(57)【要約】【課題】測定結果からいずれの核種からγ線が放出されたかを特定することが困難である。【解決手段】放射能測定装置であって、測定対象を収容する容器と、容器に収容された測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する第１検知部と、容器に収容された測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する、第１検知部に対してエネルギー分解能が高くかつ測定対象から放射線を受けうる面積が大きい第２検知部と、第１検知部で検知された蛍光の検知量と、第２検知部で検知されたエネルギー帯ごとの蛍光の検知量とに基づいて、測定対象から放出された複数の核種の放射性物質のうちの少なくとも一つの核種の放射性物質の放射能を算出する算出部とを備える。【選択図】図１
2015163849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象を収容する容器と、
前記容器に収容された前記測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する第１検知部と、
前記容器に収容された前記測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する、前記第１検知部に対してエネルギー分解能が高くかつ前記測定対象から放射線を受けうる面積が大きい第２検知部と、
前記第１検知部で検知された蛍光の検知量と、前記第２検知部で検知されたエネルギー帯ごとの蛍光の検知量とに基づいて、前記測定対象から放出された複数の核種の放射性物質のうちの少なくとも一つの核種の放射性物質の放射能を算出する算出部と
を備える放射能測定装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記第２検知部の検知量に基づいて、複数のエネルギー帯同士の放射線量の比率を算出し、前記比率で前記第１検知部の検知量を分配することにより、前記複数の核種の放射性物質のそれぞれの放射能を算出する請求項１に記載の放射能測定装置。
【請求項３】
前記第１検知部は、プラスチック製のシンチレータと、前記シンチレータに取り付けられ、前記シンチレータからの蛍光に基づいて可視光を発する光ファイバと、前記光ファイバからの光を電気信号に変換する受光素子と、を有し、
前記第２検知部は、無機結晶製のシンチレータと、前記シンチレータに取り付けられ、前記シンチレータからの蛍光に基づいて可視光を発する光ファイバと、前記光ファイバからの光を電気信号に変換する受光素子と、を有する請求項１または２に記載の放射能測定装置。
【請求項４】
前記第１検知部および前記第２検知部の前記受光素子は、シリコン光電子増倍素子を含む請求項３に記載の放射能測定装置。
【請求項５】
前記第１検知部の前記シンチレータの方が前記第２検知部の前記シンチレータよりも大きい請求項３または４に記載の放射能測定装置。
【請求項６】
前記第１検知部の前記シンチレータは前記測定対象を囲む中空の柱状部分を有し、前記光ファイバは前記柱状部分を螺旋状に走る請求項５に記載の放射能測定装置。
【請求項７】
前記容器は、内外を通過する放射線を遮断する遮蔽壁で覆われている請求項１から６のいずれか１項に記載の放射能測定装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の放射能測定装置が内蔵された食品用冷蔵庫。
【請求項９】
測定対象を収容する容器と、
前記容器に収容された前記測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する第１検知部と、
前記容器に収容された前記測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する、前記第１検知部に対してエネルギー分解能が高くかつ前記測定対象から放射線を受けうる面積が大きい第２検知部と
を備える放射能測定装置。
【請求項１０】
測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する第１検知部からの検知量を取得する第１取得部と、
前記測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する、前記第１検知部に対してエネルギー分解能が高くかつ前記測定対象から放射線を受けうる面積が大きい第２検知部からの検知量を取得する第２取得部と、
前記第１取得部で取得された検知量と、前記第２取得部で検知されたエネルギー帯ごとの蛍光の検知量とに基づいて、前記測定対象から放出された複数の核種の放射性物質のうちの少なくとも一つの核種の放射性物質の放射能を算出する算出部と
を備える放射能算出装置。
【請求項１１】
測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する第１検知部からの検知量を取得する第１取得段階と、
