JPH07306267A - 放射線測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加速器施設で発生する放射線のモニタなど、
測定対象の放射線が既知である場合において、検出器の
出力パルス信号のパイルアップによって起こる数え落と
しを低減し、入射放射線の量を正確に測定できる放射線
測定装置を提供する。 【構成】 検出器１０の出力パルス信号は前置増幅器１
１及び主増幅器１２で増幅された後、波高弁別器１３で
所定波高以上のパルスが弁別され、計数器１４で計数が
行われる。Ａ／Ｄ変換器１５は、前置増幅器１１の出力
パルス信号を、そのパルス信号の波高値に対応する放射
線粒子数を示すデジタル値に変換する。補正演算器１６
は、Ａ／Ｄ変換器１５によって得られたデジタル値によ
って計数器１４の計数値を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射線取扱施設での放
射線のモニタリングに用いる放射線測定装置に関し、特
に加速器など一時的に多量の放射線を発生する装置を用
いる施設における放射線のモニタリングに好適な放射線
測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射線取扱施設においては、放射線管理
のために放射線のモニタリングを行う。

【０００３】図４は、このようなモニタリングに用いる
従来の放射線測定装置の構成を示すブロック図である。
図４において、比例計数管や半導体検出器などの検出器
４０からのパルス信号は前置増幅器４１及び主増幅器４
２によって増幅される。増幅されたパルス信号は、波高
弁別器４３においてノイズなどディスクリレベル以下の
パルスがカットされ、計数器４４に入力される。計数器
４４ではパルスの計数が行われ、求められた計数値は表
示器４５に表示される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ライナックや放射光発
生用加速器など、高エネルギーでパルス運転する装置を
用いる施設においては、装置の稼働時に短時間で多量の
放射線が発生する。このような場合、検出器に対して極
めて短時間の間に多量の放射線が入射するため、検出器
の出力パルスが重なり、いわゆるパイルアップを生じ
る。ところが、図４に示した従来の放射線測定装置で
は、パルスを波高弁別器で弁別しているだけなので、そ
のような重なりの生じたパルスも１個のパルスとして計
数される。すなわち、従来の放射線検出装置では、複数
の放射線がその装置の時間分解能より小さい時間間隔で
検出器に連続して入射した場合、それら複数の放射線に
よるパルス信号が１個のパルスとして計数されていた。
従って、図４に示した従来の放射線測定装置は、パイル
アップ時にパルスの数え落としが生じるため正確な測定
が行えず、加速器施設など一時的に多量の放射線が発生
する施設でのモニタリングには用いることができなかっ
た。

【０００５】これに対して、一般に高線量率の放射線場
の測定には、電離箱などの電離電流を測定する方法や、
フィルムやＴＬＤ(Thermo Luminescence Dosimeter) 、
化学線量計など物質の放射線によるダメージを測定する
方法などが用いられるが、前者は感度が低く、また後者
はリアルタイム性を欠くという欠点を有する。従って、
高感度でリアルタイムの測定が要求される場合は、この
ような方法を用いることができなかった。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、短時間に多量の放射線が発生
する場合においても、その放射線の量をリアルタイムで
正確に測定することのできる放射線測定装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明の第一の構成は、入射した放射線のエネル
ギーに応じた波高を有するパルス信号を出力する検出器
と、前記パルス信号の波高に基づいて、そのパルス信号
のパルス重み値を求めるパルス重み値演算器と、前記検
出器から時系列的に出力されるパルス信号について順次
前記パルス重み値を加算する加算演算器とを含むことを
特徴とする。

【０００８】また、本発明の第二の構成は、入射した放
射線のエネルギーに応じた波高を有するパルス信号を出
力する検出器と、前記パルス信号のうち、所定の波高以
上のパルス信号を弁別して出力する波高弁別器と、前記
波高弁別器から出力されたパルス信号を計数する計数器
と、前記検出器から出力されたパルス信号の波高に基づ
き、そのパルス信号のパルス重み値を求めるパルス重み
値演算器と、前記パルス重み値により前記計数器の計数
値を補正する補正演算器とを含むことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の第一の構成によれば、検出器は、入射
放射線をその放射線のエネルギーに応じた波高を有する
パルス信号に変換して出力する。従って、複数の放射線
粒子（放射線粒子にはＸ線やγ線などの光子も含まれる
ものとする。以下同様。）が同時に、あるいは極めて短
時間に検出器に入射すると、パルスの重畳が生じ、検出
器の出力パルス信号の波高が高くなる。この時のパルス
信号の波高は、統計的なゆらぎはあるものの、入射した
放射線粒子の総エネルギーにほぼ比例した値になる。従
って、加速器施設などのように発生する放射線のエネル
ギー（あるいは平均エネルギー）が既知の場合は、パル
ス信号の波高値から、パルスの重畳数、すなわちそのパ
ルス信号が何個の放射線粒子によって生じたのかを知る
ことができる。

