(57)【要約】【課題】適切な放射性ガスの流量で、より正確に放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を連続的に測定することが可能である放射線連続測定システムである。【解決手段】放射線連続測定システム１は、流通状態の放射性ガス２に含まれる放射線量の計数値あるいは放射能濃度等の放射線データを測定する放射線測定手段５，６と、この放射線測定手段５，６に接続された放射線計算システム７で構成される。放射線計算システム７は放射線測定手段５，６により得られた放射線データを記憶し、記憶した放射線データのうち時間的に連続した複数個の放射線データを加算することにより加算放射線データを計算し、さらに、この加算放射線データを解析することにより、放射性ガス２流体に含まれる放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を求めるようにしたものである。【選択図】　図１
2004020423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流通状態の放射性ガスに含まれる放射線量の計数値あるいは放射能濃度等の放射線データを測定する放射線測定手段と、この放射線測定手段に接続された放射線計算システムで構成され、この放射線計算システムは前記放射線測定手段により得られた放射線データを記憶し、記憶した放射線データのうち時系列の複数個の放射線データを加算することにより加算放射線データを計算し、さらに、この加算放射線データを解析することにより、前記放射性ガスに含まれる放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を求めるようにしたことを特徴とする放射線連続測定システム。
【請求項２】
流通状態の放射性ガスに含まれる放射線量の計数値あるいは放射能濃度等の放射線データを測定する放射線測定手段と、この放射線測定手段に接続された放射線計算システムと、前記放射性ガスの流量を適量に変更する流量制御機構で構成され、前記放射線計算システムは前記放射線測定手段により得られた放射線データを記憶し、記憶した放射線データのうち時系列の複数個の放射線データを加算することにより加算放射線データを計算し、さらに、この加算放射線データを解析することにより前記放射性ガスに含まれる放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を求めるようにしたことを特徴とする放射線連続測定システム。
【請求項３】
前記放射線計算システムは、加算放射線データを計算するための放射線データ数を変更し設定できるようにしたことを特徴とする請求項１ないし２のいずれか１項に記載の放射線連続測定システム。
【請求項４】
前記放射線計算システムは、加算放射線データの解析により得られた放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を基に、前記加算放射線データを計算するための放射線データ数を前記放射線計算システムにより自動で変更し設定することができるようにしたことを特徴とする請求項１ないし２のいずれか１項に記載の放射線連続測定システム。
【請求項５】
前記放射線計算システムは、求められた放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を基に前記放射性ガスの流量目標値を決定し、前記放射性ガスの流量が流量目標値となるように前記流量制御機構に流量制御指令を与え制御するようにしたことを特徴とする請求項２記載の放射線連続測定システム。
【請求項６】
前記放射性ガスに含まれない指標とするための指標放射線を発生する放射線発生機構を設け、この指標放射線を前記放射線測定手段で測定して得た指標放射線データに基づき、放射性ガスに含まれる放射線の放射線データを補正することを可能としたことを特徴とする請求項１ないし２いずれか１項に記載の放射線連続測定システム。
【請求項７】
前記流量制御機構による前記放射性ガスの流量変化後に前記放射線測定手段により測定された放射線データを、前記放射性ガスの流量変化値と放射性核種の放射能の半減期に基づき前記放射性ガスの流量変化前における放射線データに補正するようにしたことを特徴とする請求項２記載の放射線連続測定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射性ガス中の放射線量の計数値を連続的に測定する放射線連続測定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の放射線測定システムａは、図１１に示すように放射性ガスｂが流れるガス配管ｃにサンプリングラックｄを設け、サンプリングラックｄのバルブｅを介してサンプル瓶ｆを取り付けた構成である。
