JPH06265639A - Method for fractional measurement of many nuclear species with liquid scintillator - Google Patents

Method for fractional measurement of many nuclear species with liquid scintillator

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JPH06265639A
JPH06265639A JP29150291A JP29150291A JPH06265639A JP H06265639 A JPH06265639 A JP H06265639A JP 29150291 A JP29150291 A JP 29150291A JP 29150291 A JP29150291 A JP 29150291A JP H06265639 A JPH06265639 A JP H06265639A
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quenching
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Abstract

PURPOSE:To correct quenching without using an external standard radiation source and to perform the fraction of many nuclear species by comparing the spectrum obtained by multiplying the reference spectrum of each nuclear species by a specified strength coefficient. CONSTITUTION:In a preparation step, the reference spectrum of each nuclear species in each quenching level is obtained and stored as the waveform. Then, a background spectrum is formed and preserved. Thereafter, the energy spectrum of a sample, wherein many nuclear species are mixed state, is measured and stored into a recording medium. Then, the optimizing process of the synthesized spectrum with respect to the sample spectrum is executed. The synthesized spectrum is obtained by synthesizing the reference spectrum and the background spectrum. Each nuclear species is multiplied by the specified strength coefficinet as weighting. The sample spectrum and the synthesized spectrum are compared and the closest approximation is performed. Then, the amount of each nuclear species is computed, and the radioactivity of each nuclear species is computed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液体シンチレータを用
いて、試料液中の複数の放射性核種の放射能等を分別測
定する液体シンチレータによる多核種分別測定方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid scintillator-based multinuclide fractionation measuring method for fractionally measuring radioactivity and the like of a plurality of radionuclide in a sample liquid using the liquid scintillator.

【0002】[0002]

【従来の技術】放射線取扱い施設においては、放射線の
モニタリングが被曝管理上から重要である。また、放射
性同位元素を用いた分析・検査の分野において、試料液
中にいかなる核種がどの程度含まれているかを精度良く
分別測定する必要がある。そこで、放射線測定の一手法
として、従来から液体シンチレータを用いた放射線測定
が行われている。この放射線測定は、液体シンチレーシ
ョン溶液中へ測定対象である試料を混ぜ、試料にて発生
する放射線をシンチレータの発光として捕え、これを例
えば光電子増倍管などで検出するものである。そして、
その検出結果、すなわちパルスカウント数などから試料
の放射能などが換算される。
2. Description of the Related Art Monitoring of radiation is important for radiation control in radiation handling facilities. Further, in the field of analysis / inspection using a radioisotope, it is necessary to accurately and separately measure which nuclide is contained in a sample solution and to what extent. Therefore, as a method of measuring radiation, radiation measurement using a liquid scintillator has been conventionally performed. In this radiation measurement, a sample to be measured is mixed in a liquid scintillation solution, the radiation generated in the sample is captured as light emission of a scintillator, and this is detected by, for example, a photomultiplier tube. And
Radioactivity of the sample is converted from the detection result, that is, the pulse count number.

【0003】しかしながら、このような液体シンチレー
タによる放射線測定は、感度の良い測定を行うことがで
きる反面、いわゆるクエンチングに起因する検出精度の
劣化の問題がある。このクエンチングは、周知のよう
に、液体シンチレーション溶液中へ試料を混入させるこ
とによってその溶液に着色が生じ、この結果、発生した
光が減衰(消光)され検出パルスが小さくなるという現
象である。
However, in the radiation measurement using such a liquid scintillator, although the measurement can be performed with high sensitivity, there is a problem that the detection accuracy is deteriorated due to so-called quenching. As is well known, this quenching is a phenomenon that when a sample is mixed into a liquid scintillation solution, the solution is colored, and as a result, the generated light is attenuated (quenched) and the detection pulse becomes small.

【0004】ここで、図6には、クエンチングによるス
ペクトルの波形変化が示されている。図示されるよう
に、クエンチングが大きいほど、波形が低エネルギー領
域に偏ることが理解される。
Here, FIG. 6 shows the waveform change of the spectrum due to quenching. As can be seen, the greater the quenching, the more the waveform is biased towards the low energy region.

