JP5761794B2 - Semiconductor radiation measuring instrument - Google Patents

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Description

本発明は、乾電池等のバッテリーを用いて、長時間連続使用することを目的とする半導体放射線測定器に係り、特に、部品点数や消費電力の少ない簡易型の波高弁別器を備えた半導体放射線測定器に関する。   The present invention relates to a semiconductor radiation measuring instrument intended to be used continuously for a long time using a battery such as a dry cell, and more particularly, a semiconductor radiation measuring instrument equipped with a simple wave height discriminator with a small number of parts and low power consumption. Related to the vessel.

放射線測定器は、放射線センサーからの信号を増幅して、波高弁別器を用いて規定の電圧を超える信号を計数する。そして、その計数に基づいて次段の演算処理装置において放射線量を計算し、その計算結果に基づいて警報の発生や線量の画面表示を行う。一般的な放射線センサーとしては、シリコン光ダイオード、テルル化カドミウムなどの半導体(シリコン光ダイオードとシンチレータを組み合わせたものを含む)を用いたγ線用放射線測定器が良く知られている(特許文献1及び特許文献2)。   The radiation measuring device amplifies the signal from the radiation sensor and counts a signal exceeding a specified voltage using a pulse height discriminator. Then, the radiation dose is calculated in the next processing unit based on the count, and an alarm is generated and a dose screen is displayed based on the calculation result. As a general radiation sensor, a γ-ray radiation measuring instrument using a semiconductor (including a combination of a silicon photodiode and a scintillator) such as a silicon photodiode or cadmium telluride is well known (Patent Document 1). And Patent Document 2).

さらに、中性子と核反応を起こし荷電粒子を発生するコンバータ物質(6LiFなど)をセンサー表面に塗布することにより、ガンマ線よりも大きな信号を発生させ、一つのセンサーでγ線と中性子を測定する技術も知られている(特許文献3)。 Furthermore, by applying a converter substance (such as 6 LiF) that causes a nuclear reaction with neutrons on the sensor surface, a signal that is larger than gamma rays is generated, and γ rays and neutrons are measured with a single sensor. Is also known (Patent Document 3).

特開2010-151615号公報JP 2010-151615 A 特開2005-062004号公報JP 2005-062004 特許第2871523号公報Japanese Patent No. 2871523

上述のγ線用放射線測定器では、電荷有感型の前置増幅器を用いるため、振動により大きなノイズが発生する。また、例えば携帯電話の電磁波のような外来ノイズあるいは宇宙線により大きな信号が発生することがある。これらの信号は、環境中のγ線を測定する上で障害となるため、除去する必要がある。しかし、このためには波高弁別器を二つ以上に増設する必要があり、部品点数の増加、消費電力の増大を招く。このため、従来の乾電池などのバッテリーで長時間連続使用する半導体放射線測定器では、消費電力を低く抑えることが必須であるため、波高弁別器の増設が困難であり、宇宙線や前置増幅器の振動によるノイズあるいは上述の外来ノイズの影響を除去できず計数していた。このようなノイズを除去するには、波高弁別器が二系統以上必要となるため、高性能の放射線測定器は高価格となるという課題があり、特に、バッテリーで長時間駆動する放射線測定器では、消費電力の観点からも課題があった。   Since the above-described γ-ray radiation measuring instrument uses a charge-sensitive preamplifier, large noise is generated by vibration. In addition, a large signal may be generated due to external noise such as electromagnetic waves of a mobile phone or cosmic rays. These signals need to be removed because they are an obstacle to measuring gamma rays in the environment. However, for this purpose, it is necessary to add two or more wave height discriminators, resulting in an increase in the number of parts and an increase in power consumption. For this reason, it is essential to keep power consumption low in semiconductor radiation measuring instruments that are used continuously for a long time with batteries such as conventional dry cells, so it is difficult to add a wave height discriminator. Counting was not possible because the influence of vibration noise or the above-mentioned external noise could not be removed. In order to eliminate such noise, two or more wave height discriminators are required, so there is a problem that a high-performance radiation measuring instrument is expensive, especially in a radiation measuring instrument that is driven by a battery for a long time. There was also a problem from the viewpoint of power consumption.

