(57)【要約】【課題】エネルギーが異なるカスケードγ線の同時計数を精度良く行うことができる放射線計測方法及び放射線計測装置を提供する。【解決手段】カスケードγ線を検出した放射線検出器１Ａから出力されたγ線検出信号が波高弁別器５Ａ及び遅延回路６Ａに入力される。波高弁別器５Ａは、設定エネルギーよりエネルギーが大きいγ線検出信号を除去し、エネルギーが設定エネルギー以下のγ線検出信号（例えば、カスケードγ線の検出信号）をリニアゲート７Ａに出力する。リニアゲート７Ａは、波高弁別器５Ａからγ線検出信号を入力したときに、遅延回路６Ａからのγ線検出信号を加算増幅器８に出力する。放射線検出器１Ｂから出力されたγ線検出信号が、波高弁別器５Ｂ及びリニアゲート７Ｂで同様に処理され、加算増幅器８に入力される。多チャンネル波高分析装置１０が加算増幅器８の出力でカスケードγ線の同時計数を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象核種から放射された、エネルギーが異なるカスケードγ線を第１放射線検出器及び第２放射線検出器でそれぞれ検出し、
前記測定対象核種から放射された、同時計数されるそれぞれの前記カスケードγ線の合計エネルギーよりも小さく、且つ前記測定対象核種から放射された前記カスケードγ線のエネルギーのうち最も大きいエネルギーよりも大きいエネルギーの範囲に設定された第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する、前記第１放射線検出器から出力された第１γ線検出信号と、前記第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する、前記第２放射線検出器から出力された第２γ線検出信号を加えて加算信号を生成し、
前記測定対象核種から放射されたエネルギーが異なる前記カスケードγ線の前記合計エネルギーを有する前記加算信号をカウントすることを特徴とする放射線計測方法。
【請求項２】
前記第１放射線検出器から出力された前記第１γ線検出信号を、第１ゲート信号発生装置及び第１遅延装置にそれぞれ入力し、
前記第１ゲート信号発生装置が、入力した前記第１γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーであるときに第１ゲート開信号を出力しないで、入力した前記第１γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギー以下のエネルギーであるときに前記第１ゲート開信号を出力し、
前記第１遅延装置が、入力した前記第１γ線検出信号を、前記第１ゲート信号発生装置がこの第１γ線検出信号を入力してから前記第１ゲート開信号を出力するまでに要する時間だけ遅らせて出力し、
第１ゲート装置が、前記第１ゲート信号発生装置から前記第１ゲート開信号を入力したときに、前記第１遅延装置から入力した前記第１γ線検出信号を加算装置に出力し、
前記第２放射線検出器から出力された前記第２γ線検出信号を、第２ゲート信号発生装置及び第２遅延装置にそれぞれ入力し、
前記第２ゲート信号発生装置が、入力した前記第２γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーであるときに第２ゲート開信号を出力しないで、入力した前記第２γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギー以下のエネルギーであるときに前記第２ゲート開信号を出力し、
前記第２遅延装置が、入力した前記第２γ線検出信号を、前記第２ゲート信号発生装置がこの第２γ線検出信号を入力してから前記第２ゲート開信号を出力するまでに要する時間だけ遅らせて出力し、
第２ゲート装置が、前記第２ゲート信号発生装置から前記第２ゲート開信号を入力したときに、前記第２遅延装置から入力した前記第２γ線検出信号を前記加算装置に出力し、
前記加算信号の生成を、前記第１ゲート装置から出力された前記第１γ線検出信号及び前記第２ゲート装置から出力された前記第２γ線検出信号を入力した前記加算装置によって行う請求項１に記載の放射線計測方法。
【請求項３】
前記加算信号の生成を、前記測定対象核種の全吸収ピーク領域の下限のエネルギーよりも小さいエネルギーである第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーを有する前記第１γ線検出信号と、前記第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーを有する前記第２γ線検出信号とを加えることによって行う請求項１に記載の放射線計測方法。
【請求項４】
前記第１ゲート信号発生装置に入力された前記第１γ線検出信号のエネルギーが前記測定対象核種の全吸収ピーク領域の下限のエネルギーよりも小さいエネルギーである第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーであるとき、前記第１ゲート開信号が前記第１ゲート信号発生装置から出力され、
前記第２ゲート信号発生装置に入力された前記第２γ線検出信号のエネルギーが前記第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーであるとき、前記第２ゲート開信号が前記第２ゲート信号発生装置から出力される請求項２に記載の放射線計測方法。
【請求項５】
前記第１及び第２放射線検出器を配置した領域の温度を温度計で計測し、この温度計で計測した温度に基づいて、第１電源から前記第１放射線検出器に印加される電圧及び第２電源から前記第２放射線検出器に印加される電圧、及び前記加算装置のゲインのうち少なくとも一方を、前記温度計で計測した温度に基づいて、制御する請求項２または４に記載の放射線計測方法。
【請求項６】
測定対象核種から放射された、エネルギーが異なるカスケードγ線を第１放射線検出器及び第２放射線検出器でそれぞれ検出し、
第３放射線検出器が前記第１放射線検出器内でコンプトン散乱したγ線を検出したときに第３γ線検出信号を出力し、第４放射線検出器が前記第２放射線検出器内でコンプトン散乱したγ線を検出したときに第４γ線検出信号を出力し、
前記第３放射線検出器が前記第３γ線検出信号を出力しなくて前記第４放射線検出器が前記第４γ線検出信号を出力しないときに、前記測定対象核種から放射された、同時計数される前記カスケードγ線の合計エネルギーよりも小さく、且つ前記測定対象核種から放射された前記カスケードγ線のエネルギーのうち最も大きいエネルギーよりも大きいエネルギーの範囲に設定された第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する、前記第１放射線検出器から出力された第１γ線検出信号と、前記第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する、前記第２放射線検出器から出力された第２γ線検出信号を加えて加算信号を生成し、
前記測定対象核種から放射されたエネルギーが異なる前記カスケードγ線の前記合計エネルギーを有する前記加算信号をカウントすることを特徴とする放射線計測方法。
【請求項７】
前記第１放射線検出器から出力された前記第１γ線検出信号を、第１ゲート信号発生装置及び第１遅延装置にそれぞれ入力し、
前記第１ゲート信号発生装置が、入力した前記第１γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーであるとき、第１ゲート開信号を出力しないで、入力した前記第１γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギー以下のエネルギーであるとき、前記第１ゲート開信号を出力し、
前記第１遅延装置が、入力した前記第１γ線検出信号を、前記第１ゲート信号発生装置がこの第１γ線検出信号を入力してから前記第１ゲート開信号を出力するまでに要する時間だけ遅らせて出力し、
前記第３放射線検出器から出力された前記第３γ線検出信号を第３遅延装置に入力し、
前記第１遅延装置が、入力した前記第１γ線検出信号を出力するときに、前記第３遅延装置が、入力した前記第３γ線検出信号を出力し、
第１ゲート装置が、前記第３遅延装置から前記第３γ線検出信号が出力されないときで前記第１ゲート信号発生装置から前記第１ゲート開信号を入力したときに、前記第１遅延装置から入力した前記第１γ線検出信号を加算装置に出力し、
前記第２放射線検出器から出力された前記第２γ線検出信号を、第２ゲート信号発生装置及び第２遅延装置にそれぞれ入力し、
前記第２ゲート信号発生装置が、入力した前記第２γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーであるとき、第２ゲート開信号を出力しないで、入力した前記第２γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギー以下のエネルギーであるとき、前記第２ゲート開信号を出力し、
前記第２遅延装置が、入力した前記第２γ線検出信号を、前記第２ゲート信号発生装置がこの第２γ線検出信号を入力してから前記第２ゲート開信号を出力するまでに要する時間だけ遅らせて出力し、
前記第４放射線検出器から出力された前記第４γ線検出信号を第４遅延装置に入力し、
前記第２遅延装置が、入力した前記第２γ線検出信号を出力するときに、前記第４遅延装置が、入力した前記第４γ線検出信号を出力し、
第２ゲート装置が、前記第４遅延装置から前記第４γ線検出信号が出力されないときで前記第２ゲート信号発生装置から前記第２ゲート開信号を入力したときに、前記第２遅延装置から入力した前記第２γ線検出信号を前記加算装置に出力し、
前記加算信号の生成を、前記第１ゲート装置から出力された前記第１γ線検出信号及び前記第２ゲート装置から出力された前記第２γ線検出信号を入力した前記加算装置によって行う請求項６に記載の放射線計測方法。
【請求項８】
前記加算信号の生成を、前記測定対象核種の全吸収ピーク領域の下限のエネルギーよりも小さいエネルギーである第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーをそれぞれ有する前記第１γ線検出信号と、前記第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーを有する前記第２γ線検出信号とを加えることによって行う請求項６に記載の放射線計測方法。
【請求項９】
前記第１ゲート信号発生装置に入力された前記第１γ線検出信号のエネルギーが前記測定対象核種の全吸収ピーク領域の下限のエネルギーよりも小さいエネルギーである第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーであるとき、前記第１ゲート開信号が前記第１ゲート信号発生装置から出力され、
前記第２ゲート信号発生装置に入力された前記第２γ線検出信号のエネルギーが前記第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーであるとき、前記第２ゲート開信号が前記第２ゲート信号発生装置から出力される請求項７に記載の放射線計測方法。
【請求項１０】
測定対象核種から放射された、エネルギーが異なるカスケードγ線を検出する第１放射線検出器及び第２放射線検出器と、
前記測定対象核種から放射された同時計数される前記カスケードγ線の合計エネルギーよりも小さく、且つ前記測定対象核種から放射された前記カスケードγ線のエネルギーのうち最も大きいエネルギーよりも大きいエネルギーの範囲に設定された第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する、前記第１放射線検出器から出力された第１γ線検出信号、及び前記第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する、前記第２放射線検出器から出力された第２γ線検出信号を出力し、前記第１設定エネルギーよりも大きいエネルギーを有する前記第１γ線検出信号及び前記第２γ線検出信号を出力しない信号選択装置と、
