JP5829745B1 - Radiation measurement equipment - Google Patents
Radiation measurement equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP5829745B1 JP5829745B1 JP2014231986A JP2014231986A JP5829745B1 JP 5829745 B1 JP5829745 B1 JP 5829745B1 JP 2014231986 A JP2014231986 A JP 2014231986A JP 2014231986 A JP2014231986 A JP 2014231986A JP 5829745 B1 JP5829745 B1 JP 5829745B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- radiation
- voltage
- dose rate
- amplifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
【課題】放射線検出器で生じる暗電流を補償して、また回路が発生するノイズの影響を低減して極低レベルの放射線量率を高精度で測定できる放射線測定装置を実現する。【解決手段】本発明の放射線測定装置1Aは、第1の電極101及び第2の電極102を備えた放射線検出器10と、入射した放射線量率に応じて放射線検出器10で発生した電荷を第1の電極に到達させるための第1の電圧HTを第2の電極102に供給する第1の電源21と、入射した放射線量率に応じて放射線検出器10で発生したマイナスイオンとプラスイオンを再結合させて、第1の電極101へと流入する電荷量を最少化するための第2の電圧dVを第2の電極102に供給する第2の電源22と、第1の電源2または第2の電源22を選択して第2の電極102に接続するスイッチ30を備えている。【選択図】図1A radiation measuring device capable of measuring an extremely low radiation dose rate with high accuracy by compensating for a dark current generated in a radiation detector and reducing an influence of noise generated by a circuit. A radiation measuring apparatus 1A according to the present invention includes a radiation detector 10 having a first electrode 101 and a second electrode 102, and charges generated by the radiation detector 10 in accordance with an incident radiation dose rate. A first power supply 21 that supplies a first voltage HT for reaching the first electrode to the second electrode 102, and negative ions and positive ions generated in the radiation detector 10 according to the incident radiation dose rate Are recombined to supply a second voltage dV to the second electrode 102 for minimizing the amount of charge flowing into the first electrode 101, the first power supply 2 or A switch 30 for selecting the second power supply 22 and connecting it to the second electrode 102 is provided. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、放射線検出器の暗電流を補償して低放射線量率(または放射線量)の放射線を高精度で測定する放射線測定装置に関するものである。 The present invention relates to a radiation measuring apparatus that compensates for a dark current of a radiation detector and measures radiation with a low radiation dose rate (or radiation dose) with high accuracy.
放射性物質による環境汚染を調査する場合、放射線量率(以下、線量率と表記することがある)が自然界に本来存在する範囲内であるか、あるいはその範囲を超えているかを測定する必要がある。さらに同一の測定地点における線量率の経時変化を精密に測定することで、あるいは多くの測定地点において線量率を精密に測定することで、放射性物質による環境汚染の変化および分布を精密且つ適切に把握して、除染の判断し、あるいは汚染防止対策を講じる必要がある。 When investigating environmental pollution by radioactive materials, it is necessary to measure whether the radiation dose rate (hereinafter sometimes referred to as the dose rate) is within or exceeds the range that naturally exists in nature. . Furthermore, by accurately measuring changes in dose rate over time at the same measurement point, or by accurately measuring dose rates at many measurement points, it is possible to accurately and appropriately grasp changes and distribution of environmental pollution caused by radioactive substances. Therefore, it is necessary to judge decontamination or take measures to prevent contamination.
こうした判断等の基礎となる線量率測定では、人間の健康等への影響を適切に判断するため、また汚染の経時変化、地域的な分布を適切に把握するため、低レベルの線量率を高精度で測定する必要がある。仮に低レベル線量率の測定精度が低いと、汚染の有無、除染の判断および除染の評価等を適切に行うことが難しくなる。 In dose rate measurement, which is the basis for such judgments, low dose rates are increased to appropriately determine the impact on human health, etc., and to properly grasp changes over time and regional distribution of contamination. It is necessary to measure with accuracy. If the measurement accuracy of the low level dose rate is low, it becomes difficult to appropriately determine the presence or absence of contamination, determination of decontamination, evaluation of decontamination, and the like.
しかし放射線測定装置は、放射線検出器の極めて微弱な出力電流を高利得増幅回路で増幅するため、放射線検出器などで生じる暗電流の影響を受ける。この暗電流は、放射線検出器が有する各電極間および絶縁部材などに生じる極わずかな電流である(厳密には放射線検出器の周辺回路、例えば高利得増幅回路にも暗電流を生じる要素が存在し得る。)。低レベルの線量率測定では、極低レベルの線量率に対応した微弱な出力電流と暗電流の分別ができず、線量率測定に誤差が生じる(放射線量を測定する場合には線量測定に誤差が生じる。)。 However, since the radiation measuring apparatus amplifies a very weak output current of the radiation detector by a high gain amplifier circuit, it is affected by a dark current generated by the radiation detector or the like. This dark current is a very small current generated between each electrode of the radiation detector and the insulating member (strictly speaking, there are elements that generate a dark current in the peripheral circuit of the radiation detector, for example, a high gain amplifier circuit). You can.) In low-level dose rate measurement, the weak output current and dark current corresponding to the extremely low level dose rate cannot be distinguished, and an error occurs in the dose rate measurement. Occurs.)
