(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検知器ユニットと、複数のプレ増幅器ユニットと、信号取扱器と、付加器と、合成器と、シリアル・リンクと、信号処理器とを有する、中性子のイベントを監視するシステムであって、
前記検知器ユニットの少なくとも１つは、監視されるイベント用の検知器と、該検知器によって生成された信号を増幅する増幅器と、を有し、
前記増幅器には、前記検出器ユニットを構成する前記検出器が近接した状態で供され、
前記検出器ユニットは前記プレ増幅器と接続することで、前記検出器ユニットからの増幅された信号は前記プレ増幅器に供給され、
前記信号取扱器は、前記の検知器からの増幅された信号を受信し、
前記付加器は、前記信号に該信号が発せられた検知器ユニットの表示を付加し、
前記合成器は、前記の表示が付加された後の信号を合成し、
前記合成器は、前記検出器ユニットと前記プレ増幅器の全てからの信号を受信し、
前記シリアル・リンクは、前記信号取扱器からの合成信号を前記信号処理器へ転送し、
前記信号処理器は、前記の検知器ユニットの表示を含む前記合成信号用の信号受信器と、前記信号に該信号が検知器ユニットによって生成された時刻の表示を適用するタイム・スタンパと、ソフトウェアを用いて前記信号を処理することで前記信号又は該信号が表すイベントに関する情報を生成するコンピュータとを有し、かつ
前記処理には前記の信号が保持する時刻表示及び検知器表示が用いられる、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムであって、
前記信号増幅器は、前記検知器上に設けられることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１記載のシステムであって、
前記検知器からの信号に中性子エネルギ表示が付加されることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３記載のシステムであって、
前記中性子エネルギ表示は、前記信号取扱器によって付加されることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項３記載のシステムであって、
前記中性子エネルギ表示は、前記合成信号を形成するための信号合成処理に先立って付加されることを特徴とするシステム。
【請求項６】
放射性物質による放射の結果として発生するイベントを監視するシステムであって、
前記イベント用の複数の検知器ユニット、信号取扱器と、信号処理器と、を有し、
前記検知器ユニットの少なくとも1つは、監視される前記イベント用の検出器と、該検出器によって生成される信号を増幅する増幅器を有し、
前記検知器ユニットのそれぞれは、該検知器によって検知されたイベントに応じて出力信号を生成し、
前記信号取扱器は、前記検知器の信号出力を信号入力として受信し、信号取扱器信号出力を生成し、
前記信号処理器は、前記信号取扱器の信号出力を信号入力として受信し、この信号を処理して監視されるイベントの特徴を表す出力を生成し、
前記信号取扱器は、前記検知器ユニットの信号出力に該信号出力が発せられた検知器ユニットの表示を付加する付加器を有し、
前記合成信号は、前記信号取扱器信号出力を形成する、ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項６記載のシステムであって、
前記信号取扱器は、
取り扱われる信号を受信する複数のポートと、
受信された信号にアドレスを付加する表示付加器と、を有し、
前記アドレスは、該アドレスが付加された信号を受信したポートを定義し、
アドレスされた信号は１以上のポートを通って出力される、ことを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項６記載のシステムであって、
前記信号取扱器は、該信号が発せられた検知器を示すアドレスと、該信号を取り扱った該信号取扱器を示すアドレスと、を付加することを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項８記載のシステムであって、
前記検知器アドレス及び前記信号取扱器アドレスは、同じ付加器によって拭かされることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項６記載のシステムであって、
１以上の検知器の出力を合成する合成器が設けられ、
合成された信号はシリアル・リンクによって前記信号処理器へ転送される、ことを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項６記載のシステムであって、
前記信号処理器は、
前記信号の発信源の表示を含む入力信号を受信する１以上のポートと、
該入力信号に時刻表示を付加するタイム・スタンパと、
該時刻表示及び発信源表示を含む信号をコンピュータへ供給するインターフェースと、
該信号を、それら信号によって保持される時刻及び場所表示を考慮して処理し、該信号若しくはそれらが表すイベントに関する情報を生成する、ことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
放射性物質による放射の結果として発生するイベントを監視する方法であって、
該イベントの検知範囲に複数の検知器ユニットを備え、該検知器ユニットのそれぞれは、該検知器によって検知されたイベントに応じて出力信号を生成し、
該検知器ユニットの信号出力を信号出力を生成する信号取扱器へ転送し、
該信号取扱器の信号出力を信号入力として信号処理器へ転送し、
該信号処理器は該信号を処理し、監視されるイベントの特徴を示す出力を生成し、
前記信号取扱器は、前記検知器の信号出力に該信号出力が発生した検知器を表す信号成分を付加し、
該検知器信号は合成され、
この合成された信号は、前記信号取扱器信号出力を形成する、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、信号の取扱及び処理における及び関する改善に関し、特に、放射能監視システムから発生する信号を取扱及び処理するシステムに関するが、これに限られるものではない。
【０００２】
多種多様の放射能監視システムが広い範囲の目的について知られている。これらには、アルファ放射、ベータ放射、ガンマ放射、若しくは中性子放射を検知するシステムが含まれる。検知は、例えば放射物の検知器との相互作用によって直接的に、又は、例えば検知器と相互作用した放射物の副生成物を通じて間接的に、達成され得る。
【０００３】
各計器によって検知される異なる放射、各計器の異なる目的、各計器が配置された異なる環境、及び、各計器操作の異なる方法のために、現存する計器は、特定用途向けに設計され、その特定用途に応じた内部構造及び操作モードを有する。
【０００４】
したがって、放射能監視用若しくは他の潜在的不良環境の監視用の計器を作る場合、現存するシステムは、該不良環境における若しくは該不良環境に近い機器の量を最小限にすると共に、該不良環境からより便利な場所へ可能な限り機器を移動させることが常に求められる。このように、信号を生成する検知器ユニットが不良環境の近くに配置され得る場合、増幅ユニット、及び識別ユニットなどの信号取扱装置と、カウンタ、データ・プロセッサ、及び結果発表ユニットなどの処理装置とは、検知器の不良環境から合理的に可能な限り遠くに移動させられる。
【０００５】
その目的の間で、本発明は、様々な状況において様々な放射種類及び／若しくは放射物を監視するのに素早い適合に対して適切な監視システムを提供することを模索する。本発明は、更に、その目的の間で、計器の設計の特殊性の度合及びコストを減らす。
【０００６】
本発明の第一の態様によれば、イベントを監視するシステムであって、複数の該イベント用検知器ユニットと、信号取扱手段と、信号処理手段と、を有し、前記検知器ユニットのそれぞれは、該検知器によって検知されたイベントに応じて出力信号を生成し、前記信号取扱手段は、前記検知器ユニットの信号出力を信号入力として受信し、信号取扱手段信号出力を生成し、前記信号処理手段は、前記信号取扱手段の信号出力を信号入力として受信し、この信号を処理して監視されるイベントの特徴を表す出力を生成し、前記信号取扱手段は、前記検知器ユニットの信号出力に該信号出力が発せられた検知器の表示を付加する手段を有し、前記合成信号は、前記信号取扱手段信号出力を形成する、ことを特徴とするシステムが提供される。
【０００７】
