(57)【要約】【課題】ノイズ成分，オフセット成分等によって計数率の時間的な振れを抑えることができると共に、エネルギーが異なる放射線を同時にモニタすること。【解決手段】電圧が印加されたＣｄＴｅ半導体検出器（検出素子）１４の陰極からγ線１２が入射され、ＣｄＴｅ半導体検出器１４を構成する原子とγ線１２との相互作用によって陽極に誘起された誘導電荷の出力パルスｂから、環境放射線を計測する放射線計測方法において、出力パルスｂをパルス量に比例する電圧パルスｃに変換・増幅する工程と、γ線１２とＣｄＴｅ半導体検出器１４との相互作用によって生じた正孔の最大移動時間より小さい時定数にて電圧パルスｃを微分整形して微分パルスｄを得る工程と、微分パルスｄのパルス波高値がしきい値を超えた超パルス波高値ｅである場合に、超パルス波高値ｅを計数して計数値を得る工程と、計数値から演算される計数率をモニタすると共に計数率があらかじめ設定したレベルを超えると警報が発せられ、作業従事者に警告する。【選択図】  図１
2005049144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極とを有する検出素子に電圧を印加することにより前記検出素子の前記陰極から放射線が入射され、前記検出素子を構成する原子と前記放射線との相互作用によって前記陽極に誘起された誘導電荷の電子パルスと前記陰極に誘起された誘導電荷の正孔パルスとの和である出力パルスから、環境放射線を計測する放射線計測方法において、
前記出力パルスをパルス量に比例する電圧パルスに変換・増幅する第１の工程と、
前記放射線と前記検出素子との相互作用によって生じた正孔の最大移動時間より小さい時定数にて前記電圧パルスを微分整形して微分パルスを得る第２の工程と、
前記微分パルスのパルス波高値がしきい値を超えた超パルス波高値である場合に、前記超パルス波高値を計数して計数値を得ることにより放射線を計測する第３の工程とを有することを特徴とする放射線計測方法。
【請求項２】
陽極と陰極とを有する検出素子に電圧を印加することにより前記検出素子の前記陰極から放射線が入射され、前記検出素子を構成する原子と前記放射線との相互作用によって前記陽極に誘起された誘導電荷の電子パルスと前記陰極に誘起された誘導電荷の正孔パルスとの和である出力パルスから、環境放射線を計測する放射線計測方法において、
前記出力パルスをパルス量に比例する電圧パルスに変換・増幅する第１の工程と、
前記放射線と前記検出素子との相互作用によって生じた正孔の最大移動時間より小さい時定数にて前記電圧パルスを微分整形して微分パルスを得る第２の工程と、
前記微分パルスのパルス波高値がしきい値を超えた超パルス波高値である場合には、前記超パルス波高値をトリガーとして、前記微分パルスのパルス波高値をデジタルパルス波高値に変換する第３の工程と、
前記デジタルパルス波高値を演算処理して演算値を得ることにより放射線を計測する第４の工程とを有することを特徴とする放射線計測方法。
【請求項３】
前記第４の工程は、前記超パルス波高値をトリガーとして、前記電圧パルスのパルス波高値をデジタルパルス波高値にデジタル変換する工程を含むことを特徴とする請求項２記載の放射線計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射線検出器を利用して放射線の定性・定量分析を行なう放射線計測方法に係り、特に、原子力施設や放射線利用施設の建屋内における放射線強度を連続的に監視するためのＸ線およびγ線等の放射線用エリアモニタに用いることに適した放射線計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所等のプラントの管理区域内における環境放射線を連続的に監視する放射線監視設備として、エリアモニタ，ダストモニタ，ガスモニタ等が挙げられる。
【０００３】
エリアモニタは、放射線作業従事者の被ばく低減を目的として、作業環境における線量当量率や計数率を連続的に監視するためのモニタである。線量当量率とは、単位時間当りの人体に対する放射線量を表す。線量当量率や計数率があらかじめ設定されたレベルを超えると、エリアモニタが放射線作業従事者に警告を行なう。
【０００４】
