JPH07128451A - 物体の放射能汚染を測定する装置 - Google Patents

物体の放射能汚染を測定する装置

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JPH07128451A
JPH07128451A JP3327537A JP32753791A JPH07128451A JP H07128451 A JPH07128451 A JP H07128451A JP 3327537 A JP3327537 A JP 3327537A JP 32753791 A JP32753791 A JP 32753791A JP H07128451 A JPH07128451 A JP H07128451A
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scintillator
contamination
radioactive
photodiode
amplifier
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JP3327537A
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Patrick Augier
オウジェール パトリック
Paul-Henri Fouquet
− アンリ フォウキュ ポール
Jean-Claude Chapuis
− クロード シャピュイ ジャン
Maurice Chemtob
シェムト モーリス
Rene Chuiton
シュイトン ルネ
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Etat Francais
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射性元素による食料品の如き物体の汚染を
測定する装置を提供する。 【構成】 本装置は結晶シンチレータ（１）を有し、該
シンチレータは、放射性元素（Ｉ，Ｃｓ，Ｃｏ）の崩壊
によって汚染された物体にその端部を当てた時に、物体
から発出する放射線γを感知し得るようにされる。放射
線γによってシンチレータ（１）内に生じた光子はフォ
トダイオード（２）によって電荷に変換される。この電
荷を電圧パルスに変換する装置（３，７）はその周波数
を増幅しかつ濾過する。複数の帯の中のパルスのカウン
トおよび装置と一体の電子装置（８）によって行われる
デコンボルーションにより、前記放射性元素の各個によ
る物体の汚染を測定することができる。可搬式の、広域
拡散用放射能汚染測定装置に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は食料品の如き物体の放射
能汚染を測定する装置に関し、特に物体を汚染した単数
または複数の放射性元素の崩壊によって生じる粒子γに
よって作動する前記の如き装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】放射能汚染物、たとえば食料品から放射
される種々の放射線α、β、γを別々に測定し、人間が
これを摂取した時に危険が生じる程度まで、その汚染度
が進んだ場合にこれを検出し、かつ製品を廃棄し得るよ
うになすことを目的とする装置は周知である。このよう
な装置がその役目を十分に果たし得るようにするには、
放射線γに対する感度が不足することがある。
【０００３】“γ”の放射能の強さを測定する装置がＳ
ｏｃｉｅｔｅ ＢＥＲＴＨＯＬＤ（ＲＦＡ）によって製
造され、かつ“ＢＥＣＱＵＥＲＥ１−ＭＯＮＩＴＯＲ
ＬＢ２００”なる名称で販売されていることも知られて
いる。この装置は光電倍増管に接続された、沃化ナトリ
ュウム結晶のシンチレータを有し、該光電倍増管は高電
圧の電源を付勢する。このような電源は高価であり、重
くかつ取り扱いが煩わしく、しかも持ち運びができな
い。さらにこの装置は製品のサンプルによって作動する
もので、測定を行うためには前もって製品を破砕する必
要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は食料品
の如き物体の放射性元素による汚染を測定する装置で、
前記の如き欠点がなく、使用が容易であり、軽くかつ容
積が小さいために持ち運びができ、自己電源を市販の電
池となすことができ、堅牢であると共に、“大衆”の近
づき易い安価な費用で製造し得るようになすことができ
る。この装置は特に核事故が広範囲に亙った場合に有用
である。その理由は、装置が可搬性を有しているため
に、多数の人間が偶然に汚染された食品によって毒され
ているか否かを、現地において検証し得るからである。
本発明はなお検査する製品に手を触れないで済む装置を
供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のこの目的、およ
