JP2019120656A - Radiation measuring apparatus and radiation measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、放射線計測装置及び放射線計測方法に関する。 The present disclosure relates to a radiation measurement apparatus and a radiation measurement method.
放射性物質を取り扱う施設として、原子力発電プラント、廃棄物処理施設、加速器施設、放射性物質等管理区域を有する施設、などが知られている。これらの施設では、測定対象の放射線を計測するために、例えば、測定対象以外の放射線を遮蔽する遮蔽体、測定対象の放射線を集束させるコリメータ、エネルギー分解能が高い放射線検出器、放射線信号処理能力に優れる処理回路、などが使用されている。 As a facility handling radioactive materials, a nuclear power plant, a waste treatment facility, an accelerator facility, a facility having a radioactive material management area, etc. are known. In these facilities, in order to measure the radiation to be measured, for example, a shield for shielding radiation other than the radiation to be measured, a collimator to focus the radiation to be measured, a radiation detector with high energy resolution, radiation signal processing capability Superior processing circuits, etc. are used.
例えば、特許文献１には、デジタルパルス信号のピーク値を検出し、ピーク値前後における波形データの平均値を算出し、該平均値をピーク波高値とすることで、デジタルパルス信号のピーク波高値の検出精度を向上させたパルス波高分析装置が開示されている。 For example, in Patent Document 1, the peak value of the digital pulse signal is detected, the average value of waveform data before and after the peak value is calculated, and the average value is used as the peak wave height value. There is disclosed a pulse height analyzer that improves the detection accuracy of.
例えば、特許文献２には、γ線の検出信号における正極側ピーク値及び負極側ピーク値に対応する２つの波高値を用いて、エネルギースペクトルを作成することで、エネルギー分解能を向上させた放射線計測装置が開示されている。 For example, Patent Document 2 discloses a radiation measurement whose energy resolution is improved by creating an energy spectrum using two peak values corresponding to the positive side peak value and the negative side peak value in the detection signal of γ-ray. An apparatus is disclosed.
しかしながら、放射線計測装置において、測定対象以外の放射線が強いと、パルス信号のパイルアップが生じ、測定対象の放射線を計測し難いという問題がある。
例えば、特許文献１に記載のパルス波高分析装置では、パイルアップされたパルス波形の波高値の情報が削除されるため、測定対象の放射線によるパルス信号の数え落としが大きくなってしまう。例えば、特許文献２に記載の放射線計測装置では、２つの波高値の相関関係に基づいてエネルギー分解能を改善しているため、パルス信号の重畳による影響を十分に低減できていない。
However, in the radiation measurement apparatus, if radiation other than the measurement object is strong, pileup of the pulse signal occurs, which makes it difficult to measure the radiation of the measurement object.
For example, in the pulse height analyzer described in Patent Document 1, the information on the peak value of the piled-up pulse waveform is deleted, and therefore, the count loss of pulse signals due to the radiation to be measured becomes large. For example, in the radiation measurement apparatus described in Patent Document 2, the energy resolution is improved based on the correlation between two peak values, and therefore the influence of the superposition of pulse signals can not be sufficiently reduced.
本開示に係る実施形態は、高計数率下で生じるパルス信号のパイルアップを低減させ、エネルギー分解能を向上させた放射線計測装置を提供することを課題とする。 An embodiment according to the present disclosure is to provide a radiation measurement apparatus in which pileup of pulse signals generated under a high counting rate is reduced and energy resolution is improved.
本開示の実施形態に係る放射線計測装置は、放射線検出器によって検出された複数のパルス信号が重畳するパルス波形を、前記放射線検出器の減衰時定数に基づいて、複数の期間に分割し、波高値比を演算する波高値比演算装置と、所定期間における前記パルス波形の波高値を演算する波高値演算装置と、前記波高値比及び前記波高値に基づいて、２次元分布を演算する２次元分布演算装置と、前記２次元分布に基づいて、計数値抽出領域を設定し、前記計数値抽出領域の波高値スペクトルを演算する波高値分布処理装置と、を備えることを特徴とする。 A radiation measurement apparatus according to an embodiment of the present disclosure divides a pulse waveform on which a plurality of pulse signals detected by a radiation detector are superimposed into a plurality of periods based on the attenuation time constant of the radiation detector, A peak value ratio computing device for computing a high value ratio, a peak value computing device for computing a peak value of the pulse waveform in a predetermined period, and a two-dimensional distribution computing a two-dimensional distribution based on the peak value ratio and the peak value. And a peak value distribution processing unit that sets a count value extraction region based on the two-dimensional distribution, and calculates a peak value spectrum of the count value extraction region.
本開示の実施形態に係る放射線計測装置によれば、高計数率下で生じるパルス信号のパイルアップを低減させ、エネルギー分解能を向上させた放射線計測装置を提供することができる。 According to the radiation measurement apparatus according to the embodiment of the present disclosure, it is possible to provide a radiation measurement apparatus in which pileup of pulse signals generated under a high counting rate is reduced and energy resolution is improved.
以下、実施形態に係る放射線計測装置及び放射線計測方法について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、例えば平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。 Hereinafter, a radiation measurement apparatus and a radiation measurement method according to the embodiment will be described. Note that the drawings referred to in the following description schematically show the embodiment, and therefore, the scale, intervals, positional relationship, etc. of each member are exaggerated, or some of the members are not shown. There is a case. In addition, for example, in the plan view and the cross-sectional view, there are cases where the scales and the intervals of the respective members do not match. Further, in the following description, the same names and reference numerals indicate the same or the same members in principle, and the detailed description will be appropriately omitted.
＜第１実施形態＞
≪放射線計測装置の全体構成≫
まず、図１を参照して、本実施形態に係る放射線計測装置１００の構成について説明する。
First Embodiment
«Overall configuration of radiation measurement apparatus»
First, the configuration of a radiation measurement apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
放射線計測装置１００は、放射線検出器１０１、アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１０２、波高値比演算装置１０３、波高値演算装置１０４、２次元分布演算装置１０５、波高値分布処理装置１０６、表示装置１０７、などを備える。放射線検出器１０１は、更に、放射線センサ１０１ａ、増幅器１０１ｂ、などを備える。 The radiation measuring apparatus 100 includes a radiation detector 101, an analog-to-digital converter (A / D converter) 102, a peak-to-value ratio computing unit 103, a peak-to-peak computing unit 104, a two-dimensional distribution computing unit 105, and a peak-to-peak distribution processing unit 106. , The display device 107, and the like. The radiation detector 101 further includes a radiation sensor 101a, an amplifier 101b, and the like.
放射線検出器１０１は、外部から入射する放射線１０を検出し、放射線１０のエネルギーに応じた電気信号（アナログパルス信号）を発生させて、Ａ／Ｄ変換器１０２へと出力する。
放射線センサ１０１ａは、外部から入射する放射線１０を検出し、放射線１０のエネルギーに応じた電気信号を増幅器１０１ｂへと出力する。放射線センサ１０１ａには、例えば、シンチレータ、半導体、ガス、などが使用される。
増幅器１０１ｂは、放射線センサ１０１ａから入力される電気信号を、Ａ／Ｄ変換器１０２へと伝送可能な電気信号に増幅、変換し、Ａ／Ｄ変換器１０２へと出力する。
The radiation detector 101 detects the radiation 10 incident from the outside, generates an electrical signal (analog pulse signal) according to the energy of the radiation 10, and outputs the signal to the A / D converter 102.
