JPH0816701B2

JPH0816701B2 - 放射線分布計測装置

Info

Publication number: JPH0816701B2
Application number: JP1273408A
Authority: JP
Inventors: 博司北口; 滋出海; 泉山田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPH03135784A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は放射線分布計測装置に関し、特に原子炉格納
容器などのように配管やポンプ等が複雑に混在して配設
された建造物内の領域における放射線分布を計測する放
射線分布計測装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の放射線分布計測装置としては、例えば特開昭59
−122989号公報や特開昭59−157583号公報に開示された
ものが存在する。

特開昭59−122989号公報に記載される放射線線量分布
測定装置は、放射線検出機構と、作業者の操作で測定位
置情報を入力するための測定指示ペンとフロアマップか
らなる測定位置検出機構と、無線伝送機構とを有し、求
められた放射線線量の測定値と測定位置の各情報を近傍
に存在するアンテナ線を利用して無線伝送するように構
成されている。

特開昭59−157583号公報に記載される放射線監視シス
テムは、監視対象となっている建造物内の領域の所要の
複数箇所に、放射線を検出するための測定器を接続でき
る機構を備えた接続部を配設し、これらの複数の接続部
からなる情報伝送網と、中央管理局と、前記測定器の機
能を有し前記接続部に接続できる可搬形の放射線検出端
局とを備え、接続部のそれぞれに順次に放射線検出端局
を接続してその周囲の放射線線量を測定し、その測定情
報と位置情報を中央管理局に伝送するように構成され
る。

その他に、日本原子力学会「昭和62年秋の大会」予稿
集、H10によれば、伸縮自在の構造を有した長尺のアー
ムの先端に放射線検出器を設け、アームを伸縮又は回転
させることにより３次元の領域における放射線量を測定
する構成を有した放射線データ収集装置が開示されてい
る。

また、その他としては、特開昭61−170688号公報や特
開昭60−53870号公報によれば、光ケーブルを用いた光
通信でデータ伝送を行う放射線測定装置も開示されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記特開昭59−122989号公報に開示される放射線線量
分布測定装置は、測定の必要性がある複数の箇所を選定
し、人為的に、測定器を測定すべき箇所に移動させ、そ
の箇所において測定器を用いて放射線を測定し、更にそ
の測定箇所の位置情報を入力し、これらの情報を無線手
段による伝送する構成を有する。無線手段による伝送の
ためには、各測定箇所の近傍にアンテナ線を配設しなけ
ればならず、そのため、ポンプ等が混在する建物内では
有線放送の場合と同じように付設ケーブルが繁雑となり
建物内における作業性を大きく損なうという不具合が生
じる。更に、測定プロセスにおいて人為的な操作が要求
されるため、測定作業者又は放射線測定器を移動させる
運搬作業者の被曝を避けることができない。このこと
は、被曝を低減させるという放射線分布を計測するため
の目的に反し、多数点の放射線マップデータを収集する
ために、データ収集者が大きな被曝を受けるという矛盾
した問題を提起する。

また上記特開昭59−157583号公報に開示された放射線
監視システムでも情報伝送路を必要とするため、複雑な
配設物が存在する建物内では前記の従来装置と同様な問
題が生じる。更に放射線の監視に作業者が直接関与し、
被曝を受ける環境が存在し、これについても前記の従来
装置と同様な問題が生じる。

また上記日本原子力学会予稿集に開示された放射線デ
ータ収集装置では、放射線検出器を移動させるためにア
ーム、その駆動装置、電気配線等が測定領域の中に設置
しなければならず、複雑な配設物が存在する建物内では
作業性を低下させるという問題を提起する。

また、特開昭61−170688号公報や特開昭60−53870号
公報に開示された放射線測定装置では、光通信を用いる
ものの、その通信には光ケーブルを用いるものであるた
め、付設ケーブルが繁雑となり建物内における作業性を
大きく損なうという問題が生じる。

本発明の目的は、内部に種々の配設物が存在して複雑
な内部構造を有している原子炉格納器の如き建造物に、
多数のセンサや指令及びデータを授受するための通信シ
ステム等を簡単な構成で配設することができ、放射線分
布の計測に関与する作業者が被曝することなく計測を行
うことができ、前記多数のセンサで建造物内の各所の放
射線線量を計測し、得られた各箇所の放射線線量の検出
データを前記通信システムで確実に伝送し収集すること
ができ、且つリアルタイムの検出データを得て放射線分
布に関するデータを求めることができる放射線分布計測
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る第１の放射線分布計測装置は、周囲空間
の放射線量を計測する放射線計測部とデータ伝送要求指
令を受けたとき前記放射線計測部によって得られた計測
データを光通信で伝送する光送受信部を備えたセンサで
あり、放射線計測対象である領域内に分散した状態で配
設される複数の前記センサと、複数の前記センサのそれ
ぞれに計測データの伝送を光通信で要求し、前記各セン
サから光通信で送られてくる計測データを受取る送受信
局と、前記送受信局が受取った計測データを収集し且つ
処理し、前記計測データに基づいて前記領域内の放射線
分布を計測する演算処理手段とを備え、上記光通信は、
空間伝送方式による拡散光を用いた光通信であるように
構成される。

