JP7055732B2 - Radiation measuring device and radiation measuring method - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、放射線測定装置および放射線測定方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a radiation measuring device and a radiation measuring method.

従来、放射性物質から放射される中性子などの放射線を測定する放射線測定装置がある。例えば、光ファイバに放射線が当たったときに生じるチェレンコフ光を光ファイバの両端部の検出器で検出し、その検出の時間差から放射線の入射位置を算定する技術が知られている。 Conventionally, there is a radiation measuring device that measures radiation such as neutrons emitted from a radioactive substance. For example, there is known a technique of detecting Cherenkov light generated when radiation hits an optical fiber with detectors at both ends of the optical fiber and calculating the incident position of radiation from the time difference of the detection.

特開平6-294871号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-294871

放射線測定装置の運用途中で放射線の測定の対象となる対象物の形状または大きさが変更される場合がある。その場合には、放射線測定装置で放射線を測定可能な面積を自在に変更させる必要がある。しかしながら、前述の技術では、放射線の測定面積を容易に変更できないという課題がある。 The shape or size of the object to be measured for radiation may be changed during the operation of the radiation measuring device. In that case, it is necessary to freely change the area where radiation can be measured by the radiation measuring device. However, the above-mentioned technique has a problem that the measured area of radiation cannot be easily changed.

本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、放射線の測定面積を変更することができる放射線測定技術を提供することを目的とする。 The embodiment of the present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a radiation measurement technique capable of changing the measurement area of radiation.

本発明の実施形態に係る放射線測定装置は、希ガスが充填された筒状部と前記筒状部の内部に張られたワイヤとを有する放射線検出部と、前記放射線検出部の一端にある第1端子に接続され、放射線の入射により前記筒状部と前記ワイヤとの間に流れる電流に基づくパルス信号を取得する信号取得部と、前記放射線検出部の他端にある第2端子に接続され、この放射線検出部を他の前記放射線検出部に連結する連結ケーブルと、前記信号取得部で取得した前記パルス信号に基づいて前記放射線の入射を測定する測定部と、を備え、複数の前記放射線検出部を並設して矩形が形成されるように配置し、かつ並設された複数の前記放射線検出部の前記筒状部の長手方向に対して直交し、前記矩形の一辺に隣接するように追加の前記放射線検出部を配置したものであるThe radiation measuring device according to the embodiment of the present invention has a radiation detection unit having a tubular portion filled with a rare gas and a wire stretched inside the tubular portion, and a radiation detection unit at one end of the radiation detection unit. It is connected to one terminal and is connected to a signal acquisition unit that acquires a pulse signal based on the current flowing between the tubular portion and the wire due to the incident of radiation, and a second terminal at the other end of the radiation detection unit. A plurality of the radiations, including a connecting cable for connecting the radiation detection unit to the other radiation detection unit, and a measurement unit for measuring the incident of the radiation based on the pulse signal acquired by the signal acquisition unit. The detection units are arranged side by side so as to form a rectangle, and the plurality of the radiation detection units arranged side by side are orthogonal to the longitudinal direction of the tubular part and adjacent to one side of the rectangle. The additional radiation detection unit is arranged in the above .

本発明の実施形態により、放射線の測定面積を変更することができる放射線測定技術が提供される。 Embodiments of the present invention provide a radiation measurement technique capable of changing the radiation measurement area.

第1実施形態の放射線測定装置のシステムを示すブロック図。The block diagram which shows the system of the radiation measuring apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の放射線検出部を示す構成図。The block diagram which shows the radiation detection part of 1st Embodiment. 第1実施形態の増設された放射線検出部を示す構成図。The block diagram which shows the additional radiation detection part of 1st Embodiment. 第1実施形態のパルス信号の波形を示すグラフ。The graph which shows the waveform of the pulse signal of 1st Embodiment. 放射線測定方法を示すフローチャート。A flowchart showing a radiation measurement method. 放射線測定処理を示すフローチャート。A flowchart showing a radiation measurement process. 第2実施形態の放射線検出部を示す構成図。The block diagram which shows the radiation detection part of 2nd Embodiment. 第2実施形態のパルス信号の波形を示すグラフ。The graph which shows the waveform of the pulse signal of 2nd Embodiment. 変形例の増設された放射線検出部を示す構成図。The block diagram which shows the additional radiation detection part of the modification.

(第1実施形態)
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。まず、第1実施形態の放射線測定装置について図1から図6を用いて説明する。
(First Embodiment)
Hereinafter, this embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. First, the radiation measuring apparatus of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

図1の符号1は、放射線測定装置である。本実施形態の放射線測定装置1で測定する放射線Rとして中性子線を例示する。また、測定の対象となる対象物Qとして放射性物質の含有量が不明であり、臨界が生じた場合に中性子を放出する中性子放出物質を例示する。このような対象物Qにおいて、臨界が生じているかどうかを見極めるために、中性子線の検出が指標となる。なお、対象物Qには、形状および大きさが不安定なものがある。また、対象物Qを複数個に解体する場合がある。また、固体の対象物Qの他に液状のものもある。そのため、対象物Qの形状または大きさの変化に応じて、放射線測定装置1の放射線Rの測定面積を適宜変更する必要がある。 Reference numeral 1 in FIG. 1 is a radiation measuring device. A neutron beam is exemplified as the radiation R measured by the radiation measuring device 1 of the present embodiment. Further, as an object Q to be measured, a neutron emitting substance that emits neutrons when the content of a radioactive substance is unknown and a criticality occurs is exemplified. In order to determine whether or not criticality has occurred in such an object Q, the detection of neutron rays is an index. Some objects Q have unstable shapes and sizes. In addition, the object Q may be disassembled into a plurality of objects. In addition to the solid object Q, there is also a liquid object. Therefore, it is necessary to appropriately change the measurement area of the radiation R of the radiation measuring device 1 according to the change in the shape or size of the object Q.

