(57)【要約】【課題】放射線を適切に測定可能な放射線モニタ等を提供する。【解決手段】放射線モニタ１００は、放射線検出部１１，１２を備えるとともに、複数の放射線検出素子１１ａ，１２ａで生じた光を伝送して合流させる光ファイバ１３ｐ，１３ｑと、自身に導かれる合流後の光を電気パルスに変換する光検出部１４と、電気パルスの計数率に基づいて、放射線の線量率を算出する測定装置１５及び解析・表示装置１６と、を備える。ハウジング１１ｂ，１２ｂには、第１の材料で構成されるハウジング１１ｂが含まれるとともに、第２の材料で構成される別のハウジング１２ｂが含まれる。【選択図】図１
2019090622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の入射によって発光する放射線検出素子と、前記放射線検出素子を収容するハウジングと、を有する放射線検出部を複数備えるとともに、
複数の前記放射線検出素子で生じた光を伝送して合流させる光伝送路と、
前記光伝送路を介して、自身に導かれる合流後の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に基づいて、放射線の線量率を算出する解析部と、を備え、
複数の前記ハウジングには、
第１の材料で構成される少なくとも一つの前記ハウジングが含まれるとともに、
第２の材料で構成される別の前記ハウジングが含まれること
を特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
複数の前記放射線検出素子は、前記光伝送路を介して直列接続されていること
を特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項３】
前記光伝送路は、複数の前記放射線検出素子で生じた光の合流箇所に設けられる光カプラを有し、当該光カプラからそれぞれの前記放射線検出素子へと複数に分岐していること
を特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項４】
前記第１の材料で構成される前記ハウジングの厚さと、前記第２の材料で構成される別の前記ハウジングの厚さと、が異なっていること
を特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項５】
複数の前記ハウジングは、それぞれ、その外形として半球状の部分を含んでいること
を特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項６】
前記ハウジングを通る所定の基準線から所定角度範囲内には、別の前記ハウジングが配置されておらず、
前記基準線は、前記半球状の部分の球面の曲率に基づく中心を通っていること
を特徴とする請求項５に記載の放射線モニタ。
【請求項７】
複数の前記放射線検出素子には、それぞれ、前記光伝送路との接続箇所の付近に光学研磨が施された研磨部が設けられているとともに、当該接続箇所の付近以外の領域には光反射材が設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項８】
複数の前記放射線検出部が、一つの密閉容器に収容されていること
を特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項９】
前記光伝送路において、複数の前記放射線検出素子が直接接続されてなる直列接続体と、前記光検出部と、を接続する部分に設けられる光コネクタを備えること
を特徴とする請求項２に記載の放射線モニタ。
【請求項１０】
複数の前記放射線検出素子の発光波長とは異なる波長の光を発する発光部を備え、
複数の前記放射線検出素子は、それぞれ、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、前記発光波長で発光し、
前記光伝送路は、前記発光部から複数の前記放射線検出素子に光を伝送するとともに、複数の前記放射線検出素子から前記光検出部に光を伝送し、
前記解析部は、前記電気パルスの計数率と、前記発光部の光強度と、に基づき、少なくとも前記発光部の劣化の有無を判定すること
を特徴とする請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項１１】
複数の前記放射線検出素子のうち少なくとも一つは、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を含有してなるシンチレーション素子であること
を特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の放射線モニタ。
【請求項１２】
放射線の入射によって発光する放射線検出素子と、前記放射線検出素子を収容するハウジングと、を有する放射線検出部を複数備えるとともに、
複数の前記放射線検出素子で生じた光を伝送して合流させる光伝送路を備える放射線モニタによる放射線の測定方法であって、
複数の前記ハウジングには、
第１の材料で構成される少なくとも一つの前記ハウジングが含まれるとともに、
第２の材料で構成される別の前記ハウジングが含まれており、
前記光伝送路を介して導かれる合流後の光を電気パルスに変換する光検出処理と、
前記電気パルスの計数率に基づいて、放射線の線量率を算出する解析処理と、を含むこと
を特徴とする放射線の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線モニタ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線モニタの種類として、いわゆるガス検出器やシンチレーション検出器の他、半導体検出器等が知られている。しかしながら、高線量率の環境下では、前記した各種類のいずれも放射線を適切に測定することが困難である。そこで、高線量率の環境下であっても放射線を測定可能な放射線モニタとして、例えば、以下の特許文献１に記載の技術が知られている。
【０００３】
すなわち、特許文献１には、「入射した放射線の線量率に対応する強度の光を発する発光部を有する放射線発光素子と、…光ファイバに接続され、伝送された前記光の光子１個に対して１個の電気パルスを発信する電気パルス変換器」と、を備える放射線モニタについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１１４３９２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、放射線の測定環境（例えば、原子力プラント）では、様々なエネルギの放射線が混在しており、また、放射線発光素子に対して様々な入射角で放射線が入射する。そのため、特許文献１に記載の技術を用いても、放射線のエネルギや入射角の大きさによっては、放射線に対する感度が高すぎたり、また、感度が低すぎたりすることがあった。すなわち、特許文献１に記載の放射線モニタに関して、放射線の測定精度をさらに高める余地がある。
【０００６】
そこで、本発明は、放射線を適切に測定可能な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、放射線の入射によって発光する放射線検出素子と、前記放射線検出素子を収容するハウジングと、を有する放射線検出部を複数備えるとともに、複数の前記放射線検出素子で生じた光を伝送して合流させる光伝送路と、前記光伝送路を介して、自身に導かれる合流後の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に基づいて、放射線の線量率を算出する解析部と、を備え、複数の前記ハウジングには、第１の材料で構成される少なくとも一つの前記ハウジングが含まれるとともに、第２の材料で構成される別の前記ハウジングが含まれることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、放射線を適切に測定可能な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において、放射線検出素子と光ファイバとの接続箇所を含む部分拡大図である。
【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各放射線検出部の配置を示す説明図である。
【図４】ステンレス製のハウジングを備える放射線検出部のみを用いた場合の特性図である。
【図５】タングステン製のハウジングを備える放射線検出部のみを用いた場合の特性図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタのエネルギ特性を示す実験結果である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る放射線モニタにおける放射線の入射角特性を示す実験結果である。