前記第１の放射線分布計測装置は、前記送受信局は複
数個備えられており、前記送受信局のそれぞれは、前記
複数のセンサのうちの一部を管理し、管理下にある複数
のセンサとの間でデータ要求指令と計測データのやり取
りを行う構成とすることができる。

また、前記第１の放射線分布計測装置は、前記複数の
送受信局の１つは、前記演算処理手段と接続され、この
演算処理手段のデータ収集指令を直接受け且つこの指令
を他の送受信局に伝送すると共に他の送受信局から伝送
される計測データを収集し前記演算処理手段に送るため
の親局であり、前記その他の送受信局は、前記親局から
の指令を受け管理下にあるセンサからの計測データを集
め親局に送る子局である構成とすることができる。

本発明にかかる第２の放射線分布計測装置は、周囲空
間の放射線量を計測する放射線計測部とデータ伝送要求
指令を受けたとき前記放射線計測部によって得られた計
測データを光通信で伝送する光送受信部を備え、放射線
計測対象である領域内に分散した状態で配設される複数
の子送受信局と、複数の前記子送受信局のそれぞれに計
測データの伝送を光通信で要求し、前記各子送受信局か
ら光通信で送られてくる計測データを受取る１台の親送
受信局と、前記子送受信局のそれぞれが出力した計測デ
ータを収集し且つ処理し、前記計測データに基づいて前
記領域内の放射線分布を計測する演算処理手段とを備
え、上記光通信は、空間伝送方式による拡散光を用いた
光通信であるように構成される。

前記第１および第２の放射線分布計測装置では、光通
信での変調周波数が100KHz以下の周波数に選定されるこ
とを特徴とする。なお、この変調周波数とは変調された
信号の有する周波数のことをいう。

前記第１および第２の放射線分布計測装置で、領域内
の放射線分布に関するマップを作成する手段を備えるこ
とを特徴とする。

前記の放射線分布マップ作成装置を備えた放射線分布
計測装置では、放射線分布マップ作成手段によって作成
されたマップ情報を送信する送信手段と、作業者によっ
て携帯され、送信手段の送信するマップ情報を受信し、
作業者に対しマップ情報を提示するマップ情報表示器と
を含むように構成することができる。

〔作用〕

前記第１の放射線分布計測装置では、測定対象の領域
に多数の放射線量検出用センサを分散して配置し、且つ
これらのセンサの計測データを送受信局が空間伝送方式
による拡散光を用いた光通信によって収集する。センサ
を測定対象領域に分散させて配置し、光通信システムで
計測データの収集を定期的に行うように構成したため人
手を介することなく原子炉格納器内の各所の放射線分布
のデータを得ることができ、しかも、光通信として空間
伝送方式による拡散光を用いることにより、複雑な内部
構造を有する原子炉格納器の如き建造物に通信システム
を簡単な構成で配設することができる。

前記第１の放射線分布計測装置において、前記送受信
局は複数個備えられており、前記送受信局のそれぞれ
は、前記複数のセンサのうちの一部を管理するように構
成してグループ化し、また、必要に応じて送受信局の間
で階層性を与え、データ伝送要求指令と計測データのや
り取りの流れが円滑になるようにシステムが構築され
る。

前記第２の放射線分布計測装置は、センサという概念
をなくし、センサ機能を備えた複数台の子送受信局と１
台の親送受信局とから本装置を構築し、子送受信局と親
送受信局間のデータ伝送要求指令と計測データを空間伝
送方式による拡散光を用いた光通信でやり取りを行うネ
ットワークを自在に形成することができる。

前記の各放射線分布計測装置において、特に変調で10
0KHz以下の変調周波数を使用すると、低S/N比の拡散光
を使用しても光信号成分の減衰を抑制することができ
る。

前記の各放射線分布計測装置において、放射線分布マ
ップ作成手段を付加すれば、放射線分布計測データに基
づいて計測対象領域における放射線の分布状態を表示装
置の上にイメージ化して与えることができる。