【0005】そこで、従来においては、かかるクエンチ
ングレベルを補正しつつ放射線測定を行う手法として、
内部標準線源法やチャンネル比法などが用いられてい
る。しかしながら、このような手法は、単核種の放射線
測定しか実際上行えないという欠点があり、そこで外部
標準線源として例えばγ線を利用した多核種分別測定方
法が用いられている。すなわち、試料のクエンチングに
よるスペクトル変化を、放射線量が既知のγ線によるス
ペクトル変化を基準として補正するものである。
Therefore, conventionally, as a method for performing radiation measurement while correcting the quenching level,
Internal standard source method and channel ratio method are used. However, such a method has a drawback that only the radiation measurement of a mononuclide can be practically performed, and therefore, a multinuclide fractionation measuring method using, for example, γ rays is used as an external standard radiation source. That is, the spectrum change due to quenching of the sample is corrected with reference to the spectrum change due to the γ-ray having a known radiation dose.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の多核種分別方法では、上述したように、測
定装置内部にγ線照射機構及びその遮蔽機構が必要とな
り、このため装置が極めて大掛りになってしまうという
問題があった。また、γ線源の管理及び取扱いが煩雑で
あるという問題もあった。
However, as described above, the above-mentioned conventional multinuclide fractionation method requires the γ-ray irradiation mechanism and its shielding mechanism inside the measuring apparatus, which makes the apparatus extremely large. There was a problem that it would be a hanging. There is also a problem that the management and handling of the γ-ray source is complicated.

【0007】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、液体シンチレータにおいて必然的に生じて
しまうクエンチングをγ線源などの外部標準線源によら
ずに補正し、かつ多核種を同時に分別することのできる
液体シンチレータによる多核種分別測定方法を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and corrects the quenching that inevitably occurs in a liquid scintillator without using an external standard radiation source such as a γ-ray source, and is a multinuclide. Another object of the present invention is to provide a multinuclide fractionation measuring method using a liquid scintillator capable of simultaneously fractionating.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、分別すべき核種毎に用意さ
れた比放射能が既知の標準サンプルをそれぞれ別個に液
体シンチレーション溶液に入れ、その溶液のクエンチン
グレベルを0から所定のレベルまで段階的に変化させ、
各クエンチングレベルにおける各核種のエネルギースペ
クトルを求め、それらを基準スペクトルとして記憶して
おく基準スペクトル準備工程と、試料のエネルギースペ
クトルを測定する試料測定工程と、同一クエンチングレ
ベルにおける各核種の前記基準スペクトルに核種別に所
定の強度係数を掛けて合成する合成スペクトル作成工程
及びこの合成スペクトルと前記試料スペクトルとを比較
し不一致量である残差を求める比較工程と、を有し、前
記各クエンチングレベル毎に、各核種に対する前記強度
係数を別個に可変させつつ前記合成スペクトル作成工程
と前記比較工程とを繰り返し実行し、前記残差が最小と
なる前記強度係数の組合せ及びその時のクエンチングレ
ベルを判定する判定工程と、前記判定された強度係数の
組合せから各核種の量を換算する核種量算出工程と、を
含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is to separate the standard samples of known specific activity prepared for each nuclide to be separated into liquid scintillation solutions. Put in, and gradually change the quenching level of the solution from 0 to a predetermined level,
Obtaining the energy spectrum of each nuclide at each quenching level, a reference spectrum preparation step of storing them as a reference spectrum, a sample measurement step of measuring the energy spectrum of the sample, and the reference of each nuclide at the same quenching level Each of the quenching levels includes a synthetic spectrum creating step of synthesizing a spectrum by multiplying a nucleus type by a predetermined intensity coefficient, and a comparing step of comparing the synthetic spectrum with the sample spectrum to obtain a residual that is a mismatch amount. Each time, the synthetic spectrum creation step and the comparison step are repeatedly executed while varying the intensity coefficient for each nuclide separately, and the combination of the intensity coefficients that minimizes the residual and the quenching level at that time are determined. From the combination of the determination step and the determined strength coefficient Characterized in that it comprises a nuclide amount calculation step of converting the amount of a.

【0009】また、請求項2記載の発明は、前記基準ス
ペクトル準備工程が、更に各クエンチングレベルにおけ
るバックグラウンドのスペクトルを測定して記憶し、前
記判定工程では、更に前記バックグラウンドスペクトル
を加えて前記合成スペクトルを作成し前記スペクトル比
較を実行することを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, the reference spectrum preparation step further measures and stores the background spectrum at each quenching level, and the determination step further adds the background spectrum. It is characterized in that the composite spectrum is created and the spectrum comparison is executed.

