(57)【要約】【課題】測定されるβ線を放出する核種を含むガスに対して適した測定条件下で放射能濃度の監視を行うことができるβ線ガスモニタ及びβ線を放出する核種を含むガスのモニタリング方法を提供する。【解決手段】β線ガスモニタ１０は、一方の開放端が密閉された中空状の本体１１と、本体１１の内部に配置されて、β線を検出し、検出信号ｓを出力するβ線検出器１２と、β線検出器１２の検出口に対向する位置に本体１１の内面に沿って移動可能に設けられるものであって、測定するサンプルガスに対応する隔壁位置に設定されて、外部空間と隔てられたサンプル空間１４を本体１１の内面とともに形成する可変隔壁１３と、サンプル空間１４に導入されたサンプルガスから検出された検出信号ｓに基づいて計数率を計測する計数率計１７と、計測された計数率及びサンプル空間１４の体積に基づいてサンプルガスの放射能濃度を求める放射能濃度計算部３６と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の開放端が密閉された中空状の本体と、
前記本体の内部に配置されて、β線を検出し、検出信号を出力するβ線検出器と、
前記β線検出器の検出口に対向する位置に前記本体の内面に沿って移動可能に設けられるものであって、測定するサンプルガスに対応する隔壁位置に設定されて、外部空間と隔てられたサンプル空間を前記本体の内面とともに形成する可変隔壁と、
前記サンプル空間に導入された前記サンプルガスから検出された前記検出信号に基づいて計数率を計測する計数率計と、
計測された前記計数率及び前記サンプル空間の体積に基づいて前記サンプルガスの放射能濃度を求める放射能濃度計算部と、を備えることを特徴とするβ線ガスモニタ。
【請求項２】
前記可変隔壁を前記隔壁位置に移動させる隔壁駆動部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のβ線ガスモニタ。
【請求項３】
設定されたβ線のエネルギーのそれぞれに応じて前記隔壁位置の最適位置を予め計算により求めて最適位置情報として保存する最適位置情報保存部と、
前記最適位置情報を参照して、入力された前記サンプルガスにおけるβ線のエネルギーに対応する前記最適位置を、前記隔壁位置に設定する隔壁位置設定部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のβ線ガスモニタ。
【請求項４】
前記隔壁位置を複数設定する隔壁位置変更部と、
設定された前記隔壁位置とそれぞれの前記隔壁位置で計測された前記計数率とを関連付けるデータ関連付け部と、
隔壁位置間における前記計数率の比率を計算する比率計算部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のβ線ガスモニタ。
【請求項５】
前記隔壁位置間における前記計数率の比率を、設定されたβ線のエネルギーのそれぞれに応じて求めて相関情報として保存する相関情報保存部と、
前記比率計算部で計算された比率を、同一の前記隔壁位置間における前記相関情報の比率と照合して、合致する比率に対応するβ線のエネルギーを出力する照合部と、をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のβ線ガスモニタ。
【請求項６】
前記隔壁位置間における前記計数率の比率を、異なる放射性核種の連続エネルギーのそれぞれに応じて求めて相関情報として保存する相関情報保存部と、
前記比率計算部で計算された比率を、同一の前記隔壁位置間における前記相関情報の比率と照合して、合致する比率に対応する前記放射性核種を出力する照合部と、をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のβ線ガスモニタ。
【請求項７】
前記隔壁位置間における前記計数率の比率を、前記サンプルガス中に複数の放射線核種が混在すると仮定して、放射線核種の組成比のそれぞれに応じて求めて相関情報として保存する相関情報保存部と、
