JP7076384B2 - Radioactivity measuring device - Google Patents
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Description
本願は、放射能測定装置に関するものである。 The present application relates to a radioactivity measuring device.
原子力発電所、核燃料処理施設等の放射性物質取扱施設の廃止措置に伴い、これらの放射性物質取扱施設の解体が行われる。放射性物質取扱施設の建屋に使用されるコンクリート壁等の構造体は、放射化あるいは放射能汚染の可能性があるため、解体時に発生した構造体廃棄物は放射能強度評価が必要となる。また、これらの放射性物質取扱施設において事故が発生した場合においても、環境中へ様々な放射性物質が放出された可能性があるため、施設周辺の土壌等の環境物質についても同様に放射能強度評価が必要となる。 With the decommissioning of radioactive material handling facilities such as nuclear power plants and nuclear fuel treatment facilities, these radioactive material handling facilities will be dismantled. Since structures such as concrete walls used in the buildings of facilities handling radioactive materials may be activated or contaminated with radioactivity, structural waste generated during dismantling needs to be evaluated for radioactivity intensity. In addition, even if an accident occurs at these radioactive material handling facilities, various radioactive materials may have been released into the environment, so the radioactive intensity of environmental materials such as soil around the facility is also evaluated in the same way. Is required.
コンクリート壁、土壌等の測定対象物に対する放射能強度評価では、その表面における放射能強度の測定だけでなく、その表面から内部にかけての深さ方向の放射能強度の分布評価が必要となる。この深さ方向の放射能強度の分布評価においては、通常、シミュレーション等を用いた事前解析により、予め深さ毎の放射能強度を求める。そして、この事前解析による解析結果の整合性を確認するため、測定対象物の深さ毎のサンプルをボーリング等により採取する。そして採種したサンプルをＧｅ半導体検出器でオフライン測定を行うことで、測定対象物の深さ方向の放射能強度の分布評価を行っている。 In the evaluation of the radioactivity intensity for a measurement object such as a concrete wall or soil, it is necessary not only to measure the radioactivity intensity on the surface but also to evaluate the distribution of the radioactivity intensity in the depth direction from the surface to the inside. In the evaluation of the distribution of the radioactivity intensity in the depth direction, the radioactivity intensity for each depth is usually obtained in advance by a preliminary analysis using simulation or the like. Then, in order to confirm the consistency of the analysis result by this preliminary analysis, a sample for each depth of the measurement object is collected by boring or the like. Then, the sample collected is measured offline with a Ge semiconductor detector to evaluate the distribution of the radioactivity intensity in the depth direction of the object to be measured.
Ｇｅ半導体検出器により上記のような放射能強度評価を行う場合では、採取した測定対象物のサンプルを試験室に持ち帰り、サンプルをすりつぶして整形を行う等の前処理が必要となるため、時間と手間を要する。よって、作業効率の向上、工期短縮、コスト削減を目的として、サンプルを採取せずに、測定対象物がある現場にて直接測定対象物の深さ方向の放射能強度を測定する、以下のような地中放射能測定装置あるいは放射能測定装置が開示されている。 When evaluating the radioactivity intensity as described above with a Ge semiconductor detector, it takes time and pretreatment such as taking the sample of the collected object back to the test room and grinding the sample for shaping. It takes time and effort. Therefore, for the purpose of improving work efficiency, shortening the construction period, and reducing costs, the radiation intensity in the depth direction of the measurement target is directly measured at the site where the measurement target is located, without collecting a sample. The underground radioactivity measuring device or the radioactivity measuring device is disclosed.
即ち、地中放射能測定装置は、複数の放射線検出器が深さ方向に多段に収納された内管と、内管の外周に配置された外管とを備える。内管の測定窓と外管の測定窓とが整合しない状態で土壌に挿入することで、各放射線検出器は土壌中のガンマ線のみを測定する。次に、内管を外管に対して相対的に回転又は上下動させて内管の測定窓と外管の測定窓とを整合状態とすることで、各放射線検出器の近傍に存在する放射性セシウムから放出されるベータ線が各放射線検出器に入射し、これにより各放射線検出器はそれぞれの深度レベルにおいてベータ線及びガンマ線の両方を測定する。演算部は、各放射線検出器で測定したベータ線及びガンマ線の測定値からガンマ線のみの測定値を差し引くことにより、ベータ線のみの測定値を得る。これにより土壌中のベータ線の放射能深度分布を測定できる（例えば、特許文献１参照）。 That is, the underground radioactivity measuring device includes an inner tube in which a plurality of radiation detectors are housed in multiple stages in the depth direction, and an outer tube arranged on the outer periphery of the inner tube. By inserting the inner tube measurement window and the outer tube measurement window into the soil in an inconsistent state, each radiation detector measures only gamma rays in the soil. Next, by rotating or moving the inner tube relative to the outer tube to bring the measurement window of the inner tube and the measurement window of the outer tube into a matching state, the radioactivity existing in the vicinity of each radiation detector is achieved. Beta rays emitted from cesium enter each radiation detector so that each radiation detector measures both beta and gamma rays at its respective depth level. The calculation unit obtains the measured value of only beta rays by subtracting the measured value of only gamma rays from the measured values of beta rays and gamma rays measured by each radiation detector. This makes it possible to measure the radiation depth distribution of beta rays in soil (see, for example, Patent Document 1).
また即ち、放射能測定装置は、長手方向に複数の放射線受光素子を有する放射線検出プローブを備える。放射線受光素子は、土壌中でそれぞれ放射線のカウント数を取得する。解析部は、放射線受光素子毎に取得したカウント数から不要なカウント数を除いた最尤カウント数を算出する。不要なカウント数とは、各放射線受光素子が取得するべき深さ位置とは異なる深さ位置にある放射性物質の放射線から取得した過剰なカウント数である。そして、算出した該最尤カウント数から土壌における放射能分布を導出する（例えば、特許文献２参照）。 That is, the radioactivity measuring device includes a radiation detection probe having a plurality of radiation receiving elements in the longitudinal direction. Each radiation receiving element acquires a radiation count in the soil. The analysis unit calculates the maximum likelihood count number obtained by subtracting the unnecessary count number from the count number acquired for each radiation receiving element. The unnecessary count number is an excessive count number acquired from the radiation of the radioactive substance at a depth position different from the depth position to be acquired by each radiation receiving element. Then, the radioactivity distribution in the soil is derived from the calculated maximum likelihood count (see, for example, Patent Document 2).
上記特許文献１に開示される地中放射能測定装置では、ベータ線を利用することにより、各放射線検出素子が測定するべき深さ位置と異なる深さ位置にある放射性物質の影響を減らし、深さ方向の放射能強度の分布評価が行える点がメリットである。しかしながら、測定線種がベータ線に限定されているため、放射性核種の弁別が出来ず、放射性核種ごとの放射能強度を測定できないという課題がある。
In the underground radioactivity measuring device disclosed in
上記特許文献２に開示される放射能測定装置では、深さ方向の放射能強度の分布評価にガンマ線を利用することにより、放射線のエネルギーを識別して放射性核種を弁別出来る点がメリットである。しかしながら、放射線受光素子により検出したカウント数から、取得するべき深さ位置とは異なる深さ位置にある放射性物質の放射線から取得した過剰なカウント数を除く処理をしている。そのため、放射線受光素子の測定感度の確保ができず、放射能強度評価の精度が低下する。
The radioactivity measuring device disclosed in
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、測定対象物の深さ方向に対する、放射性核種ごとの放射能強度を精度良く測定可能な放射能測定装置を提供することを目的とする。 The present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems, and provides a radioactivity measuring device capable of accurately measuring the radioactivity intensity of each radionucleus species in the depth direction of the object to be measured. The purpose is.
本願に開示される放射能測定装置は、
測定対象物内に挿入される挿入部と、
前記挿入部に一列に配列して設けられ、放射性物質から放出される放射線が入射されると入射放射線のエネルギーに対応する検出信号を出力する複数の検出部と、
前記検出信号のエネルギー値ごとの計数を示すエネルギー分布である第１エネルギー分布を導出する分析部と、
各前記検出部の応答関数を格納する格納部と、
前記第１エネルギー分布に対して、前記応答関数を用いた信号復元演算を行うことにより前記放射性物質の放射線のエネルギー分布である第２エネルギー分布を演算して、前記放射性物質の核種を弁別すると共に、弁別された該放射性物質の放射能強度を演算する演算部と、を備え、
各前記検出部の前記応答関数は、前記挿入部が挿入される前記測定対象物内の測定対象領域を前記検出部の配列方向に対して複数に区分した各区分領域における前記放射性物質から放出される放射線に対応して、前記区分領域ごとに構成され、
各前記区分領域は、前記検出部の数に応じて該検出部ごとに対応して区分されたものであり、
前記演算部は、
各前記区分領域の前記放射性物質からそれぞれ放出される放射線に対応してそれぞれ構成された前記検出部ごとの前記応答関数を、前記検出部の配列方向に並べた応答関数行列と、各前記区分領域における前記第２エネルギー分布を前記検出部の配列方向に並べた行列と、を各前記区分領域における前記第１エネルギー分布を前記検出部の配列方向に並べた行列に対して関連付ける行列の式を設定し、
前記行列の式に対して、前記応答関数行列の逆行列を用いた前記信号復元演算を行うことにより、前記区分領域ごとの前記第２エネルギー分布をそれぞれ抽出して、弁別された前記放射性物質の、前記測定対象領域における前記検出部の配列方向に対する放射能強度を演算する、
ものである。
The radioactivity measuring device disclosed in the present application is
The insertion part inserted in the object to be measured and
A plurality of detection units provided in a row in the insertion unit and outputting a detection signal corresponding to the energy of the incident radiation when radiation emitted from a radioactive substance is incident.
An analysis unit that derives a first energy distribution, which is an energy distribution showing a count for each energy value of the detection signal, and an analysis unit.
A storage unit that stores the response function of each detection unit,
The second energy distribution, which is the radiation energy distribution of the radioactive material, is calculated by performing a signal restoration calculation using the response function for the first energy distribution, and the nuclear species of the radioactive material are discriminated. , A calculation unit that calculates the radioactivity intensity of the discriminated radioactive material,
The response function of each detection unit is emitted from the radioactive substance in each division region in which the measurement target region in the measurement target into which the insertion portion is inserted is divided into a plurality of parts with respect to the arrangement direction of the detection unit. It is configured for each of the above-mentioned division areas in response to the radiation.
Each of the divided areas is divided according to the number of the detection units.
The arithmetic unit
A response function matrix in which the response functions for each detection unit configured corresponding to the radiation emitted from the radioactive substance in each of the division regions are arranged in the arrangement direction of the detection units, and each division region. A matrix in which the second energy distribution in the above is arranged in the arrangement direction of the detection unit and a matrix in which the first energy distribution in each division region is arranged in the arrangement direction of the detection unit is set. death,
By performing the signal restoration operation using the inverse matrix of the response function matrix with respect to the matrix equation, the second energy distribution for each of the division regions is extracted, and the discriminated radioactive material is used. , Calculates the radioactivity intensity with respect to the arrangement direction of the detection unit in the measurement target region.