エリアモニタの放射線検出器として、半導体検出器，ＧＭ（Ｇｅｉｇｅｒ  Ｍｕｌｌｅｒ）計数管，電離箱検出器，ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器等が用いられる。また、エリアモニタでは、管理区域内における放射線のエネルギーや放射線量を計測することができる。
【０００５】
放射線の検出は、放射線のエネルギーを電気信号等に変換して行なわれる。このため、放射線検出器の動作は、放射線検出器を構成する検出素子の材料が計測すべき放射線とどのように相互作用するかに依存する。特に、放射線としてのγ線はエネルギーの高い電磁波で原子核自体の遷移に起因し、検出素子内部で相互作用して電子正孔対を生成する。
【０００６】
放射線検出器としての半導体検出器は、検出素子である半導体結晶が一対の電極（陽極，陰極）に狭持される構成である。検出素子にγ線が入射することによって、陽極と陰極とには誘起電荷が生じ、半導体検出器の外部に出力パルスとして出力される。出力パルスの波形は、半導体結晶を構成する原子がγ線と衝突する位置に従って様々である。半導体検出器では、エネルギーギャップが絶縁体に比べて微小であるため、伝導帯に移る電子の個数を稼ぐことができ、高いエネルギー分解能を有することが知られている。
【０００７】
一般に、半導体検出器を用いたエリアモニタでは、時系列に対して、パルス波高が電荷量と比例するようにパルス波形整形を行ない、その後、パルス波高弁別を行なう。パルス波高弁別では、しきい値以上のパルス波高値をもつパルスを出力する。次いで、計数器にて、パルス波高のピーク値（パルス波高値）がしきい値以上である場合、パルス波高値を計数し、計数値を時系列変化としてモニタするか、一定時間あたりの計数値である計数率からパルス波高分布を作成してモニタする。
【０００８】
ここで、半導体検出器を構成する検出素子としてＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）単結晶を用いたＣｄＴｅ半導体検出器に、高エネルギーのγ線を模擬した１３７Ｃｓγ線（６６１ｋｅＶ）１２ａと、低エネルギーのγ線を模擬した２４１Ａｍγ線（６０ｋｅＶ）１２ｂとを入射させる。ＣｄＴｅ半導体検出器から得られる出力パルスについてパルス波形整形を行なう。
【０００９】
低エネルギーに相当する２４１Ａｍγ線１２ｂと、ＣｄＴｅ単結晶を構成する原子との衝突確率は高くなるため、２４１Ａｍγ線１２ｂがＣｄＴｅ単結晶内部でエネルギーを全て失い消滅する確率が高くなる。よって、２４１Ａｍγ線１２ｂのパルスは、２４１Ａｍγ線１２ｂのエネルギーに比例したパルス波高値を示す。
【００１０】
一方、高エネルギーに相当する１３７Ｃｓγ線１２ａと、ＣｄＴｅ単結晶を構成する原子との衝突確率は低くなるため、１３７Ｃｓγ線１２ａが半導体結晶内部にエネルギーの一部を付与した後、消滅せずにＣｄＴｅ単結晶から放射される確率が高くなる。よって、１３７Ｃｓγ線１２ａのパルスは、１３７Ｃｓγ線１２ａのエネルギーに比例したパルス波高値を示すのではなく、ＣｄＴｅ単結晶内部で全てのエネルギーを付与したときのパルス波高値を基準として、低波高側に連続的な分布を示す。
【００１１】
その後、１３７Ｃｓγ線１２ａ，２４１Ａｍγ線１２ｂのそれぞれのパルスのパルス波高値がしきい値以上の場合、パルス波高値を計数する。そして、一定時間あたりの計数値である計数率から得られたパルス波高分布を作成する。（例えば、特許文献１参照。）
【００１２】
図７は、従来の放射線計測手段におけるスペクトルのパルス波高分布を示すグラフである。
【００１３】
図７に示されたスペクトルのように、エネルギーが異なるγ線（１３７Ｃｓγ線１２ａ，２４１Ａｍγ線１２ｂ）のパルス波高分布を同時に得るためには、パルス波高値の小さい低エネルギーの２４１Ａｍγ線１２ｂが計測できるように、パルス波高弁別器のパルス波高値にしきい値を設定する。
【００１４】
他方、γ線のエネルギーを波高分析器にて連続的にモニタする方法があり、波高分析器としてマルチチャンネルパルス波高分析器がある。このマルチチャンネルパルス波高分析器では、半導体検出器にて検出したγ線から、各エネルギー（チャンネル）に弁別し、各チャンネルに蓄積された電気信号の数をヒストグラムとしてモニタできる。
【００１５】
マルチチャンネルパルス波高分析によって、γ線の各波長における放射線の強度を解析することができ、波長から核種の定性（放射線のエネルギー）が、また、放射線の強度から核種の定量（放射線量）が測定できる。