本発明の第二の態様によれば、イベントを監視するシステムであって、複数の該イベント用検知器ユニットと、信号取扱器と、信号処理器と、を有し、前記検知器ユニットのそれぞれは、該検知器によって検知されたイベントに応じて出力信号を生成し、前記信号取扱器は、前記検知器ユニットの信号出力を信号入力として受信し、信号取扱器信号出力を生成し、前記信号処理器は、前記信号取扱器の信号出力を信号入力として受信し、この信号を処理して監視されるイベントの特徴を表す出力を生成し、前記信号取扱器は、前記検知器ユニットの信号出力に該信号出力が発せられた検知器ユニットの表示を付加する表示付加器を有し、前記合成信号は、前記信号取扱器信号出力を形成する、ことを特徴とするシステムが提供される。
【０００８】
このように、信号取扱手段／信号取扱器からの信号出力は、該信号が発生した検知器ユニットを識別する可能性を残したまま、合成、又は、取扱・処理され得る。
【０００９】
１以上の該検知器ユニットは、イベントに応じて電気出力を生成することができるイベント検知器を有し得る。又、該検知器ユニットは、更に、該検知器出力を増幅し、検知器ユニット出力を形成することができる信号増幅器を有する。
【００１０】
上記イベントは、放射能に関する種類の排出であることが好ましい。
【００１１】
上記検知器ユニット出力は、例えばアナログ信号である。
【００１２】
上記信号増幅器は、上記検知器ユニットを構成する検知器の近くに設けられる。上記検知器の近くには、上記二者の間のリンク（例えば導線）があってもよい。このリンク長は、１メートル未満であり、特に該リンクが超遮蔽され得ない場合、５０ｃｍ未満だと好ましく、１５ｃｍ未満だと理想的である。超遮蔽されたリンクが採用される場合、１５ｍ以下のリンク長が用いられ得る。上記増幅器は、検知器ユニットを構成する検知器上にマウントされるのが特に好ましい。このマウントは、例えば、検知器上のねじ部分及び増幅器上の対応するねじ部分によって実現される。
【００１３】
各検知器には、自身の増幅器が備えられていることが好ましい。
【００１４】
増幅器は、信号出力用コネクタ、検知器からの信号入力受信用コネクタ、低圧電力入力受信用コネクタ、及び、高電圧電力入力受信用コネクタ、のうちの１つ以上を有することが好ましく、すべて有することが最も好ましい。一実施形態において、上記信号入力は、増幅器の一端に設けられ、低圧入力及び高圧入力は増幅器の反対側の端に設けられる。
【００１５】
上記増幅器は、電気コネクタを通じて、該イベント用の監視システムにおける他の構成要素に接続され得る。該増幅器は、信号取扱手段に接続されることが好ましい。該コネクタは、ねじ接続を通じて増幅器に取り付けられることが好ましい。この増幅器上のねじは、電気接続上のねじに対応する。信号電気コネクタが設けられることが好ましく、それが信号出力、低圧電力入力、及び高圧電力入力を転送する手段を有することが最も好ましい。上記電気コネクタは、多芯ケーブルでもよい。
【００１６】
上記検知器ユニットの１以上、好ましくはすべて、には、信号分岐能力及び／若しくはパラレル出力及び／若しくは入力が備えられ得る。該出力は、上記検知器ユニットのオペレーションを監視するのに用いられ得る。システム診断目的及び／若しくはセーフガード検査及び／若しくは認証目的及び／若しくは他のイベント監視システム若しくはその一部との接続のために、１以上のパラレル・リンクが設けられ得る。検知器以外によって生成された検知器種類信号及び／若しくは他の形式のテスト信号を受信するための１以上のパラレル入力を設けてもよい。
【００１７】
上記検知器が対象とするイベントは、α粒子、β粒子、γ線、中性子、Ｘ線、核分裂片、光子若しくはイオン、のうちの１以上を含み得る。該イベントが光子若しくはイオンの場合、それらは、α粒子、β粒子、γ線、中性子、Ｘ線、又は、核分裂片のうちの１以上によって生成されることが好ましい。
【００１８】
α検知に対して、該検知器は、特に直接検知が所望される場合には、表面障壁形検知器若しくはガイガーカウンタでもよく、α粒子の通過によって生じたイオン・イベントを検知するイオン検知器でもよい。
【００１９】
β検知に対して、該検知器は、特に直接検知が所望される場合には、イオン・チャンバ若しくはガイガーカウンタでもよく、β粒子の通過によって生じたイオン・イベントを検知するイオン検知器でもよい。
【００２０】
γ検知に対して、該検知器は、シンチレーション検知器若しくは半導体検知器であることが好ましい。
【００２１】
中性子検知に対して、該検知器は、３Ｈｅ若しくはＢＦ３タイプの検知器であることが好ましい。
【００２２】
上記検知器ユニットは、該検知器ユニットを信号取扱手段へ接続する電気接続を有してもよい。この電気接続は、例えば多芯ケーブルである。このケーブルは、２５メートル以上でもよく、５０メートル以上でもよく、若しくは、１００メートル以上でもよい。これは、干渉を通る信号に対する問題無しに実現され得る。該接続は超遮蔽ケーブル及び／若しくは超遮蔽接続を採用する必要がないことが特に好ましい。
【００２３】
上記監視システムは、数十若しくは数百の検知器ユニットを有し得る。該監視システムの検知器ユニットはグループに分割され、各グループが信号取扱手段へ接続されることが好ましい。これは、該システムを構成する検知器ユニットの数が１６を超えた場合若しくは８を超えた場合に特に好ましい。検知器ユニットの各グループに対して個別の信号取扱手段群が用いられることが好ましい。
【００２４】
この信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器は、取り扱われる信号を受信する複数のポートと、受信した信号にアドレスを付加する手段とを有し得る。このアドレスは、該アドレスが付加される信号を受信したポートを定義し、該アドレスが付加された信号は１以上のポートを通って出力される。
【００２５】
この信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器は、アドレスを付加する信号を受信する入力ポートを１６個まで持つことが好ましい。該信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器は、このようなポートを８個まで持つことがより好ましい。
【００２６】
この信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器は、１以上の識別器を有することが好ましい。この識別器は、受信信号のいずれの部分が更なる取扱を要求する真の信号に対応するか、及び／若しくは、受信信号のいずれの部分がノイズ及び／若しくは干渉に対応するか、及び／若しくは、更なる取扱を要求していないか、を判断する。各ポートは、自身の識別器へ接続されることが好ましい。
【００２７】
上記ポートの１以上、好ましくはすべて、には、受信信号イベントのインジケータが備えられることが好ましい。この表示は、光などの可視的表示でもよく、信号が該ポートを通過する際に絶えず光るＬＥＤであるとより好ましい。
【００２８】
検知器アドレスは、信号全体の一部を構成するように、該信号に付加されることが好ましい。３若しくは４ビットの検知器アドレスが付加されることが好ましい。この検知器アドレスは、好ましくは識別器と同じカード上に設けられたアドレス・エンコーダによって付加され得る。信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器に対するアドレスは、取扱器アドレスを与えるために該信号に付加される。信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器に対して、４〜６ビットの取扱器アドレスが用いられ得る。検知器／ポート・アドレスと、信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器アドレスとは、同じエンコーダによって付加される。３ビットの検知器／ポート・アドレスと、５ビットの信号取扱器アドレスとが付加されることが理想的である。
【００２９】
イベント・エネルギ・アドレスが、好ましくは信号全体の一部を構成するように、該信号に付加され得る。このイベント・エネルギ・アドレスは、該信号を生成したイベント・エネルギ・レベルを表すことが好ましい。このイベント・エネルギ・アドレスは、好ましくは信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器によって、複数の検知器及び／若しくはポートからの信号を合成する前に付加され得る。このイベント・エネルギ・アドレスは、複数の検知器及び／若しくはポートからの信号を合成した後に該信号へ付加され得る。
【００３０】
合成手段及び／若しくは合成器は、１以上のポート及び／若しくは識別器の出力を合成することが好ましい。この合成は、信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器によって受信されたすべての信号を運ぶ信号接続を提供することが好ましく、すべての識別された信号であることが最も好ましい。
【００３１】
