(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素を含有し、入射した放射線により複数の波長の光を発する放射線発光素子と、
前記放射線発光素子に接続され、前記放射線発光素子から発せられた光を伝送する光ファイバと、
前記光ファイバに接続され、伝送された光を前記波長ごとに電気パルスに変換する電気パルス変換器と、
前記電気パルス変換器に接続され、前記電気パルス変換器から発信された前記電気パルスを用いて前記波長ごとに電気パルスの計数率を測定する電気パルス検出器と、
前記電気パルス検出器に接続され、前記複数の波長それぞれにおける前記電気パルスの計数率と、あらかじめデータベースに格納され前記放射線発光素子の温度および放射線の線量率に関係付けられた前記複数の波長それぞれにおける光子の計数率とを照合することで前記放射線の線量率と前記放射線発光素子の温度とを同時に算出する解析機とを備え、
前記希土類元素が、イッテルビウム、ネオジム、セリウムおよびユーロピウムからなる群より選択される少なくとも１つの元素である放射線モニタ。
【請求項２】
放射線発光素子が、入射した放射線により異なる波長の光を発する互いに異なる複数の種類の希土類元素を含有している請求項１に記載の放射線モニタ。
【請求項３】
複数の種類の希土類元素が、それぞれ異なるハウジング内に収容されている請求項２に記載の放射線モニタ。
【請求項４】
複数の種類の希土類元素が、単一のハウジング内に収容されている請求項２に記載の放射線モニタ。
【請求項５】
光ファイバの中途に設けられ、放射線発光素子から発せられた所定の波長の光のみを透過する波長選択フィルタをさらに備えている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項６】
光ファイバの中途に設けられ、放射線発光素子から発せられた光を分光する分光器をさらに備えている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項７】
光ファイバの中途に設けられ、放射線発光素子から発せられた光を所定の強度範囲内に収まるように所定割合で減衰させる光減衰フィルタをさらに備えている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線モニタに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線の線量率を計測するモニタとしては、電離箱を用いた放射線モニタやシンチレーション素子を用いた放射線モニタなどが知られている。
【０００３】
上述したような電離箱を用いた放射線モニタは、入射した放射線による電離箱内のガスの電離を利用するものであり、電離箱への電圧の印加により生じた電流を測定することで簡易に線量率を計測することができる。
【０００４】
一方、シンチレーション素子を用いた放射線モニタは、入射した放射線による上記素子の発光を利用するものであり、発光した光の強度を光電子増倍管等を用いて電流として測定し、その電流値から線量率を導出する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３６７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような電離箱を用いた放射線モニタでは、放射線とガスとの相互作用が小さいために低線量率の放射線を計測する場合には電離箱の大型化が必須であり、加えて高電圧を印加するために水素などの存在下では爆発等の危険性によりその適用が困難である。
【０００７】
また、上述したような従来のシンチレーション素子を用いた放射線モニタでは、高い線量率を計測する際、電気信号が重なり合ってしまうために正しい線量率の計測が困難である。これを回避するために上記素子の周囲を鉛等の放射線遮蔽体で覆うことも考えられるが、放射線モニタ自体が非常に大きくかつ重いものとなってしまい、計測の簡易性が必ずしも十分とは言えない。
【０００８】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、爆発等の危険性を抑制しつつ、放射線の線量率を簡易かつ正確に計測することができると共に、放射線発光素子自体の温度を併せて測定することができる放射線モニタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