また放射線分布マップ作成手段を備えた放射線分布計
測装置において、作成された放射線マップを送信する手
段と、これを受信し作業者に放射線マップを提示するこ
とが可能な携帯用マップ情報表示器とを備えるようにす
れば、作業者は作業場所の周囲の放射線の状況をイメー
ジ的に即座に知ることができる。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明に係る放射線分布計測装置が適用され
た建造物の一例として原子炉格納器の内部を示す。１は
原子炉格納器であり、その内部領域の例えば中央位置に
原子炉２が設置されている。第１図中では図示を省略さ
れているが、原子炉格納器１内の原子炉２の周辺の領域
には原子炉を動作させるための種々の配管や装置類が配
設されている。これら配管等の間の空きスペースを利用
して本発明に係る放射線分布計測装置の複数のセンサ等
が配設される。第１図において３はセンサであり、セン
サ３は多数のセンサが、原子炉格納器１の原子炉２周辺
の所要箇所に分散して配設される。センサ３の個数及び
分散配置の仕方は原子炉格納器１の規模及び内部領域の
構造、並びに機器の配設状態等に応じてそれぞれ決めら
れる。センサ３は、その配設箇所周辺の放射線線量を検
出し計測する放射線検出器と、光信号を用いて指令やデ
ータの授受を行う光通信機構を搭載している。センサ３
の詳細な構成については後で説明する。

多数のセンサ３は適当な個数（例えばｎ個）ごとのグ
ループに分けられ、例えばｍ個のグループに分けられ
る。第１図中の符号ｍはグループの数、符号ｎは各グル
ープにおけるセンサ３の数を意味する。ｎは任意の数で
あり、各グループにおけるセンサ３の個数は同じである
必要はない。それぞれグループ化された複数のセンサ３
に対してはこれらのセンサ３を管理する子送受信局4a〜
4dが設置される。これらの子送受信局は、その管理下に
ある複数のセンサ３に対し放射線を検出・計測しその計
測データを伝送するようにデータ伝送要求指令を出し、
各センサ３から伝送されてくる計測データを受けとる機
能を有する。また５は親送受信局であり、これは前記の
子送受信局としての機能を有していると共に、更に原子
炉格納器１の外部に設けられたホストコンピュータ（HO
ST CPU）６に接続され、このコンピュータ６から放射線
計測データ収集の指令を受け、この指令を各子送受信局
4a〜4dに与えると共に、一方、子送受信局4a〜4dが収集
した各計測データを集め、コンピュータ６に送る機能を
有する。子送受信局としての機能を有する以上、親送受
信局５にも管理下にある複数のセンサ３が存在する。

センサ３の間、センサ３と子送受信局4a〜4d又は親送
受信局５の間、子送受信局4a〜4dの間及び親送受信局５
との間ではそれぞれ指令とデータの授受を行うための通
信システムが形成されている。第１図において、センサ
３の間に示された破線７は、光信号線（光ケーブル）を
用いる通信ではなく、大気を伝送媒体とする光による通
信、いわゆる空間伝送方式の光通信を意味し、子送受信
局4a〜4dとの間などの実線８は信号線（ケーブル）によ
る通信を意味している。なお、信号線による通信部分を
光による通信に変更することは可能である。また光によ
る通信は、後述するように拡散光による光通信が望まし
い。こうして本発明による放射線分布計測装置では、主
に拡散光を用いた光通信を利用してデータ伝送要求指令
や計測データの伝送を行う。

また、上述の如く多数のセンサ３を少数のセンサから
なるグループにグループ化し、更に各グループを管理す
る送受信局として親送受信局５と子送受信局4a〜4bを設
け、これにより放射線計測システムに階層性を与えるよ
うに構成している。親送受信局５とそのセンサ、各子送
受信局4a〜4bとそのセンサのそれぞれは原子炉格納器１
内の所要エリアに当該エリアの放射線線量を監視すべく
配設される。かかる構成により、親送受信局５はホスト
コンピュータ６の命令を受けて各子送受信局4a〜4dに当
該命令を与え、各子送受信局4a〜4dはこの命令を受けて
自己の管理下にある複数のセンサ３から放射線計測デー
タを集めることになる。子送受信局4a〜4bに集められた
計測データは、前記の路と逆の路をたどってコンピュー
タ６に収集される。なお第１図においては、上下方向に
階層性を設けるようにしたが、グループ化の作り方、階
層性の形成の仕方は測定対象領域の状況及び規模等に応
じて任意である。

