(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器内部に基準波高値パルス発生源を備え、前記放射線検出器からの基準ピーク波高分布出力を監視することにより測定系のゲインを調整するようにした放射線モニタにおいて、
前記基準ピーク波高分布内に２つの波高値領域を設定して、両波高値領域内のパルス計数率の比較により前記測定系のゲインを調整するためのゲイン調整用制御信号を出力するゲイン制御手段を備え、このゲイン制御手段は、前記２つの波高値領域におけるパルス計数率の合計が所定の範囲を逸脱した場合に、前記ゲイン調整用制御信号を直前値に固定することを特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線モニタにおいて、
前記ゲイン制御手段は、測定部からの測定値を入力し、測定値が所定の範囲を逸脱した場合に、前記ゲイン調整用制御信号を直前値に固定することを特徴とする放射線モニタ。
【請求項３】
請求項１または２に項記載の放射線モニタにおいて、
前記放射線検出器として、ＮａＩシンチレーション検出器を備え、前記ＮａＩシンチレーション検出器に含まれる天然の４０Ｋを基準波高値パルス発生源と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、原子力発電所等で使用する放射線モニタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線検出器内部に基準波高値パルス発生源を備え、放射線検出器からの基準ピーク波高分布出力を監視することにより測定系のゲインを調整するようにした放射線モニタには、従来、例えば２４１ＡｍをドープしたＮａＩ（ＴＩ）シンチレーション検出器が使用されている。図５は、従来の放射線モニタの構成を示すブロック図である。図５において、１は２４１Ａｍドープ型ＮａＩ（ＴＩ）シンチレーション検出器、２は検出器用のバイアス電源、３はプリアンプ、４はメインアンプ、５は第１のシングルチャンネルアナライザ、６は第２シングルチャンネルアナライザ、７は第１の計数率計、８は第２の計数率計、９は引算器である。なお、第１および第２のシングルチャンネルアナライザ５および６、第１および第２の計数率計７および８、引算器９にてスタビライザ１００が構成される。
【０００３】
バイアス電源２によりバイアス電圧が印加された２４１Ａｍドープ型ＮａＩ（ＴＩ）シンチレーション検出器１に入射したγ線と検出器内蔵の２４１Ａｍのα線は、それぞれ検出器内部で光パルスを生じ、その結果、電気的パルス信号を検出器出力として発生する。この出力は、プリアンプ３、メインアンプ４で増幅、波形整形され、測定部へ出力されると共に、ゲインスタビライザ１００へも入力される。
【０００４】
図６は、メインアンプ４の出力波高値の分布を示したもので、横軸には検出器出力パルス波高値を、縦軸には計数率を示している。一点鎖線Ａの左側には、測定対象のγ線による計数率が、右側には基準波高値パルス発生源２４１Ａｍのα線の基準ピーク波高分布とそのピークＰが示されており、図示するように、γ線によるパルス波高値は、通常、２４１Ａｍのα線によるパルス波高値よりも小さい。
【０００５】
図７は、基準ピーク波高分布とそのピークＰの詳細を示したもので、図７（ａ）において、前記第１のシングルチャンネルアナライザ５は、波高値Ｈ１とＨ２の間の波高値を持つパルスに対してのみパルスを出力するように調整され、シングルチャンネルアナライザ６は、波高値Ｈ２とＨ３の間の波高値を持つパルスに対してのみパルスを出力するように調整される。Ｈ１〜Ｈ２とＨ２〜Ｈ３は、２４１Ａｍのα線ピークの中心波高値Ｐに対して面積がほぼ対称になるように調整される。シングルチャンネルアナライザ５，６の出力は、それぞれ計数率計７，８に入力され、計数率に比例した出力を出す。今、計数率７，８の出力をｎ１，ｎ２とし、両出力を引算器９に入力し、ここで、ｎ１，ｎ２の差△ｎ＝ｎ１−ｎ２を出力し、△ｎの絶対値および符号によりメインアンプ４のゲインを調節する。
【０００６】
この調整について図７（ｂ）で詳しく説明する。今、ｎ１＝ｎ２となるようにシングルチャンネルアナライザ５，６を設定し、その後、引算器９の出力が正になった場合は、その絶対値に比例してメインアンプ４のゲインを自動的に上げるように動作する。逆に、引算器９の出力が負になった場合は、その絶対値に比例してメインアンプ４のゲインを自動的に下げるように動作する。例えば、光電子増倍管の増幅率低下等の理由により、出カパルス波高値が徐々に低下した場合が図７（ｂ）に相当し、ｎ１＞ｎ２、従って、引算器９の出力△ｎ＝ｎ１−ｎ２は正数になる。
