(57)【要約】【課題】ワイドレンジで高精度の放射線モニタを得る。【解決手段】放射線検出器１から入力される微少な電流を電荷積分部２で積分して鋸波状パルスに変換し、演算部１０の計数率算出部１０ａは設定時間当たりの鋸波状パルスの数と設定時間経過時の鋸波状パルスの電圧値から計数率を算出し、リーク電流補償部１０ｂは予め作成された温度対リーク電流のテーブルから測定時の温度に対応したリーク電流を求め、このリーク電流に基づいて計数率を補償する。鋸波状パルスの数と設定時間経過時点で１パルスに満たない鋸波状パルスの電圧値との両方に基づき微小電流を測定するので、微少電流を精度良く短時間で測定でき、かつ温度によって変化するリーク電流による誤差を補償するので、微少電流域でも高精度で測定できる。【選択図】図１
2014112052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器と鋸波状パルス生成部と計数部と電圧検出部と温度測定部と演算部とバイアス電源部とを有する放射線モニタであって、
上記放射線検出器は、放射線を検出して電流信号を出力するものであり、
上記鋸波状パルス生成部は、電荷積分部と電圧比較部と電荷放電部とを有し、
上記電荷積分部は、上記放射線検出器から入力された上記電流信号を電荷として蓄積し、蓄積された電荷に比例した電圧信号を出力するものであり、
上記電圧比較部は、上記電荷積分部が出力する上記電圧信号が設定された値に到達したらトリガ信号を出力するものであり、
上記電荷放電部は、上記トリガ信号をトリガにして上記電荷積分部に蓄積された電荷を放電させるものであり、
上記電荷積分部の上記電圧信号は上記電荷の蓄積と上記放電とを繰り返すことにより鋸波状に変化する鋸波状パルスとして出力されるものであり、
上記計数部は、設定時間当たりの上記トリガ信号の数を計数値として計数するものであり、
上記電圧検出部は、上記設定時間経過時における上記鋸波状パルスの電圧値を設定時間経過時電圧として検出するものであり、
上記温度検出部は、上記放射線検出器及び上記鋸波状パルス生成部の少なくとも一方の周囲温度を温度データとして検出するものであり、
上記演算部は、計数率算出部とリーク電流補償部とを有し、
上記計数率算出部は、上記計数値及び上記設定時間経過時電圧に基づいて計数率を求めるものであり、
上記リーク電流補償部は、上記温度データに基づいてリーク電流を求め上記求められたリーク電流に基づいて上記計数率を補償するものである
上記バイアス電源部は、上記放射線検出器にバイアス電圧を供給して上記放射線を検出して上記電流信号を出力しうる状態にするものである
放射線モニタ。
【請求項２】
上記電圧検出部は、上記設定時間経過時電圧の検出と併せて上記鋸波状パルスの電圧を検出するものであり、
上記演算部は、上記鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差を１カウントとみなし、上記設定時間経過時電圧に基づいて１カウント未満の計数値ｐ（ｎ）を求め、上記計数部にて計数された計数値Ｎ（ｎ）に加算してＮ（ｎ）＋ｐ（ｎ）を求め、前回の測定時に求めた１カウント未満の計数値ｐ（ｎ−１）を減算して、両者の差の｛Ｎ（ｎ）＋ｐ（ｎ）｝−ｐ（ｎ−１）に基づいて計数率を求めるものである
請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項３】
上記リーク電流補償部は、上記温度データ及び予め設定された温度とリーク電流との関係に基づいて測定時におけるリーク電流を求め、上記測定時におけるリーク電流に基づいて上記計数率を補償するものである
請求項１または請求項２に記載の放射線モニタ。
【請求項４】
リーク電流測定部が設けられたものであって、
上記リーク電流測定部は、上記バイアス電源部を制御して上記バイアス電圧を０Ｖにして上記放射線検出器が上記電流信号を出力しえない状態にして上記鋸波状パルスの電圧変化量を測定することにより上記測定時におけるリーク電流を求めるものである
請求項１または請求項２に記載の放射線モニタ。
【請求項５】
測定モード切換部が設けられたものであって、
上記測定モード切換部は、上記放射線検出器に上記バイアス電源が印加された状態で上記電流信号を上記鋸波状パルス生成部に入力して測定を行う通常測定モードと、上記バイアス電圧を０Ｖにして上記電流信号が上記電荷積分部に入力されない状態にしてリーク電流を測定するリーク電流測定モードとを切り換えるものである
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項６】
上記演算部は、ゲイン補償部を有するものであって、
上記ゲイン補償部は、上記電流信号を上記鋸波状パルスの繰り返し周波数に変換する変換率としてのゲインについて、上記温度データに基づいて測定時における上記ゲインを求め、測定時における上記ゲインに基づいて上記計数率を補償するものである
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項７】
上記ゲイン補償部は、上記温度データ及び予め設定された温度と上記ゲインとの関係に基づいて測定時における上記ゲインを求めるものである
請求項６に記載の放射線モニタ。
【請求項８】
