(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入射する放射線に応じて放射線量を演算し、該演算した放射線量を表示部または通信部に出力する放射線検出装置であって、
外部から入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するシンチレータと、
前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した入力信号を出力する受光素子と、
前記受光素子が出力した入力信号に確率共鳴現象を生じさせて波形再生した波形再生信号を出力する確率共鳴部と、
前記確率共鳴部が生成した波形再生信号に基づいて放射線量を計測する計測処理を行う演算部と、
を備え、
前記確率共鳴部は、
前記入力信号にノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算処理を行うノイズ加算部と、
前記ノイズ加算部が生成したノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行う閾値処理部と、
前記閾値処理部から出力されたパルス信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生処理を行う波形再生部と、
を備えたことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
外部から入射する放射線に応じて放射線量を演算し、該演算した放射線量を表示部または通信部に出力する放射線検出装置であって、
外部から入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するシンチレータと、
前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した入力信号を出力する受光素子と、
前記受光素子が出力した入力信号に確率共鳴現象を生じさせて波形再生した波形再生信号を出力する確率共鳴部と、
前記確率共鳴部が生成した波形再生信号に基づいて放射線量を計測する計測処理を行う演算部と、
を備え、
前記確率共鳴部は、
前記入力信号にノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算部と、
前記ノイズ加算部が生成したノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行う閾値処理部と、
を有した確率共鳴基本部を並列配置した複数の確率共鳴基本部と、
各確率共鳴基本部から出力されたパルス信号の同期した期間同士を加算したパルス加算信号を出力するパルス加算部と、
前記パルス加算部が出力したパルス加算信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生処理を行う波形再生部と、
を備えたことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項３】
前記ノイズ加算部、前記閾値処理部は、前記入力信号の時系列のサンプリングデータの１サンプリングデータ毎に、ノイズ加算処理、閾値処理をそれぞれ行うことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記波形再生部、前記演算部は、前記入力信号の過去の時系列のサンプリングデータをメモリに保持して、波形再生処理、計測処理をそれぞれ行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記受光素子が、半導体受光素子であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
外部から入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するステップと、
前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した入力信号を出力するステップと、
前記入力信号にノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算処理を行うステップと、
前記ノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行うステップと、
前記パルス信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生処理を行うステップと、
前記波形再生信号に基づいて放射線量を計測する計測処理を行うステップと、
計測した放射線量を表示部または通信部に出力するステップと、
を含むことを特徴とする放射線量計測処理方法。
【請求項７】
外部から入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するステップと、
前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した入力信号を出力するステップと、
前記入力信号を複数に分岐し、分岐された各入力信号に対してノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算処理を行うステップと、
前記ノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行うステップと、
