JP2010237232A - 放射線測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】環境β線の影響を受けることなく測定対象のβ線を高感度かつ高精度で安定して測定できる放射線測定システムを得る。
【解決手段】被測定体１側から順に、被測定体１から放射される放射線および環境γ線と反応する第１のシンチレーションファイバー層２１ａ、被測定体１から放射されるβ線を遮断する第１のβ線遮蔽体層２２ａ、環境γ線と反応する第２のシンチレーションファイバー層２１ｂ、第２のシンチレーションファイバー層２１ｂへの環境β線を遮断する第２のβ線遮蔽体層２２ｂの順に配列し、第２のシンチレーションファイバー層２１ｂで検出された放射線の測定結果に基づきγ線の影響を推定し、第１のシンチレーションファイバー層２１ａで検出された放射線の測定結果から上記γ線の影響を補償して被測定体から放出されるβ線を測定する。
【選択図】図４

Description

この発明は、放射線測定システム、特に、放射性物質を取り扱う原子炉施設、核燃料施設、加速器利用施設、廃炉等で放射線計測と放射線管理に利用可能な放射線モニタまたは放射能汚染検査装置などの放射線測定システムに関するものである。

測定対象の放射線を高感度で測定するためには、その放射線の線質およびエネルギーに対して検出感度が高いとともに、妨害放射線に対しては検出感度が低い特性の放射線検出器を選定する必要がある。
測定対象の放射線がβ線である場合、放射線センサとしては安価で入手し易いプラスチックシンチレータを使用することが多い。一般的に妨害放射線は環境γ線であり、プラスチックシンチレータは原子番号が低い元素で構成されかつ薄くできるため、環境γ線の検出感度を抑制する点で好適である。放射線検出器にプラスチックシンチレータを使用し、高感度の放射線モニタまたは放射能汚染検査装置を提供するため、プラスチックシンチレータの厚みをできるだけ薄くするとともに、放射線検出器を鉛で遮蔽する手法が長い間採用されてきたが、近年、複数のシンチレータ層を有する放射線検出器と、それぞれのシンチレータ層が放射線に反応した結果として出力されるパルス信号の同時計数をβ線とみなして測定し、反応断面積が小さく同時計数の確率が低い環境γ線を排除する手法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００１−１３２５０号公報

従来は、２層のシンチレータ層がβ線に同時に反応した結果のパルス信号を同時計数することにより測定対象のβ線を測定するようにしているので、散乱しながらエネルギーが吸収されるβ線が同時計数される割合はβ線のエネルギーが低いほど確率が低くなり、低エネルギーのβ線の検出感度の改善が課題であった。また、シンチレータ層に吸収されるエネルギーが２分割されるため、β線エネルギーの測定下限が必然的に押し上げられ、低エネルギーのβ線が測定できないという問題があった。

この発明は、環境β線の影響を受けることなく測定対象のβ線を高感度かつ高精度で安定して測定できる放射線測定システムを得ようとするものである。

この発明に係る放射線測定システムは、被測定体から放射される放射線および環境γ線と反応する第１の反応体、被測定体から放射されるβ線を遮断する第１のβ線遮蔽体、被測定体から放射される放射線を前記第１のβ線遮蔽体を介して受け環境γ線と反応する第２の反応体、前記第２の反応体への環境β線を遮断する第２のβ線遮蔽体、前記第１の反応体および第２の反応体が放射線に反応した結果をそれぞれ計数用信号に変換する変換部、前記変換部により変換された計数用信号を入力して演算し出力信号に変換して出力する測定部を備え、前記測定部には、第２の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきβ線の影響を受けることなく被測定体から放射されるγ線および環境γ線との反応結果に比例したγ線の影響度を導出するγ線影響度導出手段と、第１の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきこの測定結果に前記γ線影響度導出手段で導出されたγ線影響度を補償して被測定体から放出されるβ線を測定するβ線測定手段とを設けたものである。

この発明によれば、環境β線の影響を受けることなく測定対象のβ線を高感度かつ高精度で安定して測定できる放射線測定システムを得ることができる。

この発明による実施の形態１に係わる放射線モニタまたは放射能汚染検査装置の構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態１に係わる検出部の構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態１に係わる帯状シンチレーションファイバーの構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態２に係わる検出部の構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態３に係わる放射線モニタの構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態４に係わる検出部の構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態５に係わる放射能汚染検査装置の構成を示す上面図および側面図である。 この発明による実施の形態６に係わる放射能汚染検査装置の構成を示す側面図である。 この発明による実施の形態７に係わる放射線モニタを示すブロック図である。 この発明による実施の形態８に係わる放射線モニタを示すブロック図である。 この発明による実施の形態９に係わる放射線モニタを示す側面図である。

実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１から図３までについて説明する。図１は実施の形態１に係わる放射線モニタまたは放射能汚染検査装置の構成を示すブロック図である。図２は実施の形態１に係わる検出部の構成を示すブロック図である。図３は実施の形態１に係わる帯状シンチレーションファイバーの構成を示すブロック図である。