前記比率計算部で計算された比率を、同一の前記隔壁位置間における前記相関情報の比率と照合して、合致する比率に対応する前記組成比を出力する照合部と、をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のβ線ガスモニタ。
【請求項８】
前記サンプル空間に前記サンプルガスを導入するガス導入ライン及び前記サンプル空間から前記サンプルガスを排出するガス排出ラインのそれぞれに逆止弁を設けることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のβ線ガスモニタ。
【請求項９】
一方の開放端が密閉された中空状の本体と、前記本体の内部に配置されて、β線を検出し、検出信号を出力するβ線検出器と、前記β線検出器の検出口に対向する位置に前記本体の内面に沿って移動可能に設けられるものであって、測定するサンプルガスに対応する隔壁位置に設定されて、外部空間と隔てられたサンプル空間を前記本体の内面とともに形成する可変隔壁を用いて、
前記サンプル空間に導入された前記サンプルガスから検出された前記検出信号に基づいて計数率を計測するステップと、
計測された前記計数率及び前記サンプル空間の体積に基づいて前記サンプルガスの放射能濃度を求めるステップと、を含むことを特徴とするβ線を放出する核種を含むガスのモニタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、原子力発電所や原子力施設において大気中に放出されるβ崩壊する放射性核種を検出して大気中の放射能濃度を測定するβ線ガスモニタ及びβ線を放出する核種を含むガスのモニタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所や原子力施設における建屋内に設置される放射性ガスモニタの放射線検出器は、測定対象となるガス中の放射性核種を高感度で測定するために、１崩壊当たりの放射線の放出割合が高いβ線を測定対象としている。
【０００３】
一般的な放射性ガスモニタでは、通常、測定対象となる放射性ガスをサンプル空間に導入して、ガス中に含まれる放射性核種（例えば、Ｋｒ−８５、Ｘｅ−１３３など）の崩壊により放出されるβ線を検出して、この検出値に基づいてガス中の放射能濃度が計算されている。
【０００４】
従来から、サンプル空間を小型化するなど、高い精度でβ線を検出する信頼性の高い放射性ガスモニタが検討されている。また、最近ではＰＨＩＴＳなどのモンテカルロ法を用いた放射線の挙動を模擬する計算コードも開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７８３１９号公報
【特許文献２】特開平１１−６４５２７号公報
【特許文献３】実開昭６２−８８９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、放射性核種の崩壊により放出されるβ線のエネルギーは核種ごとに異なる。このため、β線のエネルギーが異なれば、放射線検出器における検出効率などの応答特性も変化する。
【０００７】
つまり、β線のエネルギーに応じて最適な測定条件が存在するが、従来のβ線を放出する核種を含むガスの監視方法は経験則に基づくものが多く、β線のエネルギーに応じた放射線検出器の応答特性を十分に考慮したものではなかった。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、測定されるβ線を放出する核種を含むガスに対して適した測定条件下で放射能濃度の監視を行うことができるβ線ガスモニタ及びβ線を放出する核種を含むガスのモニタリング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態に係るβ線ガスモニタは、一方の開放端が密閉された中空状の本体と、前記本体の内部に配置されて、β線を検出し、検出信号を出力するβ線検出器と、前記β線検出器の検出口に対向する位置に前記本体の内面に沿って移動可能に設けられるものであって、測定するサンプルガスに対応する隔壁位置に設定されて、外部空間と隔てられたサンプル空間を前記本体の内面とともに形成する可変隔壁と、前記サンプル空間に導入された前記サンプルガスから検出された前記検出信号