JPH116876A - 放射線測定装置 - Google Patents

放射線測定装置

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JPH116876A
JPH116876A JP15908697A JP15908697A JPH116876A JP H116876 A JPH116876 A JP H116876A JP 15908697 A JP15908697 A JP 15908697A JP 15908697 A JP15908697 A JP 15908697A JP H116876 A JPH116876 A JP H116876A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 β線とγ線の混在場において、β線及びγ線
の線量や線量当量を正確に演算する。 【手段】 互いにエネルギー感度が異なる複数のβセン
サと互いにエネルギー感度特性が異なる複数のγセンサ
とを設け、それらによって放射線の検出を行う。検出結
果を利用して、γ線及びβ線のそれぞれのエネルギーを
推定し、そのエネルギーから各センサの感度を特定し、
更に、βセンサに対する混入γ線の線量及びγセンサに
対する高エネルギー混入β線の線量を推定する。これに
よって、β線及びγ線の真の線量を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所、核
燃料施設、病院などの放射線取扱施設で用いられる放射
線測定装置に関し、特にβ線とγ線(X線を含むフォト
ンの意として用いる)とが混在している状態においてβ
線及びγ線の線量又は線量当量を演算する装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】放射線取扱施設で従事する作業者の被曝
管理上の要請から各種の線量計(線量当量計)が実用化
されている。β線の線量を測定するβ線測定器において
は、半導体検出器などで構成されるβセンサの検出面が
例えば薄いアルミナイズドマイラで覆われている。これ
は静電気シールド及び光遮蔽のための部材として機能す
る。
【0003】なお、特公平7−1305号公報及び特開
平7−12939号公報には、互いに異なるエネルギー
感度特性をもった複数のγセンサを備え、各計数値に基
づいて入射γ線(X線)のエネルギーを推定し、かかる
推定エネルギーに基づいて感度補正を行う放射線測定装
置が開示されている。
【0004】ところで、β線とγ線が混在している測定
環境下において、上記のようにβセンサでβ線を測定し
ようとすると、同時にγ線の測定も行われてしまうこと
になる。すなわち、γ線(X線)は一般にβ線よりも透
過力が強いために上記の薄いアルミナイズドマイラなど
は簡単に透過してしまい、β線と共にγ線も検出され
る。このため、β線とγ線が混在している場所では、β
線のみの線量や線量当量を演算するのが困難であるとい
う問題があった。
【0005】そこで、特開平9−21880号公報で
は、βセンサに混入したγ線の計数値をγセンサを利用
して推定し、それをβセンサの計数値から減算すること
によって、β線のみの計数値を求める放射線測定装置が
開示されている。この装置では、1つのβセンサと互い
にエネルギー感度特性が異なる3つのγセンサとが設け
られ、γセンサの計数値比から混入γ線のエネルギーが
推定されている。そして、その推定エネルギーからγ線
に対するβセンサの感度とγ線量とが推定され、これら
によってβセンサに混入したγ線の計数値が推定されて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平9−21880号公報に記載された装置において、
γ線とともに高エネルギーβ線が存在すると、その高エ
ネルギーβ線がγセンサで計数されてしまい、その結
果、混入γ線の計数値を見誤る可能性がある。
【0007】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、β線とγ線の混在場におい