It is a thing.
本願に開示される放射能測定装置によれば、測定対象物の深さ方向に対する、放射性核種ごとの放射能強度を精度良く測定可能であるため、測定信頼性が向上する。 According to the radioactivity measuring apparatus disclosed in the present application, the radioactivity intensity of each radionuclear species can be accurately measured in the depth direction of the object to be measured, so that the measurement reliability is improved.
以下、本願の各実施の形態に係る放射能測定装置について、図を参照しながら以下に説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付しており、対応する各構成部のサイズ、縮尺はそれぞれ独立している。
また、放射能測定装置の構成は、実際にはさらに複数の部材を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、他の部分については省略している。
Hereinafter, the radioactivity measuring device according to each embodiment of the present application will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are designated by the same reference numerals, and the sizes and scales of the corresponding components are independent of each other.
Further, although the configuration of the radioactivity measuring device actually includes a plurality of members, only the parts necessary for the explanation are described and the other parts are omitted for the sake of simplicity.
実施の形態１．
以下、本願の実施の形態１による、放射能測定装置としての放射能強度分布測定装置１００について図を用いて説明する。
図１は、実施の形態１による放射能強度分布測定装置１００の全体の概略構成を示すブロック図である。
図２は、図１に示す放射線検出部Ａの概略構成を示す模式図である。
なお、放射能強度分布測定装置１００の構成を全て記載した図１と、構成の一部を抜粋した他の図との間で、同一構成部分を図示する際に、同一構成部分のサイズ、縮尺等が異なっている場合もある。これは本実施の形態１以降の各実施の形態においても同様である。
Hereinafter, the radioactivity intensity
FIG. 1 is a block diagram showing an overall schematic configuration of the radioactivity intensity
FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the radiation detection unit A shown in FIG.
When the same component is illustrated between FIG. 1 showing the entire configuration of the radioactivity intensity
図１に示すように、放射能強度分布測定装置１００は、挿入部としてのサンプリング部１０と、分析部としての放射線分析部２０と、表示部３０と、を備える。
As shown in FIG. 1, the radioactivity intensity
サンプリング部１０は、測定対象物としてのコンクリート片Ｔにドリル等で空けられた穴Ｔ１内に挿入可能な長手形状に構成されており、検出部としての放射線検出部Ａを長手方向に複数個（１、２・・・Ｎ個）備える。各放射線検出部Ａは、このサンプリング部１０上に直線上に、一列に配列して設けられる。各放射線検出部Ａは、穴Ｔ１の内壁に対向して、設定された所定の距離を穴Ｔ１の内壁から設けて設置される。こうして各放射線検出部Ａは、コンクリート片Ｔに含まれた放射性物質Ｒｍからの放射線を検出する。
放射線分析部２０は、サンプリング部１０において検出された放射線の分析を行う。
表示部３０は、放射線分析部２０による分析結果を表示する。
The
The
The
なお、図１において、放射線検出部Ａの配列方向を矢印Ｙとして示した。以降、放射線検出部Ａの配列方向を、測定対象物の深さ方向Ｙと称す。
また、図における理解を容易にするために、コンクリート片Ｔ内の放射性物質Ｒｍを丸形状にて図示した。
In FIG. 1, the arrangement direction of the radiation detection unit A is indicated by an arrow Y. Hereinafter, the arrangement direction of the radiation detection unit A will be referred to as the depth direction Y of the object to be measured.
Further, in order to facilitate understanding in the figure, the radioactive material Rm in the concrete piece T is shown in a round shape.
また、図において、サンプリング部１０と放射線分析部２０とが結合して一体型に構成され、表示部６のみが分離して構成された例を示しているが、サンプリング部１０と放射線分析部２０と表示部３０との全てが一体型に構成されてもよい。あるいは、放射線検出部Ａと放射線分析部２０と表示部６とがそれぞれ分離して構成されてもよい。またあるいは、放射線検出部Ａのみが分離して構成され、放射線分析部２０と表示部３０とが一体型に構成されてもよい。
Further, in the figure, an example is shown in which the
以下、サンプリング部１０の詳細構成について説明する。
サンプリング部１０の各放射線検出部Ａには、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器が用いられる。図２にその詳細を示すように、各放射線検出部Ａは、シンチレータＡａと、光検出器Ａｂと、増幅器としてのプリアンプＡｃとを備える。
Hereinafter, the detailed configuration of the
A NaI (Tl) scintillation detector is used for each radiation detection unit A of the
シンチレータＡａは、放射線が入射されると放射線によりエネルギーを付与されることにより固有の波長を持つ蛍光を出す。発生した蛍光は、光検出器Ａｂの光電面で電子に変換され、電気信号、例えばパルス信号に変換して出力される。光検出器Ａｂから出力されたパルス信号は、プリアンプＡｃにより増幅される。
こうして、放射線検出部Ａは、コンクリート片Ｔに含まれた放射性物質Ｒｍから放出される放射線が入射すると、入射放射線のエネルギーに比例した波高を有する、検出信号としてのパルス信号Ｇを出力する。出力されたパルス信号Ｇは、後段の放射線分析部２０に入力される。
The scintillator Aa emits fluorescence having a unique wavelength by being energized by the radiation when the radiation is incident. The generated fluorescence is converted into electrons on the photoelectric surface of the photodetector Ab, converted into an electric signal, for example, a pulse signal, and output. The pulse signal output from the photodetector Ab is amplified by the preamplifier Ac.
In this way, when the radiation emitted from the radioactive substance Rm contained in the concrete piece T is incident, the radiation detection unit A outputs a pulse signal G as a detection signal having a wave height proportional to the energy of the incident radiation. The output pulse signal G is input to the
次に、放射線分析部２０の各部の概要について説明する。
放射線分析部２０は、サンプリング部１０から出力される、各放射線検出部Ａからのパルス信号Ｇを分析するために設けられる。
図１に示すように、放射線分析部２０は、波形整形部２１と、分析部としての波高分析部２２と、演算部としての放射能強度演算部２３と、格納部としての応答関数データベース２４と、を備える。
Next, the outline of each part of the
The
As shown in FIG. 1, the
波形整形部２１は、サンプリング部１０から出力される各放射線検出部Ａからのパルス信号Ｇに対して、増幅および波形の整形を行う。
波高分析部２２は、パルス信号Ｇのエネルギー値ごとの計数を導出する。
応答関数データベース２４は、各放射線検出部Ａの応答関数Ｋを格納する。
放射能強度演算部２３は、波高分析部２２の出力結果に対して応答関数Ｋを用いた信号復元演算を行うことにより、放射性物質Ｒｍの核種を弁別すると共に、弁別された放射性物質Ｒｍの放射能強度を演算する。
The
The wave
The
The radioactivity
なお、波形整形部２１は、例えば波形整形器（図示せず）と、増幅器２１ａと、で構成される。波高分析部２２は、例えば多重波高分析器等で構成される。放射能強度演算部２３は、例えば単一または複数のマイクロプロセッサで構成される。応答関数データベース２４は、例えばマイクロプロセッサに接続されたメモリ等で構成される。表示部３０は、例えば液晶ディスプレイ等で構成される。
The
次に、本実施の形態１の要部である放射線分析部２０の上記各部における詳細処理について説明する。
波形整形部２１は、サンプリング部１０から出力される各放射線検出部Ａからのパルス信号Ｇを受信すると、このパルス信号Ｇに対して、増幅器２１ａを用いて予め設定された増幅率での増幅と、後の処理に適した形への波形の整形と、を行う。増幅され、整形されたパルス信号Ｇは、後段の波高分析部２２に入力される。
Next, detailed processing in each of the above parts of the
When the
波高分析部２２は、波形整形部２１の出力を基に、以下のような波高分析を行う。
図３は、実施の形態１による波高分析部２２により導出される放射線の波高分布Ｍの例を示す模式図である。放射線検出部Ａが、放射性物質Ｒｍであるセシウム－１３７からのガンマ線を測定した場合を示している。
The wave
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the radiation height distribution M derived by the wave
波高分析部２２は、前段の波形整形部２１によって増幅された各放射線検出部Ａのパルス信号Ｇのうち、ピーク値が所定値以上のパルス信号Ｇについて、このピーク値をＡＤ変換（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ 変換）する。波高分析部２２は、ＡＤ変換をしたパルス信号Ｇのピーク値に相当するエネルギー弁別範囲を有するチャンネル（エネルギー弁別段）に対して、１カウント分加算する。この動作を各パルス信号Ｇに対して施すことにより、波高分析部２２は、各パルス信号Ｇのエネルギーピーク値ごとの計数を示す、第１エネルギー分布としての波高分布Ｍを得る。
図３に示される波高分布Ｍは、放射線検出部Ａごとに導出されるものであり、複数ある放射線検出部Ａのうち、ある一つの放射線検出部Ａが導出した波高分布Ｍを示す。
導出された各波高分布Ｍは、波高分析部２２が有する図示しないメモリに放射線検出部Ａごとに格納されると共に、後段の放射能強度演算部２３に入力される。
The wave
The wave height distribution M shown in FIG. 3 is derived for each radiation detection unit A, and shows the wave height distribution M derived by one of the plurality of radiation detection units A.
Each of the derived wave height distributions M is stored in a memory (not shown) of the wave
なお、通常、放射線検出部Ａによって検出された放射線には、セシウム－１３７からの放射線の他にも、例えば自然放射性核種からの放射線が含まれる。したがって図３に示した波高分布Ｍは、セシウム－１３７からの放射線と自然放射性核種からの放射線の和となっている。 Normally, the radiation detected by the radiation detection unit A includes, for example, radiation from a natural radionuclide in addition to radiation from cesium-137. Therefore, the wave height distribution M shown in FIG. 3 is the sum of the radiation from cesium-137 and the radiation from the naturally radioactive nuclide.
放射能強度演算部２３では、波高分析部２２の出力である波高分布Ｍを基にした放射能分析を実施する。
図４は、実施の形態１による放射能強度演算部２３による放射能分析の説明に関する図であって、セシウム－１３７の崩壊図である。
同図のデータは、単一のエネルギーのガンマ線が放出される場合を表している。
The radioactivity
FIG. 4 is a diagram relating to an explanation of radioactivity analysis by the radioactivity
The data in the figure represent the case where a single energy gamma ray is emitted.
セシウム－１３７から放出されるガンマ線のエネルギーは約６６２ｋｅＶ、放出割合は８５％、ということがこの崩壊図から判別できる。よって、波高分布Ｍにおいて、例えばチャンネルの単位が１０ｋｅＶである場合、セシウム－１３７が放射するエネルギー６６２ｋｅＶの放射線は、６６０ｋｅＶ以上６７０ｋｅＶ以下のチャンネルに検出され、計数されることになる。つまり、波高分布Ｍにて計数されたチャンネルのエネルギー弁別範囲（６６０ｋｅＶ以上６７０ｋｅＶ以下）と、セシウム－１３７のエネルギー値（６６２ｋｅＶ）と、を利用することにより、セシウム－１３７の同定を実施することができる。
しかしながら、このような波高分布Ｍに直接基づいて放射性物質の核種を同定する方法は、以下に説明するように分析精度が低くなる場合がある。
It can be discriminated from this decay diagram that the energy of gamma rays emitted from cesium-137 is about 662 keV and the emission ratio is 85%. Therefore, in the wave height distribution M, for example, when the unit of the channel is 10 keV, the radiation of the energy 662 keV emitted by cesium-137 is detected and counted in the channel of 660 keV or more and 670 keV or less. That is, the identification of cesium-137 can be carried out by using the energy discrimination range of the channel counted by the wave height distribution M (660 keV or more and 670 keV or less) and the energy value of cesium-137 (662 keV). can.
