JPWO2017158903A1 - 放射線測定用プローブ - Google Patents

Abstract

放射線測定用プローブは、プローブ軸方向に着脱可能に連結される検出ユニット３２と信号処理ユニット３４とを含む。検出ユニット３２は、放射線を光に変換する放射線検出器６２と、光を検出して検出信号を出力する光検出器６４と、検出信号を出力する第１コネクタ９２と、を含む。信号処理ユニット３４は、第１コネクタ９２に着脱可能に接続される第２コネクタ１１４と、検出信号を処理する電子回路と、を含む。

Description

本発明は、放射線の測定に用いられる放射線測定用プローブに関する。

放射線測定装置としては、サーベイメータ、体表面モニタ、モニタリングポスト等が知られている。放射線測定装置は、放射線を検出するプローブと、放射線の測定値を表示する表示ユニットを含む本体ユニットと、を備えているものがある（特許文献１参照）。

一般的に、プローブ内には検出ユニットが設けられている。検出ユニットは、放射線を光に変換する放射線検出器と、光を検出して検出信号を出力する光検出器と、を含む。

特開２０１４−１５３３０６号公報

ところで、プローブにおいて検出ユニットの取り扱いが困難な場合がある。例えば、プローブの筐体がシンチレーション光の反射材として機能している場合、検出ユニットと筐体とが機能的に一体化しているため、筐体から検出ユニットを切り離すことができない。それ故、検出ユニットを交換する場合、プローブそのものを交換する必要があり、メンテナンス性が良くない。また、別の種類の放射線検出器や光検出器を採用して、機能の異なる検出ユニットを開発、製造する場合、放射線検出の特性も考慮して筐体を設計し直す必要があり、開発コストや製造コストが増大する。

本発明の目的は、放射線測定用プローブにおいて、放射線を検出する検出ユニットの取り扱いを容易にすることにある。

本発明に係る放射線測定用プローブは、プローブ軸方向に着脱可能に連結される検出ユニットと信号処理ユニットとを含み、前記検出ユニットは、放射線を光に変換する放射線検出器と、前記光を検出して検出信号を出力する光検出器と、前記検出信号を出力する第１コネクタと、を含み、前記信号処理ユニットは、前記第１コネクタに着脱可能に接続される第２コネクタと、前記検出信号を処理する電子回路と、を含む、ことを特徴とする。

上記構成においては、放射線測定用プローブに、検出ユニットと信号処理ユニットが設けられており、それらは着脱可能に連結されている。上記構成によると、検出ユニット単位で交換を行うことが可能となる。それ故、検出ユニットの取り扱いが容易となり、放射線測定用プローブのメンテナンス性が向上する。また、検出ユニットを交換するだけで、機能の異なる放射線測定用プローブを実現することが可能となり、利便性が増す。例えば、検出ユニットを交換することにより、α線用、β線用、γ線用又は中性子線用の放射線測定用プローブを実現することが可能となる。別の例として、高感度対応や高計数率対応の放射線測定用プローブを実現することも可能である。

望ましくは、前記信号処理ユニットは骨格構造体を含み、当該放射線測定プローブは、前記検出ユニットを収容し前記骨格構造体に対して着脱可能に連結される第１の外ケースを含み、前記第１の外ケースが前記骨格構造体に連結された状態において前記検出ユニットが前記第１の外ケース内に保持される。

望ましくは、前記検出ユニットは、前記放射線検出器と前記光検出器とを収容した内ケースを更に含み、前記内ケースは遮光構造を有する。

上記構成において、検出ユニットは、パッケージ化又はカプセル化したユニットであり、独立して交換可能な部品である。それ故、検出ユニットの取り扱いが容易となる。また、内ケースは遮光構造を有するので、放射線検出器と光検出器が配置された環境において遮光性が確保される。例えば外ケースを取り外した場合であっても、放射線検出器と光検出器に対する遮光性が確保される。それ故、検出ユニットと信号処理ユニットとを接続した状態で外ケースを取り外し、その状態で、測定者は信号処理ユニットの外観や回路構成を確認しながら、放射線測定を行うことが可能となる。

望ましくは、前記遮光構造は、前記光検出器から前記第１コネクタまで延在する信号線群を挿通させつつ前記内ケースの後側開口を封止する弾性部材からなるキャップを含む。

上記構成によると、キャップを設けることにより、内ケースの後側開口において遮光性が確保される。

望ましくは、前記骨格構造体は、前記プローブ軸方向に結合した筐体部分とフレーム部分とを有し、前記フレーム部分の一方側に、前記信号処理ユニットの一部の機能を実現する第１基板が配置され、前記フレーム部分の他方側に、前記信号処理ユニットの他の機能を実現する第２基板が配置されている。

上記構成において、第１基板は、例えば、線量率等の測定値を演算する回路と電源回路とを含み、第２基板は、例えば、アナログ信号処理回路とデジタル信号処理回路とを含む。第２基板によって、検出信号から放射線のスペクトルが生成され、第１基板によって、そのスペクトルから線量率等の測定値が演算される。電源回路によって駆動電圧が生成され、その駆動電圧が光検出器に供給される。

望ましくは、前記筐体部分に着脱可能に連結され、前記フレーム部分、前記第１基板及び前記第２基板を収容する第２の外ケースを更に含む。

本発明によると、放射線測定用プローブにおいて、放射線を検出する検出ユニットの取り扱いを容易にすることが可能となる。

本発明の実施形態に係る放射線測定装置を示す斜視図である。 放射線測定用プローブを示す斜視図である。 本体ユニットを示す斜視図である。 放射線測定用プローブを示す分解斜視図である。 検出ユニットを示す分解斜視図である。 放射線検出器を示す斜視図である。 放射線検出器を示す斜視図である。 弾性ホルダを示す断面図である。 検出ユニットと信号処理ユニットを示す斜視図である。 検出ユニットと信号処理ユニットを示す斜視図である。 検出ユニットと信号処理ユニットを示す斜視図である。 放射線測定用プローブを示す断面図である。 放射線測定用プローブの一部を示す断面図である。 検出ユニットを示す断面図である。 放射線測定装置を示すブロック図である。 放射線測定用プローブを示すブロック図である。

図１には、本発明の実施形態に係る放射線測定装置の一例が示されている。放射線測定装置１０は、複数のユニットを含む装置であり、放射線測定用プローブ１２と本体ユニット１４とを含む。これらは基本ユニットともいえる。放射線測定装置１０は、拡張ユニットとしてオプションユニットを含んでもよいし、他のユニットとしてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に接続されてもよい。

放射線測定用プローブ１２は、放射線を検出するユニットである。放射線測定用プローブ１２は、全体として円筒状の形状を有し、前側に配置された前側外ケース１６と、その後側に配置された後側外ケース１８と、を含む。前側外ケース１６が「第１の外ケース」の一例に相当し、後側外ケース１８が「第２の外ケース」の一例に相当する。前側外ケース１６と後側外ケース１８は、中空部材としての容器である。前側外ケース１６の前面は、放射線の検出面２０となっている。前側外ケース１６と後側外ケース１８は、例えばアルミニウム等の金属によって構成されている。前側外ケース１６と後側外ケース１８とによって外ケースが構成され、その外ケースの中に、後述する検出ユニットと信号処理ユニットが収容されている。後側外ケース１８は、測定者によって握られる部分である。放射線測定用プローブ１２のほぼ中央には、操作部２２が設けられている。操作部２２には、測定者が時定数（平滑化係数）を選択するためのボタンと、放射線が検出されたときに点灯する光源（ＬＥＤ光源等）が設けられている。そのボタンが測定者によって操作されることにより、時定数が選択される。また、操作部２２には、測定値の記憶を指示するためのメモリボタンが設けられていてもよい。メモリボタンが測定者によって操作されることにより、測定値が放射線測定用プローブ１２内のメモリ又は本体ユニット１４内のメモリに記憶される。放射線測定用プローブ１２は、ケーブル２４によって本体ユニット１４に接続されている。後述するように、測定値を示すデジタル信号がケーブル２４を介して本体ユニット１４に出力される。もちろん、ケーブル２４を用いずに、放射線測定用プローブ１２と本体ユニット１４とが無線通信を行ってもよい。この場合、測定値を示すデジタル信号が、無線通信によって、放射線測定用プローブ１２から本体ユニット１４に送信される。

