(57)【要約】【課題】核種に関係なくβ線量を確実に計測することである。【解決手段】β線検出器２からの出力信号に基づいてβ線量を測定するβ線量測定方法であって、前記出力信号により整形されたパルス信号を波高値に応じて弁別して計数し、前記波高値とその計数値とを掛け合わせて得られた値を積算し、その積算値に基づいてβ線量を測定する。【選択図】図１
2009008430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
β線検出器からの出力信号に基づいてβ線量を測定するβ線量測定方法であって、
前記出力信号より整形されたパルス信号を波高値に応じて弁別して計数し、前記波高値とその計数値とを掛け合わせて得られた値を積算し、その積算値に基づいてβ線量を測定するβ線量測定方法。
【請求項２】
マルチチャンネルアナライザを用いて前記β線検出器からのパルス信号を波高値に応じて弁別して計数する請求項１記載のβ線量測定方法。
【請求項３】
前記積算値が、
Σ（Ｃｉ×ｍｉ）（ｉ＝１，２，３，…、ここで、Ｃｉはチャンネル数、ｍｉは各チャンネルにおける計数値を示す。）である請求項２記載のβ線量測定方法。
【請求項４】
β線が入射すると蛍光を発し、その蛍光を電気信号に変換して出力するβ線検出器と、
前記β線検出器からの電気信号をパルス信号に波形整形する波形整形回路と、
前記波形整形回路からのパルス信号を波高値に応じて弁別して計数する波高分析器と、
前記波高分析器により得られた各波高値毎の計数値とその波高値とを掛け合わせる掛け算器と、
当該掛け算器により得られた掛け算値を各波高値毎に足し合わせる加算器と、を具備するβ線量検出装置。
【請求項５】
前記波高分析器が、マルチチャンネルアナライザである請求項４記載のβ線量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、β線量測定方法及びβ線量測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
β線検出器は、特許文献１に示すように、β線が入射するとシンチレーション光（蛍光）を発するプラスチックシンチレータと、そのシンチレーション光を吸収して異なる波長のシンチレーション光に変換する波長変換ファイバと、その波長変換ファイバによって伝播した光を捉える光電子増倍管と、を備えている。
【０００３】
ここで、従来のβ線量の測定方法について図４を参照して説明する。
【０００４】
β線（β放射線）がプラスチックシンチレータに入射すると（ステップＳｂ１）、β線のエネルギが青色のシンチレーション光（波長４３０ｎｍ）に変換される（ステップＳｂ２）。当該シンチレーション光は、波長変換ファイバの側面から波長変換ファイバ内に入射する（ステップＳｂ３）。そうすると、そのシンチレーション光は、異なる波長の光に変換される。この光がファイバ内を全反射して光電子増倍管に伝達される（ステップＳｂ４）。受光した光電子増倍管は、光電効果により電流を出力する（ステップＳｂ５）。そして、電流電圧変換を行い、波高分析器により、この電圧を波高値に比例したチャンネルに割り当てて、順次カウントする（ステップＳｂ６）。各チャンネル毎にβ線数をカウントして、スペクトル表示する（ステップＳｂ７）。
【０００５】
このように、従来のβ線測定方法は、β検出器に入射するβ線の線量を計数して、その計数値によりβ線量を把握することが一般的である（参考  ＪＩＳ  Ｚ４５０４（放射性表面汚染の測定方法））。
【０００６】
しかしながら、β線は、ゼロエネルギから核種に固有の最大エネルギまで連続的にエネルギスペクトルが分布する特性を持つ。これにより、β線が微少になれば、入力であるβ線のエネルギとノイズとの分離が極めて難しい。その結果、正確なβ線量を測定することができないという問題がある。
【０００７】
また、従来のβ線測定方法においては、核種毎にそのβ線量を測定しており、β線検出器により得られたパルス信号を波高分析器により、一定の大きさ以上を持ったパルスのみをパルスカウンタにより計数する。これにより、ノイズを除去し、特定の核種からのパルス信号を選択的に計数するようにしている。
