JPH09304537A - ホールボディカウンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホールボディカウンタのエネルギー校正処理
を自動化する。 【解決手段】 校正用線源からの放射線を検出部１０に
て検出し、マルチチャネルアナライザ２２でそのエネル
ギースペクトルを求める。ピーク検出部３２は、そのエ
ネルギースペクトルの特徴ピークを検出し、この特徴ピ
ークに基づきエネルギースペクトルの指標点、すなわち
光電ピーク又はコンプトン端を求める。基準値記憶部３
４は、校正用線源のエネルギースペクトルの光電ピーク
又はコンプトン端のエネルギー値が基準エネルギー値と
して保持している。比較処理部３３は、ピーク検出部３
２で検出された指標点のチャネルと基準値記憶部３４に
記憶された基準エネルギー値のチャネルとを比較する。
電圧・ゲイン指令部３５は、この比較の結果に基づき、
指標点のチャネルが基準エネルギー値のチャネルに近づ
くよう、高圧電源１４への電圧指令値又は主増幅器１８
へのゲイン指令値を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホールボディカウ
ンタに関し、特にマルチチャネルアナライザを用いてエ
ネルギースペクトルを求めるホールボディカウンタのエ
ネルギー校正に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所などの放射性物質取扱施設
においては、作業従事者の体内被ばくを管理するため、
体内放射能量の測定が定期的に行われ、そのための装置
としてホールボディカウンタが知られている。

【０００３】ホールボディカウンタは、シンチレータを
放射線の検出手段として用い、シンチレータの発光を光
電子増倍管で検出し、この検出信号を増幅器で増幅した
後計数器でカウントするものが一般的である。

【０００４】ところで、近年、単なる計数率の算出だけ
でなく、マルチチャネルアナライザを装備し、エネルギ
ースペクトルの生成が可能なホールボディカウンタが開
発されている。

【０００５】このようなホールボディカウンタでは、光
電子増倍管や増幅器の特性の経時的な変化などにより、
放射線のエネルギーが正しく求められなくなるおそれが
ある。このような事態を避けるために、このタイプのホ
ールボディカウンタでは随時あるいは定期的にエネルギ
ー校正が行われる。

【０００６】従来、ホールボディカウンタのエネルギー
校正は、次のようにして行われていた。すなわち、ま
ず、検出器近傍の所定の位置に、専用の治具を用いて校
正用線源をセットする。そして、放射線の測定を行い、
校正用線源のエネルギースペクトルを求める。オペレー
タは、このエネルギースペクトルを見ながら、光電ピー
ク又はコンプトン端が所定のチャネルに来るよう、光電
子増倍管の印加電圧や増幅器のゲインを調整する。

【０００７】このような校正作業を行うことにより、ホ
ールボディカウンタは入射放射線の正しいエネルギーを
正確に求めることが可能になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな校正作業は、微妙な操作が要求され時間も掛かるた
め、オペレータにとっては負担となっていた。

【０００９】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、エネルギー校正を自動的に行う
ことができるホールボディカウンタを提供することを目
的とする。

【００１０】

【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、本発明は、放射線検出器と、この放射線検出器の
検出信号を増幅する増幅器と、この増幅器にて増幅され
た前記検出信号を波高分析し、エネルギースペクトルを
求めるマルチチャネルアナライザとを有するホールボデ
ィカウンタにおいて、校正用線源のエネルギースペクト
ルを求める校正用スペクトル生成手段と、前記校正用線
源の基準エネルギー値を記憶する基準値記憶手段と、前
記校正用線源のエネルギースペクトルから所定のピーク
を検出し、このピークに基づいて前記エネルギースペク
トルの指標点を求めるピーク検出手段と、前記指標点の
エネルギー値と前記基準値記憶手段に記憶された基準エ
ネルギー値とを比較する比較手段と、前記比較手段の比
較結果に基づき、前記放射線検出器への印加電圧及び前
記増幅器のゲインのうちの少なくとも一方を調整する調
整手段とを有する。