【００１６】
【特許文献１】
特公平３−７５８３３号公報（第２頁−第４頁、第３図，第５図）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放射線計測手段では、低エネルギーに相当する２４１Ａｍγ線１２ｂを計測可能とするしきい値を利用して、２４１Ａｍγ線１２ｂと、高エネルギーに相当する１３７Ｃｓγ線１２ａとを計測している。よって、図７に示されるように、１３７Ｃｓγ線１２ａのパルス波高値がしきい値付近に集中する。したがって、パルスに含まれる回路系のノイズ成分、ノイズ成分のゲイン，オフセット成分等に強く影響される。ノイズ成分、ノイズ成分のゲイン，オフセット成分の僅かな変化によって、しきい値付近での計数値の変化（振れ）が大きくなる。すなわち、１３７Ｃｓγ線１２ａの計数率をモニタする場合、ノイズ成分、ノイズ成分のゲイン，オフセット成分の時間的変動によって、指示器に表示される計数率が時間的に大きく振れて不安定になる。
【００１８】
さらに、γ線のエリアモニタでは、未知線源からでているγ線を計測するので、１３７Ｃｓγ線１２ａ，２４１Ａｍγ線１２ｂ以外のγ線を区別なく計測してモニタできることが望まれる。しかし、図７に示されるスペクトルのパルス波高分布のように、ノイズ成分、ノイズ成分のゲイン，オフセット成分の影響を強く受けてしまうことから、２４１Ａｍγ線１０１の計数率と１３７Ｃｓγ線１２ａの計数率を同時にモニタすることはできない。
【００１９】
また、１個のγ線が半導体検出器にて検出されてから、Ａ／Ｄ変換によるパルス波高分析、データ解析を経て記録作業が終了するまで、短いながらもある一定の時間、すなわち不感時間（Ｄｅａｄ  ｔｉｍｅ）がある。この不感時間内に、次のタイミングの別のγ線が検出されてもこのγ線は数え落とされる。特に、原子力発電所等のプラントの管理区域内における環境放射線を連続的に監視するときのようなランダムな事象のデータ収集では、不感時間中の数え落としを防止することが必要である。
【００２０】
加えて、パルスの計数率と同時にパルス波高分布をモニタする場合、パルスの計数率だけをモニタする場合に比べて、測定回路系の不感時間が長くなる。よって、γ線の計測精度が問題となる。
【００２１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、ノイズ成分，オフセット成分等によって計数率の時間的な振れを抑えることができると共に、エネルギーが異なる放射線を同時にモニタする放射線計測方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放射線計測方法は、上述した課題を解決するために、陽極と陰極とを有する検出素子に電圧を印加することにより前記検出素子の前記陰極から放射線が入射され、前記検出素子を構成する原子と前記放射線との相互作用によって前記陽極に誘起された誘導電荷の電子パルスと前記陰極に誘起された誘導電荷の正孔パルスとの和である出力パルスから、環境放射線を計測する放射線計測方法において、前記出力パルスをパルス量に比例する電圧パルスに変換・増幅する第１の工程と、前記放射線と前記検出素子との相互作用によって生じた正孔の最大移動時間より小さい時定数にて前記電圧パルスを微分整形して微分パルスを得る第２の工程と、前記微分パルスのパルス波高値がしきい値を超えた超パルス波高値である場合に、前記超パルス波高値を計数して計数値を得ることにより放射線を計測する第３の工程とを有することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る放射線計測方法は、陽極と陰極とを有する検出素子に電圧を印加することにより前記検出素子の前記陰極から放射線が入射され、前記検出素子を構成する原子と前記放射線との相互作用によって前記陽極に誘起された誘導電荷の電子パルスと前記陰極に誘起された誘導電荷の正孔パルスとの和である出力パルスから、環境放射線を計測する放射線計測方法において、前記出力パルスをパルス量に比例する電圧パルスに変換・増幅する第１の工程と、前記放射線と前記検出素子との相互作用によって生じた正孔の最大移動時間より小さい時定数にて前記電圧パルスを微分整形して微分パルスを得る第２の工程と、前記微分パルスのパルス波高値がしきい値を超えた超パルス波高値である場合には、前記超パルス波高値をトリガーとして、前記微分パルスのパルス波高値をデジタルパルス波高値に変換する第３の工程と、前記デジタルパルス波高値を演算処理して演算値を得ることにより放射線を計測する第４の工程とを有することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る放射線計測方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２５】
