JP5042283B2

JP5042283B2 - 放射線測定装置、疑似線源及び放射線測定訓練システム

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Publication number: JP5042283B2
Application number: JP2009176760A
Authority: JP
Inventors: 明仁山口
Original assignee: Hitachi Aloka Medical Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2029-07-29
Also published as: JP2010071979A

Description

本発明は放射線測定装置及び放射線測定訓練システムに関し、特に、放射線測定装置の操作の訓練のための技術に関する。

放射線測定装置として、空間線量率を測定するサーベイメータ、個人被ばく管理のための個人線量計、等が知られている。そのような放射線測定装置は、原子力発電所、核燃料取扱施設、放射性同位元素を取り扱う病院等、において日常的に使用されている。一方、近時、消防署や警察署その他の自治体組織においても放射線測定装置が常備されつつある。例えば、原子力発電所で火災が発生した場合、出動した職員の安全性を確保する上で放射線測定が必要となるからである。しかし、そのような者は、一般に、放射線測定装置の操作を熟知していない。あるいは、知識が十分であっても日常的に操作を行っていないために実際の現場での使用に際して戸惑いが生じることもある。そこで、定期的に放射線測定装置の操作訓練を行っておくことが要請される。なお、放射線取扱施設で作業する者であっても訓練が義務付けられる場合もあるし、また新人教育の一貫として放射線測定装置の操作訓練がなされる場合もある。

以下の特許文献１には、放射線監視装置の自動試験装置が開示されている。同装置においては、テスト信号発生器からの擬似信号が放射線監視装置に入力されており、それにより実際の警報動作がテストされている。しかし、同装置では、空間を介して放射される放射線を模擬することは行われておらず、そもそも、同装置の構成はその操作を訓練するためのものではなく動作確認のためのものである。

以下の特許文献２には管理区域内の放射線分布を模擬する訓練設備が開示されている。具体的には、作業空間を模擬した建屋内に１又は複数の電波発信機が設置されており、作業者が、電波発生機からの電波を受信する受信機を携帯しつつ、管理区域内の放射線機器等を模擬した訓練用機器等の作業にあたる場合において、受信機において受信した電波の強さ及び受信時間が放射線強度及び被ばく時間に換算される。それらに基づいて累積被ばく線量が表示されると共に、それが危険域に達した場合に警報が発生するように制御されている。この訓練設備において、作業者に携帯される装置は放射線測定機能を有しない受信機に過ぎず、放射線測定装置それ自体ではないので、被ばく管理の訓練を行えるとしても、放射線測定装置それ自体の訓練を行えない。

特開平１０−２６０２６２号公報特開昭５９−２９２８４号公報

放射線測定装置の操作訓練に当たっては、従来、密封線源が利用されている。しかし、線源の保管管理は煩雑であり、とりわけ放射線についての知識や経験が乏しい者にとっては、非常に煩雑である。密封線源を常置しておかずに、訓練の度に業者から一時的に貸し出してもらい、それを利用することも考えられるが、必要な時に速やかに訓練できなくなる。また、密封線源を利用した訓練が実際に必要であるとしても、それに先立ってあるいは補充的に予備的訓練を行える仕組みがあった方がよい。

上記特許文献２に記載された構成では放射線測定装置それ自体に訓練機能が搭載されているわけではないので、放射線測定装置の操作を訓練できないという問題がある。

本発明の目的は、実際の線源を利用せずに放射線測定装置の操作を訓練できるようにすることにある。

本発明の他の目的は、実際の放射線測定に近い状況を擬似的に作り出して訓練の成果が高まるようにすることにある。

本発明に係る放射線測定装置は、放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線検出器から出力された検出信号に基づいて実測定値を演算する実測定値演算部と、訓練モードにおいて使用される擬似線源からの放射線でない擬似波を受信する受信部と、前記受信部から出力された受信信号に基づいて擬似測定値を演算する擬似測定値演算部と、実測モードにおいて前記放射線測定値を表示し、前記訓練モードにおいて前記擬似測定値を表示する表示部と、を含む。

上記構成によれば、訓練モードにおいて、疑似線源からの空中伝搬に係る疑似波（非放射線）が受信部にて受信され、その受信信号に基づいて疑似測定値が演算され、それが表示される。つまり、放射線測定と同じような状況下において、実際の線源を利用することなく、放射線に近い空間伝搬波を実際に測定し、そのような過程を通じて放射線測定の訓練を行える。その訓練には、例えば、可搬型の装置本体又は放射線検出部の移動操作、汚染源の特定のためのサーチ、動作条件の調整、表示内容の読み取り、といったものが含まれてもよい。疑似波は電波であるのが望ましいが、それ以外に磁場、音波、等が考えられる。放射線測定の場合と同様に距離に応じて信号レベルが変動すれば、実際の放射線測定の場合と同様の感覚を得られる。誤認防止のため、訓練モードであることが明示されるように構成するのが望ましい。

望ましくは、前記擬似測定値演算部は、前記擬似波の受信強度に基づいて前記擬似測定値を演算し、前記擬似線源から当該放射線測定装置までの距離に応じて前記擬似測定値の大きさが変動する。受信強度が距離の二乗に反比例するならば典型的な放射線測定の場合と同様の測定状況を作出できる。

望ましくは、前記表示部においては、前記実測定値の表示更新周期と同じ周期で前記擬似測定値が更新される。表示態様や表示内容をできるだけ実際の放射線測定の場合と同じようなものとするのが望ましい。