に基づいて計数率を計測する計数率計と、計測された前記計数率及び前記サンプル空間の体積に基づいて前記サンプルガスの放射能濃度を求める放射能濃度計算部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の実施形態に係るβ線を放出する核種を含むガスのモニタリング方法は、一方の開放端が密閉された中空状の本体と、前記本体の内部に配置されて、β線を検出し、検出信号を出力するβ線検出器と、前記β線検出器の検出口に対向する位置に前記本体の内面に沿って移動可能に設けられるものであって、測定するサンプルガスに対応する隔壁位置に設定されて、外部空間と隔てられたサンプル空間を前記本体の内面とともに形成する可変隔壁を用いて、前記サンプル空間に導入された前記サンプルガスから検出された前記検出信号に基づいて計数率を計測するステップと、計測された前記計数率及び前記サンプル空間の体積に基づいて前記サンプルガスの放射能濃度を求めるステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態により、測定されるβ線を放出する核種を含むガスに対して適した測定条件下で放射能濃度の監視を行うことができるβ線ガスモニタ及びβ線を放出する核種を含むガスのモニタリング方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係るβ線ガスモニタの構成図。
【図２】（Ａ）は第１実施形態におけるサンプラ部及び隔壁駆動部の構成を示す拡大図、（Ｂ）はＩ―Ｉ断面図。
【図３】電子のエネルギーを０．１、０．２、０．３、０．５、及び１．０ＭｅＶとした場合の本実施形態に係るβ線ガスモニタの検出効率をシミュレーション計算した結果。
【図４】図３で示した計算結果に対して、可変隔壁の設定位置が１００ｃｍでの検出効率を１として、各検出効率を相対値で示したグラフ。
【図５】第１実施形態に係るβ線ガスモニタの動作手順を示すフローチャート。
【図６】第２実施形態に係るβ線ガスモニタの構成図。
【図７】（Ａ）は可変隔壁の設定位置がＬ１におけるサンプラ部の状態を示す図、（Ｂ）は可変隔壁の設定位置がＬ２におけるサンプラ部の状態を示す図。
【図８】第２実施形態に係るβ線ガスモニタの動作手順を示すフローチャート。
【図９】第３実施形態に係るβ線ガスモニタに適用されるサンプラ部の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように第１実施形態に係るβ線ガスモニタ１０は、本体１１内にβ線検出器１２が配置され、本体１１の内面に沿って移動可能な可変隔壁１３により形成されたサンプル空間１４に対して測定対象となるサンプルガスを導入するサンプラ部１５と、設定された隔壁位置に可変隔壁１３を移動させる隔壁駆動部１６と、β線の検出信号ｓに基づいて計数率を計測する計数率計１７と、可変隔壁１３の位置設定、及び計測されたβ線の計数率に基づいてサンプルガスの放射能濃度を計算する計算機１８と、を備える。
【００１４】
第１実施形態に係るβ線ガスモニタ１０は、サンプルガスから放出されるβ線のエネルギー（以下、特に明示しない場合は平均エネルギーを意味する）に応じて、β線の計測に最適な位置に可変隔壁１３を移動させサンプルガスの放射能濃度を求めるものである。
【００１５】
まず、サンプラ部１５と隔壁駆動部１６の構成について説明する。
図２（Ａ）はサンプラ部１５及び隔壁駆動部１６の構成を拡大した図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＩ―Ｉ断面を示している。
【００１６】
サンプラ部１５は、本体１１と、β線検出器１２と、可変隔壁１３と、背面遮蔽プラグ１９と、入射窓２０と、ガス導入ライン２１と、ガス排出ライン２２と、を備えている。
【００１７】
本体１１は、内部が中空状に形成されており、一方の開放端が背面遮蔽プラグ１９により密閉されている。本体１１は、鉛などの放射線を遮断する材料で構成され円柱状の空洞が内部に形成された基体２３と、鉄などのコーティング材料で基体２３の表面全体を被覆した保護層２４から構成されている。
