(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の放射線センサと、
段階的に複数の弁別閾値が時分割で設定され、前記放射線センサからの検出パルスを入力し、各弁別閾値を越える検出パルスを出力する波高弁別部と、
所定の切換パターンに従って各弁別閾値を時分割で周期的に切り換える手段であって、各弁別閾値の設定期間を調整することによって前記各弁別閾値ごとにレスポンス補正を行う時分割制御手段と、
前記レスポンス補正された各弁別閾値ごとの検出パルスを計数して計数値を求めるカウンタと、
前記レスポンス補正された各弁別閾値ごとの計数値に基づいて、放射線のエネルギーを推定する手段と、
前記レスポンス補正された各弁別閾値ごとの計数値に基づいて、前記放射線のエネルギーに応じて補正された線量を演算する手段と、
を含むことを特徴とする放射線測定器。
【請求項２】
単一の放射線センサと、
段階的に複数の弁別閾値が時分割で設定され、前記放射線センサからの検出パルスを入力し、各弁別閾値を越える検出パルスを出力する波高弁別部と、
所定の切換パターンに従って各弁別閾値を時分割で周期的に切り換える時分割制御手段と、
前記各弁別閾値ごとの検出パルスを計数して計数値を求めるカウンタと、
前記各弁別閾値ごとの計数値にレスポンス補正用係数を乗算することによってレスポンス補正を行う手段と、
前記レスポンス補正された各弁別閾値ごとの計数値に基づいて、放射線のエネルギーを推定する手段と、
前記レスポンス補正された各弁別閾値ごとの計数値に基づいて、前記放射線のエネルギーに応じて補正された線量を演算する手段と、
を含むことを特徴とする放射線測定器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の放射線測定器において、
前記線量を演算する手段は、１ｃｍ線量当量、３ｍｍ線量当量、７０μｍ線量当量を演算することを特徴とする放射線測定器。
【請求項４】
請求項１又は２記載の放射線測定器において、
前記複数の弁別閾値は３つの弁別閾値であり、
レスポンス補正された３つの計数値に基づいて放射線のエネルギーが推定され且つ線量が演算されることを特徴とする放射線測定器。
【請求項５】
単一の放射線センサと、
段階的にｎ個（但し２個以上）の弁別閾値が設定され、前記放射線センサからの検出パルスを入力し、各弁別閾値を越える検出パルスを出力するマルチ波高弁別部と、
前記各弁別閾値ごとの検出パルスを計数するｎ個のカウンタと、
前記ｎ個のカウンタの計数値に対してレスポンス補正を行う補正手段と、
前記レスポンス補正後のｎ個のカウンタの計数値に基づいて、放射線のエネルギーを推定する手段と、
前記レスポンス補正されたｎ個のカウンタの計数値に基づいて、前記推定されたエネルギーに応じて補正された線量を演算する線量演算部と、
を含むことを特徴とする放射線測定器。
【請求項６】
請求項５記載の放射線測定器において、
前記線量演算部は、１ｃｍ線量当量、３ｍｍ線量当量、７０μｍ線量当量を演算することを特徴とする放射線測定器。
【請求項７】
請求項５記載の放射線測定器において、
前記ｎは３であり、
レスポンス補正された３つの計数値に基づいて放射線のエネルギーが推定され且つ線量が演算されることを特徴とする放射線測定器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射線測定器に関し、特に、１ｃｍ線量当量、３ｍｍ線量当量、７０μｍ線量当量を測定する個人線量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所、核燃料施設、放射線取扱施設などにおいては、各作業者に個人線量計の携帯が義務付けられている。個人線量計には各種のものがあるが、その中で複数種類の線量当量（１ｃｍ線量当量、３ｍｍ線量当量、７０μｍ線量当量）を測定するものがある。そのような従来の個人線量計は、２つあるいは３つ以上の放射線検出器が設けられ、それらの検出値から各線量当量が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多数の放射線センサを利用すると、それに比例して回路構成が複雑となり、消費電力の上昇（バッテリ消耗の促進）、個人線量計の形状の大型化という問題が生じる。また、各放射線センサに異なるフィルタを設ける場合、検出部の物量が増大する。