また第１図において９は表示装置であるCRTであり、
このCRT9に、放射線分布計測データに基づいてコンピュ
ータ６の処理で作成された放射線マップが表示される。

第２図は第１図におけるII−II線断面図である。ただ
し、原子炉の位置を明確にするために図中原子炉２を併
せて示している。原子炉２の周囲には配管等の各種の機
器10が配設されている。それらの間の空きスペースを利
用してセンサ３が例えば原子炉２の周囲に円を描くよう
な位置に分散した状態で配設されている。５は前記親送
受信局であり、各センサ３とは光通信システムで接続さ
れている。またコンピュータ６は原子炉格納器１の外側
に設置され、親送受信局５と信号線で接続されている。
この構成により親送受信局５に集められた計測データは
コンピュータ６に送られ、このコンピュータ６でデータ
の処理が行われて放射線分布が計測され、更に放射線マ
ップが作成される。作成された放射線マップはCRT9に与
えられ、原子炉１内の放射線線量の強弱の分布について
のマップ11が画像情報として表示される。CRT9において
表示されるマップ11は、原子炉格納器１の横断面図にお
いて放射線強度ごとに色分けして示される。

次に第３図に基づいて放射線センサ３の構成と動作の
一例を説明する。センサ３は放射線検出部20と計測回路
21を有する。計測回路21で出力されるパルスはシングル
チップコンピュータ22でカウントされ、これにより放射
線の線量が計測される。23はフォトダイオードで、外部
から光信号L1で与えられる放射線計測データの伝送要求
の指令（コマンド信号）はこのフォトダイオード23と次
段のアンプ24によってセンサ３内に取り込まれる。フォ
トダイオード23等で入力された指令信号は変調されてお
り、後述するような所定周波数範囲の変調周波数（この
変調周波数は搬送波の周波数を含む広い意味で使用す
る）を有している。そこで、次の段ではバンドパスフィ
ルタ25と検波回路26を設け、これらによって入力された
指令信号を２値信号に変換し、指令内容を取出す。この
２値信号はシングルチップコンピュータ22の入出力イン
タフェース27を介してコンピュータ22の演算処理部に取
り込まれる。センサ３のコンピュータ22は、指令信号を
受けると、センサ３における放射線の検出・計測時刻、
計測値、センサ３の設置位置の各情報を入出力インタフ
ェース27を経由して出力する。入出力インタフェース27
から出力された信号は、変調器28で変調され、アンプ24
で増幅され、発光ダイオード29により光信号L2として出
力される。特に、この発光ダイオード29には、前述した
通り光信号として拡散光を採用するため、指向性の少な
い拡散光源が使用される。なお、30はセンサ３内の各種
電子回路部に電力を供給するためのバッテリ電源であ
る。

上記のシングルチップコンピュータ22は通常スリープ
モードで待機し、フォトダイオード23に光信号が入力さ
れたときのみ、作動状態になる。また、親送受信器５と
子送受信器4a〜4bからそれぞれの管理下にあるセンサ３
に対し計測データ要求指令を伝送するとき、その指令の
中にはセンサ番号を含んでいるので、コンピュータ22の
判断作業の中には、自分への要求か否かを判断して対処
する作業が存在する。更に、第３図で明らかなようにセ
ンサ３内において発光ダイオード29とフォトダイオード
23はセンサ上一般に接近した位置関係で実装されている
ので、両者が相互に干渉しないように、発光ダイオード
29が作動している時にはフォトダイオード23が受光動作
を行わないように動作制御が行われる。

本発明の放射線分布計測装置による放射線分布データ
の更新は、通常30分から１時間程度で十分にその目的を
達成することができる。従って、１つのセンサ３におい
て見てみると、各センサの送受信機構は30分から１時間
に１回動作することになる。送受信動作を行うためによ
うする時間は数秒間であり、それ故に実質的な消費電力
は極めて低く、前記バッテリ電源30で数か月作動させる
ことができる。

第３図において、一点鎖線で囲ったブロック31はセン
サ３の送受信機構部であり、この送受信機構部31につい
ては、センサ３との間で光通信を実行する親送受信局５
と子送受信局4a〜4bにもそれぞれ同一の仕様のものが含
まれている。また光通信システムにおいて発光源として
使用される発光ダイオード29の発光波長には、照明であ
る蛍光灯などのバックグランド雑音と識別するための例
えば近赤外線（〜950nm）を使用する。更に、受光のた
めに使用されるフォトダイオード23には、実際上赤外線
光フィルタや集光レンズなどの一般的な集光処理機構部
が設けられているが、第３図ではその図示を省略してい
る。

