JPH0627819B2 - 放射線量率の分布測定方法及び装置 - Google Patents

放射線量率の分布測定方法及び装置

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JPH0627819B2 JP27611089A JP27611089A JPH0627819B2 JP H0627819 B2 JPH0627819 B2 JP H0627819B2 JP 27611089 A JP27611089 A JP 27611089A JP 27611089 A JP27611089 A JP 27611089A JP H0627819 B2 JPH0627819 B2 JP H0627819B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子力発電所等の如き放射線管理区域内にお
ける作業環境データとして、該区域内の任意所望の点の
放射線量率を求めて可視表示することのできる放射線量
率の分布測定方法及び装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、放射線管理区域内の作業環境測定として行われる
γ線サーベイには、携帯式の局所測定用サーベイメータ
が用いられていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
かかるサーベイメータによる従来の方法では、作業場所
(放射線管理区域内)全体の放射線量率の分布図を作成
するのに多大の時間と手間を要するだけでなく、作業場
所の線量率が高かった場合、それと知らずにその中に入
ってγ線サーベイを行う測定者が被曝の危険に曝される
という問題があった。
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点を克服し、測
定者が被曝の危険に曝される恐れなしに、しかも最小限
の時間と手間を要するだけで、作業場所(放射線管理区
域内)全体の放射線量率の分布図を作成して可視表示す
ることのできる放射線量率の分布測定方法及び装置を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的達成のため、本発明による放射線量率の分布測
定方法は、放射線源を含む空間に対して向けられるシン
チカメラと、三角測量法に従って演算する演算装置と、
記憶装置と、可視表示装置とにより実施される。
又本発明による放射線量率の分布測定装置は、シンチカ
メラと、三角測量法に従って演算する演算装置と、記憶
装置と、可視表示装置とによって構成される。またそれ
にビデオカメラと、画像処理装置と、を付加してもよ
い。
〔作用〕
本発明による放射線量率の分布測定方法では、放射線源
を含む空間に対し第1の位置からシンチカメラを向けて
撮像することにより得られる第1の放射線画像と、前記
第1の位置とは異なる第2の位置からシンチカメラを向
けて撮像することにより得られる第2の放射線画像と、
から三角測量法に従って前記放射線源の空間的位置を演
算により求め、次いで、得られた放射線源の空間的位置
から空間内の任意所望の位置における線量率をデータと
して演算により求めて記憶装置に記憶し、更に該記憶装
置から所望のデータを読み出して可視表示する。
又、本発明による放射線量率の分布測定装置では、放射
線源を含む空間に対し第1の位置からシンチカメラを向
けて撮像することにより得られる第1の放射線画像と前
記第1の位置とは異なる第2の位置からシンチカメラを
向けて撮像することにより得られる第2の放射線画像と
から三角測量法に従って前記放射線源の空間的位置を演
算装置により演算して求めると共に、得られた前記放射
線源の空間的位置から前記空間内の任意所望の位置にお
ける線量率をデータとして演算により求める。そして演
算により求めたその線量率データを記憶装置に記憶した
後、該記憶装置から所望の線量率データを読み出して表
示装置に可視表示する。
更に、ビデオカメラと画像処理装置を備えている場合に
は、該ビデオカメラによって、放射線源を含む前記空間
の可視画像を撮像し、該可視画像と前記記憶装置から読
み出した所望の線量率データを画像処理装置により重ね
合わせて前記表示装置に重ね合わせ表示する。
〔実施例〕
第1図は、本発明の一実施例としての放射線量率の分布
測定装置の構成の概略を示すブロック図である。
同図において、1は放射線検出部としてのシンチカメ
ラ、2は増幅・変換部、3はDIO(ディジタル入出
力)ボード、4はキーボード、5はメモリ、6はCP
U、7はビデオ/CG(コンピュータ・グラフィクス)
画像合成ボード、8はマルチスキャン型CRT(陰極線
管表示器)、9はビデオカメラ、10は静止画ビデオレ
コーダ、11はビデオプリンタである。
シンチカメラ1は、シンチレーションカメラとも云い、
コリメータと、シンチレータと、或る配置をもった複数
個の光電子増倍管(フォトマルチプライヤ)と、から成