【０００７】
既に述べたように、△ｎが正の時は、その絶対値に比例してメインアンプ４のゲインを自動的に上げるようにするため、波高値は初期状態に戻り、ｎ１＝ｎ２となり、その結果、△ｎ≒０となることでゲイン調整動作が終了する。波高値の増加が起こった場合は、反対に動作して同様のプロセスによりゲイン調整が行われる。なお、メインアンプ４のゲイン調整をする代わりに、バイアス電源２の電圧を調整して光電子増倍管の増倍率を変えることにより、パルス波高値を調整するという方法をとる場合もある。
【０００８】
図８は、図７（ａ）のバランス状態ｎ１＝ｎ２のところに、ノイズｍが進入したことを示したメインアンプ４の出力波高値の分布である。第１のシングルチャンネルアナライザ５の計数領域Ｈ１〜Ｈ２にノイズ計数率ｍ１が混入し、第２のシングルチャンネルアナライザ６の計数領域Ｈ２〜Ｈ３にノイズ計数率ｍ２が混入して、それまでｎ１＝ｎ２で平衡していた計数率が（ｎ１＋ｍ１）＞（ｎ２＋ｍ２）となり、ゲインスタビライザ１００は、基準ピーク波高値が下がったと認識して、結果として、ゲインを上げるように誤動作する。
【０００９】
図９は、図６のＡ＞Ｐの場合、すなわち測定対象γ線の波高値範囲の中に基準波高値パルス発生源２４１Ａｍのα線の基準ピーク波高分布が包含される場合において、図７（ａ）のバランス状態ｎ１＝ｎ２のところに、基準ピーク波高分布に測定対象γ線の波高分布ｓが混入したことを示したメインアンプ４の出力波高値の分布である。第１のシングルチャンネルアナライザ５の計数領域Ｈ１〜Ｈ２に信号計数率ｓ１が混入し、第２のシングルチャンネルアナライザ６の計数領域Ｈ２〜Ｈ３に信号計数率ｓ２が混入して、それまでｎ１＝ｎ２で平衡していた計数率が（ｎ１＋ｓ１）＜（ｎ２＋ｓ２）となり、ゲインスタビライザ１００は、基準ピーク波高値が上がったと認識して、結果として、ゲインを下げるように誤動作する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ドリフト補償機能を備えた従来の放射線モニタは以上のように構成されているが、例えばノイズの侵入により、または、基準ピークよりエネルギーの高いγ線の散乱線により、基準波高分布が変化してゲインスタビライザ１００が誤動作する場合があった。また、２４１ＡｍをドープしたＮａＩ（ＴＩ）シンチレーション検出器１は、検出器更新時に放射性廃棄物が発生するという問題があった。
【００１１】
この発明は、上述した従来例に係る問題点を解消するためになされたもので、放射線検出器のドリフト以外の要因でゲインスタビライザが誤動作することを防止できる放射線モニタを得ることができ、さらに、検出器更新時に放射性廃棄物を発生させないことを目的とするものである。
【００１２】
【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、放射線検出器内部に基準波高値パルス発生源を備え、前記放射線検出器からの基準ピーク波高分布出力を監視することにより測定系のゲインを調整するようにした放射線モニタにおいて、前記基準ピーク波高分布内に２つの波高値領域を設定して、両波高値領域内のパルス計数率の比較により前記測定系のゲインを調整するためのゲイン調整用制御信号を出力するゲイン制御手段を備え、このゲイン制御手段は、前記２つの波高値領域におけるパルス計数率の合計が所定の範囲を逸脱した場合に、前記ゲイン調整用制御信号を直前値に固定することを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記ゲイン制御手段は、測定部からの測定値を入力し、測定値が所定の範囲を逸脱した場合に、前記ゲイン調整用制御信号を直前値に固定することを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、前記放射線検出器として、ＮａＩシンチレーション検出器を備え、前記ＮａＩシンチレーション検出器に含まれる天然の４０Ｋを基準波高値パルス発生源としたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１を図面を参照して説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る放射線モニタの構成を示すブロック図である。図１において、図５に示す従来例と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。図１に示す実施の形態１が図５に示す従来例と異なる点は、放射線検出器内部に基準波高値パルス発生源を備え、放射線検出器からの基準ピーク波高分布出力を監視することにより測定系のゲインを調整するようにした放射線モニタにおいて、測定系のゲイン制御手段としてのゲインスタビライザ１００内の構成が異なる。すなわち、新たな符号として、１１は演算器であり、この演算器１１は、演算周期毎に第１の計数率計７の出力ｎ１と第２の計数率計８の出力ｎ２を入力し、それら出力ｎ１とｎ２をもとに演算を行い、メインアンプ４のゲインを調節する。
