JP2013213807A - Radiation measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、放射能測定装置に関する。 The present invention relates to a radioactivity measurement apparatus.
従来、例えば容器に充填された試料の放射能量を定量する際に、この容器および試料と放射線検出器とにおける放射線の挙動をモンテカルロ法のシミュレーションにより追跡して、容器内の試料から放出される放射線の全吸収ピーク効率を算出するとともに、自己吸収の補正を行なう方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
Conventionally, for example, when the amount of radioactivity of a sample filled in a container is quantified, radiation behavior in the container and the sample and the radiation detector is traced by Monte Carlo simulation, and the radiation emitted from the sample in the container is detected. There is known a method of calculating the total absorption peak efficiency of and correcting self-absorption (see, for example,
ところで、上記従来技術に係る効率算出および自己吸収の補正によれば、シミュレーションに要する演算負荷が嵩み、演算時間が長くなることに加えて、容器の形状および試料の材質が異なる毎に演算処理を実行する必要が生じ、容器に充填された試料の放射能量を定量する際に煩雑な手間を要するという問題が生じる。 By the way, according to the efficiency calculation and self-absorption correction according to the above prior art, the calculation load required for the simulation is increased and the calculation time is increased. In addition, the calculation process is performed every time the shape of the container and the material of the sample are different. Therefore, there is a problem that complicated labor is required to quantify the amount of radioactivity of the sample filled in the container.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、試料の放射能を所望の精度で容易に測定することが可能な放射能測定装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a radioactivity measuring apparatus capable of easily measuring the radioactivity of a sample with a desired accuracy.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の請求項1に係る放射能測定装置は、試料から放出される放射線を検出する放射線検出器(例えば、実施の形態での放射線検出器15)と、前記試料の自己吸収を補正係数に基づいて補正して、前記放射線検出器の検出効率を較正する演算手段(例えば、実施の形態での処理装置13)と、を備え、前記演算手段は、前記試料の任意の減弱係数に応じた前記補正係数を前記試料の形状および前記放射線検出器の結晶の形状に応じたパラメータによって記述するデータを記憶する記憶手段(例えば、実施の形態での記憶部41)と、前記パラメータを、前記任意の減弱係数を有する前記試料を所定容器(例えば、実施の形態での容器16)に収容して、前記試料から放出される前記放射線を所定形状の結晶(例えば、実施の形態でのゲルマニウム結晶20)を有する前記放射線検出器によって検出する場合に対して、前記放射線の輸送をシミュレーションにより演算して得られる前記放射線検出器の検出効率に基づいて算出するパラメータ算出手段(例えば、実施の形態でのパラメータ算出部42)と、を備える。
In order to solve the above problems and achieve the object, a radioactivity measurement apparatus according to
さらに、本発明の請求項2に係る放射能測定装置では、前記パラメータ算出手段は、前記所定形状の結晶を、複数の異なる前記放射線検出器の結晶の形状に基づく平均形状の結晶とする。 Furthermore, in the radioactivity measurement apparatus according to claim 2 of the present invention, the parameter calculation means sets the crystal having the predetermined shape to an average shape crystal based on a plurality of different crystal shapes of the radiation detector.
さらに、本発明の請求項3に係る放射能測定装置では、前記パラメータ算出手段は、前記所定形状の結晶を、複数の異なる前記放射線検出器の結晶とし、前記複数の異なる前記放射線検出器に対する前記パラメータの複数の算出結果に基づき、前記パラメータと前記結晶の形状との対応関係を示すパラメータデータを作成する。 Furthermore, in the radioactivity measurement apparatus according to claim 3 of the present invention, the parameter calculation means uses the crystals of the predetermined shape as crystals of a plurality of different radiation detectors, and the plurality of the radiation detectors with respect to the plurality of different radiation detectors. Based on a plurality of parameter calculation results, parameter data indicating the correspondence between the parameter and the crystal shape is created.
さらに、本発明の請求項4に係る放射能測定装置では、前記記憶手段は、前記パラメータデータに基づき、前記複数の異なる前記放射線検出器を相対効率に応じて区分して得られる複数のグループ毎に対して、各前記グループ内の全ての前記放射線検出器に共通に対応付けた単一の前記パラメータを記憶する。 Furthermore, in the radioactivity measurement apparatus according to claim 4 of the present invention, the storage unit is configured to obtain a plurality of groups obtained by classifying the plurality of different radiation detectors according to relative efficiency based on the parameter data. On the other hand, a single parameter that is commonly associated with all the radiation detectors in each group is stored.
さらに、本発明の請求項5に係る放射能測定装置では、前記補正係数fは、前記減弱係数μと第1の前記パラメータaと第2の前記パラメータbとによる所定数式によって記述され、該所定数式は、f=1/(1+a×μ+b×μ2)である。
Furthermore, in the radioactivity measurement apparatus according to
さらに、本発明の請求項6に係る放射能測定装置では、前記補正係数fは、前記減弱係数μと第1の前記パラメータaと第2の前記パラメータbと第3の前記パラメータcとによる所定数式によって記述され、該所定数式は、f=1/(1+a×μ+b×μ2+c×μ3)である。 Furthermore, in the radioactivity measuring apparatus according to claim 6 of the present invention, the correction coefficient f is a predetermined value based on the attenuation coefficient μ, the first parameter a, the second parameter b, and the third parameter c. The predetermined mathematical formula is f = 1 / (1 + a × μ + b × μ 2 + c × μ 3 ).