【0010】更に、請求項3記載の発明は、前記判定工
程が、残差が最小になるクエンチングレベルとその次に
残差が小さいクエンチングレベルとを判断し、その2つ
のクエンチングレベルでの前記基準スペクトルを両基本
形としてクエンチングの度合いを表すクエンチングパラ
メータによって表現される中間スペクトルを作成し、そ
の中間スペクトルを各核種について合成した合成スペク
トルと前記試料スペクトルとの比較による残差が更に小
さくなる前記強度係数及びクエンチングパラメータの最
適組合せを判断する再最適化工程を含むことを特徴とす
る。
Further, in the invention according to claim 3, the judging step judges a quenching level at which the residual is minimized and a quenching level at which the residual is next smaller, and the two quenching levels are used. An intermediate spectrum represented by a quenching parameter representing the degree of quenching using the reference spectrum of the two basic forms as a basic form, and the residual difference due to the comparison between the sample spectrum and the synthetic spectrum in which the intermediate spectrum is synthesized is further The method further comprises a re-optimization step of determining an optimal combination of the intensity coefficient and the quenching parameter to be reduced.

【0011】[0011]

【作用】上記請求項1記載の構成によれば、まず基準ス
ペクトル準備工程で、各クエンチングレベルにおける各
核種の基準スペクトルが求められることになる。そし
て、これらの基準スペクトルが波形として記憶される。
According to the structure described in claim 1, the reference spectrum of each nuclide at each quenching level is first obtained in the reference spectrum preparation step. Then, these reference spectra are stored as a waveform.

【0012】次に、試料測定工程で試料のエネルギース
ペクトルが測定された後、判定工程が実行される。
Next, after the energy spectrum of the sample is measured in the sample measuring step, the determining step is executed.

【0013】この判定工程は、合成スペクトル作成工程
及びスペクトル比較工程を繰り返し実行して残差が最小
となる強度係数の組合せを求めるものである。すなわ
ち、合成スペクトルは、上記基準スペクトル準備工程で
実際に測定されたエネルギースペクトルを要素として作
成されるため、各核種についての強度係数を適当に組み
合わせることにより試料スペクトルに近似した波形を再
現することが可能となる。
In this determination step, the combination of the intensity coefficients that minimizes the residual is obtained by repeatedly executing the synthetic spectrum creating step and the spectrum comparing step. That is, since the synthetic spectrum is created with the energy spectrum actually measured in the reference spectrum preparation step as an element, it is possible to reproduce a waveform approximate to the sample spectrum by appropriately combining the intensity coefficients for each nuclide. It will be possible.

【0014】従って、この判定工程で判定された強度係
数の組合せは、それらが各核種の分量を表すものである
ため、核種量算出工程で各核種の分量比率や各核種の放
射能を換算することが可能となる。
Therefore, since the combination of the intensity coefficients judged in this judging step represents the quantity of each nuclide, the quantity ratio of each nuclide and the radioactivity of each nuclide are converted in the nuclide quantity calculating step. It becomes possible.

【0015】以上のように、本発明によれば、γ線源な
どの外部標準線源が全く必要なく、かつ極めて高精度の
クエンチング補正が実現される。
As described above, according to the present invention, an external standard radiation source such as a γ-ray source is not necessary at all, and extremely high-precision quenching correction is realized.

【0016】また、請求項2記載の発明によれば、基準
スペクトル準備工程においてバックグラウンドスペクト
ルが測定され、判定工程にてそのバックグラウンドスペ
クトルが加味されて合成スペクトルが作成されることに
なり、バックグラウンドを含めた形で精度の良い多核種
分別が実現できる。
According to the second aspect of the present invention, the background spectrum is measured in the reference spectrum preparation step, and the background spectrum is added in the judgment step to create a synthetic spectrum. Accurate multinuclide separation can be realized in the form including the ground.

【0017】更に、請求項3記載の発明によれば、真の
クエンチングレベルが、段階的に設定されたいずれかの
2つのクエンチングレベルの間にある場合に、中間スペ
クトルの作成によって、基準スペクトル波形の微修正を
行うことができ、より精度良く強度係数の最適組合せを
求めることが可能となる。すなわち、基準スペクトル準
備工程で設定されるクエンチングレベルの段階数を増加
させなくても、クエンチング補正精度を向上できるとい
う利点がある。
Further, according to the invention of claim 3, when the true quenching level is between any two of the stepwise set quenching levels, the reference is obtained by creating the intermediate spectrum. The spectrum waveform can be finely corrected, and the optimal combination of intensity coefficients can be obtained with higher accuracy. That is, there is an advantage that the quenching correction accuracy can be improved without increasing the number of stages of the quenching level set in the reference spectrum preparation step.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図1には、本発明に係る液体シンチレータ
による多核種分別測定方法の好適な実施例が示されてお
り、図1はその各工程を示す工程図である。
FIG. 1 shows a preferred embodiment of a multinuclide fractionation measuring method using a liquid scintillator according to the present invention, and FIG. 1 is a process chart showing each step thereof.

