(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルファ放出放射性核種を検出するための連続空気モニターであって、
検出器と、
前記検出器により検出された粒子のエネルギーを測定するための手段と、
所与のエネルギー範囲内で検出された粒子を計数することで、エネルギースペクトルにおける各エネルギー範囲についてチャンネル計数を決定するための手段と、
前記チャンネル計数から、バックグラウンドのラドンを表す曲線あてはめを生成する手段と、
チャンネル毎に前記チャンネル計数を前記曲線あてはめと比較する手段と
を含み、
前記モニターはさらに、
チャンネル毎の統計学的試験を実行して、各チャンネル計数が、関連するチャンネルについての正規統計偏差により決定される範囲の内にあるか外になるかを識別するための手段
を含むことを特徴とする、連続空気モニター。
【請求項２】
前記モニターが、アルファ放出が起こったか否かを決定するための定期的な複数チャンネル試験を実行するための手段をさらに含む、請求項１に記載の連続空気モニター。
【請求項３】
各チャンネル毎の前記正規統計偏差が、キュリー許容限界試験（Ｃｕｒｒｉｅ  ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｌｉｍｉｔ  ｔｅｓｔ）により定義される、請求項１又は２に記載の連続空気モニター。
【請求項４】
前記モニターが、前記統計学的試験を実行するに先立って所定の総数の計数を測定及び記録するための手段をさらに含む、請求項１から３のいずれかに記載の連続空気モニター。
【請求項５】
前記モニターが、前記検出器中に蓄積されたエネルギーをベーテ・ブロッホ式の二次近似に従って修正することで前記モニター内の空隙中のアルファ粒子のエネルギー損失を補償するための手段をさらに含む、請求項１から４のいずれかに記載の連続空気モニター。
【請求項６】
連続空気モニター中のバックグラウンドラドンガスに起因しうるアルファ粒子の検出を補償する方法であって：
エネルギースペクトルにおける複数のチャンネルの１つにおいて、計数される各検出されたアルファ粒子のエネルギーを記録する工程；及び
チャンネル毎の統計学的試験を実行して、各チャンネル計数が、関連するチャンネルについての正規統計偏差により決定される範囲の内にあるか外になるかを識別する工程
を含む方法。
【請求項７】
アルファ放出が起こったか否かを決定するための定期的な複数チャンネル試験を実行する更なる段階を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
各チャンネル毎の前記正規統計偏差が、キュリー許容限界試験（Ｃｕｒｒｉｅ  ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｌｉｍｉｔ  ｔｅｓｔ）により定義される、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記統計学的試験を実行するに先立って所定の総数の計数を測定及び記録する、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記モニター内の空隙中のアルファ粒子のエネルギー損失を補償するために、検出器中に蓄積されたエネルギーがベーテ・ブロッホ式の二次近似に従って修正される、請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線計測装置の改善に関し、検出されたアルファエネルギーに対する計数のスペクトルを収集できる装置に適用する。
【背景技術】
【０００２】
制御された領域での放射線事象を正確に記録するためには、検出器及びこの関連装置が標的粒子によって起こる放射線事象（この存在は装置が検出すると予想される。）とバックグラウンド放射線によって起こる放射線事象とを識別することが重要である。アルファ検出の場合に、主な問題は、地面及び周囲の建造物材料からのラドン発光の問題である。