【００１８】
本体１１は、例えば直方体の鉛ブロックを、円柱状にくりぬいて、その外側と、くりぬいた後の内側を鉄などのコーティング材料で被覆して作製できる。
【００１９】
背面遮蔽プラグ１９は、本体１１と同様に、鉛などの放射線を遮断する材料で構成された基板を、鉄などのコーティング材料で表面が保護されて形成されている。本体１１の開放端に背面遮蔽プラグ１９が溶接などにより接続されることで、本体１１の一方の開放端が密閉される。
【００２０】
β線検出器１２は、検出口２５を本体１１の開放側に向けて、本体１１内部に挿入される。そして、背面遮蔽プラグ１９または本体１１の側面に固定部材（図示省略）を介して固定され配置される。
【００２１】
β線検出器１２は、β線が入射すると蛍光を発するプラスチックシンチレータと、シンチレータで発生した光を電気信号に変換して出力する光電子増倍管が接続されて構成された円筒型の検出器である。
【００２２】
β線検出器１２は、円形状の検出口２５が形成された検出器ケース２６に収容される。検出器ケース２６は、検出器内への光の入射を防止するためアルミニウムなどの遮光材料で構成される。
【００２３】
β線検出器１２は、検出口２５側にプラスチックシンチレータが配置され、検出口２５から遠い位置に光電子増倍管が配置される。
【００２４】
β線検出器１２は、計数率計１７（図１）と電気的に接続されており、β線を検出して、β線が検出された際に発生する検出信号ｓを計数率計１７に出力する。β線検出器１２には、計数率計１７から電源が供給される。
【００２５】
なお、β線検出器１２としては、プラスチックシンチレータと光電子増倍管との組み合わせに限定されるものでは無く、ガス中から放出されるβ線を電気信号に変換して検出する電離箱、ＧＭ管などを用いても良い。
【００２６】
入射窓２０は、鉄などの材料による円形状の板材であり、中心位置にβ線検出器１２の検出口２５よりも大きな径を有する開口部が形成されている。入射窓２０は、サンプル空間１４の境界を構成するため、β線検出器１２の検出面側で検出器ケース２６の近傍または接触して設けられる。
【００２７】
可変隔壁１３は、本体１１の内径より小さい径（本体１１の内面を摺動可能な径）を有する円形状の板材である。そして、β線検出器１２の検出口２５に対向する位置に配置されて、本体１１の内面を本体１１の軸方向に沿って移動可能に設けられる。
【００２８】
なお、可変隔壁１３は、本体１１と同様に、鉛などの放射線を遮断する材料の隔壁基体２７を鉄などのコーティング材料の隔壁被覆層２８で表面が保護されている。
【００２９】
可変隔壁１３は、本体１１の内面及び入射窓２０とともに外部空間との境界を構成して、外部空間と隔てられたサンプル空間１４を形成する。
【００３０】
可変隔壁１３が、隔壁駆動部１６により本体１１の内面を軸方向に沿って前後に移動されることで、入射窓２０から可変隔壁１３までの距離（以下、隔壁位置とする）及びサンプル空間１４の体積が変更できる。なお、隔壁位置は、β線検出器１２の検出口２５から可変隔壁１３までの距離としても良い。
【００３１】
ガス導入ライン２１は、ガス導入時に開放される開放弁が設けられている。同様に、ガス排出ライン２２には、排気用ポンプと、ガス排出時に開放される開放弁が設けられている。なお、排気用のポンプと各ラインに設けられる開放弁については図示を省略する。
【００３２】
放射能濃度測定時には、排気用のポンプを駆動してガス導入ライン２１を介してサンプル空間１４にサンプルガスを導入してサンプル空間１４内にガスを充填しつつ、ガス排出ライン２２を介してサンプル空間１４内のサンプルガスを排出する。
【００３３】
隔壁駆動部１６は、可変隔壁１３に連結された駆動軸２９と、駆動軸２９を前後に駆動させるステッピングモータ３０と、計算機１８（図１）で設定された隔壁位置Ｌに可変隔壁１３を移動させるための位置制御信号をステッピングモータ３０に送信するモータ制御部３１と、を備えている。
【００３４】