前記測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する、前記第１検知部に対してエネルギー分解能が高くかつ前記測定対象から放射線を受けうる面積が大きい第２検知部からの検知量を取得する第２取得段階と、
前記第１取得段階で取得された検知量と、前記第２取得段階で検知されたエネルギー帯ごとの蛍光の検知量とに基づいて、前記測定対象から放出された複数の核種の放射性物質のうちの少なくとも一つの核種の放射性物質の放射能を算出する算出段階と
を備える放射能算出方法。
【請求項１２】
測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する第１検知部からの検知量を取得する第１取得機能、
前記測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する、前記第１検知部に対してエネルギー分解能が高くかつ前記測定対象から放射線を受けうる面積が大きい第２検知部からの検知量を取得する第２取得機能、および、
前記第１取得機能で取得された検知量と、前記第２取得機能で検知されたエネルギー帯ごとの蛍光の検知量とに基づいて、前記測定対象から放出された複数の核種の放射性物質のうちの少なくとも一つの核種の放射性物質の放射能を算出する算出機能
をコンピュータに実現させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射能測定装置、食品用冷蔵庫、放射能算出装置、放射能算出方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
γ線を測定する測定装置において、ＮａＩのような無機結晶のシンチレータを用いる方法と、プラスチックのシンチレータを用いる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１  特開２０１３−１５２１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、無機結晶のシンチレータの大型のものは高価であり、適切な価格に抑えようとすると小型になってγ線を受けうる面積が小さくなる。一方、プラスチックのシンチレータはエネルギー分解能が低いので、測定対象が複数の核種の放射性物質を含む場合に、測定結果からいずれの核種からγ線が放出されたかを特定することが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、放射能測定装置であって、測定対象を収容する容器と、容器に収容された測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する第１検知部と、容器に収容された測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する、第１検知部に対してエネルギー分解能が高くかつ測定対象から放射線を受けうる面積が大きい第２検知部と、第１検知部で検知された蛍光の検知量と、第２検知部で検知されたエネルギー帯ごとの蛍光の検知量とに基づいて、測定対象から放出された複数の核種の放射性物質のうちの少なくとも一つの核種の放射性物質の放射能を算出する算出部とを備える。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、放射能測定装置であって、測定対象を収容する容器と、容器に収容された測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する第１検知部と、容器に収容された測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する、第１検知部に対してエネルギー分解能が高くかつ測定対象から放射線を受けうる面積が大きい第２検知部とを備える。
【０００６】
本発明の第３の態様においては、放射能算出装置であって、測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する第１検知部からの検知量を取得する第１取得部と、測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する、第１検知部に対してエネルギー分解能が高くかつ測定対象から放射線を受けうる面積が大きい第２検知部からの検知量を取得する第２取得部と、第１取得部で取得された検知量と、第２取得部で検知されたエネルギー帯ごとの蛍光の検知量とに基づいて、測定対象から放出された複数の核種の放射性物質のうちの少なくとも一つの核種の放射性物質の放射能を算出する算出部とを備える。
【０００７】
本発明の第４の態様においては、放射能算出方法であって、測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する第１検知部からの検知量を取得する第１取得段階と、測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する、第１検知部に対してエネルギー分解能が高くかつ測定対象から放射線を受けうる面積が大きい第２検知部からの検知量を取得する第２取得段階と、第１取得段階で取得された検知量と、第２取得段階で検知されたエネルギー帯ごとの蛍光の検知量とに基づいて、測定対象から放出された複数の核種の放射性物質のうちの少なくとも一つの核種の放射性物質の放射能を算出する算出段階とを備える。