However, such a method of identifying a nuclide of a radioactive substance based directly on the wave height distribution M may have a low analysis accuracy as described below.
上記に示した波高分布Ｍから直接、放射性物質の核種の同定を行う場合、分析可能な放射線の最小エネルギー単位は、放射線検出部Ａのエネルギー分解能に左右される。放射線検出部Ａのエネルギー分解能が低いと、波高分布Ｍにて現れる放射線のエネルギーピークの幅が広がる。このとき、複数の放射性核種からの放射線が導出されている場合では、波高分布Ｍにおいて複数の放射線のピークが重なり、１つのエネルギーピークとして検出されてしまい、結果として分析精度が低下する。 When the nuclide of the radioactive substance is identified directly from the wave height distribution M shown above, the minimum energy unit of the radiation that can be analyzed depends on the energy resolution of the radiation detection unit A. When the energy resolution of the radiation detection unit A is low, the width of the energy peak of the radiation appearing in the wave height distribution M is widened. At this time, when radiations from a plurality of radionuclides are derived, the peaks of the plurality of radiations overlap in the wave height distribution M and are detected as one energy peak, resulting in a decrease in analysis accuracy.
また、図３に示したように、波高分析部２２が導出した波高分布Ｍの一部は、ハッチングした部分のようにエネルギーピーク部分ａとして検出されるが、波高分布Ｍの残りは、低エネルギー側において連続分布部分ｂとして検出される。これは、放射線検出部Ａに入射した放射線は、例えばコンプトン散乱等の様々な相互作用を放射線検出部Ａと起こす過程でエネルギー損失を起こす。その際、放射線検出部Ａに全エネルギーを落とさずに放射線検出部Ａの外へ出て行く放射線も存在するため、このように低エネルギー側において連続的なエネルギー分布部分ｂ（連続分布部分ｂ）が生じる。通常、放射線強度は、エネルギーピーク部分ａにおける計数のみから求められ、連続分布部分ｂ部における計数は放射線の核種同定に利用出来ないため核種分析に使用されない。そのため、放射線検出部Ａの測定感度が確保できず、結果として分析精度が低下する。
Further, as shown in FIG. 3, a part of the wave height distribution M derived by the wave
そこで、放射線検出部Ａのエネルギー分解能を確保し、且つ、放射線検出部Ａと放射線との相互作用による影響を除いて放射線の分析精度を向上させるために、放射能強度演算部２３は、以下に説明する信号復元演算を実施する。
信号復元演算の例として、逆問題演算の一種であるアンフォールディング法がある。アンフォールディングとは、測定対象である放射線に対して、放射線検出部Ａとの応答関数Ｋを一定のエネルギー間隔で予め算出しておく。そして、算出した応答関数Ｋを用いたアンフォールディング演算を行い、放射性物質Ｒｍからの放射線の実際のエネルギー分布Ｓ（放射線源のエネルギースペクトル）を算出する方法である。
Therefore, in order to secure the energy resolution of the radiation detection unit A and improve the radiation analysis accuracy by excluding the influence of the interaction between the radiation detection unit A and the radiation, the radiation
As an example of the signal restoration operation, there is an unfolding method which is a kind of inverse problem operation. In the unfolding, the response function K with the radiation detection unit A is calculated in advance at a constant energy interval with respect to the radiation to be measured. Then, the unfolding calculation using the calculated response function K is performed, and the actual energy distribution S (energy spectrum of the radiation source) of the radiation from the radioactive substance Rm is calculated.
応答関数Ｋは、放射線検出部Ａと放射線との相互作用を表すものであり、放射線検出部Ａの種類、各放射線検出部Ａと測定対象物の各深さ領域Ｄとの位置関係、放射線検出部Ａと測定対象物との間の空気の密度、測定対象物の材質、密度、および放射線検出部Ａに入射する放射線のエネルギー値、に対応している。
こうして放射能強度演算部２３は、応答関数データベース２４から呼び出した応答関数Ｋを用いて、波高分析部２２にて導出された波高分布Ｍに対し、信号復元演算を実施し、放射性物質Ｒｍからの放射線の実際の線源スペクトルである、第２エネルギー分布としてのエネルギー分布Ｓを復元する。
The response function K represents the interaction between the radiation detection unit A and the radiation, the type of the radiation detection unit A, the positional relationship between each radiation detection unit A and each depth region D of the measurement object, and the radiation detection. It corresponds to the density of air between the part A and the object to be measured, the material and density of the object to be measured, and the energy value of the radiation incident on the radiation detection part A.
In this way, the radiation
以下、この放射能強度演算部２３が行う信号復元演算について、数式を用いて更に詳細に説明する。
図５は、実施の形態１による各放射線検出部Ａが測定する測定対象領域Ｒｅを示す模式図である。
サンプリング部１０がコンクリート片Ｔの穴Ｔ１内に挿入される場合では、図５における上側が図１におけるコンクリート片Ｔの穴Ｔ１の開口部側であり、図５における下側が図１におけるコンクリート片Ｔの穴Ｔ１の底部側になる。
Hereinafter, the signal restoration calculation performed by the radiation
FIG. 5 is a schematic diagram showing a measurement target region Re measured by each radiation detection unit A according to the first embodiment.
When the
なお、図５において、図示の都合上、サンプリング部１０が備えるＮ個の放射線検出部Ａの内、穴Ｔ１の底部側にある４個の放射線検出部Ａのみを示す。また、Ｎ個の放射線検出部Ａを、それぞれ穴Ｔ１の底部側から、放射線検出部１、２、３、４・・・Ｎとする。なお、各放射線検出部１、２、３、４・・・Ｎをそれぞれ区別する必要がない場合は、単に放射線検出部Ａと称す。また、本図においては、放射性物質Ｒｍの図示は省略した。
Note that, for convenience of illustration, FIG. 5 shows only the four radiation detection units A on the bottom side of the hole T1 among the N radiation detection units A included in the
コンクリート片Ｔに含まれる放射性物質Ｒｍから放射される放射線は、コンクリート片Ｔによる自己吸収が生じる。そのため放射線検出部Ａに届く放射線は、コンクリート片Ｔ内部における有効体積内、すなわち有効半径ｘ内かつ有効深さｙ内にある円柱状の有効体積内に含まれる放射性物質Ｒｍから放射されたものとなる。この円柱状の有効体積を測定対象領域Ｒｅと称す。 Radiation emitted from the radioactive substance Rm contained in the concrete piece T causes self-absorption by the concrete piece T. Therefore, the radiation that reaches the radiation detection unit A is emitted from the radioactive substance Rm contained in the effective volume inside the concrete piece T, that is, in the columnar effective volume within the effective radius x and the effective depth y. Become. This columnar effective volume is referred to as the measurement target region Re.
ここで、測定対象領域Ｒｅを放射線検出部Ａの配列方向（深さ方向Ｙ）に対して複数に区分したものを、区分領域としての深さ領域Ｄ（Ｄ１、Ｄ２・・・ＤＮ、但しＮは放射線検出部Ａの総数を示す）とする。このように、深さ領域Ｄは、放射線検出部Ａの総数であるＮに応じて区分されている。 Here, the measurement target region Re is divided into a plurality of regions with respect to the arrangement direction (depth direction Y) of the radiation detection unit A, and the depth regions D (D1, D2 ... DN, but N) as the division regions are divided. Indicates the total number of radiation detection units A). In this way, the depth region D is divided according to N, which is the total number of radiation detection units A.
深さ領域Ｄ２から深さ領域Ｄ４は、放射線検出部２から放射線検出部４がある深さに位置する。そして、深さ領域Ｄ２から深さ領域Ｄ４までの深さ方向Ｙの長さは、放射線検出部２から放射線検出部４の各検出器長を合計した長さに相当する。
また、深さ領域Ｄ１は、放射線検出部１がある深さに位置し、その深さ方向Ｙの長さは、放射線検出部１の図中上端部の位置から、有効深さｙの最深部までの長さに相当する。
The depth region D2 to the depth region D4 are located at a depth from the
Further, the depth region D1 is located at a certain depth of the
なお、コンクリート片Ｔの穴Ｔ１の開口部側に位置する放射線検出部Ｎに届く放射線を放出する放射性物質Ｒｍの存在領域の最深部と、穴Ｔ１の底部側に位置する放射線検出部１に届く放射線を放出する放射性物質Ｒｍの最深部の存在領域とは近似できる。よって、深さ領域Ｄ１の最深部が各放射線検出部Ａに届く放射線を放出する放射性物質Ｒｍの存在領域の最深部である。
It should be noted that the deepest part of the region where the radioactive substance Rm that emits radiation that reaches the radiation detection unit N located on the opening side of the hole T1 of the concrete piece T and the
ここで、放射線検出部１～Ｎが測定するべき深さ領域Ｄは、放射線検出部１は深さ領域Ｄ１、放射線検出部２は深さ領域Ｄ２、放射線検出部３は深さ領域Ｄ３、放射線検出部４は深さ領域Ｄ４、放射線検出部Ｎは、深さ領域ＤＮである。
しかしながら、実際に測定を行う場合、各放射線検出部Ａは、測定するべき深さ領域Ｄに含まれる放射性物質Ｒｍからの放射線のみではなく、他の深さ領域Ｄからの放射線も測定する。そのため、各放射線検出部Ａからそれぞれ導出される波高分布Ｍの計数値は、それぞれ該当する測定対象の深さ領域Ｄからの放射線の計数値に比べて過剰な値となる。
即ち、深さ領域Ｄｍにある放射線検出部ｍにて求められる波高分布Ｍｍは、測定対象の深さ領域Ｄｍにある放射性物質からの放射線の影響と、深さ領域Ｄｍ以外にある放射性物質からの放射線の影響の両方の和となる。
Here, the depth regions D to be measured by the
However, when actually performing the measurement, each radiation detection unit A measures not only the radiation from the radioactive substance Rm contained in the depth region D to be measured but also the radiation from another depth region D. Therefore, the count value of the wave height distribution M derived from each radiation detection unit A is an excessive value as compared with the count value of the radiation from the depth region D of the corresponding measurement target.
That is, the wave height distribution Mm obtained by the radiation detection unit m in the depth region Dm is influenced by the radiation from the radioactive substance in the depth region Dm to be measured and from the radioactive material other than the depth region Dm. It is the sum of both effects of radiation.