前記信号選択装置から出力された前記第１γ線検出信号及び前記第２γ線検出信号を加えて加算信号を生成する加算装置と、
前記加算装置から出力され、前記測定対象核種から放射されたエネルギーが異なる前記カスケードγ線の前記合計エネルギーを有する前記加算信号をカウントする計数装置とを特徴とする放射線計測装置。
【請求項１１】
前記信号選択装置が、
前記第１放射線検出器から出力された前記第１γ線検出信号を入力し、入力した前記第１γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーであるときに第１ゲート開信号を出力しないで、入力した前記第１γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギー以下のエネルギーであるときに前記第１ゲート開信号を出力する第１ゲート信号発生装置と、
前記第１ゲート信号発生装置が入力する前記第１γ線検出信号を入力し、この第１γ線検出信号を、前記第１ゲート信号発生装置がこの第１γ線検出信号を入力してから前記第１ゲート開信号を出力するまでに要する時間だけ遅らせて出力する第１遅延装置と、
前記第１ゲート信号発生装置から出力された前記第１γ線検出信号を入力したときに、前記第１遅延装置から入力した前記第１γ線検出信号を前記加算装置に出力する第１ゲート装置と、
前記第２放射線検出器から出力された前記第２γ線検出信号を入力し、入力した前記第２γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーであるときに第２ゲート開信号を出力しないで、入力した前記第２γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギー以下のエネルギーであるときに前記第２ゲート開信号を出力する第２ゲート信号発生装置と、
前記第２ゲート信号発生装置が入力する前記第２γ線検出信号を入力し、この第２γ線検出信号を、前記第２ゲート信号発生装置がこの第２γ線検出信号を入力してから前記第２ゲート開信号を出力するまでに要する時間だけ遅らせて出力する第２遅延装置と、
前記第２ゲート信号発生装置から前記第２ゲート開信号を入力したときに、前記第２遅延装置から入力した前記第２γ線検出信号を前記加算装置に出力する第２ゲート装置とを、
備えている請求項１０に記載の放射線計測装置。
【請求項１２】
前記測定対象核種の全吸収ピーク領域の下限のエネルギーよりも小さいエネルギーである第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーを有する前記第１γ線検出信号と、前記第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーを有する前記第２γ線検出信号を前記加算装置に出力する前記信号選択装置を有する請求項１０に記載の放射線計測装置。
【請求項１３】
入力した前記第１γ線検出信号のエネルギーが前記測定対象核種の全吸収ピーク領域の下限のエネルギーよりも小さいエネルギーである第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーであるとき、前記第１ゲート開信号を前記第１ゲート装置に出力する前記第１ゲート信号発生装置と、入力した前記第２１γ線検出信号のエネルギーが前記第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーであるとき、前記第２ゲート開信号を前記第２ゲート装置に出力する前記第２ゲート信号発生装置とを有する請求項１１に記載の放射線計測装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２放射線検出器を配置した領域の温度を検出する温度計と、この温度計で計測した温度に基づいて、第１電源から前記第１放射線検出器に印加される電圧及び第２電源から前記第２放射線検出器に印加される電圧、及び前記加算装置のゲインのうち少なくとも一方を、前記温度計で計測した温度に基づいて、制御する制御装置を備えた請求項１０ないし１３のいずれか１項に記載の放射線計測装置。
【請求項１５】
測定対象核種から放射された、エネルギーが異なるカスケードγ線を検出する第１放射線検出器及び第２放射線検出器と、
前記第１放射線検出器内でコンプトン散乱したγ線を検出して第３γ線検出信号を出力する第３放射線検出器と、
前記第２放射線検出器内でコンプトン散乱したγ線を検出して第４γ線検出信号を出力する第４放射線検出器と、
前記第３放射線検出器が前記第３γ線検出信号を出力しなくて前記第４放射線検出器が前記第４γ線検出信号を出力しないときに、前記測定対象核種から放射された同時計数される前記カスケードγ線の合計エネルギーよりも小さく、且つ前記測定対象核種から放射された前記カスケードγ線のエネルギーのうち最も大きいエネルギーよりも大きいエネルギーの範囲に設定された第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する、前記第１放射線検出器から出力された第１γ線検出信号、及び前記第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する、前記第２放射線検出器から出力された第２γ線検出信号を出力する信号選択装置と、
前記信号選択装置から出力された前記第１γ線検出信号及び前記第２γ線検出信号を加えて加算信号を生成する加算装置と、
前記加算装置から出力され、前記測定対象核種から放射された、エネルギーが異なる前記カスケードγ線の前記合計エネルギーを有する前記加算信号をカウントする計数装置とを特徴とする放射線計測装置。
【請求項１６】
前記信号選択装置が、
前記第１放射線検出器から出力された前記第１γ線検出信号を入力し、入力した前記第１γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーであるときに第１ゲート開信号を出力しないで、入力した前記第１γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギー以下のエネルギーであるときに前記第１ゲート開信号を出力する第１ゲート信号発生装置と、
前記第１ゲート信号発生装置が入力する前記第１γ線検出信号を入力し、この第１γ線検出信号を、前記第１ゲート信号発生装置がこの第１γ線検出信号を入力してから前記第１ゲート開信号を出力するまでに要する時間だけ遅らせて出力する第１遅延装置と、
前記第３放射線検出器から出力された前記第３γ線検出信号を入力し、この第３γ線検出信号を、前記第１遅延装置が入力した前記第１γ線検出信号を出力するときに、出力する第３遅延装置と、
前記第３遅延装置から前記第３γ線検出信号が出力されないときで前記第１ゲート信号発生装置から前記第１ゲート開信号を入力したときに、前記第１遅延装置から入力した前記第１γ線検出信号を前記加算装置に出力する第１ゲート装置と、
前記第２放射線検出器から出力された前記第２γ線検出信号を入力し、入力した前記第２γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーであるときに第２ゲート開信号を出力しないで、入力した前記第２γ線検出信号のエネルギーが前記第１設定エネルギー以下のエネルギーであるときに前記第２ゲート開信号を出力する第２ゲート信号発生装置と、
前記第２ゲート信号発生装置が入力する前記第２γ線検出信号を入力し、この第２γ線検出信号を、前記第２ゲート信号発生装置がこの第２γ線検出信号を入力してから前記第２ゲート開信号を出力するまでに要する時間だけ遅らせて出力する第２遅延装置と、
前記第４放射線検出器から出力された前記第４γ線検出信号を入力し、この第４γ線検出信号を、前記第２遅延装置が入力した前記第２γ線検出信号を出力するときに、出力する第４遅延装置と、
前記第４遅延装置から前記第４γ線検出信号が出力されないときで前記第２ゲート信号発生装置から前記第２ゲート開信号を入力したときに、前記第２遅延装置から入力した前記第２γ線検出信号を前記加算装置に出力する第２ゲート装置とを、
備えている請求項１５に記載の放射線計測装置。
【請求項１７】
前記測定対象核種の全吸収ピーク領域の下限のエネルギーよりも小さいエネルギーである第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーを有する前記第１γ線検出信号と、前記第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーを有する前記第２γ線検出信号を前記加算装置に出力する前記信号選択装置を有する請求項１５に記載の放射線計測装置。
【請求項１８】
入力した前記第１γ線検出信号のエネルギーが前記測定対象核種の全吸収ピーク領域の下限のエネルギーよりも小さいエネルギーである第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーであるとき、前記第１ゲート開信号を前記第１ゲート装置に出力する前記第１ゲート信号発生装置と、入力した前記第２１γ線検出信号のエネルギーが前記第２設定エネルギーと前記第１設定エネルギーの間のエネルギーであるとき、前記第２ゲート開信号を前記第２ゲート装置に出力する前記第２ゲート信号発生装置とを有する請求項１６に記載の放射線計測装置。
【請求項１９】
前記信号選択装置が、第３設定エネルギー以下のエネルギーを有する、前記第３放射線検出器から出力された前記第３γ線検出信号を、前記第３遅延装置に出力する第３波高弁別装置、及び第３設定エネルギー以下のエネルギーを有する、前記第４放射線検出器から出力された前記第４γ線検出信号を、前記第４遅延装置に出力する第４波高弁別装置を有する請求項１６または１８に記載の放射線計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線計測方法及び放射線計測装置に係り、特に、測定対象の放射性核種から放射するカスケードγ線を計測するのに好適な放射線計測方法及び放射線計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントの運転中では、原子炉格納容器内の放射線線量率がそのプラントの定期検査時に比べて非常に高いため、原子炉一次系配管（例えば、原子炉圧力容器に接続された再循環系配管）に対して、定期検査時に使用する可搬型サーベイメータでの測定は行われていない。また、原子力プラント運転中では、可搬型サーベイメータ以外の一般的な放射線モニタを用いた原子炉一次系配管の放射線計測も行われていない。
【０００３】
原子力プラントの運転中に、可搬型サーベイメータを含む一般的な放射線モニタを用いて、原子炉一次系配管の放射線計測を行う場合には、放射線モニタによる測定対象核種は、原子炉一次系配管の内面に付着しているＣｏ−６０、Ｃｏ−５８、Ｍｎ−５４、Ｆｅ−５９等である。原子力プラント運転中では、原子炉一次系配管内を流れている冷却水に含まれる妨害放射性核種（Ｎ−１３、Ｎ−１６、Ｆ−１８、Ｏ−１９等）によるバックグラウンドγ線が存在するため、原子炉一次系配管に設けた放射線モニタによる測定対象核種の測定が困難である。バックグラウンドγ線の影響を最小限にするためには、測定対象核種から放射されたカスケードγ線の同時計数方法を適用することが考えられる。
【０００４】