さらに、本発明の請求項7に係る放射能測定装置では、前記所定容器は、有底円筒型の容器本体(例えば、実施の形態での容器本体31)と、該容器本体の中心軸に同軸に前記容器本体の底面(例えば、実施の形態での底面31A)上に設けられた円柱状凹部(例えば、実施の形態での円柱状凹部32)と、を備え、前記容器本体の内部に前記試料を収容可能であって、前記容器本体の内周壁面(例えば、実施の形態での内周壁面31C)の直径は130.6mm〜139mm、かつ前記円柱状凹部に応じて前記容器本体の内部に設けられる円柱状部(例えば、実施の形態での円柱状部34)の直径は81mm〜95mm、かつ前記容器本体の内底面(例えば、実施の形態での内底面31B)から前記内周壁面上に設けられた前記試料の収容端(例えば、実施の形態での収容端33)までの距離は90mm〜129mm、かつ前記容器本体の内底面から前記円柱状部の先端面(例えば、実施の形態での先端面34A)までの距離は79mm〜100mm、かつ前記容器本体の内底面から前記収容端までの内容積は1リットルであり、第1の前記パラメータaは1.33〜1.43、かつ第2の前記パラメータbは0.633〜0.750である。
Furthermore, in the radioactivity measurement apparatus according to claim 7 of the present invention, the predetermined container is coaxial with the bottomed cylindrical container body (for example, the
さらに、本発明の請求項8に係る放射能測定装置では、前記所定容器は、有底円筒型の容器本体(例えば、実施の形態での容器本体31)と、該容器本体の中心軸に同軸に前記容器本体の底面(例えば、実施の形態での底面31A)上に設けられた円柱状凹部(例えば、実施の形態での円柱状凹部32)と、を備え、前記容器本体の内部に前記試料を収容可能であって、前記容器本体の内周壁面(例えば、実施の形態での内周壁面31C)の直径は122mm、かつ前記円柱状凹部に応じて前記容器本体の内部に設けられる円柱状部(例えば、実施の形態での円柱状部34)の直径は89mm、かつ前記容器本体の内底面(例えば、実施の形態での内底面31B)から前記内周壁面上に設けられた前記試料の収容端(例えば、実施の形態での収容端33)までの距離は102mm、かつ前記容器本体の内底面から前記円柱状部の先端面(例えば、実施の形態での先端面34A)までの距離は79mm、かつ前記容器本体の内底面から前記収容端までの内容積は0.7リットルであり、第1の前記パラメータaは1.06〜1.18、かつ第2の前記パラメータbは0.373〜0.460である。
Furthermore, in the radioactivity measurement apparatus according to claim 8 of the present invention, the predetermined container is coaxial with the bottomed cylindrical container body (for example, the
さらに、本発明の請求項9に係る放射能測定装置では、前記所定容器は、有底円筒型の容器本体(例えば、実施の形態での容器本体31)と、該容器本体の中心軸に同軸に前記容器本体の底面(例えば、実施の形態での底面31A)上に設けられた円柱状凹部(例えば、実施の形態での円柱状凹部32)と、を備え、前記容器本体の内部に前記試料を収容可能であって、前記容器本体の内周壁面(例えば、実施の形態での内周壁面31C)の直径は160mm、かつ前記円柱状凹部に応じて前記容器本体の内部に設けられる円柱状部(例えば、実施の形態での円柱状部34)の直径は89mm、かつ前記容器本体の内底面(例えば、実施の形態での内底面31B)から前記内周壁面上に設けられた前記試料の収容端(例えば、実施の形態での収容端33)までの距離は124mm、かつ前記容器本体の内底面から前記円柱状部の先端面(例えば、実施の形態での先端面34A)までの距離は79mm、かつ前記容器本体の内底面から前記収容端までの内容積は2リットルであり、第1の前記パラメータaは2.18〜2.41、かつ第2の前記パラメータbは1.21〜1.37である。
Furthermore, in the radioactivity measuring apparatus according to claim 9 of the present invention, the predetermined container is coaxial with the bottomed cylindrical container body (for example, the
さらに、本発明の請求項10に係る放射能測定装置は、試料から放出される放射線を検出する放射線検出器と、前記試料の自己吸収を補正係数に基づいて補正して、前記放射線検出器の検出効率を較正する演算手段(例えば、実施の形態での処理装置13)と、を備え、前記演算手段は、前記試料の減弱係数に応じた前記補正係数を前記試料の形状および前記放射線検出器の結晶の形状に応じたパラメータによって記述するデータを記憶する記憶手段(例えば、実施の形態での記憶部41)と、前記パラメータを、外部から取得するパラメータ取得手段と、を備える。
Furthermore, a radioactivity measuring apparatus according to
本発明の請求項1に係る放射能測定装置によれば、試料の自己吸収を補正する補正係数を、試料の減弱係数と、試料の形状および放射線検出器の結晶の形状に応じたパラメータとによって記述したことにより、演算負荷が嵩んだり、演算時間が長くなることを防止し、容易に自己吸収を補正することができる。
According to the radioactivity measuring apparatus according to
さらに、パラメータを、任意の減弱係数を有する試料に対して、放射線の輸送をシミュレーションにより演算して得られる放射線検出器の検出効率に基づいて算出することから、例えば標準容積線源などを用いた実測によりパラメータを算出する場合に比べて、より広範な減弱係数の範囲において精度良く自己吸収を補正することができる。
また、標準容積線源を必要とせず、放射性廃棄物の発生を抑制することができる。
Further, since the parameter is calculated based on the detection efficiency of the radiation detector obtained by calculating the transport of radiation by simulation for a sample having an arbitrary attenuation coefficient, for example, a standard volume source is used. Compared with the case where the parameter is calculated by actual measurement, self-absorption can be corrected with high accuracy in a wider range of attenuation coefficients.
