(57)【要約】【課題】窒息の判定を可能とする放射線計測装置および放射線計測方法を提供する。【解決手段】一態様に係る放射線計測装置は、放射線検出部、波高弁別部、計数部、パルス幅測定部、窒息判定部を有する。放射線検出部は、放射線に対応するパルスを含む第1の信号を出力する。波高弁別部は、前記第1の信号を波高分別して第２の信号を出力する。計数部は、前記第２の信号に含まれるパルスの計数率を測定する。パルス幅測定部は、前記第２の信号に含まれるパルスの幅を測定する。窒息判定部は、前記パルスの幅に基づいて、計数率の窒息を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線に対応するパルスを含む第1の信号を出力する放射線検出部と、
前記第1の信号を波高弁別した第２の信号を出力する波高弁別部と、
前記第２の信号に含まれるパルスの計数率を測定する計数部と、
前記第２の信号に含まれるパルスの幅を測定するパルス幅測定部と、
前記パルスの幅に基づいて、計数率の窒息を判定する窒息判定部と、
を具備する放射線計測装置。
【請求項２】
前記のパルス幅測定部は、クロック信号を基準として、前記第２の信号が基準レベルを越えた回数を数えることで、前記パルスの幅を測定する
請求項１に記載の放射線計測装置。
【請求項３】
前記窒息判定部は、前記パルスの幅が基準パルス幅より大きい場合に窒息と判定する
請求項１または２に記載の放射線計測装置。        
【請求項４】
前記測定されるパルスの幅を平均化する平均化部、をさらに具備し、
前記窒息判定部は、前記平均化されたパルスの幅に基づいて計数率の窒息を判定する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線計測装置。
【請求項５】
前記窒息判定部が窒息と判定した頻度に基づいて窒息を判定する窒息頻度判定部、
をさらに具備する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線計測装置。
【請求項６】
放射線に対応するパルスを含む第1の信号を出力する放射線検出部と、
前記第1の信号を波高弁別した第２の信号を出力する波高弁別部と、
クロック信号に基づいて、前記第２の信号が基準レベルを越えた回数に基づいて、計数率の窒息を判定する窒息判定部と、
を具備する放射線計測装置。
【請求項７】
前記計数率が基準計数率を越える場合に窒息と判定する第２の窒息判定部と、
前記窒息判定部および前記第２の窒息判定部からの判定結果の論理和を出力する論理和部と、
をさらに具備する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線計測装置。
【請求項８】
前記計数率を指示値に変換する変換部と、
窒息と判定されない場合には前記指示値を出力し、窒息と判定された場合には窒息を示す信号を出力する表示選択部と、
をさらに具備する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線計測装置。
【請求項９】
放射線検出部への放射線の入射にともなって出力されるパルス信号を受信して、当該パルスの計数率を計測する放射線計測装置であって、
前記パルス信号の計数率を測定する計測部と、
前記パルス信号の幅を測定するパルス幅測定部と、
前記パルス信号の幅に基づいて、計数率の窒息を判定する窒息判定部と、
を具備する放射線計測装置。
【請求項１０】
放射線検出部への放射線の入射にともなって出力されるパルス信号を受信して、当該パルスの計数率を計測する放射線計測装置であって、
クロック信号に基づいて、前記パルス信号が基準レベルを越えた回数に基づいて、計数率の窒息を判定する窒息判定部、
を具備する放射線計測装置。
【請求項１１】
放射線に対応するパルスを含む第1の信号を出力する工程と、
前記第1の信号を波高弁別した第２の信号を出力する工程と、
前記第２の信号に含まれるパルスの計数率を測定する工程と、
前記第２の信号に含まれるパルスの幅を測定する工程と、
前記パルスの幅に基づいて、計数率の窒息を判定する工程と、
を具備する放射線計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は，放射線計測装置および放射線計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線計測装置は、一般に、放射線を構成する量子または粒子（例えば、電子、陽子、中性子、光子）に対応してパルス信号を生じさせ、放射線を計測するものであり、例えば、パルス方式、電流方式がある。パルス方式では、パルスの波高や計数率（パルスの発生頻度）などを測定する。電流方式では、複数のパルスの重ね合わせとして電流を測定する。