【００１１】この構成では、基準値記憶手段には、校正
用線源のエネルギースペクトルの特徴を示す指標点（例
えば光電ピークやコンプトン端）の正しいエネルギー値
が基準エネルギー値として格納される。オペレータが校
正用線源を所定位置にセットし、ホールボディカウンタ
に校正処理の開始指示を入力すれば、校正用スペクトル
算出手段にて校正用線源のエネルギースペクトルが算出
される。ピーク検出手段は、そのエネルギースペクトル
の所定のピークを検出し、そのピークからエネルギース
ペクトルの特徴を示す指標点を求める。比較手段は、こ
の指標点のエネルギー値を前記基準エネルギー値と比較
する。そして、調整手段が、この比較結果に基づき、放
射線検出器への印加電圧又は増幅器のゲインを調整す
る。この調整の後再び校正用線源を測定してエネルギー
スペクトルの指標点を求め、この指標点のエネルギー値
が前記基準エネルギー値に等しくなるまで、調整及び比
較の処理を繰り返す。

【００１２】この構成によれば、ホールボディカウンタ
のエネルギー校正を自動的に行うことができ、オペレー
タの負担を軽減することができる。

【００１３】なお、この構成において、前記ピーク検出
手段の検出対象である所定のピークを、前記エネルギー
スペクトルにおける最も高エネルギー側のピークとする
ことも可能である。これによれば、前記ピーク検出手段
が前記エネルギースペクトルから当該ピークを検出する
際に前記エネルギースペクトルを高エネルギー側からサ
ーチする場合に、最初に見つけるピークが検出対象のピ
ークであるので、前記ピーク検出手段におけるピークの
検出処理を高速化することができる。

【００１４】また、ピーク検出手段におけるピーク検出
の対象となるエネルギー範囲を指定可能とすれば、前記
所定のピークの検出を高速化することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るホールボディ
カウンタの好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

【００１６】図１は、本発明に係るホールボディカウン
タの全体構成を示す機能ブロック図である。

【００１７】ホールボディカウンタの検出部１０は、シ
ンチレータ１１及び光電子増倍管１２から構成される。
シンチレータ１１としては、ＮａＩ（Ｔｌ）のような固
体シンチレータを用いてもよいし、プラスチックシンチ
レータを用いてもよい。光電子増倍管１２には高圧電源
１４から高電圧が印加されている。

【００１８】シンチレータ１１は、放射線が入射すると
発光を生じ、光電子増倍管１２はその光を電気的な検出
パルスに変換して出力する。光電子増倍管１２から出力
された検出パルスは、前置増幅器１６で増幅された後、
主増幅器１８で比例増幅され、Ａ／Ｄ変換器２０にてデ
ジタル化される。マルチチャネルアナライザ２２は、デ
ジタル化された検出パルスを波高分析し、検出パルスを
各波高のチャネルごとにカウントすることにより、入射
放射線のエネルギーの分布すなわちエネルギースペクト
ルを求める。マルチチャネルアナライザ２２で求められ
たエネルギースペクトルは、出力部２４から出力され
る。

【００１９】以上の構成による測定処理を制御するの
が、測定制御部３０である。測定制御部３０において、
主制御部３１は、測定の開始・終了など通常の測定処理
の制御を行うと共に、エネルギー校正処理の制御も行
う。主制御部３１には、ユーザが操作指示入力を行う指
示入力部２６が接続されている。主制御部３１は、指示
入力部２６から受け取ったユーザの操作指示に従い、マ
ルチチャネルアナライザ２２などに対して所定の制御指
令を発することにより、測定処理を制御する。

【００２０】基準値記憶部３４は、校正用線源のエネル
ギースペクトルの指標点のエネルギーの正しい値を、基
準エネルギー値として記憶している。ここで、エネルギ
ースペクトルの指標点とは、エネルギースペクトルのパ
ターンの特徴となる点のことであり、本実施形態では、
光電ピーク又はコンプトン端を指標点として用いる。例
えば、シンチレータ１１としてＮａＩ（Ｔｌ）シンチレ
ータのような無機結晶シンチレータを用いる場合には、
光電ピークをエネルギースペクトルの指標点とする。従
って、この場合には、校正用線源から放射されるγ線の
エネルギーＥが基準エネルギー値として基準値記憶部３
４に記憶される。一方、プラスチックシンチレータを用
いる場合には、コンプトン端をエネルギースペクトルの
指標点とする。従って、この場合には、校正用線源から
放射されるγ線のエネルギーＥから次式で求められるコ
ンプトン端のエネルギー値Ｅc が、基準エネルギー値と
して基準値記憶部３４に記憶される。