放射線の同時計数方法を適用した放射線モニタシステムが、特開平８−１０１２７５号公報及び特開平１１−１９４１７０号公報にて提案されている。特開平８−１０１２７５号公報に記載された放射線モニタシステムは、主検出器とゲート用検出器の間に測定対象を配置して測定対象から放射されたカスケードγ線を主検出器及びゲート用検出器でそれぞれ検出している。ゲート用検出器から放射線検出信号が出力された場合には、非同時計数回路が主検出器から出力された放射線検出信号を遮断するので、主検出器から出力された放射線検出信号がカウンタに入力されない。カウンタは、ゲート用検出器から放射線検出信号が出力されないときに、非同時計数回路に入力された、主検出器からの放射線検出信号を計数する。これにより、β＋崩壊によって発生するγ線（Ｎ−１３等の妨害放射性核種から放射する消滅γ線）が計数されず、主検出器から出力された、測定対象の放射線検出信号のみを計数することができる。
【０００５】
特開平８−１０１２７５号公報は、２つの放射線検出器から出力されたそれぞれの放射線検出信号に対して同時判定を行い、同時と判定された放射線検出信号に対して信号処理を行う放射性物質検査装置を記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１０１２７５号公報
【特許文献２】特開平１１−１９４１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明者らは、後述するように、測定対象核種から複数のエネルギーを有するカスケードγ線が測定対象核種から同時に放射されたとき、このカスケードγ線の同時計数が困難になる場合があることを新たに見出した。複数のエネルギーを有するカスケードγ線の同時計数に対応するためは、複数のエネルギーを有するカスケードγ線を検出するそれぞれの放射線検出器に接続された各波高弁別器の出力レベルの領域を広げ、検出したカスケードγ線のエネルギーを有する放射線検出信号に対応する必要がある。しかし、波高弁別器の出力レベルの領域を広げた場合には、偶発同時計数が生じて計測精度が劣化する可能性がある。特に、妨害放射性核種の影響が強い場合、すなわち、バックグラウンドγ線の線量率が測定対象核種のカスケードγ線より高い場合には、従来の同時計数方法を用いても計測が困難である。
【０００８】
特開平８−１０１２７５号公報及び特開平１１−１９４１７０号公報に記載された同時計数方法を適用したそれぞれの放射線モニタシステムは、測定対象核種から同時に放射されたカスケードγ線のエネルギーが異なる場合に対する対応がなされていない。
【０００９】
本発明の目的は、エネルギーが異なるカスケードγ線の同時計数の精度を向上させることができる放射線計測方法及び放射線計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、測定対象核種から放射された、エネルギーが異なるカスケードγ線を第１放射線検出器及び第２放射線検出器でそれぞれ検出し、
その測定対象核種から放射された、同時計数されるそれぞれのカスケードγ線の合計エネルギーよりも小さくて、且つその測定対象核種から放射されたそれらのカスケードγ線のエネルギーのうち最も大きいエネルギーよりも大きいエネルギーの範囲に設定された第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する第１γ線検出信号と、第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する第２γ線検出信号を加えて加算信号を生成し、
その測定対象核種から放射されたエネルギーが異なるカスケードγ線の合計エネルギーを有する前記加算信号をカウントすることにある。
【００１１】
第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する、第１放射線検出器から出力された第１γ線検出信号と、第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する、第２放射線検出器から出力された第２γ線検出信号を加えて加算信号を生成するので、第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーを有するγ線の影響を受けた偶発同時計数を抑制することができる。したがって、第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーを有するγ線が放射される環境下に存在する測定対象核種から放射されたエネルギーの異なるカスケードγ線の同時計数の精度を向上させることができる。
【００１２】
好ましくは、第１放射線検出器から出力された第１γ線検出信号を、第１ゲート信号発生装置及び第１遅延装置にそれぞれ入力し、第１ゲート信号発生装置が、入力した第１γ線検出信号のエネルギーが第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーであるときに第１ゲート開信号を出力しないで、入力した第１γ線検出信号のエネルギーが第１設定エネルギー以下のエネルギーであるときに第１ゲート開信号を出力し、第１遅延装置が、入力した第１γ線検出信号を、第１ゲート信号発生装置がこの第１γ線検出信号を入力してから第１ゲート開信号を出力するまでに要する時間だけ遅らせて出力し、第１ゲート装置が、第１ゲート信号発生装置から第１ゲート開信号を入力したときに、第１遅延装置から入力した第１γ線検出信号を加算装置に出力し、
第２放射線検出器から出力された第２γ線検出信号を、第２ゲート信号発生装置及び第２遅延装置にそれぞれ入力し、第２ゲート信号発生装置が、入力した第２γ線検出信号のエネルギーが第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーであるときに第２ゲート開信号を出力しないで、入力した第２γ線検出信号のエネルギーが第１設定エネルギー以下のエネルギーであるときに第２ゲート開信号を出力し、第２遅延装置が、入力した第２γ線検出信号を、第２ゲート信号発生装置がこの第２γ線検出信号を入力してから第２ゲート開信号を出力するまでに要する時間だけ遅らせて出力し、第２ゲート装置が、第２ゲート信号発生装置から第２ゲート開信号を入力したときに、第２遅延装置から入力した第２γ線検出信号を加算装置に出力し、
加算信号の生成を、第１ゲート装置から出力された第１γ線検出信号及び第２ゲート装置から出力された第２γ線検出信号を入力した加算装置によって行うことが望ましい。
【００１３】
第１ゲート装置が、第１ゲート信号発生装置から第１ゲート開信号を入力したときに、第１遅延装置から入力した第１γ線検出信号を加算装置に出力し、第２ゲート装置が、第２ゲート信号発生装置から第２ゲート開信号を入力したときに、第２遅延装置から入力した第２γ線検出信号を前記加算装置に出力しているので、ある測定対象核種から出力された１つのカスケードγ線を検出した第１放射線検出器の出力である第１γ線検出信号、及びその測定対象核種から実質的に同時に出力されたエネルギーが異なる他のカスケードγ線を検出した第２放射線検出器の出力である第２γ線検出信号を、実質的に同時に加算装置に入力することができる。これにより、第１及び第２γ線検出信号に時間情報を付与する構成が不要であり、簡単な構成で測定対象核種から放射されたエネルギーの異なるカスケードγ線の同時計数を行うことができる。さらに、上記したように、測定対象核種から放射されたエネルギーの異なるカスケードγ線の同時計数の精度を向上させることができる。
【００１４】
また、測定対象核種から放射された、エネルギーが異なるカスケードγ線を第１放射線検出器及び第２放射線検出器でそれぞれ検出し、
第３放射線検出器が第１放射線検出器内でコンプトン散乱したγ線を検出したときに第３γ線検出信号を出力し、第４放射線検出器が第２放射線検出器内でコンプトン散乱したγ線を検出したときに第４γ線検出信号を出力し、
第３放射線検出器が第３γ線検出信号を出力しなくて第４放射線検出器が第４γ線検出信号を出力しないときに、その測定対象核種から放射された、同時計数されるカスケードγ線の合計エネルギーよりも小さく、且つ測定対象核種から放射されたカスケードγ線のエネルギーのうち最も大きいエネルギーよりも大きいエネルギーの範囲に設定された第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する第１γ線検出信号と、第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する第２γ線検出信号を加えて加算信号を生成し、
測定対象核種から放射されたエネルギーが異なる前記カスケードγ線の合計エネルギーを有する加算信号をカウントすることによっても、本発明の目的を達成することができる。
【００１５】
第３放射線検出器が第１放射線検出器内でコンプトン散乱したγ線を検出したときに第３γ線検出信号を出力し、第４放射線検出器が第２放射線検出器内でコンプトン散乱したγ線を検出したときに第４γ線検出信号を出力し、第３放射線検出器が第３γ線検出信号を出力しなくて第４放射線検出器が第４γ線検出信号を出力しないときに、第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する第１γ線検出信号と、第１設定エネルギー以下のエネルギーを有する第２γ線検出信号を加えて加算信号を生成するので、第１放射線検出器または第２放射線検出器内でγ線のコンプトン散乱が生じた場合には、コンプトン散乱したγ線のγ線検出信号が加算装置に入力されない。このため、バックグラウンドγ線のコンプトン散乱で生じたγ線でカスケードγ線近傍のエネルギーを有するγ線が検出されることに起因した偶発同時計数を抑制することができる。したがって、測定対象核種から放射されたエネルギーの異なるカスケードγ線の同時計数の精度をさらに向上させることができる。
【００１６】
好ましくは、第１放射線検出器から出力された第１γ線検出信号を、第１ゲート信号発生装置及び第１遅延装置にそれぞれ入力し、第１ゲート信号発生装置が、入力した第１γ線検出信号のエネルギーが第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーであるとき、第１ゲート開信号を出力しないで、入力した第１γ線検出信号のエネルギーが第１設定エネルギー以下のエネルギーであるとき、第１ゲート開信号を出力し、第１遅延装置が、入力した第１γ線検出信号を、第１ゲート信号発生装置がこの第１γ線検出信号を入力してから第１ゲート開信号を出力するまでに要する時間だけ遅らせて出力し、第３放射線検出器から出力された第３γ線検出信号を第３遅延装置に入力し、第１遅延装置が、入力した第１γ線検出信号を出力するときに、第３遅延装置が、入力した第３γ線検出信号を出力し、第１ゲート装置が、第３遅延装置から第３γ線検出信号が出力されないときで第１ゲート信号発生装置から第１ゲート開信号を入力したときに、第１遅延装置から入力した第１γ線検出信号を加算装置に出力し、
第２放射線検出器から出力された第２γ線検出信号を、第２ゲート信号発生装置及び第２遅延装置にそれぞれ入力し、第２ゲート信号発生装置が、入力した前記第２γ線検出信号のエネルギーが第１設定エネルギーよりも大きなエネルギーであるとき、第２ゲート開信号を出力しないで、入力した第２γ線検出信号のエネルギーが前１設定エネルギー以下のエネルギーであるとき、第２ゲート開信号を出力し、第２遅延装置が、入力した第２γ線検出信号を、第２ゲート信号発生装置がこの第２γ線検出信号を入力してから第２ゲート開信号を出力するまでに要する時間だけ遅らせて出力し、第４放射線検出器から出力された第４γ線検出信号を第４遅延装置に入力し、第２遅延装置が、入力した第２γ線検出信号を出力するときに、第４遅延装置が、入力した第４γ線検出信号を出力し、第２ゲート装置が、第４遅延装置から第４γ線検出信号が出力されないときで第２ゲート信号発生装置から第２ゲート開信号を入力したときに、第２遅延装置から入力した第２γ線検出信号を前記加算装置に出力し、
