JP2014215284A - サーバ装置および放射能測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】放射線検出器の詳細情報の開示を必要とせずに放射線検出器の効率較正を精度良く行ない、試料の放射能の測定精度を向上させる。【解決手段】サーバ装置３のサーバ通信部３１は、試料から放出される放射線を検出する放射線検出器１５の識別情報と試料の情報とを有する入力データを放射能測定装置２から取得する。サーバ演算部３５は、試料の情報と、識別情報に対応する検出器情報記憶部３２に記憶されている放射線検出器１５の情報と、を用いて、放射線検出器１５の検出効率をシミュレーションにより演算する。サーバ通信部３１は、サーバ演算部３５によって演算された検出効率の情報を放射能測定装置２に送信する。放射能測定装置２の演算部２３は、通信部２１によって受信された検出効率の情報と、放射線検出器１５によって検出された放射線の検出データと、を用いて、試料の放射能分析を行なう。【選択図】図１

Description

この発明は、サーバ装置および放射能測定システムに関する。

従来、線源から放出された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、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効率較正方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−８３０３７号公報

ところで、上記従来技術に係る効率較正方法を実現する装置においては、全吸収ピーク効率の算出精度を向上させるためには、シミュレーションの試行回数を増大させることに加えて、放射線検出器内部のγ線の挙動を詳細に追跡する必要が生じる。しかしながら、放射線検出器内部の形状、寸法、および材質などの詳細情報が公開されていない場合には、精度の良いシミュレーションが困難である。また、シミュレーションに要する演算負荷が嵩む場合には、演算時間が長くなり、演算時間を短縮するための装置構成に要する費用が嵩むという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、放射線検出器の詳細情報の開示を必要とせずに放射線検出器の効率較正を精度良く行ない、試料の放射能の測定精度を向上させることが可能なサーバ装置および放射能測定システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係るサーバ装置は、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、実施形態での放射線検出器１５）の識別情報と前記試料の情報とを有する入力データを外部から取得する入力データ取得手段（例えば、実施形態でのサーバ通信部３１）と、前記放射線検出器の情報を前記識別情報に対応付けて記憶する記憶手段（例えば、実施形態での検出器情報記憶部３２）と、前記入力データ取得手段によって取得された前記入力データと、該入力データの前記識別情報に対応する前記記憶手段に記憶されている前記放射線検出器の情報と、を用いて、前記放射線検出器の検出効率をシミュレーションにより演算する演算手段（例えば、実施形態でのサーバ演算部３５）と、前記演算手段によって演算された前記検出効率の情報を外部に出力する効率情報出力手段（例えば、実施形態でのサーバ通信部３１が兼ねる）と、を備える。

（２）上記（１）に記載のサーバ装置では、前記演算手段は、過去に前記検出効率を演算した前記放射線検出器に対して、適宜のタイミングにおいて、前記放射線検出器の周囲の複数の点位置の線源に対する前記放射線検出器の応答を演算し、前記演算手段は、前記入力データ取得手段によって前記入力データが取得された場合に、前記試料および前記放射線検出器を含む領域を構成する複数の単位領域毎に前記放射線検出器の応答を対応させ、前記複数の単位領域の前記放射線検出器の応答を積算することによって、前記検出効率を演算してもよい。

（３）本発明の一態様に係る放射能測定システムは、上記（１）に記載のサーバ装置と、該サーバ装置に通信接続可能な放射能測定装置（例えば、実施形態での放射能測定装置２）と、を備える放射能測定システムであって、前記放射能測定装置は、前記放射線検出器と、操作者の入力操作に応じて前記入力データを生成する入力データ生成手段（例えば、実施形態での入力装置１１）と、前記入力データ生成手段によって生成された前記入力データを前記サーバ装置に送信するとともに、前記サーバ装置から出力された前記検出効率の情報を受信する通信手段（例えば、実施形態での通信部２１）と、前記通信手段によって受信された前記検出効率の情報と、前記放射線検出器によって検出された前記放射線の検出データと、を用いて、前記試料の放射能分析を行なう分析手段（例えば、実施形態での演算部２３）と、を備える。

（４）上記（３）に記載の放射能測定システムでは、前記入力データ生成手段は、前記試料の情報として所定線源の情報と、前記放射線検出器によって検出された前記所定線源から放出された放射線の検出データと、を前記入力データに備え、前記演算手段は、前記入力データ取得手段によって取得された前記入力データの前記所定線源の情報および前記所定線源から放出された放射線の検出データを用いて前記放射線検出器の不感層を推定し、推定した不感層を用いて前記検出効率を演算してもよい。