【０００８】
本発明の第５の態様においては、プログラムであって、測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する第１検知部からの検知量を取得する第１取得機能、測定対象から放出された放射線に応じた蛍光を発する、第１検知部に対してエネルギー分解能が高くかつ測定対象から放射線を受けうる面積が大きい第２検知部からの検知量を取得する第２取得機能、および、第１取得機能で取得された検知量と、第２取得機能で検知されたエネルギー帯ごとの蛍光の検知量とに基づいて、測定対象から放出された複数の核種の放射性物質のうちの少なくとも一つの核種の放射性物質の放射能を算出する算出機能をコンピュータに実現させる。
【０００９】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態にかかる放射能の測定装置１００の概略図である。
【図２】本体１１０および蓋１１２の分解斜視図である。
【図３】第１検知部１２０の概略斜視図である。
【図４】第２検知部１４０の概略斜視図である。
【図５】補正部１６４で用いられる補正テーブルの一例を概略的に示す。
【図６】算出部１６２によりカウントされたカウント数とエネルギーとの関係を示す模式図である。
【図７】測定装置を組み込んだ冷蔵庫２００の概略斜視図を示す。
【図８】冷蔵庫２００の第１検知部２２０、２３０および第２検知部２４０の正面図である。
【図９】算出部１６２による放射能の算出方法の他の例を示す。
【図１０】算出部１６２による放射能の算出方法の他の例を示す。
【図１１】算出部１６２による放射能の算出方法の他の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
図１は、本実施形態にかかる放射能の測定装置１００の概略図である。測定装置１００は、測定対象１０の放射能を測定する。放射能は、一例として、放射性物質が放射性崩壊するときに放出するγ線を測定することにより算出される。
【００１３】
測定装置１００は、本体１１０と、当該本体１１０に対して開閉可能な蓋１１２と、測定装置１００を制御する制御部１６０とを有する。制御部１６０は、測定対象１０の放射能を算出する算出部１６２と、算出された放射能を補正する補正部１６４と、補正された放射能を出力する出力部１６６とを有する。
【００１４】
図２は、本体１１０および蓋１１２の分解斜視図である。本体１１０は、遮蔽壁１１５と、第１検知部１２０と、第２検知部１４０、１５０とを備える。
【００１５】
遮蔽壁１１５は、円柱状の中空部１１６を有する遮蔽壁１１５を有する。遮蔽壁１１５は、例えば鉛製であり、γ線が内外を通過しないよう遮断する。
【００１６】
第１検知部１２０は、上下に貫通する中空部１２５を有する円筒状をなす。第１検知部１２０の上下には第２検知部１４０、１５０が配される。これら第１検知部１２０および第２検知部１４０、１５０は、遮蔽壁１１５の中空部１１６内に配される。本実施形態においては、上下が第２検知部１４０、１５０により閉じられた第１検知部１２０の中空部１２５が、測定対象１０を収容する収容部として機能する。
【００１７】
第２検知部１４０は、蓋１１２と一体的に中空部１１６内から取り出せるようになっていてもよく、蓋１１２とは別個に取り出せるようになっていてもよい。蓋１１２とは別個に取り出せるようになっている場合には、上面側に取っ手を設けることが好ましい。
【００１８】
蓋１１２は、大径部１１３と、当該大径部１１３よりも小径な小径部１１４とを有する。大径部１１３の直径は中空部１１６の直径よりも大きく、小径部１１４の直径は中空部１１６の直径よりも小さい。少なくとも大径部１１３は遮蔽壁１１５と同じ材料で作られることが好ましい。
【００１９】
図３は第１検知部１２０の概略斜視図である。第１検知部１２０は、プラスチック製のシンチレータ１２８と、シンチレータ１２８に取り付けられた光ファイバ１３０と、光ファイバ１３０の両端が接続された受光素子１３６とを有する。
【００２０】
シンチレータ１２８は、上下に貫通する中空部１２５を有する一体的な円筒状をなす。当該シンチレータ１２８は、中空部１２５内に配された測定対象１０から放出されたγ線に応じた蛍光を発する。例えば放射性物質が１３４Ｃｓ、１３７Ｃｓおよび４０Ｋである場合に、これらの放射性崩壊により生じたγ線がシンチレータ１２８に到達すると、シンチレータ１２８内のコンプトン散乱によりγ線よりも波長の長い蛍光を発する。入射するγ線の波長とシンチレータ１２８で発する蛍光の波長との間には相関がある。ただし、シンチレータ１２８がプラスチック製なので、γ線の波長に対する蛍光の波長の分解能は、後述するＣｓＩ等の無機製のシンチレータよりも低い。
【００２１】