The radiation sensor 101a detects the radiation 10 incident from the outside, and outputs an electrical signal corresponding to the energy of the radiation 10 to the amplifier 101b. For example, a scintillator, a semiconductor, a gas, or the like is used for the radiation sensor 101a.
The amplifier 101 b amplifies and converts an electric signal input from the radiation sensor 101 a into an electric signal transmittable to the A / D converter 102, and outputs the electric signal to the A / D converter 102.
Ａ／Ｄ変換器１０２は、Ａ／Ｄ変換器１０２から伝送されるアナログパルス信号をデジタルパルス信号へと変換し、波高値比演算装置１０３へと出力する。Ａ／Ｄ変換器１０２は、使用される放射線センサ１０１ａの応答速度に応じて、１[ＭＳ／ｓ]以上のサンプリング周期、１０[ｂｉｔ]以上の分解能を有することが好ましい。 The A / D converter 102 converts an analog pulse signal transmitted from the A / D converter 102 into a digital pulse signal, and outputs the digital pulse signal to the peak value ratio calculator 103. The A / D converter 102 preferably has a sampling period of 1 [MS / s] or more and a resolution of 10 [bit] or more, in accordance with the response speed of the radiation sensor 101 a used.
波高値比演算装置１０３は、Ａ／Ｄ変換器１０２から入力されるデジタルパルス信号に基づいて、FPGA（field-programmable gate array）やASIC（application specific integrated circuit）を用いたプログラマブルアレイなどにより、波高値比を演算する。 The peak-to-value ratio computing device 103 is a wave based on a digital pulse signal input from the A / D converter 102 by a programmable array using an FPGA (field-programmable gate array) or an ASIC (application specific integrated circuit). Calculate the high value ratio.
まず、波高値比演算装置１０３は、複数のデジタルパルス信号が重畳するパルス波形を、放射線検出器１０１の減衰時定数（例えば、τ１、τ２）に基づいて、複数の期間（例えば、第１の期間ｔ１、第２の期間ｔ２）に分割する。減衰時定数は、パルス信号が減衰する速度であり、放射線検出器１０１における固有の特性に基づいて、設定される。 First, the peak value ratio calculation unit 103, a pulse waveform having a plurality of digital pulse signals are superimposed, the decay time constant of the radiation detector 101 (e.g., τ 1, τ 2) based on a plurality of periods (for example, the It is divided into a period t 1 of 1 and a second period t 2 ). The decay time constant is the rate at which the pulse signal decays, and is set based on the characteristic characteristic of the radiation detector 101.
図３に示すように、放射線検出器１０１が測定対象の放射線及び測定対象以外の放射線を検出した場合、デジタルパルス信号は重畳するため、パルス波形のピークは複数となる。この場合、波高値比演算装置１０３は、複数のデジタルパルス信号が重畳するパルス波形２１４を、減衰時定数（例えば、τ１、τ２）に基づいて、複数の期間（例えば、第１の期間ｔ１、第２の期間ｔ２）に分割する（図３参照）。
例えば、減衰時定数がτ１≦τ２の関係を満たす場合、波高値比演算装置１０３は、第１の期間ｔ１を０≦ｔ１≦τ１と設定し、第２の期間ｔ２をτ１≦ｔ２≦３×τ２と設定する。そして、波高値比演算装置１０３は、図３に示すように、複数のデジタルパルス信号が重畳するパルス波形２１４を、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの第１の期間ｔ１と、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３までの第２の期間ｔ２とに分割する。
As shown in FIG. 3, when the radiation detector 101 detects the radiation to be measured and the radiation other than the radiation to be measured, the digital pulse signal is superimposed, so that the peak of the pulse waveform becomes plural. In this case, the peak value ratio calculation unit 103, a pulse waveform 214 having a plurality of digital pulse signals is superimposed, on the basis of the damping time constant (e.g., tau 1, tau 2), a plurality of periods (e.g., a first period It is divided into t 1 and a second period t 2 ) (see FIG. 3).
For example, when the decay time constant satisfies the relationship of τ 1 ≦ τ 2 , the peak value ratio computing device 103 sets the first period t 1 as 0 ≦ t 1 ≦ τ 1 and the second period t 2 It is set that τ 1 ≦ t 2 ≦ 3 × τ 2 . Then, the peak value ratio calculation unit 103, as shown in FIG. 3, a pulse waveform 214 having a plurality of digital pulse signals are superimposed, the first period t 1 from time T 11 to time T 12, a time T 12 split second in the time period t 2 until time T 13 from.
なお、図２に示すように、放射線検出器１０１が測定対象の放射線のみを検出した場合、デジタルパルス信号は重畳しないため、パルス波形のピークは１つとなる。この場合、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間ｔ１にはピークが１つ存在しているが、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間ｔ２にはピークが存在していない（図２参照）。 As shown in FIG. 2, when the radiation detector 101 detects only the radiation to be measured, the digital pulse signal is not superimposed, so that the peak of the pulse waveform is one. In this case, the period t 1 from time T 1 to time T 2, the peak is present one, and the period t 2 from time T 2, until time T 3 does not exist peaks (FIG. 2 reference).
次に、波高値比演算装置１０３は、分割されたパルス波形に基づいて、パルス波形の重畳の有無を判定するための基準値となる波高値比を演算する。例えば、波高値比演算装置１０３は、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの第１の期間ｔ１における第１の波高値ＰＨ１、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３までの第２の期間ｔ２における第２の波高値ＰＨ２に基づいて、波高値比ＰＨｒを演算する（図３参照）。波高値比ＰＨｒは、以下の式で表すことができる。
ＰＨｒ＝（ＰＨ１／ＰＨ２） 式（１）
なお、波高値比ＰＨｒは、式（１）に限定されるものではなく、例えば、ＰＨｒ＝（ＰＨ２／ＰＨ１）のように、式（１）を変形して用いられてもよい。
Next, the peak-to-value ratio computing device 103 computes a peak-to-peak value ratio that serves as a reference value for determining the presence or absence of superposition of pulse waveforms based on the divided pulse waveforms. For example, the peak-value-ratio calculator 103 calculates the first peak value PH 1 in the first period t 1 from time T 11 to time T 12 and the second peak value PH 1 in the second period t 2 from time T 12 to time T 13 . based on the second peak value PH 2, calculates the peak value ratio PH r (see FIG. 3). The peak value ratio PH r can be expressed by the following equation.
PH r = (PH 1 / PH 2 ) Formula (1)
The peak value ratio PH r is not limited to the equation (1), and may be used by modifying the equation (1), for example, as PH r = (PH 2 / PH 1 ). .
波高値演算装置１０４は、FPGAやASICを用いたプログラマブルアレイなどにより、所定期間におけるパルス波形の波高値を演算する。波高値は、放射線検出器１０１が検出した放射線１０のエネルギーに相当する値である。例えば、波高値演算装置１０４は、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１３までの第３の期間ｔ３におけるパルス波形２１４の第３の波高値ＰＨ３を演算する（図３参照）。 The peak value calculator 104 calculates the peak value of the pulse waveform in a predetermined period by a programmable array using FPGA or ASIC. The peak value is a value corresponding to the energy of the radiation 10 detected by the radiation detector 101. For example, the peak value calculation unit 104 calculates the third peak value of PH 3 pulse waveform 214 in the third period t 3 from time T 11 to time T 13 (see FIG. 3).