望ましくは、前記受信部は、所定の受信周期で前記擬似波を受信して前記擬似波の強度データを出力し、前記擬似測定値演算部は、前記所定の受信周期で出力される複数の強度データを平均化処理することによって前記擬似測定値を演算する。放射線測定の場合には一般に時定数に基づく平均化処理が適用されるので、それに相応した演算処理が実行されるのが望ましい。すなわち、望ましくは、前記擬似測定値演算部は、前記実測定値演算部が有する応答特性に相応する演算条件を有する。望ましくは、前記擬似波は電波であり、前記受信部は前記電波を受信するアンテナを有する。電波であれば容易に発生でき、その取扱いも容易である。また、電波であれば、符号化あるいは変調によって、情報を伝送することも容易である。更に多重伝送も可能である。公知の通信方式をそのまま流用すればシステムを容易に構築できる。一般に、複数の線源を利用した訓練を行うのは難しいが、疑似線源を用いれば、複数の放射線の同時測定を容易に模擬できる。

望ましくは、前記擬似波には前記擬似線源の識別情報、前記擬似線源の線種情報、及び、前記擬似線源についてのエネルギー情報の内の少なくとも１つが含まれ、前記受信部は、前記擬似波から情報を抽出し、前記擬似測定値演算部は、前記擬似波から抽出された情報に基づいて前記擬似測定値の演算を実行する。情報伝送を行えば、放射線の種類やエネルギーを異ならせた測定状況を模擬できる。

本発明に係る疑似線源は、擬似波を受信してその強度に基づいて擬似測定値を表示する訓練機能を搭載した放射線測定装置と共に用いられる擬似線源であって、当該擬似線源の識別情報、線種情報、及び、エネルギー情報の内の少なくとも１つが含まれる属性情報を生成する情報生成手段と、前記属性情報が含まれる擬似波を空中に放出する送信部と、を含む。

望ましくは、前記擬似線源は、前記訓練機能を搭載した放射線測定装置からの制御信号を受信する受信部と、前記受信部にて受信された制御信号に基づいて当該擬似線源の動作を制御する制御部と、を含む。この構成によれば、装置本体側から疑似線源の動作を無線方式にて制御できる。あるいは、相互認証等を行わせることもできる。望ましくは、前記擬似波の送信パワーにバラツキを生じさせる手段を含む。この構成によれば、放射線の確率的変動を模擬できる。

本発明に係るシステムは、疑似線源と訓練機能を搭載した放射線測定装置とで構成された訓練システムであって、前記擬似線源は放射線以外の擬似波を発生する手段を有し、前記訓練機能を搭載した放射線測定装置は、前記擬似波を受信する受信部と、前記受信部から出力された受信信号に基づいて擬似測定値を演算する擬似測定値演算部と、前記擬似測定値を表示する表示部と、を含む。

本発明は、複数の放射線測定装置を含むシステムにおいて、前記各放射線測定装置は、放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線検出器から出力された検出信号に基づいて実測定値を演算する実測定値演算部と、訓練モードにおいて自己が擬似線源に指定された場合に、疑似波が送信されるように制御する手段と、前記訓練モードにおいて自己が訓練対象に指定された場合に、前記疑似波が受信されるように制御し、その受信信号に基づいて擬似測定値を演算する手段と、実測モードにおいて前記実測定値を表示し、前記訓練モードにおいて自己が訓練対象に指定された場合に前記擬似測定値を表示する表示部と、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、２つの放射線測定装置がある場合に、第１放射線測定装置を仮想的に疑似線源とし、第２放射線測定装置を訓練対象としてその訓練を行える。つまり、放射線測定装置に、訓練機能と線源機能とを予め組み込んでおくものである。専用疑似線源を用意しておく必要がないので簡便に訓練を行える。第２放射線測定装置を利用して訓練を行った上で、今度は役割を逆転させて、第１放射線測定装置を利用して訓練を行うことも可能である。第１放射線測定装置と第２放射線測定装置が同一仕様の関係にある場合のみならず別仕様の関係にある場合にも訓練を行うことが可能である。

望ましくは、前記複数の放射線測定装置との間でデータ通信を行うための管理装置を含み、前記各放射線測定装置は、前記管理装置との間でデータ通信を行うための通信部を有し、前記各放射線測定装置において前記疑似波の送信及び前記疑似波の受信が前記通信部を利用して行われる。この構成によればデータ通信のために用意されている通信機能を利用して疑似線源動作又は訓練動作を行わせることができるので構成の複雑化を回避できるし、疑似波の送受信に当たって高度なデータ伝送機能を利用することも容易となる。通信部は一般に送受信部及びアンテナを含む。通常操作に当たって邪魔にならず且つできるだけ等方的指向特性が実現されるようにアンテナを設置するのが望ましい。

望ましくは、前記複数の放射線測定装置の内で前記訓練モードにおいて疑似線源に指定された第１放射線測定装置と、前記複数の放射線測定装置の内で前記訓練モードにおいて訓練対象に指定された第２放射線測定装置と、の間で前記疑似波の送受信に先立って認証用データ通信が実行される。認証用データ通信は、互いの通信部を使って相互にデータリンクを確立するものである。多数の放射線測定装置が共存している場合に訓練モードにおいて稼働させる協働ペアを特定でき、混信や誤動作を回避できる。

