JP2014211380A - Dose rate measurement device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a level difference at a switching point between a low dose rate range and a high dose rate range in a dose rate measurement device less conspicuous.SOLUTION: Provided is a dose rate measurement device comprising: a scintillator; a photoelectron multiplier into which light emitted by the scintillator enters; a preamplifier for amplifying the output of the photoelectron multiplier via a capacitor; a main amplifier for amplifying the output of the preamplifier; an A/D converter for converting the output of the main amplifier into digital quantities; a V/F converter into which the output voltage of the photoelectron multiplier is inputted; a counter for counting the number of pulses outputted from the V/F converter; a low range dose rate arithmetic unit for calculating a low range dose rate RL from the output of the A/D converter; and a high range dose rate arithmetic unit for calculating a high range dose rate RH from the output of the counter. A dose rate switching arithmetic unit switches a display unit from a low range to a high range when a dose rate ratio RH/RL exceeds 1+k1, and switches the display unit from the high range to the low range when the dose rate ratio RH/RL declines to 1+k2.

Description

この発明は、原子炉施設、使用済燃料再処理施設、及びその周辺等に設置される線量率測定装置に関するものである。   The present invention relates to a dose rate measuring apparatus installed in a nuclear reactor facility, a spent fuel reprocessing facility, and the vicinity thereof.

線量率測定装置は、NaI(Tl)シンチレーション検出器と測定部とを備えている。NaI(Tl)シンチレーション検出器は、入射した放射線のエネルギーを吸収して線量率に比例する電流に変換し、離散的な電流パルスを出力すると共に、直流電流を直流電圧に変換して出力する。測定部は、プリアンプ、メインアンプ、バイアス変調波高弁別回路(DBM回路:Discriminated Bias Modulation)、電圧/周波数変換器(V/F変換器)、ゲート回路、演算部から構成されていて、電流パルス及び直流電圧を入力して線量率に変換して出力する。   The dose rate measurement apparatus includes a NaI (Tl) scintillation detector and a measurement unit. The NaI (Tl) scintillation detector absorbs the energy of the incident radiation and converts it into a current proportional to the dose rate, outputs discrete current pulses, and converts a direct current into a direct current voltage for output. The measurement unit is composed of a preamplifier, a main amplifier, a bias modulation wave height discrimination circuit (DBM circuit: Discriminated Bias Modulation), a voltage / frequency converter (V / F converter), a gate circuit, and a calculation unit. Input DC voltage, convert to dose rate and output.

プリアンプは、電流パルスをアナログ電圧パルスに変換して出力する。メインアンプは、そのアナログ電圧パルスを増幅すると共に高周波ノイズを除去する。バイアス変調波高弁別回路は、その増幅されたアナログ電圧パルスを線量率で重み付けし、線量率に比例する繰り返し周波数のパルスを出力する。電圧/周波数変換器は、直流電圧を入力して電圧に比例した繰り返し周波数のパルスに変換して出力する。ゲート回路は、それらのパルスを入力し、切り換えて出力する。演算部は、そのゲート回路の出力パルスを入力し、バイアス変調波高弁別回路のパルスに基づき低レンジ線量率または電圧/周波数変換器のパルスに基づき高レンジ線量率を演算して出力すると共に、設定した線量率でゲート回路のレンジを切り換える。   The preamplifier converts the current pulse into an analog voltage pulse and outputs it. The main amplifier amplifies the analog voltage pulse and removes high frequency noise. The bias modulation pulse height discrimination circuit weights the amplified analog voltage pulse by the dose rate, and outputs a pulse having a repetition frequency proportional to the dose rate. The voltage / frequency converter receives a DC voltage, converts it into a pulse having a repetition frequency proportional to the voltage, and outputs the pulse. The gate circuit inputs these pulses, switches them, and outputs them. The calculation unit inputs the output pulse of the gate circuit, calculates the low range dose rate based on the pulse of the bias modulation wave height discrimination circuit or the high range dose rate based on the pulse of the voltage / frequency converter, and outputs it. The range of the gate circuit is switched at the dose rate.

シンチレーション検出器にはγ線が入射する。線量率測定装置のエネルギー特性は、γ線のエネルギーに依存して発生する誤差のため、低レンジ線量率と高レンジ線量率で異なる。また、高レンジと低レンジの切換点は、γ線のエネルギーに依存して低レンジ線量率と高レンジ線量率で最適切換点が異なる。切換点で発生する大きな段差をできるだけ小さくして、固定した線量率で切り換えできるように、NaI(Tl)シンチレーション検出器に構造の複雑なフィルタを設けている線量率測定装置が知られている(例えば特許文献1参照)。   Gamma rays are incident on the scintillation detector. The energy characteristics of the dose rate measuring device are different between the low range dose rate and the high range dose rate due to errors that occur depending on the energy of γ rays. Further, the switching point between the high range and the low range differs depending on the energy of γ rays, and the optimum switching point is different between the low range dose rate and the high range dose rate. A dose rate measuring apparatus is known in which a NaI (Tl) scintillation detector is provided with a complex filter so that a large step generated at a switching point can be made as small as possible and can be switched at a fixed dose rate ( For example, see Patent Document 1).