【０００３】
工業的方法が空気中の汚染を試験することを要求する場合には、連続空気モニター（ＣＡＭ）を用いるのが一般的である。
【０００４】
ＣＡＭの目的は、空気中の放射活性塵粒を検出することである。ポンプはフィルターを介して公知の速度で空気を引き込み、フィルター上に塵を捕獲する。半導体検出器は、塵に対し、アルファ活性を監視する。該検出器が空隙中のアルファ活性を測定できるように（典型的には、約４ｍｍ）、空気は、フィルター上に、またフィルターを通って自由に流れなければならない。建造物は、塵フィルター上で捕獲される固体放射活性娘に崩壊するラドンガスを発光する。典型的には、ラドン娘ピークに因る総計数は、放出ピークの必要とされる検出レベルの総計数の１０から２０倍である。従って、アルファ空気中の監視は全て非常に大きな変動バックグラウンドの中で、少量の放出物質を検出するという問題を解決しなければならない。
【０００５】
自然崩壊系列の中で、２つのみがラドンガスを発生し、このため、ＣＡＭには重要である。
【０００６】
最初に２３２Ｔｈ系列を考慮する：
【０００７】
【数１】
0005897564.tif 000002
【０００８】
第１の固体娘２１６Ｐｏは、フィルターカード上でおそらく捕獲及び検出されないような短い半減期（０．１６ｓ）を有するので、アルファＣＡＭ２３２Ｔｈ系列は、分裂して、２１２Ｐｏ（８．７８ＭｅＶ）又は２０８Ｔｌ（６．０８ＭｅＶ）のいずれかを介して２０８Ｐｂに崩壊する２１２Ｂｉで出発する。
【０００９】
他の重要な系列は２３８Ｕである：
【００１０】
【数２】
0005897564.tif 000003
【００１１】
アルファＣＡＭ２３８Ｕ系列は、２１８Ｐｏが２２２Ｒｎガスからの第１の固体娘であるために２１８Ｐｏから始まるが、２１８Ｐｏは、２０８Ｔｌ６．０８ＭｅＶピークとはほとんど識別できない６ＭｅＶアルファを発光する。従って、２３８Ｕ系列に見られる唯一の明確に識別できるアルファは、２１４Ｐｏ（７．６９ＭｅＶ）である。ＣＡＭに関する限り、この系列は２１０Ｐｂ（２２．３年の半減期）で停止するので、２１０Ｐｏ由来の５．３ＭｅＶアルファは見られない。
【００１２】
従って、アルファＣＡＭは、以下の３つの天然ラドン崩壊娘ピークの存在下で、放出を検出しなければならない：
６．０／６．０８ＭｅＶ
７．６９ＭｅＶ
８．７８ＭｅＶ。
【００１３】
フィルターから離れるアルファは、検出器に到達する前に空隙中を移動せざるを得ず、これにより、各検出されたアルファは、空隙、検出器及びフィルターの幾何学的性質によって支配される形状を有する低エネルギーテイルを獲得する。
【００１４】
先に言及したこの３つのラドンアルファピークは、通常、曲線の当てはめ及び減算方法によって拒否される。最良の当てはめ曲線（通常、指数関数ｅｎｘの形式）は、各ラドンピークに当てはめられ、次いで、この最良の当てはめ曲線は、測定されたスペクトルから減算される。該方法は、最高のラドンピークから開始して、通常、順次実施される。８．７８ＭｅＶピークの低エネルギーテイルは、６．０８ＭｅＶピーク未満及びこのテイルでも依然として有意な計数を有するからである。
【００１５】
最も正確な曲線当てはめは、「最小二乗」法を使用する。この方法は、カイ二乗検定を最小限にするが、直ちに計算集約型になるため、安全状態中のシステムの堅牢性を証明するには影響があるかもしれない。
【００１６】
放射は統計的過程であるため、完全な減算であっても、非ラドン活性が全く存在しなくても、約ゼロの残差偏差が必ず残る。減算は、幾つかの負の及び幾つかの正の計数を与えるので、完全な減算から生じる残差計数の合計は、非ラドン依存性である事象（ｉｎｃｉｄｅｎｔ）からの読み値がある場合を除いて、ゼロになる傾向がある。
【００１７】