（５）上記（４）に記載の放射能測定システムでは、前記演算手段は、前記シミュレーションによって前記放射線検出器の検出効率のデータが得られた点に対応する前記放射線の検出データが前記入力データ取得手段によって取得された場合に、前記検出効率のデータと前記放射線の検出データとの差分を用いて、前記放射線のエネルギーおよび前記所定線源の位置に依存する換算係数を設定し、該換算係数を前記シミュレーションによって演算された前記検出効率に用いることによって新たな前記検出効率を演算してもよい。

（６）上記（３）に記載の放射能測定システムでは、前記放射能測定装置は、前記試料の情報のモデルデータを操作者に選択可能に提示する入出力手段を備え、前記入力データ生成手段は、前記入出力手段を介して操作者によって選択された前記モデルデータによって前記試料の情報を生成してもよい。

（７）上記（３）に記載の放射能測定システムでは、前記放射能測定装置は、前記試料の形状を操作者に作図可能に提示する入出力手段（例えば、実施形態での入力装置１１および出力装置１２）を備え、前記入力データ生成手段は、前記入出力手段を介して操作者によって作図された前記試料の形状によって前記試料の情報を生成してもよい。

上記（１）に記載の態様に係るサーバ装置によれば、放射線検出器の詳細情報の開示を必要とせずに、外部から取得した入力データに応じて放射線検出器の検出効率を精度良く演算し、演算した検出効率の情報のみを外部に出力することができる。

さらに、上記（２）の場合、予めサーバ装置の処理負荷が低い状態などにおいて放射線検出器の応答を演算しておくことによって、検出効率の演算に要する処理負荷が嵩むことを防止し、演算処理に要する時間が長くなることを防止することができる。

上記（３）に記載の態様に係る放射能測定システムによれば、サーバ装置は、放射線検出器の詳細情報の開示を必要とせずに、放射能測定装置から取得した入力データに応じて放射線検出器の検出効率を精度良く演算し、演算した検出効率の情報のみを外部に出力することができる。放射能測定装置は、放射線検出器の検出効率をシミュレーションなどによって演算する必要無しに、精度の良い検出効率をサーバ装置から容易に取得することができ、試料の放射能分析を精度良く行なうことができる。

さらに、上記（４）の場合、放射線検出器の経時的な特性変化などに起因して不感層が変化する場合であっても、放射能測定装置からサーバ装置に送信される入力データによって不感層が推定され、推定された不感層に応じて検出効率が精度良く演算される。これによって、試料の放射能分析の精度が低下することを防止することができる。
さらに、上記（５）の場合、再度のシミュレーションが実行されること無しに、検出効率が精度良く演算され、演算負荷の増大を抑制することができる。
さらに、上記（６）または（７）の場合、試料の情報を操作者に容易に入力させることができる。

本発明の実施の形態に係るサーバ装置および放射能測定システムの構成図である。

以下、本発明の一実施形態に係るサーバ装置および放射能測定システムについて添付図面を参照しながら説明する。
本実施形態による放射能測定システム１は、図１に示すように、放射能測定装置２と、サーバ装置３と、を備えている。

放射能測定装置２は、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、電源１６と、を備えている。
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、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へ送信する。
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、処理装置１３から受信した各種の情報を出力する。

例えば、入力装置１１は、操作者の入力操作に応じて、試料から放出される放射線を検出する放射線検出器１５の識別情報（例えば、識別番号など）と、試料の情報と、を有し、放射線検出器１５の検出効率（例えば、γ線の全吸収ピークのピーク効率など）の算出を指示する入力データを生成する。試料の情報は、例えば、形状、寸法、材質、および密度などの情報、または、これらの情報に係る識別情報（例えば、試料容器の名称など）などである。
なお、入力装置１１は、例えば、試料の情報のモデルデータを出力装置１２の表示装置などによって操作者に選択可能に提示し、操作者の入力操作に応じた選択されたモデルデータを試料の情報としてもよい。特に、試料の形状に対しては、例えば、複数のモデルデータを選択可能に提示し、複数のモデルデータのうちの何れか１つ、または何れか複数の組み合わせを、選択可能としてもよい。また、試料の形状を、面、線、および点などを用いて作図可能に提示し、操作者の入力操作に応じて作図された形状を試料の情報としてもよい。また、入力装置１１は、入力データの生成に用いられた頻度が所定値以上の試料の情報を、試料の情報のモデルデータとして登録してもよい。
また、入力装置１１は、試料の情報のモデルデータおよび試料の形状を作図するために必要となる面、線、および点などの情報を、サーバ装置３から受信してもよい。

