JP6478754B2 - 放射能測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、被測定試料の放射能強度を測定する放射能測定装置に関するものである。

従来の放射能測定装置は、被測定試料に含まれる放射性核種から放出される放射線を検出する放射線検出器と、放射線検出器の出力を処理して被測定試料の放射能強度（原子核の壊変速度）を計算する演算装置などを備えている。

例えば特許文献１に開示された放射能測定装置の演算装置は、放射線検出器の出力を処理して得られるエネルギスペクトルを基に放射線の散乱線強度と直接線強度を求め、これらを用いて被測定試料の密度値を計算している。そして、その密度値を用いて放射線減衰量を計算し、その放射線減衰量等を用いて放射能強度を計算している。

特開２００１−２６４４９３号公報（図４）

しかし、特許文献１に開示された放射能強度の計算方法は被測定試料内で放射能分布が均一であるという前提で行われている。従って、試料内の放射能分布が均一でなく、例えば特定の箇所に偏在しているような場合には、放射能強度を高精度に計算できないという問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、被測定試料内で放射能分布が均一でない場合であっても放射能強度を高精度に測定可能な放射能測定装置を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る放射能測定装置は、
被測定試料から放出される放射線を検出して信号パルスを出力する一対の放射線検出器と、
一対の放射線検出器によりそれぞれ出力される信号パルスの数を計数してパルス計数値を出力するパルス計数部と、
パルス計数部により単位時間当たりに出力されるパルス計数値の比と、一対の放射線検出器の有感部どうしを結ぶ直線が被測定試料を通過する距離とを用いて、直線上の放射能分布の重心位置と放射能強度を計算するように構成された演算装置とを備える。

本発明によれば、一対の放射線検出器の有感部どうしを結ぶ直線上の放射能分布の重心位置が計算されるので、計算された重心位置と放射線検出器との間の距離が得られ、さらに重心位置から放出される放射線が被測定試料により減弱される量が得られるので、被測定試料内で放射能分布が均一でない場合であっても放射能強度を高精度に測定することが可能となる。

本発明の実施の形態１による放射能測定装置を示すブロック図である。 一対の検出素子の有感部どうしを結ぶ直線上の放射能分布を示す図である。 被測定試料中の放射線源の位置に応じた計数値の変化の例を示すグラフである。 図３の計数値の比を示すグラフである。 本発明の実施の形態２による放射能測定装置を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３による放射能測定装置の一部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態３による放射能測定装置の一部を示す平面図である。 本発明の実施の形態４による放射能測定装置を示すブロック図である。 被測定試料が円形でない場合の放射能測定方法を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同一または同様の構成には同一の符号を付している。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による放射能測定装置１００を示すブロック図である。
放射能測定装置１００は、一対の検出素子１１，１２と、増幅器２１，２２と、エネルギ弁別器３１，３２と、パルス計数回路４１，４２と、密度測定部５０と、寸法測定部６０と、演算装置７０とを備える。

放射能測定装置１００は、被測定試料１１０の放射能強度を測定するように構成されている。被測定試料１１０は特定の形状を有する容器１２０内に配置されている。実施形態では、容器１２０は平面視で（または断面形状が）円形を有する。被測定試料１１０は容器１２０内に充填された流体または粉体であってもよい。容器１２０は、底面に凹部が形成されたマリネリ容器であってもよい。なお、被測定試料１１０は固体であってもよく、この場合、容器１２０は必ずしも必要ではない。

検出素子１１，１２は、被測定試料１１０の（または容器１２０の）外側であって近傍に対向して配置されている。検出素子１１，１２は同一のものとみなすことができる。検出素子１１，１２は、放射線に対して感度を有する有感部１１ａ，１２ａにより、ガンマ線、特性Ｘ線などの放射線を検出するように構成されている。実施形態では、有感部１１ａ，１２ａどうしを結ぶ直線１０００（図１の一点鎖線）が円の中心Ｏを通る。