（１）希土類元素を含有し、入射した放射線により複数の波長の光を発する放射線発光素子と、
前記放射線発光素子に接続され、前記放射線発光素子から発せられた光を伝送する光ファイバと、
前記光ファイバに接続され、伝送された光を前記波長ごとに電気パルスに変換する電気パルス変換器と、
前記電気パルス変換器に接続され、前記電気パルス変換器から発信された前記電気パルスを用いて前記波長ごとに電気パルスの計数率を測定する電気パルス検出器と、
前記電気パルス検出器に接続され、前記波長ごとに測定された前記電気パルスの計数率と、あらかじめデータベースに格納された前記放射線発光素子の温度および放射線の線量率に対する光子の計数率の関係とを照合することで前記放射線の線量率と前記放射線発光素子の温度とを算出する解析機とを備えている放射線モニタ、
（２）放射線発光素子が、入射した放射線により異なる波長の光を発する互いに異なる複数の種類の希土類元素を含有している前記（１）に記載の放射線モニタ、
（３）複数の種類の希土類元素が、それぞれ異なるハウジング内に収容されている前記（２）に記載の放射線モニタ、
（４）複数の種類の希土類元素が、単一のハウジング内に収容されている前記（２）に記載の放射線モニタ、
（５）光ファイバの中途に設けられ、放射線発光素子から発せられた所定の波長の光のみを透過する波長選択フィルタをさらに備えている前記（１）から（４）のいずれか１項に記載の放射線モニタ、
（６）光ファイバの中途に設けられ、放射線発光素子から発せられた光を分光する分光器をさらに備えている前記（１）から（４）のいずれか１項に記載の放射線モニタ、並びに
（７）光ファイバの中途に設けられ、放射線発光素子から発せられた光を所定の強度範囲内に収まるように所定割合で減衰させる光減衰フィルタをさらに備えている前記（１）から（６）のいずれか１項に記載の放射線モニタ
に関する。
【００１０】
なお、「電気パルスの計数率」とは、単位時間当たりの電気パルスの数を意味し、「光子の計数率」とは、単位時間当たりに生成する光子の数を意味する。また、「所定の波長の光」とは、放射線の線量率等の測定に用いられる各波長の光を意味する。また、「所定の強度範囲」とは、電気パルス変換器で適正に変換され、かつ電気パルス検出器で適正に計数することができる光の強度範囲を意味する。また、「所定割合」とは、あらかじめ定められた割合を意味する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、爆発等の危険性を抑制しつつ、放射線の線量率を簡易かつ正確に計測することができると共に、放射線発光素子自体の温度を併せて測定することができる放射線モニタを提供することができる。したがって、当該放射線モニタは、原子炉の放射線および温度モニタとして好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略図である。
【図２】入射した放射線による光子（光）の生成過程を示す概略図である。
【図３】図１の放射線発光素子を拡大して示す概略断面図である。
【図４】放射線の線量率と光子の計数率との関係の一例を示す概略図である。
【図５】放射線発光素子で生成される光子（光）の波長ごとの生成率の一例を示す概略図である。
【図６】線量率および温度の導出方法を説明するための概略フローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す概略図である。
【図８】本発明の第３の実施形態を示す概略図である。
【図９】本発明の第４の実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の放射線モニタは、
希土類元素を含有し、入射した放射線により複数の波長の光を発する放射線発光素子と、
上記放射線発光素子に接続され、上記放射線発光素子から発せられた光を伝送する光ファイバと、
上記光ファイバに接続され、伝送された光を上記波長ごとに電気パルスに変換する電気パルス変換器と、
上記電気パルス変換器に接続され、上記電気パルス変換器から発信された上記電気パルスを用いて上記波長ごとに電気パルスの計数率を測定する電気パルス検出器と、