したがって、たとえば放射能汚染の判断基準が厳しい農地における線量率を測定する場合には、放射線検出器の暗電流の影響を排除して、低線量率を高精度で測定できる放射線測定装置を用いる必要がある。 Therefore, for example, when measuring the dose rate in farmland where the criteria for radioactive contamination are severe, it is necessary to use a radiation measurement device that can measure the low dose rate with high accuracy by eliminating the influence of the dark current of the radiation detector. There is.
こうした放射線測定装置として暗電流補償式電離箱電流測定器が知られている(特許文献1)。この暗電流補償式電離箱電流測定器は、放射線検出器として電離箱を用い、この電離箱は、その内部に放射線による電離で生じたマイナスイオン(あるいは電子)を検出する集電極および暗電流補償用端子(電極)を有している(電離箱の箱体は高圧電極として作用する。)。ここで集電極は線量率に応じた電流を出力し、暗電流補償用端子は線量率に依存しない電流、すなわち暗電流を出力する。したがってこの暗電流補償式電離箱電流測定器は、暗電流補償用端子の出力電流に基づいて、集電極の出力電流に含まれる暗電流を電子回路によって補償することができ、低レベルの線量率であっても精度の高い測定を行うことができる。 As such a radiation measuring apparatus, a dark current compensation type ionization chamber current measuring device is known (Patent Document 1). This dark current compensation type ionization chamber current measuring device uses an ionization chamber as a radiation detector, and this ionization chamber has a collecting electrode for detecting negative ions (or electrons) generated by ionization due to radiation and dark current compensation. Terminal (electrode) for use (the box of the ionization chamber acts as a high voltage electrode). Here, the collector electrode outputs a current corresponding to the dose rate, and the dark current compensation terminal outputs a current independent of the dose rate, that is, a dark current. Therefore, this dark current compensation type ionization chamber current measuring device can compensate the dark current included in the output current of the collector electrode by the electronic circuit based on the output current of the dark current compensation terminal, and the dose rate is low. Even so, highly accurate measurement can be performed.
しかし特許文献1が開示する暗電流補償式電離箱電流測定器では、集電極と暗電流補償用端子とは電離箱における別個の構成要素であり、両者は、例えば形状および構造が相違し、また高圧電極との間の位置関係および静電容量等が相違する。 However, in the dark current compensation type ionization chamber current measuring instrument disclosed in Patent Document 1, the collector electrode and the dark current compensation terminal are separate components in the ionization chamber, and they are different in shape and structure, for example. The positional relationship with the high-voltage electrode, the capacitance, etc. are different.
したがって、集電極で生じる暗電流と、暗電流補償用端子の出力電流との間に若干の相違(暗電流補償における誤差)が生じ得ることは否めない。また集電極および暗電流補償用端子は、両者の形状、静電容量等において相違する。したがって集電極側の増幅器と暗電流補償用端子側の増幅器とを比較すると、増幅器とそれらの周辺回路(例えば集電極および暗電流補償用端子の浮遊容量)との関係に起因して発生する極低レベルのノイズが相違する。こうした暗電流補償における誤差およびノイズの相違は、極低レベル放射能汚染の測定において誤差要因となり得る。 Therefore, it cannot be denied that there is a slight difference (error in dark current compensation) between the dark current generated in the collector electrode and the output current of the dark current compensation terminal. Further, the collector electrode and the dark current compensating terminal are different from each other in shape, capacitance and the like. Therefore, when the amplifier on the collector electrode side and the amplifier on the dark current compensation terminal side are compared, the pole generated due to the relationship between the amplifiers and their peripheral circuits (for example, the stray capacitance of the collector electrode and the dark current compensation terminal). Low level noise is different. Such error and noise differences in dark current compensation can be a source of error in the measurement of very low level radioactive contamination.
こうした誤差要因は、極低レベルの線量率を測定する場合には、さらに問題となり得る。なぜなら極低レベルの線量率を測定する場合には、増幅器の利得を高める必要があるが、増幅器の利得を高くすると、集電極と暗電流補償用端子との間の暗電流補償における誤差および極低レベルのノイズ相違は利得の増加に応じて大きくなるからである。 These error factors can be even more problematic when measuring extremely low dose rates. This is because, when measuring a very low level of dose rate, it is necessary to increase the gain of the amplifier. However, if the gain of the amplifier is increased, errors and extremes in dark current compensation between the collector electrode and the dark current compensation terminal are required. This is because the low level noise difference increases as the gain increases.
そこで本発明は、放射線検出器で生じる暗電流の補償精度を高めて、また電極と電子回路との関係で生じ得るノイズの影響を極力低減することで、極低レベルの放射線量率を高精度で測定できる放射線測定装置の実現を課題とした。 Therefore, the present invention improves the accuracy of compensation of dark current generated in the radiation detector and reduces the influence of noise that may occur due to the relationship between the electrode and the electronic circuit as much as possible, thereby achieving an extremely low radiation dose rate with high accuracy. The realization of a radiation measurement device that can be measured by the method was an issue.