各パルス信号の同期した期間同士を加算したパルス加算信号を出力するステップと、
前記パルス加算信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生処理を行うステップと、
前記波形再生信号に基づいて放射線量を計測する計測処理を行うステップと、
計測した放射線量を表示部または通信部に出力するステップと、
を含むことを特徴とする放射線量計測処理方法。
【請求項８】
前記ノイズ加算処理及び前記閾値処理が、前記入力信号の時系列のサンプリングデータの１サンプリングデータ毎に行われることを特徴とする請求項６または７に記載の放射線量計測処理方法。
【請求項９】
前記波形再生処理及び前記計測処理が、前記入力信号の過去の時系列のサンプリングデータをメモリに保持して行われることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の放射線量計測処理方法。
【請求項１０】
プロセッサに、
外部から入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するステップと、
前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した入力信号を出力するステップと、
前記入力信号にノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算処理を行うステップと、
前記ノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行うステップと、
前記パルス信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生処理を行うステップと、
前記波形再生信号に基づいて放射線量を計測する計測処理を行うステップと、
計測した放射線量を表示部または通信部に出力するステップと、
の各ステップを実行させることを特徴とする放射線量計測処理プログラム。
【請求項１１】
プロセッサに、
外部から入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するステップと、
前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した入力信号を出力するステップと、
前記入力信号を複数に分岐し、分岐された各入力信号に対してノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算処理を行うステップと、
前記ノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行うステップと、
各パルス信号の同期した期間同士を加算したパルス加算信号を出力するステップと、
前記パルス加算信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生処理を行うステップと、
前記波形再生信号に基づいて放射線量を計測する計測処理を行うステップと、
計測した放射線量を表示部または通信部に出力するステップと、
の各ステップを実行させることを特徴とする放射線量計測処理プログラム。
【請求項１２】
前記ノイズ加算処理及び前記閾値処理が、前記入力信号の時系列のサンプリングデータの１サンプリングデータ毎に行われることを特徴とする請求項１０または１１に記載の放射線量計測処理プログラム。
【請求項１３】
前記波形再生処理及び前記計測処理が、前記入力信号の過去の時系列のサンプリングデータをメモリに保持して行われることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の放射線量計測処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力施設などにおいて放射線量を測定する放射線検出装置、放射線量計測処理方法、及び放射線量計測処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、原子力施設などにおける放射能汚染を検出する放射線検出装置には、シンチレータを有する検出装置が組み込まれている。このシンチレータの一種である固体シンチレータとしては、スチレンやトルエンなどの有機溶媒にアントラセン、スチルベンゼンなどの蛍光体を溶解して高分子化することによって製造される、ポリスチレン、ポリビニルトルエンなどのプラスチックシンチレータがある。【０００３】
このプラスチックシンチレータは、結晶性の無機シンチレータと比較して、大面積の薄膜形状や長尺形状などへの成型加工が容易であり、さらに軽量かつ柔軟性があることで耐衝撃性にも優れ、しかも低コストで入手性が良いことから様々な放射線検出装置に用いられている。また、プラスチックシンチレータは、材料の比重が小さく、γ線感度が低いことから、β線を測定対象とする高感度な放射線検出装置に適用されている。【０００４】
