JP2014122793A - 放射線測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象物における線量集積箇所の深さを検知することができる放射線測定装置を提供する。
【解決手段】コリメータ４を介して入射した放射線を検出する放射線検出素子５、及び放射線検出素子５からの出力信号の波高値を計測する放射線計測回路６を有する放射線検出器１と、放射線計測回路６の計測結果より、放射線のエネルギースペクトルを演算するエネルギースペクトル演算部１３と、エネルギースペクトルから、全エネルギー吸収ピーク領域における計数率と散乱線領域における計数率との比である計数率比を演算する計数率比演算部１４と、予め取得された、計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を記憶するデータベース１５と、データベース１５で記憶された関係に基づき、計数率比演算部１４で演算された計数率比から、測定対象物７における線量集積箇所の深さを演算する深さ演算部１６とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、測定対象物の線量集積箇所を検知する放射線測定装置に関する。

原子力発電所等の放射線施設では、放射線検出器（詳細には、例えばガンマカメラ等）が使用されている。放射線検出器は、放射線（詳細には、例えばガンマ線等）の入射方向を制限するコリメータと、このコリメータを介して入射した放射線を検出する単一又は複数の放射線検出素子と、この放射線検出素子からの出力信号の波高値を計測する放射線計測回路とを有している。情報処理装置は、放射線計測回路で計測された波高値より、線量率などを演算するようになっている。

そして、例えば単一の放射線検出素子で構成された放射線検出器を用いる場合は、測定対象物の表面に沿って放射線検出器を移動させて、線量率を測定する。これにより、測定対象物に対して線量集積箇所があるか否かを検知する。また、放射線検出器の位置により、測定対象物における線量集積箇所の位置を特定する。

また、例えば複数の放射線検出素子がマトリクス状に配置されて構成された放射線検出器を用いる場合は、一度に広範囲で線量率を測定する。これにより、測定対象物に対して線量集積箇所があるか否かを検知する。また、放射線検出器の位置及び放射線検出素子の配置により、測定対象物における線量集積箇所の位置を特定する。

また、例えば特許文献１に記載の従来技術では、測定対象物を撮影する光学カメラを設け、この光学カメラで撮影された測定対象物の光学画像を表示するとともに、その画像上に線量集積箇所の位置を表示するようになっている。

特表２０１１−５２４５３２号公報

しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。すなわち、従来技術では、測定対象物における線量集積箇所の位置（詳細には、例えば測定対象物の表面に沿った方向の位置）を検知するものの、線量集積箇所の深さを検知しない。測定対象物における線量集積箇所の深さを検知することは、例えば効率的な除洗作業を計画するために良好である。

本発明の目的は、測定対象物における線量集積箇所の深さを検知することができる放射線測定装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明は、測定対象物の線量集積箇所を検知する放射線測定装置において、放射線の入射方向を制限するコリメータ、前記コリメータを介して入射した放射線を検出する放射線検出素子、及び前記放射線検出素子からの出力信号の波高値を計測する放射線計測回路を有する放射線検出器と、前記放射線計測回路の計測結果より、放射線のエネルギースペクトルを演算するエネルギースペクトル演算部と、前記エネルギースペクトル演算部で演算されたエネルギースペクトルから、全エネルギー吸収ピーク領域における計数率と散乱線領域における計数率との比である計数率比を演算する計数率比演算部と、予め取得された、計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を記憶するデータベースと、前記データベースで記憶された関係に基づき、前記計数率比演算部で演算された計数率比から、前記測定対象物における線量集積箇所の深さを演算する深さ演算部とを備える。

上記目的を達成するために、第２の発明は、測定対象物の線量集積箇所を検知する放射線測定装置において、放射線の入射方向を制限するコリメータ、前記コリメータを介して入射した放射線を検出する放射線検出素子、及び前記放射線検出素子からの出力信号の波高値を計測する放射線計測回路を有する放射線検出器と、前記放射線計測回路の計測結果より、放射線のエネルギースペクトルを演算するエネルギースペクトル演算部と、前記エネルギースペクトル演算部で演算されたエネルギースペクトルから、一の全エネルギー吸収ピーク領域における計数率と他の全エネルギー吸収ピーク領域における計数率との比である計数率比を演算する計数率比演算部と、予め取得された、計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を記憶するデータベースと、前記データベースで記憶された関係に基づき、前記計数率比演算部で演算された計数率比から、前記測定対象物における線量集積箇所の深さを演算する深さ演算部とを備える。

上記目的を達成するために、第３の発明は、測定対象物の線量集積箇所を検知する放射線測定装置において、放射線の入射方向を制限するコリメータ、前記コリメータを介して入射した放射線を検出する放射線検出素子、及び前記放射線検出素子からの出力信号の波高値を計測する放射線計測回路を有する放射線検出器と、前記放射線計測回路の計測結果より、放射線のエネルギースペクトルを演算するエネルギースペクトル演算部と、第１演算モード及び第２演算モードのうちのいずれかを選択するモード選択部と、前記モード選択部で第１の演算モードが選択された場合に、全エネルギー吸収ピーク領域における計数率と散乱線領域における計数率との比である第１の計数率比を演算し、前記モード選択部で第２の演算モードが選択された場合に、前記エネルギースペクトル演算部で演算されたエネルギースペクトルから、一の全エネルギー吸収ピーク領域における計数率と他の全エネルギー吸収ピーク領域における計数率との比である第２の計数率比を演算する計数率比演算部と、予め取得された、第１の計数率比と線量集積箇所の深さとの第１の関係、及び第２の計数率比と線量集積箇所の深さとの第２の関係を記憶するデータベースと、前記モード選択部で第１の演算モードが選択された場合に、前記データベースで記憶された前記第１の関係に基づき、前記計数率比演算部で演算された第１の計数率比から、前記測定対象物における線量集積箇所の深さを演算し、前記モード選択部で第２の演算モードが選択された場合に、前記データベースで記憶された前記第２の関係に基づき、前記計数率比演算部で演算された第２の計数率比から、前記測定対象物における線量集積箇所の深さを演算する深さ演算部とを備える。