望ましくは、前記複数の放射線測定装置の内で前記訓練モードにおいて疑似線源に指定された第１放射線測定装置と、前記複数の放射線測定装置の内で前記訓練モードにおいて第１の訓練対象に指定された第２放射線測定装置と、の間で前記疑似波の送受信に先立って第１の認証用データ通信が実行され、前記複数の放射線測定装置の内で前記訓練モードにおいて疑似線源に指定された前記第１放射線測定装置と、前記複数の放射線測定装置の内で前記訓練モードにおいて第２の訓練対象に指定された第３放射線測定装置と、の間で前記疑似波の送受信に先立って第２の認証用データ通信が実行される。この構成によれば、１（１台の疑似線源）対多（複数台の訓練対象）の関係をもって訓練を遂行させることができる。もちろん、多（複数の疑似線源）対１（１台の訓練対象）の関係をもって訓練が遂行されるようにしてもよい。上記構成によれば、疑似線源と複数の訓練装置との間で個別的にデータリンクを確立することができ、それぞれの訓練装置に対して異なる疑似波を送信することも可能となる。

本発明に係る放射線測定装置は、放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線検出器から出力された検出信号に基づいて実測定値を演算する実測定値演算部と、訓練モードにおいて自己が擬似線源に指定された場合に、疑似波が送信されるように制御する手段と、前記訓練モードにおいて自己が訓練対象に指定された場合に、他の放射線測定装置から送信された前記疑似波が受信されるように制御し、その受信信号に基づいて擬似測定値を演算する手段と、実測モードにおいて前記実測定値を表示し、前記訓練モードにおいて自己が訓練対象に指定された場合に前記擬似測定値を表示する表示部と、を含むことを特徴とする。このような放射線測定装置を複数台相互に連携させて訓練システムが構築される。

以上説明したように、本発明によれば、実際の線源を利用せずに放射線測定装置の操作を訓練できる。あるいは、実際の放射線測定に近い状況を擬似的に作り出して訓練の成果を高められる。

本発明にかかる訓練機能を搭載した放射線測定システムを示すブロック図である。擬似線源を示す外観図である。送信信号の内容を示す図である。ランダム処理の一例を示す図である。表示更新レートに対応した受信信号処理を説明するための図である。訓練モードにおける基本的な動作例を示すフローチャートである。訓練モードから実測モードへの自動的な切り替え処理を含むフローチャートを示す図である。信号処理回路におけるモード切り替え用トリガ信号の生成を説明するための図である。複数の放射線測定装置を連携させて操作訓練を行う場合のシステム構成を示すブロック図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明に係る放射線測定システムの好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。本実施形態に係るシステムは、放射線測定装置１０と、複数の擬似線源１２，１４とを有している。擬似線源１２，１４は、放射線測定装置１０の操作を訓練する際に使用されるものである。

放射線測定装置１０について説明する。この放射線測定装置１０は、例えば個人線量計、サーベイメータ等である。放射線測定装置１０は可搬型の装置として構成され、それは電源としてのバッテリ４６を有している。図１に示す構成において、放射線測定装置１０は、γ線及び中性子を検出する機能を有している。もちろん、単一の放射線（α線、β線、γ線、中性子）を検出するものであってもよい。

図１に示されるセンサ１６は、γ線を検出するための半導体検出器である。センサ１８は中性子を検出するための半導体検出器である。センサ１８の有感面には、中性子を荷電粒子（α粒子）として検出するための核変換層１８Ａが設けられている。センサ１６，１８の後段には信号処理回路２０，２２が設けられている。信号処理回路２０，２２はプリアンプ、波高弁別器等の公知の回路を有している。信号処理回路２０，２２から出力される信号はカウンタ２４，２６に入力される。

マイクロコンピューター（マイコン）３１は、本実施形態において、上記のカウンタ２４，２６、演算部３２、メモリ３３等を有している。カウンタ２４はγ線を計数するための計数器である。カウンタ２６は中性子を計数するための計数器である。演算部３２はカウンタ２４，２６の計数値に基づいてγ線の線量（線量率）及び中性子の線量（線量率）を演算する機能を有する。線量当量が演算されてもよい。それらはいずれも実測定値である。それらの実測定値は、表示器３６に表示される。表示器３６は、液晶表示器、アナログメーター、あるいは複合表示器等である。

演算部３２は、本実施形態において、訓練モードでは、擬似放射線の検出結果に基づいて、擬似測定値（擬似線量）を演算する機能を有する。その擬似測定値は表示器３６に表示される。つまり、表示器３６には通常の実測定モード（実測モード）において、放射線測定結果である実測値が表示され、訓練モードにおいては実測値に代えて、擬似測定値が表示されることになる。

操作パネル３４はマイコン３１に接続されており、操作パネル３４を利用して動作モードの選択、測定条件の切替等を行える。操作パネル３４は各種のつまみやスイッチを含むものである。ＬＥＤ３８及びブザー４０は、放射線測定結果が異常値であるような場合に、アラームを発生する手段である。訓練モードの実行中において、突発的に線量が上昇して自動的にモード切替が実行され、すなわち訓練モードが強制終了して自動的に実測モードが実行された場合に、ＬＥＤ３８を点灯させ、かつ、ブザー４０を動作させるようにしてもよい。すなわち、モードの自動変更時にユーザーにモード変更を報知するのが望ましい。

メモリ３３は不揮発メモリとして構成されており、メモリ３３上に実測値を時系列順で保存しておくことができる。また、必要に応じて擬似測定値を時系列順で保存するようにしてもよい。特に、本実施形態においては、訓練モードにおいて、放射線測定を継続的に実行させる場合に、得られた実測値がメモリ３３上に格納され、訓練モード終了後において、訓練中において計測された放射線の線量等を読み出すことが可能である。