加算信号の生成を、第１ゲート装置から出力された第１γ線検出信号及び第２ゲート装置から出力された第２γ線検出信号を入力した加算装置によって行うことが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、偶発同時計数を抑制することができ、エネルギーが異なるカスケードγ線の同時計数を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置の構成図である。
【図２】図１に示す放射線検出装置を測定対象の原子炉一次系配管付近に配置した状態を示す説明図である。
【図３】沸騰水型原子力プラントの運転時における原子炉一次配管から放射されたγ線のエネルギースペクトルの一例を示す説明図である。
【図４】図３に示されたエネルギースペクトルにおいて同時計数ピークの下限よりも小さいエネルギーに設定された除去設定エネルギーを示す説明図である。
【図５】除去設定エネルギーよりも大きなエネルギーを有するγ線検出信号を除去した状態でのγ線のエネルギースペクトルを示す説明図である。
【図６】図５に示されたエネルギースペクトルにおいて同時計数ピーク付近の拡大図である。
【図７】本発明の他の実施例である実施例２の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置の構成図である。
【図８】実施例２において得られたγ線のエネルギースペクトルを示す説明図である。
【図９】本発明の他の実施例である実施例３の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置の構成図である。
【図１０】実施例３で用いる放射線計測装置の変形例の構成図である。
【図１１】実施例３で用いる放射線計測装置の他の変形例の構成図である。
【図１２】本発明の他の実施例である実施例４の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置の構成図である。
【図１３】本発明の他の実施例である実施例５の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置の構成図である。
【図１４】実施例５で用いる放射線計測装置の変形例の構成図である。
【図１５】本発明の他の実施例である実施例６の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置の構成図である。
【図１６】本発明の他の実施例である実施例７の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
発明者らは、測定対象核種から複数のエネルギーを有するカスケードγ線が放射された場合には、偶発同時計数がなされ、これらのカスケードγ線の同時計数が困難になる場合があることを新たに見出した。そこで、発明者らは、複数のエネルギーを有するカスケードγ線における偶発同時計数を避けて複数のエネルギーを有するカスケードγ線の同時計数の精度を向上させるために、バックグラウンドγ線の線量率が測定対象核種の複数のエネルギーを有するカスケードγ線より高い場合であっても、複数のエネルギーを有するカスケードγ線の同時計数を精度良く行うことができるカスケードγ線の同時計数の方法を検討した。この検討結果を以下に説明する。
【００２０】
カスケードγ線を放射する放射性核種としては、例えば、Ａｌ−２６、Ｋ−４２、Ｔｉ−５１、Ｖ−４８、Ｍｎ−５２、Ｍｎ−５４、Ｃｏ−５６、Ｃｏ−５８、Ｃｏ−６０、Ｙ−８８、Ｎｂ−９４、Ａｇ−１１０、Ｉｎ−１１６、Ｓｂ−１２４、Ｔｅ−１３２、Ｃｓ−１３４、Ｔｌ−２０８等がある。カスケードγ線の放射過程について説明する。例えば、Ｃｏ−６０は、半減期５．２７年でβ−崩壊を起こす。この崩壊により、Ｃｏ−６０は励起状態のＮｉ−６０に壊変される。励起状態のＮｉ−６０は基底状態となるので、この基底状態のエネルギーを有するカスケードγ線が励起状態のＮｉ−６０から放射される。このカスケードγ線は、２つ以上のエネルギーを有しており、４π方向へほぼ同時刻に放射される。励起状態のＮｉ−６０から放射された、例えば、１．１７ＭｅＶのエネルギーを有するγ線と１．３３ＭｅＶのエネルギーを有するγ線の、Ｎｉ−６０から放射される時間差はおよそ０．４ｐｓである。この時間差は、通常の放射線モニタシステムのパルス計測処理時間では同時刻になるので、無視することができる。他の放射性核種からのカスケードγ線の放射に伴うその時間差も、Ｎｉ−６０から放射されたカスケードγ線における時間差と同様に無視することができる。
【００２１】
例えば、原子炉一次系配管内を流れる冷却水に含まれる妨害放射性核種としては、Ｎ−１３、Ｎ−１６、Ｆ−１８及びＯ−１９等がある。
【００２２】
測定対象核種から実質的に同時刻に放射されるカスケードγ線を検出する複数の放射線検出器としては、一般的な放射線検出器を用いる。例えば、シンチレーション放射線検出器としては、ＮａＩ（Ｔｌ）、ＣｓＩ（Ｃｅ）、ＬａＣｌ３（Ｃｅ）、ＬａＢｒ３（Ｃｅ）、ＢＧＯ、ＧＳＯ（Ｃｅ）、及びＬｕＡＧ（Ｐｒ）等のいずれかを用いたシンチレーション放射線検出器であり、半導体放射線検出器としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｄＴｅ及びＣＺＴ等を用いた半導体放射線検出器である。いずれの放射線検出器も本発明の放射線計測方法で用いることができる。
【００２３】
例えば、原子炉一次系配管の内面に付着した放射性核種が、測定対象核種になる。原子炉一次系配管は、内部に炉心を配置した原子炉圧力容器に接続されている。原子炉一次系配管内を流れる冷却水は、炉心に装荷された複数の燃料集合体を冷却するために用いられる。原子炉一次系配管の内面に付着した放射性核種、及び原子炉一次系配管内を流れる冷却水に含まれた放射性核種から放射されるγ線が、原子炉一次系配管から放射される。発明者らは、その測定対象核種から放射されたカスケードγ線を対象にして検討を行った。
【００２４】
原子炉一次系配管から放射されるγ線によるエネルギースペクトルの一例を図３に示す。図３に例示されたエネルギースペクトルは、Ｃｏ−６０を測定対象核種、Ｎ−１６を妨害放射性核種としたときのエネルギースペクトルである。Ｃｏ−６０としては原子炉一次系配管の内面に付着したＣｏ−６０、及び原子炉一次系配管内を流れる冷却水に含まれたＣｏ−６０が存在する。Ｎ−１６は原子炉一次系配管内を流れる冷却水に含まれている。
【００２５】
Ｎ−１６（妨害対象核種）は６．１ＭｅＶのγ線を放射し、図３に示されたエネルギースペクトルはＮ−１６全吸収ピーク２２、コンプトン散乱によるコンプトン分布２３、電子対生成に起因するシングルエスケープピーク２４、及びダブルエスケープピーク２５等を含んでいる。原子炉一次系配管の内面に付着したＣｏ−６０の放射線強度が原子炉一次系配管内を流れる冷却水に含まれたＮ−１６の放射線強度よりも小さいとき、Ｃｏ−６０全吸収ピーク領域２６に存在するＣｏ−６０の異なるエネルギーを有するカスケードγ線、すなわち、１．１７ＭｅＶのカスケードγ線及び１．３３ＭｅＶのカスケードγ線の全吸収ピークがＮ−１６のコンプトン分布２３に隠れる可能性がある。このため、バックグラウンド成分に対してＣｏ−６０の全吸収ピークを弁別することが困難になる。
【００２６】
発明者らは、異なるエネルギーを有するカスケードγ線の同時計数を行うことを考慮し、測定対象核種から放射されたエネルギーの異なる一対のカスケードγ線であって同時計数される一対のカスケードγ線の合計エネルギー（測定対象核種が複数存在する場合には、それらの測定対象核種から放射されたそれぞれのカスケードγ線のうち同時計数される一対のカスケードγ線の合計エネルギーのうち最も小さい合計エネルギー）よりも小さく、且つ測定対象核種から放射されるカスケードγ線のエネルギーのうち最も大きいエネルギー（測定対象核種が複数存在する場合には、それらの測定対象核種から放射されたそれぞれのカスケードγ線のうち最も大きいエネルギー）よりも大きいエネルギーの範囲内に、γ線の高エネルギーを除去するための除去設定エネルギー（第１設定エネルギー）２７を設定した（図４参照）。除去設定エネルギー２７よりも大きなエネルギーを有するγ線を除去することによって、同時計数された一対のカスケードγ線の合計エネルギーを得ることができるようになった。
【００２７】
例えば、Ｃｏ−６０では、一対のカスケードγ線の合計エネルギーが２．５ＭｅＶであるので、除去設定エネルギー２７を２．０ＭｅＶにした。この結果、検出したγ線から、２．０ＭｅＶより大きなエネルギーを有するγ線を除去することにより、妨害対象核種であるＮ−１６の高エネルギーの影響を排除することができ、偶発同時計数を抑制することができる。
【００２８】
検出された、除去設定エネルギー２７以下のエネルギーを有するγ線のうち、１つの放射線検出器で検出されたγ線と他の放射線検出器で検出された他のγ線の合計エネルギーが、測定対象核種から放射された一対のカスケードγ線の合計エネルギー（設定エネルギー）になったとき、それらのγ線がその測定対象核種から放射された一対のカスケードγ線であるとして、同時計数を行う。除去設定エネルギー２７を超えるエネルギーを有するγ線が除去されるので、Ｎ−１６高エネルギー領域２８のエネルギーを有するγ線が計数されることはない。
【００２９】
構造部材（例えば、原子炉一次系配管）に付着した測定対象核種（例えば、Ｃｏ−６０）から放射された一対のカスケードγ線（例えば、１．１７ＭｅＶのカスケードγ線及び１．３３ＭｅＶのカスケードγ線）を、その構造部材付近に配置した２つの放射線検出器で別々に検出する。これらの放射線検出器から出力された多数のγ線検出信号のうち、除去設定エネルギー２７（一例としてＣｏ−６０の場合は、２．０ＭｅＶ）を超えるエネルギーを有するγ線検出信号が除去される。それぞれの放射線検出器から出力された多数のγ線検出信号のうち、除去設定エネルギー２７以下のエネルギーを有するγ線検出信号であって２つの放射線検出器から実質的に同時に別々に出力された２つのγ線検出信号を加えることによって、これらのγ線検出信号の加算信号を得ることができる。この加算信号のエネルギー（２つのγ線検出信号のそれぞれのエネルギーの合計値）が、測定対象核種から放射された一対のカスケードγ線の合計エネルギー（設定エネルギー：Ｃｏ−６０では２．５ＭｅＶ）になったとき、それらのγ線検出信号がその測定対象核種（例えば、Ｃｏ−６０）から放射された一対のカスケードγ線に基づくものである。測定対象核種から放射された一対のカスケードγ線の合計エネルギーを有する加算信号のカウントにより、同時計数ピーク２９（図５参照）を得ることができる。測定対象核種から放射されたエネルギーが異なるカスケードγ線の同時計数とは、測定対象核種から放射された１つのカスケードγ線を検出した１つの放射線検出器から出力されたγ線検出信号と、その測定対象核種から実質的に同時に放射されてエネルギーが異なる他のカスケードγ線を検出した他の放射線検出器から出力された他のγ線検出信号を加えることである。
【００３０】
図６は、図５に示す同時計数ピーク２９付近を拡大して示したものである。同時計数ピーク２９付近でも、図６に示すように、偶発同時計数の成分（偶発同時計数分布３１）が存在する。偶発同時計数分布３１においても、偶発同時計数の計数値が極大値を示す偶発同時計数ピーク３０が形成される。偶発同時計数ピーク３０の計数値は同時計数ピーク２９の計数値に比べて非常に小さな値である。このため、測定対象核種から放射されたカスケードγ線の同時計数の精度が著しく向上する。
【００３１】
同時計数ピーク２９の近傍に存在する偶発同時計数としては、例えば、測定対象核種がＣｏ−６０、及び妨害放射性核種がＮ−１６であるとき、同時計数の対象となる一対のγ線の一方がＣｏ−６０のカスケードγ線で、もう一方がＮ−１６のコンプトン散乱で生じる成分がＣｏ−６０のカスケードγ線近傍のエネルギーを有して放射線検出器に入力されるとき、もしくは２つの放射線検出器にＮ−１６のコンプトン散乱で生じる成分がＣｏ−６０のカスケードγ線近傍のエネルギーを有して入力されるとき、もしくは異なる由来のＣｏ−６０カスケードγ線が２つの放射線検出器に入力されるときである。
