JPH0634031B2 - 放射線測定分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は放射線測定分析装置に関し、特に放射線を検出
する検出器により所定の放射能濃度を検出し、放射線の
計数値及び計数率を表示すると共に、波高分析器により
求められた放射線のエネルギー分布を表示する放射線測
定分析装置に関する。

［従来の技術］ 放射性同位元素を取り扱う研究所等の施設、及び原子力
発電所、核燃料物質取扱施設、再処理工場等の原子力施
設において、放射線を検出する測定器としてサーベイメ
ータ等の放射線モニタが周知である。

この種の放射線測定器は、放射能濃度及び線量当量に対
応したパルス信号を計数し、この計数値をレートメータ
に表示して放射能汚染等の監視を行っている。

特に、サーベイメータは、施設内の線量当量率の分布や
放射能面密度を測定することを目的としているため、携
帯に便利なように小型可搬型になっている。

そして、このサーベイメータを用いて放射性物質取扱施
設内の線量当量率の分布や放射能面密度を測定しておく
ことは、放射線管理上、極めて重要である。

このサーベイメータの種類は、大別してシンチレーショ
ン検出器、半導体検出器、比例計数管等の検出器を用い
た各種サーベイメータに分類でき、それぞれ線量当量率
計又は計数率計により測定値が表示される。

一方、放射線検出から出力されるパルス信号のパルス数
を計数値として表したり、エネルギー分布として表示し
たりするパルス高分析器が広範囲に利用されている。

この波高分析器は、放射線のエネルギー分布を求めて放
射線の核種分析等に用いられている測定器であり、例え
ば、前述した放射線検出器の放射線吸収における計数パ
ルスを入力し、前記入力パルス信号の波高値が吸収エネ
ルギーに比例することから、そのパルス波高値を分析す
ることによって吸収エネルギー分布を知ることができ、
従来における放射線分析においては、このような波高分
析器が必要不可欠なものとなっている。

そして、この種の波高分析器は、一般的に２つの波高弁
別回路と逆同時計数回路を組み合わせて構成され、波高
弁別回路は設定された波高値以上のパルスだけを通過さ
せ、それ以下のパルスは通過させない働きをする。

そして、その出力パルスが逆同時計数回路に入力される
と、前記２つの波高弁別回路により上限・下限レベルの
２つの異なる波高弁別電圧が設定されているので、該上
限・下限レベルの波高弁別電圧差ΔＶに入った波高値パ
ルスのみが選択されて計数される。

このΔＶをチャンネル幅といい、シングルチャンネル波
高分析器（ＳＣＡ）は、このチャンネル幅ΔＶを固定
し、下限レベル電圧Ｖを順次移動させてその都度、計数
率を記録計等に出力し、これにより、放射線エネルギー
分析を得ることができる。

このような、シングルチャンネル波高分析器は、チャン
ネル幅ΔＶが単一であるので、入力パルスの波高値に応
じて、常にレベル電圧Ｖを最適値に可変させる必要があ
る。しかし、これに対し、予め複数のチャンネル幅ΔＶ
を設定しておけば、レベル電圧Ｖを移動させる必要がな
く、入力パルスを常にチャンネル幅ΔＶに入れることが
可能となる。これがマルチチャンネル波高分析器（ＭＣ
Ａ）であり、これは、前記ＳＣＡよりも高精度にかつ短
時間で測定できる利点がある。そして、このＭＣＡに
は、パルス波高値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換方
式が使われている。

以上のような特徴を有するマルチチャンネル波高分析器
は、放射線検出器を用い、その出力するパルス信号を計
数することにより、検出された放射線のエネルギー分布
を得ることができ、これにより、核種等を一度に分析で
きることから広範囲に用いられている。

以上のように、放射線測定及び核種分析においては、サ
ーベイメータとＭＣＡとの両装置が必要とされ、この２
種類の装置を用いて放射線の検出及びエネルギー分析が
行われている。

すなわち、例えば測定者は、サーベイメータを測定現場
へ持ち込んで、放射能濃度の最も高い所を探す。そし
て、このサンプルを持ち帰り、他の場所例えば屋内の測
定室等で測定した最終的には、エネルギー分布を表示
し、核種分析を行っている。

このようにして、従来の放射線測定及び核種分析におい
ては、サーベイメータでの放射線の測定と、ＭＣＡでの
核種分析とを２回に分けて行う必要があった。

このことは、持ち運びが可能な小型化されているサーベ
イメータに比べ、従来からＭＣＡは、測定室でサンプル
を測定することを目的として作られており、かつ装置自
体も大型化されているからである。

従って、従来の放射線分析では、異なる２種類の装置を
使用して、異なる場所で測定、分析を行うことが常であ
った。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、従来の放射線分析においては、前述した
ようにサーベイメータとＭＣＡとの２台の測定装置を別
個独立に備えなければならず、また、サーベイメータで
放射線（放射能濃度）を検出し、サンプルを測定室へ持
ち帰ることでＭＣＡによる核種分析を行わなければなら
ない手間と時間がかかっていた。

