(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
校正用の放射線源と、前記校正用の放射線源からの放射線及びモニタ対象の放射線を電気信号に変換する放射線検出部と、前記放射線検出部に高電圧を供給する高圧電源と、前記放射線検出部からの信号を増幅する信号増幅部と、前記増幅された信号をノイズと弁別する波高弁別部と、二つの異なる時定数で前記弁別された信号を同時に演算処理する演算部と、前記演算部で算出された補正値に基づいて前記信号増幅部のゲインを自動調整するゲイン制御部とを有する放射線モニタであって、
前記波高弁別部は波高弁別レベルを前記校正用の放射線源の波高分布範囲内に設定し、前記演算部は、前記二つの異なる時定数のうち小さい方の時定数を用いた演算処理により前記放射線源の指示値を算出し、大きい方の時定数を用いた演算処理により放射線感度の自動調整に使用する前記補正値を算出することを特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
前記ゲイン制御部の代わりに、前記演算部で求められた補正値に基づいて高圧電源の電圧を自動調整する高圧電源制御部を用いたことを特徴とする請求項１の放射線モニタ。
【請求項３】
前記ゲイン制御部の代わりに、前記演算部で求められた補正値に基づいて波高弁別部の波高弁別レベルを自動調整する波高弁別レベル制御部を用いたことを特徴とする請求項１の放射線モニタ。
【請求項４】
前記演算部は補正値の演算時に前記放射線源の減衰補正をおこなうことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の放射線モニタ。
【請求項５】
前記演算部は放射線モニタの指示値が一定以上となった場合は、補正値の演算から除外することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の放射線モニタ。
【請求項６】
前記波高弁別部は弁別レベルが異なる複数の波高弁別部を有し、前記演算部は校正用の放射線源からの信号のみが存在する所定範囲のパルス計数値に基づいて前記補正値を算出することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の放射線モニタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は感度調整機能を備えた放射線モニタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放射線モニタは、図７に示すように、校正用の放射線源１、放射線検出部２、高圧電源３、信号増幅部４、波高弁別部５、及び演算部６から構成され、通常時は放射線量が測定レンジ以下となるような環境で使用される。
【０００３】
このような放射線モニタは、非常にわずかな感度変化が長期にわたって発生することにより測定精度が悪くなることがあるため、放射線モニタの測定精度を確認するために、定期的に放射線モニタの感度調整をおこなっている。図７に示す放射線モニタでは、校正時に放射線源１からの放射線を放射線検出部２に照射し、その出力信号に基づいて波高弁別レベル等の各種設定値を再調整することにより感度調整をおこなっている（特許文献１）。  
また、校正用の照射手段として、図６のａ又はｂに示すような波高分布を有する光パルス照射手段を用いた感度調整手段も提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８４３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の校正手段では、感度調整に多大な時間が必要とされ、その間は放射線の測定をおこなうことができないという課題がある。
また、正常動作の確認に光パルスを用いる場合では、図６の光パルスａのように波高弁別レベルが波高分布内にあると、わずかな波高値の変化で急激な変化が生じたり、図６の光パルスｂのように波高弁別レベルが波高分布と離れていると、波高値が変化しても指示値が変化しなかったりする。また、光源自体の発光量のドリフトが生じたり、電気的に故障したりするという課題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、放射線測定を連続でおこないながら、高精度で自動的に感度調整をおこなうことができる放射線モニタ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】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、校正用の放射線源と、前記校正用の放射線源からの放射線及びモニタ対象の放射線を電気信号に変換する放射線検出部と、前記放射線検出部に高電圧を供給する高圧電源と、前記放射線検出部からの信号を増幅する信号増幅部と、前記増幅された信号をノイズと弁別する波高弁別部と、二つの異なる時定数で前記弁別された信号を同時に演算処理する演算部と、前記演算部で算出された補正値に基づいて前記信号増幅部のゲインを自動調整するゲイン制御部とを有する放射線モニタであって、前記波高弁別部は波高弁別レベルを前記校正用の放射線源の波高分布範囲内に設定し、前記演算部は、前記二つの異なる時定数のうち小さい方の時定数を用いた演算処理により前記放射線源の指示値を算出し、大きい方の時定数を用いた演算処理により放射線感度の自動調整に使用する前記補正値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、放射線測定を連続でおこないながら、自動的に高精度で放射線モニタの感度調整をおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る放射線モニタの構成図。