図1に示すように、放射線測定装置1は、試料台2に載せられた対象物Qから放射される放射線Rを検出する放射線検出ユニット3と、この放射線検出ユニット3から出力される信号を処理する信号処理ユニット4とを備える。放射線検出ユニット3は、複数本の放射線検出部5から成る。 As shown in FIG. 1, the radiation measuring device 1 processes a radiation detection unit 3 that detects radiation R emitted from an object Q mounted on a sample table 2 and a signal output from the radiation detection unit 3. The signal processing unit 4 is provided. The radiation detection unit 3 includes a plurality of radiation detection units 5.

信号処理ユニット4は、信号取得部6と増幅回路7と設定記憶部8と計時部9と測定部10とデータ記憶部11とデータ表示部12とを備える。また、測定部10は、計数回路13と位置特定部14と波形識別部15とノイズ除去部16とを備える。 The signal processing unit 4 includes a signal acquisition unit 6, an amplifier circuit 7, a setting storage unit 8, a timing unit 9, a measurement unit 10, a data storage unit 11, and a data display unit 12. Further, the measuring unit 10 includes a counting circuit 13, a position specifying unit 14, a waveform identification unit 15, and a noise removing unit 16.

信号取得部6は、放射線検出ユニット3から出力されるパルス信号を取得する。増幅回路7は、信号取得部6で取得したパルス信号の増幅を行う。 The signal acquisition unit 6 acquires a pulse signal output from the radiation detection unit 3. The amplifier circuit 7 amplifies the pulse signal acquired by the signal acquisition unit 6.

設定記憶部8は、放射線検出ユニット3を構成する放射線検出部5の本数などの設定情報を記憶する。 The setting storage unit 8 stores setting information such as the number of radiation detection units 5 constituting the radiation detection unit 3.

計時部9は、リアルタイムクロックを含み、パルス信号を取得した時刻を特定するために用いられる。また、1つのパルス信号を取得した時点からの経過時間を計時するためにも用いられる。 The timekeeping unit 9 includes a real-time clock and is used to identify the time when the pulse signal is acquired. It is also used to measure the elapsed time from the time when one pulse signal is acquired.

データ記憶部11は、測定部10で測定した放射線の計数値または入射位置などの各種データを記憶する。データ表示部12は、データ記憶部11に記憶されたデータを表示する。 The data storage unit 11 stores various data such as the radiation count value or the incident position measured by the measurement unit 10. The data display unit 12 displays the data stored in the data storage unit 11.

測定部10は、信号取得部6で取得したパルス信号に基づいて放射線Rの入射を測定する処理を行う。 The measuring unit 10 performs a process of measuring the incident of radiation R based on the pulse signal acquired by the signal acquisition unit 6.

計数回路13は、放射線Rの検出回数を計数する処理を行う。位置特定部14は、パルス信号の初期波とパルス信号の反射波の取得時刻の差に基づいて、放射線Rの入射位置を特定する処理を行う。 The counting circuit 13 performs a process of counting the number of times the radiation R is detected. The position specifying unit 14 performs a process of specifying the incident position of the radiation R based on the difference in acquisition time between the initial wave of the pulse signal and the reflected wave of the pulse signal.

波形識別部15は、振幅および波長に基づいて、パルス信号の初期波とパルス信号の反射波とを識別する処理を行う。ノイズ除去部16は、ノイズとなるパルス信号の波形を除去する処理を行う。 The waveform identification unit 15 performs a process of discriminating between the initial wave of the pulse signal and the reflected wave of the pulse signal based on the amplitude and wavelength. The noise removing unit 16 performs a process of removing the waveform of the pulse signal that becomes noise.

信号処理ユニット4が備える測定部10は、メモリまたはHDDに記憶されたプログラムがCPUによって実行されることで実現される。 The measurement unit 10 included in the signal processing unit 4 is realized by executing a program stored in a memory or an HDD by a CPU.

本実施形態のシステムは、CPU、ROM、RAM、HDDなどのハードウェア資源を有し、CPUが各種プログラムを実行することで、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。 The system of this embodiment has hardware resources such as a CPU, ROM, RAM, and HDD, and is composed of a computer in which information processing by software is realized by using hardware resources by executing various programs by the CPU. Will be done.

図2に示すように、初期の状態では、3本の放射線検出部5を用いて放射線検出ユニット3が構成される。放射線検出部5は、円筒形状を成す筒状部17と、この筒状部17の内部に張られたワイヤ18とを有する。筒状部17の内部は、アルゴンガスまたはキセノンガスなどの希ガスが充填されている。 As shown in FIG. 2, in the initial state, the radiation detection unit 3 is configured by using the three radiation detection units 5. The radiation detection unit 5 has a cylindrical portion 17 having a cylindrical shape and a wire 18 stretched inside the tubular portion 17. The inside of the tubular portion 17 is filled with a rare gas such as argon gas or xenon gas.

なお、複数本の放射線検出部5は、互いの筒状部17が平行を成すように配置されるとともに、互いの筒状部17が接触または近接されて配置される。つまり、複数本の放射線検出部5が一方向(図2では紙面上下方向)に並んで配置される。そして、放射線検出部5同士が所定の固定治具で一体化され、矩形(四角形)の平板状を成す放射線検出ユニット3が形成される。また、これら放射線検出部5が一体化されたときの放射線検出ユニット3の矩形状を成す面積が放射線Rの測定面積となっている。このように並設されて矩形状を成す放射線検出ユニット3を対象物Qに近接させて放射線Rの測定を行う(図1参照)。 The plurality of radiation detection units 5 are arranged so that the tubular portions 17 are parallel to each other, and the tubular portions 17 are arranged in contact with each other or in close proximity to each other. That is, a plurality of radiation detection units 5 are arranged side by side in one direction (in the vertical direction of the paper surface in FIG. 2). Then, the radiation detection units 5 are integrated with each other by a predetermined fixing jig, and a rectangular (quadrangular) flat plate-shaped radiation detection unit 3 is formed. Further, the rectangular area of the radiation detection unit 3 when these radiation detection units 5 are integrated is the measurement area of the radiation R. The radiation detection units 3 arranged side by side in this way and forming a rectangular shape are brought close to the object Q to measure the radiation R (see FIG. 1).