光ファイバ１３０は、シンチレータ１２８の円筒形の側面１２９に取り付けられる。この場合に、図３に示すように光ファイバ１３０は側面１２９を螺旋状に走ることが好ましい。光ファイバ１３０の両端には、シンチレータ１２８と反対側の端部が受光素子１３６に光学的に接続された延長部１３２、１３４が設けられる。
【００２２】
光ファイバ１３０の一例は波長変換ファイバであって、シンチレータ１２８からの蛍光に基づいて、当該蛍光の波長よりも長い波長、例えば可視光を発する。さらに当該光ファイバ１３０は、波長変換された光を受光素子１３６まで導く。光ファイバ１３０は、シンチレータ１２８と別個に作られてから張り付けられてもよいし、シンチレータ１２８の作成時に埋め込まれてもよい。
【００２３】
受光素子１３６は、光ファイバ１３０からの光を、波長に応じた電気信号に変換して出力する。受光素子１３６の一例は、シリコン光電子増倍素子である。シリコン光電子増倍素子は、数ミリ角の大きさで、複数のガイガーモードＡＰＤ（アンバランシェ・フォトダイオード）のピクセルからなるフォトンカウンティングデバイスである。ここで、フォトンの波長とエネルギーとは比例するので、受光素子１３６はフォトンが入射するごとに、当該フォトンのエネルギーに対応付けられた電気信号を出力するものであるということができる。
【００２４】
図４は第２検知部１４０の概略斜視図である。第２検知部１５０の構成は第２検知部１４０の構成と同じであるので、説明を省略する。第２検知部１４０は、ＣｓＩ製のシンチレータ１４１と、シンチレータ１４１に取り付けられた光ファイバ１４５と、光ファイバ１４５の両端が接続された受光素子１５９とを有する。
【００２５】
シンチレータ１４１は円盤状をなす。当該シンチレータ１４１は、シンチレータ１２８の中空部１２５内に配された測定対象１０から放出されたγ線に応じた蛍光を発する。例えば放射性物質が１３４Ｃｓ、１３７Ｃｓおよび４０Ｋである場合に、これらの放射性崩壊により生じたγ線がシンチレータ１４１に到達すると、シンチレータ１４１内のコンプトン散乱によりγ線よりも波長の長い蛍光を発する。入射するγ線の波長とシンチレータ１２８で発する蛍光の波長との間には相関がある。シンチレータ１４１がＣｓＩ製なので、γ線の波長に対する蛍光の波長の分解能は、上記プラスチックのシンチレータ１２８よりも高い。
【００２６】
光ファイバ１４５は、シンチレータ１４１の上面１４３に取り付けられる。光ファイバ１４５の両端には、シンチレータ１４１と反対側の端部が受光素子１５９に光学的に接続された延長部１４７、１４９が設けられる。光ファイバ１４５および受光素子１５９の構成および機能は、上記の光ファイバ１３０および受光素子１３６と同じなので説明を省略する。なお、第２検知部１５０の光ファイバは、上記受光素子１５９に接続されていてもよいし、別の受光素子に接続されてもよい。
【００２７】
図２から図４に示す実施形態においては、中空部１２５が縦長の円柱形状なので、中空部１２５における上面と底面との和よりも側面の面積の方が大きい。したがって、中空部１２５内の測定対象１０から放出されたγ線を受けうる面積は、シンチレータ１２８の方がシンチレータ１４１よりも大きい。よって、測定対象１０からランダムな方向にγ線が放出されるとすれば、時間平均的に、シンチレータ１２８へ到達するγ線の総数の方が、シンチレータ１４１へ到達するγ線の総数よりも多くなる。
【００２８】
図５は、補正部１６４で用いられる補正テーブルの一例を概略的に示す。補正テーブルは、測定対象１０の名称と、当該測定対象１０の名称に対応付けられた補正値とを格納している。なお、概略形状は説明のために記載したものであって、なくてもよい。
【００２９】
測定対象１０が「牛乳」や「米」のように液体または粒状体の場合には、それらは中空部１２５の内面に沿う。これに対し、測定対象１０が「大根」や「魚」などの大型の固形物の場合には、中空部１２５内に配されても自身の形状を保つ。よって、「大根」や「魚」などからγ線が放出された場合に、放出された場所に応じてシンチレータ１２８等までの距離が異なり、特に、液体等に比べて当該距離に応じてγ線が減衰して到達する。これにより、「牛乳」と「大根」とが同じ放射能を有していても、「大根」の方が「牛乳」よりも検出されるカウント数が小さくなる。そこで、本実施形態では測定対象１０に対して概略形状に基づく補正値を用いて放射能を補正する。
【００３０】
図５に示す例において、「牛乳」、「米」等の液状、粒状体の補正値は「１」である。これに対し、「大根」等の円柱状の補正値は「１．０５」であり、「魚」等のラグビーボール状の補正値は「１．１０」であり、液状、粒状体の補正値よりも大きな値である。これらの補正値は、予め実験によりまたはシミュレーションにより求めておき、補正部１６４のメモリに格納しておくことが好ましい。
【００３１】