上記課題を解決するため本発明にかかる放射線測定装置は、入射した放射線量率に応じて電流を出力する第1の電極、および電界を発生するための電圧が印加される第2の電極を備えた放射線検出器と、第1の電極と第2の電極との間に電界を生じさせて、入射した放射線量率に応じて放射線検出器の内部に発生した電荷を第1の電極に到達させるための、第1の電圧を第2の電極に供給する第1の電源とを備えている(通常、第2の電極の電位を第1の電極の電位よりも低電位とすることで、マイナスイオンを第1の電極に到達させる。)。したがって該放射線測定装置は、入射した放射線量率に応じた電流を放射線検出器の第1の電極から得ることができる。 In order to solve the above problems, a radiation measuring apparatus according to the present invention includes a first electrode that outputs a current according to an incident radiation dose rate, and a second electrode to which a voltage for generating an electric field is applied. An electric field is generated between the radiation detector and the first electrode and the second electrode, and the electric charge generated in the radiation detector according to the incident radiation dose rate reaches the first electrode. And a first power source for supplying the first voltage to the second electrode (usually minus by setting the potential of the second electrode lower than the potential of the first electrode. Ions reach the first electrode). Therefore, the radiation measuring apparatus can obtain a current corresponding to the incident radiation dose rate from the first electrode of the radiation detector.
また該放射線測定装置は、第1の電極と第2の電極との間に電界を生じさて、入射した放射線量率に応じて第1の電極と第2の電極との間に発生したマイナスイオン(負電荷粒子)とプラスイオン(正電荷粒子)を再び結合させることで、第1の電極へと流入する電荷量を最少化する第2の電圧を、第2の電極に供給する第2の電源と、第1の電源と第2の電源とを選択して第2の電極に接続するためのスイッチとを備えている。 Further, the radiation measuring apparatus generates an electric field between the first electrode and the second electrode, and negative ions generated between the first electrode and the second electrode according to the incident radiation dose rate. A second voltage that minimizes the amount of charge flowing into the first electrode by recombining (negatively charged particles) and positive ions (positively charged particles) is supplied to the second electrode. A power source, and a switch for selecting and connecting the first power source and the second power source to the second electrode.
したがって該放射線測定装置は、スイッチによって第2の電極に第2の電圧を印加することで、入射した放射線量率に応じて放射線検出器の内部に発生したマイナスイオンとプラスイオンとを、再結合させて、第1の電極から出力される電流を最少化することができる。 Therefore, the radiation measuring apparatus recombines negative ions and positive ions generated in the radiation detector according to the incident radiation dose rate by applying a second voltage to the second electrode by a switch. Thus, the current output from the first electrode can be minimized.
すなわちマイナスイオンとプラスイオンとを再結合させて第1の電極に到達する電荷量をゼロとすることで、第1の電極から出力される電流(暗電流)をゼロとすることができる(請求項1)。 That is, the current (dark current) output from the first electrode can be reduced to zero by recombining the negative ions and the positive ions so that the amount of charge reaching the first electrode is zero. Item 1).
請求項2に記載のように、該放射線測定装置は、第1の電極が出力した電流が流入する負荷インピーダンスと、負荷インピーダンスに生じる電圧に応じた出力を得るための増幅器とをさらに備えることで、放射線量率に応じた電圧または電流を出力することができる。 According to a second aspect of the present invention, the radiation measuring apparatus further includes a load impedance into which the current output from the first electrode flows, and an amplifier for obtaining an output corresponding to a voltage generated in the load impedance. The voltage or current corresponding to the radiation dose rate can be output.
この増幅器は、例えば高利得の直流増幅器(以下、増幅器と表記することがある)であり、反転入力端子と非反転入力端子および出力端子を有している。負荷インピーダンスは増幅器の反転入力端子と出力端子との間に接続され、そして増幅器の非反転入力端子は基準電位となる点(例えば接地点)に接続され、増幅器は負帰還増幅回路を構成する。 This amplifier is, for example, a high-gain DC amplifier (hereinafter sometimes referred to as an amplifier), and has an inverting input terminal, a non-inverting input terminal, and an output terminal. The load impedance is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier, and the non-inverting input terminal of the amplifier is connected to a point that becomes a reference potential (for example, ground point), and the amplifier constitutes a negative feedback amplifier circuit.
したがって、増幅器の入力インピーダンスが高ければ高いほど、第1の電極が出力した電流は負荷インピーダンスに流入し、増幅器の利得が高ければ高いほど反転入力端子と非反転入力端子との間の電位差は小さくなる。すなわち第1の電極の電位は増幅器の非反転入力端子の電位(例えば接地電位)と略同電位に維持され、第1の電極から出力された電流は負荷インピーダンスへと流入し、増幅器の出力電圧は、第1の電極が出力した電流によって負荷インピーダンスに生じる電圧と等しくなる。 Therefore, the higher the input impedance of the amplifier, the more the current output from the first electrode flows into the load impedance, and the higher the gain of the amplifier, the smaller the potential difference between the inverting input terminal and the non-inverting input terminal. Become. That is, the potential of the first electrode is maintained substantially the same as the potential of the non-inverting input terminal of the amplifier (for example, the ground potential), and the current output from the first electrode flows into the load impedance, and the output voltage of the amplifier Is equal to the voltage generated in the load impedance by the current output from the first electrode.
