JP 2021-32809 A 2021.3.1(57)【要約】【課題】温度変動のある環境において、温度測定の必要がなく、シンチレーション検出器を用いた短時間での連続した監視が可能な放射線監視装置を提供する。
【解決手段】放射線監視装置１００の分析装置１３は、計数部１０１ａ、１０１ｂと、波高値範囲１の波高値と波高値範囲２の波高値との計数率の比を演算する計数率
比演算部１０２と、温度変動補正データベース１０３と、波高値範囲演算部１０４と、を備える。波高値範囲演
算部１０４は、温度変動補正データベース１０３を参照
することで、計数率の比から波高値変動量を算出する。
また、波高値範囲演算部１０４は、算出した波高値変動
量が小さくなるように監視波高値範囲３を補正する。
【選択図】図１

(2)JP 2021-32809 A 2021.3.1【特許請求の範囲】【請求項１】
放射線のエネルギに相当する波高値の信号を出力するシンチレーション検出器からの出力信号を取得して、放射線を監視する放射線監視装置であって、温度変化により前記波高値が変動する監視対象の監視波高値範囲と、当該監視波高値範
囲内で少なくとも２つの波高値範囲を設定する波高値範囲設定手段と、少なくとも２つの前記波高値範囲の前記波高値の計数率の比をもとに波高値変動量を算
出する波高値変動量算出手段と、算出した前記波高値変動量が小さくなるように前記監視波高値範囲を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする放射線監視装置。
【請求項２】
前記波高値変動量算出手段は、監視対象の波高値分布のうち、正規分布をとるピークの前記波高値の計数率の比をもとに波高値変動量を算出することを特徴とする請求項１に記載の放射線監視装置。
【請求項３】
前記計数率の比と前記波高値変動量の相関をあらかじめ記憶する記憶手段を備え、
前記波高値変動量算出手段は、
前記記憶手段に記憶された前記相関をもとに波高値変動量を算出することを特徴とする請求項１に記載の放射線監視装置。
【請求項４】
前記監視対象の前記ピークの標準偏差と前記ピークの中心波高値との相関を記憶する標
準偏差記憶手段を備え、
前記波高値変動量算出手段は、
前記標準偏差記憶手段に記憶された前記相関をもとに波高値変動量を算出することを特徴とする請求項２に記載の放射線監視装置。
【請求項５】
前記計数率の比にもとづき前記監視対象のピークの標準偏差を導出する標準偏差導出手
段と、少なくとも１回前の監視におけるピークの中心波高値と前記標準偏差を記憶する第２記
憶手段と、を備え、
前記波高値変動量算出手段は、
前記第２記憶手段に記憶されたピークの中心波高値と前記標準偏差の相関をもとに波高値変動量を算出することを特徴とする請求項１に記載の放射線監視装置。
【請求項６】
前記監視波高値範囲を調整するマルチチャンネルアナライザと、
前記マルチチャンネルアナライザで示される監視波高値範囲と、監視中のピークの波高
値範囲を比較し、差異がある場合には、当該波高値範囲が前記マルチチャンネルアナライ
ザから出力された監視波高値範囲と同じ範囲になるようにする波高値調整量を算出する波
高値調整手段と、備えることを特徴とする請求項２、請求項４、または請求項５のいずれか一項に記載の放射線監視装置。
【請求項７】
前記ピーク位置（ｍｎ）は、下記式で示される

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【数３】

ただし、
ｍｎ：正規分布の中心位置（波高値調整量）
ｘ１：監視波高値範囲３内の波高値範囲１
ｘ２：監視波高値範囲３内の波高値範囲２σｎ：標準偏差Ｆ (ｘ １ ， ｘ ２ )： 計 数 率 の 比ことを特徴とする請求項２に記載の放射線監視装置。
【請求項８】
前記標準偏差（σｎ）は、下記式で示される
【数５】

ただし、
ｍｎ：正規分布の中心位置（波高値調整量）
ｘ１：監視波高値範囲３内の波高値範囲１
ｘ２：監視波高値範囲３内の波高値範囲２σｎ：標準偏差Ｆ (ｘ １ ， ｘ ２ )： 計 数 率 の 比ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の放射線監視装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】【０００１】
本発明は、放射線監視装置に関する。
【背景技術】【０００２】
シ ン チ レ ー タ （ scintillator） に 放 射 線 が 入 射 し 、 核 反 応 、 相 互 作 用 な ど を 介 し て 入 射した放射線の一部または全部のエネルギがシンチレータに付与されると発光が起こる。多くの場合発光強度は、シンチレータに付与されたエネルギに大きさに依存する。このため発光量を計測することでシンチレータに付与されたエネルギの大きさがわかる。
シンチレータの発光量は、光電子増倍管等の光電変換機器により電気的な情報に変化され て 計 測 さ れ る 。 シ ン チ レ ー タ に 光 電 子 増 倍 管 を 接 続 し た シ ン チ レ ー シ ョ ン 検 出 器 （ scintillation detector） で は 、 シ ン チ レ ー タ の 発 光 に よ り 発 生 し た 光 子 が 光 電 面 で 電 子 を 励
起し、光電子が放出され、この光電子が増幅されることで放射線を計測している。シンチ
レーション光は、シンチレータの種類によって発光波長が異なるため、シンチレータの種類ごとに適切な光電面が選択されるのが一般的である。波高値を計測するシンチレーショ
ン検出器では、増幅された電子はエネルギに応じた波高値を持つパルスとして出力される。シンチレータに付与されたエネルギは、パルスの波高値として計測される。
【０００３】
光電面として使われる多くの物質は、温度によって光子の入射あたりに放出する光電子の量が異なる。このため、温度が変動する場では、同一の波高値であっても光電面での温