【図８】本発明の第１実施形態の変形例１に係る放射線モニタの各放射線検出部の配置を示す説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態の変形例２に係る放射線モニタにおける各放射線検出部の付近の説明図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の変形例３に係る放射線モニタの各放射線検出部の配置を示す説明図である。
【図１１】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１２】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１３】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１４】本発明の第４実施形態に係る放射線モニタにおいて、各放射線検出素子で生成される光、及び発光部からの光に関する説明図である。
【図１５】本発明の第４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１６】本発明の第４実施形態に係る放射線モニタの点検時における処理のフローチャートである。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る放射線モニタの点検時における処理のフローチャートである。
【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１９】本発明の第４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２０】本発明の第４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２１】本発明の第４実施形態の変形例に係る放射線モニタの構成図である。
【図２２】本発明の第５実施形態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。
なお、図１では光ファイバ１３ｐ，１３ｑを太線で図示し、また、配線ｋ１，ｋ２を細線で図示している。
放射線モニタ１００は、放射線の線量率を測定する機器である。図１に示すように、放射線モニタ１００は、放射線検出部１１，１２と、光ファイバ１３ｐ，１３ｑ（光伝送路）と、光検出部１４と、測定装置１５（解析部）と、解析・表示装置１６（解析部）と、を備えている。
【００１１】
放射線検出部１１，１２は、自身に入射する放射線を検出するものであり、放射線の測定対象箇所に配置される。図１に示すように、一方の放射線検出部１１は、放射線検出素子１１ａと、ハウジング１１ｂと、を備えている。他方の放射線検出部１２も、放射線検出素子１２ａと、ハウジング１２ｂ（別のハウジング）と、を備えている。
【００１２】
放射線検出素子１１ａ，１２ａは、それぞれ、放射線の入射によって発光する性質を有している。このような放射線検出素子１１ａ，１２ａ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を含有してなるシンチレーション素子を用いることができる。前記した希土類元素の例として、ネオジム、イッテルビウム、セリウムの他、プラセオジウムが挙げられる。
【００１３】
本実施形態では、一例として、放射線検出素子１１ａ，１２ａ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にガンマ線等の放射線が入射すると、約１０６４ｎｍの発光波長の光子が生成される。
【００１４】
より詳しく説明すると、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、Ｎｄ：ＹＡＧに含まれる希土類元素等のエネルギ準位が、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等に遷移するとき、Ｎｄ：ＹＡＧにおいて約１０６４ｎｍの発光波長の光子が生成される。このように、放射線検出素子１１ａ，１２ａとして、発光波長が８００ｎｍ以上であるＮｄ：ＹＡＧを用いることで、光の伝送に伴う光ファイバ１３ｐ，１３ｑの劣化を抑制できる。
【００１５】
なお、Ｎｄ：ＹＡＧに放射線が入射した場合、約１０６４ｎｍの発光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，１２ａの「発光波長」とは、他の波長に比べて光子の生成率が高い波長を意味している。
【００１６】
図１に示すハウジング１１ｂは、放射線検出素子１１ａを収容する所定厚さの球殻状の部材である。そして、このハウジング１１ｂの中心に放射線検出素子１１ａが配置されている。このような構成によれば、放射線検出素子１１ａに向かって放射線がハウジング１１ｂを透過する際の当該ハウジング１１ｂの肉厚が、放射線の入射角の大小に関わらず略一定になる。その結果、放射線の入射角の大小に関わらず、放射線に対する放射線検出部１１の感度を略一定にすることができる。なお、本実施形態の例では、ハウジング１１ｂを構成する材料（第１の材料）として、タングステンを用いている。
【００１７】
他方のハウジング１２ｂは、放射線検出素子１２ａを収容する球殻状の部材である。本実施形態の例では、ハウジング１２ｂを構成する材料（第２の材料）として、ステンレス鋼（いわゆる“ＳＵＳ”）を用いている。このように異なる種類の材料でハウジング１１ｂ，１２ｂが構成されている点が、本実施形態の主な特徴の一つである。
【００１８】
ちなみに、放射線検出素子１１ａとハウジング１１ｂとの間に隙間がほとんどない（つまり、放射線検出部１１が中実である）構成であってもよいし、また、前記した隙間が存在していてもよい。他方の放射線検出部１２についても同様である。
【００１９】
また、図１におけるハウジング１１ｂ，１２ｂの大きさ（各円の大きさ）は、ハウジング１１ｂ，１２ｂの厚さを表している。つまり、ハウジング１１ｂよりもハウジング１２ｂの方が厚いものとなっている。
【００２０】
図１に示す光ファイバ１３ｐ，１３ｑは、それぞれの放射線検出素子１１ａ，１２ａで生じた光を伝送して合流させる光伝送路である。なお、光を「合流」させるという事項は、放射線検出素子１１ａから光検出部１４に光を導く光伝送路（の一部）と、放射線検出素子１２ａから光検出部１４に光を導く光伝送路と、が光ファイバ１３ｑとして共通化されていることを意味している。
【００２１】
光ファイバ１３ｐは、その一端が放射線検出素子１１ａに接続され、他端が放射線検出素子１２ａに接続されている。また、別の光ファイバ１３ｑは、その一端が放射線検出素子１２ａに接続され、他端が光検出部１４に接続されている。
【００２２】
つまり、放射線検出素子１１ａ，１２ａは、光ファイバ１３ｐ，１３ｑを介して直列接続されている。このような構成も、本実施形態の主な特徴の一つである。そして、放射線検出素子１１ａ，１２ａで生じた光が光ファイバ１３ｑで合流し、合流した光が光検出部１４に導かれるようになっている。
【００２３】
図２は、放射線検出素子１１ａと光ファイバ１３ｐとの接続箇所を含む部分拡大図である。なお、図２では、ハウジング１１ｂ（図１参照）の図示を省略している。
図２に示す例では、円柱状を呈する放射線検出素子１１ａの一方の端面ｉ１（研磨部）に、所定の光学研磨が施されている。この光学研磨によって光が透過しやすくなった端面ｉ１に、光ファイバ１３ｐが接続されている。これによって、放射線検出素子１１ａで生成された光が、端面ｉ１を介して光ファイバ１３ｐに適切に導かれる。
【００２４】
なお、光ファイバ１３ｐが端面ｉ１に「接続」されるという事項には、光ファイバ１３ｐの一端が端面ｉ１に密接される構成の他、光ファイバ１３ｐの一端が端面ｉ１に近接して向かい合わせになっている構成も含まれる。
【００２５】
また、放射線検出素子１１ａの他方の端面ｉ２や周壁面には、光反射材ｊが設けられている。このような光反射材ｊとして、例えば、光の反射率が高く、かつ、熱の輻射率（放射率ともいう）が低い金や銀を用いることができる。これによって、放射線検出素子１１ａで生成される光子のうち所定割合が、光ファイバ１３ｐを介して伝送される。また、高温環境下であっても、光反射材ｊからの熱輻射（ノイズ）が抑制されるため、放射線の検出誤差を低減できる。
【００２６】
このように放射線検出素子１１ａは、光ファイバ１３ｐとの接続箇所の付近（端面ｉ１）に光学研磨が施されており、前記した接続箇所の付近以外の領域（端面ｉ２及び周壁面）には光反射材ｊが設けられている。なお、放射線検出素子１１ａの端面ｉ１において若干の光が漏れるが、この光の漏れに伴う誤差は、事前の実験に基づいて、解析・表示装置１６（図１参照）で補正される。