Moreover, the generation of radioactive waste can be suppressed without the need for a standard volume source.
しかも、試料を収容する所定容器および所定形状の結晶を有する放射線検出器の組み合わせに対して、パラメータの算出を1回だけ実行することによって、任意の減弱係数を有する試料に対して自己吸収を補正することができ、容器に充填された試料の放射能量を定量する際に煩雑な手間がかかることを防止することができる。 In addition, the self-absorption is corrected for a sample having an arbitrary attenuation coefficient by executing parameter calculation only once for a combination of a predetermined container for storing a sample and a radiation detector having a crystal having a predetermined shape. Therefore, it is possible to prevent troublesome work when quantifying the amount of radioactivity of the sample filled in the container.
さらに、本発明の請求項2に係る放射能測定装置によれば、試料を収容する所定容器および平均形状の結晶を有する放射線検出器の組み合わせに対して、パラメータの算出を1回だけ実行することによって、複数の異なる形状の結晶を有する放射線検出器に対して、任意の減弱係数を有する試料の自己吸収を補正することができ、容器に充填された試料の放射能量を定量する際に煩雑な手間がかかることを防止することができる。 Furthermore, according to the radioactivity measuring apparatus according to claim 2 of the present invention, the parameter calculation is executed only once for the combination of the predetermined container for storing the sample and the radiation detector having the average shape crystal. This makes it possible to correct the self-absorption of a sample having an arbitrary attenuation coefficient for a radiation detector having a plurality of crystals having different shapes, and is complicated when quantifying the amount of radioactivity of the sample filled in the container. It is possible to prevent troublesome work.
さらに、本発明の請求項3に係る放射能測定装置によれば、適宜の放射線検出器の結晶の形状に基づいてパラメータデータを検索することによって、容易に適切なパラメータを取得することができる。
これにより、所定容器に収容された任意の減弱係数を有する試料に対して自己吸収を容易に精度良く補正することができる。
Furthermore, according to the radioactivity measuring apparatus according to claim 3 of the present invention, an appropriate parameter can be easily obtained by searching parameter data based on the crystal shape of an appropriate radiation detector.
Thereby, self-absorption can be easily and accurately corrected with respect to a sample having an arbitrary attenuation coefficient accommodated in a predetermined container.
さらに、本発明の請求項4に係る放射能測定装置によれば、放射線検出器の結晶の形状の詳細を必要とせずに、容易にパラメータを取得することができ、容器に充填された試料の放射能量を定量する際に煩雑な手間がかかることを防止することができる。 Furthermore, according to the radioactivity measuring apparatus according to claim 4 of the present invention, the parameters can be easily obtained without requiring the details of the crystal shape of the radiation detector, and the sample filled in the container can be obtained. It is possible to prevent troublesome work when quantifying the amount of radioactivity.
さらに、本発明の請求項5または請求項6に係る放射能測定装置によれば、広範な減弱係数の範囲において精度良く自己吸収を補正することができる。
Furthermore, according to the radioactivity measuring apparatus according to
さらに、本発明の請求項7に係る放射能測定装置によれば、1リットルの内容積を有する所定容器(例えば、マリネリ容器)に収容された任意の減弱係数を有する試料に対して精度良く自己吸収を補正することができる。 Furthermore, according to the radioactivity measuring apparatus according to claim 7 of the present invention, the self-accuracy of a sample having an arbitrary attenuation coefficient stored in a predetermined container (for example, a marinelli container) having an internal volume of 1 liter can be accurately measured. Absorption can be corrected.
さらに、本発明の請求項8または請求項9に係る放射能測定装置によれば、0.7リットルまたは2リットルの内容積を有する所定容器(例えば、マリネリ容器)に収容された任意の減弱係数を有する試料に対して精度良く自己吸収を補正することができる。 Furthermore, according to the radioactivity measuring apparatus according to claim 8 or claim 9 of the present invention, an arbitrary attenuation coefficient stored in a predetermined container (for example, a marinelli container) having an internal volume of 0.7 liter or 2 liter. Self-absorption can be accurately corrected for a sample having
また、本発明の請求項10に係る放射能測定装置によれば、試料の自己吸収を補正する補正係数を、試料の減弱係数と、試料の形状および放射線検出器の結晶の形状に応じたパラメータとによって記述したことにより、演算負荷が嵩んだり、演算時間が長くなることを防止し、容易に自己吸収を補正することができる。
さらに、パラメータを外部から取得することによって、例えば予め設定された所定の演算処理によってパラメータを算出する場合に比べて、汎用性を向上させることができる。
According to the radioactivity measuring apparatus of
Furthermore, by acquiring the parameters from the outside, versatility can be improved as compared with the case where the parameters are calculated by a predetermined arithmetic processing set in advance, for example.