パルス方式の放射線計測装置には、パルスを含む信号を比較回路に入力し、しきい値を超えた回数を数えることで、計数率を測定するものがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2014-130092号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パルス方式の放射線計測装置では、放射線の強度（パルスの発生頻度）が大きい場合、パルスが重なり、複数のパルスを１個のパルスとして計数する可能性がある。
このため、放射線強度が大きくなり過ぎると、放射線強度と計数率が対応しなくなり、さらには、放射線強度の増加に伴って、計数率が却って減少することもある（窒息事象）。すなわち、計数率が、放射線強度と対応するか（パルスの発生率に近いか）、しないか（窒息事象による計数率の低下など）を判別することは必ずしも容易ではない。
このような窒息事象について、従来の放射線計測装置でも従来適用されていた環境では問題になるほどではなかった。しかしながら、放射能漏れ等の非常事態が発生した際に、通常の想定を大きく上回る高線量となるような場合があり、そのような状況で、窒息による見かけ上の計数率の減少が生じているのか、或いは正常な計測範囲にあり健全な計数率を示しているのか、判別ができない事が課題となっている。
本発明は、窒息の判定を可能とする放射線計測装置および放射線計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様に係る放射線計測装置は、放射線検出部、波高弁別部、計数部、パルス幅測定部、窒息判定部を有する。放射線検出部は、放射線に対応するパルスを含む第1の信号を出力する。波高弁別部は、前記第1の信号を波高分別して第２の信号を出力する。計数部は、前記第２の信号に含まれるパルスの計数率を測定する。パルス幅測定部は、前記第２の信号に含まれるパルスの幅を測定する。窒息判定部は、前記パルスの幅に基づいて、計数率の窒息を判定する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、窒息の判定を可能とする放射線計測装置および放射線計測方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る放射線計測装置１０の模式図である。
【図２】非窒息状態の信号Ｓ１、Ｓ２の波形を表すグラフである。
【図３】窒息状態の信号Ｓ１、Ｓ２の波形を表すグラフである。
【図４】信号Ｓ２とクロック信号Ｓｃの波形を対応して表す模式図である。
【図５】比較例に係る放射線計測装置１０ｘ模式図である。
【図６】変形例１に係る放射線計測装置１０ａの模式図である。
【図７】変形例２に係る放射線計測装置１０ｂの模式図である。
【図８】変形例３に係る放射線計測装置１０ｃの模式図である。
【図９】第２の実施形態に係る放射線計測装置１０ｄの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下，図面を参照して，放射線計測装置の実施形態を詳細に説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る放射線計測装置１０を表す。放射線計測装置１０は、放射線検出部１１、信号増幅部１２、波高弁別部１３、計数部１４、指示値変換部１５，パルス幅測定部１６、窒息判定部１７を有する。
【００１０】
放射線検出部１１には、放射線（例えば、α線、β線、γ線、中性子線等）が入射し、この放射線に対応する信号Ｓ１を出力する。信号Ｓ１は、放射線の入射に伴って、発生するパルス（信号）を含む。
放射線検出部１１には、例えば、電離箱，比例計数管，ガイガーミュラー（ＧＭ）計数管，半導体検出器、シンチレーション検出器などを用いることができる。
【００１１】
信号増幅部１２は、放射線検出部１１からの信号Ｓ１を入力し、これを増幅して出力する。
【００１２】
波高弁別部１３は、増幅された信号Ｓ１を入力し、これを波高弁別して第２の信号を出力する。波高弁別部１３は、信号Ｓ１のレベル（電圧）が基準レベル（電圧）を超えたか否かを判定し、信号Ｓ１が基準レベルを超えないときにはＬレベル、越えたときにはＨレベルの信号を出力する。この結果、信号Ｓ１中でのパルスに対応するデジタル・パルスを含む（デジタル）信号Ｓ２を出力する。波高弁別部１３は、例えば、比較器を用いて構成できる。
波高弁別は、信号Ｓ１を二値化するものであり、ノイズが除去されると共に、アナログ的なパルスが二値化（デジタル）パルスとなる。
【００１３】
計数部１４は、信号Ｓ２に含まれるパルスの個数を計数し、計数率（例えば、単位時間当たりのパルスの個数）として出力する。
指示値変換部１５は、計数率を入力とし、指示値に変換して出力する。この指示値は、例えば、放射線の線量率（一例として、毎時のシーベルト：Ｓｖ／ｈｏｕｒ）である。指示値は、人体への影響度でもよい。
【００１４】
ここで、計数率が窒息状態になり、計数部１４から出力される計数率が放射線の強度（パルスの発生率）と対応しなくなる可能性がある。
