／（ｍτ）＝２^−λｌｎ２・・・（式４）
α＝１１−λ・・・（式５）

従って、今回の計数値をＡ（今回）、今回の積算値をＭ（今回）、前回の積算値をＭ（前回）、定周期時間をΔＴとして、定周期毎に以下の式６及び式７を計算することにより、今回の計数率ｍ（今回）を求めることができる。なお、αは、積算の重み付け定数で、例えばσ＝０．０１３の場合はα＝０、σ＝０．０２６の場合はα＝２、σ＝０．０５２の場合はα＝４、σ＝０．０１４の場合はα＝６となる。

Ｍ（今回）＝Ｍ（前回）＋２^α×｛Ａ（今回）−ｍ（前回）×ΔＴ｝・・・（式６）
ｍ（今回）＝ｅ^{γM（今回）}＝２^{γM（今回）／Ｉｎ２}・・・（式７）

また、演算器５は、放射線量ｐ（Ａ）に基づいて警報判定を行い、放射線量ｐ（Ａ）が所定のレベル以上の場合には警報を出力する。さらに、計数値Ａ及び計数値Ｂについての所定数の演算周期の移動平均値を求めてそれぞれＡ´及びＢ´とし、Ａ´に対するＢ´の比Ｂ´／Ａ´をノイズ混入率として求める。

メモリ６は、放射線量ｐ（Ａ）、警報、ノイズ混入率等を必要数格納する。表示手段である表示器７は、常時、計数率ｍ（今回）を表示し、演算器５から警報が出力された際には計数率ｍ（今回）と共に警報を表示する。さらに、必要に応じて警報発生時及びその前後のノイズ混入率を表示することができる。

次に、波形分析器４のノイズ判定ロジック４１において識別される各ノイズ波形の特徴について、図２を用いて説明する。図２において、（ａ）は正規の信号波形、すなわち放射線による信号波形である。この正規の信号波形（ａ）を基準とし、これに対するノイズパルスの特徴を判定基準としてノイズ判定が行われる。

図２において、（ｂ１−１）及び（ｂ１−２）の波形は、最小波高値が逆極性の基準レベルを超過しているもので、これらはｂ１判定ロジック４１１により逆極性波高過大と判定される。また、（ｂ２−１）の波形は、パルス幅が所定の範囲以下のものであり、（ｂ２−２）は、パルス幅が所定の範囲以上のもので、これらはｂ２判定ロジック４１２によりパルス幅異常と判定される。これらｂ１、ｂ２の波形はいずれも経験的に、放射線検出器１または図示しない測定部、伝送部、電源入力、接地線に外部から進入する外来ノイズの可能性が大きい。なお、ｂ２とｂ１両方の特徴を有する場合も考えられる。

また、（ｂ３）の波形は、アンダーシュートが基準レベル以下に到達してないもので、ｂ３判定ロジック４１３によりアンダーシュート不足と判定される。このｂ３の波形は、波高の大小に関係なく、放射線検出器１のＨＶ信号重畳ラインの不具合に起因するノイズに特有のものである。

放射線検出器１の放射線センサに放射線が作用すると、放射線検出器１に印加しているバイアス電圧に放射線センサの信号パルスが電流変化として重畳される。この信号パルス電流はコンデンサでＤＣカットされ、内蔵のプリアンプで電圧パルスに変換されて放射線検出器１から出力される。このプリアンプの前段のＨＶ信号重畳ラインの不具合に起因するノイズとして、絶縁不良による暗流放電ノイズ、断線（半断線）により発生する接断ノイズ、及び絶縁物剥離により発生する電荷移動ノイズがあるが、ｂ３はこれらに共通する波形であり、放射線検出器１内ノイズの代表的なものである。

さらに、（ｂ４）の波形は、最大波高値が信号波形上限レベルを超過しているもので、ｂ４判定ロジック４１４により波高過大と判定される。このｂ４の波形は、放射線検出器１内部の絶縁物の擦れ、割れにより発生する静電気放電光が放射線センサに入射することによる静電気放電光ノイズに特有な波形である。ｂ４のようなノイズ波形は、形は正規の信号と同じで波高値のみが過大であり、アンダーシュート不足の特徴を有していないので、ｂ３の波形とは明確な違いがある。