て、β線又はγ線のみの線量や線量当量を正確に演算す
ることができる放射線測定器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、互いに異なるエネルギー感度特性をもっ
た複数のβセンサと互いに異なるエネルギー感度特性を
もった複数のγセンサとを有する検出部と、前記複数の
γセンサの計数値を基準として、前記βセンサに混入し
た混入γ線の計数値を推定し、更に、前記βセンサの計
数値から前記混入γ線の計数値を減算することにより仮
β計数値を演算する仮β計数値演算手段と、前記複数の
βセンサの計数値を基準として、前記γセンサに混入し
た混入β線の計数値を推定し、更に、前記γセンサの計
数値から前記混入β線の計数値を減算することにより仮
γ計数値を演算する仮γ計数値演算手段と、前記仮β計
数値演算手段及び前記仮γ計数値演算手段の2回目以後
の演算に際し、前記βセンサの計数値として前回の演算
で求められた仮β計数値を利用させ、前記γセンサの計
数値として前回の演算で求められた仮γ計数値を利用さ
せる置換手段と、前記所定の判定条件が満たされた場合
に、前記仮β計数値及び前記仮γ計数値を真の値とみな
す判定手段と、を含むことを特徴とする。
【0009】本発明の望ましい態様では、前記判定手段
は、前記仮β計数値の繰り返し演算において繰り返し算
出される推定γ線量が一定範囲内に収束した場合に、前
記仮β計数値及び前記仮γ計数値を真の値とみなすこと
を特徴とする。
【0010】上記構成において、混入γ線の計数値を推
定する場合には、γセンサの計数値の相互比によってγ
エネルギーが推定され、そのγエネルギーに基づいてγ
センサのγ感度が推定され、γセンサの計数値とγ感度
とからγ線量(推定γ線量)が推定される。そして、γ
エネルギーに基づいてβセンサのγ感度が推定され、β
センサのγ感度とγ線量とから混入γ線の計数値が推定
される。次に、βセンサの計数値から混入γ線の計数値
を減算すれば仮β計数値を求められる。なお、仮γ線量
を求める場合にも同様の手法が適用される。
【0011】1回目の演算においては、仮β計数値演算
手段及び仮γ計数値演算手段は実際の計数値に基づいて
演算を行うが、2回目以後の演算時には、算出された仮
β計数値及び仮γ計数値に基づいて演算を行う。このよ
うに1回の測定ごとに、演算を繰り返し行うことによっ
て、推定精度の向上を期待できる。よって、例えば繰り
返し算出されるγ線量の収束を目安として誤差が少なく
なったことを判定できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき図
面を用いて説明する。
【0013】図1には、本発明に係る放射線測定装置の
好適な実施形態が示されており、その図1は全体構成を
示すブロック図である。この放射線測定装置は、放射線
取扱い施設等で従事する作業者に装着して用いられる線
量計(線量当量計)を構成するものである。もちろん、
この放射線測定装置をエリアサーベイメータ等の他の装
置に適用させることもできる。
【0014】図1において、検出部10は、この実施形
態において、2つのβセンサ12,13と、3つのγセ
ンサ14,16,18と、で構成される。各センサ1
2,13,14,16,18はそれぞれ半導体検出器で
構成される。βセンサ12の放射線検出面は、アルミナ
イズドマイラ膜20で覆われており、これによって静電
気シールド及び光遮蔽がなされている。βセンサ13の
放射線検出面は、例えば2mm程度の樹脂フィルタ21
で覆われている。すなわち、2つのβセンサ12,13
は互いにエネルギー感度特性が異なる。
【0015】3つのγセンサ14,16,18も、それ
ぞれ互いに異なるエネルギー感度特性を有する。このた
め、各γセンサ14,16,18の放射線検出面には、
互いに異なるフィルタ22,24,26が配置されてい
る。ここで、フィルタ22は例えば厚さ1mmのエポキ
シ樹脂層で構成され、フィルタ24は例えば厚さ0.4
mmのチタン(Ti)で構成され、フィルタ26は、例
えば0.5mmの鉛(Pb)で構成される。これらのフ