検出素子１１，１２は、低エネルギ、例えば１００ｋｅＶ以下（または約１００ｋｅＶ以下）のエネルギを有する放射線を検出するように構成されてもよい。検出素子１１，１２としては、有感部１１ａ，１２ａとしてシリコン、ゲルマニウム等を有する半導体検出器、または、有感部１１ａ，１２ａとしてヨウ化ナトリウム、ヨウ化セシウム等を有するシンチレータが用いられてもよい。検出素子１１，１２は、これらに動作電圧を印加するための高圧直流電源に接続されていてもよい。

増幅器２１，２２は、それぞれ検出素子１１，１２に接続されており、放射線が検出素子１１，１２の有感部１１ａ，１２ａに入射することにより発生した電荷を増幅するように構成されている。増幅器２１，２２としては、検出素子１１，１２が半導体検出器である場合にはプリアンプと波形整形アンプの組み合わせが用いられてもよく、検出素子１１，１２がシンチレータである場合には光電子増倍管が用いられてもよい。

検出素子１１，１２が半導体検出器である場合、有感部１１ａ，１２ａに放射線が入射すると電荷が発生し、信号パルスとして出力される。この場合、検出素子１１，１２が、放射線を検出して信号パルスを出力する「放射線検出器」に相当する。検出素子１１，１２がシンチレータである場合、有感部１１ａ，１２ａに放射線が入射するとシンチレーション光が発生し、これが増幅器２１，２２である光電子増倍管で光電変換および増幅されて信号パルスとして出力される。この場合、検出素子１１，１２と増幅器２１，２２の組み合わせが「放射線検出器」に相当する。放射線検出器により出力される電圧パルスの高さ（波高）は、検出素子１１，１２の有感部１１ａ，１２ａに付与されるエネルギに比例する。

検出素子１１，１２を含む放射線検出器は、周辺環境からのバックグラウンドを遮蔽するように、鉛等で構成された遮蔽体に覆われている。遮蔽体は、１００ｋｅＶを超えるエネルギの放射線は透過し、１００ｋｅＶ以下のエネルギの放射線は相互作用を生じて吸収される厚さを有していてもよい。

エネルギ弁別器（波高弁別器）３１，３２は、それぞれ増幅器２１，２２に接続されており、増幅器２１，２２から出力される信号パルスのうち適切な高さの信号パルスのみを弁別するように構成されている。具体的には、エネルギ弁別器３１，３２は、被測定試料１１０の特定のエネルギ領域（例えば被測定試料１１０の放射性核種から放出される放射線のエネルギ領域）に相当する信号パルスのみを通過させ、それ以外のエネルギに相当する信号パルスを除去するように構成されている。

なお、実施形態１においてエネルギ弁別器３１，３２は必須の構成ではないが、エネルギ弁別器３１，３２が放射線の特定のエネルギ領域に相当する信号パルスのみを通過させることにより、バックグラウンドなどのノイズを効率良く除去でき、測定を高精度に行うことができる。

パルス計数回路（パルス計数部）４１，４２は、それぞれエネルギ弁別器３１，３２に接続されており、一定の計測時間、エネルギ弁別器３１，３２により弁別された信号パルスの数を計数してパルス計数値を出力するように構成されている。パルス計数回路４１，４２としては、マルチチャンネルアナライザ、スケーラ、カウンタが用いられてもよい。

密度測定部５０は、被測定試料１１０の体積と質量から求められる密度を測定するように構成されている。密度測定部５０は、容積が一定である容器と質量計を有していてもよい。密度測定部５０は、予め測定した密度の情報を演算装置７０に送信する。なお、被測定試料１１０の密度が別の方法で予め測定されている場合には、密度測定部５０を設けず、演算装置７０に設けられる入力部にオペレータが直接に当該密度を入力するようにしてもよい。