【００３２】
図６に示された偶発同時計数ピーク３０及び偶発同時計数分布３１は、バックグラウンド成分の一例である。偶発同時計数ピーク３０は、Ｃｏ−６０のカスケードγ線及びＮ−１６のコンプトン散乱で生じる各成分がＣｏ−６０のカスケードγ線１３近傍のエネルギーを有して放射線検出器に入力されるとき、もしくは異なる由来のＣｏ−６０のカスケードγ線が２つの放射線検出器に入力されるときに生じる。偶発同時計数分布３１は、２つの放射線検出器にＮ−１６のコンプトン散乱で生じる成分がＣｏ−６０のカスケードγ線１３近傍のエネルギーを有して入力されるとき、もしくはＣｏ−６０のカスケードγ線及びＮ−１６のコンプトン散乱で生じる各成分がＣｏ−６０のカスケードγ線１３近傍のエネルギーを有して放射線検出器に入力されるときに観測される分布である。
【００３３】
以下の検討結果を考慮した、本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００３４】
本発明の好適な一実施例である実施例１の放射線計測方法を、図１及び図２に基づいて説明する。
【００３５】
本実施例の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置を、図１及び２を用いて説明する。本実施例の放射線計測装置４５は、放射線検出装置１６Ａ，１６Ｂ、信号処理装置１７及び表示装置１１を備える。放射線検出装置１６Ａは放射線検出器（第１放射線検出器）１Ａ及び放射線検出器１Ａに接続された前置増幅器３Ａを有し、放射線検出装置１６Ｂは放射線検出器（第２放射線検出器）１Ｂ及び放射線検出器１Ｂに接続された前置増幅器３Ｂを有する。高圧電源２Ａが放射線検出器１Ａに接続され、高圧電源２Ｂが放射線検出器１Ｂに接続される。前置増幅器３Ａ，３Ｂとして、帰還抵抗型前置増幅器及びトランジスタリセット型前置増幅器等が用いられる。
【００３６】
放射線検出器１Ａ，１Ｂとしては、一般的な放射線検出器であるシンチレーション放射線検出器（または半導体放射線検出器）を用いる。シンチレーション放射線検出器としては、ＮａＩ（Ｔｌ）、ＣｓＩ（Ｃｅ）、ＬａＣｌ３（Ｃｅ）、ＬａＢｒ３（Ｃｅ）、ＢＧＯ、ＧＳＯ（Ｃｅ）、及びＬｕＡＧ（Ｐｒ）等のいずれかを用いたシンチレーション放射線検出器である。半導体放射線検出器としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｄＴｅ及びＣＺＴ等を用いた半導体放射線検出器である。
【００３７】
信号処理装置１７は、出力分岐器４Ａ、高レベル波高弁別器５Ａ、遅延回路６Ａ、リニアゲート７Ａ、出力分岐器４Ｂ、高レベル波高弁別器５Ｂ、遅延回路６Ｂ、リニアゲート７Ｂ、加算増幅器（加算装置）８、線形増幅器９及び多チャンネル波高分析装置（計数装置）１０を備える。信号選択装置は、高レベル波高弁別器（第１ゲート信号発生装置）５Ａ、遅延回路（第１遅延装置）６Ａ、リニアゲート（第１ゲート装置）７Ａ、高レベル波高弁別器（第２ゲート信号発生装置）５Ｂ、遅延回路（第２遅延装置）６Ｂ及びリニアゲート（第２ゲート装置）７Ｂを含んでいる。出力分岐器４Ａ、高レベル波高弁別器５Ａ、遅延回路６Ａ及びリニアゲート７Ａは、放射線検出器１Ａから出力されたγ線検出信号を処理する。出力分岐器４Ａが、前置増幅器３Ａ及び遅延回路６Ａに接続される。リニアゲート７Ａが遅延回路６Ａに接続される。高レベル波高弁別器５Ａが、出力分岐器４Ａ及びリニアゲート７Ａに接続される。
【００３８】
出力分岐器４Ｂ、高レベル波高弁別器５Ｂ、遅延回路６Ｂ及びリニアゲート７Ｂは、放射線検出器１Ｂから出力されたγ線検出信号を処理する。出力分岐器４Ｂが、前置増幅器３Ｂ及び遅延回路６Ｂに接続される。リニアゲート７Ｂが遅延回路６Ｂに接続される。高レベル波高弁別器５Ｂが、出力分岐器４Ｂ及びリニアゲート７Ｂに接続される。
【００３９】
加算増幅器８が、リニアゲート７Ａ，７Ｂに接続され、さらに線形増幅器９に接続される。多チャンネル波高分析装置１０が線形増幅器９及び表示装置１１に接続される。
【００４０】
本実施例の放射線計測方法は、沸騰水型原子力プラントの原子炉一次系配管（以下、一次系配管という）を対象に放射線を計測する。沸騰水型原子力プラントは、図示されていないが、原子炉圧力容器内に炉心を配置した原子炉を有する。炉心内には、核燃料物質を含む複数の燃料集合体（図示せず）が装荷されている。一次系配管１８（図２参照）は、例えば、再循環系配管であり、原子炉圧力容器に接続されている。
【００４１】
沸騰水型原子力プラントの運転時において、原子炉圧力容器内の冷却水（冷却材）が、一次系配管１８に設けられた再循環ポンプ（図示せず）を駆動することによって昇圧され、原子炉圧力容器内に設けられたジェットポンプ（図示せず）のノズルから噴射される。原子炉圧力容器内でノズル（図示せず）の周囲に存在する冷却水が、この噴射された冷却水の作用により、ジェットポンプのベルマウス（図示せず）内に吸引され、炉心に供給される。炉心に供給された冷却水は、燃料集合体内の核燃料物質の核分裂で発生する熱により加熱され、一部が蒸気になる。この蒸気は、原子炉圧力容器に接続された主蒸気配管（図示せず）によりタービンに導かれる。
【００４２】
保温材２０が、図２に示されるように、一次系配管１８の外面を取り囲んで一次系配管１８に取り付けられる。原子炉圧力容器内の、放射性核種（例えば、Ｃｏ−５８、Ｃｏ−６０、Ｍｎ−５４、Ｆｅ−５９、Ｎ−１３、Ｎ−１６、Ｆ−１８及びＯ−１９等）を含む冷却水１９が、一次系配管１８に供給されるので、一次系配管１８の内面に、測定対象核種１２であるＣｏ−５８、Ｃｏ−６０、Ｍｎ−５４及びＦｅ−５９が付着する。冷却水１９に含まれたＮ−１３、Ｎ−１６、Ｆ−１８及びＯ−１９は妨害放射性核種１４である。これらの妨害放射性核種１４の多くは沸騰水型原子力プラントの運転時にのみ存在する短半減期核種である。バックグラウンドγ線１５が妨害放射性核種１４から放射される。
【００４３】
放射線検出器１Ａ，１Ｂは高圧電源２Ａ，２Ｂから電圧を印加されることによって作動する。放射線検出器１Ａ，１Ｂにそれぞれ印加される電圧は設定電圧に設定される。この設定電圧は、固定された値または任意に設定される値である。本実施例では、設定電圧を任意に調節できる高圧電源２Ａ，２Ｂを用いている。高圧電源２Ａ，２Ｂは、放射線検出器１Ａ，１Ｂのエネルギー分解能が最適になるように、放射線検出器１Ａ，１Ｂへの印加電圧を調節する。印加電圧の調節によって放射線検出器１Ａ，１Ｂのエネルギー分解能がカスケードγ線１３の検出において支障が生じない場合には、高圧電源２Ａ，２Ｂで印加電圧を変更することによって、放射線検出器１Ａ，１Ｂから出力されるそれぞれのγ線検出信号のゲイン調整が可能になる。
【００４４】
放射線検出装置１６Ａ，１６Ｂが、一次系配管１８の測定領域２１を向くように配置される。一次系配管１８からカスケードγ線１３を含む多数のγ線が放射される。放射線検出器１Ａ，１Ｂに入射されたそれぞれのγ線が、放射線検出器１Ａ，１Ｂで検出される。異なるエネルギーを有する一対のカスケードγ線１３も、測定領域２１である、一次系配管１８の内面に付着した測定対象核種１２から放射され、放射線検出器１Ａ，１Ｂで検出される。放射線検出器１Ａがγ線を検出したときに出力したγ線検出信号を便宜的にγ線検出信号Ａという。放射線検出器１Ｂがγ線を検出したときに出力したγ線検出信号を便宜的にγ線検出信号Ｂという。
【００４５】
本実施例では、測定領域２１で一次系配管１８の内面に付着した測定対象核種１２をＣｏ−６０として説明する。Ｃｏ−６０から実質的に同一に放射された１つのカスケードγ線１３は１．１７ＭｅＶのカスケードγ線であり、他のカスケードγ線１３は１．３３ＭｅＶのカスケードγ線である。放射線検出器１Ａが、１．１７ＭｅＶのカスケードγ線１３を検出したとき、１．１７ＭｅＶのγ線検出信号Ａを出力する。放射線検出器１Ｂが、１．３３ＭｅＶのカスケードγ線１３を検出したとき、１．３３ＭｅＶのγ線検出信号Ｂを出力する。
【００４６】
γ線を検出した放射線検出器１Ａから出力されたγ線検出信号Ａは、前置増幅器３Ａに入力されて増幅される。出力分岐器４Ａは、前置増幅器３Ａから入力されたγ線検出信号Ａを、高レベル波高弁別器５Ａ及び遅延回路６Ａのそれぞれに出力する。出力分岐器４Ａ，４Ｂは、通常使用するＴ型コネクタ等での出力分岐器でもよい。
【００４７】
高レベル波高弁別器５Ａは、入力したγ線検出信号Ａのエネルギーが除去設定エネルギー２７より大きなエネルギーであるとき、第１ゲート開信号出力せず、入力したγ線検出信号Ａのエネルギーが除去設定エネルギー２７以下であるとき、第１ゲート開信号を出力する。換言すれば、高レベル波高弁別器５Ａは、入力したγ線検出信号Ａのエネルギーが除去設定エネルギー２７以下であるときにのみ、第１ゲート開信号を出力する。高レベル波高弁別器５Ａから出力された第１ゲート開信号はリニアゲート７Ａに入力される。
【００４８】
測定対象核種がＣｏ−６０である場合には、除去設定エネルギー２７が、例えば、２．０ＭｅＶに設定される。高レベル波高弁別器５Ｂにも、除去設定エネルギー２７として、２．０ＭｅＶが設定されている。高レベル波高弁別器５Ａは、２．０ＭｅＶ以下のエネルギーを有するγ線検出信号Ａを入力したとき、例えば、放射線検出器１Ａから１．１７ＭｅＶのγ線検出信号Ａを入力したとき、第１ゲート開信号をリニアゲート７Ａに出力する。放射線検出器１Ａが、例えば、宇宙線、及び一次系配管１８内を流れる冷却水１９に含まれる６．１ＭｅＶのＮ−１６から放射されたγ線を検出したとき、放射線検出器１Ａは宇宙線のエネルギーを有するγ線検出信号Ａ１、及び６．１ＭｅＶのγ線検出信号Ａ２を出力する。γ線検出信号Ａ１，Ａ２を入力した高レベル波高弁別器５Ａは第１ゲート開信号を出力しない。
【００４９】
高レベル波高弁別器５Ａ，５Ｂに除去設定エネルギー２７として設定された２．０ＭｅＶは、測定対象核種であるＣｏ−６０から放射された、同時計数される１．１７ＭｅＶのカスケードγ線１３及び１．３３ＭｅＶのカスケードγ線１３の合計エネルギー（２．５ＭｅＶ）未満で、Ｃｏ−６０から放射されるカスケードγ線のエネルギーのうち最も大きいエネルギー（１．３３ＭｅＶ）よりも大きいエネルギーである。例えば、Ｃｏ−５８、Ｃｏ−６０、Ｍｎ−５４及びＦｅ−５９がそれぞれ測定対象核種である場合には、高レベル波高弁別器５Ａ，５Ｂに設定された除去設定エネルギー２７を、Ｃｏ−５８、Ｃｏ−６０、Ｍｎ−５４及びＦｅ−５９のそれぞれから放射されるカスケードγ線のエネルギーのうち最も大きいエネルギーよりも大きく、それらの測定対象から放射されたカスケードγ線で同時計数される一対のカスケードγ線の合計エネルギー下限値のうち最も小さい下限値よりも小さい値に設定する。
【００５０】
出力分岐器４Ａから出力されたγ線検出信号Ａを入力した遅延回路６Ａは、γ線検出信号Ａを入力した時点から設定時間Ｔ１だけ遅延させてこのγ線検出信号Ａを出力する。γ線検出信号Ａの出力を遅延させるその設定時間Ｔ１は、高レベル波高弁別器５Ａが、γ線検出信号Ａを入力した時点から、入力したγ線検出信号Ａのエネルギーが除去設定エネルギー２７以下であるかの判定処理を行ってこの判定が「Ｙｅｓ」であるときに第１ゲート開信号を出力するまでに要する時間である。遅延回路６Ａから出力されたγ線検出信号Ａがリニアゲート７Ａに入力される。
【００５１】
リニアゲート７Ａは、高レベル波高弁別器５Ａから出力された第１ゲート開信号の入力時刻と同時刻に、遅延回路６Ａから入力したγ線検出信号Ａを加算増幅器８に出力する。
【００５２】