補正部１６４は入力パネルやボタン等により、測定対象１０の名称の入力を受け付ける。当該入力は選択式であってもよい。実際の測定対象１０が、補正テーブルの測定対象１０のいずれにも該当しない場合には、補正テーブルの測定対象１０のうちの最も近い形状に対応する名称を選ぶようにユーザに促すことが好ましい。この観点から、補正テーブルの「概略形状」を文字または図柄を用いて入力パネル等に示してもよい。なお、測定対象１０が中空部１２５に置かれる向きによって測定値が変動するおそれがある場合に、当該向きと補正値とを対応付けておき、当該向きに基づいて放射能が補正されてもよい。
【００３２】
次に、図１から図５に示す測定装置１００で測定対象１０の放射能を測定する方法について説明する。まず、蓋１１２およびシンチレータ１４１開けてから、測定対象１０を中空部１２５に収容して、シンチレータ１４１および蓋１１２を閉じる。
【００３３】
補正部１６４は測定対象１０の入力を受け付ける。当該入力は、測定中のいずれの時点で受け付けてもよい。
【００３４】
算出部１６２は、第１検知部１２０で検知された蛍光の検知量を予め定められた時間分積算する。より具体的には、算出部１６２は、受光素子１３６からの電気信号に基づき、エネルギーに対応付けてフォトンの数をカウントする。当該予め定められた時間は、計測に求められる精度、計測したい放射性物質の放射性崩壊の半減期等から定められる。例えば計測したい放射性物質が１３４Ｃｓ、１３７Ｃｓおよび４０Ｋである場合に、当該予め定められた時間の例は３０分から数時間程度である。
【００３５】
算出部１６２はさらに、第２検知部１４０、１５０で検知された蛍光の検知量を上記予め定められた時間分積算する。より具体的には、算出部１６２は、受光素子１３６からの電気信号に基づき、エネルギーに対応付けてフォトンの数をカウントする。
【００３６】
図６は、算出部１６２によりカウントされたカウント数とエネルギーとの関係を示す模式図である。図６は、測定対象１０に含まれる放射性物質が１３４Ｃｓ、１３７Ｃｓおよび４０Ｋであるとした場合の例が示されている。
【００３７】
γ線を受けうる面積に対応して、第１検知部１２０のカウント数の方が第２検知部１４０、１５０のカウント数よりも全体的に大きい。
【００３８】
第１検知部１２０は波長分解能すなわちエネルギー分解能が低いので、破線で示した、１３７Ｃｓに対応するピークエネルギーｅ１のフォトン、１３４Ｃｓに対応するピークエネルギーｅ２、ｅ３のフォトンおよび４０Ｋに対応するピークエネルギーｅ４のフォトンのぞれぞれのエネルギー分布の重なりが大きい。その結果、第１検知部１２０で検出されるカウント数は、実線のようになり、いずれの放射性物質に対応するフォトンであるかをエネルギー帯から判別することは難しい。
【００３９】
これに対し、第２検知部１４０、１５０はエネルギー分解能が高いので、１３７Ｃｓに対応するピークエネルギーｅ１のフォトン、１３４Ｃｓに対応するピークエネルギーｅ２、ｅ３のフォトンおよび４０Ｋに対応するピークエネルギーｅ４のフォトンのぞれぞれのエネルギー分布の重なりが小さい。特に、１３７Ｃｓおよび１３４Ｃｓからのフォトンのエネルギー分布と、４０Ｋからのフォトンのエネルギー分布とは境界ｅ０で区別できる。
【００４０】
そこで、本実施形態においては、第２検知部１４０、１５０における境界ｅ０よりエネルギーが低いフォトンのカウント数の積算値と、境界ｅ０よりエネルギーが高いフォトンのカウント数の積算値を利用する。例えば、算出部１６２は、第２検知部１４０、１５０で検出できるエネルギーの下限値から境界ｅ０まで、エネルギーごとのカウント数を積算して、積算値ＳＣｓとする。一方、算出部１６２は、第２検知部１４０、１５０の境界ｅ０からエネルギーの上限値まで、エネルギーごとのカウント数を積算して、積算値ＳＫとする。
【００４１】
算出部１６２は、カウント数の積算値ＳＣｓおよび積算値ＳＫから、それぞれの放射能を算出する。ここで、シンチレータに到達したγ線の数に対して実際にカウントされる数としての検出効率は、シンチレータの材質、γ線を放出した核種等により異なる。よって、第１検知部１２０および第２検知部１４０、１５０の検出効率を予め計測しておくことが好ましい。算出部１６２は、積算値ＳＣｓと積算値ＳＫを、第２検知部１４０、１５０において対応する核種の検出効率で除算して、１３４Ｃｓおよび１３７Ｃｓと４０Ｋの各放射能およびそれらの比率を算出する。なお、第２検知部１４０、１５０の検出効率は、第１検知部１２０の検出効率に比べて、およそ６〜７倍高い。また、全核種に対して一律の近似的な検出効率を用いてもよい。
【００４２】
さらに、算出部１６２は、第１検知部１２０で検出できるエネルギーの下限値から上限値まで、エネルギーごとのカウント数を積算して、積算値Ｓ０とする。当該積算値Ｓ０を、上記第２検知部１４０、１５０の１３４Ｃｓおよび１３７Ｃｓの放射能と４０Ｋの放射能との比率で分配することにより、放射性物質のそれぞれのカウント数を算出する。すなわち、Ｓ０ＳＣｓ／（ＳＣｓ＋ＳＫ）を１３７Ｃｓおよび１３４Ｃｓのカウント数とし、Ｓ０ＳＫ／（ＳＣｓ＋ＳＫ）を４０Ｋのカウント数とする。これにより、当該核種ごとのカウント数が近似的に求まる。さらに、算出部１６２は、１３４Ｃｓおよび１３７Ｃｓと４０Ｋの各カウント数を、第１検知部１２０における核種ごとの検出効率で除算し、１３４Ｃｓおよび１３７Ｃｓと４０Ｋの各放射能を算出する。