寸法測定部６０は、検出素子１１，１２の有感部１１ａ，１２ａどうしを結ぶ直線１０００が（平面視で）被測定試料１１０を通過する距離ｄを測定するように構成されている。被測定試料１１０が円筒形の容器１２０内に充填されている場合、寸法測定部６０は容器１２０の内径を格納するメモリである。被測定試料１１０の形状が変化する場合、画像入力装置、変位センサ等を利用して被測定試料１１０の寸法を計測できるようにした装置を寸法測定部６０とすることもできる。寸法測定部６０は、予め測定した寸法（距離ｄ）の情報を演算装置７０に送信する。なお、被測定試料１１０の寸法が別の方法で予め測定されている場合には、寸法測定部６０を設けず、演算装置７０に設けられる入力部にオペレータが直接に当該寸法を入力するようにしてもよい。

演算装置７０は、パルス計数回路４１，４２、密度測定部５０および寸法測定部６０に接続されている。演算装置７０は、ＣＰＵ（中央演算装置）、メモリなどを有する。密度測定部５０と寸法測定部６０の測定結果等は、演算装置７０のメモリに格納される。演算装置７０は、上記の通りオペレータが入力を行うための入力部を有していてもよい。

実施形態１で、演算装置７０は、メモリに格納されたプログラムに従って以下のステップＳ０，Ｓ１を実行するように構成されている。なお、ステップＳ０は、実施形態２〜４でも実施されるものとする。
（Ｓ０）密度測定部５０から出力された被測定試料１１０の密度を基に、被測定試料１１０の線減弱係数λを計算する。
（Ｓ１）パルス計数回路４１，４２により単位時間当たりに出力されるパルス数（パルス計数率）Ｃ_１，Ｃ_２の比Ｃ_１／Ｃ_２と、寸法測定部６０から出力された距離ｄを用いて、有感部１１ａ，１２ａどうしを結ぶ直線１０００上の放射能分布１１００（図２を参照）の重心位置（以下、放射能重心Ｇと称す）と放射能強度Ａを計算する。

次に、上記ステップＳ１について詳しく説明する。

以下の説明では、図１に示すように、検出素子１１の有感部１１ａから放射能重心Ｇまでの距離をｘ_１、検出素子１２の有感部１２ａから放射能重心Ｇまでの距離をｘ_２とする。また、被測定試料１１０の放射性核種から放出される放射線の一壊変当たりの放出率をｒ、検出効率（全立体角のうち、放射能重心Ｇから有感部１２ａ，１２ｂを見たときの立体角の割合）をｋ_１，ｋ_２とする。

線減弱係数λは、被測定試料１１０から放出される放射線のエネルギと試料の材質と密度から決定される。具体的には、線減弱係数λは、密度測定部５０により測定された被測定試料１１０の密度を質量減弱係数に乗じることにより得ることができる。例えば「アイソトープ便覧」（日本アイソトープ協会編、１９８４年）に、Ｘ線・ガンマ線のエネルギに対する様々な物質の質量減弱係数が掲載されている。また、一壊変あたりの放出率ｒは被測定試料１１０の核種固有の値であり、「アイソトープ手帳第１１版」（日本アイソトープ協会編、２０１１年）等のアイソトープに関する文献から求めることができる。例えば、セシウム１３７から放出される３２．１ｋｅＶの特性Ｘ線では、一壊変あたりの放出率ｒが５．８％である。

ここで、放射能強度Ａ_０の放射線が線減弱係数λの試料中を距離ｘ進んだ場合の放射能強度Ａは、下記の式（１）で表される。
Ａ＝Ａ_０・ｅｘｐ（−λ・ｘ） …（１）

また一般に、計数率は、検出効率、放射線の放出率、放射能強度の積で表される。したがって、計数率Ｃ_１，Ｃ_２は、下記の式（２），（３）で表される。
Ｃ_１＝ｋ_１・ｒ・Ａ・ｅｘｐ（−λ・ｘ_１） …（２）
Ｃ_２＝ｋ_２・ｒ・Ａ・ｅｘｐ（−λ・ｘ_２） …（３）