なお、添付図面中、同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００２６】
図１は、本発明の放射線計測方法に用いられる放射線計測手段の第１の実施形態を示す概略図である。
【００２７】
図１中の放射線計測手段１１には、入射される放射線、例えば、未知線源のγ線１２の入射によって相互作用を起こしてキャリア（電子（−）と正孔（＋））を発生させ、誘導電荷の出力パルスｂを生じさせる放射線検出器（検出素子）、例えば、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）半導体検出器１４と、生じた出力パルスｂを積分して出力パルスｂのパルス量に比例する電圧パルスｃに変換・増幅させる入力インピーダンスの高いプリアンプ１５と、コンデンサの容量（Ｃ）と抵抗（Ｒ）とから構成され、プリアンプ１５から出力された電圧パルスｃの減衰時間を短くして微分パルスｄを得る微分パルス整形回路１６とがそれぞれ備えられる。
【００２８】
また、微分パルスｄのパルス波高値がパルスのしきい値を超えた超パルス波高値ｅである場合、タイミング信号である超パルス波高値ｅを出力するパルス波高弁別器１７と、超パルス波高値ｅを計数して計数値を得る計数器１８とが備えられる。
【００２９】
ＣｄＴｅ半導体検出器１４には、未知線源のγ線１２、例えば、高エネルギーのγ線１２を模擬した１３７Ｃｓγ線（６６１ｋｅＶ）１２ａが入射される。ＣｄＴｅ半導体検出器１４には、検出素子としてのＣｄＴｅ単結晶（図示しない）が備えられ、ＣｄＴｅ単結晶が、図示しない一対の電極（陽極，陰極）によって狭持される構成とする。そして、陽極に誘起された誘導電荷による電子パルスｂ１と、陰極に誘起された誘導電荷による正孔パルスｂ２との和が出力パルスｂとしてプリアンプ１５に出力できるようになっている。
【００３０】
プリアンプ１５から出力される電圧パルスｃは、指数的に比較的にゆっくりと減衰するパルスである。プリアンプ１５として、電荷感応型としてのパルス光リセット方式，トランジスタリセット方式等の増幅器が利用される。
【００３１】
微分パルス整形回路１６は、パルスの減衰時間を短くするために、電圧パルスｃを所要の時定数によって微分整形する微分回路である。
【００３２】
続いて、放射線計測手段１１の動作について説明する。
【００３３】
放射線計測手段１１に備えられるＣｄＴｅ半導体検出器１４の陽極と陰極とに電圧が印加され、静電界を発生させる。
【００３４】
ＣｄＴｅ半導体検出器１４に電圧が印加されると、電圧印加されたＣｄＴｅ単結晶の陰極からＣｄＴｅ単結晶に未知線源のγ線１２、例えば、高エネルギーのγ線１２を模擬した１３７Ｃｓγ線（６６１ｋｅＶ）１２ａが入射される。ＣｄＴｅ単結晶を構成する原子と１３７Ｃｓγ線１２ａとの相互作用によってキャリア（電子（−），正孔（＋））を生じる。ＣｄＴｅ単結晶は電圧印加されているので、ＣｄＴｅ単結晶内部に生じた電子は陽極に、正孔は陰極にそれぞれ移動（ドリフト）する。
【００３５】
ここで、ＣｄＴｅ単結晶を構成する原子と１３７Ｃｓγ線１２ａとの相互作用は、入射する１３７Ｃｓγ線１２ａのエネルギーに応じて、ＣｄＴｅ単結晶内部の全範囲で起こる。
【００３６】
高エネルギーに相当する１３７Ｃｓγ線１２ａが入射されると、ＣｄＴｅ単結晶を構成する原子との衝突確率が低くなる。よって、１３７Ｃｓγ線１２ａは、ＣｄＴｅ単結晶を構成する原子と１回または複数回衝突することによって１回または複数回相互作用し、相対的に陰極から離れた位置（陽極付近の位置）まで侵入する間にエネルギーの全部または一部を失う。
【００３７】