２次元分布演算装置１０５は、波高値及び波高値比に基づいて、放射線１０のエネルギーを分析する際の指標となる２次元分布を演算する。 The two-dimensional distribution arithmetic unit 105 calculates a two-dimensional distribution that serves as an index for analyzing the energy of the radiation 10 based on the crest value and the crest value ratio.
図４は、複数のデジタルパルス信号が重畳するパルス波形２１４（図３参照）に関する２次元分布を示す図である。縦軸は、波高値比演算装置１０３によって演算された波高値比ＰＨｒ（＝ＰＨ２／ＰＨ１）を表している。横軸は、波高値演算装置１０４によって演算された第３の波高値ＰＨ３を表している。２次元分布の濃淡は、デジタルパルス信号の計数値の大小を表している。 FIG. 4 is a diagram showing a two-dimensional distribution of pulse waveforms 214 (see FIG. 3) on which a plurality of digital pulse signals are superimposed. The vertical axis represents the peak value ratio PH r (= PH 2 / PH 1 ) calculated by the peak value ratio calculator 103. The horizontal axis represents the third peak value of PH 3, which is calculated by the peak value calculation unit 104. The density of the two-dimensional distribution represents the magnitude of the count value of the digital pulse signal.
図４から、デジタルパルス信号の計数値は、コンプトン散乱に伴う連続部１２１において、第３の波高値ＰＨ３が大きくなる程、小さくなることがわかる。また、デジタルパルス信号の計数値は、γ線と放射線センサ１０１ａとの光電効果による光電ピーク１２２、及び中性子起因α線によるピーク１２３において、大きくなることがわかる。また、デジタルパルス信号の計数値は、複数のデジタルパルス信号が重畳するパルス波形２１４の連続部１２４において、第３の波高値ＰＨ３が大きくなる程、小さくなることがわかる。 It can be understood from FIG. 4 that the count value of the digital pulse signal becomes smaller as the third peak value PH3 becomes larger in the continuous portion 121 associated with the Compton scattering. Further, it can be seen that the count value of the digital pulse signal becomes large at the photoelectric peak 122 due to the photoelectric effect of the γ ray and the radiation sensor 101a and the peak 123 due to the neutron source α ray. Further, it is understood that the count value of the digital pulse signal becomes smaller as the third peak value PH3 becomes larger in the continuous portion 124 of the pulse waveform 214 on which a plurality of digital pulse signals are superimposed.
即ち、２次元分布から、コンプトン散乱に伴う連続部１２１、γ線と放射線センサ１０１ａとの光電効果による光電ピーク１２２、中性子起因α線によるピーク１２３、複数のデジタルパルス信号が重畳するパルス波形２１４の連続部１２４、のそれぞれにおけるデジタルパルス信号の計数値の大小がわかる。 That is, from the two-dimensional distribution, the continuous part 121 associated with Compton scattering, the photoelectric peak 122 due to the photoelectric effect of the γ ray and the radiation sensor 101a, the peak 123 due to the neutron derived α ray, and the pulse waveform 214 on which plural digital pulse signals overlap. The magnitude of the count value of the digital pulse signal in each of the continuous parts 124 can be known.
波高値分布処理装置１０６は、２次元分布に基づいて、計数値抽出領域を設定し、当該計数値抽出領域の波高値スペクトルを演算する。波高値分布処理装置１０６は、２次元分布に示されるデジタルパルス信号の計数値の大小に基づいて、例えば、デジタルパルス信号の重畳が少ない領域を、計数値抽出領域として設定する。これにより、波高値分布処理装置１０６は、波高値スペクトルを演算する際、デジタルパルス信号の重畳が多い領域における不必要な計数値を除去し、デジタルパルス信号の重畳が少ない領域における必要な計数値のみを抽出することができる。従って、波高値分布処理装置１０６は、複数のデジタルパルス信号が重畳しても、測定対象の放射線によるデジタルパルス信号を弁別し、高精度な波高値スペクトルを演算できる。 The peak value distribution processing device 106 sets a count value extraction area based on the two-dimensional distribution, and calculates the peak value spectrum of the count value extraction area. The peak value distribution processing device 106 sets, for example, a region where the superimposition of the digital pulse signal is small as a count value extraction region based on the magnitude of the count value of the digital pulse signal shown in the two-dimensional distribution. Thereby, when calculating the peak value spectrum, the peak value distribution processing device 106 removes unnecessary count values in the area where there is a large amount of digital pulse signal superposition, and the necessary count value in the area with a small amount of digital pulse signal superposition. Only can be extracted. Therefore, the peak value distribution processing unit 106 can calculate the peak value spectrum with high accuracy by discriminating the digital pulse signal of the radiation to be measured even if a plurality of digital pulse signals are superimposed.
波高値分布処理装置１０６は、計数値抽出領域を任意に設定することが可能である。例えば、波高値分布処理装置１０６は、計数値抽出領域を円形に設定してもよい。例えば、波高値分布処理装置１０６は、計数値抽出領域を多角形に設定してもよい。例えば、波高値分布処理装置１０６は、計数値抽出領域をこれらの形状や曲線の組み合わせで設定してもよい。 The peak value distribution processing device 106 can arbitrarily set the count value extraction region. For example, the peak value distribution processing device 106 may set the count value extraction region to be circular. For example, the peak value distribution processing device 106 may set the count value extraction region to a polygon. For example, the peak value distribution processing device 106 may set the count value extraction region by a combination of these shapes and curves.
図５は、波高値スペクトルを示す図である。縦軸は、デジタルパルス信号の計数値、横軸は、第３の波高値ＰＨ３、を表している。点線は、領域Ａに基づいて演算された波高値スペクトルＡ１を表している。実線は、計数値抽出領域Ｂに基づいて演算された波高値スペクトルＢ１を表している。 FIG. 5 is a diagram showing a peak value spectrum. The vertical axis represents the count value of the digital pulse signal, and the horizontal axis represents the third peak value PH 3 . The dotted line represents the crest value spectrum A 1 that is calculated based on the area A. The solid line represents the peak value spectrum B 1 that is calculated based on the count value extraction region B.
図５から、領域Ａに基づいて演算された波高値スペクトルＡ１は、複数のデジタルパルス信号が重畳するパルス波形２１４の連続部１２４による影響によって、γ線と放射線センサ１０１ａとの光電効果による光電ピーク１２２、中性子起因α線によるピーク１２３の計測精度が低いことがわかる。つまり、波高値スペクトルＡ１は、測定対象以外の放射線の影響を非常に強く受けており、バックグラウンドとなる計数値が取り込まれて、全体的に計数値の値が大きくなっていることがわかる。即ち、領域Ａに基づいて演算された波高値スペクトルＡ１は、パイルアップが低減されていないことがわかる。 From Figure 5, the peak value spectrum A 1 that is calculated based on the area A, the influence of the continuous portion 124 of the pulse waveform 214 in which a plurality of digital pulse signals are overlapped, photoelectric by photoelectric effect of γ-ray and the radiation sensor 101a It can be seen that the measurement accuracy of the peak 122 and the peak 123 due to the neutron-induced alpha ray is low. That is, the peak value spectrum A 1 is very strongly affected by radiation other than the measurement target, and it can be understood that the count value serving as the background is taken in, and the count value increases as a whole. . That is, pulse height spectrum A 1 that is calculated based on the area A, it can be seen that the pile-up is not reduced.