以下、本発明の一実施形態に係る放射能測定装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による放射能測定装置10は、例えば図1に示すように、入力装置11と、出力装置12と、処理装置13と、波高分析装置14と、放射線検出器15と、試料が収容される容器16とを備えて構成されている。
Hereinafter, a radioactivity measurement apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, for example, the
入力装置11は、例えば操作者の入力操作に応じた信号を出力する各種のスイッチおよびキーボードなどを備えて構成され、操作者の入力操作に応じた各種の指令信号を処理装置13へ出力する。
出力装置12は、例えばスピーカおよび表示装置などを備えて構成され、処理装置13から出力される各種の情報を出力する。
The
The
波高分析装置14は、例えばマルチチャンネルアナライザであって、放射線検出器15から出力される出力信号パルスの波高分布、つまり波高値に応じて設定された複数のチャンネル毎の計数値を算出する。例えば放射線のエネルギーに応じた波高値を有する出力信号パルスが放射線検出器15から出力されると、波高分析装置14は放射線検出器15の出力信号パルスの波高分布として、エネルギースペクトルを作成する。
The
放射線検出器15は、例えばクローズドエンド同軸型のゲルマニウム半導体検出器であって、図2に示すように、ゲルマニウム結晶20と、エンドキャップハウジング21と、エンドキャップハウジング21内部の真空領域22と、真空領域22内にてゲルマニウム結晶20を保持するクリスタルホルダ23と、クリスタルホルダ23に設けられた樹脂フィルム24とを備えて構成されている。
The
そして、放射線検出器15は、例えば20%〜40%の相対効率値を有している。
有底の円筒形に形成されたゲルマニウム結晶20は、放射線に対する有感領域25と表面不感層26とを備えている。
クリスタルホルダ23により保持されたゲルマニウム結晶20は、例えば放射線の入射窓(図示略)を有するエンドキャップハウジング21の内部に収容され、このエンドキャップハウジング21の内部は真空状態とされている。
The
The
The
そして、例えば、ゲルマニウム結晶20の直径Aは48mm〜60mm、かつゲルマニウム結晶20の長さBは30mm〜70mmとされている。
For example, the diameter A of the
クリスタルホルダ23は開口部を有する箱型に形成され、クリスタルホルダ23の内部にゲルマニウム結晶20が収容された状態で、開口部は樹脂フィルム24により閉塞されている。
そして、樹脂フィルム24により閉塞された開口部がエンドキャップハウジング21の入射窓に臨んで対向するようにして配置されている。
The
And the opening part obstruct | occluded by the
容器16は、例えば図3に示すように、いわゆるマリネリ容器であって、有底円筒型の容器本体31と、容器本体31の中心軸Oに同軸に容器本体31の底面31A上に設けられた円柱状凹部32と、を備え、容器本体31の内部に試料を収容可能である。
For example, as shown in FIG. 3, the
容器16は、例えば図4に示すように、容器本体31の内底面31Bから内周壁面31C上に設けられた試料の収容端33までの内容積は1リットルである。
そして、容器本体31の内周壁面31Cの直径D1は130.6mm〜139mm、かつ円柱状凹部32に応じて容器本体31の内部に設けられる円柱状部34の直径D2は81mm〜95mmとされ、例えば直径D1=135mmかつ直径D2=89mmである。
さらに、容器本体31の内底面31Bから収容端33までの距離L1は90mm〜129mm、かつ容器本体31の内底面31Bから円柱状部34の先端面34Aまでの距離L2は79mm〜100mmとされ、例えば距離L1=104.18mmかつ距離L2=79mmである。
そして、容器16の円柱状凹部32は、20%〜40%の相対効率値を有する放射線検出器のエンドキャップ、例えば上述した放射線検出器15のエンドキャップハウジング21を収容可能に形成されている。
For example, as shown in FIG. 4, the
And the diameter D1 of the inner
Furthermore, the distance L1 from the
And the cylindrical recessed
この容器16の各直径D1,D2および各距離L1,L2の寸法範囲は、例えば、20%〜40%の相対効率値を有する複数の放射線検出器に対して、容器16の各直径D1,D2および各距離L1,L2を適宜に変化させた所定の演算によって設定されている。
この所定の演算は、環境放射能の測定に多用される複数の放射線検出器に対して系統的に実行され、例えば、γ線の輸送をモンテカルロ法などのシミュレーションにより演算して、この演算結果に基づいて放射線検出器のγ線に対する全吸収ピーク効率を算出するものなどである。
そして、容器16の各直径D1,D2および各距離L1,L2の寸法範囲は、複数の放射線検出器、特に環境放射能の測定に多用される20%〜40%の相対効率値を有する複数の放射線検出器に対して、所望の検出効率を確保するようにして設定されている。
The size ranges of the diameters D1 and D2 and the distances L1 and L2 of the
This predetermined calculation is systematically executed for a plurality of radiation detectors frequently used for measuring the environmental radioactivity. For example, the transport of γ rays is calculated by a simulation such as a Monte Carlo method, and the calculation result is calculated. Based on this, the total absorption peak efficiency with respect to γ rays of the radiation detector is calculated.
