(57)【要約】放射線検出器からの電圧パルスの電圧の波高値を放射線のエネルギーに対応させて、電圧パルスの数である計数を、波高値に対応した複数のチャンネルに分けて生成することにより波高スペクトルを生成し、波高スペクトルに基づいて放射線検出器に入射した放射線の線量を算出する放射線測定装置において、複数のチャンネルのうち、放射線のエネルギーの測定範囲内の下限を含む少なくとも一つのチャンネルの計数に基づいて、測定限界以下として切り捨てられた線量を算出することにより補正して、放射線検出器に入射した放射線の線量を算出するようにした。
2015019515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器からの電圧パルスの電圧の波高値を放射線のエネルギーに対応させて、前記電圧パルスの数である計数を、前記波高値に対応した複数のチャンネルに分けて生成することにより波高スペクトルを生成し、前記波高スペクトルに基づいて前記放射線検出器に入射した放射線の線量を算出する放射線測定装置において、
前記複数のチャンネルのうち、前記放射線のエネルギーの測定範囲内の下限を含む少なくとも一つのチャンネルの計数に基づいて、測定限界以下として切り捨てられた線量を算出することにより補正して、前記放射線検出器に入射した放射線の線量を算出することを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
算出する前記放射線の線量は、単位時間当たりの線量である線量率であることを特徴とする請求項１に記載の放射線測定装置。
【請求項３】
前記波高スペクトルを生成するスペクトル生成部と、
前記スペクトル生成部において各チャンネルに生成した計数に基づいて、各チャンネルに対応した前記放射線のエネルギーにおける線量を算出して、この算出した線量を前記放射線のエネルギーの全測定範囲に亘って積算した積算線量を求め、その積算線量を測定時間で除して線量率を求める線量率演算部と、
前記スペクトル生成部において各チャンネルに生成した計数のうち、前記放射線のエネルギーの測定範囲内の下限を含む少なくとも一つのチャンネルの計数に基づいて、測定限界以下として切り捨てられた線量を算出して、この算出した線量から単位時間当たりの線量である補正用線量率を求める補正用線量率演算部と、
前記線量率演算部において求めた前記線量率を、前記補正用線量率演算部において求めた前記補正用線量率により補正して、前記放射線検出器に入射した放射線の線量率を算出する線量率補正演算部と
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の放射線測定装置。
【請求項４】
前記測定限界以下として切り捨てられた線量を、前記放射線検出器のエネルギー分解能に基づいて算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項５】
前記放射線検出器は、シンチレーション検出器であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項６】
前記放射線のエネルギーの測定範囲内の少なくとも一つのチャンネルの計数に基づいて、前記放射線検出器のエネルギー特性の歪を補正して前記放射線検出器に入射した放射線の線量を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項７】
前記放射線検出器は、半導体放射線検出器であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項８】
前記放射線検出器に、前記放射線検出器のエネルギー特性を補償するための物理的フィルタを介して放射線を入射させることを特徴とする請求項７に記載の放射線測定装置。
【請求項９】
前記物理的フィルタの補償の歪を補正して前記放射線検出器に入射した放射線の線量を算出することを特徴とする請求項８に記載の放射線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原子炉施設、使用済燃料再処理施設等の施設内または施設周辺に設置され、線量率または線量当量率等の単位時間当たりの放射線量の測定管理を行う放射線測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射線測定装置は、放射線検出器と測定部から構成され、放射線検出器に放射線が入射すると、入射した放射線のエネルギーに応じた波高のアナログパルスが放射線検出器から出力される。原子炉施設、使用済燃料再処理施設等の施設周辺に設置される放射線測定装置の放射線検出器は、数１０ｎＧｙ／ｈまたは数１０ｎＳｖ／ｈの環境バックグラウンドレベルからの測定が要求される。このため、放射線検出器としては、１０ｎＧｙ／ｈ〜１０μＧｙ／ｈまたは１０ｎＳｖ／ｈ〜１０μＳｖ／ｈを測定レンジとし、検出感度が高いNaI(Tl)シンチレーション検出器、CsI(Tl)シンチレーション検出器が使用されている。【０００３】
