JP2015158376A - Radiation measurement equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線測定装置に関し、特に、複数種の放射線のそれぞれを分離して測定する装置に関する。 The present invention relates to a radiation measuring apparatus, and more particularly to an apparatus for separately measuring a plurality of types of radiation.
病院、研究所等の放射線を取り扱う施設においては放射線測定装置が用いられる。例えば、廃水に含まれる放射線が測定され、廃水は放射線濃度に応じて取り扱われる。放射線測定装置には、シンチレータおよび光電子増倍管を用いたものがある。シンチレータは、放射線の検出に応じて光を発生する。光電子増倍管は、シンチレータが発生した光に応じてパルス状の信号を出力する。放射線測定装置は、光電子増倍管から出力された信号を計数し、所定時間当たりの計数値(計数率)に基づいて崩壊数等の放射線測定値を求める。シンチレータには、プラスチック等にシンチレータを固溶体として入れた固体シンチレータや、液体にシンチレータを溶解した液体シンチレータがある。 Radiation measurement devices are used in facilities that handle radiation, such as hospitals and laboratories. For example, the radiation contained in the wastewater is measured and the wastewater is handled according to the radiation concentration. Some radiation measurement apparatuses use a scintillator and a photomultiplier tube. The scintillator generates light in response to detection of radiation. The photomultiplier tube outputs a pulsed signal according to the light generated by the scintillator. The radiation measuring device counts the signal output from the photomultiplier tube and obtains a radiation measurement value such as the number of decays based on a count value (count rate) per predetermined time. Examples of the scintillator include a solid scintillator in which the scintillator is placed as a solid solution in plastic or the like, and a liquid scintillator in which the scintillator is dissolved in a liquid.
固体シンチレータを用いた放射線測定装置として、特許文献1にはβ線核種濃度測定装置が記載されている。この装置では、実測スペクトルから各核種についての実測ピーク値が判定される。各実測ピーク値から核種間の相互の混入値を減算して真のピーク値が求められ、それぞれの真のピーク値に基づいて各核種について測定が行われる。
As a radiation measuring apparatus using a solid scintillator,
特許文献2には、液体シンチレータによる多核種分別測定方法が記載されている。この方法では、各クエンチングレベルごとに、各核種の基準サンプルに対するスペクトル測定によって基準スペクトルが求められる。また、試料に対するスペクトル測定によって試料スペクトルが求められる。そして、各クエンチングレベルごとに、各核種の基準スペクトルの合成が行われ、その合成スペクトルと試料スペクトルとの残差が最小となる場合に、その合成スペクトルが得られる元となった各核種の基準スペクトルに基づいて各核種についての測定値が得られる。
特許文献3には、外部標準線源チャネル比法(ESCR法)等に基づく液体シンチレーションシステムが記載されている。このシステムは、クエンチングの度合を示すクエンチング指標を予め測定し、クエンチング指標に対応する補正係数を用いて放射線計数値の補正を行う。補正係数は、標準試料のセットについて測定を行って予め作成された補正係数曲線に基づいて求められる。
放射線測定装置によって複数種の放射線を測定する場合、広いエネルギー範囲で放射線が測定される。したがって、放射線測定装置には、広いエネルギー範囲で測定可能であることが要求される。他方、測定対象の放射線のエネルギースペクトラムよりも低域側には、エネルギー幅の狭いノイズスペクトラムが存在する。したがって、放射線測定装置には、狭帯域のノイズスペクトラムを検出し、その影響を抑制するための十分なエネルギー分解能が要求される。 When measuring a plurality of types of radiation using a radiation measurement apparatus, the radiation is measured in a wide energy range. Therefore, the radiation measuring apparatus is required to be able to measure in a wide energy range. On the other hand, a noise spectrum having a narrow energy width exists on the lower side of the energy spectrum of the radiation to be measured. Therefore, the radiation measuring apparatus is required to have a sufficient energy resolution for detecting a narrow band noise spectrum and suppressing the influence thereof.
しかし、従来の放射線測定装置では、十分なエネルギー分解能を維持すると共に広いエネルギー範囲で放射線を測定することが困難な場合があった。そのため、特性の異なる複数のシンチレータを用いたり、測定エネルギー範囲やエネルギー分解能等を切り換えながら複数回の測定を行ったりする等、構成および処理が複雑となることがあった。 However, in the conventional radiation measuring apparatus, it may be difficult to measure radiation in a wide energy range while maintaining sufficient energy resolution. For this reason, the configuration and processing may be complicated, such as using a plurality of scintillators having different characteristics, or performing a plurality of measurements while switching the measurement energy range, energy resolution, and the like.
本発明は、簡単な構成で複数種の放射線を分離測定することを目的とする。 An object of the present invention is to separate and measure a plurality of types of radiation with a simple configuration.
本発明は、放射線の検出に応じて信号を出力する検出部と、前記検出部から出力された同一の検出信号に基づいて、複数の異なるエネルギー範囲につき放射線計数率を求める複数の分析部と、前記複数の分析部のそれぞれによって求められた放射線計数率に基づいて、複数種の放射線のうちいずれかについて放射線測定値を求める分離測定部と、を備えることを特徴とする。 The present invention includes a detection unit that outputs a signal in response to detection of radiation, a plurality of analysis units that obtain radiation count rates for a plurality of different energy ranges based on the same detection signal output from the detection unit, A separation measurement unit that obtains a radiation measurement value for any one of a plurality of types of radiation based on the radiation count rate obtained by each of the plurality of analysis units.
