(57)【要約】【課題】安価で効果的に放射線検出器の温度補償を行なうことができる放射線モニタを提供する。【解決手段】測定対象の放射線を検出し、検出量に対応した電流パルスに変換する放射線検出器１、上記放射線検出器１の電流パルスを電圧パルスに変換する前置増幅器２及び上記前置増幅器２の電圧パルスを増幅すると共に、高周波ノイズ成分をフィルタカットしてレートメータに入力する主増幅器３を備えた放射線モニタにおいて、上記前置増幅器２に正の温度係数の負帰還抵抗２４を設け、上記放射線検出器１の温度特性にもとづいて上記主増幅器３の出力電圧パルスの波高値に現れる負の温度係数を補償するようにした構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の放射線を検出し、検出量に対応した電流パルスに変換する放射線検出器、上記放射線検出器の電流パルスを電圧パルスに変換する前置増幅器及び上記前置増幅器の電圧パルスを増幅すると共に、高周波ノイズ成分をフィルタカットしてレートメータに入力する主増幅器を備えた放射線モニタにおいて、上記前置増幅器に正の温度係数の負帰還抵抗を設け、上記放射線検出器の温度特性にもとづいて上記主増幅器の出力電圧パルスの波高値に現れる負の温度係数を補償するようにしたことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
測定対象の放射線を検出し、検出量に対応した電流パルスに変換する放射線検出器、上記放射線検出器の電流パルスを電圧パルスに変換する前置増幅器及び上記前置増幅器の電圧パルスを増幅すると共に、高周波ノイズ成分をフィルタカットしてレートメータに入力する主増幅器を備えた放射線モニタにおいて、上記前置増幅器に正の温度係数の負帰還抵抗と、負の温度係数の負帰還容量とを設け、上記放射線検出器の温度特性にもとづいて上記前置増幅器の出力電圧パルスの波高値に現れる負の温度係数を補償すると共に、波高値の補償の結果発生するパルス幅の負の温度特性も補償するようにし、上記主増幅器の出力電圧パルスの波高値とパルス幅の両方を安定化したことを特徴とする放射線モニタ。
【請求項３】
測定対象の放射線を検出し、検出量に対応した電流パルスに変換する放射線検出器、上記放射線検出器の電流パルスを電圧パルスに変換する前置増幅器及び上記前置増幅器の電圧パルスを増幅すると共に、高周波ノイズ成分をフィルタカットしてレートメータに入力する主増幅器を備え、上記放射線検出器は、所定の温度で上記前置増幅器の電圧パルスの波高値が極大値となるような温度係数を有する放射線モニタにおいて、上記前置増幅器の負帰還容量が所定の温度で極大値となる温度係数を有するようにすることにより、上記前置増幅器の出力電圧パルスに現れる温度係数を補償するようにしたことを特徴とする放射線モニタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、原子力発電所、病院、研究所等で使用される放射線モニタ、特に放射線検出器に温度補償を施した放射線モニタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線を検出する放射線検出器は、その種類により固有の温度特性を有している。従って、放射線を安定した精度で測定するためには、放射線検出器の温度特性に対して温度補償を施す必要があり、種々の方法が考えられ実用化されている。
そのうちの１つとして、放射線検出器の出力電流パルスを電圧パルスに変換するために使用される前置増幅器に温度補償機能を持たせた方法が安価で効果が大きいことから広く用いられている。その具体的手段としては、前置増幅器の負帰還容量に負の温度特性を持たせて放射線検出器の温度特性を補償するようにしていた。（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平４−１２０４８号公報（ｐ１左欄８行−右欄１６行、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放射線モニタは以上のように構成され、放射線検出器の温度特性により前置増幅器の出力電圧パルスの波高値に現れる負の温度係数を前置増幅器に設けた負の温度係数の負帰還容量で補償するものであるため、前置増幅器の出力電圧パルスの波高値は補償することができるが、その結果としてパルス幅に負の温度係数が現れ、前置増幅器の出力電圧パルスを増幅するために設けられる主増幅器のゲイン−周波数特性により補償が目減りするという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、安価で効果的に放射線検出器の温度補償を行なうことができる放射線モニタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る放射線モニタは、測定対象の放射線を検出し、検出量に対応した電流パルスに変換する放射線検出器、上記放射線検出器の電流パルスを電圧パルスに変換する前置増幅器及び上記前置増幅器の電圧パルスを増幅すると共に、高周波ノイズ成分をフィルタカットしてレートメータに入力する主増幅器を備えた放射線モニタにおいて、上記前置増幅器に正の温度係数の負帰還抵抗を設け、上記放射線検出器の温度特性にもとづいて上記主増幅器の出力電圧パルスの波高値に現れる負の温度係数を補償するようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１による放射線モニタの構成を示すブロック図である。