【０００８】
しかしながら、上述したように、β線のエネルギは、連続的なスペクトル特性を持つため、特定の核種からのパルス信号を選択的に計数することが出来ない。そして、従来、このような計数を確実に行うために種々の手法が考えられている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平９−１５９７６９号公報
【特許文献２】特開平９−３３６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような中、本願発明者は、β線検出器へ入射するβ線のエネルギと検出エネルギとの間に特性相関があることを確認し、核種間で直線性が得られることを発見した。
【００１０】
そこで本発明は、上記発見に基づいて、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、核種に関係なくβ線量を確実に計測することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち本発明に係るβ線量測定方法は、β線検出器からの出力信号に基づいてβ線量を測定するβ線量測定方法であって、前記出力信号より整形されたパルス信号を波高値に応じて弁別して計数し、前記波高値と前記波高値の計数値とを掛け合わせて得られた値を積算し、その積算値に基づいてβ線量を測定することを特徴とする。
【００１２】
このようなものであれば、β線の核種に関係なく入力エネルギに比例した出力を得ることができるので、核種に関係なくβ線量を測定することができる。また、核種による補正相関を考慮する必要も無い。
【００１３】
β線検出器からのパルス信号を波高値に応じて弁別して計数するためにマルチチャンネルアナライザを用いることが望ましい。
【００１４】
また、前記積算値が、Σ（Ｃｉ×ｍｉ）（ｉ＝１，２，３，…、ここで、ｋは環境温度により定まる定数、Ｃｉはチャンネル数、ｍｉは各チャンネルにおける計数値を示す。）であることが挙げられる。
【００１５】
上記方法を好適に実現するためのβ線量測定装置は、β線が入射すると蛍光を発し、その蛍光を電気信号に変換して出力するβ線検出器と、前記β線検出器からの電気信号をパルス信号に波形整形する波形整形回路と、前記波形整形回路からのパルス信号を波高値に応じて弁別して計数する波高分析器と、前記波高分析器により得られた各波高値毎の計数値とその波高値とを掛け合わせる掛け算器と、当該掛け算器により得られた掛け算値を各波高値毎に足し合わせる加算器と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
このように構成した本発明によれば、β線の核種に関係なく入力エネルギに比例した出力を得ることができるので、核種に関係なくβ線量を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図１はβ線量測定装置の模式的構成図である。図２はβ線量測定方法を示すフローチャートである。
【００１８】
＜装置構成＞
本実施形態に係るβ線量測定装置１は、図１に示すように、β線が入射すると蛍光を発し、その蛍光を電気信号に変換して出力するβ線検出器２と、前記β線検出器２からの電気信号の時間応答を整形する波形整形回路３２と、前記波形整形回路３２からのパルス信号を波高値に応じて弁別して計数する波高分析器４と、前記波高分析器４により得られた各波高値毎の計数値とその波高値とを掛け合わせる掛け算器５と、当該掛け算器５により得られた掛け算値を各波高値毎に足し合わせる加算器６と、を具備する。
【００１９】
以下、各部２〜５について説明する。
【００２０】
β線検出器２は、放射線入射面を備えたプラスチックシンチレータ２１と、当該プラスチックシンチレータ２１の放射線入射面反対側に備えた複数本の波長変換ファイバ２２と、波長変換ファイバ２２を透過した蛍光を波長変換ファイバ２２側に反射させる反射板２３と、前記波長変換ファイバ２２により伝播された蛍光を電気信号に変換する光電子増倍管２４と、を備えている。