従って、本発明の目的は、二系統以上必要であった波高弁別器の構成を簡略化することで部品点数を削減し、高性能でありながら比較的安価な半導体放射線測定を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、半導体放射線測定器の消費電力を減らすことにより、乾電池等のバッテリーでも長時間連続使用が可能な半導体放射線測定器を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor radiation measurement that is relatively inexpensive but has high performance by reducing the number of parts by simplifying the configuration of the wave height discriminator that required two or more systems. . Another object of the present invention is to provide a semiconductor radiation measuring instrument that can be used continuously for a long time even with a battery such as a dry battery by reducing the power consumption of the semiconductor radiation measuring instrument.

上述の目的を達成するために、本発明の第一の観点に係る半導体放射線測定器では、放射線を受けて微小信号を出力する放射線センサー素子と、該放射線センサー素子からの出力信号を増幅する増幅器と、該増幅器によって増幅された前記出力信号の波高を、第一の弁別レベルを基準として弁別する波高弁別器と、該波高弁別器からの出力パルス信号を計数する第一のカウンタを有し、該第一のカウンタの計数値を用いて所望の処理を行う演算処理装置を備えた、従来型の半導体放射線測定器に対して、前記演算処理装置内に、さらに第二のカウンタを設け、該第二のカウンタと前記増幅器の間に弁別レベル調整用可変抵抗を設けた構成を有する。ここで、該弁別レベル調整用可変抵抗の抵抗値は、前記波高弁別器の第一の弁別レベルよりも大きな第二の弁別レベルに設定される。その上で、前記演算処理装置に記憶されたソフトウェアを用いて、前記2個のカウンタ出力信号の関係からノイズを除去し、γ線の線量を精度良く測定するようにしている。   In order to achieve the above object, in a semiconductor radiation measuring instrument according to the first aspect of the present invention, a radiation sensor element that receives radiation and outputs a minute signal, and an amplifier that amplifies an output signal from the radiation sensor element A wave height discriminator that discriminates the wave height of the output signal amplified by the amplifier with reference to a first discrimination level, and a first counter that counts an output pulse signal from the wave height discriminator, For a conventional semiconductor radiation measuring instrument equipped with an arithmetic processing unit that performs a desired process using the count value of the first counter, a second counter is provided in the arithmetic processing unit, A variable resistance for discrimination level adjustment is provided between the second counter and the amplifier. Here, the resistance value of the variable resistor for adjusting the discrimination level is set to a second discrimination level that is larger than the first discrimination level of the wave height discriminator. In addition, noise is removed from the relationship between the two counter output signals by using software stored in the arithmetic processing unit, and the dose of γ rays is accurately measured.

また、本発明の第二の観点に係る半導体放射線測定器では、上述の第一の観点にかかる半導体放射線測定器の放射線センサーとして、中性子有感物質を塗布したセンサーを用い、同時に、上述のソフトウェアの処理を一部変更することで、すなわち、上述のノイズ検出の判定に使用した第二のカウンタの出力を中性子検出の判定に用いることにより、第一のカウンタの計数から中性子線の線量を測定するようにしている。   In the semiconductor radiation measuring instrument according to the second aspect of the present invention, a sensor coated with a neutron sensitive substance is used as the radiation sensor of the semiconductor radiation measuring instrument according to the first aspect described above. In other words, the neutron dose is measured from the count of the first counter by using the output of the second counter used for the noise detection determination described above for the neutron detection determination. Like to do.

