(57)【要約】【課題】信頼性の高い放射線モニタ等を提供する。【解決手段】放射線モニタ１００は、所定の発光波長で発光する放射線検出素子１１ａを有する放射線検出部１１と、前記発光波長とは異なる波長の光を発する発光部１２と、前記発光波長の光を透過させ、発光部１２からの光を遮断する第１モードに設定される波長選択部１６と、光を伝送する光ファイバ１５ａ，１５ｂ，１５ｃと、波長選択部１６を透過した光を電気パルスに変換する光検出部１７と、前記電気パルスの計数率を測定する測定装置１８と、前記計数率と、発光部１２の光強度と、に基づいて、少なくとも発光部１２の劣化の有無を判定する解析・表示装置１９と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線に感度を有するとともに、光にも感度を有し、放射線又は光の入射によって所定の発光波長で発光する放射線検出素子を有する放射線検出部と、
前記発光波長とは異なる波長の光を発する発光部と、
前記発光波長の光を透過させ、前記発光部からの光を遮断する第１モードに設定される波長選択部と、
前記発光部から前記放射線検出部に光を伝送するとともに、前記放射線検出部から前記波長選択部に光を伝送する光伝送路と、
前記波長選択部を透過した光を電気パルスに変換する光検出部と、
前記電気パルスの計数率を測定し、前記計数率と、前記発光部の光強度と、に基づいて、少なくとも前記発光部の劣化の有無を判定する制御部と、を備えること
を特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
前記制御部は、
前記波長選択部が前記第１モードに設定された状態で、前記放射線モニタが正常であることが既知であるときの前記発光部の光強度と、前記計数率と、の関係を示す光強度‐計数率第１情報が格納される記憶部を有し、
前記放射線検出素子に入射する放射線の線量率が自然放射線レベルの状態で行われる前記放射線モニタの点検において、前記波長選択部を前記第１モードに設定し、所定の光強度の設定値に基づいて前記発光部から発せられた光に起因する前記計数率が、前記光強度‐計数率第１情報を基準として低下している場合において、前記発光部の実際の光強度が前記設定値よりも小さいとき、前記発光部が劣化していると判定すること
を特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項３】
前記波長選択部は、前記発光部からの光を透過させ、前記発光波長の光を遮断する第２モードをさらに有し、
前記記憶部には、前記波長選択部が前記第２モードに設定された状態で、前記放射線モニタが正常であることが既知であるときの前記発光部の光強度と、前記計数率と、の関係を示す光強度‐計数率第２情報が格納され、
前記制御部は、前記第１モードにおける前記計数率が、前記光強度‐計数率第１情報を基準として低下している場合において、前記発光部の実際の光強度が前記設定値よりも小さくないとき、前記波長選択部を前記第２モードに設定し、前記発光部から発せられた光に起因する前記計数率が、前記光強度‐計数率第２情報を基準として低下している場合、前記光伝送路が劣化していると判定すること
を特徴とする請求項２に記載の放射線モニタ。
【請求項４】
前記記憶部には、
前記光伝送路における光の波長と透過率との関係が、前記光伝送路の劣化の程度を示す数値に対応付けられた波長‐透過率情報が格納されるとともに、
前記計数率と、前記放射線検出素子に入射する放射線の線量率と、の関係を示す計数率‐線量率情報が格納され、
前記制御部は、前記光伝送路が劣化していると判定した場合、前記光伝送路を介して伝送される前記発光部の光の波長と、前記光伝送路における光の透過率と、前記波長‐透過率情報と、に基づいて、前記計数率‐線量率情報の校正を行うこと
を特徴とする請求項３に記載の放射線モニタ。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１モードにおける前記計数率が、前記光強度‐計数率第１情報を基準として低下している場合において、前記発光部の実際の光強度が前記設定値よりも小さくなっておらず、かつ、前記第２モードにおける前記計数率が、前記光強度‐計数率第２情報を基準として低下していないとき、前記放射線検出素子が劣化していると判定すること
を特徴とする請求項３に記載の放射線モニタ。
【請求項６】
前記制御部は、前記放射線検出素子に入射する放射線の線量率が自然放射線レベルよりも高い状態で行われる前記放射線モニタの動作確認において、前記波長選択部を前記第１モードに設定し、所定の光強度の設定値に基づいて前記発光部から発せられた光に起因する前記計数率が、前記設定値が維持されている状態で低下した場合において、前記発光部の実際の光強度が前記設定値よりも小さいとき、前記発光部が劣化していると判定すること
を特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項７】
前記波長選択部は、前記発光部からの光を透過させ、前記発光波長の光を遮断する第２モードをさらに有し、
前記制御部は、
前記波長選択部が前記第２モードに設定された状態で、前記放射線モニタが正常であることが既知であるときの前記発光部の光強度と、前記計数率と、の関係を示す光強度‐計数率第２情報が格納される記憶部を有し、
前記設定値が維持されている状態で前記計数率が低下した場合において、前記発光部の実際の光強度が前記設定値よりも小さくないとき、前記波長選択部を前記第２モードに設定し、前記発光部から発せられた光に起因する前記計数率が、前記光強度‐計数率第２情報を基準として低下している場合、前記光伝送路が劣化していると判定すること
を特徴とする請求項６に記載の放射線モニタ。
【請求項８】
前記記憶部には、
前記光伝送路における光の波長と透過率との関係が、前記光伝送路の劣化の程度を示す数値に対応付けられた波長‐透過率情報が格納されるとともに、
前記計数率と、前記放射線検出素子に入射する放射線の線量率と、の関係を示す計数率‐線量率情報が格納され、
前記制御部は、前記光伝送路が劣化していると判定した場合、前記光伝送路を介して伝送される前記発光部の光の波長と、前記光伝送路における光の透過率と、前記波長‐透過率情報と、に基づいて、前記計数率‐線量率情報の校正を行うこと
を特徴とする請求項７に記載の放射線モニタ。
【請求項９】
前記制御部は、前記設定値が維持されている状態で前記計数率が低下した場合において、前記発光部の実際の光強度が前記設定値よりも小さくなっておらず、かつ、前記第２モードにおける前記計数率が、前記光強度‐計数率第２情報を基準として低下していないとき、前記波長選択部を前記第１モードに設定し、前記発光部から発せられた光に起因する前記計数率が、前記光強度‐計数率第１情報を基準として低下している場合、前記放射線検出素子が劣化していると判定すること
を特徴とする請求項７に記載の放射線モニタ。
【請求項１０】
前記制御部は、前記設定値が維持されている状態で前記計数率が低下した場合において、前記発光部の実際の光強度が前記設定値よりも小さくなっておらず、かつ、前記第２モードにおける前記計数率が、前記光強度‐計数率第２情報を基準として低下していないとき、前記波長選択部を前記第１モードに設定し、前記発光部から発せられた光に起因する前記計数率が、前記光強度‐計数率第１情報を基準として低下していない場合、前記放射線検出素子に入射する放射線の線量率が変化した判定すること
を特徴とする請求項７に記載の放射線モニタ。
【請求項１１】
前記放射線検出部からの光を前記発光部及び前記波長選択部に向けて分岐させる光分岐部を備え、
前記発光部からの光が、前記光伝送路及び前記光分岐部を介して、前記放射線検出部に伝送されること
を特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項１２】
複数の前記放射線検出部が、それぞれ、発光波長の異なる前記放射線検出素子を有し、
前記波長選択部は、前記第１モードにおいて、前記制御部によって選択された前記放射線検出素子の発光波長の光を透過させ、他の波長の光を遮断すること
を特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項１３】
複数の前記放射線検出部のうち、前記制御部によって選択された前記放射線検出部に前記発光部からの光を導くとともに、前記制御部によって選択された前記放射線検出部からの光を前記波長選択部に導く光スイッチを備えること
を特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項１４】
前記発光部に設置される光減衰フィルタ、及び、前記波長選択部と前記光検出部との間に介在する別の光減衰フィルタのうち、少なくとも一方を備えること