受信器４２はアンテナ４４を備えており、以下に詳述する擬似線源１２，１４からの電波がアンテナ４４において受信され、それにより生じた受信信号が受信器４２において処理される。本実施形態においては、受信器４２は特に受信信号の電界強度を計測する機能と受信信号に含まれている情報を抽出する機能とを具備している。抽出された情報及び電界強度の情報は演算部３２へ送られる。すなわち、訓練モードにおいては、擬似線源１２，１４が利用され、それを実際の放射線の線源と同様のものとみなし、放射線に代えて電波を受信することにより、放射線測定装置１０の操作の訓練や表示内容の読み取り訓練を行うことが可能である。

擬似線源１２，１４は互いに同一の構成を有しており、以下においては擬似線源１２を代表してその構成を説明する。擬似線源１２は、持ち運び容易な形態を有する可搬型の小型部品であり、後に図２を用いて説明するようにコイン型形態を有しており、それが例えば床面上やテーブル上に設置される。

擬似線源１２は電源としてのバッテリ５８を有しており、すなわち任意の箇所に擬似線源１２を設置することが可能である。信号処理器５０は送信時において信号発生器として機能し、一定の情報を含む送信信号が送信器５４へ与えられる。送信器５４は上述した受信器４２と同様に通信部として機能し、入力される送信信号を電波信号に変換し、その信号をアンテナ５６に出力する。すると、アンテナ５６から擬似放射線としての電波１００Ａが放出され、電波１００Ａは上述したアンテナ４４により受波されることになる。入力器５２は信号処理器５０の動作条件を設定するための入力デバイスである。例えば、擬似線源１２の機能を入力器５２を用いて切り替えることが可能である。受信器４２に更に送信器の機能を持たせ、一方、送信器５４に更に受信器の機能を持たせることにより、放射線測定装置１０側から擬似線源１２の動作条件をリモートコントロールすることも可能である。また、放射線測定装置１０と擬似線源１２との間で相互認証を行わせたり、相互において情報交換を行わせたりすることも可能である。それ以外には、放射線測定装置１０側から制御信号を送って放射線の種類の指定したり強度を指定したりすることが考えられ、そのような制御により混信防止等のための周波数切換がなされてもよい。

擬似線源１２は例えば床面上に設置され、その一方、放射線測定装置１０は訓練を行う者によって保持される。擬似線源１２から放射される電波が放射線測定装置１０において良好に受信されるように、つまり、あたかも放射線の検出強度がより高まるように、放射線測定装置１０の位置や姿勢を変化させ、また操作パネル３４を利用して装置の動作条件を調整することにより、実際の放射線測定と同様の操作感覚をもって、放射線測定の訓練を行うことが可能となる。

本実施形態においては、放射線測定装置１０がγ線測定機能及び中性子測定機能の２つの放射線測定機能を有している。それに対応して、γ線擬似線源１２と中性子擬似線源１４とが設けられ、２つの擬似線源からそれぞれ独立して電波１００Ａ、１００Ｂが放射される。それらの電波１００Ａ、１００Ｂはアンテナ４４にて受波され、受信器４２において、それぞれの電波ごとに受信信号が処理されることになる。後に説明するように、各電波には一定の情報が含まれており、その埋め込まれた情報の内容を認識することにより、それぞれの擬似線源の役割等を容易に認識することができ、またそれぞれの電波の電界強度を独立して評価することが可能である。図１に示される構成では、演算部３２が２つの電波の電界強度に基づいてγ線と中性子の両方についての擬似線量を演算しており、それぞれの擬似線量が表示器３６に表示される。一般に、複数の線源を用いた訓練、あるいは中性子測定の訓練は難しいが、本実施形態においては実際の線源を利用しないため、そのような訓練を容易に行えるという利点がある。

図２には、図１に示した擬似線源１２，１４の外観の一例が示されている。図示される構成では各擬似線源１２，１４がコイン形を有しており、その上面に設けられたアンテナ５６から電波が等方的に放射される。電波の電界強度は一般に距離の二乗に反比例するので、放射線測定と同様の強度関数を作出することが可能である。もちろん、単一の擬似線源だけを利用して放射線測定装置の訓練を行うこともできる。

図３には擬似線源１２から放射される電波１００Ａに含まれる情報が概念図として示されている。電波１００Ａすなわち送信信号には、擬似線源の識別子であるＩＤ情報６０と、管理データ６２とが含まれる。管理データ６２は、例えば線種の種別、放射線エネルギー等の情報である。すなわち、属性データとして線種やエネルギーの指定を行うことにより、電気的な信号処理の段階でそれらの情報に基づいて模擬的な検出信号を生成することが可能となる。それらの情報に付加される強度データ６４は図１に示した受信器４２において付加されるものである。すなわち強度データが放射線の強さに相当し、その強度データに基づいて演算を行うことにより、擬似測定値を算出することが可能である。ちなみに、本実施形態においては２つの擬似線源１２，１４を利用して２種類の擬似放射線を生成したが、単一の擬似線源から２種類の擬似放射線を生成するようにしてもよい。図３に示した管理データの内容を適宜変更することにより、訓練の目的に応じて各種の情報埋め込みを行える。但し、もっとも単純な例として変調やコード化等による情報埋め込みがなされていない単純な電波の強度を利用する方法があげられ、それも本発明の一実施態様となりうる。

