JPH04208893A - エリア放射線モニタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、原子力発電所その他の放射性物質を取扱う施
設内の作業環境、放射線レベル、プロセス放射線レベル
等の監視に利用されるエリア放射線モニタに係わり、特
に放射線のレベル監視のほか、放射線のエネルギー監視
（核種監視）およびそのエネルギー校正等の技術を付加
したエリア放射線モニタに関する。

（従来の技術） 一般に、この種のエリア放射線モニタは、第４図に示す
ように放射性物質を取扱う施設内の所望とする場所に設
置する放射線検出部１と、この放射線検出部１の出力を
当該検出場所から離れた所で計測し監視する放射線モニ
タ部４とによって構成され、前者の放射線検出部１には
放射線の強さに応した数のパルスを出力するＧＭ管検出
器や半導体検出器２の他、増幅器３等が設けられ、後者
の放射線モニ°り部４には前記増幅器２から出力される
パルスを例えば毎秒当りのパルス数として計数する計数
率計５が設けられ、かかる構成によってグロス放射線レ
ベルのみを監視している。なお、以上のようなエリア放
射線モニタはプラントの規模によって異なるものの、通
常、１プラント当り数十チャンネルが設置され、種々の
場所の放射線レベルを測定し監視している。

ところで、放射線の測定にあたっては、■　放射線の強
さ、■　放射線のエネルギー、■　放射線の半減期から
成る３つの情報が必要になるが、エリア放射線モニタの
設置目的が被曝量、放射線の外部放出量の監視にあるこ
とから、主として前記■の放射線の強さ、すなわち放射
線のレベルを測定し監視している。

しかし、実際上、放射線レベルの測定時にレベルが変化
したとき、放射線レベルの測定だけでなく、放射線の核
種を同定しその核種から放射線発生源を追跡することが
非常に重要になってくる。

そこで、従来ては、エリア放射線モニタとは別に核種分
析装置か設置され、必要なときに核種分析装置を動作さ
せて核種を同定することが行われている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、以上のような核種分析装置は、価格的に非常に
高価であることからその設置台数は１プラント当りせい
ぜい１セツトであり、そのため複数の場所で同時にレベ
ル変化か発生したときそれに十分対応できない。また、
プラントの内容、規模、プラントへの設置等の観点から
手軽に扱えないと、その本来の機能を十分に発揮しえな
いこともあり、実際面で融通性に欠ける問題がある。

一方、放射線検出器２として半導体検出器を用いれば、
従来のＧＭ管検出器に比べてエネルギー分解能力か高い
ので、放射線エネルギーの測定が可能であり、さらに放
射線エネルギーから半減期も同時に決定できる。

従って、以上のように半導体検出器を用いて放射線エネ
ルギーを測定することか考えられるが、この場合にはエ
ネルギーの校正が必要であり、おのずと校正用線源を使
用するため校正作業が非常に煩雑となり実用的でない。

本発明は上記実情にかんかみてなされたもので、通常の
放射線モニタと同様な構成を用いて放射線レベル、放射
線エネルギーおよび半減期等を決定でき、価格的に安価
で取扱いに便利な融通性に富んだエリア放射線モニタを
提供すること・を目的とする。

さらに、本発明のもう１つの目的は、簡単、かつ、８晶
に放射線エネルギーの校正が可能であり、ひいては核種
の監視を正確に行いうるエリア放射線モニタを提供する
ことにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、放射線の強さに応
じた数のパルスを出力するとともに、エネルギー分解能
力かあ・す、かつ、゛可−視光に反応す“る放射線検出
器ど、この放射線検出器の出力を＝１数してグロス放射
線レベルを監視する放射線レベル監視手段と、放射線エ
ネルギー毎にグループ分けされ、前記放射線検出器の出
力を放射線エネルギーの毎に放射線レベルを監視する放
射線エネルギー監視手段と、放射線エネルギーに比例し
た校正用光パルス信号を前記放射線検出器に入射して放
射線エネルギーの校正を行うエネルギー校正手段とを備
えた構成である。