【0020】まず、図2を用いて、本発明の原理につい
て説明する。
First, the principle of the present invention will be described with reference to FIG.

【0021】図2には、液体シンチレータを用いて多核
種混合試料を測定した結果である試料スペクトルSが示
されている。この試料スペクトルSは、この図2に示す
例において、2つの核種のエネルギースペクトルF1
2 とバックグラウンドスペクトルBとの和であり、そ
れに伴って図2にはその一般式(1)が参考として示さ
れている。この図2に示されるように、多核種混合試料
を測定した場合、試料スペクトルSは複数のスペクトル
の合成として表されるが、一般に、上述したクエンチン
グの問題が生じるため、波形要素である各核種スペクト
ルの分離や分量判断は困難である。
FIG. 2 shows a sample spectrum S as a result of measuring a multinuclide mixed sample using a liquid scintillator. This sample spectrum S is the energy spectrum F 1 of the two nuclides in the example shown in FIG.
It is the sum of F 2 and the background spectrum B, and accordingly, the general formula (1) is shown in FIG. 2 as a reference. As shown in FIG. 2, when a multinuclide mixed sample is measured, the sample spectrum S is expressed as a composite of a plurality of spectra, but generally, the above-mentioned quenching problem occurs, so that each of the waveform elements is a waveform element. Separation of nuclide spectra and determination of quantity are difficult.

【0022】そこで、本発明においては、後に詳述する
ように、各クエンチングレベルで各核種について、基本
波形として基準スペクトルを用意し、それらの基準スペ
クトルを適当な組合せによって合成し、その合成スペク
トルと試料スペクトルSとの対比から各核種の分量など
を判定するものである。具体的には、試料スペクトルか
ら合成スペクトルを引いた後述の残差が求められてお
り、その残差を最も小さくすることによって各核種の分
量等が判定される。
Therefore, in the present invention, as will be described later in detail, a reference spectrum is prepared as a basic waveform for each nuclide at each quenching level, these reference spectra are synthesized by an appropriate combination, and the synthesized spectrum is obtained. The amount of each nuclide is determined based on the comparison between the sample spectrum S and the sample spectrum S. Specifically, a residual, which will be described later, obtained by subtracting the synthetic spectrum from the sample spectrum is obtained, and the amount of each nuclide is determined by minimizing the residual.

【0023】ここで、残差は、次のように定義される。Here, the residual is defined as follows.

【0024】 ただし、Yi =合成スペクトル、yi =試料スペクトル 次に、以上の本発明の原理を適用した液体シンチレータ
による多核種分別方法の具体的な実施例について説明す
る。
[0024] However, Y i = synthetic spectrum and y i = sample spectrum will be described below with reference to specific examples of a method for fractionating multinuclear species by a liquid scintillator to which the above-described principle of the present invention is applied.

【0025】図1において、ステップ101では、基準
スペクトルが作成され、またそれが保存される。具体的
には、分別すべき核種毎に用意された比放射能(Adp
m)が既知の標準サンプルをそれぞれ個別に液体シンチ
レーション溶液に入れる。そして、その溶液に故意にク
エンチングを生じさせるためクエンチャーを順次添加
し、クエンチングレベルを段階的(0〜N)に変化さ
せ、各クエンチングレベルでの各核種のエネルギースペ
クトルを求める。
In FIG. 1, in step 101, a reference spectrum is created and stored. Specifically, the specific activity (Adp
Standard samples of known m) are individually placed in liquid scintillation solution. Then, a quencher is sequentially added to the solution to intentionally cause quenching, the quenching level is changed stepwise (0 to N), and the energy spectrum of each nuclide at each quenching level is obtained.

【0026】本実施例においては、液体シンチレータの
発光は、光電子増倍管によって検出されており、その出
力信号がマルチチャンネルアナライザーにて解析され、
エネルギースペクトルが求められている。ここで、求め
られた各クエンチングレベルでの各核種の基準スペクト
ルは、記録媒体に記録される。
In the present embodiment, the light emission of the liquid scintillator is detected by the photomultiplier tube, and the output signal thereof is analyzed by the multichannel analyzer,
Energy spectrum is sought. Here, the determined reference spectrum of each nuclide at each quenching level is recorded on the recording medium.