ここで、特許文献１に記載された放射線検出装置は、検出器容器の内部上方に配置され、外部から入射する放射線量に応じた量のシンチレーション光を発生する大面積薄型シンチレータと、検出器容器の内部に大面積薄型シンチレータと平行に配置され、この大面積薄型シンチレータ内で発生したシンチレーション光を集光する複数個の薄型集光体とを備えている。この放射線検出装置は、大面積薄型シンチレータの検出器外側側面に貼り付けられた遮光膜と、複数個の薄型集光体の集光点にその受光面を薄型集光体に向けて配置されるとともに、受光した光を電気信号に変換して計数回路に出力する複数個の受光素子とを備えている。このような構成とすることによって、この放射線検出装置は、放射線の検出感度を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２４８１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の放射線検出装置では、光検出感度の高い大面積受光素子を設けたり、シンチレーション光を受光する受光素子を複数設けて光検出感度を高める構成としていたため、装置構成が複雑かつ大型化するとともに、光電子増倍管の光検出感度を超える感度を得ることは難しかった。【０００７】
一方、シンチレーション光をライトガイドして受光面積の小さい単一の受光素子とする構成の場合、受光素子としては、光検出感度を高めるため、光電子増倍管が用いられる。この場合、装置コストが高くなるという問題があった。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、受光面積が小さく、光検出感度の低い簡易な受光素子を用いても光検出感度を高くでき、結果的に放射線検出感度を高めることができる放射線検出装置、放射線量計測処理方法、及び放射線量計測処理プログラム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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる放射線検出装置は、外部から時系列で入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光を発生するシンチレータと、前記シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した受光信号を出力する受光素子と、前記受光素子が出力した受光信号に確率共鳴現象を生じさせて波形再生した波形再生信号を出力する確率共鳴部と、前記確率共鳴部が生成した波形再生信号に基づいて放射線量を計測する演算部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる放射線検出装置は、上記の発明において、前記受光素子が、半導体受光素子であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる放射線検出装置は、上記の発明において、前記確率共鳴部は、前記放射線検出部が生成した放射線検出信号にノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成するノイズ加算部と、前記ノイズ加算部が生成したノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する閾値処理を行う閾値処理部と、を有した確率共鳴基本部を並列配置した複数の確率共鳴基本部と、各確率共鳴基本部から出力されたパルス信号の同期した期間同士を加算したパルス加算信号を出力するパルス加算部と、前記パルス加算部が出力したパルス加算信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる放射線量計測処理方法は、外部から時系列で入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した受光信号を出力するステップと、前記受光素子にて生成される受光信号を複数に分岐し、分岐された各受光信号に対してノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成し、前記ノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する処理を閾値処理を同時に行った複数のパルス信号を出力する確率共鳴ステップと、各パルス信号の同期した期間同士を加算したパルス加算信号を出力するパルス加算ステップと、前記パルス加算信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生ステップと、前記波形再生信号に基づいて放射線量を計測する演算ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる放射線量計測処理プログラムは、プロセッサに、外部から時系列で入射する放射線のエネルギーに応じたシンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した受光信号を出力するステップと、前記受光素子にて生成される受光信号を複数に分岐し、分岐された各受光信号に対してノイズ信号を加算したノイズ加算信号を生成し、前記ノイズ加算信号が所定の閾値以上である場合にハイレベルとするパルス信号を出力する処理を閾値処理を同時に行った複数のパルス信号を出力する確率共鳴ステップと、各パルス信号の同期した期間同士を加算したパルス加算信号を出力するパルス加算ステップと、前記パルス加算信号を平滑化した波形再生信号を出力する波形再生ステップと、前記波形再生信号に基づいて放射線量を計測する演算ステップと、の各ステップを実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