可変抵抗と演算処理装置のカウンタ入力を用いて、宇宙線や前置増幅器の振動によるノイズあるいは例えば携帯電話の電磁波のような外来ノイズなどの大きな雑音信号の除去及び中性子検出信号の弁別に必要な波高弁別機能を、電子部品数及び消費電力を増加させることなく実現できるので、雑音信号の除去による高性能化(信頼性向上)又は中性子検出機能の追加による高性能化が図られるという効果がある。また、乾電池などのバッテリーで駆動される簡易型の半導体放射線測定器においては、上述の効果に加えて、長時間連続使用が可能な半導体放射線測定器が得られるという効果がある。   Necessary to eliminate large noise signals such as cosmic rays and preamplifier vibrations or external noises such as mobile phone electromagnetic waves and to discriminate neutron detection signals using variable resistors and counter inputs of arithmetic processing units Since the wave height discrimination function can be realized without increasing the number of electronic components and power consumption, there is an effect that higher performance (reliability improvement) by removing noise signals or higher performance by adding a neutron detection function can be achieved. . Further, in a simple semiconductor radiation measuring instrument driven by a battery such as a dry cell, in addition to the above effects, there is an effect that a semiconductor radiation measuring instrument that can be used continuously for a long time is obtained.

本発明に係る半導体放射線測定器の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the semiconductor radiation measuring device which concerns on this invention. 図1に示された半導体放射線測定器の放射線センサーにγ線が入射したときの出力信号の波高分布例を示す図である。It is a figure which shows the example of pulse height distribution of an output signal when a gamma ray injects into the radiation sensor of the semiconductor radiation measuring device shown by FIG. γ線検出動作、ノイズ除去動作及び中性子検出動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating gamma ray detection operation | movement, noise removal operation | movement, and neutron detection operation | movement. 中性子有感物質を塗布した放射線センサーに中性子が入射したときの出力波高分布例を示す図である。It is a figure which shows the example of output wave height distribution when a neutron injects into the radiation sensor which apply | coated the neutron sensitive substance.

初めに図1を参照し、本発明に係る半導体放射線測定器の構成及び動作について説明する。図1は本発明に係る半導体放射線測定器の全体構成を示している。図1において、符号1は放射線センサーである。図では、この放射線センサーとして、シリコン光ダイオードを用いているが、テルル化カドミウムなどの化合物半導体、光ダイオードとシンチレータを組み合わせたセンサーなどであっても良い。10は、放射線センサー1からの微小信号のみを後段の回路に与えるためのカップリングコンデンサで、2は前置増幅器、3は主増幅器、そして4は特定の波高値を持つ信号のみを弁別するための波高弁別器である。これらの回路は従来の放射線測定器と同様である。   First, the configuration and operation of a semiconductor radiation measuring instrument according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the overall configuration of a semiconductor radiation measuring instrument according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a radiation sensor. In the figure, a silicon photodiode is used as the radiation sensor, but a compound semiconductor such as cadmium telluride, a sensor combining a photodiode and a scintillator, or the like may be used. 10 is a coupling capacitor for supplying only a minute signal from the radiation sensor 1 to the subsequent circuit, 2 is a preamplifier, 3 is a main amplifier, and 4 is for discriminating only a signal having a specific peak value. This is a wave height discriminator. These circuits are the same as those of a conventional radiation measuring instrument.

従来の放射線測定器では、放射線センサー1からの信号が前置増幅器2及び主増幅器3で増幅される。増幅された信号は波高弁別器4の一方の入力に与えられる。この入力信号の大きさが、波高弁別器4の他方の入力に与えられる参照電圧5を超えた時、波高弁別器4でロジック信号すなわち二値信号の「1」に相当するパルス電圧信号が生成され、演算処理装置7のカウンタ1(8)で計数される。そして、演算処理装置7でカウンタ1(8)の計数を基に放射線量に換算して表示する。   In the conventional radiation measuring instrument, the signal from the radiation sensor 1 is amplified by the preamplifier 2 and the main amplifier 3. The amplified signal is applied to one input of the wave height discriminator 4. When the magnitude of the input signal exceeds the reference voltage 5 applied to the other input of the wave height discriminator 4, the pulse height discriminator 4 generates a pulse voltage signal corresponding to a logic signal, that is, a binary signal “1”. And counted by the counter 1 (8) of the arithmetic processing unit 7. The arithmetic processing unit 7 converts the radiation dose based on the count of the counter 1 (8) and displays it.