これらのシンチレーション検出器は、入射した放射線のエネルギーに比例した波高のアナログパルスを出力する。測定部は、そのアナログパルスを入力して予め設定された定時間間隔毎に、予め設定されたチャンネル数の各チャンネルに波高値を対応させて波高スペクトルを生成する。その生成した波高スペクトルの各チャンネルを放射線のエネルギーに対応させ、当該エネルギーを線量（線量当量）で重み付けして当該チャンネルの計数を乗じてチャンネル毎の線量（線量当量）を求める。そして、測定対象エネルギー範囲のチャンネルについて集計して集計線量（線量当量）を求め、その集計線量（線量当量）を測定時間について積算した積算線量（線量当量）を求める。さらに、その積算線量（線量当量）を測定時間で除して得られる線量率（線量当量率）を出力する。波高スペクトルを測定して波高値すなわち放射線のエネルギーに対応して線量（線量当量）の重み付けを行うことで、出力の線量（線量当量）のエネルギー特性を補償している（例えば特許文献１）。【０００４】
一方、原子炉施設、使用済燃料再処理施設等の施設内では1〜105μSv/hを測定レンジとしたエリアモニタとして、放射線検出器には広いレンジをカバーできるＳｉ半導体放射線検出器が使用されている。Ｓｉ半導体放射線検出器として、例えばSi-PINホトダイオードがある。Si-PINホトダイオードは、逆電圧のバイアス電圧が印加されており、空乏層（Ｉ層）に入射した、例えばγ線により生成された電子と正孔を、それぞれ正電圧を印加したカソード電極（Ｎ層側）と負電圧を印加したアノード電極（Ｐ層側）に収集する。プリアンプがそのアナログパルス電流をアナログパルス電圧に変換し、放射線検出器からはアナログ電圧パルスが出力される。Ｓｉ半導体放射線検出器において、線量（線量当量）に対する計数率の感度は、入射するγ線のエネルギーに依存し、低エネルギーになるにしたがって検出効率が高くなり、γ線の一般的な測定エネルギー範囲50〜3000keVで約1桁の違いがある。このため、物理的フィルタにより低エネルギー側の感度を下げて高エネルギー側の安定した感度にそろえるようにして線量（線量当量）に対する計数率の感度を平坦化しているものがある（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７５０４２号公報（図１、図２）
【特許文献２】特開平５−２０８０号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シンチレーション検出器は、放射線エネルギーの全吸収に対応して検出器出力にスペクトルピークの広がりがある。測定エネルギー範囲の下限付近に波高スペクトルのピークがある場合、測定エネルギー範囲の下限以下にピークの広がりの裾がかかって測定値に寄与しない部分がでてくる。このため、測定部出力の低エネルギー部分で基準を数１０％下回ることがあり、低エネルギー部分で精度が低下する問題があった。【０００７】
また、シンチレーション検出器は、シンチレータの種類、検出器のメーカ、器差によりエネルギー分解能にばらつきがある。さらに、Si半導体放射線検出器も、検出器のメーカ、器差によりエネルギー特性にばらつきがある。このように、放射線測定装置は、検出器の種類、製造メーカ等によりエネルギー特性に違いがあり、一律なエネルギー補償方法ではエネルギー特性に歪みが残り、その歪みが補償できないという問題があった。【０００８】
この発明は上記の課題を解消するためになされたもので、簡単な構成で良好なエネルギー特性を備えた高精度の放射線測定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、放射線検出器からの電圧パルスの電圧の波高値を放射線のエネルギーに対応させて、電圧パルスの数である計数を、波高値に対応した複数のチャンネルに分けて生成することにより波高スペクトルを生成し、波高スペクトルに基づいて放射線検出器に入射した放射線の線量を算出する放射線測定装置において、複数のチャンネルのうち、放射線のエネルギーの測定範囲内の下限を含む少なくとも一つのチャンネルの計数に基づいて、測定限界以下として切り捨てられた線量を算出することにより補正して、放射線検出器に入射した放射線の線量を算出するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、簡単な構成で良好なエネルギー特性を備えた高精度の放射線測定装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１による放射線測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による放射線測定装置の補正について説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態１による放射線測定装置のエネルギー特性を説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態２による放射線測定装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態２による放射線測定装置の補正について説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態２による放射線測定装置の補正係数テーブルの例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態３による放射線測定装置の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態４による放射線測定装置の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態４による放射線測定装置のエネルギー特性を説明する図である。
【図１０】この発明の実施の形態５による放射線測定装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による放射線測定装置の構成を示すブロック図である。放射線検出器１は、放射線が付与したエネルギーを蛍光に変換するシンチレータを備え、その蛍光を電子に変換して増倍してアナログ電流パルスに変換するシンチレーション検出器である。シンチレーション検出器では、アナログ電流パルスをさらにアナログ電圧パルスに変換して出力する。シンチレーション検出器としては、例えば、シンチレータとして、NaI(Tl)結晶を備えたNaI(Tl)シンチレーション検出器、CsI(Tl)結晶を備えたCsI(Tl)シンチレーション検出器が一般的である。
【００１３】
測定部２は、放射線検出器１から出力されたアナログ電圧パルスを入力して線量率、線量当量率等の単位時間当たりの放射線量に変換して出力する。以降は、単位時間当たりの放射線量として線量率を代表として説明するが、本願では、線量率は線量当量率を含むものとする。測定部２は、パルス増幅器２１、アナログ／デジタル変換器（Ａ/Ｄ変換器）２２、演算部２３、表示・操作部２４を備える。演算部２３は、スペクトル生成部２３１、線量率演算部２３２、G(E)関数メモリー２３３、補正用線量率演算部２３４、線量率補正演算部２３５を備えている。
【００１４】
パルス増幅器２１は、放射線検出器１からアナログ電圧パルスを入力して増幅する。Ａ/Ｄ変換器２２は、増幅されたアナログ電圧パルスから、その電圧ピーク値、すなわち波高値がノイズカットレベルとして設定された値以上のものについて波高値を測定して波高データを出力する。
【００１５】
スペクトル生成部２３１では、Ａ/Ｄ変換器２２から出力された電圧パルスの電圧の波高値のデータである波高データを入力して、予め設定された定時間間隔毎、例えば１分毎に、波高スペクトルとして生成する。波高値は放射線のエネルギーに対応する。例えば、波高値0〜3Vが放射線のエネルギー0〜3000keVに対応するとする。この場合、波高値0〜3Vを例えば600等分割して、600個のチャンネルの各チャンネルに対応する波高値毎の電圧パルスの数であるカウント数（計数）を、各チャンネルに生成する。この各チャンネルに生成されたカウント数の集合を波高スペクトルと称する。すなわち、波高スペクトルは、放射線検出器に上記定時間間隔に入射した放射線のエネルギースペクトルに相当する。
【００１６】
線量率演算部２３２では、スペクトル生成部２３１において生成した波高スペクトルを、G(E)関数メモリー２３３の放射線のエネルギーに対応させ、各チャンネルのエネルギーを線量で重み付けして各チャンネルの計数を乗じてチャンネル毎の線量を求める。チャンネル毎に求めた線量を、測定対象エネルギー範囲、例えば50〜3000keVに対応するチャンネル10〜600chについて集計して集計線量を求める。その集計線量を測定時間について積算した積算線量を求め、その積算線量を測定時間で除して線量率を求める。