本発明によれば、測定対象物における線量集積箇所の深さを検知することができる。

本発明の第１の実施形態における放射線測定装置の外観を表す図である。 本発明の第１の実施形態における放射線測定装置の構成を表す概略図である。 本発明の第１の実施形態におけるガンマ線のエネルギースペクトルの具体例を表す図であり、測定対象物の線量集積箇所からほぼ単一のエネルギーのガンマ線が放出された場合を示す。 本発明の第１の実施形態における計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を一例として表す図である。 本発明の第１の実施形態における表示部の表示画面の具体例を表す図である。 本発明の第２の実施形態におけるガンマ線のエネルギースペクトルの具体例を表す図であり、測定対象物の線量集積箇所から複数のエネルギーのガンマ線が放出された場合を示す。 本発明の第２の実施形態における計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を一例として表す図である。 本発明の第２の実施形態における表示部の表示画面の具体例を表す図である。 本発明の第３の実施形態における表示部の表示画面の具体例を表す図である。 本発明の第１の変形例における放射線測定装置の構成を表す概略図である。 本発明の第１の変形例における表示部の表示画面の具体例を表す図である。 本発明の第２の変形例における放射線測定装置の構成を表す概略図である。

本発明の第１の実施形態を、図１〜図５により説明する。

図１は、本実施形態における放射線測定装置の外観を表す図である。図２は、本実施形態における放射線測定装置の構成を表す概略図である（但し、便宜上、データ収集解析装置の操作部を図示していない）。

これら図１及び図２において、放射線測定装置は、放射線検出器（ガンマカメラ）１と、この放射線検出器１に接続されたデータ収集解析装置２を備えている。

放射線検出器１は、例えば有底円筒形状の放射線遮蔽体３と、この放射線遮蔽体３の開口側（図中右側）に設けられたコリメータ４と、このコリメータ４の内側に設けられた放射線検出素子５及び放射線計測回路６とを有している。コリメータ４は、放射線検出素子５に入射するガンマ線（放射線）の方向を制限する。放射線検出素子５は、コリメータ４の立体角で制限された領域（詳細には、例えば測定対象物７の線量集積箇所８ａ又は８ｂ）から入射したガンマ線を検出する。放射線計測回路６は、放射線検出素子５からの出力信号の波高値を計測するようになっている。

また、放射線検出器１は、放射線遮蔽体３の外部に設けられた光学カメラ９及び距離計１０を有している。光学カメラ９は、測定対象物７の表面を撮影して、その光学画像を取得する。距離計１０は、測定対象物７の表面までの距離を計測するようになっている。

データ収集解析装置２は、例えば図１で示すように持ち運びが容易な情報処理装置であり、キーボードやマウスで構成された操作部１１と、液晶モニタで構成された表示部１２とを有している。また、データ収集解析装置２は、図２で示すように、機能的構成として、エネルギースペクトル演算部１３、計数率比演算部１４、データベース１５、深さ演算部１６、設定部１７、及び表示制御部１８を有している。

エネルギースペクトル演算部１３は、放射線検出器１から放射線計測回路６の計測結果（詳細には、波高値）を入力するとともに、距離計１０の検出結果（詳細には、距離計１０から測定対象物７の表面までの距離）を入力している。そして、放射線計測回路６の計測結果より、放射線検出素子５に入射したガンマ線のエネルギーを演算する。また、距離計１０の検出結果より、放射線検出素子５から測定対象物７の表面までの距離ｄを演算し、これに基づき、ガンマ線のエネルギーを補正する。具体的には、ガンマ線のエネルギーに例えば距離ｄの２乗などを乗じる。そして、設定部１７で設定された積算時間（詳細は後述）の間に得られたガンマ線のエネルギーから、各エネルギーの計数率を演算してガンマ線のエネルギースペクトルを作成するとともに、線量率を演算するようになっている。

図３は、本実施形態におけるガンマ線のエネルギースペクトルの具体例を表す図である。

この図３で示すエネルギースペクトルは、測定対象物７の線量集積箇所８ａ又は８ｂ（上述の図２参照）からほぼ単一のエネルギーのガンマ線が放出された場合のものである。具体的には、例えばセシウム１３７が線量集積箇所８ａ又は８ｂに存在する場合であり、セシウム１３７から放出されたガンマ線のエネルギースペクトルでは、全エネルギー吸収ピーク位置が０．６６２ＭｅＶとなる。また、例えばヨウ素１３１が線量集積箇所８ａ又は８ｂに存在する場合であり、ヨウ素１３１から放出されたガンマ線のエネルギースペクトルでは、全エネルギー吸収ピーク位置が０．３６５ＭｅＶとなる。但し、エネルギー分解能に応じてばらつきが生じるため、一般的に、全エネルギー吸収ピーク位置の計数率でなく、全エネルギー吸収ピーク領域（言い換えれば、全エネルギー吸収ピーク位置を中心とした領域）の計数率を見る。