図４には、時間軸上に表された送信波（電波）の強度が表されている。本実施形態においては擬似線源側において送信電力のランダム処理が適用されており、すなわち定常的な送信パワーが設定されているのではなくて、それが擬似的なランダム処理をされたものとして構成されている。実際の放射線測定においては計数値が激しく変動する傾向が認められるので、それを模擬することによって、放射線測定装置の訓練の際にも実際の表示内容と同様の表示内容を実現しようとするものである。このようなランダム処理は擬似線源側において行うことができる他、受信器において実現することも可能であり、更に図１に示したマイコンにおいて行うことも可能である。

図５には、訓練モードにおける信号処理の内容が示されている。（Ａ）には線量あるいは線量率を表示する場合における表示更新レートが示されている。これは実測モードにおけるレートを示すものであり、訓練モードにおいてもそれと同様のレートが設定されている。ここで一周期ｔは例えば０．５秒であり、あるいは１秒である。すなわち、表示内容は一定間隔で順次更新される。表示内容を非常に高速で更新させるとユーザーの視認性が低下してしまうためである。一方、（Ｂ）には電波に対するサンプリングレートが示されている。ここでサンプリング期間であるΔｔは例えば２０ｍｓである。本実施形態においては、表示更新レートの一周期あたり多数回のサンプリングが行われており、それらの多数回のサンプリングで得られた多数の受信信号強度（電界強度）値を平均化し、その平均化された値が指示値（擬似線量値）として表示される。実際の放射線測定にあたっては時定数に基づく移動平均処理が適用されるのが一般的であるため、本実施形態においては同じような応答特性が得られるように表示内容が操作される。すなわち、実測定で設定されている時定数と同様の時定数（応答特性）が実現されるように指示値が演算され、また表示される。

なお、図１においては実際に放射線測定を行う放射線測定装置が示されていたが、図１において符号３０で示されるユニットを除外することにより、訓練専用装置を構成することも可能である。

図６には、図１に示した放射線測定装置の基本的な動作内容がフローチャートとして示されている。Ｓ１０１ではユーザーにより動作モードが選択される。実測モードが選択された場合、Ｓ１０２において放射線の測定とその測定結果（実測値）の表示とが実行される。Ｓ１０３において実測定モードの終了と判断されるまで、Ｓ１０２の工程が繰り返し実行される。

一方、Ｓ１０１において訓練モードが選択された場合、Ｓ１０４において擬似放射線が生成される。具体的には、擬似線源が所定の場所に設置され、その電源がＯＮされる。その操作はユーザーにより行われる。Ｓ１０５では、擬似放射線が放射線測定装置において観測され、その測定結果としての擬似測定値が表示される。そして、Ｓ１０６において訓練モードの終了が判断されるまで、Ｓ１０５の工程が繰り返し実行される。

以上のように、本実施形態によれば、実際の放射線線源を利用しないで擬似的な放射線線源すなわち放射線に代替する電波を発生する擬似線源を用いて、放射線測定装置の操作や読み取りの訓練を行うことができるという利点がある。したがって、訓練用に密封線源を常置しておく必要がないので放射線管理面での煩雑さが解消される。また、訓練が必要な時に速やかに訓練を実行させることができるという利点がある。本実施形態においては、距離の二乗に反比例する電波の強度を利用するので、実際の放射線測定状況と同様の測定環境を実現できるという利点がある。もちろん、アンテナに指向性を持たせることにより、各種の測定状況を模擬的に作出してもよい。

ところで、訓練モードの実行中において線量率に異常が生じた場合、すなわち線量が急に上昇した場合に、訓練モードを速やかに終了させて実測モードへ移行させるのが望ましい。そのような要請に応える動作内容が図７にフローチャートとして示されている。図７に示す動作内容は図１に示した演算部３２の機能により実現可能なものである。

Ｓ２０１では、動作モードが判断され、実測モードであれば上記同様にＳ２０２において放射線測定が開始され、実測定値が表示されることになる。そして、Ｓ２０３において実測モードの終了が判断されるまで、Ｓ２０２の工程が繰り返し実行される。

一方、Ｓ２０１において、訓練モードが選択されると、Ｓ２０４において放射線測定が開始される。すなわち、ユーザーに対しては訓練モードとして振る舞い、装置内部においては実際に放射線測定を並列的に実行させるものである。Ｓ２０５では、タイマＡの動作が開始され、Ｓ２０６ではタイマＢの動作が開始される。

Ｓ２０７では擬似線源において電波が生成され、すなわち擬似放射線が生成される。Ｓ２０８では、電波の受信による擬似測定値が表示される。すなわち、この段階から実際の訓練が開始される。

Ｓ２０９では、放射線レベルが上昇したか否かが判断される。この場合においては、一定時間以上放射線レベルが高まった場合に異常が発生したと判断してもよいし、１回の放射線レベルの上昇をもって異常発生を判断するようにしてもよい。放射線レベルの上昇が生じていないと判断された場合、Ｓ２０１において、タイマＡの値に基づいて一定時間の操作がなかったのか否かが判断される。訓練モードで、装置を放置してしまったような場合に自動的に訓練モードを終了させる必要があるため、このＳ２０１が設けられている。一定時間内に何らかの操作があった場合、Ｓ２１１においてタイマＡがリセットされ、再びタイマＡのカウントが開始される。