【０００４】
なお、特開平７−１２９３９号公報には関連する技術が開示されているが、個人線量計の小型化の面で問題がある。特開昭６２−２１１５７８号公報には、単一の放射線センサからのパルスを複数個の波高弁別器に入力し、その出力の比から放射線のエネルギーを判定し、そのエネルギーに応じてセンサのエネルギー応答特性を補正することが開示されている。しかし、出力の比の演算に先立つレスポンス補正が考慮されていないので、エネルギー推定精度を向上できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、少ない個数（望ましくは１個）の放射線センサによって複数の線量当量を測定することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、個人線量計において精度良く放射線エネルギーを推定し、それを演算に利用することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、単一の放射線センサと、段階的に複数の弁別閾値が時分割で設定され、前記放射線センサからの検出パルスを入力し、各弁別閾値を越える検出パルスを出力する波高弁別部と、所定の切換パターンに従って各弁別閾値を時分割で周期的に切り換える手段であって、各弁別閾値の設定期間を調整することによって前記各弁別閾値ごとにレスポンス補正を行う時分割制御手段と、前記レスポンス補正された各弁別閾値ごとの検出パルスを計数して計数値を求めるカウンタと、前記レスポンス補正された各弁別閾値ごとの計数値に基づいて、放射線のエネルギーを推定する手段と、前記レスポンス補正された各弁別閾値ごとの計数値に基づいて、前記放射線のエネルギーに応じて補正された線量を演算する手段と、を含むことを特徴とする。
また、本発明は、単一の放射線センサと、段階的に複数の弁別閾値が時分割で設定され、前記放射線センサからの検出パルスを入力し、各弁別閾値を越える検出パルスを出力する波高弁別部と、所定の切換パターンに従って各弁別閾値を時分割で周期的に切り換える時分割制御手段と、前記各弁別閾値ごとの検出パルスを計数して計数値を求めるカウンタと、前記各弁別閾値ごとの計数値にレスポンス補正用係数を乗算することによってレスポンス補正を行う手段と、前記レスポンス補正された各弁別閾値ごとの計数値に基づいて、放射線のエネルギーを推定する手段と、前記レスポンス補正された各弁別閾値ごとの計数値に基づいて、前記放射線のエネルギーに応じて補正された線量を演算する手段と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、波高弁別器の弁別閾値が時分割制御で切り換えられるので、複数の波高弁別に当たって弁別回路を共用でき、回路構成を簡略化可能である。また、各検出パルス数に対して重み付け（レスポンス補正）を行って線量の演算精度を高められる。
【０００９】
上記の重み付けは、各弁別閾値の設定時間の調整により又は各弁別閾値に対応した係数を乗算することにより実現可能である。前者の時間重み付けの場合、例えば波高弁別部の後段に単一のカウンタを接続し、そのカウンタから各弁別閾値ごとに計数値を出力させて、それらをメモリ上にいったん格納し、その上で、そのメモリ内の各計数値に対して各種の演算（特に、後述のエネルギー推定）を行ってもよい。あるいは、当該カウンタ上に、各弁別閾値ごとに時間重み付けがなされた計数値の積算値が求まった段階で、その積算値をカウンタから出力させ、その積算値に対して各種の演算を施すことによって、線量や線量当量の演算を行うようにしてもよい。一方、後者の係数重み付けの場合には、一般に、上記の単一のカウンタから各波高弁別値ごとに計数値がメモリへ転送され、そのメモリ上の各計数値に対する係数乗算が行われる。この場合においても、メモリ上に各計数値が独立記憶されるので、それらによる放射線のエネルギー推定が可能となる。
【００１０】
ここで、望ましくは、単一の放射線センサ、単一の波高弁別部、単一のカウンタが利用されるので、回路構成を極めてシンプルにできる。
【００１１】