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度によって異なるエネルギに対応する。高いエネルギ分解能を持つシンチレータを用いて、複数のエネルギのガンマ線から特定のエネルギのガンマ線を分離して計測する場合など、正確な波高値分析が必要な状況では温度変化を踏まえた計測をする必要がある。
温度による波高値の変動は事前のエネルギ校正、測定後のエネルギ分析、指標となる既知の放射線の波高値との相対的な比較など１回あるいは一定回数の測定ごとに補正、再設定することは可能である。
【０００４】
しかし、温度変化がある環境において、連続的な放射線の監視をする場合には、短い時間内に波高値変動量の補正をしなければならない。
このような状況に対する波高値補正方法の一つとして特許文献１がある。
【０００５】
特許文献１には、検出器の周囲に設けたサーミスタにより周囲の温度を測定し、そのサーミスタで測定した温度の時間的変化に基づき測定部の温度を推定し、推定した測定部の温度に基づき測定部から出力された放射線データを補正する放射線測定装置が記載されている。特許文献１に記載の放射線測定装置は、温度変動を補正するために検出器周りの温度を測定し、温度変動の影響が出るまでの熱の伝達時間などの時間遅れを補正することで連続的な監視を可能とする。
【先行技術文献】【特許文献】【０００６】【特許文献１】特開２０１４−２１０４０号公報【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】【０００７】
上述したように、シンチレーション検出器を用いて任意のエネルギの放射線を連続的に監視する放射線測定装置においては、温度変動による波高値の変動を、その都度補正しなければ正しい監視を継続することができない。１回の監視時間が一定の長い時間の計測である場合、波高値分布を測定しながら、温度も測定することで１回の監視中に適切な波高値への補正が可能である。しかしながら、シンチレータや光電子増倍管等の温度影響を受ける機器のある位置と温度測定位置との熱伝達等の時間遅れの間に複数回の測定が必要な場合には、温度測定よりも早い波高値補正方法が必要である。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、温度変動のある環境において、温度測定の必要がなく、シンチレーション検出器を用いた短時間での連続した監視が可能な放射線監視装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の放射線監視装置は、放射線のエネルギに相当する
波高値の信号を出力するシンチレーション検出器からの出力信号を取得して、放射線を監視する放射線監視装置であって、温度変化により前記波高値が変動する監視対象の監視波
高値範囲と、当該監視波高値範囲内で少なくとも２つの波高値範囲を設定する波高値範囲
設定手段と、少なくとも２つの前記波高値範囲の前記波高値の計数率の比をもとに波高値
変動量を算出する波高値変動量算出手段と、算出した前記波高値変動量が小さくなるように前記監視波高値範囲を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。
【発明の効果】【００１０】
本発明によれば、温度変動のある環境において、温度測定の必要がなく、シンチレーシ
ョン検出器を用いた短時間での連続した監視が可能な放射線監視装置を提供することがで
きる。

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JP 2021-32809 A 2021.3.1【図面の簡単な説明】【００１１】【図１】本発明の第１の実施形態に係る放射線監視装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る放射線監視装置のシンチレーション検出器にガンマ線が入射した場合のシンチレーション検出器の出力信号を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る放射線監視装置の波高値が温度に比例することを説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る放射線監視装置のシンチレーション検出器の出力
信号の波高値分布を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る放射線監視装置のシンチレーション検出器、および各計測装置の出力信号の時間関係を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る放射線監視装置の波高値の実測データを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る放射線監視装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る放射線監視装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るマルチチャンネルアナライザによる波高値調整機能を設けた放射線監視装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線監視装置の構成を示す図である。本実施
形態の放射線監視装置は、例えば波高値分析型の放射線検出器および放射線モニタ装置に適用した例である。
［放射線監視装置１００］
放射線監視装置１００は、温度が変化する場でシンチレーション検出器１１によって任意のエネルギの放射線の計数率を監視する。
図１に示すように、放射線監視装置１００は、シンチレーション検出器１１の波高値範囲の信号を計測する少なくとも３台の計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、分析装置１３と、監視装置１４と、備える。３台の計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃを総称する場合は、計測装置１２と呼ぶ。
【００１３】<シ ン チ レ ー シ ョ ン 検 出 器 １ １ >シンチレーション検出器１１は、放射線のエネルギに相当する波高値の信号を出力する。
シンチレーション検出器１１は、例えばヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）の結晶（タリウム含む）に放射線が入射したときに発生する蛍光を光電子増倍管によって電気信号に変換し、増幅して出力する。このシンチレーション検出器１１は、ガンマ線の検出に適しており、放射線のもつエネルギを検出し、このエネルギに相当する波高値のアナログ電気信号を出力する。
【００１４】<計 測 装 置 １ ２ >
計測装置１２は、波高値範囲１を設定する波高値範囲設定値１０５ａを有し、シンチレーション検出器１１の波高値範囲１の信号を計測する計測装置１２ａと、波高値範囲２を設定する波高値範囲設定値１０５ｂを有し、シンチレーション検出器１１の波高値範囲２の信号を計測する計測装置１２ｂと、監視波高値範囲３を設定する波高値範囲設定値１０５ｃを有し、シンチレーション検出器１１の監視波高値範囲３の信号を計測する計測装置
１２ｃと、を備える。
波高値範囲設定値１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ（波高値範囲設定手段）は、波高値範
囲演算部１０４で算出された波高値変動量をもとに設定される。

