(57)【要約】【課題】バックグラウンド測定時間と試料測定時間の合計時間を短縮する。【解決手段】放射線モニタは、放射線の検出に応じてパルス信号を出力する放射線検出器と、被測定試料が放射線検出器に対向設置されていない状態及び対向設置されている状態のそれぞれで放射線検出器からのパルス出力を計数して放射線測定を行い、それぞれの測定結果に基づいて被測定試料の正味の放射線量を求めるデータ処理装置とを備えて構成されている。上記課題を解決するため、データ処理装置は、被測定試料が放射線検出器に対向設置されていない状態で計数を行なうバックグラウンド測定時間の設定値（バックグラウンド測定時間Ｔｂ）と対向設置されている状態で計数を行なう試料測定時間の設定値（試料測定時間Ｔｓ）を、あらかじめ設定された放射線の検知可能な最小レベルを満たしかつ両者の測定時間の設定値の合計（通算測定時間Ｔａｌｌ）が最小となるように設定する。【選択図】図３
2010175370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の検出に応じてパルス信号を出力する放射線検出器と、被測定試料が前記放射線検出器に対向設置されていない状態及び対向設置されている状態のそれぞれで前記放射線検出器からのパルス出力を計数して放射線測定を行い、それぞれの測定結果に基づいて前記被測定試料の正味の放射線量を求めるデータ処理装置とを備えた放射線モニタであって、
前記データ処理装置は、被測定試料が前記放射線検出器に対向設置されていない状態で計数を行なうバックグラウンド測定時間の設定値と対向設置されている状態で計数を行なう試料測定時間の設定値を、あらかじめ設定された放射線の検知可能な最小レベルを満たしかつ両者の測定時間の設定値の合計が最小となるように設定することを特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
前記データ処理装置は、前記被測定試料が前記放射線検出器に対向設置されていない状態で前記バックグラウンド測定時間の設定値に基づいて前記放射線検出器からのパルス出力を計数してバックグラウンドの放射線計数率を求めるバックグラウンド測定部と、前記被測定試料が前記放射線検出器に対向設置された状態で前記試料測定時間の設定値に基づいて前記放射線検出器からのパルス出力を計数して前記被測定試料の放射線計数率を求める試料測定部とを備え、前記バックグラウンドの放射線計数率と前記被測定試料の放射線計数率に基づいて前記被測定試料の正味の放射線計数率を求めるものであり、
前記バックグラウンドの放射線測定中の放射線計数及び実測定時間を取り込み、該取り込んだ放射線計数及び実測定時間に基づいて、あらかじめ設定された放射線の検知可能な最小レベルを満たすバックグラウンド測定時間と試料測定時間の相関関係を求め、該求められた相関関係を満たしかつ両者の測定時間の合計が最小となるバックグラウンド測定時間と試料測定時間を求め、該求められたバックグラウンド測定時間と試料測定時間をそれぞれ前記バックグラウンド測定時間の設定値及び前記試料測定時間の設定値として決定する測定時間決定部を有してなることを特徴とする請求項１の放射線モニタ。
【請求項３】
前記被測定試料を載置する載置台と、該載置台を移動させて前記被測定試料を前記放射線検出器に対向設置されていない状態と対向設置された状態との間で移動させる駆動機構とを有する試料設置器を備え、
前記駆動機構は、前記バックグラウンドの放射線測定が開始されて前記バックグラウンド測定時間の設定値が経過したら、前記被測定試料が前記放射線検出器に対向設置されていない状態から対向設置された状態になるように前記載置台を移動し、前記被測定試料の放射線測定が開始されて前記試料測定時間の設定値が経過したら、前記被測定試料が前記放射線検出器に対向設置された状態から対向設置されていない状態になるように前記載置台を移動する請求項１又は２の放射線モニタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線モニタに係り、特に、放射線の測定時間を短縮する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線モニタは、原子力施設等において使用された物品、衣服等の固体物の放射能汚染を調べたり、メモリ等の半導体デバイスの材料中の放射線量を調べたりするために用いられている。