上記電気パルス検出器に接続され、上記波長ごとに測定された上記電気パルスの計数率と、あらかじめデータベースに格納された上記放射線発光素子の温度および放射線の線量率に対する光子の計数率の関係とを照合することで上記放射線の線量率と上記放射線発光素子の温度とを算出する解析機とを備えている。
【００１４】
なお、本発明の放射線モニタで用いられる希土類元素は、イッテルビウム、ネオジム、セリウム、プラセオジウム等の中から、実施される態様に合わせて適宜選択される。
【００１５】
以下、本発明の実施形態の放射線モニタについて図面に基づいて説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施態様にのみ限定されるものではない。
【００１６】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態を示す概略図である。当該放射線モニタＭ１は、図１に示すように、概略的に、放射線発光素子１０、光ファイバ２０、波長選択フィルタ３５、電気パルス変換器３０、電気パルス検出器４０および解析機５０により構成されている。なお、当該放射線モニタＭ１で計測することができる放射線としては、例えば、Ｘ線、γ線などの電磁波；α線、β線、中性子線などの粒子線等が挙げられる。
【００１７】
放射線発光素子１０は、希土類元素を含有し、入射した放射線により複数の波長の光を発する素子である。
【００１８】
ここで、放射線発光素子１０による発光のメカニズムについて説明する。図２は、入射した放射線による光子（光）の生成過程を示す概略図である。図２に示すように、放射線発光素子１０に放射線ｒが入射すると、この放射線ｒが有するエネルギーにより、放射線発光素子１０における発光部１１（後記）中の希土類原子等がエネルギーのより高い励起状態（例えば、エネルギー準位Ｌ２、Ｌ３）に遷移する（図２中の矢印ａ１、ａ２参照）。
【００１９】
一方、励起状態（例えば、エネルギー準位Ｌ２、Ｌ３）にあるエネルギーの高い希土類原子等がよりエネルギーの低い励起状態や基底状態（例えば、エネルギー準位Ｌ１、Ｌ２）に遷移（図２中の矢印ｂ１、ｂ２参照）する際、そのエネルギー準位の差分が、当該差分に相当するエネルギーを有する光子ｐとなって放出される。
【００２０】
上述した放射線発光素子１０は、図３に示すように、概略的に、発光部１１と、ハウジング１２と、中間部材１３とにより構成されている。
【００２１】
発光部１１は、上記希土類元素を含有する部材である。発光部１１は、母材としての光透過性材料と、この光透過性材料中に含有された希土類元素とにより構成されている。上記光透過性材料としては、例えば、透明イットリウム・アルミ・ガーネット等が挙げられる。また、本実施形態の希土類元素は、複数の波長の光を発する単一の希土類元素により構成されている。上記希土類元素としては、イッテルビウム、ネオジム、セリウム、プラセオジウム、ユーロピウムが好ましい。
【００２２】
このように、発光部１１が希土類元素を含有していることで、当該放射線モニタＭ１は、入射した放射線の線量率と発光部１１で発せられる光の強度との線形性を向上させることができ、高い線量率の放射線が入射する場合であっても、放射線の線量率をより正確に計測することができる。
【００２３】
ハウジング１２は、発光部１１を収納する容器である。ハウジング１２を構成する材料としては、計測対象となる放射線を透過可能なものであれば特に限定されず、例えば、アルミニウム等を採用することができる。
【００２４】
中間部材１３は、ハウジング１２と発光部１１との間に設けられハウジング１２内面の熱輻射率よりも小さい熱輻射率を有する部材である。本実施形態では、中間部材１３がハウジング１２の内面上に鏡面状の薄膜として積層されている。中間部材１３を構成する材料としては、例えば、金、銀等が挙げられる。これにより、ハウジング１２で発生する熱輻射由来の発光を低減することができ、放射線の線量率をより正確に計測することができる。
【００２５】
光ファイバ２０は、放射線発光素子１０に接続され、放射線発光素子１０から発せられた光を伝送する媒体である。この光ファイバ２０は、放射線発光素子１０と後述する波長選択フィルタ３５とに接続されている。光ファイバ２０を構成する材料としては、例えば、石英、プラスチック等が挙げられるが、高線量率下での劣化防止および伝送の長距離化の観点から、石英が好ましい。
【００２６】