次に第４図乃至第６図に基づいて本実施例による放射
線分布計測装置の通信網の構成について説明する。

第４図は通信網の典型的な構成例を示す。ホストコン
ピュータ６が親送受信局５（ｍ（１）：これは通信網と
しての構成を示すための他の符号であり、階層を形成す
るｍ個の送受信器の１段目のものという意味である）に
対して放射線計測データの伝送の要求するデータ伝送要
求指令を送ると、次の段階で親送受信局５から各子送受
信局4a〜4f（ｍ（２）〜ｍ（７））に対し図示された方
向でループ状に要求指令が順次に伝送され、最終的に親
送受信局５に戻ってくる。なおこの図示例では、子送受
信局として4a〜4fの６つの局が設けられ、階層性として
は親送受信局を含めてｍ（１）からｍ（７）の７層とし
て構成されている。上記の如くデータ伝送要求指令を受
けた親送受信局５及び子送受信局4a〜4fは、それぞれの
管理下にある複数のセンサ３に対しデータ伝送を要求
し、これにより各センサ３から放射線計測値のデータを
収集する。各局が各センサからデータを収集した後、送
受信局ｍ（１）〜ｍ（７）の通信ネットワークを経由し
て放射線計測値のデータを親送受信局５に集め、更にこ
れらのデータはホストコンピュータ６に伝送される。

次に１つの子送受信局4bにおける構成Ａを拡大して第
５図に示す。この図で明らかなように、子送受信送4bの
管理下にはｎ（１）〜ｎ（６）の６個のセンサ３が所要
の箇所に分散状態で配設されている。子送受信局4bは、
これらの６個のセンサ３のそれぞれに対してｎ（１）か
らｎ（６）の順序でデータ伝送要求指令を送り、その応
答として各センサ３から計測された放射線データを受取
る。なお、前述の通り、子送受信局4bと各センサ３との
間における指令とデータの伝送は拡散光によって行われ
る。

また子送受信局4bと６個のセンサ３との間のデータ等
のやり取りの通信網については、第６図に示すように構
成することもできる。第６図に示されるものでは、デー
タ伝送要求指令がセンサ３のｎ（１）からｎ（６）まで
順次にループ状に伝送され、この指令に応じて各センサ
の計測データがまとめて子送受信局4bに集められる。こ
のような構成によれば、送受信局と複数のセンサとの間
で光通信を行うに当って障害となる複雑な建物構造内で
も容易に且つ確実に光信号の伝送を行うことができ、更
に比較的広い領域にセンサを分散配置することができ
る。

第７図は送受信方向を所定の角度範囲で変更すること
のできる構造を有した放射線センサ3Aを示す。センサ本
体40の両側に例えばヒンジ機構を利用して送受信方向を
任意な方向に設定することのできる送受信器部41,42を
設ける。送受信器部41,42にはそれぞれ発光ダイオード2
9とフォトダイオード24が内蔵されている。かかる構造
により種々の位置関係にあるセンサ間で送受信を行うこ
とが可能となる。この場合拡散光を光信号として用い
る。また、直進光を用いることも可能である。

前記の実施例では、放射線分布計測装置の原子炉格納
器１の内部のシステムが、１台の親送受信局と、複数台
の子送受信局と、複数台のセンサの要素から構成される
ように説明した。しかし、例えば第６図の実施例に示す
ように、各センサ３に対し、センサ３の間でデータ伝送
要求指令と計測データをループ状に順次に伝送していく
ことができる機能を付加することは、センサが実質的に
子送受信局と同じ機能を有することを意味する。従っ
て、光通信システムの信号の流れを変更するとき、見方
を変えればセンサとしての構成要素が存在せず、センサ
機能を備えた子送受信局と１台の親送受信局からなる場
合も有り得る。

次に前記光通信によって伝送されるデータの内容につ
いて説明する。第８図はデータ伝送における情報パケッ
ト内容の一例を示す。このパケットは、１つの送受信局
（例えばｎ＝１、この送受信局は第４図で明らかなよう
に親送受信局５である）における伝送で使用されるパケ
ット内容である。パケット50において、最初のブロック
Ｓには１バイトでスタートフラグが書き込まれ、次のブ
ロック（1,1）には２バイトでセンサの位置を表す位置
情報が書き込まれ、その次のブロックT₁には１バイトで
計測時刻が書き込まれ、その次のブロックdataには３バ
イトで放射線計測装置が書き込まれる。ブロック（1,
1）、T₁、dataは組になっており、親送受信局５によっ
て管理されるｎ（１）のセンサ３によって得られたデー
タを示している。同様にして、その後に親送受信局５の
管理下にある残りのｎ−１個のセンサに関するｎ−１組
のデータが書き込まれる。パケット50の最後において、
ブロックSUMには１バイトでサムチェックコードが書き
込まれ、ブロックＥには１バイトでエンドフラグが書き
込まれる。