この図に示すように、この実施の形態の放射線モニタは、測定対象の放射線を検出し、検出量に対応した電流パルスに変換する放射線検出器１と、放射線検出器１の出力電流パルスを電圧パルスに変換する前置増幅器２と、前置増幅器２の出力電圧パルスを増幅すると共に、高周波ノイズ成分をフィルタカットする主増幅器３と、主増幅器３の出力である増幅された電圧パルスの波高を弁別し、所定レベル未満のパルスをノイズとして除去すると共に、所定レベル以上のパルスを放射線による信号としてデジタルパルスを出力する波高弁別器４と、波高弁別器４の出力デジタルパルスにもとづいて放射線を測定するレートメータ５とから構成されている。
【０００７】
また、前置増幅器２は更に、入力端子２１と、アンプ２２と、負帰還容量２３と、負帰還抵抗２４と、出力端子２５とから構成されている。
アンプ２２は入力抵抗が大きいため、入力端子２１から入力された放射線検出器１の出力電流パルスが負帰還容量２３で電荷積分され、電圧に変換されて波高値を形成する。負帰還容量２３の容量値をＣとし、負帰還抵抗２４の抵抗値をＲとすると、上記波高値が時定数ＣＲで減衰する電圧パルスとして出力端子２５から出力される。
【０００８】
図２は、実施の形態１の前置増幅器２における負帰還抵抗２４の抵抗値Ｒの温度係数を示す図である。図中にａで示すように、抵抗値Ｒは正の温度係数を持つようにされている。また、図３は、実施の形態１の主増幅器３のゲイン−周波数特性を示す図である。この特性は、増幅された電圧パルスに重畳されている高周波ノイズを除去する高周波阻止特性のため、高周波領域ではｂで示すように、ゲインが低下する特性を持っている。即ち、入力パルスのパルス幅が広くなって周波数が低下するとゲインが大きくなり、バルス幅が狭くなって周波数が高くなるとゲインが小さくなるように動作する。
【０００９】
図４は、放射線検出器１の温度特性に対する補償動作を示す図であり、（Ａ）は前置増幅器２の出力電圧パルスを示し、（Ｂ）は主増幅器３の出力電圧パルスを示す。この図において、ｄは基準温度時における前置増幅器２の出力電圧パルスの波高値であり、ｔｓは基準温度時における前置増幅器２の出力電圧パルスのパルス幅である。また、ｅは同じく低温時における波高値、ｔＬは低温時におけるパルス幅、ｆは同じく高温時における波高値、ｔＨは高温時におけるパルス幅であり、Ｌは上述した波高値弁別用の所定レベルである。また、ｇは上記各波高値ｄ〜ｆを主増幅器３に入力した時の主増幅器３の出力である増幅された電圧パルスである。放射線検出器１の出力電流パルスの電荷量、即ち前置増幅器２の入力電荷量Ｑと容量値Ｃと前置増幅器２のゲインＧとの関係は、
Ｇ＝Ｑ／Ｃ
となる。
【００１０】
放射線検出器１の出力電流パルスの電荷量Ｑは負の温度係数を有するため、結果として前置増幅器２の出力電圧パルスの波高値は負の温度特性を持っている。一方、前置増幅器２の負帰還抵抗の抵抗値Ｒは上述のように、正の温度特性を有しているため、パルス幅は正の温度特性となり、主増幅器３のゲイン−周波数特性と組み合わせた総合特性は放射線検出器１の温度係数を補償するように動作するものである。なお、上述した実施の形態１のように、負の温度係数を持つ放射線検出器としては、プラスチックシンチレーション検出器やＰＩＮ型Ｓｉ半導体検出器等がある。
【００１１】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図５は、実施の形態２における前置増幅器２の負帰還容量２３の容量値Ｃの温度係数を示す図である。図中にｈで示すように、容量値Ｃは負の温度係数を持つようにされている。図６は、実施の形態２における前置増幅器２の出力電圧パルスの波高値及び前置増幅器２のゲインを示す図である。この図において、ｉは負帰還容量２３の容量値Ｃの温度係数がゼロの時の波高値、ｊは容量値Ｃの温度係数が負の時の前置増幅器２のゲイン、ｋは負帰還容量２３の容量値Ｃの温度係数が負の時の波高値をそれぞれ示している。前置増幅器２の入力の電荷Ｑと容量値Ｃと前置増幅器２のゲインＧの関係は、上述のように、Ｇ＝Ｑ／Ｃであるから、前置増幅器２は放射線検出器１の負の温度係数でＱが低下した分を容量値Ｃの負の温度特性で補償するように動作し、その結果、前置増幅器２の出力電圧パルスの波高値はｋで示すように安定化されることになる。
【００１２】