放射線検出器１Ｂから出力されたγ線検出信号Ｂは、前置増幅器３Ｂで増幅されて出力分岐器４Ｂに入力される。出力分岐器４Ｂはこのγ線検出信号Ｂを高レベル波高弁別器５Ｂ及び遅延回路６Ｂのそれぞれに出力する。高レベル波高弁別器５Ｂは、入力したγ線検出信号Ｂに対して高レベル波高弁別器５Ａと同様な判定処理を行う。高レベル波高弁別器５Ｂに入力したγ線検出信号Ｂのエネルギーが、除去設定エネルギー２７である２．０ＭｅＶ以下のエネルギーであるとき、例えば、そのγ線検出信号Ｂのエネルギーが１．３３ＭｅＶであるときに、高レベル波高弁別器５Ｂが第２ゲート開信号をリニアゲート７Ｂに出力する。遅延回路６Ｂは、遅延回路６Ａと同様に、入力したγ線検出信号Ｂを設定時間Ｔ２だけ遅延させてリニアゲート７Ｂに出力する。遅延回路６Ｂでの遅延時間である設定時間Ｔ２は、高レベル波高弁別器５Ｂが、γ線検出信号Ｂを入力した時点から、入力したγ線検出信号Ｂのエネルギーが除去設定エネルギー２７以下であるかの判定処理を行ってこの判定が「Ｙｅｓ」であるときに第２ゲート開信号を出力するまでに要する時間であり、遅延回路６Ａでの設定時間Ｔ１と同じである。リニアゲート７Ｂは、高レベル波高弁別器５Ｂから出力されたγ線検出信号Ｂの入力時刻と同時刻に、遅延回路６Ｂから入力したγ線検出信号Ｂを加算増幅器８に出力する。
【００５３】
加算増幅器８は、リニアゲート７Ａから出力されたγ線検出信号Ａとリニアゲート７Ｂから出力されたγ線検出信号Ｂを加算する。この加算が、エネルギーが異なるカスケードγ線の同時計数である。リニアゲート７Ａ及びリニアゲート７Ｂから実質的に同時刻に出力されたγ線検出信号Ａ及びγ線検出信号Ｂは、測定対象核種であるＣｏ−６０から放射された１．１７ＭｅＶのカスケードγ線１３の放射線検出器１Ａへの入射、及び１．３３ＭｅＶのカスケードγ線１３の放射線検出器１Ｂへの入射が実質的に同時に行われることによって、それぞれの放射線検出器から実質的に同時に出力されたものである。加算増幅器８は、放射線検出器１Ａ，１Ｂが実質的に同時にエネルギーの異なるカスケードγ線１３をそれぞれ検出したときに発生した２つのγ線検出信号（γ線検出信号Ａ，Ｂ）を実質的に同時に入力し、これらのγ線検出信号を加算する。すなわち、これらの信号の同時計数を行う。
【００５４】
線形増幅器９は、加算増幅器８でγ線検出信号Ａとγ線検出信号Ｂを加算して（同時計数して）生成された信号（便宜的に、加算信号という）を入力し、加算信号を線形に増幅する。線形増幅器９で線形に増幅された加算信号が、多チャンネル波高分析装置１０に入力される。多チャンネル波高分析装置１０は、エネルギー（波高値）ごとに加算信号を計数する。測定対象核種であるＣｏ−６０から放射されるエネルギーの異なる各カスケードγ線（１．１７ＭｅＶのカスケードγ線及び１．３３ＭｅＶのカスケードγ線）１３の合計エネルギーは、２．５ＭｅＶである。多チャンネル波高分析装置１０は、入力した加算信号のうち、この２．５ＭｅＶの加算信号もカウントする。多チャンネル波高分析装置１０で得られた、加算信号のエネルギー毎の計数値（ある測定対象核種から放射されたエネルギーが異なる各カスケードγ線１３の合計エネルギーの計数値も含む）が、表示装置１１に表示される。
【００５５】
本実施例は、高レベル波高弁別器５Ａ、遅延回路６Ａ及びリニアゲート７Ａの前述した作用により、偶発同時計数の原因となる除去設定エネルギー２７（２．０ＭｅＶ）よりも高いエネルギーを有するγ線検出信号Ａがリニアゲート６Ａから加算増幅器８に入力されることを防止することができる。また、高レベル波高弁別器５Ｂ、遅延回路６Ｂ及びリニアゲート７Ｂの前述した作用により、偶発同時計数の原因となる除去設定エネルギー２７（２．０ＭｅＶ）よりも高いエネルギーを有するγ線検出信号Ｂがリニアゲート６Ｂから加算増幅器８に入力されることを防止することができる。このため、加算増幅器８でγ線検出信号Ａとγ線検出信号Ｂを加算（同時計数）するとき、除去設定エネルギー２７よりも高いエネルギーを有するγ線検出信号Ａまたはγ線検出信号Ｂと他のγ線検出信号の加算（偶発同時計数）を避けることができる。偶発同時計数が著しく低減されるので、除去設定エネルギー２７よりも高いエネルギーを有するγ線検出信号の影響が著しく低下し、測定対象核種から放射されたエネルギーの異なる各カスケードγ線の同時計数を精度良く行うことができる。これにより、測定対象核種から放射されたエネルギーの異なる各カスケードγ線の同時計数ピーク２９を精度良く観測することができる。
【００５６】
本実施例は、信号選択装置（高レベル波高弁別器５Ａ、遅延回路６Ａ、リニアゲート７Ａ、高レベル波高弁別器５Ｂ、遅延回路６Ｂ及びリニアゲート７Ｂ）の作用により、測定対象核種から放射されたエネルギーの異なる各カスケードγ線の合計エネルギーに相当するエネルギーを有するバックグラウンドγ線１５のγ線検出信号が加算増幅器８に入力されないので、エネルギースペクトル上では高エネルギーのバックグラウンドγ線１５のγ線検出信号がほとんど存在しない状態で一対のカスケードγ線の同時計数ピークの測定が可能となる。また、偶発同時計数によるバックグラウンド成分がエネルギースペクトルに出現する場合でも、測定対象核種から放射された各カスケードγ線の合計エネルギーで同時計数ピークを判別できるので、高精度のカスケードγ線同時計数が可能となる。
【００５７】
リニアゲート７Ａが、高レベル波高弁別器５Ａから第１ゲート開信号を入力したときに、遅延回路６Ａから入力したγ線検出信号Ａを加算増幅器８に出力し、リニアゲート７Ｂが、高レベル波高弁別器５Ｂから第２ゲート開信号を入力したときに、遅延回路６Ｂから入力したγ線検出信号Ｂを加算増幅器８に出力しているので、ある測定対象核種から出力された１つのカスケードγ線を検出した放射線検出器１Ａの出力であるγ線検出信号Ａ、及びその測定対象核種から実質的に同時に出力されたエネルギーが異なる他のカスケードγ線を検出した放射線検出器１Ｂの出力であるγ線検出信号Ｂを、実質的に同時に加算増幅器８に入力することができる。これにより、γ線検出信号Ａ，Ｂに時間情報を付与する構成を設ける必要がなく、単純な構成で測定対象核種から放射されたエネルギーの異なるカスケードγ線の同時計数を行うことができる。
【００５８】
多チャンネル波高分析装置１０では、Ｃｏ−６０から放射される一対のカスケードγ線１３に対する２．５ＭｅＶだけでなく、Ｃｏ−５８から放射される一対のカスケードγ線の合計エネルギー、Ｍｎ−５４から放射される一対のカスケードγ線の合計エネルギー、及びＦｅ−５９から放射される一対のカスケードγ線の合計エネルギーを有するそれぞれの加算信号をカウントすることができる。これらの計数値も表示装置１１に表示される。
【００５９】
偶発同時計数を著しく抑制することができる本実施例の放射線計測方法は、沸騰水型原子力発電プラントの、例えば、一次系配管１８の近傍に、放射線計測装置４５の放射線検出器１Ａ，１Ｂを配置することにより、妨害放射性核種１４から放射されるバックグラウンドγ線の線量率が高い沸騰水型原子力発電プラントの運転時において、一次系配管１８の測定領域における線量率を精度良く継続して計測することができる。
【実施例２】
【００６０】
本発明の他の実施例である実施例２の放射線計測方法を、図７に基づいて説明する。
【００６１】
まず、本実施例の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置を、図７を用いて説明する。本実施例の放射線計測装置４５Ａは、実施例１の放射線計測装置４５において信号処理装置１７を信号処理装置１７Ａに替えた構成を有する。放射線計測装置４５Ａの他の構成は放射線計測装置４５と同じである。信号処理装置１７Ａは信号処理装置１７において高レベル波高弁別器５Ａ，５Ｂを高レベル・低レベル波高弁別器３２Ａ，３２Ｂに替えた構成を有し、信号処理装置１７Ａの他の構成は信号処理装置１７と同じである。
【００６２】
実施例１で用いられる信号処理装置１７と異なっている高レベル・低レベル波高弁別器３２Ａ，３２Ｂでの処理を中心にして、本実施例の放射線計測方法を説明する。
【００６３】
放射線検出器１Ａ，１Ｂは、実施例１と同様に、一次系配管１８の測定領域２１で一次系配管１８の内面に付着した測定対象核種１２から放射されたエネルギーの異なるカスケードγ線１３を別々に検出する。放射線検出器１Ａから出力されたγ線検出信号Ａが、前置増幅器３Ａ及び出力分岐器４Ａを経て高レベル・低レベル波高弁別器３２Ａ及び遅延回路６Ａに入力される。放射線検出器１Ｂから出力されたγ線検出信号Ｂが、前置増幅器３Ｂ及び出力分岐器４Ｂを経て高レベル・低レベル波高弁別器３２Ｂ及び遅延回路６Ｂに入力される。
【００６４】
高レベル・低レベル波高弁別器３２Ａ，３２Ｂは、除去設定エネルギー２７（第１設定エネルギー）だけでなく除去設定エネルギー４９（第２設定エネルギー）も設定している。除去設定エネルギー４９は、除去設定エネルギー２７よりも低いエネルギーであり、測定対象核種の全吸収ピーク領域（測定対象核種がＣｏ−６０である場合には、Ｃｏ−６０の全吸収ピーク領域２６）の下限エネルギーよりも小さく、エネルギーが０よりも大きいエネルギーに設定される。除去設定エネルギー２７と除去設定エネルギー４９の間のエネルギー領域は、図８に示すように、ゲート通過領域３４である。高レベル・低レベル波高弁別器３２Ａは、このゲート通過領域３４に含まれるエネルギーを有するγ線検出信号Ａ（除去設定エネルギー２７と除去設定エネルギー４９の間のエネルギーを有するγ線検出信号Ａ）を入力したとき、第１ゲート開信号をリニアゲート７Ａに出力する。高レベル・低レベル波高弁別器３２Ｂは、このゲート通過領域３４に含まれるエネルギーを有するγ線検出信号Ｂ（除去設定エネルギー２７と除去設定エネルギー４９の間のエネルギーを有するγ線検出信号Ｂ）を入力したとき、第２１ゲート開信号をリニアゲート７Ｂに出力する。本実施例では、測定対象核種をＣｏ−６０にしたので、高レベル・低レベル波高弁別器３２Ａ，３２Ｂで設定された除去設定エネルギー２７が２．０ＭｅＶであり、除去設定エネルギー４９が１．０ＭｅＶである。ただし、除去設定エネルギー２７及び除去設定エネルギー４９はこの数値に限定するものではない。
【００６５】
本実施例における遅延回路６Ａで入力したγ線検出信号Ａを遅延させる設定時間Ｔ３は、高レベル・低レベル波高弁別器３２Ａが、γ線検出信号Ａを入力した時点から、入力したγ線検出信号Ａのエネルギーがゲート通過領域３４内のエネルギーであるときに第１ゲート開信号を出力するまでに要する時間である。遅延回路６Ｂで入力したγ線検出信号Ｂを遅延させる設定時間Ｔ４は、高レベル・低レベル波高弁別器３２Ｂが、γ線検出信号Ｂを入力した時点から、入力したγ線検出信号Ｂのエネルギーがゲート通過領域３４内のエネルギーであるときに第２ゲート開信号を出力するまでに要する時間である。遅延回路６Ｂでの設定時間Ｔ４は、遅延回路６Ａでの設定時間Ｔ３と同じである。
【００６６】
放射線検出器１Ａ，１Ｂのそれぞれが検出する妨害放射性核種１４による、測定対象核種１２（一例としてＣｏ−６０とする）のＣｏ−６０全吸収ピーク領域２６よりも低いエネルギーのγ線またはＸ線は、測定対象核種から放射されたカスケードγ線１３の同時計数によって得られる同時計数ピーク２９とは関係がない成分である。実施例１のように、リニアゲート７Ａ、７Ｂにおいて除去設定エネルギー２７を超えるエネルギーを有するγ線検出信号Ａ，Ｂの加算増幅器８への出力を阻止しただけでは、加算増幅器８で得られた低エネルギーのγ線（またはＸ線）と他のγ線の加算信号が、多チャンネル波高分析装置１０に入力される可能性がある。
【００６７】