を特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の放射線モニタ。
【請求項１５】
放射線に感度を有するとともに、光にも感度を有し、放射線又は光の入射によって所定の発光波長で発光する放射線検出素子の前記発光波長とは異なる波長の光を発光部から発し、前記発光波長の光を選択的に透過させる波長選択部を介して入射した光を制御部が電気パルスに変換し、前記電気パルスの計数率と、前記発光部の光強度とに基づいて、少なくとも前記発光部の劣化の有無を判定すること
を特徴とする放射線モニタの解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線モニタ、及び放射線モニタの解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線モニタに関して、例えば、放射線検出素子の付近に配置された微弱な放射線源（バグソース）の放射線が検出されない場合、放射線モニタが正常に機能していないと判定する技術が知られている。しかしながら、このような放射線モニタでは、放射線源の線量率を下回る放射線を検出することが困難であり、また、放射線源の管理が煩瑣であるという事情がある。
【０００３】
前記した放射線源が不要な放射線モニタとして、例えば、光パルスを用いた特許文献１に記載の技術が知られている。すなわち、特許文献１には、放射線及び光に感度を有するセンサ部と、センサ部に接続される信号処理部と、センサ部に光パルスを照射する発光部と、発光部の動作を制御する発光制御部と、同時計数部と、を備える放射線モニタについて記載されている。前記した同時計数部は、信号処理部からの信号と、発光制御部からの信号と、の同時計数をとり、一定回数連続で同時係数信号が得られなかった場合、放射線モニタが故障していると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３３６８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、「放射線モニタが故障している」と判定された場合において、センサ部及び発光部のいずれに不具合が生じているかを判別することが困難である。
また、特許文献１に記載の技術では、センサ部に光を照射するように（つまり、センサ部の付近に）発光部が配置される。したがって、原子炉格納容器等の高線量率環境下や、摂氏数百度の高温環境下では、発光部に不具合が生じる可能性があり、放射線モニタの信頼性をさらに高める余地がある。
【０００６】
そこで、本発明は、信頼性の高い放射線モニタ等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、放射線に感度を有するとともに、光にも感度を有し、放射線又は光の入射によって所定の発光波長で発光する放射線検出素子の前記発光波長とは異なる波長の光を発光部から発し、前記発光波長の光を選択的に透過させる波長選択部を介して入射した光を制御部が電気パルスに変換し、前記電気パルスの計数率と、前記発光部の光強度とに基づいて、少なくとも前記発光部の劣化の有無を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、信頼性の高い放射線モニタ等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの放射線検出素子で生成される光子、及び発光部からの光に関する説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタが備える解析・表示装置の機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの記憶部に格納されている計数率‐線量率情報の説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの点検時における処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの点検時における処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの点検時における光の径路を示す説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの発光部の光強度と計数率との第１モードにおける関係を示す説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの発光部の光強度と計数率との第２モードにおける関係を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの記憶部に格納されている波長‐透過率情報の説明図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの動作確認時における処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの動作確認時における処理を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの計数率及び光強度の変化の例を示す説明図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタの計数率及び光強度の変化の別の例を示す説明図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る放射線モニタの構成図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る放射線モニタの構成図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に係る放射線モニタにおいて複数の放射線検出素子で生成される光子、及び発光部からの光に関する説明図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る放射線モニタの構成図である。
【図１９】本発明の変形例に係る放射線モニタの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
≪第１実施形態≫
＜放射線モニタの構成＞
図１は、第１実施形態に係る放射線モニタ１００の構成図である。
放射線モニタ１００は、放射線を検出する機器である。また、放射線モニタ１００は、自身の健全性の有無（つまり、放射線モニタ１００が正常に機能しているか否か）を判定する機能等も有している。
【００１１】
図１に示すように、放射線モニタ１００は、放射線検出部１１と、発光部１２と、発光部制御装置１３（制御部）と、光分岐部１４と、光ファイバ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（光伝送路）と、を備えている。また、放射線モニタ１００は、前記した構成の他に、波長選択部１６と、光検出部１７と、測定装置１８（制御部）と、解析・表示装置１９（制御部）と、を備えている。
【００１２】
放射線検出部１１は、自身に入射する放射線や光を検出するものであり、例えば、原子力プラントの所定箇所に配置される。図１に示すように、放射線検出部１１は、放射線検出素子１１ａを備えている。放射線検出素子１１ａは、放射線に感度を有するとともに、光にも感度を有し、放射線又は光の入射によって所定の発光波長で発光する素子である。このような放射線検出素子１１ａとして、例えば、母材であるイットリウム・アルミニウム・ガーネットに希土類元素（ネオジム、イッテルビウム、セリウム、プラセオジウム等）を含有したシンチレーション素子を用いることができる。
【００１３】
本実施形態では、一例として、放射線検出素子１１ａがＮｄ：ＹＡＧ（ネオジム添加イットリウム・アルミニウム・ガーネット）である場合について説明する。このＮｄ：ＹＡＧは、γ線等の放射線が入射したり、発光部１２からの光が入射したりすると、約１０６４ｎｍの発光波長の光子を生成する性質を有している。
【００１４】
例えば、放射線検出素子１１ａであるＮｄ：ＹＡＧに放射線が入射すると、この放射線のエネルギによって、放射線検出素子１１ａのエネルギ準位が所定の励起状態に遷移する。そして、前記した励起状態から、エネルギ準位の低い基底状態に遷移するとき、放射線検出素子１１ａにおいて約１０６４ｎｍの発光波長の光子が生成される。
【００１５】
なお、発光部１２からの光が放射線検出素子１１ａに入射し、この光のエネルギによって放射線検出素子１１ａで光子が生成される場合についても同様のことがいえる。このように、発光波長が８００ｎｍ以上の放射線検出素子１１ａを用いることで、光の伝送に伴う光ファイバ１５ａ等の劣化を抑制できる。
【００１６】