上記のラドン減算方法は統計的に有効であるが、存在し得る残差の非ゼロ合計が非ラドン放射活性放出に因るのみであるとの推定は、必ずしも有効でない可能性がある。調査したフォールスアラーム（誤警報）は、キセノンストロボライト、ガンマ線、電磁妨害、騒音、急激なラドン濃度変化により起こっている（しかし、これらに限定されない）。
【００１８】
放出検出は、２つの異なった矛盾する要件を有する：
第１に、労働者が受ける線量を最小限にするためには、合理的に実行可能な出来るだけ低い（Ａｓ  Ｌｏｗ  Ａｓ  Ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ  Ｐｒａｃｔｉｃａｂｌｅ（ＡＬＡＲＰ））空中放射能で放出検出を行わなければならない。第２に、フォールスアラームが起こると建物全体から人を避難させ、装置の監視でその領域が安全であると宣言されるまで再び立ち入ることができなくなる。従って、フォールスアラームは費用がかかる。さらに悪いことに、フォールスアラームはシステムの信頼性を減じ、真のアラームを無視することになりかねない。
【００１９】
このため、放出検出は、最小の検出可能レベルに対するフォールスアラームの増加可能性のバランスをとらなければならない。
【００２０】
一般的に、機構の法令放射線保護アドバイザーはアラームレベルを低くすることによって安全性を最大限にしたがるが、施設管理者はフォールスアラームに因る時間のロスを最小限にしなければならず、アラームレベルを上げる傾向がある。このため、この２つの反対の力は平衡になる傾向があり、これによって、許容されない数のフォールスアラームを発生させることなく、できるだけ低いアラームレベルが選択される。このようなレベルは一般的にＡＬＡＲＰとして知られている。残念なことに、このことは、各装置についてのＡＬＡＲＰアラームレベルが各施設での試行錯誤によって発見されなければならないことを示唆している。実際に、この詳細なレベルは実現可能ではなく、所定の施設での全ての装置は、最大のフォールスアラームを生じる１つの装置によって決定されるアラームレベルを有する可能性がある。このことは、他の全ての装置において、アラームレベルが非常に高く設定されていることを示唆している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の主な目的は、安全な場合での堅牢性を証明することを容易にするハードウェア及びソフトウェアの両方を単純化し及び最小化し、並びに検出器でのフォールスアラームの数を減少させることである。
【００２２】
従って、本発明は、アルファ放出放射性核種を検出するための連続空気モニターであって、該モニターは、各チャンネル中の測定された計数をラドン娘生成物に因る予測された計数と比較するチャンネル統計学的試験によってチャンネルを実行し、及び該予測された計数からの偏差があれば、この偏差が統計学的に有意であるか否かを決定することによって、複数のチャンネルの１つにおける各検出されたアルファ計数のエネルギーを測定及び記録し、及びラドンの存在に因る計数を補正する、連続空気モニターを提供する。
【００２３】
放出は、先行技術において合計残差を招く順次の減算ではなく、統計学的技術によるラドン曲線当てはめからの異常として検出される。
【００２４】
このため、ＣＡＭは、現在、フォールスアラームの一定の確率で作動できる。このことは、ラドン濃度を変更するにもかかわらず、ＡＬＡＲＰレベルを常時操作することを意味する。
【００２５】
この利点は、それぞれの及び全ての場所にそれぞれの及び全てのＣＡＭについてアラームレベルを経験的に設定する必要がないことである。このことは、フォールスアラームに対する非常に高い免除をもたらす。
【００２６】