放射能重心Ｇから有感部１１ａ，１２ａを見る面積をそれぞれＳ_１，Ｓ_２とすると、検出効率ｋ_１，ｋ_２は、下記の式（４），（５）で表される。
ｋ_１＝Ｓ_１／（４π・ｘ_１ ^２） …（４）
ｋ_２＝Ｓ_２／（４π・ｘ_２ ^２） …（５）

式（４），（５）を用いて式（２），（３）を書き換えると、下記の式（６），（７）が得られる。
Ｃ_１＝｛Ｓ_１／（４π・ｘ_１ ^２）｝・ｒ・Ａ・ｅｘｐ（−λ・ｘ_１） …（６）
Ｃ_２＝｛Ｓ_２／（４π・ｘ_２ ^２）｝・ｒ・Ａ・ｅｘｐ（−λ・ｘ_２） …（７）

式（６），（７）より、検出素子１１，１２に対応する計数率の比Ｃ_１／Ｃ_２は、下記の式（８）で表される。
Ｃ_１／Ｃ_２＝｛Ｓ_１・ｅｘｐ（−λ・ｘ_１）／（ｘ_１ ^２）｝／｛Ｓ_２・ｅｘｐ（−λ・ｘ_２）／（ｘ_２ ^２）｝ …（８）

検出素子１１，１２を同一のものとみなすことができる場合、面積Ｓ_１，Ｓ_２は等しい。このとき、式（８）は下記の式（９），（１０）で表される。
Ｃ_１／Ｃ_２＝｛ｘ_２ ^２／ｘ_１ ^２｝・ｅｘｐ｛−λ・（ｘ_１−ｘ_２）｝ …（９）
ｘ_１＋ｘ_２＝ｄ …（１０）

２つの未知数（ｘ_１，ｘ_２）に対する連立方程式（９），（１０）を解くことにより、ｘ_１とｘ_２を求め、すなわち放射能分布１１００の重心位置Ｇを求めることができる。

一方、ｘ_１とｘ_２が求められると、式（６）または式（７）により下記の式（１１）で表される放射能強度Ａを求めることができる。
Ａ＝｛４π・ｘ_１ ^２・Ｃ_１｝／｛Ｓ_１・ｒ・ｅｘｐ（−λ・ｘ_１）｝ …（１１）

以上のように、実施形態１によれば、一対の検出素子１１，１２の有感部１１ａ，１２ａどうしを結ぶ直線１０００上の放射能分布１１００の重心位置Ｇが計算されるので、これを用いて被測定試料１１０の調整等を行うことにより、被測定試料１１０内で放射能分布が均一でない場合であっても放射能強度Ａを高精度に測定することが可能となる。

また、一般に、低エネルギ（例えば１００ｋｅＶ以下）の放射線を測定する場合、被測定試料の構成材料に放射線が吸収されて減衰する自己遮蔽効果が顕著に表れて、測定精度が低下するため、これを補正する方法が適宜実施される。一方、実施形態１において自己遮蔽効果が大きいことは、検出素子１１，１２の出力に対応する計数率の比Ｃ_１／Ｃ_２の、放射能重心Ｇの（円の中心Ｏからの）変位に対する変化が大きいことを意味する。すなわち、放射能重心Ｇを求める上での感度が増大するため、放射能強度Ａをより高精度に求めることができる。

図３は、被測定試料１１０中の放射線源の位置に応じた計数値の変化の例を示すグラフである。グラフの横軸は検出素子１１から放射線重心Ｇまでの距離ｘ_１を示し、縦軸は計数値を常用対数のスケールで示す。
被測定試料１１０は、円筒形の容器１２０内に封入された水（密度１ｇ／ｃｍ^３）であるとし、被測定試料１１０には３２．１ｋｅＶの特性Ｘ線を放出するセシウム１３７が含まれるものとする。また、容器１２０の円の直径ｄを１０ｃｍとし、測定時間１０分とする。計数値は計数率に時間を乗じたものであるので、ｃ_１＝Ｃ_１×６００(秒)であり、ｃ₂＝Ｃ₂×６００(秒)である。図３から、計数値ｃ_１，ｃ_２はともに放射線源の位置に応じて大きく変化することがわかる。

