(57)【要約】【課題】試料の放射能定量の不確かさを適切に評価する。【解決手段】放射能測定装置１０の演算部２３は、放射線検出器１５によって検出された放射線のエネルギースペクトルの全吸収ピークのピーク効率およびピーク効率の不確かさを算出する。演算部２３は、ピーク効率の不確かさに応じたピーク効率範囲に所定の確率密度関数を設定し、確率密度関数に従う乱数を発生させて、乱数に応じた疑似ピーク効率を模擬的に生成し、生成した疑似ピーク効率のエネルギー依存性を示す疑似ピーク効率関数を生成する。演算部２３は、複数の乱数に対応する複数の疑似ピーク効率関数によって、適宜のエネルギーでの疑似ピーク効率関数の値の度数分布を生成し、この度数分布に基づいて適宜のエネルギーでの疑似ピーク効率関数の値の不確かさを設定し、この不確かさを適宜のエネルギーでのピーク効率関数の値の不確かさとする。【選択図】図１
2014219360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料から放出される放射線を検出する放射線検出器と、
前記試料の情報と、前記放射線検出器によって検出された前記放射線のエネルギースペクトルの全吸収ピークとから、前記全吸収ピークのエネルギーでのピーク効率および該ピーク効率の不確かさを算出するピーク効率算出手段と、
前記ピーク効率算出手段によって算出された前記ピーク効率と、前記全吸収ピークのエネルギーとに応じて、前記ピーク効率のエネルギー依存性を示すピーク効率関数を生成するピーク効率関数生成手段と、
前記ピーク効率の不確かさに応じたピーク効率範囲に所定の確率密度関数を設定し、該確率密度関数に従う乱数を発生させて、該乱数に応じた疑似ピーク効率を模擬的に生成する疑似ピーク効率生成手段と、
前記疑似ピーク効率生成手段によって各前記乱数毎に生成された前記疑似ピーク効率と、前記全吸収ピークのエネルギーとに応じて、前記疑似ピーク効率のエネルギー依存性を示す疑似ピーク効率関数を各前記乱数毎に生成する疑似ピーク効率関数生成手段と、
前記疑似ピーク効率関数生成手段によって生成された複数の前記乱数に対応する複数の前記疑似ピーク効率関数によって、適宜のエネルギーでの前記疑似ピーク効率関数の値の度数分布を生成し、該度数分布に基づいて前記適宜のエネルギーでの前記疑似ピーク効率関数の値の不確かさを設定し、該不確かさを前記適宜のエネルギーでの前記ピーク効率関数の値の不確かさとする不確かさ設定手段と、
を備えることを特徴とする放射能測定装置。
【請求項２】
試料から放出される放射線を検出する放射線検出器と、
前記試料の情報と、前記放射線検出器によって検出された前記放射線のエネルギースペクトルとから、前記放射線検出器の効率較正に係る所定エネルギーでの変数および該変数の不確かさを算出する変数算出手段と、
前記変数算出手段によって算出された前記変数と、前記所定エネルギーとに応じて、前記変数のエネルギー依存性を示す変数関数を生成する変数関数生成手段と、
前記変数の不確かさに応じた変数範囲に所定の確率密度関数を設定し、該確率密度関数に従う乱数を発生させて、該乱数に応じた疑似変数を模擬的に生成する疑似変数生成手段と、
前記疑似変数生成手段によって各前記乱数毎に生成された前記疑似変数と、前記所定エネルギーとに応じて、前記疑似変数のエネルギー依存性を示す疑似変数関数を各前記乱数毎に生成する疑似変数関数生成手段と、
前記疑似変数関数生成手段によって生成された複数の前記乱数に対応する複数の前記疑似変数関数によって、適宜のエネルギーでの前記疑似変数関数の値の度数分布を生成し、該度数分布に基づいて前記適宜のエネルギーでの前記疑似変数関数の値の不確かさを設定し、該不確かさを前記適宜のエネルギーでの前記変数関数の値の不確かさとする不確かさ設定手段と、