該検出技術は、先行技術よりも洗練されているので、上記のラドン曲線当てはめ及び減算は、理想的である必要はなく、典型的には連続空気モニターによって遭遇した少数の計数による起こる不確実さを甚だしく悪くしない程度に「十分によい」ものであればよく、単純化された曲線当てはめはソフトウェア計算の数及び複雑性を軽減する。
【００２７】
フィルターと検出器との不可避の空隙は、検出器に蓄えられたアルファエネルギースペクトルを非線形に歪める。非線形湾曲に補正することは有利である。該空隙中の損失を補正することは、検出されたピークエネルギーをこの理論的エネルギーに戻すだけでなく、各低エネルギーテイルを、各々が同じ「ｎ」の値を有するスケール化ｅｎｘ式に適合させる。複数の「ｎ」値を減少させることは計算を軽減しソフトウェアを単純化するだけでなく、先行技術に必要であった計算を廃棄できるようになる。補正は、ベーテ・ブロッホ式を空隙の厚さに適用することによって実施する。
【００２８】
該補正を実施する際には、チャンネル番号とフィルターから発光されたアルファエネルギーとの直線関係があるので、ユーザーによる解釈は容易となる。即ち、発表されたエネルギーに関連付けられる発光エネルギーの点から、得られたエネルギースペクトルを直接測れるようになり、このことはアクチニドの迅速な同定を可能にする。
【００２９】
上で述べたように、スケール化された複数の同じ指数関数（ｅｎｘ）（「ｎ」は３つの曲線全てについて同一である。）を有する３つのラドン曲線の全てに適合できるようになる。
【００３０】
監視の範囲を限定することは一般に有利である。このことは、例えば、他のアクチニドアイソトープが方法に存在しないウランプラントにおいて当てはまる。このことは、（エネルギーを例えば３ＭｅＶ未満に下げることができるので）より高いエネルギーを無視できることを意味している。制限された範囲のエネルギーを超えて監視が必要とされるにすぎない場合には、３つ曲線は全て同一の指数関数を使用しているので、対象の範囲を超えてラドン曲線を適合させる必要がもはやなく、必要とされるソフトウェア計算の数を減少させる。
【００３１】
該技術の効率をさらに高めるために、スペクトルは、一定の時間間隔ではなく一定の計数間隔で収集する。このことは、各スペクトルが公知の総計数を有しているので、操作を必要とする数の範囲が限定され、計算をより簡単にする。このことはまた、メモリがシステムによって使用される必要がより少ないことを意味している。事象のない定常状態では、不変のスペクトルを記録し及び保存する要求がない。反対に、計数が急激に変化することがある事象では、データは、該時間間隔で非常に多く発生するので、失われることがない。
【００３２】
一定の時間ではなく固定計数を使用することは、最低検出可能放射能（ＬＤＡ）がこの平方根ではなくラドン濃度に直接比例することになり、密封及び管理された領域で見られるような人工的に低いバックグラウンドで感度を増加させることをも意味する。
【００３３】
さらに、時間依存的交差スペクトル分析は必要ない。全ての分析は、ラドン濃度を急に変えることによって起こるフォールスアラームに対する大いに改善された免除をもたらす１つのスペクトルで実施する。
【００３４】
本発明を以下の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】典型的なＣＡＭ設定を示す。
【図２】典型的な測定されたラドンアルファスペクトルを示す。
【図３】測定されたラドンアルファスペクトル及び曲線当てはめを示す。
【図４】異常の検出を示す。
【図５】ＣＡＭ２の空隙のために発光されたアルファエネルギー及び検出器に対するエネルギー損失を示す。
【図６】空隙中の蓄積されたエネルギーの表を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、典型的な検出器を示す。空気は、孔スクリーン（１２）を通してポンプによって引き込む（１０）。塵中のアクチニドは、該スクリーン上に蓄積し、検出器（１４）で検出する。空隙はエネルギーを弱めるので、最高の読み値は最短のパスと同じであり、検出器は最高エネルギーのこのピークと共に、所定の粒子スペクトルを記録する。