【００１７】
補正用線量率演算部２３４では、例えば、測定エネルギー範囲内の下限値を含む、エネルギー特性を補正したいエネルギー範囲について、補正用線量率を、線量率演算部２３２で求める線量率と同様にして求める。線量率補正演算部２３５では、補正用線量率演算部２３４で求めた補正用線量率に、シンチレーション検出器１の分解能の標準値Ｒsに基づいて計算により求めた、または実験的に求めた補正係数Ｋsを乗じて線量率補正量を求め、その線量率補正量を線量率に加算して補正線量率を求めて出力する。表示・操作部２４は、補正線量率を表示すると共に、例えばタッチパネルで測定部２の設定を行う。
【００１８】
ここで、線量率補正量の求め方を説明する。図２は、放射線のエネルギーが測定エネルギー下限50keVに近接する、60keVの場合における放射線検出器１のエネルギー分解能（以降、単に分解能とも称する）と補正量を説明するための図である。図２の実線は、放射線検出器１に60keVの単一のエネルギーの放射線だけが照射された場合の検出器の微分パルス波高分布を示している。分解能Ｒは、この分布曲線のエネルギー半値幅を波高部分のエネルギー値で割ったものとして定義される。図２においてハッチングで示すエネルギー下限50keV以下に分布する量は従来の測定では測定限界以下として切り捨てられ測定値に反映されない。本発明では、この測定限界以下として切り捨てられた線量を算出して線量率を補正する。
【００１９】
シンチレーション検出器では、単一エネルギー、例えばCs-137のγ線662keVの放射線が検出器に入射すると、662keV相当のチャンネルに、光電吸収によるガウス形状の分布の光電ピークスペクトルが発現する。また、それよりも低エネルギー側のチャンネルに拡がりをもって、コンプトン吸収によるコンプトンエッジとそれに続く台形状のスペクトルも発現するが、測定エネルギー下限50keV以下に分布する計数は、全体の計数に対して無視できる。一方、単一エネルギーが60keVのような低エネルギーでは、９０％以上が光電ピークスペクトルを構成し、図２に示すように、そのテールが測定エネルギー下限50keV以下に無視できない比率で分布する。
【００２０】
ここで、光電ピークスペクトルのピーク計数位置に対応するエネルギーをピークエネルギーＥｐ(keV)、ピーク計数の１／２計数に対応するエネルギー幅を半値幅Ｅｗ(keV)、標準偏差をσ、分解能をＲ（％）とすると、それらの関係は次式で示される。
Ｒ（％）＝１００（％）×Ｅｗ／Ｅｐ                      （１）
中心からの偏差＝２．３５σ×（Ｅｐ−５０）／Ｅｗ        （２）
【００２１】
分解能は、放射線のエネルギーの平方根に逆比例するので、例えばCs-137のγ線662keVにおける分解能初期値８％を基準とし、補正したいエネルギー範囲の代表エネルギーをＥｐとすると、Ｅｐにおける分解能Ｒｓ（％）は、次式により求められる。
Ｒｓ＝８×（６６２／Ｅｐ）１／２                          （３）
なお、ここでは、基準となるCs-137のγ線662keVにおける分解能を標準分解能と称する。
【００２２】
例えば、補正したいエネルギー範囲を50〜70keVとし、そのエネルギー範囲の代表エネルギーＥｐを60keVとすると、式（３）よりＲｓとして２６．６％が求められる。このＲｓを用いて、式（１）および式（２）より、偏差１．４６σが求められる。正規分布表から偏差１．４６σに対応する50keV以下のスペクトル比率を求めると約７％となり、補正係数Ｋｓとして０．０７が求められる。
【００２３】
以上では計算により補正係数Ｋｓを求めたが、補正係数Ｋｓは、放射線検出器１に60keVのＸ線を照射してスペクトルを測定し、実測スペクトルに基づいて求めることもできる。
【００２４】
また、上記では補正したいエネルギー範囲の代表エネルギーにより分解能Ｒｓを設定したが、補正したいエネルギー範囲を例えば50〜70keVと70〜90keVのように複数として補正を行う場合、それぞれの範囲の代表エネルギーに対して別々に分解能Ｒｓを求めて補正することで、よりエネルギー特性を向上できるのは言うまでもない。このように、本発明では、放射線のエネルギーの測定範囲内の下限を含む少なくとも一つのチャンネルの計数に基づいて、測定限界以下として切り捨てられた線量を算出することによりエネルギー特性を補正して、放射線検出器に入射した放射線の線量を算出することを特徴とする。
【００２５】