本発明においては、複数の分析部が同一の検出信号に基づいて、複数の異なるエネルギー範囲につき放射線計数率を求める。これによって、必ずしも複数の検出部を用いなくてもよく、簡単な構成で複数のエネルギー範囲について放射線測定を迅速に行うことができる。 In the present invention, a plurality of analysis units obtain radiation count rates for a plurality of different energy ranges based on the same detection signal. Accordingly, it is not always necessary to use a plurality of detection units, and radiation measurement can be quickly performed with respect to a plurality of energy ranges with a simple configuration.
望ましくは、前記複数の分析部は、第1分析部と、放射線計数率が求められるエネルギー範囲の上限が前記第1分析部よりも大きい第2分析部と、を含み、前記分離測定部は、前記第1分析部が求める放射線計数率に含まれる、測定対象外の放射線の混入値であって、前記第2分析部が求める放射線計数率に基づいて求められる混入値と、前記第1分析部が求める放射線計数率とに基づいて、測定対象の放射線について放射線測定値を求め、前記第1分析部が求める放射線計数率についてのエネルギー分解能は、前記第2分析部が求める放射線計数率についてのエネルギー分解能よりも高い。 Preferably, the plurality of analysis units include a first analysis unit, and a second analysis unit having an upper limit of an energy range in which a radiation count rate is required, which is larger than that of the first analysis unit, and the separation measurement unit includes: The mixed value of radiation that is not measured and included in the radiation count rate obtained by the first analysis unit, the contamination value obtained based on the radiation count rate obtained by the second analysis unit, and the first analysis unit Based on the radiation count rate determined by the first analysis unit, a radiation measurement value is determined for the radiation to be measured, and the energy resolution for the radiation count rate determined by the first analysis unit is the energy for the radiation count rate determined by the second analysis unit. Higher than resolution.
本発明における複数の分析部には、放射線計数率が求められるエネルギー範囲と、エネルギー分解能とが異なる第1分析部および第2分析部が含まれる。第2分析部は、放射線計数率を求めるエネルギー範囲の上限が第1分析部よりも大きく、第1分析部は、エネルギー分解能が第2分析部よりも高い。これによって、低エネルギー領域における狭帯域のノイズスペクトラムの影響を抑制し、かつ、広いエネルギー範囲で測定を行うことができる。 The plurality of analysis units in the present invention include a first analysis unit and a second analysis unit having different energy ranges in which a radiation count rate is required and energy resolution. The second analysis unit has an upper limit of the energy range for obtaining the radiation count rate larger than that of the first analysis unit, and the first analysis unit has an energy resolution higher than that of the second analysis unit. As a result, it is possible to suppress the influence of a narrow band noise spectrum in a low energy region and perform measurement in a wide energy range.
望ましくは、前記複数の分析部のそれぞれは、自らに対応するエネルギー範囲における放射線計数率のスペクトラムを求めるマルチチャネルアナライザを備え、前記複数の分析部のうち少なくとも1つは、エネルギー分解能に応じてレベル調整された前記検出信号をマルチチャネルアナライザに入力するレベル調整部、を備える。 Preferably, each of the plurality of analysis units includes a multi-channel analyzer that obtains a spectrum of a radiation count rate in an energy range corresponding to the plurality of analysis units, and at least one of the plurality of analysis units has a level according to energy resolution. A level adjusting unit that inputs the adjusted detection signal to a multi-channel analyzer.
本発明においては、複数の分析部のうち少なくとも1つは、エネルギー分解能に応じてレベル調整された検出信号をマルチチャネルアナライザに入力するレベル調整部を備える。これによって、複数のマルチチャネルアナライザにおいて求められる放射線計数率のスケールが揃えられ、分離測定部が実行する処理が単純化される。 In the present invention, at least one of the plurality of analysis units includes a level adjustment unit that inputs a detection signal level-adjusted according to the energy resolution to the multichannel analyzer. As a result, the scales of radiation count rates required in a plurality of multi-channel analyzers are made uniform, and the processing executed by the separation measurement unit is simplified.
望ましくは、前記複数の分析部のそれぞれは、1つまたは複数のエネルギー範囲に前記検出信号を弁別する弁別部と、1つのエネルギー範囲に弁別された前記検出信号に基づいて、その1つのエネルギー範囲について、前記放射線計数率を求める計数部と、を備える。 Preferably, each of the plurality of analysis units includes a discrimination unit that discriminates the detection signal into one or a plurality of energy ranges, and one energy range based on the detection signals discriminated into one energy range. And a counting unit for obtaining the radiation count rate.
このような構成によれば、一般的なマルチチャネルアナライザを用いるよりも構成が簡単となる。 According to such a configuration, the configuration is simpler than using a general multi-channel analyzer.