特開昭61−104282号公報(図1)Japanese Patent Laid-Open No. 61-104282 (FIG. 1)

線量率測定装置は、NaI(Tl)シンチレーション検出器に複雑な構造のフィルタを設けることにより、高線量率レンジのエネルギー特性の違い、および、切換点で発生する段差の両方についてある程度縮小できたが、ワイドレンジ化のために低レンジ線量率の本来のエネルギー特性が低下する。この発明はこのような問題を解消するためになされたもので、ワイドレンジ化で低線量率レンジの本来のエネルギー特性を低下させることがなく、かつ低線量率レンジと高線量率レンジの切換点の段差を目立たなくした良好なエネルギー特性を有する高精度の線量率測定装置を提供することを目的とする。   The dose rate measuring apparatus can be reduced to some extent both by the difference in the energy characteristics of the high dose rate range and the step generated at the switching point by providing a filter having a complicated structure in the NaI (Tl) scintillation detector. Due to the wide range, the original energy characteristics of the low range dose rate deteriorate. The present invention has been made to solve such problems, and does not deteriorate the original energy characteristics of the low dose rate range by widening the range, and the switching point between the low dose rate range and the high dose rate range. An object of the present invention is to provide a high-accuracy dose rate measuring apparatus having good energy characteristics in which the level difference is inconspicuous.

この発明に関わる線量率測定装置は、放射線が入射すると発光するシンチレータと、シンチレータで発光した光が入射する光電子増倍管と、光電子増倍管の出力電流が流れる負荷抵抗と、光電子増倍管の出力をコンデンサを介して増幅するプリアンプと、プリアンプの出力を増幅するメインアンプと、メインアンプの出力をデジタル変換するA/D変換器と、負荷抵抗に発生する電圧が入力されるV/F変換器と、V/F変換器から出力されるパルスの数を計測するカウンタと、A/D変換器の出力から低レンジ線量率RLを求める低レンジ線量率演算部と、カウンタの出力から高レンジ線量率RHを求める高レンジ線量率演算部と、表示部の表示レンジを低レンジまたは高レンジに設定する線量率切換演算部とを備えている。線量率切換演算部は、係数k1>係数k2>0として、線量率比RH/RLが1+k1を超えると表示部の表示レンジを低レンジから高レンジへ切換え、線量率比RH/RLが1+k2まで低下すると表示部の表示レンジを高レンジから低レンジへ切換えるものである。   A dose rate measuring apparatus according to the present invention includes a scintillator that emits light when incident radiation, a photomultiplier tube that receives light emitted from the scintillator, a load resistance through which an output current of the photomultiplier tube flows, and a photomultiplier tube A preamplifier that amplifies the output of the preamplifier, a main amplifier that amplifies the output of the preamplifier, an A / D converter that digitally converts the output of the main amplifier, and a V / F that receives the voltage generated in the load resistance A converter, a counter for measuring the number of pulses output from the V / F converter, a low range dose rate calculation unit for obtaining a low range dose rate RL from the output of the A / D converter, and a high from the output of the counter A high range dose rate calculation unit for obtaining the range dose rate RH and a dose rate switching calculation unit for setting the display range of the display unit to a low range or a high range are provided. When the dose rate ratio RH / RL exceeds 1 + k1, the dose rate switching calculation unit switches the display range of the display unit from the low range to the high range, and the dose rate ratio RH / RL is 1 + k2. When it falls, the display range of the display unit is switched from the high range to the low range.

この発明に係わる線量率測定装置は、測定対象エネルギー全体においてエネルギー特性が良好で、しかも、測定レンジの全体において直線性が良好である。このため、切換点の段差が目立たなくなり、高精度のワイドレンジの線量率測定装置を提供できる。放射線検出器には鉛フィルタを設けて固定切換点で切り換える必要がないため、低レンジ線量率の本来良好なエネルギー特性を低下させることがない。   The dose rate measuring apparatus according to the present invention has good energy characteristics over the entire energy to be measured, and also has good linearity over the entire measurement range. For this reason, the level | step difference of a switching point becomes inconspicuous and a highly accurate wide-range dose rate measuring apparatus can be provided. Since the radiation detector is not provided with a lead filter and does not need to be switched at a fixed switching point, the originally good energy characteristics of the low range dose rate are not deteriorated.

実施の形態1に係わる線量率測定装置の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a dose rate measuring apparatus according to Embodiment 1. FIG. 放射線のエネルギーと最適切換点の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the energy of a radiation, and the optimal switching point. 実施の形態2に係わるシンチレーションファイバーバンドルの構造を示す正面図と側面図である。It is the front view and side view which show the structure of the scintillation fiber bundle concerning Embodiment 2. 実施の形態3に係わるシンチレーションファイバーバンドルの構造を示す正面図と側面図である。It is the front view and side view which show the structure of the scintillation fiber bundle concerning Embodiment 3. 実施の形態4に係わる線量率測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the dose rate measuring apparatus concerning Embodiment 4. FIG. 実施の形態4に係わる波高値の温度補償の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the temperature compensation of the peak value concerning Embodiment 4. FIG. 実施の形態4に係わる電流値の温度補償の概要を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an outline of temperature compensation of a current value according to the fourth embodiment. 実施の形態5に係わる線量率測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the dose rate measuring apparatus concerning Embodiment 5. FIG.