図３は、本発明の実施の形態１による放射線測定装置のエネルギー特性を説明する図である。ａは単純に波高値に線量が比例するとして求めた線量率のエネルギー特性、ｂはG(E)関数で重み付けして求めた線量率のエネルギー特性、ｃは実施の形態１の補正を行った線量率のエネルギー特性である。図３のｃで示すように、本発明の補正により測定エネルギー下限近傍で特性が大幅に改善することが判る。
【００２６】
以上のように、実施の形態１によれば、測定部２において、まず、測定した波高データから直接求めた線量率と、測定チャンネル範囲内の下限値を含むエネルギー特性を補正したいエネルギー範囲の補正用線量率を求める。次に、求めた補正用線量率にシンチレーション検出器１の分解能Ｒsから設定した補正係数Ｋsを乗じて線量率補正量を求める。この線量率補正量を線量率に加算して補正線量率を出力するようにした。このように、実施の形態１によれば、測定限界以下として切り捨てられた線量を算出してエネルギー特性を補正するようにしたので、良好なエネルギー特性の高精度の放射線測定装置を提供できる。
【００２７】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による放射線測定装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１では、線量率補正演算部２３５は、放射線検出器１としてのシンチレーション検出器の標準分解能の初期値に基づいて計算または実験的に求めた補正係数Ｋsを用いた。実施の形態２では、図４のように分解能補正係数設定部２３６と、補正係数テーブルメモリー２３７と、を設け、線量率補正演算部２３５では、分解能補正係数設定部２３６で設定した補正係数を用いて補正するようにした。
【００２８】
放射線検出器は、使用により劣化し、分解能が低下する。図５の実線ａは、実施の形態１の図２で説明したのと同じ、放射線検出器１が新しい時点における標準分解能の初期値が８％の場合の分布曲線を示している。一方、破線ｂは、放射線検出器１が長時間使用されて劣化し、標準分解能が１０％に低下した場合の分布曲線を示している。破線ｂで示す分布曲線の場合、図５のハッチングで示す、エネルギー下限50keV以下に分布する量が測定限界以下として切り捨てられ測定値に反映されない量となり、この量を補正することにより、より精度が良くなる。実施の形態１で説明したように、標準分解能が８％の場合は、Ｅｐ＝６０ｋｅＶにおける分解能Ｒｓは式（３）より２６．６％と算出される。この分解能に対する補正係数は０．０７である。標準分解能が１０％になれば、Ｅｐ＝６０ｋｅＶにおける分解能Ｒｓは式（３）より３２．２％となる。この分解能に対する補正係数は式（１）、（２）を用いて、０．１２と算出される。
【００２９】
本実施の形態２では、このような使用中の分解能の変化、あるいは検出器による分解能の器差に対応して補正係数を設定する。このため、異なる標準分解能Ｒに対するそれぞれの補正係数Ｋを予め計算または実験的に求めて、図６のような補正係数テーブルとして補正係数テーブルメモリー２３７に記憶させておく。分解能補正係数設定部２３６では、放射線検出器１の単体試験データまたは定期検査データの標準分解能を設定することにより、補正係数テーブルメモリー２３７から設定された標準分解能に対応した補正係数Ｋを照合して補正係数を設定する。線量率補正演算部２３５では、その補正係数Ｋを補正用線量率演算部２３４で求めた補正用線量率に乗じて求めた線量率補正量を、線量率演算部２３２で求めた線量率に加算した補正線量率を出力する。以上の構成により、分解能の器差や劣化を吸収して正確な補正を行うことができる。
【００３０】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３による放射線測定装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１および実施の形態２では、測定チャンネル下限以下のスペクトル切捨て及び分解能に起因したエネルギー特性の歪み箇所のみに限定して出力補正を行うようにした。実施の形態３では、測定チャンネル下限以下のスペクトル切捨てに起因したエネルギー特性の歪みの補正のための補正用線量率演算部２３４以外に、チャンネル補正用線量率演算部２３８を追加した。図７では、実施の形態２、すなわち図４の放射線測定装置にチャンネル補正用線量率演算部２３８を設けたものを示しているが、実施の形態１、すなわち図１の放射線測定装置にチャンネル補正用線量率演算部２３８を設けても良い。
【００３１】