【０００３】
この種の放射線モニタは、放射線の検出に応じてパルス信号を出力する放射線検出器を有しており、被測定試料が放射線検出器に対向設置されていない状態及び対向設置されている状態のそれぞれで所定の時間放射線計数が行なわれる。すなわち、被測定試料が放射線検出器に対向設置されている状態での被測定試料のみかけの放射線計数率（放射線計数／放射線計測時間）から被測定試料が放射線検出器に対向設置されていない状態でのバックグラウンドの放射線計数率を減算することにより、被測定試料の正味の放射線計数率を求めている。
【０００４】
ところで、一般に放射線検出器での放射線検出には統計誤差が生じ、この統計誤差は放射線の検知可能な最小レベル（汚染判定が可能な最小レベル）に相当する。放射線の検知可能な最小レベルは被測定試料の検知したい放射線量に応じてあらかじめ設定される。例えば微量な放射線を検知するためには、放射線の検知可能な最小レベルを小さくする必要があり、そのためには放射線の測定時間を長くする必要がある。
【０００５】
この点、特許文献１には、バックグラウンドの放射線測定結果を取り込み、取り込んだ測定結果とあらかじめ目標として設定された放射線の検知可能な最小レベルなどに基づいて、被測定試料が放射線検出器に対向設置されている状態での放射線の測定時間（以下、適宜試料測定時間という。）を求めて試料測定時間の最小化を図ることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１４８３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された技術は、試料測定時間を必要最小限に抑えることについては考慮されているが、被測定試料が放射線検出器に対向設置されていない状態での放射線の測定時間（以下、適宜バックグラウンド測定時間という。）と試料測定時間との合計時間を最小限に抑えることについては考慮されていない。
【０００８】
すなわち、特許文献１は、バックグラウンド測定時間を固定値として設定しており、このあらかじめ固定して設定されたバックグラウンド測定時間と、あらかじめ目標として設定された放射線の検知可能な最小レベルと、バックグラウンドの放射線測定結果などに基づいて試料測定時間を求めるものである。
【０００９】
このため、あらかじめ固定して設定されたバックグラウンド測定時間に対する試料測定時間としては必要最小限に抑えることができたとしても、バックグラウンド測定時間と試料測定時間を合計した通算の測定時間については必ずしも必要最小限とならず、処理能力の低下を招くおそれがある。
【００１０】
そこで本発明は、バックグラウンド測定時間と試料測定時間の合計時間を短縮することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の放射線モニタは、放射線の検出に応じてパルス信号を出力する放射線検出器と、被測定試料が放射線検出器に対向設置されていない状態及び対向設置されている状態のそれぞれで放射線検出器からのパルス出力を計数して放射線測定を行い、それぞれの測定結果に基づいて被測定試料の正味の放射線量を求めるデータ処理装置とを備えて構成されている。
【００１２】
特に、上記課題を解決するため、データ処理装置は、被測定試料が放射線検出器に対向設置されていない状態で計数を行なうバックグラウンド測定時間の設定値と対向設置されている状態で計数を行なう試料測定時間の設定値を、あらかじめ設定された放射線の検知可能な最小レベルを満たしかつ両者の測定時間の設定値の合計が最小となるように設定することを特徴としている。
【００１３】