図１は、この発明に係わる放射線モニタまたは放射能汚染検査装置の構成を示すもので、検出部２は被測定体１から放出される放射線を検出して電圧パルス信号を出力する。測定部３は該電圧パルス信号を入力して工学値に変換して出力する。測定部３には１台以上の検出部２の出力が入力される。ここで、被測定体１は、試料ガス、試料ガス中のダストを捕集したろ紙、放射性固体廃棄物等である。

図２は、検出部２の構成と構造を示すもので、β線遮蔽体２２は、金属板あるいは可撓性が必要な場合はＴｉ等の原子番号の大きい金属粉を練りこんだプラスチック材料で形成された板材等のプラスチック部材であり、被測定体１側に第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａが固定され、反対側に第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂが固定され、該端部はそれぞれ第１の光電子増倍管２３ａ、第２の光電子増倍管２３ｂに光接合される。更に、第１の光電子増倍管２３ａ、第２の光電子増倍管２３ｂの出力は、それぞれ第１の前置増幅器２４ａ、第２の前置増幅器２４ｂに入力される。
β線遮蔽体２２に固定される第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａと第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂの組み合わせの数は、必要とする検出感度あるいは被測定体１の面積に応じて決められる。
なお、放射線モニタまたは放射能汚染検査装置を常設し、環境γ線に方向性がある場合は、第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａの台数に対して第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂの台数を少なくしても良い。

図３は、帯状シンチレーションファイバーの構成と構造を示すもので、帯状シンチレーションファイバー２１は、プラスチックシンチレーションファイバー２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…２１１ｎを可撓性の基板２１２上に、Ｕ字型に曲げて順次ずらして平面的に配列され、半円に曲げられた部位ｃｐ以外の直線部ｓｐは平行になるようにして接着され、端部ｅｐは束ねられ、その端面は光学接合するために平面に加工され、端面を除いて全体を遮光膜２１３で覆われている。プラスチックシンチレーションファイバー２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…２１１ｎは、外径０．３ｍｍ以下のものを使用すると折損しないで基板２１２上に自動配線することが可能で、市販されている外径０．３ｍｍおよび外径０．２５ｍｍのものを使用できる。

次に、動作について説明する。第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａを構成するシンチレーションファイバー２１１に放射線が入射した結果として発する蛍光は、その内部を屈折しながら端面に伝達して第１の光電子増倍管２３ａに入射する。第１の光電子増倍管２３ａに蛍光が入射すると電子が放出され、該電子は増倍されて電流パルスに変換される。第１の前置増幅器２４ａは、該電流パルスを電圧パルスに変換して出力する。
同様に、第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂを構成するシンチレーションファイバー２１１に放射線が入射した結果として発する蛍光は、その内部を屈折しながら端面に伝達して第２の光電子増倍管２３ｂに入射し、電流パルスに変換され、第２の前置増幅器２４ｂは、該電流パルスを電圧パルスに変換して出力する。

第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａは、被測定体１から放射されたβ線およびγ線、更に、環境から入射したγ線を検出する。この時、γ線を検出する確率はβ線を検出する確率に対して１／１００以下と低い。第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂは、被測定体１から放射されたγ線、更に、環境から入射したγ線を検出する。被測 定体１から放射されたβ線は、β線遮蔽体２２で遮断される。また、第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａのシンチレーションファイバー２１１相互の谷間に入射したβ線の一部は、遮蔽体２２で後方散乱して再び第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａに入射することにより計数に寄与する。

第１の前置増幅器２４ａから出力された電圧信号パルスおよび第２の前置増幅器２４ｂから出力された電圧パルスは、それぞれ測定部３に入力されて定周期で計数され、測定部３に設けられた演算装置により演算されて第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａが検出した放射線に対応する計数率ｎ_ａと第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂが検出した放射線に対応する計数率ｎ_ｂが求められる。
第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａが検出した放射線に対応する計数率ｎ_ａは、被測定体１から放射されたβ線による計数率ｎ_ａ（β）と被測定体１から放射されたγ線による計数率ｎ_ａ（γ_ｓ）と環境から入射したγ線による計数率ｎ_ａ（γ_ｅ）を合計したものである。
第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂが検出した放射線に対応する計数率ｎ_ｂは、被測定体１から放射されたγ線による計数率ｎ_ｂ（γ_ｓ）および環境から入射したγ線による計数率ｎ_ｂ（γ_ｅ）の合計である。
したがって、正味計数率ｎ_Ｎ＝ｎ_ａ（β）は、次の（１）式で示される。
ｎ_ａ（β）＝ｎ_ａ−ｎ_ａ（γ_ｓ）−ｎ_ａ（γ_ｅ）＝ｎ_ａ−｛ｋ_ｓ×ｎ_ｂ（γ_ｓ）＋ｋ_ｅ ×ｎ_ｂ（γ_ｅ）｝………（１）式
ここで、第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａが検出した被測定体１から放射されたγ線による計数率ｎ_ａ（γ_ｓ）は、第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂが検出した被測定体１から放射されたγ線による計数率ｎ_ｂ（γ_ｓ）に比例し、比例計数をｋ_ｓとすると、次の（３）式で示されるものである。
ｎ_ａ（γ_ｓ）＝ｋ_ｓ×ｎ_ｂ（γ_ｓ）………（２）式
また、第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａが検出した環境から入射したγ線による計数率ｎ_ａ（γ_ｅ）は、第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂが検出した環境から入射したγ線による計数率ｎ_ｂ（γ_ｅ）に比例し、比例係数をｋ_ｅとすると、次の（３）式で示されるものである。
ｎ_ａ（γ_ｅ）＝ｋ_ｅ×ｎ_ｂ（γ_ｅ）………（３）式
ｋ_ｓ＝ｋ_ｅ＝ｋとすると、被測定体１から放射されたβ線による計数率ｎ_ａ（β）は、次の（４）式で示される。
ｎ_ａ（β）＝ｎ_ａ−ｋ×ｎ_ｂ………（４）式
このように、計算または実験的に係数ｋを求めておけば、（４）式におけるｋ×ｎ_ｂを算出することができ、このｋ×ｎ_ｂを計数率ｎ_ａから減算すれば計数率ｎ_ａ（β）を算出できて、被測定体１から放射されたβ線を測定することができる。