波長選択フィルタ３５は、光ファイバ２０の中途に設けられ、放射線発光素子１０から発せられた所定の波長の光のみを透過する。波長選択フィルタ３５としては、例えば、誘電体多層膜フィルタ、カラーフィルタ等を採用することができる。このように、波長選択フィルタを備えていることで、当該放射線モニタＭ１は、電気パルス変換器３０において複数の波長の光それぞれに対応した電気パルスに確実に変換することができ、線量率をより正確に測定することができる。
【００２７】
電気パルス変換器３０は、光ファイバ２０に接続され、伝送された光を波長ごとに電気パルスに変換する変換器である。電気パルス変換器３０は、入力される光子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３０としては、例えば、光電子増倍管、アバランシェフォトダイオード等を採用することができる。これら光電子増倍管等を用いることで、光（光子）を、電流増幅した電気パルスに変換することができる。
【００２８】
電気パルス検出器４０は、電気パルス変換器３０に接続され、電気パルス変換器３０から発信された電気パルスを用いて波長ごとに電気パルスの計数率を測定する検出器である。電気パルス検出器４０としては、例えば、オシロスコープ等を採用することができる。
【００２９】
解析機５０は、電気パルス検出器４０に接続され、波長ごとに測定された電気パルスの計数率と、あらかじめデータベースに格納された放射線発光素子１０の温度および放射線の線量率に対する光子の計数率の関係とを照合することで放射線の線量率と放射線発光素子１０の温度とを算出する機器である。具体的には、解析機５０は、放射線発光素子１０の温度および放射線の線量率をパラメータとして特定される波長に対する熱輻射由来および放射線由来の光子の計数率が格納されたデータベースを有する記憶装置と、上記データベースを用い、波長ごとに測定された電気パルスの計数率から放射線の線量率および放射線発光素子の温度を算出する演算装置とを備えている（いずれも不図示）。
【００３０】
なお、上述した放射線発光素子１０の温度および放射線の線量率と波長ごとの光子の計数率との関係は、使用する放射線発光素子１０の形状や材質、光ファイバ２０の太さや長さ等によって異なるため、これらの関係は放射線モニタＭ１ごとにあらかじめ求められてデータベースに格納されている。
【００３１】
解析機５０は、波長ごとに測定された電気パルスの計数率から放射線の線量率および放射線発光素子１０の温度を算出することができる限り特に限定されず、例えば、上述の機能を有するパーソナルコンピュータなどの演算処理装置を採用することができる。また、解析機５０は、算出した放射線の線量率を表示する表示装置を備えていてもよい。
【００３２】
ここで、上記電気パルスの計数率から放射線の線量率を求めることができる理由について述べる。発明者は、図４に示すように、放射線の線量率と光子の計数率との間には一対一対応の関係があることを実験により見い出した。他方、上記光子の計数率と電気パルスの計数率との間に一対一対応の関係があることは公知である。したがって、放射線の線量率と上記電気パルスの計数率との間にも一対一対応の関係があることは明らかであるので、この関係を用いることで、得られた電気パルスの計数率を放射線の線量率に換算することができる。
【００３３】
次に、当該放射線モニタＭ１の動作について説明する。まず、放射線モニタＭ１の放射線発光素子１０を測定対象となる放射線源にかざし、上記放射線源から放射された放射線を放射線発光素子１０に取り込む。これにより希土類元素等から発せられた複数の波長の光（光子ｐ）を、光ファイバ２０および波長選択フィルタ３５を介して電気パルス変換器３０に伝送し、電気パルス変換器３０において伝送された光を波長ごとに電気パルスに変換する。
【００３４】
次いで、電気パルス変換器３０から発信された電気パルスを用い、電気パルス検出器４０において波長ごとに上記電気パルスの計数率を測定した後、得られた電気パルスの計数率から放射線発光素子１０の温度と放射線の計数率とを算出する。
【００３５】
ここで、放射線発光素子１０から発せられる放射線の照射により生成した光子の計数率は、図５に示すように、放射線発光素子１０に照射される放射線の線量率が一定であれば、放射線発光素子１０の温度にかかわらず波長に対して一定の関係となる（図５の破線参照）。これに対し、放射線発光素子１０から発せられる熱輻射により生成した光子の計数率は、放射線発光素子１０の温度によって変化する（図５の一点鎖線参照）。それ故、波長に対する光子の計数率を測定することで得られた互いに異なる波長領域における光子の計数率どうしの関係を用い、この関係を上記データベースと照合することで、熱輻射由来の光子の計数率および放射線由来の光子の計数率、並びに放射線発光素子１０の温度および放射線の線量率を求めることができる。