なお、本実施の形態１では、波形分析器４において、ｂ１〜ｂ４の各判定ロジック４１１〜４１４の判定順序は任意であり、各判定ロジック４１１〜４１４は、回路で実現してもＳ／Ｗで実現してもよい。また、演算器５の出力及び警報判定に用いる数値、さらに表示器７に表示される指示値は、計数率ｍ（今回）、放射線量ｐ（Ａ）のどちらでもよい。表示器７は、演算器５から出力された計数率ｍ及び放射線量ｐ（Ａ）の少なくとも一つを表示すると共に、必要に応じてノイズ混入率を表示する。

このように、本実施の形態１によれば、従来の放射線測定装置では識別できなかったＨＶ信号重畳ラインの不具合に起因する暗流放電ノイズ、接断ノイズノイズ、電荷移動ノイズに共通するアンダーシュート不足（ｂ３）の波形を識別し、これらをノイズ波形としてカウントすることができるため、信頼性の高いノイズ混入率を求めることができる。

また、必要に応じて表示器７にノイズ混入率を表示することができるため、表示器７に表示された指示値（計数率ｍまたは放射線量ｐ（Ａ））の上昇の原因が、放射線の増加によるものかノイズの影響によるものかを、正確且つ迅速に判断することができる。これらのことから、信頼性の高い放射線測定装置が得られる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る放射線測定装置の構成は、上記実施の形態１と同様であるので図１を流用して説明する。本実施の形態２では、今回ノイズ混入率が所定の値以上であった場合に、一過性のノイズであるかどうかを確認し、一過性のノイズによる指示値（計数率または放射線量）上昇を抑制するものである。

本実施の形態２における演算器５は、ノイズ混入率が所定の値以上の場合にノイズ侵入有りと判断してノイズ侵入累計回数を確認し、該回数が所定の値以下の場合には一過性のノイズであると判断し、前回演算周期の計数値Ａに基づく放射線量ｐ（前回Ａ）を出力する。また、該回数が所定の値よりも大きい場合には、一過性のノイズではないと判断し、今回演算周期の計数値Ａに基づく放射線量ｐ（今回Ａ）を出力する。

次に、本実施の形態２に係る放射線測定装置の演算器５の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。図３中、Ｓで始まる数字は演算処理の順番（ステップ）を示している。まず、ステップ１（Ｓ１）において、演算器５は、メモリ６から今回計数値Ａ、今回ノイズ混入率Ｂ´／Ａ´、前回演算周期の放射線量ｐ（前回Ａ）出力を読み込む。続いてステップ２（Ｓ２）において、今回計数値Ａに基づき今回演算周期の放射線量ｐ（今回Ａ）を求める。

次に、ステップ３（Ｓ３）において、今回ノイズ混入率Ｂ´／Ａ´が、予め設定された所定の値ｋ以上であるか否かを判定する。Ｓ３において、今回ノイズ混入率がｋ以上の場合（ＹＥＳ）、ステップ４（Ｓ４）に進み、ノイズ侵入累積回数が予め設定された所定の値u以下であるか否かを判定する。Ｓ４において、ノイズ侵入累積回数がｕ以下の場合（
ＹＥＳ）、ステップ５（Ｓ５）に進み、ノイズ侵入累積回数に１を加算する。

続いてステップ６（Ｓ６）に進み、今回出力として、Ｓ１で取得した前回演算周期の放射線量出力を採用する。ここでは、Ｓ３において今回ノイズ混入率Ｂ´／Ａ´が所定の値ｋ以上であったのは、一過性のノイズによるものであると判断している。

一方、Ｓ３において今回ノイズ混入率がｋより小さい場合（ＮＯ）は、ステップ７（Ｓ７）に進み、今回出力として今回計数値Ａに基づく放射線量ｐ（今回Ａ）を採用する。ここでは、今回出力は一過性のノイズに影響されているものではなく、放射線量によるものであると判断している。

また、Ｓ４において、ノイズ侵入累積回数がｕより大きい場合（ＮＯ）にも、Ｓ７に進み、今回出力として今回計数値Ａに基づく放射線量ｐ（今回Ａ）を採用する。ここでは、
Ｓ３において今回ノイズ混入率Ｂ´／Ａ´が所定の値ｋ以上であったのは、一過性のノイズによるものではなく、放射線検出器１の故障等に起因する継続的なノイズであると判断している。