【００２１】

【数１】 ピーク検出部３２は、マルチチャネルアナライザ２２か
らエネルギースペクトルの情報を受け取り、当該エネル
ギースペクトルの特徴ピークを検出する。特徴ピークと
は、前記指標点を求める際の基準となるピークのことで
あり、光電ピーク（ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを用い
た場合）またはコンプトン効果によるピーク（プラスチ
ックシンチレータを用いた場合）のことを指す。比較処
理部３３は、ピーク検出部３２で検出された特徴ピーク
に基づき当該エネルギースペクトルの指標点（すなわち
光電ピーク又はコンプトン端）を求め、この指標点のエ
ネルギー値を基準値記憶部３４に記憶された基準エネル
ギー値と比較する。

【００２２】電圧・ゲイン指令部３５は、比較処理部３
３の比較結果に基づき、高圧電源１４に対する電圧指令
値又は主増幅器１８に対するゲイン指令値を調整する。
高圧電源１４、主増幅器１８は、電圧・ゲイン指令部３
５から与えられた指令値に従って、出力電圧又はゲイン
を調整する。

【００２３】これら測定制御部３０の各要素はハードウ
エア、ソフトウエアのいずれによっても構成することが
できる。

【００２４】次に、図２のフローチャートを用いて、図
１のホールボディカウンタにおけるエネルギー校正処理
の流れを説明する。

【００２５】ホールボディカウンタのエネルギー校正処
理においては、まず校正条件の設定が行われる（Ｓ
１）。校正条件は、指示入力部２６を介して主制御部３
１に設定される。校正条件には、例えば、マルチチャネ
ルアナライザ２２のエネルギー測定範囲や校正モードが
ある。本実施形態では、校正モードとして、１種類の校
正用線源のみを用いる一点校正モードと、２種類の校正
用線源を用いる二点校正モードとを用意している。一点
校正モードではエネルギー値の調整のみが行われ、二点
校正モードではエネルギー値の調整の他に、いわゆるゼ
ロ点調整も行われる。本実施形態では、一点校正モード
では校正用線源として ¹³⁷Ｃｓを用い、二点校正モード
では ¹³⁷Ｃｓに加え、第２の校正用線源として⁶⁰Ｃｏを
用いる。なお、 ¹³⁷Ｃｓは６６２ｋｅＶのγ線を放出
し、⁶⁰Ｃｏは１１７３ｋｅＶと１３３３ｋｅＶの２種類
のγ線を放出する。

【００２６】次に、オペレータは、検出部近傍の所定の
位置に、 ¹³⁷Ｃｓ線源を専用の治具を用いてセットする
（Ｓ２）。そして、オペレータが指示入力部２６から校
正処理の開始指示を入力すると、所定時間の間 ¹³⁷Ｃｓ
線源からの放射線の測定が行われ、マルチチャネルアナ
ライザ２２にて ¹³⁷Ｃｓ線源についてのエネルギースペ
クトルが生成される（Ｓ３）。 ¹³⁷Ｃｓのエネルギース
ペクトルの一例を図３及び図４に示す。図３は検出器に
ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを用いた場合のエネルギー
スペクトルであり、図４は検出器にプラスチックシンチ
レータを用いた場合のエネルギースペクトルである。図
３及び図４のスペクトルでは、縦軸は計数値（又は計数
率）を示し、横軸はエネルギーをチャネル（ｃｈ）で示
している。プラスチックシンチレータでは光電効果はあ
まり起こらずコンプトン効果が主となるため、エネルギ
ースペクトルには光電ピークは現れず、コンプトン効果
によるピークのみが現れる。

【００２７】このエネルギースペクトルの情報がピーク
検出部３２に入力され、ピーク検出部３２にてエネルギ
ースペクトルの特徴ピークが検出され、この特徴ピーク
に基づきエネルギースペクトルの指標点が求められる
（Ｓ４）。

【００２８】本実施形態では、基本的に最も高エネルギ
ーの位置に現れるピークを特徴ピークとして検出する。
ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを用いた場合の光電ピーク
や、プラスチックシンチレータを用いた場合のコンプト
ン効果のピークは、一般に、エネルギースペクトルの最
も高エネルギー側に現れるからである。