所定の1本の放射線検出部5は、基部ケーブル19を介して信号処理ユニット4の信号取得部6に接続される。なお、それぞれの放射線検出部5において、一方の端部には第1端子21が設けられ、他方の端部には第2端子22が設けられる。 One predetermined radiation detection unit 5 is connected to the signal acquisition unit 6 of the signal processing unit 4 via the base cable 19. In each radiation detection unit 5, a first terminal 21 is provided at one end, and a second terminal 22 is provided at the other end.

信号取得部6は、放射線検出部5の一端にある第1端子21に接続され、放射線Rの入射により筒状部17とワイヤ18との間に流れる電流に基づくパルス信号を取得する。 The signal acquisition unit 6 is connected to the first terminal 21 at one end of the radiation detection unit 5, and acquires a pulse signal based on the current flowing between the tubular portion 17 and the wire 18 due to the incident radiation R.

以下の説明において、信号取得部6に電気回路的に近い側を基端側として説明する。つまり、それぞれの放射線検出部5において、基端側にある端子が第1端子21であり、その反対側の端部にある端子が第2端子22である。また、信号取得部6に電気回路的に最も遠い端部を終端として説明する。 In the following description, the side close to the signal acquisition unit 6 in terms of an electric circuit will be described as the base end side. That is, in each radiation detection unit 5, the terminal on the proximal end side is the first terminal 21, and the terminal on the opposite end is the second terminal 22. Further, the signal acquisition unit 6 will be described with the farthest end of the electric circuit as the end.

最も基端側にある放射線検出部5Aの第2端子22には、連結ケーブル20が接続される。この連結ケーブル20が他の放射線検出部5の第1端子21に接続される。つまり、連結ケーブル20により1の放射線検出部5の第2端子22と他の放射線検出部5の第1端子21とが連結される。さらに、この他の放射線検出部5の第2端子22に連結ケーブル20が接続され、この連結ケーブル20が終端にある放射線検出部5Bの第1端子21に接続される。つまり、連結ケーブル20により複数本の放射線検出部5が電気回路として直列に接続される。 A connecting cable 20 is connected to the second terminal 22 of the radiation detection unit 5A on the most proximal side. This connecting cable 20 is connected to the first terminal 21 of another radiation detection unit 5. That is, the second terminal 22 of the radiation detection unit 5 of 1 and the first terminal 21 of the other radiation detection unit 5 are connected by the connecting cable 20. Further, a connecting cable 20 is connected to the second terminal 22 of the other radiation detection unit 5, and this connecting cable 20 is connected to the first terminal 21 of the radiation detection unit 5B at the end. That is, a plurality of radiation detection units 5 are connected in series as an electric circuit by the connecting cable 20.

基部ケーブル19および連結ケーブル20は、一般的な同軸ケーブルから成る。なお、同軸ケーブルとは、断面視で円形状を成し、中心軸に内部導体が設けられ、この内部導体を絶縁体で覆い、その周囲に外部導体を設け、さらにその周囲を保護被覆で覆ったものである。なお、同軸ケーブルにおいて、内部導体がワイヤ18に接続され、外部導体が筒状部17に接続される。 The base cable 19 and the connecting cable 20 consist of a general coaxial cable. A coaxial cable has a circular shape in cross-sectional view, an internal conductor is provided on the central axis, the internal conductor is covered with an insulator, an external conductor is provided around the inner conductor, and the periphery thereof is covered with a protective coating. It is a thing. In the coaxial cable, the inner conductor is connected to the wire 18, and the outer conductor is connected to the tubular portion 17.

放射線検出部5に放射線Rの入射が無い場合において、筒状部17とワイヤ18の間には電流が流れていない。ここで、放射線検出部5に放射線Rが入射されると、筒状部17とワイヤ18の間に存在する希ガスが電離され、筒状部17とワイヤ18との間に電流が流れる。この電流に基づくパルス信号がワイヤ18に生じる。 When no radiation R is incident on the radiation detection unit 5, no current flows between the tubular portion 17 and the wire 18. Here, when the radiation R is incident on the radiation detection unit 5, the rare gas existing between the tubular portion 17 and the wire 18 is ionized, and a current flows between the tubular portion 17 and the wire 18. A pulse signal based on this current is generated on the wire 18.

ワイヤ18に生じたパルス信号は、放射線Rの入射位置Pを起点として、基端側に向かう第1方向C1と、その反対側に向かう第2方向C2とに流れる。第1方向C1に流れたパルス信号は、信号取得部6に最初に取得される。一方、第2方向C2に流れたパルス信号は、連結ケーブル20を介して他の放射線検出部5に流れ、さらに終端にある放射線検出部5Bまで流れる。 The pulse signal generated in the wire 18 flows from the incident position P of the radiation R to the first direction C1 toward the proximal end side and the second direction C2 toward the opposite side. The pulse signal flowing in the first direction C1 is first acquired by the signal acquisition unit 6. On the other hand, the pulse signal flowing in the second direction C2 flows to the other radiation detection unit 5 via the connecting cable 20, and further flows to the radiation detection unit 5B at the end.

そして、終端にある放射線検出部5Bの第2端子22Bで反射される。終端の第2端子22Bは、片側が電気的開放状態であることによりインピーダンス不整合となり、パルス信号を反射させる。反射されたパルス信号は、伝達された経路を逆走し、信号取得部6まで流れる。なお、信号取得部6に最初に取得されるパルス信号を初期波W1と称し、終端となる第2端子22Bで反射されたパルス信号を反射波W2と称する。 Then, it is reflected by the second terminal 22B of the radiation detection unit 5B at the end. Since one side of the terminal second terminal 22B is in an electrically open state, impedance mismatch occurs and the pulse signal is reflected. The reflected pulse signal runs backward in the transmitted path and flows to the signal acquisition unit 6. The pulse signal first acquired by the signal acquisition unit 6 is referred to as an initial wave W1, and the pulse signal reflected by the terminal second terminal 22B at the end is referred to as a reflected wave W2.