以下に本発明にかかる線量率測定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。   Embodiments of a dose rate measuring apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.

実施の形態1.
この発明の実施の形態1を図1に基づいて説明する。線量率測定装置100は、放射線検出器1と測定部2から構成されている。放射線検出器1は、入射した放射線のエネルギーを吸収して線量率に比例する直流電流に変換し、離散的な電流パルスを出力すると共に、直流電流を直流電圧に変換して出力する。測定部2は、低レンジ線量率測定手段、高レンジ線量率測定手段、線量率切換手段、表示部/操作部27から構成されている。低レンジ線量率測定手段は、プリアンプ21、メインアンプ22、A/D変換器(アナログ/デジタル変換器)23、低レンジ線量率演算部261から構成されている。高レンジ線量率測定手段は、V/F変換器(電圧/周波数変換器)24、カウンタ25、高レンジ線量率演算部262から構成されている。演算処理部26は、低レンジ線量率演算部261、高レンジ線量率演算部262、線量率切換演算部263を備えている。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. The dose rate measuring apparatus 100 includes a radiation detector 1 and a measurement unit 2. The radiation detector 1 absorbs the energy of the incident radiation and converts it into a direct current proportional to the dose rate, outputs discrete current pulses, and converts the direct current into a direct current voltage for output. The measurement unit 2 includes a low range dose rate measurement unit, a high range dose rate measurement unit, a dose rate switching unit, and a display unit / operation unit 27. The low range dose rate measuring means includes a preamplifier 21, a main amplifier 22, an A / D converter (analog / digital converter) 23, and a low range dose rate calculation unit 261. The high range dose rate measuring means includes a V / F converter (voltage / frequency converter) 24, a counter 25, and a high range dose rate calculation unit 262. The calculation processing unit 26 includes a low range dose rate calculation unit 261, a high range dose rate calculation unit 262, and a dose rate switching calculation unit 263.

測定部2において、プリアンプ21は、電流パルスをアナログ電圧パルスに変換して出力する。メインアンプ22は、そのアナログ電圧パルスを増幅すると共に、高周波でゲインが低下するフィルタ特性により高周波ノイズを除去する。A/D変換器23は、その増幅されたアナログ電圧パルスの波高値を測定する。V/F変換器24は、入力した直流電圧を入力電圧に比例した繰り返し周波数のパルスに変換して出力する。カウンタ25は、そのパルスを計数して計数値を出力する。演算処理部26において、低レンジ線量率演算部261はA/D変換器23の出力の波高値を入力し、低レンジ線量率に変換して出力する。高レンジ線量率演算部262はカウンタ25の出力の計数値を入力し、高レンジ線量率に変換して出力する。線量率切換演算部263は切換点で低レンジ線量率と高レンジ線量率を切り換えて出力する。表示部/操作部27では線量率を表示すると共に、演算処理部26の設定を行う。   In the measurement unit 2, the preamplifier 21 converts the current pulse into an analog voltage pulse and outputs the analog voltage pulse. The main amplifier 22 amplifies the analog voltage pulse and removes high frequency noise by a filter characteristic in which gain decreases at high frequency. The A / D converter 23 measures the peak value of the amplified analog voltage pulse. The V / F converter 24 converts the input DC voltage into a pulse having a repetition frequency proportional to the input voltage and outputs the pulse. The counter 25 counts the pulses and outputs a count value. In the arithmetic processing unit 26, the low range dose rate calculation unit 261 receives the peak value of the output of the A / D converter 23, converts it to a low range dose rate, and outputs it. The high range dose rate calculation unit 262 receives the count value of the output of the counter 25, converts it into a high range dose rate, and outputs it. The dose rate switching calculation unit 263 switches and outputs the low range dose rate and the high range dose rate at the switching point. The display unit / operation unit 27 displays the dose rate and sets the calculation processing unit 26.