チャンネル補正用線量率演算部２３８では、放射線検出器１の放射線エネルギーに対するアナログパルス出力における波高値の直線性のばらつきに起因したエネルギー特性の歪みを補正するための補正用線量率を演算する。エネルギー特性に補正が必要な歪があるチャンネルが全部でｉチャンネル（ｉは１以上の整数）あったとすると、チャンネル補正用線量率演算部２３８は、第１チャンネル補正用線量率演算部２３８１〜第ｉチャンネル補正用線量率演算部２３８ｉで構成される。第１チャンネル補正用線量率演算部２３８１〜第ｉチャンネル補正用線量率演算部２３８ｉでは、補正したい各チャンネルの線量率を測定し、測定したそれぞれの線量率に予め設定された補正係数Ｋ１〜ＫＩを乗じて線量率補正量を算出する。線量率補正演算部２３５では、補正用線量率演算部２３４で求めた測定チャンネル下限以下の補正に加えて、チャンネル補正用線量率演算部２３８で求めた補正を加えて、線量率演算部２３２で求めた線量率を補正するようにした。以上のように、本実施の形態３では、放射線のエネルギーの測定範囲内の少なくとも一つのチャンネルの計数に基づいて、放射線検出器のエネルギー特性の歪を補正して放射線検出器に入射した放射線の線量を算出するようにしたので、放射線検出器１のエネルギー特性に歪がある場合でも、エネルギー特性が良好な放射線測定装置が得られる。
【００３２】
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４による放射線測定装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１では放射線検出器１としてシンチレーション検出器を備え、演算部２３はスペクトルデータの波高値をG(E)関数で重み付けすることで線量率を求めた。実施の形態４では、放射線検出器３として、放射線が付与したエネルギーで生成された電子と正孔をそれぞれ正電極と負電極に収集してアナログ電流パルスに変換し、そのアナログ電流パルスをアナログ電圧パルスに変換して出力する半導体放射線検出器を備える。この半導体放射線検出器である放射線検出器３においても、シンチレーション検出器と同様、入射した放射線が付与したエネルギーに応じた波高のアナログパルスを出力する。半導体放射線検出器入射面には、低エネルギーになるにしたがって放射線の透過率が小さくなるエネルギー特性を有する物理的フィルタ４を備えている。物理的フィルタ４を備えることにより、測定範囲に入るアナログ電圧パルスの計数率と線量率の関係であるエネルギー特性が、放射線のエネルギーに依存しないよう平坦化される。物理的フィルタ４として、例えば、ステンレススチール1.5〜2.5mm厚程度のものを用いればエネルギー特性を概ね平坦化できる。
【００３３】
演算部２３において、スペクトル生成部２３１の動作は、実施の形態１の演算部２３のスペクトル生成部２３１の動作と同じであるので説明を省略する。線量率演算部２３２は、スペクトル生成部２３１で生成された波高スペクトルに対応する測定対象エネルギー範囲、例えば50〜3000keVに対応するチャンネル10〜600chについて集計して集計線量を求め、その集計線量を測定時間について積算した積算線量を求め、その積算線量を測定時間で除して得られる線量率を求める。
【００３４】
補正用線量率演算部２３４は、例えば、測定チャンネル範囲内の下限値を含む、補正したいチャンネル範囲の線量率、すなわち補正用線量率を、線量率演算部２３２と同様にして測定する。線量率補正演算部２３５は、補正用線量率演算部２３４で求めた補正用線量率に実験的に求めた補正係数Ｋを乗じて線量率補正量を求める。さらに、その線量率補正量を線量率演算部２３２で求めた線量率に加算して補正線量率を求める。表示・操作部２４は、線量率補正演算部２３５で求めた補正線量率を表示する。表示・操作部２４は、例えばタッチパネルを備えることにより、測定部２の設定を行うこともできる。
【００３５】
図９は、放射線検出器として半導体放射線検出器を用いた放射線測定装置のエネルギー特性を示す図である。ｄは、物理的フィルタ４がない場合の感度の相対比（Ｃｓ-137の0.662MeVの相対感度を１としたとき）であり、ｅは、物理的フィルタありで実施の形態４の補正がない場合であり、ｆは物理的フィルタ４ありかつ実施の形態４の補正あり場合の特性を示している。実施の形態４の補正により測定エネルギー下限近傍で特性が大幅に改善する。
【００３６】
以上のように、実施の形態４によれば、放射線検出器として半導体放射線検出器を備え、測定部２において、まず、測定した波高データから直接求めた線量率と、測定チャンネル範囲の下限値を含むエネルギー特性を補正したいエネルギー範囲の補正用線量率を求める。次に、求めた補正用線量率に実験的に求めた補正係数を乗じて線量率補正量を求める。この線量率補正量を線量率に加算して補正線量率を出力するようにした。このように、実施の形態４によれば、測定対象エネルギー範囲の下限付近のスペクトル切捨てに起因するエネルギー特性の部分的な歪について補償するようにしたので、シンチレーション検出器と同様に半導体放射線検出器についても良好なエネルギー特性の高精度の放射線測定装置を提供できる。