一方で、図５から、計数値抽出領域Ｂに基づいて演算された波高値スペクトルＢ１は、複数のデジタルパルス信号が重畳するパルス波形２１４の連続部１２４による影響が除去できており、γ線と放射線センサ１０１ａとの光電効果による光電ピーク１２２、中性子起因α線によるピーク１２３の計測精度が高いことがわかる。つまり、波高値スペクトルＢ１は、測定対象以外の放射線の影響を受けておらず、バックグラウンドとなる計数値が無視されて、全体的に計数値の値が小さくなっていることがわかる。即ち、計数値抽出領域Ｂに基づいて演算された波高値スペクトルＢ１は、パイルアップが低減されていることがわかる。 On the other hand, from FIG. 5, the peak value spectrum B 1 that is calculated based on the count value extraction region B, effects of the continuous portion 124 of the pulse waveform 214 in which a plurality of digital pulse signals are superposed and can remove, gamma rays It can be seen that the measurement accuracy of the photoelectric peak 122 by the photoelectric effect of the radiation sensor 101a and the peak 123 by the neutron-induced alpha ray is high. In other words, the peak value spectrum B 1 represents, not affected by the radiation other than the measurement target, is ignored count value becomes the background, it can be seen that the value of the overall count value is smaller. That is, pulse height spectrum B 1 that is calculated based on the count value extraction region B, it can be seen that the pile-up is reduced.
上述のように、波高値分布処理装置１０６が、２次元分布に基づいて、パルス信号の重畳が少ない計数値抽出領域を抽出して波高値スペクトルを演算することで、測定対象の放射線による波高値スペクトルのみを抽出できる。 As described above, the peak value distribution processing unit 106 extracts the count value extraction region with less superposition of pulse signals based on the two-dimensional distribution, and calculates the peak value spectrum to obtain the peak value by the radiation to be measured. Only spectra can be extracted.
表示装置１０７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、等である。表示装置１０７は、ディスプレイ画面上に、２次元分布、波高値スペクトル、などの画像を表示する。図４に示すように、２次元分布の画像には、例えば、計数値抽出領域Ｂ、コンプトン散乱に伴う連続部１２１における計数値の大小、γ線と放射線センサ１０１ａとの光電効果による光電ピーク１２２における計数値の大小、中性子起因α線によるピーク１２３における計数値の大小、複数のパルス信号が重畳するパルス波形２１４の連続部１２４における計数値の大小、などが表示される。また、図５に示すように、波高値スペクトルの画像には、例えば、波高値スペクトルＡ１、波高値スペクトルＢ１、などが表示される。 The display device 107 is, for example, a liquid crystal display, an organic EL display, or the like. The display device 107 displays an image such as a two-dimensional distribution or a peak value spectrum on the display screen. As shown in FIG. 4, for example, in the image of the two-dimensional distribution, the count value extraction region B, the magnitude of the count value in the continuous part 121 accompanying the Compton scattering, the photopeak 122 by the photoeffect of the γ ray and the radiation sensor 101a. The magnitude of the count value in the block, the magnitude of the count value in the peak 123 due to the neutron source alpha ray, the magnitude of the count value in the continuous portion 124 of the pulse waveform 214 on which a plurality of pulse signals are superimposed are displayed. Further, as shown in FIG. 5, for example, a peak value spectrum A 1 , a peak value spectrum B 1 , and the like are displayed on the image of the peak value spectrum.
本実施形態に係る放射線計測装置によれば、複数のパルス信号が重畳するパルス波形に基づいて演算された波高値比及び波高値を活用して、計数値抽出領域における波高値スペクトルを演算する。これにより、バックグラウンドとなる計数値の影響を無視して、例えば、γ線と放射線センサとの光電効果による光電ピーク、及び中性子起因α線によるピークなどの波高値スペクトルを高精度に計測することができる。 The radiation measurement apparatus according to the present embodiment calculates the peak value spectrum in the count value extraction region by using the peak value ratio and the peak value calculated based on the pulse waveform on which a plurality of pulse signals are superimposed. By this, the peak value spectrum such as the photoelectric peak due to the photoelectric effect of the γ ray and the radiation sensor and the peak due to the neutron derived α ray can be measured with high accuracy, disregarding the influence of the count value as the background. Can.
また、本実施形態に係る放射線計測装置によれば、高計数率下で生じるパルス信号のパイルアップを低減させ、エネルギー分解能（測定対象の放射線を同定するために必要な性能）を向上させることができる。また、パイルアップされたパルス波形の波高値の情報を削除しないため、減衰時定数が長い放射線検出器であっても、計数値の数え落としを低減させることができる。 In addition, according to the radiation measurement apparatus according to the present embodiment, pileup of pulse signals generated under a high counting rate can be reduced, and energy resolution (performance required to identify the radiation to be measured) can be improved. it can. In addition, since the information on the peak value of the piled-up pulse waveform is not deleted, it is possible to reduce the counting loss of the count value even with a radiation detector having a long attenuation time constant.
≪放射線計測装置の動作≫
次に、図６を参照して、本実施形態に係る放射線計測装置１００の動作について、説明する。
<< Operation of Radiation Measurement System >>
Next, with reference to FIG. 6, the operation of the radiation measurement apparatus 100 according to the present embodiment will be described.
ステップＳ１００１において、放射線計測装置１００は、計測時間を所定時間に設定する。 In step S1001, the radiation measurement apparatus 100 sets the measurement time to a predetermined time.
ステップＳ１００２において、放射線計測装置１００は、第１の期間、第２の期間、第３の期間を、予め設定する。 In step S1002, the radiation measurement apparatus 100 presets a first period, a second period, and a third period.
例えば、放射線計測装置１００は、減衰時定数がτ１、τ２（但し、τ１≦τ２）である場合、第１の期間ｔ１を０≦ｔ１≦τ１と設定し、第２の期間ｔ２をτ１≦ｔ２≦３×τ２と設定し、第３の期間ｔ３を０≦ｔ３≦３×τ２と設定する。また、放射線計測装置１００は、それぞれの期間の設定制約条件を、ｔ１＋ｔ２≦ｔ３と設定する。
放射線計測装置１００は、減衰時定数τ１、τ２に基づいて、波高値比を演算するための期間、及び付与エネルギーを示す波高値を設定することで、放射線検出器の動作に最適な波高値比及び波高値を取得できる。これにより、高いバックグラウンド環境下においても、測定対象となるγ線や中性子起因放射線の検知性能を向上させることが可能になる。
For example, when the attenuation time constants are τ 1 and τ 2 (where τ 1 ≦ τ 2 ), the radiation measurement apparatus 100 sets the first period t 1 as 0 ≦ t 1 ≦ τ 1 and Period t 2 is set as τ 1 ≦ t 2 ≦ 3 × τ 2, and the third period t 3 is set as 0 ≦ t 3 ≦ 3 × τ 2 . In addition, the radiation measurement apparatus 100 sets setting constraint conditions of each period as t 1 + t 2 ≦ t 3 .
The radiation measuring apparatus 100 sets the period for calculating the peak value ratio and the peak value indicating the applied energy based on the attenuation time constants τ 1 and τ 2 to obtain a wave optimum for the operation of the radiation detector. High value ratio and peak value can be obtained. This makes it possible to improve the detection performance of the γ-ray or neutron-induced radiation to be measured even in a high background environment.