図４は、図３の計数値の比ｃ_１／ｃ_２を示すグラフである。
放射線源の位置に応じて、計数値の比ｃ_１／ｃ_２はおよそ６桁変化することがわかる。すなわち、放射線源の位置の変化に対する計数値の比ｃ_１／ｃ_２の変化が大きいので、放射線源の位置（放射線重心Ｇの位置）を高精度に求めることができる。その結果、放射能強度Ａをより高精度に求めることができる。

さらに、低エネルギの放射線を測定する場合、遮蔽体の厚さを低下させることができる。これにより、放射能測定装置１００を軽量化することができると共に低コスト化することができる。

例えば、被測定試料１１０に放射性核種としてセシウム１３７が含まれる例を考える。セシウム１３７からは、エネルギ６６２ｋｅＶのガンマ線のほか、エネルギが３２．１ｋｅＶや３６．５ｋｅＶの特性Ｘ線が放出される。６６２ｋｅＶのガンマ線を測定対象とする場合、周辺環境からのバックグラウンド放射線も６６２ｋｅＶ付近のガンマ線を低減する必要がある。それゆえ、遮蔽体は充分に厚くする必要があり、従って重量化する。例えば、６６２ｋｅＶのガンマ線の強度を１／１００に減衰させるために必要な鉛の厚さは３ｃｍから４ｃｍ程度である。従って、放射線検出器全体をこの遮蔽体で囲むと仮定すると、典型的には、遮蔽体だけで少なくとも１００ｋｇ以上の重量となる。

一方、セシウム１３７から放出される３２．１ｋｅＶの特性Ｘ線を測定対象とした場合、強度を１／１００に減衰させるのに必要な鉛の厚さは０．５ｍｍ以下である。すなわち、実質的に厚さ数ｍｍの筐体のみで充分な遮蔽が可能となるため、追加の遮蔽体が不要となり、大幅な重量削減が可能となる。これにより、放射能測定装置１００を軽量化することができると共に低コスト化することができる。

なお、検出素子１１，１２には６６２ｋｅＶのガンマ線も入射するのでこれがバックグラウンド要因になる可能性がある。実施形態１で、検出素子１１，１２の厚さは、１００ｋｅＶを超えるエネルギの放射線は透過し、１００ｋｅＶ以下のエネルギの放射線は高い相互作用を起こして吸収される大きさに設定されているので、６６２ｋｅＶのガンマ線はほとんど透過して検出されないが、３２ｋｅＶの特性Ｘ線は検出される。これにより、３２ｋｅＶのみを選択的に測定することができるため、高い測定精度を確保できる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２による放射能測定装置２００を示すブロック図である。
放射能測定装置２００は、被測定試料１１０を回転させる回転機構８０と、その回転角度を検出する回転角検出部９０とを備えている。放射能測定装置２００のその他の構成は、実施形態１による放射能測定装置１００と同じであり、説明と図面では実施形態１で用いた符号と同じ符号を付して説明を省略する。

回転機構８０は、被測定試料１１０が載置される回転台８１と、この回転台８１に取り付けられたモータ（の出力軸）８２とを有する。モータ８２の出力軸は円の中心Ｏに取り付けられており、すなわち円の中心Ｏが回転中心となる。演算装置７０は、図示しない電源に制御信号を送信してモータ８２を駆動する。モータ８２は、ステッピングモータであってもよい。回転角検出部９０は、モータ８２の回転角度を検出するロータリーエンコーダであってもよい。また、モータ８２と回転角検出部９０の機能を併せ持つ、エンコーダが組み込まれたサーボモータが設けられてもよい。