図３中実線で示すエネルギースペクトルは、測定対象物７の表面に位置する線量集積箇所８ａから放出されたガンマ線に関するものであり、図３中点線で示すエネルギースペクトルは、測定対象物７の内部に位置する線量集積箇所８ｂから放出されたガンマ線に関するものである。そして、図示のように、線量集積箇所が測定対象物７の内部に位置する場合の全エネルギー吸収ピーク領域の計数率（積算値）は、線量集積箇所が測定対象物７の表面に位置する場合と比較して小さくなり、その減少割合が比較的大きい。また、線量集積箇所が測定対象物７の内部に位置する場合の散乱線領域の計数率（積算値）は、線量集積箇所が測定対象物７の表面に位置する場合と比較して小さくなり、その減少割合が比較的小さい。そして、全エネルギー吸収ピーク領域の計数率Ｃ１と散乱線領域の計数率Ｃ２との比である計数率比Ｃ１／Ｃ２を演算すると、この計数率比Ｃ１／Ｃ２は、線量集積箇所が深くなるほど小さくなる（図４参照）。

そこで、上述の図２に戻り、計数率比演算部１４は、エネルギースペクトル演算部１３で演算されたエネルギースペクトルから、全エネルギー吸収ピーク領域の計数率Ｃ１及び散乱線領域の計数率Ｃ２を演算し、それらの比である計数率比Ｃ１／Ｃ２を演算する。また、データベース１５は、予め計算又は測定で取得された、図４で示すような計数率比Ｃ１／Ｃ２と線量集積箇所の深さとの関係を記憶している。そして、深さ演算部１６は、データベース１５で記憶された関係に基づき、計数率比演算部１４で演算された計数率比Ｃ１／Ｃ２から、測定対象物７における線量集積箇所の深さ（詳細には、測定対象物７の線量集積箇所から放射線検出素子５にガンマ線が入射する方向の深さ。例えば図２で示す線量集積箇所８ｂの深さＨ）を演算するようになっている。

なお、図３で示す全エネルギー吸収ピーク領域は、測定対象物７の線量集積箇所に存在する核種に応じて異なる。具体的には、例えばセシウム１３７が測定対象物７の線量集積箇所に存在する場合に、全エネルギー吸収ピーク領域は、０．６６２ＭｅＶを中心とした領域となる。また、例えばヨウ素１３１が測定対象物７の線量集積箇所に存在する場合に、全エネルギー吸収ピーク領域は、０．３６５ＭｅＶを中心とした領域となる。また、図４で示す計数率比と線量集積箇所の深さとの関係は、測定対象物７の線量集積箇所に存在する核種や測定対象物７の材質に応じて異なる。

そのため、計数率比演算部１４（又はデータベース１５）には、核種毎に予め設定された全エネルギー吸収ピーク領域及び散乱線領域が記憶されている（但し、散乱線領域は、複数の核種で共通するように予め設定されてもよい）。そして、計数率比演算部１４は、設定部１７で設定された核種（詳細は後述）に対応した全エネルギー吸収ピーク領域及び散乱線領域における計数率を演算するようになっている。また、データベース１５は、核種及び材質に応じて予め取得された、計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を記憶している。そして、深さ演算部１６は、設定部１７で設定された核種及び材質（詳細は後述）に対応した関係をデータベース１５から読込み、その関係に基づき、計数率比演算部１４で演算された計数率比から、測定対象物７における線量集積箇所の深さを演算するようになっている。

表示制御部１８は、放射線検出器１の光学カメラ９で取得された測定対象物７の光学画像を入力している。また、エネルギースペクトル演算部１３で演算されたエネルギースペクトル及び線量率を入力している。また、深さ演算部１６で演算された測定対象物７における線量集積箇所の深さを入力している。そして、これらの入力情報を、表示部１２に表示させるようになっている。

次に、本実施形態における表示部１２の表示画面の具体例を説明するとともに、関連処理について説明する。図５は、本実施形態における表示部１２の表示画面の具体例を表す図である。

この図５で示す表示画面１９は、積算時間選択領域２０、核種選択ボタン２１Ａ，２１Ｂ、材質入力欄２２、測定開始ボタン２３、測定停止ボタン２４、エネルギースペクトル表示領域２５、及び光学画像表示領域２６を有している。

積算時間選択領域２０は、バー上のノブの移動により、例えば「１ｓｅｃ」、「１ｍｉｎ」、「１ｈｒ」、又は「累積」を選択可能としている。そして、その選択情報が表示制御部１８から設定部１７に出力される。これにより、設定部１７は、積算時間を可変設定可能としている。

核種選択ボタン２１Ａ，２１Ｂは、常に、いずれか一方が選択された状態となる。すなわち、核種選択ボタン２１Ａのみが選択された状態で、核種選択ボタン２１Ｂが操作されると、核種選択ボタン２１Ｂのみが選択された状態に切換わる。また、核種選択ボタン２１Ｂのみが選択された状態で、核種選択ボタン２１Ａが操作されると、核種選択ボタン２１Ａのみが選択された状態に切換わるようになっている。そして、その選択情報が表示制御部１８から設定部１７に出力される。これにより、設定部１７は、測定対象物７の線量集積箇所に存在する核種を可変設定可能としている。すなわち、核種選択ボタン２１Ａが選択された場合は、核種としてセシウム１３７を設定する。また、核種選択ボタン２１Ｂが選択された場合は、核種としてヨウ素１３１を設定する。

材質入力欄２２は、図示しない材質リストを出現させ、この材質リスト上の材質を選択して入力可能としている。そして、その選択情報が表示制御部１８から設定部１７に出力される。これにより、設定部１７は、測定対象物７の材質を可変設定可能としている。