The size ranges of the diameters D1 and D2 and the distances L1 and L2 of the
例えば図5においては、ゲルマニウム結晶20の結晶寸法の直径Dおよび長さLの組み合わせが異なる3つの放射線検出器(例えば、D/L=0.8,1.0,1.4の3つの放射線検出器)の661keVのγ線に対する全吸収ピーク効率(y)と、容器16の直径D1(x)との対応関係を示した。
各放射線検出器に対して、容器16の直径D1(x)に応じた全吸収ピーク効率(y)の変化を2次式で近似した場合に、各直径D1=139.0mm,136.0mm,130.6mmにおいて全吸収ピーク効率が極大になることが認められる。
これによって、環境放射能の測定に多用される20%〜40%の相対効率値を有する放射線検出器に対して、結晶寸法の直径Dおよび長さLの組み合わせの範囲をD/L=0.8〜1.4とすれば、容器16の直径D1は130.6mm〜139mmとなり、より好ましくは、ほぼ中央値の直径D1=135mmである。
For example, in FIG. 5, three radiation detectors having different combinations of the diameter D and the length L of the crystal dimensions of the germanium crystal 20 (for example, three radiations with D / L = 0.8, 1.0, and 1.4). The correlation between the total absorption peak efficiency (y) of the detector) for 661 keV γ rays and the diameter D1 (x) of the
For each radiation detector, when the change in the total absorption peak efficiency (y) according to the diameter D1 (x) of the
Thus, for a radiation detector having a relative efficiency value of 20% to 40%, which is frequently used for measurement of environmental radioactivity, the range of the combination of the crystal dimension diameter D and length L is D / L = 0. If it is set to 8-1.4, the diameter D1 of the
処理装置13は、例えば図1に示すように、記憶部41と、パラメータ算出部42と、演算部43と、を備えて構成されている。
For example, as illustrated in FIG. 1, the
記憶部41は、例えば、予め設定された各種のデータと、処理装置13の各種の演算結果のデータと、波高分析装置14から出力されるデータとなどを記憶している。
The
さらに、記憶部41は、例えば、試料の自己吸収を補正するための補正係数に対して、試料の任意の減弱係数μに応じた補正係数f(μ)を、試料の形状および放射線検出器15のゲルマニウム結晶20の形状に応じたパラメータによって記述するデータ(例えば、後述するパラメータによる所定の数式など)を記憶している。
Further, the
パラメータ算出部42は、記憶部41に記憶されるパラメータ、つまり試料の形状および放射線検出器15のゲルマニウム結晶20の形状に応じたパラメータであって、試料の任意の減弱係数μに応じた補正係数f(μ)を記述するパラメータを算出する。
The parameter calculation unit 42 is a parameter stored in the
例えば、パラメータ算出部42は、任意の減弱係数μを有する媒質からなる試料を所定の容器16に収容して、容器16内の試料から放出されるγ線を所定形状のゲルマニウム結晶20を有する放射線検出器15によって検出する場合に対して、γ線の輸送をモンテカルロ法などのシミュレーションにより演算する。そして、この演算結果に基づいて、放射線検出器15のγ線に対する全吸収ピーク効率eを算出する。
For example, the parameter calculation unit 42 stores a sample made of a medium having an arbitrary attenuation coefficient μ in a
パラメータ算出部42は、このシミュレーションによる演算を、任意の減弱係数μiを有する複数の媒質i(i=1,…)に対して実行して、複数の全吸収ピーク効率eiを算出する。
そして、例えば、複数の全吸収ピーク効率eiのうち、特に、減弱係数μがゼロである場合の全吸収ピーク効率e0を基準として、例えば下記数式(1)に示すように、各全吸収ピーク効率eiに応じた補正係数fiを算出する。
Parameter calculator 42, the calculation by the simulation, a plurality of media i (i = 1, ...) having any attenuation coefficient mu i running against, calculates a plurality of the whole peak efficiency e i.
For example, among the plurality of total absorption peak efficiencies e i , in particular, with reference to the total absorption peak efficiency e 0 when the attenuation coefficient μ is zero, as shown in the following formula (1), for example, A correction coefficient f i corresponding to the peak efficiency e i is calculated.
そして、パラメータ算出部42は、例えば図6に示すように、複数の媒質iの減弱係数μiと補正係数fi(演算値)との対応関係を、試料の形状および放射線検出器15のゲルマニウム結晶20の形状に応じたパラメータによる所定の数式により記述して、この数式からパラメータを算出する。そして、算出したパラメータを記憶部41に記憶させる。
Then, for example, as shown in FIG. 6, the parameter calculation unit 42 determines the correspondence between the attenuation coefficient μ i and the correction coefficient f i (calculated value) of the plurality of media i, the shape of the sample, and the germanium of the
例えば、所定の数式は、下記数式2に示すような第1のパラメータaおよび第2のパラメータbによる2次近似式などであり、パラメータ算出部42は、複数の媒質iの減弱係数μiと補正係数fi(演算値)との対応関係に対して、この2次近似式を用いた関数フィッティングなどを実行することによって、各パラメータa,bを算出する。 For example, the predetermined formula is a quadratic approximate formula using the first parameter a and the second parameter b as shown in the following formula 2, and the parameter calculation unit 42 calculates the attenuation coefficient μ i of the plurality of media i and The parameters a and b are calculated by executing function fitting using the quadratic approximate expression on the correspondence relationship with the correction coefficient f i (calculated value).
例えば、図4に示す容器16に対しては、第1のパラメータaは1.33〜1.43、かつ第2のパラメータbは0.634〜0.750である。
For example, for the
演算部43は、例えば、波高分析装置14から出力されるデータに対して、記憶部41に記憶されている試料の任意の減弱係数μに応じた補正係数f(μ)のデータに基づき、試料の自己吸収を補正して、放射線検出器15のγ線に対する全吸収ピーク効率のエネルギー依存性のデータを較正し、試料に含まれる放射能量を演算する。
For example, the
上述したように、本実施の形態による放射能測定装置10によれば、試料の自己吸収を補正する補正係数f(μ)を、試料の減弱係数μと、試料の形状および放射線検出器15のゲルマニウム結晶20の形状に応じたパラメータ(例えば、第1のパラメータaおよび第2のパラメータb)とによって記述したことにより、演算負荷が嵩んだり、演算時間が長くなることを防止し、容易に自己吸収を補正することができる。
As described above, according to the
さらに、パラメータを、任意の減弱係数μを有する試料に対して、放射線の輸送をシミュレーションにより演算して得られる放射線検出器15の検出効率(全吸収ピーク効率e)に基づいて算出することから、例えば標準容積線源などを用いた実測によりパラメータを算出する場合に比べて、より広範な減弱係数の範囲において精度良く自己吸収を補正することができる。
また、標準容積線源を必要とせず、放射性廃棄物の発生を抑制することができる。
Furthermore, since the parameter is calculated based on the detection efficiency (total absorption peak efficiency e) of the
Moreover, the generation of radioactive waste can be suppressed without the need for a standard volume source.