また、前述のように、深さ領域Ｄｍにある放射線検出部ｍに入射した深さ領域ｎの入射放射線は、深さ領域Ｄｍにある放射線検出部ｍと様々な相互作用を起こす過程でエネルギー損失を起こす。その際、深さ領域Ｄｍにある放射線検出部ｍに全エネルギーを落とさずに放射線検出部ｍの外に出て行く放射線も存在するため、測定結果は、図３に示したような波形を有する波高分布Ｍとなる。また、この波高分布Ｍは、放射線検出部Ａのエネルギー分解能にも依存する。 Further, as described above, the incident radiation in the depth region n incident on the radiation detection unit m in the depth region Dm loses energy in the process of causing various interactions with the radiation detection unit m in the depth region Dm. Wake up. At that time, since the radiation detection unit m in the depth region Dm also has radiation that goes out of the radiation detection unit m without dropping the total energy, the measurement result has a waveform as shown in FIG. The wave height distribution is M. The wave height distribution M also depends on the energy resolution of the radiation detection unit A.
そこで本実施の形態では、各放射線検出部Ａにより導出された波高分布Ｍから、測定対象の深さ領域Ｄとは異なる深さ領域Ｄにある放射性物質Ｒｍからの放射線の影響を分離し、波高分布Ｍにおける放射線検出部Ａのエネルギー分解能を補正し、更に、放射線と放射線検出部Ａとの相互作用による影響を取り除くために、以下に示す応答関数Ｋｍｎを用いた信号復元演算を実施する。
応答関数Ｋｍｎは、深さ領域ｎにおける放射性物質Ｒｍからの放射線による放射線検出部ｍの応答関数を示す。ここでｍ、ｎ＝１、２・・・Ｎであり、Ｎは放射線検出部Ａの総数を示す。
よって、応答関数Ｋ、各放射線検出部Ａから導出される波高分布Ｍ、および各深さ領域Ｄの実際の放射能分布Ｓの関係は、行列を用いて以下の数式（１）で表される。
Therefore, in the present embodiment, the influence of radiation from the radioactive substance Rm in the depth region D different from the depth region D to be measured is separated from the wave height distribution M derived by each radiation detection unit A, and the wave height is separated. In order to correct the energy resolution of the radiation detection unit A in the distribution M and further remove the influence of the interaction between the radiation and the radiation detection unit A, a signal restoration calculation using the response function Kmn shown below is performed.
The response function Kmn shows the response function of the radiation detection unit m due to the radiation from the radioactive substance Rm in the depth region n. Here, m, n = 1, 2, ... N, where N indicates the total number of radiation detection units A.
Therefore, the relationship between the response function K, the wave height distribution M derived from each radiation detection unit A, and the actual radiation distribution S in each depth region D is expressed by the following mathematical formula (1) using a matrix. ..
Ｓ１・・・ＳＮ：各深さ領域Ｄ（Ｄ１・・・ＤＮ）における放射線のエネルギー分布Ｓ
Ｍ１・・・ＭＮ：各放射線検出部Ａ（１・・・Ｎ）により導出される波高分布Ｍ
S1 ... SN: Radiation energy distribution S in each depth region D (D1 ... DN)
M1 ... MN: Wave height distribution M derived by each radiation detection unit A (1 ... N)
上記数式（１）から明らかなように、例えば深さ領域Ｄ２が測定対象である放射線検出部２の応答関数Ｋ２Ｎ（Ｎ＝１、２・・・Ｎ）は、深さ領域Ｄ２における放射性物質Ｒｍからの放射線だけでなく、深さ領域Ｄ２以外の深さ領域Ｄ１、Ｄ３・・・ＤＮにおける放射性物質Ｒｍからの放射線に対して対応する。このように、各放射線検出部Ａの応答関数Ｋは、全ての深さ領域Ｄの放射性物質Ｒｍからの放射線に対応して構成されている。
As is clear from the above formula (1), for example, the response function K2N (N = 1, 2, ... N) of the
上記数式（１）の各項をそれぞれＭ、Ｋ、Ｓとおくと、以下数式（２）と表せる。 If each term of the above formula (1) is set as M, K, and S, respectively, it can be expressed as the following formula (2).
ゆえに、各深さ領域Ｄにおける放射能分布Ｓを求める場合は、数式（１）の逆変換を、以下の数式（３）のように行う。 Therefore, when the radioactivity distribution S in each depth region D is obtained, the inverse conversion of the mathematical formula (1) is performed as in the following mathematical formula (3).
上記数式（３）を解くことにより、波高分布Ｍにおける放射線検出部Ａのエネルギー分解能が補正され、また、放射線と放射線検出部Ａとの相互作用等による影響が取り除かれる。さらに、各放射線検出部Ａから導出されたそれぞれの波高分布Ｍから、各放射線検出部Ａの測定対象の深さ領域Ｄと異なる深さ領域Ｄからの放射線による影響が取り除かれる。
こうして、測定対象の深さ領域Ｄにある放射性物質Ｒｍから放出される放射線の実際のエネルギー情報のみを含む放射能分布Ｓ（Ｓ１・・・ＳＮ）の情報がそれぞれ抽出される。
By solving the above mathematical formula (3), the energy resolution of the radiation detection unit A in the wave height distribution M is corrected, and the influence of the interaction between the radiation and the radiation detection unit A is removed. Further, from each wave height distribution M derived from each radiation detection unit A, the influence of radiation from a depth region D different from the measurement target depth region D of each radiation detection unit A is removed.
In this way, information on the radioactivity distribution S (S1 ... SN) including only the actual energy information of the radiation emitted from the radioactive substance Rm in the depth region D to be measured is extracted.
なお、入射する放射性核種がＬ種類ある場合、導出される波高分布Ｍｍは、以下数式（４）のように放射性核種毎の放射能強度を加重積算した結果に相当する。 When there are L types of incident radionuclides, the derived wave height distribution Mm corresponds to the result of weighted integration of the radioactivity intensity of each radionuclide as shown in the following mathematical formula (4).
図６は、図３に示された波高分布Ｍに対して、本実施の形態の応答関数Ｋを用いた信号復元演算を実施して復元された、放射性物質Ｒｍの放射能分布Ｓである。
この放射能分布Ｓは、各深さ領域Ｄごとに復元される。
また、図５の図中右側において、復元された、深さ領域Ｄ１における放射能分布Ｓ１と、深さ領域Ｄ２における放射能分布Ｓ２とを示した。
図５、図６に示すように、復元された各深さ領域Ｄにおける放射能分布Ｓでは、測定対象のセシウム－１３７の放射線のエネルギー（６６２ｋｅＶ）と、他の自然放射性核種からの放射線のエネルギーがそれぞれ区別されて復元されていることが判る。
FIG. 6 is a radioactivity distribution S of the radioactive substance Rm restored by performing a signal restoration operation using the response function K of the present embodiment with respect to the wave height distribution M shown in FIG.
This radioactivity distribution S is restored for each depth region D.
Further, on the right side of the figure of FIG. 5, the restored radioactivity distribution S1 in the depth region D1 and the radioactivity distribution S2 in the depth region D2 are shown.
As shown in FIGS. 5 and 6, in the radioactivity distribution S in each restored depth region D, the radiation energy (662 keV) of the cesium-137 to be measured and the radiation energy from other naturally radioactive nuclides. It can be seen that each is distinguished and restored.
次に、放射能強度演算部２３は、復元された各深さ領域Ｄにおける放射能分布Ｓに基づいて、セシウム－１３７から放射される放射線の放射能強度Ｉを演算する。
以下、放射能強度演算部２３による放射能強度Ｉの演算の詳細について説明する。
Next, the radioactivity
Hereinafter, the details of the calculation of the radioactivity intensity I by the radioactivity
放射能強度演算部２３には、各核種の放射線放出率等の情報が記録されている。
放射能強度演算部２３は、信号復元演算で求められた放射能分布Ｓから、セシウム－１３７のガンマ線の本数（計数）を測定時間で除する。これにより、コンクリート片Ｔから単位時間当たりに放射されるセシウム－１３７のガンマ線の本数が得られる。更に、放射能強度演算部２３は、得られたガンマ線の本数を、セシウム－１３７が壊変する際に特定のガンマ線を放射する割合である放射線放出率で除する。これにより、セシウム－１３７の放射能強度Ｉが得られる。
Information such as the radiation emission rate of each nuclide is recorded in the radioactivity
The radioactivity
コンクリート片Ｔの各深さ領域Ｄにおける放射能分布Ｓにおいて上記演算をそれぞれ行うことにより、各深さ領域Ｄ毎のセシウム－１３７の放射能強度Ｉが得られる。
即ち、コンクリート片Ｔの内部において、深さ方向Ｙに対するセシウム－１３７の放射能強度Ｉの分布評価が得られる。
By performing the above calculation in the radioactivity distribution S in each depth region D of the concrete piece T, the radioactivity intensity I of cesium-137 for each depth region D can be obtained.
That is, the distribution evaluation of the radioactive intensity I of cesium-137 with respect to the depth direction Y can be obtained inside the concrete piece T.
さらに、放射能強度演算部２３は、放射能分布Ｓに基づいて、単位容積中に含まれているセシウム－１３７の放射能の量を示す放射能濃度Ｗを算出する。即ち、放射能強度演算部２３は、各深さ領域Ｄに含まれるセシウム－１３７の放射能濃度Ｗ（Ｗ１・・・ＷＮ）を、各深さ領域Ｄ（Ｄ１・・・ＤＮ）の有効体積Ｖ（Ｖ１・・・ＶＮ）と、セシウム－１３７の放射線放出率Ｒａと、を用いることにより、以下の数式（５）のように算出する。
Further, the radioactivity
こうしてコンクリート片Ｔの内部において、深さ方向Ｙに対するセシウム－１３７の放射能濃度Ｗの分布評価が得られる。 In this way, the distribution evaluation of the radioactivity concentration W of cesium-137 with respect to the depth direction Y can be obtained inside the concrete piece T.
なお、放射能強度演算部２３による放射能強度Ｉおよび放射能濃度Ｗの算出は、セシウム－１３７のみに限定するものではなく、セシウム－１３７以外の放射性物質に対しても同様に算出を行える。
また、測定対象物としてコンクリート片Ｔを挙げたが、例えば、土壌、あるいは米などの食物でもよい。
The calculation of the radioactivity intensity I and the radioactivity concentration W by the radioactivity
Further, although the concrete piece T is mentioned as the object to be measured, for example, soil or food such as rice may be used.
また、上記では、各放射線検出部Ａの応答関数Ｋは、全ての深さ領域Ｄからの放射線に対して構成されたものを示した。しかしながら、深さ領域Ｄｍにある放射線検出部ｍの応答関数Ｋは、測定対象の深さ領域Ｄｍにある放射性物質Ｒｍからの放射線のみに対応して構成されたものでもよい。この場合においても、放射線検出部Ａのエネルギー分解能を確保しつつ、放射線検出部Ａと放射線との相互作用による影響を除いて、コンクリート片Ｔの深さ方向Ｙに対する放射線の放射能強度Ｉの分布評価を実施できる。 Further, in the above, the response function K of each radiation detection unit A is shown to be configured for radiation from all depth regions D. However, the response function K of the radiation detection unit m in the depth region Dm may be configured to correspond only to the radiation from the radioactive substance Rm in the depth region Dm to be measured. Even in this case, the distribution of the radiation intensity I with respect to the depth direction Y of the concrete piece T is excluded, excluding the influence of the interaction between the radiation detection unit A and the radiation, while ensuring the energy resolution of the radiation detection unit A. Evaluation can be carried out.