次いで、相互作用位置にて生じた電子が陽極に、正孔が陰極にそれぞれドリフトすることによって、陽極に誘導電荷としての電子パルスｂ１が、陰極に誘導電荷としての正孔パルスｂ２がそれぞれ生じる。出力パルスｂは、電子パルスｂ１と正孔パルスｂ２との和であるが、高エネルギーに相当する１３７Ｃｓγ線１２ａでは相互作用位置が陽極に近いので、正孔の陰極へのドリフト距離が長くなり、正孔パルスｂ２の寄与が大きくなる。
【００３８】
よって、１３７Ｃｓγ線１２ａが陽極付近の位置にて相互作用するので、ＣｄＴｅ半導体検出器１４から得られる出力パルスｂは、正孔パルスｂ２の寄与が主成分となり、立ち上がり時間の長い出力パルスｂとして出力される。
【００３９】
陽極からの電子パルスｂ１と、陰極からの正孔パルスｂ２との和である出力パルスｂはプリアンプ１５に出力され、プリアンプ１５によって増幅される。
【００４０】
プリアンプ１５からの出力信号である電圧パルスｃは、１３７Ｃｓγ線１２ａが入射する毎にステップ状に上昇する減衰の緩やかな階段状の波形となって微分パルス整形回路１６に出力される。
【００４１】
微分パルス整形回路１６では、入力された電圧パルスｃが所要の時定数にて微分整形される。
【００４２】
続いて、所要の時定数を設定する方法について説明する。
【００４３】
高エネルギーである１３７Ｃｓγ線１２ａが陽極付近の位置にて相互作用すると、ＣｄＴｅ半導体検出器１４から得られる出力パルスｂのパルス量は、正孔パルスｂ２の寄与が主成分となるので、立ち上がり時間の長い出力パルスｂとして出力される。
【００４４】
ここで、ドリフト時間として長時間を有する正孔の最大移動時間ｔＭＡＸは、ＣｄＴｅ単結晶の厚さｄ、正孔の移動度（ＣｄＴｅ単結晶の物質固有の値）ｍ、印可電圧Ｅによって、
【数１】
ｔＭＡＸ＝ｄ／ｍ／Ｅ
と表すことができる。
【００４５】
微分パルス整形回路１６にて、出力パルスｂが所要の時定数、例えば、正孔の最大移動時間ｔＭＡＸより短い時定数にて微分整形される。すなわち、１３７Ｃｓγ線１２ａの電圧パルスｃは、正孔のドリフト時間に起因する立ち上がり時間分（０〜ｔＭＡＸ）が除去されて微分整形される。また、パルス波高値の低下の程度は、相互作用の位置が、陽極に近い程顕著である結果が得られている。
【００４６】
図１に示された微分パルス整形回路１６にて微分整形された微分パルスｄは、パルス波高弁別器１７に出力される。
【００４７】
パルス波高弁別器１７では、微分パルスｄのパルス波高のピーク（パルス波高値）がしきい値を超えた超パルス波高値ｅである場合、タイミング信号としての超パルス波高値ｅを計数器１８に出力する。ここで、しきい値とは、ＣｄＴｅ単結晶を構成する原子が１３７Ｃｓγ線１２ａと相互作用を起こしうる限界線量を指し、任意に設定される。
【００４８】
計数器１８では、パルス波高弁別器１７にてしきい値を超えた超パルス波高値ｅを計数する。単位時間あたりの超パルス波高値ｅのカウント数である計数率（計数値／時間）は放射線計測量の指標であり、指示器を介してモニタされる。計数率は指示器にて表示されると共に、計数率があらかじめ設定したレベルを超えると警報が発せられ、放射線作業従事者に警告する。
【００４９】
さらに、図１に示された放射線計測手段１１では、１３７Ｃｓγ線１２ａのモニタと同様に、低エネルギーのγ線１２を模擬した２４１Ａｍγ線（６０ｋｅＶ）１２ｂをモニタすることができる。
【００５０】
低エネルギーに相当する２４１Ａｍγ線１２ｂが電圧印加されたＣｄＴｅ単結晶の陰極から入射されると、ＣｄＴｅ単結晶を構成する原子との衝突確率が高くなる。よって、２４１Ａｍγ線１２ｂは、ＣｄＴｅ単結晶を構成する原子と１回原子と衝突することによって１回相互作用し、相対的に陰極付近の位置（陽極から離れた位置）にてエネルギーの全部を失い消滅する。
【００５１】
次いで、相互作用位置にて生じた電子が陽極に、正孔が陰極にそれぞれドリフトすることによって、陽極に誘導電荷としての電子パルスｂ１が、陰極に誘導電荷としての正孔パルスｂ２がそれぞれ生じる。低エネルギーに相当する２４１Ａｍγ線１２ｂでは相互作用位置が陰極に近いので、電子の陽極へのドリフト距離が長くなり、電子パルスｂ１の寄与が大きくなる。
【００５２】
よって、２４１Ａｍγ線１２ｂが陰極付近の位置にて相互作用すると、ＣｄＴｅ半導体検出器１４から得られる出力パルスｂのパルス量は、電子パルスｂ１の寄与が主成分となるので、立ち上がり時間の短い出力パルスｂとして出力される。