ィルタ22,24,26は、β線に対しては遮蔽作用を
有し、γ線を通過させる。但し、フィルタ22及び24
は高エネルギーβ線に対してある程度の感度を有する。
本実施形態において、フィルタ26は高エネルギーβ線
に対して実質的に感度をもっていない。
【0016】一方、上述したβセンサ12の放射線検出
面に設けられているアルミナイズドマイラ膜20はβ線
及びγ線の双方を通過させる。また、フィルタ21も同
様である。よって、βセンサ12においてはβ線とγ線
の双方が検出され、3つのγセンサ14,16(場合に
より18)では、γ線及び高エネルギーβ線が検出され
る。
【0017】各センサ12,13,14,16,18と
演算部28との間には、センサ側から、プリアンプ3
0,弁別器32及びカウンタ34が設けられている。こ
こで、プリアンプ30はセンサから出力された信号に対
して増幅を行い、弁別器32はその増幅された信号に対
して所定波高値以下のノイズを除去し、カウンタ34は
弁別された信号(パルス)の計数を行う。
【0018】演算部28は、例えばマイクロコンピュー
タ等で構成され、その演算部28には、βセンサ12の
カウント値(計数値)Cβ1 (0)と、βセンサ13のカウ
ント値Cβ2 (0)と、γセンサ14のカウント値Cγ1 (0)
と、γセンサ16のカウント値Cγ2 (0)と、γセンサ1
8のカウント値Cγ3 (0)と、がそれぞれ入力されてい
る。
【0019】また、この演算部28には、βセンサ用γ
感度テーブル36、γセンサ用β感度テーブル41、β
センサ用β感度テーブル38、γセンサ用γ感度テーブ
ル40、γエネルギー推定テーブル42、βエネルギー
推定テーブル43、線量当量換算係数テーブル44、表
示器46及びプリンタ48がそれぞれ接続されている。
【0020】図2には、βセンサ用γ感度テーブル36
が有する感度特性が示されている。図2に示すグラフの
横軸はγ線エネルギーEγであり、縦軸はレスポンス
(相対感度)を示している。このようにβセンサ12
は、γ線エネルギーEγに対して異なる感度を有する。
なお、図2には、βセンサのγ線に対するレスポンスが
示されており、感度(絶対感度)は、このレスポンスに
対してレスポンス1での感度を乗算することにより求め
られる。
【0021】図4には、γセンサ用β感度テーブル41
が有する感度特性が示されている。図4に示すグラフの
横軸はβエネルギーEβであり、縦軸は感度を示してい
る。図1に示したβセンサ用β感度テーブル38には、
βセンサ12,13のβ線に対する感度が格納されてお
り、後述するようにβ計数値から直接的に線量を求める
ためには、線量当量に換算するためのβ感度が格納され
る。一方、β計数値からβ線量を求め、そのβ線量から
β線の線量当量を求める場合には、線量演算のための感
度と、その求められた線量から線量当量を求めるための
係数とが格納される。
【0022】γセンサ用γ感度テーブル40には、この
実施形態において、各γセンサ14,16,18のγ線
に対するエネルギー感度特性が格納されている。後述す
るように、このγ感度テーブルは、少なくともγ線量の
演算に当たって利用されるγセンサについて格納してお
く必要がある。
【0023】γエネルギー推定テーブル42には、図3
に示すような関数が格納されている。図3に示すグラフ
の横軸はγ線エネルギーEγであり、その縦軸は計数値
比を示している。図3における200は、計数値Cγ2
と計数値Cγ1の比を示しており、202は計数値Cγ3
と計数値Cγ1の比を示している、具体的なγ線エネル
ギーの推定方法については、後述する。
【0024】βエネルギー推定テーブル43には、図5
に示すような関数が格納されている。図5に示すグラフ
の横軸はβ線エネルギーEβであり、その縦軸は計数値
比を示している。図5のグラフは、センサ13の計数値
をセンサ12の計数値で割った比率を示している。
【0025】図1の線量当量換算係数テーブル44は、
γ線エネルギー及びβ線エネルギーに対する線量当量換
算係数を格納したものであり、その線量当量換算係数
は、γ線及びβ線に関して線量当量を求める際に参酌さ
れ、この実施形態では、その線量当量換算係数テーブル
44に1cm線量当量、3mm線量当量及び70μm線
量当量のそれぞれの線量当量換算係数が格納されてい
る、なお、β線による70μm線量当量とγ線による7
0μm線量当量は加算されて、70μm線量当量として
表示器46に表示される。この他、表示器46にはγ線
による1cm線量当量や同じくγ線による3mm線量当
量等が表示される。
【0026】次に、図6、図7及び図8を用いて演算部
28の動作について説明する。
【0027】図6のS101において、検出部10にて
放射線が検出される。これによってβセンサ12の計数
値としてCβ1 (0)が得られ、βセンサ13の計数値とし
てCβ2 (0)が得られ、γセンサ14,16,18の計数
値としてそれぞれCγ1 (0),Cγ2 (0),Cγ3 (0)が得ら
れる。そして、演算の都合上、以下のように、Cβ1 ( 0)
がCβ1に置換され、Cβ2 (0)がCβ2に置換され、Cγ
1 (0)がCγ1に置換され、Cγ2 (0)がCγ2に置換され、
Cγ3 (0)がCγ3に置換される。
【0028】 Cβ1 (0)→Cβ1 Cβ2 (0)→Cβ2 Cγ1 (0)→Cγ1 Cγ2 (0)→Cγ2 Cγ3 (0)→Cγ3 これらの計数値は、各カウンタ34の出力として演算部
28に取り込まれる。なお、図1に示した実施形態で
は、3つのγセンサが用いられていたが、互いにエネル
ギー感度特性が異なる2つ以上のγセンサを用いればγ
線のエネルギーを特定することが可能である。
【0029】S102において、γ線の計数値Cγ1
Cγ2,Cγ3の相互比に基づいて、入射したγ線のエネ
ルギー(γエネルギー)Eγが推定される。このS10
2では、図1のγエネルギー推定テーブル42が参照さ
れ、すなわち図3に示した特性に基づいてγ線エネルギ
ーEγが特定される。具体的には、例えば、いまCγ2
/Cγ1が0.5であった場合に、特性曲線200上で
計数値比0.5のところを見ると(204参照)、その
計数値比0.5はγ線エネルギーEγが30(keV)
に対応することが分かるので(206参照)、このよう
な計数値比に基づいてγ線エネルギーEγを特定する。
この場合、γ線エネルギーEγが比較的小さい場合に
は、特性200が利用され、一方そのγ線エネルギーE
γが比較的大きい場合には特性202が利用される。な
お、エネルギーが異なる複数のγ線が入射した場合に
は、それらの平均値としてγ線エネルギーEγが特定さ
れることになる。
【0030】S103では、γセンサ用γ感度テーブル
40が参照され、当該γ線エネルギーEγでの各センサ
14,16,18のγ感度Sγ1,Sγ2,Sγ3が特定
される。 そして、S104では、γセンサ14の計数
値Cγ1をγセンサ14のγ感度Sγ1で割ることによっ
て、すなわちCγ1/Sγ1を実行して、γ線量Dγを演
算する。すなわち、このS104では、検出部10に入
射したγ線の線量Dγが少なくともいずれかのγ計数値
を用いて演算される。
【0031】もちろん、3つのγセンサ14,16,1
8の各計数値Cγ1,Cγ2,Cγ3の全てを用いてγ線
量Dγを演算することもできる。この場合には、重み付
け係数をそれぞれa1,a2,a3として、各センサの
計数値及び感度から求める線量に対して重み付け加算を
行ってγ線量Dγを求める。
【0032】S105では、S102で求められた入射
γ線のエネルギーEγに基づいて、βセンサ12,13
における当該γエネルギーEγでのγ感度Sβ1(γ)
Sβ2 (γ)を特定する。具体的には、図1のβセンサ用
γ感度テーブル36が参照され、すなわち図2に示した
感度特性が参照されてγ感度Sβ1(γ),Sβ2(γ)が特
定される。なお、上述したようにβセンサのγ感度がレ
スポンスとして表されている場合には、そのレスポンス
に所定の係数を乗算することによって感度(絶対感度)
を算出する。
【0033】なお、このS105は、S103やS10
4と平行して実行させることもでき、図においては便宜
上一連のステップとして示されている。
【0034】S106では、βセンサ12,13に入射