【０００３】
この放射線測定システムａは、バルブｅの開閉により、放射性ガスｂのサンプルをサンプル瓶ｆ内に封入する。放射性ガスｂのサンプルを封入した状態でサンプル瓶ｆをサンプリングラックｄから取り外す。そして、作業者により図示しない放射線測定装置まで運搬され、放射線測定装置にて放射線量の計数値あるいは放射能濃度が測定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放射線測定システムａでは、放射性ガスｂをサンプリングしてから、放射線測定装置にて放射線量の計数値あるいは放射能濃度が測定されるまでに、サンプル瓶ｆを運搬するための時間を要し、短半減期放射性核種の測定が困難である。
【０００５】
また、サンプル瓶ｆの運搬等の作業が発生し、断続的な放射線量の計数値あるいは放射線濃度の測定となり、連続測定ができない。
【０００６】
また、運搬時に作業者が被爆する恐れがある。
【０００７】
このため、放射性ガス中の放射線測定手段として、放射性ガスが流れるガス配管にフローセルを設け、流通状態でフローセル内における放射性ガスの放射線量の計数値を放射線測定器にて連続的に測定する方法が考えられる。
【０００８】
しかし、フローセルを利用した測定では、測定すべき着目放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値が、必要な測定精度に十分な放射能濃度あるいは放射線量の計数値に満たない場合があるため、必要な測定精度を得るために測定対象となる放射性ガスのフローセル内の放射性ガスの流量を増加させる必要が発生する。
【０００９】
しかし、放射性ガスの流量増加に伴い、短半減期放射性核種の時間的な放射能濃度変動による影響、すなわち、短半減期放射性核種の測定時の放射能濃度が放射性ガスの発生時の放射能濃度より低いため、放射線量の計数値を実際よりも小さく測定してしまう数え落としが発生し、測定結果に与える誤差が増加する恐れがある。また、一般的に測定対象となる放射線の放射線量の計数値が増加すると放射線測定器の分解能が低下することが知られている。
【００１０】
したがって、放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を正確に測定するためには、放射性核種の放射能濃度変動による影響が無視できるほど十分に少なく、測定に適切な放射性ガスの流量で測定する必要がある。また、測定値である放射能濃度あるいは放射線量の計数値の変動による影響を低減し、安定化させる必要がある。
【００１１】
本発明は上述した従来の事情に対処するためになされたものであり、適切な放射性ガスの流量で、より正確に放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を連続的に測定することが可能である放射線連続測定システムを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、測定すべき放射能濃度あるいは放射線量の計数値の変動による影響を低減し、安定化させた状態で、より正確に連続測定することが可能である放射線連続測定システムを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放射線連続測定システムは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、流通状態の放射性ガスに含まれる放射線量の計数値あるいは放射能濃度等の放射線データを測定する放射線測定手段と、この放射線測定手段に接続された放射線計算システムで構成され、この放射線計算システムは前記放射線測定手段により得られた放射線データを記憶し、記憶した放射線データのうち時系列の複数個の放射線データを加算することにより加算放射線データを計算し、さらに、この加算放射線データを解析することにより、前記放射性ガスに含まれる放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を求めるようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明に係る放射線連続測定システムは、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、流通状態の放射性ガスに含まれる放射線量の計数値あるいは放射能濃度等の放射線データを測定する放