【００１６】
図２は、この発明の実施の形態１に係る放射線モニタの演算器１１の演算処理を示すフローチャートである。ステップｆ１では、第１の計数率計７の出力ｎ１と第２の計数率計８の出力ｎ２を入力し、ステップｆ２では、ｎ１とｎ２を加算する。ステップｆ３では、その加算値ｎ１＋ｎ２と許容下限値とを比較し、比較結果として、ｎ１＋ｎ２≧許容下限値ならば、ステップｆ４に進み、ｎ１＋ｎ２＜許容下限値ならば、ステップｆ６に進む。
【００１７】
ステップｆ４では、加算値ｎ１＋ｎ２と許容上限値とを比較し、その比較結果として、ｎ１＋ｎ２≦許容上限値ならば、ステップｆ５に進み、ｎ１＋ｎ２＞許容上限値ならば、ステップｆ６に進む。ステップｆ５では、第１の計数率計７の出力ｎ１と第２の計数率計８の出力ｎ２の差△ｎ＝ｎ１−ｎ２を演算し、△ｎの絶対値およびその符号によりメインアンプ４のゲインを調節する。この時の調整動作については従来例と同じである。ステップｆ６では、前回演算周期のゲインにホールドする（直前値に固定する）。
【００１８】
上述したように、実施の形態１によれば、基準ピーク波高分布の計数率ｎ１＋ｎ２が許容範囲を外れると、前回演算周期にゲインをホールドするために、例えばノイズが進入してもゲイン制御の誤動作は発生しない。また、基準ピーク波高分布に測定対象のγ線信号が混入した場合、あるいは電気系に接触不良がある場合にも基準ピーク波高分布が歪むことがあるが、いずれの場合もノイズ進入の場合と同様にゲインスタビライザ１００が誤動作することを防止できる。
【００１９】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図面を参照して説明する。この実施の形態２においては、図１に示す実施の形態１と同様な構成を備える。ただし、この実施の形態２においては、図１において、メインアンプ４から測定部を介した測定値が測定系のゲイン制御手段としてのゲインスタビライザ１００へ入力されるようになされており、ゲインスタビライザ１００内の演算器１１の演算動作が実施の形態１と異なる。
【００２０】
図３は、この発明の実施の形態２に係る放射線モニタの演算器１１の演算処理を示すフローチャートである。図３において、ステップｆ１１では、演算周期毎に測定部より測定値を入力する。ステップｆ１２では測定値と許容下限値を比較し、測定値≧許容下限値ならばステップｆ１３に進み、測定値＜許容下限値ならばステップｆ１５に進む。ステップｆ１３ではと許容上限値と比較し、測定値≦許容上限値ならばステップｆ１４に進み、測定値＞許容上限値ならばステップｆ１５に進む。
【００２１】
ステップｆ１４ではｎ１とｎ２の差△ｎ＝ｎ１−ｎ２を演算し、△ｎの絶対値およびその符号によりメインアンプ４のゲインを調節する。この時の調整動作については従来例と同じである。ステップｆ１５では前回演算周期のゲインにホールドする（直前値に固定する）。
【００２２】
したがって、実施の形態２によれば、測定部の測定値、例えば線量率が許容範囲を外れると、基準ピーク波高分布へのノイズ進入または測定対象γ線信号混入もしくは電気系接触不良等が発生した等を想定し、基準ピーク波高分布の計数率を不信頼としてゲインをホールドするために、ゲイン制御が誤動作することを防止できる。
【００２３】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図４に基づいて説明する。
図４は、この発明の実施の形態３に係る放射線モニタの動作原理を示す波高分布図である。ＮａＩ（ＴＩ）シンチレーション検出器は、放射線（γ線）が入射するとＮａＩシンチレータが蛍光を発して、これを光電子増倍管で電気信号パルスに変換して測定を行っているが、検出器を構成するＮａＩ（ＴＩ）結晶を封止する容器の光学窓、光電子増倍管の光学窓及び管材のガラスには天然の４０Ｋが含まれており、４０Ｋは１．４６ＭｅＶのγ線を放出する。