上記ゲイン補償部は、上記温度データ及び上記鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差に基づいて測定時における上記ゲインを求めるものである
請求項６に記載の放射線モニタ。
【請求項９】
ゲイン補償測定モード切換部が設けられたものであって、
上記ゲイン補償測定モード切換部は、上記ゲイン補償部が上記温度データ及び予め設定された温度と上記ゲインとの関係に基づいて測定時における上記ゲインを求める通常のゲイン補償測定モードと、上記ゲイン補償部が上記温度データ及び上記鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差に基づいて測定時における上記ゲインを求める電圧差ゲイン補償測定モードと切り換えるものである請求項６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、放射線モニタ、特に放射線検出器から出力される電流信号を測定することにより、放射線の計数率等を測定する放射線モニタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所、核燃料再処理施設、放射線利用施設等及びそれらの施設周辺に設置される放射線モニタは、計数率等の測定において、通常の放射線レベルから事故を想定した放射線レベルまで広い測定レンジをカバーするために放射線検出器に例えば電離箱を使用し、放射線が電離箱に作用した結果発生する１０−１４Ａ（アンペア）オーダから１０−７Ａオーダの微小かつ広いレンジの電流を精度良く測定する必要がある。このような微少電流を測定する微少電流測定装置として、オペアンプの非反転入力端子と出力端子との間にコンデンサを接続した電流積分手段にて、供給される入力電流を電荷積分して電圧に変換し、その電圧が一定の電圧になったら自動的に放電させ、繰り返し鋸波状パルスを発生させ、設定時間内における鋸波状パルスの数を計数した計数値と設定時間が経過した時点で１パルスに満たない鋸波状パルスの電圧を測定した電圧値の両方に基づき微小電流を測定するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−８３９６７号公報（第２頁左下欄第１行目〜第４頁右下欄第１５行目及び第１図〜第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の微少電流測定装置は以上のように構成され、微少電流測定装置を放射線モニタに適用しようとした場合、放射線検出器から入力される微少な電流に対して微少電流測定装置におけるリーク電流が重畳するが、リーク電流が温度に依存して変化するため、１０−１４Ａオーダの測定レンジ下限付近では放射線検出器からの電流に対しリーク電流が相対的に大きくなり、温度変化が大きい使用環境で低放射線量の測定を行う場合、測定誤差が大きくなるという問題点があった。なお、リーク電流は微少電流測定装置の電流積分手段等を構成する電子部品の熱雑音や絶縁抵抗の温度変化等により変化する。
また、放射線モニタを構成する微少電流測定装置における電気回路の特性例えば放射線検出器から入力される電流を電荷積分するコンデンサの容量等の特性が温度により変化するため、放射線検出器から同じ電流が供給された場合でもコンデンサが所定電圧まで充電される時間が変化する。このため、矩形波パルスの繰り返し周波数が変化し、この繰り返し周波数に基づき算出された電流値が温度の影響を受け、測定誤差が相対的に大きくなるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ワイドレンジで高精度の放射線モニタを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る放射線モニタにおいては、
放射線検出器と鋸波状パルス生成部と計数部と電圧検出部と温度測定部と演算部とバイアス電源部とを有する放射線モニタであって、
上記放射線検出器は、放射線を検出して電流信号を出力するものであり、
上記鋸波状パルス生成部は、電荷積分部と電圧比較部と電荷放電部とを有し、
上記電荷積分部は、上記放射線検出器から入力された上記電流信号を電荷として蓄積し、蓄積された電荷に比例した電圧信号を出力するものであり、
上記電圧比較部は、上記電荷積分部が出力する上記電圧信号が設定された値に到達したらトリガ信号を出力するものであり、
上記電荷放電部は、上記トリガ信号をトリガにして上記電荷積分部に蓄積された電荷を放電させるものであり、
上記電荷積分部の上記電圧信号は上記電荷の蓄積と上記放電とを繰り返すことにより鋸波状に変化する鋸波状パルスとして出力されるものであり、
上記計数部は、設定時間当たりの上記トリガ信号の数を計数値として計数するものであり、
上記電圧検出部は、上記設定時間経過時における上記鋸波状パルスの電圧値を設定時間経過時電圧として検出するものであり、
上記温度検出部は、上記放射線検出器及び上記鋸波状パルス生成部の少なくとも一方の周囲温度を温度データとして検出するものであり、
上記演算部は、計数率算出部とリーク電流補償部とを有し、
上記計数率算出部は、上記計数値及び上記設定時間経過時電圧に基づいて計数率を求めるものであり、