を備えることを特徴とする放射能測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射能測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線検出器に対して、複数の標準線源を用いて複数のエネルギーの全吸収ピークのピーク効率を測定し、複数の測定点に所定の関数を適合させてピーク効率曲線を算出する方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「放射能測定法シリーズ  ７  ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリー」、文部科学省、平成４年、ｐ.９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術に係る方法においては、ピーク効率曲線を用いた放射線検出器の効率較正を伴う放射能定量の不確かさを評価することが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、試料の放射能定量の不確かさを適切に評価することが可能な放射能測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る放射能測定装置は、試料から放出される放射線を検出する放射線検出器（例えば、実施形態での放射線検出器１５）と、前記試料の情報と、前記放射線検出器によって検出された前記放射線のエネルギースペクトルの全吸収ピークとから、前記全吸収ピークのエネルギーでのピーク効率および該ピーク効率の不確かさを算出するピーク効率算出手段（例えば、実施形態での演算部２３）と、前記ピーク効率算出手段によって算出された前記ピーク効率と、前記全吸収ピークのエネルギーとに応じて、前記ピーク効率のエネルギー依存性を示すピーク効率関数を生成するピーク効率関数生成手段（例えば、実施形態での演算部２３が兼ねる）と、前記ピーク効率の不確かさに応じたピーク効率範囲に所定の確率密度関数を設定し、該確率密度関数に従う乱数を発生させて、該乱数に応じた疑似ピーク効率を模擬的に生成する疑似ピーク効率生成手段（例えば、実施形態での演算部２３が兼ねる）と、前記疑似ピーク効率生成手段によって各前記乱数毎に生成された前記疑似ピーク効率と、前記全吸収ピークのエネルギーとに応じて、前記疑似ピーク効率のエネルギー依存性を示す疑似ピーク効率関数を各前記乱数毎に生成する疑似ピーク効率関数生成手段（例えば、実施形態での演算部２３が兼ねる）と、前記疑似ピーク効率関数生成手段によって生成された複数の前記乱数に対応する複数の前記疑似ピーク効率関数によって、適宜のエネルギーでの前記疑似ピーク効率関数の値の度数分布を生成し、該度数分布に基づいて前記適宜のエネルギーでの前記疑似ピーク効率関数の値の不確かさを設定し、該不確かさを前記適宜のエネルギーでの前記ピーク効率関数の値の不確かさとする不確かさ設定手段（例えば、実施形態での演算部２３が兼ねる）と、を備える。
【０００６】
（２）本発明の一態様に係る放射能測定装置は、試料から放出される放射線を検出する放射線検出器（例えば、実施形態での放射線検出器１５）と、前記試料の情報と、前記放射線検出器によって検出された前記放射線のエネルギースペクトルとから、前記放射線検出器の効率較正に係る所定エネルギーでの変数および該変数の不確かさを算出する変数算出手段（例えば、実施形態での演算部２３が兼ねる）と、前記変数算出手段によって算出された前記変数と、前記所定エネルギーとに応じて、前記変数のエネルギー依存性を示す変数関数を生成す変数関数生成手段（例えば、実施形態での演算部２３が兼ねる）と、前記変数の不確かさに応じた変数範囲に所定の確率密度関数を設定し、該確率密度関数に従う乱数を発生させて、該乱数に応じた疑似変数を模擬的に生成する疑似変数生成手段（例えば、実施形態での演算部２３が兼ねる）と、前記疑似変数生成手段によって各前記乱数毎に生成された前記疑似変数と、前記所定エネルギーとに応じて、前記疑似変数のエネルギー依存性を示す疑似変数関数を各前記乱数毎に生成する疑似変数関数生成手段（例えば、実施形態での演算部２３が兼ねる）と、前記疑似変数関数生成手段によって生成された複数の前記乱数に対応する複数の前記疑似変数関数によって、適宜のエネルギーでの前記疑似変数関数の値の度数分布を生成し、該度数分布に基づいて前記適宜のエネルギーでの前記疑似変数関数の値の不確かさを設定し、該不確かさを前記適宜のエネルギーでの前記変数関数の値の不確かさとする不確かさ設定手段（例えば、実施形態での演算部２３が兼ねる）と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
上記（１）に記載の態様に係る放射能測定装置によれば、放射線検出器による検出の統計誤差および予め既知の不確かさ（例えば、効率較正用の試料の定量の不確かさなど）などによって特定のエネルギーでのピーク効率の不確かさが算出される。この特定のエネルギーでのピーク効率の不確かさに基づき、乱数を用いたシミュレーション的な処理によって、適宜のエネルギーでのピーク効率関数の値の不確かさが設定される。これによって、放射線検出器の効率較正に係る不確かさを適正に設定することができ、試料の放射能定量の不確かさを適切に評価することができる。
【０００８】
上記（２）に記載の態様に係る放射能測定装置によれば、放射線検出器の効率較正に係る変数として、ピーク効率における自己吸収の補正およびサム効果の補正に用いられ各種の変数などに対して、統計誤差および予め既知の不確かさなどによって特定のエネルギーでの不確かさが算出される。この特定のエネルギーでの変数の不確かさに基づき、乱数を用いたシミュレーション的な処理によって、適宜のエネルギーでの変数関数の値の不確かさが設定される。これによって、放射線検出器の効率較正に係る不確かさを適正に設定することができ、試料の放射能定量の不確かさを適切に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る放射能測定装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る放射線検出器によって検出された全吸収ピークのピーク効率およびピーク効率の不確かさと、ピーク効率の不確かさに応じたピーク効率範囲に設定された所定の確率密度関数とを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る放射能測定装置によって生成された疑似ピーク効率のエネルギー依存性を示す疑似ピーク効率関数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る放射能測定装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施形態による放射能測定装置１０は、図１に示すように、入力装置１１と、出力装置１２と、処理装置１３と、波高分析装置１４と、放射線検出器１５と、電源１６と、を備えている。
入力装置１１は、例えば操作者の入力操作に応じた信号を出力する各種のスイッチおよびキーボードなどを備え、操作者の入力操作に応じた各種の指令信号を処理装置１３へ送信する。
出力装置１２は、例えばスピーカおよび表示装置などを備え、処理装置１３から受信した各種の情報を出力する。
【００１１】