望ましくは、前記検出部は、検出された放射線に応じて光を発する液体シンチレータと、前記液体シンチレータから発せられた光に応じて検出信号を出力する光電子増倍管と、を備え、前記分離測定部は、前記液体シンチレータにおけるクエンチングの度合に基づいて、β線についての放射線測定値を求める。 Preferably, the detection unit includes a liquid scintillator that emits light according to the detected radiation, and a photomultiplier tube that outputs a detection signal according to the light emitted from the liquid scintillator. The unit obtains a radiation measurement value for β rays based on the degree of quenching in the liquid scintillator.
本発明によれば、簡単な構成で複数種の放射線を分離測定することができる。 According to the present invention, a plurality of types of radiation can be separated and measured with a simple configuration.
図1には、本発明の実施形態に係る放射線測定装置の構成が示されている。放射線測定装置は、放射線の検出に応じて液体シンチレータ10から発せられた光をパルス信号に変換し、パルス信号の所定時間当たりの計数値(計数率)に基づいて放射線の測定を行う。計数率はエネルギースペクトラムとして測定され、エネルギースペクトラムに対する分析処理に基づいて、複数の核種からの放射線を分離して測定する。測定対象の核種は、例えば、トリチウム(3H)、炭素14(14C)、リン32(32P)、ストロンチウム90(90Sr)等であり、これらから放射されるβ線を測定対象とする。
FIG. 1 shows a configuration of a radiation measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. The radiation measuring apparatus converts light emitted from the
光電子増倍管12−1および光電子増倍管12−2は、液体シンチレータ10を挟む位置に配置されている。液体シンチレータ10および各光電子増倍管は、放射線の検出に応じて検出信号としてのパルス信号を出力する検出部を構成する。
The photomultiplier tube 12-1 and the photomultiplier tube 12-2 are arranged at positions where the
各光電子増倍管は、液体シンチレータ10から光が発せられると、端子TTおよび端子TEからパルス信号を出力する。端子TTから出力されるパルス信号は、タイミング検出用のパルス信号である。端子TEから出力されるパルス信号は、波高値測定用のパルス信号である。
When light is emitted from the
光電子増倍管12−1の端子TTからは、波形整形アンプ14−1にパルス信号が出力される。波形整形アンプ14−1はパルス信号の波形を整形し、AND回路15に出力する。光電子増倍管12−2の端子TTからは、波形整形アンプ14−2にパルス信号が出力される。波形整形アンプ14−2はパルス信号の波形を整形し、AND回路15に出力する。AND回路15は、波形整形アンプ14−1および14−2から出力された2つのパルス信号の論理積に相当するパルスタイミング信号を、第1マルチチャネルアナライザ22および第2マルチチャネルアナライザ24に出力する。各マルチチャネルアナライザは、パルスタイミング信号が示すタイミングに応じて、後述のエネルギー分析用パルス信号の計数を行う。なお、以下の説明では、第1マルチチャネルアナライザ22および第2マルチチャネルアナライザ24を、それぞれ、第1MCA22(Multi Channel Analyzer)および第2MCA24とする。
A pulse signal is output from the terminal TT of the photomultiplier tube 12-1 to the waveform shaping amplifier 14-1. The waveform shaping amplifier 14-1 shapes the waveform of the pulse signal and outputs it to the
光電子増倍管12−1の端子TEからは、バッファアンプ16−1にパルス信号が出力される。バッファアンプ16−1は、パルス信号の波高値に関する特性を維持したまま、パルス信号を加算バッファアンプ18に出力する。光電子増倍管12−2の端子TEからは、バッファアンプ16−2にパルス信号が出力される。バッファアンプ16−2は、パルス信号の波高値に関する特性を維持したまま、パルス信号を加算バッファアンプ18に出力する。加算バッファアンプ18は、各パルス信号を加算して得られるエネルギー分析用パルス信号を、レベル調整アンプ20および第2MCA24に出力する。
A pulse signal is output from the terminal TE of the photomultiplier tube 12-1 to the buffer amplifier 16-1. The buffer amplifier 16-1 outputs the pulse signal to the
レベル調整アンプ20は、エネルギー分析用パルス信号を調整利得G倍し、第1MCA22に出力する。ここで、調整利得Gは、第1MCA22のエネルギー分解能を、第2MCA24のエネルギー分解能の何倍とするかに基づいて定められている。
The