なお、上記では、放射線検出部Ａとして、入射放射線のエネルギーに対応する波高を有するパルス信号Ｇを出力するＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器を示したが、これに限定するものではない。放射線検出部Ａは、パルス信号Ｇ以外の、入射放射線のエネルギーに対応するような検出信号を出力できるものであればよい。 In the above description, as the radiation detection unit A, a NaI (Tl) scintillation detector that outputs a pulse signal G having a wave height corresponding to the energy of incident radiation is shown, but the present invention is not limited thereto. The radiation detection unit A may output a detection signal other than the pulse signal G that corresponds to the energy of the incident radiation.
また、波高分析部２２として、受信したパルス信号Ｇの波高ピーク値に基づいて波高分布Ｍを導出する多重波高分析器を示したが、これに限定するものではない。波高分析部２２は、パルス信号Ｇ以外の、入射放射線のエネルギーに対応する検出信号に基づいて、入射放射線のエネルギー値ごとの計数を示すエネルギーの分布を導出できる構成のものであればよい。
Further, as the wave
上記のように構成された本実施の形態の放射能測定装置によると、測定対象物内に挿入される挿入部は、当該挿入部に一列に配列して設けられた複数の放射線検出部を有する。
さらに、各放射線検出部の応答関数Ｋは、各深さ領域における放射性物質から放出される放射線に対応して構成されている。そして、放射能強度演算部は、各放射線検出部から導出されるそれぞれの波高分布Ｍに対して、この応答関数Ｋを用いた信号復元演算を行う。
According to the radioactivity measuring apparatus of the present embodiment configured as described above, the insertion part inserted into the object to be measured has a plurality of radiation detection parts arranged in a row in the insertion part. ..
Further, the response function K of each radiation detection unit is configured to correspond to the radiation emitted from the radioactive substance in each depth region. Then, the radiation intensity calculation unit performs a signal restoration calculation using this response function K for each wave height distribution M derived from each radiation detection unit.
これにより、放射能強度演算部は、放射線検出部によるエネルギー分解能を確保すると共に、放射線検出部と放射線との相互作用による影響を除いた、放射線検出部の配列方向に対するエネルギー分布Ｓを導出できる。これにより、放射能強度演算部は、測定対象物の内部において、放射線検出部の配列方向に対する放射性核種の同定を精度良く実施し、同定された放射性核種毎の上記配列方向に対する放射性物質の放射能強度Ｉの分布を精度良く求めることができる。 As a result, the radiation intensity calculation unit can secure the energy resolution of the radiation detection unit and derive the energy distribution S with respect to the arrangement direction of the radiation detection unit excluding the influence of the interaction between the radiation detection unit and the radiation. As a result, the radioactivity intensity calculation unit accurately identifies the radionuclide in the arrangement direction of the radiation detection unit inside the object to be measured, and the radioactivity of the radioactive substance in the above arrangement direction for each identified radionuclide. The distribution of intensity I can be obtained with high accuracy.
また、複数の放射線検出部によりサンプリング部を構成することにより、１回の測定で深さ方向の放射能強度分布を求めることが出来るため、高効率な測定が実現できる。
また従来のようにボーリングにより測定対象物のサンプルを採取し、実験室に持ち帰り、前処理等を施して測定するものではなく、測定対象物がある現場にて直接放射能濃強度の測定ができるため、作業性の向上が実現できる。
Further, by configuring the sampling unit with a plurality of radiation detection units, the radiation intensity distribution in the depth direction can be obtained by one measurement, so that highly efficient measurement can be realized.
In addition, unlike the conventional method, a sample of the object to be measured is taken by boring, taken back to the laboratory, and pretreated for measurement, but the intensity of radioactivity can be measured directly at the site where the object is to be measured. Therefore, workability can be improved.
また、放射能測定装置は、放射線検出部の配列方向に対する放射能強度Ｉの分布として、各深さ領域Ｄにおける放射能強度Ｉを演算する。このように、各深さ領域Ｄにおける放射能強度Ｉを得ることで、配列方向に対する放射性物質Ｒｍの放射能強度Ｉの分布を明確に把握できる。また、各深さ領域Ｄにおける放射能強度Ｉが算出されるので、各深さ領域Ｄにおける有効体積Ｖを用いて、精度よく単位体積毎の放射能濃度Ｗを算出できる。 Further, the radioactivity measuring device calculates the radioactivity intensity I in each depth region D as the distribution of the radioactivity intensity I with respect to the arrangement direction of the radiation detection unit. In this way, by obtaining the radioactivity intensity I in each depth region D, the distribution of the radioactivity intensity I of the radioactive substance Rm with respect to the arrangement direction can be clearly grasped. Further, since the radioactivity intensity I in each depth region D is calculated, the radioactivity concentration W for each unit volume can be accurately calculated by using the effective volume V in each depth region D.
さらに、各放射線検出部の応答関数Ｋはそれぞれ、全ての深さ領域Ｄの放射性物質Ｒｍからの放射線に対応するように構成される。各放射線検出部から導出される波高分布Ｍは、測定対象の深さ領域Ｄ以外の放射線の影響を受けたものとなっているが、このように各放射線検出部の応答関数を全ての深さ領域からの放射性物質Ｒｍからの放射線に対応するように構成することで、信号復元演算において復元されたエネルギー分布Ｓは、各放射線検出部の測定対象の深さ領域Ｄ以外の放射線の影響を分離できる。これにより、配列方向における各深さ領域Ｄにおける放射能強度Ｉを高精度に算出でき、高い信頼性が確保された放射線分析能力を有する放射能測定装置を提供できる。 Further, the response function K of each radiation detection unit is configured to correspond to the radiation from the radioactive substance Rm in all the depth regions D, respectively. The wave height distribution M derived from each radiation detection unit is affected by radiation other than the depth region D of the measurement target. In this way, the response function of each radiation detection unit is set to all depths. By configuring it to correspond to the radiation from the radioactive material Rm from the region, the energy distribution S restored in the signal restoration calculation separates the influence of radiation other than the depth region D of the measurement target of each radiation detection unit. can. This makes it possible to calculate the radioactivity intensity I in each depth region D in the arrangement direction with high accuracy, and to provide a radioactivity measuring device having a radiation analysis capability that ensures high reliability.
さらに、深さ領域Ｄは放射線検出部の数に応じて区分される。そして、放射能強度演算部は、放射能分布Ｓを、各放射線検出部の波高分布Ｍと、放射線検出部の数に応じて区分された深さ領域Ｄに対応して構成された応答関数Ｋと、を用いて行列で表し、この行列に基づいて信号復元演算を行う。
このような構成とすることで、各深さ領域Ｄごとの放射能分布Ｓを、逆行列を用いた簡便な解法を用いて算出できる。よって、例えば測定精度向上のために、深さ領域Ｄをより小さく区分することにより応答関数Ｋの数が増加し、信号復元演算における演算量が増加する場合であっても、演算速度を確保できる。
Further, the depth region D is divided according to the number of radiation detection units. Then, the radiation intensity calculation unit has a response function K configured by corresponding the radiation distribution S to the wave height distribution M of each radiation detection unit and the depth region D divided according to the number of radiation detection units. And are expressed as a matrix using, and the signal restoration operation is performed based on this matrix.
With such a configuration, the radioactivity distribution S for each depth region D can be calculated by using a simple solution method using an inverse matrix. Therefore, for example, in order to improve the measurement accuracy, by dividing the depth region D into smaller parts, the number of response functions K increases, and even when the amount of calculation in the signal restoration calculation increases, the calculation speed can be secured. ..
更に、放射能強度演算部は、放射線検出部から出力される検出信号の計数から、測定対象とする深さ領域Ｄとは異なる深さ領域Ｄからの放射線からの計数を差し引く処理を行うものではなく、放射線検出部から出力される検出信号（パルス信号Ｇの計数）の全てを用いて各深さ領域Ｄにおける放射能分布Ｓをそれぞれ復元するものである。このように波高分布Ｍにおける計数全てを用いるため、高効率で高精度の放射線分析が実現できる。また、波高分布Ｍにおける全てのデータを用いることにより放射線検出部の高い測定感度を確保でき、測定時間を短縮できる。 Further, the radiation intensity calculation unit does not perform processing of subtracting the count from the radiation from the depth region D different from the depth region D to be measured from the count of the detection signals output from the radiation detection unit. Instead, the radiation distribution S in each depth region D is restored by using all of the detection signals (counts of pulse signals G) output from the radiation detection unit. Since all the counts in the wave height distribution M are used in this way, highly efficient and highly accurate radiation analysis can be realized. Further, by using all the data in the wave height distribution M, high measurement sensitivity of the radiation detection unit can be ensured, and the measurement time can be shortened.
また、放射線検出器として、入射放射線のエネルギーに比例する波高を有するパルス信号を出力するＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器を用いてもよい。そして、波高分析部として、このパルス信号の波高ピーク値ごとの計数を示す波高分布Ｍを導出する多重波高分析器を用いてもよい。
このように、一般的に用いられているＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器、多重波高分析器を用いることができるため、低コスト化が可能になる。また、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器は、Ｇｅ半導体検出器のような冷却器等による冷却が不要である。そのため、冷却器のメンテナンスが不要となり、装置の運用、保守管理を簡素化できる。
Further, as the radiation detector, a NaI (Tl) scintillation detector that outputs a pulse signal having a wave height proportional to the energy of the incident radiation may be used. Then, as the wave height analysis unit, a pulse height analyzer that derives a wave height distribution M indicating a count for each wave height peak value of this pulse signal may be used.
As described above, since the commonly used NaI (Tl) scintillation detector and pulse height analyzer can be used, the cost can be reduced. Further, the NaI (Tl) scintillation detector does not need to be cooled by a cooler or the like such as a Ge semiconductor detector. Therefore, maintenance of the cooler becomes unnecessary, and the operation and maintenance of the device can be simplified.
更に、サンプリング部は、外部からの自然放射線が遮蔽あるいは減衰される測定対象物内において放射線測定を行う。これにより、放射性物質の放射線の検出を行う際において、外部から飛来する放射線の影響を低減できる。これにより放射線の測定精度を向上できる。 Further, the sampling unit performs radiation measurement in the measurement object in which natural radiation from the outside is shielded or attenuated. This makes it possible to reduce the influence of radiation coming from the outside when detecting radiation of radioactive substances. This can improve the measurement accuracy of radiation.
