JPH06511092A - 放射能測定プロセスにおける散発的に作用する外部放射線の影響を抑圧するための方法 - 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】 放射能測定プロセスにおける外部放射線の影響の抑圧方法 本発明は、放射能測定プロセスにおける外部放射線の影響の抑圧方法に関する。

例えば密度、充填状態または流量の測定のためまたは限界状態の監視のためにも 使用される、Ｘ線またはγ線を用いた放射能測定プロセスでは、外部放射線の影 響が誤った測定結果を来す。この場合外部放射線とは、宇宙または地球放射線の 形の背景”放射線ではなくて、例えば非破壊材料検査（γ線透過試験、後方散乱 検査）並びにＸ線診断等において使用されるような散発的に作用する放射線源の 影響を扱う。この種の外部放射線の発生は、測定用放射線にはさらされていない 付加的な放射線検出器によって、または外部放射線が原因で生じる、測定結果の 変化によっても検出することができる。測定方法の使用者に、測定結果は外部放 射線によって歪みを受けることを知らせるように、外部放射線の始めおよび終わ りを検出しかつ指示することが公知である。しかし外部放射線の持続期間には、 放射能測定の有効な測定結果を得ることができない。

本発明の課題は、外部放射線の存在期間も測定を有効な測定結果をもって続行す ることができるように、放射能測定プロセスにおける外部放射線の影響を抑圧す ることができるようにする方法を提供することである。

この課題は本発明によれば、外部放射線の始めの前の測定結果と外部放射線の安 定した状態に達した後の測定結果との間の差をめかつ外部放射線の存在期間には 測定結果をめられた差の分だけ低減することによって解決される。

本発明の方法では、外部放射線の存在期間には、結果的に、安定した状態に達し た後にめられた、外部放射線の影響が取り除かれている合成測定結果が得られる 。外部放射線の影響は安定状態に達した後にはもはや変化しないので、合成（生 成）測定結果は、測定用放射線に基因する成分のみに相応する。それ故に合成（ 生成）７１ｊ！ｌ定結果は、外部放射線は存在しないとしたときに得られるはず の測定結果に等しい。

外部放射線源の所定の適用用では、安定状態が外部放射線の開始（初期フェーズ ）後ただちに実現されないことが起こり得る。このことは例えば、放射線源を放 射線保護容器からコリメータ内に移す期間に局所線量率の高いピークが発生しか つ放射線源がコリメータ内に収容されるときようやく安定状態が実現されるγ線 透過試験の場合に生じる。このような過渡状態の期間においても放射能測定を続 行することができるようにするために、本発明の改良例によれば、外部放射線の 始めと安定状態に達する時点との間で、理論測定値を計算するようにしている。

本発明の別の有利な構成および改良例はその他の請求項に記載されている。

本発明のその他の特徴および利点は、図面に基づいた実施例の以下の説明から明 らかである０図面中、第１図は、容器における充填状態の放射能測定装置を示す 概略図、 第２図は、外部放射線の影響を抑圧するための、第１図に含まれている装置のブ ロック回路図である。

第１図には、本発明の方法の用途として、容器１０における充填状態の測定が示 されている。容器１０の一方の側に、検出すべき充填状態の高さ全体にわたって 延在しているプラスチックシンチレータ１２が配置されている。容器ｌｏの反対 の側には、γ線源ｔ４が取り付けられている。γ線源からのγ線は、容器１０お よびその中に存在する充填物を通ってプラスチックシンチレータ１２に配向され ている。γ線は、充填物１６によって、充填物の上方に存在する空気によるより も強く吸収されるので、プラスチックシンチレータ１２に到達するγ線の強度は 、容器内の充填レベルに依存している。したがって、プラスチックシンチレータ １２においてγ線によって発生される閃光の数および強度も容器ＩＯ内の充填状 態に依存している。

プラスチックシンチレータ１２において発生される閃光を検出しかつ評価するた めに、プラスチックシンチレータの一端に、光電変換器１８、通例は光電子増倍 器が取り付けられている。この光電子増倍器は到来する閃光をそれぞれ電気パル スに変換する。光電子増倍器１８の出力側は電子的な評価回路２０に接続されて いる。電子的な評価回路においてその都度前爪て決められた時間間隔において、 振幅が前爪て決められた弁別閾値を上回る電気パルスが計数される。評価回路２ ０は、出力側に、それぞれの時間間隔において計数されたパルス数Ｎ、を送出し 、それは、直接、容器１０における充填状態に対する尺度でありかつ例えば測定 値指示部２２において指示することができる。