Ｓ６、Ｓ７の処理実行後は、ステップ８（Ｓ８）に進み、所定の演算処理を実行し、Ｓ１に戻る。なお、Ｓ４におけるノイズ侵入累積回数は、Ｓ３において今回ノイズ混入率がｋ以上となってからの継続期間について１回とみなしてもよい。また、一過性のノイズと判断したノイズについても、メモリ6に残された記録を定期的に点検することができるた
め、放射線測定装置の耐ノイズ性評価を行うことができる。

本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、今回ノイズ混入率が所定の値以上の場合に、これが一過性のノイズであるかどうかをノイズ侵入累積回数により確認し、一過性のノイズであると判断した場合には、前回演算周期の放射線量出力を採用するようにしたので、一過性のノイズによる指示値上昇を抑制することができる。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る放射線測定装置の構成を示している。なお、図４中、図１と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。上記実施の形態１では、高速ＡＤＣ３から出力されたアナログパルスの波形データを、波形分析器４のノイズ判定ロジック４１において、ｂ１〜ｂ４の各判定ロジック４１１〜４１４の判定順序を特に規定せずにノイズ判定し、ＯＲロジック４１５でＯＲ処理を行った。

これに対し、本実施の形態３では、ノイズ判定ロジック４１において、ｂ１判定ロジック４１１、ｂ２判定ロジック４１２、ｂ３判定ロジック４１３、ｂ４判定ロジック４１４の順にノイズ判定を行い、最初にノイズと判定した判定ロジックに対応したノイズとして計数するものである。すなわち、各ｂ１〜ｂ４の各判定ロジック４１１〜４１４による判定結果は、それぞれ個別のカウンタで計数される。

具体的には、ｂ１判定ロジック４１１によりノイズと判定されたパルスを、逆極性波高過大カウンタ４１６（以下、ｂ１カウンタ４１６）で計数する。また、ｂ２判定ロジック４１２によりノイズと判定されたパルスを、パルス幅異常カウンタ４１７（以下、ｂ２カウンタ４１７）で計数する。同様に、ｂ３判定ロジック４１３によりノイズと判定されたパルスを、アンダーシュート不足カウンタ４１８（以下、ｂ３カウンタ４１８）で計数し、ｂ４判定ロジック４１４でノイズと判定されたパルスを、波高過大カウンタ４１９（以下、ｂ４カウンタ４１９）で計数する。なお、ｂ１〜ｂ４の各判定ロジック４１１〜４１４によるノイズ判定の順序は、ｂ２、ｂ１、ｂ３、ｂ４としても良い。

これらｂ１〜ｂ４の各カウンタ４１６〜４１９からそれぞれ出力された計数値Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、定周期で演算器５に入力される。演算器５は、入力された計数値Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４に対し、それぞれ所定数の演算周期の移動平均値を求めてＢ１´、Ｂ２´、Ｂ３´、Ｂ４´とし、計数値Ａに対するそれぞれの個別の比、すなわち個別ノイズ混入率Ｂ１´／Ａ、Ｂ２´／Ａ、Ｂ３´／Ａ、Ｂ４´／Ａを求める。

また、本実施の形態３において、表示器７は、指示値（計数率または放射線量）及びノイズ混入率に加え、必要に応じてノイズ波形の特徴、個別ノイズ混入率、推定されるノイズ発生箇所、ノイズの要因等を表示することができる。

本実施の形態３に係る放射線測定装置の表示器７における表示例を図５に示す。図５に示す例では、指示値（２００ｃｐｍ）、ノイズ混入率（５０％）、ノイズの特徴、個別ノイズ混入率、ノイズ箇所、及びノイズ要因が表示されている。ノイズの特徴が「アンダー
シュート不足」及び「波高過大」の場合は、ノイズ箇所は「放射線検出器」と表示される。また、「アンダーシュート不足」のノイズ要因として、ＨＶ信号ライン絶縁不良（暗流放電ノイズ）、ＨＶ信号ライン断線（接断ノイズ）、ＨＶ信号ライン絶縁物剥離（電荷移動ノイズ）と表示される。また、「波高過大」のノイズ要因として、絶縁物の擦れ、割れ（静電気放電光ノイズ）と表示される。