このために、例えば濃度の高い放射性物質が発見された
場合には、一刻も早く核種分析を行い、その分析結果に
対応した適切な改善策を講じなければならないが、実際
上、まずサーベイメータで現場において放射線を測定
し、その後サンプルを持ち帰り、測定室でＭＣＡにより
分析を行うため、どうしてもその対応に時間がかかって
いた。

従って、測定現場で放射線を検出すると共に、その場で
即座に該放射線の核種分析を行うことはできなかった。

発明の目的 本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、
その目的は、サーベイ機能と波高分析機能とを含み、こ
れにより、１台の装置で測定現場において即座に放射線
の核種分析を可能とする放射線測定分析装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明によれば、所定の放
射線を検出して該放射線のエネルギーに対応した検出信
号を出力する放射線検出器と、前記検出信号のうち所定
波高値レベル以上の信号をデジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器と、前記デジタル信号を記憶するメモリと、該
メモリに記憶された内容を任意のエネルギー範囲で積算
し、所定時間ごとにこの積算増加分を計数する演算回路
と、前記計数結果から放射線の計数値及び計数率をエネ
ルギー分布とを表示する表示器とを有し、所定の放射能
濃度を探知すると共に該放射能の核種分析を可能とする
ことを特徴とする。

［作用］ 以上のような構成としたので、本発明に係る測定分析装
置によれば、測定現場において放射線検出器により、所
定の放射線が検出され、該放射線のエネルギーに対応し
た検出信号が得られる。そして、この検出信号は、Ａ／
Ｄ変換器で該検出信号の所定波高値レベル以上の信号を
デジタル信号に変換してメモリに記憶する。

そして更に、演算回路により記憶された内容を任意のエ
ネルギー範囲で積算し、所定時間ごとに該積算増加分を
計数して、この計数結果から表示器に計数値及び計数率
と放射線エネルギー分布とを表示することができる。

これにより、サーベイ機能である放射能の検出と共に、
エネルギー分布表示により核種分析が可能となり、現場
において放射線の測定及び核種分析を迅速に行うことが
できる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明す
る。

第１図は、本発明に係る放射線測定分析装置の主要な回
路構成を示したブロック図である。

本発明において特徴的なことは、サーベイ機能と波高分
析機能とを備えた１台の測定分析装置により、所定の放
射線を検出する共に放射線の核種分析を可能としたこと
にある。

第１図に示された実施例を用いて、その回路構成の一例
を以下に説明する。

図において、放射線検出器１０は、所定の放射線、例え
ばα線、β線、γ線等を検出するセンサであり、検出す
る放射線のエネルギーに対応した検出信号１０ａを前置
増幅器１２に出力し、該検出信号が所定の振幅レベルま
で増幅される。

前記の増幅された検出信号のうち所定波高値レベル以上
の信号は、Ａ／Ｄ変換器１４によりデジタル信号に変換
され、この変換器は、例えば複数個のコンパレータから
構成されている。

前記の変換されたデジタル信号は、記憶部であるメモリ
１６に記憶・蓄積され、このメモリ１６は、例えば複数
個のＩＣメモリ（ＲＡＭ）や磁気メモリ等で構成され
る。

前記の記憶内容は、演算回路１８で所定のエネルギー範
囲で積算され、その所定時間ごとに積算増加分が計数さ
れる。

すなわち、この演算回路１８は前記メモリ１６内にデジ
タル信号がどれくらい記憶されたかを常に監視してい
る。

前記演算回路１８の計数値は、表示コントローラ２０
で、例えば画像表示するためのアナログ信号に変換さ
れ、該表示コントローラ２０は、表示信号２０ａを出力
している。また、この表示コントローラ２０は、前記メ
モリ１６の内容を直接入力してアナログ信号に変換し、
画像表示することもできる。

前記表示コントローラ２０からの表示信号２０ａは、表
示器２２に入力され、この表示器２２は、前記の計数結
果から放射線の計数値や放射線のエネルギー分布を表示
するためのものであり、例えばテレビモニタ等である。

次に、第１図に示された主要な回路構成の動作について
以下、第２図を用いて説明する。

第２図には、表示器２２により放射線の計数値及びエネ
ルギー分布とが画像表示２２ｂされた状態が示されてい
る。

すなわち、この第２図は横軸にエネルギーレベルＥ（ｅ
Ｖ）、縦軸に計数値を示し、該表示の左上には、該エネ
ルギー分布全体２０ｂの計数率、例えば、ＴＯＴＡＬ１
２３ｃｐｓが示され、表示の右上には、該エネルギー分
布の任意のエネルギー範囲例えば、斜線の一部分２０ｃ
の計数率、ＲＯＩ１２ｃｐｓが示されている。