【００３６】
次に、上記温度および計数率の導出方法の一例を、図６を参照して説明する。この例は、３つの異なる波長λ１、λ２、λ３において測定された光子の計数率Ｎλ1、Ｎλ2、Ｎλ3を用いて線量率および温度を導出する方法を示している。
【００３７】
まず、線量率Ｒおよび温度Ｔの初期値（仮の値）を設定した後、計数率Ｎλ1、Ｎλ2、Ｎλ3から、上記データベース内の線量率Ｒにおける各波長λ１、λ２、λ３の放射線由来の計数率ＤＮλ1（Ｒ）、Ｄｎλ2（Ｒ）、ＤＮλ3（Ｒ）を差し引くことで、線量率をＲと仮定したときの各波長における熱輻射由来の計数率Ｎλ1（Ｔ）、Ｎλ2（Ｔ）、Ｎλ3（Ｔ）を導出する。なお、上記各初期値は、上記データベースに格納されている線量率および温度の範囲内の任意の値とする。
【００３８】
次いで、上記データベース内の線量率Ｒかつ温度Ｔにおける各波長λ１、λ２、λ３の熱輻射由来の計数率ＤＮλ1（Ｔ）、ＤＮλ2（Ｔ）、ＤＮλ3（Ｔ）と導出された計数率Ｎλ1（Ｔ）、Ｎλ2（Ｔ）、Ｎλ3（Ｔ）とを照合する。
【００３９】
上記照合の結果、計数率ＤＮλ1（Ｔ）、ＤＮλ2（Ｔ）、ＤＮλ3（Ｔ）と計数率Ｎλ1（Ｔ）、Ｎλ2（Ｔ）、Ｎλ3（Ｔ）とがそれぞれ一致すれば、線量率がＲであり、温度がＴであると判定する。一方、上記計数率が一致しない場合、温度Ｔがデータベースに格納されている範囲内であるか否かの判定を行い、範囲内であればＴをＴ＋△Ｔ（△Ｔはデータベース中の温度ステップ）に置き換えて線量率Ｒかつ新たな温度Ｔにおける各波長λ１、λ２、λ３の熱輻射由来の計数率ＤＮλ1（Ｔ）、ＤＮλ2（Ｔ）、ＤＮλ3（Ｔ）と計数率Ｎλ1（Ｔ）、Ｎλ2（Ｔ）、Ｎλ3（Ｔ）とを照合し、上記計数率どうしがそれぞれ一致したときはその線量率Ｒおよび温度Ｔを算出結果として採用する。
【００４０】
他方、上記計数率どうしが一致せず、温度Ｔがデータベースに格納されている範囲外になった場合、線量率ＲをＲ＋△Ｒ（△Ｒはデータベース中の線量率ステップ）に置き換え、上記データベース内の新たな線量率Ｒにおける各波長λ１、λ２、λ３の放射線由来の計数率ＤＮλ1（Ｒ）、Ｄｎλ2（Ｒ）、ＤＮλ3（Ｒ）を差し引くことで、線量率をＲと仮定したときの各波長における熱輻射由来の計数率Ｎλ1（Ｔ）、Ｎλ2（Ｔ）、Ｎλ3（Ｔ）を導出した後、温度Ｔを置き換えながら線量率Ｒかつ温度Ｔにおける各波長λ１、λ２、λ３の熱輻射由来の計数率ＤＮλ1（Ｔ）、ＤＮλ2（Ｔ）、ＤＮλ3（Ｔ）と計数率Ｎλ1（Ｔ）、Ｎλ2（Ｔ）、Ｎλ3（Ｔ）との照合を順次繰り返し、上記計数率どうしがそれぞれ一致したときはその線量率Ｒおよび温度Ｔを算出結果として採用する。以上のように採用された算出結果が、線量率Ｒおよび温度Ｔの測定値となる。
【００４１】
このように、計数率ＤＮλ1（Ｔ）、ＤＮλ2（Ｔ）、ＤＮλ3（Ｔ）と計数率Ｎλ1（Ｔ）、Ｎλ2（Ｔ）、Ｎλ3（Ｔ）とを照合することで、当該放射線モニタＭ１は、放射線発光素子１０自体が発する熱輻射由来の線量率を除去した正確な線量率の測定と、放射線発光素子１０自体の温度の測定とを同時に行うことができる
【００４２】
以上のことから、当該放射線モニタＭ１が上記放射線発光素子１０、光ファイバ２０、電気パルス変換器３０、電気パルス検出器４０および解析機５０を備えていることで、爆発等の危険性を抑制しつつ、放射線の線量率を簡易かつ正確に測定することができると共に、放射線発光素子１０自体の温度を併せて測定することができる。
【００４３】
なお、高い安全性が要求される原子炉等では、各種測定（例えば、原子炉内の温度、線量率、水素濃度、水位など）の多様化および多重化が重要である。したがって、線量率および温度を単一の手段で測定可能な当該放射線モニタＭ１は、特に原子炉の放射線および温度モニタとして好適である。
【００４４】