本発明では、これに、宇宙線や前置増幅器の振動によるノイズあるいは波高が大きな信号の除去及び中性子検出信号の弁別に必要な波高弁別機能を、極めて簡単な回路素子を付加するだけで得るようにしている。具体的には、図1に示すように、主増幅器3の出力信号を分岐して、一方を従来通り演算処理装置7のカウンタ1(8)に入力し、他方を主増幅器3に直列接続された弁別レベル調整用可変抵抗6を介して、演算処理装置7のカウンタ2(9)に直接入力する回路構成としている。ここでは、カウンタ2(9)の入力部がロジック信号の入力を判定するための閾電圧を有しており、入力部に直列接続した可変抵抗6とカウンタ2(9)の入力部の内部抵抗とをうまく組み合わせることにより、簡易的な波高弁別器として機能させることができる。   In the present invention, it is possible to obtain a wave height discriminating function necessary for removing a signal having a large noise or wave height due to vibration of cosmic rays or a preamplifier and for discriminating a neutron detection signal only by adding a very simple circuit element. I have to. Specifically, as shown in FIG. 1, the output signal of the main amplifier 3 is branched, and one is input to the counter 1 (8) of the arithmetic processing unit 7 as in the past, and the other is connected in series to the main amplifier 3. In addition, the circuit configuration is such that it is directly input to the counter 2 (9) of the arithmetic processing unit 7 via the variable resistor 6 for adjusting the discrimination level. Here, the input part of the counter 2 (9) has a threshold voltage for determining the input of the logic signal, and the variable resistor 6 connected in series to the input part and the internal resistance of the input part of the counter 2 (9) Can be made to function as a simple wave height discriminator.

すなわち、カウンタ2(9)の入力部がロジック信号の入力を判定するための閾電圧を有しており、入力部に直列接続した可変抵抗6とカウンタ2(9)の入力部の内部抵抗との比で主増幅器3の信号を減衰させてカウンタ2(9)に入力することにより、ロジック信号判定用閾電圧を第二の波高弁別レベルとして利用することができる。これにより、可変抵抗6以外に電子部品を追加することなく、また、消費電力を一切増加させることなく波高弁別機能を追加できる。   That is, the input section of the counter 2 (9) has a threshold voltage for determining the input of the logic signal, the variable resistor 6 connected in series to the input section, and the internal resistance of the input section of the counter 2 (9) By attenuating the signal of the main amplifier 3 by the ratio and inputting it to the counter 2 (9), the logic signal determination threshold voltage can be used as the second pulse height discrimination level. This makes it possible to add a wave height discriminating function without adding electronic components other than the variable resistor 6 and without increasing power consumption.

図1に示された演算処理装置7の基本構成は、カウンタの他に、いわゆる入出力部、メモリ部、演算処理部及び表示部を備えたマイクロコンピュータである。γ線弁別測定におけるノイズ除去に用いる場合は、後述されるようにカウンタ1(8)とカウンタ2(9)が同時計数された場合に、宇宙線または振動ノイズの影響としてカウンタ1(8)の計数を除去することを演算処理装置7のソフトウェア上で実現する。中性子弁別測定に用いる場合は、カウンタ1(8)とカウンタ2(9)が同時計数された場合に、カウンタ1(8)の計数を中性子検出信号として別途計数することを演算処理装置7のソフトウェア上で実現する。   The basic configuration of the arithmetic processing device 7 shown in FIG. 1 is a microcomputer including a so-called input / output unit, memory unit, arithmetic processing unit, and display unit in addition to a counter. When used for noise removal in γ-ray discrimination measurement, when counter 1 (8) and counter 2 (9) are counted simultaneously as described later, counter 1 (8) is affected by cosmic rays or vibration noise. Removal of the count is realized on the software of the arithmetic processing unit 7. When used for neutron discrimination measurement, when the counter 1 (8) and the counter 2 (9) are counted simultaneously, the software of the arithmetic processing unit 7 separately counts the count of the counter 1 (8) as a neutron detection signal Realize above.