更に、放射線検出器は、設定された所定の距離を設けて測定対象物（コンクリート片）に対向するように設置されている。
信号復元演算を精度良く行うには、応答関数Ｋを算出する際において、放射線検出部と測定対象物との位置関係、その間にある物質の密度等が不変であることが望ましい。よって、測定対象物に対してドリル等により所定の径と深さの穴を空けることにより、放射線検出部と測定対象物との位置関係を設定された距離に固定する。これにより、放射線検出部と測定対象物との間の位置関係、およびその間にある空気の密度も変動が生じ難く、従って、不変と考えられる。このように本実施の形態の放射線測定装置は、信号復元演算を適用し、解析する装置として好適である。
Further, the radiation detector is installed so as to face the object to be measured (concrete piece) at a predetermined distance set.
In order to perform the signal restoration calculation with high accuracy, it is desirable that the positional relationship between the radiation detection unit and the object to be measured, the density of the substance between them, and the like do not change when calculating the response function K. Therefore, by drilling a hole having a predetermined diameter and depth in the object to be measured, the positional relationship between the radiation detection unit and the object to be measured is fixed at a set distance. As a result, the positional relationship between the radiation detection unit and the object to be measured and the density of air between them are unlikely to fluctuate, and are therefore considered to be unchanged. As described above, the radiation measuring device of the present embodiment is suitable as a device for applying and analyzing the signal restoration calculation.
実施の形態２．
以下、本願の実施の形態２を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。
図７は、実施の形態２による放射能強度分布測定装置２００の全体の概略構成を示すブロック図である。
図８は、図７に示すサンプリング部１０の各放射線検出部２０Ａの概略構成を示す模式図である。
Hereinafter, the second embodiment of the present application will be described with reference to the parts different from the first embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing an overall schematic configuration of the radioactivity intensity
FIG. 8 is a schematic diagram showing a schematic configuration of each
本実施の形態では、放射線検出部２０Ａとして、放射線検出器とキャリア収集部とを含むものを使用する。放射線検出器は、放射線が入射しエネルギーを付与することにより電荷キャリアを発生する。キャリア収集部は、発生した電荷キャリアを収集する。本性質を有する放射線検出器として、例えば、半導体検出器等を使用することができる。以下では放射線検出器に半導体検出器を使用する場合の例について説明する。その他の構成については実施の形態１と同様である。
In the present embodiment, the
図８に示すように放射線検出部２０Ａは、キャリア収集部として、接合された陽極２０２と陰極２０３とを有する。陽極２０２と陰極２０３は、それぞれ、ｎ型半導体とｐ型半導体で構成されている。陽極２０２及び陰極２０３を構成する半導体として、例えば、Ｇｅ（Ｇｅｒｍａｎｉｕｍ）、Ｓｉ（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、ＣｄＴｅ（Ｃａｄｍｉｕｍ ｔｅｌｌｕｒｉｄｅ）、ＣＺＴ（Ｃａｄｍｉｕｍ ｚｉｎｃ ｔｅｌｌｕｒｉｄｅ、ＣｄＺｎＴｅ）などを用いることができる。
陽極２０２と陰極２０３との間に逆バイアス電圧を印加すると、陽極２０２と陰極２０３との間に、キャリア発生部となる空乏層２０１ｄｅが生じる。
As shown in FIG. 8, the
When a reverse bias voltage is applied between the
コンクリート片Ｔの放射性物質Ｒｍから放出された放射線Ｊが、空乏層２０１ｄｅに入射すると、放射線Ｊの電離作用により電子と正孔のペアが生じる。発生した電子及び正孔は、逆バイアス電圧によって、それぞれ陽極２０２と陰極２０３に移動して収集される。そして、放射線Ｊが空乏層２０１ｄｅに付与したエネルギーに比例した波高のパルス信号Ｇが出力される。以降の動作は実施の形態１と同様である。
When the radiation J emitted from the radioactive substance Rm of the concrete piece T is incident on the depletion layer 201de, an electron-hole pair is generated by the ionizing action of the radiation J. The generated electrons and holes move to the
上記のように構成された本実施の形態の放射能強度分布測定装置によると、実施の形態１と同様の効果を奏し、放射能強度演算部は、測定対象物の内部において、放射線検出部の配列方向に対する放射性核種の同定を精度良く実施し、同定された放射性核種毎の上記配列方向に対する放射性物質の放射能強度Ｉの分布を精度良く求めることができる。
更に、放射線検出器として、エネルギー分解能に優れた半導体検出器を使用することによって、信号復元演算によるエネルギー分解能を高めることができ、放射線の分析精度をさらに向上させることができる。
According to the radioactivity intensity distribution measuring device of the present embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and the radioactivity intensity calculation unit is a radiation detection unit inside the measurement object. It is possible to accurately identify the radionuclide in the arrangement direction and accurately obtain the distribution of the radioactivity intensity I of the radioactive substance in the above arrangement direction for each of the identified radionuclides.
Further, by using a semiconductor detector having excellent energy resolution as the radiation detector, the energy resolution by the signal restoration calculation can be improved, and the radiation analysis accuracy can be further improved.
実施の形態３．
以下、本願の実施の形態３を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。
図９は、実施の形態３による放射能強度分布測定装置３００ａの全体の概略構成を示すブロック図である。
図１０は、実施の形態３による放射能強度分布測定装置３００ａによる自動補償動作に関するフローを示す図である。
Hereinafter, the third embodiment of the present application will be described with reference to the parts different from the first embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing an overall schematic configuration of the radioactivity intensity distribution measuring device 300a according to the third embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a flow regarding an automatic compensation operation by the radioactivity intensity distribution measuring device 300a according to the third embodiment.
本実施の形態では、放射線分析部２０は、演算部としての出力変動検出部３２５と、演算部としての増幅率調整部３２６とを備えている。
より高精度な放射性物質の放射線分析を実現するためには、各放射線検出部Ａにおける実測の波高分布Ｍと応答関数データベース２４に格納している各放射線検出部Ａにおける応答関数Ｋとの差異とを可能な限り小さくする必要がある。
放射線検出部Ａは、一般的に温度特性を持っている。このため、放射線検出部Ａは、設置場所の気温の影響を受け、出力に変動が生じる。また、放射線検出部Ａは、経年劣化の影響を受け、長期間の使用後、出力に変動が生じる場合がある。このように放射線検出部Ａの出力に変動が生じた場合、実測の波高分布Ｍと、応答関数データベース２４に格納している応答関数Ｋとの間に差異が生じるようになり、測定精度に影響を及ぼす可能性がある。
In the present embodiment, the
In order to realize more accurate radiation analysis of radioactive substances, the difference between the measured wave height distribution M in each radiation detection unit A and the response function K in each radiation detection unit A stored in the
The radiation detection unit A generally has a temperature characteristic. Therefore, the output of the radiation detection unit A is affected by the temperature of the installation location, and the output of the radiation detection unit A fluctuates. Further, the radiation detection unit A is affected by deterioration over time, and the output may fluctuate after long-term use. When the output of the radiation detection unit A fluctuates in this way, a difference occurs between the actually measured peak height distribution M and the response function K stored in the
上記のような放射線検出部Ａの出力の変動は、波高分析部２２で求められた各放射線検出部Ａに対する波高分布Ｍのエネルギーの分布位置の変動、即ち、エネルギーピーク位置のずれにて判断することができる。そこで、出力変動検出部３２５にて、波高分布Ｍにおける特徴的なピーク、例えばカリウム４０等から放射される放射線のピークにおけるエネルギー値（第１エネルギー値）を、所定の測定環境においてモニタリングし、基準ピーク位置Ｐ０として記録する。ここで、所定の測定環境とは、例えば、基準となる気温、あるいは、放射線検出部Ａの性能が劣化していない使用状態等の、測定の基準となる環境、状態をいう。
The fluctuation of the output of the radiation detection unit A as described above is determined by the fluctuation of the energy distribution position of the wave height distribution M with respect to each radiation detection unit A obtained by the wave
そして、出力変動検出部３２５は、この基準ピーク位置Ｐ０が記録された後においてモニタリングされたカリウム４０のピークにおけるエネルギー値（第１エネルギー値）を、測定ピーク位置Ｐ１として記録する。
そして、出力変動検出部３２５は、基準ピーク位置Ｐ０と測定ピーク位置Ｐ１とから、放射線検出部Ａの出力の変動を検知し、この変動量を増幅率調整部３２６に入力する。
Then, the output
Then, the output
増幅率調整部３２６は、出力の変動量に応じて放射線検出部ＡのプリアンプＡｃの増幅率を、測定ピーク位置Ｐ１が基準ピーク位置Ｐ０に戻るように自動調整する。これにより、波高分布Ｍにおけるエネルギーの分布位置が調整、即ち、波高分布Ｍにおける波形形状が自動補償される。
The amplification
上記の放射線検出部Ａにおける増幅率の調整は、例えば、図１０のフローに沿って行われる。
まず、所定の実験環境等において、波高分布Ｍにおける特徴的なピークのエネルギー値を、初期値である基準ピーク位置Ｐ０として決定して記録する（ステップＬ１）。
次に、実際の測定を開始し（ステップＬ２）基準ピーク位置Ｐ０を記録した後の現在の測定ピーク位置Ｐ１を一定周期でモニタリングする（ステップＬ３）。
The adjustment of the amplification factor in the radiation detection unit A is performed, for example, according to the flow of FIG.
First, in a predetermined experimental environment or the like, the energy value of the characteristic peak in the wave height distribution M is determined and recorded as the reference peak position P0 which is the initial value (step L1).
Next, the current measurement peak position P1 after the actual measurement is started (step L2) and the reference peak position P0 is recorded is monitored at regular intervals (step L3).
次に、定周期のタイミングで、基準ピーク位置Ｐ０の値と、その後にモニタリングされた測定ピーク位置Ｐ１の値とを比較する（ステップＬ４）。
次に、基準ピーク位置Ｐ０の値と測定ピーク位置Ｐ１の値との比較結果が、Ｐ０＞Ｐ１であると判定された場合は（ステップＬ５、ＹＥＳ）、増幅率を１調整幅分増加させる。例えば、増幅率の調整幅を０．１とし、増幅率を１．１倍することとする（ステップＬ６）。
Next, the value of the reference peak position P0 and the value of the measured peak position P1 monitored thereafter are compared at the timing of a fixed cycle (step L4).
Next, when it is determined that the comparison result between the value of the reference peak position P0 and the value of the measurement peak position P1 is P0> P1 (step L5, YES), the amplification factor is increased by one adjustment width. For example, the adjustment range of the amplification factor is 0.1, and the amplification factor is multiplied by 1.1 (step L6).
また、Ｐ１＞Ｐ０であると判定された場合は（ステップＬ７、ＮＯ）、増幅率を１調整幅分減少させる。例えば、増幅率の調整幅を０．１とし、増幅率を０．９倍することとする（ステップＬ８）。
Ｐ０＞Ｐ１でもＰ１＞Ｐ０でもない場合は（ステップＬ７、ＮＯ）、基準ピーク位置Ｐ０と測定ピーク位置Ｐ１の値は同じであり、調整不要と判定してステップＬ２に戻る。
If it is determined that P1> P0 (step L7, NO), the amplification factor is reduced by one adjustment width. For example, the adjustment range of the amplification factor is set to 0.1, and the amplification factor is multiplied by 0.9 (step L8).