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上記波高値範囲１〜３の詳細については、図２ないし図４により後記する。
【００１５】
計測装置１２ａは、シンチレーション検出器１１からの検出信号と、設定された波高値
範囲１とを比較し、波高値範囲１内に相当する波高値が入力された場合にロジックパルス
を分析装置１３に送信する。
計測装置１２ｂは、シンチレーション検出器１１からの検出信号と、設定された波高値
範囲２とを比較し、波高値範囲２内に相当する波高値が入力された場合にロジックパルス
を分析装置１３に送信する。
計測装置１２ｃは、シンチレーション検出器１１からの検出信号と、設定された波高値
範囲３とを比較し、監視波高値範囲３内に相当する波高値が入力された場合にロジックパ
ルスを監視装置１４に送信する。
なお、放射線監視装置１００は、監視する波高値範囲１〜３ごとに３台の計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃを備える構成を記載しているが、少なくとも３つの波高値範囲を検出することが可能であればよい。また、計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、例えば１ｓ未
満の早い信号処理速度に対応することができるシングルチャンネルアナライザを用いて実現できる。
【００１６】<分 析 装 置 １ ３ >
分析装置１３は、波高値変動量を算出するとともに（「波高値変動量算出機能」）、計
測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃの波高値の調整信号を出力する（「監視波高値範囲３補正機能」）。
分析装置１３は、計数部１０１ａ、１０１ｂと、計数率比演算部１０２（波高値変動量
算出手段）と、温度変動補正データベース１０３（波高値変動量算出手段）と、波高値範
囲演算部１０４（波高値変動量算出手段，補正手段）と、を備える。
計数部１０１ａは、波高値範囲１に入る信号をもとに計測装置１２ａから出力されたロジックパルスを計数する。
計数部１０１ｂは、波高値範囲２に入る信号をもとに計測装置１２ｂから出力されたロジックパルスを計数する。
【００１７】
計数率比演算部１０２は、波高値範囲１の波高値と波高値範囲２の波高値との計数率の比（以下適宜、「計数率比」という）を演算する（後記図３および式（２）参照）。
温度変動補正データベース１０３は、計数率の比に対する波高値変動量の関係をあらか
じめデータベースとして蓄積する。なお、温度変動補正データベース１０３は、後記する
式（３）の関係があるため、計数率の比の対数と波高値変動量は１次関数の関係にある。
計数率の比に対する波高値変動量の関係をあらかじめ温度変動補正データベース１０３として用意しておくことで、高速かつ高精度で波高値変動量を算出することができる。
【００１８】
波高値範囲演算部１０４は、少なくとも２つの波高値範囲（１，２）の波高値の計数率の比をもとに波高値変動量を算出する。本実施形態では、波高値範囲演算部１０４は、温度変動補正データベース１０３を参照することで、計数率の比から波高値変動量を算出する。
波高値範囲演算部１０４は、算出した波高値変動量が小さくなるように監視波高値範囲（３）を補正する補正手段としての機能を有する。波高値範囲演算部１０４で設定された
波高値範囲（波高値範囲１〜３）はそれぞれ計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃに入力され、計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃの波高値範囲設定値１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを設定する。
また、波高値範囲設定値１０５ａ、１０５ｂは、温度変動補正データベース１０３に入力され、次の計数率の比によって温度変動補正データベース１０３から波高値変動量を算出する際に用いられる。
【００１９】

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JP 2021-32809 A 2021.3.1<監 視 装 置 １ ４ >
監視装置１４は、計測装置１２ｃで検出された信号の数を計数する計数部１０１ｃを備える。計数部１０１ｃは、監視波高値範囲３に入る信号をもとに計測装置１２ｃから出力されたロジックパルスを計数する。
監視装置１４は、波高値範囲設定値１０５ｃの監視波高値範囲３の波高値を取得して、放射線を監視する。
【００２０】［シンチレーション検出器１１の出力信号］
図２は、シンチレーション検出器１１にガンマ線が入射した場合のシンチレーション検出器１１の出力信号を示す図である。横軸に時間をとり、縦軸に波高値をとる。
シンチレーション検出器１１（図１参照）で得られる信号は、ノイズ成分、コンプトン
散乱に伴う信号、光電吸収に伴う信号、電子対生成に伴う信号である。このうち、ノイズ
成分は、波高値は一意に決まることはないが、比較的低い波高値である場合が多い。コンプトン散乱、光電吸収、電子対生成は、ガンマ線とシンチレータの相互作用によって起こる現象である。
【００２１】
シンチレーション検出器１１で得られる信号の波高値は、シンチレータに付与されたエネルギによって決まり、付与エネルギが大きいほど波高値は高い。コンプトン散乱は、入射ガンマ線のエネルギと散乱角によってシンチレータに付与するエネルギが決まる。また、光電吸収は、入射ガンマ線のエネルギによってシンチレータに付与するエネルギが決まる。電子対生成は、入射ガンマ線のエネルギによってシンチレータに付与されるエネルギが決まるが、全エネルギが付与された場合だけでなく、発生した陽電子が対消滅を起こす
ことによって放出されるガンマ線が１本シンチレータから飛び出す場合（シングルエスケープ）、２本シンチレータから飛び出す場合（ダブルエスケープ）それぞれでシンチレー
タに付与されるエネルギが異なる。入射ガンマ線あたりに複数の相互作用が起こった場合
は、起こった相互作用によって付与されるエネルギの総和に応じた波高値が得られる。
【００２２】
放射線監視装置１００（図１参照）は、シンチレーション検出器１１の出力信号の波高値分布のうち、正規分布（後記図４参照）に従う範囲を、図２に示す監視波高値範囲３として設定する。また、監視波高値範囲３内の２点を波高値範囲１および波高値範囲２と設定する。図２に示す波高値範囲１は、図１の計測装置１２ａの波高値範囲設定値１０５ａで設定する波高値範囲である。図２に示す波高値範囲２は、図１の計測装置１２ｂの波高値範囲設定値１０５ｂで設定する波高値範囲である。図２に示す監視波高値範囲３は、図１の計測装置１２ｃの波高値範囲設定値１０５ｃで設定する波高値範囲である。
上記波高値範囲１〜３と波高値分布との関係については、図４により後記する。
【００２３】<温 度 変 動 に よ る 波 高 値 の 変 動 >
図 ３ は 、 波 高 値 が 温 度 に 比 例 す る こ と を 説 明 す る 図 で あ る 。 横 軸 に Temperature [degre
es Celsius]を と り 、 縦 軸 に Peak channel [ch]を と る 。 図 ２ の ▲ 印 は 、 波 高 値 を 表 わ し ている。
図３に示すように、波高値は温度に比例して変動する。例えば、図２の符号ａに示す波
高値を観測したとすると、温度の上昇に伴い、図３に示すように、低下するように変動する。このため、シンチレーション検出器１１（図１参照）を用いて任意のエネルギの放射線を連続的に監視する放射線測定装置においては、温度変動による波高値の変動を、その都度補正しなければ正しい監視を継続することができない。
【００２４】<出 力 信 号 の 波 高 値 分 布 >図４は、シンチレーション検出器１１の出力信号の波高値分布を示す図である。横軸に波高値、縦軸に放射線の計数率をとる。図４では、簡単のためシンチレーション検出器１１（図１参照）には、単一のエネルギのガンマ線のみ入射する場合を想定した波高値分布