図4は、信号取得部6で取得されたパルス信号の波形を示すグラフである。このように、初期波W1と反射波W2の2つのピークがある波形が取得される。初期波W1が到達した後に反射波W2が到達する。そして、初期波W1と反射波W2との取得時刻の差Dに基づいて、放射線Rの入射位置Pを特定することができる。例えば、入射位置Pが信号取得部6に近いと時間差Dは大きくなり、入射位置Pが信号取得部6に遠いと時間差Dは小さくなる。つまり、時間差Dは、入射位置Pから終端となる第2端子22Bまでの電気回路的な距離に比例する。このようにすれば、簡素な処理で放射線Rの入射位置Pを特定することができる。この入射位置Pを特定することにより、対象物Qにおける放射線Rの大凡の発生位置を特定することができる。 FIG. 4 is a graph showing the waveform of the pulse signal acquired by the signal acquisition unit 6. In this way, a waveform having two peaks, the initial wave W1 and the reflected wave W2, is acquired. The reflected wave W2 arrives after the initial wave W1 arrives. Then, the incident position P of the radiation R can be specified based on the difference D between the acquisition times of the initial wave W1 and the reflected wave W2. For example, when the incident position P is close to the signal acquisition unit 6, the time difference D becomes large, and when the incident position P is far from the signal acquisition unit 6, the time difference D becomes small. That is, the time difference D is proportional to the electric circuit distance from the incident position P to the terminal second terminal 22B at the end. By doing so, the incident position P of the radiation R can be specified by a simple process. By specifying the incident position P, it is possible to specify the approximate position of generation of the radiation R in the object Q.

なお、入射位置Pの特定は、複数の放射線検出部5において、少なくとも放射線Rを検出した放射線検出部5を特定できるものであれば良い。 The incident position P may be specified as long as the radiation detection unit 5 that has detected at least the radiation R can be specified by the plurality of radiation detection units 5.

なお、ワイヤ18に生じたパルス信号は、終端となる第2端子22Bで反射されるとともに、基端側の信号取得部6でも反射される。つまり、初期波W1および反射波W2は、終端となる第2端子22Bと信号取得部6との間で何度も往復され、ノイズとなるパルス信号の波形が生じる。そこで、ノイズ除去部16(図1参照)は、信号取得部6で反射波を取得した後に一定時間に亘ってパルス信号の取得を停止する処理を行う。このノイズとなる波形は、往復する度に弱まり、短時間で消滅する。パルス信号の取得停止処理は、ノイズが消滅するまでの時間に亘って継続される。このようにすれば、ノイズとなるパルス信号に基づく誤検出を低減することができる。 The pulse signal generated in the wire 18 is reflected by the second terminal 22B which is the terminal, and is also reflected by the signal acquisition unit 6 on the proximal end side. That is, the initial wave W1 and the reflected wave W2 are reciprocated many times between the second terminal 22B at the end and the signal acquisition unit 6, and a waveform of a pulse signal that becomes noise is generated. Therefore, the noise reduction unit 16 (see FIG. 1) performs a process of stopping the acquisition of the pulse signal for a certain period of time after the signal acquisition unit 6 acquires the reflected wave. This noisy waveform weakens each time it makes a round trip and disappears in a short time. The pulse signal acquisition stop processing is continued for a time until the noise disappears. By doing so, it is possible to reduce erroneous detection based on a pulse signal that becomes noise.

また、連結ケーブル20が屈曲されることで、そのインピーダンスが変化した場合に、2次、3次の複数の反射波W2が生じる場合がある。このような反射波W2は、不要なパルス信号、即ち電気雑音であるため、パルス信号の取得停止処理により排除するようにする。このようにすれば、誤検出を低減して放射線Rの計数機能の精度を高めることができる。 Further, when the impedance of the connecting cable 20 is bent due to the bending, a plurality of secondary and tertiary reflected waves W2 may be generated. Since such a reflected wave W2 is an unnecessary pulse signal, that is, electrical noise, it is eliminated by the pulse signal acquisition stop processing. By doing so, it is possible to reduce erroneous detection and improve the accuracy of the radiation R counting function.

図3に示すように、放射線検出部5を増設することができる。例えば、初期の状態(図2参照)で3本の放射線検出部5が電気回路として直列に連結された状態で終端にある放射線検出部5の第2端子22に連結ケーブル20を接続する。この連結ケーブル20にさらに増設用の放射線検出部5の第1端子21を接続する。さらに、増設用の放射線検出部5を追加して、5本の放射線検出部5が連結される。このようにして、5本の放射線検出部5が一方向(図3では紙面上下方向)に並んで配置される。 As shown in FIG. 3, the radiation detection unit 5 can be added. For example, in the initial state (see FIG. 2), the connection cable 20 is connected to the second terminal 22 of the radiation detection unit 5 at the end in a state where the three radiation detection units 5 are connected in series as an electric circuit. The first terminal 21 of the radiation detection unit 5 for expansion is further connected to the connection cable 20. Further, an additional radiation detection unit 5 is added, and five radiation detection units 5 are connected. In this way, the five radiation detection units 5 are arranged side by side in one direction (in the vertical direction of the paper in FIG. 3).

連結ケーブル20により放射線検出部5を連結して放射線検出ユニット3が構成されることで、放射線検出部5の本数を容易に増やすことができる。そして、放射線Rの測定面積を拡大することができる。また、複数の放射線検出部5が増設されても、信号処理ユニット4(測定部10)を増やす必要がなく、1つの信号処理ユニット4で放射線Rの入射を測定することができる。また、放射線検出部5の本数を減らして放射線Rの測定面積を縮小しても良い。本実施形態では、対象物Qの形状または大きさに応じて、放射線検出部5の本数を増やしたり減らしたりすることで、放射線Rの測定面積を容易に変更することができる。 By connecting the radiation detection units 5 with the connecting cable 20 to form the radiation detection unit 3, the number of the radiation detection units 5 can be easily increased. Then, the measurement area of the radiation R can be expanded. Further, even if a plurality of radiation detection units 5 are added, it is not necessary to increase the signal processing unit 4 (measurement unit 10), and the incident of radiation R can be measured by one signal processing unit 4. Further, the number of radiation detection units 5 may be reduced to reduce the measurement area of radiation R. In the present embodiment, the measurement area of the radiation R can be easily changed by increasing or decreasing the number of the radiation detection units 5 according to the shape or size of the object Q.