この信号接続は、信号取扱手段出力インターフェース及び／若しくは信号取扱器出力インターフェースへの入力を提供することが好ましい。この出力インターフェースは、例えば銅線若しくは光ファイバ線などのシリアル・リンク用のインターフェースであり、毎秒１ギガビットより大きい容量を有することが最も好ましい。この出力インターフェースは、該出力を後続の場所及び／若しくはオペレーションへ運ぶシリアル・リンクへ接続されることが好ましい。
【００３２】
上記ポートの１以上、好ましくは全部、には、パラレル出力が備えられ得る。この出力は、検知器及び／若しくは識別器及び／若しくは該ポートのアドレス・エンコーディングのオペレーションを監視するのに用いられ得る。１以上のパラレル・リンクは、システム診断目的、及び／若しくは、セーフガード検査、及び／若しくは、認証目的、及び／若しくは、他のイベント監視システム若しくはその一部へ接続するために、設けられ得る。検知器以外によって生成された及び／若しくはテスト信号の他の形式の検知器種類信号を受信する１以上のパラレル・ポートが設けられ得る。
【００３３】
このシリアル・リンクは、銅ケーブルなどの電気的接続でもよく、光ファイバ・ケーブルなどの光学的接続でもよい。このシリアル・リンクは、１６ビット・リンクであることが好ましい。このシリアル・リンクは、信号雑音若しくは干渉の問題を導入せずに、少なくとも５０メートルであり、随意的に少なくとも２００メートルであってもよく、随意的に少なくとも１０００メートル以上であってもよい。このシリアル・リンクは、信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器を、例えば信号処理手段及び／若しくは信号処理器などの後続のステージへ接続することが好ましい。
【００３４】
識別器の閾値及び／若しくはパルス形成パラメータ及び／若しくは他の特徴は、調整可能であってもよい。信号取扱手段の低圧パワ出力及び／若しくは高圧パワ出力のパワ及び／若しくは他の特徴は、調整可能であってもよい。信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器内へ制御信号を入力することによって調整が可能であることが好ましい。この制御信号は、信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器以外の場所で生成及び／若しくは入力されてもよい。例えば、この制御信号は、制御場所及び／若しくは信号処理手段及び／若しくは信号処理器によって提供され得る。この制御信号は、信号取扱手段出力インターフェース及び／若しくは信号取扱器出力インターフェースを経由して、識別器及び／若しくは電源へ提供され得る。この制御信号は、シリアル・リンクによって、最も好ましくは信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器からの信号出力を提供するのと同じシリアル・リンクによって、信号取扱手段インターフェース及び／若しくは信号取扱器インターフェースへ運ばれ得る。
【００３５】
本監視システムは、複数の信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器を有し得る。各信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器には、自身の検知器ユニット群が備えられることが好ましい。この信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器は、互いに等価であり、それらが接続されている検知器ユニットが異なる点が唯一の差異であることが最も好ましい。
【００３６】
複数の信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器が設けられる場合、それらは、受信及び／若しくは出力する信号へ、それらが特定の信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器によって取り扱われたことを示す表示を付加する手段を有し得る。この表示は、出力された信号の一部を構成してもよい。複数の信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器からの出力は、互いに合成されることが好ましく、合成され、信号処理手段及び／若しくは信号処理器などの後続ステージへの入力を構成することが最も好ましい。これら複数の信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器は、共通のシリアル・リンクによって、信号処理手段及び／若しくは信号処理器へ接続され得る。
【００３７】
信号処理手段及び／若しくは信号処理器は、その信号の発信源の表示を含む入力信号を受信する１以上のポートと、該入力信号へ時刻表示を付加する手段と、時刻表示及び発信源表示を含む信号を計算手段及び／若しくはコンピュータへ供給するインターフェースと、該信号をそれらが保持する時刻及び場所表示に基づいて処理し、該信号若しくはそれが表すイベントに関する情報を生成する計算手段及び／若しくはコンピュータと、を有し得る。
【００３８】
信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器及び／若しくは検知器からの信号は、単一のポートを通じて受信されることが好ましい。このポートは、シリアル・リンクによって、前のステージ若しくはオペレーションへ接続されることが好ましい。この前ステージは、１以上の信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器を含み得る。たとえば検査及び／若しくは認証目的及び／若しくはシステム診断目的で、１以上の他のポートが設けられてもよい。このポートは、信号処理手段、及び／若しくは、信号処理器、及び／若しくは、信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器によって前のステージから受信された信号、によって変えられた出力信号に対して用いられ得る。このポートは、信号処理手段及び／若しくは信号処理器へテスト信号を入力するのに用いられ得る。
【００３９】
この処理手段及び／若しくは信号処理器は、信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器及び／若しくは検知器ユニットへ制御信号を出力する１以上の出力を含み得る。この処理手段及び／若しくは信号処理器は、信号処理手段及び／若しくは信号処理器及び／若しくは検知器ユニット上でステータス・チェックを実行する１以上の入力及び／若しくは出力を有し得る。
【００４０】
入力信号へ時刻表示を付加する手段及び／若しくはタイム・スタンパは、タイム・スタンピング・カードを有することが好ましい。この手段及び／若しくはタイム・スタンパは、該信号に、イベントの時刻を示す別の信号成分を付加することが好ましい。この時刻表示は、問題となっている信号を生成した検知の時刻に関連することが好ましい。この時刻表示は、絶対的な時刻の表示でもよく、及び／若しくは、他の検知の時刻に対する相対的な時刻の表示でもよい。この別の信号若しくは信号成分は、例えば２４ビットのアドレスである。
【００４１】
この時刻表示を含む信号は、データ・バッファリング手段及び／若しくはデータ・バッファを通じて、上記インターフェースへ提供されることが好ましい。このデータ・バッファリング手段及び／若しくはデータ・バッファは、例えば、時刻表示を付加する手段及び／若しくはタイム・スタンパからのデータ入力レートが、該インターフェースを通じた上記計算手段及び／若しくはコンピュータへのデータ送信レートの最大値を超える場合に、データを記録する。この場合に、記録されたデータは、時刻表示を付加する手段及び／若しくはタイム・スタンパからのデータ入力レートが、該インターフェースを通じた上記計算手段及び／若しくはコンピュータへのデータ送信レートの最大値を下回る場合に、該計算手段及び／若しくはコンピュータへ出力される。
【００４２】
上記インターフェースは、ＰＣＩバスによって提供されることが好ましい。
【００４３】
この計算手段及び／若しくはコンピュータは、上記インターフェースへ直接接続されることが好ましい。別の方法として、この計算手段及び／若しくはコンピュータは、それぞれのインターフェース及びこれらインターフェース間をつなぐリンクを経由して、第一の計算手段及び／若しくは第一のコンピュータへ接続された第二の計算手段及び／若しくは第二のコンピュータであってもよい。このインターフェースは、例えばＰＣＩバスである。このインターフェース間のリンクは、例えばイーサネット接続である。第二の計算手段及び／若しくは第二のコンピュータが信号の計算を実行するために用いられるとき、第一の計算手段及び／若しくは第一のコンピュータは、例えばシステム制御及び／若しくはデータ組立及び／若しくはデータ整理及び／若しくはデータ表示などの他の計算目的に用いられることが好ましい。この計算手段及び／若しくはコンピュータは、コンピュータ・プロセッサであることが好ましい。この計算手段及び／若しくはコンピュータは、例えばディジタル信号処理カードである。