ここで、前記（４）式におけるｋ×ｎ_ｂは、第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂが検出した放射線に対応する計数率ｎ_ｂにより導出されるγ線影響度を示し、γ線影響度ｋ×ｎ_ｂを導出する測定部３の演算装置はγ線影響度導出手段を構成する。
そして、このγ線影響度ｋ×ｎ_ｂを第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａが検出した放射線に対応する計数率ｎ_ａに対して補償し被測定体１から放射されたβ線による計数率ｎ_ａ（β）を算定する測定部３の演算装置はβ線測定手段を構成する。

以上のように、放射線モニタまたは放射能汚染検査装置の検出部２について、被測定体１から順に第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａ、β線遮蔽体２２、第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂの順に配列し、第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂで検出された放射線の測定結果に基づきγ線の影響を推定し、第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａで検出された放射線の測定結果から上記γ線の影響を補償するようにしたので、放射線モニタまたは放射能汚染検査装置を移動することにより環境γ線が変化しても、また、被測定体１の表面から放射されるβ線と内部から放射されるγ線の比率が変化しても、測定対象のβ線を高感度かつ高精度で測定できる。

また、原子番号の大きい物質にβ線が入射すると後方散乱が大きくなることを利用し、β線遮蔽体２２として金属板、あるいは可撓性が必要な場合はＴｉ等の金属粉を練りこんだプラスチックの板等を使用することにより、第２の帯状シンチレーションファイバー２１ａのシンチレーションファイバー２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…２１１ｎ相互の谷間に入射したβ線の一部は、遮蔽体２２で後方散乱して再び第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａに入射して計数に寄与するため、測定対象の検出感度がアップする。

さらに、第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａおよび第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂについて、可撓性の遮光基板２１２に０．３ｍｍ以下の細径のプラスチックシンチレーションファイバー２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…２１１ｎをＵ字型に曲げて順次ずらして密着して貼り付けることにより、折損なくプラスチックシンチレーションファイバー２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…２１１ｎを自動で配線することができ、製造コストを従来の１／３以下に低減できる。手作業で配線したいときは、細径のプラスチックシンチレーションファイバー２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…２１１ｎは作業量の増加および作業性低下のため、細径のものを避けて最小径は１ｍｍが一般的であったが、自動化により細径のものを使用できるようになり、γ感度を抑制できるため、β線を高感度に測定できる。

（１Ａ）この発明による実施の形態１によれば、被測定体１から放射される放射線および環境γ線と反応する帯状シンチレーションファイバー層２１ａからなる第１の反応体、被測定体から放射されるβ線を遮断するβ線遮蔽体、被測定体から放射される放射線を前記β線遮蔽体を介して受け環境γ線と反応するシンチレーションファイバー層２１ｂからなる第２の反応体、前記第１の反応体および第２の反応体が放射線に反応した結果をそれぞれパルス信号からなる計数用信号に変換する検出部２からなる変換部、前記変換部により変換された計数用信号を入力して演算し工学値に変換して出力する測定部３を備え、前記測定部３には、前記第２の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきγ線の影響度を導出するγ線影響度導出手段と、前記第１の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきこの測定結果にγ線影響度導出手段で導出されたγ線影響度を補償して被測定体から放出されるβ線を測定するβ線測定手段とを設けたことを特徴とする放射線モニタまたは放射能汚染検査装置としての放射線測定システムを構成したので、放射線モニタまたは放射能汚染検査装置を移動することにより環境γ線が変化しても、また、被測定体１の表面から放射されるβ線と内部から放射されるγ線の比率が変化しても、測定対象のβ線を高感度かつ高精度で測定できる放射線モニタまたは放射能汚染検査装置としての放射線測定システムを得ることができる。