放射線検出器1は、柱状のプラスチックシンチレータ11、光電子増倍管12、出力回路13を備えている。プラスチックシンチレータ11は、入射した放射線のエネルギーを吸収して蛍光を発する。光電子増倍管12は、その蛍光を電子に変換し、増倍して蛍光量に比例した電荷量に変換する。出力回路13は、電荷量の時間的変化としての電流パルスをカップリングコンデンサ131で抽出して出力すると共に、直流電流を負荷抵抗132で直流電圧に変換して出力する。プラスチックシンチレータ11は、実効原子番号が人体軟部組織の原子番号に近いため、組織等価である。放射線検出器1は線量率に比例する電流に変換して出力するため、低レンジ線量率と高レンジ線量率のエネルギー特性が良好かつ基本的に一致する。本発明による線量率測定装置100によれば、低レンジ線量率と高レンジ線量率の特に低エネルギー領域のエネルギー特性の違いを鉛フィルタで縮小する必要がない。   The radiation detector 1 includes a columnar plastic scintillator 11, a photomultiplier tube 12, and an output circuit 13. The plastic scintillator 11 emits fluorescence by absorbing the energy of incident radiation. The photomultiplier tube 12 converts the fluorescence into electrons, multiplies it, and converts it into a charge amount proportional to the fluorescence amount. The output circuit 13 extracts and outputs a current pulse as a change in the amount of charge with time by the coupling capacitor 131, and converts a DC current into a DC voltage by the load resistor 132 and outputs the DC voltage. The plastic scintillator 11 is tissue equivalent because the effective atomic number is close to the atomic number of the human soft tissue. Since the radiation detector 1 converts the current into a current proportional to the dose rate and outputs it, the energy characteristics of the low range dose rate and the high range dose rate match well and basically. According to the dose rate measuring apparatus 100 according to the present invention, it is not necessary to reduce the difference in energy characteristics between the low range dose rate and the high range dose rate, particularly in the low energy region, with the lead filter.

次に、演算処理部26の演算処理について説明する。低レンジ線量率演算部261は、A/D変換器23の出力の波高値を入力して積算し、その積算値を測定時間で除して単位時間当たりの積算波高値を求め、それに線量率換算係数を乗じて低レンジ線量率(RL)を求める。ここで単位時間当たりの積算波高値は、放射線検出器1における電流パルスが単位時間当たり運ぶ電荷としての平均電流に対応するパラメータである。高レンジ線量率演算部262は、カウンタ25の出力のカウント値を入力して積算し、その積算値を測定時間で除して計数率を求め、それに線量率換算係数を乗じて高レンジ線量率(RH)を求める。ここで計数率は、放射線検出器1における直流電流に対応するパラメータである。   Next, calculation processing of the calculation processing unit 26 will be described. The low range dose rate calculation unit 261 inputs and integrates the peak value of the output of the A / D converter 23, divides the integrated value by the measurement time, obtains an integrated peak value per unit time, and determines the dose rate. Multiply the conversion factor to find the low range dose rate (RL). Here, the integrated peak value per unit time is a parameter corresponding to the average current as the charge carried by the current pulse in the radiation detector 1 per unit time. The high range dose rate calculation unit 262 inputs the count value of the output of the counter 25 and integrates it, obtains the count rate by dividing the integrated value by the measurement time, and multiplies it by the dose rate conversion factor to obtain the high range dose rate. (RH) is obtained. Here, the count rate is a parameter corresponding to the direct current in the radiation detector 1.

線量率切換演算部263は、低レンジ線量率RLと高レンジ線量率RHの線量率比RH/RLに基づいて自動で表示レンジを切り替える。線量率切換演算部263は、低レンジ線量率RLから高レンジ線量率線量率RHへの切換を線量率比RH/RLが1+k1を超えたら自動で実行する。また、線量率切換演算部263は、高レンジ線量率RHから低レンジ線量率線量率RLへの切換を線量率比RH/RLが1+k2まで低下したら自動で実行する。係数k1>係数k2>0として、自動切り替えにヒステリシスを持たせている。   The dose rate switching calculation unit 263 automatically switches the display range based on the dose rate ratio RH / RL between the low range dose rate RL and the high range dose rate RH. The dose rate switching calculation unit 263 automatically performs switching from the low range dose rate RL to the high range dose rate dose rate RH when the dose rate ratio RH / RL exceeds 1 + k1. The dose rate switching calculation unit 263 automatically executes switching from the high range dose rate RH to the low range dose rate dose rate RL when the dose rate ratio RH / RL decreases to 1 + k2. Assuming that coefficient k1> coefficient k2> 0, hysteresis is given to automatic switching.

図2は、放射線のエネルギーと切換点の概要を示す図である。特性a1及び特性a2はAm−241(実効エネルギー:57keV)の線量率の入出力応答を概念的に示している。特性a1は低レンジ線量率の入出力応答である。低線量率側は直線性が良好で、直線の右側の点線のように高線量率側は飽和に続いて低下傾向になる。特性a2は高レンジ線量率の入出力応答である。低線量率側は直線の左側の点線のように光電子増倍管12の暗電流が支配的で、入力の増加に伴い良好な直線性を示す。切替点A1はRH/RL=1+k1となる点を示す。切替点A2はRH/RL=1+k2となる点を示す。   FIG. 2 is a diagram showing an outline of radiation energy and switching points. Characteristic a1 and characteristic a2 conceptually show the input / output response of the dose rate of Am-241 (effective energy: 57 keV). The characteristic a1 is the input / output response of the low range dose rate. The low dose rate side has good linearity, and the high dose rate side tends to decrease following saturation as shown by the dotted line on the right side of the straight line. The characteristic a2 is an input / output response of a high range dose rate. On the low dose rate side, the dark current of the photomultiplier tube 12 is dominant as shown by the dotted line on the left side of the straight line, and shows good linearity as the input increases. A switching point A1 indicates a point where RH / RL = 1 + k1. A switching point A2 indicates a point where RH / RL = 1 + k2.