すなわち、あらかじめ設定された放射線の検知可能な最小レベルを満たすバックグラウンド測定時間と試料測定時間の組み合わせは複数存在するが、それらの中から両者の測定時間の合計が最小になるような組み合わせを求め、これをそれぞれの測定時間の設定値とするものである。したがって、検知したい放射線量に応じてあらかじめ設定された放射線の検知可能な最小レベルが満たされる最小の測定時間で被測定試料の放射線計測をすることができる。その結果、バックグラウンド測定時間と試料測定時間の合計時間を短縮することができ、放射線モニタの処理能力を向上することができる。
【００１４】
より具体的に、データ処理装置は、被測定試料が放射線検出器に対向設置されていない状態でバックグラウンド測定時間の設定値に基づいて放射線検出器からのパルス出力を計数してバックグラウンドの放射線計数率を求めるバックグラウンド測定部と、被測定試料が放射線検出器に対向設置された状態で試料測定時間の設定値に基づいて放射線検出器からのパルス出力を計数して被測定試料の放射線計数率を求める試料測定部とを備え、バックグラウンドの放射線計数率と被測定試料の放射線計数率に基づいて被測定試料の正味の放射線計数率を求めるものとすることができる。
【００１５】
また、バックグラウンドの放射線測定中の放射線計数及び実測定時間を取り込み、取り込んだ放射線計数及び実測定時間に基づいて、あらかじめ設定された放射線の検知可能な最小レベルを満たすバックグラウンド測定時間と試料測定時間の相関関係を求め、求められた相関関係を満たしかつ両者の測定時間の合計が最小となるバックグラウンド測定時間と試料測定時間を求め、求められたバックグラウンド測定時間と試料測定時間をそれぞれバックグラウンド測定時間の設定値及び試料測定時間の設定値として決定する測定時間決定部を有して構成することができる。
【００１６】
これによれば、バックグラウンドの放射線測定中に逐次バックグラウンドの放射線計数値とバックグラウンドの実測定時間が測定時間決定部に入力され、測定時間決定部にてバックグラウンド測定に必要な時間及び試料測定に必要な時間が算出される。この必要時間がそれぞれバックグラウンド測定部及び試料測定部に入力され、測定時間が制御される。したがって、バックグラウンドの実測定状況に合わせて、バックグラウンド測定時間と試料測定時間の合計の通算測定時間を短縮とすることができる。
【００１７】
また、被測定試料を載置する載置台と、載置台を移動させて被測定試料を放射線検出器に対向設置されていない状態と対向設置された状態との間で移動させる駆動機構とを有する試料設置器を設けて、駆動機構は、バックグラウンドの放射線測定が開始されてバックグラウンド測定時間の設定値が経過したら、被測定試料が放射線検出器に対向設置されていない状態から対向設置された状態になるように載置台を移動し、被測定試料の放射線測定が開始されて試料測定時間の設定値が経過したら、被測定試料が放射線検出器に対向設置された状態から対向設置されていない状態になるように載置台を移動するよう構成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、バックグラウンド測定時間と試料測定時間の合計時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の放射線モニタの全体構成の概略図である。
【図２】本実施形態の放射線モニタの特徴部のブロック図である。
【図３】バックグラウンド測定時間Ｔｂと試料測定時間Ｔｓと通算測定時間Ｔａｌｌとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を適用してなる放射線モニタの実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２１】