また、ノイズの特徴が「逆極性波高過大」及び「パルス幅異常」の場合は、ノイズ箇所は「放射線検出器、測定部、伝送部、電源入力、接地線」と表示され、ノイズ要因として「外来ノイズ」と表示される。

従来の放射線測定装置では、表示器は、ノイズ波形の特徴や推定されるノイズ発生箇所、要因等を指示値に対応させて表示していなかったので、ノイズが放射線検出器の異常によるものか外来ノイズによるものかを即座に判断することができず、指示値上昇の原因を特定するための調査に時間を要していた。

これに対し、本実施の形態３によれば、波形分析器４のノイズ判定ロジック４１において、ｂ１〜ｂ４の各判定ロジック４１１〜４１４によるノイズ判定結果を、ｂ１〜ｂ４の各カウンタ４１６〜４１９により個別にカウントして個別ノイズ混入率を求め、この個別ノイズ混入率と、ノイズ波形の特徴から推定されるノイズ発生箇所及び要因等を表示器７に表示するようにしたので、指示値上昇の原因が放射線の増加によるものかノイズの影響によるものか、さらに、ノイズが放射線検出器１の異常によるものか外来ノイズによるものかを、正確且つ迅速に判断することが可能である。

これにより、放射線検出器１の異常の場合には備品交換等の対応を迅速に行うことができるため、短時間での復旧が可能となり、欠測時間を短くすることができる。また、ノイズ波形の特徴に対応したノイズ要因が表示されるので、復旧後の本質原因の調査を効率良く実施することができ、信頼性、保守性の高い放射線測定装置が得られる。

実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４に係る放射線測定装置の構成を示している。なお、図６中、図４と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。上記実施の形態３では、波形分析器４のノイズ判定ロジック４１において、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４（あるいはｂ２、ｂ１、ｂ３、ｂ４）の各判定ロジックの順にノイズ判定を行い、それぞれのノイズ判定結果をｂ１〜ｂ４の各カウンタ４１６〜４１９により個別にカウントするようにした。

これに対し、本実施の形態４では、図６に示すように、ｂ１〜ｂ４の各判定ロジック４１１〜４１４によるノイズ判定を並行して行い、複数の判定ロジックにおいてノイズと判定された場合には、優先順位の高い判定ロジックの判定を採用するものである。各判定ロジック４１１〜４１４の優先順位は、高い方からｂ４判定ロジック４１４、ｂ３判定ロジック４１３、ｂ２判定ロジック４１２、ｂ１判定ロジック４１１（すなわちｂ４＞ｂ３＞ｂ２＞ｂ１）である。なお、優先順位は、ｂ２判定ロジック４１２とｂ１判定ロジック４１１を入れ替えてもよい（すなわちｂ４＞ｂ３＞ｂ１＞ｂ２）。

各判定ロジック４１１〜４１４の判定結果は、ＯＲロジック４１５においてｂ４、ｂ３、ｂ２、ｂ１（またはｂ４、ｂ３、ｂ１、ｂ２）の順にチェックされ、最初に該当したものでノイズ波形を代表させることになる。それぞれのノイズ判定結果は、上記実施の形態３と同様に、ｂ１〜ｂ４の各カウンタ４１６〜４１９により個別にカウントされる。

本実施の形態４において、各判定ロジック４１１〜４１４によるノイズ判定結果のチェック順序をｂ４、ｂ３、ｂ２、ｂ１（またはｂ４、ｂ３、ｂ１、ｂ２）とした理由について説明する。上記実施の形態１で説明したように、ノイズは、機器故障に関係する器内ノイズと、電源ラインを含めて外部から侵入する外来ノイズ（主にｂ１、ｂ２）に大別される。

経験的に、器内ノイズとして代表的なｂ３、ｂ４が存在する場合は、ｂ１、ｂ２と混在することはなく、機器故障に関係する器内ノイズであることが明確である。これに対し、ｂ１、ｂ２が存在するときには、それらが複合されてｂ３、ｂ４が生成され、混在することがある。このため、原因が明確なｂ４（あるいはｂ３）を優先してチェックすることにより、正確なカウントが行えるものである。

なお、本実施の形態４においても、上記実施の形態３と同様に、表示器７は、指示値（計数率または放射線量）及びノイズ混入率に加え、必要に応じてノイズ波形の特徴、個別ノイズ混入率、推定されるノイズ発生箇所、ノイズの要因等を表示することができる。