【００２７】
一方、図１に示す円柱状の放射線検出素子１２ａは、その両方の端面（光ファイバ１３ｐ，１３ｑが接続される端面）にそれぞれ光学研磨が施され、また、その周壁面に光反射材（図示せず）が設けられている。
【００２８】
例えば、放射線の入射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１３ｐ、放射線検出素子１２ａ、及び光ファイバ１３ｑを順次に介して、光検出部１４に導かれる。なお、放射線検出素子１１ａ，１２ａは、いずれも透光性（透明又は半透明）であるため、放射線検出素子１１ａ，１２ａにおける光の減衰は比較的小さい。
【００２９】
一方、放射線の入射に起因して放射線検出素子１２ａで生成された光子は、光ファイバ１３ｑを介して、光検出部１４に導かれる。つまり、光検出部１４に入射する光子には、放射線検出素子１１ａで生成された光子と、放射線検出素子１２ａで生成された光子と、が含まれている。
【００３０】
ちなみに、放射線検出素子１２ａから光ファイバ１３ｐを介して、他方の放射線検出素子１２ａに導かれる光子も存在する。このような光子は、前記した光反射材ｊ（図２参照）で反射した後、光ファイバ１３ｐ、透光性の放射線検出素子１２ａ、及び光ファイバ１３ｑを順次に介して、光検出部１４に導かれる。このように、放射線検出素子１１ａ，１２ａで生成された光が合流し、合流後の光が光検出部１４に導かれる。なお、放射線検出素子１１ａ，１２ａの一方で生成された光のエネルギに起因して、他方が連鎖的に発光することはほとんどない。
【００３１】
図１に示す光検出部１４は、光ファイバ１３ｑを介して、自身に導かれる合流後の光（パルス光）を電気パルスに変換する（光検出処理）。より詳しく説明すると、光検出部１４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１４として、例えば、光電子増倍管やフォトダイオードを用いることができる。
【００３２】
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、この放射線検出素子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（他の放射線検出素子１２ａについても同様）。本実施形態では、このような比例関係に基づき、光検出部１４から測定装置１５に出力される電気パルスの単位時間当たりの個数（計数率）を、放射線の線量率に換算するようにしている。
【００３３】
測定装置１５は、光検出部１４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ｋ１を介して光検出部１４に接続されている。測定装置１５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。
【００３４】
解析・表示装置１６も、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、配線ｋ２を介して測定装置１５に接続されている。解析・表示装置１６は、測定装置１５から入力される電気パルスの計数率に基づいて、放射線の線量率を算出し（解析処理）、その算出結果を表示する。なお、電気パルスの計数率と、放射線の線量率と、は比例関係にあり、その比例係数が解析・表示装置１６に予め記憶されている。
【００３５】
図１に示す放射線検出部１１，１２は、前記したように、放射線の測定対象箇所に配置される。一方、光検出部１４、測定装置１５、及び解析・表示装置１６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。
【００３６】
図３は、放射線検出部１１，１２の配置を示す説明図である。
図３に示す例では、円柱状の放射線検出素子１１ａ，１２ａの中心軸線Ｘが、略同一の直線上に位置するように、放射線検出部１１，１２が配置されている。基準線Ｙ１は、放射線検出部１１に対する放射線の入射角の基準方向を示す線分である。この基準線Ｙ１は、球殻状のハウジング１１ｂの中心Ｏ１を通り、また、放射線検出素子１１ａの中心軸線Ｘに対して垂直になっている。なお、放射線検出部１２に関する基準線Ｙ２についても同様である。これらの基準線Ｙ１，Ｙ２をどの方向に設定するかは、任意である。
【００３７】
なお、ＩＥＣ規格（International Electrotechnical Commission standard）を考慮し、一方のハウジング１１ｂを通る基準線Ｙ１（θ＝０°）から所定の角度範囲内（−６０°≦θ≦＋６０°）には、他方のハウジング１２ｂが配置されないようにすることが好ましい。同様に、他方のハウジング１２ｂを通る基準線Ｙ２（θ＝０°）から所定の角度範囲内（−６０°≦θ≦＋６０°）には、一方のハウジング１１ｂが配置されないようにすることが好ましい。これによって、放射線検出部１１，１２の一方が他方の遮蔽体になることがないため、放射線の検出誤差を低減できる。
【００３８】
＜各放射線検出部の特性＞
以下では、まず、放射線検出部１２（図１に示すハウジング１２ｂがステンレス製）のみを用い、他方の放射線検出部１１を省略した場合の放射線の感度特性（図４参照）について説明する。
続いて、放射線検出部１１（図１に示すハウジング１１ｂがタングステン製）のみを用い、他方の放射線検出部１２を省略した場合の放射線の感度特性（図５参照）について説明する。
さらに、放射線検出部１１，１２の両方を備える本実施形態の放射線モニタ１００の感度特性（図６、図７参照）について説明する。
【００３９】
図４は、ステンレス製のハウジング１２ｂを備える放射線検出部１２のみを用いた場合の特性図である。
なお、図４の横軸は、ステンレス製のハウジング１２ｂの厚さであり、縦軸は、放射線（ガンマ線）に対する感度である。この感度は、放射線検出素子１２ａで単位時間当たりに生成される光子の個数に比例している。図４の四角枠Ｒ内の凡例は、放射線のエネルギを示している。
【００４０】
図４に示すように、各エネルギの放射線に関して、ステンレス製のハウジング１２ｂの厚さが厚いほど、放射線に対する感度が低くなる。ハウジング１２ｂでのコンプトン散乱等によって、放射線のエネルギやフラックス（フルエンス率ともいう）が減少するからである。また、放射線のエネルギが小さいほど、ハウジング１２ｂの厚さに対する感度の減少割合が大きくなる。
ちなみに、球殻状のハウジング１２ｂの厚さは、前記したように、放射線検出部１２の感度に影響を与えるが、ハウジング１２ｂの直径（大きさ）が感度に及ぼす影響は比較的小さい。
【００４１】
本実施形態では、図４に示す特性を考慮し、一例として、厚さ７．５ｍｍのステンレス製のハウジング１２ｂを用いるようにしている（図４には、そのデータを示していない）。なお、このような放射線検出部１２のみを用い、他方の放射線検出部１１を省略すると、次のような事態が生じ得る。
【００４２】
すなわち、高エネルギの放射線に対しては、放射線に対する感度が所定の許容範囲内（後記するＩＥＣ規格範囲内）に収まるが、２００ｋｅＶ程度の低エネルギの放射線に対しては、感度が高くなりすぎる。具体的には、エネルギが２００ｋｅＶの放射線が照射されると、感度４０００以上で放射線検出部１２が過敏に反応する。このようなことを考慮して、仮に、ステンレス製のハウジング１２ｂを厚くし過ぎると、高エネルギの放射線に対する放射線検出部１２の感度が鈍くなる。
【００４３】
図５は、タングステン製のハウジング１１ｂを備える放射線検出部１１のみを用いた場合の特性図である。
なお、図５の横軸は、タングステン製のハウジング１１ｂの厚さであり、縦軸は、放射線（ガンマ線）に対する感度である。図５に示すように、各エネルギの放射線に関して、ハウジング１１ｂの厚さが厚いほど、放射線に対する感度が低くなっている。ハウジング１１ｂでのコンプトン散乱等によって、放射線のエネルギやフラックスが減少するからである。また、放射線のエネルギが小さいほど、ハウジング１１ｂの厚さに対する感度の減少割合が大きくなっている。
【００４４】
本実施形態では、図５に示す特性を考慮し、一例として、厚さ２．５ｍｍのハウジング１１ｂを用いるようにしている（図５には、そのデータを示していない）。このような放射線検出部１１は、低エネルギの放射線に対しては感度が比較的低く、また、高エネルギの放射線に対しては所定の感度を有している。
【００４５】
次に、タングステン製のハウジング１１ｂを備える放射線検出部１１と、ステンレス製のハウジング１２ｂを備える放射線検出部１２と、を光学的に直列接続した場合の特性について、図６、図７を用いて説明する。
【００４６】
図６は、放射線モニタ１００のエネルギ特性を示す実験結果である（適宜、図１を参照）。