実施形態２で、演算装置７０は、メモリに格納されたプログラムに従って以下のステップＳ１〜Ｓ５を実行するように構成されている。
（Ｓ１）回転角０度で出力される計数率Ｃ_１，Ｃ_２の値をメモリに格納する。
（Ｓ２）実施形態１で説明した式（１）から式（１１）に基づいて、検出素子１１，１２を結ぶ直線１０００上の放射能重心Ｇ_１と放射能強度Ａ_１を計算し、メモリに格納する。
（Ｓ３）モータ８２により被測定試料１１０が検出素子１１，１２に対して所定角度だけ回転した状態で検出素子１１，１２による検出を行い、検出素子１１，１２の出力に対応する計数率Ｃ_１，Ｃ_２の値を演算装置７０のメモリに格納する。
（Ｓ４）検出素子１１，１２を結ぶ直線１０００上の放射能重心Ｇ_２と放射能強度Ａ_２を計算し、メモリに格納する。
（Ｓ５）被測定試料１１０の回転角度が３６０度以上となるまで、ステップＳ２〜Ｓ４をｎ回繰り返し実施する。

回転角検出部９０により検出される被測定試料１１０の回転角度と、検出素子１１，１２の出力（最終的にはパルス計数回路４１，４２の出力）とを対応させることにより、各回転角度に応じて、直線１０００上の放射能重心Ｇ_１，Ｇ_２…，Ｇ_ｎと放射能強度Ａ_１，Ａ_２…，Ａ_ｎのデータが得られる。放射能重心Ｇ_１，Ｇ_２…，Ｇ_ｎのデータを用いて放射能重心Ｇを求めるために、例えば以下の２つの方法が考えられる。
（方法１）放射能強度Ａ_１，Ａ_２…，Ａ_ｎの最大値に対応する放射能重心Ｇ_ｉ（ｉは１以上ｎ以下の整数）が、放射能重心Ｇであるとする。
（方法２）下記の式（１２）で計算される位置を放射能重心Ｇとする。

実施形態２によれば、被測定試料１１０全体にわたって測定を行うことにより、実施形態１よりも正確に放射能重心Ｇを求めることができる。なお、ステップＳ３で回転角度のステップを小さくするほど放射能重心Ｇを正確に求めることができる。

なお、実施形態２では、被測定試料１１０を回転させる回転機構を設けたが、被測定試料１１０と検出素子１１，１２とが相対的に回転すれば被測定試料１１０全体にわたって測定を行うことができるので、被測定試料１１０を固定して検出素子１１，１２を回転させる回転機構を設けてもよい。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３による放射能測定装置３００の一部を示す斜視図である。図７は、放射能測定装置３００の一部を示す平面図である。図６、図７では、増幅器２１，２２以降の回路構成については図示を省略している。
放射能測定装置３００では、複数対の検出素子１１，１２が被測定試料１１０の周囲全体にわたって配置されている。放射能測定装置３００のその他の構成は、実施形態１による放射能測定装置１００と同じである。図７に示すように、各一対の検出素子１１，１２（の有感部）どうしを結ぶ直線１０００は被測定試料１１０の中心Ｏを通る。

実施形態３で、演算装置７０は、メモリに格納されたプログラムに従って、次のステップを実行するように構成されている。すなわち、実施形態１で説明した式（１）から式（１１）に基づいて、各一対の検出素子１１，１２を結ぶ直線１０００上の放射能重心Ｇ_１，Ｇ_２…，Ｇ_ｍと放射能強度Ａ_１，Ａ_２…，Ａ_ｍを計算し、メモリに格納する。なお、ｍは検出素子の数の半分に等しい。