射線測定手段と、この放射線測定手段に接続された放射線計算システムと、前記放射性ガスの流量を適量に変更する流量制御機構で構成され、前記放射線計算システムは前記放射線測定手段により得られた放射線データを記憶し、記憶した放射線データのうち時系列の複数個の放射線データを加算することにより加算放射線データを計算し、さらに、この加算放射線データを解析することにより前記放射性ガスに含まれる放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を求めるようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明に係る放射線連続測定システムは、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、前記放射線計算システムは、加算放射線データを計算するための放射線データ数を変更し設定できるようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明に係る放射線連続測定システムは、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、前記放射線計算システムは、加算放射線データの解析により得られた放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を基に、前記加算放射線データを計算するための放射線データ数を前記放射線計算システムにより自動で変更し設定することができるようにしたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明に係る放射線連続測定システムは、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、前記放射線計算システムは、求められた放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を基に前記放射性ガスの流量目標値を決定し、前記放射性ガスの流量が流量目標値となるように前記流量制御機構に流量制御指令を与え制御するようにしたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明に係る放射線連続測定システムは、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、前記放射性ガスに含まれない指標とするための指標放射線を発生する放射線発生機構を設け、この指標放射線を前記放射線測定手段で測定して得た指標放射線データに基づき、放射性ガスに含まれる放射線の放射線データを補正することを可能としたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明に係る放射線連続測定システムは、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、前記流量制御機構による前記放射性ガスの流量変化後に前記放射線測定手段により測定された放射線データを、前記放射性ガスの流量変化値と放射性核種の放射能の半減期に基づき前記放射性ガスの流量変化前における放射線データに補正するようにしたことを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る放射線連続測定システムの実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る放射線連続測定システムの第１の実施形態を示す構成図である。
【００２２】
放射線連続測定システム１は、オフガス等の放射性ガス２が流れるガス配管３にフローセル４を設け、フローセル４に直列に放射線検出器５とマルチチャネルアナライザ６および放射線計算システム７を接続した構成である。
【００２３】
ガス配管３に設けたフローセル４内における放射性ガス２に含まれる放射線の放射線量が、一定時間毎に放射線検出器５で検出され、マルチチャネルアナライザ６に出力される。マルチチャネルアナライザ６は、検出結果から放射能濃度あるいは放射線量の計数値等の放射線データを求め、放射線計算システム７に転送する。放射線計算システム７では、一定時間毎に転送される時系列の放射線データが記憶される。
【００２４】
図２は、図１に示すフローセル４の構造を示す横断面図である。
【００２５】
フローセル４は、両端が閉口の円筒形状容器であり、側面に流入口４Ａおよび流出口４Ｂが設けられる。流入口４Ａにはガス配管３の上流側が、流出口４Ｂにはガス配管３の下流側がそれぞれ接続される。