液体シンチレータ10において放射線が継続して次々と検出されると、第1MCA22および第2MCA24には、次々とエネルギー分析用パルス信号が入力される。第1MCA22は、次々と入力されるエネルギー分析用パルス信号に基づいて、エネルギースペクトラムを求める。すなわち、エネルギー分析用パルス信号を、その波高値に基づいて複数のエネルギーチャネルのいずれかに弁別し、各チャネルごとに計数率を求める。この際、第1MCA22は、AND回路15から出力されたパルスタイミング信号が示すタイミングに応じて、各エネルギー分析用パルス信号を計数する。第1MCA22は、エネルギースペクトラムのデータを分離測定部26に出力する。このようにして求められるエネルギースペクトラムの横軸は波高値で定まるエネルギーであり、縦軸は各エネルギーチャネルにおける計数率である。
When radiation is continuously detected one after another in the
第1MCA22が実行する処理と同様の処理によって、第2MCA24は、次々と入力されるエネルギー分析用パルス信号に基づいてエネルギースペクトラムを求める。第2MCA24は、エネルギースペクトラムのデータを分離測定部26に出力する。
The
第1MCA22および第2MCA24が、パルスタイミング信号に従いエネルギー分析用パルス信号を計数することで、ノイズを計数する頻度が小さくなり、エネルギースペクトラムに含まれるノイズが抑制される。
When the
このように、レベル調整アンプ20および第1MCA22は、検出部としての液体シンチレータ10、および各光電子増倍管による検出信号に基づいてエネルギースペクトラム(放射線効率)を求める第1分析部を構成する。第2MCA24は、検出信号に基づいてエネルギースペクトラムを求める第2分析部を構成する。
As described above, the
ここで、第1MCA22のエネルギー分解能は、第2MCA24のエネルギー分解能よりも高く、調整利得G倍であるものとする。また、第1MCA22および第2MCA24が求める各エネルギースペクトラムのエネルギー範囲の下限は0で同一であるものとする。そして、第2MCA24が求めるエネルギースペクトラムのエネルギー範囲の上限は、第1MCA22が求めるエネルギースペクトラムのそれよりも大きく、調整利得G倍であるものとする。すなわち、第2MCA24は、第1MCA22よりも広いエネルギ範囲でエネルギースペクトラムを求める。例えば、第2MCA24が求めるエネルギースペクトラムのエネルギー範囲の上限は、第1MCA22が求めるエネルギースペクトラムのエネルギー範囲の上限の10倍、100倍等とする。
Here, it is assumed that the energy resolution of the
そこで、以下の説明では、第1MCA22で求められるエネルギースペクトラムを狭範囲スペクトラムと称し、第2MCA24で求められるエネルギースペクトラムを広範囲スペクトラムと称する。
Therefore, in the following description, the energy spectrum obtained by the
図2には、第2MCA24で求められる広範囲スペクトラムの概形が例示されている。広範囲スペクトラムのエネルギー範囲は0以上、E3以下である。この広範囲スペクトラムは、3種類の核種から発せられた放射線によるものである。3種類の核種のそれぞれのエネルギースペクトラムが合わせられているため、エネルギースペクトラムを表す曲線の曲率は一様ではない。
FIG. 2 illustrates an outline of the wide spectrum required by the
図3には、第1MCA22で求められる狭範囲スペクトラムの概形が例示されている。狭範囲スペクトラムのエネルギー範囲は、0以上、E2以下である。この狭範囲スペクトラムは、広範囲スペクトラムのエネルギー範囲のうち、0以上、E2以下の部分を切り出し、エネルギー分解能を調整利得G倍としたものである。エネルギーE2よりも高域側の放射線については、第1MCA22によって測定値が除去されている。
FIG. 3 illustrates an outline of a narrow-range spectrum obtained by the
なお、放射線の測定環境には、図3に示される狭範囲スペクトラムよりも低域側のエネルギー0付近に、エネルギー幅が狭いノイズスペクトラムが存在する。第1MCA22は、十分なエネルギー分解能によって、このような狭帯域ノイズスペクトラムを波高弁別によって抑制する機能を有している。
In the radiation measurement environment, there is a noise spectrum with a narrow energy width in the vicinity of
図4には、核種A、核種B、および核種Cのそれぞれのエネルギースペクトラムの概形が例示されている。破線で描かれたエネルギースペクトラム32Aは核種Aによるものである。また、実線で描かれたエネルギースペクトラム32Bは核種Bによるものであり、一点鎖線で描かれたエネルギースペクトラム32Cは核種Cによるものである。核種Cのエネルギースペクトラム32Cは、低域側において核種Aおよび核種Bの各エネルギースペクトラム(32A,32B)に重なる。核種Bのエネルギースペクトラム32Bは、低域側において核種Aのエネルギースペクトラム32Aに重なる。図3に示される広範囲スペクトラムは、核種A、核種B、および核種Cの各エネルギースペクトラムを足し合わせたものに相当する。
In FIG. 4, the outline of each energy spectrum of the nuclide A, the nuclide B, and the nuclide C is illustrated. The
例えば、核種A、核種B、および核種Cは、それぞれ、トリチウム(3H)、炭素14(14C)、およびリン32(32P)である。なお、図2〜図4に示されたエネルギースペクトラムは、説明のために概形を示したものであり、厳密には実測されるものと異なる。 For example, nuclide A, nuclide B, and nuclide C are tritium ( 3 H), carbon 14 ( 14 C), and phosphorus 32 ( 32 P), respectively. It should be noted that the energy spectrum shown in FIGS. 2 to 4 is a rough outline for explanation, and is strictly different from that actually measured.