なお、放射線検出部5の連結本数に応じて、初期波W1と反射波W2との取得時刻の差Dと、放射線Rの入射位置Pとの関係が変化する。そのため、放射線検出部5の連結本数を示す設定情報が設定記憶部8に記憶される。設定情報には、放射線検出部5と基部ケーブル19と連結ケーブル20の長さに関する情報も含まれる。そして、この設定情報と取得時刻の差Dに基づいて、位置特定部14が入射位置Pを特定する処理を行う。また、初期波W1と反射波W2とがワイヤ18に重畳して伝搬されるので、簡素な構成の回路で入射位置Pを特定することができる。 The relationship between the acquisition time difference D between the initial wave W1 and the reflected wave W2 and the incident position P of the radiation R changes according to the number of connected radiation detection units 5. Therefore, the setting information indicating the number of connected radiation detection units 5 is stored in the setting storage unit 8. The setting information also includes information on the lengths of the radiation detection unit 5, the base cable 19, and the connecting cable 20. Then, based on the difference D between the setting information and the acquisition time, the position specifying unit 14 performs a process of specifying the incident position P. Further, since the initial wave W1 and the reflected wave W2 are superimposed on the wire 18 and propagated, the incident position P can be specified by a circuit having a simple configuration.

計数回路13が計数した放射線Rの検出回数である計数値と、位置特定部14が特定した放射線Rの入射位置Pとがデータ記憶部11に記憶される。なお、これらの情報は、測定時刻とともにデジタル信号としてデータ記憶部11に記憶される。そして、データ記憶部11に記憶されたデータを、データ表示部12に表示させることができる。なお、放射線Rの計数値と入射位置Pと測定時刻とに基づいて、対象物Qにおける放射線Rの発生位置の分布を集計し、データ表示部12に表示させても良い。 The count value, which is the number of times the radiation R is detected counted by the counting circuit 13, and the incident position P of the radiation R specified by the position specifying unit 14 are stored in the data storage unit 11. It should be noted that these pieces of information are stored in the data storage unit 11 as digital signals together with the measurement time. Then, the data stored in the data storage unit 11 can be displayed on the data display unit 12. The distribution of the radiation R generation position in the object Q may be aggregated and displayed on the data display unit 12 based on the count value of the radiation R, the incident position P, and the measurement time.

次に、放射線測定装置1が実行する放射線測定方法について図5のフローチャートを用いて説明する。この放射線測定装置1に受動的に生じる作用を含めて説明する。なお、図1に示すブロック図を適宜参照する。 Next, the radiation measuring method executed by the radiation measuring device 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. The effect of passively occurring on the radiation measuring device 1 will be described. The block diagram shown in FIG. 1 will be referred to as appropriate.

図5に示すように、まず、ステップS11において、放射線測定装置1の使用者は、最も基端側の放射線検出部5Aの第1端子21Aに基部ケーブル19の一端を接続する。そして、基部ケーブル19の他端を信号処理ユニット4の信号取得部6に接続する。 As shown in FIG. 5, first, in step S11, the user of the radiation measuring device 1 connects one end of the base cable 19 to the first terminal 21A of the radiation detection unit 5A on the most base end side. Then, the other end of the base cable 19 is connected to the signal acquisition unit 6 of the signal processing unit 4.

次のステップS12において、使用者は、最も基端側の放射線検出部5Aの第2端子22に連結ケーブル20を接続し、この連結ケーブル20を他の放射線検出部5の第1端子21に接続する。これを順次行うことで、複数本の放射線検出部5を連結ケーブル20により電気回路として直列に連結する。 In the next step S12, the user connects the connecting cable 20 to the second terminal 22 of the radiation detection unit 5A on the most proximal side, and connects the connecting cable 20 to the first terminal 21 of the other radiation detection unit 5. do. By sequentially performing this, a plurality of radiation detection units 5 are connected in series as an electric circuit by a connecting cable 20.

次のステップS13において、使用者は、放射線検出部5の連結本数を含む各種の設定情報を設定記憶部8に記憶させる。 In the next step S13, the user stores various setting information including the number of connected radiation detection units 5 in the setting storage unit 8.

次のステップS14において、使用者は、放射線測定装置1を用いて対象物Qから放射される放射線Rの測定を開始する。つまり、放射線測定装置1は放射線測定処理の実行を開始する。 In the next step S14, the user starts measuring the radiation R emitted from the object Q using the radiation measuring device 1. That is, the radiation measuring device 1 starts executing the radiation measuring process.

次に、放射線測定装置1が実行する放射線測定処理について図6のフローチャートを用いて説明する。この放射線測定装置1に受動的に生じる作用を含めて説明する。なお、図1に示すブロック図を適宜参照する。この処理は、一定時間毎に繰り返される処理である。 Next, the radiation measurement process executed by the radiation measurement device 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. The effect of passively occurring on the radiation measuring device 1 will be described. The block diagram shown in FIG. 1 will be referred to as appropriate. This process is a process that is repeated at regular time intervals.

図6に示すように、まず、ステップS21において、信号処理ユニット4は、パルス信号の取得が一旦停止中であることを示す一旦停止タイマがカウント中であるか否かを判定する。ここで、一旦停止タイマがカウント中である場合(ステップS21がYES)は、処理を終了する。一方、一旦停止タイマがカウント中でない場合(ステップS21がNO)は、ステップS22に進む。 As shown in FIG. 6, first, in step S21, the signal processing unit 4 determines whether or not the temporary stop timer indicating that the acquisition of the pulse signal is temporarily stopped is being counted. Here, if the stop timer is once counting (YES in step S21), the process ends. On the other hand, if the stop timer is not counting once (NO in step S21), the process proceeds to step S22.