【００４４】
この計算手段及び／若しくはコンピュータによって生成された情報は、１又は複数の検知器ユニットによって検知可能な１又は複数の場所におけるイベント生成物質のレベルに関する表示でもよく、及び／若しくは、１又は複数の検知器ユニットによって検知可能な１又は複数の場所におけるイベント生成物質の分散に関する表示でもよく、及び／若しくは、１又は複数の検知器ユニットによって検知可能な１又は複数の場所におけるイベント生成物質の例えば同位体組成などの構成の特徴に関する表示でもよい。
【００４５】
この情報は、信号処理手段及び／若しくは信号処理器の計算手段及び／若しくはコンピュータによって生成され得る。
【００４６】
２以上の信号処理手段及び／若しくは信号処理器は、１以上の別の信号処理手段及び／若しくは信号処理器へ入力される出力を提供し得る。この別の信号処理手段及び／若しくは別の信号処理器は、上記信号処理手段及び／若しくは信号処理器に応じて設けられ得る。別途若しくは加えて、この別の信号処理手段及び／若しくは別の信号処理器は、異なる信号処理手段及び／若しくは異なる信号処理器を提供し得る。信号処理手段及び／若しくは別の信号処理手段及び／若しくは信号処理器及び／若しくは別の信号処理器のうちの１以上は、例えばイーサネット接続である共通のリンクによって接続され得る。このイーサネット接続は、信号処理手段及び／若しくは別の信号処理手段及び／若しくは信号処理器及び／若しくは別の信号処理器に設けられたＰＣＩバスとのインターフェースとなり得る。
【００４７】
この信号処理手段及び／若しくは信号処理器及び／若しくは別の信号処理手段及び／若しくは別の信号処理器は、ここで説明した信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器の他に、１以上の信号生成ステージからも信号を受信し得る。
【００４８】
上記情報は、上記別の信号処理手段及び／若しくは別の信号処理器の計算手段及び／若しくはコンピュータによって生成され得る。
【００４９】
上記信号処理手段及び／若しくは信号処理器は、前のステージ及び／若しくはオペレーションの１以上の機能に対して制御信号を提供し得る。この制御信号は、該信号処理手段及び／若しくは信号処理器へ信号入力を提供するのと同じシリアル・リンクを通じて提供されることが好ましい。
【００５０】
特に好ましい実施形態において、監視システムは、複数の検知器ユニットと、信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器と、シリアル・リンクと、信号処理手段及び／若しくは信号処理器と、を有し、上記検知器ユニットの少なくとも１つは、監視されるイベント用の検知器と、該検知器によって生成された信号を増幅する増幅器と、を有し、上記信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器は、増幅された信号を受信する手段と、該信号に該信号が発せられた検知器ユニットの表示を付加する手段及び／若しくはエンコーダと、該表示付加後の信号を合成する手段と、を有し、上記シリアル・リンクは、上記信号取扱ステージ及び／若しくは信号取扱器からの合成信号を上記信号処理手段及び／若しくは信号処理器へ転送し、上記信号処理手段及び／若しくは信号処理器は、該信号の発信源の検知器ユニットの表示を含む信号及び／若しくは信号受信器と、該信号に該信号が検知器ユニットによって生成された時刻の表示を適用する手段及び／若しくはタイム・スタンパと、該信号が保持する時刻表示及び検知器ユニット表示を用いて、該信号若しくはそれらが表すイベントに関する情報を生成するためのソフトウェアを用いて該信号を処理する計算手段及び／若しくはコンピュータと、を有する。
【００５１】
本発明の第三の態様によれば、イベント監視方法であって、該イベントの検知範囲に複数の検知器ユニットを備え、該検知器ユニットのそれぞれは、該検知器によって検知されたイベントに応じて出力信号を生成し、該検知器ユニットの信号出力を信号出力を生成する信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器へ転送し、該信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器の信号出力を信号入力として信号処理手段及び／若しくは信号処理器へ転送し、該信号処理手段及び／若しくは信号処理器は該信号を処理し、監視されるイベントの特徴を示す出力を生成し、上記信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器は、上記検知器の信号出力に該信号出力が発生した検知器を表す信号成分を付加し、該合成信号は、上記信号取扱手段出力及び／若しくは信号取扱器信号出力を形成する、ことを特徴とする方法が提供される。
【００５２】
本発明の上記第三の態様は、本ドキュメントのどこかで示された機能、オプション、及び可能性を、それらの実施に必要な工程、ステージ、方法、及びオペレーションと共に、含み得る。
【００５３】
本発明の第四の態様によれば、イベントに応じて電気的出力を生成し得るイベント検知器と、該検知器出力を増幅し、検知器ユニット出力を形成し得る信号増幅器と、を有する検知器ユニットが提供される。
【００５４】
上記イベントは、放射能に関する排出物種類であることが好ましい。
【００５５】
上記検知器ユニット出力は、例えばアナログ信号である。
【００５６】
上記信号増幅器は、上記検知器ユニットを与える検知器の近くに設けられることが好ましい。上記検知器の近くには、上記二者の間のリンク（例えば導線）があってもよい。このリンク長は、１メートル未満であり、特に該リンクが超遮蔽され得ない場合、５０ｃｍ未満だと好ましく、１５ｃｍ未満だと理想的である。超遮蔽されたリンクが採用される場合、１５ｍ以下のリンク長が用いられ得る。上記増幅器は、検知器ユニットを構成する検知器上にマウントされるのが特に好ましい。このマウントは、例えば、検知器上のねじ部分及び増幅器上の対応するねじ部分によって実現される。
【００５７】
各検知器には、自身の増幅器が備えられていることが好ましい。
【００５８】
増幅器は、信号出力用コネクタ、検知器からの信号入力受信用コネクタ、低圧電力入力受信用コネクタ、及び、高電圧電力入力受信用コネクタ、のうちの１つ以上を有することが好ましく、すべて有することが最も好ましい。一実施形態において、上記信号入力は、増幅器の一端に設けられ、低圧入力及び高圧入力は増幅器の反対側の端に設けられる。
【００５９】
上記増幅器は、電気コネクタを通じて、該イベント用の監視システムにおける他の構成要素に接続され得る。該増幅器は、信号取扱手段に接続されることが好ましい。該コネクタは、ねじ接続を通じて増幅器に取り付けられることが好ましい。この増幅器上のねじは、電気接続上のねじに対応する。信号電気コネクタが設けられることが好ましく、それが信号出力、低圧電力入力、及び高圧電力入力を転送する手段を有することが最も好ましい。上記電気コネクタは、例えば多芯ケーブルである。
【００６０】
上記検知器ユニットの１以上、好ましくはすべて、には、信号分岐能力及び／若しくはパラレル出力及び／若しくは入力が備えられ得る。該出力は、上記検知器ユニットのオペレーションを監視するのに用いられ得る。システム診断目的及び／若しくはセーフガード検査及び／若しくは認証目的及び／若しくは他のイベント監視システム若しくはその一部との接続のために、１以上のパラレル・リンクが設けられ得る。検知器以外によって生成された検知器種類信号及び／若しくは他の形式のテスト信号を受信するための１以上のパラレル入力を設けてもよい。
【００６１】
上記検知器が対象とするイベントは、α粒子、β粒子、γ線、中性子、Ｘ線、核分裂片、光子若しくはイオン、のうちの１以上を含み得る。該イベントが光子若しくはイオンの場合、それらは、α粒子、β粒子、γ線、中性子、Ｘ線、又は、核分裂片のうちの１以上によって生成されることが好ましい。
【００６２】
α検知に対して、該検知器は、特に直接検知が所望される場合には、表面障壁形検知器若しくはガイガーカウンタでもよく、α粒子の通過によって生じたイオン・イベントを検知するイオン検知器でもよい。
【００６３】
β検知に対して、該検知器は、特に直接検知が所望される場合には、イオン・チャンバ若しくはガイガーカウンタでもよく、β粒子の通過によって生じたイオン・イベントを検知するイオン検知器でもよい。
【００６４】