次に、図1の分離測定部26が、核種A、核種B、および核種Cについて、放射線測定値として崩壊数を求める処理について説明する。この処理は、測定対象のエネルギー範囲を各核種に対応する複数のウィンドウに分割し、高域側のウインドウから順にウィンドウごとに計数率を求め、各計数率に基づき各核種の崩壊数を求めるものである。1つのウィンドウ内において、測定対象外の核種のエネルギースペクトラムが混入する場合には、予め測定されたデータを用いて、測定対象外の核種のエネルギースペクトラムの寄与が除外される。以下、このようなマルチウィンドウ処理について具体的に説明する。
Next, a process in which the
初めに、図4に示されているように、測定対象とするエネルギー範囲に対し、計数率が求められるエネルギー範囲として、第1ウィンドウW1、第2ウィンドウW2、および第3ウィンドウW3が設定される。すなわち、エネルギー0以上、E1未満のエネルギー範囲に第1ウィンドウW1が設定される。そして、エネルギーE1以上、E2未満のエネルギー範囲に第2ウィンドウW2が設定され、エネルギE2以上、E3以下のエネルギー範囲に第3ウィンドウW3が設定される。この設定は、予めユーザの操作によって行われる。
First, as shown in FIG. 4, a first window W1, a second window W2, and a third window W3 are set as energy ranges for which a counting rate is required for an energy range to be measured. . That is, the first window W1 is set in an energy range of
第3ウィンドウW3は、核種Aおよび核種Bの各エネルギースペクトラムよりも高域における、核種Cのエネルギースペクトラムと重なる領域に設定される。第2ウィンドウW2は、第3ウィンドウW3よりも低域、かつ、核種Aのエネルギースペクトラムよりも高域における、核種Bおよび核種Cの各エネルギースペクトラムが混在する領域に設定される。第1ウィンドウW1は、第2ウィンドウW2よりも低域、かつ、核種A、核種Bおよび核種Cの各エネルギースペクトラムが混在する領域に設定される。 The third window W3 is set in a region overlapping with the energy spectrum of the nuclide C at a higher frequency than each energy spectrum of the nuclide A and nuclide B. The second window W2 is set in a region where the energy spectra of the nuclide B and the nuclide C are mixed in a lower region than the third window W3 and higher than the energy spectrum of the nuclide A. The first window W1 is set to a region where the energy spectrum of the nuclide A, the nuclide B, and the nuclide C is mixed, which is lower than the second window W2.
分離測定部26においては、第1ウィンドウW1および第2ウィンドウW2に対する処理が狭範囲スペクトラムを用いて行われ、第3ウィンドウW3に対する処理が広範囲スペクトラムを用いて行われる。
In the
ここでは、隣接する2つのウィンドウが接する場合を取り上げているが、これらは離れていてもよい。すなわち、隣接するウィンドウの間には、いずれのウィンドウにも属さない領域が介在してもよい。 Here, a case where two adjacent windows are in contact with each other is taken up, but they may be separated from each other. That is, an area that does not belong to any window may be interposed between adjacent windows.
マルチウィンドウ処理を実行するため、次のようなデータが予め記憶部28に記憶される。これらのデータは、第1ウィンドウW1、第2ウィンドウW2、および第3ウィンドウW3が設定されたという前提の下で、予め実測によって求められる。
In order to execute the multi-window process, the following data is stored in the
記憶部28には、試料を含有した液体シンチレータ10についてのESCR値、またはそれと等価なESCR値が記憶されている。ESCR値はクエンチングの度合を示す指標値であり、特許文献3に記載されているように、外部標準線源チャネル比法(ESCR法)(External Standard Channel Ratio)によって求められる。クエンチングとは、試料の含有によりシンチレータの発光効率が低下したり、発せられた光が減衰したりし、放射線の計数効率が低下することをいう。クエチングの度合の変化に応じて各核種のエネルギースペクトラムが変化する。他方、クエンチングの度合が定まると、各核種のエネルギースペクトラムも定まる。したがって、クエンチングの度合いを知ることで、各核種について各ウィンドウに対する計数効率の比率を求めることができる。
The
記憶部28には、ESCR値と核種C混入比dとを対応付けた核種C混入比dデータベースが記憶されている。ここで、核種C混入比dは、第3ウィンドウW3での核種Cに対する計数率がNである場合に、第2ウィンドウW2における計数率にN/dだけ、核種Cに基づく計数率が混入することを示す値である。核種C混入比dデータベースによれば、ESCR値に対応する核種C混入比dが求められる。
The
記憶部28には、ESCR値と核種C混入比eとを対応付けた核種C混入比eデータベースが記憶されている。ここで、核種C混入比eは、第3ウィンドウW3での核種Cに対する計数率がNである場合に、第1ウィンドウW1における計数率にN/eだけ、核種Cに基づく計数率が混入することを示す値である。核種C混入比eデータベースによれば、ESCR値に対応する核種C混入比eが求められる。
The
