JP5861803B1 - 放射線検出装置、放射線量計測処理方法、及び放射線量計測処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
[全体構成]
図1は、本発明の実施の形態1である放射線検出装置の全体構成を示す模式図である。図1に示すように、放射線検出装置1は、放射線検出部2と信号処理部3とを有する。放射線検出部2は、シンチレータ4、ライトガイド5、及び受光素子6を有する。また、信号処理部3は、確率共鳴部7及び演算部8を有する。
図2は、確率共鳴部7の詳細構成を示すブロック図である。図2に示すように、確率共鳴部7は、4つの確率共鳴基本部40a〜40d、加算部30、及び波形再生部50を有する。4つの確率共鳴基本部40a〜40dは、並列接続され、入力信号Vinがそれぞれ入力される。
つぎに、確率共鳴部7内の信号波形をもとに確率共鳴部7の処理について説明する。まず、図3は、入力信号Vinの時間波形を示す図である。図3に示すように、入力信号Vinには、雑音に埋もれてはいるものの、受光素子6が検出したパルス状放射線検出信号Pが期間taに存在する。このパルス状放射線検出信号Pは雑音に埋もれた微弱信号であるため、従来は検出できなかった。
上述した実施の形態1では、4つの確率共鳴基本部40a〜40dを並列化した構成であったが、1つの確率共鳴基本部40aのみによっても確率共鳴部7を構成することができる。
上述した実施の形態1,2は、信号処理部3を電子回路などのハードウェア構成としていたが、本実施の形態3では、信号処理部3に対応する処理を、ソフトウェアによるデジタル信号処理を行うようにしている。また、このデジタル信号処理は、放射線量計測処理プログラムによって実行されるようにしている。この場合、高速なA/D変換素子などを用いて入力信号Vinを直接、A/D変換してCPU及びメモリを含む演算装置に取り込み、メモリに保持された放射線量計測プログラムを用いて、CPUが、一連の放射線量計測処理、すなわちノイズ加算処理、閾値処理、加算処理、波形再生処理、放射線量計測処理などを実行する。なお、CPU及びメモリを含む演算装置及び放射線量計測処理プログラムは信号処理部3として構成されることが好ましい。また、CPUは、確率共鳴部7の処理のみをプログラムを用いて実行するようにしてもよい。
2 放射線検出部
3 信号処理部
4 シンチレータ
5 ライトガイド
6 受光素子
7,17 確率共鳴部
8 演算部
10a〜10d ノイズ加算部
11a〜11d ノイズ加算器
12a〜12d ノイズ源
20a〜20d 閾値処理部
21a〜21d 閾値電圧源
22a〜22d 比較器
30 加算部
40a〜40d 確率共鳴基本部
50,60 波形再生部
P パルス状放射線検出信号
P1 パルス状信号
P2 段階状信号
P3 波形再生信号
R 放射線
ta 期間
Va1〜Va4 ノイズ加算信号
Vad 加算信号
Vc1〜Vc4 閾値処理信号
Vin 入力信号
Vn1〜Vn4 ノイズ信号
Vout 出力信号
Vth1〜Vth4 閾値信号
Claims (13)
- 外部から入射する放射線に応じて放射線量を演算し、該演算した放射線量を表示部または通信部に出力する放射線検出装置であって、
外部から入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するシンチレータと、
前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した入力信号を出力する受光素子と、
前記受光素子が出力した入力信号に確率共鳴現象を生じさせて波形再生した波形再生信号を出力する確率共鳴部と、
前記確率共鳴部が生成した波形再生信号に基づいて放射線量を計測する計測処理を行う演算部と、
を備え、
前記確率共鳴部は、
前記入力信号にノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算処理を行うノイズ加算部と、
前記ノイズ加算部が生成したノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行う閾値処理部と、
前記閾値処理部から出力されたパルス信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生処理を行う波形再生部と、
を備えたことを特徴とする放射線検出装置。 - 外部から入射する放射線に応じて放射線量を演算し、該演算した放射線量を表示部または通信部に出力する放射線検出装置であって、
外部から入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するシンチレータと、
前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した入力信号を出力する受光素子と、
前記受光素子が出力した入力信号に確率共鳴現象を生じさせて波形再生した波形再生信号を出力する確率共鳴部と、
前記確率共鳴部が生成した波形再生信号に基づいて放射線量を計測する計測処理を行う演算部と、
を備え、
前記確率共鳴部は、
前記入力信号にノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算部と、
前記ノイズ加算部が生成したノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行う閾値処理部と、
を有した確率共鳴基本部を並列配置した複数の確率共鳴基本部と、
各確率共鳴基本部から出力されたパルス信号の同期した期間同士を加算したパルス加算信号を出力するパルス加算部と、
前記パルス加算部が出力したパルス加算信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生処理を行う波形再生部と、
を備えたことを特徴とする放射線検出装置。 - 前記ノイズ加算部、前記閾値処理部は、前記入力信号の時系列のサンプリングデータの1サンプリングデータ毎に、ノイズ加算処理、閾値処理をそれぞれ行うことを特徴とする請求項1または2に記載の放射線検出装置。