したγ線(混入γ線)の計数値Cβ1(γ),Cβ2(γ)
推定する。具体的には、S104で求められて入射γ線
の線量DγにS105で求められたβセンサ12,13
のγ感度Sβ1(γ),Sβ2(γ)を乗算することによって
混入γ線の計数値Cβ1(γ),Cβ2(γ)を推定する。
【0035】S107では、以上のようにして混入γ線
の寄与量がCβ1(γ),Cβ2(γ)として求められたの
で、実際にβセンサ12,13で求められた計数値Cβ
1 (0),Cβ2 (0)から、推定された混入γ線の計数値Cβ
1(γ),Cβ2(γ)を減算して、β線のみの仮の計数値C
β1’,Cβ2’を推定する。
【0036】 Cβ1’=Cβ1 (0)−Cβ1(γ) Cβ2’=Cβ2 (0)−Cβ2(γ) すなわち、γ線のエネルギーと線量とが上述のようにし
て算出されたので、そのγ線のエネルギーと線量とから
βセンサ12,13におけるγ線による計数値分を推定
して、それをβセンサ12,13のトータルの計数値か
ら減算することにより、β線のみの計数値Cβ1’,C
β2’を求めている。
【0037】以上のS101〜S107の工程によっ
て、特開平9−21880号に開示された手法と同様の
手法で、β線のみの計数値Cβ1’,Cβ2’が推定され
ているが、高エネルギーβ線が存在している場合、混入
γ線の線量の推定に誤差が多くなる。 そこで、本実施
形態では、S109〜S114において、γ線のみの計
数値Cγ1’,Cγ2’,Cγ3’を推定している。S1
09〜S114は、混入β線を除外する手法に関し、S
102〜S107と同様の処理を行うものである。
【0038】S109において、βセンサの計数値Cβ
1’,Cβ2’の比に基づいて、入射したβ線の平均エネ
ルギー(βエネルギー)Eβが推定される。このS10
9では、図1のβエネルギー推定テーブル43が参照さ
れ、すなわち図5に示した特性に基づいてβ線エネルギ
ーEβが特定される。
【0039】S110では、βセンサ用β感度テーブル
38が参照され、当該β線エネルギーEβでの各センサ
12,13のβ感度Sβ1,Sβ2が特定される。
【0040】S111では、βセンサ12の計数値Cβ
1’(S107参照)をβセンサ12のβ感度Sβ1で割
ることによって、すなわちCβ1’/Sβ1を実行して、
β線量Dβを演算する。すなわち、検出部10に入射し
たβ線の線量Dβが少なくともいずれかのβ計数値を用
いて演算される。
【0041】もちろん、2つのβセンサ12,13の各
計数値Cβ1’,Cβ2’の全てを用いてβ線量Dβを演
算することもできる。この場合には、重み付け係数をそ
れぞれb1,b2として、各センサの計数値及び感度か
ら求める線量に対して重み付け加算を行ってβ線量Dβ
を求める。
【0042】S112では、S109で求められた入射
β線のエネルギーEβに基づいて、γセンサ14,1
6,18における当該βエネルギーEβでの感度Sγ1(
β),Sγ2(β),Sγ3(β)を特定する。具体的には、
図1のγセンサ用β感度テーブル41が参照され、すな
わち図4に示した感度特性が参照されてβ感度Sγ1(β
),Sγ2(β),Sγ3(β)が特定される。
【0043】S113では、γセンサ14,16,18
に入射した高エネルギーβ線(混入β線)の計数値Cγ
1(β),Cγ2(β),Cγ3(β)を推定する。具体的に
は、S111で求められた入射β線の線量DβにS11
0で求められたγセンサ14,16,18の感度S
γ1,Sγ2,Sγ3を乗算することによって、混入β線
の計数値Cγ1(β),Cγ2(β),Cγ3(β)を推定す
る。
【0044】S114では、以上のようにして混入β線
の寄与量がCγ1(β),Cγ2(β),Cγ3(β)として求
められたので、以下のように、実際にγセンサ14,1
6,18で求められた計数値Cγ1 (0),Cγ2 (0),Cγ
3 (0)から、推定された混入β線の計数値Cγ1(β),C
γ2(β),Cγ3(β)を減算して、γ線のみの計数値Cγ
1’,Cγ2’,Cγ3’を推定する。