ここで、ソフトウェア上での実現とは、詳細は後述するが、演算処理装置7内のメモリに予め記憶されているプログラムに従って、カウンタ1(8)とカウンタ2(9)の同時出力をモニターし、γ線弁別測定においては、カウンタ2(9)の出力によってカウンタ1(8)の計数を除去する論理である。また、中性子弁別測定においては、同様に両者の同時出力をモニターし、同時出力があった場合に、カウンタ1(8)の出力を中性子検出信号として計数する論理である。   Here, realization on software, which will be described in detail later, monitors the simultaneous output of counter 1 (8) and counter 2 (9) according to a program stored in advance in a memory in arithmetic processing unit 7. In the γ-ray discrimination measurement, the counter 1 (8) count is removed by the output of the counter 2 (9). In the neutron discrimination measurement, the simultaneous output of both is similarly monitored, and when there is simultaneous output, the output of the counter 1 (8) is counted as a neutron detection signal.

演算処理装置7においてソフトウェア的に処理された測定結果は、表示部(図示せず)に、数値、文字、及び/又は図形等で表示される。なお、結果を示す表示部としては、液晶表示パネルや、同一出願人の特許第4,448,944号に示されているように放射線測定器のハウジングに予め印刷した数値、文字、及び/または図形等を使用することもできる。   The measurement results processed in software by the arithmetic processing unit 7 are displayed on a display unit (not shown) as numerical values, characters, and / or figures. In addition, as a display part which shows a result, as shown in the liquid crystal display panel or the patent No. 4,448,944 of the same applicant, numerical values, characters and / or printed in advance on the housing of the radiation measuring instrument A figure etc. can also be used.

なお、上述の実施形態においては、様々な処理をソフトウェアで行う例を説明したが、線量が或るレベルを超えた場合に警報を発するだけの放射線測定器であれば、ハードウェアとしてカウンタ回路、アンド回路、ナンド回路等で論理回路を構成しても良い。   In the above-described embodiment, an example in which various processes are performed by software has been described. However, if the radiation measuring device only issues an alarm when the dose exceeds a certain level, a counter circuit as hardware, A logic circuit may be configured by an AND circuit, a NAND circuit, or the like.

次に、本発明で使用する弁別レベル調整用可変抵抗6の構成と動作について、図2及び図3を参照して詳細に説明する。   Next, the configuration and operation of the variable resistor 6 for adjusting the discrimination level used in the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

γ線を入射したときに放射線センサーから出力される信号の波高分布例を図2に示す。図2において、符号101のグラフは、γ線エネルギーが1 MeV以上の計数と波高の関係を示し、符号102のグラフは、300 keVのそれを示し、そして符号103のグラフは、100 keVのそれを示している。放射線測定器では、例えば、図1の参照電圧入力5に0.05MeVに対応する電圧を入力することにより、図2の0.05MeV以上の波高の信号数を計測する。この、0.05MeVの波高弁別レベル(参照電圧)付近では多くの信号が分布するため、このレベルが変動すると、計数される数も大きく変化する。このため、この波高弁別には、高い精度を持つ波高弁別器が要求される。   FIG. 2 shows an example of the wave height distribution of the signal output from the radiation sensor when γ rays are incident. In FIG. 2, the graph 101 shows the relationship between the count and the wave height when the γ-ray energy is 1 MeV or more, the graph 102 shows 300 keV, and the graph 103 shows 100 keV. Is shown. In the radiation measuring instrument, for example, by inputting a voltage corresponding to 0.05 MeV to the reference voltage input 5 in FIG. 1, the number of signals having a wave height of 0.05 MeV or more in FIG. 2 is measured. Since many signals are distributed in the vicinity of the 0.05 MeV pulse height discrimination level (reference voltage), when this level fluctuates, the number to be counted changes greatly. For this reason, a wave height discriminator with high accuracy is required for the wave height discrimination.