If neither P0> P1 nor P1> P0 (step L7, NO), the values of the reference peak position P0 and the measurement peak position P1 are the same, and it is determined that adjustment is unnecessary and the process returns to step L2.
本フローを繰り返すことにより、放射線検出部Ａにおける増幅率を常に最適な増幅率に設定し、高精度な測定の維持を図る。なお、増幅率の調整幅を細かくすれば、より波高分布Ｍにおける分布位置の微調整が可能となる。 By repeating this flow, the amplification factor in the radiation detection unit A is always set to the optimum amplification factor, and high-precision measurement is maintained. If the adjustment range of the amplification factor is made finer, the distribution position in the wave height distribution M can be finely adjusted.
図１１は、実施の形態３による他の放射能強度分布測定装置３００ｂの全体の概略構成を示すブロック図である。
前述の放射能強度分布測定装置３００ａでは、増幅率調整部３２６は、放射線検出部２０ＡのプリアンプＡｃの増幅率を調整したが、図１１に示す放射能強度分布測定装置３００ｂは、波形整形部２１の増幅器２１ａの増幅率を調整する。
FIG. 11 is a block diagram showing an overall schematic configuration of another radioactivity intensity
In the above-mentioned radioactivity intensity distribution measuring device 300a, the amplification
前述の放射線検出部Ａと同様に、波形整形部２１は一般的に温度特性を持っており、従って、設置場所の気温の影響を受け、出力に変動が生じる。よって、増幅率調整部３２６は、図１０に示したステップＬ１からＬ４を実行した後に、ステップＬ５およびステップＬ７においては、波形整形部２１の増幅器２１ａの増幅率を調整する。
これにより、波形整形部２１における増幅率を常に最適な増幅率に設定し、高精度な測定の維持を図る。なお、前述の放射能強度分布測定装置３００ａと同様に、増幅率の調整幅を細かくすれば、より波高分布Ｍにおける分布位置の微調整が可能となる。
Similar to the radiation detection unit A described above, the
As a result, the amplification factor in the
なお、以上では、増幅率調整部３２６は、放射線検出部Ａあるいは波形整形部２１の、いずれか一方の増幅率を調整するものを示したがこれに限定するものではない。増幅率調整部３２６は、放射線検出部Ａおよび波形整形部２１の両方の増幅率を同時に調整するものでもよい。
In the above description, the amplification
上記のように構成された本実施の形態の放射能強度分布測定装置によると、実施の形態１と同様の効果を奏し、放射能強度演算部は、測定対象物の内部において、放射線検出部の配列方向に対する放射性核種の同定を精度良く実施し、同定された放射性核種毎の上記配列方向に対する放射性物質の放射能強度Ｉの分布を精度良く求めることができる。
更に、出力変動検出部が波高分布Ｍにおける分布位置の変動量を計測し、増幅率調整部がこの変動量に基づいて、波高分布Ｍの分布位置の調整をする自動補償動作を行う。これにより、放射能強度分布測定装置が有する機器の使用状態、環境状態に依存せず、高精度な放射線分析を維持できる。
According to the radioactivity intensity distribution measuring device of the present embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and the radioactivity intensity calculation unit is a radiation detection unit inside the measurement object. It is possible to accurately identify the radionuclide in the arrangement direction and accurately obtain the distribution of the radioactivity intensity I of the radioactive substance in the above arrangement direction for each of the identified radionuclides.
Further, the output fluctuation detection unit measures the fluctuation amount of the distribution position in the wave height distribution M, and the amplification factor adjusting unit performs an automatic compensation operation for adjusting the distribution position of the wave height distribution M based on this fluctuation amount. As a result, highly accurate radiation analysis can be maintained regardless of the usage state and environmental state of the equipment of the radiation intensity distribution measuring device.
更に、出力変動検出部は、測定対象の放射性物質のセシウム－１３７以外の放射性物質からの放射線の特徴的なピークの位置（第１エネルギー値）を基準ピーク位置Ｐ０として記録する。即ち、出力変動検出部は、放射性物質取扱施設の事故等により拡散されるセシウム－１３７以外の、例えばカリウム４０等の自然界に元来存在しており、また、その絶対量が多い放射性物質を基準とするため、セシウム－１３７の検出有無によらず、安定した基準ピーク位置Ｐ０を設定できる。
なお、セシウム－１３７以外の特徴的なピークの決定条件としては、例えば、エネルギー値が既知であり、且つ、パルス信号Ｇがカウントされた計数が、所定の閾値を越えたものを特徴的なピークとするものでもよい。
Further, the output fluctuation detection unit records the characteristic peak position (first energy value) of the radiation from the radioactive substance other than cesium-137 of the radioactive substance to be measured as the reference peak position P0. That is, the output fluctuation detection unit originally exists in the natural world such as potassium 40, other than cesium-137 diffused due to an accident at a facility handling radioactive substances, and is based on a radioactive substance having a large absolute amount. Therefore, a stable reference peak position P0 can be set regardless of the presence or absence of detection of cesium-137.
As the conditions for determining the characteristic peak other than cesium-137, for example, the characteristic peak is one in which the energy value is known and the count of the pulse signal G exceeds a predetermined threshold value. It may be the one.
更に、出力変動検出部は、基準ピーク位置Ｐ０が記録された後に導出される第１エネルギー値を測定ピーク位置Ｐ１として記録し、この基準ピーク位置Ｐ０と測定ピーク位置Ｐ１とから波高分布Ｍの変動量を導出する。そして増幅率調整部は、この変動量に基づいて、測定ピーク位置Ｐ１が基準ピーク位置Ｐ０に位置するように、波高分布Ｍの分布位置を調整する。このように安定した基準ピーク位置Ｐ０に基づいて変動量が導出されることにより、波高分布Ｍの分布位置の自動補償動作に関する精度を向上できる。 Further, the output fluctuation detection unit records the first energy value derived after the reference peak position P0 is recorded as the measurement peak position P1, and the fluctuation of the wave height distribution M from the reference peak position P0 and the measurement peak position P1. Derive the quantity. Then, the amplification factor adjusting unit adjusts the distribution position of the wave height distribution M so that the measurement peak position P1 is located at the reference peak position P0 based on this fluctuation amount. By deriving the fluctuation amount based on the stable reference peak position P0 in this way, the accuracy of the automatic compensation operation of the distribution position of the wave height distribution M can be improved.
実施の形態４．
以下、本願の実施の形態４を、上記実施の形態３と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。
図１２は、実施の形態４による放射能強度分布測定装置４００の全体の概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、実施の形態３に示した増幅率調整部３２６に代えて、補償係数計算部４２７を備える。
Hereinafter, the fourth embodiment of the present application will be described with reference to the parts different from the third embodiment.
FIG. 12 is a block diagram showing an overall schematic configuration of the radioactivity intensity
In the present embodiment, the compensation
実施の形態３では、放射線検出部Ａあるいは波形整形部２１の少なくとも一方の増幅率を直接調整することにより、波高分布Ｍのピーク位置のずれを補正していた。本実施の形態による放射能強度分布測定装置４００では、波高分析部２２にてＡＤ変換したパルス信号Ｇのピーク値に対して、補償係数計算部４２７において算出した補償係数Ｚを乗じることにより波高分布Ｍのピーク位置を調整するものである。
In the third embodiment, the deviation of the peak position of the wave height distribution M is corrected by directly adjusting the amplification factor of at least one of the radiation detection unit A and the
実施の形態３と同様に、出力変動検出部３２５は、波高分布Ｍにおける特徴的なピーク、例えば、カリウム４０等のピークを測定中にモニタリングする。そして、出力変動検出部３２５は、本来あるべきピーク位置からずれを検知した場合、本来あるべき基準ピーク位置Ｐ０の情報と現在の測定ピーク位置Ｐ１の情報とを補償係数計算部４２７へ入力する。補償係数計算部４２７は、この補償係数Ｚを、ピーク位置比Ｐ０／Ｐ１の関数として、以下数式（６）で算出する。
Similar to the third embodiment, the output
なお、波高分析部２２のチャンネルと測定放射線のエネルギーの関係が一次関数であり、その直線性が良く、誤差が極めて小さい場合は、上記数式（６）を、補償係数Ｚ＝Ｐ０／Ｐ１としても支障はない。
If the relationship between the channel of the
補償係数計算部４２７により算出された補償係数Ｚは、波高分析部２２に入力される。 そして、波高分析部２２は、ＡＤ変換したパルス信号Ｇの計数の各ピーク位置のエネルギー値にそれぞれ補償係数Ｚを乗じることにより、波高分布Ｍの分布位置を調整して、波高分布Ｍの形状を本来の形状に補償する。
The compensation coefficient Z calculated by the compensation
上記のように構成された本実施の形態の放射能強度分布測定装置によると、実施の形態１と同様の効果を奏し、放射能強度演算部は、測定対象物の内部において、放射線検出部の配列方向に対する放射性核種の同定を精度良く実施し、同定された放射性核種毎の上記配列方向に対する放射性物質の放射能強度Ｉの分布を精度良く求めることができる。
更に、補償係数計算部により波高分布Ｍにおける分布位置を調整する補償係数Ｚを算出し、この補償係数Ｚに従って、波高分析部２２が波高分布Ｍの分布位置を自動調整する。これにより、放射能強度分布測定装置が有する機器の使用状態、周辺の環境状態に依存せず、高精度な放射線分析を維持できる。
また、波高分布Ｍの分布位置の変動の補償を、波高分布Ｍのピーク位置に対して補償係数を直接乗算することにより行うため、波高分布Ｍの分布位置の調整精度を向上できる。
According to the radioactivity intensity distribution measuring device of the present embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and the radioactivity intensity calculation unit is a radiation detection unit inside the measurement object. It is possible to accurately identify the radionuclide in the arrangement direction and accurately obtain the distribution of the radioactivity intensity I of the radioactive substance in the above arrangement direction for each of the identified radionuclides.
Further, the compensation coefficient calculation unit calculates the compensation coefficient Z for adjusting the distribution position in the wave height distribution M, and the wave
Further, since the compensation for the fluctuation of the distribution position of the wave height distribution M is performed by directly multiplying the peak position of the wave height distribution M by the compensation coefficient, the adjustment accuracy of the distribution position of the wave height distribution M can be improved.
実施の形態５．
以下、本願の実施の形態５を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。
図１３は、実施の形態５による放射能強度分布測定装置５００の全体の概略構成を示すブロック図である。
Embodiment 5.
Hereinafter, the fifth embodiment of the present application will be described with reference to the parts different from the first embodiment.