ちなみに、放射線検出素子１１ａであるＮｄ：ＹＡＧに放射線又は光が入射した場合、約１０６４ｎｍの波長の光子が生成されるとともに、１０６４ｎｍとは異なる波長の光子も少数ではあるが生成される。つまり、放射線検出素子１１ａの「発光波長」とは、他の波長に比べて光子の生成率が比較的高い波長を意味している。
【００１７】
また、図１では図示を省略したが、放射線検出部１１は、放射線検出素子１１ａを収容するハウジングを備えている。このハウジングは、外部から入射する放射線を透過させるとともに、外部から入射する光を遮断する機能を有している。
【００１８】
図１に示す発光部１２は、放射線モニタ１００が正常に機能しているか否かの判定を行う際に用いられる半導体レーザである。なお、発光部１２としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いてもよい。この発光部１２は、放射線検出素子１１ａの発光波長とは異なる波長の光を発するようになっている。
【００１９】
図２は、放射線検出素子１１ａで生成される光子、及び発光部１２からの光に関する説明図である。なお、図２の横軸は光の波長であり、縦軸は光強度である。
図２に示す例では、放射線検出素子１１ａで生成される光子の波長（つまり、発光波長）よりも、発光部１２からの光の波長の方が短くなっている。これによって、放射線検出素子１１ａで生成された光子と、発光部１２から発せられた光とを、後記する波長選択部１６において区別（一方を透過させ、他方を遮断）できる。
【００２０】
なお、放射線検出素子１１ａがＮｄ：ＹＡＧ（発光波長：１０６４ｎｍ）である場合において、例えば、４４５ｎｍの波長で発光部１２を発光させてもよいし、また、５２０ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍ、８０８ｎｍ、９０５ｎｍ、９８０ｎｍといった波長で発光部１２を発光させてもよい。前記した波長のいずれであっても、その波長の光が放射線検出素子１１ａに入射すると、励起状態から基底状態への遷移に伴って、放射線検出素子１１ａにおいて約１０６４ｎｍの発光波長の光子が生成される。
また、放射線検出素子１１ａの発光波長よりも発光部１２の光の波長の方が長い場合にも、本実施形態を適用できる。
【００２１】
図１に示す発光部制御装置１３は、発光部１２を制御する装置であり、配線ｋ１を介して発光部１２に接続されている。発光部制御装置１３は、図示はしないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成されている。そして、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。なお、発光部制御装置１３が実行する処理については後記する。
【００２２】
光分岐部１４は、放射線検出部１１からの光を発光部１２及び波長選択部１６に向けて分岐させるものである。つまり、光分岐部１４は、光ファイバ１５ａを介して第１ポート１４ａに入射した光を、第２ポート１４ｂを介して光ファイバ１５ｂに導くとともに、第３ポート１４ｃを介して光ファイバ１５ｃに導く機能を有している。このような光分岐部１４として、例えば、光カプラを用いることができる。
【００２３】
放射線検出部１１から光ファイバ１５ａを介して光分岐部１４に入射した光は、１：１の割合で光ファイバ１５ｂ，１５ｃに分かれて伝送される。このうち、光ファイバ１５ｃを介して伝送される光に基づいて、放射線の検出や、放射線モニタ１００の点検等が行われる。
また、光分岐部１４は、発光部１２から光ファイバ１５ｂを介して入射した光を、光ファイバ１５ａを介して放射線検出部１１に導く機能も有している。
【００２４】
光ファイバ１５ａは、発光部１２から光分岐部１４等を介して入射する光を放射線検出部１１に導くとともに、放射線検出部１１で生成された光子を光分岐部１４に導く光伝送路である。このように、光ファイバ１５ａを介して双方向で光の伝送を行うことで、別々の光ファイバを用いる場合と比較して、コストの低減を図ることができる。光ファイバ１５ａの一端は、放射線検出素子１１ａを収容するハウジング（図示せず）の孔に差し込まれている。光ファイバ１５ａの他端は、光分岐部１４の第１ポート１４ａに接続されている。
【００２５】
光ファイバ１５ｂは、発光部１２からの光を光分岐部１４に導く光伝送路である。光ファイバ１５ｂは、一端が発光部１２に接続され、他端が光分岐部１４の第２ポート１４ｂに接続されている。
光ファイバ１５ｃは、放射線検出部１１から光分岐部１４等を介して入射する光を波長選択部１６に導く光伝送路である。光ファイバ１５ｃは、一端が光分岐部１４の第３ポート１４ｃに接続され、他端が波長選択部１６に接続されている。
【００２６】
なお、発光部１２から放射線検出部１１に光を伝送するとともに、放射線検出部１１から波長選択部１６に光を伝送する「光伝送路」は、光ファイバ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを含んで構成される。
【００２７】
波長選択部１６は、所定範囲内の波長の光を選択的に透過させるものである。このような波長選択部１６として、波長選択フィルタを用いてもよいし、また、分光器を用いてもよい。
【００２８】
波長選択部１６は、測定装置１８によって、次に説明する「第１モード」及び「第２モード」の一方から他方に切替可能になっている。
「第１モード」とは、放射線検出素子１１ａの発光波長の光を透過させ、発光部１２からの光を遮断するモードである。
「第２モード」とは、発光部１２からの光を透過させ、放射線検出素子１１ａの発光波長の光を遮断するモードである。
【００２９】
例えば、波長選択部１６が複数枚の波長選択フィルタを備える構成では、前記した各モードに対応する波長選択フィルタがオートチェンジャ式で選択される。また、波長選択部１６が分光器である場合には、前記した各モードに対応して、分光器の角度が調整される。
【００３０】
光検出部１７は、波長選択部１６を透過した光を電気パルスに変換する機器である。より詳しく説明すると、光検出部１７に１つの光子が入射すると、光電変換によって１つの電気パルスが生成されるようになっている。このような光検出部１７として、例えば、光電子増倍管やアバランシェフォトダイオードを用いることができる。
【００３１】
発明者らは、放射線検出素子１１ａに入射する放射線の線量率と、放射線検出素子１１ａで生成される単位時間当たりの光子の個数と、が比例関係にあることを実験により見出した。本実施形態では、この比例関係に基づいて、光検出部１７から測定装置１８に出力される電気パルスの単位時間当たりの個数（つまり、計数率）を、放射線の線量率に換算するようにしている。
【００３２】
また、発明者らは、放射線検出素子１１ａに入射する光の光強度と、放射線検出素子１１ａで生成される単位時間当たりの光子の個数と、の間にも比例関係があることを実験により見出した。本実施形態では、この比例関係に基づいて、発光部１２の光強度（つまり、放射線検出素子１１ａに入射する光の光強度）と、光検出部１７における電気パルスの計数率と、の関係を特定するようにしている。
【００３３】
測定装置１８は、光検出部１７から入力される電気パルスの計数率を測定する装置であり、配線ｋ２を介して光検出部１７に接続されている。測定装置１８は、図示はしないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。
【００３４】
解析・表示装置１９は、前記した計数率と、発光部１２の光強度と、に基づいて、少なくとも発光部１２の劣化の有無を判定する機能を有している。解析・表示装置１９は、図示はしないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。図１に示すように、解析・表示装置１９は、配線ｋ３を介して測定装置１８に接続されるとともに、配線ｋ４を介して発光部制御装置１３に接続されている。
【００３５】
図３は、放射線モニタ１００が備える解析・表示装置１９の機能ブロック図である。
図３に示すように、解析・表示装置１９は、記憶部１９１と、操作部１９２と、解析部１９３と、表示制御部１９４と、表示部１９５と、を備えている。
記憶部１９１には、計数率‐線量率情報１９１ａと、光強度‐計数率第１情報１９１ｂと、光強度‐計数率第２情報１９１ｃと、波長‐透過率情報１９１ｄと、が格納されている。
計数率‐線量率情報１９１ａは、測定装置１８から入力される電気パルスの計数率（つまり、光子の計数率）と、放射線の線量率と、の関係を示す情報である。
【００３６】
図４は、放射線モニタ１００に記憶部１９１に格納されている計数率‐線量率情報１９１ａの説明図である。
図４の横軸は、測定装置１８から入力される電気パルスの計数率である。図４の縦軸は、放射線検出素子１１ａに入射する放射線の線量率である。