図2によると、γ線のエネルギーとともに出力信号の波高は増加するが、半導体センサーの場合、放射線に有感な部分すなわち空乏層が薄いため、一定以上γ線のエネルギーが増加しても、信号波高は0.9MeV程度までしか発生しない。そこで、この波高よりも上に第二の波高弁別レベルを設けて、カウンタ2(9)で計数させる。そして、カウンタ1(8)とカウンタ2(9)が同時に計数したときには、宇宙線や前置増幅器の振動によるノイズあるいは例えば携帯電話の電磁波のような外来ノイズと判定し、演算処理装置7のプログラム上でこれを除去することにより、γ線の放射線量を精度よく計測することができる。第二の弁別レベル付近に分布する信号密度は低く、弁別レベルの変動による影響が小さい。このため、第二の弁別レベルには高い精度が要求されない。そこで、この第二の弁別レベルとして、本発明の簡易的な波高弁別機能を適用できる。   According to FIG. 2, the wave height of the output signal increases with the energy of γ-rays. However, in the case of a semiconductor sensor, the signal sensitive to radiation, that is, the depletion layer is thin. The wave height only occurs up to about 0.9MeV. Therefore, a second wave height discrimination level is provided above the wave height, and the counter 2 (9) is used for counting. When the counter 1 (8) and the counter 2 (9) simultaneously count, it is determined that the noise is caused by vibrations of cosmic rays or preamplifiers or external noise such as electromagnetic waves of a mobile phone, and the program of the arithmetic processing unit 7 By removing this, the radiation dose of γ rays can be measured with high accuracy. The signal density distributed in the vicinity of the second discrimination level is low, and the influence of fluctuations in the discrimination level is small. For this reason, high accuracy is not required for the second discrimination level. Therefore, the simple wave height discrimination function of the present invention can be applied as the second discrimination level.

次に、図3を参照し、第二の波高弁別レベルを1MeVに設定すると仮定して、それを可変抵抗6でどのように設定するのかについて具体的に説明する。図3は、γ線検出動作、ノイズ除去動作及び中性子検出動作を説明するための図であって、図1に示された各部の波形と、演算処理装置内でのソフトウェア処理の関係を説明している。図3では、横軸方向に3つの領域に分かれており、紙面左側の領域はγ線検出動作の説明図、中央の領域はノイズ除去動作の説明図、そして紙面右側の領域は中性子検出動作の説明図である。なお、中央の領域に示された動作説明図は、中性子有感物質が塗布されていない放射線センサーを用いた場合の動作を示しているが、右側の領域に示された動作説明図は、中性子有感物質が塗布された放射線センサーを用いた場合の動作を示している。一方、左側の領域に示された動作説明図は、中性子有感物質が塗布された放射線センサーを用いた場合及び中性子有感物質が塗布されていない放射線センサーを用いた場合のいずれにも対応する動作を示している。   Next, with reference to FIG. 3, assuming that the second wave height discrimination level is set to 1 MeV, how to set it with the variable resistor 6 will be specifically described. FIG. 3 is a diagram for explaining the γ-ray detection operation, the noise removal operation, and the neutron detection operation, and explains the relationship between the waveform of each part shown in FIG. 1 and the software processing in the arithmetic processing unit. ing. In FIG. 3, it is divided into three regions in the horizontal axis direction, the region on the left side of the paper is an explanatory diagram of the γ-ray detection operation, the center region is an explanatory diagram of the noise removal operation, and the region on the right side of the paper is the neutron detection operation. It is explanatory drawing. The operation explanatory diagram shown in the center area shows the operation when a radiation sensor not coated with a neutron sensitive substance is used, but the operation explanatory diagram shown in the right area is The operation when using a radiation sensor coated with a sensitive substance is shown. On the other hand, the operation explanatory diagram shown in the left area corresponds to both the case where the radiation sensor coated with the neutron sensitive substance is used and the case where the radiation sensor not coated with the neutron sensitive substance is used. The operation is shown.