請求項3に記載のように、該放射線測定装置は、増幅器のオフセットを調整するためのオフセット調整器を備えることで、直流増幅器が有する直流オフセット電圧(または電流)を調整して、該放射線測定装置が備える表示器のゼロ点表示調整(直流オフセット調整)を行うことができる。 According to a third aspect of the present invention, the radiation measurement apparatus includes an offset adjuster for adjusting an offset of the amplifier, thereby adjusting a direct current offset voltage (or current) of the direct current amplifier so that the radiation measurement is performed. The zero point display adjustment (DC offset adjustment) of the display provided in the apparatus can be performed.
請求項4に記載のように、該放射線測定装置は、放射線検出器として電離箱を使用することができる。この場合、第1の電極は電離箱の集電極であり、第2の電極は電離箱の高圧電極である。 As described in claim 4, the radiation measuring apparatus can use an ionization chamber as a radiation detector. In this case, the first electrode is a collector electrode of the ionization chamber, and the second electrode is a high voltage electrode of the ionization chamber.
上述の構成を備えた本発明にかかる放射線測定装置は、第2の電極に印加される第2の電圧を調整して暗電流による影響をゼロにすることで(暗電流による影響を補償することで)、第1の電極の出力電流に含まれる暗電流を補償できるから、そしてこの暗電流補償は線量率測定時と同じ状態で行われるから、暗電流補償調整時と線量率測定時とで増幅回路等で生じるノイズに相違が生じることがなく、極低レベルの放射線量率であっても高精度の測定を行うことができる。 The radiation measuring apparatus according to the present invention having the above-described configuration adjusts the second voltage applied to the second electrode to make the influence of the dark current zero (compensating for the influence of the dark current). Since the dark current included in the output current of the first electrode can be compensated, and this dark current compensation is performed in the same state as the dose rate measurement, the dark current compensation adjustment and the dose rate measurement There is no difference in noise generated by an amplifier circuit or the like, and high-accuracy measurement can be performed even at an extremely low radiation dose rate.
以下、図面を参照して、本発明にかかる放射線測定装置について説明する。 The radiation measuring apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に本発明にかかる放射線測定装置の一実施例の概略構成を示す。 FIG. 1 shows a schematic configuration of an embodiment of a radiation measuring apparatus according to the present invention.
<放射線測定装置の概略構成>
放射線測定装置1Aは、放射線検出器10、高圧電源(第1の電源)21、調整用電源(第2の電源)22、スイッチ30、増幅器40、負荷インピーダンスR41、表示回路部50を備えている。
<Schematic configuration of radiation measuring apparatus>
The
<放射線検出器の概略構成>
放射線検出器10は、いわゆる電離箱であり、入射した放射線量率に応じて電流を出力する集電極(第1の電極)101、所定のガスを封入する内部空間を形成した高圧電極(第2の電極)102、集電極101と高圧電極102との間を電気的に絶縁する第1の絶縁部材103a、および第2の絶縁部材103bを備えている。
<Schematic configuration of radiation detector>
The
高圧電源21は高電圧(第1の電圧)HTを出力する。高電圧HTの出力電圧は例えば−25ボルトである。調整用電源22は、絶対値で高電圧HTより低い調整用電圧(第2の電圧)dVを出力する。調整用電源22が有する電圧調整器221は調整用電圧dVを任意の正電圧または負電圧に調整するためのものである。放射線測定装置1Aのスイッチ30は、高圧電源21および調整用電源22のいずれかを選択して、射線検出器10の高圧電極102に接続するためのものである。
The high
放射線検出器10の集電極101は増幅器40に接続されてゼロ電位にバイアスされる。放射線検出器10の高圧電極102は、放射線量率測定時には高圧電源21に接続されて高電圧HTが印加される。そうすると集電極101と高圧電極102との間に高電界が生じて、放射線検出器10に封入されたガスの分子は入射した放射線量率に応じて電離する。電離で生じたマイナスイオンは集電極101で捉えられ、プラスイオンは高圧電極102で捉えられる。したがって、集電極101と高圧電極102との間に閉回路を構成することで、放射線検出器10は電離で生じたマイナスイオンに応じて集電極101から集電極電流Isを出力することができる。