【００２６】
また、フローセル４の一方の閉口面４Ｃは、放射線量を十分検出可能な放射線の通過率にするため他の部位よりも薄い厚さとされ、この閉口面４Ｃに放射線検出器５が接続される。
【００２７】
ガス配管３の上流側から流れてきた放射性ガス２は、フローセル４の流入口４Ａから流入し、閉口面４Ｃにおいて静止することなく、放射線検出器５により放射性ガス２に含まれる放射線の放射線量を検出された後、流出口４Ｂから下流側のガス配管３に流出される。
【００２８】
すなわち、フローセル４、放射線検出器５およびマルチチャネルアナライザ６は全体として放射線の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を連続的に測定する放射線測定手段としての役割を担う。
【００２９】
放射線計算システム７では、記憶された時系列の放射線データのうち一定数を加算し加算放射線データを作成する。この加算放射線データの放射性核種分析を実施することにより、フローセル４中を流れる放射性ガスに含まれる放射性核種を検出し、さらに各放射性核種の放射能濃度および放射線量の計数値を求める。また、加算放射線データ作成に必要な放射線データ数、すなわち加算時間は、必要に応じ自動で変更可能である。
【００３０】
放射性ガス２に含まれる、放射線データを求めるべき対象核種の具体的な例としては、Ｎ−１３，Ａｒ−４１，Ｋｒ−８５ｍ，Ｋｒ−８７，Ｋｒ−８８，Ｋｒ−８９，Ｘｅ−１３３，Ｘｅ−１３５，Ｘｅ−１３５ｍ，Ｘｅ−１３７，Ｘｅ−１３８等の核種があげられる。
【００３１】
すなわち、放射線連続測定システム１は、瞬間的にフローセル４中を流れる放射性ガス２に含まれる放射線の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を流通状態で連続計測し、計測して得られた複数の放射線データを加算し、分析することにより放射性核種の放射能濃度および放射線量の計数値を算出する。
【００３２】
放射線連続測定システム１では、放射性ガス２の発生時からフローセル４に到達するまでの時間は１時間程度とされるため、放射性ガス２の流量を低減でき、半減期が１時間以内である例えば、Ｎ−１３，Ｋｒ−８９，Ｘｅ−１３５ｍ，Ｘｅ−１３７，Ｘｅ−１３８等の短半減期放射性核種の時間的な放射能濃度変動による影響を低減させることができるとともに必要な測定精度を維持することができる。
【００３３】
加算放射線データを作成するために用いる加算時間が増加すると、放射線の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を計測する時間間隔とともに分析の対象となる放射性ガス２の流量が増加するが、逆に、放射線の放射能濃度あるいは放射線量の計数値を計測する頻度とともに迅速さが減少する。
【００３４】
このため、放射性核種を検出することが目的であれば、検出対象となる放射性核種が検出可能である流量が得られるまでの加算時間が必要である。したがって、対象放射性核種の検出下限線量計数値または検出下限放射能濃度に対応する加算時間が最適である。
【００３５】
図３は放射線計算システム７で加算放射線データを作成する際の加算時間の変更フロー図である。
【００３６】
一定時間毎の放射線の放射能濃度あるいは放射線量の計数値等の放射線データの時系列が履歴データとして記憶され、この複数の放射線データのうち、現在時放射線データから加算時間分さかのぼった放射線データまでを加算する。この加算放射線データが、検出対象である対象放射性核種の検出下限値に達していれば、加算時間を減少させ、検出に要する時間を低減させる。逆に、対象放射性核種の検出下限値に達していなければ、検出できるまで加算時間を増加させる。
【００３７】
このフローに基づき、加算時間の設定あるいは変更を自動で調整することが可能であり、放射性核種の検出に必要最低限の加算時間とすることができる。
【００３８】
また、測定の目的が、放射能濃度あるいは放射線量の計数値の変動であれば、その変動を適切に把握できる加算時間とすることもできる。
【００３９】
図４は本発明に係る放射線連続測定システムの第２の実施形態を示す構成図である。
【００４０】
図４の放射線連続測定システム１Ａは、図１の放射線連続測定システム１とガス配管３のフローセル４より上流に流量制御機構としてマスフローコントローラ１０を設けた点が相違する。その他の構成および機能については、図４の放射線連続測定システム１Ａは、図１の放射線連続測定システム１と同じであるため、同符号とし説明を省略する。
【００４１】