【００３７】
ラドンの存在下では、生成される固体を導く崩壊は、方法で作製された粒子（ｐｒｏｃｅｓｓ−ｃｒｅａｔｅｄ  ｐａｒｔｃｕｌａｔｅｓ）に起因しない崩壊を引き起こすことがあり、上で特定されたように、検出器は、ピークが検出されることになるか否かを考慮することから削除されるべきラドンに因る特徴的な３つのピーク群を記録する。
【００３８】
本発明の装置は、測定計数が曲線当てはめラドン計数に比べて統計的に有意であるか否かを見るために、３．２０ＭｅＶと５．８０ＭｅＶとの間の６６チャンネルの各々を個別に試験することによって放出を検出する。曲線当てはめ計数は内挿ラドンバックグラウンドであるので、この値を任意のチャンネルで測定された計数から差し引くことにより、該チャンネルでの任意の放出計数の正味計数を与える。各正味計数は、キュリー限界制限試験を用いて統計的有意性を試験する。一例として：
「正味計数は、該チャンネル中の内挿バックグラウンドの２倍の平方根の１．６４５倍より大きい場合には、統計的に有意であると考えられる。」
【００３９】
１．６４５のキュリー係数は、所定のチャンネル中の正味計数が正規統計偏差を超える確率ｐ＝０．０５（又は２０の可能性のうちの１）を与える。
【００４０】
ＣＡＭでは、任意のアクチニドエネルギーピークは、パスの多様性に因る関連した低エネルギーテイルを有し、アルファエネルギーは、空隙を通ってなくなる。検出装置が、隣接チャンネル中の異常を探す場合には、これは多数のチャンネル中の無作為分散異常ではなくアクチニドの特性であるので、検出全体は、先行技術によって達成され得るものを超えて相当に改善できる。
【００４１】
ランダム偏差の結果としてのキュリー限界を同時に妨害する「ｍ」個の隣接チャンネルの１群の確率は、以下である：
Ｐ＝ｐｍ
式中、
ｐ＝１つのチャンネル妨害の確率（この例では、０．０５）
ｍ＝群中のチャンネルの数（本発明の装置では５）。
【００４２】
しかしながら、本発明の装置は、繰り返し試験を行い、これによって「ｎ」個のチャンネル全体に渡る「ｍ」個のチャンネル群を取り除くので、合計（ｎ−ｍ）回の試験を実施し、このことは、次式のランダム偏差によって起こる５つの隣接キュリー妨害の確率を上げる：
Ｐ＝（ｎ−ｍ）ｐｍ
式中、ｎ＝チャンネルの総数（この例では６６）である。
【００４３】
最後の式を用いて、繰り返す５つの隣接チャンネル妨害試験は、検出された異常が２０中１から約５２．４５９中１までの正規統計偏差に因る１つのチャンネル確率を変化させ、この値は、ｐ、ｍ及びｎの好適な値を選択することによって必要に応じて調整できる。
【００４４】
本発明の装置内の方法のメカニクスは、チャンネル正味計数によってチャンネルを統計的に試験するので、キュリー妨害フラッグ（Ｃｕｒｒｉｅ  ｖｉｏｌａｔｉｏｎ  ｆｌａｇ）としての「１」の値を有意ストアと考えることである。個々のチャンネル試験と同時に、キュリー妨害フラッグの「ｍ」個のチャンネルの定期的付加は、「ｍ」個の隣接チャンネルが妨害されることを検索するためにも実施される。総数「ｍ」個のキュリー妨害フラッグの繰り返しが起こる場合には、有効な異常が発見され、該群の上流のエネルギーがアルファ放出のピークエネルギーであると考えられる。
【００４５】
放出検出は、簡単な減算よりむしろ、内挿されたラドンスペクトルと測定スペクトルとの統計的比較によって実施されるので、該システムは、フォールスアラームの固定確率で作動し、各装置は、ＡＬＡＲＰレベルで作動するための環境の変化に連続的に適応する。
【００４６】