本体ユニット１４は、ケースの表面に設けられた表示部２６と、連結部２８と、各種の操作ボタン３０と、ケーブル２４が接続されるコネクタと、を含む。本体ユニット１４は、ケーブル２４を介して、測定値を示すデジタル信号を放射線測定用プローブ１２から受信する。表示部２６は液晶表示器等のモニタであり、表示部２６には、放射線の測定値等が表示される。表示部２６は、液晶表示器とタッチセンサとを備えたタッチパネルモニタであってもよい。もちろん、タッチセンサ無しの表示器が表示部２６として本体ユニット１４に設けられてもよい。放射線測定用プローブ１２と本体ユニット１４は、連結部２８を介して連結されることにより、一体化可能となっている。また、本体ユニット１４には、放射線が検出された場合に音を発生させるブザー等の音響機器が設けられている。また、本体ユニット１４はバッテリを備えており、本体ユニット１４から放射線測定用プローブ１２に対して、バッテリからの電圧が供給される。

図２には、本体ユニット１４から分離された状態の放射線測定用プローブ１２が示されており、図３には、その分離状態の本体ユニット１４が示されている。放射線の測定時には、通常、測定者は、放射線測定用プローブ１２の後側外ケース１８を握って放射線測定用プローブ１２を本体ユニット１４から取り外し、その状態で測定を行う。もちろん、放射線測定用プローブ１２と本体ユニット１４が連結した状態で測定が行われてもよい。

以下、図４を参照して、放射線測定用プローブ１２を構成する各ユニットについて詳しく説明する。図４は、放射線測定用プローブ１２を示す分解斜視図である。なお、本実施形態では、測定対象の放射線としてγ線を挙げて説明するが、もちろん、これは一例に過ぎない。測定対象の放射線は、α線、β線又は中性子線であってもよい。

放射線測定用プローブ１２は、放射線を検出する検出ユニット３２と、検出ユニットから出力された検出信号（電気信号）を処理する信号処理ユニット３４と、を含む。検出ユニット３２と信号処理ユニット３４は、放射線測定用プローブ１２の軸方向に着脱可能に連結される。検出ユニット３２と信号処理ユニット３４は、前側外ケース１６と後側外ケース１８とによって構成される外ケース内に収容されている。検出ユニット３２は前側外ケース１６内に収容され、信号処理ユニット３４の一部は後側外ケース１８内に収容される。

検出ユニット３２は、全体として円筒状の形状を有し、前側に配置された前側内ケース３６と、その後側に配置された後側内ケース３８と、を含む。前側内ケース３６と後側内ケース３８は、中空部材としての容器である。前側内ケース３６の前面４０には、衝撃吸収用の凹凸構造が形成されている。この凹凸構造によって、前面４０から伝達される衝撃が緩和される。前側内ケース３６と後側内ケース３８は、例えばポリカーボネート等の樹脂によって構成されている。前側内ケース３６と後側内ケース３８とによって内ケースが構成され、その内ケースの中に、後述する放射線検出器と光検出器が収容されている。このように、検出ユニット３２は、放射線検出器と光検出器とがパッケージされたユニット、つまり、放射線検出器と光検出器とがカプセル化されたユニットである。検出ユニット３２は、独立して交換される部品（独立交換部品）である。内ケースは遮光構造を有しており、放射線検出器と光検出器は、遮光された環境に配置されている。例えば、前側内ケース３６と後側内ケース３８の色は黒色であり、それらは遮光構造の主要部品を構成する。後側内ケース３８の後端部４２は、後述する信号処理ユニット３４に着脱可能に連結される。

信号処理ユニット３４は、骨格構造体４４を含む。骨格構造体４４は、筐体部分４６とフレーム部分４８とを含む。筐体部分４６とフレーム部分４８は、放射線測定用プローブ１２の軸方向に連結している。筐体部分４６とフレーム部分４８は、例えばマグネシウム等の金属により構成されている。

筐体部分４６は全体として円筒状の形状を有する。筐体部分４６には、操作部２２が設けられている。筐体部分４６の先端部５０と検出ユニット３２（後側内ケース３８）の後端部４２とが円周方向にかみ合って回り、これにより、検出ユニット３２と信号処理ユニット３４とが着脱可能に連結される。筐体部分４６においては、先端部５０よりも若干後側の側面に、周方向に沿ってネジ溝５１が形成されている。前側外ケース１６の後端部の内周には、ネジ溝５１にかみ合うネジ溝が形成されており、両ネジ溝がかみ合うことにより、前側外ケース１６が、骨格構造体４４（筐体部分４６）にネジ結合（螺合）される。このようにして、前側外ケース１６が、骨格構造体４４（筐体部分４６）に着脱可能に連結される。前側外ケース１６が筐体部分４６に連結された状態において、検出ユニット３２が前側外ケース１６内に保持される。

筐体部分４６の中央付近の側面には、複数のネジ孔５２が形成されている。そのネジ孔５２は、後側外ケース１８を筐体部分４６に着脱可能に連結するためのネジ孔である。

フレーム部分４８の一方側には、第１基板５４が配置されており、フレーム部分４８の他方側には、第２基板５６が配置されている。第１基板５４及び第２基板５６は、検出信号を処理するための回路や電源回路が設けられた基板である。後述するように、第１基板５４と第２基板５６には、電子回路が設けられている。例えば、第１基板５４には、電源回路やＣＰＵが設けられており、第２基板５６には、ハイブリッドＩＣが設けられている。回路については後で詳しく説明する。

後側外ケース１８の先端側には、操作部２２の形状に適合する形状を有する切り欠き部５８が形成されている。また、先端側の側面には、筐体部分４６に形成されたネジ孔５２に対応する貫通孔６０が形成されている。フレーム部分４８、第１基板５４及び第２基板５６が、後側外ケース１８内に収容され、後側外ケース１８の切り欠き部５８に、筐体部分４６の操作部２２が配置される。後側外ケース１８の貫通孔６０にネジが挿入され、そのネジとネジ孔５２とがネジ結合（螺合）し、これにより、後側外ケース１８が、骨格構造体４４（筐体部分４６）に着脱可能に連結される。

以下、図５を参照して、検出ユニット３２について詳しく説明する。図５には、分解された状態の検出ユニット３２が示されている。

検出ユニット３２は、放射線を光に変換する放射線検出器６２と、光を検出して検出信号（電気信号）を出力する光検出器６４（光変換器）と、を含む。

放射線検出器６２は、円柱状又は円盤状の形状を有し、放射線測定用プローブ１２の中心軸方向に離間した前面６６と後面６８を有する。放射線検出器６２は、放射線を光に変換するシンチレータ部材と、そのシンチレータ部材を収容した容器と、によって構成されている。放射線は前面６６からシンチレータ部材内に入射し、シンチレータ部材により変換された光は後面６８から出射する。すなわち、前面６６が放射線の入射面に相当し、後面６８が光の出射面（出光面)に相当する。なお、放射線は、側面や後面６８からもシンチレータ部材内に入射する場合もある。前側内ケース３６は、放射線検出器６２が当該前側内ケース３６に収容された状態において放射線検出器６２の前面６６に対向する先端壁を有する。その先端壁は、前側内ケース３６の前面４０の反対側の面に相当する。

光検出器６４は、全体として円柱状の形状を有し、放射線測定用プローブ１２の中心軸方向において放射線検出器６２の後側に設けられている。光検出器６４は、放射線検出器６２よりも細い。光検出器６４は、放射線検出器６２の後面６８に対向する前面７０を有している。光検出器６４は、例えば、放射線測定用プローブ１２の中心軸方向に延在するガラス容器を有する光電子増倍管によって構成されている。放射線検出器６２の後面６８（出光面）から出射した光は、前面７０から光検出器６４に入射し、光検出器６４により変換された検出信号（電気信号）は、光検出器６４の後端部から出力される。光検出器６４の前面７０は、受光面に相当する。