そして、測定開始ボタン２３が操作されると、その操作情報が表示制御部１８から設定部１７に出力される。これに応じて、設定部１７は、測定開始の指令及び積算時間の設定情報を、エネルギースペクトル部１３に出力する。また、測定開始の指令及び核種の設定情報を、計数率比演算部１４に出力する。また、測定開始の指令、核種の設定情報、及び材質の設定情報を、深さ演算部１６に出力する。

また、例えば、測定開始ボタン２３が操作された後、積算時間選択領域２０が操作されて積算時間の設定が変更されると、設定部１７は、変更された積算時間の設定情報を、エネルギースペクトル演算部１３に出力する。また、例えば、測定開始ボタン２３が操作された後、核種選択ボタン２１Ａ又は２１Ｂが操作されて核種の設定が変更されると、設定部１７は、変更された核種の設定情報を、計数率比演算部１４及び深さ演算部１６に出力する。また、例えば、測定開始ボタン２３が操作された後、材質入力欄２２が操作されて材質の設定が変更されると、設定部１７は、変更された材質の設定情報を、深さ演算部１６に出力する。

エネルギースペクトル演算部１３は、例えば積算時間の設定情報が「１ｓｅｃ」であれば、１秒間の間に得られたガンマ線のエネルギーから、各エネルギーの計数率を演算してガンマ線のエネルギースペクトルを作成するとともに、線量率を演算する。言い換えれば、積算時間の設定情報「１ｓｅｃ」を入力してから１秒間毎に、エネルギースペクトル及び線量率を演算して、表示制御部１８に出力する。同時に、計数率比演算部１４にも、エネルギースペクトルを出力する。

また、例えば積算時間の設定情報が「１ｍｉｎ」であれば、１分間の間に得られたガンマ線のエネルギーから、各エネルギーの計数率を演算してガンマ線のエネルギースペクトルを作成するとともに、線量率を演算する。言い換えれば、積算時間の設定情報「１ｍｉｎ」を入力してから１分間毎に、エネルギースペクトル及び線量率を演算して、表示制御部１８に出力する。同時に、計数率比演算部１４にも、エネルギースペクトルを出力する。

また、例えば積算時間の設定情報が「１ｈｒ」であれば、１時間の間に得られたガンマ線のエネルギーから、各エネルギーの計数率を演算してガンマ線のエネルギースペクトルを作成するとともに、線量率を演算する。言い換えれば、積算時間の設定情報「１ｈｒ」を入力してから１時間毎に、エネルギースペクトル及び線量率を演算して、表示制御部１８に出力する。同時に、計数率比演算部１４にも、エネルギースペクトルを出力する。

また、例えば積算時間の設定情報が「累積」であれば、積算時間の設定情報「累積」の入力時点から時間の経過とともに更新される現時点（演算時点）までの間に得られたガンマ線のエネルギーから、各エネルギーの計数率を演算してガンマ線のエネルギースペクトルを作成するとともに、線量率を演算する。言い換えれば、積算時間の設定情報「累積」を入力してから例えば１秒間毎に、エネルギースペクトル及び線量率を更新して、表示制御部１８に出力する。同時に、計数率比演算部１４にも、エネルギースペクトルを出力する。

計数率比演算部１４は、エネルギースペクトル演算部１３からエネルギースペクトルを入力する度に、そのエネルギースペクトルから全エネルギー吸収ピーク領域の計数率及び散乱線領域の計数率を演算し、それらの比である計数率比を演算して、深さ演算部１６に出力する。なお、全エネルギー吸収ピーク領域及び散乱線領域の計数率は、設定部１７から入力した核種の設定情報に対応させる。

深さ演算部１６は、計数率比演算部１４から計数率比を入力する度に、データベース１５から読込んだ関係に基づき、測定対象物７における線量集積箇所の深さを演算して、表示制御部１８に出力する。なお、データベース１５から読込む関係は、設定部１７から入力した核種の設定情報及び材質の設定情報に対応させる。

表示制御部１８は、エネルギースペクトル演算部１３から入力したエネルギースペクトルを、表示部１２の表示画面１９のエネルギースペクトル表示領域２５に表示させる。

また、表示制御部１８は、放射線検出器１の光学カメラ９で取得された測定対象物７の光学画像を、表示部１２の表示画面１９の光学画像表示領域２６に表示させる。また、表示制御部１８は、表示画面１９の光学画像表示領域２０におけるガンマ線検出領域２７（詳細には、コリメータ４の立体角で制限された領域）を予め記憶しており、エネルギースペクトル演算部１３から入力した線量率を、領域２７の色調を変えて表示させる。すなわち、測定対象物７の光学画像上に線量集積箇所の位置及び線量率を表示させる。そして、例えば図５で示すようにガンマ線検出領域２７にカーソルが合わされた場合に、深さ表示欄（ふきだし）２８を出現させ、深さ演算部１６から入力した線量集積箇所の深さを表示させる。

なお、測定停止ボタン２２が操作されると、その操作情報が表示制御部１８から設定部１７に出力される。これに応じて、設定部１７は、測定停止の指令を、エネルギースペクトル部１３、計測率比演算部１４、及び深さ演算部１５に出力する。これにより、上述した演算が停止する。

以上のように構成された本実施形態においては、測定対象物における線量集積箇所の深さを検知することができる。そのため、例えば効率的な除洗作業を計画するために良好である。

なお、上記第１の実施形態においては、測定対象物７の表面までの距離を検出する距離計１０を放射線検出器１に設け、距離計１０の検出結果より、放射線検出素子５から測定対象物７の表面までの距離を演算し、これに基づき、ガンマ線のエネルギーを補正する場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で様々な変形が可能である。すなわち、例えば測定対象物７の表面までの距離が変化しないように放射線検出器１を使用する場合は、距離計１０を設けなくともよい。さらに、測定対象物７の表面までの距離による影響を軽視してもよい場合は、ガンマ線のエネルギーを補正しなくともよい。