図４に示すように、計数率と線量率とは比例関係になっている。この比例関係を表す直線Ｌ０の比例係数が、計数率‐線量率情報１９１ａ（図３参照）として、予め記憶部１９１に格納されている。
【００３７】
なお、図３に示す光強度‐計数率第１情報１９１ｂ、光強度‐計数率第２情報１９１ｃ、及び波長‐透過率情報１９１ｄについては後記する。
【００３８】
図３に示す操作部１９２は、放射線モニタ１００が正常に機能しているか否かの確認や、放射線の検出等に関するユーザの操作を受け付けるものである。
解析部１９３は、測定装置１８から入力される計数率と、計数率‐線量率情報１９１ａと、に基づいて、放射線の線量率を算出する機能を有している。また、解析部１９３は、測定装置１８から入力される計数率と、発光部制御装置１３から入力される発光部１２の光強度と、に基づいて、発光部１２等の劣化の有無を判定する機能も有している。なお、解析部１９３が実行する処理については後記する。
【００３９】
表示制御部１９４は、表示部１９５を制御する機能を有している。
表示部１９５は、解析部１９３の解析結果等を表示するディスプレイである。
【００４０】
なお、図１に示す発光部１２、発光部制御装置１３、波長選択部１６、光検出部１７、測定装置１８、及び解析・表示装置１９は、例えば、原子力プラントの制御ルーム（図示せず）に配置される。図１に示す光分岐部１４は、制御ルームの付近に配置される。また、放射線検出部１１は、原子炉格納容器等の所定箇所に配置される。したがって、放射線検出部１１と光分岐部１４とを接続する光ファイバ１５ａは、その長さが数百ｍに及ぶことが多く、また、放射線の影響で徐々に劣化する。
【００４１】
＜放射線モニタの処理＞
（１．放射線の測定）
放射線の測定を行う際に測定装置１８は、図１に示す波長選択部１６を、前記した「第１モード」に設定する。つまり、測定装置１８は、放射線検出素子１１ａの発光波長の光を透過させ、発光部１２からの光を遮断するように波長選択部１６を設定する。
【００４２】
放射線検出部１１に外部から放射線（例えば、γ線）が入射すると、この放射線のエネルギによって、放射線検出素子１１ａで光子が生成される。前記したように、単位時間当たりに生成される光子の個数は、放射線の線量率に比例する。
【００４３】
放射線検出素子１１ａで生成された光子は、光ファイバ１５ａ、光分岐部１４に入射する。そして、前記した光子のうちの半分が、光ファイバ１５ｃを介して波長選択部１６に入射し、さらに、波長選択部１６を透過する。
波長選択部１６を透過した光子は、光検出部１７において、光子ひとつひとつに対応する電気パルスに変換される。測定装置１８は、前記した電気パルスの計数率を測定する。解析・表示装置１９は、計数率‐線量率情報１９１ａに基づいて、計数率を線量率に換算し、その線量率の算出結果を表示する。
【００４４】
なお、後記する点検や動作確認を行っているとき以外は、発光部１２を発光させる必要は特にない。
【００４５】
（２．放射線モニタの点検時）
放射線モニタ１００の「点検」は、放射線検出素子１１ａに入射する放射線の線量率が、バックグラウンドレベル（ＢＧレベル、自然放射線レベル）の状態で行われる。このような「点検」は、放射線モニタ１００の周囲の機器（放射線の発生源）を停止させた状態で、定期的に行われることが多い。なお、「バックグラウンドレベル」の放射線とは、宇宙線や地中の天然放射性物質に起因する微弱な放射線である。そして、操作部１９２（図３参照）を介した所定の操作によって、放射線モニタ１００が正常に機能しているか否かの点検が開始される。
【００４６】
図５は、放射線モニタ１００の点検時における処理を示すフローチャートである（適宜、図１を参照）。
ステップＳ１０１において放射線モニタ１００は、測定装置１８によって、波長選択部１６を第１モードに設定する。つまり、放射線モニタ１００は、放射線検出素子１１ａの発光波長の光を透過させ、発光部１２からの光を遮断するように波長選択部１６を設定する。
【００４７】
ステップＳ１０２において放射線モニタ１００は、発光部１２を発光させる。すなわち、放射線モニタ１００は、発光部制御装置１３によって、所定の光強度の設定値に基づき、放射線検出素子１１ａの発光波長とは異なる波長で発光部１２を発光させる。なお、発光部１２の光強度に関しては、例えば、所定の光強度を持続させてもよいし、また、光強度を段階的に変化させてもよい。
【００４８】
図７は、放射線モニタ１００の点検時における光の径路を示す説明図である。
なお、図７に示す実線矢印は、発光部１２からの光が伝送される向きを示し、破線矢印は、放射線検出素子１１ａで生成された光子が伝送される向きを示している。
発光部１２から発せられた光は、光ファイバ１５ａ等を介して放射線検出素子１１ａに入射する。この光のエネルギによって、放射線検出素子１１ａにおいて所定の発光波長（例えば、１０６４ｎｍ）の光子が、照射された光の強度に比例する生成率で生成される。この光子は、光ファイバ１５ａ，１５ｃ等を介して波長選択部１６に入射し、波長選択部１６を透過する（破線矢印）。
【００４９】
また、発光部１２から伝送されて放射線検出部１１内で反射・散乱した光も、光ファイバ１５ａ，１５ｃ等を介して波長選択部１６に入射する（実線矢印）。前記したように、波長選択部１６は「第１モード」に設定されているため、発光部１２からの光は波長選択部１６で遮断される。
【００５０】
図５のステップＳ１０３において放射線モニタ１００は、光検出部１７で光子を検出する。前記したように、光検出部１７に入射するひとつひとつの光子が、ひとつひとつの電気パルスとして光電変換される。
【００５１】
ステップＳ１０４において放射線モニタ１００は、測定装置１８で計数率を測定する。つまり、放射線モニタ１００は、測定装置１８によって、単位時間当たりの電気パルスの個数を計数する。この値は、電気パルスの計数率であるとともに、波長選択部１６を透過した光子の計数率でもある。この計数率と、発光部１２の光強度と、は比例関係にある。
【００５２】
図８は、発光部１２の光強度と計数率との第１モードにおける関係を示す説明図である。図８の横軸は、発光部１２の光強度であり、縦軸は、測定装置１８によって測定された計数率である。
図８に示す複数の○印は、波長選択部１６が第１モードに設定された状態で、放射線モニタ１００が正常であることが既知であるとき（放射線モニタ１００の使用開始時）に得られたデータである。これらの○印を通る直線Ｌ１の比例係数が、発光部１２の光強度と計数率との関係を示す光強度‐計数率第１情報１９１ｂ（図３参照）として、予め記憶部１９１に格納されている。
【００５３】
なお、放射線モニタ１００の使用開始時には、発光部１２、光ファイバ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ、及び放射線検出素子１１ａのいずれも新品であるため、これらの各部品は劣化していない。前記した各部品のうちいずれかが劣化した場合の●印（図８参照）については後記する。
【００５４】
図５のステップＳ１０５において放射線モニタ１００は、光強度と計数率との関係が変化したか否かを、解析・表示装置１９によって判定する。つまり、ステップＳ１０５において解析・表示装置１９は、発光部１２から発せられた光に起因する計数率（図８に示す●印）が、光強度‐計数率第１情報１９１ｂ（図８に示す○印）を基準として低下しているか否かを判定する。
【００５５】
図８に示す例では、複数の●印を通る直線Ｌ２の比例係数が、基準となる直線Ｌ１よりも小さくなっている。つまり、各光強度において、点検時における計数率（●印）が、使用開始時（○印）よりも低くなっている。このような場合、図５のステップＳ１０５において解析・表示装置１９は、光強度と計数率との関係が変化したと判定する。
【００５６】
なお、前記した変化の原因として、発光部１２の劣化、光ファイバ１５ａの劣化、及び放射線検出素子１１ａの劣化の３通りが挙げられる。本実施形態では、この３通りのうちいずれに該当するかを、ステップＳ１０６〜Ｓ１１８（図５、図６参照）の処理によって判別するようにしている。
【００５７】
図５のステップＳ１０５において光強度と計数率との関係が変化した場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、放射線モニタ１００の処理はステップＳ１０６に進む。
ステップＳ１０６において放射線モニタ１００は、解析・表示装置１９によって、発光部１２の実際の光強度が、所定の設定値よりも小さいか否かを判定する。例えば、検査員が、発光部１２に光強度測定装置（図示せず）を接続し、この光強度測定装置から解析・表示装置１９に測定値（発光部１２の実際の光強度）を出力するようにしてもよい。
【００５８】
ステップＳ１０６において発光部１２の実際の光強度が設定値よりも小さい場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、放射線モニタ１００の処理は、ステップＳ１０７に進む。