図１は本実施形態の放射線モニタの全体構成の概略図である。図２は本実施形態の放射線モニタの特徴部のブロック図である。図１に示すように、本実施形態の放射線モニタ１０は、放射線の検出に応じてパルス信号を出力する放射線検出器１２と、被測定試料１４が放射線検出器１２に対向設置されていない状態及び対向設置されている状態のそれぞれで放射線検出器１２からのパルス出力を計数して放射線測定を行い、それぞれの測定結果に基づいて被測定試料１４の正味の放射線量を求めるデータ処理装置１６とを備えて構成されている。
【００２２】
また、放射線モニタ１０は、被測定試料１４を載置する載置台１８と、回転アーム２０を介して載置台１８を移動させて被測定試料１４を放射線検出器１２に対向設置されていない状態と対向設置された状態との間で移動させるモータ等の駆動機構２２とを有する試料設置器２４を備えて構成されている。
【００２３】
放射線検出器１２は、例えば比例計数管、ＧＭ計数管、或いはシンチレーション検出器など放射線の検出数をパルス信号で出力するものを採用することができる。また、放射線モニタ１０は、被測定試料１４として例えば原子力施設等において使用された物品、衣服又は空気中の塵埃を集めたフィルタ等、或いはメモリ等の半導体デバイス材料を対象としてこれら固体物の放射線量を調べるものであり、例えば汚染検知モニタやダスト放射線モニタ、微量α線測定装置などに本発明を適用することができる。
【００２４】
図２に示すように、データ処理装置１６は、被測定試料１４が放射線検出器１２に対向設置されていない状態でバックグラウンド測定時間の設定値に基づいて放射線検出器１２からのパルス出力を計数してバックグラウンドの放射線計数率を求めるバックグラウンド測定部２６と、被測定試料が放射線検出器に対向設置された状態で試料測定時間の設定値に基づいて放射線検出器からのパルス出力を計数して被測定試料１４の放射線計数率（被測定試料１４のみかけの放射線計数率）を求める試料測定部２８とを備えて構成されている。
【００２５】
データ処理装置１６は、試料測定部２８で求められた被測定試料１４の放射線計数率（被測定試料１４のみかけの放射線計数率）からバックグラウンド測定部２６で求められたバックグラウンドの放射線計数率を減算して被測定試料１４の正味の放射線計数率を求めるよう構成されている。
【００２６】
本実施形態の放射線モニタ１０では、被測定試料１４が放射線検出器１２に対向設置されていない状態でバックグラウンドの放射線計測が開始される。バックグラウンドの放射線測定が開始されてバックグラウンド測定時間の設定値が経過したら、駆動機構２２によって被測定試料１４が放射線検出器１２に対向設置されていない状態から対向設置された状態になるように載置台１８を移動する。そして、被測定試料１４の放射線測定が開始されて試料測定時間の設定値が経過したら、駆動機構２２によって被測定試料１４が放射線検出器１２に対向設置された状態から対向設置されていない状態になるように載置台１８を移動するよう構成されている。
【００２７】
ところで、一般に放射線検出器１２での放射線検出には統計誤差が生じ、この統計誤差は放射線の検知可能な最小レベル（汚染判定が可能な最小レベル）に相当する。つまり、（被測定試料１４の正味の放射線計数率）＞（被測定試料１４の正味の放射線計数率の誤差）となるときの最小の被測定試料１４の正味の放射線計数率が放射線の検知可能な最小レベルとなる。言い換えれば、被測定試料１４の正味の放射線計数率の誤差範囲が０と重ならないようにするということである。放射線の検知可能な最小レベルは被測定試料の検知したい放射線量に応じてあらかじめ設定される。例えば微量な放射線を検知するためには、放射線の検知可能な最小レベルを小さくする必要があり、そのためには放射線の測定時間を長くする必要がある。
【００２８】
その一方で、放射線の測定時間は放射線の検知可能な最小レベルを満たした上でなるべく短くして処理能力（処理効率）を向上させることが望ましい。そこで、本実施形態の放射線モニタ１０のデータ処理装置１６は、被測定試料１４が放射線検出器１２に対向設置されていない状態で計数を行なうバックグラウンド測定時間の設定値と対向設置されている状態で計数を行なう試料測定時間の設定値を、あらかじめ設定された放射線の検知可能な最小レベルを満たしかつ両者の測定時間の設定値の合計が最小となるように設定するよう構成されている。