The
<増幅器等について>
増幅器40は、負荷インピーダンスR41(典型的には抵抗器)とともに集電極電流Isを電圧に変換する。増幅器40は、例えば高利得の直流増幅器であり、非反転入力端子401、反転入力端子402および出力端子403を有している。
<About amplifiers>
The
増幅器40の非反転入力端子401は接地されており、増幅器40の反転入力端子402と出力端子403との間には負荷インピーダンスR41が接続されて、増幅器40は負帰還増幅回路を構成する(負荷インピーダンスR41は負帰還増幅回路の帰還インピーダンスとなる。)。増幅器40の反転入力端子402は、放射線検出器10の集電極101に接続されている。
The
したがって、増幅器40が利得の高い直流増幅器であれば、反転入力端子402と非反転入力端子401との間の電位差は小さくなり、増幅器40の入力インピーダンスが高ければ、集電極101から出力された集電極電流Isは、すべて負荷インピーダンスR41へと流入する。
Therefore, if the
こうして集電極101の電位は増幅器40の非反転入力端子401の電位と略同電位(略接地電位)に維持され、また集電極電流Isは負荷インピーダンスR41へと流入して、増幅器40は放射線量率に応じた電圧を出力する。
Thus, the potential of the
なお放射線検出器10の集電極101から負荷インピーダンスR41へと流入した集電極電流Isは、増幅器40、増幅器40の電源(図示せず)、および高圧電源21または調整用電源22を経て放射線検出器10の高圧電極102に至る閉回路を流れることとなる。
A collector electrode current Is flowing from the
ここで負荷インピーダンスR41を抵抗器だけで構成すれば、増幅器40が出力する電圧は放射線量率に応じた電圧となり、負荷インピーダンスR41をキャパシタだけで構成すれば、増幅器40が出力する電圧は放射線量に応じた電圧となる。
Here, if the load impedance R41 is composed only of a resistor, the voltage output from the
ところで一般に増幅器40の反転入力端子402と非反転入力端子401との間には直流入力オフセット電圧が存在しており、この直流入力オフセット電圧は増幅器40の出力に直流出力オフセット電圧を生じさせる。そこで放射線測定装置1Aは、オフセット調整器R42を用いて、増幅器40の直流出力オフセット電圧をゼロに調整できるように構成されている。
In general, a DC input offset voltage exists between the inverting
<表示回路部について>
図2に示すように表示回路部50は、増幅器40の出力電圧を入力するための入力端子501、増幅器502および表示器503等を有して、増幅器40の出力電圧を増幅し表示器503に表示する。もちろん表示器503が表示する値は放射線量率の値である。
<About the display circuit section>
As shown in FIG. 2, the
表示回路部50は、増幅器502で構成される増幅器の電圧利得等を調整する機能を有することで、放射線量率の測定範囲を変えることができる。例えば増幅器502で構成される増幅器の電圧利得を高く設定することで測定感度を高くして、極低レベルの線量率を測定することができ、その一方、電圧利得を低く設定することで測定感度を低くして、高レベルの線量率を測定することができる。
The
なお表示回路部50は、後述する暗電流および直流オフセットの調整を円滑に行うために、若干負の値も表示できることが望ましい。
It is desirable that the
もちろん表示回路部は、上記構成に限定されず、例えばアナログ・ディジタル変換機を有して、増幅器40の出力電圧をアナログからディジタルへと変換することで放射線量率をディジタル表示する構成であってもよい。
Of course, the display circuit unit is not limited to the above-described configuration. For example, the display circuit unit has an analog / digital converter and digitally displays the radiation dose rate by converting the output voltage of the
<放射線量率の測定について>
放射線量率を測定するときには、スイッチ30の操作によって、放射線検出器10の高圧電極102に高圧電源21を接続して高電圧HT(−25(V))を印加する。このとき放射線検出器10の集電極101と高圧電極102との間に生じる電界を電界Evとする(本明細書では、高圧電極102に負電圧を印加したとき、電界Evは正電界であるとする。)。もちろん電界Evは高電圧HTの電圧に応じて変化する。
<Measurement of radiation dose rate>
When the radiation dose rate is measured, the
電界Evが高くなるほど、放射線検出器10に入射した放射線量率に応じて電離したマイナスイオンとプラスイオンは加速され且つ再結合しにくくなり、集電極電流Isは大きくなる。電界Evが一定の電界強度に達すると、それ以上電界Evを高くしても集電極電流Isは飽和する。
As the electric field Ev increases, the negative ions and positive ions ionized according to the radiation dose rate incident on the
図3は入射放射線量率を一定値としたときにおける電界Ev対集電極電流Is特性を示すもので、集電極電流Isは電界Evが略ゼロのとき略ゼロとなり、電界Evの増加とともに増加し、やがて飽和する。 FIG. 3 shows the characteristics of the electric field Ev versus the collector electrode current Is when the incident radiation dose rate is a constant value. The collector electrode current Is becomes substantially zero when the electric field Ev is substantially zero, and increases as the electric field Ev increases. Saturates over time.