ここで、親送受信局も子送受信局の１つとみなす。１
つの子送受信局とリンクされているセンサの数を最大10
（ｎ＝10）とすると、パケット50の総バイト数は63バイ
トとなる。また１つのセンサ３と子送受信局との間の伝
送バイト数は10バイト（80ビット）以下となる。更に、
本発明の放射線分布計測装置による分布の計測及び放射
線マップの作成は原子炉格納器１内部における線量の急
峻な変化を対象とするものではないため、30分〜１時間
の周期で全情報の更新がなされれば十分である。伝送距
離の仕様については、原子炉格納器を想定すると例えば
10m以内の距離が適切である。

情報の伝送仕様をまとめると次の通りとなる。

（１）伝送情報量：〜10バイト（80ビット）（２）伝送周期:30分〜１時間（３）伝送距離と通信方式:10m以内、双方向通信以上の情報伝送仕様は、現在の光通信技術の伝送速度
と伝送距離に比較してそれほど高度の技術を要求される
ものでない。

本装置において使用される光通信技術では、配管、ポ
ンプ等が混在して配設された複雑な建物内においてセン
サ３や子送受信局等を分散させて配設するため、相互に
信号をやり取りするとき信頼性の高い通信が要求され
る。従って、一般的には指向性の高い直進光だけで光通
信システムを形成することはできない。そこで、本装置
では既に述べた通り、全部又は必要に応じて部分的に、
散乱特性を有する拡散光を用いて光通信システムを構成
する。拡散光はS/N比が極めて低い信号となる。次に、
本装置の情報伝送仕様から許容できる信号のS/N比を求
め、そのS/N比を満足する光通信方法及びその条件を議
論する。

情報伝送の信頼性は符号誤り率（ビット誤り率）で評
価され、この符号誤り率は送受信号のS/N比に依存して
決まる。第６図に符号誤り率とS/N比との関係を第９図
に示す。

次に、本装置において許容できる符号誤り率を推定す
る。子送受信局に付設されたセンサの個数を10台と仮定
する。10台のセンサからの総情報量は前述したように63
バイトであり、これに制御コマンドを加えたとしても10
0バイト（〜10³ビット）程度である。パケット50による
２回のデータ伝送において１ビットの伝送誤りが生じる
ものとして仮定すると、その符号誤り率は1/10³×２＝
５×10^-4となる。この値を第６図の特性で見てみると、
本装置に要求される信号のS/N比は15dB以上となる。

本装置による放射線分布の計測及びデータの更新の周
期は30分〜１時間であり、情報伝送時間に制限を受けな
い場合には次の式によって伝送系のS/N比が決定され
る。

前式で、NEP:雑音等価電力（W/Hz）、q:電子の電荷
（1.6×10^-19C）、I:フォトダイオードの出力電流
（Ａ）、S:放射感度（A/W）、B:変調周波数（Hz）、P:
受光パワー（Ｗ）である。

上記の式を用い、且つ市販品の中で最も暗電流の小さ
なフォトダイオードと最も発光強度の大きい発光ダイオ
ードを使用する条件で、変調周波数とS/N比の関係を求
めた結果を第10図に示す。ただしこの場合、散乱による
拡散光の減衰を1/10²としている。この関係から明らか
なように、S/N比は変調周波数の逆数に依存して大きく
なる。本装置に要求された伝送信号のS/N比は前述の通
り15dBであるから、第10図に示された関係により本装置
の光通信では100KHz以下の変調周波数を使用すべきこと
が明らかになる。

次に、第11図に光のバックグランドスペクトルを示
す。この図から明らかなように、雑音成分として、50Hz
に基づく高調波ノイズ61とインバータから発生する45KH
zに基づく高調波ノイズ62とが光通信の雑音源となる。
このようなバックグラウンドスペクトルを想定し、送受
信器に設けられるバンドパスフィルタの特性を考慮する
と、通過帯域は10KHzの近傍となる。第11図中において6
3はバンドパスフィルタのフィルタ特性を示す。このよ
うに、本発明の実施例にかかる放射線分布計測装置の光
通信において使用される変調のための周波数は約10KHz
が最適であるということができる。

上記の実施例によれば、放射線分布計測装置の光通信
システムにおいて、所定周波数の変調周波を用いた光通
信であるため複雑な構造の建物中でも有効な光通信を行
うことができる。また付設ケーブルの量が従来装置に比
較して極めて少ないので作業性を損なうことはほとんど
ない。また、原子炉検定時にセンサと親局や子局の送受
信局装置を設置して使用することもでき、点検作業終了
後にセンサ等を除去することも容易に行うことができ
る。オンラインで放射線分布の計測、放射線マップの作
成を行うことができるため、発電プラントの異常監視シ
ステムや作業計測インストラクションシステム等の新シ
ステムを構築することができる。