【００４３】
補正部１６４は、算出部１６２で算出されたそれぞれの放射能に、ユーザにより選択された測定対象１０の名称に対応する補正値を乗じて放射能を補正する。なお補正部１６４による補正は省略してもよい。
【００４４】
出力部１６６は、当該放射能を、画面上に数値、絵柄で示したり、音声を用いたりして、ユーザに出力する。出力部１６６は、放射能自体を出力することに代えてまたは加えて、放射能が予め定められた値を超えているか否かを出力してもよい。
【００４５】
以上により、第１検知部１２０で検知された蛍光の検知量と、第２検知部１４０、１５０で検知されたエネルギー帯ごとの蛍光の検知量とに基づいて、測定対象１０から放出された複数の核種の放射性物質の放射能がそれぞれ近似的に出力される。これにより、測定対象１０を破壊することなく、高感度で、測定対象１０の放射能を核種ごとにそれぞれ算出することができる。特に、法律上の要請により特定の核種の放射能の測定が求められている場合に、当該核種からの放射能を特定することができる。さらに、測定対象１０を磨り潰さなくてもよいので、大根、魚等の固形の食品を測定するのに特に適している。
【００４６】
プラスチックのシンチレータ１２８をＣｓＩのシンチレータ１４１よりも大きくしたので、装置全体がより安価になる。シンチレータ１２８、１４１等が測定対象１０の殆どを覆うので、γ線を捕捉する効率が高くなる。さらに、受光素子１３６、１５９にシリコン光電子増倍素子を用いることにより、装置を小型化することができる。測定対象１０が１０ｃｍ角程度の大きさの固形の食品である場合に、装置全体を数十ｃｍ角程度の大きさにすることができる。
【００４７】
ここで、複数の核種の放射性物質のうち、測定しようとする核種の放射性物質以外の放射性物質の放射能を算出しなくてもよい。例えば、上記の例において、法律上の要請によりＣｓの放射能を知ることができればよい場合には、算出部１６２はＫの放射能を算出しなくてもよい。
【００４８】
さらに、１３７Ｃｓの放射能と１３４Ｃｓの放射能とを区別して算出してもよい。この場合に、算出部１６２は、第２検知部１４０、１５０における１３７Ｃｓからのフォトンのエネルギー分布の積算値と、１３４Ｃｓからのフォトンのエネルギー分布の積算値との比率を用いて、上記と同様の方法で、１３７Ｃｓの放射能と１３４Ｃｓの放射能とを区別して算出する。
【００４９】
なお、上記積算値ＳＣｓを算出する場合に、第２検知部１４０、１５０で検出できるエネルギーの下限値から境界ｅ０までに代えて、予め定められたエネルギーの値から境界ｅ０までのエネルギー帯で積算してもよい。同様に、上記積算値ＳＫを算出する場合に、境界ｅ０からエネルギーの上限値までに代えて、境界ｅ０から予め定められたエネルギーの値までのエネルギー帯で積算してもよい。また、エネルギー分布に基づいて、積算値ＳＣｓ用の境界と積算値ＳＫ用の境界とをそれぞれ設定してもよい。
【００５０】
上記積算値Ｓ０を算出する場合に、第１検知部１２０で検出できるエネルギーの下限値から上限値までに代えて、予め定められたエネルギー帯で積算してもよい。なお、第１検知部１２０で検出できるエネルギーの下限値から上限値までを積算する場合には、エネルギーによらず最初から合計数をカウントしてもよい。
【００５１】
第１検知部１２０のシンチレータ１２８の形状は円筒形状でなくてもよい。例えば、中空の角柱形状であってもよい。また、横長であってもよい。光ファイバ１３０が螺旋状に走っていなくてもよい。例えば、上下方向に走る複数本の光ファイバ１３０が設けられてもよい。
【００５２】
第２検知部１４０、１５０のシンチレータ１４１等の形状は円盤状に限られず、棒状等の他の形状であってもよい。さらに、第２検知部１４０、１５０のシンチレータ１４１等は、ＣｓＩ製に代えて、ＮａＩ、ＬＹＳＯ等の他の無機結晶シンチレータであってもよい。
【００５３】
第２検知部１４０、１５０のいずれか一方または両方を、円盤状のシンチレータ１２８を有する第１検知部１２０に代えてもよい。第２検知部１４０、１５０の両方を第１検知部１２０に代える場合には、第２検知部１４０を中空部１２５内に別途配する。この場合には、測定対象１０の立体角のほとんどが第１検知部１２０のシンチレータ１２８に対向するので、第１検知部１２０でのγ線の捕捉効率を向上させることができる。
【００５４】
制御部１６０は、測定装置１００と一体化されていてもよいし、測定装置１００とは別体であって当該測定装置１００と通信できるものであってもよい。測定装置１００と別体の制御部１６０の例は、パーソナルコンピュータ、タブレット等である。制御部１６０の機能はコンピュータプログラムとして提供されてもよい。
【００５５】
測定装置１００は、重量計を更に内蔵し、中空部１２５に収容した測定対象１０の重量を測定しても良い。補正部１６４はユーザから測定対象１０の重量の入力を受け付けても良い。この場合、算出部１６２は、算出された測定対象１０の放射能を、測定された測定対象１０の重量で除算して、測定対象１０の単位ｋｇ当たりの放射能を算出も良い。さらに、出力部１６６は、測定対象１０の単位ｋｇ当たりの放射能を出力しても良い。また、出力部１６６は、測定対象１０の単位ｋｇ当たりの放射能が予め定められた基準を超えているか否かを出力しても良い。