フローセル４内の放射性ガス２に含まれる短半減期放射性核種の放射能濃度または放射線量の計数値変化、あるいは放射性ガス２の流量変動が存在すると、目的とする放射性核種の放射能濃度測定が困難となる。また、放射線量の計数値の総和である全線量計数値が増加すると短半減期放射性核種の放射線量の計数値が相対的に小さくなり実際に発生した放射線量よりも小さい放射線量の計数値を得てしまう数え落としによる誤差が発生する恐れがある。したがって、放射性ガス２の流量を安定化させ、最適な流量あるいは流速とする必要がある。
【００４２】
放射性ガス２が発電に使われた後のいわゆるオフガスである場合には、半減期が１時間以内のＮ−１３，Ｋｒ−８９，Ｘｅ−１３５ｍ，Ｘｅ−１３７，Ｘｅ−１３８等の短半減期放射性核種を成分として多く含む。このため、放射性ガス２が発生してからフローセル４に到達するまでの時間が十分長くなるように、例えば１時間以上となるように流速を遅くして短半減期放射性核種の成分を予め減少させ、フローセル４内での放射能濃度変動を低減させる必要がある。
【００４３】
マスフローコントローラ１０は、放射性ガス２の流量を制御する機能を有する。マスフローコントローラ１０での流量制御により、放射性ガス２の流速を十分遅くして短半減期放射性核種の放射能濃度または放射線量の計数値変化、あるいは放射性ガス２の流量変動の影響を低減させることができる。また、測定値を基にした放射性ガス２の流量変動の実施や、放射性ガス２の流量とともに全線量計数値を安定化させ、数え落としの発生の割合を一定にすることが可能である。
【００４４】
図５は本発明に係る放射線連続測定システムの第３の実施形態を示す構成図である。
【００４５】
図５の放射線連続測定システム１Ｂは、図４の放射線連続測定システム１Ａに対し、放射線計算システム７が流量制御指令２０をマスフローコントローラ１０に出力する点が相違する。その他の構成および機能については、図５の放射線連続測定システム１Ｂは、図４の放射線連続測定システム１Ａと同じであるため、同符号とし説明を省略する。
【００４６】
図５の放射線連続測定システム１Ｂは、放射線計算システム７において、短半減期放射性核種の減衰により放射線量の計数値を実際よりも小さく測定してしまう数え落としの発生の割合が一定となるように、放射線データから求められる放射線量の計数値の総和である全線量計数値を安定化させる最適な放射性ガス２の流量である流量目標値を決定し、放射性ガス２の流量が流量目標値となるように、流量制御指令２０をマスフローコントローラ１０に出力し自動流量制御することが可能である。
【００４７】
図６は本発明に係る放射線連続測定システムの第４の実施形態を示す構成図である。
【００４８】
図６の放射線連続測定システム１Ｃは、図５の放射線連続測定システム１Ｂに対し、フローセル４の近傍に放射線発生機構として標準線源３０を設けた構成が相違する。その他の構成および機能については、図６の放射線連続測定システム１Ｃは、図５の放射線連続測定システム１Ｂと同じであるため、同符号とし説明を省略する。
【００４９】
標準線源３０内部には放射性ガス２に含まれない放射性核種を設け、この放射性核種から放出されるエネルギレベルの放射線である指標放射線を指標として利用することができる。指標とすべき放射性核種は予め放射性ガス２から検出した全ての放射性核種を参照して、これら放射性ガス２に含まれる放射性核種以外の任意の放射性核種とされる。
【００５０】
標準線源３０から放出される指標放射線の放射線量の計数値あるいは放射能濃度等の指標放射線データが一定となるように、流量制御指令２０を設定してマスフローコントローラ１０に出力し、放射性ガス２の流量を制御すると、放射性ガス２の流速が一定となる。このため各放射性核種が減衰する量も一律となり、放射線量の計数値の総和である全線量計数値が一定であれば、減衰により実際の放射線量の計数値よりも小さい放射線量の計数値を得てしまう数え落としの割合を一定とすることができる。
【００５１】
また、放射性ガス２の流量を変更しない場合でも、標準線源３０から放出される放射線の放射線量の計数値を用いて、各放射性核種の放射線量の計数値を補正することができる。
【００５２】
また、放射線連続測定システム１Ｃでは、標準線源３０の代わりにパルサーを使用することも可能であり、放射性ガス２に含まれないエネルギレベルの指標放射線を放出する放射線発生機構であればよい。
【００５３】
図５の放射線連続測定システム１Ｂおよび図６の放射線連続測定システム１Ｃにおいて、放射性ガス２の流量は、短半減期放射性核種の数え落としの割合が一定となるよう、全線量計数値が一定となるように決定される。すなわち、ある放射線量の計数値の総和の基準値である全線量計数基準値を設定して、現在の全線量計数値が全線量計数基準値に等しくなるように流量が決定される。流量の計算には、測定対象放射性核種の減衰時間が用いられる。