- 前記波形再生部、前記演算部は、前記入力信号の過去の時系列のサンプリングデータをメモリに保持して、波形再生処理、計測処理をそれぞれ行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の放射線検出装置。
- 前記受光素子が、半導体受光素子であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の放射線検出装置。
- 外部から入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するステップと、
前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した入力信号を出力するステップと、
前記入力信号にノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算処理を行うステップと、
前記ノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行うステップと、
前記パルス信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生処理を行うステップと、
前記波形再生信号に基づいて放射線量を計測する計測処理を行うステップと、
計測した放射線量を表示部または通信部に出力するステップと、
を含むことを特徴とする放射線量計測処理方法。 - 外部から入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するステップと、
前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した入力信号を出力するステップと、
前記入力信号を複数に分岐し、分岐された各入力信号に対してノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算処理を行うステップと、
前記ノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行うステップと、
各パルス信号の同期した期間同士を加算したパルス加算信号を出力するステップと、
前記パルス加算信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生処理を行うステップと、
前記波形再生信号に基づいて放射線量を計測する計測処理を行うステップと、
計測した放射線量を表示部または通信部に出力するステップと、
を含むことを特徴とする放射線量計測処理方法。 - 前記ノイズ加算処理及び前記閾値処理が、前記入力信号の時系列のサンプリングデータの1サンプリングデータ毎に行われることを特徴とする請求項6または7に記載の放射線量計測処理方法。
- 前記波形再生処理及び前記計測処理が、前記入力信号の過去の時系列のサンプリングデータをメモリに保持して行われることを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の放射線量計測処理方法。
- プロセッサに、
外部から入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するステップと、
前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した入力信号を出力するステップと、
前記入力信号にノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算処理を行うステップと、
前記ノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行うステップと、
前記パルス信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生処理を行うステップと、
前記波形再生信号に基づいて放射線量を計測する計測処理を行うステップと、
計測した放射線量を表示部または通信部に出力するステップと、
の各ステップを実行させることを特徴とする放射線量計測処理プログラム。 - プロセッサに、
外部から入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するステップと、
前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した入力信号を出力するステップと、
前記入力信号を複数に分岐し、分岐された各入力信号に対してノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算処理を行うステップと、
前記ノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行うステップと、
各パルス信号の同期した期間同士を加算したパルス加算信号を出力するステップと、
前記パルス加算信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生処理を行うステップと、
前記波形再生信号に基づいて放射線量を計測する計測処理を行うステップと、
計測した放射線量を表示部または通信部に出力するステップと、
の各ステップを実行させることを特徴とする放射線量計測処理プログラム。 - 前記ノイズ加算処理及び前記閾値処理が、前記入力信号の時系列のサンプリングデータの1サンプリングデータ毎に行われることを特徴とする請求項10または11に記載の放射線量計測処理プログラム。
- 前記波形再生処理及び前記計測処理が、前記入力信号の過去の時系列のサンプリングデータをメモリに保持して行われることを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の放射線量計測処理プログラム。
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