次のステップS22において、信号取得部6は、パルス信号を取得したか否かを判定する。ここで、パルス信号を取得していない場合(ステップS22がNO)は、処理を終了する。一方、パルス信号を取得した場合(ステップS22がYES)は、ステップS23に進む。 In the next step S22, the signal acquisition unit 6 determines whether or not a pulse signal has been acquired. Here, if the pulse signal has not been acquired (NO in step S22), the process ends. On the other hand, when the pulse signal is acquired (YES in step S22), the process proceeds to step S23.

次のステップS23において、波形識別部15は、振幅および波長に基づいて、取得したパルス信号が初期波W1であるか否かを判定する。ここで、パルス信号が初期波W1でない場合(ステップS23がNO)は、後述のステップS25に進む。一方、パルス信号が初期波W1である場合(ステップS23がYES)は、ステップS24に進む。 In the next step S23, the waveform identification unit 15 determines whether or not the acquired pulse signal is the initial wave W1 based on the amplitude and the wavelength. Here, if the pulse signal is not the initial wave W1 (NO in step S23), the process proceeds to step S25 described later. On the other hand, when the pulse signal is the initial wave W1 (YES in step S23), the process proceeds to step S24.

次のステップS24において、測定部10は、初期波W1の取得時刻をデータ記憶部11に記憶し、処理を終了する。 In the next step S24, the measuring unit 10 stores the acquisition time of the initial wave W1 in the data storage unit 11 and ends the process.

前述のパルス信号が初期波W1でない場合に進むステップS25において、波形識別部15は、振幅および波長に基づいて、取得したパルス信号が反射波W2であるか否かを判定する。ここで、パルス信号が反射波W2でない場合(ステップS25がNO)は、処理を終了する。一方、パルス信号が反射波W2である場合(ステップS25がYES)は、ステップS26に進む。 In step S25, which proceeds when the pulse signal is not the initial wave W1, the waveform identification unit 15 determines whether or not the acquired pulse signal is the reflected wave W2 based on the amplitude and wavelength. Here, if the pulse signal is not the reflected wave W2 (NO in step S25), the process ends. On the other hand, when the pulse signal is the reflected wave W2 (YES in step S25), the process proceeds to step S26.

次のステップS26において、測定部10は、反射波W2の取得時刻をデータ記憶部11に記憶する。 In the next step S26, the measuring unit 10 stores the acquisition time of the reflected wave W2 in the data storage unit 11.

次のステップS27において、計数回路13は、放射線Rの計数値に1を加算する。つまり、放射線Rの入射回数を計数する。 In the next step S27, the counting circuit 13 adds 1 to the counting value of the radiation R. That is, the number of incidents of the radiation R is counted.

次のステップS28において、位置特定部14は、初期波W1と反射波W2との取得時刻の差Dに基づいて、放射線Rの入射位置Pを特定する。 In the next step S28, the position specifying unit 14 identifies the incident position P of the radiation R based on the difference D between the acquisition times of the initial wave W1 and the reflected wave W2.

次のステップS29において、計時部9は、パルス信号の取得を一旦停止する一旦停止タイマのカウントを開始し、処理を終了する。なお、一旦停止タイマには、予め決められたカウント値がセットされる。そして、一旦停止タイマは、一定時間経過にカウントが終了する。 In the next step S29, the timekeeping unit 9 starts counting the temporary stop timer that temporarily stops the acquisition of the pulse signal, and ends the process. A predetermined count value is set in the stop timer. Then, the stop timer ends counting after a certain period of time has elapsed.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態の放射線測定装置1について図7から図8を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the radiation measuring device 1 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 8. The same components as those shown in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図7に示すように、第2実施形態の放射線検出ユニット3では、3本の放射線検出部5が連結されている。そして、終端にある放射線検出部5Bの第2端子22Bには、終端器23(終端抵抗器)が取り付けられる。この終端器23を取り付けることにより、インピーダンス不整合の状態が変化する。そのため、パルス信号が終端となる第2端子22Bで反射されるときに、電気的に逆極性の反射波W2が生じるようになる(図8参照)。 As shown in FIG. 7, in the radiation detection unit 3 of the second embodiment, three radiation detection units 5 are connected. A terminating device 23 (terminating resistor) is attached to the second terminal 22B of the radiation detection unit 5B at the end. By attaching this terminator 23, the state of impedance mismatch changes. Therefore, when the pulse signal is reflected by the second terminal 22B which is the termination, the reflected wave W2 having the opposite polarity is electrically generated (see FIG. 8).

このようにすれば、終端となる第2端子22Bで反射されたパルス信号の反射波W2が、初期波W1とは逆極性となるので、反射波W2の特定をすることができる。つまり、波形識別部15(図1参照)で反射波W2とそれ以外の波形を識別し易くなる。 By doing so, the reflected wave W2 of the pulse signal reflected by the second terminal 22B at the end has the opposite polarity to the initial wave W1, so that the reflected wave W2 can be specified. That is, it becomes easy for the waveform identification unit 15 (see FIG. 1) to discriminate between the reflected wave W2 and other waveforms.

本実施形態に係る放射線測定装置を第1実施形態から第2実施形態に基づいて説明したが、いずれか1の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。 Although the radiation measuring apparatus according to the present embodiment has been described from the first embodiment to the second embodiment, the configuration applied in any one embodiment may be applied to other embodiments, or each of them may be applied. The configurations applied in the embodiments may be combined.

なお、本実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わっても良い。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されても良い。 Although the flowchart of the present embodiment illustrates a mode in which each step is executed in series, the context of each step is not necessarily fixed, and even if the context of some steps is exchanged. good. Also, some steps may be executed in parallel with other steps.