び次の説明によって明らかとなる他の目的、すなわち少
なくとも一つの放射性元素から放射される粒子γによっ
て、物体の放射能汚染を測定する装置を備えた型で、こ
の粒子γを感知し得るシンチレータ検出器を有し、該粒
子γの代わりとして光子を発出するようになった装置を
供することを目的としている。本発明による装置は次の
ようなものを含んでいる： a) シンチレータから発出した前記光子を捕集し、これ
を電荷に変換するように配置されたフォトダイオード、 b) 前記電荷を電気パルスに変換する装置、 c) フォトダイオードの出力に接続され、シンチレータ
によって検出された粒子γのエネルギーに比例する振幅
の電圧パルス送出するようになった電圧増幅器。 d) 複数の所定のエネルギー帯内のパルスを分級し、所
定時間内に各帯の中に受け入れられたパルスをカウント
する装置、および e) このカウントによって、前記放射性元素による物体
の汚染を計算する装置。
【０００６】本発明による装置に、次に詳述するような
特別の型のフォトダイオードを使用することによって、
電磁界の変化を感知する光電倍増管と、高価な、重いか
つ取り扱いの面倒な給電装置とを省略することができ
る。
【０００７】複数の所定のエネルギー帯内のパルスを分
級すれば、この帯の中のパルスをカウントすることによ
ってこれらパルスを簡単に分光することができる。
【０００８】本発明の装置の他の特色によれば、計算装
置は得られたカウントをデコンボリューアウトし、かつ
沃素、コバルトおよびセシュウムの如き複数の放射性元
素の各個による汚染を別個に測定する装置を有してい
る。放射能物質によって汚染された物質内に屡々見出さ
れるのはこれら放射性元素である。
【０００９】本発明の装置のなお他の特色によれば、こ
の装置はシンチレータの前に置かれた物体の汚染を、放
射性元素毎に表示する装置を有している。
【００１０】本装置はなおシンチレータの前に位置する
特定物体の汚染の計算パラメータを選択する装置を有
し、該物体の汚染を該物体の単位質量または容積当たり
のベクレルで表示し得るようになっている。計算した汚
染を閾値と比較する装置が設けられ、かつ記憶されてい
る閾値の少なくとも一つを越えた時に、音響または可視
警報装置が作動するようにされている。
【００１１】本装置はその持ち運びを容易にするハンド
ル内に位置する電池によって電気的に付勢される。
【００１２】本発明による装置の他の特色および利点
は、添付図面によって次に説明する実施例によって明ら
かとなる。
【実施例】図１に示される如く本装置は全体的にカメラ
の形をなし、対物レンズの代わりに放射線γの検出器を
有し、該検出器は本発明によりフォトダイオード２に接
続されたシンチレータ１よりなり、このフォトダイオー
ド自体は前置増幅器３に接続され、前記組立体１，２，
３は装置の持ち運び用ハンドル５を備えたケース４の前
に位置している。本発明によれば電池６はなるべくはハ
ンドル内に配置され、装置の自立給電を行い得るように
なっている。
【００１３】ケース４は電圧増幅器７を含み、該増幅器
は遮蔽され、かつ前置増幅器３から供給されるパルスを
受け入れ、単数または複数の電子カード８に供給を行う
増幅器の出力は、本発明によればこれらカードの給電装
置、増幅器から出るパルスの形成装置、前記パルスを分
級してカウントする装置、およびこのカウントを利用し
て、シンチレータの前に置かれている単数または複数の
放射性元素によって不測に汚染された物体に関する情報
を引き出すための計算装置を有している。本装置は前記
情報を表す表示スクリーン１０を制御するカード９によ
って完全なものとなる。
【００１４】図２はケース４の背面１１を示すもので、
この面には前記スクリーン１０の他に、装置の制御に必
要な種々の機構が配置されている。これには装置の電源
を制御する押しボタン１２（始動／停止ボタン、Ｍ／
Ａ）、雑音の大きさを制御する押しボタン１３（Ｂｄ
Ｆ）、測定される物体の種々の性質に関連して、複数の
位置の間を移動し得る回転選択器１４、電気発光ダイオ
ード１５，１６、およびカウントを行わしめ、後でその
詳細を表示するための押しボタン１７が含まれる。選択
的ではあるが本装置は、増幅器７の出力を研究室の分光
計に接続するコンセント１８、およびこの増幅器のゲイ
ンを調節し、明細書の後半において説明する目的を達成
するための押しボタン１９によって完全なものとなすこ
とができる。
【００１５】１例として説明する本発明の特別の実施例
においては、検出器１はＳｏｃｉｅｔｅ ＨＡＲＳＡＷ
ＱＵＡＲＴＺ ＆ ＳＩＬＩＣＥ ＨＯＬＬＡＮＤ
（オランダ）によって市販されている沃化セシウムの結
晶によって形成される。この結晶は嵩が大であり、たと
えば７cm3 程度で、その一つの面においてＳｏｃｉｅｔ
ｅ ＨＡＭＡＭＡＴＳＵ（日本）によって、Ｓ ３２０
４−０３なる番号で市販されているフォトダイオードの
ような、高感度の面を有する（例えば３cm2 程度の）フ