第１図において、まずサーベイ機能としては、放射線検
出器１０により、例えばα線センサでα線を検出し、α
線のエネルギーに対応した検出信号１０ａが出力され
る。

そして、この検出信号１０ａは、前置増幅器１２で振幅
増幅され、更にＡ／Ｄ変換器１４を介して該検出信号の
うち所定の波高値レベル以上の信号がデジタル信号に変
換される。

このようにして、サーベイメータとしての放射線の測
定、例えばα線の存在が検出される。しかし、ここまで
の過程では、放射線のエネルギー分布が不明であり、か
つ核種分析ができないので、次にＭＣＡ機能としては、
まず前記メモリ１６内に前記のデジタル信号をリアルタ
イムで随時記憶する。

そして、次に演算回路１８で記憶された内容を所定領域
のエネルギー範囲で所定時間積算する。

ここで、検出信号（データ）を取り込むサンプリング周
期は、放射線が比較的弱い場合には例えば３０ｓｅｃ、
あるいは放射線が比較的強い場合には例えば３ｓｅｃに
設定して、検出されるデータ数に応じて測定が行われ
る。

従って、場合によっては、例えば著しく放射線が弱いと
きには、エネルギー分布表示を得るためには５〜１０分
程度時間をかけて測定を行う。

そして、更に演算回路１８により、以上のような所定時
間ごとに積算された前記デジタル信号の積算増加分を計
数し、この計数値を表示コントローラ２０を介して表示
器２２で表示する。これにより、例えば第２図のような
エネルギー情報を得ることができる。

この結果、第２図に示された放射線エネルギー分布で
は、比較的低エネルギー領域においては計数値の大きい
ピーク値が１つ得られ、一方、高エネルギー領域におい
ては計数値の大きい２つのピーク値が得られる。

本実施例の回路構成によれば、第２図に示されているよ
うにＴＯＴＡＬの計数率２０ｂ及び表示されるエネルギ
ー範囲の任意の領域を選択して、例えばＲＯＩの計数
（斜線部）２０ｃを得ることが可能となる。従って、こ
れらのピーク値の有無等により、核種等の分析を行うこ
とができる。

すなわち、もし測定現場において放射性物質、例えば、
セシウムやコバルト等が存在すれば、特定のエネルギー
領域に、例えば計数値の比較的大きいピーク値が確認で
きる。これにより、特定の核種分析が可能となる。

以上のように、本実施例の装置を使用すれば、測定者は
第２図に示されている計数値及びエネルギー分布の表示
を観測しながら、従来、１台では不可能であった測定現
場での放射線の検出と核種分析が可能となる。

次に、第３図には、本発明に係る具体的な携帯型放射線
測定分析装置の正面図が示されている。

すなわち、サーベイ機能と波高分析機能とを兼ね備えた
この測定分析装置１００には、その筐体前面に操作パネ
ル１１０と計数値及びエネルギー分布を画像表示する表
示部１２０とが配置されており、かつ前述したように放
射線検出器１０が図に示すように接続可能に構成されて
いる。

更に、持ち運びが可能となるように、該測定分析装置本
体１００の上面には、第３図に示されるように手堤げハ
ンドル１３０が設けられ、また該左右側面には、ショル
ダーベルト１４０が設けられている。

なお、本実施例の装置においては、例えば放射線検出器
１０を装置本体１００の背面に内蔵したり、又は格納で
きる構造やあるいはコネクタやケーブル等で接続可能な
構造とすることもできる。

［発明を効果］ 以上説明したように、本発明に係る放射線測定分析装置
によれば、１台の装置にサーベイ機能と波高分析機能と
を備えたことにより、測定現場で即座に放射線の測定と
共に核種分析を簡単に行うことが可能となる。

また、その分析結果から迅速に適切な対応策を講じるこ
とが可能となるので、放射線の管理において、安全性を
向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る放射線測定分析装置の回路構成
を示したブロック図、 第２図は、分析装置により計数値及びエネルギー分布を
画像表示した状態を示した説明図、 第３図は、本発明に係る放射線測定分析装置の概略構成
図である。 １０……放射線検出器 １０ａ……検出信号 １２……前置増幅器 １４……Ａ／Ｄ変換器 １６……メモリ １８……演算回路 ２０……表示コントローラ ２０ａ……表示信号 ２２……表示器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の放射線を検出して該放射線のエネル
   ギーに対応した検出信号を出力する放射線検出器と、 前記検出信号のうち所定波高値レベル以上の信号をデジ
   タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、 前記デジタル信号を記憶するメモリと、 該メモリに記憶された内容を任意のエネルギー範囲で積
   算し所定時間ごとにこの積算増加分を計数する演算回路
   と、 前記計数結果から放射線の計数値及び計数率とエネルギ
   ー分布とを表示する表示器と、 を有し、 所定の放射能濃度を探知すると共に該放射能の核種分析
   を可能とすることを特徴とする放射線測定分析装置。