γ検知に対して、該検知器は、シンチレーション検知器若しくは半導体検知器であることが好ましい。
【００６５】
中性子検知に対して、該検知器は、３Ｈｅ若しくはＢＦ３タイプの検知器であることが好ましい。
【００６６】
上記検知器ユニットは、該検知器ユニットを信号取扱手段へ接続する電気接続を有してもよい。この電気接続は、例えば多芯ケーブルである。このケーブルは、２５メートル以上でもよく、５０メートル以上でもよく、若しくは、１００メートル以上でもよい。これは、干渉を通る信号に対する問題無しに実現され得る。該接続は超遮蔽ケーブル及び／若しくは超遮蔽接続を採用しないことが特に好ましい。
【００６７】
上記信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器は、本発明の第四の態様に従って、及び／若しくは、このドキュメントのどこかで詳述されるように、設けられ得る。
【００６８】
本発明の第五の態様によれば、取り扱われる信号を受信する複数のポートと、受信された信号に該信号を受信したポートを定義するアドレスを付加する手段及び／若しくはエンコーダと、を有し、アドレスされた信号は１以上のポートを通って出力される、ことを特徴とする信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器が提供される。
【００６９】
この信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器は、アドレスを付加する信号を受信する入力ポートを１６個まで持つことが好ましい。該信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器は、このようなポートを８個まで持つことがより好ましい。
【００７０】
この信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器は、１以上の識別器を有することが好ましい。この識別器は、受信信号のいずれの部分が更なる取扱を要求する真の信号に対応するか、及び／若しくは、受信信号のいずれの部分がノイズ及び／若しくは干渉に対応するか、及び／若しくは、更なる取扱を要求していないか、を判断する。各ポートは、自身の識別器へ接続されることが好ましい。
【００７１】
上記ポートの１以上、好ましくはすべて、には、受信信号イベントのインジケータが備えられることが好ましい。この表示は、光などの可視的表示でもよく、信号が該ポートを通過する際に絶えず光るＬＥＤであるとより好ましい。
【００７２】
上記アドレスは、信号全体の一部を構成するように、該信号に付加されることが好ましい。３若しくは４ビットのアドレスが付加されることが好ましい。このアドレスは、好ましくは識別器と同じカード上に設けられたアドレス・エンコーダによって付加され得る。信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器に対するアドレスは、該信号に付加されることが好ましい。信号取扱手段に対して、４〜６ビットのアドレスが用いられ得る。検知器／ポート・アドレスと、信号取扱手段アドレスとは、同じエンコーダによって付加されることが好ましい。３ビットの検知器／ポート・アドレスと、５ビットの信号取扱手段アドレスとが付加されることが理想的である。
【００７３】
１以上のポート及び／若しくは識別器の出力を合成する手段が設けられることが好ましい。この合成は、信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器によって受信されたすべての信号を運ぶ信号接続を提供することが好ましく、すべての識別された信号であることが最も好ましい。
【００７４】
この信号接続は、信号取扱手段出力インターフェースへの入力を提供することが好ましい。この出力インターフェースは、例えば銅線若しくは光ファイバ線などのシリアル・リンク用のインターフェースであり、毎秒１ギガビットより大きい容量を有することが最も好ましい。この出力インターフェースは、該出力を後続の場所及び／若しくはオペレーションへ運ぶシリアル・リンクへ接続されることが好ましい。
【００７５】
上記ポートの１以上、好ましくは全部、には、パラレル出力が備えられ得る。この出力は、検知器及び／若しくは識別器及び／若しくは該ポートのアドレス・エンコーディングのオペレーションを監視するのに用いられ得る。１以上のパラレル・リンクは、システム診断目的、及び／若しくは、セーフガード確認、及び／若しくは、認証目的、及び／若しくは、他のイベント監視システム若しくはその一部へ接続するために、設けられ得る。検知器以外によって生成された及び／若しくはテスト信号の他の形式の検知器種類信号を受信する１以上のパラレル・ポートが設けられ得る。
【００７６】
このシリアル・リンクは、銅ケーブルなどの電気的接続でもよく、光ファイバ・ケーブルなどの光学的接続でもよい。このシリアル・リンクは、８ビット・リンクであることが好ましい。このシリアル・リンクは、信号雑音若しくは干渉の問題を導入せずに、少なくとも５０メートルであり、随意的に少なくとも２００メートルであってもよく、随意的に少なくとも１０００メートル以上であってもよい。このシリアル・リンクは、信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器を、例えば信号処理手段及び／若しくは信号処理器などの後続のステージへ接続することが好ましい。
【００７７】
上記識別器の閾値及び／若しくは他の特徴は、調整可能であってもよい。信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器の低圧パワ出力及び／若しくは高圧パワ出力のパワ及び／若しくは他の特徴は、調整可能であってもよい。信号取扱手段へ制御信号を入力することによって調整が可能であることが好ましい。この制御信号は、信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器以外の場所で生成及び／若しくは入力されてもよい。例えば、この制御信号は、制御場所及び／若しくは信号処理手段及び／若しくは信号処理器によって提供され得る。この制御信号は、信号取扱手段出力インターフェース及び／若しくは信号取扱器出力インターフェースを経由して、識別器及び／若しくは電源へ提供され得る。この制御信号は、シリアル・リンクによって、最も好ましくは信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器からの信号出力を提供するのと同じシリアル・リンクによって、信号取扱手段インターフェース及び／若しくは信号取扱器インターフェースへ運ばれ得る。
【００７８】
本発明の第六の態様によれば、その信号の発信源の表示を含む入力信号を受信する１以上のポートと、該入力信号に時刻表示を付加する手段及び／若しくはタイム・スタンパと、該時刻表示及び発信源表示を含む信号を計算手段及び／若しくはコンピュータへ供給するインターフェースと、該信号を、それら信号によって保持される時刻及び場所表示に基づいて処理し、該信号若しくはそれらが表すイベントに関する情報を生成する、計算手段及び／若しくはコンピュータと、を有する信号処理手段及び／若しくは信号処理器が提供される。
【００７９】
信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器及び／若しくは検知器ユニットからの信号は、単一のポートを通じて受信されることが好ましい。このポートは、シリアル・リンクによって、前のステージ若しくはオペレーションへ接続されることが好ましい。この前ステージは、１以上の信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器を含み得る。例えば確認及び／若しくは認証目的及び／若しくはシステム診断目的で、１以上の他のポートが設けられてもよい。このポートは、信号処理手段、及び／若しくは、信号処理器、及び／若しくは、信号取扱手段及び／若しくは信号取扱器によって前ステージから受信された信号、によって変えられた出力信号に対して用いられ得る。このポートは、信号処理手段及び／若しくは信号処理器へテスト信号を入力するのに用いられ得る。
【００８０】
上記入力信号へ時刻表示を付加する手段及び／若しくはタイム・スタンパは、タイム・スタンピング・カードを有することが好ましい。この時刻表示は、問題となっている信号を生成した検知の時刻に関連することが好ましい。この時刻表示は、該信号が時刻表示を付加する手段に到達した時刻に関連するものであってもよい。この時刻表示は、絶対的な時刻の表示でもよく、及び／若しくは、他の検知の時刻に対する相対的な時刻の表示でもよい。
【００８１】