ステップＳ１０７において放射線モニタ１００は、解析・表示装置１９によって、発光部１２が劣化していると判定する。発光部１２の実際の光強度が、設定値よりも低下しているからである。
【００５９】
ステップＳ１０８において放射線モニタ１００は、発光部１２が劣化している旨を解析・表示装置１９に表示して、処理を終了する（図６の「ＥＮＤ」）。この場合には、発光部制御装置１３を用いて発光部１２の光強度が新たに調整されたり、発光部１２の修理・交換が行われたりする。
【００６０】
また、ステップＳ１０６において発光部１２の実際の光強度が設定値よりも小さくない場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、放射線モニタ１００の処理はステップＳ１０９に進む。この場合には、放射線検出素子１１ａ及び光ファイバ１５ａのうち少なくとも一方が劣化している可能性が高い。
【００６１】
ステップＳ１０９において放射線モニタ１００は、測定装置１８によって、波長選択部１６を第２モードに設定する。つまり、放射線モニタ１００は、発光部１２からの光を透過させ、放射線検出素子１１ａの発光波長の光を遮断するように波長選択部１６を設定する。
【００６２】
図６のステップＳ１１０において放射線モニタ１００は、発光部１２を発光させる。発光部１２からの光に起因して放射線検出素子１１ａで生成された光子は、光ファイバ１５ａ，１５ｃ等を介して波長選択部１６に入射する。この光子は、第２モードに設定された波長選択部１６で遮断される。一方、発光部１２から発せられて放射線検出部１１内で反射・散乱した光は、光ファイバ１５ａ，１５ｃ等を介して波長選択部１６に入射し、この波長選択部１６を透過する。
【００６３】
ステップＳ１１１において放射線モニタ１００は、光検出部１７で光子を検出する。
ステップＳ１１２において放射線モニタ１００は、測定装置１８で計数率を測定する。この計数率は、前記したように、発光部１２の光強度に比例している。
【００６４】
図９は、放射線モニタ１００が備える発光部１２の光強度と計数率との第２モードにおける関係を示す説明図である。
図９の横軸は、発光部１２の光強度であり、縦軸は、測定装置１８によって測定された計数率である。
図９に示す複数の○印は、波長選択部１６が第２モードに設定された状態で、放射線モニタ１００が正常であることが既知であるとき（放射線モニタ１００の使用開始時）に得られたデータである。これらの○印を通る直線Ｌ３の比例係数が、発光部１２の光強度と計数率との関係を示す光強度‐計数率第２情報１９１ｃ（図３参照）として、予め記憶部１９１に格納されている。なお、図９に示す複数の●印については後記する。
【００６５】
図６のステップＳ１１３において放射線モニタ１００は、光強度と計数率との関係が変化したか否かを、解析・表示装置１９によって判定する。つまり、ステップＳ１１３において解析・表示装置１９は、発光部１２から発せられた光に起因する計数率（図９に示す●印）が、光強度‐計数率第２情報１９１ｃ（図９に示す○印）を基準として低下しているか否かを判定する。
【００６６】
図９に示す例では、複数の●印を通る直線Ｌ４の比例係数が、基準となる直線Ｌ３よりも小さくなっている。つまり、各光強度において、点検時における計数率（●印）が、使用開始時（○印）よりも低くなっている。このような場合、図６のステップＳ１１３において解析・表示装置１９は、光強度と計数率との関係が変化したと判定し（Ｓ１１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１４の処理に進む。
【００６７】
ステップＳ１１４において放射線モニタ１００は、解析・表示装置１９によって、光ファイバ１５ａが劣化していると判定する。放射線の影響で光ファイバ１５ａが劣化すると、光ファイバ１５ａを介して光が伝送されにくくなり、前記した計数率が正常時よりも低くなるからである。
【００６８】
ステップＳ１１５において放射線モニタ１００は、解析・表示装置１９によって、計数率‐線量率情報１９１ａを校正する。この「校正」について、図１０を用いて説明する。
【００６９】
図１０は、放射線モニタ１００の記憶部１９１に格納されている波長‐透過率情報１９１ｄの説明図である。
図１０の横軸は、光ファイバ１５ａを介して伝送される光の波長である。図１０の縦軸は、光ファイバ１５ａにおける光の透過率である。
図１０に示すように、光ファイバ１５ａに伝送される光の波長が長くなるにつれて、ある波長から光の透過率が急激に上昇し、光の波長をさらに長くすると、光の透過率が所定の値に収束する。
【００７０】
また、光ファイバ１５ａが劣化していない状態（曲線ｈ１）に比べて、光ファイバ１５ａが劣化した状態（曲線ｈ２）や、光ファイバ１５ａがさらに劣化した状態（曲線ｈ３）では、各波長における光の透過率が低くなっている。このように、光ファイバ１５ａにおける光の波長と透過率との関係が、光ファイバ１５ａの劣化の程度を示す所定の数値に対応付けて、波長‐透過率情報１９１ｄ（図３参照）として、予め記憶部１９１に格納されている。
【００７１】
図６のステップＳ１１５の「校正」の手順について具体的に説明すると、次のようになる。解析・表示装置１９は、まず、発光部１２の光の波長を読み込む。この波長の値は、発光部制御装置１３から解析・表示装置１９に送信される。
次に、解析・表示装置１９は、光ファイバ１５ａにおける光の透過率を算出する。この透過率は、発光部１２の光強度と、測定装置１８から入力される計数率と、に基づいて算出される。そして、解析・表示装置１９は、発光部１２の光の波長と、光ファイバ１５ａにおける光の透過率と、前記した波長‐透過率情報１９１ｄと、に基づいて、計数率‐線量率情報１９１ａの校正を行う。
【００７２】
図１０に示す例では、発光部１２から波長λの光が発せられているとき、光ファイバ１５ａを介して光が透過率τで伝送されている。したがって、解析・表示装置１９は、点Ｑ（λ，τ）を通る曲線ｈ２に対応付けられた所定の数値φ（光ファイバ１５ａの劣化の程度を示す数値）を、波長‐透過率情報１９１ｄ（図３参照）として記憶部１９１から読み出す。
【００７３】
そして、解析・表示装置１９は、図４に示す直線Ｌ０の比例係数に数値φを乗算することによって、新たな比例係数を算出する。この新たな比例係数は、光ファイバ１５ａが劣化していない状態での直線Ｌ０の比例係数よりも大きな値になる。これによって、仮に光ファイバ１５ａが劣化していたとしても、放射線の線量率を高精度で算出できる。なお、光ファイバ１５ａの劣化が著しい場合には、光ファイバ１５ａを交換してもよい。
【００７４】
図６のステップＳ１１６において放射線モニタ１００は、解析・表示装置１９によって、ステップＳ１１５の校正結果を表示し、処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００７５】
また、ステップＳ１１３において光強度と計数率との関係に変化がない場合（Ｓ１１３：Ｎｏ）、放射線モニタ１００の処理はステップＳ１１７に進む。
ステップＳ１１７において放射線モニタ１００は、解析・表示装置１９によって、放射線検出素子１１ａが劣化していると判定する。発光部１２も光ファイバ１５ａも劣化していないとすれば、前記した３通りの原因の残り一つである放射線検出素子１１ａの劣化の可能性が高いからである。
【００７６】
ステップＳ１１８において放射線モニタ１００は、解析・表示装置１９によって、ステップＳ１１７の判定結果を表示し、処理を終了する（ＥＮＤ）。この場合には、放射線検出素子１１ａが新しいものに交換される。
【００７７】
（３．放射線モニタ１００の動作確認時）
前記した「点検」が原子力プラント（図示せず）の停止中に行われるのに対して、放射線モニタ１００が正常に動作しているか否かの「動作確認」は、原子力プラントの稼動中に行われる。つまり、放射線検出素子１１ａに入射する放射線の線量率が、いわゆるバックグラウンドレベル（ＢＧレベル、自然放射線レベル）よりも高い状態で「動作確認」が行われる。
【００７８】
図１１は、放射線モニタ１００の動作確認時における処理を示すフローチャートである（適宜、図１を参照）。
なお、放射線モニタ１００の点検時のフローチャート（図５、図６参照）と同様の処理には、同一のステップ番号を付している。
ステップＳ１０１において放射線モニタ１００は、波長選択部１６を第１モードに設定し、さらに、発光部１２の発光（Ｓ１０２）、光子の検出（Ｓ１０３）、及び計数率の測定（Ｓ１０４）を順次に行う。
【００７９】
図１３（ａ）は、放射線モニタ１００の計数率の変化の例を示す説明図である。
図１３（ａ）の横軸は時刻であり、縦軸は、波長選択部１６が第１モードに設定されている状態での計数率である。