【００５４】
例えば、測定対象放射性核種の多くが短半減期放射性核種で、他の放射性核種の減衰効果が無視できる場合には、短半減期放射性核種の測定時の放射能濃度と放射能の半減期から、減衰しても放射線量の計数値を得ることが可能な流量を計算する。
【００５５】
また、測定対象放射性核種が、放射能の半減期が同等である複数の放射性核種である場合には、各放射性核種が減衰した結果、全線量計数値が全線量計数基準値と等しくなるように流量を各放射性核種の減衰効果から計算する。尚、放射線量の計数値の減衰量は各放射性核種の放射能濃度および放射能の半減期から一般的な計算式で求めることができる。
【００５６】
また、放射性ガス２の流量の変更量が増加しすぎると、流量変動が著しくなり、測定誤差の増加に繋がる。このため、流量変更量基準値を設定し、放射性ガス２の流量の変更量が流量変更量基準値を超える場合は、流量変更量基準値以下となる複数の流量の変更量に分割して、段階的に流量の変更を実施する。
【００５７】
図７は、放射性ガス２の流量決定フロー図である。
【００５８】
放射線計算システム７において、放射性ガス２に含まれる放射線の放射能濃度あるいは放射線量の計数値等の放射線データを読み込む。読み込まれた放射線データから、放射線の全線量計数値を計算する。そして、計算した全線量計数値と予め設定された基準値である全線量計数基準値を比較する。全線量計数値が全線量計数基準値となるように、対象放射性核種の放射能濃度および放射能の半減期から放射性ガス２の流量を計算し、流量制御指令２０を設定してマスフローコントローラ１０に出力する。そして、流量制御機構であるマスフローコントローラ１０により流量制御指令２０を満たすように流量が制御される。
【００５９】
放射性ガス２の発生時からフローセル４に到達するまで１時間程度を要するため、流量を変化させた場合、半減期が１時間以上の、例えば、Ａｒ−４１，ｋｒ−８５ｍ，ｋｒ−８８，Ｘｅ−１３３，Ｘｅ−１３５等の長半減期放射性核種については放射線量の計数値の減衰量が無視でき、正確に測定できる。
【００６０】
しかし、半減期が１時間以内であるＮ−１３，Ｋｒ−８９，Ｘｅ−１３５ｍ，Ｘｅ−１３７，Ｘｅ−１３８等の短半減期放射性核種については、放射性ガス２の発生時からフローセル４に到達するまでに減衰するため、短半減期放射性核種がフローセル４に到達するまでにかかる時間を基に減衰補正を行う必要がある。減衰補正を行なうことにより、流量を変化させる前の条件での放射性核種の放射線量の計数値あるいは放射能濃度を求めることが可能である。
【００６１】
次に、減衰補正の計算方法について説明する。
【００６２】
図８は、放射性ガス２の流量変更時の放射能濃度補正模式図である。
【００６３】
放射性ガス２が流量Ｌ０で発生し、ガス配管３に入り、マスフローコントローラ１０で流量Ｌ１に変更され、フローセル４に到達する。このとき、流量がＬ０からＬ１に変更されたのが、放射性ガス２が発生してからＴ１分後であり、流量がＬ１に変更されてからフローセル４に到達するまでＴ２分かかったとする。また、流量の変更がなく、放射性ガス２が発生して、流量がＬ０の状態でフローセル４に到達すると仮定した場合、Ｔ０分かかるとする。
【００６４】
流量一定の関係から、流量変更後の放射性ガス２のフローセル４到達までの時間Ｔ２をＬ１、Ｌ０、Ｔ１、Ｔ０で表すと、数１に示す式が得られる。
【００６５】
【数１】
Ｔ２＝（Ｌ０／Ｌ１）×（Ｔ０−Ｔ１）
Ａ０をフローセルにおける放射線量の計数値、Ａを放射性ガス２発生時における放射線量の計数値とすると、数１から数２に示す減衰補正式が導かれる。ただし、λは各放射性核種の放射能の半減期である。
【００６６】
【数２】
2004020423.tif 000003
数２に示す式で放射性ガス２の流量変化後の放射線量の計数値に対し減衰補正を行なうことにより、流量を変化させる前の条件での放射性核種の放射線量の計数値を求めることが可能である。
【００６７】
放射性ガス２の流量変更が放射性ガス２発生時からフローセル４到達までの間に複数間行なわれると、補正計算により補正した放射線量の計数値をさらに複数回補正計算で補正することになり、計算が複雑となる。
【００６８】
したがって、放射性ガス２の流量変更が行なわれてから、次の流量変更まで、例えば、放射線データ加算時間分の放射性ガス２が置き換わるまでの一定時間は変更しないというように放射性ガス２の流量変更の回数を低減し、計算を簡略化させることが重要である。
【００６９】