この時刻表示を含む信号は、データ・バッファリング手段及び／若しくはデータ・バッファを通じて、上記インターフェースへ提供されることが好ましい。このデータ・バッファリング手段及び／若しくはデータ・バッファは、例えば、時刻表示を付加する手段及び／若しくはタイム・スタンパからのデータ入力レートが、該インターフェースを通じた上記計算手段及び／若しくはコンピュータへのデータ送信レートの最大値を超える場合に、データを記録する。この場合に、記録されたデータは、時刻表示を付加する手段及び／若しくはタイム・スタンパからのデータ入力レートが、該インターフェースを通じた上記計算手段及び／若しくはコンピュータへのデータ送信レートの最大値を下回る場合に、該計算手段及び／若しくはコンピュータへ出力される。
【００８２】
上記インターフェースは、ＰＣＩバスによって提供されることが好ましい。
【００８３】
この計算手段及び／若しくはコンピュータは、コンピュータ・プロセッサであることが好ましい。この計算手段及び／若しくはコンピュータは、例えばディジタル信号処理カードである。
【００８４】
この信号処理手段及び／若しくは信号処理器は、前ステージ及び／若しくはオペレーションの１以上の機能に対して制御信号を提供し得る。この制御信号は、該信号処理手段及び／若しくは信号処理器へ信号入力を提供するのと同じシリアル・リンクを通じて提供されることが好ましい。
【００８５】
ここで、本発明の様々な実施形態を、例示のみを目的として、添付図面を参照して説明する。
【００８６】
特に放射能及び関連する特性を監視することに関する多くの様々な状況において、監視された特性を示す生信号を取得し、それら信号を監視点から離れた場所まで伝達し、該生信号を維持若しくは向上させるように該信号を取り扱い、該信号を処理して、基本特性を得る、及び／若しくは、それら信号を処理して、該生信号の洗練された分析に基づいた情報を得る。
【００８７】
多種多様の状況及びシナリオが放射能監視には求められる。用途は以下を含む。
１．  会計及び制御目的で情報が必要となる状況を監視するセーフガード及び処理。このようなシステムは、個々の容器のプルトニウム含量のリアルタイム測定と、非常に多くの中性子検知器から発生する信号の処理を通じたゾーン若しくはは工場の処理、及び、サンプル中のアクティブ中性子調査を通じたカン、ドラム、若しくは小さいパッケージの核分裂性物質含量の判断と、を含む。
２．  例えば、グローブ・ボックスなどのプルトニウム含量を該グローブ・ボックスにおいて核分裂性物質によって発せられた中性子の検知を通じて決定することによって、アイテム、アリア、若しくは場所において放射性物質の分布が決定される必要がある場合の用途を廃止する。
３．  臨界イベントの素早い表示が必要とされ、該臨界についての多くのイベント後情報が望まれる場合の臨界監視。上記情報は、臨界の発生が考えられる場所中に分散された検知器の列を通じて得られる。
４．  例えば、ガンマ検知器群を通じて、若しくは、光子などの放射性排出物の副生成物を検知することを通じて、時間の経過による状態変化について広いエリアを監視することが要求される場合のストレージ及びメンテナンス。
５．  パッシブ中性子法、アクティブ中性子法、若しくは他の技術を用いて、アイテムの排出レベル及び／若しくは容器の内容が決定されなければならない場合の廃棄物監視。
６．  例えば空気中のガンマ・レベルなどのエリアから発生する放射能が決定されなければならない場合の保険物理学及び環境監視。
【００８８】
かなり多くの異なる環境は、更に、監視を要求し、結果として、異なる要求を計器に課し得る。例えば、計器は、比較的小さい容器の内部特性の監視、大きなアイテムの表面汚染の監視、広いエリアの長期監視、工場全体のかなり多くの個々の場所の個別監視、及び、かなり多くの他の場合、などに用いられる。
【００８９】
無数の異なる環境、異なる目的、及び監視される排出物の異なる形は、これら特定の目的のそれぞれに答えるために、非常に異なる技術及び非常に異なる計器が開発されることを結果として招いた。このような進行は、それらエンド・ユースに慎重にあつらわれた機器が結果として高品質な情報を与えることを導いた。
【００９０】
放射能監視計器の作動環境のために、安定した強固なドライバが、放射能の近くに提示される構成要素のコストを簡素化及び最小化し、放射能から必要且つ実現可能なだけ大きく離れたところのシステムのより洗練された高価な構成要素を提供する。このように、洗練された構成要素は、放射能から保護され、メンテナンス及び交換のためにアクティブなエリアへアクセスすることを必要としない場所に設けられる。
【００９１】
これら２つの傾向を示すシステムは、プロセス容器におけるプルトニウム分布を監視する計器に関連して、図１に示される。
【００９２】
このシステムは、監視場所３ａ、３ｂ等の近くに個別の検知器２ａ、２ｂ等若しくは検知器群を採用する。場所３ａ、３ｂに存在する中性子は、個々の検知器２ａ、２ｂによって検知され、それぞれがケーブル５ａ、５ｂに沿って信号取扱・処理システムへ伝達される小さな電気信号を生成する。ケーブル５は、しばしば相当な長さがあり、信号情報を距離的分離若しくは壁などの物理的分離によって提供される境界８を通ってアクティブ・エリア６から非アクティブ・エリア１０へ移動させる。このエリア１０は、概して１２で示される、信号を取り扱う装置を含む。
【００９３】
使用中、場所３ａにおける中性子は、検知器２ａによって検知されると信号を生成し、該信号はケーブル５ａに沿って伝達される。ケーブル５ａは初期プレ増幅ユニット１４ａにつながっている。一旦増幅されると、該信号は接続１８ａを通って成形増幅器２０ａへ進む。成形増幅器２０ａは、該信号が識別器２２ａへ転送される前に、それらを処理するのを手伝う。識別器２２ａは、雑音及び所定の閾値を超えない他の明らかな信号を除外するように、検知器における発生に対応する信号を識別する。不要なものが取り除かれた信号は、次いで、接続２４ａを通って、中性子計数ハードウェア２６ａへ進められる。
【００９４】
中性子計数ハードウェア２６ａは、検知された全中性子の直接計数ＴＮＣと、（同じ核分裂イベントから発生する中性子を構成する程度に十分に互いに接近して到着した中性子を決定する）中性子一致計数ＮＣＣと、を有する。
【００９５】
計数ハードウェア２６ａからの結果は、更なる検討及び発表のために、コンピュータ２８へ転送される。
【００９６】
他の場所３ｂからの信号も同一の方法で、但し別のユニットにおいて、取り扱われる。非常に多くの他の検知器は、それぞれが同一の方法で異なるユニットによって取り扱われる計器／システムの全体の一部を形成し得る。
【００９７】
他の計数ステージ２６ｂ等からの結果も、共通した検討、比較などのために、コンピュータ２８ａへ転送される。
【００９８】
プレ増幅器１４ａ、１４ｂは共通ＥＨＴ電源１６から電力供給を受け、識別器２２ａ、２２ｂ、成形増幅器２０ａ、２０ｂ、及び、プレ増幅器１４ａ、１４ｂは共通ＬＴ電源３０から電力供給を受ける、ことが考えられる。
【００９９】
これら様々な工程を実行するより複雑なハードウェアは、保護とメンテナンス及び交換のための容易なアクセスとのために、アクティブな場所３ａ、３ｂ等から十分に離れた工場エリア６にある。
【０１００】
加えて、該ハードウェアの配置及び機能は、所望の情報をそのハードウェアを通じて生成するための特定の観点を持って受信するように信号を取り扱うたように設計され、あつらえられる。
【０１０１】
本発明は、容易に修正が可能な一致した機器を用いた異なる目的が要求される多様な異なる計器種類において遭遇する信号を取扱及び処理することが意図されたシステムを提供することに関して、産業界の現在の傾向からの根本的な逸脱を表す。該システムは、更に、検知器の近くに検知器の代わりに追加的構成要素を備える現在の傾向からの逸脱をも表す。これら一般的な変更からの重要な技術的及び経済的利点の幹は、本発明のより具体的な特徴からの利点と共に説明される。
【０１０２】
一般的に、該システムは、監視タスクのために要求された場所に検知器を設ける。該検知器のそれぞれには、その信号用の付属増幅器が備えられる。この増幅器は、小さく、低価格であるが、該信号の中間増幅を与えるのに十分であり、複雑なハードウェアを干渉から保護する。中間ステージは、該信号のいくつかの初期取扱を適用し、該信号に検知器アドレスを取り付け、用いられた複数の等価な取扱ステージのために必要なところに取扱ステージ・アドレスを取り付ける。この取扱ステージは、更に、検知されたイベントのエネルギを示すためのエネルギ・レベル・アドレスを該信号に取り付けてもよい。これにより、すべての信号は、情報の損失無しに、単一のリンク、すなわちシリアル・リンク内へ合成されることが可能となる。このシリアル・リンクは、パラレル・リンクに対する必要性を回避することによって、ケーブル敷設要求を低減する。後続の処理すれ−時の第一部分は、タイム・スタンピングを用いて、コンピュータ・ソフトウェアに基づく処理を容易にするために、イベント情報の時刻を該信号に加える。次いで、該処理自体が、ソフトウェアと該イベントについて処理された詳細な情報とを用いる多くの方法によって、容易に実行されることができる。