<暗電流などについて>
図4は電界Evが低いときの電界Ev対集電極電流Is特性を示すものである。仮に高圧電極102に印加される電圧をゼロ(V)とし、電界Evをゼロとしても、放射線で電離したマイナスイオンは、極わずかではあるがプラスイオンと再結合せず集電極101に到達するものもある。そのため電界Evがゼロであっても、図4に示すように、集電極101は極僅かな集電極電流Isを出力する。
<About dark current>
FIG. 4 shows the electric field Ev versus collector current Is characteristic when the electric field Ev is low. Even if the voltage applied to the high-
このときの集電極電流Isは放射線で生じた電流と暗電流とを合成したものといえる。これに対し、暗電流は放射線検出器10に放射線がまったく入射していないときの集電極電流Isであるといえる。
It can be said that the collector electrode current Is at this time is a combination of a current generated by radiation and a dark current. On the other hand, the dark current can be said to be the collector electrode current Is when no radiation is incident on the
<暗電流の補償について>
放射線測定装置1Aにおける暗電流を補償するときには、スイッチ30を操作して、放射線検出器10の高圧電極102に接続される電源を調整用電源22とする。ここで調整用電源22は、前述のとおり高電圧HTに比べて絶対値が小さい調整用電圧dVを出力するものである。
<Dark current compensation>
When compensating for the dark current in the
放射線測定装置1Aでは、暗電流補償の調整は比較的高レベルの放射線源(例えば基準となる放射線源)からの放射線を用いて、次のようして行われる。
In the
(1)先ず、スイッチ30で高圧電源21を選択して、放射線測定装置1Aを動作させ、放射線源からの放射線を検出できることを確認する。
(2)次に、スイッチ30で調整用電源22を選択して、調整用電圧dVを例えばゼロ(V)近辺に設定する。そうすると放射線検出器10の線量率検出感度は低くなるが、放射線源が比較的高レベルであれば、集電極電流Isはゼロとならず、表示回路部50の表示器503は一定レベル以上の数値を表示する。このとき放射線測定装置1Aは高感度の状態に設定されていることが望ましい。
(3)次に、調整用電源22が出力する調整用電圧dVを変化させる。調整用電圧dVを調整することによって、集電極101と高圧電極102との間に生じる電界を−dEv〜dEvとする。調整用電圧dVを変化させると(例えば調整用電圧dVを若干正電圧にすると)、プラスイオンは高圧電極102で反発される一方、マイナスイオンは集電極101で反発され、マイナスイオンとプラスイオンとの再結合を促進することができる。調整用電圧dVをさらに微調整調整することで、電離したマイナスイオンおよびプラスイオンの殆どすべてを再結合させることができる。
具体的には、表示器503の表示が最少の値となるように調整用電圧dVを調整する。しかし増幅器40は直流オフセットがあるため、放射線検出器10の集電極電流Is出力がゼロになったときでも、一般に表示器503は僅かに正の値を表示するか、または僅かに負の値を表示する。
(4)そこで表示器503の表示が最少の値となるように調整用電圧dVを調整したのち、表示器503の表示がゼロとなるようにオフセット調整器R42を調整する。
(5)そののち再び、調整用電圧dVを再調整して表示器503の表示を最少にする。そしてさらに表示器503の表示がゼロとなるようにオフセット調整器R42を調整する。こうして調整用電圧dVと直流オフセット調整を数回繰り返すことで、放射線測定装置1Aにおける暗電流の補償および直流オフセット調整を行うことができる。
(1) First, the high-
(2) Next, the
(3) Next, the adjustment voltage dV output from the
Specifically, the adjustment voltage dV is adjusted so that the display on the
(4) Therefore, after adjusting the adjustment voltage dV so that the display on the
(5) After that, the adjustment voltage dV is readjusted again to minimize the display on the
このように放射線測定装置1Aは、集電極と別の暗電流補償用電極(端子)を用いることなく、集電極電流Isに含まれる暗電流を直接検出して補償でき、また直流オフセットもゼロに調整できる。
In this way, the
こうして放射線測定装置1Aは、暗電流の影響を排除して、高感度で極低レベルの線量率を測定することができ、また増幅器502で構成される増幅回路の電圧利得を低く設定するなどして高レベルの線量率を測定することができる(広い測定範囲において放射線量率を高精度に測定することができる。)。
In this way, the
<増幅回路等で生じるノイズの影響>
増幅回路で発生するノイズは、増幅回路を構成する初段の増幅器(放射線測定装置1Aでは増幅器40)固有のノイズ、初段の増幅器の入力側の浮遊容量(放射線測定装置1Aでは集電極101と高圧電極102との間の浮遊容量等)、信号電流(放射線測定装置1Aでは集電極電流Is)が流入する負荷インピーダンス(放射線測定装置1Aでは負荷インピーダンスR41)等で決まる。
<Influence of noise generated in amplifier circuits>
Noise generated in the amplifier circuit is noise inherent to the first-stage amplifier (
放射線測定装置1Aは、暗電流補償調整を行うときスイッチ30の操作が行われるが、この操作によって変化するのは、放射線検出器10の高圧電極102に接続される電源であり、集電極101(増幅器40に接続されている)と高圧電極102との間の浮遊容量は変化しない。もちろんスイッチ30の操作によって、増幅器40固有のノイズおよび負荷インピーダンスR41が変化することはない。
In the
このように放射線測定装置1Aは、放射線量率測定時と暗電流補償調整時とでノイズを変化させる要素を有しないから、増幅回路で生じるノイズの影響を受けずに暗電流補償および増幅器40などの直流オフセット調整を行って、放射線量率を高感度かつ高精度に測定することができる。
As described above, the
以上、本発明に係る放射線測定装置について説明したが、本発明は、その趣旨を変更するとこなく適宜変形して実施することができる。 The radiation measuring apparatus according to the present invention has been described above, but the present invention can be implemented with appropriate modifications without changing the gist thereof.