上記リーク電流補償部は、上記温度データに基づいてリーク電流を求め上記求められたリーク電流に基づいて上記計数率を補償するものである
上記バイアス電源部は、上記放射線検出器にバイアス電圧を供給して上記放射線を検出して上記電流信号を出力しうる状態にするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る放射線モニタは、以上のように構成されているので、ワイドレンジで高精度の放射線モニタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１である放射線モニタの構成を示す構成図である。
【図２】図１の放射線モニタの動作を説明するための説明図である。
【図３】動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】実施の形態２である放射線モニタの構成を示す構成図である。
【図５】図４の放射線モニタの動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図４の放射線モニタの動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】実施の形態３である放射線モニタの構成を示す構成図である。
【図８】図７の放射線モニタの動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】実施の形態４である放射線モニタの構成を示す構成図である。
【図１０】図９の放射線モニタの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図９の放射線モニタの動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１〜図３は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものであり、図１は放射線モニタの構成を示す構成図、図２は動作を説明するための説明図、図３は動作を説明するためのフローチャートである。図１において、放射線検出器１は電荷積分部２に接続されている。放射線検出器１として、この実施の形態においては、電離箱を用いている。電荷積分部２は、コンデンサ２ａ及びオペアンプ２ｂを有する。オペアンプ２ｂの出力側が電圧比較部３及びアナログ／デジタル変換部７に接続されている。電圧比較部３の出力側が電荷放電部４及び矩形波パルス出力部５に接続されている。なお、電荷放電部４は定電流源４ａを有する。矩形波パルス出力部５は、計数部６に接続され、計数部６の出力側は演算部１０に接続されている。なお、この発明における鋸波状パルス生成部は、電荷積分部２、電圧比較部３、電荷放電部４にて構成されている。
【００１０】
また、アナログ／デジタル変換部７の出力側が演算部１０に接続されている。バイアス電源部８は演算部１０から指令を受け放射線検出器１にバイアス電圧として例えば６００〜８００Ｖ程度の高電圧を供給する。温度測定部９は放射線検出器１及び電荷積分部２の近傍に配設されるとともに演算部１０に接続され、温度に敏感な放射線検出器１及び電荷放電部４の周囲温度を測定して温度データを演算部１０に送信する。演算部１０は、計数率算出部１０ａ、リーク電流補償部１０ｂ、工学値変換部１０ｃを有し、これらの機能はマイクロコンピュータ上にて実行されるプログラムにて実現されている。演算部１０は表示・操作部１１と接続されている。表示部としての表示・操作部１１は、演算部１０から出力されたデータを表示すると共に、測定に必要な設定等の操作を行う。なお、これら放射線検出器１、電荷積分部２〜表示・操作部１１は一つの箱に収容されている。
【００１１】
次に、図２及び図３により動作を説明する。
電流信号を出力する放射線検出器１としては、電離箱、ＮａＩ（ＴＩ）シンチレーション検出器、プラスチックシンチレーション検出器等がある。アルミニウム容器に加圧したアルゴンまたは窒素あるいはそれらの混合ガスを封入した電離箱を使用することにより、バックグラウンド線量率レベルの１０−１４Ａオーダの電離電流から、原子力発電所事故を想定した線量率レベルの１０−７Ａオーダの電離電流、すなわち約７デカードという広いレンジでかつエネルギー特性が良好（平坦）な線量率計が得られる。ＮａＩ（ＴＩ）シンチレーション検出器、プラスチックシンチレーション検出器は、検出器を構成する光電子増倍管の暗電流が１０−９Ａオーダと大きいためこの暗電流が無視できる高線量率領域の電流信号を測定するのに適する。
【００１２】
一方、電離箱のリーク電流は、温度の上昇と共に増大し、例えばバックグラウンド線量率が５０ｎＧｙ／ｈの場合、常温から４０℃に温度が上昇するとリーク電流により電流信号の１／４程度が消失しまうため、演算部１０は、測定レンジ下限から２デカード程度上までの低線量率領域について、温度測定部９から出力された温度データに基づきリーク電流を補償する必要がある。高線量率領域の電流信号を測定するＮａＩ（ＴＩ）シンチレーション検出器、プラスチックシンチレーション検出器も同様に、光電子増倍管の暗電流が無視できない領域では暗電流の補償が必要となる。以下、放射線検出器１としては、電離箱を代表として説明する。
【００１３】