図１３（ａ）に示す計数率ｎＬは、放射線モニタ１００の所定の仕様における測定範囲下限値である。つまり、放射線モニタ１００は、この測定範囲下限値以上の所定範囲内であれば、計数率を高精度で測定できるようになっている。なお、測定範囲下限値未満の計数率であっても、前記した仕様の精度よりは若干劣るものの、計数率を測定可能である。
【００８０】
図１３（ａ）に示す○印は、原子力プラントの運用開始前において、波長選択部１６を第１モードに設定した状態での計数率である。運用開始前の時刻ｔ１では、放射線検出素子１１ａに微弱な自然放射線が入射しているため、バックグラウンドレベル（ＢＧレベル）の計数率ｎ０になっている。その後、時刻ｔ２に原子力プラントが稼動し始めたとする。
【００８１】
図１３（ａ）に示す●印は、原子力プラントを稼動し、さらに波長選択部１６を第１モードに設定した状態で、発光部１２を発光させたときの計数率である。なお、時刻ｔ３における計数率の低下については、後記する。
【００８２】
図１３（ｂ）は、発光部１２の光強度の変化の例を示す説明図である。
図１３（ｂ）に示す例では、時刻ｔ２以後に発光部１２が一定の光強度ｐで発光している。また、バックグラウンドレベル（計数率ｎ０：図１３（ａ）参照）と、測定範囲下限値（計数率ｎＬ：図１３（ａ）参照）と、の間に計数率ｎ１が収まるように光強度ｐが設定されている。これによって、測定範囲下限値である計数率ｎＬ付近の微弱な放射線を検出しつつ、発光部１２の発光に起因する光子も検出できる。
【００８３】
このように発光部１２を発光させると、放射線検出素子１１ａには、原子力プラントの稼動に伴う放射線が入射するとともに、発光部１２からの光も入射する。これらの放射線や光のエネルギによって放射線検出素子１１ａで生成された光子は、第１モードに設定された波長選択部１６を透過して、光検出部１７に入射する（図７参照）。
【００８４】
図１４（ａ）、（ｂ）は、放射線モニタ１００の計数率及び光強度の変化の別の例を示す説明図である。
このように、発光部１２の光強度を段階的に変化させることによって（図１４（ｂ）参照）、計数率を段階的に変化させてもよい（図１４（ａ）参照）。そして、発光部１２の光強度の変化に伴う計数率が変化に基づいて、放射線モニタ１００の健全性の有無を確認するようにしてもよい。
【００８５】
再び、図１１に戻って説明を続ける。
ステップＳ２０１において放射線モニタ１００は、発光部１２の光強度の設定値が維持されている状態で計数率が低下したか否かを、解析・表示装置１９によって判定する。より詳しく説明すると、放射線モニタ１００は、計数率の低下量が所定閾値以上であるか否かを判定し、また、計数率がバックグラウンドレベルまで低下したか否かについても判定する。前記した２つのうち少なくとも一方が成立している場合、ステップＳ２０１において解析・表示装置１９は、計数率が低下したと判定する。
【００８６】
図１３（ａ）、（ｂ）に示す例では、時刻ｔ２以後において発光部１２が光強度ｐで維持されているにもかかわらず、時刻ｔ３において計数率が値ｎ０（バックグラウンドレベル）まで低下している。このような場合、ステップＳ２０１において解析・表示装置１９は、「計数率が低下した」と判定する。
また、図１４（ａ）、（ｂ）に示す例では、計数率が段階的に変化しているものの、発光部１２の光強度が一定のときには、計数率も一定になっている。このような場合、ステップＳ２０１において解析・表示装置１９は、「計数率は低下していない」と判定する。
【００８７】
前記したように、ステップＳ２０１において計数率が低下していない場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）、放射線モニタ１００は、処理を終了する（図１２の「ＥＮＤ」）。放射線検出素子１１ａ、発光部１２、及び光ファイバ１５ａのいずれも劣化していない可能性が高いからである。
一方、ステップＳ２０１において計数率が低下した合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、放射線モニタ１００の処理はステップＳ１０６に進む。
【００８８】
ステップＳ１０６において放射線モニタ１００は、発光部１２の実際の光強度が所定の設定値よりも小さいか否かを判定する。発光部１２の実際の光強度が設定値よりも小さい場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、放射線モニタ１００は、発光部１２が劣化していると判定し（Ｓ１０７）、その判定結果を表示する（Ｓ１０８）。
【００８９】
一方、ステップＳ１０６において発光部１２の光強度が設定値よりも小さくなっていない場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ１０９において放射線モニタ１００は、波長選択部１６を第２モードに設定する。前記したように、第２モードとは、発光部１２からの光を透過させ、放射線検出素子１１ａの発光波長の光を遮断するモードである。
【００９０】
ステップＳ１０９の処理を行った後、放射線モニタ１００は、発光部１２を発光させ（Ｓ１１０：図１２参照）、光検出部１７で光子を検出し（Ｓ１１１）、測定装置１８で計数率を測定する（Ｓ１１２）。
【００９１】
次に、ステップＳ１１３において放射線モニタ１００は、光強度と計数率との関係が変化したか否かを判定する。つまり、ステップＳ１１３において解析・表示装置１９は、発光部１２から発せられた光に起因する計数率が、光強度‐計数率第２情報１９１ｃを基準として低下しているか否かを判定する。
【００９２】
ステップＳ１１３において光強度と計数率との関係が変化した場合（Ｓ１１３：Ｙｅｓ）、放射線モニタ１００は、光ファイバ１５ａが劣化していると判定する（Ｓ１１４）。そして、放射線モニタ１００は、計数率‐線量率情報１９１ａを校正し（Ｓ１１５）、その校正結果を表示する（Ｓ１１６）。なお、計数率‐線量率情報１９１ａの校正手順については、放射線モニタ１００の点検時と同様である。
【００９３】
一方、ステップＳ１１３において光強度と計数率との関係に変化がない場合（Ｓ１１３：Ｎｏ）、放射線モニタ１００の処理はステップＳ２０２に進む。
ステップＳ２０２において放射線モニタ１００は、波長選択部１６を第１モードに設定する。つまり、放射線モニタ１００は、放射線検出素子１１ａの発光波長の光を透過させ、発光部１２からの光を遮断するように波長選択部１６を設定する。
【００９４】
ステップＳ２０３において放射線モニタ１００は、光強度と計数率との関係が変化したか否かを判定する。つまり、放射線モニタ１００は、発光部１２から発せられた光に起因する計数率が、光強度‐計数率第１情報１９１ｂを基準として低下しているか否かを判定する。光強度と計数率との関係が変化した場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、放射線モニタ１００の処理はステップＳ２０４に進む。
【００９５】
ステップＳ２０４において放射線モニタ１００は、放射線検出素子１１ａが劣化していると判定する。光ファイバ１５ａが劣化していないにもかかわらず、正常時よりも計数率が低くなっているからである。この場合には、放射線検出素子１１ａが新しいものに交換される。
ステップＳ２０５において放射線モニタ１００は、解析・表示装置１９によって、ステップＳ２０４の判定結果を表示する。
【００９６】
一方、ステップＳ２０３において光強度と計数率との関係に変化がない場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）、放射線モニタ１００の処理はステップＳ２０６に進む。この場合には、発光部１２、放射線検出素子１１ａ、及び光ファイバ１５ａのいずれも劣化していない可能性が高い。したがって、ステップＳ２０６において放射線モニタ１００は、放射線検出素子１１ａに入射する放射線の線量率が変化したと判定する。
【００９７】
ステップＳ２０７において放射線モニタ１００は、解析・表示装置１９によって、ステップＳ２０６の判定結果を表示する。
ステップＳ１１６、Ｓ２０５、又はＳ２０７の処理を行った後、放射線モニタ１００は、一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００９８】
＜効果＞
第１実施形態によれば、放射線モニタ１００の点検中や動作確認中、放射線検出素子１１ａの発光波長とは異なる波長で発光部１２を発光させる。これによって、放射線検出素子１１ａで生成された光子、及び、発光部１２からの光のうちの一方を、波長選択部１６において選択的に透過させることができる。そして、波長選択部１６の設定（第１モード・第２モード）を適宜に切り替えることで、放射線モニタ１００において異常が生じた箇所を特定できる。つまり、発光部１２、光ファイバ１５ａ、及び放射線検出素子１１ａのいずれが劣化したかを簡単に特定できる。
【００９９】