本実施の形態４によれば、上記実施の形態３と同様の効果が得られ、さらに、上記実施の形態３よりも演算速度が上がる効果がある。

実施の形態５．
図７は、本発明の実施の形態５に係る放射線測定装置の構成を示している。なお、図７中、図１と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。本実施の形態５に係る放射線測定装置は、上記実施の形態１と同様の構成（図１）に加え、波形分析器４に、加算入力４５１と減算入力４５２を有するアップダウンカウンタ４５と、周波数合成器（回路）４６及び積算制御器（回路）４７を備えたものである。

上記実施の形態１では、波形分析器４の波高判定ロジック４２から所定の波高条件を満たすデジタルパルスａを出力し、これを定周期で計数した今回計数値Ａを、演算器５で標準偏差が一定になるように演算し、計数率ｍ（今回）を求めた。

これに対し、本実施の形態５では、第１のカウンタ４３により計数されたノイズ波形のデジタルパルスｂを、所定の重み付けを行ってアップダウンカウンタ４５の加算入力４５１に入力し加算計数する。また、積算値Ｍに対応した繰り返し周波数のフィードバックパルス（負帰還パルス）を所定の重み付けを行ってアップダウンカウンタ４５の減算入力４５２に入力し減算計数する。

周波数合成器４６は、演算器５から積算値Ｍを入力し、積算値Ｍに基づき演算器５のクロックパルスを入力し、分周・周波数合成してフィードバックパルスを生成する。積算制御器４７は、上記実施の形態１に示した式５に基づき、アップダウンカウンタ４５が計数する時に、例えば、σ＝０．０２６の時は２^α＝２^２＝４の重み付けを行い、σ＝０．０５２の時は２^α＝２^４＝１６の重み付けを行う。

演算器５は、アップダウンカウンタ４５から出力された積算値Ｍを入力し、この積算値Ｍに基づいて、上記実施の形態１に示した式３により計数率ｍを求め、放射線量ｐ（Ｍ）を求める。以下の式３１は、式３を変形したものであり、標準偏差σ、定数γ＝２σ^２とした時の積算値Ｍと計数率ｍの関係を示している。
M＝（１／γ）ｌｎ（ｍ）・・・（式３１）

演算器５は、正規の出力として今回積算値Ｍに基づく放射線量ｐ（今回Ｍ）を演算し、バックアップの出力として今回計数値Ａに基づく放射線量ｐ（今回Ａ）を演算する。通常は正規出力である放射線量ｐ（今回Ｍ）を出力し、ノイズ混入率が所定の値以上の場合には、ノイズ侵入有り（影響有り）と判断してこれまでのノイズ侵入累積回数を確認し、該
回数が所定の値になるまで、前回演算周期の放射線量ｐ（前回Ｍ）を出力する。なお、ノイズ侵入累積回数とは、ノイズ混入率が所定の値以上でありノイズの影響が有ると判断された回数である。

また、所定数の演算周期内でノイズの影響なしと判断された場合、放射線量ｐ（今回Ｍ）が放射線量ｐ（今回Ａ）と同等レベルに復帰するまでの間は、放射線量ｐ（今回Ａ）を出力する。その後、放射線量ｐ（今回Ｍ）が放射線量ｐ（今回Ａ）と同等レベルに復帰したことを確認し、放射線量ｐ（今回Ｍ）を出力する。

本実施の形態５に係る放射線測定装置における演算器５の動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップ１１（Ｓ１１）において、演算器５は、メモリ６から今回計数値Ａ、今回積算値Ｍ、今回ノイズ混入率Ｂ´／Ａ´、前回演算周期の放射線量ｐ（前回Ｍ）を読み込む。続いてステップ１２（Ｓ１２）において、今回積算値Ｍに基づき今回演算周期の放射線量ｐ（今回Ｍ）を求める。

次に、ステップ１３（Ｓ１３）において、今回ノイズ混入率Ｂ´／Ａ´が、予め設定された所定の値ｋ以上であるか否かを判定する。Ｓ１３において、今回ノイズ混入率がｋ以上の場合（ＹＥＳ）、ステップ１４（Ｓ１４）に進み、ノイズ侵入累積回数が予め設定された所定の値u以下であるか否かを判定する。Ｓ１４において、ノイズ侵入累積回数がｕ
以下の場合（ＹＥＳ）、ステップ１５（Ｓ１５）に進み、ノイズ侵入累積回数に１を加算する。