図４からわかるように、２つの曲線当てはめを使用した。第１の曲線当てはめは、指数関数のデフォルト値を使用し、３．２ＭｅＶから５．８ＭｅＶ領域内のデータが実際の又は起こり得る放出を含むか否かを決定するためのキュリー試験を行う。２つの隣接キュリー妨害が発見される場合には、該２つの隣接する妨害のうちの最高のものからの１２のチャンネルの全てを、第２曲線当てはめのための指数関数の最適値を選択する試験から除く。これは、内挿ラドンバックグラウンドとして使用される第２曲線当てはめである。
【００４７】
空隙補正：
フィルター上の塵から離れるアルファ粒子を検出する前に、該粒子は、先ず、約４ｍｍの空隙、検出器表面上の耐光性アルミニウムウィンドウ、及びシリコン不感層を横断しなければならない。これらの層の各々は、非線形式にアルファ粒子エネルギーを減弱する（ブラッグ曲線）。層を横断するアルファ粒子エネルギー損失は、ベーテ・ブロッホ式を用いて見積もることができる：
【００４８】
【数３】
0005897564.tif 000004
式中、
−ｄＥ／ｄｘ＝エネルギー損失と距離との比（Ｊ／ｍ）
ｚ＝イオン電荷の電子電荷に対する比（アルファについて、ｚ＝２）
ｑｅ＝電子への電荷（約１．６０２×１０−１９Ｃ）
εｏ＝自由空間の誘電率（約８．８５４×１０−１２Ｆ／ｍ）
Ａ＝横断する物質の原子番号
Ｚ＝横断する物質の質量数
ρ＝横断する物質の密度（ｋｇ／ｍ３）
ＮＡ＝アボガドロ数（ＳＩ単位で約６．０２２×１０２６）
ｍｅ＝電子の質量（約９．１０９×１０−３１ｋｇ）
ｖ＝イオン挿入速度
ｃ＝光の速度（約２．９９８×１０８ｍ／ｓ）
β＝ｖ／ｃ。
【００４９】
ベーテ・ブロッホ式で要求されるイオン挿入速度「ｖ」（ｍ／ｓ）は、ローレンツ式を用いてこのエネルギー（ＭｅＶ）から得られる。
【００５０】
【数４】
0005897564.tif 000005
ｖ＝速度（ｍ／ｓ）
ｃ＝光の速度（約２．９９８×１０８ｍ／ｓ）
ｑｅ＝電子電荷（約１．６０２×１０−１９Ｃ）
ＥＭｅＶ＝イオンエネルギー（ＭｅＶ）
ｍｉｏｎ＝イオンの質量（アルファについて約６．６９５×１０−２７ｋｇ）。
【００５１】
空隙中の損失が主な損失であるが、検出器によって検出されるフィルターから離れるＣＡＭ中のアルファ粒子は３つの異なった層を横断しなければならない：
空隙（典型的には４．５ｍｍ、窒素として合理的に概算できる。）
検出器の光耐性ウィンドウ（典型的には２００μｍアルミニウム）
検出器の不感層（典型的には５００μｍシリコン）。
【００５２】
エネルギー損失の割合は挿入エネルギーに依拠するので、これらの層は、各々におおよそ適用されるベーテ・ブロッホ式で順次形成されなければならない。アルファは該物質を通じて通常のパスをとるにすぎないので（ピーク中のピークチャンネル計数を生成するアルファに当てはまる。）、エネルギー損失の割合は該層の厚さに渡って計算されると推定される。例として、５ＭｅＶアルファは、４．５ｍｍ空気層を横断し、４．２５ＭｅＶのエネルギーが出ていくので、７５０ｋｅＶの損失を被る。該アルファは、次いで、４．２５ＭｅＶのエネルギーを有するアルミニウム層に入り、４．１７ＭｅＶのエネルギーが出ていくので、２００μｍを横断する８０ｋｅＶの損失を被る。最後に、該アルファは、４．１７ＭｅＶのエネルギーを有するシリコン不感層に入り、３．９８ＭｅＶのエネルギーが出ていくので、５００μｍを横断する１９０ｋｅＶの損失を被る。これらの順次の計算は、挿入エネルギーの予測スペクトル全体のために行う必要がある。
【００５３】
図５は、空隙が優位であるが、検出器損失は無視できないことを示す。３つのベーテ・ブロッホ式の先の関連は非常に扱いにくいが、一度計算すると、検出器によって検出されたエネルギーに対するフィルターを離れる初期アルファエネルギーのグラフはプロットでき、２つのエネルギーに関する非常により簡略化された補正式を作成するために曲線当てはめできる。本発明による装置について、式は以下の通りである：
【００５４】
【数５】
0005897564.tif 000006
式中、
Ｅｅ＝フィルターからの発光エネルギー（ＭｅＶ）
Ｅｄ＝検出器に蓄積されたエネルギー（ＭｅＶ）。