記憶部28には、ESCR値と核種B混入比fとを対応付けた核種B混入比fデータベースが記憶されている。ここで、核種B混入比fは、第2ウィンドウW2での核種Bに対する計数率がNである場合に、第1ウィンドウW1における計数率にN/fだけ、核種Bに基づく計数率が混入することを示す値である。核種B混入比fデータベースによれば、ESCR値に対応する核種B混入比fが求められる。
The
記憶部28には、第1ウィンドウW1における核種Aに対する計数効率η1、第2ウィンドウW2における核種Bに対する計数効率η2、および、第3ウィンドウW3における核種Cに対する計数効率η3のそれぞれが、ESCR値に対して対応付けられた計数効率データベースが記憶されている。計数効率は、ある核種の崩壊数に対し、1つのウィンドウにて実測される計数率の比率を表し、クエンチングの度合に依存する。すなわち、1つのウィンドウにおいて1つの核種について実測された計数率を計数効率で割ることで、その核種についての崩壊数が求められる。
In the
図5には、分離測定部26が、核種Aの崩壊数ξ(A)、核種Bの崩壊数ξ(B)、および核種Cの崩壊数ξ(C)をそれぞれ求めるフローチャートが示されている。分離測定部26は、記憶部28に記憶されたプログラムを実行し、このフローチャートに従う処理を実行する。すなわち、分離測定部26は、広範囲スペクトラム、狭範囲スペクトラム、および記憶部28に記憶された上記のデータに基づいてマルチウィンドウ処理を実行する。
FIG. 5 shows a flowchart in which the
分離測定部26は、第2MCA24から出力された広範囲スペクトラムのデータに基づいて、第3ウィンドウW3における計数率N3を求める(S101)。すなわち、分離測定部26は、第3ウィンドウW3に属する各チャネルで求められた計数率の加算合計値を計数率N3として求める。分離測定部26は、記憶部28における計数効率データベースを参照し、ESCR値に対応する計数効率η3を読み込み(S102)、次の(数1)に基づいて核種Cの崩壊数を求める(S103)。
The
(数1) ξ(C)=N3/η3 (Expression 1) ξ (C) = N3 / η3
分離測定部26は、第1MCA22から出力された狭範囲スペクトラムのデータに基づいて、第2ウィンドウW2における計数率N2を求める(S104)。すなわち、分離測定部26は、第2ウィンドウW2に属する各チャネルで求められた計数率の加算合計値を計数率N2として求める。また、分離測定部26は、記憶部28における核種C混入比dデータベースを参照し、ESCR値に対応する核種C混入比dを読み込む(S105)。さらに、分離測定部26は計数効率データベースを参照し、ESCR値に対応する計数効率η2を読み込み(S106)、次の(数2)に基づいて核種Bの崩壊数を求める(S107)。
The
(数2) ξ(B)=(N2−N3/d)/η2 (Expression 2) ξ (B) = (N2−N3 / d) / η2
ここで、N3/dは第2ウィンドウW2についての計数率N2に含まれる、核種Cについての計数率である。(N2−N3/d)は、計数率N2から核種Cについての計数率(混入値)を減算したものであり、核種Bについての計数率となる。この計数率を計数効率η2で割ることで核種Bの崩壊数が求められる。 Here, N3 / d is a count rate for the nuclide C included in the count rate N2 for the second window W2. (N2-N3 / d) is obtained by subtracting the count rate (mixed value) for nuclide C from the count rate N2, and is the count rate for nuclide B. By dividing this counting rate by the counting efficiency η2, the number of decays of nuclide B can be obtained.
すなわち、(数2)に表されているように、分離測定部26は、第2ウィンドウW2内に混入した測定対象外の核種Cのエネルギースペクトラムによる混入値(N3/d)、第2ウィンドウW2における計数率N2、および計数効率η2に基づいて、核種Bについての崩壊数ξ(B)を求める。
That is, as shown in (Equation 2), the
分離測定部26は、第1MCA22から出力された狭範囲スペクトラムのデータに基づいて、第1ウィンドウW1における計数率N1を求める(S108)。すなわち、分離測定部26は、第1ウィンドウW1に属する各チャネルで求められた計数率の加算合計値を計数率N1として求める。また、分離測定部26は、記憶部28における核種C混入比eデータベースを参照し、ESCR値に対応する核種C混入比eを読み込む(S109)。加えて、分離測定部26は、記憶部28における核種B混入比fデータベースを参照し、ESCR値に対応する核種B混入比fを読み込む(S110)。さらに、分離測定部26は、計数効率データベースを参照し、ESCR値に対応する計数効率η1を読み込み(S111)、次の(数3)に基づいて核種Aの崩壊数を求める(S111)。
The
(数3) ξ(A)=[N1−N3/e−(N2−N3/d)/f]/η1
(Expression 3) ξ (A) = [
ここで、N3/eは、計数率N1に含まれる、核種Cについての計数率である。(N2−N3/d)/fは、計数率N1に含まれる、核種Bについての計数率である。[N1−N3/e−(N2−N3/d)/f]は、第1ウィンドウW1についての計数率N1から、核種Bおよび核種Cについての各計数率(混入値)を減算したものであり、核種Aについての計数率となる。この計数率を計数効率η1で割ることで核種Aの崩壊数が求められる。 Here, N3 / e is a count rate for nuclide C included in the count rate N1. (N2-N3 / d) / f is a count rate for nuclide B included in the count rate N1. [N1-N3 / e- (N2-N3 / d) / f] is obtained by subtracting each count rate (mixed value) for nuclide B and nuclide C from the count rate N1 for the first window W1. , The counting rate for nuclide A. By dividing this counting rate by the counting efficiency η1, the number of decays of nuclide A can be obtained.