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JP 2021-32809 A 2021.3.1を示した。
【００２５】
光電吸収あるいは、全吸収（複数の相互作用により全エネルギがシンチレータに付与された場合）により、図４に示す波高値分布が得られる。
図４に示す波高値分布は、正規分布に従うピーク３０１と、コンプトン散乱または多重散乱が支配的な領域３０２と、ノイズ成分が支配的な領域３０３とに分離可能である。
【００２６】
正規分布に従うピーク３０１を、監視範囲である監視波高値範囲３として設定する。監視波高値範囲３は、計測装置１２ｃで設定する波高値範囲（図１の波高値範囲設定値１０５ｃ参照）である。監視波高値範囲３は、温度により波高値が変動する。
【００２７】
また、監視波高値範囲３内の任意の２点（ｘ１，ｘ２）を、波高値範囲１と波高値範囲２に設定する。波高値範囲１は、図１の計測装置１２ａで設定する波高値範囲１（図１の波高値範囲設定値１０５ａ参照）であり、波高値範囲２は、計測装置１２ｂで設定する波
高値範囲２（図１の波高値範囲設定値１０５ｂ参照）である。
【００２８】
以下、上述のように構成された放射線監視装置１００の動作について説明する。
［原理説明］
まず、本発明の基本的な考え方について述べる。
図３に示すように、波高値が温度に比例することを前提条件として留意する。
【００２９】
本発明者らは、波高値分布のピーク３０１（図４参照）は、正規分布で与えられることに着目した。
あるエネルギのガンマ線をシンチレーション検出器１１で計測し、その波高値分布を測定すると、光電吸収や複数回の相互作用により全エネルギがシンチレータに付与される。
これにより、波高値分布中に正規分布で表されるピーク３０１（図４参照）が形成される。この正規分布で表されるピーク３０１を監視範囲（温度により変動）、ここでは監視波
高値範囲３とする。また、監視波高値範囲３内の任意の２点（ｘ１，ｘ２）をとり、その波高値ｘ１と波高値ｘ２の計数率の比（計数率比）をとる。
連 続 測 定 中 の ｎ 回 目 の 測 定 に お け る 正 規 分 布 Ｇ ｎ (x)は 、 次 式 （ １ ） で 表 さ れ る 。
【００３０】【数１】【００３１】
ここで、σｎは標準偏差、ｍｎは正規分布の中心位置である。任意の２点ｘ１，ｘ２、における正規分布の比をとると次式（２）のようになる。
【００３２】【数２】【００３３】
上 記 式 （ ２ ） は 、 波 高 値 ｘ １ と 波 高 値 ｘ ２ の 計 数 率 比 Ｆ (ｘ １ ， ｘ ２ )を 表 わ し て い る 。
上記式（２）をピーク位置ｍｎについて解くと式（３）となる。
【００３４】