しかも、試料を収容する容器16および所定形状のゲルマニウム結晶20を有する放射線検出器15の組み合わせに対して、パラメータの算出を1回だけ実行することによって、任意の減弱係数μを有する試料に対して自己吸収を補正することができ、容器16に充填された試料の放射能量を定量する際に煩雑な手間がかかることを防止することができる。
In addition, by executing the parameter calculation only once for the combination of the
なお、上述した実施の形態において、パラメータ算出部42は、パラメータを算出する際に用いるゲルマニウム結晶20の所定形状を、例えば、複数の異なる放射線検出器15のゲルマニウム結晶20の形状に基づく平均形状としてもよい。
In the above-described embodiment, the parameter calculation unit 42 sets the predetermined shape of the
例えば、環境試料の測定を目的として用いられる20%〜40%程度の相対効率値を有するゲルマニウム結晶20の平均的な直径は53mm、かつ平均的な長さは45mm程度である。
このゲルマニウム結晶20を有する放射線検出器15と、例えば図4に示す容器16との組み合わせに対して、上記数式(2)に示す2次近似式の第1のパラメータaは1.35162、かつ第2のパラメータbは0.708220となる。
For example, the average diameter of the
For the combination of the
この場合には、試料を収容する容器16および平均形状のゲルマニウム結晶20を有する放射線検出器15の組み合わせに対して、パラメータの算出を1回だけ実行することによって、複数の異なる形状のゲルマニウム結晶20を有する放射線検出器15に対して、任意の減弱係数μを有する試料の自己吸収を補正することができる。
これにより、容器16に充填された試料の放射能量を定量する際に煩雑な手間がかかることを防止することができる。
In this case, the calculation of the parameter is executed only once for the combination of the
Thereby, it is possible to prevent troublesome work when the amount of radioactivity of the sample filled in the
なお、上述した実施の形態において、パラメータ算出部42は、例えば、複数の異なる形状のゲルマニウム結晶20を有する放射線検出器15に対してパラメータを算出し、パラメータの複数の算出結果に基づき、パラメータとゲルマニウム結晶20の形状との対応関係を示すパラメータデータを作成してもよい。
In the above-described embodiment, the parameter calculation unit 42 calculates parameters for the
例えば、環境試料の測定を目的として用いられる20%〜40%程度の相対効率値を有するゲルマニウム結晶20の直径は48mm〜60mm、かつ長さは30mm〜70mm程度である。
パラメータ算出部42は、これらの直径および距離の寸法範囲内における複数の異なる形状のゲルマニウム結晶20を有する放射線検出器15に対してパラメータを算出し、パラメータの複数の算出結果に基づき、例えば図7に示すように、ゲルマニウム結晶20の形状(例えば、直径Aおよび長さB)とパラメータ(例えば、上記数式(2)に示す2次近似式の第1のパラメータaおよび第2のパラメータb)との対応関係を示すパラメータデータを作成する。
For example, the diameter of the
The parameter calculation unit 42 calculates a parameter for the
この場合には、適宜の放射線検出器15のゲルマニウム結晶20の形状に基づいてパラメータデータを検索、あるいはデータ点の補間などを行なうことによって、ゲルマニウム結晶20の形状に応じた適切なパラメータを容易に取得することができる。
これにより、容器16に収容された任意の減弱係数μを有する試料に対して自己吸収を容易に精度良く補正することができる。
In this case, an appropriate parameter corresponding to the shape of the
Thereby, self-absorption can be easily and accurately corrected for a sample having an arbitrary attenuation coefficient μ accommodated in the
さらに、記憶部41は、パラメータ算出部42により作成されたパラメータデータに基づき、複数の異なる放射線検出器15を相対効率に応じて区分して得られる複数のグループ毎に対して、各グループ内の全ての放射線検出器15に共通に対応付けた単一のパラメータを記憶してもよい。
Further, the
例えば、記憶部41は、環境試料の測定を目的として用いられる20%〜40%程度の相対効率値を有する複数の異なる放射線検出器15を、相対効率値が、順次、20%と、25%と、35%と、40%となる5つのグループに区分する。
そして、各グループに対して、パラメータデータに基づき、各グループを代表する単一のパラメータ(例えば、複数のパラメータの平均値など)を記憶しておく。
For example, the
For each group, a single parameter representing each group (for example, an average value of a plurality of parameters) is stored based on the parameter data.