【００５３】
放射線計測手段１１にて計測される高エネルギーに相当する１３７Ｃｓγ線１２ａ，低エネルギーに相当する２４１Ａｍγ線１２ｂでは、エネルギーに応じて相互作用する位置に差異がある。よって、相互作用された位置にて生じた電子が陽極に達するまでの時間（ドリフト時間）には差異が生じる。また、相互作用された位置にて生じた正孔も同様に、エネルギーに応じてドリフト時間に差異が生じる。
【００５４】
図２は、放射線計測手段１１におけるスペクトルのパルス波高分布を示すグラフである。
【００５５】
図２に示されたスペクトルは、単位時間あたりの計数値である計数率によって、パルス波高分布を示したものである。計数値は、図１に示された放射線計測手段１１の動作によって得られ、１３７Ｃｓγ線１２ａ，２４１Ａｍγ線１２ｂのそれぞれの微分パルスｄのパルス波高値がしきい値を超える超微分パルスｅの場合、タイミング信号としての超パルス波高値ｅを計数することによって得られる。
【００５６】
図２に示されたパルス波高分布は、図７に示された従来のパルス波高分布と比べて、高エネルギーに相当する１３７Ｃｓγ線１２ａのしきい値付近での計数率の変化が低減していることが分かる。微分パルス整形回路１６にて、電圧パルスｃを正孔の最大移動時間ｔＭＡＸより短い時定数で微分整形を行ない、主成分が正孔パルスｂ２である出力パルスｂの立ち上がり時間分以降（０〜ｔＭＡＸ）が除去されたためである。
【００５７】
図３は、１３７Ｃｓγ線１２ａにおける微分パルスのパルス波高値の変動率を時系列推移として示すグラフである。
【００５８】
図３は、高エネルギーのγ線１２を模擬した１３７Ｃｓγ線１２ａについて、微分パルスｄのパルス波高値を測定し、変動率（微分パルスｄのパルス波高値／しきい値）の時系列推移を示す。すなわち、変動率が１以上である微分パルスｄのパルス波高値は、しきい値以上のパルス波高値となるので、超パルス波高値ｅとして計数されることになる。なお、変動率は、従来の放射線計測手段と、図１に示された放射線計測手段１１とが同等の環境放射線にて動作され、動作開始時からの時系列推移として示す。
【００５９】
図３に示された変動率のように、放射線計測手段１１の微分パルス整形回路１６にて正孔の最大移動時間ｔＭＡＸを時定数として電圧パルスｃが微分整形されると、しきい値（変動率＝１）付近での微分パルスｄのパルス波高値の振れが減少する。
【００６０】
一方、図２のスペクトルのように、２４１Ａｍγ線１２ｂのパルス波高分布では、計数率の変化の低減はほとんどないことが分かる。計数率の変化がほとんどないのは、低エネルギーに相当する２４１Ａｍγ線１２ｂが、陰極付近の位置、特に陰極表面にて相互作用するので、正孔パルスｂ２が微小成分である出力パルスｂの電荷の減少が計数率にほとんど影響しないためである。
【００６１】
図１に示された放射線計測手段１１を用いると、微分パルス整形回路１６にて、電圧パルスｃが正孔の最大移動時間ｔＭＡＸより短い時定数で微分整形される。よって、高エネルギーに相当する１３７Ｃｓγ線１２ａが入射された場合、ノイズ成分，オフセット成分等によって計数率の時間的な振れを抑えることができる。また、１３７Ｃｓγ線１２ａと２４１Ａｍγ線１２ｂとを同時にモニタできる。
【００６２】
なお、図１に示された放射線計測手段１１では、ＣｄＴｅ半導体検出器１４に備える陽極から得られる電子パルスｂ１と、陰極から得られる正孔パルスｂ２との和を誘導電荷の出力パルスｂのパルス量として用いているが、陰極から得られる正孔パルスｂ２のみを誘導電荷の出力パルスｂのパルス量としてもよい。
【００６３】
図４は、本発明の放射線計測方法に用いられる放射線計測手段の第２の実施形態を示す概略図である。
【００６４】
図４中の放射線計測手段１１Ａには、未知線源のγ線１２が入射される。
【００６５】
また、放射線計測手段１１Ａには、微分パルス整形回路１６から出力される微分パルスｄのパルス波高値をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器２２と、Ａ／Ｄ変換されたデジタルパルス波高値ｇを収集して演算処理を行なう演算器２３とが備えられる。
【００６６】
Ａ／Ｄ変換器２２にはゲート（図示しない）が装備され、コインシデンス，アンチコインシデンスをスイッチによって切り換える。入力信号である微分パルスｄが入力されるＡ／Ｄ変換器２２は、パルス波高弁別器１７から出力される超パルス波高値ｅで動作する。