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JP 2021-32809 A 2021.3.1【数３】【００３５】
上 記 式 （ ３ ） は 、 実 際 の 処 理 を 示 し て い る 。 す な わ ち 、 式 （ ３ ） の 第 一 項 の (ｘ １ ＋ ｘ
２２ )／ ２ は ２ つ の 波 高 値 範 囲 の 設 定 値 を 示 し 、 第 二 項 の σ ｎ／ (ｘ １ − ｘ ２ )は 既 知 ま た
は （ ｎ − １ 回 目 ） の 情 報 の 利 用 を 示 し 、 第 二 項 の ｌ ｎ （ Ｆ (ｘ １ ， ｘ ２ )） は 波 高 値 ｘ １ と波高値ｘ２の計数率の比の測定値を示している。
【００３６】
上記式（３）により、ｎ回目の正規分布の中心位置は任意の２点のより算出することが可 能 で あ る 。 任 意 の ２ 点 ｘ １ ， ｘ ２ は 設 定 値 、 Ｆ (ｘ １ ， ｘ ２ )は 測 定 値 に よ っ て 求 め ら れる値である。標準偏差σｎは、シンチレーション検出器１１の性能として事前にピーク位
置ｍｎごとに設定するか、波高値の変動が微小であれば（ｎ−１回目）の値を代入することで、ｎ回目の正規分布の中心位置を求めることができる。多くの場合、σｎはｍｎの１次関数として与えられる。
ピーク位置とσの関係が一次関数で与えられる場合、σｎは、次式（４）となる。
【００３７】【数４】【００３８】
上記式（４）に示すσｎと、上記式（３）に示すピーク位置ｍｎをもとに、次式（５）に従ってσｎが計算できる。式（５）に示す条件は、ｎ回目の情報のみで（ｎ−１回目の情報なしに）σｎを算出することも可能である。
【００３９】【数５】【００４０】
ここで、算出したい値は、波高値変動量であるため、上記式（４）または上記式（５）のいずれかによって得たσｎを用いて監視の回ごとにｍｎを求め、（ｎ−１回目）との差分により求められる正規分布の中心位置の差異が波高値変動量になる。
【００４１】
このように、放射線監視装置１００は、監視対象の監視波高値範囲３（図４参照）内の少なくとも２つの波高値範囲１，２の計数率の比から波高値変動量を推定し、温度により変動する監視波高値範囲３を補正する。
【００４２】［動作説明］
次に、放射線監視装置１００の動作について説明する。
図５は、シンチレーション検出器１１、計測装置１２ａ、計測装置１２ｂ、および計測装置１２ｃの出力信号の時間関係を示す図である。
符号４０１〜４０４はシンチレーション検出器１１（図１参照）の出力信号、符号４１
１は計測装置１２ａの出力信号、符号４２１は計測装置１２ｂの出力信号、符号４３１〜

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４３３は計測装置１２ｃの出力信号である。
【００４３】
図５に示すように、シンチレーション検出器１１から出力される信号のうち、監視波高
値範囲３に入らない信号（例えば、出力信号４０４）は、監視対象ではない。シンチレー
ション検出器１１の出力信号のうち、波高値範囲１に入る信号４０１が計測装置１２ａに入力された場合、計測装置１２ａは、図５に示すロジックパルス４１１を分析装置１３（
図１参照）の計数部１０１ａに出力する。出力される。同様に、シンチレーション検出器
１１の出力信号のうち、波高値範囲２に入る信号４０２が計測装置１２ｂに入力された場
合、計測装置１２ｂは、図５に示すロジックパルス４２１を分析装置１３の計数部１０１ｂに出力する。
【００４４】
シンチレーション検出器１１の出力信号のうち、監視波高値範囲３に入る信号４０１、４０３、４０２が計測装置１２ｃに入力された場合、計測装置１２ｃは、図５に示すロジックパルス４３１、４３２、４３３を監視装置１４（図１参照）の計数部１０１ｃに出力する。
【００４５】<分 析 装 置 １ ３ の 動 作 >図１に示すように、分析装置１３（図１参照）の計数部１０１ａは、計測装置１２ａか
ら出力されるロジックパルスの数を計数し、計数結果を計数率比演算部１０２に出力する。計数部１０１ｂは、計測装置１２ｂから出力されるロジックパルスの数を計数し、計数
結果を計数率比演算部１０２に出力する。
計数率比演算部１０２は、計数部１０１ａ、１０１ｂで得られた計数結果をもとに、計数率の比を算出する。
【００４６】
また、温度変動補正データベース１０３には、前記計数率比に対する波高値変動量の関係があらかじめ蓄積されている。温度変動補正データベース１０３は、式（３）の関係があるため、計数率の比の対数と波高値変動量は１次関数の関係にある。
【００４７】
波高値範囲演算部１０４は、計数率比演算部１０２により算出された計数率の比をもとに、温度変動補正データベース１０３を参照して波高値変動量を算出する。
波高値範囲演算部１０４は、算出した波高値変動量をもとに、計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃで設定されている波高値範囲設定値１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを修正する。
この時、波高値範囲設定値１０５ａ、１０５ｂについては、波高値変動後の波高値範囲が
波高値範囲設定値１０５ｃの範囲であれば必ずしも修正する必要はない。波高値範囲設定
値１０５ｃについては、波高値変動があった場合には、修正される必要がある。波高値範囲演算部１０４は、算出した波高値変動量が小さくなるように波高値範囲設定値１０５ｃの監視波高値範囲３を補正する。
上記を測定回の度あるいは動的に調整することで、連続監視中の波高値変動に対応した監視を継続することができる。
【００４８】<監 視 装 置 １ ４ の 動 作 >図１に示すように、監視装置１４（図１参照）の計数部１０１ｃは、計測装置１２ｃか
ら出力されるロジックパルスの数を計数する。
監視装置１４は、波高値範囲設定値１０５ｃの監視波高値範囲３の波高値を取得して、放射線を監視する。
【００４９】
図 ６ は 、 波 高 値 の 実 測 デ ー タ を 示 す 図 で あ る 。 縦 軸 に 推 定 さ れ る 波 高 値 の 変 化 分 [ch]をと り 、 横 軸 に 実 際 の 波 高 値 の 変 化 分 [ch]と る 。 図 ６ に 示 す よ う に 、 波 高 値 の 実 測 デ ー タ は、推定される波高値と正の相関関係があることが分かった。温度変動場に適応できることが確かめられた。