【００２９】
より具体的には、データ処理装置１６は試料測定時間の設定値（試料測定時間Ｔｓ）とバックグラウンド測定時間の設定値（バックグラウンド測定時間Ｔｂ）を決定する測定時間決定部３０を有している。測定時間決定部３０は、バックグラウンドの放射線測定中の放射線計数（バックグラウンド計数値）及び実測定時間（バックグラウンド実測定時間）を取り込み、取り込んだ放射線計数及び実測定時間に基づいて、あらかじめ設定された放射線の検知可能な最小レベルを満たすバックグラウンド測定時間と試料測定時間の相関関係を求め、求められた相関関係を満たしかつ両者の測定時間の合計が最小となるバックグラウンド測定時間と試料測定時間を求め、求められたバックグラウンド測定時間と試料測定時間をそれぞれバックグラウンド測定時間の設定値及び試料測定時間の設定値として決定するものである。
【００３０】
以下、測定時間決定部３０における最適なバックグラウンド測定時間Ｔｂ及び試料測定時間Ｔｓの決定原理を説明する。放射線を計数した場合には統計誤差が生じる。この統計誤差が検知可能な最小レベルとなる。この検知可能な最小レベルは数１式にて表される。
【００３１】
（数１）Ａ ＝ ａ×Ｋ／２ ［Ｋ／Ｔｓ ＋ ｛（Ｋ／Ｔｓ）２＋４ｎｂ（１／Ｔｓ＋１／Ｔｂ）｝１／２］
ここで、Ａは放射線の検知可能な最小レベル、ａは検出効率、Ｋは信頼度、ｎｂはバックグラウンド計数率（バックグラウンド計数値／バックグラウンド実測定時間）、Ｔｓは試料測定時間、Ｔｂはバックグラウンド測定時間である。
【００３２】
数１式を試料測定時間Ｔｓについて解くと数２式のようになる。
（数２）Ｔｓ＝（４ｎｂ−４Ａ／ａ）／｛（２Ａ／ａＫ）２−４ｎｂ／Ｔｂ｝
【００３３】
試料測定時間Ｔｓとバックグラウンド測定時間Ｔｂを加えた合計値を通算測定時間Ｔａｌｌとすると、Ｔａｌｌは数３式のようになる。
（数３）Ｔａｌｌ＝Ｔｓ＋Ｔｂ
【００３４】
数３式に、数２式を代入すると数４式が成り立つ。
（数４）Ｔａｌｌ＝（４ｎｂ−４Ａ／ａ）／｛（２Ａ／ａＫ）２−４ｎｂ／Ｔｂ｝＋Ｔｂ
【００３５】
数４式において、Ａ，ａ，Ｋ，ｎｂは定数として扱えるので、ＴｂとＴａｌｌ，Ｔｓとの関係は図３のようになる。図３はバックグラウンド測定時間Ｔｂと試料測定時間Ｔｓと通算測定時間Ｔａｌｌとの関係を示すグラフである。図３において横軸はバックグラウンド測定時間Ｔｂを表しており、縦軸は試料測定時間Ｔｓと通算測定時間Ｔａｌｌをそれぞれ表している。
【００３６】
図３に示すように、バックグラウンド最低測定時間Ｔｂｍｉｎ以下のバックグラウンド測定時間不足領域では試料測定時間Ｔｓをいくら多くとっても、目標とする放射線の検知可能な最小レベルＡを満足することはできない。バックグラウンド最低測定時間Ｔｂｍｉｎは数２式における分母が０となるときのＴｂの値として得られる。すなわち、数５式をＴｂについて解くと数６式のようにバックグラウンド最低測定時間Ｔｂｍｉｎが得られる。
（数５）（２Ａ／ａＫ）２−４ｎｂ／Ｔｂ＝０
（数６）Ｔｂｍｉｎ＝４ｎｂ／（２Ａ／ａＫ）２
【００３７】
また、図３に示すように、通算測定時間Ｔａｌｌはバックグラウンド最低測定時間Ｔｂｍｉｎ以上の領域にて極小値をもつため、数６式にてバックグラウンド最低測定時間Ｔｂｍｉｎを求め、バックグラウンド最低測定時間Ｔｂｍｉｎを初期値として例えば最急降下法により、Ｔａｌｌの極小値及びＴａｌｌが極小値となるときのバックグラウンド測定時間Ｔｂの値求めることができる。そして、このＴｂの値と、Ｔａｌｌの極小値と数３式によりＴｓの最小値を求めることができる。なお、最急降下法に限らず数４式に基づいてＴａｌｌの極小値を求める手法を用いてもよい。
【００３８】
測定時間決定部３０は、バックグラウンドの放射線測定が開始されると、バックグラウンド測定部２６からバックグラウンド計数値及びバックグラウンド実測定時間を逐次取り込んで、上記演算を実行してバックグラウンド測定時間Ｔｂ及び試料測定時間Ｔｓを求め、バックグラウンド測定部２６及び試料測定部２８に出力する。