この場合には、放射線検出器15のゲルマニウム結晶20の形状の詳細を必要とせずに、容易にパラメータを取得することができ、容器16に充填された試料の放射能量を定量する際に煩雑な手間がかかることを防止することができる。
In this case, it is possible to easily obtain the parameters without requiring the details of the shape of the
なお、上述した実施の形態において、パラメータ算出部42は、上記数式(2)に示す2次近似式によって、試料の任意の減弱係数μに応じた補正係数f(μ)を記述するとしたが、これに限定されず、例えば下記数式(3)に示す3次近似式あるいは4次以上の多項式によって記述してもよい。 In the above-described embodiment, the parameter calculation unit 42 describes the correction coefficient f (μ) corresponding to the arbitrary attenuation coefficient μ of the sample by the quadratic approximate expression shown in the mathematical expression (2). However, the present invention is not limited to this. For example, it may be described by a third-order approximation represented by the following formula (3) or a fourth-order or higher order polynomial.
例えば、試料の線減弱係数μのとり得る範囲が、土壌(SiO2)の密度換算で4g/cm3を超える場合、例えば15g/cm3相当程度まで考慮する必要がある場合などにおいて、例えば図8に示すように、試料の任意の減弱係数μに応じた補正係数f(μ)を3次近似式によって精度良く記述することができる。 For example, when the possible range of the linear attenuation coefficient μ of the sample exceeds 4 g / cm 3 in terms of the density of soil (SiO 2 ), for example, when it is necessary to consider up to about 15 g / cm 3 , for example, FIG. As shown in FIG. 8, the correction coefficient f (μ) corresponding to an arbitrary attenuation coefficient μ of the sample can be described with high accuracy by a cubic approximation formula.
なお、上述した実施の形態において、処理装置13は、パラメータ算出部42の代わりに、あるいはパラメータ算出部42に加えて、外部からパラメータを取得可能なパラメータ取得部を備えてもよい。
このパラメータ取得部は、例えば、入力装置11に対する操作者の入力操作などに応じてパラメータを取得し、取得したパラメータを記憶部41に記憶させる。
In the above-described embodiment, the
The parameter acquisition unit acquires parameters in accordance with, for example, an operator's input operation on the
なお、上述した実施の形態においては、容器16を1リットルの内容積を有するマリネリ容器としたが、これに限定されず、例えば、他の任意の内容積(例えば、0.7リットル、2リットルなど)を有するマリネリ容器や、他の任意の形状および任意の内容積の容器などであってもよい。
In the above-described embodiment, the
例えば、図3に示す容器16において、直径D1=122mmかつ直径D2=89mmかつ距離L1=102mmかつ距離L2=79mmであり、内容積が0.7リットルであれば、第1のパラメータaは1.06〜1.18、かつ第2のパラメータbは0.373〜0.460である。
また、例えば、図3に示す容器16において、直径D1=160mmかつ直径D2=89mmかつ距離L1=124mmかつ距離L2=79mmであり、内容積が2リットルであれば、第1のパラメータaは2.18〜2.41、かつ第2のパラメータbは1.21〜1.37である。
For example, in the
For example, in the
また、本発明を、例えば、容器16が省略されて、露出した適宜の形状を有する試料に対して適用してもよい。
Further, the present invention may be applied to, for example, a sample having an appropriate shape that is exposed without the
なお、上述した実施の形態において、放射線検出器15をゲルマニウム半導体検出器としたが、これに限定されず、他の検出器であってもよい。
In the above-described embodiment, the
10…放射能測定装置 13…処理装置(演算手段) 15…放射能測定装置 16…容器(所定容器) 20…ゲルマニウム結晶(結晶) 41…記憶部(記憶手段) 42…パラメータ算出部(パラメータ算出部)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記演算手段は、
前記試料の任意の減弱係数に応じた前記補正係数を前記試料の形状および前記放射線検出器の結晶の形状に応じたパラメータによって記述するデータを記憶する記憶手段と、
前記パラメータを、前記任意の減弱係数を有する前記試料を所定容器に収容して、前記試料から放出される前記放射線を所定形状の結晶を有する前記放射線検出器によって検出する場合に対して、前記放射線の輸送をシミュレーションにより演算して得られる前記放射線検出器の検出効率に基づいて算出するパラメータ算出手段と、を備えることを特徴とする放射能測定装置。 A radiation detector for detecting radiation emitted from the sample, and a calculation means for correcting self-absorption of the sample based on a correction coefficient to calibrate the detection efficiency of the radiation detector,
The computing means is
Storage means for storing data describing the correction coefficient according to an arbitrary attenuation coefficient of the sample by parameters according to the shape of the sample and the shape of the crystal of the radiation detector;
In the case where the sample having the arbitrary attenuation coefficient is stored in a predetermined container and the radiation emitted from the sample is detected by the radiation detector having a crystal having a predetermined shape, the radiation And a parameter calculating means for calculating based on the detection efficiency of the radiation detector obtained by calculating the transport of the radiation by a simulation.
該所定数式は、f=1/(1+a×μ+b×μ2)であることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1つに記載の放射能測定装置。 The correction coefficient f is described by a predetermined mathematical formula using the attenuation coefficient μ, the first parameter a, and the second parameter b.
The radioactivity measurement apparatus according to claim 1, wherein the predetermined formula is f = 1 / (1 + a × μ + b × μ 2 ).
該所定数式は、f=1/(1+a×μ+b×μ2+c×μ3)であることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1つに記載の放射能測定装置。 The correction coefficient f is described by a predetermined mathematical formula using the attenuation coefficient μ, the first parameter a, the second parameter b, and the third parameter c.
The radioactivity measurement apparatus according to claim 1, wherein the predetermined formula is f = 1 / (1 + a × μ + b × μ 2 + c × μ 3 ).