電離箱の場合、矩形波パルス出力部５から出力される矩形波パルスの繰り返し周波数は、バックグラウンドレベルでは数ｃｐｍと低く分解能が低いため、精度の高い測定をしようとすると数１０分間について計数する必要がある。そこで、以下のようにして測定時間を短縮する。演算部１０は、アナログ／デジタル変換部７から出力された電圧データを入力し、電荷積分部２の鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差を１カウントとみなし、今回演算周期に上記アナログ／デジタル変換部７から出力された設定時間経過時電圧値（デジタル変換された電圧データであり、設定時間経過時電圧値と記してデジタル値であることを明示する）ｐ（ｎ）に基づき１カウント未満の計数値ｃ（ｎ）を求め、計数部６から入力した計数値Ｃ（ｎ）に加算して計数値Ｃ（ｎ）＋ｃ（ｎ）とし、前回演算周期のデジタルデータの１カウント未満の計数値ｃ（ｎ−１）を減算して、その差の｛Ｃ（ｎ）＋ｃ（ｎ）｝−ｃ（ｎ−１）に基づき今回の計数率Ｎ（ｎ）を求めることにより、１カウント未満の計数を測定に使用して測定時間を短縮する。
【００１４】
以下、詳細に説明する。図２（ａ）において、放射線検出器１は放射線を検出して電流信号Ｊに変換して出力する。図２（ｂ）において、電荷積分部２は電流信号Ｊを入力として電荷として蓄積し、蓄積された電荷に比例した電圧信号Ｖｘを出力する。電圧比較部３は、その電圧信号Ｖｘが設定された値Ｖａに到達したら反転してトリガ信号を発し、電荷放電部４によりトリガ信号をトリガにして定電流源４ａから一定時間コンデンサ２ａに当該コンデンサ２ａに蓄積された電荷を打ち消す、つまり放電させるための電流が供給され、一定量の電荷の供給が終わるとコンデンサ２ａに蓄積された一定量の電荷が放電され電圧信号Ｖｘが所定の谷電圧になる。
【００１５】
矩形波パルス出力部５は、上記トリガ信号に対応して一定電圧の、間隔が電流信号Ｊに反比例したワンショットパルスを出力する。このワンショットパルスは計数部６にて計数される。図３のステップＳ１において、設定された設定時間ｔ０例えば短時間間隔２分が未だ経過していなければ最初へ戻り、電荷積分部２はコンデンサ２ａに充放電を繰り返し（図２（ｂ）参照）、設定時間が経過するまで鋸波状に変化する鋸波状パルスのパルス列が出力され、計数部６が矩形波パルス出力部５から出力されたワンショットパルスを計数する。つまり、計数部６は、鋸波状パルスの数あるいはトリガ信号の数を計数していることになる。ステップＳ１において、設定時間が経過すると、例えば測定開始から設定時間２分が経過すると、ステップＳ２へ行き、演算部１０は計数部６から出力された計数値Ｃ（ｎ）、設定時間経過時にアナログ／デジタル変換部７から出力された設定時間経過時電圧値ｐ（ｎ）（デジタル変換値）、温度データを読み込む。ステップＳ３において、演算部１０は計数値Ｃ（ｎ）と、設定時間経過時電圧値ｐ（ｎ）に基づき求めた１カウント未満の計数値ｃ（ｎ）を加算して計数値Ｃ（ｎ）＋ｃ（ｎ）とし、さらにこの計数値Ｃ（ｎ）＋ｃ（ｎ）を測定時間で除して計数率Ｎを演算する。なお、上記設定時間経過時電圧値ｐ（ｎ）は、電荷積分部２からアナログ／デジタル変換部７に入力された鋸波状パルスのアナログの電圧信号がアナログ／デジタル変換部７にてデジタル値に変換されたものである。
【００１６】
ステップＳ４において、演算部１０のリーク電流補償部１０ｂは、温度測定部９から入力された温度データに基づき、計数率算出部１０ａが算出した計数率Ｎを補償する。このステップＳ４の詳細は後述する。ステップＳ５において、工学値変換部１０ｃは補償された計数率を線量率や放射能濃度等の工学値に変換し、表示・操作部１１に表示する。以上で設定時間ｔ０（例えば２分）を１サイクルとする放射線量の測定が終了する。ステップＳ６において、測定が終りでなければステップＳ１へ戻り再び測定を行い、測定が終りならば、動作を終了する。なお、放射線検出器１からの電流が極めて微弱で設定時間ｔ０の間に鋸波状パルスが設定された値Ｖａに達しない場合は図２（ｂ）に示すように、１カウント未満の計数となる。
【００１７】
次に、ステップＳ４における温度に対するリーク電流の補償について詳細に説明する。リーク電流は、測定レンジ下限から２デカード程度上までの低線量率領域の測定に影響する。演算部１０のリーク電流補償部１０ｂは、型式試験（後述）で測定して求めておいた、温度とリーク電流計数率との関係を示すリーク電流計数率のテーブルｔａｂ（Ｎｃ）または補償関数と、温度測定部９から出力された温度データとに基づき、当該温度におけるリーク電流計数率Ｎｃを求め、測定された計数率Ｎに対してリーク電流分に相当するリーク電流計数率Ｎｃを加算して補償する。型式試験において温度に対するリーク電流を測定するときは、電荷積分部２の出力にデジタルオシロを接続し、当該温度でバックグラウンドが安定した状態で、鋸波状パルスが谷電圧からピーク電圧に上昇する過程の中間に達したときのタイミングで、表示・操作部１１を操作してバイアス電源部８の電圧設定を０Ｖにして、アナログ／デジタル変換部７から出力された電圧値の時間変化として測定する。なお、バイアス電源部８の電圧設定を０Ｖにすることにより、放射線検出器１からの入力電流が実質上入力されなくなるので、放射線検出器１からの本来の入力電流がゼロとなった時点からの電荷積分部２（コンデンサ２ａ）の電圧変化すなわちアナログ／デジタル変換部７から出力される電圧値の時間変化を測定することにより放射線検出器１が放射線を検出した結果としての本来の入力電流を除いたリーク電流を測定することができる。そして、このリーク電流をリーク電流計数率Ｎｃに換算して、リーク電流計数率のテーブルｔａｂ（Ｎｃ）や補償関数を作成する。なお、放射線モニタ毎にリーク電流計数率のテーブルまたは補償関数を用意して補償し、器差を排除するようにしてもよい。