図２，図３は、信号Ｓ１，Ｓ２の波形を表し、それぞれ非窒息状態（窒息が発生していない）、窒息状態（窒息が発生している）に対応する。
既述のように、信号Ｓ１は、放射線に対応するパルスを含む。信号Ｓ２では、信号Ｓ１が二値化されている。
【００１５】
図２では、放射線強度が比較的弱く、信号Ｓ１，Ｓ２内のパルスは区分されている。このため、信号Ｓ２内のパルスを計数することで、パルスの発生率を測定できる。
一方、図３では、放射線強度が比較的強く、信号Ｓ１，Ｓ２内のパルスに重なりが生じている。このため、信号Ｓ２内のパルスを計数しても、パルスの発生率を少なく測定することになる（放射線強度と対応しなくなる）。さらに放射線強度が強くなると、放射線強度（パルスの発生率）の増大に伴って、計数率が却って減少することになる。
【００１６】
ここで、図３の信号Ｓ２に示されるように、パルスが重なることで、その幅が本来の幅よりも大きくなる。すなわち、パルス幅に基づいて、計数率の窒息を判定できる。
パルス幅測定部１６は、信号Ｓ２を入力し、これに含まれるパルスの幅Ｗを測定する。
この測定において、クロック信号Ｓｃが基準となる。このクロック信号Ｓｃは、放射線計測装置１０全体を制御するためのクロック信号発生器からの信号を用いることができる。また、専用のクロック信号発生器を用いてもよい。
図４に、信号Ｓ２のパルスを拡大して、クロック信号Ｓｃとの時間的対応関係を示す。
【００１７】
パルス幅測定部１６は、クロック信号Ｓｃの立ち上がりＵ時，および立ち下がりＤ時での信号Ｓ２のレベル（Ｈ，Ｌ）を判定する。例えば、基準レベルと信号Ｓ２を比較し、このときの信号Ｓ２のレベルが基準レベルより大きいか（越えたか）、小さいかによって、信号Ｓ２のレベルがＨ，Ｌいずれであるかを判定できる。
なお、立ち上がりＵ時，および立ち下がりＤ時のいずれか一方において、信号Ｓ２のレベル（Ｈ，Ｌ）を判定してもよい
【００１８】
さらに、パルス幅測定部１６は、信号Ｓ２のＨレベルが続いた回数Ｎｈｃ（Ｈレベルカウント値）をパルス幅Ｗとする。回数Ｎｈｃは、ＬとＬの間のＨの個数であり、図４では、２つのＬの間に、Ｈが１２回続いているため、１２となる。
【００１９】
窒息判定部１７は、パルス幅測定部１６からのパルス幅Ｗに基づいて、計数率の窒息を判定する。より具体的には、パルス幅Ｗを基準パルス幅と比較して、窒息の有無を判定する。例えば、パルス幅Ｗが基準パルス幅より大きい場合に窒息と判定する。
すなわち、本実施形態では、計数率の窒息が生じ始める程度のパルス幅（Ｈレベルカウント値）を基準パルス幅（基準値）とすることで、窒息の有無を判定できる。
【００２０】
（比較例）
図５は、比較例に係る放射線計測装置１０ｘを表す。放射線計測装置１０ｘは、放射線計測装置１０と異なり、パルス幅測定部１６、窒息判定部１７を有しない。
このため、パルス信号の発生頻度が高く、パルス信号が煩雑に重なり合う場合、複数のパルス信号を１個のパルス信号として計数する。
このため、計数率が高くなるに従い、実際の発生率と計測される計数率が整合せず、直線的な相関関係から外れ、さらに窒息事象を生じてもこれを判別できない。すなわち、測定されている計数率が、実際の発生率に近いか、窒息事象により下がった見かけの計数率なのかを判別することが困難である。
【００２１】
（変形例１）
図６は、変形例１に係る放射線計測装置１０ａを表す。放射線計測装置１０ａは、パルス幅測定部１６と窒息判定部１７の間に、平均化部２１を有する。その他の点では、放射線計測装置１０ａは放射線計測装置１０と同様である。なお、第1の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。以下も同様である。
【００２２】
平均化部２１は、パルス幅測定部１６から出力される複数のパルス幅Ｗの平均を出力する。この平均は、例えば単位時間内での平均、あるいは所定の個数での平均とできる。
窒息判定部１７は、平均化されたパルス幅Ｗを用いて、窒息の有無を判定する。
パルス幅Ｗは、パルスによってばらつき、偶発的（瞬間的）に大きな値が出る可能性もある。パルス幅Ｗを平均化することによって、偶発的、瞬間的に生じた大きな幅のパルスによる判定の誤りを防止できる。
【００２３】
（変形例２）
図７は、変形例２に係る放射線計測装置１０ｂを表す。放射線計測装置１０ｂは、窒息判定部１７と窒息の判定の仕方が異なる窒息判定部１７ｂを備える。
本変形例では、窒息判定部１７ｂが、パルス幅Ｗが所定条件を満たす頻度に基づいて、窒息を判定する。頻度は、例えば、単位時間当たりに窒息と判定された回数である。この頻度が予め設定された基準頻度を上回った場合に、窒息したと判定する。
この所定条件とは、例えば第１の実施形態における窒息の判定条件そのものである。すなわち、本変形例は、「第１の実施形態による窒息判定部１７が窒息と判定する回数が、単位時間中に所定回数を上回った場合に、窒息と判定する」と言い換えることができる。