【００２９】従って、ピーク検出部３２は、まずマルチ
チャネルアナライザ２２から受け取った ¹³⁷Ｃｓのエネ
ルギースペクトルに対して平滑化処理を施し、滑らかな
波形に整形する。そして、ピーク検出部３２は、この平
滑化したエネルギースペクトルを高エネルギー側からサ
ーチし、エネルギースペクトルの勾配が最初に逆転した
ポイントを特徴ピークとして検出し、その特徴ピークの
チャネルを求める。このとき、所定のしきい値以下の計
数値（率）しかないピークは無視する構成とすれば、バ
ックグラウンドなどによるピークを特徴ピークとして誤
検出することが防止される。このしきい値は、例えばオ
ペレータが、あらかじめ設定しておく。なお、ピーク検
出処理において、サーチ対象となるチャネル（エネルギ
ー）の範囲をあらかじめ設定しておけば、ピーク検出処
理の速度を向上させることができる。

【００３０】そして、ピーク検出部３２は、このように
して求められた特徴ピークから、エネルギースペクトル
の指標点を求める。ここで、検出器にＮａＩ（Ｔｌ）シ
ンチレータを用いたホールボディカウンタでは、特徴ピ
ークとして検出されるのは光電ピークなので、その特徴
ピーク自体を指標点とする。一方、検出器にプラスチッ
クシンチレータを用いた場合は、特徴ピーク、すなわち
コンプトン効果のピークからコンプトン端を求め、これ
を指標点とする。この場合、図４に示したように、エネ
ルギースペクトルにおいて特徴ピークの計数値Ｎの半
分、すなわちＮ／２の計数値の点をコンプトン端とす
る。

【００３１】次に、比較処理部３３は、このようにして
求められた指標点のエネルギー値を、基準値記憶部３４
から読み出した基準エネルギー値と比較する（Ｓ５）。
すなわち、比較処理部３３は、例えば前記基準エネルギ
ー値をチャネル単位の値に変換して、指標点のチャネル
と比較する。検出器にＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを用
いた場合は、比較処理部３３は、指標点のチャネルを、
¹³⁷Ｃｓの光電ピークのエネルギー（６６２ｋｅＶ）に
対応するチャネルと比較する。一方、検出器にプラスチ
ックシンチレータを用いた場合は、比較処理部３３は、
指標点のチャネルを ¹³⁷Ｃｓのコンプトン端のエネルギ
ー（４７８ｋｅＶ）に対応するチャネルと比較する。

【００３２】比較処理部３３の比較結果は、主制御部３
１に入力される。指標点のチャネルが基準エネルギー値
のチャネルに一致した場合は、主制御部３１は、 ¹³⁷Ｃ
ｓについての処理を終了する。一方、指標点のチャネル
が基準エネルギー値のチャネルに一致しなかった場合
は、主制御部３１はその比較結果を電圧・ゲイン指令部
３５に入力する。指標点のチャネルが基準エネルギー値
のチャネルより大きい場合は、電圧・ゲイン指令部３５
は、光電子増倍管１２への印加電圧又は主増幅器１８の
ゲインを所定量だけ下げるよう、高圧電源１４又は主増
幅器１８への指令値を調整する（Ｓ６）。逆に、指標点
のチャネルが基準エネルギー値のチャネルより小さい場
合は、電圧・ゲイン指令部３５は、光電子増倍管１２へ
の印加電圧又は主増幅器１８のゲインを所定量だけ上げ
るよう、高圧電源１４又は主増幅器１８への指令値を調
整する（Ｓ７）。このときの印加電圧又はゲインの調整
量は、エネルギースペクトルの指標点が約１チャネル分
だけ上下する量とする。例えば、印加電圧を調整する場
合は、１回の調整量は０．２〜０．３Ｖ程度である。な
お、印加電圧及びゲインのいずれを調整するかは、オペ
レータの設定による。

【００３３】そして、印加電圧又はゲインの調整が終わ
ると、再び前述のＳ３（測定）の処理に戻る。そして、
指標点のチャネルが基準エネルギー値のチャネルと一致
するようになるまで、前述の測定（Ｓ３）、ピーク検出
（Ｓ４）、比較（Ｓ５）、調整（Ｓ６，Ｓ７）の処理を
繰り返す。

【００３４】このようにして指標点のチャネルが基準エ
ネルギー値のチャネルに一致するように調整ができる
と、次に校正モードの設定が二点校正モードであるか否
かを判定する（Ｓ８）。一点校正モードの場合は、主制
御部３１は、ここで校正処理を終了する。