【００２１】
プラスチックシンチレータ２１は、β線が入射すると蛍光（シンチレーション光）を発し、β線のエネルギを蛍光に変換するものである。その一方の面に、β線などの放射線が入射する放射線入射面を有し、他方の面に、蛍光を射出する光射出面を有している。
【００２２】
波長変換ファイバ２２は、光射出面に隣接又は密着させて配置されており、プラスチックシンチレータ２１の幅方向の距離に対応した所定本数分だけ平面状に並べてある。波長変換ファイバ２２は、プラスチックシンチレータ２１で生じた蛍光（シンチレーション光）が入射すると異なる波長の蛍光を発生し、その蛍光をファイバ軸方向に伝達する。
【００２３】
光電子増倍管２４は、波長変換ファイバ２２の端部に接続され、波長変換ファイバ２２から伝達された蛍光を電気信号に変換して、信号処理部３に出力するものである。
【００２４】
信号処理部３は、前記光電子増倍管２４からの出力信号を受信して、当該出力信号を増幅する増幅回路３１と、増幅された出力信号をβ線のエネルギに応じた（比例した）波高値を有するパルス波形状の信号（パルス信号）に波形整形して、その信号を波高分析器４に出力する波形整形回路３２を有している。
【００２５】
なお、波形整形回路３２と波高分析器４との間には、波形整形回路３２により得られたパルス信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示しない）が設けられている。
【００２６】
波高分析器４は、波形整形回路３２によって波形整形されたパルス信号を、その波高値に応じて弁別し、所定時間（例えば１００秒間）、波高値毎にそれぞれ計数して、その結果得られた波高分析値（波高値とその波高値の計数値との組み合わせを示すデータ）を掛け算器５に出力する。
【００２７】
本実施形態の波高分析器４は、マルチチャンネルアナライザ（マルチチャンネル波高分析器）である。マルチチャンネルアナライザ４は、入力されたパルス信号の波高を識別し、対応するチャンネルに割り当てて順次カウントする。
【００２８】
掛け算器５は、波高分析器４から波高分析値を取得して、各波高値における計数値とその波高値とを掛け算するものである。
【００２９】
加算器６は、前記掛け算器５により算出された各波高値における掛け算値をそれぞれ足し合わせるものである。本実施形態では、各チャンネルにおける掛け算値を積算する。また、加算器６は、その積算値において、波高値をチャンネル値によって正規化する。そして、その積算結果をエネルギ積算値として出力部７に送信する。
【００３０】
次に、本実施形態に係るβ線量測定方法について、図２を参照して説明する。
【００３１】
β線検出器２にβ線が入射すると、光電子増倍管２４から信号処理部３に電気信号が出力される。そして、信号処理部３の波形整形回路３２は、β線の入射エネルギに比例した波高値を有するパルス信号を生成する（ステップＳａ１）。
【００３２】
波形整形回路３２により生成されたパルス信号の波高値をＭとすると、波高分析器４は、Ｍを波高値の大きさに応じてｎチャンネルに割り当てて、その波高値の大きさＭｉ毎に弁別する（ステップＳａ２）。
【００３３】
そして、波高分析器４が各Ｍｉ毎にその数をカウントする。その計数値をｍｉとする（ステップＳａ３）。
【００３４】
そして、波高分析器４は、得られた各波高値の大きさＭｉとその波高値Ｍｉの計数値ｍｉとの組み合わせを示す波高分析値を掛け算器５に出力する。
【００３５】
掛け算器５は、取得した波高分析値に基づいて、波高値Ｍｉ×計数値ｍｉ（以下、Ｍｉ×ｍｉ値（ｉ＝１，２，３，…）という。）を算出して、加算器６に出力する（ステップＳａ４）。
【００３６】
加算器６は、掛け算器５から取得したＭｉ×ｍｉ値を全てのチャンネルにおいて足し合わせる。これにより、積算値（Σ（Ｍｉ×ｍｉ））が算出される（ステップＳａ５）。
【００３７】
その結果得られた積算値（Σ（Ｍｉ×ｍｉ））に環境温度により定まる定数ｋを掛け合わせて、ｋ×Σ（Ｍｉ×ｍｉ）（ｉ＝１，２，３，…）を得る（ステップＳａ６）。