まず、可変抵抗の抵抗値の設定は、放射線測定器の製造時か補修時に行う。製造時には部品のばらつきを考慮して、補修時にはさらに抵抗値の経年変化も考慮して、主増幅器3の出力信号波高について、V単位とMeV単位の校正を放射線源を用いて適切に行う。例として、2.8Vで1MeVの波高に相当するとして説明する。カウンタ2(9)に入力される信号波高は、可変抵抗6とカウンタ2(9)の内部抵抗の比で減衰される。図3の例では、カウンタ2(9)の内部抵抗は100kΩ、閾電圧が2.1Vとしている。そこで、可変抵抗6の抵抗を33kΩに設定することにより、カウンタ2(9)に入力される信号波高は主増幅器3の出力波高の3/4となり、1MeVに相当する2.8Vの信号が入った場合、カウンタ2(9)の入力は2.8V×3/4=2.1Vとなる。この波高は閾電圧とほぼ等しく、この電圧レベルが第二の波高弁別レベルとなる。これにより、1MeVで第二の波高弁別レベルとすることができる。   First, the resistance value of the variable resistor is set at the time of manufacturing or repairing the radiation measuring instrument. In consideration of component variations at the time of manufacturing, and also taking into account the secular change of the resistance value at the time of repair, the output signal wave height of the main amplifier 3 is appropriately calibrated in units of V and MeV using a radiation source. As an example, it is assumed that the wave height is 2.8V and 1MeV. The signal wave height input to the counter 2 (9) is attenuated by the ratio of the variable resistance 6 and the internal resistance of the counter 2 (9). In the example of FIG. 3, the internal resistance of the counter 2 (9) is 100 kΩ and the threshold voltage is 2.1V. Therefore, by setting the resistance of the variable resistor 6 to 33 kΩ, the signal wave height input to the counter 2 (9) becomes 3/4 of the output wave height of the main amplifier 3, and a signal of 2.8 V corresponding to 1 MeV is input. In this case, the input of the counter 2 (9) is 2.8V × 3/4 = 2.1V. This wave height is approximately equal to the threshold voltage, and this voltage level becomes the second wave height discrimination level. As a result, the second wave height discrimination level can be obtained at 1 MeV.

図4は、中性子有感物質を塗布した放射線センサーに中性子とγ線を入射させたときの波高分布例を示す。また、図2で説明したように、1MeVのエネルギーを持つγ線でも最大波高は、0.9 MeV程度であるため、中性子線を弁別するための第二の弁別レベルは1MeVに設定されている。この場合も、宇宙線等によるノイズと同様に、弁別レベル付近の信号密度は低く、第二の弁別レベルには高い精度が要求されないため、本発明の簡易的な波高弁別機能を適用できる。   FIG. 4 shows an example of wave height distribution when neutrons and γ rays are incident on a radiation sensor coated with a neutron sensitive substance. In addition, as described with reference to FIG. 2, the maximum wave height is about 0.9 MeV even for γ rays having 1 MeV energy, so the second discrimination level for discriminating neutrons is set to 1 MeV. Also in this case, like the noise caused by cosmic rays, the signal density near the discrimination level is low, and the second discrimination level does not require high accuracy, so that the simple wave height discrimination function of the present invention can be applied.

1 放射線センサー
2 前置増幅器
3 主増幅器
4 波高弁別器
5 参照電圧入力
6 弁別レベル調整用可変抵抗
7 演算処理装置
8 カウンタ1(第一のカウンタ)
9 カウンタ2(第二のカウンタ)
10 カップリングコンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation sensor 2 Preamplifier 3 Main amplifier 4 Wave height discriminator 5 Reference voltage input 6 Variable resistance for discrimination level adjustment 7 Arithmetic processing device 8 Counter 1 (first counter)
9 Counter 2 (second counter)
10 Coupling capacitor

Claims (2)