すなわち、(数3)に表されているように、分離測定部26は、第1ウィンドウW1内に混入した測定対象外の核種Cのエネルギースペクトラムによる混入値(N3/e)、測定対象外の核種Bのエネルギースペクトラムによる混入値(N2−N3/d)/f、第1ウィンドウW1における計数率N1、および計数効率η1に基づいて、核種Aについての崩壊数ξ(A)を求める。
That is, as expressed in (Equation 3), the
分離測定部26は、核種A、核種Bおよび核種Cについて求められた各崩壊数を、ベクレル等の所定の単位に換算し、表示部としてのモニタ30に出力する。モニタ30は、各核種について崩壊数を表示する。
The
なお、上記ステップS101〜S111の計算順序およびデータ読み込み順序は一つの例である。分離測定部26は、その他の計算順序およびデータ読み込み順序で、(数1)〜(数3)に基づき、各核種について崩壊数を求めてもよい。例えば、先に計数率N1〜N3を求め、さらに、核種C混入比d、核種C混入比e、および核種B混入比f、計数効率η1〜η3を記憶部28から読み込んだ後に、(数1)〜(数3)を計算してもよい。
The calculation order and the data reading order in steps S101 to S111 are just an example. The
さらに、分離測定部26は、狭範囲スペクトラムまたは広範囲スペクトラムをモニタ30に表示し、表示されたスペクトラムに基づいてユーザが各ウィンドウを設定するようにしてもよい。また、ここでは、クエンチングの度合を表す指標値としてESCR値を用いた例につき説明した。このような指標値としては、外部標準法(ESR法)や試料チャンネル比法(SCR法)等、その他の方法によって求められた指標値を用いてもよい。
Further, the
一般に、放射線測定装置によって複数種の放射線を測定する場合、広いエネルギー範囲で放射線が測定される。したがって、放射線測定装置には、広いエネルギー範囲で測定可能であることが要求される。他方、測定対象の放射線のエネルギースペクトラムの低域側には、エネルギー幅の狭いノイズスペクトラムが存在する。したがって、放射線測定装置には、狭帯域のノイズスペクトラムを検出し、その影響を抑制するための十分なエネルギー分解能が要求される。 Generally, when a plurality of types of radiation are measured by a radiation measuring apparatus, the radiation is measured in a wide energy range. Therefore, the radiation measuring apparatus is required to be able to measure in a wide energy range. On the other hand, there is a noise spectrum with a narrow energy width on the lower side of the energy spectrum of the radiation to be measured. Therefore, the radiation measuring apparatus is required to have a sufficient energy resolution for detecting a narrow band noise spectrum and suppressing the influence thereof.
本実施形態に用いられる第1MCA22のエネルギー分解能は、第2MCA24のエネルギー分解能よりも高い。また、第2MCA24が求める広範囲スペクトラムのエネルギー範囲の上限は、第1MCA22が求める狭範囲スペクトラムのそれよりも大きい。そして、エネルギー分解能が高い方の第1MCA22によって、低エネルギー領域にある狭帯域のノイズスペクトラムによる測定への影響が抑制される。これによって、ノイズスペクトラムの影響を抑制し、かつ、広いエネルギー範囲で測定を行うことができる。
The energy resolution of the
また、本実施形態に係る放射線測定装置では、2つのマルチチャネルアナライザを用いて、共通のエネルギー分析用パルス信号について、エネルギー範囲の異なるエネルギースペクトラムが求められる。これによって、簡単な構成で複数のエネルギー範囲について放射線測定を迅速に行うことができる。 In the radiation measurement apparatus according to the present embodiment, energy spectra having different energy ranges are obtained for the common energy analysis pulse signal using two multi-channel analyzers. As a result, radiation measurement can be quickly performed for a plurality of energy ranges with a simple configuration.
図6には、変形例に係る放射線測定装置の構成が示されている。この放射線測定装置は、図1に示されている放射線測定装置について、第1MCA22を第1波高弁別計数部34に置き換え、第2MCA24を第2波高弁別計数部36に置き換えたものである。図1に示される構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG. 6 shows a configuration of a radiation measuring apparatus according to a modification. This radiation measurement apparatus is the same as the radiation measurement apparatus shown in FIG. 1 except that the
第1波高弁別計数部34は、第1波高弁別部38、第1計数部40、第2波高弁別部42、および第2計数部44を備える。第1波高弁別部38は、次々と入力されるエネルギー分析用パルス信号のうち、第1ウィンドウW1のエネルギー範囲内にあるものを波高値に応じて弁別し、第1計数部40に出力する。第1計数部40は、第1波高弁別部38によって弁別されたエネルギー分析用パルス信号を計数し、計数率N1を分離測定部26に出力する。
The first wave height
第2波高弁別部42は、次々と入力されるエネルギー分析用パルス信号のうち、第2ウィンドウW2のエネルギー範囲内にあるものを波高値に応じて弁別し、第2計数部44に出力する。第2計数部44は、第2波高弁別部42によって弁別されたエネルギー分析用パルス信号を計数し、計数率N2を分離測定部26に出力する。
The second wave
第2波高弁別計数部36は、第3波高弁別部46および第3計数部48を備える。第3波高弁別部46は、次々と入力されるエネルギー分析用パルス信号のうち、第3ウィンドウW3のエネルギー範囲内にあるものを波高値に応じて弁別し、第3計数部48に出力する。第3計数部48は、第3波高弁別部46によって弁別されたエネルギー分析用パルス信号を計数し、計数率N3を分離測定部26に出力する。
The second wave height
分離測定部26は、第1波高弁別計数部34から出力された計数率N1およびN2と、第2波高弁別計数部36から出力された計数率N3を用いて、上述のマルチチャネル処理に従い、核種A、核種Bおよび核種Cについてそれぞれ、崩壊数ξ(A)、崩壊数ξ(B)および崩壊数ξ(C)を求める。
The
このような構成によれば、必要なウィンドウについてのみ波高弁別および計数が行われるため、マルチチャネルアナライザを用いる場合よりも構成が簡単となる。 According to such a configuration, since the peak height discrimination and counting are performed only for the necessary windows, the configuration is simpler than when a multi-channel analyzer is used.