【００５６】
図７は、測定装置を組み込んだ冷蔵庫２００の概略斜視図を示す。冷蔵庫２００は、本体部２０２と、本体部２０２に対して引き出し可能な引出部２１０と、本体部２０２の正面側に配された出力部２０４とを有する。引出部２１０は、鉛製の遮蔽壁２１４により画定され、測定対象１０である食品を収容する収容部２１２を有する。
【００５７】
冷蔵庫２００は、収容部２１２に収容された食品を冷蔵するとともに、当該食品の放射線量を測定して出力部２０４に表示する。この場合に、冷蔵庫２００に組み込まれた測定装置は、図１の測定装置１００とは第１検知部１２０および第２検知部１４０、１５０の形状が異なり、他の部分は同一であるので、同一の部分の説明を省略する。
【００５８】
図８は、冷蔵庫２００の第１検知部２２０、２３０および第２検知部２４０の正面図である。冷蔵庫２００において、引出部２１０の遮蔽壁２１４のそれぞれの内側に、第１検知部２２０、２３０および第２検知部２４０が配される。
【００５９】
第１検知部２２０のシンチレータ２２１は板状であって、その主面に長手方向に走る光ファイバ２２２、２２４が張り付けられている。同様に、第１検知部２３０のシンチレータ２３１は板状であって、その主面に長手方向に走る光ファイバ２３２、２３４が張り付けられている。
【００６０】
一方、第２検知部２４０のシンチレータ２４１は棒状であって、第１検知部２２０のシンチレータ２２１と第１検知部２３０のシンチレータ２３１との間に配される。シンチレータ２４１の一面にはその長手方向に走る光ファイバ２４２が張り付けられている。
【００６１】
第１検知部２２０のシンチレータ２２１等の主面の面積は、第２検知部２４０のシンチレータ２４１の主面の面積よりも大きい。これにより、収容部２１２内の測定対象１０から放出されたγ線を受けうる面積は、シンチレータ２２１の方がシンチレータ２４１よりも大きい。なお、互いに直交している遮蔽壁２１４のうちの少なくとも１つに第２検知部２４０が配されていればよい。第２検知部２４０が配されない遮蔽壁２１４に対しては、当該遮蔽壁２１４と略同じ大きさの単一のシンチレータ２４１を有する第１検知部２２０が設けられてもよい。
【００６２】
以上、冷蔵庫２００によれば、食品を冷蔵しつつ当該食品の放射能を計測して表示することができる。この場合に、図１から図７の測定装置１００と同様の効果を得ることができる。なお、図８において、収容部２１２の上面を覆う開閉式の蓋を設けてもよい。この場合には当該蓋は鉛製とし、蓋に図９に示すような第１検知部２２０等を設けてもよい。なお、上記の実施形態で説明したように、冷蔵庫２００は重量計を更に内蔵し、単位ｋｇ当たりの放射能を算出して出力しても良い。
【００６３】
図９から図１１は、算出部１６２による放射能の算出方法の他の例を示す。当該算出方法以外は、上記図１から図８までと同じ構成および機能を有するので、それらの説明は省略する。
【００６４】
図９から図１１の算出方法においては、既知の核種の放射性物質で算出した放射能に基づいて、未知の放射性物質を含む測定対象１０の放射能を算出する。ここで、既知の核種の放射性物質として１３７Ｃｓおよび４０Ｋを例として説明する。
【００６５】
まず、中空部１２５に１３７Ｃｓが入れられて、算出部１６２は予め定められた時間のフォトンをカウントする。図９に示すように、第２検知部１４０、１５０から１３７Ｃｓに対応するピークエネルギーｅ１のフォトンのエネルギー分布が得られる。算出部１６２は当該エネルギー分布が含まれるエネルギー帯ｅＡ−ｅ０を特定する。
【００６６】
一方、１３７Ｃｓに対し、第１検知部１２０からは図９の破線のエネルギー分布を有するカウント数となることが想定される。しかしながら、バックグラウンドのγ線や、シンチレータ１２８の特性等により、図９の実線のようなカウント数が得られる。
【００６７】
次に、中空部１２５に４０Ｋが入れられて、算出部１６２は予め定められた時間のフォトンをカウントする。図１０に示すように、第２検知部１４０、１５０から４０Ｋに対応するピークエネルギーｅ４のフォトンのエネルギー分布が得られる。算出部１６２は当該エネルギー分布が含まれるエネルギー帯ｅ０−ｅＢを特定する。
【００６８】
一方、４０Ｋに対し、第１検知部１２０からは図１０の破線のエネルギー分布を有するカウント数となることが想定される。しかしながら、上記理由により図１０の実線のようなカウント数が得られる。
【００６９】
算出部１６２は、図９の第１検知部１２０からのカウント数を、エネルギー帯ｅＡ−ｅ０と、エネルギー帯ｅ０−ｅＢでそれぞれ積算する。同様に、算出部１６２は、図１０の第１検知部１２０からのカウント数を、エネルギー帯ｅＡ−ｅ０と、エネルギー帯ｅ０−ｅＢでそれぞれ積算する。それらの積算値を、Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２とすれば、下記表１の関係となる。