Ｓ２１２では、タイマＢの値に基づいて一定時間内において電波の受信が不成立であったか否か、すなわち一定時間にわたって電波受信の不成立状態が継続したか否かが判断される。これも訓練モードの終了忘れに対処するための判断ステップである。一定時間内に有効な電波の受信があればＳ２１３においてタイマＢの値がリセットされ、タイマＢにおいて再びカウントが開始される。Ｓ２１４においては訓練モードを終了させるか否かが判断される。訓練モードを維持する場合、Ｓ２０８以降の各工程が繰り返し実行される。

ところで、Ｓ２０９において線量が上昇したと判断された場合、Ｓ２１５において、その時点における実測定値が表示される。すなわち異常内容がユーザーに報知される。それと同時に、訓練モードから実測モードへのモードの自動切り替えが実行され、またその旨が表示される。その際においては、ＬＥＤやブザーを動作させるようにしてもよい。すなわち、モード変更の事態をユーザーに何らかの形で確実に告知するのが望ましい。また、通常の動作状況においても、訓練モードであるのか実測定モードであるのかを、解り易くユーザーに表示するのが望ましい。

Ｓ２１５が実行されると、次にＳ２０２が実行され、すなわち訓練モードから実測定モードへ実際に処理ルーチンが切り替えられる。

したがって、実際に放射線測定を行わなければならないような状況下において、誤って訓練モードを選択してしまったような場合でも、Ｓ２０９において、もし線量に上昇があれば自動的に訓練モードが終了することになり、装置の信頼性及び測定の安全性を高めることが可能となる。ちなみに、Ｓ２１０において一定時間内において何らの操作もなかったと判断された場合、及び、Ｓ２１２において一定時間内において電波の受信が不成立であったと判断された場合には、訓練モードが強制的に終了することになる。その場合においては、必要に応じて自動的に実測定モードへの移行を行わせるようにしてもよい。なお、実測定にあたって誤って訓練モードを選択してしまったが、線量の上昇が生じないような場合に、Ｓ２１２において擬似線源不存在が判断されるため、訓練モードは自動的に終了することになる。これによりユーザーはその事態を認識して、実測定モードを実行させることが可能となる。あるいは、Ｓ２１２において一定時間受信が不成立であったと判断された場合、自動的に実測モードが実行されるようにしてもよい。いずれにしても、多面的な観点からエラー処理を適用することにより、信頼性の高い訓練動作及び実測動作を実現できるという利点がある。

図１に示した実施形態においては、演算部３２がカウンタ２４，２６の計数値に基づいて線量上昇を判断していたが、図８に示されるように、訓練モードにおいてはカウンタ２４，２６の動作を停止させ、信号処理回路２０，２２における波高弁別回路等から線量上昇の事態を表すトリガ信号１１０Ａ，１１０Ｂを出力するようにしてもよい。

上記実施形態においては、γ線の線量及び中性子の線量のうち、いずれか一方について線量の上昇が認められた場合にモードの自動的な変更を行わせるようにしたが、特定の放射線についてだけ当該動作を行わせることも可能である。ただし、本実施形態の動作内容によれば、それぞれの放射線についての線量異常を独立して評価し、一方に異常が認められれば装置全体の動作を実測定に切り替えるので、より信頼性の高い計測を行えるという利点がある。

上記実施形態においては、擬似波として電波が利用されたが、それに代えて磁場、超音波等を用いることも可能である。そのような波も距離に反比例して検出レベルが変動するようになるので、放射線線源に対する放射線測定を模擬することが可能である。

図９には、本発明に係るシステムの構成例が示されている。このシステムは、訓練用の機能を搭載した複数の放射線測定装置２００，２０２と、管理装置として機能するホストコンピュータ２０４と、により構成されている。

各放射線測定装置２００，２０２は、放射線測定機能及び訓練機能を備えており、図１に示した放射線測定装置１０（サーベイメータ、個人線量計、等）に相当するものである。但し、自己が訓練対象（訓練操作対象）となる機能の他、自己が疑似線源となる機能も備えている。図１においては、放射線測定装置２００がここでは訓練対象となっており、放射線測定装置２０２が疑似線源としての役割を担っている。もちろん、両者の役割を逆転させることが可能である。各放射線測定装置２００，２０２は互いに同一仕様をもった同機種関係にあってもよいし、互いに別仕様をもった異機種関係にあってもよい。

放射線測定装置２００は、制御部２０６、通信部２０８、信号発生器２１０等を有している。放射線測定装置２０２は、同じく、制御部２１２、通信部２１４、信号発生器２１６等を有している。制御部２０６，２１２は、図１に示したマイコン３１により構成され、それは各種の演算機能及び制御機能を備えている。特に、制御部２０６，２１２は、訓練モードにおいて自己装置が疑似線源を担当する場合には電波として疑似信号が送信されるように制御を実行し、訓練モードにおいて自己装置が訓練対象となる場合には他の装置から送信されてきた疑似信号を受信してそれに基づいて疑似測定値を演算し、それが表示等されるように制御を行っている。もちろん、制御部２０６，２１２は、実測定モードにおいて、放射線測定値（実測値）の演算、表示等の制御を実行する。信号発生器２１０，２１６は、自己装置が疑似線源を担当する場合において、つまり、疑似線源としての動作が指定された場合において、電波としての疑似波を送信するための送信信号を生成する。但し、疑似波として単なる正弦波を利用するような場合には信号発生器２１０，２１６を格別設ける必要はない。