特性b1及び特性b2はCs−137(実効エネルギー:660ke)の線量率の入出力応答を概念的に示している。Cs−137の入出力応答は、Am−241の特性が高線量率側に直線的に約1デカードシフトした形になっている。切換点B1はRH/RL=1+k1となる点を示す。切換点B2はRH/RL=1+k2となる点を示す。このようにして線量率切換演算部263は低レンジ線量率と高レンジ線量率の線量率比RH//RLに基づき、放射線検出器1に入射する放射線の平均エネルギーに応じて変動する切換点を検索して切換を実行する。   Characteristic b1 and characteristic b2 conceptually show the input / output response of the dose rate of Cs-137 (effective energy: 660 ke). The input / output response of Cs-137 is such that the characteristics of Am-241 are linearly shifted by about 1 decard to the high dose rate side. The switching point B1 indicates a point where RH / RL = 1 + k1. A switching point B2 indicates a point where RH / RL = 1 + k2. In this way, the dose rate switching calculation unit 263 sets a switching point that varies according to the average energy of the radiation incident on the radiation detector 1 based on the dose rate ratio RH // RL between the low range dose rate and the high range dose rate. Search and execute switching.

以上のように、放射線検出器1は組織等価のプラスチックシンチレータ11を備えて低レンジ線量率と高レンジ線量率のエネルギー特性を基本的に一致させる。線量率切換演算部263は低レンジ線量率と高レンジ線量率の比に基づき、放射線検出器1に入射する放射線の平均エネルギーに応じて変動する最適な切換点を探して切換を実行する。NaI(Tl)シンチレーション検出器に鉛フィルタを設けて固定切換点で段差を抑制して切り換える方式の線量率測定装置が、低レンジ線量率の本来良好なエネルギー特性を低下させるという課題を伴うのに対し、本願に関わる線量率測定装置100は、測定対象エネルギー全体においてエネルギー特性が良好で、しかも、測定レンジの全体において直線性が良好である。このため、切換点の段差が目立たない、高精度のワイドレンジの線量率測定装置を提供できる。   As described above, the radiation detector 1 includes the tissue equivalent plastic scintillator 11 and basically matches the energy characteristics of the low range dose rate and the high range dose rate. Based on the ratio between the low range dose rate and the high range dose rate, the dose rate switching calculation unit 263 searches for an optimal switching point that varies according to the average energy of the radiation incident on the radiation detector 1 and performs switching. Although the dose rate measuring device of the system which switches a NaI (Tl) scintillation detector with a lead filter and suppresses a level difference at a fixed switching point has a problem of lowering originally good energy characteristics of a low range dose rate. On the other hand, the dose rate measuring apparatus 100 according to the present application has good energy characteristics over the whole energy to be measured, and also has good linearity over the whole measurement range. Therefore, it is possible to provide a high-accuracy wide-range dose rate measurement device in which the step at the switching point is not noticeable.

実施の形態2.
実施の形態2では、放射線検出器1を、実施の形態1の柱状のプラスチックシンチレータ11の代わりに、シンチレーションファイバーバンドル14で構成する。正面図3Aと側面図3Bは、実施の形態2に関わるシンチレーションファイバーバンドルの構造を示す。シンチレーションファイバーバンドル14は、シンチレーションファイバー141を束ねて接着成型し、遮光ケース142で光を遮断したものである。シンチレーションファイバーバンドル14は、その直径及び長さを容易に変更できる。実施の形態2によれば、シンチレーションファイバーバンドル14の寸法を修正して、繰り返し実験を行うことにより、エネルギー特性の良好な放射線検出器1を得られる効果を奏する。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, the radiation detector 1 is configured by a scintillation fiber bundle 14 instead of the columnar plastic scintillator 11 of the first embodiment. Front view 3A and side view 3B show the structure of the scintillation fiber bundle according to the second embodiment. The scintillation fiber bundle 14 is one in which the scintillation fibers 141 are bundled and bonded and the light is blocked by the light shielding case 142. The diameter and length of the scintillation fiber bundle 14 can be easily changed. According to the second embodiment, it is possible to obtain the radiation detector 1 with good energy characteristics by correcting the dimensions of the scintillation fiber bundle 14 and performing repeated experiments.

実施の形態3.
正面図4Aと側面図4Bに、実施の形態3に関わるシンチレーションファイバーバンドルの構造を示す。実施の形態3では、放射線検出器1のシンチレーションファイバーバンドル14に、ダミーのプラスチックファイバー143を配置する。ダミーのプラスチックファイバー143は、計算または実験に基づき、シンチレーションファイバーバンドル14の外側の一部に、同心円上に離散配置してある。実施の形態3に係わる放射線検出器1を使えば、低エネルギーレンジのエネルギー特性に残る若干の歪みを容易に修正して、エネルギー特性の更に良好な線量率測定装置が得られる。
Embodiment 3 FIG.
A front view 4A and a side view 4B show the structure of the scintillation fiber bundle according to the third embodiment. In the third embodiment, dummy plastic fibers 143 are arranged on the scintillation fiber bundle 14 of the radiation detector 1. The dummy plastic fibers 143 are discretely arranged concentrically on a part of the outside of the scintillation fiber bundle 14 based on calculations or experiments. If the radiation detector 1 according to the third embodiment is used, a slight distortion remaining in the energy characteristics in the low energy range can be easily corrected, and a dose rate measuring apparatus with better energy characteristics can be obtained.