（１Ｂ）この発明による実施の形態１によれば、前記（１Ａ）項における構成において、シンチレーションファイバー層２１ａ，２１ｂからなる第１および第２の反応体は、可撓性の遮光基板２１２にプラスチックシンチレーションファイバー２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…２１１ｎをＵ字型に曲げて順次ずらし、密着して貼り付け、プラスチックシンチレーションファイバー２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…２１１ｎを遮光膜２１３で覆ったものであることを特徴とする放射線モニタまたは放射能汚染検査装置としての放射線測定システムを構成したので、放射線モニタまたは放射能汚染検査装置を移動することにより環境γ線が変化しても、また、被測定体１の表面から放射されるβ線と内部から放射されるγ線の比率が変化しても、測定対象のβ線を高感度かつ高精度で測定できる小型かつ簡素な構成の放射線モニタまたは放射能汚染検査装置としての放射線測定システムを得ることができる。

（１Ｃ）この発明による実施の形態１によれば、前記（１Ｂ）項における構成において、シンチレーションファイバー層２１ａ，２１ｂからなる第１および第２の反応体を構成するプラスチックシンチレーションファイバー２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…２１１ｎの外径を０．３ｍｍ以下としたので、自動化によるシンチレーションファイバー２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…２１１ｎの配線作業が可能となり、自動化により細径のものを使用できγ感度を抑制できるため、β線を高感度に測定できる放射線モニタまたは放射能汚染検査装置としての放射線測定システムを得ることができる。

（１Ｄ）この発明による実施の形態１によれば、前記（１Ａ）から前記（１Ｃ）項までのいずれかの構成において、β線遮蔽体として金属または金属を練りこんだプラスチック部材を使用したので、β線の検出感度を向上しβ線をより高感度に測定できる放射線モニタまたは放射能汚染検査装置としての放射線測定システムを得ることができる。

実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図４について説明する。図４は実施の形態２に係わる検出部の構成を示すブロック図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態１では、放射線モニタまたは放射能汚染検査装置の検出部２について、被測定体１側から順に第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａ、β線遮蔽体２２、第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂの順に配列したが、この実施の形態２では、図４に示すように被測定体１側から順に第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａ、第１のβ線遮蔽体２２ａ、第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂ、第２のβ線遮蔽体２２ｂの順に配列したので、検出部２が設置されている室内のコンクリートから天然のラドン・トロンガスが放出されて、その子孫核種を含むダストが検出部２に付着しても第２のβ線遮蔽体２２ｂで前記ダストから放出されるβ線を遮断するため、前記ダストから放射されるβ線で第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂが誤動作するという従来の事象がなくなり、測定対象のβ線を安定した精度で測定できる。

（２Ａ）この発明による実施の形態２によれば、被測定体１から放射される放射線および環境γ線と反応する帯状シンチレーションファイバー層２１ａからなる第１の反応体、被測定体から放射されるβ線を遮断する第１のβ線遮蔽体２２ａ、被測定体から放射される放射線を前記β線遮蔽体を介して受け環境γ線と反応するシンチレーションファイバー層２１ｂからなる第２の反応体、前記シンチレーションファイバー層２１ｂからなる第２の反応体への環境β線を遮断する第２のβ線遮蔽体２２ｂ、前記第１の反応体および第２の反応体が放射線に反応した結果をそれぞれパルス信号からなる計数用信号に変換する検出部２からなる変換部、前記変換部により変換された計数用信号を入力して演算し工学値に変換して出力する測定部３を備え、前記測定部３には、前記第２の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきγ線の影響度を導出するγ線影響度導出手段と、前記第１の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきこの測定結果に前記γ線影響度導出手段で導出されたγ線影響度を補償して被測定体から放出されるβ線を測定するβ線測定手段とを設けたことを特徴とする放射線モニタまたは放射能汚染検査装置としての放射線測定システムを構成したので、放射線モニタまたは放射能汚染検査装置を移動することにより環境γ線が変化しても、また、被測定体１の表面から放射されるβ線と内部から放射されるγ線の比率が変化しても、測定対象のβ線を高感度かつ高精度で測定でき、しかも測定対象のβ線を安定した精度で測定できる放射線モニタまたは放射能汚染検査装置としての放射線測定システムを得ることができる。

実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図５について説明する。図５は実施の形態３に係わる放射線モニタの構成を示すブロック図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１または実施の形態２における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態２では、放射線モニタの検出部２について、被測定体１側から順に帯状シンチレーションファイバー２１ａ、第１のβ線遮蔽体２２ａ、第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂ、第２のβ線遮蔽体２２ａの順に配列したが、この実施の形態３では、図５に示すようにサンプリング部４を備え、被測定体１は放射能を含む試料ガスで、第１のβ線遮蔽体２２ａ（図４参照）の代わりにβ線を遮断する筒状の試料容器２５に該試料ガスを導入し、第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａの代わりに該試料容器２５内に配置された板状シンチレータ２６が、上記放射能から放出されたβ線とγ線および環境γ線と反応した結果としてのパルス信号を出力し、該試料容器２５と同じ厚みで同じ材質のものまたは環境γ線の減衰が同等のものとしてのカバー２７で覆った第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂを、上記板状シンチレータ２６と面平行となるように配置している。第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂを板状シンチレータ２６と面平行となるように配置すると、環境γ線に方向性がある場合にも環境γ線の影響を正確に補償することができる。
サンプリング部４は、フィルタ４１とポンプ４２を備え、ポンプ４２により測定点ｓからサンプリングされた被測定体１としての試料ガスは、フィルタ４１でダストを除去され、試料容器２５に導入され、ポンプ４２により排気される。
カバー２７で覆われた第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂで検出された放射線の測定結果に基づき環境γ線の影響を推定し、板状シンチレータ２６で検出された放射線の測定結果から上記γ線の影響を補償して試料ガスから放射されるβ線およびγ線を測定する。
なお、この場合、試料ガスから放射されるγ線をβ線とみなして測定することになるが、測定の障害とはならない。むしろ、試料ガスから放出されるβ線とγ線を測定対象とすることにより感度向上となる。