例えば、放射線計測装置１００は、減衰時定数がτ１、τ２（但し、５×τ１≦τ２）である場合、第１の期間ｔａを０≦ｔａ≦τ１と設定し、第２の期間ｔｂをτ１≦ｔｂ≦５×τ１と設定し、第３の期間ｔｃを０≦ｔｃ≦５×τ１と設定する。また、放射線計測装置１００は、それぞれの期間の設定制約条件を、ｔａ＋ｔｂ≦ｔｃと設定する。また、例えば、放射線計測装置１００は、減衰時定数がτ１、τ２（但し、τ２≦５×τ１）である場合、第１の期間ｔａを０≦ｔａ≦τ１と設定し、第２の期間ｔｂをτ１≦ｔｂ≦τ２と設定し、第３の期間ｔｃを０≦ｔｃ≦τ２と設定する。また、放射線計測装置１００は、それぞれの期間の設定制約条件を、ｔａ＋ｔｂ≦ｔｃと設定する。
放射線計測装置１００は、減衰時定数τ１、τ２に基づいて、波高値比を演算するための期間、及び付与エネルギーを示す波高値を設定し、且つ、その設定範囲を厳密化することで、放射線検出器の動作に最適な波高値比及び波高値を取得できる。これにより、高いバックグラウンド環境下においても、測定対象となるγ線や中性子起因放射線の検知性能を向上させることが可能になる。
For example, when the attenuation time constants are τ 1 and τ 2 (where 5 × τ 1 ≦ τ 2 ), the radiation measurement apparatus 100 sets the first period t a as 0 ≦ t a ≦ τ 1 . The second period t b is set as τ 1 ≦ t b ≦ 5 × τ 1, and the third period t c is set as 0 ≦ t c ≦ 5 × τ 1 . In addition, the radiation measurement apparatus 100 sets the setting constraint condition of each period as t a + t b ≦ t c . Also, for example, when the attenuation time constants are τ 1 and τ 2 (where τ 2 ≦ 5 × τ 1 ), the radiation measurement apparatus 100 sets the first period t a as 0 ≦ t a ≦ τ 1 The second period t b is set as τ 1 ≦ t b ≦ τ 2, and the third period t c is set as 0 ≦ t c ≦ τ 2 . In addition, the radiation measurement apparatus 100 sets the setting constraint condition of each period as t a + t b ≦ t c .
The radiation measurement apparatus 100 sets the period for calculating the peak value ratio and the peak value indicating the applied energy based on the attenuation time constants τ 1 and τ 2 and by narrowing the setting range. The peak value ratio and peak value optimum for the operation of the radiation detector can be obtained. This makes it possible to improve the detection performance of the γ-ray or neutron-induced radiation to be measured even in a high background environment.
ステップＳ１００３において、放射線検出器１０１に放射線が照射される。 In step S1003, the radiation detector 101 is irradiated with radiation.
ステップＳ１００４において、放射線計測装置１００は、パルス信号の取り込みを開始する。 In step S1004, the radiation measuring apparatus 100 starts acquiring a pulse signal.
ステップＳ１００５において、放射線計測装置１００は、放射線検出器１０１から入力されるアナログパルス信号を、Ａ／Ｄ変換器１０２によって、デジタルパルス信号へと変換する。 In step S1005, the radiation measuring apparatus 100 converts an analog pulse signal input from the radiation detector 101 into a digital pulse signal by the A / D converter 102.
ステップＳ１００６において、放射線計測装置１００は、コンパレータなどを用いて、デジタルパルス信号が、予め設定された閾値以上であるか否かを判定する。
放射線計測装置１００は、デジタルパルス信号が、予め設定された閾値以上であると判定する場合（ステップＳ１００６→Ｙｅｓ）、ステップＳ１００７の処理へと進む。
放射線計測装置１００は、デジタルパルス信号が、予め設定された閾値より小さいと判定する場合（ステップＳ１００６→Ｎｏ）、ステップＳ１００４の処理へと進む。
In step S1006, the radiation measuring apparatus 100 determines, using a comparator or the like, whether the digital pulse signal is equal to or greater than a preset threshold.
When the radiation measuring apparatus 100 determines that the digital pulse signal is equal to or greater than a preset threshold (step S1006 → Yes), the process proceeds to step S1007.
When the radiation measuring apparatus 100 determines that the digital pulse signal is smaller than the preset threshold (step S1006: No), the process proceeds to step S1004.
ステップＳ１００７において、放射線計測装置１００は、波高値を演算する。例えば、放射線計測装置１００は、第１の期間における第１の波高値ＰＨ１、第２の期間における第２の波高値ＰＨ２、第３の期間における第３の波高値ＰＨ３を演算する。 In step S1007, the radiation measuring apparatus 100 calculates a peak value. For example, the radiation measurement apparatus 100 calculates the first peak value PH 1 in the first period, the second peak value PH 2 in the second period, and the third peak value PH 3 in the third period.
ステップＳ１００８において、放射線計測装置１００は、波高値比を演算する。例えば、放射線計測装置１００は、第１の期間における第１の波高値ＰＨ１及び第２の期間における第２の波高値ＰＨ２に基づいて、波高値比ＰＨｒ（＝ＰＨ１／ＰＨ２）を演算する。 In step S1008, the radiation measuring apparatus 100 calculates a peak value ratio. For example, the radiation measurement apparatus 100 determines the peak value ratio PH r (= PH 1 / PH 2 ) based on the first peak value PH 1 in the first period and the second peak value PH 2 in the second period. Calculate
ステップＳ１００９において、放射線計測装置１００は、計測時間がステップＳ１００９で設定した所定時間に到達しているか否かを判定する。
放射線計測装置１００は、計測時間が所定時間に到達していると判定する場合（ステップＳ１００９→Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１０の処理へと進む。
放射線計測装置１００は、計測時間が所定時間に到達していないと判定する場合（ステップＳ１００９→Ｎｏ）、ステップＳ１００４の処理へと進む。
In step S1009, the radiation measuring apparatus 100 determines whether the measurement time has reached the predetermined time set in step S1009.
When it is determined that the measurement time has reached the predetermined time (step S1009 → Yes), the radiation measuring apparatus 100 proceeds to the process of step S1010.
When it is determined that the measurement time has not reached the predetermined time (step S1009 → No), the radiation measurement apparatus 100 proceeds to the process of step S1004.
ステップＳ１０１０において、放射線計測装置１００は、計測を終了する。 In step S1010, the radiation measuring apparatus 100 ends the measurement.
ステップＳ１０１１において、放射線計測装置１００は、波高値比及び波高値に基づいて、２次元分布を演算する。例えば、放射線計測装置１００は、波高値比ＰＨｒ（＝ＰＨ１／ＰＨ２）、及び第３の波高値ＰＨ３に基づいて、２次元分布を演算する（図４参照）。 In step S1011, the radiation measuring apparatus 100 calculates a two-dimensional distribution based on the crest value ratio and the crest value. For example, the radiation measurement apparatus 100 calculates a two-dimensional distribution based on the peak value ratio PH r (= PH 1 / PH 2 ) and the third peak value PH 3 (see FIG. 4).