なお、図６の横軸は、放射線（ガンマ線）のエネルギであり、縦軸は、放射線に対する感度である。なお、図６に示すデータにおいて、タングステン製のハウジング１１ｂの厚さは２．５ｍｍであり、ステンレス製のハウジング１２ｂの厚さは７．５ｍｍである（図７も同様）。
【００４７】
また、円柱状を呈する放射線検出素子１１ａの直径φ（図２に示す端面ｉ１，ｉ２の円の直径）と、この円柱の高さｈと、を略同一（例えば、φ＝ｈ＝２ｍｍ）にすると、放射線の測定誤差の小さい良好な結果が得られた（他方の放射線検出素子１２ａについても同様）。
【００４８】
前記したように、ステンレス製のハウジング１２ｂを備える放射線検出部１２は、高エネルギの放射線に対しては過敏であり、また、低エネルギの放射線に対しては所定の感度を有している。一方、タングステン製のハウジング１１ｂを備える放射線検出部１１は、低エネルギの放射線に対しては感度が比較的低く、また、高エネルギの放射線に対しては所定の感度を有している。
【００４９】
このように材料・厚さの異なるハウジング１１ｂ，１２ｂの両方を用いることで、図６に示すように、放射線のエネルギの大小に関わらず、放射線に対する感度を所定のＩＥＣ規格範囲内に収めることができる。前記したように、放射線検出素子１１ａ，１２ａは透光性であるため、これらを直列接続しても、光の伝送の妨げになることはほとんどない。
【００５０】
なお、放射線検出素子１１ａ，１２ａで単位時間あたりに生成される光子の個数（合計の個数）が、光検出部１４で光電変換が可能な上限値を超える場合には、光減衰フィルタ（図示せず）を追加で設けてもよい。例えば、光検出部１４の前段に光減衰フィルタを設けてもよいし、また、放射線検出素子１１ａ，１２ａの間に光減衰フィルタを設けてもよい。また、光減衰フィルタが不要となるように、放射線検出素子１１ａ，１２ａの種類や、ハウジング１１ｂ，１２ｂの材料・厚さを適宜に選択してもよい。
【００５１】
図７は、放射線モニタ１００における放射線の入射角特性を示す実験結果である。
なお、図７の横軸は、放射線（ガンマ線）の入射角であり、縦軸は、放射線に対する感度である。前記したように、放射線の入射角θが−６０°≦θ≦＋６０°の範囲内では、放射線検出部１１，１２の一方が他方の遮蔽体になっていない（図３参照）。したがって、ＩＥＣ規格に準じた−６０°≦θ≦＋６０°の範囲内では、入射角の大小に関わらず、ＩＥＣ規格範囲内の感度が得られている。
【００５２】
ちなみに、照射角度が±９０°の場合には、放射線検出部１１，１２の一方が他方の遮蔽体になるため、放射線に対する感度が低くなっている（図７に示す２つの「参考値」）。しかしながら、±９０°はいずれも、放射線の入射角がＩＥＣ規格範囲外であるため、感度が低くても特に問題はない。
【００５３】
＜効果＞
第１実施形態によれば、２つの放射線検出素子１１ａ，１２ａを光学的に直列接続するという簡素な構成で、放射線のエネルギや照射角度の大小に関わらず、放射線を適切に測定できる。すなわち、ハウジング１１ｂ，１２ｂの材料・厚さを適宜に選択することで、ＩＥＣ規格範囲内の感度特性（エネルギ−感度特性、入射角−感度特性）を有する放射モニタ１００を提供できる。
【００５４】
また、放射線検出素子１１ａ，１２ａで生成された光を合流させて光検出部１４に導く「光伝送路」が、光ファイバ１３ｑとして共通化されている。したがって、放射線検出素子１１ａ，１２ａで生成された光を別々に光検出部１４に導く構成（図示せず）に比べて、前記した「光伝送路」の長さの合計が短くなるため、低コスト化を図ることができる。
【００５５】
なお、放射線検出部１１，１２の配置は、図１に示す例に限定されない。例えば、放射線検出部１１，１２を次のように配置してもよい。
【００５６】
≪第１実施形態の変形例１≫
図８は、第１実施形態の変形例１に係る放射線モニタ１００Ａの放射線検出部１１，１２の配置を示す説明図である。
図８に示す例では、放射線検出素子１１ａ，１２ａを接続する光ファイバ１３ｐがＵ字状に曲げられている。また、放射線検出素子１１ａの中心（重心）を通り、この放射線検出素子１１ａの中心軸線に重なる線分を、放射線の入射角の基準線Ｘ１としている。また、放射線検出部１２に関する基準線Ｘ２についても同様である。
【００５７】
図８に示すように、一方の放射線検出部１１において、放射線の入射角θが−６０°≦θ≦＋６０°の範囲内では、放射線検出部１１，１２の一方が他方の遮蔽体になっていない。これによって、少なくとも−６０°≦θ≦＋６０°の範囲内では、入射角θの大小に関わらず、ＩＥＣ規格に準じた感度で放射線を測定できる。また、光ファイバ１３ｐをＵ字状に曲げることで、放射線モニタ１００の設置スペース（例えば、狭隘部）に合わせて、放射線検出部１１，１２を適宜に配置できる。
【００５８】
≪第１実施形態の変形例２≫
図９は、第１実施形態の変形例２に係る放射線モニタ１００Ｂの放射線検出部１１Ｂ，１２Ｂの付近の説明図である。
図９に示すように、放射線検出部１１Ｂは、放射線検出素子１１ａと、ハウジング１１Ｂｂと、を備えている。ハウジング１１Ｂｂは、外形が円柱状の円柱部ｍ１と、外形が半球状の半球部ｎ１と、が一体成形された構成（ドーム状）になっている。なお、半球部ｎ１の表面が上に凸の曲面であれば、他の形状（例えば、楕円球の一部）であってもよい。
【００５９】
半球部ｎ１は、円柱部ｍ１の中心軸線方向（基準線Ｙ１の方向）の一方側に設けられている。この半球部ｎ１の球面の曲率に基づく中心Ｏ１の付近に、放射線検出素子１１ａが配置されている。また、図９に示す例では、円柱状を呈する放射線検出素子１１ａの中心軸線と、ハウジング１１Ｂｂの円柱部ｍ１の中心軸線と、が垂直になっている。なお、他方の放射線検出部１２Ｂについても同様である。
【００６０】
このように、ハウジング１１Ｂｂ，１２Ｂｂは、それぞれ、その外形として半球状の部分（半球部ｎ１，ｎ２）を含んでいる。また、ハウジング１１Ｂｂを通る基準線Ｙ１から所定の角度範囲内（−６０°≦θ≦６０°）には、別のハウジング１２Ｂｂが配置されていない。前記した基準線Ｙ１は、中心Ｏ１を通る所定の線分であり、円柱状を呈する放射線検出素子１１ａの中心軸線に対して垂直になっている。
【００６１】
同様に、ハウジング１２Ｂｂを通る基準線から所定の角度範囲内（−６０°≦θ≦６０°）には、別のハウジング１１Ｂｂが配置されていない。これによって、放射線検出部１１Ｂ，１２Ｂの一方が他方の遮蔽体になることを防止し、放射線の検出に伴う誤差を低減できる。
【００６２】
なお、放射線検出素子１１ａとハウジング１１Ｂｂとの間に隙間が設けられていてもよいし、また、隙間が設けられていなくてもよい。いずれの場合であっても、肉厚の円柱部ｍ１に放射線検出素子１１ａを強固に固定できる（他方の放射線検出部１２Ｂについても同様）。
【００６３】
ちなみに、ハウジング１１ｂ，１２ｂ（図１参照）が、それぞれ、「その外形として半球状の部分を含んでいる」という事項は、第１実施形態で説明した放射線モニタ１００（図１参照）にもあてはまる。
【００６４】
≪第１実施形態の変形例３≫
図１０は、第１実施形態の変形例３に係る放射線モニタ１００Ｃの放射線検出部１１Ｂ，１２Ｂの配置を示す説明図である。
図１０に示すように、Ｕ字状に曲げられた光ファイバ１３ｐを介して、放射線検出部１１Ｂ，１２Ｂを相互に接続してもよい。つまり、前記した変形例１と変形例２とを組み合わせて、図１０に示す構成にしてもよい。これによって、放射線検出素子１１ａ，１２ａをそれぞれ強固に固定し、また、設置スペースに合うように放射線検出部１１Ｂ，１２Ｂを適宜に配置できる。
【００６５】
≪第２実施形態≫
第２実施形態は、放射線検出部１１，１２（図１１参照）が一つの密閉容器１７（図１１参照）に収容されている点が、第１実施形態とは異なっているが、その他は第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。
【００６６】
図１１は、第２実施形態に係る放射線モニタ１００Ｄの構成図である。
放射線モニタ１００Ｄは、第１実施形態（図１参照）と同様の構成に加えて、密閉容器１７を備えている。密閉容器１７は、放射線検出部１１，１２を収容するものであり、殻状を呈している。このような密閉容器１７として、金属製又はセラミックス製の筐体を用いることができる。なお、密閉容器１７は、放射線検出部１１，１２のエネルギ特性（図６参照）や入射角特性（図７参照）を損なわない程度の厚さであることが望ましい。
【００６７】
このような密閉容器１７に放射線検出部１１，１２を収容することで、例えば、高湿度の環境下であっても、放射線検出部１１，１２に水蒸気が入り込むことを抑制できる。なお、光ファイバ１３ｑにおいて、密閉容器１７から光検出部１４に至るまでの範囲を金属製のフレキ管（図示せず）で覆い、このフレキ管の一端を密閉容器１７の壁に締結するようにしてもよい。これによって、水蒸気等が密閉容器１７の内部に入り込むことをさらに抑制できる。