例えば、放射線検出器の出力は第1の電極が捉えた電荷で定まり、第1の電極からの単位時間当たりの出力電荷が電流であるから、そして、この電流は抵抗器に流入して電圧となるから、放射線測定装置が放射線検出器の出力をキャパシタに流入させた場合であっても本発明に係る放射線測定装置である。 For example, the output of the radiation detector is determined by the charge captured by the first electrode, the output charge per unit time from the first electrode is a current, and this current flows into the resistor and becomes a voltage and Therefore, even if it is a case where a radiation measuring device makes the output of a radiation detector flow in into a capacitor, it is a radiation measuring device concerning the present invention.
また放射線検出器は電離箱に限定されない。放射線検出器は、入射した放射線量率に応じて電流を出力することができる第1の電極(集電極)と、この第1の電極との間に電界を生じさせるための第2の電極とを備え、第1の電極と第2の電極との間の電界を変化させることで、入射放射線量率対第1の電極の出力電流特性を変化させて、放射線検出器に放射線がある程度入射しているときであっても、第1の電極の出力電流を略暗電流だけにすることができるものであればよい。 The radiation detector is not limited to an ionization chamber. The radiation detector includes a first electrode (collector electrode) capable of outputting an electric current according to an incident radiation dose rate, and a second electrode for generating an electric field between the first electrode and the first electrode. And changing the electric field between the first electrode and the second electrode to change the incident radiation dose rate versus the output current characteristic of the first electrode, so that radiation is incident on the radiation detector to some extent. Even if it is, it is sufficient if the output current of the first electrode can be only a dark current.
本発明に係る放射線測定装置は、工業的に製造等することができるから、また工業的および商業的に使用することができるから、そして商取引の対象とすることができるから、本発明は経済的価値を有して産業上の利用することができる発明である。 Since the radiation measuring apparatus according to the present invention can be manufactured industrially, etc., can be used industrially and commercially, and can be used for commercial transactions, the present invention is economical. It is an invention that has value and can be used industrially.
1A 放射線測定装置
10 放射線検出器(電離箱)
101 第1の電極(集電極)
102 第2の電極(高圧電極)
21 第1の電源(高圧電源)
22 第2の電源(調整用電源)
30 スイッチ
40 増幅器
R41 負荷インピーダンス
R42 オフセット調整器
HT 第1の電圧(高電圧)
dV 第2の電圧(調整用電圧)
1A
101 First electrode (collector electrode)
102 Second electrode (high voltage electrode)
21 First power supply (high voltage power supply)
22 Second power supply (adjustment power supply)
30
dV Second voltage (adjustment voltage)
Claims (4)
前記第1の電極と前記第2の電極との間に電界を生じさせて、入射した放射線量率に応じて前記放射線検出器の内部に発生した電荷を前記第1の電極に到達させるための第1の電圧を、前記第2の電極に供給する第1の電源と、
前記第1の電圧よりも絶対値の低い電圧を前記第2の電極に供給し、前記第1の電源によって前記第1の電極と前記第2の電極との間に生じる電界よりも絶対値の低い電界を前記第1の電極と前記第2の電極との間に生じさせて、入射した放射線量率に応じて前記放射線検出器の内部に発生した負電荷粒子と正電荷粒子とを再結合させることで、前記第1の電極へと流入する電荷量を最少化する、電圧調整器を有した第2の電源と、
前記第1の電源と前記第2の電源とを選択して前記第2の電極に接続するためのスイッチとを備えたことを特徴とする放射線測定装置。 A radiation detector comprising a first electrode that outputs a current in accordance with an incident radiation dose rate, and a second electrode to which a voltage for generating an electric field is applied;
An electric field is generated between the first electrode and the second electrode, and the electric charge generated in the radiation detector according to the incident radiation dose rate reaches the first electrode. A first power supply for supplying a first voltage to the second electrode;
A voltage having an absolute value lower than that of the first voltage is supplied to the second electrode, and an absolute value of the electric field generated between the first electrode and the second electrode by the first power source low electric field was raw time difference between said first electrode and said second electrode, and a negative charge particles generated inside the radiation detector in response to incident radiation dose rate and positively charged particles re A second power source with a voltage regulator that, by coupling, minimizes the amount of charge flowing into the first electrode;
A radiation measuring apparatus comprising: a switch for selecting the first power source and the second power source and connecting the second power source to the second electrode.
前記第1の電極が出力した電流が流入する負荷インピーダンスと、前記負荷インピーダンスに生じる電圧に応じた出力を得るための増幅器とをさらに備えたことを特徴とする放射線測定装置。 The radiation measurement apparatus according to claim 1,
The radiation measurement apparatus further comprising: a load impedance into which the current output from the first electrode flows; and an amplifier for obtaining an output corresponding to a voltage generated in the load impedance.