、確率共鳴部が、放射線検出部が生成した放射線検出信号に確率共鳴現象を生じさせて前記放射線検出信号を波形再生した波形再生信号を出力するようにしているので、受光面積が小さく、光検出感度の低い簡易な受光素子を用いても光検出感度を高くでき、結果的に放射線検出感度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１である放射線検出装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図２は、確率共鳴部の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、確率共鳴部に入力される放射線検出信号である入力信号の時間波形を示す図である。
【図４】図４は、ノイズ加算器が出力するノイズ加算信号の時間波形を示す図である。
【図５】図５は、比較器が出力する閾値処理信号の時間波形を示す図である。
【図６】図６は、加算部によって全ての閾値処理信号を加算した加算信号の時間波形を示す図である。
【図７】図７は、波形再生部から出力される波形再生信号である出力信号の時間波形を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２による確率共鳴部の構成を示す回路図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態３の放射線量計測処理プログラムによる放射線量計測処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
［全体構成］
図１は、本発明の実施の形態１である放射線検出装置の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、放射線検出装置１は、放射線検出部２と信号処理部３とを有する。放射線検出部２は、シンチレータ４、ライトガイド５、及び受光素子６を有する。また、信号処理部３は、確率共鳴部７及び演算部８を有する。
【００１８】
シンチレータ４は、外部から放射線Ｒが入射すると放射線Ｒのエネルギーに応じたシンチレーション光を発生し、シンチレータ４を支持するライトガイド５にシンチレーション光を入射する。ライトガイド５は、テーパ状をなし、面積の広い一端面にシンチレータ４が配置され、面積の狭い他端面に受光素子６が配置される。ライトガイド５に入射されたシンチレーション光は、反射を繰り返しながら小受光面積の受光素子６に到達する。そして、受光素子６は、シンチレーション光の入射光量に応じて光電変換した受光信号を出力し、この出力信号を確率共鳴部７への入力信号Ｖｉｎとして信号処理部３の確率共鳴部７に出力する。この入力信号Ｖｉｎは、放射線検出部２が検出した放射線検出信号である。
【００１９】
確率共鳴部７は、入力信号Ｖｉｎを確率共鳴処理によって、従来検出不可能であった、雑音に埋もれた微弱な入力信号Ｖｉｎであっても高感度に波形再生する。確率共鳴とは、潜在的に弱いリズム（微弱信号）をもつ非線形系に、ある最適な雑音が加わると、それまで隠れていたリズム（微弱信号）がむしろ顕在化し、感度良く検知される現象である。確率共鳴部７は、受光素子６から入力された入力信号Ｖｉｎに対して確率共鳴現象を発生させて放射線検出信号を波形再生した波形再生信号である出力信号Ｖｏｕｔを生成し、演算部８に出力する。ここで、一般的に、放射線Ｒの放射線検出信号（入力信号Ｖｉｎ）はパルス状の信号であり、出力信号Ｖｏｕｔもパルス状信号となる。演算部８は、パルス状信号である出力信号Ｖｏｕｔの大きさと数とをもとに、放射線量を計測する演算を行う。なお、演算結果である放射線量は、図示しない表示部や通信部などに出力される。
【００２０】
［確率共鳴部の構成］
図２は、確率共鳴部７の詳細構成を示すブロック図である。図２に示すように、確率共鳴部７は、４つの確率共鳴基本部４０ａ〜４０ｄ、加算部３０、及び波形再生部５０を有する。４つの確率共鳴基本部４０ａ〜４０ｄは、並列接続され、入力信号Ｖｉｎがそれぞれ入力される。
【００２１】
各確率共鳴基本部４０ａ〜４０ｄは、それぞれノイズ加算部１０ａ〜１０ｄ及び閾値処理部２０ａ〜２０ｄを有する。また、ノイズ加算部１０ａ〜１０ｄは、それぞれノイズ加算器１１ａ〜１１ｄ及びノイズ源１２ａ〜１２ｄを有する。さらに、閾値処理部２０ａ〜２０ｄは、それぞれ閾値電圧源２１ａ〜２１ｄ及び比較器２２ａ〜２２ｄを有する。
【００２２】
各ノイズ加算器１１ａ〜１１ｄは、それぞれノイズ源１２ａ〜１２ｄから出力されたノイズ信号Ｖｎ１〜Ｖｎ４を、入力された入力信号Ｖｉｎにそれぞれ加算し、ノイズ加算信号Ｖａ１〜Ｖａ４としてそれぞれ比較器２２ａ〜２２ｄに出力する。なお、ノイズ信号Ｖｎ１〜Ｖｎ４は互いに無相関な信号である。また、ノイズ信号Ｖｎ１〜Ｖｎ４は、ホワイトノイズ信号が好ましいが、これに限らず、他の種類のノイズ信号であってもよい。
【００２３】