また、上記第１の実施形態においては、測定対象物７の線量集積箇所に例えばセシウム１３７又はヨウ素１３１が存在し、線量集積箇所からほぼ単一のエネルギーのガンマ線が放出された場合を想定したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で様々な変形が可能である。すなわち、測定対象物７の線量集積箇所に例えばセシウム１３４又はコバルト６０が存在し、線量集積箇所から複数のエネルギーのガンマ線が放出された場合を想定してもよい（後述の図６参照）。そして、このような場合でも、ガンマ線のエネルギースペクトルから、全エネルギー吸収ピーク領域における計数率と散乱線領域における計数率との比である計数率比を演算し、この計数率比から線量集積箇所の深さを演算してもよい。

本発明の第２の実施形態を、図６〜図８により説明する。本実施形態は、測定対象物の線量集積箇所（線源）から複数のエネルギーのガンマ線が放出される場合を想定した実施形態である。そのため、上記第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図６は、本実施形態におけるガンマ線のエネルギースペクトルの具体例を表す図である。

この図６で示すエネルギースペクトルは、測定対象物７の線量集積箇所８ａ又は８ｂ（上述の図２参照）から複数のエネルギーのガンマ線が放出された場合のものである。具体的には、例えばセシウム１３４が線量集積箇所８ａ又は８ｂに存在する場合であり、セシウム１３４から放出されたガンマ線のエネルギースペクトルでは、全エネルギー吸収ピーク位置が０．６０５ＭｅＶ及び０．７９６ＭｅＶとなる。また、例えばコバルト６０が線量集積箇所８ａ又は８ｂに存在する場合であり、コバルト６０から放出されたガンマ線のエネルギースペクトルでは、全エネルギー吸収ピーク位置が１．１７ＭｅＶ及び１．３３ＭｅＶとなる。但し、エネルギー分解能に応じてばらつきが生じるため、一般的に、全エネルギー吸収ピーク位置の計数率でなく、全エネルギー吸収ピーク領域（言い換えれば、全エネルギー吸収ピーク位置を中心とした領域）の計数率を見る。

図６中実線で示すエネルギースペクトルは、測定対象物７の表面に位置する線量集積箇所８ａから放出されたガンマ線に関するものであり、図６中点線で示すエネルギースペクトルは、測定対象物７の内部に位置する線量集積箇所８ｂから放出されたガンマ線に関するものである。そして、図示のように、線量集積箇所が測定対象物７の内部に位置する場合の全エネルギー吸収ピーク領域の計数率は、線量集積箇所が測定対象物７の表面に位置する場合と比較して小さくなる。また、エネルギーが比較的低いほう（図中左側）の全エネルギー吸収ピーク領域の計数率は、その減少割合が比較的大きく、エネルギーが比較的高いほう（図中右側）の全エネルギー吸収ピーク領域の計数率は、その減少割合が比較的小さい。そして、エネルギーが比較的低いほうの全エネルギー吸収ピーク領域の計数率Ｃ３とエネルギーが比較的高いほうの全エネルギー吸収ピーク領域の計数率Ｃ４との比である計数率比Ｃ３／Ｃ４を演算すると、この計数率比Ｃ３／Ｃ４は、線量集積箇所が深くなるほど小さくなる（図７参照）。

そこで、本実施形態の計数率比演算部１４は、エネルギースペクトル演算部１３で演算されたエネルギースペクトルから、２つの全エネルギー吸収ピーク領域の計数率Ｃ３，Ｃ４を演算し、それらの比である計数率比Ｃ３／Ｃ４を演算する。また、本実施形態のデータベース１５は、予め計算又は測定で取得された、図７で示すような計数率比Ｃ３／Ｃ４と線量集積箇所の深さとの関係を記憶している。そして、本実施形態の深さ演算部１６は、データベース１５で記憶された関係に基づき、計数率比演算部１４で演算された計数率比Ｃ３／Ｃ４から、測定対象物７における線量集積箇所の深さを演算するようになっている。

なお、図６で示す全エネルギー吸収ピーク領域は、測定対象物７の線量集積箇所に存在する核種に応じて異なる。具体的には、例えばセシウム１３４が線量集積箇所に存在する場合に、全エネルギー吸収ピーク領域は、０．６０５ＭｅＶを中心とした領域と、０．７９６ＭｅＶを中心とした領域となる。また、例えばコバルト６０が測定対象物７の線量集積箇所に存在する場合に、全エネルギー吸収ピーク位置は、１．１７ＭｅＶを中心とした領域と、１．３３ＭｅＶを中心とした領域となる。また、図７で示す計数率比と線量集積箇所の深さとの関係は、測定対象物７の線量集積箇所に存在する核種や測定対象物７の材質に応じて異なる。

そのため、計数率比演算部１４（又はデータベース１５）には、核種毎に予め設定された２つの全エネルギー吸収ピーク領域が記憶されている。そして、計数率比演算部１４は、設定部１７で設定された核種（詳細は後述）に対応した２つの全エネルギー吸収ピーク領域における計数率を演算するようになっている。また、データベース１５は、核種及び材質に応じて予め取得された、計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を記憶している。そして、深さ演算部１６は、設定部１７で設定された核種及び材質に対応した関係をデータベース１５から読込み、その関係に基づき、計数率比演算部１４で演算された計数率比から、測定対象物７における線量集積箇所の深さを演算するようになっている。