また、入力装置１１は、操作者の入力操作に応じて、放射線検出器１５の不感層を推定することを指示するデータとして、所定線源の情報と、所定線源から放出された放射線が放射線検出器１５によって検出かつ波高分析装置１４によって分析されて得られたデータと、を有する入力データを生成する。

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、試料から放出された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。
放射線検出器１５は、例えばゲルマニウムなどの半導体検出器であり、試料から放出される放射線（例えば、γ線やＸ線など）を検出する。放射線検出器１５は、電源１６から電力が供給されている。

処理装置１３は、通信部２１と、記憶部２２と、演算部２３と、を備えている。
通信部２１は、例えばインターネットなどの公衆通信網などの通信ネットワークを介してサーバ装置３と通信可能であって、各種信号を送受信する。
記憶部２２は、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。
演算部２３は、波高分析装置１４から出力されるエネルギースペクトルなどのデータに対して、記憶部２２に記憶されている各種のデータと、サーバ装置３から受信した放射線検出器１５の放射線（例えば、γ線やＸ線など）に対する全吸収ピーク効率および全効率などのエネルギー依存性のデータと、を用いて、試料に含まれる放射能量を算出する。

サーバ装置３は、サーバ通信部３１と、検出器情報記憶部３２と、試料情報記憶部３３と、演算結果記憶部３４と、サーバ演算部３５と、を備えている。
サーバ通信部３１は、通信ネットワークを介して放射能測定装置２と通信可能であって、各種信号を送受信する。例えば、サーバ通信部３１は、放射能測定装置２から送信された入力データを受信するとともに、受信した入力データに応じてサーバ演算部３５によって演算された放射線検出器１５の検出効率の情報を放射能測定装置２に送信する。

検出器情報記憶部３２は、放射線検出器１５の情報を識別情報に対応付けて記憶している。放射線検出器１５の情報は、例えば、放射線検出器１５の内部などの詳細構造および材質などの情報であり、放射線検出器１５における放射線の挙動をモンテカルロ法などのシミュレーションによって詳細に追跡するために必要とされる情報である。
試料情報記憶部３３は、試料の情報を記憶している。試料の情報は、例えば、サーバ通信部３１によって受信された入力データに備えられている試料の識別情報（例えば、試料容器の名称など）に対応付けられた試料の形状、寸法、材質、および密度などの情報である。また、試料の情報は、例えば、入力データに備えられている試料の情報（つまり、放射線検出器１５の検出効率の算出が指示された試料の情報）のうち、検出効率算出の指示頻度が所定値以上の情報などである。
なお、試料情報記憶部３３は、放射能測定装置２において操作者に提示される試料の情報のモデルデータおよび試料の形状を作図するために必要となる面、線、および点などの情報を、記憶してもよい。
演算結果記憶部３４は、サーバ演算部３５による各種の演算に対する演算結果を記憶している。

サーバ演算部３５は、サーバ通信部３１によって受信された入力データに基づいて、試料から放出された放射線の挙動をモンテカルロ法などのシミュレーションにより追跡することによって、放射線検出器１５の検出効率（例えば、γ線の全吸収ピークのピーク効率、γ線の全効率など）を算出する。サーバ演算部３５は、放射線検出器１５の検出効率を算出する際に、入力データの試料の情報と、入力データの識別情報に対応する検出器情報記憶部３２に記憶されている放射線検出器１５の情報と、を用いる。さらに、サーバ演算部３５は、放射線検出器１５の検出効率を算出する際に、入力データの試料の情報に基づき、必要に応じて、試料情報記憶部３３に記憶されている試料の情報を用いる。また、サーバ演算部３５は、必要に応じて、試料による放射線の自己吸収の補正およびサム効果の補正を行なって、放射線検出器１５の検出効率を算出する。