ォトダイオードに結合し得るものとされる。前記Ｓｏｃ
ｉｅｔｅ ＨＡＲＳＡｗはなお結晶シンチレータ１、フ
ォトダイオード２およびこのフォトダイオードから送ら
れた信号に対する前置増幅器３を供給しており、これら
はすべて本発明に使用される検出器を構成する。
【００１６】前置増幅器３の出力信号は増幅器７に送ら
れ、該増幅器は本発明によれば狭い通過周波帯よりなる
電圧増幅器である。この帯はシンチレータに適合せしめ
られ、かつ信号／雑音比を最適にする。
【００１７】図３に示された本発明による装置の作動ダ
イヤグラムは、増幅器７から出た信号の処理および利用
の詳細を、カード８に結合された電子装置によってさら
に明らかにするためのものである。材料の見地から見
て、この装置は本質的にマイクロプロセッサおよび関連
記憶装置（図示せず）よりなり、このマイクロプロセッ
サは遂行すべき放射能汚染の測定に必要な計算を行い、
かつフォトダイオードからくる信号の捕捉及び得られた
測定値の表示、または電気発光ダイオード１５の如き可
視装置あるいはダイオード１６の如き警報装置の付勢を
制御するように適当にプログラムされている。
【００１８】本発明による装置は、放射性物質によって
汚染された区域に居住する多数の人間の一人一人に装備
するように考えられている。この場合これらの人に対し
ては、その汚染を決定する前に、たとえば食料品の如き
種々の物体の放射能を規制することが問題となる。これ
を行うために本装置の検出器１，２，３の端部を、検査
すべき製品、たとえばサラダの面に対し、装置の汚染を
避けるための保護袋を横切って平らになるようにする。
放射性元素による製品の汚染によって生じ、かつ接触面
を通る放射線γはこの時検出器の結晶シンチレータ１に
よって捕捉され、ここで放射線は結晶と相互に作用し、
縦続イオン化および励起を発せしめ、これはフォトダイ
オード２によって捕捉された発光光子を反射させる。こ
の時フォトダイオードはこの放射を電荷に変換し、これ
は前置増幅器３によって電圧パルスに変換される。この
パルスの振幅は各粒子γとシンチレータ媒質との相互作
用によって発生する光りエネルギーに比例する。
【００１９】さらに（図１に示される如く）本装置は端
部円錐形部分２１および円筒形部分２１′とよりなる遮
光部材２０を備え、場合によっては該遮光部材を取り外
し自在に検出器１，２，３に固定し得るようになってい
る。この遮光部材２０によって放射線γの結晶シンチレ
ータ１を周囲の環境から保護することができ、かつ使用
する電子装置８によって形成される電磁界に対する遮蔽
を行うことができる。なお円錐形部分２１は一定の立体
角を画界し、この中で逆拡散を行わしめ、検出の感度を
増加させるようになすことができる。
【００２０】図３は電子カード８によって行われる機能
を説明するためのものである。前置増幅器３から送られ
た電圧パルスは次に述べるように濾過され、狭帯域増幅
器７によって増幅されてから、この電圧パルスをその振
幅の関数として分級する装置２２によって処理され、こ
の処理は増幅器から種々の電圧パルスが発生する時に、
たとえば沃素、セシウム、コバルトの如き複数の放射性
元素各個の影響度のデコンボルーションによる分離を可
能にするように選択された複数のエネルギー帯の一つま
たは他のものの中で行われる。
【００２１】周知の如くスペクトルｄＮ／ｄＥ＝ｆ
（Ｅ）である。ここにｄＮは間隔ｄＥ内におけるパルス
数、Ｅは所定エネルギーの放射に対するパルスのエネル
ギーで、コンプトン効果に起因する隆起の他に、今考え
ている粒子γのエネルギーに特有な、光電効果に起因す
るピークを有している。このピークを隔離するように前
述のエネルギー帯を選択すれば、この帯の中のパルスの
カウントにより、第３放射性元素のピークを有する帯内
における差し引かれたパルス数の中の、三つの放射性元
素Ｉ，Ｃｓ，Ｃｏの二つの元素の既知の影響度を考慮に
入れれば、この第３の放射性元素に起因するカウントの
部分を識別することができる。検査すべき物体の汚染
は、本発明の装置によって、この第３放射性元素による
ものと推論される。このように三つの放射性元素による
物体の汚染を計算するには、各放射性元素に対して操作
が行われる。
【００２２】本発明による装置は分級装置の他に、マイ
クロプロセッサによって調整される所定の時間中に、所
定のエネルギー帯内の分級パルスをカウントするに適し
た装置２３を有している。非制限的な１例においては、
このカウントは次の周波帯の中で行われる： −他のすべての周波帯を統括する広い周波帯（１３５か
ら１５００ｋｅｖ）、 −セシュウムのピークに対応する周波帯（ほぼ６６１ｋ
ｅｖ）、 −コバルトのピークに対応する周波帯（ほぼ１２５０ｋ
ｅｖ）、 −沃素のピークに対応する周波帯（ほぼ３６０ｋｅ
ｖ）。
【００２３】得られたカウントは装置２４によって処理
され、この装置は“不感時間”および典型的なバックグ
ラウンド雑音を修正する。デコンボルーション装置２５