第１図において、評価回路２０の出力側と測定値指示部２２との間に、外部放射 線の影響を抑圧するための装置２４が挿入されている。外部放射線とは、宇宙お よび地球放射線の形の背景放射線の謂ではない。背景放射線は、実質的に一定で ありかつ測定結果の指示の際に考虜することができる。装置２４はむしろ、例え ば非破壊材料検査（γ線透過試験、後方散乱検査等）並びにＸ線診断等において 使用されるような、散発的に作用する放射線源の影響を抑圧するために用いられ る。高エネルギーの分子放射線の使用も、外部放射線として検出される。この種 の外部放射線がプラスチックシンチレータ１２に入射するとき、それは付加的な 閃光を惹き起こし、これらは評価回路２０において一緒に計数されるので、充填 状態は同じにとどまっているにも拘わらず、パルス数Ｎ、は変化する。この変化 したパルス数の指示によって、測定結果は歪みを受ける。装置２４によって、外 部放射線が存在するにも拘わらず、引き続き正しい充填状態を指示することが可 能になる。

装置２４の機能を、第２図のブロック回路図に基づいて説明する。第２図におい て、評価回路２０の出力側からその都度そのときのパルス数Ｎ、が供給される、 装置２４の入力側２４ａと、測定値指示部２２に接続されているこの装置２４の 出力側２４ｂとが示されている。入力側２４ａと出力側２４ｂとの間に、切換ス イッチ２６が挿入されている。この切換スイッチは第２図に図示の位置において 入力側２４ａを出力側２４ｂに直接接続する。すなわち切換スイッチ２６のこの 位置において、そのときのパルス数Ｎ、は変化されずに測定値指示部２２に伝送 される。このことは、外部放射線が存在していない場合の装置の作動に相応する 外部放射線の影響を抑圧するために、外部放射線の始めおよび終わりを検出する ことが必要である。それ故に装置２４は、外部放射線の始めを検出するための機 能ブロック３０と、外部放射線の終わりを検出するための機能ブロック３２とを 含んでいる。これらの機能ブロックの出力側は、制御回路３４に接続されている 。この制御回路は、外部放射線の存在が検出されたとき、装置２４のすべての機 能を制御する。

第２図において、機能ブロック３０および３２にはそのときのパルス数Ｎ、が入 力側２４ａから供給される。これらブロックは、パルス数Ｎ、の変化から外部放 射線の始めないし終わりを検出するように構成されている。外部放射線の検出の ために、外部放射線源の使用の際に発生する所定の現象を利用することができる 。γ線透過試験による非破壊材料検査では、例えば、放射線源を放射線保護容器 からコリメータに移す際にも放射線源をコリメータから放射線保護容器に移す際 にもその都度、非常に高い局所線量率の短いピークが生じ、一方これらの２つの 過程の間では、局所線量率は確かにこのピーク値より低いが、測定用放射線源１ ４のみから到来する局所線量率よりは高い。

それ故に外部放射線の始め（始点）および終わり（終点）は、機能ブロック３０ および３２において例えば、次の判断基準の１つからそのときのパルス数Ｎ、か ら検出することができる 一測定用放射線源１４の生じ得る最大局所線量率を上回る局所線量率の検出によ って。

一プロセスに間遠していないと思われる、局所線量率の迅速な変化の検出によっ て。

一放射線検出器の過制御の検出に基づいて。

測定結果、すなわち所定時間間隔光たりのそのときのパルス数Ｎ、の変化に基づ いて外部放射線の始めおよび終わりを検出する代わりに、この目的のために、放 射線源１４の有効放射線にさらされていない別の放射線検出器を設けることもで きる。装置２４においてこの技術手段を使用したいときは、単に、機能ブロック ３０および３２の入力側が入力側２４ａではな（て別の放射線検出器に接続され る。装置の機能は変わらずにとどまる。

機能ブロック３６は、順次到来するそのときのパルス数Ｎ、から、測定結果の変 化速度および変化加速度をめる請求められた値は、機能ブロック３８に記憶され かつ制御回路３４にも供給される。この制御回路には、その他にそのときのパル ス数Ｎ、も供給されるそのときのパルス数Ｎ、はそれぞれさらに測定値メモリ４ ０に供給され、それはここに記憶される。測定値メモリの出力側にはその都度、 先行する時間間隔においてめられかつ記憶されたパルス数Ｎ、が使用可能である 。機能ブロック４２は、先行のパルス数Ｎ。