以上のように構成することにより、安価なプラスチック板材を用いた板状シンチレータ２６を使用した放射線モニタについて、容易にバックグラウンド補償を追加することができ、高感度で高精度の放射線モニタを低コストで実現できる。

（３Ａ）この発明による実施の形態３によれば、放射能を含むガスからなる被測定体１を内部に通すとともに前記被測定体１の放射能から放出されるβ線を遮断するβ線遮断材料で形成された容器２５、前記容器２５内に配置されて前記被測定体１から放射される放射線および環境γ線を受ける平面を有し前記放射線および環境γ線と反応するプラスチック板材で構成される板状シンチレータ２６からなる第１の反応体、前記容器２５の外部に配置されて前記容器２５と環境γ線の減衰度が同等のカバー２７からなる被包部材で覆われ前記第１の反応部の平面と平行する面で環境γ線を受け前記環境γ線と反応する第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂからなる第２の反応体、前記第１の反応体および第２の反応体が放射線に反応した結果をそれぞれ計数用信号に変換する変換部、前記変換部により変換された計数用信号を入力して演算し工学値に変換して出力する測定部３を備え、前記測定部３には、第２の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきγ線の影響度を導出するγ線影響度導出手段と、第１の反応体で検出された放射線の測定結果に基づき前記γ線影響度導出手段で導出されたγ線影響度を補償して被測定体から放出されるβ線を測定するβ線測定手段とを設けたので、放射線モニタまたは放射能汚染検査装置を移動することにより環境γ線が変化しても、また、被測定体１の表面から放射されるβ線と内部から放射されるγ線の比率が変化しても、測定対象のβ線を高感度かつ高精度で測定でき、しかもバックグラウンド補償が追加された安価な放射線モニタとしての放射線測定システムを得ることができる。

実施の形態４．
この発明による実施の形態４を図６について説明する。図６は実施の形態４に係わる検出部の構成を示すブロック図である。
この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１または実施の形態２における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態１および２では、放射線モニタまたは放射能汚染検査装置の検出部２について、第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａおよび第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂの端部がそれぞれ第１の光電子増倍管２３ａ、第２の光電子増倍管２３ｂに光接合されるが、この実施の形態４では、図６に示すように第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａはシンチレーションファイバー２１１の両端でそれぞれ第１の光電子増倍管２３ａ、第３の光電子増倍管２３ｃに光学接合され対応する第１の前置増幅器２４ａ、第３の前置増幅器２４ｃに接続されそれぞれの出力は同時計数回路２８で同時にパルス信号が入力されたときにデジタルパルスを出力する。
同様に、第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂはシンチレーションファイバー２１１の両端でそれぞれ第２の光電子増倍管２３ｂ、第４の光電子増倍管２３ｄに光学接合され、対応する第２の前置増幅器２４ｂ、第４の前置増幅器２４ｄに接続されそれぞれの出力は同時計数回路２８で同時にパルス信号が入力されたときにデジタルパルスを出力する。それぞれのデジタルパルスは測定部３に入力されて定周期で計数され、実施の形態１と同様にして測定対象のβ線が測定される。

以上のように、放射線モニタまたは放射能汚染検査装置の検出部を構成することにより、シンチレーションファイバー２１１に放射線が反応して発した蛍光を、２本の光電子増倍管に同時に入射し、その結果としての同時計数回路２８のデジタルパルス信号を計数し、光電子増倍管のノイズパルスの同時計数の確率が稀であることを利用し、光電子増倍管のノイズ領域に入り込んでパルス信号を計数することができるので、低エネルギーのβ線まで高感度で測定できる。

（４Ａ）この発明による実施の形態４によれば、実施の形態１における前記（１Ａ）〜（１Ｄ）項および実施の形態２における前記（２Ａ）項ならびに実施の形態３における前記（３Ａ）項のいずれかの構成において、帯状シンチレーションファイバー２１ａ，２１ｂからなる帯状に形成された第１および第２の反応体と、前記第１および第２の反応体を構成する各帯状反応体の両端でそれぞれ受光され出力された計数用信号を同時計数する同時計数回路２８からなる同時計数手段と、前記同時計数手段の出力に応じて放射線を測定する測定部３（図１参照）とを設けたので、放射線モニタまたは放射能汚染検査装置を移動することにより環境γ線が変化しても、また、被測定体１の表面から放射されるβ線と内部から放射されるγ線の比率が変化しても、測定対象のβ線を高感度かつ高精度で測定でき、しかも低エネルギーのβ線まで高感度で測定できる安価な放射線モニタまたは放射能汚染検査装置としての放射線測定システムを得ることができる。