本実施形態のシステムは、専用のチップ、FPGA(Field Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)、またはCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ROM(Read Only Memory)またはRAM(Random Access Memory)などの記憶装置と、HDD(Hard Disk Drive)またはSSD(Solid State Drive)などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスまたはキーボードなどの入力装置と、通信インターフェースとを備える。このシステムは、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。 The system of this embodiment includes a control device in which a dedicated chip, a controller such as an FPGA (Field Programmable Gate Array), a GPU (Graphics Processing Unit), or a CPU (Central Processing Unit) is highly integrated, and a ROM (Read Only). Storage devices such as Memory) or RAM (Random Access Memory), external storage devices such as HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive), display devices such as displays, and input devices such as mice or keyboards. , With a communication interface. This system can be realized with a hardware configuration using a normal computer.

なお、本実施形態のシステムで実行されるプログラムは、ROMなどに予め組み込んで提供される。もしくは、このプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD-ROM、CD-R、メモリカード、DVD、フレキシブルディスク(FD)などのコンピュータで読み取り可能な非一過性の記憶媒体に記憶されて提供するようにしても良い。 The program executed by the system of the present embodiment is provided by incorporating it into a ROM or the like in advance. Alternatively, the program may be a non-transient storage medium that is a computer-readable file such as a CD-ROM, CD-R, memory card, DVD, or flexible disk (FD) in an installable or executable format. It may be stored in the computer and provided.

また、このシステムで実行されるプログラムは、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしても良い。また、このシステムは、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワークまたは専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。 Further, the program executed by this system may be stored on a computer connected to a network such as the Internet, and may be downloaded and provided via the network. The system can also be configured by connecting and combining separate modules that independently exert the functions of the components to each other via a network or a dedicated line.

なお、本実施形態では、測定する放射線として中性子線を例示しているが、その他の態様であっても良い。例えば、測定する放射線は、ガンマ線、ミューオン、または陽子線であっても良い。 In this embodiment, the neutron beam is exemplified as the radiation to be measured, but other embodiments may be used. For example, the radiation to be measured may be gamma rays, muons, or proton rays.

なお、本実施形態では、中性子放出物質を対象物Qとしているが、対象物Qは、その他の態様であっても良い。例えば、核燃料を対象物Qとしても良いし、人体を対象物Qとしても良い。原発作業員の内部被ばく検査に用いるホールボディカウンタの大きさを調整するために本実施形態を適用しても良い。 In the present embodiment, the neutron emitting substance is the object Q, but the object Q may be in another embodiment. For example, the nuclear fuel may be the object Q, or the human body may be the object Q. The present embodiment may be applied in order to adjust the size of the whole body counter used for the internal exposure inspection of the nuclear power plant worker.

なお、本実施形態では、直線状に延びる筒状部17を有する放射線検出部5を例示しているが、筒状部17が屈曲されているものであっても良い。また、筒状部17は、円筒形状を成すものに限らず、角柱形状を成すものであっても良い。 In this embodiment, the radiation detection unit 5 having the cylindrical portion 17 extending linearly is illustrated, but the tubular portion 17 may be bent. Further, the tubular portion 17 is not limited to having a cylindrical shape, but may have a prismatic shape.

なお、本実施形態では、複数本の放射線検出部5が一方向(図3では紙面上下方向)に並んで配置され、かつ増設用の放射線検出部5も一方向に並ぶように配置されるが、その他の増設形態でも良い。例えば、増設用の放射線検出部5を一方向のみならず、他方向に並べても良い。例えば、図9の変形例に示すように、5本の放射線検出部5が一方向に並んでいる場合に、増設用の6本目の放射線検出部5を他方向(図9では紙面左右方向)に並べても良い。つまり、並設された5本の放射線検出部5の筒状部17の長手方向に対して直交し、これら5本の放射線検出部5が一体化されて形成される矩形の一辺に隣接するように6本目の放射線検出部5を追加する。 In the present embodiment, a plurality of radiation detection units 5 are arranged side by side in one direction (vertical direction on the paper surface in FIG. 3), and the radiation detection units 5 for expansion are also arranged so as to be arranged in one direction. , Other expansion forms may be used. For example, the radiation detection units 5 for expansion may be arranged not only in one direction but also in the other direction. For example, as shown in the modified example of FIG. 9, when five radiation detection units 5 are lined up in one direction, the sixth radiation detection unit 5 for expansion is placed in the other direction (left-right direction on the paper in FIG. 9). You may arrange them in. That is, it is orthogonal to the longitudinal direction of the tubular portion 17 of the five radiation detection units 5 arranged side by side, and is adjacent to one side of a rectangle formed by integrating these five radiation detection units 5. The sixth radiation detection unit 5 is added to.

なお、図9では、理解を助けるために、増設用の6本目の放射線検出部5の筒状部17と、他の放射線検出部5の端子21,22との間に隙間を設けて図示しているが、増設用の6本目の放射線検出部5の筒状部17を、他の放射線検出部5の端子21,22および連結ケーブル20に重ねて配置することで、隙間ができないようしても良い。さらに、7本目、8本目の放射線検出部5を他方向に並べて増設しても良い。 In FIG. 9, a gap is provided between the tubular portion 17 of the sixth radiation detection unit 5 for expansion and the terminals 21 and 22 of the other radiation detection unit 5 to help understanding. However, by arranging the tubular portion 17 of the sixth radiation detection unit 5 for expansion on the terminals 21 and 22 of the other radiation detection unit 5 and the connecting cable 20, a gap is not formed. Is also good. Further, the 7th and 8th radiation detection units 5 may be added side by side in other directions.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、放射線検出部の他端にある第2端子に接続され、この放射線検出部を他の放射線検出部に連結する連結ケーブルを備えることにより、放射線の測定面積を変更することができる。 According to at least one embodiment described above, radiation measurement is provided by providing a connecting cable connected to a second terminal at the other end of the radiation detection unit and connecting the radiation detection unit to another radiation detection unit. The area can be changed.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.