実施の形態4.
この発明の実施の形態1を図5に基づいて説明する。実施の形態4において、プリアンプ21は演算増幅器211、負帰還コンデンサ212、負帰還抵抗213を備えている。演算増幅器211の半転入力と出力の間に負帰還コンデンサ212と負帰還抵抗213を並列接続した構成とする。負帰還抵抗213には正の温度係数のものを使用する。プリアンプ21の出力のアナログ電圧パルスにおいて負帰還コンデンサ212の容量Cと負帰還抵抗213の抵抗Rの積に関係する半値幅に正の温度特性を転化し、メインアンプ22が高周波でゲインが低下する周波数特性に作用させる。
Embodiment 4 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the preamplifier 21 includes an operational amplifier 211, a negative feedback capacitor 212, and a negative feedback resistor 213. A negative feedback capacitor 212 and a negative feedback resistor 213 are connected in parallel between the half-rotation input and output of the operational amplifier 211. A negative feedback resistor 213 having a positive temperature coefficient is used. In the analog voltage pulse output from the preamplifier 21, the positive temperature characteristic is converted to a half-value width related to the product of the capacitance C of the negative feedback capacitor 212 and the resistance R of the negative feedback resistor 213, and the gain of the main amplifier 22 decreases at high frequency. It acts on the frequency characteristics.

図6のように光電子増倍管12のゲインが有する負の温度特性aがメインアンプ22の温度特性bの作用により、電流パルス計測への影響を温度特性cのように相殺できる。また、出力回路13の負荷抵抗132には正の温度係数のものを使用する。図7のように、光電子増倍管12のゲインが有する負の温度特性dが負荷抵抗132の正の温度特性eにより、電流計測への影響を温度特性fのように相殺できるので、温度特性の良好な高精度のワイドレンジの線量率測定装置が得られる。   As shown in FIG. 6, the negative temperature characteristic “a” of the gain of the photomultiplier tube 12 can cancel the influence on the current pulse measurement as the temperature characteristic “c” by the action of the temperature characteristic “b” of the main amplifier 22. Further, the load resistor 132 of the output circuit 13 has a positive temperature coefficient. As shown in FIG. 7, the negative temperature characteristic d possessed by the gain of the photomultiplier tube 12 can be offset by the positive temperature characteristic e of the load resistor 132 as the temperature characteristic f. A high-accuracy wide-range dose rate measuring apparatus with good accuracy can be obtained.

実施の形態5.
実施の形態5に係わる放射線検出器1は、図8のように、Si半導体センサー15と出力回路13とを備えている。Si半導体センサー15は、入射した放射線のエネルギーを吸収して生成された電荷を電極に収集して出力する。出力回路13は、電荷量の時間的変化としての電流を電流パルスとして出力すると共に、直流電流を直流電圧に変換して出力する。線量率測定装置100は、温度特性が良好で電流出力が線量率に比例するSi半導体センサー15を使用し、出力電流に基づき線量率を測定する。実施の形態5に係わる放射線検出器1を使えば、実施の形態1と同様に、測定対象エネルギー全体においてエネルギー特性が良好で、測定レンジの全体において直線性が良好で、切換点の段差が目立たない、かつ温度特性が良好な、高精度のワイドレンジの線量率測定装置が得られる。
Embodiment 5. FIG.
The radiation detector 1 according to the fifth embodiment includes a Si semiconductor sensor 15 and an output circuit 13 as shown in FIG. The Si semiconductor sensor 15 collects and outputs charges generated by absorbing the energy of incident radiation to the electrode. The output circuit 13 outputs a current as a time change of the charge amount as a current pulse, and also converts a direct current into a direct current voltage and outputs it. The dose rate measuring apparatus 100 uses the Si semiconductor sensor 15 having good temperature characteristics and a current output proportional to the dose rate, and measures the dose rate based on the output current. If the radiation detector 1 according to the fifth embodiment is used, as in the first embodiment, the energy characteristics are good in the whole energy to be measured, the linearity is good in the whole measurement range, and the step of the switching point is conspicuous. A highly accurate wide-range dose rate measuring device with no temperature characteristics and good temperature characteristics can be obtained.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、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、省略することが可能である。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