波高分析装置１４は、例えばマルチチャンネルアナライザであって、放射線検出器１５から出力される出力信号パルスの波高分布、つまり波高値に応じて設定された複数のチャンネル毎の計数値を算出する。例えば、試料から放出された放射線のエネルギーに応じた波高値を有する出力信号パルスが放射線検出器１５から出力されると、波高分析装置１４は放射線検出器１５の出力信号パルスの波高分布として、エネルギースペクトルを作成する。
放射線検出器１５は、例えばゲルマニウムなどの半導体検出器であり、試料から放出される放射線（例えば、γ線やＸ線など）を検出する。放射線検出器１５は、電源１６から電力が供給されている。
【００１２】
処理装置１３は、通信部２１と、記憶部２２と、演算部２３と、を備えている。
通信部２１は、処理装置１３と波高分析装置１４との間の各種の信号の送受信をおこなう。
記憶部２２は、例えば、予め設定された各種のデータと、演算部２３の演算結果のデータと、波高分析装置１４から出力されるデータとなどを記憶する。
【００１３】
演算部２３は、効率較正用の試料の情報と、放射線検出器１５によって検出された放射線のエネルギースペクトルの全吸収ピークの計数値（ピーク面積）とから、全吸収ピークのエネルギーでのピーク効率およびピーク効率の不確かさを算出する。効率較正用の試料の情報は、試料の形状、寸法、材質、重量、および放射能の量などの情報と、各情報に対して予め設定された不確かさの情報と、である。
例えば、図２に示すように、演算部２３は、複数の異なるエネルギーＥ（例えば、Ｅ１，…，Ｅ９）の全吸収ピークのピーク効率εの検出値ｓ（例えば、ｓ１，…，ｓ９）と 、ピーク効率εの検出値ｓの不確かさｕ（例えば、ｕ１，…，ｕ９）と、を算出する。演算部２３は、算出したピーク効率εの検出値ｓと、全吸収ピークのエネルギーＥとに応じて、所定関数の適合によって、ピーク効率εの検出値ｓのエネルギー依存性を示すピーク効率関数ｆ（Ｅ）を生成する。
【００１４】
演算部２３は、各全吸収ピーク毎に、ピーク効率の不確かさに応じたピーク効率範囲に所定の確率密度関数を設定し、この確率密度関数に従う乱数を発生させて、乱数に応じた疑似ピーク効率を模擬的に生成する。各乱数毎に生成した疑似ピーク効率と、全吸収ピークのエネルギーとに応じて、疑似ピーク効率のエネルギー依存性を示す疑似ピーク効率関数を生成する。
例えば、図２に示すように、演算部２３は、各全吸収ピーク毎に、ピーク効率εの検出値ｓの不確かさｕが９５％信頼水準によって規定されている場合には、ピーク効率εが検出値ｓを中央値とするピーク効率範囲（ｓ±ｕ）内に発生する確率が９５％となるような正規分布関数などの確率密度関数ｇ（ε）を設定する。そして、各全吸収ピーク毎に、確率密度関数ｇ（ε）に従う乱数Ｒｊ（ｊ＝１，…，Ｎ；Ｎは統計的に十分な数であって、例えば１００００など）を発生させる。この確率密度関数ｇ（ε）は、乱数Ｒｊ（ｊ＝１，…，Ｎ）に応じたピーク効率εの中央値Ｍに対する９５％信頼区間（Ｍ±２σ；σ＝標準偏差）がピーク効率範囲（ｓ±ｕ）に対応するような関数となる。
【００１５】
演算部２３は、例えば任意の自然数ｋ（例えば、ｋ＝１，…，９など）に対して、全吸収ピークの各エネルギーＥｋ毎に、各ピーク効率範囲（ｓｋ±ｕｋ）に設定した確率密度関数ｇ（ε）ｋに従う乱数Ｒｊ（ｋ）を発生させる。これによって、図３に示すように、全吸収ピークの各エネルギーＥｋ（Ｅ１，…，Ｅ９）毎に異なる乱数Ｒｊ（ｋ）を発生させ、各乱数Ｒｊ（ｋ）のうちのｉ番目の乱数Ｒｉ（ｋ）によって、疑似ピーク効率ｒ１（ｉ），…，ｒｋ（ｉ），…，ｒ９（ｉ）が模擬的に生成される。つまり、乱数Ｒｉ（ｋ）は自然数ｋによる参照の都度異なる乱数であって、例えば、エネルギーＥ１の乱数Ｒｊ（１）（ｊ（１）＝１，…，Ｎ）のｉ番目の乱数Ｒｉ（１）によって疑似ピーク効率ｒ１（ｉ）が生成され、エネルギーＥ２の乱数Ｒｊ（２）（ｊ（２）＝１，…，Ｎ）のｉ番目の乱数Ｒｉ（２）によって疑似ピーク効率ｒ２（ｉ）が生成され、以下同様にして、各疑似ピーク効率ｒ３（ｉ），…，ｒ９（ｉ）が生成される。