望ましくは、前記線量を演算する手段は、１ｃｍ線量当量、３ｍｍ線量当量、７０μｍ線量当量を演算する。望ましくは、前記複数の弁別閾値は３つの弁別閾値であり、レスポンス補正された３つの計数値に基づいて放射線のエネルギーが推定され且つ線量が演算される。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明は、単一の放射線センサと、段階的にｎ個（但し２個以上）の弁別閾値が設定され、前記放射線センサからの検出パルスを入力し、各弁別閾値を越える検出パルスを出力するマルチ波高弁別部と、前記各弁別閾値ごとの検出パルスを計数するｎ個のカウンタと、前記ｎ個のカウンタの計数値に対してレスポンス補正を行う補正手段と、前記レスポンス補正後のｎ個のカウンタの計数値に基づいて、放射線のエネルギーを推定する手段と、前記レスポンス補正されたｎ個のカウンタの計数値に基づいて、前記推定されたエネルギーに応じて補正された線量を演算する線量演算部と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、ｎ個のカウンタの計数値に対してレスポンス補正を行った後に放射線のエネルギーを推定するので、その推定精度を高めることができ、ひいては線量演算精度を向上できる。
望ましくは、前記線量演算部は、１ｃｍ線量当量、３ｍｍ線量当量、７０μｍ線量当量を演算する。望ましくは、前記ｎは３であり、レスポンス補正された３つの計数値に基づいて放射線のエネルギーが推定され且つ線量が演算される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１には、本発明に係る放射線測定器の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。本実施形態に係る放射線測定器は例えば個人線量計である。もちろん、本発明はそれ以外の放射線測定器にも適用可能である。
【００１６】
図１において、放射線センサ１０は本実施形態において半導体検出器で構成されている。放射線センサは、放射線（例えばＸ線やγ線）のエネルギーに応じたパルス波高値を有する検出パルスを出力するものである。プリアンプ１２は、検出パルスを増幅し、さらにそれを通過した検出パルスはリニアアンプ１４によって増幅される。リニアアンプ１４から出力される検出パルスは、ディスクリ（波高弁別器）１６に入力されている。一方、このディスクリ１６には演算制御部１８からの参照電圧が供給されている。
【００１７】
ディスクリ１６においては、参照電圧を超える波高値を有する検出パルスのみが通過する。ここで、本実施形態においては演算制御部１８に参照電圧出力部２２が設けられており、その参照電圧出力部２２が時分割で三段階の参照電圧レベルを周期的に切り換え設定している。その切り換えパターンにおいては、各参照電圧レベルの設定期間は一致していてもよいが、その場合には後に説明するように係数乗算による重み付けが必要となる。一方、本実施形態においては、参照電圧出力部２２が時間重み付け機能を有しており、具体的には、各弁別レベルに対応した重み付け係数に応じて各参照電圧レベルの設定期間を調整している。
【００１８】
カウンタ２０には、ディスクリ１６から出力されるパルスが入力され、図１の例では、そのカウンタ２０によって各弁別レベルごとにパルスがカウントされる。上述したように、参照電圧出力部２２の時分割制御によってカウンタ２０内には各弁別レベルに対応したパルス数の係数値が順次格納され、それぞれが所定タイミングで読み出されて、後述のメモリ５０内に一時的に格納される。
【００１９】
図１において、各弁別レベルに対応した計数値がＡ，Ｂ，Ｃで示されており、それらがＣＰＵ２４に順次入力されている。ＣＰＵ２４は、後に説明する図７及び図２に示す工程を実行することによって、各計数値のカウントを管理し、また、放射線のエネルギーＥを推定しつつ、最終的に、３つの線量当量、すなわち１ｃｍ線量当量、３ｍｍ線量当量、７０μｍ線量当量を演算している。それらの３つの線量当量は表示部２６に表示されている。なお、バッテリ２８から各回路に電力が供給されている。
【００２０】