【００７０】
【表１】
2015163849.tif 000003
【００７１】
ここで、１３７Ｃｓおよび４０Ｋの各カウント数と、エネルギー帯ｅＡ−ｅ０のカウント数の積算値Ａおよびエネルギー帯ｅ０−ｅＢのカウント数の積算値Ｂとの間に線形関係があると仮定すれば、それらの間には下記数１の関係が成り立つ。
【００７２】
【数１】
2015163849.tif 000004
【００７３】
ここで、１３７Ｃｓおよび４０Ｋのカウント数（ＸＣｓ、ＸＫ）が未知な測定対象１０を測定装置１００で測定したときに、エネルギー帯ｅＡ−ｅ０のカウント数の積算値Ａ３、エネルギー帯ｅ０−ｅＢのカウント数の積算値Ｂ３が得られたとする。これに対し上記数１を（ＸＣｓ、ＸＫ）について解けば、下記数２のように、カウント数（ＸＣｓ、ＸＫ）が近似的に求まる。そこで、算出部１６２は上記図９および図１０で示した検出結果から、行列Ｍ−１を求めておく。
【００７４】
【数２】
2015163849.tif 000005
【００７５】
さらに、中空部１２５に測定対象１０が入れられたら、算出部１６２は予め定められた時間の第１検知部１２０からのフォトンをカウントする。それにより図１１の実線のように、エネルギー帯ｅＡ−ｅ０のカウント数の積算値Ａ３、エネルギー帯ｅ０−ｅＢのカウント数の積算値Ｂ３が得られる。算出部１６２はこれら積算値Ａ３、Ａ４を上記数２に代入することにより、測定対象１０の１３７Ｃｓのカウント数ＸＣｓと、４０Ｋのカウント数ＸＫを算出する。さらに算出部１６２は、上記の方法で算出した測定対象１０の１３７Ｃｓのカウント数ＸＣｓと、４０Ｋのカウント数ＸＫとを、それぞれ対応する核種の検出効率で除算し、測定対象１０における１３７Ｃｓと４０Ｋの各放射能をそれぞれ算出する。
【００７６】
以上、当該方法においても、測定対象１０の放射能が核種ごとに近似的に出力される。これにより、測定対象１０を破壊することなく高感度で、測定対象１０の放射能をそれぞれの核種で算出することができる。当該方法においても、測定対象１０を磨り潰さなくてもよいので、大根、魚等の固形の食品を測定するのに適している。
【００７７】
人為的に作られたものであって測定すべきとされている放射性物質として１３７Ｃｓがあり、逆に自然界に比較的多い放射性物質として４０Ｋがある。よって、上記いずれの実施形態においても複数の放射性物質の例としてそれらを挙げた。これらに加えてまたはこれらに代えて、他の核種の放射性物質についても上記実施形態を適用して当該核種の放射性物質の放射能を算出することができる。また、γ線に代えて他の放射線を検知することにより放射性物質の放射能を算出しても良い。
【００７８】
上記いずれの実施形態においても、算出部１６２は中空部１２５等に何も入れない状態で第１検知部１２０等からのカウント数を上記予め定められた時間でカウントしておき、これを中空部１２５等に測定対象１０を入れた場合のカウント数から差し引いてもよい。これにより測定対象１０以外から放出されているバックグラウンド分を差し引いて、測定対象１０の放射能をより正確に測定することができる。
【００７９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００８０】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００８１】
１０  測定対象、１００  測定装置、１１０  本体、１１２  蓋、１１３  大径部、１１４  小径部、１１５  遮蔽壁、１１６  中空部、１２０  第１検知部、１２５  中空部、１２８  シンチレータ、１２９  側面、１３０  光ファイバ、１３２  延長部、１３４  延長部、１３６  受光素子、１４０  第２検知部、１４１  シンチレータ、１４３  上面、１４５  光ファイバ、１４７  延長部、１４９  延長部、１５０  第２検知部、１５９  受光素子、１６０  制御部、１６２  算出部、１６４  補正部、１６６  出力部、２００  冷蔵庫、２０２  本体部、２０４  出力部、２１０  引出部、２１２  収容部、２１４  遮蔽壁、２２０  第１検知部、２２１  シンチレータ、２２２  光ファイバ、２２４  光ファイバ、２３０  第１検知部、２３１  シンチレータ、２３２  光ファイバ、２３４  光ファイバ、２４０  第２検知部、２４１  シンチレータ、２４２  光ファイバ
【図１】
2015163849.tif 000006
【図２】
2015163849.tif 000007
【図３】
2015163849.tif 000008
【図４】
2015163849.tif 000009
【図５】
2015163849.tif 000010
【図６】
2015163849.tif 000011
【図７】
2015163849.tif 000012
【図８】
2015163849.tif 000013
【図９】
2015163849.tif 000014
【図１０】
2015163849.tif 000015
【図１１】
2015163849.tif 000016