1 放射線検出器、11 プラスチックシンチレータ、12 光電子増倍管、13 出力回路、131 カップリングコンデンサ、132 負荷抵抗、14 シンチレーションファイバーバンドル、141 シンチレーションファイバー、142 遮光ケース、143 プラスチックファイバー、15 Si半導体センサー、2 測定部、21 プリアンプ、211 負帰還コンデンサ、212 負帰還抵抗、22 メインアンプ、23 A/D変換器、24 V/F変換器、25 カウンタ、26 演算部、261 低レンジ線量率演算部、262 高レンジ線量率演算部、263 線量率切換演算部、27 表示部/操作部、100 線量率測定装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation detector, 11 Plastic scintillator, 12 Photomultiplier tube, 13 Output circuit, 131 Coupling capacitor, 132 Load resistance, 14 Scintillation fiber bundle, 141 Scintillation fiber, 142 Light shielding case, 143 Plastic fiber, 15 Si semiconductor sensor, 2 measurement unit, 21 preamplifier, 211 negative feedback capacitor, 212 negative feedback resistor, 22 main amplifier, 23 A / D converter, 24 V / F converter, 25 counter, 26 calculation unit, 261 low range dose rate calculation unit, 262 high range dose rate calculation unit, 263 dose rate switching calculation unit, 27 display unit / operation unit, 100 dose rate measuring device

Claims (7)

放射線が入射すると発光するシンチレータと、
前記シンチレータで発光した光が入射する光電子増倍管と、
前記光電子増倍管の出力電流が流れる負荷抵抗と、
前記光電子増倍管の出力をコンデンサを介して増幅するプリアンプと、
前記プリアンプの出力を増幅するメインアンプと、
前記メインアンプの出力をデジタル変換するA/D変換器と、
前記負荷抵抗に発生する電圧が入力されるV/F変換器と、
前記V/F変換器から出力されるパルスの数を計測するカウンタと、
前記A/D変換器の出力から低レンジ線量率RLを求める低レンジ線量率演算部と、
前記カウンタの出力から高レンジ線量率RHを求める高レンジ線量率演算部と、
表示部の表示レンジを低レンジまたは高レンジに設定する線量率切換演算部とを備え、
前記線量率切換演算部は、係数k1>係数k2>0として、線量率比RH/RLが1+k1を超えると前記表示部の表示レンジを低レンジから高レンジへ切換え、線量率比RH/RLが1+k2まで低下すると前記表示部の表示レンジを高レンジから低レンジへ切換える線量率測定装置。
A scintillator that emits light when radiation is incident;
A photomultiplier tube into which the light emitted from the scintillator is incident;
A load resistance through which the output current of the photomultiplier tube flows;
A preamplifier for amplifying the output of the photomultiplier tube through a capacitor;
A main amplifier that amplifies the output of the preamplifier;
An A / D converter for digitally converting the output of the main amplifier;
A V / F converter to which a voltage generated in the load resistor is input;
A counter for measuring the number of pulses output from the V / F converter;
A low range dose rate calculation unit for obtaining a low range dose rate RL from the output of the A / D converter;
A high range dose rate calculation unit for obtaining a high range dose rate RH from the output of the counter;
With a dose rate switching calculation unit that sets the display range of the display to low range or high range,
The dose rate switching calculation unit switches the display range of the display unit from a low range to a high range when the dose rate ratio RH / RL exceeds 1 + k1, assuming that coefficient k1> coefficient k2> 0, and the dose rate ratio RH / RL is A dose rate measuring device that switches the display range of the display unit from a high range to a low range when the value is lowered to 1 + k2.
シンチレータは、プラスチックからなることを特徴とする請求項1に記載の線量率測定装置。   The dose rate measuring apparatus according to claim 1, wherein the scintillator is made of plastic. シンチレータは、束ねられた複数のシンチレーションファイバーを有するファイバーバンドルからなることを特徴とする請求項2に記載の線量率測定装置。   3. The dose rate measuring apparatus according to claim 2, wherein the scintillator includes a fiber bundle having a plurality of bundled scintillation fibers. ファイババンドルは、シンチレーションファイバーの中にプラスチックファイバーが同心円状に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の線量率測定装置。   The dose rate measuring apparatus according to claim 3, wherein the fiber bundle includes plastic fibers arranged concentrically in a scintillation fiber. プリアンプは、演算増幅器、負帰還コンデンサおよび負帰還抵抗を有し、前記負荷抵抗および前記負帰還抵抗は、並列接続され、正の温度係数を有することを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載の線量率測定装置。   5. The preamplifier includes an operational amplifier, a negative feedback capacitor, and a negative feedback resistor, and the load resistor and the negative feedback resistor are connected in parallel and have a positive temperature coefficient. The dose rate measuring apparatus according to item 1. 放射線が入射すると電荷が発生する半導体センサーと、
前記半導体センサーの出力電流が流れる負荷抵抗と、
前記半導体センサーの出力をコンデンサを介して増幅するプリアンプと、
前記プリアンプの出力を増幅するメインアンプと、
前記メインアンプの出力をデジタル変換するA/D変換器と、
前記負荷抵抗に発生する電圧が入力されるV/F変換器と、
前記V/F変換器から出力されるパルスの数を計測するカウンタと、
前記A/D変換器の出力から低レンジ線量率RLを求める低レンジ線量率演算部と、
前記カウンタの出力から高レンジ線量率RHを求める高レンジ線量率演算部と、
表示部の表示レンジを低レンジまたは高レンジに設定する線量率切換演算部とを備え、
前記線量率切換演算部は、係数k1>係数k2>0として、線量率比RH/RLが1+k1を超えると前記表示部の表示レンジを低レンジから高レンジへ切換え、線量率比RH/RLが1+k2まで低下すると前記表示部の表示レンジを高レンジから低レンジへ切換える線量率測定装置。
A semiconductor sensor that generates charge when radiation is incident on it;
A load resistance through which the output current of the semiconductor sensor flows;
A preamplifier for amplifying the output of the semiconductor sensor via a capacitor;
A main amplifier that amplifies the output of the preamplifier;
An A / D converter for digitally converting the output of the main amplifier;
A V / F converter to which a voltage generated in the load resistor is input;
A counter for measuring the number of pulses output from the V / F converter;
A low range dose rate calculation unit for obtaining a low range dose rate RL from the output of the A / D converter;
A high range dose rate calculation unit for obtaining a high range dose rate RH from the output of the counter;
With a dose rate switching calculation unit that sets the display range of the display to low range or high range,
The dose rate switching calculation unit switches the display range of the display unit from a low range to a high range when the dose rate ratio RH / RL exceeds 1 + k1, assuming that coefficient k1> coefficient k2> 0, and the dose rate ratio RH / RL is A dose rate measuring device that switches the display range of the display unit from a high range to a low range when the value is lowered to 1 + k2.
プリアンプは、演算増幅器、負帰還コンデンサおよび負帰還抵抗を有し、前記負荷抵抗および前記負帰還抵抗は、並列接続され、正の温度係数を有することを特徴とする請求項6に記載の線量率測定装置。   The dose rate according to claim 6, wherein the preamplifier includes an operational amplifier, a negative feedback capacitor, and a negative feedback resistor, and the load resistor and the negative feedback resistor are connected in parallel and have a positive temperature coefficient. measuring device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016061642A (en) * 2014-09-17 2016-04-25 日置電機株式会社 Measurement device
WO2016174723A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 三菱電機株式会社 Dosage rate measurement device
JP2020071112A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 株式会社日立製作所 Radiation monitor and method for measuring radiation
CN114839662A (en) * 2022-05-16 2022-08-02 哈尔滨工程大学 Wide-range gamma dosimeter