ここで、ＣＰＵ２４は、カウンタ２０及び参照電圧出力部２２の動作を制御している。また、ＣＰＵ２４にはメモリ５０が接続されている。このＣＰＵ２４の計数制御について図７を用いて説明する。まず、Ｓ２０１では、参照電圧出力部２２に計数値Ａ用の参照電圧が設定される。Ｓ２０２では、カウンタ２０による計数が開始され、Ｓ２０３においてＡ用の設定時間が経過するまでカウンタ２０による計数が継続される。Ｓ２０３で、計数値Ａ用の設定時間の経過が判断されると、Ｓ２０４でカウンタ２０内の計数値がメモリ５０へ転送された後、Ｓ２０５でカウンタ２０がリセットされる。そして、上記の一連の工程と同様の工程が計数値ＢについてＳ２０６〜Ｓ２１０で実行され、計数値ＣについてＳ２１１〜Ｓ２１５で実行される。最後にＳ２１６で測定継続が判断されると、Ｓ２０１からの各工程が繰り返し実行される。以上の工程によって、メモリ５０内には、計数値Ａ，Ｂ，Ｃが格納されることになるので、ＣＰＵ２４は以下の図２の演算工程を実行する。なお、上記においては時間重み付け方式の場合について説明したが、係数重み付け方式が適用される場合、例えば各計数値の弁別レベルの設定時間は同一とされ、重み付け前の各計数値がメモリ５０に格納されることになる。
【００２１】
図２には、ＣＰＵ２４における演算内容がフローチャートとして示されている。
【００２２】
まずＳ１０１では、上述のように時分割方式に従って放射線の計測が行われる。Ｓ１０２では、係数重み付け方式が適用される場合、各計数値Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれレスポンス補正用の係数ａ１，ｂ１，ｃ１が乗算され、さらにそれらの加算結果に対して一定の常数Ｋを乗算し、これによって１ｃｍ線量当量Ｄ（１０）を求められる。但し、１ｃｍ線量当量Ｄ（１０）は後のＳ１０４でエネルギー感度補正される。ちなみにその演算式が図２において（１）式で表されている。
【００２３】
一方、このＳ１０２において、図７に示したような時間重み付け方式（時間重み付けによるレスポンス補正）が適用される場合、計数値Ａ，Ｂ，Ｃの加算値に対して定数Ｋが乗算され、これによって１ｃｍ線量当量Ｄ（１０）が演算される。但し、上記同様に、１ｃｍ線量当量Ｄ（１０）は後のＳ１０４でエネルギー感度補正される。これが図２において（２）の計算式として示されている。
【００２４】
係数重み付け方式の場合には参照電圧出力部２２の切り換えが簡易となるが、その一方、係数乗算の負担が増大する。その一方、時間重み付け方式の場合には演算量を削減できるという利点がある。
【００２５】
ちなみに、上記の係数ａ１，ｂ１，ｃ１あるいはそれらに対応した時間重み付け期間は、それぞれの弁別レベルに対するレスポンス補正係数に相当するものである。
【００２６】
Ｓ１０３では、放射線のエネルギーＥが推定される。係数重み付け方式の場合、Ａ’（＝Ａ×ａ１），Ｂ’（＝Ｂ×ｂ１），Ｃ’（＝Ｃ×ｃ１）に基づいてエネルギーＥが推定され、一方、時間重み付け方式の場合には、すでに重み付けがなされた計数値Ａ，Ｂ，Ｃに基づいてエネルギーＥが推定される。
【００２７】
このエネルギーＥの推定に当たっては、図６に示すような分布テーブルが参照される。ここで、図６について説明すると、その図６に示すテーブルの横軸は入射放射線の実効エネルギーであり、縦軸は、第１の弁別レベルに対応したレスポンス補正後の計数値１０４、第２の弁別レベルに対応したレスポンス補正後の計数値１０２、第３の弁別レベルに対応したレスポンス補正後の計数値１００のそれぞれの相互間比率を表したものである。ちなみに、例えば、第１の弁別レベルは２０ｋｅＶに設定され、第２の弁別レベルは３０ｋｅＶに設定され、第３の弁別レベルは９０ｋｅＶに設定される。
【００２８】
以上のように、図６に示すような相互間の比率により、入射放射線の実効エネルギーを推定可能である。本実施形態においては、３つの計数値の相互比を利用しているので、演算量を一定に押さえつつもエネルギー推定精度を高められるという利点がある。特に、本実施形態においてはレスポンス補正後の各計数値に基づいてエネルギー推定を行っているため、より高精度の推定が可能である。
【００２９】
図２に戻って、Ｓ１０４では、推定されたエネルギーＥに基づいてＳ１０２で演算された１ｃｍ線量当量Ｄ（１０）に対する補正が行われる。この場合においては図６に示すテーブルに対応した係数値を乗算することなどが考えられる。このＳ１０４によって、補正後の１ｃｍ線量当量Ｄ（１０）が求められることになる。
【００３０】
Ｓ１０５では、例えばＳ１０４で求められた補正後１ｃｍ線量当量Ｄ（１０）に基づいて、所定の係数をそれぞれ乗算することによって、３ｍｍ線量当量Ｄ（３）及び７０μｍ線量当量Ｄ（０．０７）が算出される。それらの算出に当たっては、Ｓ１０２あるいはＳ１０３などで求められた各種のパラメータを適宜利用可能である。
【００３１】