【００１０】そこで、パルス重み値演算器では、検出器
から出力されたパルス信号の波高を測定し、その波高か
らパルス信号が何個の放射線粒子によって生じたかを求
め、その値をパルス重み値として出力する。

【００１１】そして、加算演算器は、検出器から時系列
的に出力されるパルス信号について、順次パルス重み値
を加算し、その加算値を計数値として出力する。

【００１２】また、第二の構成によれば、検出器から出
力されるパルス信号は、波高弁別器により所定波高以上
のパルスのみが弁別され、弁別されたパルスが計数器で
計数される。このとき、パルス重み演算器は、検出器か
らの各出力パルス信号の波高を求め、この波高に基づい
て各パルスのパルス重み値を算出する。そして、補正演
算器は、計数器で求められた計数値をパルス重み値によ
って補正する。

【００１３】このように、本発明では、個々のパルス信
号に対応する放射線の量を求めて加算することにより計
数値を求めているので、パイルアップが生じた場合で
も、入射放射線の量に対応した正確な計数値を得ること
ができる。

【００１４】

【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。

【００１５】図１は、本発明に係る放射線測定装置の第
一実施例の構成を示すブロック図である。図において、
検出器１０は、シンチレーション検出器や比例計数管、
半導体検出器など、入射した放射線のエネルギーにほぼ
比例した波高を有するパルスを出力するタイプの検出器
である。

【００１６】加速器施設などでは発生する放射線が定ま
っているので、個々の放射線粒子の持つエネルギーはほ
ぼ定まっている。従って、パイルアップが起こった場
合、検出器１０から出力されるパルス信号の波高は、同
時に検出器１０に入射した放射線粒子の個数にほぼ比例
する。

【００１７】前置増幅器１１は、この検出器１０の出力
パルスの増幅を行う。前置増幅器１１の出力パルス信号
は２つに分岐し、一方は主増幅器１２に入力され、他方
はＡ／Ｄ変換器１５に入力される。

【００１８】主増幅器１２に入力されたパルス信号は直
線的に増幅され、以下、波高弁別器１３及び計数器１４
によって従来装置と同様に計数が行われる。

【００１９】他方、Ａ／Ｄ変換器１５では、前置増幅器
１１の出力信号が、各パルスごとに、パルスの重みを反
映したデジタル値に変換される。このＡ／Ｄ変換の過程
を以下に詳しく説明する。

【００２０】図２には、パイルアップが生じたときの前
置増幅器１１の出力パルス信号の波高分布が示されてい
る。図２に示すように、パイルアップ時のパルス信号の
周期的にピークを有するパターンになる。このグラフに
おいて、最も波高値の小さいピークは検出器１０に１個
の放射線粒子が入射した場合に対応し、次のピークはほ
ぼ同時に２個の放射線粒子が検出器１０に入射した場合
に対応している。以下、各ピークは、それぞれ順に３、
４・・・個の放射線粒子が同時に入射した場合に対応す
る。図２から分かるように、放射線の量が急増してパイ
ルアップが生じた場合、前置増幅器１１の出力パルスの
波高を調べることにより、同時に入射した放射線粒子の
個数をかなりの精度で求めることができる。

【００２１】そこで、Ａ／Ｄ変換器１５は、前置増幅器
１１の出力パルス信号を、そのパルス信号の波高値に対
応する放射線粒子数を示すデジタル値に変換する。すな
わち、Ａ／Ｄ変換器１５では、入力されるパルス信号の
波高値に対する変換ゲインを図２に示すように設定し、
この変換ゲインに従ってパルス信号をデジタル値に変換
して出力する。このデジタル値は、前述の計数器１４の
出力と同期して補正演算器１６に入力され、計数値のパ
イルアップ時補正のために用いられる。