次に、本実施形態における表示部１２の表示画面の具体例を説明するとともに、核種の設定処理について説明する。図８は、本実施形態における表示部１２の表示画面の具体例を表す図である。

この図８で示す表示画面１９Ａは、上記第１の実施形態の表示画面１９の核種選択ボタン２１Ａ，２１Ｂに代えて、核種選択ボタン２１Ｃ，２１Ｄを有している。

核種選択ボタン２１Ｃ，２１Ｄは、常に、いずれか一方が選択された状態となる。すなわち、核種選択ボタン２１Ｃのみが選択された状態で、核種選択ボタン２１Ｄが操作されると、核種選択ボタン２１Ｄのみが選択された状態に切換わる。また、核種選択ボタン２１Ｄのみが選択された状態で、核種選択ボタン２１Ｃが操作されると、核種選択ボタン２１Ｃのみが選択された状態に切換わるようになっている。そして、その選択情報が表示制御部１８から設定部１７に出力される。これにより、設定部１７は、測定対象物７の線量集積箇所に存在する核種を可変設定可能としている。すなわち、核種選択ボタン２１Ｃが選択された場合は、核種としてセシウム１３４を設定する。また、核種選択ボタン２１Ｄが選択された場合は、核種としてコバルト６０を設定する。

以上のように構成された本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様、測定対象物における線量集積箇所の深さを検知することができる。そのため、例えば効率的な除洗作業を計画するために良好である。

なお、上記第２の実施形態においては、核種選択ボタン２１Ｃ，２１Ｄのうちのいずれか一方しか選択できない場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で様々な変形が可能である。すなわち、例えば核種選択ボタン２１Ｃ，２１Ｄの両方を選択可能としてもよい。すなわち、測定対象物７における線量集積箇所にセシウム１３４及びコバルト６０が存在する場合を想定してもよい。そして、４つの全エネルギー吸収ピーク領域のうちのいずれの計数率を選択して計数率比を演算するかを、計数率比演算部１４に予め設定しておけばよい。また、これに対応した計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を、データベース１５に予め記憶しておけばよい。

また、上記第１及び第２の実施形態においては、測定対象物７の線量集積箇所に存在する核種を可変設定可能にするとともに、測定対象物７の材質を可変設定可能にする場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で様々な変形が可能である。すなわち、例えば測定対象物７の線量集積箇所に存在する核種を固定してもよい。また、例えば測定対象物７の材質を固定してもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。また、汎用性が低下するものの、データベース１５のデータ量を減少させることができる。

本発明の第３の実施形態を、図９により説明する。なお、本実施形態は、上記第１の実施形態と上記第２の実施形態を組合せた実施形態である。そのため、上記第１及び第２の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図９は、本実施形態における表示画面の具体例を表す図である。

この図９で示す表示画面１９Ｂは、上記第１の実施形態の表示画面１９の核種選択ボタン２１Ａ，２１Ｂと、上記第２の実施形態の表示画面１９ＢのＢ核種選択ボタン２１Ｃ，２１Ｄを有している（モード選択部）。

核種選択ボタン２１Ａ〜２１Ｄは、常に、いずれか１つが選択された状態となる。すなわち、核種選択ボタン２１Ａが操作されると、核種選択ボタン２１Ａのみが選択された状態に切換わる。また、核種選択ボタン２１Ｂが操作されると、核種選択ボタン２１Ｂのみが選択された状態に切換わる。核種選択ボタン２１Ｃが操作されると、核種選択ボタン２１Ｃのみが選択された状態に切換わる。また、核種選択ボタン２１Ｄが操作されると、核種選択ボタン２１Ｄのみが選択された状態に切換わるようになっている。そして、その選択情報が表示制御部１８から設定部１７に出力される。これにより、設定部１７は、測定対象物７の線量集積箇所に存在する核種を可変設定可能としている。すなわち、核種選択ボタン２１Ａが選択された場合は、核種としてセシウム１３７を設定する。また、核種選択ボタン２１Ｂが選択された場合は、核種としてヨウ素１３１を設定する。核種選択ボタン２１Ｃが選択された場合は、核種としてセシウム１３４を設定する。また、核種選択ボタン２１Ｄが選択された場合は、核種としてコバルト６０を設定する。

計数率比演算部１４は、例えば核種の設定情報がセシウム１３７又はヨウ素１３１である場合（言い換えれば、第１の演算モードが選択された場合）、エネルギースペクトル演算部１３で演算されたエネルギースペクトルから、全エネルギー吸収ピーク領域の計数率Ｃ１及び散乱線領域の計数率Ｃ２を演算し、それらの比である計数率比Ｃ１／Ｃ２を演算する。一方、例えば核種の設定情報がセシウム１３４又はコバルト６０である場合（言い換えれば、第２の演算モードが選択された場合）、２つの全エネルギー吸収ピーク領域の計数率Ｃ３，Ｃ４を演算し、それらの比である計数率比Ｃ３／Ｃ４を演算する。

データベース１５は、予め計算又は測定で取得された、上述の図４で示すような計数率比Ｃ１／Ｃ２と線量集積箇所の深さとの関係を記憶している。また、予め計算又は測定で取得された、上述の図７で示すような計数率比Ｃ３／Ｃ４と線量集積箇所の深さとの関係を記憶している。