ステップＳ１０１２において、放射線計測装置１００は、２次元分布に基づいて、計数値抽出領域を設定する。例えば、放射線計測装置１００は、デジタルパルス信号の重畳が少ない領域を、計数値抽出領域Ｂとして設定する（図４参照）。なお、放射線計測装置１００は、計測前に予め計数値抽出領域を設定しておくことも可能である。 In step S1012, the radiation measuring apparatus 100 sets a count extraction area based on the two-dimensional distribution. For example, the radiation measurement apparatus 100 sets a region where the superimposition of the digital pulse signal is small as the count extraction region B (see FIG. 4). The radiation measurement apparatus 100 can also set the count value extraction region in advance before measurement.
ステップＳ１０１３において、放射線計測装置１００は、計数値抽出領域における波高値スペクトルを演算する。例えば、放射線計測装置１００は、計数値抽出領域Ｂにおける波高値スペクトルＢ１を演算する（図４及び図５参照）。 In step S1013, the radiation measuring apparatus 100 calculates a peak value spectrum in the count value extraction region. For example, radiation measurement device 100 calculates the peak value spectrum B 1 in the count value extraction region B (see FIGS. 4 and 5).
なお、上述の処理では、デジタルパルス信号の測定と、計数値抽出領域を利用した２次元分布の演算とを分離して行っているが、処理方法は特に限定されるものではない。デジタルパルス信号の測定と、計数値抽出領域を利用した２次元分布の演算とを、オンライン処理によって並行して行うことも可能である。 In the above-described processing, measurement of the digital pulse signal and calculation of the two-dimensional distribution using the count value extraction region are separately performed, but the processing method is not particularly limited. It is also possible to perform the measurement of the digital pulse signal and the calculation of the two-dimensional distribution using the count value extraction region in parallel by on-line processing.
本実施形態に係る放射線計測方法によれば、測定対象以外の放射線が非常に強く、測定対象の放射線を計測することが困難な状況であっても、パルス信号の重畳による影響を低減させて、エネルギー分解能を改善できる。 According to the radiation measurement method according to the present embodiment, even in a situation where radiation other than the measurement object is very strong and it is difficult to measure the radiation of the measurement object, the influence of superposition of pulse signals is reduced. Energy resolution can be improved.
＜第２実施形態＞
≪放射線計測装置の全体構成≫
次に、図７を参照して、本実施形態に係る放射線計測装置２００の構成について説明する。なお、第２実施形態において、上述の第１実施形態と、共通する部分については、重複した説明を省略する。
Second Embodiment
«Overall configuration of radiation measurement apparatus»
Next, the configuration of the radiation measurement apparatus 200 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that, in the second embodiment, the description common to the above-described first embodiment is omitted.
第２実施形態に係る放射線計測装置２００が、第１実施形態に係る放射線計測装置１００と異なる点は、波高値分布処理装置２０１に計数値抽出部２０１ａが備わる点である。 The radiation measurement apparatus 200 according to the second embodiment differs from the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment in that the peak value distribution processing apparatus 201 includes a count extraction unit 201a.
計数値抽出部２０１ａは、パルス信号の重畳による影響を低減させた２次元分布に基づいて、計数値抽出領域を予め抽出する。例えば、図８に示すように、計数値抽出部２０１ａは、パルス信号の重畳による影響を低減させた２次元分布において、パルス信号の重畳が少ない領域を、計数値抽出領域Ｃとして抽出する。 The count extraction unit 201a extracts a count extraction area in advance based on the two-dimensional distribution in which the influence of the superposition of the pulse signals is reduced. For example, as illustrated in FIG. 8, the count extraction unit 201 a extracts, as a count extraction area C, a region in which the pulse signal is less superimposed in the two-dimensional distribution in which the influence of the pulse signal overlap is reduced.
計数値抽出部２０１ａは、計数値抽出領域Ｃの外部で計測される信号を、不必要なパルス信号として処理し、計数値抽出領域Ｃの内部で計測される信号を、必要なパルス信号として処理して、計数値抽出領域Ｃを抽出する。例えば、計数値抽出部２０１ａは、コンプトン散乱に伴う連続部１２１、γ線と放射線センサ１０１ａとの光電効果による光電ピーク１２２、中性子起因α線によるピーク１２３、を含む領域のみを抽出し、複数のデジタルパルス信号が重畳するパルス波形２１４の連続部１２４を含む領域を除外する。 The count extraction unit 201a processes a signal measured outside the count extraction area C as an unnecessary pulse signal, and processes a signal measured inside the count extraction area C as a necessary pulse signal. Then, the count value extraction area C is extracted. For example, the count extraction unit 201a extracts only a region including the continuous portion 121 associated with Compton scattering, the photoelectric peak 122 due to the photoelectric effect of the γ ray and the radiation sensor 101a, and the peak 123 due to the neutron derived α ray. The region including the continuous portion 124 of the pulse waveform 214 on which the digital pulse signal is superimposed is excluded.
これにより、放射線検出器に２つ以上の放射線が入射し、パルス信号が重畳しても、不必要な波高値の情報を予め除去することができるため、エネルギー分解能を向上させた放射線計測装置２００を実現できる。 As a result, even if two or more radiations enter the radiation detector and unnecessary pulse height information can be removed in advance even if pulse signals are superimposed, the radiation measurement apparatus 200 with improved energy resolution. Can be realized.
本実施形態に係る放射線計測装置２００によれば、パルス信号の重畳による影響を、より高精度に低減させて、高いバックグラウンド環境下においても、測定対象となるγ線や中性子起因放射線の検知性能を向上させることが可能になる。また、本実施形態に係る放射線計測装置２００によれば、高計数率下で生じるパルス信号のパイルアップを低減させ、エネルギー分解能を向上させることができる。 According to the radiation measurement apparatus 200 according to the present embodiment, the influence of superimposition of pulse signals can be reduced with high accuracy, and the detection performance of gamma rays or neutron-induced radiation to be measured even in a high background environment. It is possible to improve Moreover, according to the radiation measurement apparatus 200 which concerns on this embodiment, pileup of the pulse signal which arises under a high count rate can be reduced, and energy resolution can be improved.
＜第３実施形態＞
≪放射線計測装置の全体構成≫
次に、図９を参照して、本実施形態に係る放射線計測装置３００の構成について説明する。なお、第３実施形態において、上述の第１実施形態と、共通する部分については、重複した説明を省略する。
Third Embodiment
«Overall configuration of radiation measurement apparatus»
Next, the configuration of the radiation measurement apparatus 300 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that, in the third embodiment, the description common to the above-described first embodiment is omitted.
第３実施形態に係る放射線計測装置３００が、第１実施形態に係る放射線計測装置１００と異なる点は、波高値分布処理装置３０１に計数値補正部３０１ａが備わる点である。 The radiation measurement apparatus 300 according to the third embodiment differs from the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment in that the peak value distribution processing apparatus 301 includes a count value correction unit 301a.
計数値補正部３０１ａは、計数値抽出領域以外の領域における計数値に基づいて、計数値の数え落としを含む波高値スペクトルを補正する。例えば、図１０に示すように、計数値補正部３０１ａは、領域Ｄにおける計数値に基づいて、波高値スペクトルＡ２を補正する。具体的には、計数値補正部３０１ａは、計数値抽出領域Ｅにおける計数値と、領域Ｄにおける計数値とを合算することで、波高値スペクトルＡ２を補正する。同様に、計数値補正部３０１ａは、計数値抽出領域Ｆにおける計数値と、領域Ｄにおける計数値とを合算することで、波高値スペクトルＡ２を補正する。 The count value correction unit 301a corrects the peak value spectrum including count dropout based on the count value in the area other than the count value extraction area. For example, as shown in FIG. 10, the count value correction unit 301a, based on the counted value in the region D, and corrects the peak value spectrum A 2. Specifically, the count value correction unit 301a, by summing the count value in the count value extraction region E, and the count value in the region D, and corrects the peak value spectrum A 2. Similarly, the count value correction unit 301a, by summing the count value in the count value extraction region F, the counted value in the region D, and corrects the peak value spectrum A 2.