【００１８】
以上のように、演算部１０は、計数部６から出力される計数値Ｃ（ｎ）とアナログ／デジタル変換部７から出力される設定時間経過時電圧値ｐ（ｎ）の両方に基づき計数率Ｎを演算し、すなわち設定時間経過時電圧値ｐ（ｎ）に基づく１カウント未満の計数を計数値に取り込んで計数率Ｎを求めることにより、環境放射線モニタリング指針（原子力安全委員会発行）の短時間間隔２分のデータ収集でも例えば１％以下の高精度で線量率を測定できるようになり、分解能を向上させかつ応答性を速めるように構成されている。加えて温度測定部９から出力された温度データに基づきリーク電流を求め、リーク電流に基づき計数率を補償することにより温度に対する安定性を向上させるようにしたので、ワイドレンジで高精度で応答性が速くかつ高安定の放射線モニタを得ることができる。
【００１９】
実施の形態２．
図４〜図６は、実施の形態２を示すものであり、図４は放射線モニタの構成を示す構成図、図５及び図６は動作を説明するためのフローチャートである。図４において、演算部２０はリーク電流補償部２０ａ及びリーク電流測定部２０ｂを有する。演算部２０の機能はマイクロコンピュータ上にて実行されるプログラムにて実現されている。表示部としての表示・操作部２１は測定モード切換部としての選択ボタン２１ａを有する。その他の構成については、図１に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。この実施の形態２は、実際の使用状態においてリーク電流を測定できるように演算部２０にリーク電流測定部２０ｂを設け、放射線検出器１から出力された電流信号を測定する通常測定モードと、バイアス電源部８の出力電圧を０Ｖにして電荷積分部２に入力されるリーク電流を測定するリーク電流測定モードと、を画面上で切り換える選択ボタン２１ａを表示・操作部２１に設けたものである。
【００２０】
表示・操作部２１の選択ボタン２１ａによる選択操作により通常測定モードが選択されると、演算部２０は、バイアス電源部８のバイアス電圧を制御し、放射線検出器１にバイアス電圧として所定の高電圧（６００〜１０００Ｖ程度）を印加する。一方、リーク電流測定モードが選択されると、バイアス電源部８はバイアス電圧を０Ｖにして放射線検出器１からの電流が実質的に入力されないようにリーク電流測定のための条件を整え、演算部２０のリーク電流測定部２０ｂは、実際のリーク電流を求め、求めたリーク電流をリーク電流計数率Ｎｍに換算する。一方、温度データに基づき、内蔵するリーク電流計数率のテーブルｔａｂ（Ｎｃ）または補償関数から、リーク電流計数率Ｎｃを求める。リーク電流計数率のテーブルｔａｂ（Ｎｃ）または補償関数は、実施の形態１で説明したものと同様のものである。そして、リーク電流測定モードにおいて測定されたリーク電流から求めたリーク電流計数率Ｎｍとテーブルｔａｂ（Ｎｃ）または補償関数から求めたリーク電流計数率Ｎｃとを比較し、その比が所定値内におさまっているか判定する。表示・操作部２１には、リーク電流計数率Ｎｍ，Ｎｃ、計数率Ｎ（ｎ）、リーク電流分を補償された計数率、温度、判定結果等を出力して表示する。
【００２１】
次に、図５及び図６のフローチャートにより、選択ボタン２１ａによる切換操作と演算部２０の制御・演算の詳細な手順について詳細に説明する。まず、図５のフローチャートにより、ステップＳ１０１からステップＳ１０９までの動作を説明する。通常測定モードにおいては、リーク電流補償部２０ａは実施の形態１におけるリーク電流補償部１０ｂと同様に、型式試験で測定して求めておいた、温度とリーク電流計数率との関係を示すリーク電流計数率のテーブルｔａｂ（Ｎｃ）または補償関数と、温度測定部９から出力された温度データとに基づき、当該温度におけるリーク電流計数率Ｎｃを求め、測定された計数率Ｎに対してリーク電流分に相当するリーク電流計数率Ｎｃを加算して補償する。
【００２２】
選択ボタン２１ａでリーク電流測定モードを選択し、通常測定モードからリーク電流測定モードに切り換えると、演算部２０のリーク電流測定部２０ｂは、ステップＳ１０１で鋸波状パルスの電圧データを読み込み、ステップＳ１０２で鋸波状パルスの電圧＜１／２Ｖｐ−ｐかを判定し、ＮＯならばステップＳ１０１に戻り、ＹＥＳならば次の演算周期のステップＳ１０３で鋸波状パルスの電圧データを読み込む。ステップＳ１０４で鋸波状パルスの電圧≧１／２Ｖｐ−ｐかどうかを判定し、ＮＯならばステップＳ１０３に戻る。ＹＥＳならばステップＳ１０５でバイアス電源部８を高電圧出力が０Ｖになるように制御し、次の演算周期のステップＳ１０６で鋸波状パルスの電圧データを読み込む。
【００２３】