【００２４】
図４において、Ｐは前記４０Ｋを基準波高値パルス発生源とした時のγ線１．４６ＭｅＶのピーク中心波高値である。Ｈ４〜Ｈ６は、メインアンプ４における前記４０Ｋの基準ピーク波高分布である。第１のシングルチャンネルアナライザ５は、波高値Ｈ４とＨ５の間の波高値を持つパルスに対してのみパルスを出力するように調整され、シングルチャンネルアナライザ６は、Ｈ５とＨ６の間の波高値を持つパルスに対してのみパルスを出力するように調整される。Ｈ４〜Ｈ５とＨ５〜Ｈ６は、４０Ｋのγ線ピークの中心波高値Ｐに対して面積がほぼ対称になるように調整される。
【００２５】
結晶の大きさが２インチφ×２インチｔの場合で、４０Ｋのピーク波高分布の計数率は１分間に１０カウント程度であるが、原子炉施設周辺等で使用されている線量率計用のＮａＩシンチレーション検出器は、温度変化が時間オーダでゆっくりしており、また、光電子増倍管の経年変化はさらにゆっくりしたものであるため、天然の４０Ｋを基準波高値パルス発生源とすることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、放射線検出器内部に基準波高値パルス発生源を備え、前記放射線検出器からの基準ピーク波高分布出力を監視することにより測定系のゲインを調整するようにした放射線モニタにおいて、前記基準ピーク波高分布内に２つの波高値領域を設定して、両波高値領域内のパルス計数率の比較により前記測定系のゲインを調整するためのゲイン調整用制御信号を出力する手段と、前記２つの波高値領域におけるパルス計数率の合計が所定の範囲を逸脱した場合に、前記ゲイン調整用制御信号を直前値に固定する手段を備えたことにより、外来ノイズ混入等でゲイン制御が誤動作することを防止できる。
【００２７】
また、放射線検出器内部に基準波高値パルス発生源を備え、前記放射線検出器からの基準ピーク波高分布出力を監視することにより測定系のゲインを調整するようにした放射線モニタにおいて、前記基準ピーク波高分布内に２つの波高値領域を設定して、両波高値領域内のパルス計数率の比較により前記測定系のゲインを調整するためのゲイン調整用制御信号を出力する手段と、測定値が所定の範囲を逸脱した場合に、前記ゲイン調整用制御信号を直前値に固定する手段を備えたことにより、外来ノイズ混入等でゲイン制御が誤動作することを防止できる。
【００２８】
さらに、放射線検出器としてＮａＩシンチレーション検出器を備え、前記ＮａＩシンチレーション検出器に含まれる天然の４０Ｋを基準波高値パルス発生源としたことにより、検出器更新時に発生する放射性廃棄物をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る放射線モニタ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に係る放射線モニタの演算処理フローを示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態２に係る放射線モニタの演算処理フローを示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態３に係る放射線モニタの動作原理を示す波高分布図である。
【図５】  従来のドリフト補償機能を備えた放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図６】  ２４１Ａｍドープ型ＮａＩ、（ＴＩ）シンチレーション検出器出力の波高分布図である。
【図７】  ２４１Ａｍドープ型ＮａＩ（†１）シンチレーション検出器出力の基準波高分布図である。
【図８】  ２４１Ａｍドープ型ＮａＩ（ＴＩ）シンチレーション検出器出力の基準波高分布にノイズが進入したことを示す図である。
【図９】  ２４１Ａｍドープ型ＮａＩ（ＴＩ）シンチレーション検出器出力の基準波高分布に測定対象γ線の波高分布が混入したことを示す図である。
【符号の説明】
１  シンチレーション検出器、２  バイアス電源、３  プリアンプ、４  メインアンプ、５  第１のシングルチャンネルアナライザ、６  第２のシングルチャンネルアナライザ、７  第１の計数率計、８  第２の計数率計、１１  演算器、１００  ゲインスタビライザ。
【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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