深さ演算部１６は、例えば核種の設定情報がセシウム１３７又はヨウ素１３１である場合（言い換えれば、第１の演算モードが選択された場合）、データベース１５で記憶された計数率比Ｃ１／Ｃ２と線量集積箇所の深さとの関係に基づき、計数率比演算部１４で演算された計数率比Ｃ１／Ｃ２から、測定対象物７における線量集積箇所の深さを演算する。一方、例えば核種の設定情報がセシウム１３４又はコバルト６０である場合（言い換えれば、第２の演算モードが選択された場合）、データベース１５で記憶された計数率比Ｃ３／Ｃ４と線量集積箇所の深さとの関係に基づき、計数率比演算部１４で演算された計数率比Ｃ３／Ｃ４から、測定対象物７における線量集積箇所の深さを演算する。

以上のように構成された本実施形態においても、上記第１及び第２の実施形態と同様、測定対象物における線量集積箇所の深さを検知することができる。そのため、例えば効率的な除洗作業を計画するために良好である。

なお、上記第３の実施形態においては、核種選択ボタン２１Ａ〜２１Ｄのうちのいずれか１つしか選択できない場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で様々な変形が可能である。すなわち、例えば核種選択ボタン２１Ａ〜２１Ｄのうちのいずれか２つ、３つ、又は４つを選択可能としてもよい。そして、散乱線領域及び全エネルギー吸収ピーク領域のうちのいずれの計数率を選択して計数率比を演算するかを、計数率比演算部１４に予め設定しておけばよい。また、これに対応した計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を、データベース１５に予め記憶しておけばよい。

また、上記第３の実施形態においては、測定対象物の材質を可変設定可能にする場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば測定対象物の材質を固定してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。また、汎用性が低下するものの、データベースのデータ量を減少させることができる。

また、上記第１〜第３の実施形態においては、放射線検出器１は、単一の放射線検出素子５で構成された場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば図１０で示す変形例のように、複数の放射線検出素子５がマトリクス状に配置されて構成されてもよい。そして、エネルギースペクトル演算部１３は、放射線検出素子５毎にエネルギースペクトル及び線量を演算し、計数率比演算部１４は、放射線検出素子５毎に計数率比を演算し、深さ演算部１６は、放射線検出素子５毎に深さを演算すればよい。そして、例えば図１１で示すように、光学画像表示領域２６は、複数の放射線検出素子５の配置に対応した複数のガンマ線検出領域２７を有し、放射線検出素子５毎に演算された線量率を、各領域２７の色調を変えて表示すればよい。また、カーソルが合わされた領域２７に応じて、放射線検出素子５毎に演算された線量率を深さ表示欄２８に表示する。このような変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記第１〜第３の実施形態においては、特に説明しなかったが、図１２で示す変形例のように、放射線検出器１のコリメータ４の開口を開閉可能なシャッタ２９を設け、このシャッタ２９の開閉を制御するシャッタ制御部３０を有してもよい。そして、測定準備段階として、シャッタ制御部３０がシャッタ２９を閉じ状態に制御し、この状態における放射線計測回路６の計測結果より、エネルギースペクトル演算部１３Ａがガンマ線のエネルギースペクトルを演算し、これをバックグラウンドとして記憶する。そして、測定時に、シャッタ制御部３０がシャッタ２９を開き状態に制御し、この状態における放射線計測回路６の計測結果より、エネルギースペクトル演算部１３Ａがガンマ線のエネルギースペクトルを演算し、さらに前述したバックグラウンドを差し引いて補正する。このような変形例では、検出精度を高めることができる。

また、上記第１〜第３の実施形態においては、計数率比演算部１４（又はデータベース１５）には、核種毎に予め設定された全エネルギー吸収ピーク領域等が記憶されている場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で様々な変形が可能である。すなわち、計数率比演算部１４は、例えばエネルギースペクトルから全エネルギー吸収ピーク領域等を自動的に抽出してもよい。さらに、例えば核種や材質の変更に伴う演算誤差を軽視してもよい場合は、核種や材質にかかわらず共通して使用可能な計数率比と線量集積箇所の深さとの関係をデータベース１５に記憶させてもよい。すなわち、深さ演算部１６は、核種や材質にかかわらず共通して使用可能な計数率比と線量集積箇所の深さとの関係に基づき、計数率比演算部１４で演算された計数率比から、測定対象物７における線量集積箇所の深さを演算してもよい。このような場合、演算精度が低下するものの、線量集積箇所の深さの傾向を得ることができる。

また、上記第１〜第３の実施形態においては、操作部１１、表示部１２、エネルギースペクトル演算部１３、計数率比演算部１４、データベース１５、深さ演算部１６、設定部１７、及び表示制御部１８を一体として有するデータ収集解析装置２を備えた場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で様々な変形が可能である。すなわち、例えば、操作部１１を別体として備えてもよい。また、例えば表示部１２及び表示制御部１８を別体として備えてもよい。また、エネルギースペクトル演算部１３、計数率比演算部１４、データベース１５、深さ演算部１６、及び設定部１７をそれぞれ別体として備えてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。

１ 放射線検出器
４ コリメータ
５ 放射線検出素子
６ 放射線計測回路
７ 測定対象物
８ａ，８ｂ 線量集積箇所
９ 光学カメラ
１０ 距離計
１２ 表示部
１３，１３Ａ エネルギースペクトル演算部
１４ 計数率比演算部
１５ データベース
１６ 深さ演算部
１７ 設定部
２１Ａ〜２１Ｂ 核種選択ボタン
２２ 材質入力欄
２６ 光学画像表示領域
２７ ガンマ線検出領域
２８ 深さ表示欄
２９ シャッタ

Claims (8)