【００２２】すなわち、補正演算器１６では、計数器１
４から出力される計数値に対して、Ａ／Ｄ変換器１５で
求められた各パルスのデジタル値から１を引いた値を順
次加えることにより、補正された計数値を算出する。そ
して、補正された計数値は表示器１７に表示される。

【００２３】なお、本実施例は、変換ゲイン調整器１８
を備えているので、測定対象となる放射線の種類が変わ
った場合、その放射線のエネルギーに応じてＡ／Ｄ変換
器１５の変換ゲインを調整することができる。

【００２４】このように、本実施例では、各パルスを計
数する際に、そのパルスの波高に応じて計数値を補正で
きるので、パイルアップ時においても、入射する放射線
粒子の数を高い精度で計数することができる。

【００２５】図３は、本発明に係る放射線測定装置の第
二実施例を示すブロック図である。図１に示した第一実
施例と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明
を省略する。

【００２６】前述の第一実施例は、従来の計数方法によ
る計数値を、各パルスの波高に基づいて補正する構成で
あったが、この第二実施例は、各パルスの波高から、そ
れらパルスがそれぞれいくつの放射線粒子に対応するか
を求め、それらを順次加算することにより計数値を求め
る構成となっている。

【００２７】すなわち、第二実施例では、前置増幅器１
１及び主増幅器１２で増幅されたパルス信号がＡ／Ｄ変
換器１５によって波高に対応したデジタル値に変換され
る。Ａ／Ｄ変換器１５の変換ゲインは、主増幅器１２の
出力パルスの波高に応じて図２と同様に設定されてい
る。これにより、Ａ／Ｄ変換器１５からは、入力された
パルス信号の波高に対応したデジタル値、すなわち検出
器１０にほぼ同時に入射した放射線粒子の数を示すパル
ス重み値が出力される。このパルス重み値は、加算演算
器２０により順次加算され、これにより入射放射線粒子
の数を示す計数値が求められる。求められた計数値は表
示器１７に表示される。

【００２８】このように、第二実施例は、パルス信号を
単純に計数するのではなく、パルスの波高からそのパル
スに対応する放射線粒子数を求め、それを順次加算する
構成となっているので、放射線の量が一時的に増大して
パイルアップが生じた場合でも、検出器１０に入射する
放射線粒子の数を高い精度で求めることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る放射
線測定装置によれば、測定対象となる放射線のエネルギ
ーが既知である場合において、検出器に対して短時間に
多量の放射線が入射することによりパルスのパイルアッ
プが生じても、入射放射線粒子の数を高い精度で求める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射線測定装置の第一実施例を示
すブロック図である。

【図２】パイルアップが生じたときの増幅器の出力パル
ス信号の波高分布と、この波高分布に応じたＡ／Ｄ変換
器の変換ゲインを示すグラフである。

【図３】本発明に係る放射線測定装置の第二実施例を示
すブロック図である。

【図４】従来の放射線測定装置を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０ 検出器 １１ 前置増幅器 １２ 主増幅器 １３ 波高弁別器 １４ 計数器 １５ Ａ／Ｄ変換器 １６ 補正演算器 １７ 表示器 １８ 変換ゲイン調整器 ２０ 加算演算器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射した放射線のエネルギーに応じた波
   高を有するパルス信号を出力する検出器と、 前記パルス信号の波高に基づいて、そのパルス信号の重
   み値を求めるパルス重み値演算器と、 前記検出器から時系列的に出力されるパルス信号につい
   て順次前記パルス重み値を加算する加算演算器と、 を含むことを特徴とする放射線測定装置。
2. 【請求項２】 入射した放射線のエネルギーに応じた波
   高を有するパルス信号を出力する検出器と、 前記パルス信号のうち、所定の波高以上のパルス信号を
   弁別して出力する波高弁別器と、 前記波高弁別器から出力されたパルス信号を計数する計
   数器と、 前記検出器から出力されたパルス信号の波高に基づき、
   そのパルス信号のパルス重み値を求めるパルス重み値演
   算器と、 前記パルス重み値により前記計数器の計数値を補正する
   補正演算器と、 を含むことを特徴とする放射線測定装置。