ここに、Ｖｐ−ｐは、鋸波状パルスの谷電圧とピーク電圧との差電圧であり、１／２Ｖｐ−ｐはその中間点の電圧である。ステップＳ１０４、ステップＳ１０５にて鋸波状パルスの電圧が中間点の電圧１／２Ｖｐ−ｐ以上になったら、バイアス電源部８からの高電圧出力を０Ｖに変更し、放射線検出器１からの電流が実質的に入力されないようにしてから、ステップＳ１０６以降のリーク電流の測定を開始する。このとき、放射線検出器１からの電流がなくなれば、リーク電流が全くなければ電圧の変化はなく電圧１／２Ｖｐ−ｐのまま保たれるが、リーク電流の影響がプラスあるいはマイナスに作用すれば電圧は１／２Ｖｐ−ｐを基点として増加あるいは減少することになる。この増加あるいは減少を見られるようにするために、スタートポイント中間点の電圧１／２Ｖｐ−ｐに設定しているが、厳密に１／２Ｖｐ−ｐに設定しなくても増加あるいは減少を測定することができるので、厳密に１／２Ｖｐ−ｐに設定する必要はない。
【００２４】
ステップＳ１０７で電圧が所定の範囲内にあるか否かを判定し、ＮＯならばステップＳ１０９へ飛び、ＹＥＳならばステップＳ１０８へ進む。例えば、下限値は０．５Ｖ、上限値は放射線モニタの検出感度等で決められるが、例えば２．５Ｖに設定しておく。ステップＳ１０８では、電圧データの読み込み（ステップＳ１０６における読込）を予め決められた回数行ったかを判定し、ＮＯならばステップＳ１０６に戻り、再び電圧データを読み込む。ステップＳ１０８で、ＹＥＳならば次のステップＳ１０９で鋸波状パルスの電圧データ及び温度データを読み込む。このように予め決められた回数、電圧データを読み込んでから、さらにステップＳ１０９にて鋸波状パルスの電圧データ及び温度データを読み込みステップＳ１１０以降に進むのは、必要以上の頻度で判定を行わないようにするためである。また、ステップＳ１０７で鋸波状パルスの電圧が下限値あるいは上限値の範囲外となったときは、何らかの原因でリーク電流が急変したとして所定回数分の電圧データの読込動作を行わず、直ちにステップＳ１０９へ飛んで、以降の判定動作を行う。
【００２５】
次に、図６のフローチャートにより、ステップＳ１１０以降の動作を説明する。ステップＳ１１０で、１／２Ｖｐ−ｐの点からの電圧変化量を求め、ステップＳ１１１でその電圧変化量に相当する１カウント未満の電圧データを高電圧出力０Ｖに変更してからの時間で除してリーク電流（低下または増加）を求め、求めたリーク電流をリーク電流計数値Ｎｍに変換する。一方、ステップＳ１１２で測定温度に基づきリーク電流計数率のテーブルｔａｂ（Ｎｃ）と照合して（または当該補償関数から計算して）リーク電流分に相当するリーク電流計数率Ｎｃを求める。ステップＳ１１３でその比Ｎｍ／Ｎｃを求め、ステップＳ１１４でＮｍ／Ｎｃが許容範囲内かを判定する。この許容範囲は、要求される測定精度等により決定される。ステップＳ１１５でリーク電流分を補償した計数率、実測したリーク電流から求めたリーク電流計数率Ｎｍ、テーブｔａｂ（Ｎｃ）から求めたリーク電流計数率Ｎｃ、その比Ｎｍ／Ｎｃ、判定結果等を表示・操作部２１に表示して終了する。表示・操作部２１でリーク電流の測定結果を確認したら、選択ボタン２１ａを押して、通常測定モードを選択してリーク電流測定モードから通常測定モードに切り換える。
【００２６】
なお、測定モードにおいてリーク電流計数値Ｎｃの代わりにリーク電流測定モードにて測定したリーク電流計数値Ｎｍを用いることもできる。この場合は、リーク電流測定モードのまま測定を継続し、演算部２０におけるプログラムを変更して対応する。
【００２７】
以上のように、表示・操作部２１に通常測定モードとリーク電流測定モードとを切り換える切換手段としての選択ボタン２１ａを設け、ワンタッチ操作により現在測定されたリーク電流に対応するリーク電流計数率Ｎｍと、予めリーク電流計数率のテーブルに登録された当該温度におけるリーク電流分に相当するリーク電流計数率Ｎｃ（あるいは補償関数から求められたリーク電流計数率Ｎｃ）と、が比較判定され、それらと判定結果が表示・操作部２１に表示されるようにしたので、運用後におけるリーク電流を補償する機能の健全性を容易にチェックできるという効果を奏する。
【００２８】
実施の形態３．
図７及び図８は、実施の形態３を示すものであり、図７は放射線モニタの構成を示す構成図、図８は動作を説明するためのフローチャートである。図７において、演算部３０はゲイン補償部３０ａを有する。演算部３０の機能はマイクロコンピュータ上にて実行されるプログラムにて実現されている。その他の構成については、図１に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。この実施の形態３は、演算部３０が、周囲温度に応じてリーク電流の影響を補償するとともに放射線検出器１から入力される電流信号を鋸波状パルスの繰り返し周波数に変換する変換率としてのゲインを温度に応じて補償するものである。このゲインは、電荷積分部２に用いられているコンデンサ２ａや電荷放電部４の定電流源４ａに用いられている放電方向を定めるダイオード（図示せず）等の温度特性により変化するものであり、この実施の形態ではこれらによるゲインの温度変化を含めて補償し、更なる測定精度の向上を図るものである。
【００２９】