放射線検出器６２の後面６８（出光面）と光検出器６４の前面７０（受光面）とが、接着部材の一例としての両面接着シート７２により接着されている。これにより、放射線検出器６２に対して光検出器６４が固定され、光検出器６４は、片持ち方式で保持される。両面接着シート７２は、光学的に透明なシート状（フィルム状）の導光部材であり、自己形状を保持する機能を有する。

例えば、両面接着シート７２の元のシートは、シート状に形成された酸フリーアクリル系粘着剤と、その酸フリーアクリル系粘着剤の両面に接着された剥離ＰＥＴと、によって構成されている。使用時（接着時）には、元のシートの両面から剥離ＰＥＴが剥離され、剥離ＰＥＴが剥離された状態の両面接着シート７２（酸フリーアクリル系粘着剤）が、放射線検出器６２の後面６８と光検出器６４の前面７０との間に配置される。例えば、元のシートの一方の面から剥離ＰＥＴが剥離され、その剥離によって露出した面（両面接着シート７２の面（酸フリーアクリル系粘着剤の面））が、放射線検出器６２の後面６８に接着される。次に、元のシートの他方の面から剥離ＰＥＴが剥離され、その剥離によって露出した面（両面接着シート７２の面（酸フリーアクリル系粘着剤の面））に、光検出器６４の前面７０が接着される。これにより、放射線検出器６２に対して光検出器６４が固定される。

両面接着シート７２の厚さは、例えば１０μｍ〜１０００μｍであり、好ましくは７５μｍ〜２５０μｍである。

両面接着シート７２の粘着力は、９０°剥離において５Ｎ〜１００Ｎであり、好ましくは１０Ｎ〜３０Ｎである。粘着力を規定する別の基準として、引っ張り力（垂直に引っ張る力）や、せん断接着強度が用いられてもよい。例えば、両面接着シート７２の引っ張り力は、１０Ｎ／ｃｍ^２〜１５０Ｎ／ｃｍ^２である。また、両面接着シート７２のせん断接着強度は、１０Ｎ／ｃｍ^２〜１５０Ｎ／ｃｍ^２である。もちろん、これらの値は一例に過ぎず、光検出器６４が保持されれば、これら以外の値が採用されてもよい。

両面接着シート７２のシンチレータの発光波長域における透過率は、５０％以上であり、好ましくは、９０％以上である。

両面接着シート７２は、放射線検出器６２の後面６８の実質的な全体を覆うサイズを有している。光検出器６４の直径は放射線検出器６２の直径よりも小さく、光検出器６４の前面７０（受光面）のサイズは、放射線検出器６２の後面６８（出光面）のサイズよりも小さい。それ故、前面７０と後面６８とを両面接着シート７２により接着した場合、両面接着シート７２の後面（光検出器６４の前面７０に対向する面）には、光検出器６４が接着されていない部分として、光検出器６４の周囲に相当する環状の領域が形成される。その環状の領域に、環状の反射材７４が接着されている。光検出器６４の直径は、反射材７４の内径よりも小さい。反射材７４は、例えば多孔質材により構成される。反射材７４は、放射線検出器６２の後面６８（出光面）から出射した光のうち円環状の領域から出射した光を、放射線検出器６２内に反射、散乱させる機能を有する。これにより、光検出器６４の前面７０（受光面）のサイズが、放射線検出器６２の後面６８（出光面）のサイズよりも小さくても、その後面６８における光漏れを防止することが可能となる。本実施形態では、両面接着シート７２の後面を上手く活用して反射材７４を接着することが可能となる。なお、反射材７４のシンチレータの発光波長域における反射率は、５０％以上であり、好ましくは９０％以上である。反射材７４による反射波は、例えば拡散反射や鏡面反射である。

両面接着シート７２以外の接着部材が用いられてもよい。例えば、光学接着剤が接着部材として用いられてもよい。光学接着材として、例えば、ＵＶ硬化型（紫外線硬化型）の光学接着剤、熱硬化型の光学接着剤、常温硬化型の光学接着剤、複数の液体の混合型の光学接着剤（例えば、２液を混合させることで硬化する接着剤）、等が用いられる。光学接着剤の一例として、酸フリーアクリル系接着剤が用いられる。両面接着シート７２と同様に、光学接着剤の引っ張り力は、１０Ｎ／ｃｍ^２〜１５０Ｎ／ｃｍ^２であり、光学接着剤のせん断接着強度は、１０Ｎ／ｃｍ^２〜１５０Ｎ／ｃｍ^２である。もちろん、これらの値は一例に過ぎず、光検出器６４が保持されれば、これら以外の値が採用されてもよい。なお、接着部材として光学接着剤を用いた場合、選択された光学接着剤によっては、光学接着剤が反射材７４に染み込んで、反射材７４の反射力を低下させる場合がある。例えば、硬化に要する時間が比較的に長い光学接着剤を用いた場合、光学接着剤が反射材７４に染み込む場合がある。この場合、光学接着剤の替わりに両面接着シート７２を用いることにより、このような問題の発生を防止することが可能となる。別の例として、硬化に要する時間が比較的に短い光学接着剤を用いることにより、硬化に要する時間が比較的に長い光学接着剤を用いる場合と比べて、反射材７４への光学接着剤の染み込みを抑制又は防止することが可能となり、その結果、反射材７４の反射力の低下を抑制又は防止することが可能となる。また、光学接着剤のシンチレータの発光波長域における透過率は、５０％以上であり、好ましくは、９０％以上である。

なお、一般的な光学グリスの引っ張り力は３．０Ｎ／ｃｍ^２程度であり、せん断接着強度は１．５Ｎ／ｃｍ^２程度であるため、光学グリスを用いて放射線検出器６２に光検出器６４を固定することは困難である。仮に光学グリスを用いた場合、放射線検出器６２から光検出器６４が剥がれ易くなる。これに対して、本実施形態のように、両面接着シート７２や光学接着剤を用いることにより、放射線検出器６２に光検出器６４を固定することが可能となる。

光検出器６４には、環状の弾性ホルダ７６が取り付けられている。弾性ホルダ７６は、放射線検出器６２に固定された光検出器６４の受光端部（前面７０側の端部）を、光検出器６４の側面側から包み込みつつ弾性的に保持する部材である。弾性ホルダ７６は、放射線測定用プローブ１２の中心軸方向に直交する方向への受光端部（光検出器６４）の動きを抑制する機能を有する。弾性ホルダ７６は、例えばシリコーンゴム等のゴム材料により構成されている。弾性ホルダ７６の色は例えば白であり、光を反射する機能を有する。弾性ホルダ７６は、放射線検出器６２の後面６８（出光面）に対向する前面７６ａと、前面７６ａの反対側の後面７６ｂとを有する。弾性ホルダ７６の内周面と後面７６ｂに凹凸が形成されている。弾性ホルダ７６の外径は、前側内ケース３６の内径よりも小さい。上記の凹凸形状によって、光検出器６４等の寸法公差が吸収される。また、凹凸形状を潰して使用することで弾性力が更に増大する。

また、検出ユニット３２は、力生成部材として機能する回転部材７８と、非回転部材としての伝達部材８０と、を含む。回転部材７８と伝達部材８０は、放射線検出器６２の後面６８の周縁部に対して、前方（前側内ケース３６の前面４０側）へ押し付ける力を与える押し付け部材として機能する。その押し付けによって、前側内ケース３６の先端壁（放射線検出器６２の前面６６に対向する面、つまり、前側内ケース３６の前面４０の反対側の面）と、押し付ける力の伝達部分の作用端部と、の間に、放射線検出器６２が挟持される。

回転部材７８は、円筒状の形状を有する本体部８２と、本体部８２の一方の端部に設けられた環状部材８４と、によって構成されている。環状部材８４の直径は、本体部８２の直径よりも大きく、前側内ケース３６の内径にほぼ等しい。環状部材８４の側面には、ネジ溝が形成されており、前側内ケース３６の後端部の内周には、そのネジ溝にかみ合うネジ溝が形成されている。両ネジ溝がかみ合うことにより、回転部材７８が前側内ケース３６の内周にネジ結合（螺合）される。回転部材７８（本体部８２及び環状部材８４）の内径は、光検出器６４の外径よりも大きく、光検出器６４は、回転部材７８内に挿入されて回転部材７８を貫通する。すなわち、光検出器６４は回転部材７８を挿通する。回転部材７８は、前側内ケース３６にネジ結合（螺合）し、それ自身の回転運動により、放射線検出器６２の後面６８の周縁部に対して、前方へ押し付ける力を生成する。

伝達部材８０は、回転部材７８と放射線検出器６２の後面６８との間において回転部材７８に対してスリップ可能に設けられ、回転部材７８で生じた押し付ける力を放射線検出器６２に伝達する部材である。具体的には、伝達部材８０は円筒状の形状を有する。伝達部材８０の内径は、光検出器６４、両面接着シート７２、反射材７４及び弾性ホルダ７６の外径よりも大きい。それ故、両面接着シート７２、反射材７４及び弾性ホルダ７６が、伝達部材８０内に配置される。伝達部材８０の外径は、放射線検出器６２の後面６８の外径とほぼ等しい。上述したように、光検出器６４の外径は放射線検出器６２の外径よりも小さい。それ故、放射線検出器６２と光検出器６４が前側内ケース３６内に収容されると、その前側内ケース３６内において、光検出器６４の周囲に環状の隙間が形成され、伝達部材８０は、その環状の隙間に配置される。伝達部材８０の先端部８０ａは、上記押し付ける力の作用端部に相当し、放射線検出器６２の後面６８における周縁部に当接する。伝達部材８０の後端部８０ｂには、回転部材７８の環状部材８４の前面に当接する面が設けられており、その面には、光検出器６４が挿入されて貫通する貫通孔が形成されている。光検出器６４はその貫通孔を挿通する。その貫通孔の直径のサイズは、回転部材７８の内径のサイズと等しい。回転部材７８の環状部材８４が伝達部材８０の後端部８０ｂの面に当接し、伝達部材８０の先端部８０ａが放射線検出器６２の後面６８の周縁部に当接する。これにより、回転部材７８で生じた押し付ける力が、伝達部材８０を介して放射線検出器６２の周縁部に対して直接的に伝達される。

放射線検出器６２の前面６６と、前側内ケース３６の先端壁（前面４０の反対側の面）と、の間に衝撃吸収板８６が設けられている。衝撃吸収板８６は弾性部材であり、例えばシリコーン等の樹脂により構成されている。もちろん、衝撃吸収板８６が設けられていなくてもよい。この衝撃吸収板８６により、放射線測定用プローブ１２の前面における衝撃が緩和される。

光検出器６４の後端部（前面７０側とは反対側の端部）には、ブリーダ基板８８が接続される。ブリーダ基板８８にはソケット８９が設けられており、そのソケット８９が光検出器６４の後端部に接続される。また、ブリーダ基板８８には信号線９０が接続されており、その信号線９０の端部にはコネクタ９２が接続されている。後述するように、コネクタ９２は、信号処理ユニット３４に設けられたコネクタに接続される。光検出器６４から出力された検出信号（電気信号）は、信号線９０及びコネクタ９２を介して、信号処理ユニット３４に出力される。

ブリーダ基板８８には絶縁機能を有する絶縁スポンジ９４が設置される。絶縁スポンジ９４には中心孔９５とスリット９６（割れ）が形成されており、信号線９０が、スリット９６を介して中心孔９５に配置される。

キャップ９８は、内ケースの遮光構造を構成する部材であり、後側内ケース３８の後端部４２に設けられる。これにより、後端部４２の開口が封止され、後端部４２において遮光が実現される。つまり、内ケースの背面から内ケースの内部への光の入射が遮断される。キャップ９８には、ゴム部材等の弾性部材により構成されている。キャップ９８は、その開口に対するゴム栓として機能する。キャップ９８の色は黒色である。キャップ９８には、中心孔９９とスリット１００（割れ）が形成されており、信号線９０が、スリット１００を介して中心孔９５に配置される。

後側内ケース３８の先端部側（後端部４２とは反対側の端部）の側面には、周方向に沿ってネジ溝１０２が形成されている。前側内ケース３６の後端部の内周には、ネジ溝１０２にかみ合うネジ溝が形成されており、両ネジ溝がかみ合うことにより、後側内ケース３８が前側内ケース３６にネジ結合（螺合）される。このようにして、前側内ケース３６と後側内ケース３８とが、着脱可能に連結される。

以下、図６及び図７を参照して、放射線検出器６２について詳しく説明する。図６及び図７は、放射線検出器６２を示す斜視図である。

図６に示すように、放射線検出器６２は、放射線を光に変換するシンチレータ部材１０４と、シンチレータ部材１０４を収容した容器１０６と、によって構成されている。シンチレータ部材１０４は、例えばＮａＩ、ＣｓＩ、ＢＧＯ、ＧＳＯ、ＧＡＧＧ、ＬａＢｒ_３、ＳｒＩ_２、プラスチックシンチレータ、等によって構成されている。容器１０６は、例えばアルミニウム等の金属によって構成されている。容器１０６は周縁部１０８を有している。伝達部材８０の先端部８０ａは、容器１０６の周縁部１０８に当接する。これにより、回転部材７８で生じた押し付ける力が、容器１０６の周縁部１０８に対して直接的に伝達される。上述したように、放射線検出器６２の後面６８（出光面）には両面接着シート７２が接着され、これにより、放射線検出器６２に対して光検出器６４が固定される。

図７には、両面接着シート７２が接着された状態の放射線検出器６２が示されている。上述したように、環状の反射材７４が両面接着シート７２に接着される。光検出器６４は、反射材７４の内側の円状部分を貫通して両面接着シート７２に接着される。

次に、図８を参照して、弾性ホルダ７６について詳しく説明する。図８は、弾性ホルダ７６を示す断面図である。弾性ホルダ７６の内周面には凹凸１１０が形成されており、後面７６ｂには凹凸１１２が形成されている。

以下、図９から図１１を参照して、検出ユニット３２と信号処理ユニット３４との連結状態について説明する。図９から図１１は、検出ユニット３２と信号処理ユニット３４の斜視図であり、図１０及び図１１には、その一部の断面が示されている。

信号処理ユニット３４は、検出ユニット３２のコネクタ９２に着脱可能に接続されるコネクタ１１４を含む。コネクタ１１４は第２基板５６に配置されている。検出ユニット３２の光検出器６４から出力された検出信号（電気信号）は、コネクタ９２，１１４を介して、信号処理ユニット３４の第２基板５６に出力される。コネクタ９２が第１のコネクタの一例に相当し、コネクタ１１４が第２のコネクタの一例に相当する。

図１１に示すように、検出ユニット３２の後側内ケース３８の後端部４２と、信号処理ユニット３４の筐体部分４６の先端部５０と、が円周方向にかみ合って回り、これにより、検出ユニット３２と信号処理ユニット３４とが連結される。

以下、図１２から図１４を参照して、各構成が組み立てられた状態の放射線測定用プローブ１２について詳しく説明する。図１２は、放射線測定用プローブ１２を示す断面図であり、図１３には、その一部が示されている。図１４は、検出ユニット３２を示す断面図である。

前側内ケース３６内には、放射線検出器６２が収容されている。放射線検出器６２の外径は、前側内ケース３６の内径とほぼ等しい。

前側内ケース３６は、放射線検出器６２の前面６６に対向する先端壁１１５を有する。その先端壁１１５と放射線検出器６２の前面６６との間には、衝撃吸収板８６が設けられている。

放射線検出器６２の後面６８と光検出器６４の前面７０とが、両面接着シート７２によって接着されており、これにより、放射線検出器６２に対して光検出器６４が固定されている。両面接着シート７２の後面には、環状の反射材７４が接着されている。光検出器６４の受光端部（前面７０側の端部）に、環状の弾性ホルダ７６が取り付けられている。両面接着シート７２、反射材７４及び弾性ホルダ７６も、前側内ケース３６内に収容されている。放射線検出器６２の前面７０側が前側内ケース３６内に収容されており、放射線検出器６２の後端部側が後側内ケース３８内に収容されている。

光検出器６４の外径及び弾性ホルダ７６の外径は、前側内ケース３６の内径よりも小さい。それ故、光検出器６４と前側内ケース３６との間、及び、弾性ホルダ７６と前側内ケース３６との間に、環状の隙間が形成される。伝達部材８０は、その環状の隙間に配置される。このように、環状の隙間を有効に活用して伝達部材８０が配置されて、押し付ける力が放射線検出器６２に伝達される。具体的には、弾性ホルダ７６が光検出器６４に取り付けられた状態で、放射線検出器６２に対して固定された光検出器６４が、円筒状の伝達部材８０に挿通される。これにより、伝達部材８０が取り付けられ、伝達部材８０の先端部８０ａが、放射線検出器６２の周縁部（容器１０６の周縁部１０８）に当接する。また、伝達部材８０の中に弾性ホルダ７６が配置される。伝達部材８０も、前側内ケース３６内に収容される。伝達部材８０の外径は、前側内ケース３６の内径とほぼ等しい。

伝達部材８０が前側内ケース３６内に収容された状態で、回転部材７８が前側内ケース３６に取り付けられる。具体的には、光検出器６４を伝達部材８０に挿通させた状態で、光検出器６４を回転部材７８に挿通させる。上述したように、回転部材７８の環状部材８４の側面にはネジ溝が形成されている。前側内ケース３６の後端部の内周には、環状部材８４のネジ溝にかみ合うネジ溝１１６が形成されている。環状部材８４の外径は、前側内ケース３６の内径とほぼ等しい。それ故、回転部材７８を前側内ケース３６内に挿入し、回転部材７８を回転させることにより、両ネジ溝がかみ合い（螺合し）、これにより、回転部材７８が前側内ケース３６に取り付けられる。取り付ける方向（締め付ける方向）に回転部材７８を回転させると、回転部材７８は、放射線測定用プローブ１２の前方（矢印Ｘが示す方向）へ移動し、回転部材７８の環状部材８４の前面が、伝達部材８０の後端部８０ｂに当接する。締め付ける方向に回転部材７８を更に回転させると、回転部材７８が更に前方（矢印Ｘが示す方向）へ移動し、伝達部材８０を前方に押し付ける。つまり、回転部材７８が回転することにより、伝達部材８０を前方へ押し付ける力が生成される。伝達部材８０の先端部８０ａは放射線検出器６２の周縁部（容器１０６の周縁部１０８）に当接しているため、回転部材７８により生成された力は、伝達部材８０を介して、放射線検出器６２の周縁部１０８に伝達される。これにより、放射線検出器６２が前方に押し付けられ、前側内ケース３６の先端壁１１５と伝達部材８０の先端部８０ａとの間に挟持される。伝達部材８０の先端部８０ａが、押し付ける力の作用端部の先端部に相当する。

放射線検出器６２の挟持状態は、前側内ケース３６内において、放射線測定用プローブ１２の中心軸方向に、放射線検出器６２が固定された状態である。例えば、回転部材７８及び伝達部材８０の内周面と光検出器６４との間に隙間１１８が形成され、光検出器６４は、片持ち方式で保持される。

挟持状態においては、弾性ホルダ７６が伝達部材８０によって前方に押し付けられ、弾性ホルダ７６の前面７６ａが反射材７４に密着する。

光検出器６４の後端部には、ソケット８９を介してブリーダ基板８８が接続されている。ブリーダ基板８８には絶縁スポンジ９４が設置されている。

後側内ケース３８の先端部側の側面に形成されたネジ溝１０２と、前側内ケース３６の後端部の内周に形成されたネジ溝１１６と、がかみ合い（螺合し）、これにより、前側内ケース３６と後側内ケース３８とが連結する。

後側内ケース３８の後端部４２の開口にはキャップ９８が嵌め込まれており、これにより、後端部４２の開口が封止される。キャップ９８の前面は絶縁スポンジ９４に当接し、絶縁スポンジ９４を挟む形状を有している。キャップ９８により絶縁スポンジ９４が軽く押され、これにより、光検出器６４の後端部が軽く押さえられる。キャップ９８は、検出ユニット３２が信号処理ユニット３４に連結された状態で潰れる。これにより、後側内ケース３８の後端部４２における遮光性が向上する。

なお、シール性を担保するために、検出ユニット３２と信号処理ユニット３４との連結部分、つまり、後側内ケース３８の後端部４２と筐体部分４６の先端部５０との連結部分には、Ｏリングが設置されている。また、前側外ケース１６と信号処理ユニット３４の筐体部分４６との連結部分、及び、後側外ケース１８と信号処理ユニット３４の筐体部分４６との連結部分にも、Ｏリングが設置されている。

以上のように、本実施形態に係る放射線測定用プローブ１２は、検出ユニット３２と信号処理ユニット３４とを含み、それらは着脱可能に連結されている。検出ユニット３２は、パッケージ化（カプセル化）されたユニットであり、独立して交換可能な部品である。これにより、検出ユニット３２単位で交換を行うことが可能となり、その取り扱いも容易である。それ故、放射線測定用プローブ１２のメンテナンス性を向上させることが可能となる。また、検出ユニット３２を交換するだけで、機能の異なる放射線測定用プローブ１２を実現することが可能となり、利便性が増す。例えば、検出ユニット３２を交換することにより、α線用、β線用、γ線用又は中性子線用の放射線測定用プローブ１２を実現することが可能となる。別の例として、高感度対応や高計数率対応の放射線測定用プローブ１２を実現することも可能である。

また、前側内ケース３６と後側内ケース３８とによって構成される内ケースは、遮光構造を有する。それ故、放射線検出器６２と光検出器６４が配置された環境において遮光性が確保される。例えば、前側外ケース１６と後側外ケース１８とによって構成される外ケースを取り外した場合であっても、放射線検出器６２と光検出器６４に対する遮光性が確保される。それ故、検出ユニット３２と信号処理ユニット３４とを接続した状態で外ケースを取り外し、その状態で、測定者は、信号処理ユニット３４の外観や回路構成を確認しながら、放射線測定を行うことが可能となる。また、オシロスコープやマルチメータによる回路のプロービングが可能となる。例えば、メンテナンス時等において便利である。また、後側内ケース３８の後端部４２の開口には、キャップ９８が設置される。このキャップによって、内ケースの後側開口において遮光性が確保される。

また、本実施形態によると、光学的に透明な両面接着シート７２又は光学接着剤によって、放射線検出器６２の後面６８（出光面）と光検出器６４の前面７０（受光面）とが接着され、これにより、両面間の光学的結合を良好に維持することが可能となる。また、一般的に重い放射線検出器６２に対して一般的に軽くて脆い光検出器６４を固定することにより、光検出器６４に過度に荷重が加わることを防止することが可能となる。また、両面接着シート７２又は光学接着剤は、上述した引っ張り力やせん断接着強度を有しているため、耐振動性及び耐衝撃性を向上させることが可能となる。つまり、両面接着シート７２又は光学接着剤によって、放射線検出器６２に対して光検出器６４が積極的に固定されるので、位置ずれや剥離等の現象の発生を抑制して、放射線検出器６２と光検出器６４との間の光学的結合を良好に維持することが可能となる。また、両面接着シート７２又は光学接着剤の全光線透過率は、５０％以上、好ましくは９０％以上であるため、良好な光学的結合が得られる。また、反射材７４によって、放射線検出器６２の後面６８における光漏れを防止することが可能となる。

また、弾性ホルダ７６によって光検出器６４が保持されているため、放射線測定用プローブ１２の中心軸に直交する方向からの衝撃が弾性ホルダ７６によって緩和される。例えば、弾性ホルダ７６によって、その直交する方向に対する光検出器６４の動きを抑制することが可能となる。これにより、放射線測定用プローブ１２の耐振動性及び耐衝撃性を向上させることが可能となる。弾性ホルダ７６に形成された凹凸によって、光検出器６４を保持する力を増大させることが可能となる。

また、本実施形態においては、回転部材７８によって生成された押し付ける力によって、放射線検出器６２が挟持される。これにより放射線検出器６２が固定されるので、耐振動性及び耐衝撃性を向上させることが可能となる。一般的に重い放射線検出器６２を直接的に挟持して固定し、その放射線検出器６２に対して一般的に軽くて脆い光検出器６４を固定することにより、光検出器６４への直接的な過度の荷重負荷を回避することが可能となる。

また、ブリーダ基板８８やソケット８９には、押し付ける力が付与されないので、それらが保護される。

次に、図１５を参照して、放射線測定装置１０の機能について説明する。図１５は、放射線測定装置１０を示すブロック図である。

上述したように、放射線測定用プローブ１２は、検出ユニット３２と信号処理ユニット３４とを含む。検出ユニット３２は、上述したように、シンチレータ部材１０４と光検出器６４とを含む。光検出器６４は、例えば光電子増倍管により構成されている。検出ユニット３２により、放射線（例えばγ線）のエネルギーが検出信号（電気信号）に変換される。具体的には、上述したように、シンチレータ部材１０４により放射線が光に変換され、光検出器６４（光電子増倍管）により光が検出信号に変換される。検出信号は、信号処理ユニット３４の演算部１２０に出力される。

信号処理ユニット３４は、演算部１２０と高圧生成部１２２とを含む。

演算部１２０は、検出ユニット３２から出力された検出信号に対して信号処理を適用する。これにより、測定値（例えば線量率Ｓｖ／ｈ、Ｇｙ／ｈ、積算線量等）が演算される。測定値を示す信号はデジタル信号であり、そのデジタル信号は、ケーブル２４を介して本体ユニット１４に出力される。

高圧生成部１２２は、演算部１２０による制御により高電圧（ＨＶ）を生成し、検出ユニット３２の光検出器６４（光電子増倍管）に高電圧を供給する。これにより、光検出器６４（光電子増倍管）が駆動される。

本体ユニット１４は、表示部２６と制御部１２４とを含む。制御部１２４は、表示部２６における表示や、通信等を制御する。制御部１２４は、放射線測定用プローブ１２から出力されたデジタル信号を受け、そのデジタル信号が示す測定値を表示部２６に表示させる。

以下、図１６を参照して、放射線測定用プローブ１２の機能について説明する。図１６は、放射線測定用プローブ１２を示すブロック図である。

放射線測定用プローブ１２は、ＭＣＡユニット１２６とＣＰＵ−ＨＶユニット１２８とを含む。ＭＣＡユニット１２６は、信号処理ユニット３４の第２基板５６に配置されており、ＣＰＵ−ＨＶユニット１２８は、信号処理ユニット３４の第１基板５４に配置されている（図４，１２等参照）。

シンチレータ部材１０４（例えばＮａＩ）によって放射線が光に変換され、光検出器６４（ＰＭＴ）によって光が検出信号（電気信号）に変換され、その検出信号が、ブリーダ基板８８を介してＭＣＡユニット１２６に出力される。なお、シンチレータ部材１０４と光検出器６４の組み合わせの他に、ＧＭ管、シンチレータ部材１０４と光子計測デバイス（例えばＳｉＰＭ（Silicon Photomultipliers））の組み合わせ、又は、半導体検出器、等を用いてもよい。

ＭＣＡユニット１２６は、光検出器６４から出力された検出信号に対して信号処理を適用することにより、放射線のスペクトルを生成する機能を備えている。ＣＰＵ−ＨＶユニット１２８は、そのスペクトルに対して検出ユニット３２のエネルギー特性に応じたエネルギー補償を施すことにより、測定値（例えばＳｖ／ｈやＧｙ／ｈ等の線量率、積算線量等）を演算する機能を備えている。また、ＣＰＵ−ＨＶユニット１２８は、光検出器６４に駆動電圧を供給する機能を備えている。

以下、ＭＣＡユニット１２６について詳しく説明する。

ＭＣＡユニット１２６は、ハイブリッドＩＣ１３０、温度を検出する温度センサ１３２、記憶部として機能するＥＥＰＲＯＭ１３４、及び、ブザー信号を生成する信号生成部１３６を含む。ハイブリッドＩＣ１３０は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によって構成されている。

ハイブリッドＩＣ１３０は、アナログ処理回路とデジタル処理回路を含み、検出ユニット３２から出力された検出信号に対して信号処理を適用することにより、放射線のスペクトルを生成する回路である。ハイブリッドＩＣ１３０は、ＨＶ制御部１３８、アナログ信号処理回路としてのＡＭＰ１４０、変換回路としてのＡＤＣ１４２、デジタル信号処理回路としてのＭＣＡ１４４、ＡＤＣ１４６、及び、通信部１４８を含む。ハイブリッドＩＣ１３０には、クロック信号とリセット信号が入力される。ハイブリッドＩＣ１３０は、ＡＭＰ１４０のゲイン、シェーピングタイム、ポールゼロ調整、ＬＬＤ（Low Level Discriminator）、オフセット等、アナログ回路に関する様々な調整を、後述するＣＰＵ１５０からの命令に従って調整することが可能となっている。

ＨＶ制御部１３８は、後述するＨＶ回路１５２により生成される電圧の制御、電圧及び電流の監視、等を行う制御回路である。

ＡＭＰ１４０はアンプ回路であり、検出信号に対してアナログ信号処理を施す回路である。具体的には、ＡＭＰ１４０は、検出信号を増幅して整形する。

ＡＤＣ１４２は、アナログ信号処理後の検出信号に対してデジタル信号処理を施す回路である。具体的には、ＡＤＣ１４２は、ＡＭＰ１４０から出力された増幅及び整形後の検出信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。例えば、ＡＤＣ１４２は、アナログ信号の波高（電圧）を数値化（デジタル化）する。

ＭＣＡ１４４（マルチチャンネルアナライザ）は、デジタル化された波高値毎の計数値をメモリすることで放射線のスペクトル（頻度分布）を生成する回路である。

温度センサ１３２によって温度を電圧に変換し、この電圧をＡＤＣ１４６でデジタル値に変換し、温度値を得る。ＡＭＰ１４０は温度値に応じたゲインの自動調整が可能である。これにより、検出信号に対する温度補償が行われる。シンチレータ部材１０４や光検出器６４（ＰＭＴ）は温度依存性を有しており、周辺環境の温度により、それらからの出力が変化し、ＭＣＡ１４４の出力（波高値）が変化する。このように、波高値が温度依存性を有している。本実施形態では、検出された温度に応じてＡＭＰ１４０のゲインが調整され、これにより、検出ユニット３２の温度特性がアナログ信号処理の段階で補償される。デジタル信号処理の段階で補償を行う場合、例えば、ＭＣＡ１４４からの出力信号に対して温度補償を行う場合、多チャンネルのデータに対して個別的に温度補償を行う必要があるため、処理が煩雑になる。これに対して、本実施形態では、アナログ信号処理の段階で温度補償が行われるので、その煩雑さを回避することができる。例えばＡＤＣ１４２から出力されたデジタル値に温度補償を行う場合、ＡＤＣの最大値以上の波高はＡＤＣ最大値として扱われるが、温度補償値が１．００以下の場合には温度補償により、ＭＣＡ１４４の最大値以下のチャンネルにストアされるため、最大値以上の振る舞いに不整合が生じたり、扱いが煩雑になる。また、離散値に離散値を乗算したものをＭＣＡ１４４に入力するため、スペクトルの連続性が損なわれる場合がある。本実施形態では、このような問題を回避することができる。

なお、ハイブリッドＩＣ１３０は発熱体であるため、温度センサ１３２をハイブリッドＩＣ１３０からできる限り遠ざけることが望ましい。また、温度センサ１３２を放射線検出器６２と光検出器６４の近傍に配置することが望ましい。

通信部１４８は、例えばシリアル通信によってＣＰＵ１５０と通信を行う回路である。ＭＣＡ１４４から出力された放射線のスペクトル（デジタル信号）が、通信部１４８を介してＣＰＵ１５０に出力される。

ＥＥＰＲＯＭ１３４はメモリであり、ハイブリッドＩＣ１３０の設定値群や、温度補償用の関数を示すデータが記憶する。ハイブリッドＩＣ１３０はアナログ回路を内蔵しているため、通常のディスクリート回路では回路定数等で定まるパラメータであるシェイピング、ゲイン、ポールゼロ調整、ＬＬＤ、オフセット等の値を設定値としてＥＥＰＲＯＭに保存できる。

信号生成部１３６は、ハイブリッドＩＣ１３０からの出力（例えば検出信号）に基づいて、デジタル信号としてのブザー信号を生成する。ブザー信号は、ケーブル２４を介して本体ユニット１４に出力される。本体ユニット１４においては、制御部１２４が、ブザー信号に従ってブザーから音を発生させる。これにより、放射線が検出された場合に、ブザーから音が発せられ、測定者は放射線の検出を認識することが可能となる。ＣＰＵ−ＨＶユニット１２８を介さずにブザー信号が本体ユニット１４に出力されるので、放射線検出を報知することについて、リアルタイム性を向上させることが可能となる。また、ブザー信号は、ＣＰＵ−ＨＶユニット１２８に含まれるＣＰＵ１５０に出力される。

以下、ＣＰＵ−ＨＶユニット１２８について詳しく説明する。

ＣＰＵ−ＨＶユニット１２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５０、ＨＶ回路１５２及び通信ドライバ１５４を含む。ＣＰＵ１５０には、クロック信号とリセット信号が入力される。

ＣＰＵ１５０は、ハイブリッドＩＣ１３０から出力された放射線のスペクトルに対して、検出ユニット３２のエネルギー特性に応じたエネルギー補償処理を施すことにより、測定値（例えばＳｖ／ｈやＧｙ／ｈ等の線量率、積算線量等）を演算する。具体的には、ＣＰＵ１５０は、放射線のスペクトルに対して、検出ユニット３２に応じた補償関数Ｇ（Ｅ）を適用する。補償関数Ｇ（Ｅ）は、シンチレータ部材１０４の種類に応じて変更される。補償関数Ｇ（Ｅ）を示すデータは、例えば、ＣＰＵ１５０の内部メモリに記憶されていてもよいし、ＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶されていてもよいし、別のメモリに記憶されていてもよい。

ＣＰＵ１５０により演算された測定値を示す信号は、表示情報としてのデジタル信号である。そのデジタル信号（表示情報）は、通信ドライバ１５４及びケーブル２４を介して本体ユニット１４に出力される。本体ユニット１４においては、制御部１２４が、デジタル信号に基づいて測定値を表示部２６に表示させる。このように、測定値の演算は放射線測定用プローブ１２において実行され、本体ユニット１４には、放射線測定用プローブ１２にて演算された測定値が表示される。なお、放射線のスペクトルを示す信号が、放射線測定用プローブ１２から本体ユニット１４に出力されてもよい。

また、ＣＰＵ１５０は、時定数（平滑化係数）に従って、放射線のスペクトルから生成された線量率又は計数率を平滑化し、これにより、表示情報として、平滑化された表示情報（デジタル信号）を生成する。時定数は、例えば測定者により選択される。ＣＰＵ１５０には操作部２２が接続されており、測定者が操作部２２を操作して時定数を選択すると、ＣＰＵ１５０は、測定者により選択された時定数を用いて平滑化処理を行う。または、時定数は自動的に選択されてもよい。

また、ＣＰＵ１５０は、ＭＣＡユニット１２６の信号生成部１３６からブザー信号を受けると、操作部２２に設けられているＬＥＤ光源等の光源を点灯させる。これにより、放射線が検出された場合に、光源が点灯させられ、測定者は放射線の検出を認識することが可能となる。

また、ＣＰＵ１５０は、操作部２２に設けられているメモリボタンが操作者により操作されると、図示しないメモリに測定値を記憶させる。

上記のエネルギー補償処理及び平滑化処理は、プログラムを実行することにより実現される。例えば、エネルギー補償処理用のプログラム、及び、平滑化処理用のプログラムが、ＣＰＵ１５０の内部メモリ、ＥＥＰＲＯＭ１３４又は他のメモリに記憶されている。ＣＰＵ１５０が、エネルギー補償処理用のプログラムを実行することにより、エネルギー補償が実現される。同様に、ＣＰＵ１５０が、平滑化処理用のプログラムを実行することにより、平滑化処理が実現される。

なお、ハイブリッドＩＣ１３０及びＣＰＵ１５０によって、図１５に示されている演算部１２０が構成される。

ＨＶ回路１５２は、昇圧処理により駆動電圧を生成し、その駆動電圧を光検出器６４（光電子増倍管）に供給する電源回路である。上述したＨＶ制御部１３８が、ＨＶ回路１５２から供給される電圧を監視し、所定電圧値を有する駆動電圧がＨＶ回路１５２から供給されるように、ＨＶ回路１５２を制御する。なお、ＨＶ回路１５２のＯＮ／ＯＦＦ制御は、ＣＰＵ１５０によって行われる。もちろん、ＨＶ制御部１３８が、ＨＶ回路１５２のＯＮ／ＯＦＦ制御を行ってもよいし、ＣＰＵ１５０が、ＨＶ回路１５２から供給される駆動電圧を制御してもよい。なお、ＨＶ回路１５２が、図１５に示されている高圧生成部１２２の一例に相当する。

通信ドライバ１５４は、ＣＰＵ１５０と本体ユニット１４との間で通信を実現するためのドライバであり、例えばパケット通信を行う機能を備えている。これにより、ＣＰＵ１５０と本体ユニット１４との間でパケット通信が実現され、測定値を示すデジタル信号（表示情報）がパケット通信により本体ユニット１４に送信される。通信ドライバ１５４は、一例として、ＲＳ４２２規格、ＲＳ４８５規格、ＲＳ２３２Ｃ規格、又は、ＵＳＢ規格、等の規格に従ったドライバである。

また、ＣＰＵ−ＨＶユニット１２８は、電源の一例として、ＬＤＯ（Low Drop Out）回路として機能する５．０Ｖ電源と、ＤＣ−ＤＣコンバータとして機能する２．５Ｖ電源を含む。ＣＰＵ−ＨＶユニット１２８には、本体ユニット１４から例えば５．４Ｖ及び３．３Ｖの電圧が供給される。

検出ユニット３２が交換された場合、温度補償関数、エネルギー補償関数Ｇ（Ｅ）、及び、駆動電圧（ＨＶレベル）が変更される。例えば、放射線測定用プローブ１２又は本体ユニット１４にパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が接続され、そのＰＣを利用して、温度補償関数、エネルギー補償関数Ｇ（Ｅ）及び駆動電圧のレベルが変更されてもよい。

また、ＭＣＡユニット１２６及びＣＰＵ−ＨＶユニット１２８上の各配線に、途中入力線や途中分岐線を設けて、途中入力線や途中分岐線に他の回路等を接続し、回路の機能を拡張できるようにしてもよい。ハイブリッドＩＣ１３０は、アナログ信号について途中入力線や途中分岐線を扱うことができる。

以下、ＭＣＡユニット１２６及びＣＰＵ−ＨＶユニット１２８の動作について説明する。ＨＶ回路１５２によって生成された駆動電圧が、ブリーダ基板８８を介して光検出器６４（ＰＭＴ）に供給される。シンチレータ部材１０４（ＮａＩ）によって放射線が検出されると、シンチレータ部材１０４によって放射線が光に変換され、光検出器６４（ＰＭＴ）によって光が検出信号（アナログ信号）に変換され、検出信号（アナログ信号）がＭＣＡユニット１２６に出力される。駆動電圧に重畳した検出信号（アナログ信号）が、コンデンサＣでＣカットされてハイブリッドＩＣ１３０に出力される。ハイブリッドＩＣ１３０においては、ＡＭＰ１４０によって検出信号（アナログ信号）が増幅及び整形され、ＡＤＣ１４２によって検出信号（アナログ信号）がデジタル信号に変換され、デジタル化された波高値毎の計数値をＭＣＡ１４４によってメモリすることで放射線のスペクトル（頻度分布）が生成される。なお、温度センサ１３２によって温度を電圧に変換し、この電圧をＡＤＣ１４６でデジタル値に変換し、温度値を得る。温度値に応じたゲインがＡＭＰ１４０に設定されることで温度補償が行われる。生成されたスペクトルは、通信部１４８のデジタル通信によってＣＰＵ１５０に出力される。ＣＰＵ１５０においては、放射線のスペクトルに対して、エネルギー補償関数Ｇ（Ｅ）を用いたエネルギー補償処理が適用され、これにより、測定値（例えばＳｖ／ｈやＧｙ／ｈ等の線量率、積算線量等）が演算される。また、時定数に従って、放射線のスペクトル又は測定値に対して平滑化処理が適用される。測定値を示すデジタル信号は表示情報としての信号であり、通信ドライバ１５４を介して本体ユニット１４に出力される。本体ユニット１４においては、デジタル信号に従って測定値が表示部２６に表示される。

以上のように、本実施形態に係る放射線測定装置１０においては、放射線測定用プローブ１２に、信号処理ユニット３４（ＭＣＡユニット１２６及びＣＰＵ−ＨＶユニット１２８）が内蔵されており、放射線測定用プローブ１２において、放射線検出から測定値（線量率）の演算までが行われる。このように、本実施形態に係る放射線測定用プローブ１２は、放射線検出から測定値演算までが行われる完結性をもった高機能プローブである。もちろん、本体ユニット１４において放射線のスペクトルが表示されてもよいし、本体ユニット１４において放射線のスペクトルに対して処理が適用されてもよい。

本実施形態に係る放射線測定装置１０によると、本体ユニット１４において測定値の演算処理を行う必要がないため、汎用性の高い本体ユニット１４を用いることが可能となる。例えば、検出対象の放射線の種類（α線、β線、γ線、中性子線）に依存しない本体ユニット１４を用いることが可能となる。

また、光検出器６４用の駆動電圧が放射線測定用プローブ１２内にて生成されるので、ケーブル２４を介して、本体ユニット１４から放射線測定用プローブ１２に駆動電圧を供給せずに済む。それ故、駆動電圧によるノイズの影響を受けずに、測定値を示すデジタル信号を放射線測定用プローブ１２から本体ユニット１４に出力することが可能となる。また、検出信号としてのアナログ信号へのノイズの影響を回避することが可能となる。ケーブル２４にアナログ信号及び高電圧を通さないため、ケーブル２４の取扱いや長さ等の制限を緩和することが可能となる。

また、放射線測定用プローブ１２にて温度補償がなされているため、放射線の測定精度を向上させることが可能となる。

また、放射線測定用プローブ１２は、放射線検出から測定値の演算までを行う完結性をもったプローブである。それ故、放射線測定用プローブ１２の交換時に、本体ユニット１４の再調整が不要となり、又は、再調整の手間が軽減され、メンテナンス性が向上する。また、調整値が放射線測定用プローブ１２のＥＥＰＲＯＭ１３４やＣＰＵ１５０の内部メモリに記憶されているため、その点においても、メンテナンス性が向上する。

また、ハイブリッドＩＣ１３０を採用することにより、電子回路の小型化、コンパクト化が可能となる。ハイブリッドＩＣ１３０だけでアナログ信号処理からスペクトルの生成処理まで行うことが可能となる。

また、プログラムを実行するＣＰＵ１５０にてエネルギー補償処理を行うことにより、検出ユニット３２に応じて、エネルギー補償関数の切り替えや交換等を容易に行うことが可能となる。

なお、本体ユニット１４に含まれる表示部２６及び制御部１２４も、放射線測定用プローブ１２に含まれていてもよい。

また、本実施形態に係る放射線測定用プローブ１２は、上述した構成を有することにより、全体として防水防塵機能を備えている。

１０ 放射線測定装置、１２ 放射線測定用プローブ、１４ 本体ユニット、１６ 前側外ケース、１８ 後側外ケース、３２ 検出ユニット、３４ 信号処理ユニット、３６
前側内ケース、３８ 後側内ケース、４４ 骨格構造体、４６ 筐体部分、４８ フレーム部分、５１，１０２，１１６ ネジ溝、６２ 放射線検出器、６４ 光検出器、７２
両面接着シート、７４ 反射材、７６ 弾性ホルダ、７８ 回転部材、８０ 伝達部材、８６ 衝撃吸収板、８８ ブリーダ基板、９２，１１４ コネクタ、９８ キャップ、１０４ シンチレータ部材、１０６ 容器、１０８ 周縁部、１１５ 先端壁、１２０ 演算部、１２２ 高圧生成部、１２６ ＭＣＡユニット、１２８ ＣＰＵ−ＨＶユニット、１３０ ハイブリッドＩＣ、１３２ 温度センサ、１３８ ＨＶ制御部、１４０ ＡＭＰ、１４２ ＡＤＣ、１４４ ＭＣＡ、１５０ ＣＰＵ、１５２ ＨＶ回路。

Claims (6)

1. プローブ軸方向に着脱可能に連結される検出ユニットと信号処理ユニットとを含み、
   前記検出ユニットは、
   放射線を光に変換する放射線検出器と、
   前記光を検出して検出信号を出力する光検出器と、
   前記検出信号を出力する第１コネクタと、
   を含み、
   前記信号処理ユニットは、
   前記第１コネクタに着脱可能に接続される第２コネクタと、
   前記検出信号を処理する電子回路と、
   を含む、
   ことを特徴とする放射線測定用プローブ。
2. 請求項１に記載の放射線測定用プローブにおいて、
   前記信号処理ユニットは骨格構造体を含み、
   当該放射線測定プローブは、
   前記検出ユニットを収容し前記骨格構造体に対して着脱可能に連結される第１の外ケースを含み、
   前記第１の外ケースが前記骨格構造体に連結された状態において前記検出ユニットが前記第１の外ケース内に保持される、
   ことを特徴とする放射線測定用プローブ。
3. 請求項２に記載の放射線測定用プローブにおいて、
   前記検出ユニットは、前記放射線検出器と前記光検出器とを収容した内ケースを更に含み、
   前記内ケースは遮光構造を有する、
   ことを特徴とする放射線測定用プローブ。
4. 請求項３に記載の放射線測定用プローブにおいて、
   前記遮光構造は、前記光検出器から前記第１コネクタまで延在する信号線群を挿通させつつ前記内ケースの後側開口を封止する弾性部材からなるキャップを含む、
   ことを特徴とする放射線測定用プローブ。
5. 請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の放射線測定用プローブにおいて、
   前記骨格構造体は、前記プローブ軸方向に結合した筐体部分とフレーム部分とを有し、
   前記フレーム部分の一方側に、前記信号処理ユニットの一部の機能を実現する第１基板が配置され、
   前記フレーム部分の他方側に、前記信号処理ユニットの他の機能を実現する第２基板が配置されている、
   ことを特徴とする放射線測定用プローブ。
6. 請求項５に記載の放射線測定用プローブにおいて、
   前記筐体部分に着脱可能に連結され、前記フレーム部分、前記第１基板及び前記第２基板を収容する第２の外ケースを更に含む、
   ことを特徴とする放射線測定用プローブ。
   

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