ステッピングモータ３０による回転運動を駆動軸２９によって可変隔壁１３を前進・後退させる直線運動に変換される。なお、駆動軸２９及びステッピングモータ３０に代えて、油圧あるいは空圧シリンダー等を用いて可変隔壁１３の前後動を実現しても良い。なお、計算機１８から隔壁位置Ｌを設定するのでは無く、モータ制御部３１がユーザによる入力を受け付け可能な構成にして、ユーザにより設定された隔壁位置Ｌに可変隔壁１３を移動させても良い。
【００３５】
図１に戻って説明を続ける。
計算機１８は、入力部３２と、最適位置情報保存部３３と、隔壁位置設定部３４と、計数率受付部３５と、放射能濃度計算部３６と、を備える。
【００３６】
入力部３２は、サンプルガスから放出されるβ線のエネルギーの入力をユーザから受け付ける。具体的には、放射性核種のそれぞれがβ線崩壊する際に生じるβ線のエネルギーとの対応関係に基づき、サンプルガス中に含まれると想定される放射線核種のβ線のエネルギーをユーザから受け付ける。また、ユーザから放射性核種の種類を受け付けて、その核種がβ線崩壊する際に生じるβ線のエネルギーを隔壁位置設定部３４に出力する構成としても良い。
【００３７】
最適位置情報保存部３３は、設定されたβ線のエネルギーのそれぞれに応じて隔壁位置Ｌの最適位置を、シミュレーション計算により予め求めて最適位置情報として保存する。設定されるβ線のエネルギーは、放出が想定されるβ線のエネルギーの範囲で複数設定される。
【００３８】
この最適位置情報を求めるためのシミュレーション計算は、β線のエネルギー及び隔壁位置Ｌをパラメータとして、サンプラ部１５の詳細な構成を計算条件にして、ＰＨＩＴＳやＭＣＮＰ、ＥＧＳ５などのモンテカルロ計算コードを用いて行われる。これらの計算コードを用いることで、複雑な設定条件におけるβ線検出器１２の応答が高い精度で求められる。
【００３９】
図３は、電子のエネルギーを０．１、０．２、０．３、０．５、及び１．０ＭｅＶとした場合のβ線ガスモニタ１０の検出効率をシミュレーション計算した結果を示している。
【００４０】
なお、シミュレーション計算には、モンテカルロ計算コードであるＰＨＩＴＳを用いて、各設定における計算のヒストリー数を１００，０００としている。なお、検出効率の単位は、ｃｐｓ／（Ｂｑ／ｃｍ３）で示している。
【００４１】
また、サンプラ部１５の設定条件として、β線検出器１２の検出口２５の直径を２００ｍｍ、入射窓２０における開口部位の直径を２１０ｍｍ、サンプル空間１４の直径を２８０ｍｍとして、それぞれの中心は同一の軸上を通るものとしている。そして、β線検出器１２のプラスチックシンチレータの厚さを０．２５ｍｍ、保護膜の厚さを０．０４４ｍｍとする。
【００４２】
このような構成で、可変隔壁１３の隔壁位置Ｌを変化させて、β線のエネルギーごとに検出効率を計算している。
【００４３】
図４は、図３で示した計算結果に対して、可変隔壁１３の設定位置が１００ｃｍでの検出効率を１として、各検出効率を相対値で示したグラフである。
【００４４】
図４の結果から分かるように、最もエネルギーが低い０．１ＭｅＶについては、可変隔壁１３の位置が１０ｃｍ程度で検出効率は飽和する一方、それよりも高い他のエネルギーでは可変隔壁１３の位置が１０ｃｍ程度では飽和せず、より隔壁位置Ｌが大きい場合（可変隔壁１３の位置が検出口２５から遠い場合）に高い検出効率が得られる。
【００４５】
つまり、β線のエネルギーごとに計測に最適となる隔壁位置Ｌは異なり、低エネルギーのβ線を放出するガスの場合には、隔壁位置Ｌが小さい場合であっても高い検出効率が得られる。さらに、サンプル空間１４内のガスの入れ替えが早くなることから検出器の応答時間も早くすることができる。
【００４６】
一方、高エネルギーのβ線を放出するガスの場合には、隔壁位置Ｌを大きくすることで、サンプル空間１４の体積が増加することで検出器の応答時間は遅くなるものの、高い検出効率を得ることができる。
【００４７】
したがって、β線のエネルギーが１００ｋｅＶ程度のβ線を放出する核種を含むガスの測定する場合には、隔壁位置Ｌ＝１０ｃｍを最適位置となる一方で、１００ｋｅＶよりも高いエネルギーのβ線を放出する核種を含むガスの測定については隔壁位置Ｌ＝２０ｃｍ〜４５ｃｍが最適位置となる。
【００４８】