【００３５】これに対し、二点校正モードの場合は、
¹³⁷Ｃｓ線源を⁶⁰Ｃｏ線源に交換し（Ｓ９）、測定を行
ってエネルギースペクトルを求める（Ｓ１０）。検出器
としてＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを用いた場合及びプ
ラスチックシンチレータを用いた場合の⁶⁰Ｃｏのエネル
ギースペクトルの一例を、それぞれ図５及び図６に示
す。

【００３６】次に、ピーク検出部３２が、⁶⁰Ｃｏのエネ
ルギースペクトルの特徴ピークを検出し、この特徴ピー
クからエネルギースペクトルの指標点を求める（Ｓ１
１）。⁶⁰Ｃｏは２種類のγ線を放出するため、エネルギ
ースペクトルには光電ピークが２つ現れるが、そのいず
れを特徴ピークとしてもよい。このステップの処理手順
は前述の ¹³⁷Ｃｓの場合と同様である。求められた指標
点の情報は主制御部３１に入力される。

【００３７】主制御部３１は、この指標点のチャネル
が、基準値記憶部３４に記憶された⁶⁰Ｃｏの光電ピーク
（ＮａＩ（ＴＬ）シンチレータを用いた場合）又はコン
プトン端（プラスチックシンチレータを用いた場合）の
エネルギー値に対応するチャネルに合致するようにチャ
ネル間の間隔値を求め、それをマルチチャネルアナライ
ザ２２に対して指令する（Ｓ１２）。このような処理の
結果、エネルギースペクトルのゼロ点が正しく調整され
る。すなわち、一点校正モードは０チャネルが０ｋｅＶ
に対応するという仮定の下での校正であったが、この二
点校正モードは２つの指標点が共に正しいエネルギー値
（チャネル）になるように調整するので、より正確な校
正が行われる。

【００３８】このように、本実施形態によれば、測定制
御部３０により自動的にエネルギー校正を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るホールボディカウンタの構成を
示す機能ブロック図である。

【図２】 本発明に係るホールボディカウンタのエネル
ギー校正処理の流れを示すフローチャートである。

【図３】 ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを用いたホール
ボディカウンタによって求められた ¹³⁷Ｃｓのエネルギ
ースペクトルの例を示す図である。

【図４】 プラスチックシンチレータを用いたホールボ
ディカウンタによって求められた ¹³⁷Ｃｓのエネルギー
スペクトルの例を示す図である。

【図５】 ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを用いたホール
ボディカウンタによって求められた⁶⁰Ｃｏのエネルギー
スペクトルの例を示す図である。

【図６】 プラスチックシンチレータを用いたホールボ
ディカウンタによって求められた⁶⁰Ｃｏのエネルギース
ペクトルの例を示す図である。

【符号の説明】

１０ 検出部、１１ シンチレータ、１２ 光電子増倍
管、１４ 高圧電源、１６ 前置増幅器、１８ 主増幅
器、２０ Ａ／Ｄ変換器、２２ マルチチャネルアナラ
イザ、２４ 出力部、２６ 指示入力部、３０ 測定制
御部、３１ 主制御部、３２ ピーク検出部、３３ 比
較処理部、３４ 基準値記憶部、３５電圧・ゲイン指令
部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線検出器と、この放射線検出器の検
   出信号を増幅する増幅器と、この増幅器にて増幅された
   前記検出信号を波高分析し、エネルギースペクトルを求
   めるマルチチャネルアナライザと、を有するホールボデ
   ィカウンタにおいて、 校正用線源のエネルギースペクトルを求める校正用スペ
   クトル生成手段と、 前記校正用線源の基準エネルギー値を記憶する基準値記
   憶手段と、 前記校正用線源のエネルギースペクトルから所定のピー
   クを検出し、このピークに基づいて前記エネルギースペ
   クトルの指標点を求めるピーク検出手段と、 前記指標点のエネルギー値と前記基準値記憶手段に記憶
   された基準エネルギー値とを比較する比較手段と、 前記比較手段の比較結果に基づき、前記放射線検出器へ
   の印加電圧及び前記増幅器のゲインのうちの少なくとも
   一方を調整する調整手段と、 を有することを特徴とするホールボディカウンタ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のホールボディカウンタに
   おいて、 前記所定のピークは、前記エネルギースペクトルにおい
   て最も高エネルギー側のピークであることを特徴とする
   ホールボディカウンタ。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のホールボ
   ディカウンタにおいて、 ピーク検出手段におけるピーク検出を行うエネルギー範
   囲を指定可能としたことを特徴とするホールボディカウ
   ンタ。