各比較器２２ａ〜２２ｄには、それぞれ上述したノイズ加算信号Ｖａ１〜Ｖａ４と、各閾値電圧源２１ａ〜２１ｄから出力された閾値信号Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ４とがそれぞれ入力される。各比較器２２ａ〜２２ｄは、それぞれ入力されたノイズ加算信号Ｖａ１〜Ｖａ４が、それぞれ閾値信号Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ４以上である場合、ハイレベル信号とし、それぞれ閾値信号Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ４未満である場合、ローレベル信号とするパルス信号としての閾値処理信号Ｖｃ１〜Ｖｃ４をそれぞれ出力する。この閾値処理信号Ｖｃ１〜Ｖｃ４は、加算部３０に入力される。なお、閾値信号Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ４の値は、入力信号Ｖｉｎに含まれる雑音レベル及びノイズ信号Ｖｎ１〜Ｖｎ４の信号レベルよりも大きな値に設定される。
【００２４】
加算部３０は、各比較器２２ａ〜２２ｄから入力される４つの閾値処理信号Ｖｃ１〜Ｖｃ４を加算し、加算信号Ｖａｄとして波形再生部５０に出力する。波形再生部５０は、入力された加算信号Ｖａｄを平滑化し、もとの入力信号Ｖｉｎの波形再生を行った出力信号Ｖｏｕｔを出力する。
【００２５】
ここで、各確率共鳴基本部４０ａ〜４０ｄは、入力信号ＶｉｎのＳ／Ｎを向上させ、検出感度を高めることができる確率共鳴現象を発生させている。通常、閾値信号Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ４の値以下の微小信号は、検出不可能であるが、この確率共鳴基本部４０ａ〜４０ｄを用いると、確率共鳴現象によって閾値信号Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ４の値以下の微小信号（入力信号Ｖｉｎ）であっても、雑音に埋もれた中から入力信号Ｖｉｎのみを強調して出力することができる。
【００２６】
［確率共鳴部内の信号波形］
つぎに、確率共鳴部７内の信号波形をもとに確率共鳴部７の処理について説明する。まず、図３は、入力信号Ｖｉｎの時間波形を示す図である。図３に示すように、入力信号Ｖｉｎには、雑音に埋もれてはいるものの、受光素子６が検出したパルス状放射線検出信号Ｐが期間ｔａに存在する。このパルス状放射線検出信号Ｐは雑音に埋もれた微弱信号であるため、従来は検出できなかった。
【００２７】
図４は、ノイズ加算器１１ａが出力するノイズ加算信号Ｖａ１の時間波形を示す図である。図４に示すように、ノイズ加算信号Ｖａ１は、入力信号Ｖｉｎにノイズ信号Ｖｎ１を加算したものである。このノイズ信号Ｖｎ１を加えることによって、期間ｔａでのノイズ信号Ｖｎ１は、閾値信号Ｖｔｈ１以上となっている。
【００２８】
図５は、比較器２２ａが出力する閾値処理信号Ｖｃ１の時間波形を示す図である。図５に示すように、期間ｔａでは、確率共鳴現象によって、パルス状放射線検出信号Ｐに対応するパルス状信号Ｐ１が出力される。
【００２９】
図６は、加算部３０によって全ての閾値処理信号Ｖｃ１〜Ｖｃ４を加算した加算信号Ｖａｄの時間波形を示す図である。この加算信号Ｖａｄでは、期間ｔａに、パルス状放射線検出信号Ｐに近い波形である段階状信号Ｐ２が出力される。
【００３０】
図７は、波形再生部５０から出力される出力信号Ｖｏｕｔの時間波形を示す図である。波形再生部５０は、具体的には、周波数フィルタ回路であり、段階状の高域周波数成分を除去するローパスフィルタである。なお、ローパスフィルタの遮断周波数は、パルス状放射線検出信号Ｐのパルス幅から計算される信号周波数に対して十分に大きな値に設定する必要がある。図７では、期間ｔａに現れた波形再生信号Ｐ３は、図６に示した加算信号Ｖａｄに比して滑らかで、パルス状放射線検出信号Ｐの信号波形とほぼ同じ波形が再生されている。
【００３１】
なお、確率共鳴現象では、ノイズ信号Ｖｎ１〜Ｖｎ４が互いに無相関な信号であるため、確率共鳴基本部４０ａ〜４０ｄの並列化数を増加させることによって、さらにパルス状放射線検出信号Ｐに近い波形再生を行うことができる。なお、図２では、確率共鳴基本部４０ａ〜４０ｄの並列化数を４つとしたが、この数は一例を示したに過ぎない。
【００３２】
本実施の形態１では、簡易な構成の確率共鳴部７によって確率共鳴現象を発生させ、入力信号Ｖｉｎから不要な雑音を削除し、パルス状放射線検出信号ＰのＳ／Ｎ比を大幅に向上させることができるので、簡易な構成で放射線検出感度を向上させることができる。
【００３３】
また、本実施の形態１では、例えば、光電子増倍管などの高価な受光素子を用いなくても、アバランシェフォトダイオードなどの安価な半導体受光素子を用いて放射線検出感度を高めることができる。
【００３４】
また、上述した信号処理部３は、アナログ信号処理であってもよいし、入力信号ＶｉｎをＡ／Ｄ変換してデジタル信号処理を行ってもよい。デジタル信号処理を行う場合、信号処理部３をＦＰＧＡによって集積化することが好ましい。
【００３５】
（実施の形態２）
上述した実施の形態１では、４つの確率共鳴基本部４０ａ〜４０ｄを並列化した構成であったが、１つの確率共鳴基本部４０ａのみによっても確率共鳴部７を構成することができる。
【００３６】
図８は、本発明の実施の形態２による確率共鳴部の構成を示す回路図である。図８に示すように、確率共鳴部１７は、確率共鳴部７に配置されるものであり、実施の形態１に用いた１つの確率共鳴基本部４０ａと、波形再生部６０とを有する。確率共鳴基本部４０ａは、入力信号Ｖｉｎを、図５に示した閾値処理信号Ｖｃ１として波形再生部６０に出力する。波形再生部６０は、パルス状放射線検出信号Ｐに対応するパルス状信号Ｐ１に対して所定サンプリング期間で移動平均し、最終的にパルス状信号Ｐ１からパルス状放射線検出信号Ｐを再生した波形再生信号Ｐ３を生成する。そして、波形再生部６０は、波形再生信号Ｐ３を出力信号Ｖｏｕｔとして出力する。なお、移動平均は、一種のローパスフィルタ処理である。