【０１０３】
このように作動するシステムの設計は、同じ基礎的汎用システムの使用を通じた複数の特定計器の供給を潜在的に適用可能にする。これは大幅なコスト抑制という利益を有する。これら利益は、簡素な計器を用いる場合にコスト面から汎用システムの適用性を判断することなく、複雑な計器を用いる場合に技術的能力の面から汎用システムの適用性を判断することなく、達成される。
【０１０４】
この全く新しいシステムの利点を実現するために、該システムの複数の個別の部品は更なる利益を産むように設計・最適化される。該システムの部品は、互いに組み合わせて用いられた場合について以下で説明されているが、重要な利益は他の部品なしでそれらを個別に用いることからも得られることは明らかである。
【０１０５】
本発明において用いられる修正された検知器構造は図２に示される。監視される環境の近くに設けられる検知器構造は、検知器５００自体と、検知器５００の一端上に設けられた増幅器５０２と、を示す。該不良環境に接するところ若しくは近くに追加的装置を導入することは、従来の実務と比較して大幅な向上を表す。検知器５００は、検討中の排出物若しくは副生成物の検知に応答して信号を生成するのに適した種類である。
【０１０６】
本例において、検知器５００は、中性子検知器であり、特に、３Ｈｅ比例検知器である。検知器５００及びそれを囲む材料５０４は、該計器の用途に応じて、所望のエネルギの中性子の検知を与えるために変えることができる。検知器５００には、対応する増幅器５０２上のねじ穴５０８と協働するねじ山５０６が備えられる。増幅器は、検知器信号を接続５１０に沿って受信し、高圧電源を接続５１２を通じて受信し、低圧電源を接続５１４を通じて受信する。検知器５００において発生する非常に低レベルの信号は、増幅器５０２において大幅に増幅され、接続５１６を用いて、後続のステージへ出力される。出力接続５１６及び電源５１２、５１４は、ねじ金具５２０を通じて増幅器５０２へ接続された単一の多芯ケーブル５１８に備えられる。
【０１０７】
検知器５００上の増幅器５０２によって提供される増幅は、検知器５００を該システムの残りの部分へつなぐ接続において発生する雑音及び干渉に伴う問題を軽減するという重大な利点を有することがわかっている。加えて、このように発生した後すぐに該信号を増幅することは、該検知器を後続の離れたところにある従来技術の精巧な増幅ステージへ接続する超遮蔽ケーブルに対する必要性をなくす。これは、超遮蔽ケーブル及びコネクタがもはや必要とされない点に関して大幅なコスト抑制を表すと共に、該システムの絶縁及びメンテナンスを簡素化する。
【０１０８】
上記説明した監視システムへの一般的な変更を容易にする信号取扱システムは、図３に示される。
【０１０９】
いわゆる「ハブ」ユニットは、主要ポート５４０の上方に描写されるように、多芯ケーブル５８を通じて、検知器５００へ接続される。８つの検知器５００、対応する増幅器５０２、ケーブル５１８、及びポート５４０が示されているが、あらゆる個数が設けられ得る。１６、又は、図示する８つなどのそれ未満、が好ましい。
【０１１０】
信号チャネルに対応するポート５４０のそれぞれには、識別器５４２と、そのチャネルにおける中性子生成信号のインジケータ５４４とが備えられる。識別器５４２は、受信されたアナログ信号をディジタル出力へ変換する。識別器５４２を備える部品は、更に、アドレス・エンコーダ５４６を有する。このアドレス・エンコーダは、３若しくは４ビットの検知器アドレスを検知器５００から受信された信号へ付加する。
【０１１１】
検知器信号のすべてを合成する信号入力接続５４８は、次いで、シリアル・リンク・インターフェース５５０へフィードされる。このシリアル・リンク・インターフェース５５０は、以下に説明するように、離れた場所から、複数の機能を入力信号によって制御することを可能にする。加えて、該信号を後続のステージ上へ伝える前に、このシリアル・リンク・インターフェース５５０は、４若しくは５ビットのハブ・アドレスを該信号及び検知器アドレスへ付加する。シリアル・リンク５５２を通じて、シリアル・リンク・インターフェース５５０及びそのハブは他のハブに対してデイジー・チェーン化され、よって、該システムのすべての検知器のすべての信号が後続のステージにおいて一緒に処理されることを可能とする。シリアル・リンク５５２は、該ハブ及び他のハブの検知器に対するすべての信号及びアドレス情報を後続のステージへ送る。
【０１１２】
イベント・エネルギ・アドレスが、信号の合成後に共通ユニットによって、又は、合成前にチャネル毎に個別のユニットによって、各信号へ付加され得る。いずれの場合にも、このアドレスは、場所のアドレスと時刻情報と共に送信されるべきイベントしたエネルギを表す。
【０１１３】
電力は、主接続５５４を通じて、ハブへ供給される。ＨＴ及びＬＴ電力が、シリアル・リンク・インターフェース５５０の制御下にある自動ランピングＥＨＴユニット５４３を通じて、検知器５００のそれぞれに供給される。
【０１１４】
シリアル・リンク・インターフェース５５０は、更に、識別器５４２に対する閾値を調整することができる。
【０１１５】
信号チャネルの監視を容易にするために、パラレル出力５５６が設けられる。これら出力は、更に、該システムを所望であれば現存する計数電子機器へ接続することを可能にするか、及び／又は、診断若しくは照合信号の提供を可能にする。
【０１１６】
ハブ・ユニット全体は、干渉及び雑音を減らすためにシールドされた電磁適合性（ＥＭＣ）である。ハブは、一般的に、工場のアクセス可能なエリアに設けられるが、これは、検知器からかなり離れた場所であっても問題はなく、同様に、該システムの後続のステージからかなり離れた場所でもよい。
【０１１７】
一般的には１６ビットのシリアル・リンクは、非常に高速のデータレートに適合し得る。例えば、１ギガビット／秒以上（最大１００メガバイト／秒）での転送を提供するシリアル・リンクが使用可能である。該システムがポイント・ツゥ・ポイント・システムである場合、それらにはネットワーキング・プロトコルのオーバーヘッドが追加的に課されない。
【０１１８】
このように信号取扱を組織することは、該システムに供給される全電力がハブ・ユニット内へ統合され、よって内部接続を取り除くことができることを意味する。加えて、シリアル・リンクは、該システムを後続のステージへ接続するために用いられるケーブルの本数を１本まで大幅に減らすことを可能にする。
【０１１９】
上記説明した監視システムに対する一般的な変更を容易にする信号処理システムが、図４に示される。このシステムは、タイム・スタンパ・ステージ６０２と、実際の計算ステージ６０４と、これらをつなぐＰＣＩバス６０５と、を有する。
【０１２０】
タイム・スタンパ６０２は、信号、検知器アドレス、及び、ハブ・アドレス入力を、シリアル・リンク５５２を通じて受信する。これらは、タイム・スタンプ・カード６０３に入り、４ＭＨｚ発振器６０７によって駆動される長いカウンタ６０６の制御の下に、適切なイベント時刻、２４ビット数、が割り当てられる。次いで、信号、検知器アドレス、ハブ・アドレス、及び時刻情報は、ＰＣＩバス６０５及び計算ステージ６０４へフィードされる前に、データ出力バッファ６０８へ渡される。タイム・スタンプは、比較的小さいユニットによって提供されることが可能であり、例えばＰＣやラップトップ・コンピュータ内へ挿入されるカードでもよく、又は、スタンドアローン・ユニットでもよい。
【０１２１】
計算ステージ６０４のオペレーションは、該システムの複雑さに依存する。図５は、動作されるべき検知器を少数のみ必要とする比較的簡素なシステムを示す。この場合、信号は、検知器７００において生成され、取り付けられた増幅器７０２によって増幅され、更に、ハブ７０４へフィードされる。このハブ７０４は、検知器アドレス詳細を取り付け、すべての信号を合成し、それらをシリアル・リンク７０６を通じてタイム・スタンピング・カード７０８へフィードする。データは、タイム・スタンピング・カード７０８から、ＰＣＩバス７１０を通じて、リアルタイムの計数処理を指揮する例えばペンティアム・プロセッサなどのプロセッサ７１２へフィードされる。別の方法として、ＰＣＩバス７１０は、ディジタル信号処理プラグイン・カードへ接続されてもよい。
【０１２２】
計数処理は、Ｃ＋＋でプログラムされた場合であっても中性子同一計数を提供するのに十分なスループットを有するアルゴリズムによって達成される。タイム・ゲート・スケーリング（ＴＧＳ）や中性子総数計数（ＴＮＣ）、重複技術、画像化技術、などの他の中性子同一オペレーションも、一般的により少ないスループット容量しか必要としない。
【０１２３】