【００３８】
次に、所定の波高値Ｍｉをチャンネル値（Ｃｉ）として正規化すれば、ＭｉをＣｉ値に置き換えて（ステップＳａ７）、以下の式に示すように、β線の入力エネルギｙとの比例関係が成立する。
【００３９】
ｙ＝ｋ×Σ（Ｃｉ×ｍｉ）    （ｉ＝１，２，３，…）
【００４０】
すなわち、β線の入力エネルギに比例した出力（エネルギ積算値）を得ることができる。なお、上記ステップＳａ６とステップＳａ７とは順番が逆であっても良い。
【００４１】
次に、本実施形態のβ線量測定装置１を用いて、高温環境下及び低温環境下での出力ｙを確認した結果を図３に示す。
【００４２】
入力としては、９９Ｔｃ、６０Ｃｏ、１１３Ｓｎ各標準線源でのエネルギを入射する。なお、標準線源は、単位時間当たりに放射されるβ線の数が決められたものである。
【００４３】
このとき、上記で求めたΣ（Ｃｉ×ｍｉ）は、
【００４４】
Σ（Ｃｉ×ｍｉ）＝Ｋ×｛（線源の公称放射線量）×（評価用核種のエネルギ）｝・・・（式１）
【００４５】
という関係がある。なお、Ｋは比例定数である。
【００４６】
ここで、評価用核種エネルギは、広範なエネルギレベルに広がっており、評価用核種の平均的なエネルギは、その最大エネルギの１／３であることがわかっている。したがって、上記（式１）の評価用核種エネルギは、評価用核種（標準線源）の最大エネルギの１／３を用いれば良い。
【００４７】
縦軸を「Σ（Ｃｉ×ｍｉ）」、横軸を「（線源の公称放射線量）×（評価用核種のエネルギ）」として、β線検出器２の評価計測特性を図３に示す。
【００４８】
このようにして図３に示される、入出力関係を、装置の使用環境の変化（温度変動等）に対して把握することで、安定性の良い設計条件を見出すための評価方法として活用することができる。
【００４９】
＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係るβ線量測定装置１によれば、β線の核種に関係なく入力エネルギに比例した出力を得ることができるので、核種に関係なくβ線量を測定することができる。また、核種による補正相関を考慮する必要も無い。さらに、入力エネルギに比例した出力を得ることができるので、計数値による出力よりも、核種の違いによる出力の直線性を良くすることができる。その結果、β線検出器２の検出効率や温度安定性などの評価を行うことができる。
【００５０】
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。
【００５１】
例えば、前記実施形態では、プラスチックシンチレータ２１を用いたものであったが、その他のβ線検出用のシンチレータを用いても良い。
【００５２】
また、前記実施形態では、チャンネル数（Ｃｉ）で正規化しているが、正規化せずに、ｙ’＝ｋ×Σ（Ｍｉ×ｍｉ）（ｉ＝１，２，３，…）としてβ線の入力エネルギｙ’を算出して出力するようにしても良い。
【００５３】
さらに、掛け算器５は、Ｍｉ×ｍｉ値を算出するものでなく、チャンネル値Ｃｉとその計数値ｍｉとの掛け算をするものであっても良い。
【００５４】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態に係るβ線量測定装置の模式的構成図。
【図２】同実施形態におけるβ線検出器を用いたβ線量測定方法をフローチャート。
【図３】同実施形態におけるβ線量測定装置の評価計測特性を示す図。
【図４】従来のβ線量測定方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・・β線量測定装置
２・・・・β線検出器
３・・・・信号処理部
３２・・・波形整形回路
４・・・・波高分析器（マルチチャンネルアナライザ）
５・・・・掛け算器
６・・・・加算器
【図１】
2009008430.tif 000003
【図２】
2009008430.tif 000004
【図３】
2009008430.tif 000005
【図４】
2009008430.tif 000006