このようなシミュレーション計算を行うことで、β線のエネルギーのそれぞれに対して、β線検出器１２の検出効率及び検出の応答時間の少なくとも一方が高くなる（一定の目標値を超える）可変隔壁１３の最適位置を求めて最適位置情報保存部３３に保存する。
【００４９】
隔壁位置設定部３４（図１）は、最適位置情報保存部３３に保存された最適位置情報を参照して、入力されたβ線のエネルギーに対応する最適位置を、可変隔壁１３の隔壁位置Ｌに設定する。
【００５０】
隔壁位置設定部３４により設定された隔壁位置Ｌに可変隔壁１３が移動されて、サンプル空間１４にサンプルガスが導入された後、測定が開始される。
【００５１】
計数率計１７は、β線検出器１２で検出されたβ線の検出信号ｓに基づいて計数率を計測する。計測された計数率は、計算機１８の計数率受付部３５に送信される。
【００５２】
放射能濃度計算部３６は、計測された計数率及びサンプル空間１４の体積に基づいてサンプルガスの放射能濃度を計算する。
【００５３】
図５は、第１実施形態に係るβ線ガスモニタ１０の動作手順を示すフローチャートを示している（適宜、図１参照）。
【００５４】
最適位置情報保存部３３は、設定されたβ線のエネルギーに応じた最適な隔壁位置を計算で求めて最適位置情報として保存する（Ｓ１０）。
【００５５】
入力部３２は、サンプルガスから放出されるβ線のエネルギーの入力をユーザから受け付ける（Ｓ１１）。
【００５６】
隔壁位置設定部３４は、最適位置情報を参照して入力されたβ線エネルギーに対応する位置を隔壁位置に設定する（Ｓ１２）。
【００５７】
隔壁駆動部１６は、設定された隔壁位置に可変隔壁１３に移動させる（Ｓ１３）。そして、サンプル空間１４にサンプルガスが導入された後、測定が開始される。
【００５８】
計数率計１７は、β線検出器１２で検出されたβ線の検出信号ｓに基づいて計数率を計測する（Ｓ１４）。
【００５９】
放射能濃度計算部３６は、隔壁位置に対応するサンプル空間１４の体積及び計測された計数率に基づいてサンプルガスの放射能濃度を計算する（Ｓ１５）。
【００６０】
このように、β線のエネルギーに応じた最適な隔壁位置を計算で求めておき、測定対象となるガスにおけるβ線のエネルギーに対応する隔壁位置に可変隔壁１３を移動させることにより、最適な測定条件下で放射能濃度の監視を行うことができる。
【００６１】
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態に係るβ線ガスモニタ１０の構成図を示している。なお、図６において第１実施形態（図１）と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００６２】
第１実施形態では、測定対象であるガスから放出されるβ線のエネルギーが既知の場合について放射能濃度の監視を行う構成について説明した。一方、第２実施形態では、ガスに含まれる核種の成分が不明な場合において、ガス中から放出されるβ線のエネルギーを推定する方法について説明する。
【００６３】
図４の計算結果から、例えば可変隔壁１３の隔壁位置が５ｃｍの場合でのβ線の計数率と、隔壁位置が２０ｃｍの場合でのβ線計数率の比率は、β線のエネルギーが高い場合と低い場合とで異なる事が分かる。つまり、隔壁位置間のβ線計数率の比率は、β線のエネルギーに応じて異なる値を持つ。
【００６４】
この性質を利用して、第２実施形態では、複数の隔壁位置でβ線計数率を計測し、隔壁位置間のβ線計数率の比率に基づいてβ線のエネルギーを推定する。
【００６５】
第２実施形態に係る計算機１８は、隔壁位置変更部３７と、データ関連付け部３８と、比率計算部３９と、相関情報保存部４０と、照合部４１と、表示部４２と、をさらに備える。
【００６６】
隔壁位置変更部３７は、複数の隔壁位置を設定する。隔壁位置変更部３７は、設定された隔壁位置に可変隔壁１３が移動されて、濃度の測定が完了した後に、次の隔壁位置に設定を変更する。
【００６７】
データ関連付け部３８は、設定された隔壁位置とそれぞれの隔壁位置で計測された計数率とを関連付ける。
【００６８】
比率計算部３９は、複数の位置での隔壁位置で測定が終了した後、隔壁位置間における計数率の比率を計算する。
【００６９】