（作用） 従って、本発明は以上のような手段を講じたことにより
、放射線レベル監視手段にて放射線検出器からのパルス
を毎秒当りのパルス数として計数すれば放射線レベルを
監視てき、また放射線エネルギー監視手段において放射
線検出器から出力されるパルスの高さごと、つまり放射
線エネルギーごとに分けて測定すれば核種を監視できる
。

さらに、前記放射線検出器が光反応を有するものであれ
ば、光の光量が放射線エネルギーに相当することを利用
し、その放射線エネルギーに応じて光の強さまたはパル
ス幅を変えて校正用光ノくルス信号を放射線検出器に与
えれば、正確に放射線エネルギーを校正できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図は本発明装置の一実施例を示す構成図である。

同図において１０は原子力発電所その他の放射性物質を
取扱う施設内の作業環境、放射線レベル、プロセス放射
線レベル、放射線エネルギー等を検出するための放射線
検出部であって、この放射線検出部１０には放射線の強
さに応じた数の電気的なパルスに変換し、かつ、エネル
ギー分解能力があり、可視光にも反応する機能を有する
例えば半導体検出器１１および所要とする増幅度でパル
ス信号を増幅して出力する増幅器１２の他、この半導体
検出器１１の近傍に・ＬＥＤ等の発光素子１３が設置さ
れ、かつ、この発光素子１３から校正用光パルス信号を
出力させるための光信号制御回路１４が設けられている
。

２０は放射線検出部１０の出力からグロス放射線レベル
および放射線のエネルギーを測定し監視する放射線モニ
タ部である。一般に、放射線レベル１０の出力のうち、
毎秒当りのパルス数が放射線の強度に相当し、またパル
スの高さ（波高）か放射線のエネルギーに相当する。

ゆえに、この放射線モニタ部２０には、放射線検出部１
０から出力されるパルスを毎秒当りのパルス数として計
数してグロス放射線レベルＡを測定し出力する計数率計
２１と、・複数の放射線エネルギーａｌ’＋　　ａ２＋
　・・・、ａゎ、つまり複数の核種を測定し監視する機
能をもった放射線エネルギー監視手段としての波高弁別
回路２２ａ、・・・。

２’２ｎとが設けられている。これら核種の監視にあっ
ては、放射線エネルギー毎にｎグループに分割し、放射
線エネルギー毎に波高弁別回路２２ａ。

・・、２２ｎを対応させ、各放射線エネルギーグループ
ごとに選択し出力する。従って、どの波高弁別回路２２
ａ、・・１２２ｎから弁別結果信号が多く得られるかに
応して核種を同定できる。このとき、第２図に示すごと
く計数率計計測範囲（時間）内においてｎ分割グループ
の波高弁別回路２２ａ。

・・、２２ｎを１／ｎ範囲ごとに区分して放射線レベル
を弁別してもよい。

次に、以上のように構成された装置の動作について説明
する。

先ず、放射線監視時、放射線検出部１０では、半導体放
射線検出器１１にて例えば設装置エリアの放射線の強さ
を検出し、その放射線の強さに応した数および放射線エ
ネルギーに応じた高さのパルスに変換した後、増幅器１
２を経由して放射線モニタ部２０に送られる。

ここで、放射線モニタ部２０では、放射線検出部１０か
ら送られてくるパルス信号について計数率計２１で毎秒
当りのパルス数を計数してグロス放射線１ベルとして測
定し出力する。

一方、放射線モニタ部２０の各波高弁別器２２ａ、・・
・、２２ｎでは予め定めたエネルギー毎の弁別レベルと
放射線、検出部１０からの放射線レベルとを比較し、当
該放射線レベルが各弁別レベルよりも高い場合にの゛み
その放射線レベルを選択的に取り込んで出力すれば、そ
の出力状態から核種を容易に同定できる。