有底円筒型の容器本体と、該容器本体の中心軸に同軸に前記容器本体の底面上に設けられた円柱状凹部と、を備え、前記容器本体の内部に前記試料を収容可能であって、
前記容器本体の内周壁面の直径は130.6mm〜139mm、かつ前記円柱状凹部に応じて前記容器本体の内部に設けられる円柱状部の直径は81mm〜95mm、かつ前記容器本体の内底面から前記内周壁面上に設けられた前記試料の収容端までの距離は90mm〜129mm、かつ前記容器本体の内底面から前記円柱状部の先端面までの距離は79mm〜100mm、かつ前記容器本体の内底面から前記収容端までの内容積は1リットルであり、
第1の前記パラメータaは1.33〜1.43、かつ第2の前記パラメータbは0.633〜0.750であることを特徴とする請求項5に記載の放射能測定装置。 The predetermined container is:
A bottomed cylindrical container body, and a columnar recess provided on the bottom surface of the container body coaxially with the central axis of the container body, the sample being able to be accommodated inside the container body, ,
The diameter of the inner peripheral wall surface of the container body is 130.6 mm to 139 mm, and the diameter of the columnar portion provided inside the container body according to the columnar recess is 81 mm to 95 mm, and from the inner bottom surface of the container body The distance to the sample storage end provided on the inner peripheral wall surface is 90 mm to 129 mm, the distance from the inner bottom surface of the container body to the tip surface of the cylindrical portion is 79 mm to 100 mm, and the container body The internal volume from the inner bottom surface to the accommodation end is 1 liter,
6. The radioactivity measuring apparatus according to claim 5, wherein the first parameter a is 1.33-1.43, and the second parameter b is 0.633-0.750.
有底円筒型の容器本体と、該容器本体の中心軸に同軸に前記容器本体の底面上に設けられた円柱状凹部と、を備え、前記容器本体の内部に前記試料を収容可能であって、
前記容器本体の内周壁面の直径は122mm、かつ前記円柱状凹部に応じて前記容器本体の内部に設けられる円柱状部の直径は89mm、かつ前記容器本体の内底面から前記内周壁面上に設けられた前記試料の収容端までの距離は102mm、かつ前記容器本体の内底面から前記円柱状部の先端面までの距離は79mm、かつ前記容器本体の内底面から前記収容端までの内容積は0.7リットルであり、
第1の前記パラメータaは1.06〜1.18、かつ第2の前記パラメータbは0.373〜0.460であることを特徴とする請求項5に記載の放射能測定装置。 The predetermined container is:
A bottomed cylindrical container body, and a columnar recess provided on the bottom surface of the container body coaxially with the central axis of the container body, the sample being able to be accommodated inside the container body, ,
The diameter of the inner peripheral wall surface of the container main body is 122 mm, and the diameter of the columnar portion provided inside the container main body according to the cylindrical concave portion is 89 mm, and the inner bottom surface of the container main body extends from the inner bottom surface to the inner peripheral wall surface. The distance from the provided sample storage end to 102 mm, the distance from the inner bottom surface of the container body to the tip surface of the cylindrical portion is 79 mm, and the inner volume from the inner bottom surface of the container body to the storage end Is 0.7 liters,
The radioactivity measuring apparatus according to claim 5, wherein the first parameter a is 1.06 to 1.18, and the second parameter b is 0.373 to 0.460.
有底円筒型の容器本体と、該容器本体の中心軸に同軸に前記容器本体の底面上に設けられた円柱状凹部と、を備え、前記容器本体の内部に前記試料を収容可能であって、
前記容器本体の内周壁面の直径は160mm、かつ前記円柱状凹部に応じて前記容器本体の内部に設けられる円柱状部の直径は89mm、かつ前記容器本体の内底面から前記内周壁面上に設けられた前記試料の収容端までの距離は124mm、かつ前記容器本体の内底面から前記円柱状部の先端面までの距離は79mm、かつ前記容器本体の内底面から前記収容端までの内容積は2リットルであり、
第1の前記パラメータaは2.18〜2.41、かつ第2の前記パラメータbは1.21〜1.37であることを特徴とする請求項5に記載の放射能測定装置。 The predetermined container is:
A bottomed cylindrical container body, and a columnar recess provided on the bottom surface of the container body coaxially with the central axis of the container body, the sample being able to be accommodated inside the container body, ,
The diameter of the inner peripheral wall surface of the container main body is 160 mm, and the diameter of the columnar portion provided inside the container main body according to the cylindrical recess is 89 mm, and from the inner bottom surface of the container main body to the inner peripheral wall surface The distance from the provided sample storage end to 124 mm, the distance from the inner bottom surface of the container body to the tip surface of the cylindrical portion is 79 mm, and the inner volume from the inner bottom surface of the container body to the storage end Is 2 liters,
6. The radioactivity measurement apparatus according to claim 5, wherein the first parameter a is 2.18 to 2.41, and the second parameter b is 1.21 to 1.37.
前記演算手段は、
前記試料の減弱係数に応じた前記補正係数を前記試料の形状および前記放射線検出器の結晶の形状に応じたパラメータによって記述するデータを記憶する記憶手段と、
前記パラメータを、外部から取得するパラメータ取得手段と、を備えることを特徴とする放射能測定装置。 A radiation detector for detecting radiation emitted from the sample, and a calculation means for correcting self-absorption of the sample based on a correction coefficient to calibrate the detection efficiency of the radiation detector,
The computing means is
Storage means for storing data describing the correction coefficient according to the attenuation coefficient of the sample by parameters according to the shape of the sample and the shape of the crystal of the radiation detector;
And a parameter acquisition means for acquiring the parameter from the outside.
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