【0027】次に、ステップ102では、上述同様に、
バックグラウンドスペクトルが作成され、また保存され
ている。すなわち、上述したステップ101と同様に、
今度は標準サンプルを入れない状態で各クエンチングレ
ベルでのバックグラウンドスペクトルが求められ、その
スペクトルが記憶媒体に記憶されている。本発明に係る
多核種分別方法では、以下に述べるように、バックグラ
ウンドスペクトルを通常の核種スペクトルと同様に取り
扱うことができ、分別精度向上を図ることが可能であ
る。なお、準備工程として存在するステップ101及び
ステップ102の結果は、実際の装置においては、例え
ば予めROMなどに書き込んでおくことができる。
Next, at step 102, as described above,
Background spectra have been created and stored. That is, similar to step 101 described above,
Now, the background spectrum at each quenching level is obtained without the standard sample, and the spectrum is stored in the storage medium. In the multinuclide fractionation method according to the present invention, as described below, the background spectrum can be treated in the same manner as a normal nuclide spectrum, and the fractionation accuracy can be improved. It should be noted that the results of step 101 and step 102 existing as the preparation process can be written in advance in, for example, a ROM in an actual device.

【0028】次に、ステップ103では、従来同様に、
多核種が混合状態にある試料のエネルギースペクトルが
測定される。ただし、本実施例においては、γ線源など
の外部標準線源は必要とされない。なお、この試料スペ
クトルも一旦記録媒体に格納される。
Next, at step 103, as in the conventional case,
The energy spectrum of the sample in which the polynuclear species are mixed is measured. However, in this embodiment, an external standard radiation source such as a γ-ray source is not required. Note that this sample spectrum is also temporarily stored in the recording medium.

【0029】次に、ステップ104では、ステップ10
3で求められた試料スペクトルに対する合成スペクトル
の最適化処理が実行される。ここで、合成スペクトルと
は、いずれかのクエンチングレベルにおける全核種の基
準スペクトルとバックグラウンドスペクトルとを合成し
たものであり、その合成に当たっては各核種毎に所定の
強度係数(分量係数)が重み付けとして掛けられてい
る。そして、試料スペクトルに対して合成スペクトルを
最も近似させる、換言すれば残差を最小にする各強度係
数の最適組合せを求めることが、ここでいう最適化であ
る。具体的には、各クエンチングレベル毎に各強度係数
をパラメータとして最小2乗法を適用し、最も残差が小
さい強度係数の組合せを求めていくものである。
Next, in step 104, step 10
Optimization processing of the synthetic spectrum with respect to the sample spectrum obtained in 3 is executed. Here, the synthetic spectrum is a synthesis of the reference spectrum and the background spectrum of all nuclides at any quenching level, and in the synthesis, a predetermined intensity coefficient (quantification coefficient) is weighted for each nuclide. It is hung as. The optimization here is to find the optimum combination of the intensity coefficients that most approximates the composite spectrum to the sample spectrum, in other words, minimizes the residual. Specifically, the least squares method is applied to each quenching level using each intensity coefficient as a parameter, and a combination of intensity coefficients having the smallest residual is obtained.

【0030】従って、このステップ104を実行するこ
とにより、結果として、各クエンチングレベル毎に、残
差が最小となる強度係数の最適組合せが求まる。
Therefore, by executing this step 104, as a result, the optimum combination of the intensity coefficients that minimizes the residual is obtained for each quenching level.

【0031】図3及び図4には、ステップ104の実行
結果の例が示されている。この例においては、分別すべ
き核種として 3H、14Cの場合が示されている。図3に
示されるように、クエンチングレベルQが3〜4で残差
が最小になっており、このことから試料のクエンチング
レベルQが3ないし4であることが判定される。 ま
た、その時の各核種の分量は、図4に示される核種別の
強度係数によって求められる。すなわち、この強度係数
は基準スペクトルに対する比率と各核種の分量比率とを
表すものであり、換言すれば各核種の放射能を表してい
る。
3 and 4 show examples of execution results of step 104. In this example, 3 H and 14 C are shown as nuclides to be separated. As shown in FIG. 3, the residual is minimized when the quenching level Q is 3 to 4, and it is determined from this that the quenching level Q of the sample is 3 to 4. Further, the amount of each nuclide at that time is obtained by the intensity coefficient of the nuclide type shown in FIG. That is, the intensity coefficient represents the ratio to the reference spectrum and the dose ratio of each nuclide, in other words, the radioactivity of each nuclide.

【0032】そして、ステップ105では、以上のよう
にして求められた各核種の強度係数から各核種の分量が
算出され、また各核種毎の放射能が計算されている。具
体的には、ステップ101で用いられた標準サンプルの
放射能を基準として、求められた強度係数から実際の放
射能が換算される。
Then, in step 105, the quantity of each nuclide is calculated from the intensity coefficient of each nuclide obtained as described above, and the radioactivity of each nuclide is calculated. Specifically, with reference to the radioactivity of the standard sample used in step 101, the actual radioactivity is converted from the obtained intensity coefficient.