っている。γ線がコリメータを通して1イベント入射す
るごとに、シンチレータでの発光は、各々の光電子増倍
管に分配され、発光点と各光電子増倍管との間の距離に
関係して、γ線の入射位置の座標をX,Yとすると、該
座標(X,Y)を求めるのに必要な4つの位置信号XA
,XB ,YC ,YD が光電子増倍管から得られるよう
になっている。
座標(X,Y)と位置信号XA ,XB ,YC ,YD との
関係は次の式で与えられるようになっている。
X=(XA −XB )/(XA +XB )…(1) Y=(YC −YD )/(YC +YD )…(2) またシンチレータでの発光強度Zは、次の式のように、
全部の光電子倍増管の出力の和として求められる。
Z=XA +XB +YC +YD …(3) このZに相当する信号から直接γ線に相当した信号が得
られるようになっている。
(なお、シンチカメラについては、例えば「放射線測定
技術 川島、山田著・(株)通商産業研究社発行」の第1
14頁〜第116頁に記載されている。) シンチカメラ1から得られた1イベント当たりの4つの
位置信号XA ,XB ,YC ,YD は、プリアンプ、リナ
アアンプ、ADコンバータ、電源等からなる増幅・変換
部2において増幅・変換された後、DIO(ディジタル
入出力)ボード3を介してCPU6に取り込まれる。
CPU6では、上記(1),(2)及び(3)の式に従
ってγ線の入射位置の座標(X,Y)と強さを求め、メ
モリ5に格納する。
こうして或る一定の時間を経過すれば、シンチカメラ1
を使って、或る対象物(放射線源を含む空間)の放射線
画像(これを第1の放射線画像とする)が得られる。
次にシンチカメラ1を別の位置に動かし、その位置から
同じ対象物(放射線源を含む空間)の放射線画像(これ
を第2の放射線画像とする)を得る。
CPU6は、これらの第1及び第2の放射線画像から三
角測量法の原理を使って対象物(放射線源を含む空間)
内の線源の分布を求めることができる。線源の分布が求
まると、その対象物(放射線源を含む空間)内の任意所
望の位置における線量率を演算で求めることができるか
ら、それによりCPU6は、対象物(放射線源を含む空
間)内の線量率の空間分布のCG(コンピュータ・グラ
フィクス)画像を作成してメモリ5に格納することがで
きる。
他方、ビデオカメラ9は、その同じ対象物(放射線源を
含む空間)を撮像してNTSC方式によるテレビジョン
画像を得、これとメモリ5から取り出した先程のCG
(コンピュータ・グラフィクス)画像をビデオ/CG画
像合成ボード7において合成し、マルチスキャン型CR
T8に表示すれば、対象物(放射線源を含む空間)内の
線量率の空間分布を、該空間の物理的配置と関連ずけて
表示することができる。
その結果、放射線源を含む空間内に立ち入ることなし
に、つまり測定者がγ線に被曝する恐れなしに、その空
間内の線量率の分布を作業環境データとして得ることが
できる。
マルチスキャン型CRT8に表示した画像は、静止画ビ
デオレコーダ10を使って記録することもできるし、ま
たビデオプリンタ11によりプリントすることもでき
る。
なおCPU6により求めた対象物(放射線源を含む空
間)内の線量率の空間分布のCG(コンピュータ・グラ
フィクス)画像は、ビデオ画像と合成することなく、そ
れ単独でCRTに表示しても、それなりに有効であるこ
とは勿論である。
以上は動作の概要である。以下、測定データ、演算によ
るデータ処理方法等の詳細を具体的に説明する。
第2図は、データ処理の流れを概略的に示した流れ図で
ある。
先ずステップS1では、シンチカメラ1によって測定さ
れる測定値情報を整理して示した。即ち、既に述べたよ
うに、γ線がコリメータを通して1イベント入射するご
とに、シンチレータが発光して光電子増倍管から得られ
る4つの位置信号XA ,XB ,YC ,YD が、前述の
(1),(2)式において明らかなように、γ線位置情
報であり、また前述の(3)式から分かるように、Zが
入射エネルギー情報である。またCRT画面上で位置の
分解能を考慮して1画素の大きさを決定するが、その1
画素当たりのγ線検出数Mも、測定値情報の一つであ
る。
ステップS2では、前提となる既知情報を整理して示し
た。対象物(放射線源を含む空間)内の核種は諸般の事
情から予め分かるものとしている。核種の番号をiとす
ると、i=1,2,…nと表せる。核種毎の照射線量率
定数Ji、γ線放射率Hi、シンチレータ計数効率K
i、核種構成比Fiは全て既知であり、またシンチカメ
ラ1がそこに位置して第1の放射線画像を得たその第一
の測定点と、第2の放射線画像を得たときに位置した第
二の測定点と、の間の距離lも既知情報の一つである。
次にステップS3では、第1の放射線画像と第2の放射
線画像を基に線源の三次元位置をCPUが三角測量法に
従って演算により算出する。この三角測量法の原理を第
3図、第3A図を使って以下、説明する。
第3図(イ)は、シンチカメラ1が第一地点のセンサ位
置にあるときに線源(黒丸印)を望んだ視野(第一地点