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JP 2021-32809 A 2021.3.1【００５０】
以上説明したように、本実施形態に係る放射線監視装置１００は、シンチレーション検出器１１の波高値範囲の信号を計測する少なくとも３台の計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、分析装置１３と、監視装置１４と、備える。計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、シンチレーション検出器１１からの出力信号を取得し、温度変化により波高値が変動する
監視対象の監視波高値範囲３と、当該監視波高値範囲３内で少なくとも２つの波高値範囲
１，２を設定する波高値範囲設定値１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと、を有する。分析装
置１３は、計数部１０１ａ、１０１ｂと、波高値範囲１の波高値と波高値範囲２の波高値との計数率の比を演算する計数率比演算部１０２と、温度変動補正データベース１０３と、波高値範囲演算部１０４と、を備える。波高値範囲演算部１０４は、温度変動補正デー
タベース１０３を参照することで、計数率の比から波高値変動量を算出する。また、波高
値範囲演算部１０４は、算出した波高値変動量が小さくなるように監視波高値範囲３を補正する。
【００５１】
この構成により、温度測定の必要がなく、即座に波高値変動量を算出することができ、算出した波高値変動量をもとに温度により波高値が変動する監視波高値範囲３を調整（補正）することができる。すなわち、放射線監視装置１００は、温度変化以外の２つの波高
値範囲１，２の波高値の計数率の比をもとに波高値変動量を算出し、この波高値変動量をもとに監視波高値範囲３を補正する。これにより、温度測定による補正方法で発生する時
間遅れがなく、連続的に監視することができる。したがって、温度変動のある環境において、シンチレーション検出器１１を用いた短時間での連続した監視を実現することができる。
【００５２】
例えば、シンチレータや光電子増倍管等の温度影響を受ける機器のある位置と温度測定
位置との熱伝達等の時間遅れの間に複数回の測定が必要な場合は、温度測定よりも早い波
高値補正方法が必要であるが、本実施形態では、温度測定の必要がなく、即座に波高値変動量を算出することができるので、温度測定による補正に伴う時間遅れ無く監視が可能である特有の効果を奏する。
【００５３】
本実施形態では、波高値範囲演算部１０４は、監視対象の波高値分布のうち、正規分布をとるピークの波高値の計数率の比をもとに波高値変動量を算出する。これにより、正規分布をとるピークにおいて、温度変化以外の２つの波高値範囲１，２の波高値の計数率の比から、波高値変動量を算出（推定）することができる。特に、処理信号数を最小化する
ことで早い応答が可能になる。
なお、２つの波高値範囲１，２は、監視波高値範囲３内の任意の２点であればよい。
【００５４】
本実施形態では、波高値範囲演算部１０４は、計数率の比に対する波高値変動量の関係を蓄積する温度変動補正データベース１０３を参照することで、高速かつ高精度で波高値
変動量を算出することができる。
【００５５】
本実施形態では、放射線監視装置１００は、測定回の度あるいは動的に調整することで、連続監視中の波高値変動に対応した監視を継続することができる。
【００５６】
本実施形態では、放射線監視装置１００は、連続監視中の１回以上測定によって算出された波高値変動量の変化の傾向から現在の波高値変動量を推定する。これにより、誤差の影響を抑制した監視波高値範囲３を設定することができる。
【００５７】
本実施形態では、計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃにシングルチャンネルアナライザを用いることで、波高値変動推定のために設定するピーク範囲内の２点の計数および監視波
高値範囲の計数をシングルチャンネルアナライザにより計測する。これにより、シングル

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チャンネルアナライザにより、処理信号数を最小化することができ、早い応答が可能になる。
【００５８】
本実施形態では、放射線監視装置１００は、計測装置１２ｃ（図１参照）の波高値範囲
設定値１０５ｃの監視波高値範囲３の波高値を取得して、放射線を監視する監視装置１４を備える。監視装置１４は、監視範囲を調整するため、調整した結果として監視している
波高値範囲が妥当であるか確認する。これにより、信頼性を向上させることができる。
【００５９】（第２の実施形態）
第１の実施形態では、温度変動補正データベース１０３を用いたが、式（３）の関係があることから、温度変動補正データベース１０３の代わりに波高値変動量算出部１０６を備える構成も可能である。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る放射線監視装置の構成を示す図である。図１と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
図７に示すように、放射線監視装置２００の分析装置１３Ａは、図１の温度変動補正データベース１０３に代えて、波高値変動量算出部１０６と、記憶装置１０７と、標準偏差データベース１０８と、を備える。
【００６０】
式（３）では、監視対象のピークの中心となる波高値が算出される。１回前（ｎ−１回目）のピーク中心となる波高値との差分より波高値変動量を算出するために、波高値変動量算出部１０６が動作する度にピーク中心となる波高値を記憶する記憶装置１０７を備える。
【００６１】
また、式（３）では、標準偏差が既知である必要がある。標準偏差は、ピーク中心位置と相関がある。このために、ピーク中心となる波高値と共に標準偏差を蓄積する標準偏差
データベース１０８を備える。
なお、式（３）のｘ１、ｘ２に相当する波高値は、波高値範囲演算部１０４から入力される。
【００６２】
以下、上述のように構成された放射線監視装置２００の動作について説明する。
図７に示すように、計数率比算出部１０２の出力信号が波高値変動量算出部１０６に入力されると、波高値変動量算出部１０６は、標準偏差データベース１０８から１回前（ｎ−１回目）のピーク中心となる波高値と標準偏差を読み込み、式（３）に従って現在（ｎ回目）のピーク中心となる波高値を算出する。算出された波高値は、標準偏差データベー
ス１０８に入力される。
【００６３】
波高値変動量算出部１０６は、ｎ回目のピーク中心となる波高値に基づき標準偏差を算出し、記憶装置１０７へｎ回目のピーク中心となる波高値との組として送信する。波高値
変動量算出部１０６は、記憶装置１０７から読み込んだ（ｎ−１回目）の標準偏差からｎ回目のピーク中心となる波高値を算出し、標準偏差データベース１０８から読み込んだ（
ｎ−１回目）のピーク中心となる波高値との差分により、波高値変動量を算出して波高値
範囲演算部１０４に送信する。
【００６４】
波高値範囲演算部１０４は、算出された波高値変動量をもとに計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃで設定されている波高値範囲設定値１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを修正する。
この時、波高値範囲設定値１０５ｃは、少なくとも波高値変動があった場合には、修正される必要がある。これに対し、波高値範囲設定値１０５ａ、１０５ｂは、波高値変動後の波高値範囲が波高値範囲設定値１０５ｃの範囲であればよく、必ずしも修正する必要はな
い。
【００６５】