【００６７】
図４に示されたパルス波高弁別器１７では、しきい値を超える超パルス波高値ｅが発生すると、パルス波高弁別器１７から超パルス波高値ｅが出力される。超パルス波高値ｅをトリガーとして、微分パルス整形回路１６からＡ／Ｄ変換器２２に微分パルスｄが出力され、Ａ／Ｄ変換器２２にて、微分パルスｄのパルス波高値がデジタルパルス波高値ｇに変換される。超パルス波高値ｅをトリガーとして微分パルスｄをデジタル変換するのは、しきい値に満たない波高の微分パルスｄに対してはデジタル変換を行わないようにするためで、波高分布へのノイズ成分の混入を防ぎ、また、変換負荷を縮小させるためである。なお、デジタルパルス波高値ｇは放射線計測量の指標である。
【００６８】
また、図１に示された放射線計測手段１１で説明したように、パルス波高弁別器１７からＡ／Ｄ変換器２２への超パルス波高値ｅは、安定した出力信号となる。
【００６９】
演算器２３では、Ａ／Ｄ変換器２２から入力されるデジタルパルス波高値ｇに演算処理が実施される。そして、デジタルパルス波高値ｇをカウントして、デジタルデータである演算値を得る。
【００７０】
さらに、演算器２３にて得られた演算値から波高分析や時間分布測定等を行なうことができる。
【００７１】
図４に示された放射線計測手段１１Ａを用いると、微分パルス整形回路１６にて、電圧パルスｃが正孔の最大移動時間ｔＭＡＸより短い時定数で微分整形される。よって、高エネルギーに相当するγ線１２が入射された場合、ノイズ成分，オフセット成分等によって計数率の時間的な振れを抑えることができる。また、エネルギーが異なるγ線１２を同時にモニタできる。
【００７２】
なお、図１に示された放射線計測手段１１Ａでは、ＣｄＴｅ半導体検出器１４に備える陽極から得られる電子パルスｂ１と、陰極から得られる正孔パルスｂ２との和を誘導電荷の出力パルスｂのパルス量として用いているが、陰極から得られる正孔パルスｂ２のみを誘導電荷の出力パルスｂのパルス量としてもよい。
【００７３】
図５は、本発明の放射線計測方法に用いられる放射線計測手段の第３の実施形態を示す概略図である。
【００７４】
図５中の放射線計測手段１１Ｂには、未知線源のγ線１２が入射される。
【００７５】
また、放射線計測手段１１Ａには、プリアンプ１５から出力される電圧パルスｃのパルス波高値をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器２２と、Ａ／Ｄ変換されたデジタルパルス波高値ｇを収集して演算処理を行なう演算器２３とが備えられる。
【００７６】
図５に示されたパルス波高弁別器１７では、しきい値を超える超パルス波高値ｅが発生すると、パルス波高弁別器１７から超パルス波高値ｅが出力される。超パルス波高値ｅをトリガーとして、プリアンプ１５からＡ／Ｄ変換器２２に電圧パルスｃが出力され、Ａ／Ｄ変換器２２にて、電圧パルスｃのパルス波高値がデジタルパルス波高値ｇに変換される。
【００７７】
また、図１に示された放射線計測手段１１で説明したように、パルス波高弁別器１７からＡ／Ｄ変換器２２への超パルス波高値ｅは安定した出力信号となる。
【００７８】
演算器２３では、Ａ／Ｄ変換器２２から入力されるデジタルパルス波高値ｇに演算処理が実施される。そして、デジタルパルス波高値ｇをカウントして、デジタルデータである演算値を得る。
【００７９】
ここで、一般に、演算器２３では、検出したγ線１２のエネルギー情報に基づく演算を行なう。演算器２３にて施される演算の高精度化のためには、γ線１２のエネルギーをできるだけ明確に知り区別する必要があり、パルス波高値のエネルギーによる差異が大きい方が望ましい。よって、図４に示された放射線計測手段１１Ａの微分パルス整形回路１６にて微分・整形された微分パルスｄよりも、プリアンプ１５からの微分・整形されていない電圧パルスｃをＡ／Ｄ変換する方が望ましい。微分パルスｄよりも電圧パルスｃの方がパルス波高値のエネルギーによる差異が大きいためである。
【００８０】
図５に示された放射線計測手段１１Ｂを用いると、微分パルス整形回路１６にて、電圧パルスｃが正孔の最大移動時間ｔＭＡＸより短い時定数で微分整形される。よって、高エネルギーに相当するγ線１２が入射された場合、ノイズ成分，オフセット成分等によって計数率の時間的な振れを抑えることができる。また、エネルギーが異なるγ線１２を同時にモニタできる。