また、全線量計数値が全線量計数基準値と等しくなるように流量が変更されるが、全線量計数基準値と全線量計数値の差が一定値を超える場合に放射性ガス２の流量変更を行うこととすることで、流量変更の回数が低減される。短半減期放射性核種の放射線量の計数値に対する数え落とし発生の割合と全線量計数値の関係は直線的ではないが、予め実測可能で、実測値から計算できる。このため、全線量計数値と短半減期放射性核種の放射線量の計数値に対する数え落としの発生の割合の関係を、放射線計算システム７に記憶させておくことが可能である。
【００７０】
さらに、短半減期放射性核種の放射線量の計数値に対する数え落とし発生の割合と全線量計数値の関係の変動も、予め設定しておくことにより、短半減期放射性核種の補正を簡易に行うことができる。
【００７１】
放射性ガス２の流量変更の回数低減手段として、監視用全線量計数値の計算がある。測定した放射線の放射能濃度および放射線量の計数値である放射線データを加算し、加算放射線データを分析して放射性核種の放射能濃度および放射線量の計数値を求めるとともに、別途加算放射線データから全線量計数値の変動を監視するために、一定時間毎の監視用全線量計数値を分析により求める。
【００７２】
ただし、監視用全線量計数値を求めるために作成する加算放射線データの放射線データ数は、放射性核種の放射能濃度あるいは放射線量の計数値の変動周期に合わせられる。加算される放射線データ数が多くなるほど、分析して得られる監視用全線量計数値の精度は向上し、バラツキによる振動幅を小さくできる。したがって、放射線データ数が多いほど、監視用全線量計数値の全線量計数基準値との差が小さくなり、放射性ガス２の流量変更が必要となる回数が減少する。
【００７３】
しかし、加算する放射線データ数を多くするほど、監視用全線量計数値の感度が低下し、全線量計数値の変動傾向をとらえるのが困難となる。したがって、監視用全線量計数値の感度を維持しつつ、精度を向上させ、放射性ガス２の流量変更の回数を減少させることが必要である。
【００７４】
図９は、放射性ガス２の流量変更判定フロー図である。
【００７５】
監視用全線量計数値の感度を維持しつつ、精度を向上させ、放射性ガス２の流量変更の回数を減少させるために、図９に示す流量変更判定フローで放射性ガス２の流量変更の必要性を判定する。
【００７６】
まず、加算１時間放射線データを作成する。加算１時間放射線データより監視用全線量計数値を計算する。監視用全線量計数値を予め設定された全線量計数基準値と比較する。監視用全線量計数の偏差が、全線量計数基準値の基準偏差より小さければ、放射性ガス２の流量を変更しない。
【００７７】
ここで、監視用全線量計数値の偏差が、全線量計数基準値の基準偏差より大きければ、さらに前の加算１時間放射線データを現在の加算１時間放射線データと加算し、加算２時間放射線データを作成し、加算２時間放射線データから監視用全線量計数値を再計算する。再計算された監視用全線量計数値の偏差が全線量計数基準値の基準偏差より小さい場合は、放射性ガス２の流量を変更せず、再計算された監視用全線量計数値の偏差が全線量計数基準値の基準偏差より大きい場合に放射性ガス２の流量を変更する。
【００７８】
すなわち、放射性ガス２の流量変更判定フローでは、放射線データを加算する時間を１時間として監視用全線量計数値の感度を維持し、監視用全線量計数値を全線量計数基準値と比較して放射性ガス２の流量の変更判定をする場合には、２時間分の放射線データを加算することにより、監視用全線量計数値の精度を向上させ再判定を行ない、放射性ガス２の流量変更の回数を減少させることが可能である。
【００７９】
図９に示す流量変更判定フローでは、監視用全線量計数値を求めるために加算する放射線データ数を１時間分としたが、自由に変更設定可能である。また、さらに過去の放射線データとの再計算を実施して、精度を向上させ、再判定を複数回実施するように設定することも可能である。
【００８０】
図１０は本発明に係る放射線連続測定システムの第５の実施形態を示す構成図である。
【００８１】
図１０の放射線連続測定システム１Ｄは、図５の放射線連続測定システム１Ｃに対し、ガス配管３のフローセル４近傍に圧力調整機構として圧力調整弁４０を、フローセル４に圧力計４１をそれぞれ設け、圧力計４１からの圧力データ４２を放射線計算システム７に入力し、さらに、放射線計算システム７から圧力調整指令４３が圧力調整弁４０に出力され、弁開度が自動制御される構成が相違する。その他の構成および機能については、図１０の放射線連続測定システム１Ｄは、図６の放射線連続測定システム１Ｃと同じであるため、同符号とし説明を省略する。
【００８２】