続いてステップ１６（Ｓ１６）に進み、ノイズ侵入継続回数が予め設定された所定の値ｗ以下であるか否かを判定する。ノイズ侵入継続回数とは、ノイズの影響有りと判断された期間が所定期間継続した回数である。Ｓ１６において、ノイズ侵入継続回数がｗ以下の場合（ＹＥＳ）、ステップ１７（Ｓ１７）に進み、ノイズ侵入継続回数に１を加算する。続いて、ステップ１８（Ｓ１８）において、今回出力として、Ｓ１で取得した前回演算周期の放射線量ｐ（前回Ｍ）を採用する。ここでは、Ｓ１３において今回ノイズ混入率Ｂ´／Ａ´が所定の値ｋ以上であったのは、一過性のノイズによるものであると判断し、指示値に反映させないようにしている。

一方、Ｓ１３において今回ノイズ混入率がｋより小さい場合（ＮＯ）、すなわちノイズの影響がないと判断された場合、ステップ１９（Ｓ１９）に進み、ノイズ侵入継続回数が１以上かどうかを確認する。Ｓ１９において、ノイズ侵入継続回数が１以上の場合（ＹＥＳ）、ノイズ侵入の影響で正規の高速動作の計数率が復帰していない可能性があるため、ステップ２０（Ｓ２０）において今回計数値Ａに基づく計数率演算により放射線量ｐ（今回Ａ）を求める（バックアップ）。

続いて、ステップ２１（Ｓ２１）において、放射線量ｐ（今回Ｍ）／放射線量ｐ（今回Ａ）が所定の値（ここでは１＋３σ）以下であるかどうかを判定する。所定の値より大きい場合（ＮＯ）には、ノイズ侵入により正規の高速動作の計数率が復帰していないものと判断し、ステップ２２（Ｓ２２）に進み、Ｓ２０で求めた計数値Ａに基づく放射線量ｐ（今回Ａ）を採用する。

一方、Ｓ２１において、放射線量ｐ（今回Ｍ）／放射線量ｐ（今回Ａ）が所定の値以下の場合（ＹＥＳ）、正規の高速動作の計数率が復帰したと判断し、ステップ２３（Ｓ２３）に進み、ノイズ侵入継続回数をリセットする。さらに、ステップ２４（Ｓ２４）に進み、今回出力として正規の出力である放射線量ｐ（今回Ｍ）を採用する。

また、Ｓ１４においてノイズ侵入累積回数がｕより大きい場合（ＮＯ）、及び、Ｓ１６
においてノイズ侵入継続回数がｗより大きい場合（ＮＯ）には、一過性のノイズではないと判断し、Ｓ２４に進み、今回出力として正規の出力である放射線量ｐ（今回Ｍ）を採用する。Ｓ１８、Ｓ２４の処理実行後は、ステップ２５（Ｓ２５）に進み、所定の演算処理を実行し、Ｓ１１に戻る。

なお、図８に示すフローチャートに記した所定の値ｋ、ｕ、ｗは、施設（装置）管理者等により任意に決定されるものである。その際、放射線測定装置の設置される場所によって、厳しく管理する必要がある場合や、放射線量上昇あるいはノイズ発生に対して早急な対応をとる必要がある場合には、所定の値ｋ、ｕ、ｗをより小さく設定する方向に検討される。

本実施の形態５によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、波形分析器４に、計数率ｍと積算値Ｍが上記の式３１の関係で標準偏差σが一定になるようバランスする積算制御器４７を設けることにより、上記実施の形態１に比べて演算器５の負荷を軽減することができ、連続して積算値Ｍを測定することが可能である。これにより、高計数率に対して数え落としを抑制することができ、高精度な演算結果が得られる。さらに、ノイズ侵入の影響で正規の高速動作の計数率が復帰していない場合には、復帰するまでの間、今回計数値Ａに基づく計数率演算で代行するようにしたので、ノイズの影響を抑制することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