【００５５】
この二次補正式は、ＡＤＣの前にアナログドメインで実行できるが、ドリフトが常に問題となる。
【００５６】
最も安定な解決策は、検出器における蓄積スペクトルのエネルギービンをフィルターから発光された必要スペクトルのビンにリサンプルすることである。典型的なＣＡＭは、０ＭｅＶから１０ＭｅＶまでのスペクトルを２５０チャンネルに分割するので、各チャンネルは４０ｋｅＶ幅である。従って、Ｃｈ０とＣｈ１との間の遷移は４０ｋｅＶで起こり、Ｃｈ１とＣｈ２との間の遷移は８０ｋｅＶで起こるなどである。よって、１つのスペクトルのための全ての遷移は他のスペクトルのために計算することができ、このことは、この計数がどこで作動するかを決定する非線形索引表をもたらす。
【００５７】
ＣＡＭ内では、計算は、エネルギーではなくチャンネル番号に基づく。該索引表を用いる個々のチャンネル計算の一例として、アウトプットチャンネル６９は、６９．００と７０．００にこの上限及び下限の積分値を有するが、該チャンネルに向かう蓄積エネルギーは、ＡＤＣチャンネル３０．９３で始まり、ＡＤＣチャンネル３２．１７で終了する。
【００５８】
アウトプットチャンネル６９に割り当てられた計数は以下の通りである：
インプットチャンネル３０から得られた計数＝（３１−３０．９３）×チャンネル３０中の計数
インプットチャンネル３１から得られた計数＝チャンネル３１中の総計数
インプットチャンネル３２から得られた計数＝（３２．１７−３２）×チャンネル３２中の計数。
【００５９】
実施例は、各アウトプットチャンネル（フィルターからの発光スペクトル）は、３つの特定されたＡＤＣチャンネル（検出器に蓄積されたスペクトル）の３つの事前に計算した割合の合計であることを示している。スペクトルをアップデートする毎に、完全な空隙補正スペクトルを構築するまで、索引テーブルを用いるリサンプリング方法を、必要とされるアウトプットチャンネルの各々に順次適用する。このことは、２５６ものチャンネル計算が存在することを意味しているが、各々が非常に単純であるので、該方法は速い。
【００６０】
先述の式によって明らかなように、アルファ粒子によって被るエネルギー損失は、エネルギーに関して非線形である。この重要性は、３ＭｅＶのエネルギーを有するアルファ粒子が７ＭｅＶのエネルギーを有する粒子よりも多いエネルギー損失を被ることであり、このため、７．６８ＭｅＶラドン娘ピークの低エネルギーテイルは６．０８ＭｅＶラドン娘ピークの低エネルギーテイルとは異なった形状を有し、曲線をｅｎｘ形式での式に当てはめた時に異なった「ｎ」値が各々ラドン娘ピークに必要とされる。
【００６１】
従って、空隙中の損失を補正することは、検出されたピークエネルギーをこの理論的エネルギーに戻すだけでなく、各低エネルギーテイルを、各々が同一の「ｎ」値を有するスケール化ｅｎｘ式に適合させる。複数の「ｎ」値を減じることは計算を軽減させ、ソフトウェアを単純化するだけでなく、先行技術に必要であった計算を無視できることにもなる。
【００６２】
観察された６．０８ＭｅＶラドンピークは７．６８ＭｅＶ及び８．７８ＭｅＶピークの両方の低エネルギーテイルに位置するので、正確な曲線減算を得るために３つのピークの全てを適合することが先行技術において必要であった。しかしながら、新規発明において、６．０８ＭｅＶ曲線は、同一の指数関数曲線の異なったスケーリング合計になるので、直接に適合でき、より高いエネルギー曲線を明確に適合させる必要はもはやない。従って、限定された範囲（おそらく、３．２ＭｅＶから５．８ＭｅＶ）を超えてアクチニドを検索する必要があるにすぎない場合には、曲線当てはめ計算の数及び複雑性は、単にラドン曲線を５．８ＭｅＶの高さに当てはめ、さらに計算を軽減させることによって、相当に減ずることができる。
【００６３】