図７は、実施の形態２における放射線検出器１の温度特性に対する補償動作を示す図であり、（Ａ）は前置増幅器２の出力電圧パルスを示し、（Ｂ）は主増幅器３の出力電圧パルスを示す。この図において、ｍは基準温度時における前置増幅器２の出力電圧パルスの波高値であり、ｔｓは基準温度時における前置増幅器２の出力電圧パルスのパルス幅である。また、ｎは同じく低温時における波高値、ｔＬは低温時におけるパルス幅、ｐは同じく高温時における波高値、ｔＨは高温時におけるパルス幅であり、Ｌは上述した波高値弁別用の所定レベルである。
また、ｑは上記各波高値ｍ〜ｐを主増幅器３に入力した時の主増幅器３の出力である増幅された電圧パルスである。
【００１３】
これから分かるように、前置増幅器２の出力の波高値を安定化するために容量値Ｃを負の温度係数とすると時定数ＣＲが負の温度係数となりパルス幅が負の温度係数を持つようになるため、主増幅器３の出力である増幅された電圧パルスの波高値は負の温度係数になってしまう。容量値Ｃの温度係数に対して負帰還抵抗２４の抵抗値Ｒの温度係数について、絶対値が等しくかつ極性が逆になるように、即ち、抵抗値Ｒを正の温度係数とすることにより、主増幅器３の出力である増幅された電圧パルスの波高値とパルス幅の両方を安定化することができる。
【００１４】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図にもとづいて説明する。図８は、実施の形態３における前置増幅器２の負帰還容量２３の温度特性を示す図である。
図８のｒで示すような凸型の容量のものとしては、セラミックコンデンサが知られている。図９は、上述のような特性の負帰還容量を使用した場合の前置増幅器による温度補償動作を示す図である。
放射線検出器の中でもＮａｌ（Ｔｌ）  シンチレーション検出器やＣｓｌ（Ｅｕ）  シンチレーション検出器等を使用した場合には、上記前置増幅器の出力電圧パルスの波高値が所定の温度で極大値となり、特性曲線が図９においてｓで示すように、凸型となる温度特性を示すことが知られている。また、ｓは負帰還抵抗２４の抵抗値Ｒの温度係数がゼロの時の前置増幅器２の出力電圧パルスの波高値、ｕは前置増幅器２の電流−電圧変換ゲイン、ｖは主増幅器３の出力電圧パルスの波高値をそれぞれ示している。
このように、前置増幅器２の負帰還容量２３の容量値Ｃが所定の温度で極大値となり、特性曲線が図８に示すように、凸型となる温度係数を持たせることにより、前置増幅器２の出力電圧パルスに現れる負の温度係数を補償することができる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明に係る放射線モニタは、測定対象の放射線を検出し、検出量に対応した電流パルスに変換する放射線検出器、上記放射線検出器の電流パルスを電圧パルスに変換する前置増幅器及び上記前置増幅器の電圧パルスを増幅すると共に、高周波ノイズ成分をフィルタカットしてレートメータに入力する主増幅器を備えた放射線モニタにおいて、上記前置増幅器に正の温度係数の負帰還抵抗を設け、上記放射線検出器の温度特性にもとづいて上記主増幅器の出力電圧パルスの波高値に現れる負の温度係数を補償するようにしたものであるため、安価で高精度な放射線モニタを得ることができる。
また、主増幅器の周波数特性に影響されることなく機器を組み合わせることができる。更に、所定の温度で前置増幅器の出力電圧パルスの波高値が極大値となるような温度係数を有する放射線検出器に対して前置増幅器の負帰還容量が所定の温度で極大値となる温度係数を有するようにしたことにより、低温度領域に亘って高精度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の前置増幅器における負帰還抵抗の抵抗値Ｒの温度係数を示す図である。
【図３】実施の形態１の主増幅器のゲイン−周波数特性を示す図である。
【図４】実施の形態１における放射線検出器の温度特性に対する補償動作を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２における前置増幅器の負帰還容量の容量値Ｃの温度係数を示す図である。
【図６】実施の形態２における前置増幅器の出力電圧パルスの波高値及び前置増幅器のゲインを示す図である。
【図７】実施の形態２における放射線検出器の温度特性に対する補償動作を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態３における負帰還容量の温度特性を示す図である。
【図９】実施の形態３における放射線検出器の温度特性に対する補償動作を示す図である。
【符号の説明】
１  放射線検出器、      ２  前置増幅器、      ３  主増幅器、
４  波高弁別器、      ５  レートメータ、      ２１  入力端子、
２２  アンプ、      ２３  負帰還容量、      ２４  負帰還抵抗、
２５  出力端子。
【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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