本発明は、原子炉施設、使用済燃料再処理施設等において放射線量を監視するために使用される放射線測定装置として利用することができる。

１ 放射線検出器、２ パルス増幅器、３ 高速ＡＤコンデンサ、４ 波形分析器、
５ 演算器、６ メモリ、７ 表示器、４１ ノイズ判定ロジック、
４２ 波高ａ判定ロジック、４３ 第1のカウンタ、４４ 第2のカウンタ、
４５ アップダウンカウンタ、４６ 周波数合成器、４７ 積算制御器、
４１１ 逆極性波高過大（ｂ１）判定ロジック、
４１２ パルス幅異常（ｂ２）判定ロジック、
４１３ アンダーシュート不足（ｂ３）判定ロジック、
４１４ 波高過大（ｂ４）判定ロジック、４１５ ORロジック、
４１６ 逆極性波高過大（ｂ１）カウンタ、４１７ パルス幅異常（ｂ２）カウンタ、
４１８ アンダーシュート不足（ｂ３）カウンタ、４１９ 波高過大（ｂ４）カウンタ、４５１ 加算入力、４５２ 減算入力。

Claims (17)

1. 放射線を検出してアナログパルスを出力する放射線検出手段、
   該アナログパルスを入力して所定の波高レベル以上のものについて波形を測定し波形データを出力する波形測定手段、
   前記波形測定手段から入力した波形データを分析し、所定の波高範囲条件を満たす波形のパルスａを計数した計数値Ａと、ノイズ波形のパルスｂを計数した計数値Ｂを出力する波形分析手段、
   計数値Ａ及び計数値Ｂを定周期で入力し、該計数値Ａに基づく計数率ｍと放射線量ｐ（Ａ）を求めると共に、計数値Ａ及び計数値Ｂの所定数の演算周期の移動平均値であるＡ´及びＢ´からノイズ混入率Ｂ´／Ａ´を求める演算手段、
   前記演算手段から出力された計数率ｍ及び放射線量ｐ（Ａ）の少なくとも一つを表示すると共に、必要に応じてノイズ混入率を表示する表示手段を備え、
   前記波形分析手段は、入力された波形データの中からノイズ波形の特徴を有するものを識別するノイズ判定手段を有し、前記ノイズ判定手段は、波高が逆極性に所定のレベルを逸脱した部分を有する波形を識別する逆極性波高過大判定手段と、パルス幅が所定の範囲を逸脱した波形を識別するパルス幅異常判定手段と、パルスの立下りのアンダーシュートが逆極性の所定範囲に至らない波形を識別するアンダーシュート不足判定手段と、波高が所定のレベルを超えた波形を識別する波高過大判定手段を含むことを特徴とする放射線測定装置。
2. 前記波形測定手段は、電圧データがトリガレベル以上になった時点からの所定時間と、該トリガレベル直前の所定時間を合わせた期間における時系列的に並べられた電圧データを、当該アナログパルスの波形データとして出力することを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
3. 前記演算手段は、放射線量ｐ（Ａ）が所定の値以上の場合に警報を出力し、前記表示手段は、該警報を表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線測定装置。
4. 前記ノイズ判定手段は、前記逆極性波高過大判定手段、前記パルス幅異常判定手段、前記アンダーシュート不足判定手段、及び前記波高過大判定手段による判定を順次行い、いずれかの判定手段においてノイズと判定された場合には、それ以降の判定をスキップすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の放射線測定装置。
5. 前記波形分析手段は、前記逆極性波高過大判定手段、前記パルス幅異常判定手段、前記アンダーシュート不足判定手段、及び前記波高過大判定手段によりノイズと判定された波形のパルスをそれぞれ個別に計数した計数値Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を出力し、前記演算手段は、計数値Ａ及び計数値Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の所定数の演算周期の移動平均値であるＡ´及びＢ１´、Ｂ２´、Ｂ３´、Ｂ４´から、個別ノイズ混入率Ｂ１´／Ａ´、Ｂ２´／Ａ´、Ｂ３´／Ａ´、Ｂ４´／Ａ´を求めることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の放射線測定装置。