【0033】このように、解析工程として理解される上
記ステップ104及びステップ105の後、算出された
放射能等がステップ106でディスプレイに表示され
る。
As described above, after the steps 104 and 105 which are understood as the analysis process, the calculated radioactivity and the like are displayed on the display in step 106.

【0034】以上のように、本実施例の液体シンチレー
タによる多核種分別測定方法によれば、外部標準線源な
どを要せずにクエンチングレベルを補正しつつ多核種を
同時に分別することが可能である。そして、その分別の
基準として、実測定スペクトルである基準スペクトルを
用いているので、検出系の特性などに左右されない分別
結果を得ることができる。
As described above, according to the multinuclide separation measuring method using the liquid scintillator of this embodiment, it is possible to simultaneously separate the multinuclide while correcting the quenching level without using an external standard radiation source or the like. Is. Since the reference spectrum, which is the actual measurement spectrum, is used as a reference for the classification, a classification result that is not affected by the characteristics of the detection system can be obtained.

【0035】次に、図5には、本実施例の変形例とし
て、再最適化処理を行う場合の工程が示されている。こ
の再最適化処理は、図1に示されるA−A´に挿入され
るものである。
Next, FIG. 5 shows, as a modified example of this embodiment, the steps for performing the re-optimization process. This re-optimization process is inserted into AA 'shown in FIG.

【0036】図3で示したように、以上のステップ10
4までの工程では、真のクエンチングレベルが、離散的
に設定されるクエンチングレベル間にある場合、それを
判断することができない。これに対し、クエンチングレ
ベルの段階数を増加させることも考えられるが、記録す
るデータ量が増加すると共に、演算処理時間の増大が回
避できない。
As shown in FIG. 3, the above step 10 is performed.
In steps up to 4, if the true quenching level is between the discretely set quenching levels, it cannot be determined. On the other hand, it is possible to increase the number of steps of the quenching level, but it is inevitable that the amount of data to be recorded increases and the calculation processing time also increases.

【0037】そこで、ステップ107及びステップ10
8では、クエンチングレベル間における基準スペクトル
の波形変化がほぼ連続的であることを利用し、これによ
って中間スペクトルを作成し、試料スペクトルとの比較
を行って、より残差を小さくさせるものである。
Therefore, step 107 and step 10
In No. 8, the fact that the waveform change of the reference spectrum between quenching levels is almost continuous is utilized, whereby an intermediate spectrum is created and compared with the sample spectrum to further reduce the residual error. .

【0038】図5において、ステップ107では、残差
が最も小さいクエンチングレベルとその次に小さいクエ
ンチングレベルとが判定される。例えば、図3に示した
例ではそのクエンチングレベルとして3及び4が判定さ
れる。
In FIG. 5, in step 107, the quenching level with the smallest residual and the quenching level with the next smallest are determined. For example, in the example shown in FIG. 3, 3 and 4 are determined as the quenching level.

【0039】次に、ステップ108について説明する。
ステップ107で判定された2つのクエンチングレベル
における2つの基準スペクトルから各核種毎に、核種m
の中間スペクトルが次の第3式の如く表される。
Next, step 108 will be described.
For each nuclide from the two reference spectra at the two quenching levels determined in step 107, the nuclide m
The intermediate spectrum of is expressed by the following third equation.

【0040】 Gm(n)=A{(1−Q)*Dm,I(n)+Q*Dm,I+1(n)} …(第3式) Dm,I(n):クエンチングレベルI、核種mの基準
スペクトル n:チャンネル Q:クエンチングパラメータ(0〜1) A:強度(分量)パラメータ すなわちこの第3式は、中間スペクトルGm(n)がク
エンチングレベルIの基準スペクトルとIの基準スペク
トルとの中間スペクトル波形であることを示している。
Gm (n) = A {(1-Q) * Dm, I (n) + Q * Dm, I + 1 (n)} (Formula 3) Dm, I (n): quenching level I, nuclide m reference spectrum n: channel Q: quenching parameter (0 to 1) A: intensity (quantity) parameter That is, in the third equation, the intermediate spectrum Gm (n) is a reference spectrum of quenching level I and a reference spectrum of I. It has shown that it is an intermediate spectrum waveform of.