このようにすることで、偶発的、瞬間的に生じた大きな幅のパルスによる判定の誤りを防止できる。
【００２４】
（変形例３）
図８は、変形例３に係る放射線計測装置１０ｃを表す。放射線計測装置１０ｃは、放射線計測装置１０のパルス幅測定部１６および窒息判定１７に換えて、レベル計数部２３および窒息判定部２４を有する。その他の点では、放射線計測装置１０ｃは放射線計測装置１０と同様である。
【００２５】
レベル計数部２３は、信号Ｓ２がＨ，Ｌとなる回数Ｎｈ，Ｎｌを計数する。例えば、クロック信号Ｓｃを基準として、単位時間内に信号Ｓ２がＨ，Ｌとなった回数Ｎｈ、Ｎｌ（第１、第２の回数）をそれぞれ算出する。既述のように、信号Ｓ２を基準レベルと比較して、その大小により、Ｈ，Ｌを決定することができる。
なお、パルス幅測定部１６では、レベルＨが連続しているかが判定されたが、レベル計数部２３では、レベルＬ，Ｈが連続しているかは問わない。クロック信号Ｓｃの立ち上がりＵ，立ち下がりＤにおいて、信号Ｓ２がＨ，Ｌとなった回数Ｎｈ、Ｎｌを求める。
【００２６】
窒息判定部２４は、回数Ｎｈ、Ｎｌに基づいて、計数率の窒息を判定する。
例えば、窒息判定部２４は、回数Ｎｈ、Ｎｌに占める回数Ｎｈの比Ｒ（＝Ｎｈ／（Ｎｈ＋Ｎｌ））を求め、この比Ｒを基準比率と比較する。
ここでは、回数Ｎｈの比Ｒとして、「Ｎｈ／（Ｎｈ＋Ｎｌ）」を用いたが、「Ｎｈ／Ｎｌ」など他の比率を用いてもよい。
窒息判定部２４は、例えば、この比Ｒが基準比率を越えた場合に、窒息と判定する。
この手法でも、偶発的、瞬間的に生じた大きな幅のパルスによる判定の誤りを防止できる。
【００２７】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係る放射線計測装置１０ｄを表す。
放射線計測装置１０ｄは放射線計測装置１０の構成に加えて、窒息判定部３１、論理和部３２、表示選択部３３を有する。
【００２８】
窒息判定部３１は、計数部１４からの計数率が基準計数率を越える場合に窒息と判定する。
論理和部３２は、窒息判定部１７と窒息判定部３１の論理和として判定結果を出力する。すなわち、窒息判定部１７、窒息判定部３１のいずれか一方が窒息と判定した場合、判定結果として、窒息（窒息状態である）を出力し、双方とも窒息と判定しない場合、非窒息（窒息状態ではない）を出力する。
このように複数の基準（ここでは、パルス幅と計数率）を用いて、窒息を判定することで、単一の基準での判定より、より確実に窒息を検出できる。すなわち、パルス幅Ｗが基準値を下回る場合でも、窒息について注意を喚起することができる。
【００２９】
表示選択部３３は、論理和部３２からの判定結果と指示値変換部１５が出力する指示値を入力とし、窒息と判定されない場合には指示値を出力し、窒息と判定された場合には窒息状態を示す表示値を出力する。
窒息状態を示す表示値として、所定の文字列（エラーコードなど）を用いることができる。警報音を発する等、別の出力であってもよい。
このように、窒息の可能性が高い場合に、指示値を表示せず、窒息の判定結果を表示することで、信頼性の高い測定値のみを表示できる。
【００３０】
以上のように、本実施形態では、計数率とパルス幅Ｗの双方を用いて、窒息の有無を判定する。また、窒息が生じた場合には窒息の発生を示すような表示となる。
【００３１】
本実施形態では、放射線計測装置１０に窒息判定部３１、論理和部３２、表示選択部３３を追加して放射線計測装置１０ｄとしている。これに換えて、放射線計測装置１０ａ〜１０ｃに窒息判定部３１、論理和部３２、表示選択部３３を追加する構成としてもよい。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが，これらの実施形態は，例として提示したものであり，発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は，その他の様々な形態で実施されることが可能であり，発明の要旨を逸脱しない範囲で，種々の省略，置き換え，変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は，発明の範囲や要旨に含まれるとともに，特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３３】
１０：放射線計測装置、１１：放射線検出部、１２：信号増幅部、１３：波高弁別部、１４：計数部、１５：指示値変換部、１６：パルス幅測定部、１７：窒息判定部、２１：平均化部、２２：頻度判定部、２３：レベル計数部、３１：窒息判定部、３２：論理和部、３３：表示選択部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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