通信部２０８，２１４は、放射線測定装置２００，２０２と管理装置としてのホストコンピュータ２０４との間でデータ通信を行うためのモジュールである。そのデータ通信には、放射線測定装置２００，２０２からホストコンピュータ２０４への測定データの伝送が含まれ（符号２２０，２２２参照）、また、ホストコンピュータ２０４から放射線測定装置２００，２０２への制御信号の伝送が含まれる。ホストコンピュータ２０４は、通信部２１８を備えており、また制御部等を備えているが、それについては図示省略されている。なお、放射線測定装置２００，２０２に設けられている放射線センサや表示器等についても図示省略されている。

放射線測定装置２００，２０２に対して、ユーザーによる訓練モードの指定がなされ、あるいは、ホストコンピュータから訓練モードを指定する信号が送られると、放射線測定装置２００，２０２の内で、一方の装置が疑似線源として振る舞うようになり、他方の装置が訓練対象として動作する。その役割分担はユーザーにより指定してもよいし、ホストコンピュータ側において決定するようにしてもよい。訓練対象の装置から疑似線源となる装置へその旨の命令を送るようにしてもよいし、その逆であってもよい。

図９に示す例では、放射線測定装置２０２が疑似線源として指定されており、当該装置から放射線を模擬する疑似波２２４が空中に送信される。その疑似波２２４が、訓練対象となった放射線測定装置２００において受信され、その受信信号の強度が検出されて、その強度が放射線の線量あるいは線量当量といった測定値に換算される。その測定値は放射線測定装置２００の表示器に表示される。その際、レンジの変更、時定数の変更、表示単位の変更といった操作を自由に行える。その操作の内容は、表示内容に即座に反映されるので、実際の測定と同じような操作感覚を得ることができる。また、放射線測定装置２０２が静置された状況において、放射線測定装置２００を移動させれば、両者の位置関係に応じて測定結果が変動することになるので、そのような移動操作の訓練も行える。

必要に応じて、放射線測定装置（疑似線源）２０２から放射線測定装置（訓練対象）２００へ、強度情報、エネルギー情報、線種情報が伝送されるようにしてもよい。また逆に放射線測定装置２００（訓練対象）から放射線測定装置（疑似線源）２０２へ制御信号を送って、疑似信号の強弱等を変更するようにしてもよい。疑似信号をホストコンピュータ２０４において受信し、必要なメンテナンスを行うことも可能である。

図９に示した例では、疑似線源１台に対して訓練装置１台の１対１の関係にあったが、１対多の関係、又は、多対１の関係が構築されてもよい。例えば、各種施設においては通常、複数の放射線測定装置が常備されているので、その内の１台を疑似線源として動作させ、他の複数の放射線測定装置を使って複数の作業者をして測定の訓練を行わせることも可能である。訓練時における装置の設定や操作に当たっては設定方法や操作手順を案内する音声ガイダンス等を提供し、同時に操作内容を装置側で認識、確認するようにしてもよい。そのような構成によれば操作経験がほとんどないような者であっても誤りなく円滑に訓練を進めることができるので、訓練効果を高められる。

疑似線源としての放射線測定装置と訓練対象としての放射線測定装置の関係を確立するため、両者間における通信の初期段階で相互認証処理を実行させるのが望ましい。すなわち、認証用データ通信を行うものであり、それには一般に自己の識別子等の送信処理とそのような情報の登録処理が含まれる。相互認証あるいはデータリンクが確立されたならば、仮に第３の放射線測定装置から電波を受けても、相手方となる疑似線源からの電波だけを正確に識別することが可能となる。すなわち、混信や誤認を防止できる。相互認証段階においては、訓練モードにおいて協働する２台の装置（協働ペア）を近付けるようにしてもよい。

１台の疑似線源を利用して複数台の訓練対象を動作させる場合には、疑似線源と各訓練対象との間で個別的に認証を行わせるようにしてもよい。例えば、疑似線源と第１訓練装置との間で第１の認証用データ通信を行わせてそれらの第１ペア間において通信が確立した後、疑似線源と第２訓練装置との間の第２の認証用データ通信を行わせてそれらの第２ペア間においても通信を確立させるようにしてもよい。かかる構成によれば各訓練対象ごとに疑似波の内容つまり線種、エネルギー等を変えることが可能となる。もっとも、疑似線源から単に電波を流し続け、不特定多数の訓練対象においてその電波を受けるようにしてもよい。

１０放射線測定装置、１２，１４擬似線源、１６，１８センサ、２０，２２信号処理回路、２４，２６カウンタ、３２演算部、３６表示器、４２受信器、４４アンテナ、５０信号処理器、５４送信器、５６アンテナ、１００Ａ，１００Ｂ電波。