は、四つの修正されたカウントが得られた後、求める各
放射性元素に対する検査体の汚染を計算する。
【００２４】特に、本発明による装置は次のように作動
する。押しボタン１２によって電圧を加えた後ボタン１
３を押して、記憶されているバックグラウンド雑音（Ｂ
ｄＦ）を測定する。これは検出器１，２，３の部分を形
成するシンチレータ１の前面が、検査体に対して当てら
れたことが記憶された後に初めて行われる。次に選択器
１４によってこの物体の性質、すなわち前述の例におけ
るサラダであることを明かにする。この選択により、計
算装置の中に修正のパラメータが入り、該パラメータに
よってこの装置はサラダの汚染をベクレル／キログラム
で測定し、かつこれを計算し得るようにする。たとえば
牛乳びんの場合には、同様な測定をベクレル／リットル
で行うことができる。
【００２５】操作員は次にボタン１７（ＤＥＢ）を押
し、マイクロプロセッサによって測定される時間、たと
えば１００秒の間に、前記四つのカウントが得られるよ
うにする。ダイオード１５はこのカウントが得られた証
として点灯される。四つのカウントは一時的に記憶さ
れ、前述のように修正されかつ計算され、それによって
サラダ全体が汚染されていること、すなわち放射性元素
によって汚染されていることを決定する。この測定結果
はスクリーン１０上に表示される。この汚染が所定の閾
値を越えたときには、計算装置と一体に形成された比較
装置がスクリーン１０上における“汚染”なるメッセー
ジの表示と、可視警報装置のダイオード１６の点灯とを
命令する。言うまでもなくこの警報装置の代わりに、ま
たはこれと一緒に音響警報装置を設けることができる。
【００２６】前述のようにして計算が行われることによ
り、本発明の装置によればいわゆる簡単な分光測定が行
われ、これによって電子光学的に必要な空間を小さくす
ることができる。場合によっては研究室において、本装
置による測定を普通の分光器により行わんとする時に
は、増幅器７の出力をコンセント１８によって分光器に
接続することができる。
【００２７】本発明による装置は交換自在の検出器
（１，２，３）の使用に適し、種々の用途に具合よく適
合させることができる。この時これら検出器の特性は異
なるものとなすことができ、増幅器のゲインは調整ボタ
ン１９によって、選択された検出器の関数となすことが
できる。
【００２８】前述の如く、遮光部材２０は可動性のもの
となすことができる。実際にＧＴＮ５に準拠して標準化
され、かつＣＯＭＭＩＳＳＡＲＩＡＴ Ａ Ｌ’ＥＮＥ
ＲＧＩＥ ＡＴＯＭＩＱＵＥによって開発されたびん
は、ある量の放射能汚染を受ける製品を封入するように
考えられている。所定の容量を有するこのようなびんを
使用すれば、比較的厳密な処置を行うことができる。こ
のびんはたとえば、本発明の装置に使用されるような検
出器を挿入し得る空間を有している。この場合は前記検
出器を挿入するために、遮蔽部材２０を引っ込め得るよ
うにする必要がある。
【００２９】本発明の装置によれば、前記目的のすべて
を達成することができ、装置の製作費を軽減し、使用を
容易にし、給電を自動的にし、軽く持ち運び得るよう
に、しかも堅牢になし得ることがわかる。この特色およ
び利点は装置を特殊なものとするが、排他的なものでは
なく広く一般に使用することができる。
【００３０】言うまでもなく、本発明は一つの例として
前述した実施形態によって制限されるものではない。し
たがって沃化セシウム結晶のシンチレータの代わりに、
沃化ナトリュウム結晶のシンチレータ、または他の検出
器を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の略断面図。
【図２】図１に示された装置のケースの後部に設けられ
た、制御板および表紙装置の略線図。
【図３】本発明による装置の働きを理解するために使用
される機能線図。
【符号の説明】
１ シンチレータ ２ フォトダイオード ３ 前置増幅器 ５ ハンドル ６ 電池 ７ 電圧増幅器 ８ 電子カード １０ 表示スクリーン １４ 選択器 １５，１６ 電気発光ダイオード １８ コンセント １９ ゲイン調整ボタン ２２ 分級装置 ２４ 補正装置 ２５ デコンボリュート装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール − アンリ フォウキュ フランス国パリ，リュ デカルト，39 (72)発明者 ジャン − クロード シャピュイ フランス国イグニイ，リュ ブールドネ, 20 (72)発明者 モーリス シェムト フランス国クルテイユ，リュ デ クルシ ィ，16 (72)発明者 ルネ シュイトン フランス国クラマール，アンパッス サン スビ，７

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一つの放射性元素から発出す
    る粒子γによって、物体の放射能汚染を測定する装置