【００６８】
＜効果＞
第２実施形態によれば、放射線検出部１１，１２が一つの密閉容器１７に収容されている。これによって、高湿度の環境下であっても、放射線検出部１１，１２に水蒸気等が入り込むことを抑制できる。したがって、ハウジング１１ｂ，１２ｂの内壁面や放射線検出素子１１ａ，１２ａに水蒸気が付着することを抑制できるため、放射線検出部１１，１２が故障しにくくなる。
【００６９】
≪第３実施形態≫
第３実施形態は、放射線検出素子１２ａ（図１２参照）と光検出部１４とを接続する光ファイバ１３ｑが、光コネクタ１８によって２本に分割可能である点が、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。
【００７０】
図１２は、第３実施形態に係る放射線モニタ１００Ｅの構成図である。
図１２に示す放射線モニタ１００Ｅは、第１実施形態（図１参照）と同様の構成に加えて、光コネクタ１８を備えている。光コネクタ１８は、光ファイバ１３ｑを、２本の光ファイバ１３１ｑ，１３２ｑに分割可能にするものである。
【００７１】
光コネクタ１８は、前記した「光伝送路」（１３ｐ，１３ｑ）において、放射線検出素子１１ａ，１２ａが直接接続されてなる直列接続体Ｋと、光検出部１４と、を接続する部分（光ファイバ１３ｑ）に設けられている。光コネクタ１８は、プラグ１８１と、このプラグ１８１に対応するレセプタ１８２と、を備えている。
【００７２】
図１２に示す例では、その一端が放射線検出素子１２ａに接続される光ファイバ１３１ｑの他端側にプラグ１８１が設置されている。また、その一端が光検出部１４に接続される光ファイバ１３２ｑの他端側にレセプタ１８２が設置されている。放射線モニタ１００Ｅの使用時には、プラグ１８１とレセプタ１８２とが接続されている。また、放射線検出素子１１ａ，１２ａ等に不具合が生じた場合には、プラグ１８１がレセプタ１８２から取り外される。そして、前記した不具合が解消された後、プラグ１８１とレセプタ１８２とが再び接続される。
なお、光ファイバ１３ｑ等に複数のコネクタ１８を設けるようにしてもよい。
【００７３】
＜効果＞
第３実施形態によれば、放射線検出素子１１ａ，１２ａ等に不具合が生じた場合、この不具合が生じた箇所を光ファイバ１３２ｑから容易に切り離すことができる。なお、放射線検出部１１，１２の設置箇所から制御ルーム（光検出部１４等の設置箇所）までの距離は、数百ｍに及ぶことが多い。つまり、光ファイバ１３２ｑの長さは、数百ｍにも及ぶことがある。
【００７４】
本実施形態では、長さが比較的短い光ファイバ１３１ｑと、長さが比較的長い光ファイバ１３２ｑと、が光コネクタ１８を介して接続されている。これによって、放射線検出素子１１ａ，１２ａ等に不具合が生じた場合でも、その交換を容易に行うことができる。
【００７５】
≪第４実施形態≫
第４実施形態は、放射線モニタ１００Ｆ（図１３参照）が、発光部２１、発光部制御装置２２、光分岐部２３、波長選択部２４等を備える点が、第１実施形態とは異なっている。また、解析・表示装置１６Ｆ（図１３参照）が、放射線検出素子１１ａ，１２ａ等の劣化の有無を診断する点が、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。
【００７６】
図１３は、第４実施形態に係る放射線モニタ１００Ｆの構成図である。
図１３に示す放射線モニタ１００Ｆは、放射線の線量率を測定する他、自身の健全性の有無（つまり、放射線モニタ１００Ｆが正常に機能しているか否か）を判定する機能も有している。図１３に示すように、放射線モニタ１００Ｆは、発光部２１、光ファイバ１３ｐ，１３ｑ，１３ｒ，１３ｓ、発光部制御装置２２、光分岐部２３、波長選択部２４の他、解析・表示装置１６Ｆ等を備えている。
【００７７】
図１３に示す放射線検出素子１１ａ，１２ａ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。このよう放射線検出素子１１ａ，１２ａとして、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネットに希土類元素を含有してなるシンチレーション素子を用いることができる。
【００７８】
図１３に示す発光部２１は、放射線モニタ１００Ｆ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２１としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いてもよい。この発光部２１は、放射線検出素子１１ａ，１２ａ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。
【００７９】
図１４は、放射線検出素子１１ａ，１２ａで生成される光、及び発光部２１からの光に関する説明図である。なお、図１４の横軸は光の波長であり、縦軸は光強度である。
図１４に示す例では、放射線検出素子１１ａ，１２ａで生成される光の波長（つまり、発光波長）よりも、発光部２１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，１２ａで生成された光と、発光部２１から発せられた光とを、波長選択部２４において区別（一方を透過させ、他方を遮断）できる。なお、放射線検出素子１１ａ，１２ａの発光波長よりも発光部２１から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。
【００８０】
発明者らは、発光部２１の光強度と、放射線検出素子１１ａ，１２ａで生成される単位時間当たりの光子の個数（合計の個数）と、の間に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２１の光強度と、光検出部１４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。
【００８１】
図１３に示す発光部制御装置２２は、発光部２１を制御する装置であり、配線ｋ３を介して発光部２１に接続されている。なお、発光部制御装置２２が実行する処理については後記する。
【００８２】
光分岐部２３は、放射線検出素子１１ａ，１２ａからの光を発光部２１及び波長選択部２４に向けて分流させるものである。つまり、光分岐部２３は、光ファイバ１３ｑを介して第１ポート２３ｑに入射した光を、第２ポート２３ｒを介して光ファイバ１３ｒに導くとともに、第３ポート２３ｓを介して光ファイバ１３ｓに導く機能を有している。
【００８３】
また、光分岐部２３は、発光部２１から光ファイバ１３ｓを介して入射した光を、光ファイバ１３ｑ等を介して放射線検出部１１，１２に導く機能も有している。このような光分岐部２３として、例えば、光カプラを用いることができる。
【００８４】
なお、発光部２１から放射線検出素子１１ａ，１２ａに光を伝送するとともに、放射線検出素子１１ａ，１２ａから光検出部１４に光を伝送する「光伝送路」は、光ファイバ１３ｐ，１３ｑ，１３ｒ，１３ｓ及び光分岐部２３を含んで構成される。
【００８５】
放射線検出部１１，１２から光ファイバ１３ｑ等を介して光分岐部２３に入射した光は、１：１の割合で光ファイバ１３ｒ，１３ｓに分かれて伝送される。このうち、光ファイバ１３ｒ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１００Ｆの点検等が行われる。
【００８６】
波長選択部２４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２４として、例えば、波長選択フィルタや分光器を用いることができる。
波長選択部２４は、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。
【００８７】
「第１モード」とは、放射線検出素子１１ａ，１２ａの発光波長（例えば、１０６４ｎｍ）の光を透過させ、発光部２１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２１からの光を透過させ、放射線検出素子１１ａ，１２ａの発光波長の光を遮断するモードである。
【００８８】
例えば、波長選択部２４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２４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。
【００８９】
光検出部１４は、波長選択部２４を透過した光を電気パルスに変換する。
測定装置１５は、光検出部１４から入力される電気パルスの計数率を測定する。