6. 前記ノイズ判定手段は、前記逆極性波高過大判定手段、前記パルス幅異常判定手段、前記アンダーシュート不足判定手段、前記波高過大判定手段の順に判定を行い、最初にノイズと判定した判定手段に対応したノイズとして計数することを特徴とする請求項５記載の放射線測定装置。
7. 前記ノイズ判定手段は、前記パルス幅異常判定手段、前記逆極性波高過大判定手段、前記アンダーシュート不足判定手段、前記波高過大判定手段の順に判定を行い、最初にノイ
   ズと判定した判定手段に対応したノイズとして計数することを特徴とする請求項５記載の放射線測定装置。
8. 前記ノイズ判定手段は、前記逆極性波高過大判定手段、前記パルス幅異常判定手段、前記アンダーシュート不足判定手段、及び前記波高過大判定手段による判定を並行して行い、複数の前記判定手段においてノイズと判定された場合には、優先順位の高い前記判定手段の判定を採用することを特徴とする請求項５記載の放射線測定装置。
9. 前記各判定手段の優先順位は、高い方から前記波高過大判定手段、前記アンダーシュート不足判定手段、前記パルス幅異常判定手段、前記逆極性波高過大判定手段であることを特徴とする請求項８記載の放射線測定装置。
10. 前記各判定手段の優先順位は、高い方から前記波高過大判定手段、前記アンダーシュート不足判定手段、前記逆極性波高過大判定手段、前記パルス幅異常判定手段であることを特徴とする請求項８記載の放射線測定装置。
11. 前記演算手段は、前記各判定手段によりノイズと判定された波形の特徴から、ノイズの発生箇所と要因を推定し、前記表示手段は、ノイズ混入率、個別ノイズ混入率、ノイズ波形の特徴、発生箇所及び要因をそれぞれ必要に応じて表示することを特徴とする請求項５〜請求項１０のいずれか一項に記載の放射線測定装置。
12. 前記演算手段は、前記逆極性波高過大判定手段及び前記パルス幅異常判定手段により判定されたノイズについて、発生箇所は前記放射線検出手段、放射線測定手段、伝送手段、電源入力手段、及び接地線のいずかであり、要因は外来ノイズであると推定することを特徴とする請求項１１記載の放射線測定装置。
13. 前記演算手段は、前記アンダーシュート不足判定手段により判定されたノイズについて、発生箇所は前記放射線検出手段であり、要因はＨＶ信号重畳ラインの絶縁不良、断線、及び絶縁物剥離のいずれかであると推定することを特徴とする請求項１１記載の放射線測定装置。
14. 前記演算手段は、前記波高過大判定手段により判定されたノイズについて、発生箇所は前記放射線検出手段であり、要因は前記放射線検出手段内部の絶縁物の擦れ、割れであると推定することを特徴とする請求項１１記載の放射線測定装置。
15. 前記演算手段は、ノイズ混入率が所定の値以上の場合にノイズ侵入累計回数を確認し、該回数が所定の値以下の場合には、前回演算周期の計数値Ａに基づく放射線量ｐ（前回Ａ）を出力し、所定の値よりも大きい場合には、今回演算周期の計数値Ａに基づく放射線量ｐ（今回Ａ）を出力することを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の放射線測定装置。
16. 前記波形分析手段は、ノイズ波形のパルスｂを所定の重み付けを行って加算計数し、その積算値Ｍに対応した繰り返し周波数の負帰還パルスを所定の重み付けを行って減算した積算値Ｍを出力し、前記演算手段は、積算値Ｍを入力し、計数率ｍ、標準偏差σ、定数γ＝２σ^２とした時、関係式M＝（１／γ）ｌｎ（ｍ）から計数率ｍを求め、積算値Ｍに基づく放射線量ｐ（Ｍ）を求めることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の放射線測定装置。
17. 前記演算手段は、今回演算周期の積算値Ｍに基づく放射線量ｐ（今回Ｍ）を正規の出力、今回演算周期の計数値Ａに基づく放射線量ｐ（今回Ａ）をバックアップの出力としてそれぞれ求め、通常は放射線量ｐ（今回Ｍ）を出力し、ノイズ混入率が所定の値以上の場合にはノイズ侵入累積回数を確認し、該回数が所定の値以下の場合には前回演算周期の放射線量ｐ（前回Ｍ）を出力し、所定の値よりも大きい場合には放射線量ｐ（今回Ｍ）を出力し、さらに、ノイズ混入率が所定の値より小さくノイズの影響がないと判断され、放射線量ｐ（今回Ｍ）が放射線量ｐ（今回Ａ）と同等レベルに復帰するまでの間は、放射線量ｐ（今回Ａ）を出力することを特徴とする請求項１６記載の放射線測定装置。

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