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上記、波高値範囲設定値１０５ａ、１０５ｂは、波高値変動量算出部１０６に入力され、次（ｎ＋１回目）の計数率の比によって波高値変動量算出部１０６から波高値変動量を算出する際に用いられる。
【００６６】
このように、第２の実施形態では、連続監視中の１回以上測定によって推定された波高値変動量の変化の傾向から現在の波高値変動量を算出（推定）する。これにより、誤差の影響を抑制した監視波高値範囲３を設定することができる。
【００６７】
また、第２の実施形態では、式（３）の関係を用いることで、温度変動補正データベー
ス１０３を設けることなく、波高値変動量を算出することができる（ただし、標準偏差データベース１０８は必要となる）。データベースの資源が簡素化され、低コスト化が期待できる。
【００６８】（第３の実施形態）
第２の実施形態では、標準偏差の導出方法として（ｎ−１回目）の標準偏差を用いた。
これは、波高値変動が微小である場合には、対応可能である。波高値変動量が大きい場合には、実測値をもとに波高値変動量を導出することが好ましい場合がある。
図８は、本発明の第３の実施形態に係る放射線監視装置の構成を示す図である。図７と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
図８に示すように、放射線監視装置３００の分析装置１３Ｂは、図７の波高値変動量算
出部１０６、記憶装置１０７および標準偏差データベース１０８に代えて、標準偏差算出
部１０９と、記憶装置１１０と、を備える。
分析装置１３Ｂは、（ｎ−１回目）の標準偏差を用いることなく、波高値変動量を算出する。
【００６９】
以下、上述のように構成された放射線監視装置３００の動作について説明する。
図８に示すように、波高値変動量算出部１０６に計数率の比が入力されると、標準偏差導出部１０９が式（５）に基づき標準偏差を導出する。式（５）のｘ１、ｘ２に相当する
波高値は、波高値範囲演算部１０４から、（ｎ−１回目）の波高値範囲設定値１０５ａ、
波高値範囲設定値１０５ｂが入力される。（ｎ−１回目）の波高値範囲設定値１０５ａ、
波高値範囲設定値１０５ｂは、波高値変動量算出部１０６にも入力され、計数率の比、標準偏差、波高値範囲設定値からｎ回目のピーク中心となる波高値が算出される。
得られたピーク中心となる波高値は、記憶装置１１０に入力されて記憶され、記憶装置
１１０からは（ｎ−１回目）のピーク中心となる波高値が出力されて波高値変動量算出部
１０６に入力される。波高値変動量算出部１０６では、ｎ回目のピーク中心となる波高値と（ｎ−１回目）のピーク中心となる波高値の差分より波高値変動量が算出され、波高値
範囲演算部１０４に入力される。
【００７０】
算出された波高値変動量は、波高値範囲演算部１０４によって計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃで設定されている波高値範囲設定値１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを修正する。
この時、波高値範囲設定値１０５ｃは、少なくとも波高値変動があった場合には、修正される必要がある。これに対し、波高値範囲設定値１０５ａ、１０５ｂは、波高値変動後の波高値範囲が波高値範囲設定値１０５ｃの範囲であれば必ずしも修正する必要はない。また、波高値範囲設定値１０５ａ、１０５ｂは、波高値変動量算出部１０６、標準偏差導出
部１０９に入力され、次（ｎ＋１回目）の計数率の比によって波高値変動量算出部１０６から波高値変動量を算出する際に用いられる。
【００７１】
このように、第３の実施形態では、式（５）の関係を用いることで、標準偏差データベ
ース１０８も用いることなく、波高値変動量を算出することができる。データベースの資源が簡素化され、より一層低コスト化が期待できる。