低エネルギーのγ線（またはＸ線）を反映した加算信号が多チャンネル波高分析装置１０に入力されて多チャンネル波高分析装置１０がこの加算信号をカウントした場合には、多チャンネル波高分析装置１０に備えるアナログ−デジタル変換時間による不感時間が増大する可能性がある。除去設定エネルギー２７を超えたエネルギーを有するγ線検出信号及び除去設定エネルギー４９未満のエネルギーを有するγ線検出信号を入力したときにゲート開信号（第１及び第２ゲート開信号）を出力しない高レベル・低レベル波高弁別器３２Ａ，３２Ｂを備えた放射線計測装置４５Ａは、放射線検出器１Ａ，１Ｂにより同じ測定時間で測定領域２１から放射されるγ線を検出したとき、除去設定エネルギー２７を超えたエネルギーを有するγ線検出信号を入力したときにだけ、ゲート開信号を出力しない高レベル波高弁別器５Ａ，５Ｂを備えた放射線計測装置４５よりも、不感時間の短縮により、多チャンネル波高分析装置１０で得られた同時計数の計数値が多くなる。したがって、高レベル・低レベル波高弁別器３２Ａ，３２Ｂを備えた放射線計測装置４５Ａにおける測定誤差を小さくすることができる。
【００６８】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、高レベル・低レベル波高弁別器３２Ａ，３２Ｂを備えているので、測定対象核種１２のカスケードγ線１３よりも低いエネルギーのγ線（もしくはＸ線）が高レベル・低レベル波高弁別器３２Ａ，３２Ｂからほとんど出力されない。このため、多チャンネル波高分析装置１０での不感時間を抑制することができ、より速くて精度の高い同時計数を行うことができる。
【実施例３】
【００６９】
本発明の他の実施例である実施例３の放射線計測方法を、図９に基づいて説明する。
【００７０】
まず、本実施例の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置を、図９を用いて説明する。本実施例の放射線計測装置４５Ｂは、実施例１の放射線計測装置４５において信号処理装置１７を信号処理装置１７Ｂに替え、温度計３５及びゲイン調整装置（制御装置）３６を追加した構成を有する。放射線計測装置４５Ｂの他の構成は放射線計測装置４５と同じである。信号処理装置１７Ｂはゲイン調整装置３６の出力に基づいて加算増幅器８のゲインを調節できるようにした点が信号処理装置１７と異なっており、信号処理装置１７Ｂの他の構成は信号処理装置１７と同じである。
【００７１】
温度計３５が放射線検出器１Ａ，１Ｂが配置された領域に設置される。温度計３５がゲイン調整装置３６に接続され、ゲイン調整装置３６が高圧電源２Ａ，２Ｂ及び加算増幅器８に接続される。温度計３５としては、熱電対及び測温抵抗体などの一般的な温度計を用いる。
【００７２】
本実施例の放射線計測方法において、実施例１の放射線計測方法と異なる部分を中心に説明する。温度計３５は、放射線検出器１Ａ，１Ｂが設置された領域で放射線検出器１Ａ，１Ｂ付近の温度を計測する。計測された温度が、温度計３５からゲイン調整装置３６に入力される。ゲイン調整装置３６は、入力した温度に基づいて、高圧電源２Ａ，２Ｂ及び加算増幅器８を制御する。具体的には、ゲイン調整装置３６は、高圧電源２Ａを制御して高圧電源２Ａから放射線検出器１Ａに印加する電圧を調節し、高圧電源２Ｂを制御して高圧電源２Ｂから放射線検出器１Ｂに印加する電圧を調節し、加算増幅器８を制御して加算増幅器８のゲイン値を調整する。
【００７３】
信号処理装置１７Ｂは、信号処理装置１７と同様に、前置増幅器３Ａ，３Ｂから出力されたγ線検出信号Ａ，Ｂを処理する。多チャンネル波高分析装置１０は、加算増幅器８から出力された加算信号をカウントする。
【００７４】
放射線検出器１Ａ，１Ｂでは出力するγ線検出信号の出力レベルが温度依存性を有する。温度計３５で計測された温度に基づいて高圧電源２Ａ，２Ｂを制御して放射線検出器１Ａ，１Ｂのそれぞれに印加する電圧を調節することで放射線検出器１Ａ，１Ｂのそれぞれの出力ゲインを調整できるので、放射線検出器１Ａ，１Ｂの温度依存性を解消することができ、これらの放射線検出器から出力されるγ線検出信号に対する温度補償を行うことができる。したがって、放射線検出器１Ａ，１Ｂから出力されるγ線検出信号の温度による変化を抑制することができ、より精度の良いγ線検出信号を各放射線検出器から出力することができる。
【００７５】
本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、温度計３５で計測された放射線検出器１Ａ，１Ｂ付近の温度を入力するゲイン調整装置３６によって、放射線検出器１Ａ，１Ｂに印加される各電圧が調節され、加算増幅器８のゲインが調節されるので、多チャンネル波高分析装置１０によって得られるエネルギースペクトルのエネルギー分解能の劣化を抑制することができる。
【００７６】
放射線計測装置４５Ｂは、図１０に示された放射線計測装置４５Ｃのように、また、図１１に示された放射線計測装置４５Ｄのように、変更してもよい。放射線計測装置４５Ｃは、温度計３５の出力を入力するゲイン調整装置３６により、高圧電源２Ａ，２Ｂから放射線検出器１Ａ，１Ｂに印加する電圧を調節する構成を有する。放射線計測装置４５Ｃでは、ゲイン調整装置３６により加算増幅器８のゲインを調節することは行われない。放射線計測装置４５Ｄは、温度計３５の出力を入力するゲイン調整装置３６により、加算増幅器８のゲインを調節する構成を有する。放射線計測装置４５Ｄでは、ゲイン調整装置３６により高圧電源２Ａ，２Ｂを制御することは行われない。放射線計測装置４５Ｃ及び４０Ｄにおけるゲイン調整装置３６以外の構成は、放射線計測装置４５Ｂと同じである。放射線計測装置４５Ｃ及び４０Ｄは、放射線計測装置４５Ｂにおけるゲイン調整装置３６の機能の一部を有している。
【実施例４】
【００７７】
本発明の他の実施例である実施例４の放射線計測方法を、図１２に基づいて説明する。
【００７８】
まず、本実施例の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置を、図１２を用いて説明する。本実施例の放射線計測装置４５Ｅは、実施例１の放射線計測装置４５において信号処理装置１７を信号処理装置１７Ｅに替えた構成を有する。放射線計測装置４５Ｅの他の構成は放射線計測装置４５と同じである。信号処理装置１７Ｅは信号処理装置１７において同時計数カウンタ３７を追加した構成を有している。信号処理装置１７Ｅの他の構成は信号処理装置１７と同じである。同時計数カウンタ３７が、多チャンネル波高分析装置１０及び表示装置１１に接続される。
【００７９】
本実施例の放射線計測方法においては、一次冷却系配管１８の内面で測定領域２１に付着した測定対象核種１２から放射された、異なるエネルギーを有する一対のカスケードγ線１３が別々に放射線検出器１Ａ，１Ｂで検出される。これらの検出器からそれぞれ出力されたγ線検出信号Ａ，Ｂが、実施例１で用いられた信号処理装置１７と同様に、高レベル波高弁別器、遅延回路及びリニアゲートで処理され、加算増幅器８に入力される。加算増幅器で生成された加算信号が線形増幅器９を経て多チャンネル波高分析装置１０に入力される。多チャンネル波高分析装置１０は加算信号のエネルギーに対応した加算信号の計数値を出力する。これらの計数値は同時計数カウンタ３７及び表示装置１１に入力される。同時計数カウンタ３７は、入力した、各加算信号のエネルギーに対応する計数値を用いて、測定対象核種１２ごとに放射された一対のカスケードγ線のエネルギーの合計エネルギーに対する計数値を求める。このように、同時計数カウンタ３７によって、測定対象各種１２から放射された一対のカスケードγ線を同時計数することができる。
【００８０】
本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、同時計数カウンタ３７を備えているので、測定対象各種１２から放射された一対のカスケードγ線の同時計数値を容易に知ることができる。
【００８１】
同時計数カウンタ３７を、多チャンネル波高分析装置１０ではなく線形増幅器９に接続しても良い。同時計数カウンタ３７は、線形増幅器９から出力された加算信号のうち、測定対象核種から放射された、異なるエネルギーを有する一対のカスケードγ線の合計エネルギーを有する加算信号をカウントする。これによって、その一対のカスケードγ線の同時計数を行うことができる。
【実施例５】
【００８２】
本発明の他の実施例である実施例５の放射線計測方法を、図１３に基づいて説明する。
【００８３】
まず、本実施例の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置を、図１３を用いて説明する。本実施例の放射線計測装置４５Ｇは、放射線検出装置１６Ｃ，１６Ｄ、信号処理装置１７Ｇ及び表示装置１１を備える。さらに、放射線計測装置４５Ｇは、高圧電源２Ａ，２Ｂ，４０Ａ，４０Ｂを有する。
【００８４】
放射線検出装置１６Ｃは、放射線検出装置１６Ａにコンプトンサプレッション用検出器３９Ａ及び前置増幅器４１Ａを追加した構成を有する。放射線検出装置１６Ｃの他の構成は放射線検出装置１６Ａと同じである。コンプトンサプレッション用検出器３９Ａが前置増幅器４１Ａ及び高圧電源４０Ａに接続される。コンプトンサプレッション用検出器３９Ａは放射線検出器１Ａの周りを取り囲んでいる。放射線検出装置１６Ｄは、放射線検出装置１６Ｂにコンプトンサプレッション用検出器３９Ｂ及び前置増幅器４１Ｂを追加した構成を有する。放射線検出装置１６Ｄの他の構成は放射線検出装置１６Ｄと同じである。コンプトンサプレッション用検出器３９Ｂが前置増幅器４１Ｂ及び高圧電源４０Ｂに接続される。コンプトンサプレッション用検出器３９Ｂは放射線検出器１Ｂの周りを取り囲んでいる。
【００８５】
コンプトンサプレッション用検出器３９Ａ，３９Ｂは、放射線検出器１Ａ，１Ｂと同様に、一般的な放射線検出器であるシンチレーション放射線検出器（または半導体放射線検出器）を用いる。シンチレーション放射線検出器としては、ＮａＩ（Ｔｌ）、ＣｓＩ（Ｃｅ）、ＬａＣｌ３（Ｃｅ）、ＬａＢｒ３（Ｃｅ）、ＢＧＯ、ＧＳＯ（Ｃｅ）、及びＬｕＡＧ（Ｐｒ）等のいずれかを用いたシンチレーション放射線検出器である。半導体放射線検出器としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｄＴｅ及びＣＺＴ等を用いた半導体放射線検出器である。
【００８６】
信号処理装置１７Ｇは、信号処理装置１７においてリニアゲート７Ａ，７Ｂをリニアゲート４３Ａ，４３Ｂに替え、遅延回路４２Ａ，４２Ｂを追加した構成を有する。信号処理装置１７Ｇの他の構成は信号処理装置１７と同じである。遅延回路４２Ａが前置増幅器４１Ａ及びリニアゲート４３Ａに接続される。リニアゲート４３Ａが、高レベル波高弁別器５Ａ，遅延回路６Ａ及び加算増幅器８に接続される。遅延回路４２Ｂが前置増幅器４１Ｂ及びリニアゲート４３Ｂに接続される。リニアゲート４３Ｂが、高レベル波高弁別器５Ｂ，遅延回路６Ｂ及び加算増幅器８に接続される。本実施例における信号選択装置は、高レベル波高弁別器５Ａ、遅延回路６Ａ、遅延回路（第３遅延装置）４２Ａ、リニアゲート（第３ゲート装置）４３Ａ、高レベル波高弁別器５Ｂ、遅延回路６Ｂ、遅延回路（第４遅延装置）４２Ｂ及びリニアゲート（第４ゲート装置）４３Ｂを含んでいる。
【００８７】
本実施例の放射線計測方法を説明する。放射線検出器１Ａ，１Ｂ及びコンプトンサプレッション用検出器３９Ａ，３９Ｂが、例えば、沸騰水型原子力プラントの一次系配管１８付近に配置される。放射線検出器１Ａ，１Ｂは、一次系配管１８の測定領域２１を向いている。沸騰水型原子力プラントの運転時において、一次系配管１８から放射されるそれぞれのγ線が放射線検出器１Ａ，１Ｂで検出される。測定領域２１で一次系配管１８の内面に付着している測定対象核種（例えば、Ｃｏ−６０）から放射された、異なるエネルギーの一対のカスケードγ線１３のうちの１つを放射線検出器１Ａで検出し、他方のカスケードγ線１３を放射線検出器１Ｂで検出したとする。
【００８８】