【0041】この第3式において、Q=0の場合には、
Gm(n)はI番目の基準スペクトルとなる。一方、Q
=1の場合には、Gm(n)はI+1番目の基準スペク
トルになる。そして、Q=0からQ=1までにかけてI
番目の基準スペクトルからI+1番目の基準スペクトル
へ中間スペクトルの波形が移行することが理解される。
In the third equation, when Q = 0,
Gm (n) becomes the I-th reference spectrum. On the other hand, Q
When = 1, Gm (n) becomes the I + 1th reference spectrum. Then, from Q = 0 to Q = 1, I
It is understood that the waveform of the intermediate spectrum shifts from the (1) th reference spectrum to the (I + 1) th reference spectrum.

【0042】従って、各核種について上記第3式を導入
し、それらを合成した合成スペクトルと試料スペクトル
との比較において、残差が最小になるように、上記第3
式の強度係数及びクエンチングパラメータをパラメータ
として最小2乗法を適用すれば、強度係数の組合せ及び
クエンチングパラメータを共に最適化させることができ
る。すなわち、合成スペクトルを試料スペクトルにより
近似させることができる。
Therefore, the third formula is introduced for each nuclide, and in the comparison between the synthetic spectrum obtained by synthesizing them and the sample spectrum, the third formula is adopted so that the residual error is minimized.
If the least squares method is applied with the strength coefficient and the quenching parameter of the equation as parameters, both the combination of the strength coefficient and the quenching parameter can be optimized. That is, the synthetic spectrum can be approximated to the sample spectrum.

【0043】従って、この図5に示されるルーチンが実
行される場合には、図1に示したステップ105におい
て、上述同様に各核種についての放射能等が算出される
と共に、修正されたクエンチングレベルが判定されるこ
とになる。以上の変形例によれば、クエンチングレベル
の段階数を増加させることなく、等価的に段階数を増加
させたのと同様の効果を得ることができる。従って、よ
り精度良く各核種の分量や放射能を求めることができる
という利点がある。
Therefore, when the routine shown in FIG. 5 is executed, in step 105 shown in FIG. 1, the radioactivity and the like for each nuclide is calculated in the same manner as described above, and the corrected quenching is performed. The level will be determined. According to the above modification, it is possible to obtain the same effect as if the number of stages is equivalently increased without increasing the number of stages of the quenching level. Therefore, there is an advantage that the amount and radioactivity of each nuclide can be obtained with higher accuracy.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、γ線源などの外部標準線源を必要とせず
に、クエンチング補正を行いつつ精度良く各核種の分量
や放射能などを同時に求めることが可能である。
As described above, according to the invention as set forth in claim 1, without using an external standard radiation source such as a γ-ray source, quenching correction can be performed with high accuracy and the dose and radiation of each nuclide. It is possible to request Noh etc. at the same time.

【0045】そして、請求項2記載の発明によれば、合
成スペクトルにバックグラウンドスペクトルを加味する
ことができるので、外的要因に左右されずに適切な多核
種の分別を行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, since the background spectrum can be added to the synthetic spectrum, it is possible to appropriately separate multinuclear species without being influenced by external factors.

【0046】更に、請求項3記載の発明によれば、クエ
ンチングレベルの段階数を増加させることなく等価的に
段階数を増加させたのと同様の効果を得ることができ、
クエンチングレベルの正確な決定と、より精度良く各核
種の放射能を求めることができるという効果がある。
Further, according to the invention described in claim 3, it is possible to obtain the same effect as when the number of stages is equivalently increased without increasing the number of stages of the quenching level.
This has the effect of accurately determining the quenching level and more accurately determining the radioactivity of each nuclide.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る液体シンチレータによる多核種分
別測定方法の各工程を示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing each step of a multinuclide fractionation measuring method using a liquid scintillator according to the present invention.

【図2】各核種のエネルギースペクトルとその和として
得られる試料スペクトルとの関係を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between an energy spectrum of each nuclide and a sample spectrum obtained as a sum thereof.

【図3】クエンチングレベルと残差との関係を示す説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a quenching level and a residual.

【図4】各クエンチングレベルでの各核種についての強
度係数の具体的数値の例を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of specific numerical values of the intensity coefficient for each nuclide at each quenching level.

【図5】中間スペクトル作成により再最適化を行う場合
の処理工程を示す部分的フローチャートである。
FIG. 5 is a partial flowchart showing processing steps when re-optimization is performed by creating an intermediate spectrum.