解析・表示装置１６Ｆは、前記した計数率や発光部２１の光強度に基づいて、放射線の線量率を算出し、また、発光部２１の劣化の有無を判定する。
【００９０】
図１５は、放射線モニタ１００Ｆが備える解析・表示装置１６Ｆの機能ブロック図である。図１５に示すように、解析・表示装置１６Ｆは、記憶部１６１と、操作部１６２と、解析部１６３と、表示制御部１６４と、表示部１６５と、を備えている。
記憶部１６１には、計数率‐線量率情報１６１ａと、光強度‐計数率第１情報１６１ｂと、光強度‐計数率第２情報１６１ｃと、波長‐透過率情報１６１ｄと、が予め格納されている。
【００９１】
計数率‐線量率情報１６１ａは、測定装置１５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。前記したように、計数率と線量率とは比例関係になっている。
なお、図１５に示す光強度‐計数率第１情報１６１ｂ、光強度‐計数率第２情報１６１ｃ、及び波長‐透過率情報１６１ｄについては後記する。
【００９２】
図１５に示す操作部１６２は、放射線モニタ１００Ｆ（図１３参照）が正常に機能しているか否かの点検や、放射線の測定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１６３は、測定装置１５から入力される計数率と、計数率‐線量率情報１６１ａと、に基づいて、放射線の線量率を算出する。また、解析部１６３は、測定装置１５から入力される計数率と、発光部制御装置２２から入力される発光部２１の光強度と、に基づいて、発光部２１等の劣化の有無を判定する。なお、解析部１６３が実行する処理については後記する。
【００９３】
表示制御部１６４は、解析部１６３による解析結果等を表示部１６５に表示させる。
表示部１６５は、解析部１６３の解析結果等を表示するディスプレイである。
【００９４】
＜放射線モニタの処理＞
（１．放射線の測定時）
放射線の測定を行う際に測定装置１５は、図１３に示す波長選択部２４を、前記した第１モードに設定する。つまり、測定装置１５は、放射線検出素子１１ａ，１２ａの発光波長の光を透過させ、発光部２１からの光を遮断するように波長選択部２４を設定する。
【００９５】
放射線の入射に伴って放射線検出素子１１ａ，１２ａで生成された光子は、光ファイバ１３ｑ等を介して、光分岐部２３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１３ｒを介して波長選択部２４に入射し、さらに、波長選択部２４を透過する。この光子の単位時間当たりの個数（計数率）に基づいて、放射線の線量率が算出される。なお、後記する点検を行っているとき以外は、発光部２１を発光させる必要は特にない。
【００９６】
（２．放射線モニタの点検時）
放射線モニタ１００Ｆの「点検」は、放射線検出素子１１ａ，１２ａに入射する放射線の線量率が、バックグラウンドレベル（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１００Ｆ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。
【００９７】
図１６は、放射線モニタ１００Ｆの点検時における処理のフローチャートである（適宜、図１３を参照）。
ステップＳ１０１において放射線モニタ１００Ｆは、測定装置１５によって、波長選択部２４を「第１モード」に設定する。つまり、放射線モニタ１００Ｆは、放射線検出素子１１ａ，１２ａの発光波長の光を透過させ、発光部２１からの光を遮断するように波長選択部２４を設定する。
【００９８】
ステップＳ１０２において放射線モニタ１００Ｆは、発光部２１を発光させる。すなわち、放射線モニタ１００Ｆは、発光部制御装置２２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２１を発光させる。
【００９９】
発光部２１から発せられた光は、光ファイバ１３ｑ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１３ｒ等を介して波長選択部２４に入射し、波長選択部２４を透過する。
【０１００】
また、発光部２１から伝送されて放射線検出部１１，１２内で反射・散乱した光も、光ファイバ１３ｒ等を介して波長選択部２４に入射する。ここで、波長選択部２４は「第１モード」に設定されているため、発光部２１からの直接的な光は波長選択部２４で遮断される。
【０１０１】
図１６のステップＳ１０３において放射線モニタ１００Ｆは、光検出部１４で光子を検出する。前記したように、光検出部１４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。
【０１０２】
ステップＳ１０４において放射線モニタ１００Ｆは、測定装置１５で計数率を測定する。つまり、放射線モニタ１００Ｆは、測定装置１５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２４を透過した光子の計数率でもある。この計数率と、発光部２１の光強度と、は比例関係にある。
【０１０３】
図１８は、発光部２１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。
なお、図１８の横軸は、発光部２１の光強度であり、縦軸は、測定装置１５によって測定された計数率である。図１８に示す複数の○印は、波長選択部２４が第１モードに設定された状態で、放射線モニタ１００Ｆが正常であることが既知であるとき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２１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１６１ｂ（図１５参照）として、予め記憶部１６１に格納されている。なお、図１８に示す複数の●印については後記する。
【０１０４】
図１６のステップＳ１０５において放射線モニタ１００Ｆ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１６Ｆ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１６Ｆは、発光部２１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１６１ｂ（図１８に示す○印）を基準として低下しているか否かを判定する。
【０１０５】
図１８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１６のステップＳ１０５において解析・表示装置１６Ｆは、光強度と計数率との関係が変化したと判定する。
【０１０６】
なお、前記した変化の原因として、発光部２１の劣化、光ファイバ１３ｑ等の劣化、及び放射線検出素子１１ａ，１２ａ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１６、図１７参照）の処理で判別するようにしている。
【０１０７】
図１６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１００Ｆ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１００Ｆは、解析・表示装置１６Ｆによって、発光部２１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２１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１６Ｆに測定値（発光部２１の実際の光強度）を出力するようにしてもよい。
【０１０８】
ステップＳ１０６において発光部２１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１００Ｆ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１００Ｆは、解析・表示装置１６Ｆによって、発光部２１が劣化していると判定する。発光部２１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。
【０１０９】
ステップＳ１０８において放射線モニタ１００Ｆは、発光部２１が劣化している旨を解析・表示装置１６Ｆに表示して、処理を終了する（図１７の「ＥＮＤ」）。この場合には、発光部制御装置２２を用いて発光部２１の光強度が新たに調整されたり、発光部２１の修理・交換が行われたりする。
【０１１０】
また、ステップＳ１０６において発光部２１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１００Ｆの処理はステップＳ１０９に進む。この場合には、光ファイバ１３ｑ等が劣化しているか、又は、放射線検出素子１１ａ，１２ａが劣化している可能性が高い。