放射線検出器１Ａから出力されたγ線検出信号Ａが高レベル波高弁別器５Ａ及び遅延回路６Ａに入力される。高レベル波高弁別器５Ａは、実施例１で用いられる信号処理装置１７と同様に、入力したγ線検出信号Ａのエネルギーが除去設定エネルギー２７以下のエネルギーであるとき、第１ゲート開信号をリニアゲート４３Ａに出力する。高レベル波高弁別器５Ａは、入力したγ線検出信号Ａのエネルギーが除去設定エネルギー２７より大きなエネルギーであるとき、第１ゲート開信号をリニアゲート４３Ａに出力しない。遅延回路６Ａは、入力したγ線検出信号を、実施例１と同様に、高レベル波高弁別器５Ａでの第１ゲート開信号の出力に要する時間である設定時間Ｔ１だけ遅延させてリニアゲート４３Ａに出力する。
【００８９】
コンプトンサプレッション用検出器３９Ａは、放射線検出器１Ａに入射されて放射線検出器１Ａでコンプトン散乱したγ線を検出する。コンプトン散乱したγ線を検出したコンプトンサプレッション用検出器３９Ａが、γ線検出信号Ａ３を出力する。γ線検出信号Ａ３を入力した遅延回路４２Ａは、γ線検出信号Ａ３を設定時間Ｔ５だけ遅延させてリニアゲート４３Ａに出力する。設定時間Ｔ５は、放射線検出器１Ａがγ線を検出して出力したγ線検出信号Ａがリニアゲート４３Ａに入力されるまでに要する時間と、このγ線が放射線検出器１Ａでコンプトン散乱してコンプトンサプレッション用検出器３９Ａで検出されたときにコンプトンサプレッション用検出器３９Ａから出力されたγ線検出信号Ａ３がリニアゲート４３Ａに入力されるまでに要する時間が同じになるように設定される。
【００９０】
リニアゲート４３Ａは、高レベル波高弁別器５Ａから出力された第１ゲート開信号の入力時刻と実質的に同じ時刻に遅延回路６Ａからγ線検出信号Ａを入力し、その時刻に遅延回路４２からのγ線検出信号Ａ３の入力がないときに、遅延回路６Ａから入力したγ線検出信号Ａを加算増幅器８に出力する。リニアゲート４３Ａは、遅延回路４２Ａからγ線検出信号Ａ３を入力したときには遅延回路６Ａからのγ線検出信号Ａを出力しない。
【００９１】
放射線検出器１Ｂから出力されたγ線検出信号Ｂが高レベル波高弁別器５Ｂ及び遅延回路６Ｂに入力される。高レベル波高弁別器５Ｂは、実施例１で用いられる信号処理装置１７と同様に、γ線検出信号Ｂのエネルギーが除去設定エネルギー２７以下のエネルギーであるとき、第２ゲート開信号をリニアゲート４３Ｂに出力する。
【００９２】
コンプトンサプレッション用検出器３９Ｂは、放射線検出器１Ｂに入射されて放射線検出器１Ｂでコンプトン散乱したγ線を検出する。コンプトン散乱したγ線を検出したコンプトンサプレッション用検出器３９Ｂが、γ線検出信号Ｂ３を出力する。γ線検出信号Ｂ３を入力した遅延回路４２Ｂは、γ線検出信号Ｂ３を設定時間Ｔ６だけ遅延させてリニアゲート４３Ｂに出力する。設定時間Ｔ６は、放射線検出器１Ｂがγ線を検出して出力したγ線検出信号Ｂがリニアゲート４３Ｂに入力されるまでに要する時間と、このγ線が放射線検出器１Ｂでコンプトン散乱してコンプトンサプレッション用検出器３９Ｂで検出されたときにコンプトンサプレッション用検出器３９Ｂから出力されたγ線検出信号ＡＢがリニアゲート４３Ｂに入力されるまでに要する時間が同じになるように設定される。設定時間Ｔ５と設定時間Ｔ６は同じである。
【００９３】
リニアゲート４３Ｂは、高レベル波高弁別器５Ｂから出力された第２ゲート開信号の入力時刻と実質的に同じ時刻に遅延回路６Ｂからγ線検出信号Ｂを入力し、その時刻に遅延回路４２Ｂからのγ線検出信号Ｂ３の入力がないときに、遅延回路６Ｂから入力したγ線検出信号Ｂを加算増幅器８に出力する。リニアゲート４３Ｂは、遅延回路４２Ｂからγ線検出信号Ｂ３を入力したときには遅延回路６Ｂからのγ線検出信号Ｂを出力しない。
【００９４】
本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、コンプトンサプレッション用検出器３９Ａ，３９Ｂを有しているので、放射線検出器１Ａ，１Ｂでコンプトン散乱したγ線をコンプトンサプレッション用検出器３９Ａ，３９Ｂで検出することができる。コンプトンサプレッション用検出器３９Ａ，３９Ｂによってコンプトン散乱したγ線を検出した場合には、リニアゲート４３Ａ，４３Ｂの機能により、遅延回路６Ａ，６Ｂから出力されたγ線検出信号Ａ，Ｂが加算増幅器８に入力されない。このため、妨害放射性核種１４のバックグラウンドγ線１５に起因したコンプトン分布２３の計数を抑制することができる。したがって、バックグラウンドγ線１５のコンプトン散乱で生じる、カスケードγ線１３近傍のエネルギーを有するγ線が検出されることに起因した、偶発同時計数を抑制することができる。本実施例におけるカスケードγ線の同時係数の精度をさらに向上させることができる。
【００９５】
放射線計測装置４５Ｇは、図１４に示された放射線計測装置４５Ｈのように、変更してもよい。放射線計測装置４５Ｈは、放射線計測装置４５Ｇにおいて信号処理装置１７Ｇを信号処理装置１７Ｈに替えた構成を有する。放射線計測装置４５Ｈの他の構成は放射線計測装置４５Ｇと同じである。
【００９６】
信号処理装置１７Ｈは、信号処理装置１７Ｇにおいて波高弁別器４６Ａ，４６Ｂを追加した構成を有する。信号処理装置１７Ｈの他の構成は信号処理装置１７Ｇと同じである。波高弁別器４６Ａが前置増幅器４１Ａ及び遅延回路４２Ａに接続される。波高弁別器４６Ｂが前置増幅器４１Ｂ及び遅延回路４２Ｂに接続される。
【００９７】
波高弁別器４６Ａは、前置増幅器４１Ａから入力するγ線検出信号Ａ３のうち高設定エネルギーよりも大きなエネルギー（または高設定エネルギーよりも大きなエネルギー及び高設定エネルギーよりもエネルギーが低い低設定エネルギー未満のエネルギーのいずれかのエネルギー）を有するγ線検出信号Ａ３を除去し、高設定エネルギー以下のエネルギー（または高設定エネルギーと低設定エネルギーの間のエネルギー）を有するγ線検出信号Ａ３を遅延回路４２Ａに出力する。波高弁別器４６Ｂは、前置増幅器４１Ｂから入力するγ線検出信号Ｂ３のうち高設定エネルギー以下のエネルギー（または高設定エネルギーと低設定エネルギーの間のエネルギー）を有するγ線検出信号Ｂ３のみを遅延回路４２Ｂに出力する。信号処理装置１７Ｈにおける、波高弁別器４６Ａ，４６Ｂ以外の各構成要素は、信号処理装置１７Ｇにおけるそれらと同様に機能する。ただし、遅延回路４２Ａ，４２Ｂの設定時間Ｔ５，Ｔ６は、波高弁別器４６Ａ，４６Ｂでの処理に要する時間だけ、放射線計測装置４５Ｇでの設定時間Ｔ５，Ｔ６よりも短くなる。
【００９８】
放射線計測装置４５Ｈは、放射線計測装置４５Ｇで生じる各効果を得ることができる。さらに、放射線計測装置４５Ｈは波高弁別器４６Ａ，４６Ｂの設置によって、放射線検出器１Ａ，１Ｂの周囲に設置する可能性がある金属により生じる制動Ｘ線による出力を除去すること、宇宙線などの高エネルギーγ線を除去することが可能になる。
【実施例６】
【００９９】
本発明の他の実施例である実施例６の放射線計測方法を、図１５に基づいて説明する。
【０１００】
本実施例の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置を、図１５を用いて説明する。本実施例の放射線計測装置４５Ｉは、実施例１の放射線計測装置４５において信号処理装置１７を信号処理装置１７Ｉに替えた構成を有する。放射線計測装置４５Ｉの他の構成は放射線計測装置４５と同じである。
【０１０１】
信号処理装置１７Ｉは、信号処理装置１７をデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）で構成したＤＳＰ装置４８である。ＤＳＰ装置４８は、前置増幅器３Ａ，３Ｂから出力されたγ線検出信号Ａ，Ｂのデジタル処理を実行する。このようなＤＳＰ装置４８は、アナログ処理を行う信号処理装置１７に設けられた出力分岐器４Ａ，４Ｂ、高レベル波高弁別器５Ａ，５Ｂ、遅延回路６Ａ，６Ｂ、リニアゲート７Ａ，７Ｂ、加算増幅器８、線形増幅器９及び多チャンネル波高分析装置１０のそれぞれの処理機能を有する。
【０１０２】
本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、信号処理装置１７Ｉでデジタル処理を実行するので、実施例１よりも高速及び高精度のカスケードγ線同時計数が可能となる。
【実施例７】
【０１０３】
本発明の他の実施例である実施例７の放射線計測方法を、図１６に基づいて説明する。
【０１０４】
本実施例の放射線計測方法に用いられる放射線計測装置を、図１６を用いて説明する。本実施例の放射線計測装置４５Ｊは、実施例１の放射線計測装置４５において放射線検出装置１６Ｅを追加し、信号処理装置１７を信号処理装置１７Ｊに替えた構成を有する。放射線計測装置４５Ｊの他の構成は放射線計測装置４５と同じである。
【０１０５】
放射線検出装置１６Ｅは、放射線検出器１Ｃ及び放射線検出器１Ｃに接続された前置増幅器３Ｃを有する。高圧電源２Ｃが放射線検出器１Ｃに接続される。信号処理装置１７Ｊは、信号処理装置１７において出力分岐器４Ｃ、高レベル波高弁別器５Ｃ、遅延回路６Ｃ及びリニアゲート７Ｃを追加した構成を有する。信号処理装置１７Ｊの他の構成は信号処理装置１７と同じである。
【０１０６】
前置増幅器３Ｃに接続された出力分岐器４Ｃが、高レベル波高弁別器５Ｃ及び遅延回路６Ｃに接続される。リニアゲート７Ｃが、高レベル波高弁別器５Ｃ、遅延回路６Ｃ及び加算増幅器８に接続される。
【０１０７】
放射線検出器１Ａ，１Ｂ，１Ｃが一次系配管１８の測定領域２１に向って配置される。一次系配管１８の測定領域２１から放射されたそれぞれのγ線が、放射線検出器１Ａ，１Ｂ，１Ｃによって検出される。出力分岐器４Ｃ、高レベル波高弁別器５Ｃ、遅延回路６Ｃ及びリニアゲート７Ｃは、出力分岐器４Ａ、高レベル波高弁別器５Ａ、遅延回路６Ａ及びリニアゲート７Ａと同様に機能する。
【０１０８】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、実施例１よりも、放射線検出装置及び信号処理装置の処理系（出力分岐器、高レベル波高弁別器、遅延回路及びリニアゲート）の数を増加しているので、放射線計測装置４５Ｊにおけるカスケードγ線１３の検出効率が向上し、同時計数ピーク２９を短時間で測定することが可能となる。
【０１０９】
以上に述べた各実施例は、沸騰水型原子力プラントの一次系配管に適用した放射線計測方法であるが、加圧水型原子力プラント及び高速増殖炉プラント等の他の原子力プラント、及び核燃料再処理施設等の核燃料物質取り扱い施設における放射線計測に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、原子力プラント及び核燃料再処理施設等の核燃料物質取り扱い施設における放射線計装に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…放射線検出器、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，４０Ａ，４０Ｂ…高圧電源、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…出力分岐器、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…高レベル波高弁別器、６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，４２Ａ，４２Ｂ…遅延回路、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，４３Ａ，４３Ｂ…リニアゲート、８…加算増幅器、１０…多チャンネル波高分析器、１７，１７Ａ〜１７Ｅ，１７Ｇ〜１７Ｊ…信号処理装置、３５…温度計、３６…ゲイン調整装置、３７…同時計数カウンタ、３９Ａ，３９Ｂ…コンプトンサプレッション用検出器、４５，４５Ａ〜４５Ｅ，４５Ｇ〜４５Ｊ…放射線計測装置、４８…ＤＳＰ装置。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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