相関情報保存部４０（図６）は、設定された隔壁位置間での計数率の比率を、β線のエネルギーのそれぞれに応じて予めシミュレーション計算により求めて相関情報として保存する。シミュレーション計算上で設定する隔壁位置は、隔壁位置変更部３７で設定される位置と同一の位置に設定する。
【００７０】
相関情報を求めるためのシミュレーション計算は、上述の最適位置情報と同じくβ線のエネルギー及び隔壁位置をパラメータとして、サンプラ部１５の詳細な構成を計算条件にして、ＰＨＩＴＳやＭＣＮＰ、ＥＧＳ５などのモンテカルロ計算コードを用いて行う。
【００７１】
照合部４１は、比率計算部３９で計算された比率を、同一の隔壁位置間における相関情報の比率と照合して、合致する比率に対応するβ線のエネルギーを出力する。表示部４２は、出力されたβ線のエネルギーを推定値として表示する。
【００７２】
図７を用いて計数率の比率を導出してβ線のエネルギーを導出する過程を具体的に説明する。ここでは、隔壁位置変更部３７によりＬ１、Ｌ２の２箇所に隔壁位置が設定された場合について検討する。
【００７３】
図７（Ａ）は隔壁位置がＬ１の場合のサンプラ部１５の状態を示しており、図７（Ｂ）は隔壁位置がＬ２の場合におけるサンプラ部１５の状態を示している。
【００７４】
まず、隔壁位置変更部３７により隔壁位置がＬ１に設定されたとき、隔壁の移動が完了した後に、サンプル空間Ａ１にサンプルガスが導入される。そして、β線の検出信号ｓ１に基づく計数率が計測される。データ関連付け部３８は、隔壁位置Ｌ１に対応して検出信号ｓ１に基づく計数率を関連づける。
【００７５】
隔壁位置がＬ１での測定終了後、隔壁位置変更部３７により隔壁位置がＬ２に変更されて、隔壁の移動が完了した後に、サンプル空間Ａ２にサンプルガスが導入される。そして、β線の検出信号ｓ２に基づく計数率が計測される。データ関連付け部３８は、隔壁位置Ｌ２に対応して検出信号ｓ２に基づく計数率を関連づける。
【００７６】
比率計算部３９は、隔壁位置Ｌ１と隔壁位置Ｌ２における計数率の比率を計算する。
照合部４１は、比率計算部３９で計算された比率を、相関情報保存部４０でβ線のエネルギーごとに保存されている、隔壁位置Ｌ１、Ｌ２間での計数率の比率と照合する。そして、照合部４１は、合致する比率に対応するβ線のエネルギーを出力する。
【００７７】
なお、隔壁位置変更部３７で設定される隔壁位置は、より複数の比率を取得することにより照合の精度が高くなることからより多くの位置に設定されることが望ましい。
【００７８】
図８は、第２実施形態に係るβ線ガスモニタ１０の動作手順を示すフローチャートを示している（適宜、図６参照）。
【００７９】
相関情報保存部４０は、設定された隔壁位置間における計数率の比率を、β線エネルギーのそれぞれに応じて予め計算により求めて相関情報として保存する（Ｓ２０）。
【００８０】
隔壁位置変更部３７は、可変隔壁１３の隔壁位置を変更する。このとき、変更された隔壁位置のそれぞれでβ線の計数率が計測される（Ｓ２１）。
【００８１】
データ関連付け部３８は、設定された隔壁位置とそれぞれの隔壁位置で計測された計数率とを関連付ける（Ｓ２２）。
【００８２】
比率計算部３９は、隔壁位置間における計数率の比率を計算する（Ｓ２３）。
【００８３】
照合部４１は、計算された比率を、同一の隔壁位置間における相関情報の比率と照合する（Ｓ２４）。
【００８４】
照合部４１は、合致する比率に対応するβ線のエネルギーを出力する（Ｓ２５）。表示部４２は、出力されたβ線のエネルギーを推定値として表示する。
【００８５】
このように、複数の隔壁位置でβ線計数率を計測して、隔壁位置間のβ線計数率の比率を求めることにより、未知であったβ線のエネルギーを推定することができる。
【００８６】
また、相関情報保存部４０は、設定された隔壁位置間における計数率の比率を、異なる放射性核種の連続エネルギーのそれぞれに応じて予め計算により求めて相関情報として保存しても良い。
【００８７】
この場合は、照合部４１で、比率計算部３９で計算された比率を照合することにより、放射性核種を推定することができる。
【００８８】