【図２】第２の実施形態に係る放射線モニタの構成図。
【図３】第３の実施形態に係る放射線モニタの構成図。
【図４】第４の実施形態に係る放射線モニタの構成図。
【図５】第４の実施形態に係る波高分布図。
【図６】放射線源と光パルスによる波高分布図。
【図７】従来の放射線モニタの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る放射線モニタの実施形態について、図面を参照して説明する。  
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る放射線モニタを図１及び図６を用いて説明する。
【００１１】
（構成）  
本第１の実施形態に係る放射線モニタは、校正用の放射線源１、放射線検出部２、高電圧電源３、信号増幅部４、波高弁別部５、演算部６、及びゲイン制御部７から構成される。
【００１２】
通常はモニタ対象の放射線量が測定レンジ以下となるような環境において、放射線モニタが正常に動作していることを確認するため、放射線検出部２に校正用の放射線源１から放射線を照射する。校正用の放射線源１としては、図６のｃに示すような広い波高分布を有する例えばＳｒ−９０からなるβ線源が用いられる。
【００１３】
放射線検出部２は、例えば、半導体素子が用いられ、放射線を検出して電気信号に変換する。高圧電源３は、放射線検出部２に高電圧を供給する。信号増幅器４は、放射線検出部２から出力された信号を増幅して、波高弁別部５に送る。波高弁別部５は、設定された波高弁別レベル以上の波高値を持つ信号が入力された場合のみ、対応するパルス信号を出力することで、ノイズ成分と信号成分を弁別する。
【００１４】
演算部６は、波高弁別部５から出力されたパルス信号を計数、演算処理することで、測定値と、放射線感度の自動補正に使用する補正値を算出する。ゲイン制御部７は、演算部６で算出された補正値をもとに、信号増幅器４のゲインを調整する。
【００１５】
（作用）
上記のように構成された放射線モニタにおいて、校正用の放射線源１による放射線の検出信号は図６のｃに示すような広い波高分布を持つため、波高弁別レベルをその波高分布の範囲内に設定することにより、感度変化の原因となる検出信号波高値のわずかな変化も指示値の変化として検出できるようになる。また、放射線源１は、モニタの対象となる放射線量を測定している間も放射線検出部２へ放射線を照射するため、モニタの対象となる放射線量よりは十分に低く、かつ、一定の指示値を示すように調整されている。
【００１６】
しかし、放射線モニタには応答時間に対する要求があり、時定数を極端に長くすることはできないため、通常時における放射線源１による指示値には、数％程度の統計的な揺らぎがある。
【００１７】
そこで、演算部６において、通常測定で使用する時定数をＴａ、補正値の計算に使用する時定数をＴｂとし、ＴｂがＴａよりも大きくなるように、例えば、Ｔｂ＝１００×Ｔａとなるように時定数Ｔｂを設定し、補正値の算出にＴｂを用いて演算をおこなうと、相対標準偏差が通常の指示値の１／１０になる値が得られる。これにより、応答速度は早いが統計的な揺らぎの大きい演算結果と、応答速度は遅いが統計的な揺らぎの小さい演算結果が同時に得られるため、応答速度の早い演算結果を指示値に使用し、統計的な揺らぎの小さい演算結果を基準値と比較して補正値を精度良く算出する。
【００１８】
また、補正値を算出する際に、放射線源１の半減期による減衰分を補正することで、放射線源の減衰を理由とする指示値の低下について、誤って感度の低下として感度調整してしまうのを防ぐことができる。
ゲイン制御部７では、演算部６で得られた補正値に基づいて、最適なゲインとなるように信号増幅部４のゲイン設定の変更をおこなう。
【００１９】
補正値は時定数の３倍程度の時間が経てば安定するため、この感度調整は、補正値が安定してからであれば、一か月に一度のように定期的におこなっても良いし、常に補正値を監視しておき一定になった段階で感度調整をおこなうようにしても良い。
【００２０】
高い信頼性が要求される場合には、ゲイン制御部７においてゲインを高くする調整のみをおこない、ゲインを低くする調整はおこなわないようにしても良い。これにより、感度は増加する方向にしか調整されないため、従来の調整をしない場合に比べて安全側で、信頼性の高い評価をおこなうことができるようになる。
【００２１】
また、通常測定の指示値が一定のレベルを超えた場合は、一定レベルを超えている間のデータを補正値演算に使用しないようにしたり、一定レベルを超えている間は補正値演算を停止し、一定レベル以下となって補正値演算を再開してから時定数の３倍程度経ってから感度調整をおこなうようにしたりすることにより、放射線量の上昇時のデータを補正値演算から除外することができる。  
なお、本実施形態では、Ｔｂ＝１００×Ｔａとなるように時定数Ｔｂを設定したが、これに限定されず、増倍係数を適宜変更してもよい。