実施形態３によれば、実施形態２と同様に、被測定試料１１０全体にわたって測定を行うことにより、放射能重心Ｇを正確に求めることができる。特に、実施形態３によれば、実施形態２のように被測定試料１１０を回転させながら複数回の測定を行う必要がなく、すべての検出素子１１，１２で同時に測定を行うことができるので、測定時間を大幅に短縮できる。なお、配置する検出素子１１，１２の数を増やすほど、放射能重心Ｇを正確に求めることができる。

実施の形態４．
図８は、本発明の実施の形態４による放射能測定装置４００を示すブロック図である。
実施形態１〜３では、一対または複数対の検出素子を用いて放射線の検出を行った。放射能測定装置４００では、１つの検出素子１１により一対の検出素子を代用する。放射能測定装置４００は、検出素子が１つであることに対応して、増幅器、エネルギ弁別器、パルス計数回路をそれぞれ１つ備える。また、放射能測定装置４００は、実施形態２による放射能測定装置２００と同様に回転機構８０と回転角検出部９０を備える。

実施形態４で、演算装置７０は、メモリに格納されたプログラムに従って以下のステップＳ１〜Ｓ３を実行するように構成されている。
（Ｓ１）回転角０度で出力される計数率Ｃ_１の値をメモリに格納する。
（Ｓ２）モータ８２により被測定試料１１０が検出素子１１に対して１８０度だけ回転した状態で検出素子１１による検出を再度行い、その出力に対応する計数率Ｄ_１の値を演算装置７０のメモリに格納する。図８に示すように、回転後の被測定試料１１０の放射能重心Ｇ_Ｄから検出素子１１の有感部１１ａまでの距離はｘ_２に等しく、従って計数率Ｄ_１は実施形態１で測定された計数率Ｃ_２に等しい。
（Ｓ３）そこで、実施形態１で説明した式（１）から式（１１）に基づいて、有感部１１ａと円の中心Ｏ（回転中心）を結ぶ直線１０００上の放射能重心Ｇと放射能強度Ａを計算し、メモリに格納する。

実施形態４によれば、有感部１１ａと円の中心Ｏ（回転中心）とを結ぶ直線１０００上の放射能分布１１００の重心位置Ｇが計算されるので、実施形態１と同様に放射能強度Ａを高精度に測定することが可能となる。特に、実施形態４によれば、実施形態１と比較して、検出素子、増幅器、エネルギ弁別器、パルス計数回路が１つずつ不要となるため、装置全体のコストを大幅に低減することができる。

なお、実施形態２で説明したように、被測定試料１１０を回転させる回転機構の代わりに、被測定試料１１０を固定し、検出素子１１を回転させる回転機構を設けてもよい。

以上、上記実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。また、上記実施形態には種々の変形、改良が加えられてよく、従って上記実施形態には種々の変形例が存在する。

例えば、上記実施形態では、一対の検出素子１１，１２の有感部１１ａ，１１ｂどうしを結ぶ直線１０００が円の中心Ｏを通る構成としたが、円の中心Ｏを通らない場合であっても、式（１０）に対応してｘ_１＋ｘ_２の値が既知であれば、式（９）を解いて放射能重心Ｇと放射能強度Ａを計算できる。

また、上記実施形態では、被測定試料１１０が平面視で（または断面形状が）円形である例について説明したが、円形でない場合であっても、被測定試料１１０（または容器１２０）の形状と、被測定試料１１０と検出素子１１，１２との位置関係が既知であれば（または、当該形状と位置関係を予め計測することにより）寸法（距離ｄ）を求めることができ、これに基づいて放射能重心Ｇと放射能強度Ａを計算できる。例えば図９に示すように被測定試料１１０が平面視で正方形である場合、寸法は検出素子１１，１２を配置する位置に応じて距離ｄ_１〜ｄ_５のように変化する。

１１，１２ 検出素子、 ２１，２２ 増幅器、 ３１，３２ エネルギ弁別器、 ４１，４２ パルス計数回路、 ５０ 密度測定部、 ６０ 寸法測定部、 ７０ 演算装置、 ８０ 回転機構、 ９０ 回転角検出部、 １００，２００，３００，４００ 放射能測定装置、 １１０ 被測定試料、 １２０ 容器