【００３７】
実施の形態５．
図１０は、この発明の実施の形態５による放射線測定装置の構成を示すブロック図である。実施の形態４では、実施の形態１や実施の形態２と同様、測定チャンネル下限以下のスペクトル切捨てに起因したエネルギー特性の歪み箇所のみに限定して出力補正を行うようにした。実施の形態５では、図１０に示すように、実施の形態３と同様、補正用線量率演算部２３４以外に、チャンネル補正用線量率演算部２５１を備えるようにした。補正用線量率演算部２３４は実施の形態４の補正用線量率演算部２３４と同じ機能、すなわち測定チャンネル下限切捨てに起因したエネルギー特性の歪みの補正を実行する。
【００３８】
チャンネル補正用線量率演算部２５１は、第１チャンネル補正用線量率演算部２５１１〜第ｉチャンネル補正用線量率演算部２５１ｉで構成されている。チャンネル補正用線量率演算部２５１では、物理的フィルタ４が放射線検出器３の特性を補償しきれない分、すなわち物理的フィルタ４による補償の歪分を補償するための補正を行う。第１チャンネル補正用線量率演算部２５１１〜第ｉチャンネル補正用線量率演算部２５１ｉで、補正したい１つ以上のチャンネルにおいて、各チャンネルの線量率を測定し、測定したそれぞれの線量率に基づき予め設定された補正係数Ｋ１〜Ｋｉを乗じて線量率補正量を算出して補正する。本実施の形態５によれば、物理的フィルタ４の補償歪分を含んで補正するため、エネルギー特性が更に良好な放射線測定装置が得られる。
【００３９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１、３  放射線検出器、２  測定部、４  物理的フィルタ、２３  演算部、
２３１  スペクトル生成部、２３２  線量率演算部、
２３４  補正用線量率演算部、２３５  線量率補正演算部。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成27年11月2日(2015.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器からの電圧パルスの電圧の波高値を放射線のエネルギーに対応させて、前記電圧パルスの数である計数を、前記波高値に対応した複数のチャンネルに分けて生成することにより波高スペクトルを生成し、前記波高スペクトルに基づいて前記放射線検出器に入射した放射線の線量を算出する演算部を備えた放射線測定装置において、
前記演算部は、前記複数のチャンネルのうち、前記放射線のエネルギーの測定範囲内の下限を含む少なくとも一つのチャンネルの計数、および前記放射線検出器のエネルギー分解能に基づいて、測定限界以下として切り捨てられた線量を算出することにより補正して、前記放射線検出器に入射した放射線の線量を算出することを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
算出する前記放射線の線量は、単位時間当たりの線量である線量率であることを特徴とする請求項１に記載の放射線測定装置。
【請求項３】
前記演算部は、
前記波高スペクトルを生成するスペクトル生成部と、
前記スペクトル生成部において各チャンネルに生成した計数に基づいて、各チャンネルに対応した前記放射線のエネルギーにおける線量を算出して、この算出した線量を前記放射線のエネルギーの全測定範囲に亘って積算した積算線量を求め、その積算線量を測定時間で除して線量率を求める線量率演算部と、
前記スペクトル生成部において各チャンネルに生成した計数のうち、前記放射線のエネルギーの測定範囲内の下限を含む少なくとも一つのチャンネルの計数、および前記放射線検出器のエネルギー分解能に基づいて、測定限界以下として切り捨てられた線量を算出して、この算出した線量から単位時間当たりの線量である補正用線量率を求める補正用線量率演算部と、
前記線量率演算部において求めた前記線量率を、前記補正用線量率演算部において求めた前記補正用線量率により補正して、前記放射線検出器に入射した放射線の線量率を算出する線量率補正演算部と
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の放射線測定装置。
【請求項４】
前記放射線検出器は、シンチレーション検出器であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項５】