【００８１】
図６は、本発明の放射線計測方法に用いられる放射線計測手段の第４の実施形態を示す概略図である。
【００８２】
図６中の放射線計測手段１１Ｃには、未知線源のγ線１２が入射される。
【００８３】
また、放射線計測手段１１Ｃには、プリアンプ１５から出力される電圧パルスｃのパルス波高値をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器２２と、Ａ／Ｄ変換されたデジタルパルス波高値ｇを収集して演算処理を行なう演算器２３とが備えられる。
【００８４】
さらに、計数器１８から出力される計数値ｈによって、演算器２３から出力される演算値ｉを規格化する規格化処理器２４が設けられる。
【００８５】
１個のγ線１２が検出されてから、Ａ／Ｄ変換器２２によるデジタル変換、演算器２３による演算を行なうために、短いながらもある一定の時間（不感時間）がある。この不感時間中に、別のγ線１２がＣｄＴｅ半導体検出器１４にて検出されると、別のγ線１２は数え落とされる。特に、原子力発電所等のプラントの管理区域内における環境放射線、例えばγ線１２を連続的に監視するときのようなランダムな事象のデータ収集では、不感時間中に入射される別のγ線１２の数え落としを防止することが必要である。
【００８６】
規格化処理器２４は、計数器１８から出力され不感時間がほとんどないアナログ信号である計数値ｈによって、演算器２３から出力され不感時間のあるデジタル信号である演算値ｉの規格化を行なう。演算値ｉには含まれない不感時間中の事象を、真の値である計数値ｈにて補正することができる。
【００８７】
図６に示された放射線計測手段１１Ｃを用いると、微分パルス整形回路１６にて、電圧パルスｃが正孔の最大移動時間ｔＭＡＸより短い時定数で微分整形される。よって、高エネルギーに相当するγ線１２が入射された場合、ノイズ成分，オフセット成分等によって計数率の時間的な振れを抑えることができる。また、エネルギーが異なるγ線１２を同時にモニタできる。
【００８８】
また、放射線計測手段１１Ｃを用いると、計数値ｈと演算値ｉとの測定を並行して行ない、不感時間のある演算値ｉを計数値ｈにて規格化することで、規格化された演算値ｉを用いる波高分析の計測精度を向上できる。
【００８９】
なお、図６に示された放射線計測手段１１Ｃでは、プリアンプ１５から出力される電圧パルスｃのパルス波高値をＡ／Ｄ変換器２２にてデジタル変換する方法を用いることが望ましいが、微分パルス整形回路１６から出力される微分パルスｄのパルス波高値をＡ／Ｄ変換器２２にてデジタル変換する方法を用いてもよい。
【００９０】
【発明の効果】
本発明に係る放射線計測方法によると、ノイズ成分，オフセット成分等によって計数率の時間的な振れを抑えることができると共に、エネルギーが異なる放射線を同時にモニタできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射線計測方法に用いられる放射線計測手段の第１の実施形態を示す概略図。
【図２】放射線計測手段におけるスペクトルパルス波高分布を示すグラフ。
【図３】１３７Ｃｓγ線における微分パルスのパルス波高値の変動率を時系列推移として示すグラフ。
【図４】本発明の放射線計測方法に用いられる放射線計測手段の第２の実施形態を示す概略図。
【図５】本発明の放射線計測方法に用いられる放射線計測手段の第３の実施形態を示す概略図。
【図６】本発明の放射線計測方法に用いられる放射線計測手段の第４の実施形態を示す概略図。
【図７】従来の放射線計測手段におけるスペクトルのパルス波高分布を示すグラフ。
【符号の説明】
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ  放射線計測手段
１４  ＣｄＴｅ半導体検出器（検出素子）
１５  プリアンプ
１６  微分パルス整形回路
１７  パルス波高弁別器
１８  計数器
２２  Ａ／Ｄ変換器
２３  演算器
【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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