より多くの検知器が取り扱われる必要がある場合、又は、該システムが中性子計数と同時に他の機能も実行する必要がある場合、処理能力は、例えばペンティアム・プロセッサなどの第二のプロセッサ７１４を同じシャシー上に設け、イーサネット接続を用いてそれら個別のＰＣＩバス７１０を通って接続することによって、増やされる。一般的に、第二のプロセッサ７１４は、他の機能を実行する第一のプロセッサ７１２と共に計数アルゴリズムを実行するために用いられ得る。このような実施形態は図６に示される。図６は、容易に達成されるインターフェースと安価なハードウェアとを用いて、前述の図５のシステムへ増加された処理能力を完全に互換性があるように組み込むことを該システムはいかに可能にするかを明確に示す。このような処理は、同じサイズのユニットによって設けられた第二のプロセッサを有する第一のプロセッサとして、ラップトップ・コンピュータを用いると可能である。これは、システムの処理側のコンパクトな性質と、一時的な若しくは携帯性を有する配置に関する重要な考慮を明らかに示す。
【０１２４】
例えば加工工場の非常に多くの場所を監視する場合などの特に大きなシステムに対して、及び／又は、例えば多くの異なる検知器種類若しくは検知器配置が使用されている場合などのより複雑なシステムに対して、包括的には同じシステムに基づくより能力のあるシステムが用いられ得る。図７に示すように、ここでは、該システムは、ハブ８０２、次いで処理ステージ８０４へフィードする検知器８００群の列を提供する。これらステージ８０４におけるプロセッサは、リアルタイム中性子計数アルゴリズムを実行する。該システムの能力の拡張は、これらステージ８０４から得られた結果をイーサネット接続８０８を通じて中央演算ステージ８０６へつなげることによってもたらされる。中央演算ステージ８０６は、場所毎に異なり、他の点について潜在的に異なる、様々なハブ８０２の検知器８００によって提供される情報の種類を考慮して、照合、保存、表示、及び他の機能を、実行することができる。該システムには、任意的に、様々な処理手段のタイム・スタンパ・カードによって割り当てられる時間を同期させる手段が設けられてもよい。
【０１２５】
一般的に、すべてのシステムに対して、技術的な困難を伴わずに、検知器からハブへの接続を長く（１００ｍ以上）することが可能であり、ハブから処理ステージへの接続を非常に長く（１ｋｍ以上）することが可能である。
【０１２６】
該システムの部品は、監視システム全体の変更の成功に貢献するだけでなく、互いに存在してもしなくても、それら自体の権利として重要な利益を提供する。
【０１２７】
既存ユニットのコストを削減し、異なる状況に対して特殊化されたユニットの傾向に反することによって更なるユニットの設計コストを削減することに加えて、ここで提案される監視システムは、全体として若しくはその個々の部品に関してみれば、他の重要な利点を提示する。これらの利点は以下のものを含む。
１）  検知器とプレ増幅器との間の超遮蔽ケーブル及びコネクタに対する必要性を回避する。
２）  増幅器のデザイン及びシステム全体のデザインによって信号中に発生する干渉が減る。
３）  信号の早期増幅による干渉の衝撃が減る。
４）  信号の劣化及び損失をもたらす長いケーブル長の使用を回避する。
５）  別々の信号チャネルを処理するための別々のハードウェアに対する必要性を回避し、よってコストを削減する。
６）  検知器を含む一般的エリアと信号処理エリアとの間にもうけられなければならないケーブルの本数を削減する。
７）  システムに対する電源が完全に一体化されるため、内部接続の列に対する必要性を回避する。
８）  ハードウェア交換を必要とせずに、ソフトウェア交換を通じて、容易に修正される計数若しくは他の機能を提供する。
９）  該システムは、より少ない空間を必要とする。
１０）  該システムは、重量がより軽く、より携帯性を有する。
１１）  該システムは、現存のシステムを置き換えるため、及び／若しくは、現存システムの部品の最小限の修正で、現位置で、現存システムを補うため、に用いられ得る。
１２）  該システムは、ラップトップ若しくはポータブル計算ユニットによるオペレーションに適する。
１３）  識別器閾値を設定することができ、それをコンピュータによって変えることができる。
１４）  診断のために、検知器の近くに計数表示を設けることができる。
１５）  該システムは、その部品に関して、よりモジュラー化されており、個々の部品が改良された際のアップグレードを容易にする。
１６）  有効チャネル、パラメータ変化及び制御、デッドタイム削減、遠隔操作の容易さ、及び、高速計数への適応について、技術仕様が改善される。
１７）  認証、診断、若しくは他の目的のために、検知器ユニット、及び／若しくは、信号取扱手段、及び／若しくは、信号処理手段ステージにおいて、信号を分岐させることができる能力。
１８）  該システムを現存する計数システムと容易に接続できる能力。
１９）  システム状態チェックを容易に実行することができる能力。
２０）  システムの調子のチェックを容易且つ徹底的に実行することができる能力。
２１）  統一電源の使用によって、すべての部品に同一の電力レベル及び他の状態を適用できること。
２２）  後日、集積データを取り出し、再分析することができる能力。
２３）  ソフトウェアを用いて、異なる変数及び基準を同じデータに対して適用し、その効果を判断することができる能力。
【０１２８】
同時に、本発明は、依然として、１）複雑で、高価な、若しくは修繕を必要とする部品を不良環境から分離し、２）不良環境に配置されることを必要とする部品を含む該システムの部品が容易に配置される、システムを提供する。
【０１２９】
上記説明において強調されたように、本発明は、中性子計数システムだけでなく、在庫管理などの他の計数若しくはイベント監視状況における使用にも適する。以下、このような可能性についていくつか例をあげる。これらがすべてではない。
【０１３０】
（臨界監視装置）
出願人によって提供されるＣＩＤＡＳシステムなどのこれら装置は、発生すべき時に、臨界イベントの視覚的及び音響的警告を与えることが意図されている。これは、臨界が起こり得るエリア中に配置されたガンマ検知器の列によって実現される。この検知器は、中央の場所における警告トリガシステム及び他の処理機能へ接続される。このようなシステムの重要な特徴は、イベント後にそれらが提供し得る、該イベントの性質、発生エリア、及び他の情報を判断するための情報である。本発明に係るシステムは、これを達成するのに、非常に高速レートで取得され、将来の使用のために記録された検知器固有の情報及び時刻固有の情報を用いて成功裏に検知器の大規模アレイを操作することを可能とする時に、理想的に適する。
【０１３１】
（広域監視装置）
長期保存、植物への防虫投与、及び他の用途は、放射レベル及び／若しくはパターンを変えるために、広いエリアの監視を必要とする。このようなシステムは、処理のめに中央の場所へ情報をフィードする一般的なエリア・モニタを用いる。多種多様な検知器ユニットは、シンチレータを含むこのような場合に、用いられ得る。再び、本発明は、検知が排出物自体ではなく、排出物の副生成物についてであっても、データの集積及び処理を提供するこのようなシステムに理想的に適する。
【０１３２】
（単一の場所調査計器）
特定の計器は、非常に詳細な情報を得ることを潜在的に意図して比較的小さい場所を監視することが意図される。このような計器の１つは、出願人のＤＩＳＰＩＭ監視装置である。これは、グローブボックスなどの調査対象場所の近くに配置された非常に多くの中性子検知器を用いる。中性子及び重複が計数され、その結果は、その場所での中性子源のレベル及び分散についての情報を得るために処理される。上記述べた本発明のシンプルな形は、このデータ収集及び処理要求に適しており、上記述べたより複雑なシステム構成を共に用いて複数のこうような計器をつなぐポテンシャルと有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  特に中性子放射を監視することに適用性を有する、従来の放射網監視システムを示す図である。
【図２】  本発明の一実施形態に係る検知器の一部を示す図である。
【図３】  本発明の一実施形態に係る信号取扱システムを示す図である。
【図４】  本発明の一実施形態に係る信号処理システムを示す図である。
【図５】  本発明に係る監視システムの一実施形態を示す図である。
【図６】  本発明に係る監視システムの第二の実施形態を示す図である。
【図７】  本発明に係る監視システムの第三の実施形態を示す図である。
【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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