1…放射線測定装置、2…試料台、3…放射線検出ユニット、4…信号処理ユニット、5(5A,5B)…放射線検出部、6…信号取得部、7…増幅回路、8…設定記憶部、9…計時部、10…測定部、11…データ記憶部、12…データ表示部、13…計数回路、14…位置特定部、15…波形識別部、16…ノイズ除去部、17…筒状部、18…ワイヤ、19…基部ケーブル、20…連結ケーブル、21(21A)…第1端子、22(22B)…第2端子、23…終端器、C1…第1方向、C2…第2方向、D…時間差、P…入射位置、Q…対象物、R…放射線、W1…初期波、W2…反射波。 1 ... Radiation measuring device, 2 ... Sample stand, 3 ... Radiation detection unit, 4 ... Signal processing unit, 5 (5A, 5B) ... Radiation detection unit, 6 ... Signal acquisition unit, 7 ... Amplifier circuit, 8 ... Setting storage unit , 9 ... measuring unit, 10 ... measuring unit, 11 ... data storage unit, 12 ... data display unit, 13 ... counting circuit, 14 ... position specifying unit, 15 ... waveform identification unit, 16 ... noise removing unit, 17 ... tubular Unit, 18 ... Wire, 19 ... Base cable, 20 ... Connecting cable, 21 (21A) ... 1st terminal, 22 (22B) ... 2nd terminal, 23 ... Terminator, C1 ... 1st direction, C2 ... 2nd direction , D ... time difference, P ... incident position, Q ... object, R ... radiation, W1 ... initial wave, W2 ... reflected wave.

Claims (6)

希ガスが充填された筒状部と前記筒状部の内部に張られたワイヤとを有する放射線検出部と、
前記放射線検出部の一端にある第1端子に接続され、放射線の入射により前記筒状部と前記ワイヤとの間に流れる電流に基づくパルス信号を取得する信号取得部と、
前記放射線検出部の他端にある第2端子に接続され、この放射線検出部を他の前記放射線検出部に連結する連結ケーブルと、
前記信号取得部で取得した前記パルス信号に基づいて前記放射線の入射を測定する測定部と、
を備え
複数の前記放射線検出部を並設して矩形が形成されるように配置し、かつ並設された複数の前記放射線検出部の前記筒状部の長手方向に対して直交し、前記矩形の一辺に隣接するように追加の前記放射線検出部を配置したものである、
放射線測定装置。
A radiation detection unit having a tubular portion filled with a rare gas and a wire stretched inside the tubular portion, and a radiation detection unit.
A signal acquisition unit connected to a first terminal at one end of the radiation detection unit and acquiring a pulse signal based on a current flowing between the cylindrical portion and the wire due to radiation incident.
A connecting cable that is connected to the second terminal at the other end of the radiation detection unit and connects this radiation detection unit to the other radiation detection unit.
A measuring unit that measures the incident of radiation based on the pulse signal acquired by the signal acquisition unit, and a measuring unit.
Equipped with
A plurality of the radiation detection units are arranged side by side so as to form a rectangle, and the plurality of the radiation detection units arranged side by side are orthogonal to the longitudinal direction of the tubular portion, and one side of the rectangle is formed. The additional radiation detection unit is arranged adjacent to the
Radiation measuring device.
前記連結ケーブルにより複数の前記放射線検出部が直列に連結される請求項1に記載の放射線測定装置。 The radiation measuring device according to claim 1, wherein a plurality of the radiation detection units are connected in series by the connecting cable. 前記信号取得部に最初に取得された前記パルス信号の初期波と、終端となる前記第2端子で反射された前記パルス信号の反射波の取得時刻の差に基づいて、前記放射線の入射位置を特定する位置特定部を備える請求項1または請求項に記載の放射線測定装置。 The incident position of the radiation is determined based on the difference between the acquisition time of the initial wave of the pulse signal first acquired by the signal acquisition unit and the acquisition time of the reflected wave of the pulse signal reflected by the second terminal at the end. The radiation measuring device according to claim 1 or 2 , further comprising a position specifying unit to be specified. 終端となる前記第2端子に取り付けられた終端器を備える請求項に記載の放射線測定装置。 The radiation measuring apparatus according to claim 3 , further comprising a terminator attached to the second terminal to be terminated. 前記信号取得部で前記反射波を取得した後に一定時間に亘って前記パルス信号の取得を停止するノイズ除去部を備える請求項または請求項に記載の放射線測定装置。 The radiation measuring apparatus according to claim 3 or 4 , further comprising a noise removing unit that stops the acquisition of the pulse signal for a certain period of time after the signal acquisition unit acquires the reflected wave. 希ガスが充填された筒状部と前記筒状部の内部に張られたワイヤとを有する放射線検出部の一端にある第1端子に信号取得部を接続するステップと、
前記放射線検出部の他端にある第2端子に接続された連結ケーブルにより、この放射線検出部を他の前記放射線検出部に連結するステップと、
放射線の入射により前記筒状部と前記ワイヤとの間に流れる電流に基づくパルス信号を前記信号取得部で取得するステップと、
前記信号取得部で取得した前記パルス信号に基づいて前記放射線の入射を測定するステップと、
を含み、
複数の前記放射線検出部を並設して矩形が形成されるように配置し、かつ並設された複数の前記放射線検出部の前記筒状部の長手方向に対して直交し、前記矩形の一辺に隣接するように追加の前記放射線検出部を配置した放射線測定装置を用いて行う、
放射線測定方法。
A step of connecting a signal acquisition unit to a first terminal at one end of a radiation detection unit having a cylindrical portion filled with a rare gas and a wire stretched inside the tubular portion.
A step of connecting this radiation detection unit to another radiation detection unit by a connecting cable connected to a second terminal at the other end of the radiation detection unit.
A step of acquiring a pulse signal based on a current flowing between the tubular portion and the wire due to the incident of radiation by the signal acquisition unit, and a step of acquiring the pulse signal.
A step of measuring the incident of the radiation based on the pulse signal acquired by the signal acquisition unit, and
Including
A plurality of the radiation detection units are arranged side by side so as to form a rectangle, and the plurality of the radiation detection units arranged side by side are orthogonal to the longitudinal direction of the tubular portion, and one side of the rectangle is formed. Using a radiation measuring device in which the additional radiation detection unit is arranged adjacent to the
Radiation measurement method.
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