実施の形態５．
この発明による実施の形態５を図７について説明する。図７（ａ）は実施の形態５に係わる放射能汚染検査装置の構成を示す上面図である。図７（ｂ）は実施の形態５に係わる放射能汚染検査装置の構成を示す側面図である。
この実施の形態５において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１または実施の形態２における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態１および２では、放射能汚染検査装置の検出部２が固定されている場合について述べたが、この実施の形態５では、図７に示すように、検出部移動装置６を備え、架台５に載せられた被測定体であるドラム缶１１の上端面の上を覆うように平板状の検出部２Ａを水平に移動させる上部移動機構６１と、ドラム缶１１の下端面の下を覆うようにもう一つの平板状の検出部２Ｂを水平に移動させる下部移動機構６２と、ドラム缶１１の周面における左側面を覆うように半割り円筒状の検出部２Ｃを移動させる左部移動機構６３と、ドラム缶１１の周面における右側面を覆うようにもう一つの半割り円筒状の検出部２Ｄを移動させる右部移動機構６４を備えている。

図７（ａ）における図示状態は測定準備状態を示している。被測定体であるドラム缶１１は架台５に載せられた状態となっている。
測定状態へ移行するには、まず、ドラム缶１１を挟んでドラム缶１１の周面に対向する半割り円筒状の図示右部検出部２Ｃと図示左部検出部２Ｄが左部移動機構６３および右部移動機構６４によってドラム缶１１の周面へ近接する方向へ移動され、ドラム缶１１の周面と所定の間隔を保った所定測定位置で停止される。
次に、ドラム缶１１の上下端面にそれぞれ対向する平板状の検出部２Ａ，２Ｂが上部移動機構６１および下部移動機構６２によってドラム缶１１の上下端面と所定の間隔を保った所定測定位置で停止される。
この測定状態では、ドラム缶１１の周面はドラム缶１１の周面と所定の間隔を保った検出部２Ｃ，２Ｄで覆われ、ドラム缶１１の上下端面はドラム缶１１の上下端と所定の間隔を保った検出部２Ａ，２Ｂで覆われて、ドラム缶１１の全体を覆う検出部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄによって測定が行われる。

以上のように構成することにより、ドラム缶内の放射性物質から放射されるγ線の影響を排除してドラム缶表面の放射能汚染を高感度で精度よく測定することができる。また、遠隔操作で測定することにより被爆を低減できる。

（５Ａ）この発明による実施の形態５によれば、実施の形態１における前記（１Ａ）項から前記（１Ｄ）項まで、ならびに、実施の形態２における前記第（２Ａ）項におけるいずれかの構成において、ドラム缶１１からなる筒状をなす被測定体の周面を囲むように前記被測定体の両側に配設されそれぞれ第１および第２の帯状シンチレーションファイバー２１ａ，２１ｂ（図２参照）からなる前記第１および第２の反応体およびβ線遮蔽体２２（図２参照）で構成される第１および第２の検出部２Ｃ，２Ｄを前記ドラム缶１１からなる被測定体の周面における所定の測定位置へ移動させる第１および第２の移動機構６３，６４と、前記ドラム缶１１からなる被測定体の端面の両側に配設されそれぞれ第１および第２の帯状シンチレーションファイバー２１ａ，２１ｂ（図２参照）からなる前記第１および第２の反応体およびβ線遮蔽体２２（図２参照）で構成される第３および第４の検出部２Ａ，２Ｂを前記被測定体１の端面に対向する所定の測定位置へ移動させる第３および第４の移動機構６１，６２と、前記第１および第２の検出部２Ｃ，２Ｄならびに前記第３および第４の検出部２Ａ，２Ｂの所定測定位置への移動状態で前記被測定体を覆うようにして前記第１および第２の検出部ならびに前記第３および第４の検出部から出力される計数用信号により測定部３（図１参照）で放射線を測定して前記被測定体の放射能表面汚染を検査するようにしたので、ドラム缶１１のような筒状をなす被測定体内の放射性物質から放射されるγ線の影響を排除して筒状をなす被測定体表面の放射能汚染を高感度で精度よく測定することができる放射能汚染検査装置としての放射線測定システムを得ることができる。

実施の形態６．
この発明による実施の形態６を図８について説明する。図８は実施の形態６に係わる放射能汚染検査装置の構成を示す側面図である。
この実施の形態６において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態１および２では、放射能汚染検査装置の検出部２が固定された場合について述べたが、この実施の形態６では、図８に示すように、床面を走行する自動走行ロボット７に検出部２と測定部３と自己位置測定装置８を搭載し、自己位置測定装置８で自動走行ロボット７の位置を測定し、第１および第２の帯状シンチレーションファイバー２１ａ，２１ｂおよびβ線遮蔽体２２（図２参照）を有する検出部２で床面の放射能から放射されるβ線を検出し、測定部３でコンクリートから放出されるＫ−４０によるγ線およびラドン・トロンの子孫核種によるγ線を補償して床面の放射能汚染を自動で測定し、記録装置３Ａに記録して、記録された測定結果を画像処理しマップ上に表示するようにしたので、測定作業を迅速かつ的確に行え、測定作業による被爆を低減することができる。