［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態を示す概略図である。当該放射線モニタＭ２は、図７に示すように、概略的に、放射線発光素子としての第１の放射線発光素子１０ａおよび第２の放射線発光素子１０ｂと、光ファイバとしての第１の光ファイバ２０ａおよび第２の光ファイバ２０ｂと、電気パルス変換器としての第１の電気パルス変換器３０ａおよび第２の電気パルス変換器３０ｂと、電気パルス検出器としての第１の電気パルス検出器４０ａおよび第２の電気パルス検出器４０ｂとにより構成されている。また、放射線モニタＭ２は、解析機としての解析機５１を備えている。当該放射線モニタＭ２は、放射線発光素子（第１および第２の放射線発光素子１０ａ、１０ｂ）が、入射した放射線により異なる波長の光を発する互いに異なる複数の種類の希土類元素を含有している点で第１の実施形態とは異なっている。
【００４５】
具体的は、本実施形態は、上記複数の種類の希土類元素として２種類の希土類元素が用いられ、これら２種類の希土類元素がそれぞれ異なるハウジング（１２ａ、１２ｂ）内に収容されている（上記２種類の希土類元素のうち、１種類はハウジング１２ａの発光部１４、他の１種類はハウジング１２ｂの発光部１５にそれぞれ収容）。
【００４６】
なお、第１および第２の光ファイバ２０ａ、２０ｂは上記光ファイバ２０と、第１および第２の波長選択フィルタ３５ａ、３５ｂは上記波長選択フィルタ３５と、第１および第２の電気パルス変換器３０ａ、３０ｂは上記電気パルス変換器３０と、第１および第２の電気パルス検出器４０ａ、４０ｂは上記電気パルス検出器４０とそれぞれ同様の構成であるため、上記第１の実施形態の説明を援用して省略する。
【００４７】
第１および第２の放射線発光素子１０ａ、１０ｂに含有される希土類元素の組合せとしては、異なる波長の光を発する互いに異なる種類のものである限り特に限定されず、例えば、ネオジムとセリウムとの組合せ等を採用することができる。
【００４８】
解析機５１は、第１および第２の電気パルス検出器４０ａ、４０ｂの両者で検出された波長ごとの電気パルスの計数率を統合し、この電気パルスの計数率と、あらかじめデータベースに格納された放射線発光素子１０ａ、１０ｂの温度および放射線の線量率に対する光子の計数率の関係とを照合することで、放射線の線量率と放射線発光素子１０ａ、１０ｂの温度とを算出する機器である。
【００４９】
このように、第１および第２の放射線発光素子１０ａ、１０ｂが、入射した放射線により異なる波長の光を発する互いに異なる複数の種類の希土類元素を含有していることで、複数の波長の光を確実に得ることができ、放射線の線量率および放射線発光素子１０ａ、１０ｂの温度をより確実に測定することができる。
【００５０】
また、本実施形態のように、複数の種類の希土類元素がそれぞれ異なるハウジング内に収容されていることで、異なる複数の波長の光を確実に得ることができ、放射線の線量率および放射線発光素子１０ａ、１０ｂの温度をさらに確実に測定することができる。
【００５１】
［第３の実施形態］
図８は、本発明の第３の実施形態を示す概略図である。当該放射線モニタＭ３は、図８に示すように、概略的に、放射線発光素子１０ｃと、光ファイバ２０と、波長選択フィルタ３５と、電気パルス変換器３０と、電気パルス検出器４０と、解析機５０とにより構成されている。当該放射線モニタＭ３は、複数の種類の希土類元素が、単一のハウジング内に収容されている点で、第２の実施形態とは異なっている。なお、第１および第２の実施形態と同一部分には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５２】
具体的には、本実施形態の放射線モニタＭ３の放射線発光素子１０ｃには、異なる波長の光を発する互いに異なる２種類の希土類元素が単一のハウジング１２ｃ内に収容されている。このような形態としては、上記各波長の光が光ファイバ２０に入射される限り特に限定されず、例えば、図８に示すように互いに異なる種類の希土類元素を含有する発光部１４、１５を直列的に配置する形態や、図示していないが互いに異なる種類の希土類元素を渾然一体として含有する単一の発光部とする形態等が挙げられる。
【００５３】
放射線発光素子１０ｃに含有される希土類元素としては、異なる波長の光を発する互いに異なる種類のものである限り特に限定されず、例えば、第２の実施形態で上述した希土類元素の組合せと同様の組合せ等を採用することができる。
【００５４】
このように、複数の種類の希土類元素が単一のハウジング１２ｃ内に収容されていることで、放射線発光素子１０ｃの簡素化を図ることができ、放射線モニタＭ３を小型化することができる。