【００２２】
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、広い波高分布を有する校正用の放射線源を用い、異なる時定数を用いて信号処理をおこなうことにより、従来の放射線モニタの構成に大きな変更を加えずに、感度調整のために放射線測定を中断することなく、放射線測定を連続でおこないながら、自動的に高精度の感度調整をおこなうことができる。また、これにより、長時間の連続測定時における測定の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る放射線モニタを図２を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。  
本第２の実施形態に係る放射線モニタは、放射線源１、放射線検出部２、高圧電源３、信号増幅部４、波高弁別部５、演算部６、及び高圧電源制御部８から構成される。
【００２４】
これは、第１の実施形態のゲイン制御部７を高圧電源制御部８に置きかえたものであり、高圧電源制御部８では、演算部６からの補正値に基づいて最適な電圧となるように高圧電源３を調整する。
【００２５】
また、高い信頼性が要求される場合には、高圧電源制御部８において電圧を高くする調整のみをおこない、電圧を低くする調整はおこなわないようにしても良い。これにより、感度は増加する方向にしか調整されないため、従来の調整をしない場合に比べて安全側で、信頼性の高い評価をおこなうことができるようになる。
【００２６】
本第２の実施形態によれば、演算部６からの補正値に基づいて高圧電源制御部８が高圧電源３の電圧を最適に調整することにより、放射線測定を連続でおこないながら、自動的に高精度の感度調整をおこなうことができる。
【００２７】
［第３の実施形態］
第３の実施形態に係る放射線モニタを図３を用いて説明する。なお、上記実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２８】
本第３の実施形態に係る放射線モニタは、放射線源１、放射線検出部２、高電圧電源３、信号増幅部４、波高弁別部５、演算部６、及び波高弁別レベル制御部９から構成される。
【００２９】
これは、第１の実施の形態において、ゲイン制御部７を波高弁別レベル制御部９に置きかえたものであり、波高弁別レベル制御部９では、演算部６からの補正値に基づいて最適な波高弁別レベルとなるように波高弁別部５を調整する。
【００３０】
また、高い信頼性が要求される場合には、波高弁別レベル制御部９において波高弁別レベルを低くする調整のみをおこない、波高弁別レベルを高くする調整はおこなわないようにしても良い。これにより、感度は増加する方向にしか調整されないため、従来の調整をしない場合に比べて安全側で、信頼性の高い評価をおこなうことができるようになる。
【００３１】
本第３の実施形態によれば、演算部６からの補正値に基づいて波高弁別制御部９が波高弁別部５の弁別レベルを最適に調整することにより、放射線測定を連続でおこないながら、自動的に高精度で安全サイドにたった感度調整をおこなうことができる。
【００３２】
［第４の実施形態］
第４の実施形態に係る放射線モニタを図４、図５を用いて説明する。なお、上記実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３３】
本第４の実施形態に係る放射線モニタは、放射線源１、放射線検出部２、高電圧電源３、信号増幅部４、複数の波高弁別部５−１〜５−３、演算部６、及びゲイン制御部７から構成される。これは、第１の実施形態において、波高弁別部を複数にしたものである。  
なお、ゲイン制御部７は、第２又は第３の実態形態で示したように、高圧電源制御部８又は波高弁別レベル制御部９に置きかえても良い。
【００３４】
このように構成された本実施形態において、波高弁別部５−１〜５−３は、図５に示すように、通常の波高弁別レベルＶoと、環境γ線（図５のｄ）のコンプトンエッジと全吸収ピークの間の二つの波高弁別レベルＶａ、Ｖｂが設定される。そして、演算部６における補正値の演算に、（波高弁別レベルＶａ以上の計数）−（波高弁別レベルＶｂ以上の計数）で求められる計数を使用することにより、放射線源１の信号のみが存在する一定範囲の波高値のパルスを計数することができるため、これを利用してより精度の高い感度調整をおこなうことができる。
【００３５】
なお、本実施形態では波高弁別部を３つ使用する例を説明したが、さらに多くの波高弁別部や、Ａ／Ｄ変換器を用いた波高測定手段を用いても良い。
本第４の実施形態によれば、複数の波高弁別部を用いることにより、放射線測定を連続でおこないながら、より高精度の感度調整をおこなうことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…放射線源、２…放射線検出部、３…高圧電源、４…信号増幅部、５、５−１〜５−３…波高弁別部、６…演算部、７…ゲイン制御部、８…高圧電源制御部、９…波高弁別レベル制御部。
【図１】
0005525916.tif 000002
【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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