の視野)と、第二地点のセンサ位置にあるときに線源
(黒丸印)を望んだ視野(第二地点の視野)と、を示す
平面図である。
第3図(ロ)は、シンチカメラ1が第一地点のセンサ位
置にあるときに線源(黒丸印)を望んで得られる視野画
像(第一地点の視野画像)と、第二地点のセンサ位置に
あるときに線源(黒丸印)を望んで得られる視野画像
(第二地点の視野画像)と、を示している。当然、両画
像は一部オーバラップしている。コリメータが円錐形状
のピンホールコリメータであれば、視野画像は四角では
なく丸い画像となるわけであるが、ここでは便宜上、四
角な画像として表している。
第一地点の視野画像の中心位置O1から線源像(黒丸
印)までの水平距離をx1,垂直距離をy1とし、縦方
向視野領域の寸法の1/2をh1、横方向視野領域の寸
法の1/2をw1、とする。同様に、第二地点の視野画
像の中心位置O2から線源像(黒丸印)までの水平距離
をx2,垂直距離をy2とし、縦方向視野領域の寸法の
1/2をh2、横方向視野領域の寸法の1/2をw2、
としている。これらの諸量は実際に視野画像から求まる
わけである。
第3A図は、三角測量法の原理に従って、シンチカメラ
1の位置した第一地点と第二地点と線源(黒丸印)位置
との間に想定する三角錐の上面図である。この三角錐の
各部寸法や角度は、第3図(ロ)に示した各寸法を用い
て次の如く表される。但し、シンチカメラから線源を望
む視野の横方向視野角をE1,縦方向視野角をE2とす
る(これら視野角は、コリメータに依存して定まる定数
である)。
∠a=(π/2)− tan -1{x1/W1・tan (E1/2)}…(4) ∠b=(π/2)− tan -1{x2/W2・tan (E1/2)}…(5) ∠c=tan -1{y2/h2・tan (E2/2)} …(6) m=(l・tan a)/(tan a+tan b)…(7) R=l・tan b …(8) P=(m+R1/2 …(9) Q=P・tan c …(10) l1=(P+Q1/2 …(11) 以上の計算により、第二地点から線源までの距離l1が
軸線の三次元位置としてCPUにより算出されることが
理解されたであろう。
次に第2図に戻り、ステップS4で参照する。ここで
は、それまでに得られた数値情報を使って1画素当たり
の線源量を計算する。
その計算式の詳細は次の如くである。既知情報は、先に
ステップS1で整理して示したものの他に、ステップS
3で求めた線源の三次元位置を表す距離l1があり、シ
ンチレーション計測数Dとシンチカメラ固有の補正計数
Vも既知情報とする。
核種番号iのγ線構成割合をGiとすると、これは次の
式で求められる。
Gi=(Fi×Hi)/(Fi×H1+ F2×H2+……+Fn×Hn)…(12) コリメータへのγ線総入射数Nは次の式で求められる。
N= (シンチレーション測数側D)/(核種別γ線構成割合 ×核種別シンチレータ計数効率Ki) =D/(G1×K1+G2×K2+……+Gn×Kn)
…(13) 更に核種番号iの線源量Uiは次の式で求められる。
Ui={(総入射数N×核種番号iのγ線構成割合Gi ×距離l1の2乗)/(核種番号iの照射線率定数Ji)} ×(シンチカメラ固有の補正係数V) ={(N×Gi×l1)/Ji}×V (Ci:キュリー) …(14) 最後に1画素当たりの線源量Wは次の式で求められる。
W=U1+U2+……Un (Ci)…(15) かくして1画素当たりの線源量Wを求めることができ
る。
次に第2図に戻り、ステップS5を参照する。ここで
は、それまでに得られた結果を踏まえて、対象物(放射
線源を含む空間)内の任意の点における空間線量率を計
算する。
その計算式を以下、説明する。
今、画素の番号をjとすると、j=1,2,3,…,q
で与えられる。各画素毎に検知された線源と空間内の任
意所望の点との間の距離をLとする。そして画素jで
検知された核種iの線源量をUijとし、核種iの照射線
量率をJiとする。
すると、空間内の任意所望の点における照射線量率P
は次の式で与えられる。
以上で第2図におけるステップS3の、測定対象間の任
意の点における照射線量率の算出が、第1図のCPU6
において、可能であることが理解されたであろう。
第1図において、シンチカメラ1とビデオカメラ9は、
同一対象物(放射線源を含む空間)を撮像するものであ
るから、本来、同一の位置から撮像することが必要なは
ずである。
そこで第4図(イ)に示すように、放射線画像の撮影時
には、シンチカメラ1の測定中心軸を対象物に合わせ、
ビデオカメラ9は傍らに移動させておく。他方、ビデオ
画像の撮影時には、ビデオカメラ9の測定中心軸を対象
物に合わせ、シンチカメラ1は傍らに移動させておく。
こうすれば、シンチカメラ1とビデオカメラ9で、同一
対象物を同一の位置から撮像することが可能になる。
或いは第4図(ロ)に示すように、シンチカメラ1の測
定中心軸を対象物に合わせ、ビデオカメラ9は傍らに置
いた状態のもとで、シンチカメラ1の前に、γ線は透過