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61104282A (en) * 1984-10-26 1986-05-22 Japan Atom Energy Res Inst Wide range portable apparatus for measuring and recording gamma-ray exposure rate
JPS6275367A (en) * 1985-09-30 1987-04-07 Toshiba Corp Radiation measuring apparatus
JPS63236988A (en) * 1987-03-25 1988-10-03 Hitachi Ltd Choke detecting circuit for radiation measuring instrument using semiconductor detector
JP2002323569A (en) * 2001-02-10 2002-11-08 Koninkl Philips Electronics Nv X-ray detector having wide dynamic range
JP2004347368A (en) * 2003-05-20 2004-12-09 Mitsubishi Electric Corp Radiation monitor
JP2005134244A (en) * 2003-10-30 2005-05-26 Mitsubishi Electric Corp Tritium monitor
JP2007183118A (en) * 2006-01-05 2007-07-19 Mitsubishi Electric Corp Radiation monitor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61104282A (en) * 1984-10-26 1986-05-22 Japan Atom Energy Res Inst Wide range portable apparatus for measuring and recording gamma-ray exposure rate
JPS6275367A (en) * 1985-09-30 1987-04-07 Toshiba Corp Radiation measuring apparatus
JPS63236988A (en) * 1987-03-25 1988-10-03 Hitachi Ltd Choke detecting circuit for radiation measuring instrument using semiconductor detector
JP2002323569A (en) * 2001-02-10 2002-11-08 Koninkl Philips Electronics Nv X-ray detector having wide dynamic range
JP2004347368A (en) * 2003-05-20 2004-12-09 Mitsubishi Electric Corp Radiation monitor
JP2005134244A (en) * 2003-10-30 2005-05-26 Mitsubishi Electric Corp Tritium monitor
JP2007183118A (en) * 2006-01-05 2007-07-19 Mitsubishi Electric Corp Radiation monitor

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016061642A (en) * 2014-09-17 2016-04-25 日置電機株式会社 Measurement device
WO2016174723A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 三菱電機株式会社 Dosage rate measurement device
JPWO2016174723A1 (en) * 2015-04-28 2017-06-15 三菱電機株式会社 Dose rate measuring device
JP2020071112A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 株式会社日立製作所 Radiation monitor and method for measuring radiation
WO2020090236A1 (en) * 2018-10-31 2020-05-07 株式会社日立製作所 Radiation monitor and radiation measurement method
JP7195876B2 (en) 2018-10-31 2022-12-26 株式会社日立製作所 Radiation monitor and radiation measurement method
CN114839662A (en) * 2022-05-16 2022-08-02 哈尔滨工程大学 Wide-range gamma dosimeter

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