また、サーバ演算部３５は、過去に入力データに基づいて検出効率を算出した放射線検出器１５に対して、サーバ装置３の処理負荷が低い状態などの適宜のタイミングにおいて、放射線検出器１５の周囲の複数の点位置の線源に対する放射線検出器１５の応答を演算する。そして、次回にサーバ通信部３１によって入力データが受信された場合に、試料および放射線検出器１５を含む領域を構成する複数の単位領域（例えば、所定の大きさの立方体からなるボクセル空間など）毎に放射線検出器１５の応答を対応させ、複数の単位領域の放射線検出器１５の応答を積算することによって検出効率を演算する。

また、サーバ演算部３５は、放射線検出器１５の不感層を推定することを指示する入力データがサーバ通信部３１によって受信された場合に、この入力データに基づいて、放射線検出器１５の不感層を推定し、推定した不感層を用いて検出効率を演算する。なお、サーバ通信部３１は、過去にサーバ演算部３５によって入力データに基づいて検出効率が算出された放射線検出器１５を備える放射能測定装置２に対して、所定周期などの適宜のタイミングで、放射線検出器１５の不感層を推定するために必要とされるデータの送信を要求してもよい。放射線検出器１５の不感層を推定するために必要とされるデータは、所定線源の情報と、所定線源から放出された放射線が放射線検出器１５によって検出かつ波高分析装置１４によって分析されて得られた検出データと、である。サーバ演算部３５は、放射線検出器１５の不感層を推定する際に、放射線検出器１５の周辺の特定位置に配置された点線源から放出された複数のエネルギーの放射線が放射線検出器１５によって検出されたデータと、これらの放射線の挙動をモンテカルロ法などのシミュレーションによって追跡したデータと、の相関を演算してもよい。

なお、サーバ演算部３５は、放射線検出器１５の不感層を推定することを指示する入力データがサーバ通信部３１によって受信された場合に、この入力データに、既にシミュレーションによって検出効率のデータが得られた点に対応する検出データが含まれている場合には、再度のシミュレーションによる演算を実行しなくてもよい。この場合には、検出効率のデータと検出データとの差分を用いて、放射線のエネルギーおよび所定線源の位置に依存する換算係数を設定し、この換算係数を、既にシミュレーションによって演算された検出効率に用いることによって新たな検出効率を演算してもよい。

上述したように、本実施形態によるサーバ装置３によれば、放射線検出器１５の詳細情報の開示を必要とせずに、外部から取得した入力データに応じて放射線検出器１５の検出効率を精度良く演算し、演算した検出効率の情報のみを外部に出力することができる。さらに、予めサーバ装置３の処理負荷が低い状態などにおいて放射線検出器１５の応答を演算しておくことによって、入力データを取得した場合の検出効率の演算に要する処理負荷が嵩むことを防止し、演算処理に要する時間が長くなることを防止することができる。

また、本実施形態による放射能測定システム１によれば、放射能測定装置２は、放射線検出器１５の検出効率をシミュレーションなどによって演算する必要無しに、精度の良い検出効率をサーバ装置３から容易に取得することができ、試料の放射能分析を精度良く行なうことができる。これによって、放射能測定装置２の演算処理能力をシミュレーションの実行に必要とされる程度まで増大させる必要を無くし、装置構成に要する費用が嵩むことを防止することができる。

さらに、放射線検出器１５の経時的な特性変化などに起因して不感層が変化する場合であっても、放射能測定装置２からサーバ装置３に送信される入力データに基づいて不感層が推定され、推定された不感層に応じて検出効率が精度良く演算される。これによって、試料の放射能分析の精度が低下することを防止することができる。
さらに、放射能測定装置２は、試料の情報を操作者によってモデルデータから選択可能とすることによって、または、試料の形状を操作者によって作図可能とすることによって、試料の情報を操作者に容易に入力させることができる。

なお、上述した実施形態において、サーバ演算部３５は、サーバ通信部３１によって入力データが受信された場合に、予め演算しておいた放射線検出器１５の応答を用いて、試料および放射線検出器１５を含む領域を構成する複数の単位領域の放射線検出器１５の応答を積算することによって検出効率を演算するとしたが、これに限定されない。例えば、サーバ演算部３５によって予め演算された放射線検出器１５の応答の情報が放射能測定装置２に送信されてもよい。この場合、入力装置１１によって放射線検出器１５の検出効率の算出を指示する入力データが生成されると、処理装置１３の演算部２３が、試料および放射線検出器１５を含む領域を構成する複数の単位領域の放射線検出器１５の応答を積算することによって検出効率を演算してもよい。