また、前記した点検や動作確認は、放射線モニタ１００の解析・表示装置１９等によって行われる。したがって、放射線検出部１１の付近に検査員が行ったり、放射線モニタ１００を取り外して検査したりする必要がない。これによって、例えば、高線量率の過酷な環境下であっても、放射線モニタ１００の点検や動作確認を容易に行うことができる。
【０１００】
また、光ファイバ１５ａが劣化していると判定された場合（Ｓ１１４）、計数率‐線量率情報１９１ａが校正される（Ｓ１１５）。これによって、放射線で光ファイバ１５ａが劣化したとしても、光ファイバ１５ａを交換することなく、放射線を高精度で検出できる。
【０１０１】
また、電離箱や半導体検出器を用いる従来技術のように、放射線検出部１１に高電圧を印加する必要がない。したがって、水素・酸素雰囲気の環境下であっても水素爆発等が生じるおそれがなく、また、電気ノイズも生じない。このように、第１実施形態によれば、信頼性の高い放射線モニタ１００を提供できる。
【０１０２】
≪第２実施形態≫
第２実施形態に係る放射線モニタ１００Ａ（図１５参照）は、光減衰フィルタ２１，２２（図１５参照）をさらに備えている点で、第１実施形態とは異なっている。なお、その他については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【０１０３】
図１５は、第２実施形態に係る放射線モニタ１００Ａの構成図である。
図１５に示す光減衰フィルタ２１は、波長選択部１６を透過した光を減衰させるフィルタであり、波長選択部１６と光検出部１７との間に介在している。このように光減衰フィルタ２１を設けることで、波長選択部１６を透過した光子の計数率が、光検出部１７で変換可能な上限を超えている場合でも、これらの光子の計数率を適切に算出できる。
【０１０４】
例えば、光減衰フィルタ２１として、光強度を十分の一に減衰させるＮＤフィルタ（Neutral Density Filter）を４枚重ねたものを用いる場合、波長選択部１６を透過した光は、光減衰フィルタ２１において一万分の一の光強度に減衰する。したがって、測定装置１８は、光減衰フィルタ２１を透過した光の計数率を一万倍した値を、波長選択部１６を透過した光の計数率とする。
【０１０５】
図１５に示す光減衰フィルタ２２は、発光部１２からの光を減衰させるフィルタであり、発光部１２に設置されている。例えば、発光部１２の光強度を広範囲で変化させることが想定される場合には、このような光減衰フィルタ２２を設けることが好ましい。これによって、例えば、発光部１２において７桁分の広範囲で光強度を変化させても、光減衰フィルタ２１，２２の減衰率に基づいて、波長選択部１６を透過した光子の計数率を正確に算出できる。
なお、放射線モニタ１００Ａの点検や動作確認に関する処理については、第１実施形態と同様であるから、説明を省略する。
【０１０６】
＜効果＞
第２実施形態によれば、放射線モニタ１００Ａが光減衰フィルタ２１，２２を備えているため、非常に高い線量率の放射線でも高精度で検出できる。また、波長選択部１６を第１モード・第２モードのいずれに設定した場合でも、発光部制御装置１３によって発光部１２の光強度を広範囲で調整でき、その光強度に基づく計数率を解析・表示装置１９において正確に算出できる。
【０１０７】
≪第３実施形態≫
第３実施形態は、放射線モニタ１００Ｂ（図１６参照）が、発光波長の異なるｎ個の放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａ（図１６参照）を備える点が、第１実施形態とは異なっている。また、放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａのうち一つの発光波長を、波長選択部１６を介して選択的に透過させる点が、第１実施形態とは異なっている。なお、その他については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【０１０８】
図１６は、第３実施形態に係る放射線モニタ１００Ｂの構成図である。
図１６に示すように、放射線モニタ１００Ｂは、ｎ個の放射線検出部１１１〜１１ｎを備えている。放射線検出部１１１は、光ファイバ１５１ａを介して光分岐部１４に接続されている。同様に、他の放射線検出部１１２等も、光ファイバ１５２ａ等を介して光分岐部１４に接続されている。
【０１０９】
また、放射線検出部１１１は、放射線検出素子１１１ａを備えている。同様に、他の放射線検出部１１２等も、放射線検出部１１２ａ等を備えている。これらの放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａの発光波長について、図１７を用いて説明する。
【０１１０】
図１７は、放射線モニタ１００Ｂにおいて複数の放射線検出素子で生成される光子、及び発光部１２からの光に関する説明図である。
図１７の横軸は光の波長であり、縦軸は光強度である。図１７に示す曲線ｉ１は、放射線検出素子１１１ａ（図１６参照）で生成される光子の特性を示している。同様に、曲線ｉ２，ｉ３は、放射線検出素子１１２ａ，１１３ａ（図１６参照）で生成される光子の特性を示している。なお、図１７では、他の放射線検出素子１１４ａ〜１１ｎａ（図１６参照）については、図示を省略している。
【０１１１】
図１７に示すように、発光部１２からの光の波長と、放射線検出素子１１１ａ等の発光波長と、は異なっている。また、図１７では、放射線検出素子１１１ａ〜１１３ａの特性を例示したが、放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａは、それぞれ、発光波長が異なっている。つまり、放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａは、自身に放射線や光が照射されることによって生成される光子の波長が、それぞれ異なっている。
【０１１２】
図１６に示す波長選択部１６は、第１モードにおいて、放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａのうち、測定装置１８によって選択された放射線検出素子の発光波長の光を透過させ、他の波長の光を遮断する機能を有している。そして、対象となる放射線検出素子が測定装置１８によって順次に切り替えられ、それに応じて、波長選択部１６を透過する光の波長が切り替えられるようになっている。
なお、測定装置１８には、放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａの発光波長に関する情報が、放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａの識別情報に対応付けて、予め記憶されている。
【０１１３】
解析・表示装置１９は、測定装置１８が選択した放射線検出素子からの光子の計数率に基づいて、放射線の線量率を算出する。これによって、放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａに入射する放射線の線量率を個別的に算出できる。
また、解析・表示装置１９は、測定装置１８が選択した放射線検出素子や、この放射線検出素子に接続されている光ファイバ等の劣化の有無を判定する。これによって、放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａや光ファイバ１５１ａ〜１５１ｎａ等の劣化の有無を個別的に判定できる。
なお、放射線モニタ１００Ｂの点検や動作確認に関する処理は、第１実施形態と同様であるから、説明を省略する。
【０１１４】
＜効果＞
第３実施形態によれば、解析・表示装置１９は、発光波長の異なる放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａのうち、測定装置１８によって選択された放射線検出素子からの光子の計数率を算出する。これによって、原子力プラントにおいて線量率を複数箇所で測定できる。また、放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａや光ファイバ１５１ａ〜１５ｎａ等の劣化の有無を判定できる。
【０１１５】
また、複数の放射線検出部１１１〜１１ｎを設ける構成でも、発光部１２の個数は一つで足りる。したがって、複数の発光部１２を設ける構成と比べて、発光部１２に要するコストを低減できる。
【０１１６】
≪第４実施形態≫
第４実施形態は、放射線モニタ１０Ｃ（図１８参照）が、ｎ個の放射線検出部１１１〜１１ｎを備える点が、第１実施形態とは異なっている。また、第４実施形態は、放射線検出部１１１〜１１ｎに接続された光スイッチ２３と、この光スイッチ２３を制御する光スイッチ制御装置２４（制御部）と、を備えている点が、第１実施形態とは異なっている。なお、その他については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【０１１７】