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JP 2021-32809 A 2021.3.1【００７２】（第４の実施形態）
シンチレーション検出器１１の出力信号の波高値を判定し、ロジックパルスを出力する
計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ（図１、図７、図８参照）の機能は、シングルチャンネ
ルアナライザである。シングルチャンネルアナライザは、例えば１ｓ未満の早い信号処理速度に対応することができる。しかし、シングルチャンネルアナライザを用いた場合、波高値分布の全体像が把握できないため、正しくピークを監視しているかの確認は不向きである。
【００７３】
波高値を分析する装置として、このシングルチャンネルアナライザの他に、マルチチャ
ンネルアナライザが存在する。マルチチャンネルアナライザは、着目する全波高値範囲を収集し、図４で示される波高値分布などを出力する装置である。計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃとしてマルチチャンネルアナライザを用いたとしても各実施形態の放射線監視装
置１００，２００，３００は、正常に動作する。しかし、マルチチャンネルアナライザを用いた場合には、処理する信号数が増加するため、高計数率の場合には、処理が追いつかない可能性がある。あるいは、例えば１ｓ未満の早い信号処理速度が求められた場合、マルチチャンネルアナライザでは、信号処理速度が遅く、対応できない可能性がある。このため、計測装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、シングルチャンネルアナライザであることが望ましい。
【００７４】
図９は、本発明の第４の実施形態に係るマルチチャンネルアナライザによる波高値調整機能を設けた放射線監視装置の構成を示す図である。図１と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
第４の実施形態は、シングルチャンネルアナライザとマルチチャンネルアナライザを併用する例である。
図９に示すように、放射線監視装置４００は、シングルチャンネルアナライザ７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃと、マルチチャンネルアナライザ７０２と、波高値調整部７０３と、を備える。
波高値調整部７０３は、入力された両波高値を比較し、波高値範囲設定値１０５ｃがマ
ルチチャンネルアナライザ７０２から出力された波高値範囲と同じ範囲になるようために必要な波高値調整量を算出する。
【００７５】
図９に示すように、シンチレーション検出器１１から出力された信号は、シングルチャ
ンネルアナライザ７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃに入力される。入力された信号の波高値
が波高値範囲設定１０５ａの範囲（波高値範囲１：図４参照）にある時、シングルチャン
ネルアナライザ７０１ａからロジックパルスが出力される。同様に、入力された信号の波
高値が波高値範囲設定１０５ｂの範囲（波高値範囲２：図４参照）にある時、シングルチャンネルアナライザ７０１ｂからロジックパルスが出力され、入力された信号の波高値が波高値範囲設定１０５ｃの範囲（監視波高値範囲３：図４参照）にある時、シングルチャ
ンネルアナライザ７０１ｃからロジックパルスが出力される。
【００７６】
マルチチャンネルアナライザ７０２に入力された信号は、波高値分布を形成する。すな
わち、マルチチャンネルアナライザ７０２に入力された信号は、着目する全波高値範囲を監視するためのものである。マルチチャンネルアナライザ７０２による監視は、シングル
チャンネルアナライザ７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃよりも遅い信号処理でよく、一定の時間をかけて波高値分布を形成する。上記一定の時間は、波高値変動が無い範囲であることが望ましい。波高値変動がない場合には、波高値範囲設定値１０５ｃが妥当であることを確認する。つまり、マルチチャンネルアナライザ７０２は、波高値変動がない場合、波高値変動がなかった一定時間の間測定して得られた波高値分布をもとに、これまで調整してきた結果としての波高値範囲設定値１０５ｃが妥当であることを確認する。

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JP 2021-32809 A 2021.3.1【００７７】
波高値範囲演算部１０４は、波高値範囲設定値１０５ｃを波高値調整部７０３に出力する。また、マルチチャンネルアナライザ７０２は、適切なピークの波高値範囲を波高値調
整部７０３に出力する。
波高値調整部７０３では、入力された波高値範囲設定値１０５ｃと適切なピークの波高
値範囲の両波高値を比較し、波高値範囲設定値１０５ｃがマルチチャンネルアナライザ７
０２から出力された波高値範囲と同じ範囲になるようために必要な波高値調整量を算出する。波高値調整量は、波高値範囲演算部１０４に入力され、波高値範囲演算部１０４は、波高値調整量をもとに、波高値のずれ分を調整する。
【００７８】
マルチチャンネルアナライザ７０２の測定時間を波高値変動の無い時間内としたが、波高値変動があっても微小であり、波高値範囲設定値１０５ｃが変わることがなければ同様の操作をしても問題がない。また、波高値変動による波高値分布への影響が、波高値変動と時間による推定などから把握できる場合には、波高値範囲設定値１０５ｃが変わったとしても、マルチチャンネルアナライザ７０２による測定中の波高値変動量を踏まえた上での調整をしてもよい。
【００７９】
放射線監視装置４００は、高計数率によりマルチチャンネルアナライザの信号処理が追いつかない場合（不感時間が１００％など）には、適用が困難である。一方、放射線監視装置４００は、必要な信号処理速度に追いつかないだけであって、信号処理そのものは可能である環境では、適切に監視ができているかを確認することができる。
【００８０】
このように、本実施形態では、シングルチャンネルアナライザの代わりにマルチチャン
ネルアナライザを適用することで、複数点でのピークを推定し、フィッティングにより波
高値変動量を推定することができる。これにより、温度測定による補正に伴う時間遅れなく監視が可能になる。
【００８１】
特に、本実施形態では、連続監視系統から分岐した信号によりマルチチャンネル波高値分析を行い、波高値変動が微小であった監視時とマルチチャンネル波高値分析によって判定される波高値範囲を比較し、監視中の波高値範囲が妥当であることを確認または補正する。これにより、長時間の連続測定によるずれを補正することができる。
【００８２】
なお、本発明は、上記各実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜その構成を変更することができる。
【００８３】
上記した各実施形態例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実
施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形
態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】【００８４】
１１ シンチレーション検出器
１２、１２ａ〜１２ｃ 計測装置
１３ 分析装置
１４ 監視装置
１００，２００，３００，４００ 放射線監視装置
１０１ａ〜１０１ｃ 計数部
１０２ 計数率比演算部

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１０３ 波高値変動量データベース
１０４ 波高値範囲演算部
１０５ａ〜１０５ｃ 波高値範囲設定値
１０６ 波高値変動量算出部
１０７ 記憶装置
１０８ 標準偏差データベース
１０９ 標準偏差導出部
１１０ 記憶装置
７０１、７０１ａ〜７０１ｃ シングルチャンネルアナライザ
７０２ マルチチャンネルアナライザ
７０３ 波高値調整部

【図１】

【図２】

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【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

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【図７】

【図９】

【図８】

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(19)JP 2021-32809 A 2021.3.1

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フロントページの続き(72)発明者 川上達彦

東京都千代田区丸の内一丁目６番６号
Ｆターム(参考) 2G188 BB04

BB15

CC21 EE06

株式会社日立製作所内

EE14

FF25