まず、型式試験において、温度に対するリーク電流のテーブルｔａｂ（Ｋ）とゲイン温度補償係数のテーブルｔａｂ（Ｒ）を作成しておく。形式試験において、高電圧出力０Ｖの状態で温度を変化させてリーク電流を測定し、リーク電流のテーブルｔａｂ（Ｋ）を作成する。次に、基準電圧発生器を接続して本来の入力電流の代わりに基準電流を入力し、電荷積分部２の出力側にデジタルオシロを接続し、温度を変化させながらアナログ／デジタル変換部７から出力される電圧データに基づき鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差Ｖｐ−ｐを求める。そして、この電圧差Ｖｐ−ｐを基準温度（例えば２０℃）における同様の電圧差Ｖｐ−ｐ（２０℃）を基準にして各温度におけるゲイン変動率Ｇを求め、この逆数であるゲイン温度補償係数のテーブルｔａｂ（Ｒ）を作成しておく。あるいは、温度とゲイン温度補償計数Ｒとの関係を関数化した補償関数を作成しておく。そして、実際の測定時には、演算部３０は、上記ゲイン温度補償係数のテーブルｔａｂ（Ｒ）または補償関数と、温度測定部９から出力された温度データとに基づき、計数率算出部１０ａが算出した計数率Ｎに当該周囲温度に対応するゲイン温度補償係数Ｒを乗じることで計数率のゲイン温度補償を行う。
【００３０】
次に、補償手順の詳細について図８のフローチャートに基づき説明する。演算部３０のゲイン補償部３０ａは、ステップＳ２０１で計数率算出部１０ａが算出した計数率Ｎと温度データを読み込み、ステップＳ２０２で周囲温度とゲイン温度補償係数のテーブルｔａｂ（Ｒ）に基づき測定温度におけるゲイン温度補償係数Ｒを求める。ステップＳ２０３においては、測定した計数率Ｎに上記求めたゲイン温度補償係数Ｒを乗じて上記基準温度（例えば２０℃）における値に換算したゲイン温度補償計数率Ｎａを求める。ステップＳ２０４でリーク電流補償部１０ｂは温度とリーク電流のテーブルｔａｂ（Ｋ）により測定時の温度に対応したリーク電流Ｋを求め、ステップＳ２０５でリーク電流Ｋにゲイン温度補償係数Ｒを乗じて補正リーク電流係数率Ｎｂを求める。ステップＳ２０６でゲイン温度補償計数率Ｎａに補正リーク電流係数率Ｎｂを加算してゲイン及びリーク電流の補償を行った計数率である出力係数率Ｎｃを求めて、この出力係数率Ｎｃを工学値に変換してステップＳ２０１へ戻る。
【００３１】
以上のように、演算部３０は、測定した温度に基づき、計数率についてゲインの温度特性を補償したゲイン温度補償計数率Ｎａを求め、次にリーク電流についてもゲインの温度特性を補償した補正リーク電流計数率Ｎｂを求め、ゲイン温度補償計数率Ｎａに補正リーク電流係数率Ｎｂを加算してリーク電流及びゲインの温度補償を行った計数率Ｎｃを出力するようにしたので、温度に対するゲイン及びリーク電流の影響を軽減し、安定化を図ることができる。
【００３２】
なお、上記ではゲイン及びリーク電流の双方の補償を行うものを示したが、ゲインの温度補償だけを行ってもよい。どの程度の測定精度が必要とされるかにより、組み合わせを適宜行うことができる。
【００３３】
実施の形態４．
図９〜図１１は、実施の形態４を示すものであり、図９は放射線モニタの構成を示す構成図、図１０及び図１１は動作を説明するためのフローチャートである。図９において、演算部４０はゲイン補償部４０ａ及びゲイン測定部４０ｂを有する。表示部としての表示・操作部４１は、測定モードを切り換えるゲイン補償測定モード切換部としての選択ボタン４１ａを有する。演算部４０の機能はマイクロコンピュータにて実現されている。その他の構成については、図７に示した実施の形態３と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。この実施の形態４は、実施の形態３と同様に予め形式試験において求められた温度に対するゲイン温度補償係数のテーブルｔａｂ（Ｒ）から求めたゲイン温度補償係数Ｒを用いてゲイン補償部４０ａにより計数率を補償する通常のゲイン補償測定モードと、ゲイン測定部４０ｂにて実際の測定の場において電荷積分部２から出力される鋸波状パルスの電圧に基づいて求められたゲイン温度補償係数を複数個平均して得られた平均ゲイン温度補償係数Ｒａを用いてゲイン補償部４０ａにより計数率を補償する電圧差ゲイン補償測定モードと、を選択ボタン４１ａにより切り換えできるようにしたものである。
【００３４】
次に動作について説明する。通常補正モードにおいては、実施の形態３と同様であり、ゲイン補償部４０ａがゲイン温度補償係数のテーブルｔａｂ（Ｒ）からゲイン温度補償係数Ｒを求めて計数率Ｎの補償を行う。選択ボタン４１ａにより実測ゲイン補償モード（電圧差ゲイン補償測定モード）が選択されると、以下に述べるような動作をする。演算部４０のゲイン測定部４０ｂが、アナログ／デジタル変換部７から出力される電圧値に基づき鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差Ｖｐ−ｐ（Ｍ）を実際に求め、この電圧差Ｖｐ−ｐ（Ｍ）に基づいてゲインの温度変化を求めて、ゲイン補償部４０ａが計数率を補償できるようにしたものである。鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧は、電荷積分部２に用いられているコンデンサ２ａや電荷放電部４の定電流源４ａに用いられている放電方向を定めるダイオード（図示せず）等の温度特性により変化するものであり、結果としてゲインの温度変化をもたらす。例えば、谷電圧は、理想的には例えば０．５Ｖを基準としたら０．５Ｖで一定であるべきだが、定電流源４ａやコンデンサ２ａの特性の温度変化により、若干プラス電圧になったりマイナス電圧になったりする。この実施の形態ではこれら鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧の差電圧Ｖｐ−ｐ（Ｍ）からゲインの温度変化を求めて補償し、一層の測定精度の向上を可能とするものである。