全線量計数値を一定にする方法としては流量制御の他にフローセル中の放射線の放射能濃度を変える方法がある。そこで、全線量計数値が一定となるための放射能濃度から圧力を計算し、圧力調整弁指令４３を放射線計算システム７に設定する。
【００８３】
放射線連続測定システム１Ｄでは、フローセル４近傍に設置された圧力計４１からフローセル４内の放射性ガス２の圧力データ４２が放射線計算システム７に取り込まれ、フローセル４内の放射性ガス２の圧力データ４２が圧力調整指令４３で指定した圧力と等しくなるように圧力調整弁４０が制御される。
【００８４】
放射線連続測定システム１Ｄでは、放射性ガス２の圧力変更後のフローセル４内における圧力と圧力変更前の圧力との圧力比を、放射線検出器５で測定して得られたフローセル４内における放射性ガス２に含まれる放射線量の計数値に乗じるのみで、放射性ガス２の圧力変更前の放射線量の計数値に補正することが可能である。
【００８５】
しかし、対象放射性核種の放射線量の計数値が検出下限付近である場合には、放射性ガス２の圧力変更により対象放射性核種の放射線量の計数値が減少し、その結果、検出下限を下回る可能性がある。このため、対象放射性核種の放射線量の計数値が検出下限を下回ることがないように放射性ガス２の圧力を設定する必要がある。
【００８６】
また、放射線のエネルギレベル分析を行う際、全線量計数値が増加すると放射線検出器５あるいはマルチチャネルアナライザ６等の測定器の分解能が低下することが知られる。このため、放射線連続測定システム１Ｄでは、放射性ガス２の流量変動あるいは圧力調整により、全線量計数値を一定値以下とすることで、エネルギレベル分解能の低下を防止し、必要な精度を維持した状態で測定を実施することができる。
【００８７】
各実施形態のように長時間にわたる放射線の連続測定においては、測定対象となる放射線のエネルギレベルとマルチチャネルアナライザ６のチャネルがドリフトし、ずれてくることがある。このため、標準線源３０から放出される指標放射線量の計数値を一定時毎に測定し、測定結果に基づいて検量線を自動補正することによりマルチチャネルアナライザ６の精度を維持することが可能である。
【００８８】
補正の方法として、指標放射線量の計数値を測定した際、チャネルのドリフト量が一定値以上であれば、再度指標放射線量の計数値を測定し、それでもなおチャネルのドリフト量が一定値以上であれば、新しい検量線を使用する。
【００８９】
尚、放射性ガス２に常に測定でき、かつ明確なピークが存在する放射性核種があれば、その放射性核種を標準線源３０の代わりとすることが可能である。
【００９０】
【発明の効果】
本発明に係る放射線連続測定システムにおいては、流通状態にある放射性ガスを、適切な流量で放射性ガスに含まれる放射性核種の放射能濃度および放射線量の計数値を連続測定することが可能であり、測定器の分解能を低下させることなく、必要な精度で、放射性核種の放射能濃度および放射線量の計数値を求めることが可能である。
【００９１】
また、放射性ガスの流量および圧力を制御することにより測定すべき放射能濃度あるいは放射線量の計数値の変動を低減し、かつ変動量に応じて測定値の補正を行なうことにより、より正確に連続測定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放射線連続測定システムの第１の実施形態を示す構成図。
【図２】図１に示すフローセルの構造を示す横断面図。
【図３】放射線計算システムで加算放射線データを作成する際の加算時間の変更フロー図。
【図４】本発明に係る放射線連続測定システムの第２の実施形態を示す構成図。
【図５】本発明に係る放射線連続測定システムの第３の実施形態を示す構成図。
【図６】本発明に係る放射線連続測定システムの第４の実施形態を示す構成図。
【図７】放射性ガスの流量決定フロー図。
【図８】放射性ガスの流量変更時の放射能濃度補正模式図。
【図９】放射性ガスの流量変更判定フロー図。
【図１０】本発明に係る放射線連続測定システムの第５の実施形態を示す構成図。
【図１１】従来の放射線測定システムの構成図。
【符号の説明】
１　放射線連続測定システム
２　放射性ガス
３　ガス配管
４　フローセル
５　放射線検出器
６　マルチチャネルアナライザ
７　放射線計算システム
１０　マスフローコントローラ
２０　流量制御指令
３０　標準線源
４０　圧力調整弁
４１　圧力計
４２　圧力データ
４３　圧力調整指令
【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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