するが可視光は反射する鏡15を配置し、またビデオカ
メラ9の前には、鏡15から反射してくる可視光をビデ
オカメラ9に導く鏡16を配置するようにしても、シン
チカメラ1とビデオカメラ9で、同一対象物を同一の位
置から撮像することが可能になる。
第1図において、ビデオ/CG画像合成ボード7は、既
に述べたように、CPU6が作成した対象物(放射線源
を含む空間)内の線量率の空間分布のCG(コンピュー
タ・グラフィクス)画像と、ビデオカメラ9が撮像した
リアルタイムなビデオ画像とを重ね合わせてCRT8に
表示するための画像処理装置であるが、かかる画像処理
装置は、近年におけるコンピュータ・グラフィクス画像
技術の著しい進展により、各種のものが開発され市販さ
れているので、それを利用することができる。
ただCPU6が作成しメモリ5に格納しておくデータ
は、対象空間内の三次元データであるので、そのままで
は二次元平面のCRT画面に表示することは困難であ
る。そこで、対象空間における例えば奥行き位置をパラ
メータとして指定してやり、その奥行き位置における二
次元平面データをCRT画面に表示するようにすれば、
見易い表示が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、測定者が被曝の
危険に曝される恐れなしに、しかも最小限の時間と手間
を要するだけで、作業場所(放射線管理区域内)全体の
放射線量率の分布図を作成して、作業環境データとして
提供できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としての放射線量率の分布測
定装置の構成概略を示すブロック図、第2図は第1図に
示した測定装置におけるデータ処理の流れを概略示した
流れ図、第3図はシンチカメラにより撮影して得られる
放射線画像の説明図、第3A図は三角測量法の原理説明
図、第4図はシンチカメラとビデオカメラの光軸を一致
させる方式例の説明図、である。 符号の説明 1……シンチカメラ、2……増幅・変換部、3……DI
Oボード、4……キーボード、5……メモリ、6……C
PU、7……ビデオ/CG画像合成ボード、8……マル
チスキャン型CRT、9……ビデオカメラ、10……静
止画ビデオレコーダ、11……ビデオプリンタ
フロントページの続き (72)発明者 北田 俊信 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 清水 雅美 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 山田 正 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 小林 哲夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放射線源を含む空間に対し第1の位置から
    シンチカメラを向けて撮像することにより得られる第1
    の放射線画像と、前記第1の位置とは異なる第2の位置
    からシンチカメラを向けて撮像することにより得られる
    第2の放射線画像と、から三角測量法に従って前記放射
    線源の空間的位置を演算により求める第1の段階と、 得られた前記放射線源の空間的位置から前記空間内の任
    意所望の位置における線量率を演算により求めデータと
    して記憶装置に記憶する第2の段階と、 前記記憶装置から所望のデータを読み出して可視表示す
    る第3の段階と、から成ることを特徴とする放射線量率
    の分布測定方法。
  2. 【請求項2】シンチカメラと、放射線源を含む空間に対
    し第1の位置から前記シンチカメラを向けて撮像するこ
    とにより得られる第1の放射線画像と前記第1の位置と
    は異なる第2の位置からシンチカメラを向けて撮像する
    ことにより得られる第2の放射線画像とから三角測量法
    に従って前記放射線源の空間的位置を演算により求める
    と共に、得られた前記放射線源の空間的位置から前記空
    間内の任意所望の位置における線量率をデータとして演
    算により求める演算装置と、前記演算装置の求めた線量
    率データを記憶する記憶装置と、前記記憶装置から所望
    の線量率データを読み出して可視表示する表示装置と、
    から成ることを特徴とする放射線量率の分布測定装置。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の放射線量率の分布測定装
    置において、放射線源を含む前記空間の可視画像を撮像
    するビデオカメラと、該可視画像と前記記憶装置から読
    み出した所望の線量率データを前記表示装置において重
    ね合わせ表示する画像処理装置と、を更に具備したこと
    を特徴とする放射線量率の分布測定装置。
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