    で、この粒子γを感受して光子を繰り返し発出するよう
    になったシンチレータ検出器（１）を有する型の装置に
    おいて、 a) シンチレータから発出する光子を捕捉し、かつこれ
    を電荷に変換するように配置されたフォトダイオード
    （２）と、 b) 前記電荷を電気パルスに変換する装置（３）と、 c) フォトダイオードの出力に接続され、シンチレータ
    によって検出された粒子γのエネルギーに比例する振幅
    の電圧パルスを送出する電圧増幅器（７）と、 d) 所定の複数のエネルギー帯内のパルスを分級し、か
    つ所定時間内に各帯内に受け入れたパルスをカウントす
    る装置（２２）と、 e) このカウントによって前記放射性元素による、物体
    の汚染を計算する装置（８）とを有することを特徴とす
    る装置。
  2. 【請求項２】 計算装置（８）がカウントをデコンボリ
    ュートし、かつ前記複数の放射性元素の各個による前記
    物体の汚染を個々に測定する装置（２５）を有している
    請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記デコンボリュート装置（２５）が前
    記物体の汚染を、沃素、コバルトおよびセシュウムより
    なるグループの放射性元素によって分離する請求項２記
    載の装置。
  4. 【請求項４】 シンチレータ（１）の前に置かれた物体
    の汚染を、放射性元素毎に表示する装置（１０）を有し
    ている請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 シンチレータ（１）の前に位置する特定
    物体の汚染カウントのパラメータを選択する装置（１
    ４）を有し、物体の汚染を該汚染物体の単位質量または
    容積当たりのベクレルで表示し得るようになっている請
    求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 汚染の閾値を有する電荷を記憶する装置
    と、計算した汚染をこの閾値と比較する装置とを有し、
    記憶された閾値の少なくとも一つを越えた時に、音響ま
    たは可視警報装置（１６）が作動するようになっている
    請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 計算装置が不感時間及びバックグラウン
    ド雑音を補正する装置（２４）を有している請求項２記
    載の装置。
  8. 【請求項８】 シンチレータ（１）が沃化セシウムおよ
    び沃化ナトリュウムよりなるグループから選ばれた結晶
    によって形成される請求項１記載の装置。
  9. 【請求項９】 フォトダイオード（２）が広表面型のも
    のである請求項１記載の装置。
  10. 【請求項１０】 フォトダイオード内に生じた電荷をパ
    ルスに変換する装置が、該フォトダイオードに接続され
    た前置増幅器（３）である請求項１記載の装置。
  11. 【請求項１１】 電圧増幅器が信号／雑音の比を最適化
    する狭い通過周波帯である請求項１記載の装置。
  12. 【請求項１２】 計算装置が計算プログラムの装架され
    たマイクロプロセッサよりなり、該マイクロプロセッサ
    が同様にカウント時間を管理するためのプログラムを有
    している前記請求項の何れか一つに記載の装置。
  13. 【請求項１３】 シンチレータ−フォトダイオード−前
    置増幅器の組立体が、特性の異なる同じ型の他の検出器
    と交換し得る検出器（１，２，３）を構成し、増幅器
    （７）がゲイン調整装置（１９）を有し、該増幅器を装
    置上に設けられた検出器に適合させるようになっている
    請求項１０記載の装置。
  14. 【請求項１４】 増幅器の出力を装置外部の分光器に接
    続する装置（１８）を有している前記請求項の何れか一
    つに記載の装置。
  15. 【請求項１５】 シンチレータを周囲の放射線および測
    定を妨害するおそれのある他の放射線源に対して保護す
    る遮光部材（２０）を有し、該遮光部材がシンチレータ
    の周りに運動自在に装架され、これを後退せしめた後
    は、前記シンチレータ上にＧＴＮ型の測定びんを挿入し
    得るようになっている前記請求項の何れか一つに記載の
    装置。
  16. 【請求項１６】 持ち運びができ、かつハンドル（５）
    内に位置する電池（６）によって給電される前記請求項
    の何れか一つに記載の装置。
JP3327537A 1990-12-11 1991-12-11 物体の放射能汚染を測定する装置 Pending JPH07128451A (ja)

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