【００３９】
なお、バックグラウンド計数値及びバックグラウンド実測定時間すなわちバックグラウンド計数率ｎｂを１回取り込んで上記演算を実行して得られたバックグラウンド測定時間Ｔｂ及び試料測定時間Ｔｓをバックグラウンド測定時間の設定値及び試料測定時間の設定値とすることもできる。また、複数回にわたってバックグラウンド計数率ｎｂを取り込んでその都度上記演算を実行して得られたバックグラウンド測定時間Ｔｂ及び試料測定時間Ｔｓに基づいてバックグラウンド測定時間の設定値及び試料測定時間の設定値を決定することもできる。
【００４０】
バックグラウンド測定部２６は演算にて求められたバックグラウンド測定時間Ｔｂに達したら測定を終了し、測定が終了したことを試料設置器２４に伝達する。試料設置器２４はバックグラウンド測定が終了すると、放射線検出器１２に対向するように被測定試料１４を設置し、試料測定部２８に被測定試料が設置されたことを伝達する。試料測定部２８は被測定試料が設置されると演算にて求められた試料測定時間Ｔｓにて被測定試料１４の放射線計数を行う。
【００４１】
このように本実施形態の放射線モニタによれば、変動するバックグラウンド計数値に応じて、目標とする検知可能な最小レベルを達成するために必要な試料測定時間Ｔｓ及びバックグラウンド測定時間Ｔｂの和を最小の値とすることができる。このため、バックグラウンドレベルが予想以上に上昇して試料測定時間Ｔｓをいくら長くとっても目標とする検知可能な最小レベルに到達できなくなったり（図３のバックグラウンド測定時間不足領域になる）、通算測定時間Ｔａｌｌが必ずしも必要最小限にならなかったりすることを回避することができる。その結果、従来の装置に比べて単位時間あたりの処理量を確実に増加することができ、処理能力を向上できる。
【００４２】
すなわち、従来技術は、数２式において、あらかじめ設定したバックグラウンド測定時間Ｔｂと、あらかじめ設定した放射線の検知可能な最小レベルＡと、バックグラウンド計数率ｎｂ等を用いて試料測定時間Ｔｓを算出するものである。したがって、バックグラウンド計数が多い場合においては、試料計測時間をいくら長くとっても目標とする測定下限値以下にならない場合があったり、試料計測時間が長くなりすぎて通算での測定時間については必ずしも必要最小限とならなかったりして、処理能力の低下を招くおそれがある。
【００４３】
この点、本実施形態の放射線モニタによれば、バックグラウンド測定時間Ｔｂをあらかじめ設定しておくのではなく、あらかじめ設定した放射線の検知可能な最小レベルＡを満足するように、バックグラウンドの測定状況にあわせて自動的に試料測定時間Ｔｓ及びバックグラウンド測定時間Ｔｂを決定するものである。つまり、バックグラウンドの放射線測定中に逐次バックグラウンドの放射線計数値とバックグラウンドの実測定時間が測定時間決定部３０に入力され、測定時間決定部３０にてバックグラウンド測定に必要な時間及び試料測定に必要な時間が算出される。この必要時間がそれぞれバックグラウンド測定部２６及び試料測定部２８に入力され、測定時間が制御される。したがって、バックグラウンドの実測定状況に合わせて、バックグラウンド測定時間Ｔｂと試料測定時間Ｔｓの合計の通算測定時間Ｔａｌｌを短縮することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０  放射線モニタ
１２  放射線検出器
１４  被測定試料
１６  データ処理装置
１８  載置台
２２  駆動機構
２４  試料設置器
２６  バックグラウンド測定部
２８  試料測定部
３０  測定時間決定部
Ａ  放射線の検知可能な最小レベル
ｎｂ  バックグラウンド計数率
Ｔｓ  試料測定時間
Ｔｂ  バックグラウンド測定時間
Ｔａｌｌ  通算測定時間
【図１】
2010175370.tif 000003
【図２】
2010175370.tif 000004
【図３】
2010175370.tif 000005