【００５５】
［第４の実施形態］
図９は、本発明の第４の実施形態を示す概略図である。当該放射線モニタＭ４は、図９に示すように、概略的に、放射線発光素子１０と、光ファイバ２０と、光減衰フィルタ３６と、波長選択フィルタ３５と、電気パルス変換器３０と、電気パルス検出器４０と、解析機５０とにより構成されている。当該放射線モニタＭ４は、光減衰フィルタ３６を備えている点で、第１の実施形態とは異なっている。なお、第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５６】
光減衰フィルタ３６は、光ファイバ２０の中途に設けられ、放射線発光素子１０から発せられた光を所定の強度範囲内に収まるように所定割合で減衰させる。光減衰フィルタ３６としては、例えば、吸収式光減衰フィルタ、反射式光減衰フィルタ等を採用することができる。
【００５７】
このように、光減衰フィルタ３６をさらに備えていることで、当該放射線モニタＭ４は、検出に供する光の強度と検出される電気パルスの計数率との線形性を向上させることができ、線量率をより正確に測定することができる。
【００５８】
なお、本発明の放射線モニタは、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００５９】
例えば、上述した第１〜第４の実施形態では、含有する希土類元素の種類が１種または２種である放射線モニタＭ１〜Ｍ４について説明したが、複数の波長の光を発する限りとくに限定されず、上記希土類元素の種類が３種以上で有ってもよい。また、上記３種以上の希土類元素は、単一のハウジング内に収容してもよく、２以上のハウジング内に分けて収容するようにしてもよい。
【００６０】
また、上記図６で示した温度等の導出方法の一例では、λ１、λ２およびλ３の３つの波長における光子の計数率を用いたものについて説明したが、２つまたは４つ以上の波長における光子の計数率を用いたものであってもよい。
【００６１】
また、上述した第１の実施形態では、中間部材１３を有する放射線発光素子１０について説明したが、ハウジング１２内面からの熱輻射による発光強度が放射線による希土類元素の発光強度に比して無視できる場合は、ハウジング１２と発光部１１との間に中間部材１３を設けなくてもよい。
【００６２】
また、上述した実施形態では、波長選択フィルタ３５を有する放射線モニタＭ１〜Ｍ４について説明したが、ノイズを無視できるほどＳ／Ｎ比が高い場合は、波長選択フィルタ３５を設けなくてもよい。
【００６３】
また、上述した実施形態では、波長選択フィルタ３５を有する放射線モニタＭ１〜Ｍ４について説明したが、波長選択フィルタ３５に代えて、光ファイバの中途に設けられ、放射線発光素子から発せられた光を分光する分光器（不図示）を備えている放射線モニタであってもよい。上記分光器としては、例えば、プリズム分光器、回折格子分光器等を採用することができる。
【００６４】
このように、上記分光器を備えていることで、当該放射線モニタは、上記電気パルス変換器において、複数の波長の光それぞれに対応した電気パルスを確実に得ることができ、線量率をより正確に測定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、爆発等の危険性を抑制しつつ、放射線の線量率を簡易かつ正確に計測することができると共に、放射線発光素子自体の温度を併せて測定することができる放射線モニタを提供することができる。したがって、当該放射線モニタは、原子炉の放射線および温度モニタとして好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
Ｍ１〜Ｍ４  放射線モニタ
１０、１０ｃ  放射線発光素子
１０ａ  第１の放射線発光素子
１０ｂ  第２の放射線発光素子
１１、１４、１５  発光部
１２、１２ａ〜１２ｃ  ハウジング
１３  中間部材
２０  光ファイバ
３０  電気パルス変換器
３５  波長選択フィルタ
３６  光減衰フィルタ
４０  電気パルス検出器
５０、５１  解析機
【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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