演算部２３は、これらの疑似ピーク効率ｒ１（ｉ），…，ｒｋ（ｉ），…，ｒ９（ｉ）に対する所定関数の適合によって、疑似ピーク効率ｒ１（ｉ），…，ｒｋ（ｉ），…，ｒ９（ｉ）のエネルギー依存性を示す疑似ピーク効率関数ｆ（Ｅ，ｉ）を生成する。演算部２３は、複数の乱数Ｒｊ（ｋ）のそれぞれ（つまり、各Ｒ１（ｋ），…，ＲＮ（ｋ））に対して疑似ピーク効率関数ｆ（Ｅ，ｊ）（ｊ＝１，…，Ｎ）を生成する。
演算部２３は、複数の乱数Ｒｊ（ｋ）に対応する複数の疑似ピーク効率関数ｆ（Ｅ，ｊ）（ｊ＝１，…，Ｎ）によって、適宜のエネルギーＥｘでの疑似ピーク効率関数ｆ（Ｅｘ，ｊ）（ｊ＝１，…，Ｎ）の値の度数分布を生成し、この度数分布の標準偏差などに基づいて、適宜のエネルギーＥｘでの疑似ピーク効率関数の値の不確かさを設定し、この不確かさを適宜のエネルギーＥｘでのピーク効率関数ｆ（Ｅｘ）の値の不確かさとする。
【００１６】
上述したように、本実施の形態による放射能測定装置１０によれば、放射線検出器１５による検出の統計誤差および予め既知の不確かさ（例えば、効率較正用の試料の定量の不確かさなど）などによって特定のエネルギー（つまり、全吸収ピークの各エネルギーＥ）でのピーク効率の不確かさが算出される。この特定のエネルギーでのピーク効率の不確かさに基づき、乱数Ｒｊ（ｊ＝１，…，Ｎ）を用いたシミュレーション的な処理によって、適宜のエネルギーＥｘでのピーク効率関数ｆ（Ｅｘ）の値の不確かさが設定される。これによって、例えば誤差伝播の煩雑な演算などを実行する必要無しに、放射線検出器１５の効率較正に係る不確かさを適正に設定することができ、試料の放射能定量などの不確かさを適切に評価することができる。
【００１７】
なお、上述した実施形態において、演算部２３は、シミュレーション的な処理によって、適宜のエネルギーＥｘでのピーク効率関数ｆ（Ｅｘ）の値の不確かさを設定するとしたが、これに限定されず、試料の自己吸収の補正およびサム効果の補正などの各種の演算処理で用いられる変数に対して、上述したシミュレーション的な処理によって、適宜のエネルギーＥｘでの不確かさを設定することができる。
つまり、演算部２３は、放射線検出器１５によって検出された放射線のエネルギースペクトルの全吸収ピークの計数値（ピーク面積）とから、放射線検出器１５の効率較正に係る適宜の変数および変数の不確かさを算出し、変数のエネルギー依存性を示す変数関数を生成する。そして、変数の不確かさに応じた変数範囲に所定の確率密度関数を設定し、この確率密度関数に従う乱数を発生させて、乱数に応じた疑似変数を模擬的に生成し、疑似変数のエネルギー依存性を示す疑似変数関数を各乱数毎に生成する。そして、複数の乱数に対応する複数の疑似変数関数によって、適宜のエネルギーでの疑似変数関数の値の度数分布を生成し、この度数分布に基づいて適宜のエネルギーでの疑似変数関数の値の不確かさを設定し、この不確かさを適宜のエネルギーでの変数関数の値の不確かさとする。
【００１８】
なお、上述した実施形態において、放射線検出器１５をゲルマニウムなどの半導体検出器としたが、これに限定されず、シンチレーション検出器などの他の検出器であってもよい。
【符号の説明】
【００１９】
１０…放射能測定装置  １１…入力装置  １２…出力装置  １３…処理装置  １４…波高分析装置  １５…放射線検出器  １６…電源  ２１…通信部  ２２…記憶部  ２３…演算部（ピーク効率算出手段、ピーク効率関数生成手段、疑似ピーク効率生成手段、疑似ピーク効率関数生成手段、不確かさ設定手段、変数算出手段、変数関数生成手段、疑似変数生成手段、疑似変数関数生成手段）
【図１】
2014219360.tif 000003
【図２】
2014219360.tif 000004
【図３】
2014219360.tif 000005