FIG. 13 is a block diagram showing an overall schematic configuration of the radioactivity intensity
本実施の形態では、各放射線検出部Ａに対して温度測定器５０９を設ける。さらに放射線分析部２０は、演算部および格納部としての温度補償部５２８を備える。前述のように、放射線検出部Ａはそれぞれ温度依存性を持ち、温度変化に対して出力変動が生じる、その変化量は放射線検出部Ａごとに異なる。放射能強度分布を精度良く測定するためには、測定地点、測定する時間帯等により異なる温度の影響を補償し、出力変動の器差をなくす必要がある。
In this embodiment, a
温度測定器５０９は、個々の放射線検出部Ａの温度を測定し、その情報を演算部および格納部としての温度補償部５２８に送信する。温度補償部５２８では、放射線検出部Ａの温度とその補償係数をデータベースとして保有しており、各温度測定器５０９の温度情報を基に補償係数を決定する。決定された補償係数は放射能強度演算部２３に送信される。放射能強度演算部２３では補償係数に応じて、各放射線検出部Ａの波高分布Ｍにおけるエネルギーの分布位置をそれぞれ調整して、放射能強度Ｉを演算する。
The
上記のように構成された本実施の形態の放射能強度分布測定装置によると、実施の形態１と同様の効果を奏し、放射能強度演算部は、測定対象物の内部において、放射線検出部の配列方向に対する放射性核種の同定を精度良く実施し、同定された放射性核種毎の上記配列方向に対する放射性物質の放射能強度Ｉの分布を精度良く求めることができる。
さらに、温度補償部が、検出された各放射線検出部の温度に基づいて、データベースから補正係数を決定する。そして、放射能強度演算部は、決定された補正係数に基づいて、各放射線検出部Ａの波高分布Ｍを補正して放射能強度Ｉを演算する。これにより、各放射線検出部の温度変動による影響が取り除かれ、複数の放射線検出部間での出力変動差が抑制されて、高精度な放射能強度分布測定が実現できる。
According to the radioactivity intensity distribution measuring device of the present embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and the radioactivity intensity calculation unit is a radiation detection unit inside the measurement object. It is possible to accurately identify the radionuclide in the arrangement direction and accurately obtain the distribution of the radioactivity intensity I of the radioactive substance in the above arrangement direction for each of the identified radionuclides.
Further, the temperature compensation unit determines a correction coefficient from the database based on the temperature of each detected radiation detection unit. Then, the radioactivity intensity calculation unit corrects the wave height distribution M of each radiation detection unit A based on the determined correction coefficient, and calculates the radioactivity intensity I. As a result, the influence of the temperature fluctuation of each radiation detection unit is removed, the difference in output fluctuation among the plurality of radiation detection units is suppressed, and highly accurate radiation intensity distribution measurement can be realized.
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments are applications of a particular embodiment. It is not limited to, but can be applied to embodiments alone or in various combinations.
Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the art disclosed in the present application. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.
１，２０Ａ 放射線検出部（検出部）、２２ 波高分析部（分析部）、
２４ 応答関数データベース（格納部）、２３ 放射能強度演算部（演算部）、
３２５ 出力変動検出部（演算部）、３２６ 増幅率調整部（演算部）、
５０９ 温度測定器、５２８ 温度補償部（格納部、演算部）、３０ 表示部、
１００，２００，３００ａ，３００ｂ、４００，５００ 放射能強度分布測定装置（放射能測定装置）。
1,20A Radiation detection unit (detection unit), 22 Wave height analysis unit (analysis unit),
24 Response function database (storage unit), 23 Radioactivity intensity calculation unit (calculation unit),
325 Output fluctuation detection unit (calculation unit), 326 Amplification rate adjustment unit (calculation unit),
509 Temperature measuring instrument, 528 Temperature compensation unit (storage unit, calculation unit), 30 Display unit,
100,200,300a, 300b, 400,500 Radioactivity intensity distribution measuring device (radioactivity measuring device).
Claims (11)
前記挿入部に一列に配列して設けられ、放射性物質から放出される放射線が入射されると入射放射線のエネルギーに対応する検出信号を出力する複数の検出部と、
前記検出信号のエネルギー値ごとの計数を示すエネルギー分布である第１エネルギー分布を導出する分析部と、
各前記検出部の応答関数を格納する格納部と、
前記第１エネルギー分布に対して、前記応答関数を用いた信号復元演算を行うことにより前記放射性物質の放射線のエネルギー分布である第２エネルギー分布を演算して、前記放射性物質の核種を弁別すると共に、弁別された該放射性物質の放射能強度を演算する演算部と、を備え、
各前記検出部の前記応答関数は、前記挿入部が挿入される前記測定対象物内の測定対象領域を前記検出部の配列方向に対して複数に区分した各区分領域における前記放射性物質から放出される放射線に対応して、前記区分領域ごとに構成され、
各前記区分領域は、前記検出部の数に応じて該検出部ごとに対応して区分されたものであり、
前記演算部は、
各前記区分領域の前記放射性物質からそれぞれ放出される放射線に対応してそれぞれ構成された前記検出部ごとの前記応答関数を、前記検出部の配列方向に並べた応答関数行列と、各前記区分領域における前記第２エネルギー分布を前記検出部の配列方向に並べた行列と、を各前記区分領域における前記第１エネルギー分布を前記検出部の配列方向に並べた行列に対して関連付ける行列の式を設定し、
前記行列の式に対して、前記応答関数行列の逆行列を用いた前記信号復元演算を行うことにより、前記区分領域ごとの前記第２エネルギー分布をそれぞれ抽出して、弁別された前記放射性物質の、前記測定対象領域における前記検出部の配列方向に対する放射能強度を演算する、
放射能測定装置。 The insertion part inserted in the object to be measured and
A plurality of detection units provided in a row in the insertion unit and outputting a detection signal corresponding to the energy of the incident radiation when radiation emitted from a radioactive substance is incident.
An analysis unit that derives a first energy distribution, which is an energy distribution showing a count for each energy value of the detection signal, and an analysis unit.
A storage unit that stores the response function of each detection unit,
The second energy distribution, which is the radiation energy distribution of the radioactive material, is calculated by performing a signal restoration calculation using the response function for the first energy distribution, and the nuclear species of the radioactive material are discriminated. , A calculation unit that calculates the radioactivity intensity of the discriminated radioactive material,
The response function of each detection unit is emitted from the radioactive substance in each division region in which the measurement target region in the measurement target into which the insertion portion is inserted is divided into a plurality of parts with respect to the arrangement direction of the detection unit. It is configured for each of the above-mentioned division areas in response to the radiation.
Each of the divided areas is divided according to the number of the detection units.
The arithmetic unit
A response function matrix in which the response functions for each detection unit configured corresponding to the radiation emitted from the radioactive substance in each of the division regions are arranged in the arrangement direction of the detection units, and each division region. A matrix in which the second energy distribution in the above is arranged in the arrangement direction of the detection unit and a matrix in which the first energy distribution in each division region is arranged in the arrangement direction of the detection unit is set. death,
By performing the signal restoration operation using the inverse matrix of the response function matrix with respect to the matrix equation, the second energy distribution for each of the division regions is extracted, and the discriminated radioactive material is used. , Calculates the radioactivity intensity with respect to the arrangement direction of the detection unit in the measurement target region.
Radioactivity measuring device.
前記分析部は、前記パルス信号の波高ピーク値ごとの該パルス信号の計数を示す波高分布を前記第１エネルギー分布として導出する、
請求項１に記載の放射能測定装置。 The detection unit outputs a pulse signal having a wave height corresponding to the energy of the incident radiation as the detection signal.
The analysis unit derives a wave height distribution indicating the count of the pulse signal for each peak value of the pulse signal as the first energy distribution.
The radioactivity measuring device according to claim 1.
請求項１または請求項２に記載の放射能測定装置。 The response function is set based on the positional relationship between each division region of the measurement object and each detection unit, and the density of gas between the measurement object and the detection unit.
The radioactivity measuring device according to claim 1 or 2.
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射能測定装置。 The response function was set based on the material and density of the object to be measured.
The radioactivity measuring device according to any one of claims 1 to 3.
前記格納部に格納される、各前記検出部の温度に応じた補正係数を保有するデータベースと、を備え、
前記演算部は、
検出された各前記検出部の温度に基づいて、前記データベースから前記補正係数を決定し、決定された前記補正係数に基づいて、前記第１エネルギー分布におけるエネルギーの分布位置を調整する、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射能測定装置。 A temperature measuring device that detects the temperature of each detection unit, and
A database having a correction coefficient corresponding to the temperature of each detection unit stored in the storage unit is provided.
The arithmetic unit
The correction coefficient is determined from the database based on the detected temperature of each detection unit, and the energy distribution position in the first energy distribution is adjusted based on the determined correction coefficient.
The radioactivity measuring device according to any one of claims 1 to 4.
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射能測定装置。 The calculation unit measures the fluctuation amount of the radiation energy distribution position in the first energy distribution, and adjusts the energy distribution position in the first energy distribution based on the fluctuation amount.
The radioactivity measuring device according to any one of claims 1 to 4.
所定の測定環境において導出された前記第１エネルギー分布において、計数が所定の閾値を超えた前記検出信号の計数のピーク位置である第１エネルギー値を基準ピーク位置として記録し、前記基準ピーク位置が記録された後に導出される前記第１エネルギー値を測定ピーク位置として記録し、
前記基準ピーク位置と前記測定ピーク位置とから前記変動量を導出して、前記変動量に基づいて、前記測定ピーク位置が前記基準ピーク位置に位置するように、前記第１エネルギー分布における放射線のエネルギーの分布位置を調整する、
請求項６に記載の放射能測定装置。 The arithmetic unit
In the first energy distribution derived in a predetermined measurement environment, the first energy value, which is the peak position of the count of the detection signal whose count exceeds the predetermined threshold value, is recorded as the reference peak position, and the reference peak position is set. The first energy value derived after being recorded is recorded as the measurement peak position, and is recorded.
The amount of fluctuation is derived from the reference peak position and the measurement peak position, and the energy of radiation in the first energy distribution is derived so that the measurement peak position is located at the reference peak position based on the fluctuation amount. Adjust the distribution position of
The radioactivity measuring device according to claim 6.
前記分析部は、前記補正係数を前記第１エネルギー分布における計数の各ピーク位置のエネルギー値にそれぞれ乗算することにより、前記第１エネルギー分布における放射線のエネルギーの分布位置を調整する、
請求項６または請求項７に記載の放射能測定装置。 The calculation unit calculates a correction coefficient based on the fluctuation amount, and obtains a correction coefficient.
The analysis unit adjusts the distribution position of the radiation energy in the first energy distribution by multiplying the correction coefficient by the energy value of each peak position of the count in the first energy distribution.
The radioactivity measuring device according to claim 6 or 7.
前記演算部は、前記変動量に基づいて、前記検出部あるいは前記分析部の少なくとも一方に備えられた前記増幅器の増幅率を調整して、前記第１エネルギー分布における放射線のエネルギーの分布位置を調整する、
請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の放射能測定装置。 An amplifier for amplifying the detection signal is provided in at least one of the detection unit and the analysis unit.
The calculation unit adjusts the amplification factor of the amplifier provided in at least one of the detection unit or the analysis unit based on the fluctuation amount, and adjusts the distribution position of the radiation energy in the first energy distribution. do,
The radioactivity measuring device according to any one of claims 6 to 8.
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の放射能測定装置。 A display unit for displaying the result calculated by the calculation unit is provided.
The radioactivity measuring device according to any one of claims 1 to 9.
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の放射能測定装置。 The detection unit is a scintillator or a semiconductor detector.
The radioactivity measuring device according to any one of claims 1 to 10.
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