1. 測定対象物の線量集積箇所を検知する放射線測定装置において、
   放射線の入射方向を制限するコリメータ、前記コリメータを介して入射した放射線を検出する放射線検出素子、及び前記放射線検出素子からの出力信号の波高値を計測する放射線計測回路を有する放射線検出器と、
   前記放射線計測回路の計測結果より、放射線のエネルギースペクトルを演算するエネルギースペクトル演算部と、
   前記エネルギースペクトル演算部で演算されたエネルギースペクトルから、全エネルギー吸収ピーク領域における計数率と散乱線領域における計数率との比である計数率比を演算する計数率比演算部と、
   予め取得された、計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を記憶するデータベースと、
   前記データベースで記憶された関係に基づき、前記計数率比演算部で演算された計数率比から、前記測定対象物における線量集積箇所の深さを演算する深さ演算部とを備えたことを特徴とする放射線測定装置。
2. 測定対象物の線量集積箇所を検知する放射線測定装置において、
   放射線の入射方向を制限するコリメータ、前記コリメータを介して入射した放射線を検出する放射線検出素子、及び前記放射線検出素子からの出力信号の波高値を計測する放射線計測回路を有する放射線検出器と、
   前記放射線計測回路の計測結果より、放射線のエネルギースペクトルを演算するエネルギースペクトル演算部と、
   前記エネルギースペクトル演算部で演算されたエネルギースペクトルから、一の全エネルギー吸収ピーク領域における計数率と他の全エネルギー吸収ピーク領域における計数率との比である計数率比を演算する計数率比演算部と、
   予め取得された、計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を記憶するデータベースと、
   前記データベースで記憶された関係に基づき、前記計数率比演算部で演算された計数率比から、前記測定対象物における線量集積箇所の深さを演算する深さ演算部とを備えたことを特徴とする放射線測定装置。
3. 測定対象物の線量集積箇所を検知する放射線測定装置において、
   放射線の入射方向を制限するコリメータ、前記コリメータを介して入射した放射線を検出する放射線検出素子、及び前記放射線検出素子からの出力信号の波高値を計測する放射線計測回路を有する放射線検出器と、
   前記放射線計測回路の計測結果より、放射線のエネルギースペクトルを演算するエネルギースペクトル演算部と、
   第１演算モード及び第２演算モードのうちのいずれかを選択するモード選択部と、
   前記モード選択部で第１の演算モードが選択された場合に、全エネルギー吸収ピーク領域における計数率と散乱線領域における計数率との比である第１の計数率比を演算し、前記モード選択部で第２の演算モードが選択された場合に、前記エネルギースペクトル演算部で演算されたエネルギースペクトルから、一の全エネルギー吸収ピーク領域における計数率と他の全エネルギー吸収ピーク領域における計数率との比である第２の計数率比を演算する計数率比演算部と、
   予め取得された、第１の計数率比と線量集積箇所の深さとの第１の関係、及び第２の計数率比と線量集積箇所の深さとの第２の関係を記憶するデータベースと、
   前記モード選択部で第１の演算モードが選択された場合に、前記データベースで記憶された前記第１の関係に基づき、前記計数率比演算部で演算された第１の計数率比から、前記測定対象物における線量集積箇所の深さを演算し、前記モード選択部で第２の演算モードが選択された場合に、前記データベースで記憶された前記第２の関係に基づき、前記計数率比演算部で演算された第２の計数率比から、前記測定対象物における線量集積箇所の深さを演算する深さ演算部とを備えたことを特徴とする放射線測定装置。
4. 請求項１記載の放射線測定装置において、
   前記測定対象物の線量集積箇所に存在する核種を可変設定する設定部を備え、
   前記計数率比演算部は、前記設定部で設定された核種に対応した領域間の計数率比を演算し、
   前記データベースは、核種に応じて予め取得された、計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を記憶し、
   前記深さ演算部は、前記設定部で設定された核種に対応した前記関係に基づき、前記計数率比演算部で演算された計数率比から、前記測定対象物における線量集積箇所の深さを演算することを特徴とする放射線測定装置。
5. 請求項１記載の放射線測定装置において、
   前記測定対象物の材質を可変設定する設定部を備え、
   前記データベースは、材質に応じて予め取得された、計数率比と線量集積箇所の深さとの関係を記憶し、
   前記深さ演算部は、前記設定部で設定された材質に対応した前記関係に基づき、前記計数率比演算部で演算された計数率比から、前記測定対象物における線量集積箇所の深さを演算することを特徴とする放射線測定装置。
6. 請求項１記載の放射線測定装置において、
   前記放射線検出器に設けられて前記測定対象物までの距離を検出する距離計を有し、
   前記エネルギースペクトル演算部は、前記距離計の検出結果より、前記放射線検出素子から前記測定対象物までの距離を演算し、これに基づき、前記放射線計測回路の計測結果を補正してから、放射線のエネルギースペクトルを演算することを特徴とする放射線測定装置。
7. 請求項１記載の放射線測定装置において、
   前記放射線測定装置は、前記コリメータの開口を開閉可能なシャッタを有し、
   前記エネルギースペクトル演算部は、前記シャッタの開き状態での前記放射線検出器の前記放射線計測回路の計測結果に基づき演算された放射線のエネルギースペクトルに対し、前記シャッタの閉じ状態での前記放射線検出器の前記放射線計測回路の計測結果に基づき演算された放射線のエネルギースペクトルを差し引いて補正することを特徴とする放射線測定装置。
8. 請求項１記載の放射線測定装置において、
   前記放射線測定装置に設けられ、前記測定対象物を撮影する光学カメラと、
   前記光学カメラで撮影された前記測定対象物の光学画像を表示するとともに、前記測定対象物の光学画像上に前記線量集積箇所の位置及び線量率を表示し、さらに前記線量集積箇所の深さを表示する表示部を備えたことを特徴とする放射線測定装置。

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