前記第1の電極は前記電離箱の集電極であり、
前記第2の電極は、入射した放射線量率に応じて放射線検出器の内部に発生した電荷を集電極に到達させる電界を生じるための高電圧が印加される前記電離箱の高圧電極であることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の放射線測定装置。
The radiation detector is an ionization chamber;
The first electrode is a collector electrode of the ionization chamber;
The second electrode is a high-voltage electrode of the ionization chamber to which a high voltage is applied to generate an electric field that causes the charge generated inside the radiation detector to reach the collecting electrode according to the incident radiation dose rate. The radiation measuring apparatus according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014231986A JP5829745B1 (en) | 2014-11-14 | 2014-11-14 | Radiation measurement equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014231986A JP5829745B1 (en) | 2014-11-14 | 2014-11-14 | Radiation measurement equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5829745B1 true JP5829745B1 (en) | 2015-12-09 |
JP2016095245A JP2016095245A (en) | 2016-05-26 |
Family
ID=54784358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014231986A Active JP5829745B1 (en) | 2014-11-14 | 2014-11-14 | Radiation measurement equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5829745B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109490936A (en) * | 2018-12-28 | 2019-03-19 | 西安中核核仪器有限公司 | Integrate the γ radiation chamber detection system and method for low energy type and high energy type |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101935880B1 (en) * | 2018-04-27 | 2019-01-07 | (주)아이스퀘어 | Radiation monitoring apparatus using ination chamber |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5734473A (en) * | 1980-08-08 | 1982-02-24 | Mitsubishi Electric Corp | Measuring device for radiation |
JPS5935213A (en) * | 1982-08-20 | 1984-02-25 | Shimadzu Corp | Stabilized power source device for detector |
JPH0792272A (en) * | 1993-09-21 | 1995-04-07 | Toshiba Corp | Radiation inspection apparatus of cylinder inside |
JP2003156563A (en) * | 2001-11-20 | 2003-05-30 | Applied Engineering Inc | Dark current compensation type ion chamber current measuring device |
JP2008145264A (en) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Aloka Co Ltd | Radiation measuring apparatus |
JP2011080862A (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | Radiation monitor |
-
2014
- 2014-11-14 JP JP2014231986A patent/JP5829745B1/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5734473A (en) * | 1980-08-08 | 1982-02-24 | Mitsubishi Electric Corp | Measuring device for radiation |
JPS5935213A (en) * | 1982-08-20 | 1984-02-25 | Shimadzu Corp | Stabilized power source device for detector |
JPH0792272A (en) * | 1993-09-21 | 1995-04-07 | Toshiba Corp | Radiation inspection apparatus of cylinder inside |
JP2003156563A (en) * | 2001-11-20 | 2003-05-30 | Applied Engineering Inc | Dark current compensation type ion chamber current measuring device |
JP2008145264A (en) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Aloka Co Ltd | Radiation measuring apparatus |
JP2011080862A (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | Radiation monitor |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109490936A (en) * | 2018-12-28 | 2019-03-19 | 西安中核核仪器有限公司 | Integrate the γ radiation chamber detection system and method for low energy type and high energy type |
CN109490936B (en) * | 2018-12-28 | 2023-08-18 | 西安中核核仪器股份有限公司 | Gamma radiation ionization chamber detection system and method integrating low energy type and high energy type |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016095245A (en) | 2016-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9588161B2 (en) | Ionization balance device with shielded capacitor circuit for ion balance measurements and adjustments | |
US20070103174A1 (en) | Direct current test apparatus | |
US8354847B2 (en) | Electrometer with in-measurement range adjustment and methods thereof for measuring electrostatic charge | |
US9835654B2 (en) | Current-measurement device | |
KR102182191B1 (en) | Wide dynamic range bidirectional integrating electrometer with low leakage solidstate reset and range change operating over an extended temperature range | |
US9134191B2 (en) | Resistive device comprising a silicon-nanowire-comprising strain gauge and method for optimizing the electrical consumption of such a device | |
JP4814775B2 (en) | Radiation measurement equipment | |
JP5829745B1 (en) | Radiation measurement equipment | |
US7482829B2 (en) | Electric power applying circuit and test apparatus | |
JP5502597B2 (en) | Impedance detection circuit and impedance detection method | |
KR19990028294A (en) | Charge rate electrometer | |
US20120069485A1 (en) | Method and device for automatic positive and negative ion balance control in a bipolar ion generator | |
TWI644107B (en) | Readout circuit for sensor and readout method therefor | |
US10191159B2 (en) | Radiation measurement device | |
JP4069158B1 (en) | Charge amplifier, charge amplifier device, and bias current compensation method | |
JP2014010028A (en) | Battery impedance measuring device and method | |
TWI744422B (en) | Photon detector | |
Knyziak et al. | Measurement methods of ionization current and electric charges in radiation dosimetry | |
KR101919345B1 (en) | Non-linear electrical conductivity measuring device and its method | |
JP2013088380A (en) | Portable radiation detector | |
JP6833365B2 (en) | Water level measuring device and manufacturing method of water level measuring device | |
CN113614548B (en) | Amplifier device for amplifying small currents | |
JP2017096886A (en) | Piezoelectric sensor | |
KR20170032089A (en) | Apparatus for measuring strain using feedback controlling | |
JP6038008B2 (en) | Radiation measurement circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150924 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151020 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151022 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5829745 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |