(57)【要約】【課題】ガンマ線を検出している方向をユーザが直感的に分かるようにして作業者の安全性を確保する。【解決手段】シンチレータ及び光検出器を有する第１のガンマ線検出部２と、前記第１のガンマ線検出部２を収容するとともに、前記シンチレータのガンマ線入射面よりも前方に開口部を有し、当該開口部により前記ガンマ線入射面に入射するガンマ線の方向を制限する遮蔽部材と、前記ガンマ線入射面が向けられた方向に光を照射する光照射部５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンチレータ及び光検出器を有する第１のガンマ線検出部と、
前記第１のガンマ線検出部を収容するとともに、前記シンチレータのガンマ線入射面よりも前方に開口部を有し、当該開口部により前記ガンマ線入射面に入射するガンマ線の方向を制限する遮蔽部材と、
前記ガンマ線入射面が向けられた方向に光を照射する光照射部とを備える、ガンマ線検出システム。
【請求項２】
前記第１のガンマ線検出部により検出されるガンマ線の放出源と前記第１のガンマ線検出部との距離を計測する距離計測部と、
前記第１のガンマ線検出部により得られたガンマ線の線量を前記距離計測部により得られた距離により補正する補正部とをさらに備える、請求項１記載のガンマ線検出システム。
【請求項３】
前記第１のガンマ線検出部のバックグラウンドのガンマ線を検出する第２のガンマ線検出部と、
前記第１のガンマ線検出部により得られるガンマ線の線量を前記第２のガンマ線検出部により得られるバックグラウンドのガンマ線の線量を用いて補正する補正部とをさらに備える、請求項１又は２記載のガンマ線検出システム。
【請求項４】
前記第１のガンマ線検出部と前記第２のガンマ線検出部とを同時に２次元走査して、所定の被観測領域におけるガンマ線の２次元分布を計測可能とする２次元走査機構部をさらに備える、請求項１乃至３の何れか一項に記載のガンマ線検出システム。
【請求項５】
前記被観測領域を撮像するカメラと、
前記カメラにより得られた画像及び前記ガンマ線の計測結果をディスプレイ上に表示する表示制御部とを備える、請求項４記載のガンマ線検出システム。
【請求項６】
前記第１のガンマ線検出部により検出されたガンマ線の線量に応じて、前記光照射部の照射態様を制御する光照射制御部をさらに備える、請求項１乃至５の何れか一項に記載のガンマ線検出システム。
【請求項７】
前記第１のガンマ線検出部により検出されたガンマ線の線量に応じたアラームを発するアラーム発生部をさらに備える、請求項１乃至６の何れか一項に記載のガンマ線検出システム。
【請求項８】
移動体に搭載されるものであり、
前記第１のガンマ線検出部により検出されたガンマ線の線量に応じて、前記移動体の制御装置に対して、当該ガンマ線の線量を検出した方向への移動を規制する規制信号を出力する規制信号出力部を有する、請求項１乃至７の何れか一項に記載のガンマ線検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ガンマ線検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  東日本大震災によって引き起こされた福島原子炉事故により、周辺地域にはセシウム１３７により局所的な高濃度放射能分布（ホットスポット）領域が形成されている。【０００３】  そして、地域の管理等のために周辺地域で作業する場合には、ホットスポットをできるだけ避けて行う必要があり、作業において移動する方向のガンマ線の線量を瞬時に知る必要がある。【０００４】  ここで、ホットスポットを検出するものとして、特許文献１に示す放射線検出装置が考えられている。この放射線検出装置は、速度センサと放射線センサと距離センサを同時に用いて、ガンマ線のその場におけるホットスポットを検出するものである。【０００５】  しかしながら、上記の放射線検出装置を用いてホットスポットを検出するためにはホットスポットに近寄る必要があるため、作業者は被ばくを余儀なくされてしまう。ここで、被ばくの問題は、ほんの数ｍの立ち位置の違いだけで、その積算被ばく量に大きな差が生まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−４４１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、ガンマ線を検出している方向をユーザが直感的に分かるようにして作業者の安全性を確保することをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  すなわち本発明に係るガンマ線検出システムは、シンチレータ及び光検出器を有する第１のガンマ線検出部と、前記第１のガンマ線検出部を収容するとともに、前記シンチレータのガンマ線入射面よりも前方に開口部を有し、当該開口部により前記ガンマ線入射面に入射するガンマ線の方向を制限する遮蔽部材と、前記遮蔽部材により制限された前記ガンマ線の方向に光を照射する光照射部とを備えることを特徴とする。【０００９】  このようなガンマ線検出システムであれば、第１のガンマ線検出部により検出されるガンマ線の方向を遮蔽部材により制限しており、当該遮蔽部材により制限されたガンマ線の方向に光を照射するので、ユーザは、ガンマ線を検出している方向を光照射部の光によって直感的に認識することができる。その結果、ガンマ線の線量の高い場所を簡易に知ることができ、作業者の安全性を確保することができる。【００１０】  ガンマ線の線量の測定精度を向上させるためには、前記第１のガンマ線検出部により検出されるガンマ線の放出源と前記第１のガンマ線検出部との距離を計測する距離計測部と、前記第１のガンマ線検出部により得られたガンマ線の線量を前記距離計測部により得られた距離により補正する補正部とをさらに備えることが望ましい。【００１１】  ガンマ線の線量の測定精度を向上させるためには、前記第１のガンマ線検出部のバックグラウンドのガンマ線を検出する第２のガンマ線検出部と、前記第１のガンマ線検出部により得られるガンマ線の線量を前記第２のガンマ線検出部により得られるバックグラウンドのガンマ線の線量を用いて補正する補正部とをさらに備えることが望ましい。【００１２】  所定範囲のガンマ線の２次元分布を計測できるようにするためには、前記第１のガンマ線検出部と前記第２のガンマ線検出部とを同時に２次元走査して、所定の観察領域におけるガンマ線の２次元分布を計測可能とする２次元走査機構部をさらに備えることが望ましい。【００１３】  また、ガンマ線検出システムは、前記観察領域を撮像するカメラと、前記カメラにより得られた画像及び前記ガンマ線の計測結果をディスプレイ上に表示する表示制御部とを備えることが望ましい。ここで、観察領域の画像にガンマ線の計測結果を重ねて表示することによって、ユーザはガンマ線の線量の高い場所を視覚的に簡単に認識することができる。【００１４】  ガンマ線の線量の高さを視覚的に認識できるようにするためには、前記第１のガンマ線検出部により検出されたガンマ線の線量に応じて、前記光照射部の照射態様を制御する光照射制御部をさらに備えることが望ましい。例えば、ガンマ線の線量に応じて光量を増減させたり、色を変えたり、点滅させたり、照射範囲を変更したりすることが考えられる。【００１５】  その他、ユーザに危険な場所を報知するためには、前記第１のガンマ線検出部により検出されたガンマ線の線量に応じたアラームを発するアラーム発生部をさらに備えることが望ましい。【００１６】  また、本発明のガンマ線検出システムを移動体に搭載して使用することも考えられる。この場合、ドライバがガンマ線の線量の高い危険な場所に行かないようにするためには、前記第１のガンマ線検出部により検出されたガンマ線の線量に応じて、前記移動体の制御装置に対して、当該ガンマ線の線量を検出した方向への移動を規制する規制信号を出力する規制信号出力部を有することが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】  このように構成した本発明によれば、ガンマ線を検出している方向をユーザが直感的に分かるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】  第１実施形態のガンマ線検出システムの構成を示す模式図である。
【図２】  同実施形態の制御装置の機能構成図である。
【図３】  第２実施形態のガンマ線検出システムの構成を示す模式図である。
【図４】  同実施形態の制御装置の機能構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】＜第１実施形態＞
以下に、本発明に係るガンマ線検出システムの第１実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】  本実施形態のガンマ線検出システム１００は、ユーザが持って操作するものであり、図１に示すように、第１のガンマ線検出部２と、第２のガンマ線検出部３と、それらガンマ線検出部２、３からの検出信号を受け付けてガンマ線の線量を算出する情報処理装置４と、第１のガンマ線検出部２の検出領域に光を照射する光照射部５とを備えている。なお、本実施形態では、各ガンマ線検出部２、３及び情報処理装置４は筐体６に収容されており、光照射部５は筐体６の外部に設けられた例を示しているが、それら全てが筐体６に収容された構成であっても良い。
【００２１】  第１のガンマ線検出部２は、ガンマ線が入射することにより発光するシンチレータ２１と、当該シンチレータ２１による発光を検出する光検出器２２とを備えている。
【００２２】  シンチレータ２１は、例えば柱状をなすものであり、その一面がガンマ線入射面２１ｘとされ、ガンマ線入射面２１ｘとは反対側の面が光射出面２１ｙとされている。なお、シンチレータ２１としては、ガンマ線のエネルギの一部を紫外線や可視光に変換する材料であればよく、例えば、ＮａＩ（Ｔｌ）やＧＳＯ等を用いることができる。
【００２３】  光検出器２２は、シンチレータ２１の光射出面２１ｙから出る光を検出するものであり、例えば光電子増倍管やＭＰＰＣ（マルチ・ピクセル・フォトン・カウンタ）と呼ばれる半導体センサなどを用いることができる。この光検出器２２の検出信号（アナログ信号又はデジタル信号の何れでも良い。）は、情報処理装置４に送られて、第１のガンマ線検出部２によるガンマ線の線量が算出される。
【００２４】  第１のガンマ線検出部２は、ガンマ線を遮蔽する例えば鉛等の遮蔽部材７に収容されている。この遮蔽部材７は、シンチレータ２１のガンマ線入射面２１ｘよりも前方に開口部７Ｈを有しており、当該開口部７Ｈによりガンマ線入射面２１ｘに入射するガンマ線の方向を制限するコリメータとして機能するものである。つまり、この遮蔽部材７により特定方向からのガンマ線を主として検出する構成としてある。本実施形態の遮蔽部材７は、一面が開口した概略筒形状をなすものとしてある。なお、遮蔽部材７の内部においてガンマ線入射面２１ｘの前方には、ガンマ線を透過しつつ外光を遮光する遮光部材８が設けられている。
【００２５】  そして、その開口部７Ｈとガンマ線入射面２１ｘとの距離を調整することにより、ガンマ線入射面２１ｘに入射するガンマ線の入射角度（検出画角）を絞ることで、ガンマ線入射面２１ｘに入射するガンマ線の方向を制限している。なお、検出画角としては、１〜１０度である。
【００２６】  第２のガンマ線検出部３は、第１のガンマ線検出部２が設けられた位置のバックグラウンドのガンマ線を検出するものであり、その構成は、前記第１のガンマ線検出部２と同様に、ガンマ線が入射することにより発光するシンチレータ３１と、当該シンチレータ３１による発光を検出する光検出器３２とを備えている。
【００２７】  シンチレータ３１は、例えば柱状をなすものであり、その一面が光射出面とされている。なお、シンチレータ３１としては、ガンマ線のエネルギの一部を紫外線や可視光に変換する材料であればよく、例えば、ＮａＩ（Ｔｌ）やＧＳＯ等を用いることができる。
【００２８】  光検出器３２は、シンチレータ３１の光射出面から出る光を検出するものであり、例えば光電子増倍管やＭＰＰＣ（マルチ・ピクセル・フォトン・カウンタ）と呼ばれる半導体センサなどを用いることができる。この光検出器の検出信号（アナログ信号又はデジタル信号の何れでも良い。）は、情報処理装置４に送られて、第２のガンマ線検出部３によるバックグラウンドのガンマ線の線量が算出される。
【００２９】  第２のガンマ線検出部３は、バックグラウンドのガンマ線を検出することから、鉛等の遮蔽部材に収容されておらず、ガンマ線を透過しつつ外光を遮光する遮光部材９に収容されている。
【００３０】  情報処理装置４は、各ガンマ線検出部２、３からの検出信号を取得して、各検出部２、３によるガンマ線の線量を算出する線量算出部４１を有する。そして、情報処理装置４は、第１のガンマ線検出部２によるガンマ線の線量を第２のガンマ線検出部３によるバックグラウンドのガンマ線の線量を用いて補正するバックグラウンド補正部４２を有する。この補正の方法としては、例えば、第１のガンマ線検出部２によるガンマ線の線量から、遮蔽部材７の遮蔽率とバックグラウンドのガンマ線の線量との積算値を差し引くことによって補正することが考えられる。
【００３１】  その他、情報処理装置４は、第２のガンマ線検出部３によるバックグラウンドのガンマ線の線量から、その場が安全であるかを判断する機能を有しており、判断結果をディスプレイの表示することもできる。
【００３２】  光照射部５は、第１のガンマ線検出部２のガンマ線入射面が向けられた方向（遮蔽部材７によるコリメート方向）に光を照射するものである。この光照射部５は、指向性の高い光源であり、例えばＬＥＤと当該ＬＥＤの光を集光するレンズと、ＬＥＤ及びレンズを収容するケーシングとを備えている。このレンズは、所定距離に位置する被照射面においてＬＥＤの発光面を拡大して結像させるものである。
【００３３】  この光照射部５は、情報処理装置４により制御される。具体的に情報処理装置４は、第１のガンマ線検出部２によるガンマ線の線量（補正後の線量を含む。）に応じて、光照射部５の照射態様を制御する光照射制御部４３を有する。光照射制御部４３は、ガンマ線の線量に応じて光量を増減させたり、色を変えたり、点滅させたり、照射範囲を変更したりすることが考えられる。なお、色を変える場合には、例えば赤や黄色や緑等に変えて、第１のガンマ線検出部２が向けられた方向の安全性を可視化することが考えられる。
【００３４】  また、本実施形態のガンマ線検出システム１００は、第１のガンマ線検出部２により検出されるガンマ線の放出源と第１のガンマ線検出部２との距離を計測する距離計測部１０を備えている。この距離計測部１０はレーザ距離計であり、レーザ距離計からの計測用のレーザ光は、２つの平面ミラーを用いて遮蔽部材７の開口部７Ｈが向いている方向にある物体までの距離を計測するために光軸が調整させている。
【００３５】  情報処理装置４は、第１のガンマ線検出部２によるガンマ線の線量をレーザ距離計１０により得られた距離により補正する距離補正部４４を有する。この距離補正部４４は、バックグラウンド補正部４２により補正されたガンマ線の線量をレーザ距離計１０により得られた距離により補正するものであっても良い。
【００３６】  さらに、本実施形態のガンマ線検出システム１００は、第１のガンマ線検出部２の検出方向を撮像するカメラ１１を備えている。このカメラ１１は、レーザ距離計１０が見ている点を中心とした被観測領域の画像を取得するように構成されている。
【００３７】  このカメラ１１により得られた画像は、情報処理装置４の表示制御部４５によってディスプレイ１３上に表示される。このとき表示制御部４５は、ガンマ線の計測結果を画像上に重ねて表示することもできる。
【００３８】  その他、ガンマ線検出システム１００は、第１のガンマ線検出部２により検出されたガンマ線の線量に応じたアラームを発するアラーム発生部１４、１５をさらに備える。
【００３９】  このアラーム発生部１４、１５は、ユーザに危険であることを報知するものであり、アラーム音を発するスピーカ１４やアラーム光を発する光源１５等が考えられる。これらのアラーム発生部１４、１５は、情報処理装置４のアラーム制御部４６から送信される制御信号を取得することにより各アラームを発する。アラーム音の場合には、危ない場合にはアラーム音を出し、問題なければ、アラーム音を出さないといったような直感的な表現とすることが考えられる。なお、ディスプレイ１３上に危険をするためのアラーム表示をするように構成しても良い。
【００４０】  さらに、ガンマ線検出システム１００を外部のコンピュータ２００と情報通信可能に構成しても良い。これにより、データセンタなどによりガンマ線の線量データを管理して、データ共有して、災害時の対策に利用可能とすることができる。
【００４１】  ＜第１実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態のガンマ線検出システム１００によれば、第１のガンマ線検出部２により検出されるガンマ線の方向を遮蔽部材７により制限しており、当該遮蔽部材７により制限されたガンマ線の方向に光を照射するので、ユーザは、ガンマ線を検出している方向を光照射部５の光によって直感的に認識することができる。その結果、ガンマ線の線量の高い場所を簡易に知ることができ、作業者の安全性を確保することができる。そして、ユーザは、ガンマ線検出システム１００を用いることで、その場の被ばく線量が低いこと、向かう方向が汚染されているのか、どの方向に向かうことで最小限の被ばく量で済むのか等を短時間で判断することができる。
【００４２】  また、情報処理装置４は、第１のガンマ線検出部２によるガンマ線の線量をバックグラウンド補正しているので、ガンマ線の線量の測定精度を向上させることができる。さらに、情報処理装置４は、第１のガンマ線検出部２によるガンマ線の線量を放出源までの距離で補正しているので、ガンマ線の線量の測定精度を向上させることができる。
【００４３】  その上、ガンマ線検出システム１００は、被観測領域を撮像するカメラ１１を備え、カメラ１１により得られた画像上にガンマ線の線量の計測結果を重ねて表示するので、ユーザはガンマ線の線量の高い場所を視覚的に簡単に認識することができる。
【００４４】  加えて、第１のガンマ線検出部２により検出されたガンマ線の線量に応じて、光照射部５の照射態様を制御するので、ガンマ線の線量を視覚的に認識できるようにすることができる。
【００４５】＜第２実施形態＞
次に、本発明に係るガンマ線検出システムの第２実施形態について、図面を参照して説明する。
【００４６】  本実施形態のガンマ線検出システム１００は、据え置き型のものであり、図３に示すように、前記実施形態に加えて、装置本体（筐体６）を固定するスタンド部１６と、当該スタンド部１６と装置本体（筐体６）との間に介在して設けられ、第１のガンマ線検出部２を２次元走査する２次元走査機構部１７を備えている。
【００４７】  ２次元走査機構部１７は、第１のガンマ線検出部２と第２のガンマ線検出部３とを同時に２次元走査して、所定の被観測領域におけるガンマ線の２次元分布を計測可能とするものである。この２次元走査機構部１７は、例えば２軸の回転機構を直交させて組み合わせて構成され、上下の首振りと、左右の首振りを独立に行うことができるものである。２次元走査機構部１７は、情報処理装置４の機構制御部４７によって制御される。
【００４８】  このガンマ線検出システム１００では、例えば、カメラ１１で撮像し、レーザ距離計１０で被観測領域までの距離を計測しながら、第１のガンマ線検出部２でその中心部のガンマ線の線量を測定すれば、簡便に、カメラ１１の中心部におけるガンマ線の線量が計測できる。これにより、どこを測るべきかの方針を決めることが容易にできる。その後、ガンマ線検出システム１００を固定して、１枚の画像をカメラ１１から取得し、その画像範囲を２次元走査機構部１７を用いて走査しながら計測し、その結果を画像の上に重畳することで、ガンマ線の線量のマッピングが可能となる。
【００４９】  また、本実施形態のガンマ線検出システム１００を車両などの移動体に搭載しても良い。この場合、情報処理装置４は、第１のガンマ線検出部２により検出されたガンマ線の線量に応じて、移動体（車両）の制御装置３００に対して、当該ガンマ線の線量を検出した方向への移動を規制する規制信号を出力する規制信号出力部４８を有する。この規制信号を取得した車両の制御装置３００は、該当方向への移動を規制するように車両を制御する。例えば、観測方向に車両で進む際に、その方向が非常に高い汚染が発生している場合には、車両の制御装置３００は、車両駆動系を制御することが考えられる。
【００５０】  その他、パトロールカーであれば、そのパトロールランプにも、これらの情報を連動して表示することで、外部にも光によって警告をすることもできる。
【００５１】  ＜第２実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態のガンマ線検出システム１００によれば、前記第１実施形態の効果に加えて、ガンマ線の２次元分布を計測でき、使い勝手の良いガンマ線検出システムとすることができる。特に目視画像（カメラ１１による画像）とガンマ線の線量分布とを同時に表示することができるので、ガンマ線の線量の高い場所を簡易に知ることができ、作業者の安全性を確保することができる。
【００５２】  ＜その他の変形実施形態＞
その他、本発明は前記各実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５３】１００・・・ガンマ線検出システム
２・・・第１のガンマ線検出部
２１・・・シンチレータ
２２・・・光検出器
２１ｘ・・・ガンマ線入射面
３・・・第２のガンマ線検出部
４・・・情報処理装置
４２・・・バックグラウンド補正部
４３・・・光照射制御部
４４・・・距離補正部
４５・・・表示制御部
４８・・・規制信号出力部
５・・・光照射部
７・・・遮蔽部材
７Ｈ・・・開口部
１０・・・距離計測部
１１・・・カメラ
１３・・・ディスプレイ
１４、１５・・・アラーム発生部
１７・・・２次元走査機構部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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