いずれにおいても、エネルギー推定の下、各線量当量を補正演算しているので、図１に示したように単一の放射線センサ１０の利用であっても３種類の線量当量を演算できるという利点がある。Ｓ１０６では、表示部２６に上記のように演算された３つの線量当量が表示される。
【００３２】
なお、上記構成では、カウンタ２０において、各弁別閾値ごとの計数値Ａ，Ｂ，Ｃが求められたタイミングでそれぞれの計数値がメモリ５０へ転送され、同時にカウンタ２０がリセットされているが、カウンタ２０において、それらの積算値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）が求められたタイミングで当該カウンタからその積算値を出力させ（同時にカウンタ２０をリセット）、その積算値に対して係数値の乗算など所定の演算を行うことによって、線量及び線量当量を求めるようにしてもよい。但し、その場合にはエネルギー推定が困難となるが構成を簡易化できる。
【００３３】
図３及び図４には他の実施形態が示されている。図３（Ａ）には推定されたエネルギー区分ごとの重み付け係数ａ１，ｂ１，ｃ１が示されている。このようなエネルギー区分ごとの各係数を利用して、例えば図３（Ｂ）に示すような演算を実行することにより、レスポンスの重み付けと同時にエネルギー補正を行うことが可能となる。
【００３４】
また、図４（Ａ）にはエネルギー区分ごとのａ１〜ｃ１，ａ２〜ｃ２，ａ３〜ｃ３が示されており、図４（Ｂ）に示すような演算式を実行することによって、３つの線量当量を同時に演算することも可能となる。この場合においてもレスポンス補正とエネルギー感度補正とが同時に達成されている。
【００３５】
ちなみに上述した計算例は１例であって、これ以外にも各種の手法を適用可能である。
【００３６】
図５には、他の実施形態が示されている。なお、図１に示した構成と同様の構成には同一符号を付しその説明を省略する。この実施形態においてはディスクリが並列的に３つ設けられている。すなわち、ディスクリ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃが設けられている。それぞれには異なる弁別レベルが設定され、それぞれの出力が演算処理部３０内のカウント３２，３４，３６に入力され、独立して計数されている。その計数値がＡ，Ｂ，Ｃで表されており、演算部３８は上述した各種の演算式を実行することによって、上記の３つの線量当量を演算する。その演算結果は表示部４０に表示される。バッテリ４２は各回路に電源を供給する回路である。
【００３７】
このような実施形態においても、図６に示したように、計数値Ａ，Ｂ，Ｃに対するレスポンス補正を行った上で実効エネルギーの推定が行われており、そのように高精度に推定された実効エネルギーによってエネルギー感度補正が行われている。よって、従来例よりもより精度良く線量当量を求められるという利点がある。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、放射線測定器の小型化を図ることが可能となる。また、本実施形態によれば高精度の測定を実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る放射線測定器の構成例を示すブロック図である。
【図２】  演算部における処理内容を示すフローチャートである。
【図３】  線量当量の演算方法の他の例を示す図である。
【図４】  線量当量の演算方法の他の例を示す図である。
【図５】  他の実施形態に係る放射線測定器の構成を示すブロック図である。
【図６】  エネルギー推定原理を示す説明図である。
【図７】  時間重み付け方式を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０  放射線センサ、１２  プリアンプ、１４  リニアアンプ、１６  ディスクリ、１８  演算処理部、２０  カウンタ、２２  参照電圧出力部、２４  ＣＰＵ、２６  表示部。
【図１】
0003659852.tif 000002
【図２】
0003659852.tif 000003
【図３】
0003659852.tif 000004
【図４】
0003659852.tif 000005
【図５】
0003659852.tif 000006
【図６】
0003659852.tif 000007
【図７】
0003659852.tif 000008