10 液体シンチレータ、12−1,12−2 光電子増倍管、14−1,14−2 波形整形アンプ、15 AND回路、16−1,16−2 バッファアンプ、18 加算バッファアンプ、20 レベル調整アンプ、22 第1マルチチャネルアナライザ(第1MCA)、24 第2マルチチャネルアナライザ(第2MCA)、26 分離測定部、28 記憶部、30 モニタ、32A,32B,32C エネルギースペクトラム、34 第1波高弁別計数部、36 第2波高弁別計数部、38 第1波高弁別部、40 第1計数部、42 第2波高弁別部、44 第2計数部、46 第3波高弁別部、48 第3計数部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記検出部から出力された同一の検出信号に基づいて、複数の異なるエネルギー範囲につき放射線計数率を求める複数の分析部と、
前記複数の分析部のそれぞれによって求められた放射線計数率に基づいて、複数種の放射線のうちいずれかについて放射線測定値を求める分離測定部と、
を備えることを特徴とする放射線測定装置。 A detector that outputs a signal in response to detection of radiation;
Based on the same detection signal output from the detection unit, a plurality of analysis units for obtaining a radiation count rate for a plurality of different energy ranges;
Based on the radiation count rate obtained by each of the plurality of analysis units, a separation measurement unit for obtaining a radiation measurement value for any of a plurality of types of radiation, and
A radiation measurement apparatus comprising:
前記複数の分析部は、
第1分析部と、放射線計数率が求められるエネルギー範囲の上限が前記第1分析部よりも大きい第2分析部と、を含み、
前記分離測定部は、
前記第1分析部が求める放射線計数率に含まれる、測定対象外の放射線の混入値であって、前記第2分析部が求める放射線計数率に基づいて求められる混入値と、前記第1分析部が求める放射線計数率とに基づいて、測定対象の放射線について放射線測定値を求め、
前記第1分析部が求める放射線計数率についてのエネルギー分解能は、前記第2分析部が求める放射線計数率についてのエネルギー分解能よりも高いことを特徴とする放射線測定装置。 The radiation measurement apparatus according to claim 1,
The plurality of analysis units include:
A first analysis unit, and a second analysis unit whose upper limit of the energy range for which a radiation count rate is required is larger than the first analysis unit,
The separation measuring unit is
The mixed value of radiation that is not measured and included in the radiation count rate obtained by the first analysis unit, the contamination value obtained based on the radiation count rate obtained by the second analysis unit, and the first analysis unit Based on the radiation count rate required by the
The radiation measurement apparatus characterized in that the energy resolution for the radiation count rate obtained by the first analysis unit is higher than the energy resolution for the radiation count rate obtained by the second analysis unit.
前記複数の分析部のそれぞれは、自らに対応するエネルギー範囲における放射線計数率のスペクトラムを求めるマルチチャネルアナライザを備え、
前記複数の分析部のうち少なくとも1つは、エネルギー分解能に応じてレベル調整された前記検出信号をマルチチャネルアナライザに入力するレベル調整部、
を備えることを特徴とする放射線測定装置。 The radiation measurement apparatus according to claim 1 or 2,
Each of the plurality of analysis units includes a multi-channel analyzer that obtains a spectrum of a radiation count rate in an energy range corresponding to itself,
At least one of the plurality of analysis units is a level adjustment unit that inputs the detection signal level-adjusted according to energy resolution to a multi-channel analyzer,
A radiation measurement apparatus comprising:
前記複数の分析部のそれぞれは、
1つまたは複数のエネルギー範囲に前記検出信号を弁別する弁別部と、
1つのエネルギー範囲に弁別された前記検出信号に基づいて、その1つのエネルギー範囲について、前記放射線計数率を求める計数部と、
を備えることを特徴とする放射線測定装置。 The radiation measurement apparatus according to claim 1 or 2,
Each of the plurality of analysis units is
A discriminator for discriminating the detection signal into one or more energy ranges;
Based on the detection signal discriminated into one energy range, a counting unit for obtaining the radiation count rate for the one energy range;
A radiation measurement apparatus comprising:
前記検出部は、
検出された放射線に応じて光を発する液体シンチレータと、
前記液体シンチレータから発せられた光に応じて前記検出信号を出力する光電子増倍管と、を備え、
前記分離測定部は、前記液体シンチレータにおけるクエンチングの度合に基づいて、β線についての放射線測定値を求めることを特徴とする放射線測定装置。
In the radiation measuring device according to any one of claims 1 to 4,
The detector is
A liquid scintillator that emits light in response to the detected radiation;
A photomultiplier tube that outputs the detection signal in response to light emitted from the liquid scintillator,
The separation measurement unit obtains a radiation measurement value for β rays based on a degree of quenching in the liquid scintillator.
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