上記実施例では、本発明による放射線分布計測装置を
原子炉格納器１に適用した例を説明したが、その他に1m
³程度の高レベルの放射性物質を取扱う密封フード（グ
ローボックス）などの小規模な構造物に対しても本装置
を適用することができる。

第12図は本発明の変形実施例を示す。本図において、
センサ３からの各放射線分布に関する計測データが光通
信により親送受信局５（又はその他の子送受信局）で収
集される点は前記実施例と同じである。親送受信局５に
収集された放射線分布の情報に基づいて作成された放射
線分布マップが、親送受信器５又はそれに類似したその
他の送信装置から、作業者の身に付けている携帯用受信
表示器70に伝送されるように構成される。これにより作
業者は受信表示器70で放射線マップ情報を提示され、原
子炉格納器１内で作業を行うとき作業中に作業箇所周囲
の放射線環境を確認することができる。その他の構成に
ついては前記実施例で説明した構成と同じである。

また、前記センサ、或いは親又は子の送受信局は電卓
程度の小型のものであり、小スペースがあれば配設する
ことができ、また光通信システムを利用するので、通信
装置のために大きなスペースが必要になることがない。
従って、本計測装置が配設された原子炉格納器内で作業
者が作業を行う場合にも、その作業性が損なわれること
はない。

本発明に係る放射線分布計測装置では次のように変更
することができる。

光通信において直進光を使用する場合、光通信路に障
害物が存在すると、通信を行うことができない。このよ
うな場合、反射鏡を使用して障害物を迂回する通信路を
形成し、これにより光通信ネットワークを構成すること
ができる。

また建物内において、完全な間仕切りがあるとする
と、間仕切りの反対側に位置するセンサ等の要素の間で
は光通信ができないことになる。この場合には間仕切り
の壁部の中に光ファイバなどの光路を形成し、光通信ネ
ットワークを構成することもできる。

前記各実施例では、検出・計測対象として放射線のみ
について説明してきたが、本装置の主たる特徴は、デー
タ伝送要求指令とこれに応じた計測データの伝送を拡散
光等の光を利用した光通信システムで構築したことにあ
る。それ故、放射線を含めこれに類似した物理量（例え
ば温度、圧力など）の検出・測定であって、監視領域の
環境が本発明が問題とした環境と類似したものであると
きには、本発明による装置構成を適用できることは勿論
である。

以上の説明で明らかなように、本発明の各実施例によ
れば、次のような効果が生じる。

測定対象領域に各種の配管や装置類が配設され、複雑
な構造を有している場合において、センサ、送受信局、
或いは親又は子の送受信局を測定対象領域の空きスペー
スに適宜に分散させて配設し、且つセンサと送受信局と
の間、或いはセンサと親又は子の送受信局との間などを
光通信を用いてデータ伝送要求指令と計測データのやり
取りを行ううように構成したため、人手を介することな
くオンラインで迅速に計測データを収集し、その分布デ
ータを得ることができる。人手を介さないため放射線を
監視するときには作業者が被曝することがなく、極めて
好ましい。オンラインでリアルタイムのデータを得るこ
とできるため、測定対象の領域の状況を迅速に把握する
ことができる。更に、測定対象領域にセンサを分散させ
て配設したため、想定対象領域に関してきめ細かく情報
を得ることができ、詳細な放射線の分布情報を得ること
ができる。それ故に、原子炉格納器において綿密な作業
計画を立てることができる。

また光通信において拡散光を使用したため、障害物が
通信路に存在したとしても、障害物の影響を避けながら
うまく通信を行うことができる。

測定対象領域に分散して配設された多数のセンサから
計測データを集める送受信局に、管理領域を設定してグ
ループ化し、必要に応じ階層性を与えるように構成した
ため、通信システムの規模が大きくなっても対処するこ
とができ、また監視領域の状況に応じてシステムを構築
することができる。

センサという概念をなくし、それぞれセンサ機能と光
通信機能を備えた複数台の子送受信局と１台の親送受信
局とから本計測装置を構築するようにしたため、データ
伝送要求指令と計測データのやり取りを行う光通信網を
自在に形成することができ、監視をしようとする対象領
域の状況に応じて装置を配置することができる。

オンラインの放射線分布に関するマップ情報が収集で
きるため、原子力発電プラントの異常監視システムや、
放射線作業計画を自動的にプランニングするインストラ
クションシステム等の新しいシステムを構築することが
できる。