Claims (8)

1. 被測定試料から放出される放射線を検出して信号パルスを出力する一対の放射線検出器と、
   前記放射線検出器により出力される信号パルスのうち、特定のエネルギ領域に相当する信号パルス以外の信号パルスを除去するエネルギ弁別器と、
   前記一対の放射線検出器によりそれぞれ出力され、前記エネルギ弁別器によって前記特定のエネルギ領域に相当する信号パルス以外の信号パルスが除去された信号パルスの数を計数してパルス計数値を出力するパルス計数部と、
   前記パルス計数部により単位時間当たりに出力されるパルス計数値の比と、前記一対の放射線検出器の有感部どうしを結ぶ直線が前記被測定試料を通過する距離とを用いて、前記直線上の放射能分布の重心位置と放射能強度を計算するように構成された演算装置と、
   前記被測定試料と前記一対の放射線検出器とを相対回転させる回転機構とを備え、
   前記演算装置は、複数の相対回転角に応じて、前記直線上の前記放射能分布の重心位置と前記放射能強度を複数回計算するように構成されたことを特徴とする、
   放射能測定装置。
2. 前記演算装置は、複数の前記相対回転角に応じて計算された前記直線上の前記放射能分布のうち、前記放射能強度が最大となる前記相対回転角に対応する前記直線上の前記放射能分布の重心位置を、複数の前記相対回転角に対応する複数の前記直線によって構成される面上の前記被測定試料内の放射能分布の重心位置として求めるように構成されたことを特徴とする、
   請求項１に記載の放射能測定装置。
3. 被測定試料から放出される放射線を検出して信号パルスを出力する複数対の放射線検出器と、
   前記放射線検出器により出力される信号パルスのうち、特定のエネルギ領域に相当する信号パルス以外の信号パルスを除去するエネルギ弁別器と、
   前記複数対の放射線検出器によりそれぞれ出力され、前記エネルギ弁別器によって前記特定のエネルギ領域に相当する信号パルス以外の信号パルスが除去された信号パルスの数を計数してパルス計数値を出力するパルス計数部と、
   前記パルス計数部により単位時間当たりに出力されるパルス計数値の比と、前記複数対の放射線検出器のうち各一対の放射線検出器の有感部どうしを結ぶ直線が前記被測定試料を通過する距離とを用いて、前記直線上の放射能分布の重心位置と放射能強度を計算するように構成された演算装置とを備え、
   前記演算装置は、前記複数対の放射線検出器に対応して、前記直線上の前記放射能分布の重心位置と前記放射能強度を複数組計算するように構成されたことを特徴とする、
   放射能測定装置。
4. 前記演算装置は、前記複数対の放射線検出器に対応して計算された前記直線上の前記放射能分布の重心位置のうち、前記放射能強度が最大となる放射線検出器の対に対応する前記直線上の前記放射能分布の重心位置を、複数対の放射線検出器に対応する複数の前記直線によって構成される面上の前記被測定試料内の放射能分布の重心位置として求めるように構成されたことを特徴とする、
   請求項３に記載の放射能測定装置。
5. 前記演算装置は、前記被測定試料の密度を基に、前記被測定試料の線減弱係数を計算するように構成されたことを特徴とする、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の放射能測定装置。
6. 前記被測定試料の密度を測定する密度測定部と、前記直線が前記被測定試料を通過する距離を測定する寸法測定部とを備えたことを特徴とする、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の放射能測定装置。
7. 前記放射線検出器は、１００ｋｅＶ以下のエネルギの放射線を検出するように構成されたことを特徴とする、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の放射能測定装置。
8. 前記放射線検出器は、１００ｋｅＶを超えるエネルギの放射線は透過し、１００ｋｅＶ以下のエネルギの放射線は吸収される厚さを有することを特徴とする、請求項７に記載の放射能測定装置。

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