図１８は、第４実施形態に係る放射線モニタ１００Ｃの構成図である。
図１８に示すように、放射線モニタ１００Ｃは、放射線検出部１１１〜１１ｎと、光ファイバ１５１ａ〜１５ｎａと、光スイッチ２３と、光スイッチ制御装置２４と、を備えている。その他、放射線モニタ１００Ｃは、第１実施形態で説明した発光部１２等の各構成を備えている。
【０１１８】
光スイッチ２３は、複数の放射線検出部１１１〜１１ｎのうち、光スイッチ制御装置２４によって選択された放射線検出部に発光部１２からの光を導くとともに、この放射線検出部からの光を波長選択部１６に導く機能を有している。このような光スイッチ２３として、例えば、静電気を利用して光の経路を切り替えるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いることができる。その他、光スイッチ２３として、周知のメカニカル光スイッチや導波路式光スイッチを用いてもよい。
図１８に示すように、光スイッチ２３は、光ファイバ１５１ａ等を介して放射線検出部１１１等に接続されるとともに、光ファイバ１５ｄを介して光分岐部１４に接続されている。
【０１１９】
光スイッチ制御装置２４は、光スイッチ２３を制御する装置であり、配線ｋ５を介して光スイッチ２３に接続されるとともに、配線ｋ６を介して解析・表示装置１９に接続されている。光スイッチ制御装置２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。
【０１２０】
光スイッチ制御装置２４は、放射線検出部１１１〜１１ｎの中から一つの放射線検出部を選択する。そして、光スイッチ制御装置２４は、光スイッチ２３を制御することによって、前記した一つの放射線検出部に発光部１２からの光を導くとともに、この放射線検出部からの光を波長選択部１６に導く。
【０１２１】
放射線モニタ１００Ｃの点検や動作確認を行う際には、例えば、発光部１２からの光を放射線検出部１１１に導き、さらに、放射線検出部１１１からの光を光分岐部１４に導くように光スイッチ２３が制御される。この状態で、第１実施形態と同様にして、放射線検出素子１１１ａ等の劣化の有無が判定される。なお、放射線検出部１１１〜１１ｎのうちいずれが選択されているかを示す情報は、光スイッチ制御装置２４から配線ｋ６を介して解析・表示装置１９に送信される。
【０１２２】
ちなみに、放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａの発光波長は、同一であってもよいし、また、同一でなくてもよい。放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａの発光波長が同一でない場合には、波長選択部１６の第１モードにおいて測定装置１８は、対象となる放射線検出素子の発光波長の光子が波長選択部１６を透過し、他の波長の光が遮断されるように波長選択部１６を制御する。
【０１２３】
放射線検出素子１１１ａや光ファイバ１５１ａに関して一連の「点検」が行われた後、他の放射線検出素子１１２ａ等や光ファイバ１５２ａ等に関しても順次に「点検」が行われる（「動作確認」についても同様）。なお、放射線モニタ１００Ｃの点検や動作確認に関する処理については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１２４】
＜効果＞
第４実施形態によれば、放射線検出部１１１〜１１ｎの中から光スイッチ制御装置２４が選択したものに関する計数率が、解析・表示装置１９によって算出される。これによって、原子力プラントにおいて複数箇所で線量率を測定できる。また、放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａや光ファイバ１５１ａ〜１５ｎａ等の劣化の有無を判定できる。
【０１２５】
また、複数の放射線検出部１１１〜１１ｎを設ける構成でも、発光部１２の個数は一つで足りる。したがって、複数の発光部１２を設ける構成と比べて、発光部１２に要するコストを低減できる。
【０１２６】
≪変形例≫
以上、本発明に係る放射線モニタ１００等について各実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、第１実施形態では、放射線モニタ１００（図１参照）が光分岐部１４を備える構成について説明したが、光分岐部１４を省略してもよい。
【０１２７】
図１９は、変形例に係る放射線モニタ１００Ｄの構成図である。
図１９に示すように、発光部１２と放射線検出素子１１ａとを光ファイバ１５ｅを介して接続するとともに、放射線検出素子１１ａと波長選択部１６とを別の光ファイバ１５ｆを介して接続してもよい。このような構成でも、第１実施形態と同様の効果が奏される。なお、第２〜第４実施形態についても同様のことがいえる。
【０１２８】
また、第１実施形態で説明したステップＳ１１５の「校正」（図６参照）において、発光部１２の波長λを変化させてもよい。この場合において解析・表示装置１９は、発光部１２の波長λと、光ファイバ１５ａにおける光の透過率τと、によって特定される複数の点（λ，τ）に基づいて、光ファイバ１５ａの劣化の程度を特定する。
【０１２９】
また、第２実施形態では、放射線モニタ１００Ａ（図１５参照）が光減衰フィルタ２１，２２を備える構成について説明したが、これに限らない。すなわち、光減衰フィルタ２１，２２のうち一方を省略してもよい。
【０１３０】
また、各実施形態では、発光部制御装置１３、測定装置１８、及び解析・表示装置１９が別体である構成について説明したが、これに限らない。すなわち、発光部制御装置１３、測定装置１８、及び解析・表示装置１９のうち複数の機能を兼ね備えた装置を設けてもよい。
【０１３１】
また、各実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせ、発光波長の異なる複数の放射線検出素子１１１ａ〜１１ｎａを備えるとともに、光減衰フィルタ２１，２２を備える構成にしてもよい。同様に、第２実施形態と第４実施形態とを組み合わせてもよい。
【０１３２】
また、各実施形態では、放射線モニタ１００が原子力プラントに設置される構成について説明したが、放射線モニタ１００の設置箇所として、例えば、次の箇所が挙げられる。すなわち、原子力発電所内の使用済み燃料貯蔵プール、原子炉圧力容器の内・外、原子炉格納容器の内・外、サプレッションプールの内・外、原子炉建屋の内・外、再処理施設等である。その他、放射線モニタ１００を放射線医療設備に設置してもよいし、また、燃料デブリ（溶融した原子炉燃料が冷えて固まったもの）の検知に用いてもよい。
【０１３３】
また、各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。
【符号の説明】
【０１３４】
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ  放射線モニタ
１１，１１１，１１２，…，１１ｎ  放射線検出部
１１ａ，１１１ａ，１１２ａ，…，１１ｎａ  放射線検出素子
１２  発光部
１３  発光部制御装置（制御部）
１４  光分岐部
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５１ａ，１５２ａ，…，１５ｎａ  光ファイバ（光伝送路）
１６  波長選択部
１７  光検出部
１８  測定装置（制御部）
１９  解析・表示装置（制御部）
２１，２２  光減衰フィルタ
２３  光スイッチ
２４  光スイッチ制御装置（制御部）
【図１】
2018036204.tif 000003
【図２】
2018036204.tif 000004
【図３】
2018036204.tif 000005
【図４】
2018036204.tif 000006
【図５】
2018036204.tif 000007
【図６】
2018036204.tif 000008
【図７】
2018036204.tif 000009
【図８】
2018036204.tif 000010
【図９】
2018036204.tif 000011
【図１０】
2018036204.tif 000012
【図１１】
2018036204.tif 000013
【図１２】
2018036204.tif 000014
【図１３】
2018036204.tif 000015
【図１４】
2018036204.tif 000016
【図１５】
2018036204.tif 000017
【図１６】
2018036204.tif 000018
【図１７】
2018036204.tif 000019
【図１８】
2018036204.tif 000020
【図１９】
2018036204.tif 000021