（６Ａ）この発明による実施の形態６によれば、第１および第２の帯状シンチレーションファイバー２１ａ，２１ｂおよびβ線遮蔽体２２（図２参照）を有する検出部２と測定部３を搭載して床面を自動走行する自動走行ロボット７からなる自動走行手段と、前記自動走行手段の位置を特定する自己位置測定装置８からなる位置同定手段と、測定位置と測定結果を記録する記録装置３Ａからなる記録手段を備え、前記位置同定手段により前記自動走行手段の位置を特定しながら前記記録手段によって測定位置と測定結果を記録し床面の表面汚染を自動検査するようにしたので、床面の放射能汚染を自動測定し記録して測定作業を被爆の影響を受けることなく迅速かつ的確に行える放射能汚染検査装置としての放射線測定システムを得ることができる。

実施の形態７．
この発明による実施の形態７を図９について説明する。図９は実施の形態７に係わる放射線モニタを示すブロック図である。
この実施の形態７において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１から実施の形態３までのいずれかにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

実施の形態３の放射線モニタの検出部２は、該試料容器２５内に配置された板状シンチレータ２６で試料ガスの放射線を検出し、該試料容器２５外にカバー２７で覆った第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂを、上記板状シンチレータと面平行となるように配置しているが、この実施の形態７では、図９に示すように板状シンチレータ２６（図５参照）の代わりにβ線遮蔽体からなる試料容器２５の内面に第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａを、試料容器２５外にカバー２７で覆った第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂ（図５参照）の代わりに試料容器２５の外面に第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂを設置したので、検出部２が小型かつ簡素になり低価格の持ち運び可能な放射線モニタが実現できる。

ここで、ポンプ４２により測定点ｓからサンプリングされた被測定体１としての試料ガスは、フィルタ４１でダストを除去され、試料容器２５に導入され、ポンプ４２により排気される。
試料容器２５に導入された被測定体１としての試料ガスについての放射線測定は、試料容器２５の外面に設けられた第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂで検出された放射線の測定結果に基づき環境γ線の影響を推定し、試料容器２５の内面に設けられた第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａで検出された放射線の測定結果から上記γ線の影響を補償して試料ガスから放射されるβ線およびγ線を測定する。

（７Ａ）この発明による実施の形態７によれば、実施の形態１の前記（１Ａ）〜（１Ｄ）項および実施の形態２の前記（２Ａ）項ならびに実施の形態４の前記（４Ａ）項のいずれかにおける構成において、被測定体１としての試料ガスが内部に通されるβ線遮蔽材料からなる容器２５を備え、前記容器２５を前記β線遮蔽体層または第１のβ線遮蔽体層として構成し、前記容器２５の内面に第１の帯状シンチレーションファイバー２１ａからなる前記第１の反応体を設けるとともに、前記容器の外面に第２の帯状シンチレーションファイバー２１ｂからなる前記第２の反応体を前記第１の反応体と対向位置に互いに平行状態で設けたので、検出部２が小型かつ簡素になり低価格の持ち運び可能な放射線モニタとしての放射線測定システムが実現できる。

実施の形態８．
この発明による実施の形態８を図１０について説明する。図１０は実施の形態８に係わる放射線モニタを示すブロック図である。
この実施の形態８において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１から実施の形態３までおよび実施の形態７における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

実施の形態７の放射線モニタは、ポンプ４２で試料ガスを試料容器２５に導入するが、この実施の形態８では、図１０に示すように、ポンプ４２の代わりに送風ファン９で周辺の試料ガスを該試料容器２５に導入するようにしたので、放射線モニタの構成が簡単になり、室（図示せず）内の空気中の放射能を測定する用途において、また、グローブボックス（図示せず）内の空気の放射能を測定する用途において、検出部２が小型かつ簡素になり、高感度かつ低コストの放射線モニタが実現できる。

（８Ａ）この発明による実施の形態８によれば、実施の形態７における前記（７Ａ）項における構成において、前記容器２５に被測定体１としての試料ガスを送風する送風ファン９を備え、前記送風ファン９により前記容器２５の内部へ送風された試料ガス中の放射能濃度を測定するようにしたので、検出部２が小型かつ簡素になり、高感度かつ低コストの放射線モニタとしての放射線測定システムが実現できる。

実施の形態９．
この発明による実施の形態９を図１１について説明する。図１１は実施の形態９に係わる放射線モニタを示す側面図である。
この実施の形態９において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１から実施の形態３までおよび実施の形態７における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

実施の形態８の放射線モニタは、送風ファン９で試料ガスを試料容器２５に導入するが、この実施の形態９では、図１１に示すように、試料容器２５の片側に送風ファン９を接続し、反対側に蛇腹ダクト１０を接続したものであり、送風ファン９は換気と試料ガス導入の機能を兼ねるため、高感度かつ低コストの放射線モニタが実現できる。
この蛇腹ダクト１０は、屈曲可能で軸方向に伸縮可能な排気ダクトを構成するものであり、試料容器２５の内部空間を屋外の外部空間に連通し、送風ファン９により試料容器２５へ導入されて放射線を測定された試料ガスを外部空間へ排出するとともに、試料容器２５が設けられた室内の換気をも行うものである。
なお、既存の設備に蛇腹ダクトと送風ファンがある場合、既存設備の送風ファンを送風ファン９として利用したり、既存設備の蛇腹ダクトを蛇腹ダクト１０として利用できることは言うまでもない。