検出器を離れる計数は、ビンにこのエネルギーを分類し、これによって保存され及びカウントされる。このようにして、エネルギースペクトルに対する計数を、後の分析のために設定する。当業者には明らかであろうが、スペクトルをリフレッシュするためにデータを加え、及び古いデータを除くことによって、スペクトルをアップデートする方法は、ＬＤＡを最小限にする鍵である。
【００６４】
先行技術は、一定の時間間隔におけるスペクトルを記載し、保存スペクトル中の複数の時間範囲を用いて、短期的事象、中期的事象、及び長期的事象を分析した。
【００６５】
本発明では、本装置は、一定の計数間隔でスペクトルをアップデートすることによって、固定した統合計数で維持された３０のスペクトルの回転ドラムメモリを使用する。各アップデートでは、最も古い３０のスペクトルを削除し、最も新しいものと交換する。このようにして、固定数の新しい計数を加え、同一数の古い計数を差し引く。
【００６６】
分析されるスペクトルはラドン濃度に関係なく固定数の計数を含むので、数の範囲を限定し、スケール化された整数計算の実行を容易にする。従って、ソフトウェアが単純化される。
【００６７】
スペクトルは一定の計数間隔でアップデートするので、最大の効率でメモリを使用する。データ収集及び保存は正確にデータ生成と一致するからである。ＣＡＭの製品寿命は典型的には２０年であり、多くの読み／書きサイクルを許容するメモリを必要とするため、メモリ最適化は重要である。メモリスティックで使用されるメモリの種類は安価であるが、必要とされる数の読み／書きサイクルを許容できない。メモリの各領域がサイクルの安全数（追加のソフトウェア複雑性）のみで使用されることを確実にするため、必要とされる数の読み／書きサイクルを許容できるメモリが必要とされる（追加の費用）、又はより大きな低い品質メモリのメモリ管理が必要とされる。従って、必要とされるメモリの量を最小限にすることは重要である。
【００６８】
低いラドン計数を有する建造物では、本発明の装置は、非常にゆっくりとラドンスペクトルを蓄積し、一方、別の建造物では、１０倍の速度で収集できるが、この２つの統合スペクトルは非常に似ている。しかし、急激な高い活性放出があった場合には、本発明の装置は、必要なだけ多くのスペクトルを収集し、このことは詳細な事象後分析を可能にする。両方の場合に、各スペクトルに関連したタイムスタンプは、時間に依存した計算を可能にする。
【００６９】
一定の時間間隔でスペクトルを発生する慣用的なＣＡＭは、バックグラウンド活性の平方根に逆比例するＬＤＡを有し、このことは正規分布の標準偏差がこの平方根に等しいという事実から直接導かれる。効率的には、装置は、一部の複数のバックグラウンドの標準偏差を超えると、異常を検出できる。
【００７０】
本発明の装置は一定のスペクトルサイズで稼動するので、一定の数の計数で異常を検出する傾向がある。しかし、固定データセットはバックグラウンド活性に対して逆比例する可変時間に渡って収集したので、本発明の装置は、この平方根ではなくバックグラウンド活性に直接比例するＬＤＡを有すると理解される。実用面では、このことは、低いバックグラウンド環境で、一定の計数間隔スペクトル上で稼動する本発明のアルゴリズムの装置が一定の時間間隔スペクトルを操作するものよりも感度が高いことを意味する。統計的法則はごまかしがきかず、低いバックグラウンド環境の改善は、高いバックグラウンドでのより低いパフォーマンスという負担を負う。
【００７１】
分析は、複数のスペクトルを検討する先行技術ではなく、１つのアップデートされたスペクトルのみで実施するので、ラドン濃度の急激な変化は無視される。ドアの開放に因るラドン濃度の急激な変化が、フォールスアラームが起こる原因としてよく知られている。
【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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