【００３５】
この補償手順の詳細を図１０及び図１１のフローチャートに基づき説明する。なお、電圧値についてはいつの演算周期かを今回を（ｎ）、前回を（ｎ−１）、前々回を（ｎ−２）にて表すことにする。まず、図１０によりステップＳ３０１からステップＳ３０９までの動作を説明する。ステップＳ３０１で計数率、温度、今回の電圧値Ｖ（ｎ）、前回の電圧値Ｖ（ｎ−１）、前々回の電圧値Ｖ（ｎ−２）を読み込み、ステップＳ３０２で計数率≦ゲイン補償上限計数率かを判定する。ステップＳ３０２で、ＹＥＳならステップＳ３０３へ行く。このステップＳ３０２で計数率≦ゲイン補償上限計数率かを判定するのは、高計数率時は精度の高い測定よりも応答性が重要であり、ゲイン補償が求められるのは低計数率領域であるからである。
【００３６】
ステップＳ３０３で電圧値Ｖ（ｎ）＜電圧値Ｖ（ｎ−１）かどうかを判定し、ＹＥＳならばステップＳ３０４へ行く。ステップＳ３０４で電圧値Ｖ（ｎ）＜電圧値Ｖ（ｎ−２）かどうかを判定し、ＹＥＳならステップＳ３０５へ行く。なお、ステップＳ３０３で電圧値Ｖ（ｎ）＜電圧値Ｖ（ｎ−１）かどうかの判定と、ステップＳ３０４で電圧値Ｖ（ｎ）＜電圧値Ｖ（ｎ−２）かの判定と、同種判定を２回行うようにしているが、これはノイズによる誤判定を防止して鋸波状パルスの増加から減少への反転に対応したピーク電圧を確実に測定するためである。ステップＳ３０５で電圧値Ｖ（ｎ−１）を鋸波状パルスのピーク電圧とみなし、次の演算周期のステップＳ３０６で計数率、温度、電圧値Ｖ（ｎ）を読み込む。このステップＳ３０６で演算周期を１回飛ばして鋸波状パルスの谷電圧を測定するようにしたのは、反転時のノイズを拾わないようにする念のための処置である。
【００３７】
さらに、ステップＳ３０７で電圧値Ｖ（ｎ）を鋸波状パルスの谷電圧とみなし、ステップＳ３０８でピーク電圧と谷電圧との電圧差Ｖｐ−ｐ（Ｍ）を求める。ステップＳ３０９で予め型式試験において求められた基準温度（校正時の温度例えば２０℃）におけるピーク電圧と谷電圧との電圧差をＶｐ−ｐ（Ｓ）とし、測定温度の電圧差をＶｐ−ｐ（Ｍ）とし、Ｖｐ−ｐ（Ｍ）とＶｐ−ｐ（Ｓ）との比Ｖｐ−ｐ（Ｍ）／Ｖｐ−ｐ（Ｓ）を求めてその比を測定温度におけるゲイン変動率とし、その逆数のＶｐ−ｐ（Ｓ）／Ｖｐ−ｐ（Ｍ）をゲイン補償係数Ｒとする。
【００３８】
ステップＳ３１０で移動平均により直近の所定数のゲイン補償係数Ｒから平均ゲイン補償係数Ｒａを求め、ステップＳ３１１で測定した計数率Ｎに平均ゲイン温度補償係数Ｒａを乗じて基準温度に対応する補償計数率Ｎｅを求める。ステップＳ３１２で温度とリーク電流のテーブルｔａｂ（Ｋ）からリーク電流Ｋを求め、ステップＳ３１３でリーク電流Ｋに平均ゲイン温度補償係数Ｒａを乗じて補正リーク電流計数率Ｎｆを求める。ステップＳ３１４で補償計数率Ｎｅに補正リーク電流計数率Ｎｆを加算して補償された出力計数率Ｎｇを求めて出力し、ステップＳ３０１へ戻る。また、ステップＳ３０２、ステップＳ３０３、ステップＳ３０４でＮＯならばステップＳ３０１へ戻る。
【００３９】
以上のように、実際の使用状態における鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧の電圧差に基づいてゲインの温度変化による影響を補償するようにしたので、実施の形態３の効果に加えて経時的なゲイン変動も補償できる効果を奏する。
【００４０】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、上述した各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  放射線検出器、２  電荷積分部、２ａ  コンデンサ、２ｂ  オペアンプ、
３  電圧比較部、４  電荷放電部、４ａ  定電流源、５  矩形波パルス出力部、
６  計数部、７  アナログ／デジタル変換部、９  温度測定部、１０  演算部、
１０ａ  計数率算出部、１０ｂ  リーク電流補償部、１１  表示・操作部、
２０  演算部、２０ａ  リーク電流補償部、２０ｂ  リーク電流測定部、
２１  表示・操作部、２１ａ  選択ボタン、３０  演算部、３０ａ  ゲイン補償部、
４０  演算部、４０ａ  ゲイン補償部、４０ｂ  ゲイン測定部、４１  表示・操作部、
４１ａ  選択ボタン。
【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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【図１０】
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【図１１】
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