Claims

放射線を検出する放射線検出器と、
前記放射線検出器から出力された検出信号に基づいて実測定値を演算する実測定値演算部と、
放射線測定装置の操作を訓練する訓練モードにおいて使用される擬似線源からの放射線でない擬似波を受信する受信部と、
前記受信部から出力された受信信号に基づいて擬似測定値を演算する擬似測定値演算部と、
放射線を測定する実測モードにおいて前記放射線測定値を表示し、前記訓練モードにおいて前記擬似測定値を表示する表示部と、
を含むことを特徴とする放射線測定装置。
請求項１記載の装置において、
前記擬似測定値演算部は、前記擬似波の受信強度に基づいて前記擬似測定値を演算し、
前記擬似線源から当該放射線測定装置までの距離に応じて前記擬似測定値の大きさが変動する、ことを特徴とする放射線測定装置。
請求項１又は２記載の装置において、
前記表示部においては、前記実測定値の表示更新周期と同じ周期で前記擬似測定値が更新される、ことを特徴とする放射線測定装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、
前記受信部は、所定の受信周期で前記擬似波を受信して前記擬似波の強度データを出力し、
前記擬似測定値演算部は、前記所定の受信周期で出力される複数の強度データを平均化処理することによって前記擬似測定値を演算する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置において、
前記実測定演算部は前記検出信号に対して時定数に従った移動平均処理を実行し、
前記擬似測定値演算部は、前記時定数に従った移動平均処理と同様の応答を実現する演算条件を有する、ことを特徴とする放射線測定装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置において、
前記擬似波は電波であり、
前記受信部は前記電波を受信するアンテナを有する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置において、
前記擬似波には前記擬似線源の識別情報、前記擬似線源の線種情報、及び、前記擬似線源についてのエネルギー情報の内の少なくとも１つが含まれ、
前記受信部は、前記擬似波から情報を抽出し、
前記擬似測定値演算部は、前記擬似波から抽出された情報に基づいて前記擬似測定値の演算を実行する、ことを特徴とする放射線測定装置。
擬似波を受信してその強度に基づいて擬似測定値を表示する訓練機能を搭載した放射線測定装置と共に用いられる可搬型の擬似線源であって、
当該擬似線源の識別情報、線種情報、及び、エネルギー情報の内の少なくとも１つが含まれる属性情報を生成する情報生成手段と、
前記属性情報が含まれる擬似波を空中に放出する送信部と、
を含むことを特徴とする擬似線源。
請求項８記載の装置において、
前記擬似線源は、前記訓練機能を搭載した放射線測定装置からの制御信号を受信する受信部と、
前記受信部にて受信された制御信号に基づいて当該擬似線源の動作を制御する制御部と、
を含むことを特徴とする擬似線源。
請求項８又は９記載の装置において、
前記擬似波の送信パワーにバラツキを生じさせる手段を含むことを特徴とする擬似線源。
放射線以外の疑似波を発生する手段を有する疑似線源と、前記疑似波を受信してその強度に基づいて疑似測定値を表示する訓練機能を搭載した放射線測定装置と、で構成された訓練システムであって、
前記放射線測定装置は、
前記擬似波を受信する受信部と、
前記受信部から出力された受信信号に基づいて前記擬似測定値を演算する擬似測定値演算部と、
前記擬似測定値を表示する表示部と、
を含むことを特徴とする放射線測定訓練システム。
複数の放射線測定装置を含むシステムにおいて、
前記各放射線測定装置は、
放射線を検出する放射線検出器と、
前記放射線検出器から出力された検出信号に基づいて実測定値を演算する実測定値演算部と、
放射線測定装置の操作を訓練する訓練モードにおいて自己が擬似線源に指定された場合に、疑似波が送信されるように制御する手段と、
前記訓練モードにおいて自己が訓練対象に指定された場合に、前記疑似波が受信されるように制御し、その受信信号に基づいて擬似測定値を演算する手段と、
放射線を測定する実測モードにおいて前記実測定値を表示し、前記訓練モードにおいて自己が訓練対象に指定された場合に前記擬似測定値を表示する表示部と、
を含むことを特徴とするシステム。
請求項１２記載のシステムにおいて、
前記複数の放射線測定装置との間でデータ通信を行うための管理装置を含み、
前記各放射線測定装置は、前記管理装置との間でデータ通信を行うための通信部を有し、
前記各放射線測定装置において前記疑似波の送信及び前記疑似波の受信が前記通信部を利用して行われる、
ことを特徴とするシステム。
請求項１２又は１３記載のシステムにおいて、
前記複数の放射線測定装置の内で前記訓練モードにおいて疑似線源に指定された第１放射線測定装置と、前記複数の放射線測定装置の内で前記訓練モードにおいて訓練対象に指定された第２放射線測定装置と、の間で前記疑似波の送受信に先立って認証用データ通信が実行される、
ことを特徴とするシステム。
請求項１２又は１３記載のシステムにおいて、
前記複数の放射線測定装置の内で前記訓練モードにおいて疑似線源に指定された第１放射線測定装置と、前記複数の放射線測定装置の内で前記訓練モードにおいて第１の訓練対象に指定された第２放射線測定装置と、の間で前記疑似波の送受信に先立って第１の認証用データ通信が実行され、
前記複数の放射線測定装置の内で前記訓練モードにおいて疑似線源に指定された前記第１放射線測定装置と、前記複数の放射線測定装置の内で前記訓練モードにおいて第２の訓練対象に指定された第３放射線測定装置と、の間で前記疑似波の送受信に先立って第２の認証用データ通信が実行される、
ことを特徴とするシステム。
放射線を検出する放射線検出器と、
前記放射線検出器から出力された検出信号に基づいて実測定値を演算する実測定値演算部と、
放射線測定装置の操作を訓練する訓練モードにおいて自己が擬似線源に指定された場合に、疑似波が送信されるように制御する手段と、
前記訓練モードにおいて自己が訓練対象に指定された場合に、他の放射線測定装置から送信された前記疑似波が受信されるように制御し、その受信信号に基づいて擬似測定値を演算する手段と、
放射線を測定する実測モードにおいて前記実測定値を表示し、前記訓練モードにおいて自己が訓練対象に指定された場合に前記擬似測定値を表示する表示部と、
を含むことを特徴とする放射線測定装置。