【図6】液体シンチレータにおけるクエンチング現象を
示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a quenching phenomenon in the liquid scintillator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S101,S102 準備工程 S103 試料測定工程 S104,S105 解析工程 S101, S102 preparation step S103 sample measurement step S104, S105 analysis step

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 分別すべき核種毎に用意された比放射能
が既知の標準サンプルをそれぞれ別個に液体シンチレー
ション溶液に入れ、その溶液のクエンチングレベルを0
から所定のレベルまで段階的に変化させ、各クエンチン
グレベルにおける各核種のエネルギースペクトルを求
め、それらを基準スペクトルとして記憶しておく基準ス
ペクトル準備工程と、 試料のエネルギースペクトルを測定する試料測定工程
と、 同一クエンチングレベルにおける各核種の前記基準スペ
クトルに核種別に所定の強度係数を掛けて合成する合成
スペクトル作成工程及びこの合成スペクトルと前記試料
スペクトルとを比較し不一致量である残差を求める比較
工程、を有し、前記各クエンチングレベル毎に、各核種
に対する前記強度係数を別個に可変させつつ前記合成ス
ペクトル作成工程と前記比較工程とを実行し、前記残差
が最小となる前記強度係数の組合せ及びその時のクエン
チングレベルを判定する判定工程と、 前記判定された強度係数の組合せから各核種の量を換算
する核種量算出工程と、 を含むことを特徴とする液体
シンチレータによる多核種分別測定方法。
1. A standard sample of known specific activity prepared for each nuclide to be separated is separately put into a liquid scintillation solution, and the quenching level of the solution is set to 0.
To a predetermined level in steps, obtain the energy spectrum of each nuclide at each quenching level, store the reference spectrum as a reference spectrum, and the sample measurement step to measure the energy spectrum of the sample. , A synthetic spectrum creating step of synthesizing the reference spectrum of each nuclide at the same quenching level by multiplying a nuclear type by a predetermined intensity coefficient, and a comparing step of comparing the synthetic spectrum with the sample spectrum to obtain a residual difference which is a mismatch amount , And, for each of the quenching levels, the synthetic spectrum creating step and the comparing step are executed while varying the intensity coefficient for each nuclide separately, and the residual coefficient is minimized. A determination step of determining the combination and the quenching level at that time; Multinuclear fractionation measurement method by the liquid scintillator, characterized in that a combination of intensity coefficient including a nuclide amount calculation step of converting the amount of each species were.
【請求項2】 請求項1記載の液体シンチレータによる
多核種分別測定方法において、 前記基準スペクトル準備工程では、更に各クエンチング
レベルにおけるバックグラウンドのスペクトルを測定し
て記憶し、 前記判定工程では、更に前記バックグラウンドスペクト
ルを加えて前記合成スペクトルを作成し前記スペクトル
比較を実行することを特徴とする液体シンチレータによ
る多核種分別測定方法。
2. The multinuclide fractionation measuring method using the liquid scintillator according to claim 1, wherein in the reference spectrum preparing step, a background spectrum at each quenching level is further measured and stored, and in the judging step, A method for fractionating and measuring multiple nuclides by a liquid scintillator, which comprises adding the background spectrum to create the composite spectrum and executing the spectrum comparison.
【請求項3】 請求項1記載の液体シンチレータによる
多核種分別測定方法において、 前記判定工程は、 残差が最小になるクエンチングレベルとその次に残差が
小さいクエンチングレベルとを判断し、その2つのクエ
ンチングレベルでの前記基準スペクトルを両基本形とし
てクエンチングの度合いを表すクエチングパラメータに
よって表現される中間スペクトルを作成し、その中間ス
ペクトルを各核種について合成した合成スペクトルと前
記試料スペクトルとの比較による残差が更に小さくなる
前記強度係数及びクエチングパラメータの最適組合せを
判断する再最適化工程を含むことを特徴とする液体シン
チレータによる多核種分別測定方法。
3. The multinuclide fractionation measuring method using a liquid scintillator according to claim 1, wherein the determining step determines a quenching level at which the residual is minimized and a quenching level at which the residual is next smallest, The reference spectrum at the two quenching levels is used as both basic forms to create an intermediate spectrum represented by a quetting parameter representing the degree of quenching, and the intermediate spectrum is synthesized for each nuclide and the sample spectrum and The method for discriminating and measuring multinuclide by a liquid scintillator, which comprises a re-optimization step of determining an optimal combination of the intensity coefficient and the queuing parameter, which results in a smaller residual error by the comparison.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210044047A (en) * 2019-10-14 2021-04-22 한국수력원자력 주식회사 Presence confirmation method of radionuclide in sample
JP2022541774A (en) * 2019-07-15 2022-09-27 ステート・アトミック・エナジー・コーポレーション・ロスアトム・オン・ビハーフ・オブ・ザ・ロシアン・フェデレーション Method for monitoring radionuclide content in radioactive waste

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