【０１１１】
ステップＳ１０９において放射線モニタ１００Ｆは、測定装置１５によって、波長選択部２４を第２モードに設定する。つまり、放射線モニタ１００Ｆは、発光部２１からの光を透過させ、放射線検出素子１１ａ，１２ａの発光波長の光を遮断するように波長選択部２４を設定する。
【０１１２】
図１７のステップＳ１１０において放射線モニタ１００Ｆは、発光部２１を発光させる。発光部２１からの光に起因して放射線検出素子１１ａ，１２ａで生成された光子は、光ファイバ１３ｒ等を介して波長選択部２４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２４で遮断される。一方、発光部２１から発せられて放射線検出部１１，１２内で反射・散乱した光は、光ファイバ１３ｒ等を介して波長選択部２４に入射し、この波長選択部２４を透過する。
【０１１３】
ステップＳ１１１において放射線モニタ１００Ｆは、光検出部１４で光子を検出する。
ステップＳ１１２において放射線モニタ１００Ｆは、測定装置１５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２１の光強度に比例している。
【０１１４】
図１９は、放射線モニタ１００Ｆが備える発光部２１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１９の横軸は、発光部２１の光強度であり、縦軸は、測定装置１５によって測定された計数率である。図１９に示す複数の○印は、波長選択部２４が第２モードに設定された状態で、放射線モニタ１００Ｆが正常であることが既知であるとき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２１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１６１ｃ（図１５参照）として、予め記憶部１６１に格納されている。なお、図１９に示す複数の●印については後記する。
【０１１５】
図１７のステップＳ１１３において放射線モニタ１００Ｆ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１６Ｆ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１６Ｆは、発光部２１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１６１ｃ（図１９に示す○印）を基準として低下しているか否かを判定する。
【０１１６】
図１９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１７のステップＳ１１３において解析・表示装置１６Ｆ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。
【０１１７】
ステップＳ１１４において放射線モニタ１００Ｆは、解析・表示装置１６Ｆによって、光ファイバ１３ｑ等が劣化していると判定する。放射線の影響で光ファイバ１３ｐ，１３ｑが劣化すると、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。
【０１１８】
ステップＳ１１５において放射線モニタ１００Ｆは、解析・表示装置１６Ｆによって、計数率‐線量率情報１６１ａ（図１５参照）を校正する。この「校正」について、光ファイバ１３ｑが劣化した場合を例に、図２０を用いて説明する。
【０１１９】
図２０は、放射線モニタ１００Ｆの記憶部１６１に格納されている波長‐透過率情報１６１ｄの説明図である。
図２０の横軸は、光ファイバ１３ｑを介して伝送される光の波長である。図２０の縦軸は、光ファイバ１３ｑにおける光の透過率である。図２０に示すように、光ファイバ１３ｑにおけ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。
【０１２０】
また、光ファイバ１３ｑが劣化していない状態（曲線ｈ１）に比べて、光ファイバ１３ｑが劣化した状態（曲線ｈ２）や、光ファイバ１３ｑ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１３ｑにおける光の波長と透過率との関係が、光ファイバ１３ｑの劣化の程度を示す所定の数値に対応付けられ、波長‐透過率情報１６１ｄ（図１５参照）として、記憶部１６１に予め格納されている。
【０１２１】
図１７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１６Ｆは、まず、発光部２１の光の波長を読み込む。この波長の値は、発光部制御装置２２から解析・表示装置１６Ｆに送信される。
【０１２２】
次に、解析・表示装置１６Ｆは、光ファイバ１３ｑにおける光の透過率を算出する。この透過率は、発光部２１の光強度と、測定装置１５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１６Ｆは、発光部２１の光の波長と、光ファイバ１３ｑにおける光の透過率と、前記した波長‐透過率情報１６１ｄと、に基づいて、計数率‐線量率情報１６１ａの校正を行う。
【０１２３】
図２０に示す例では、発光部２１から波長λの光が発せられているとき、光ファイバ１３ｑ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１６Ｆ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１３ｑの劣化の程度を示す数値）を記憶部１６１から読み出す。
【０１２４】
そして、解析・表示装置１６Ｆは、計数率‐線量率情報１６１ａ（図１５参照）に基づき、計数率に対する線量率の比例係数（光ファイバ１３ｑが劣化していないときの比例係数）に数値φを乗算することで、新たな比例係数を算出する。これによって、仮に光ファイバ１３ｑ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１３ｑの劣化が著しい場合には、この光ファイバ１３ｑを交換してもよい。
【０１２５】
再び、図１７に戻って説明を続ける。
図１７のステップＳ１１６において放射線モニタ１００Ｆは、解析・表示装置１６Ｆ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）。
【０１２６】
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１００Ｆ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１００Ｆは、解析・表示装置１６Ｆによって、放射線検出素子１１ａ，１２ａが劣化していると判定する。つまり、解析・表示装置１６Ｆは、放射線検出素子１１ａ，１２ａのうち少なくとも一つが劣化していると判定する。発光部２１も光ファイバ１３ｑ等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，１２ａの劣化の可能性が高いからである。
【０１２７】
なお、放射線検出素子１１ａ，１２ａの発光波長が互いに異なる場合には、測定装置１５が、２つの発光波長の光のうち一方を透過させ、他方を遮断するように波長選択部２４を切り替えるようにしてもよい。この場合において解析・表示装置１６Ｆは、測定装置１５によって測定される計数率と、発光部２１の光強度と、に基づき、放射線検出素子１１ａ，１２ａのいずれが劣化しているかを特定する。
【０１２８】
ステップＳ１１８において放射線モニタ１００Ｆは、解析・表示装置１６Ｆ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，１２ａのうち少なくとも一方が新しいものに交換される。
【０１２９】
＜効果＞
第４実施形態によれば、放射線モニタ１００Ｆの点検中、放射線検出素子１１ａ，１２ａの発光波長とは異なる波長で発光部２１を発光させる。そして、波長選択部２４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、発光部２１、光ファイバ１３ｑ等、及び放射線検出素子１１ａ，１２ａの劣化のうちいずれが生じたかを簡単に特定できる。
【０１３０】
また、前記した点検は、解析・表示装置１６Ｆ等によって行われるため、検査員が放射線検出部１１，１２の付近にまで行く必要がない。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１００Ｆの点検を容易に行うことができる。
【０１３１】
また、放射線検出部１１，１２に高電圧を印加する必要がないため、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４実施形態によれば、信頼性の高い放射線モニタ１００Ｆを提供できる。