図１１に示すように、計数値補正部３０１ａによって補正された後の波高値スペクトルＢ２は、計数値補正部３０１ａによって補正される前の波高値スペクトルＡ２と比較して、全体的に計数値の値が小さい。即ち、計数値補正部３０１ａは、計数値の数え落としを含む波高値スペクトルＡ２と計数値の数え落としを含まない波高値スペクトルＢ２との差に基づいて、計数値の数え落としを含む波高値スペクトルＡ２を補正することが可能である。 As shown in FIG. 11, the peak value spectrum B 2 corrected by the count value correcting unit 301a, as compared to the crest value spectrum A 2 before being corrected by the count value correcting unit 301a, overall total The numerical value is small. That is, the count value correction unit 301a, based on the difference between the peak value spectrum B 2 containing no counting loss peak value spectrum A 2 and count values including the counting loss of counts, waves including counting loss of counts it is possible to correct the high spectral a 2.
本実施形態に係る放射線計測装置３００によれば、パルス信号の重畳による影響を、より高精度に低減させて、高いバックグラウンド環境下においても、測定対象となるγ線や中性子起因放射線の検知性能を向上させることが可能になる。また、計数値補正部３０１ａによって、計数値抽出領域以外の領域における計数値に基づいて、計数値の数え落としを含む波高値スペクトルを補正することで、測定対象の放射線による定量性を改善させることができる。 According to the radiation measurement apparatus 300 according to the present embodiment, the influence of superimposition of pulse signals can be reduced with high accuracy, and the detection performance of gamma rays or neutron-induced radiation to be measured even in a high background environment. It is possible to improve In addition, the peak value correction unit 301a improves the quantitativity by the radiation to be measured by correcting the peak value spectrum including count loss in the count value based on the count value in the area other than the count value extraction area. Can.
また、本実施形態に係る放射線計測装置３００によれば、高計数率下で生じるパルス信号のパイルアップを低減させ、エネルギー分解能を向上させることができる。また、減衰時定数が長い放射線検出器であっても、高いエネルギー分解能を確保し、計数値の数え落としを低減させることができる。 Moreover, according to the radiation measurement apparatus 300 which concerns on this embodiment, pileup of the pulse signal which arises under a high count rate can be reduced, and energy resolution can be improved. In addition, even with a radiation detector with a long attenuation time constant, high energy resolution can be ensured, and count loss can be reduced.
＜第４実施形態＞
≪放射線計測装置の全体構成≫
次に、図１２を参照して、本実施形態に係る放射線計測装置４００の構成について説明する。なお、第４実施形態において、上述の第１実施形態と、共通する部分については、重複した説明を省略する。
Fourth Embodiment
«Overall configuration of radiation measurement apparatus»
Next, the configuration of a radiation measurement apparatus 400 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that, in the fourth embodiment, the description common to the above-described first embodiment is omitted.
第４実施形態に係る放射線計測装置４００が、第１実施形態に係る放射線計測装置１００と異なる点は、波高値演算装置４０１が、第１の期間、第２の期間、第３の期間の設定範囲を厳密化する点である。 The radiation measurement apparatus 400 according to the fourth embodiment differs from the radiation measurement apparatus 100 according to the first embodiment in that the peak value calculator 401 sets the first period, the second period, and the third period. The point is to narrow the range.
まず、波高値演算装置４０１は、第１の期間ｔａ、第２の期間ｔｂ、第３の期間ｔｃを設定する。 First, the peak value calculator 401 sets a first period t a , a second period t b , and a third period t c .
波高値演算装置４０１は、例えば、減衰時定数がτ１、τ２（但し、５×τ１≦τ２）である場合、第１の期間ｔａを０≦ｔａ≦τ１と設定し、第２の期間ｔｂをτ１≦ｔｂ≦５×τ１と設定し、第３の期間ｔｃを０≦ｔｃ≦５×τ１と設定する。また、放射線計測装置１００は、それぞれの期間の設定制約条件を、ｔａ＋ｔｂ≦ｔｃと設定する。 For example, when the attenuation time constants are τ 1 and τ 2 (where 5 × τ 1 ≦ τ 2 ), the peak value calculator 401 sets the first period t a as 0 ≦ t a ≦ τ 1. The second period t b is set as τ 1 ≦ t b ≦ 5 × τ 1, and the third period t c is set as 0 ≦ t c ≦ 5 × τ 1 . In addition, the radiation measurement apparatus 100 sets the setting constraint condition of each period as t a + t b ≦ t c .
波高値演算装置４０１は、例えば、減衰時定数がτ１、τ２（但し、τ２≦５×τ１）である場合、第１の期間ｔａを０≦ｔａ≦τ１と設定し、第２の期間ｔｂをτ１≦ｔｂ≦τ２と設定し、第３の期間ｔｃを０≦ｔｃ≦τ２と設定する。また、放射線計測装置１００は、それぞれの期間の設定制約条件を、ｔａ＋ｔｂ≦ｔｃと設定する。 For example, when the attenuation time constants are τ 1 and τ 2 (where τ 2 ≦ 5 × τ 1 ), the peak value calculator 401 sets the first period t a as 0 ≦ t a ≦ τ 1. The second period t b is set as τ 1 ≦ t b ≦ τ 2, and the third period t c is set as 0 ≦ t c ≦ τ 2 . In addition, the radiation measurement apparatus 100 sets the setting constraint condition of each period as t a + t b ≦ t c .
次に、波高値演算装置４０１は、第１の期間ｔａにおける第１の波高値ＰＨ１を演算し、第２の期間ｔｂにおける第２の波高値ＰＨ２を演算し、第３の期間ｔｃにおける第３の波高値ＰＨ３を演算する。 Next, the peak value calculator 401 calculates the first peak value PH 1 in the first period t a , calculates the second peak value PH 2 in the second period t b , and the third period The third peak value PH 3 at t c is calculated.
波高値演算装置４０１が、減衰時定数τ１、τ２に基づいて、波高値比を演算するための期間、及び付与エネルギーを示す波高値を設定し、且つ、その設定範囲を厳密化することで、放射線検出器の動作に最適な波高値比及び波高値を取得できる。これにより、高いバックグラウンド環境下においても、測定対象となるγ線や中性子起因放射線の検知性能を向上させることが可能になる。 The period for calculating the peak value ratio and the peak value indicating the applied energy are set based on the attenuation time constants τ 1 and τ 2 , and the setting range is narrowed. Thus, the peak value ratio and the peak value optimum for the operation of the radiation detector can be obtained. This makes it possible to improve the detection performance of the γ-ray or neutron-induced radiation to be measured even in a high background environment.