（９Ａ）この発明による実施の形態９によれば、実施の形態７における前記（７Ａ）項における構成において、前記容器２５の内部に通された被測定体１としての試料ガスを排出し換気する蛇腹ダクト１０からなる屈曲可能で軸方向に伸縮可能な排気ダクトを設けたので、換気と試料ガス導入の機能を兼ねることができ、高感度かつ低コストの放射線モニタとしての放射線測定システムが実現できる。

１ 被測定体、１１ ドラム缶、２ 検出部、２１ 帯状シンチレーションファイバー、２１ａ 第１の帯状シンチレーションファイバー、２１ｂ 第２の帯状シンチレーションファイバー、２１１ シンチレーションファイバー、２１２ 可撓性の基板、２１３ 遮光膜、２２ β線遮蔽体、２２ａ 第１のβ線遮蔽体、２２ｂ、２３ 光電子増倍管、２３ａ 第１の光電子増倍管、２３ｂ 第２の光電子増倍管、２３ｃ 第３の光電子増倍管、２３ｄ 第４の光電子増倍管、２４ 前置増幅器、２４ａ 第１の前置増幅器、２４ｂ 第２の前置増幅器、２４ｃ 第３の前置増幅器、２４ｄ 第４の前置増幅器、２５ 試料容器、２６ 板状シンチレータ、２７ カバー、２８ 同時計数回路、３ 測定部、４ サンプリング部、４１ フィルタ、４２ ポンプ、５ 架台、６ 検出部移動装置、６１ 上部移動機構、６２ 下部移動機構、６３ 左部移動機構、６４右部移動機構、７ 自動走行ロボット、８ 自己位置測定装置、９ 送風ファン、１０ 蛇腹ダクト。

Claims (9)

1. 被測定体から放射される放射線および環境γ線と反応する第１の反応体、被測定体から放射されるβ線を遮断する第１のβ線遮蔽体、被測定体から放射される放射線を前記第１のβ線遮蔽体を介して受け環境γ線と反応する第２の反応体、前記第２の反応体への環境β線を遮断する第２のβ線遮蔽体、前記第１の反応体および第２の反応体が放射線に反応した結果をそれぞれ計数用信号に変換する変換部、前記変換部により変換された計数用信号を入力して演算し出力信号に変換して出力する測定部を備え、前記測定部には、第２の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきβ線の影響を受けることなく被測定体から放射されるγ線および環境γ線との反応結果に比例したγ線の影響度を導出するγ線影響度導出手段と、第１の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきこの測定結果に前記γ線影響度導出手段で導出されたγ線影響度を補償して被測定体から放出されるβ線を測定するβ線測定手段とを設けたことを特徴とする放射線測定システム。
2. 前記第１および第２の反応体および前記第１および第２のβ線遮蔽体で構成される検出部と測定部を搭載して床面を自動走行する自動走行手段と、前記自動走行手段の位置を特定する位置同定手段と、測定位置と測定結果を記録する記録手段とを備え、前記位置同定手段により前記自動走行手段の位置を特定しながら前記記録手段によって測定位置と測定結果を記録し床面の表面汚染を自動検査することを特徴とする請求項１に記載の放射線測定システム。
3. 前記第１および第２の反応体を構成するシンチレーションファイバー層は、可撓性の遮光基板にプラスチックシンチレーションファイバーをＵ字型に曲げて順次ずらし、密着して貼り付け、前記プラスチックシンチレーションファイバーを遮光膜で覆ったものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線測定システム。
4. 前記プラスチックシンチレーションファイバーの外径を０．３ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項３に記載の放射線モニタまたは放射能汚染検査装置。
5. 前記第１および第２のβ線遮蔽体として金属または金属を練りこんだプラスチック部材を使用したことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の放射線測定システム。
6. 帯状に形成された第１および第２の反応体と、前記第１および第２の反応体を構成する各帯状反応体の両端でそれぞれ受光され出力された計数用信号を同時計数する同時計数手段と、前記同時計数手段の出力に応じて放射線を測定する測定部とを設けたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の放射線測定システム。
7. 被測定体としての試料ガスが内部に通されるβ線遮蔽材料からなる容器を備え、前記容器を前記第１のβ線遮蔽体として構成し、前記容器の内面に前記第１の反応体を設けるとともに、前記容器の外面に前記第２の反応体を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の放射線測定システム。
8. 前記容器に被測定体としての試料ガスを送風する送風ファンを備え、前記送風ファンにより送風された試料ガス中の放射能濃度を測定することを特徴とする請求項７に記載の放射線測定システム。
9. 前記容器の内部に通された被測定体としての試料ガスを排出し換気する排気ダクトを設けたことを特徴とする請求項７に記載の放射線測定システム。

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