なお、上述した実施形態において、放射線検出器１５をゲルマニウムなどの半導体検出器としたが、これに限定されず、シンチレーション検出器などの他の検出器であってもよい。
また、上述した実施形態において、放射線検出器１５は、不定形の試料中に放射能が存在する場合に用いられるスクリーニング装置または搬出モニタなどであってもよく、処理装置１３の演算部２３は、放射能、表面汚染密度、および放射能濃度を算出可能であってもよい。

なお、上述した実施形態において、サーバ装置３は、入力データに基づく放射線検出器１５の検出効率の演算に要した演算時間などに応じて課金してもよい。

１…放射能測定システム ２…放射能測定装置 ３…サーバ装置 １１…入力装置（入力データ生成手段、入出力手段） １２…出力装置（入出力手段） １３…処理装置 １４…波高分析装置 １５…放射線検出器 １６…電源 ２１…通信部（通信手段） ２２…記憶部 ２３…演算部（分析手段） ３１…サーバ通信部 ３２…検出器情報記憶部 ３３…試料情報記憶部 ３４…演算結果記憶部 ３５…サーバ演算部

Claims (7)

1. 試料から放出される放射線を検出する放射線検出器の識別情報と前記試料の情報とを有する入力データを外部から取得する入力データ取得手段と、
   前記放射線検出器の情報を前記識別情報に対応付けて記憶する記憶手段と、
   前記入力データ取得手段によって取得された前記入力データと、該入力データの前記識別情報に対応する前記記憶手段に記憶されている前記放射線検出器の情報と、を用いて、前記放射線検出器の検出効率をシミュレーションにより演算する演算手段と、
   前記演算手段によって演算された前記検出効率の情報を外部に出力する効率情報出力手段と、
   を備えることを特徴とするサーバ装置。
2. 前記演算手段は、過去に前記検出効率を演算した前記放射線検出器に対して、適宜のタイミングにおいて、前記放射線検出器の周囲の複数の点位置の線源に対する前記放射線検出器の応答を演算し、
   前記演算手段は、前記入力データ取得手段によって前記入力データが取得された場合に、前記試料および前記放射線検出器を含む領域を構成する複数の単位領域毎に前記放射線検出器の応答を対応させ、前記複数の単位領域の前記放射線検出器の応答を積算することによって、前記検出効率を演算する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のサーバ装置。
3. 請求項１に記載のサーバ装置と、該サーバ装置に通信接続可能な放射能測定装置と、を備える放射能測定システムであって、
   前記放射能測定装置は、
   前記放射線検出器と、
   操作者の入力操作に応じて前記入力データを生成する入力データ生成手段と、
   前記入力データ生成手段によって生成された前記入力データを前記サーバ装置に送信するとともに、前記サーバ装置から出力された前記検出効率の情報を受信する通信手段と、
   前記通信手段によって受信された前記検出効率の情報と、前記放射線検出器によって検出された前記放射線の検出データと、を用いて、前記試料の放射能分析を行なう分析手段と、を備える、
   ことを特徴とする放射能測定システム。
4. 前記入力データ生成手段は、前記試料の情報として所定線源の情報と、前記放射線検出器によって検出された前記所定線源から放出された放射線の検出データと、を前記入力データに備え、
   前記演算手段は、前記入力データ取得手段によって取得された前記入力データの前記所定線源の情報および前記所定線源から放出された放射線の検出データを用いて前記放射線検出器の不感層を推定し、推定した不感層を用いて前記検出効率を演算する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の放射能測定システム。
5. 前記演算手段は、前記シミュレーションによって前記放射線検出器の検出効率のデータが得られた点に対応する前記放射線の検出データが前記入力データ取得手段によって取得された場合に、前記検出効率のデータと前記放射線の検出データとの差分を用いて、前記放射線のエネルギーおよび前記所定線源の位置に依存する換算係数を設定し、該換算係数を前記シミュレーションによって演算された前記検出効率に用いることによって新たな前記検出効率を演算する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の放射能測定システム。
6. 前記放射能測定装置は、前記試料の情報のモデルデータを操作者に選択可能に提示する入出力手段を備え、
   前記入力データ生成手段は、前記入出力手段を介して操作者によって選択された前記モデルデータによって前記試料の情報を生成する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の放射能測定システム。
7. 前記放射能測定装置は、前記試料の形状を操作者に作図可能に提示する入出力手段を備え、
   前記入力データ生成手段は、前記入出力手段を介して操作者によって作図された前記試料の形状によって前記試料の情報を生成する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の放射能測定システム。

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