拡散光を使用する場合において、その変調周波数に10
0KHz以下の範囲の周波数を使用するようにしたため、信
号成分の減衰を抑制することができる。

放射線分布マップ作成装置を備えるようにしたため、
測定対象領域の放射線の分布状態をイメージ化すること
ができる。また、この放射線マップを作業者に直接に提
供できるシステムによれば、作業者は作業箇所の放射線
の分布状況を正確に即座に知ることができ、被曝量を極
めて低減することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、通信システムを簡単な構成で配設で
き、作業者が被爆することもなく、各所の放射線量の検
出データを収集でき、放射線分布に関するデータを求め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放射線分布計測装置が配設された
原子炉格納器の縦断面図、第２図は第１図中のII−II線
断面図、第３図はセンサの内部構造を示すブロック図、
第４図は放射線分布計測装置の光通信システムの構成
図、第５図は第４図中の要部拡大図、第６図はセンサに
おける光通信システムの他の構成図、第７図はセンサの
具体的構造を示した斜視図、第８図はデータパケットの
内容を示す図、第９図は符号誤り率とS/N比との関係を
示す特性図、第10図はS/N比と変調周波数との関係を示
す特性図、第11図はノイズの発生状態と使用されるバン
ドパスフィルタの特性を示す説明図、第12図は他の実施
例の要部を示す構成図である。〔符号の説明〕１……原子炉格納器２……原子炉 3,3A……センサ 4a〜4f……子送受信局５……親送受信局６……ホストコンピュータ９……CRT 20……放射線検出部 21……計測回路 22……シングルチップコンピュータ 23……フォトダイオード 29……発光ダイオード 50……データパケット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周囲空間の放射線量を計測する放射線計測
部とデータ伝送要求指令を受けたとき前記放射線計測部
によって得られた計測データを光通信で伝送する光送受
信部を備えたセンサであり、放射線計測対象である領域
内に分散した状態で配設される複数の前記センサと、複
数の前記センサのそれぞれに計測データの伝送を光通信
で要求し、前記各センサから光通信で送られてくる計測
データを受取る送受信局と、前記送受信局が受取った計
測データを収集し且つ処理し、前記計測データに基づい
て前記領域内の放射線分布を計測する演算処理手段とを
備え、上記光通信は、空間伝送方式による拡散光を用い
た光通信であることを特徴とする放射線分布計測装置。
【請求項２】請求項１記載の放射線分布計測装置におい
て、前記送受信局は複数個備えられており、前記送受信
局のそれぞれは、前記複数のセンサのうちの一部を管理
し、管理下にある複数のセンサとの間でデータ要求指令
と計測データのやり取りを行うことを特徴とする放射線
分布計測装置。
【請求項３】請求項２記載の放射線分布計測装置におい
て、前記複数の送受信局の１つは、前記演算処理手段と
接続され、この演算処理手段のデータ収集指令を直接受
け且つこの指令を他の送受信局に伝送すると共に他の送
受信局から伝送される計測データを収集し前記演算処理
手段に送るための親局であり、前記その他の送受信局
は、前記親局からの指令を受け管理下にあるセンサから
の計測データを集め親局に送り子局であることを特徴と
する放射線分布計測装置。
【請求項４】周囲空間の放射線量を計測する放射線計測
部とデータ伝送要求指令を受けたとき前記放射線計測部
によって得られた計測データを光通信で伝送する光送受
信部を備え、放射線計測対象である領域内に分散した状
態で配設される複数の子送受信局と、複数の前記子送受
信局のそれぞれに計測データの伝送を光通信で要求し、
前記各子送受信局から光通信で送られてくる計測データ
を受取る１台の親送受信局と、前記子送受信局と親送受
信局のそれぞれが出力した計測データを収集し且つ処理
し、前記計測データに基づいて前記領域内の放射線分布
を計測する演算処理手段とを備え、上記光通信は、空間
伝送方式による拡散光を用いた光通信であることを特徴
とする放射線分布計測装置。
【請求項５】請求項１または請求項４記載の放射線分布
計測装置において、前記光通信での変調周波数が100KHz
以下の周波数に選定されていることを特徴とする放射線
分布計測装置。
【請求項６】請求項１または請求項４記載の放射線分布
計測装置において、前記領域内の放射線分布に関するマ
ップを作成する手段を含むことを特徴とする放射線分布
計測装置。
【請求項７】請求項６記載の放射線分布計測装置におい
て、前記放射線分布マップ作成手段によって作成された
前記マップ情報を送信する送信手段と、作業者によって
携帯され、前記送信手段の送信する前記マップ情報を受
信し、前記作業者に対しマップ情報を提示するマップ情
報表示器とを含むことを特徴とする放射線分布計測装
置。