放射線を受けて微小信号を出力する放射線センサー素子と、該放射線センサー素子から の出力信号を増幅する増幅器と、該増幅器によって増幅された前記出力信号の波高を、第 一の弁別レベルを基準として弁別する波高弁別器と、該波高弁別器からの出力パルス信号を計数する第一のカウンタを有し、該第一のカウンタの計数値を用いて所望の処理を行う 演算処理装置を備えた半導体放射線測定器において、
前記演算処理装置さらに第二のカウンタを有し、該第二のカウンタと前記増幅器の間に直列に、その抵抗値が前記波高弁別器の第一の弁別レベルよりも大きな第二の弁別レベルに設定されている弁別レベル調整用可変抵抗が接続されており、
前記第二のカウンタの入力部がロジック信号の入力を判定するための閾電圧を有しており、該入力部に直列に接続された前記弁別レベル調整用可変抵抗と前記第二のカウンタの前記入力部の内部抵抗との比で前記増幅器の信号を減衰させることにより、ロジック信号判定用の前記閾電圧を第二の波高弁別レベルとして利用し、
前記演算処理装置は、前記第一のカウンタの計数値からγ線の線量を測定し、前記第一のカウンタと前記第二のカウンタが同時係数された場合には、その時の前記第一のカウンタの計数を除去することによってγ線の線量を測定することを特徴とする半導体放射線測定器。
A radiation sensor element that receives radiation and outputs a minute signal; an amplifier that amplifies the output signal from the radiation sensor element; and a wave height of the output signal amplified by the amplifier is discriminated based on a first discrimination level. Semiconductor radiation having a wave height discriminator and a first counter for counting an output pulse signal from the wave height discriminator and performing a desired process using a count value of the first counter In the measuring instrument,
The arithmetic processing unit further includes a second counter, and a second discrimination level whose resistance is greater than the first discrimination level of the wave height discriminator in series between the second counter and the amplifier. Is connected to the variable resistor for adjusting the discrimination level set to
The input unit of the second counter has a threshold voltage for determining the input of a logic signal, the variable resistor for adjusting the discrimination level connected in series to the input unit, and the second counter By attenuating the signal of the amplifier by a ratio with the internal resistance of the input unit, the threshold voltage for logic signal determination is used as a second wave height discrimination level,
The arithmetic processing unit measures the dose of γ rays from the count value of the first counter, and when the first counter and the second counter are simultaneously coefficiented, the first counter at that time A semiconductor radiation measuring instrument that measures the dose of γ-rays by removing the count of .
放射線を受けて微小信号を出力する、中性子有感物質が塗布された放射線センサー素子と、該放射線センサー素子からの出力信号を増幅する増幅器と、該増幅器によって増幅された前記出力信号の波高を、第一の弁別レベルを基準として弁別する波高弁別器と、該波 高弁別器からの出力パルス信号を計数する第一のカウンタを有し、該第一のカウンタの計 数値を用いて所望の処理を行う演算処理装置を備えた半導体放射線測定器において、A radiation sensor element coated with a neutron sensitive substance that receives radiation and outputs a minute signal, an amplifier that amplifies an output signal from the radiation sensor element, and a wave height of the output signal amplified by the amplifier, A wave height discriminator for discriminating on the basis of the first discriminating level; and a first counter for counting an output pulse signal from the wave height discriminator, and a desired process using the numerical value of the first counter. In a semiconductor radiation measuring instrument equipped with an arithmetic processing unit for performing
前記演算処理装置はさらに第二のカウンタを有し、該第二のカウンタと前記増幅器の間 に直列に、その抵抗値が前記波高弁別器の第一の弁別レベルよりも大きな第二の弁別レベルに設定されている弁別レベル調整用可変抵抗が接続されており、The arithmetic processing unit further includes a second counter, and in series between the second counter and the amplifier, a second discrimination level having a resistance value larger than the first discrimination level of the wave height discriminator. Is connected to the variable resistor for adjusting the discrimination level set to
前記第二のカウンタの入力部がロジック信号の入力を判定するための閾電圧を有しており、該入力部に直列に接続された前記弁別レベル調整用可変抵抗と前記第二のカウンタの前記入力部の内部抵抗との比で前記増幅器の信号を減衰させることにより、ロジック信号判定用の前記閾電圧を第二の波高弁別レベルとして利用し、The input unit of the second counter has a threshold voltage for determining the input of a logic signal, the variable resistor for adjusting the discrimination level connected in series to the input unit, and the second counter By attenuating the signal of the amplifier by a ratio with the internal resistance of the input unit, the threshold voltage for logic signal determination is used as a second wave height discrimination level,
前記演算処理装置は、前記第一のカウンタの計数と同時に前記第二のカウンタの計数が行われた場合には、その時の前記第一のカウンタの計数を有効なものとして取扱い、その他の場合には前記第一のカウンタの計数を無効なものとして取扱うことによって、中性子線の線量を測定することを特徴とする半導体放射線測定器。The arithmetic processing unit treats the count of the first counter as valid when the count of the second counter is performed simultaneously with the count of the first counter, and in other cases Measures the dose of the neutron beam by treating the count of the first counter as invalid.
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