本実施形態に係る放射線計測装置４００によれば、パルス信号の重畳による影響を、より高精度に低減させて、高いバックグラウンド環境下においても、測定対象となるγ線や中性子起因放射線の検知性能を向上させることが可能になる。また、本実施形態に係る放射線計測装置４００によれば、高計数率下で生じるパルス信号のパイルアップを低減させ、エネルギー分解能を向上させることができる。 According to the radiation measurement apparatus 400 according to the present embodiment, the influence of superimposition of pulse signals can be reduced with high accuracy, and the detection performance of gamma rays or neutron-induced radiation to be measured even in a high background environment. It is possible to improve Moreover, according to the radiation measurement apparatus 400 which concerns on this embodiment, pileup of the pulse signal which arises under a high count rate can be reduced, and energy resolution can be improved.
上述の各実施形態を適宜組み合わせることで、放射線計測装置の周辺環境に最適な構成で、高計数率下で生じるパルス信号のパイルアップを低減させ、エネルギー分解能を向上させることが可能となる。 By appropriately combining the above-described embodiments, pileup of pulse signals generated under a high counting rate can be reduced and energy resolution can be improved with a configuration optimal for the peripheral environment of the radiation measurement apparatus.
以上、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施の形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。 As mentioned above, although the form for inventing was concretely explained, the meaning of the present invention is not limited to these descriptions, but it should be interpreted widely based on the statement of a claim. Further, it is needless to say that various changes and modifications based on these descriptions are included in the spirit of the present invention. Furthermore, each embodiment mentioned above shows only one embodiment of the present invention, and it is also possible to combine each embodiment suitably.
１００，２００，３００，４００ 放射線計測装置
１０１ 放射線検出器
１０３ 波高値比演算装置
１０４ 波高値演算装置
１０５ ２次元分布演算装置
１０６ 波高値分布処理装置
τ１，τ２ 減衰時定数
Ａ 領域
Ｂ 計数値抽出領域
Ｃ 計数値抽出領域
Ｄ 領域
Ｅ 計数値抽出領域
Ｆ 計数値抽出領域
100, 200, 300, 400 radiation measurement apparatus 101 radiation detector 103 peak value ratio calculation apparatus 104 peak value calculation apparatus 105 two-dimensional distribution calculation apparatus 106 peak value distribution processing apparatus τ 1 , τ 2 attenuation time constant A region B count value Extraction area C Count extraction area D Area E Count extraction area F Count extraction area
Claims (9)
所定期間における前記パルス波形の波高値を演算する波高値演算装置と、
前記波高値比及び前記波高値に基づいて、２次元分布を演算する２次元分布演算装置と、
前記２次元分布に基づいて、計数値抽出領域を設定し、前記計数値抽出領域の波高値スペクトルを演算する波高値分布処理装置と、
を備えることを特徴とする放射線計測装置。 A peak value ratio computing device that divides a pulse waveform on which a plurality of pulse signals detected by a radiation detector are superimposed into a plurality of periods based on the attenuation time constant of the radiation detector, and computes a peak value ratio;
A peak value computing device for computing a peak value of the pulse waveform in a predetermined period;
A two-dimensional distribution calculation device that calculates a two-dimensional distribution based on the peak value ratio and the peak value;
A peak value distribution processing device which sets a count value extraction area based on the two-dimensional distribution and calculates a peak value spectrum of the count value extraction area;
A radiation measurement apparatus comprising:
前記パルス信号の重畳が少ない領域である、
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線計測装置。 The count extraction area is
It is an area where the superimposition of the pulse signal is small,
The radiation measurement apparatus according to claim 1,
前記計数値抽出領域を円形とする、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射線計測装置。 The peak value distribution processor
Making the count extraction area circular;
The radiation measurement apparatus according to claim 1 or 2, further comprising:
前記計数値抽出領域を多角形とする、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射線計測装置。 The peak value distribution processor
Let the count value extraction region be a polygon,
The radiation measurement apparatus according to claim 1 or 2, further comprising:
前記計数値抽出領域を多角形及び曲線とする、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射線計測装置。 The peak value distribution processor
Let said count value extraction area be a polygon and a curve,
The radiation measurement apparatus according to claim 1 or 2, further comprising:
前記減衰時定数がτ１、τ２（但し、τ１≦τ２）である場合、
第１の期間ｔ１を０≦ｔ１≦τ１と設定し、第２の期間ｔ２をτ１≦ｔ２≦３×τ２と設定し、第３の期間ｔ３を０≦ｔ３≦３×τ２（但し、ｔ１＋ｔ２≦ｔ３）と設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の放射線計測装置。 The peak value ratio computing device
If the decay time constant is τ 1 , τ 2 (where τ 1 ≦ τ 2 ),
The first period t 1 is set to 0 ≦ t 1 ≦ τ 1, a second time period t 2 is set to τ 1 ≦ t 2 ≦ 3 × τ 2, the third time period t 3 0 ≦ t 3 Set as ≦ 3 × τ 2 (where t 1 + t 2 ≦ t 3 ),
The radiation measurement device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
前記減衰時定数がτ１、τ２（但し、５×τ１≦τ２）である場合、
第１の期間ｔａを０≦ｔａ≦τ１と設定し、第２の期間ｔｂをτ１≦ｔｂ≦５×τ１と設定し、第３の期間ｔｃを０≦ｔｃ≦５×τ１（但し、ｔａ＋ｔｂ≦ｔｃ）と設定し、
前記減衰時定数をτ１、τ２（但し、τ２≦５×τ１）である場合、
第１の期間ｔａを０≦ｔａ≦τ１と設定し、第２の期間ｔｂをτ１≦ｔｂ≦τ２と設定し、第３の期間ｔｃを０≦ｔｃ≦τ２（但し、ｔａ＋ｔｂ≦ｔｃ）と設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の放射線計測装置。 The peak value ratio computing device
When the decay time constant is τ 1 , τ 2 (where 5 × τ 1 ≦ τ 2 ),
The first period t a is set to 0 ≦ t a ≦ τ 1 , the second period t b is set to τ 1 ≦ t b ≦ 5 × τ 1, and the third period t c is 0 ≦ t c Set as ≦ 5 × τ 1 (however, t a + t b ≦ t c ),
When the decay time constant is τ 1 , τ 2 (where τ 2 ≦ 5 × τ 1 ),
The first period t a is set to 0 ≦ t a ≦ τ 1 , the second period t b is set to τ 1 ≦ t b ≦ τ 2, and the third period t c is 0 ≦ t c ≦ τ Set 2 (where t a + t b ≦ t c ),
The radiation measurement device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
前記計数値抽出領域以外の領域における計数値に基づいて、前記計数値の数え落としを含む波高値スペクトルを補正する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の放射線計測装置。 The peak value distribution processor
The peak value spectrum including the count loss of the count value is corrected based on the count value in the area other than the count value extraction area.
The radiation measurement device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that:
所定期間における前記パルス波形の波高値を演算するステップと、
前記波高値比及び前記波高値に基づいて、２次元分布を演算するステップと、
前記２次元分布に基づいて、計数値抽出領域を設定し、前記計数値抽出領域の波高値スペクトルを演算するステップと、
を備えることを特徴とする放射線計測方法。 Dividing a pulse waveform on which a plurality of pulse signals detected by a radiation detector is superimposed into a plurality of periods based on an attenuation time constant of the radiation detector, and calculating a peak value ratio;
Calculating a peak value of the pulse waveform in a predetermined period;
Computing a two-dimensional distribution based on the peak-to-peak ratio and the peak-to-peak value;
Setting a count extraction area based on the two-dimensional distribution, and calculating a peak value spectrum of the count extraction area;
A radiation measurement method comprising:
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