前記演算部は、前記放射線のエネルギーの測定範囲内の少なくとも一つのチャンネルの計数に基づいて、前記放射線検出器の、放射線エネルギーに対する前記波高値の直線性のばらつきに起因したエネルギー特性の歪を補正して前記放射線検出器に入射した放射線の線量を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項６】
前記放射線検出器は、半導体放射線検出器であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項７】
前記放射線検出器に、前記放射線検出器のエネルギー特性を補償するための物理的フィルタを介して放射線を入射させることを特徴とする請求項６に記載の放射線測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、放射線検出器からの電圧パルスの電圧の波高値を放射線のエネルギーに対応させて、電圧パルスの数である計数を、波高値に対応した複数のチャンネルに分けて生成することにより波高スペクトルを生成し、波高スペクトルに基づいて放射線検出器に入射した放射線の線量を算出する放射線測定装置において、複数のチャンネルのうち、放射線のエネルギーの測定範囲内の下限を含む少なくとも一つのチャンネルの計数、および放射線検出器のエネルギー分解能に基づいて、測定限界以下として切り捨てられた線量を算出することにより補正して、放射線検出器に入射した放射線の線量を算出するようにしたものである。
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月5日(2016.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器からの電圧パルスの電圧の波高値を放射線のエネルギーに対応させて、前記電圧パルスの数である計数を、前記波高値に対応した複数のチャンネルに分けて生成することにより波高スペクトルを生成し、前記波高スペクトルに基づいて前記放射線検出器に入射した放射線の線量を算出する演算部を備えた放射線測定装置において、
前記演算部は、前記複数のチャンネルのうち、前記放射線のエネルギーの測定範囲内の下限を含む少なくとも一つのチャンネルの計数、および前記放射線検出器のエネルギー分解能に基づいて、測定限界以下として切り捨てられた線量を算出することにより補正して、前記放射線検出器に入射した放射線の線量を算出することを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
算出する前記放射線の線量は、単位時間当たりの線量である線量率であることを特徴とする請求項１に記載の放射線測定装置。
【請求項３】
前記演算部は、
前記波高スペクトルを生成するスペクトル生成部と、
前記スペクトル生成部において各チャンネルに生成した計数に基づいて、各チャンネルに対応した前記放射線のエネルギーにおける線量を算出して、この算出した線量を前記放射線のエネルギーの全測定範囲に亘って積算した積算線量を求め、その積算線量を測定時間で除して線量率を求める線量率演算部と、
前記スペクトル生成部において各チャンネルに生成した計数のうち、前記放射線のエネルギーの測定範囲内の下限を含む少なくとも一つのチャンネルの計数、および前記放射線検出器のエネルギー分解能に基づいて、測定限界以下として切り捨てられた線量を算出して、この算出した線量から単位時間当たりの線量である補正用線量率を求める補正用線量率演算部と、
前記線量率演算部において求めた前記線量率を、前記補正用線量率演算部において求めた前記補正用線量率により補正して、前記放射線検出器に入射した放射線の線量率を算出する線量率補正演算部と
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の放射線測定装置。
【請求項４】
前記放射線検出器は、シンチレーション検出器であることを特徴とする請求項１から３
のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項５】
前記放射線検出器は、半導体放射線検出器であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線測定装置。
【請求項６】
前記放射線検出器に、前記放射線検出器のエネルギー特性を補償するための物理的フィルタを介して放射線を入射させることを特徴とする請求項５に記載の放射線測定装置。
【国際調査報告】
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