あるいは、相関情報保存部４０は、隔壁位置間における計数率の比率を、サンプルガス中に複数種の放射線核種が混在すると仮定して、設定された放射線核種の組成比のそれぞれに応じて予め計算により求めて相関情報として保存しても良い。なお、複数種の放射性核種が混在する場合の連続エネルギーは、個別の放射性核種の連続エネルギーの組み合わせにより計算する。
【００８９】
そして、照合部４１は、比率計算部３９で計算された比率を、同一の隔壁位置間における相関情報の比率と照合して、合致する比率に対応する組成比を出力する。
【００９０】
このように、複数の隔壁位置でβ線計数率を計測して、隔壁位置間のβ線計数率の比率を求めることにより、放射性核種の推定または複数種の放射線核種が混在する場合に組成比の推定をすることもできる。
【００９１】
（第３実施形態）
図９は、第３実施形態に係るβ線ガスモニタ１０に適用されるサンプラ部１５の構成図を示している。なお、第３実施形態におけるβ線ガスモニタ１０の全体構成は、第２実施形態（図６）と同一となるため記載を省略して、重複する構成又は機能については説明を省略する。
【００９２】
第３実施形態に係るおけるβ線ガスモニタ１０は、サンプル空間１４にサンプルガスを導入するガス導入ライン２１、及びサンプル空間１４からサンプルガスを排出するガス排出ライン２２のそれぞれに逆止弁４３を有する。
【００９３】
逆止弁４３を有することにより、可変隔壁１３の前後動により自動的に吸排気ができる。これにより、排気用のポンプを省略して、β線ガスモニタ１０の構成を簡素化できる。
【００９４】
また、第２実施形態のように複数の隔壁位置でβ線計数率を計測して隔壁位置間のβ線計数率の比率を求める際に、計数率の取得を連続的に求めることができる。これにより、β線のエネルギーの推定を短時間で実施することができる。
【００９５】
以上述べた各実施形態のβ線モニタによれば、β線のエネルギーに応じた最適な隔壁位置を計算で求めておき、測定対象となるガスのβ線のエネルギーに対応する隔壁位置に可変隔壁１３を移動させることにより、測定されるβ線を放出する核種を含むガスに対して適した測定条件下で放射能濃度の監視を行うことができる。また、β線のエネルギーが未知の場合であっても、複数のサンプルボリュームで計測された計数率の比率に基づきβ線のエネルギーを推定することができる。
【００９６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００９７】
なお、計算機１８の各構成は、所定のプログラムコードを、プロセッサなどの電子回路において実行することによって実現しても良く、このようなソフトウェア処理に限らず、例えば、ＡＳＩＣ等の電子回路を用いたハードウェア処理で実現したユニットあるいは計算機として構成しても良いし、ソフトウェア処理とハードウェア処理とを組み合わせて実現したユニットあるいは計算機として構成しても良い。
【符号の説明】
【００９８】
１０…β線ガスモニタ、１１…本体、１２…β線検出器、１３…可変隔壁、１４（１４１，１４２）…サンプル空間、１５…サンプラ部、１６…隔壁駆動部、１７…計数率計、１８…計算機、１９…背面遮蔽プラグ、２０…入射窓、２１…ガス導入ライン、２２…ガス排出ライン、２３…基体、２４…保護層、２５…検出口、２６…検出器ケース、２７…隔壁基体、２８…隔壁被覆層、２９…駆動軸、３０…ステッピングモータ、３１…モータ制御部、３２…入力部、３３…最適位置情報保存部、３４…隔壁位置設定部、３５…計数率受付部、３６…放射能濃度計算部、３７…隔壁位置変更部、３８…データ関連付け部、３９…比率計算部、４０…相関情報保存部、４１…照合部、４２…表示部、４３…逆止弁、３９…比率計算部、４０…相関情報保存部、４１…照合部、４２…表示部、４３…逆止弁、ｓ（ｓ１，ｓ２）…検出信号、Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）…隔壁位置。
【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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