【００３７】
（実施の形態３）
上述した実施の形態１，２は、信号処理部３を電子回路などのハードウェア構成としていたが、本実施の形態３では、信号処理部３に対応する処理を、ソフトウェアによるデジタル信号処理を行うようにしている。また、このデジタル信号処理は、放射線量計測処理プログラムによって実行されるようにしている。この場合、高速なＡ／Ｄ変換素子などを用いて入力信号Ｖｉｎを直接、Ａ／Ｄ変換してＣＰＵ及びメモリを含む演算装置に取り込み、メモリに保持された放射線量計測プログラムを用いて、ＣＰＵが、一連の放射線量計測処理、すなわちノイズ加算処理、閾値処理、加算処理、波形再生処理、放射線量計測処理などを実行する。なお、ＣＰＵ及びメモリを含む演算装置及び放射線量計測処理プログラムは信号処理部３として構成されることが好ましい。また、ＣＰＵは、確率共鳴部７の処理のみをプログラムを用いて実行するようにしてもよい。
【００３８】
図９は、本発明の実施の形態３の放射線量計測処理プログラムによる放射線量計測処理手順を示すフローチャートである。図９に示すように、まず、ＣＰＵは、確率共鳴基本部４０ａ〜４０ｄに対応する処理を並列処理する（ステップＳ１０１ａ，Ｓ１０２ａ，Ｓ１０１ｂ，Ｓ１０２ｂ，Ｓ１０１ｃ，Ｓ１０２ｃ，Ｓ１０１ｄ，Ｓ１０２ｄ）。すなわち、ＣＰＵは、ノイズ加算部１０ａに対応する加算処理（ステップＳ１０１ａ）後、閾値処理部２０ａに対応する閾値処理（ステップＳ１０２ａ）を行う第１処理と、ノイズ加算部１０ｂに対応する加算処理（ステップＳ１０１ｂ）後、閾値処理部２０ｂに対応する閾値処理（ステップＳ１０２ｂ）を行う第２処理と、ノイズ加算部１０ｃに対応する加算処理（ステップＳ１０１ｃ）後、閾値処理部２０ｃに対応する閾値処理（ステップＳ１０２ｃ）を行う第３処理と、ノイズ加算部１０ｄに対応する加算処理（ステップＳ１０１ｄ）後、閾値処理部２０ｄに対応する閾値処理（ステップＳ１０２ｄ）を行う第４処理と、並列処理する。
【００３９】
その後、ＣＰＵは、加算部３０に対応する加算処理を行う（ステップＳ１０３）。その後、ＣＰＵは、波形再生部５０に対応する波形再生処理を行う(ステップＳ１０４)。さらに、ＣＰＵは、演算部８に対応する放射線量の計測処理を行う（ステップＳ１０５）。その後、ＣＰＵは、所定サンプリング期間ごとに、上述した処理を繰り返す。なお、上述した処理全体は、入力信号Ｖｉｎの１サンプリングデータ毎に行う。ただし、ステップＳ１０４による波形再生処理やステップＳ１０５による放射線量の計測処理は、過去の時系列のサンプリングデータをメモリに保持して処理を行う。
【００４０】
本実施の形態３では、放射線量計測処理プログラムによって信号処理部３の処理を行うようにしているため、各種放射線検出装置に対する柔軟な設計や設計変更が可能になるとともに、回路部品も大幅に削減することができる。
【００４１】
なお、上述した実施の形態１〜３では、放射線検出部２がシンチレータ４を用い、このシンチレータ４からのシンチレータ光を受光素子６が受光してパルス状放射線検出信号Ｐを検出していた。しかし、これに限らず、シンチレータ４を用いず、放射線を直接検出する放射線検出素子によってパルス状放射線検出信号Ｐを検出するようにしてよい。すなわち、放射線検出部２は、入射した放射線Ｒのエネルギーに応じた出力信号（パルス状放射線検出信号Ｐ）を生成できればよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  放射線検出装置
２  放射線検出部
３  信号処理部
４  シンチレータ
５  ライトガイド
６  受光素子
７，１７  確率共鳴部
８  演算部
１０ａ〜１０ｄ  ノイズ加算部
１１ａ〜１１ｄ  ノイズ加算器
１２ａ〜１２ｄ  ノイズ源
２０ａ〜２０ｄ  閾値処理部
２１ａ〜２１ｄ  閾値電圧源
２２ａ〜２２ｄ  比較器
３０  加算部
４０ａ〜４０ｄ  確率共鳴基本部
５０，６０  波形再生部
Ｐ  パルス状放射線検出信号
Ｐ１  パルス状信号
Ｐ２  段階状信号
Ｐ３  波形再生信号
Ｒ  放射線
ｔａ  期間
Ｖａ１〜Ｖａ４  ノイズ加算信号
Ｖａｄ  加算信号
Ｖｃ１〜Ｖｃ４  閾値処理信号
Ｖｉｎ  入力信号
Ｖｎ１〜Ｖｎ４  ノイズ信号
Ｖｏｕｔ  出力信号
Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ４  閾値信号
【要約】
受光面積が小さく、光検出感度の低い簡易な受光素子を用いても光検出感度を高くでき、結果的に放射線検出感度を高めることができる放射線検出装置、放射線量計測処理方法、及び放射線量計測処理プログラムを提供することを目的とする。このための構成は、入射した放射線Ｒのエネルギーに応じて放射線検出信号を生成する放射線検出部２と、放射線検出部２が生成した放射線検出信号に確率共鳴現象を生じさせて前記放射線検出信号を波形再生した波形再生信号を出力する確率共鳴部７と、確率共鳴部７が生成した波形再生信号に基づいて放射線量を計測する演算部８と、を備える。【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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