次に、エネルギーの校正について述べる。このエネルギ
ーの校正は、各波高弁別器２２ａ〜２２ｎの弁別レベル
を一定に保つ必要から行うものであって、通常、校正用
線源が用いられるが、本装置では光信号を使用する。そ
の理由は、光の強さは放射線のエネルギーに相当するこ
とから、光の強さを変えてやればエネルギーの校正が可
能となるためである。なお、光の強さを変えてもよいが
、実際上、動作条件や設置環境の影響等を受けることか
ら光の強さのみを変えることは精度上から難しいので、
光信号をパルス幅変調することによりエネルギーの校正
を行う。具体的には、パルス発信機能をもつ光信号制御
回路１４から駆動用パルス信号を出力して発光素子１３
からパルス状の光信号を発光させて半導体検出器１１に
入射する。なお、発光素子１３の毎秒当りの発光回数（
周波数）は放射線レベルに相当し、またその光の強さ（
発光量）は放射線エネルギーに相当する。

この場合、発光回数は正確に制御できるものの、光、量
は前述したように正確に制御できない。

そこで、本装置では、光信号制御回路１４において駆動
用パルス信号のパルス幅を変えることにより光量を調整
し校正用光パルス信号を得るものであるが、その正確性
の根拠を説明する。一般に、増幅器１２を含む半導体検
出器１１等ではある時定数をもっているので、増幅器１
２からは第３図（ｂ）に示すような出力波形が得られる
。

ここで、増幅器１２の出力■は、時定数をτとすれば次
の式から求めることができる。

ｖ−ｖ。（１−ｅ−”’）　　　　　　−（１）但し、
上式においてＶ。は発光素子１２の光量に応じたパルス
高さである。

この（１）式においてパルス幅Ｔを時定数τに比べて小
さくすれば、（１）式は（２）式と等価になる。

ｖ＋＝ｖ、）・　（Ｔ／τ）　　　　　　・・・（２）
従って、増幅器１２の出力Ｖはパルス幅Ｔに比例するこ
とになる。ここで、時定数τおよびパルス幅Ｔは正確に
制御可能であるので、パルス幅変調によって精度の高い
校正か可能となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

すなわち、放射線検出器として例えば半導体検出器１１
を用いたが、同一機能をもつものであれば他の検出器で
あってもよい。また、上記実施例では、放射線モニタ部
２０側でエネルギーグループ毎の出力を取り出している
か、これを放射線検出部１０側で行った後、個別または
多重化によって放射線モニタ部２０側に伝送してもよい
。

その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、通常のエリア放射
線モニタに波高弁別手段を設けるだけであるので、構成
簡単で取扱いに便利であり、しかも容易に放射線エネル
ギーや半減期等を知ることかできる。また、簡単に放射
線エネルギーの校正かでき、を行え、ひいては核種の監
視を正確、安定に実施できるエリア放射線モニタを提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係わるエリア放射線モニ
タの実施例を説明するために示したもので、第１図は本
発明装置の一実施例を示す構成図、第２図は放射線レベ
ルと放射線エネルギーの測定区分の関係を説明する図、
第３図は校正用光パルス信号を用いて校正を行うときの
時定数の関係を説明する図、第４図は従来装置の概略構
成図である。 １０・・・放射線検出部、１１・・・半導体検出器、１
２・・・増幅器、１３・・・発光素子、１４・・・光信
号制御回路、２０・・・放射線モニタ部、２１・・・計
数率計、２２ａ〜２２ｎ・・・波高弁別回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射線の強さに応じた数のパルスを出力するとと
   もに、エネルギー分解能力があり、かつ、可視光に反応
   する放射線検出器と、この放射線検出器の出力を計数し
   てグロス放射線レベルを監視する放射線レベル監視手段
   と、放射線エネルギー毎にグループ分けされ、前記放射
   線検出器の出力を放射線エネルギーの毎に放射線レベル
   を監視する放射線エネルギー監視手段と、放射線エネル
   ギーに比例した校正用光パルス信号を前記放射線検出器
   に入射して放射線エネルギーの校正を行うエネルギー校
   正手段とを備えたことを特徴とするエリア放射線モニタ
   。
2. （２）エネルギー校正手段は、前記放射線検出器の近傍
   に設けられた発光素子と、この発光素子から発生する光
   信号に対してパルス幅変調を行って前記発光素子から放
   射線エネルギーに比例した校正用光パルス信号を発生さ
   せる光信号制御回路とを有することを特徴とする請求項
   １記載のエリア放射線モニタ。