をそのときのパルス数Ｎ、から減算することによって。

差パルス数Ｎ４をめることができる。

Ｎ　ａ　””　Ｎ　−Ｎ＋。

機能ブロック４４は、差パルス数Ｎ、と機能ブロック３８に記憶されている、変 化速度および変化加速度の値とから、オフセットパルス数Ｎ、を計算する。オフ セットパルス数は、機能ブロック４４に記憶される。

このオフセットパルス数Ｎ０をそのときのパルス数Ｎ。

から減算することによって、機能ブロック４６は補正されたパルス数Ｎｋを形成 する。

Ｎ、＝Ｎ、−Ｎ、。

さらに、機能ブロック４８は、測定値メモリ４０に記憶されているパルス数Ｎ、 と、機能ブロック３８に記憶されている、変化速度および変化加速度の値とから 、理論測定値Ｎ、を計算することができる。

機能ブロック４６および４８の出力側は、切換スイッチ２６の別の切換接点に接 続されている。

これまで述べた機能は、制御回路３４によって制御される。このために必要な、 制御回路３４と種々の機能ブロックとの接続は、ブロック回路をわかりやすくす るために図示されていない。

既述のように、外部放射線が存在していないときは、スイッチ２６は第２図に図 示の位置にあるので、その場合そのときのパルス数Ｎ、は測定値指示部２２に直 接伝送される。

機能ブロック３０が上述の判断基準の１つに従って、外部放射線の始めを検出す るとき、制御回路３４は７則定値メモリ４０を阻止し、その結果後続のパルス数 Ｎ、はもはや記憶されずかつ測定値メモリにおいて、外部放射線の発生の前にめ られた最後のパルス数Ｎ。

が８己憶されたままにとどまる。さらに、制御回路３４は機能ブロック３８を阻 止するので、その結果その中に、外部放射線の発生の前にめられた、変化速度お よび変化加速度の最後の値が記憶された状態にとどまる。

さらに、制御回路３４は、外部放射線がその安定状態に達したかどうかを検出す るために、そのときのパルス数Ｎ、および機能ブロック３６によってめられた、 変化速度および変化加速度の値が前以て決められた限界内にあるかどうかを検査 する。この検査の結果に依存して、次のことが生じるニ ーパルス数および／または変化速度および／または変化加速度が前以て決められ た限界値を上回るとき（殊に、上述した、放射線源を放射線保護容器からコリメ ータに移す間のγ線透過試験の例に生じるような）、制御回路３４は機能ブロッ ク４８において最後に記憶されたパルス数Ｎ、と、変化速度および変化加速度の 記憶された値とから理論パルス数Ｎ、を計算するようにし、その際変化速度およ び変化加速度の記憶された値に従ってこれら計算された理論パルス数が引き続き 処理される。同時に、制御回路３４は切換スイッチ２６を、それが測定値指示部 ２２を機能ブロック４８の出力側に接続する位置に操作し、その結果計算された 理論パルス数Ｎ、が測定値指示部に対して使用されるーそのときのパルス数Ｎ６ 、変化速度および変化加速度すべてが前以て決められた限界内に入る否や（γ線 透過試験において、放射線源がコリメータに移されてしまったときに生じるよう に）、制御回路３４は機能ブロック４２において差パルス数Ｎ、が計算され、機 能ブロック４４においてオフセットパルス数Ｎ、が計算かつ記憶されかつ機能ブ ロック４６において記憶されたオフセットパルス数Ｎ、をその都度その時のパル ス数Ｎ、から減算することによって補正されたパルス数Ｎ、が連続的に計算され るようにする。同時に制御回路３４は切換スイッチ２６を、測定値指示部２２が 機能ブロック４６の出力側に接続されている位置に操作するので、補正されたパ ルス数Ｎ、が測定値指示部に対して使用される。

オフセットパルス数Ｎやは機能ブロック４６において、それが、そのときのパル ス数Ｎ、と、外部放射線の検出の前に、計算の時点に対して計算された最後のパ ルス数との差に相応するように、計算される。計算の時点は、外部放射線の検出 の時点とは、必要とされる計算時間並びに場合によっては安定状態に達するまで に必要な時間だけ異なっている。外部放射線が検出の時点において既にその安定 状態を有しかつ計算時間を無視することができるとき、オフセットパルス数Ｎ。

は差パルス数Ｎ、ｌに等しい。この時間は無視することができるが、機能ブロッ ク３８に記憶されている変化速度および変化加速度が両方とも零であるとき、オ フセットパルス数Ｎ６は同様に差パルス数Ｎ、に等しい。