【0045】 Cγ1’=Cγ1 (0)−Cγ1(β) Cγ2’=Cγ2 (0)−Cγ2(β) Cγ3’=Cγ3 (0)−Cγ3(β) 図8に示すS116では、上記のように今回演算された
Dγと前回演算されたDγとを比較して、演算精度を推
定する。ちなみに、上記演算は少なくとも2回実行さ
れ、1回目の演算時にはDγ=0である。
【0046】それらの差分が一定範囲内に入っている場
合には、S117において一致を判定する。一方、S1
17において、一致判定が得られなければ、S119に
おいて、計数値が置換される。具体的には、以下のよう
な置換が行われる。
【0047】 Cγ1’→Cγ1 Cγ2’→Cγ2 Cγ3’→Cγ3 その置き換え後に、上記のS102からの各工程が繰り
返し実行される。
【0048】そして、上記の繰り返しにより、S117
において一致判定が得られる場合、あるいは所定の上限
回数まで演算が実行された場合、その時点のDγ及びD
βを利用して線量当量が演算される。上記のような繰り
返し演算によれば、次第に誤差分を小さくして真の値に
近い値を得ることができる。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
β線とγ線が混在している状況において、γ線やβ線の
線量や線量当量を正確に演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る放射線測定装置の全体構成を示
すブロック図である。
【図2】 βセンサのγ感度を示す特性図である。
【図3】 各γセンサの計数値比をγ線エネルギーとの
関係で示す特性図である。
【図4】 各γセンサのβ感度を示す特性図である。
【図5】 各βセンサの計数値比をβ線エネルギーとの
関係で示す特性図である。
【図6】 装置の動作を示すフローチャートである。
【図7】 装置の動作を示すフローチャートである。
【図8】 装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 検出部、12,13 βセンサ、14,16,1
8 γセンサ、28演算部、36 βセンサ用γ感度テ
ーブル、38 βセンサ用β感度テーブル、40 γセ
ンサ用γ感度テーブル、41 γセンサ用β感度テーブ
ル、42 γエネルギー推定テーブル、43 βエネル
ギー推定テーブル。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに異なるエネルギー感度特性をもっ
    た複数のβセンサと互いに異なるエネルギー感度特性を
    もった複数のγセンサとを有する検出部と、 前記複数のγセンサの計数値を基準として、前記βセン
    サに混入した混入γ線の計数値を推定し、更に、前記β
    センサの計数値から前記混入γ線の計数値を減算するこ
    とにより仮β計数値を演算する仮β計数値演算手段と、 前記複数のβセンサの計数値を基準として、前記γセン
    サに混入した混入β線の計数値を推定し、更に、前記γ
    センサの計数値から前記混入β線の計数値を減算するこ
    とにより仮γ計数値を演算する仮γ計数値演算手段と、 前記仮β計数値演算手段及び前記仮γ計数値演算手段の
    2回目以後の演算に際し、前記βセンサの計数値として
    前回の演算で求められた仮β計数値を利用させ、前記γ
    センサの計数値として前回の演算で求められた仮γ計数
    値を利用させる置換手段と、 前記所定の判定条件が満たされた場合に、前記仮β計数
    値及び前記仮γ計数値を真の値とみなす判定手段と、 を含むことを特徴とする放射線測定装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の装置において、 前記判定手段は、前記仮β計数値の繰り返し演算におい
    て繰り返し算出される推定γ線量が一定範囲内に収束し
    た場合に、前記仮β計数値及び前記仮γ計数値を真の値
    とみなすことを特徴とする放射線測定装置。
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