なお、第４実施形態の変形例として、例えば、図２１に示すミラー２５を用いてもよい。
【０１３２】
≪第４実施形態の変形例≫
図２１は、第４実施形態の変形例に係る放射線モニタ１００Ｇの構成図である。
図２１に示す放射線モニタ１００Ｇは、ミラー２５や解析・表示装置１６Ｇ等を備えている。ミラー２５は、自身に入射する光の波長に応じて、光を選択的に透過又は反射させるものである。すなわち、発光部２１から光ファイバ１３ｓを介してミラー２５に入射する光は、このミラー２５を透過して光ファイバ１３ｑに導かれる。また、放射線検出素子１１ａ，１２ａの発光波長の光は、光ファイバ１３ｑを介してミラー２５に入射し、このミラー２５で反射して光ファイバ１３ｒに導かれる。
【０１３３】
なお、発光部２１から放射線検出素子１１ａ，１２ａに光を伝送するとともに、放射線検出素子１１ａ，１２ａから光検出部１４に光を伝送する「光伝送路」は、光ファイバ１３ｐ，１３ｑ，１３ｒ，１３ｓ、及びミラー２５を含んで構成される。
【０１３４】
そして、放射線モニタ１００Ｇの点検時には、発光部２１の光強度や、電気パルスの計数率に基づいて、解析・表示装置１６Ｇが所定の処理を実行するようになっている。すなわち、解析・表示装置１６Ｇは、発光部２１が劣化したのか、それとも、他の部品（放射線検出素子１１ａ，１２ａや光ファイバ１３ｑ等）が劣化したのかを判定し、その判定結果を表示する。このような構成でも、放射線モニタ１００Ｇの信頼性を従来よりも高めることができる。
【０１３５】
≪第５実施形態≫
第５実施形態は、放射線検出部１１（図２２参照）が光ファイバ１３ｔを介して光カプラ１９に接続され、また、放射線検出部１２が光ファイバ１３ｕを介して光カプラ１９に接続されている点が、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。
【０１３６】
図２２は、第５実施形態に係る放射線モニタ１００Ｈの構成図である。
図２２に示すように、放射線モニタ１００Ｈは、放射線検出部１１，１２や光ファイバ１３ｔ，１３ｕ，１３ｖの他、光カプラ１９等を備えている。
【０１３７】
光ファイバ１３ｔ，１３ｕ，１３ｖ、及び光カプラ１９は、放射線検出素子１１ａ，１２ａで生じた光を伝送して合流させる「光伝送路」である。光カプラ１９は、放射線検出素子１１ａ，１２ａで生じた光の合流箇所に設けられている。また、光カプラ１９からそれぞれの放射線検出素子１１ａ，１２ａへと「光伝送路」が２つに分岐している。
【０１３８】
放射線検出素子１１ａで生じた光は、光ファイバ１３ｔを介して光カプラ１９に導かれる。また、放射線検出素子１２ａで生じた光は、光ファイバ１３ｕを介して光カプラ１９に導かれる。そして、光カプラ１９で合流した光が、光ファイバ１３ｖを介して光検出部１４に導かれるようになっている。
【０１３９】
＜効果＞
第５実施形態によれば、放射線検出素子１１ａ，１２ａからの光を光カプラ１９で合流させることで、放射線のエネルギや照射角度の大小に関わらず、放射線を高精度に検出できる。すなわち、ハウジング１１ｂ，１２ｂの材料や厚さを適宜に選択することで、放射線の検出に伴う誤差を従来よりも低減できる。
【０１４０】
≪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、各実施形態では、放射線検出素子１１ａ，１２ａが、それぞれ、Ｎｄ：ＹＡＧである場合について説明したが、これに限らない。すなわち、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を含有してなるシンチレーション素子（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ）が、放射線検出素子１１ａ，１２ａのうち少なくとも一つに含まれるようにしてもよい。
【０１４１】
また、第１実施形態では、放射線モニタ１００（図１参照）が２つの放射線検出部１１，１２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、ハウジング（図示せず）に収容された放射線検出素子（図示せず）を有する放射線検出部（図示せず）を３つ以上備える構成において、各放射線検出素子が直列接続されていてもよい。このような構成において、複数のハウジング（図示せず）には、第１の材料で構成される少なくとも一つのハウジングが含まれるとともに、第２の材料で構成される別のハウジングが含まれる。これらのハウジングの個数の他、材料や厚さを適宜に選択することによって、放射線をさらに高精度に検出することが可能になる。なお、第３の材料で構成されたハウジングが存在していてもよい。
また、第５実施形態（図２２参照）についても同様のことがいえる。すなわち、３つ以上の放射線検出部（図示せず）が、それぞれ、光ファイバ（図示せず）を介して光カプラ（図示せず）に接続される構成にしてもよい。
【０１４２】
また、各実施形態では、測定装置１５（図１参照）と解析・表示装置１６と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、測定装置１５及び解析・表示装置１６の機能を兼ね備えた装置を設けてもよい。
【０１４３】
また、各実施形態では、放射線検出素子１１ａ，１２ａ（図１参照）が円柱状を呈する構成について説明したが、これに限らない。例えば、放射線検出素子１１ａ，１２ａが多角柱状であってもよいし、また、球状であってもよい。
【０１４４】
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４実施形態（図１３参照）と第５実施形態（図２２参照）とを組み合わせた構成において、解析・表示装置１６Ｆが、不具合のある箇所を特定するようにしてもよい。
【０１４５】
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、これに限らない。放射線モニタ１００の他の設置箇所として、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。
【０１４６】
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】
【０１４７】
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ  放射線モニタ
１１，１１Ｂ  放射線検出部
１１ａ  放射線検出素子
１１ｂ，１１Ｂｂ  ハウジング（第１の材料で構成されるハウジング）
１２，１２Ｂ  放射線検出部
１２ａ  放射線検出素子
１２ｂ，１２Ｂｂ  ハウジング（第２の材料で構成される別のハウジング）
１３ｐ，１３ｑ，１３ｒ，１３ｓ，１３ｔ，１３ｕ，１３ｖ  光ファイバ（光伝送路）
１４    光検出部
１５    測定装置（解析部）
１６，１６Ｆ，１６Ｇ  解析・表示装置（解析部）
１７    密閉容器
１８    光コネクタ
１９    光カプラ（光伝送路）
２１    発光部
２２    発光部制御装置
２３    光分岐部（光伝送路）
２４    波長選択部（光伝送路）
２５    ミラー（光伝送路）
Ｋ      直列接続体
ｉ１  端面（研磨部）
ｊ      光反射材
ｎ１，ｎ２  半球部（半球状の部分）
Ｏ１，Ｏ２  中心
【図１】
2019090622.tif 000003
【図２】
2019090622.tif 000004
【図３】
2019090622.tif 000005
【図４】
2019090622.tif 000006
【図５】
2019090622.tif 000007
【図６】
2019090622.tif 000008
【図７】
2019090622.tif 000009
【図８】
2019090622.tif 000010
【図９】
2019090622.tif 000011
【図１０】
2019090622.tif 000012
【図１１】
2019090622.tif 000013
【図１２】
2019090622.tif 000014
【図１３】
2019090622.tif 000015
【図１４】
2019090622.tif 000016
【図１５】
2019090622.tif 000017
【図１６】
2019090622.tif 000018
【図１７】
2019090622.tif 000019
【図１８】
2019090622.tif 000020
【図１９】
2019090622.tif 000021
【図２０】
2019090622.tif 000022
【図２１】
2019090622.tif 000023
【図２２】
2019090622.tif 000024