その理由は、その場合、外部放射線の影響なしに計算の時点に得られるはずのパ ルス数は最後に記憶されたパルス数Ｎ、に対して変化しないはずであるからであ る。その他のすべての別の場合には、機能ブロック４４が、記憶されたパルス数 Ｎ、が機能ブロック４６に記憶された変化速度および変化加速度のため計算の時 点までに受けるはずの変化を考慮してオフセットパルス数Ｎ、を補正する。

機能ブロック３２が外部放射線の終わりを検出するとき、これらの過程は逆の順 序で実行され、その結果放射線源がコリメータから取り出される期間に一時的に 再び理論パルス数Ｎ、が測定値指示部に対して使用されかつ外部放射線の消滅後 回びそのときのパルス数Ｎ、が測定値指示部に対して使用される。

外部放射線源の出し入れの際の短時間の過渡状態を除外視すれば、装置２４の機 能は次の原理に基づいている。

一検出された外部放射線が安定状態に達するや否や、外部放射線のある場合とな い場合との測定結果の差（オフセット）がめられる。

一外部放射線の存在期間中、そのときの測定結果に代わって請求められた差分だ け低減された測定結果が測定値指示部に対して使用される。

このようにして、外部放射線の持続時間の期間に、あたかも外部放射線が存在し ないかのように、測定結果が指示される。

計算された理論測定結果の短時間の導入は、オフセット値の検出がまだ可能では ない過渡状態の橋渡しのためにのみ用いられる。このような過渡状態が発生しな いとき、理論測定値のこのような導入は省略される。

簡単にするために、過渡状態の期間には単に最後に有効な測定結果を指示するこ ともできる。

既述の方法の種々の変形が可能である。すなわち例えば、外部放射線の検出から 、前以て決められた時間間隔が経過したとき、オフセットパルス数Ｎ、の形成お よび記憶を始めることができる。この方法は殊に、外部放射線源の時間特性が既 知であるときに使用される。

既述の方法は勿論、充填状態測定の場合の使用に制限されていない。別の用途は 例えば、密度測定、流量測定または限界状態検出のための放射能測定方法である 。

今日の技術水準によれば、第２図に図示の機能ブロックは通例、個別の電子回路 によって構成されているのではなくて、コンピュータの適当なプログラミングに よって実現されている。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．外部放射線の始めの前の測定結果と前記外部放射線が安定状態に達した後の 測定結果との差を求めかつ前記外部放射線の存在期間に前記測定結果を前記求め められた差の分だけ低減する。 ことを特徴とする外部放射線の影響を抑圧する方法。
2. ２．外部放射線が存在しない場合に前記測定結果を連続的に記憶しかつ前記差を 求めるために、外部放射線の始めの前に最後に記憶された測定結果を使用する 請求項１記載の外部放射線の影響を抑圧する方法。
3. ３．前記外部放射線の始めの前の測定結果の変化速度および変化加速度を求めか つ記憶しかつ前記最後に記憶された測定結果を前記記憶された変化速度および変 化加速度を考濾して前記差を求める時点に対して計算する。 請求項２記載の外部放射線の影響の抑圧方法。
4. ４．前記差を求める初期フェーズを、前記外部放射線の安定状態への到達につい ての検査結果に依存させる。 請求項１から３までのいずれか１項記載の外部放射線の影響を抑圧する方法。
5. ５．前記外部放射線の安定状態の到達を、前記測定結果の変化速度および／また は変化加速度の検査によって検出する。 請求項４記載の外部放射線の影響の抑圧方法。
6. ６．前記差の検出を、前記外部放射線の検出後決められた時間間隔が経過した後 に開始する。 請求項１から５までのいずれか１項記載の外部放射線の影響の抑圧方法。
7. ７．外部放射線の始めと前記安定状態に達するまでの間に、理論測定値を計算す る。 請求項１から６までのいずれか１項記載の外部放射線の影響の抑圧方法。
8. ８．前記外部放射線の始めおよび／または終わりを、前記測定結果の変化に基づ いて検出する。 請求項１から７までのいずれか１項記載の外部放射線の影響の抑圧方法。
9. ９．前記外部放射線の始めおよび／または終わりを、前記測定放射線源の生じ得 る最大の局所線量率を上回る局所線量率の検出によって検出する。 請求項８記載の外部放射線の影響の抑圧方法。
10. １０．前記外部放射線の始めおよび／または終わりを、プロセスに関連していな いと思われる局所線量率の変化速度および／または変化加速度に基づいて検出す る。 請求項８記載の外部放射線の影響の抑圧方法。
11. １１．前記外部放射線の始めおよび／または終わりを、前記測定放射線にさらさ れていない別の放射線検出器を用いて検出する。 請求項１から８までのいずれか１項記載の外部放射線の影響の抑圧方法。