JP4131912B2 - 放射線測定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は放射線測定装置に係わり、特に放射線の線量当量の出力安定化を図った放射線測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の放射線測定装置1は図12に示すように構成されている。この放射線測定装置1およびこの放射線測定装置1を用いた放射線の線量当量の算出について説明する。
【0003】
従来、放射線測定装置1は、放射線を検出する放射線検出手段と、検出された放射線のエネルギを算出する検出エネルギ算出手段と、検出された放射線エネルギから重み付け演算を行い、入射した放射線のエネルギを算出する入射エネルギ算出手段と、所定時間の入射エネルギを積算する積算手段とを具備する。
【0004】
放射線測定装置1を用いて、放射線の線量当量を算出する場合、入射する放射線のエネルギに応じた重み付け演算を行うことで、放射線の線量当量は算出される。放射線測定装置1に入射した放射線は、放射線検出手段としての放射線検出器2で検出され、検出した放射線に応じた電気信号を出力する。出力された電気信号は、検出エネルギ算出手段としてのプリアンプ3および波高分析器4で増幅および波高分析、波高弁別される。波高弁別された電気信号は、入射エネルギ算出手段としての重み付け演算器5で、波高、すなわち、エネルギに応じて重み付け演算される。この重み付け演算によって、入射エネルギが算出される。重み付け演算された電気信号は、積算手段としての積算器6で所定時間、積算され、放射線測定装置1から出力される。
【0005】
放射線検出器2が検出する放射線のエネルギは、入射する放射線のエネルギと必ずしも一致しない。これは、放射線検出器2が必ずしも入射してきた放射線のエネルギに対して100%検出できるとは限らないからである。入射してきた放射線のエネルギに対して放射線エネルギを検出する確率(以下、検出効率とする)は、エネルギの高低で変化する。従って、入射した放射線エネルギの算出時は、放射線検出器2で検出したエネルギに応じて、すなわち、検出効率に応じた重み付け演算が必要となる。
【0006】
また、放射線検出効率は、放射線のエネルギが高くなるに伴い、低下する。これは、放射線のエネルギが高くなるに伴い、放射線の物質透過率が上昇するためである。このため、放射線測定装置1の検出可能な放射線エネルギの範囲を広くする程、放射線検出器2の体積、特に、放射線検出器2が有する放射線センサの放射線入射方向に対する長さが必要になる。換言すれば、放射線検出器2の体積が大きい程、高いエネルギを有する放射線に対しての出力が安定する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図12に示される放射線測定装置1において、装置小型化、コンパクト化等の要求により、放射線検出器2の体積が小さい場合、すなわち、放射線センサが放射線入射方向に対して短い場合、測定対象とする放射線エネルギ範囲内であっても、全ての放射線を検出することが困難となる。例えば、放射線検出器2の検出効率は、測定対象とする放射線エネルギ範囲内において、最低エネルギでは、ほぼ100%検出されるが、最高エネルギでは1%程度になることがある。
【0008】
入射した放射線のエネルギを算出する重み付け演算は、検出したエネルギに応じた検出効率が加味される。従って、前記のように、測定対象とする放射線エネルギ範囲内において、放射線検出器2が最低エネルギでは、ほぼ100%、最高エネルギでは1%程度の検出効率の場合、最高エネルギ側の放射線の重み付けが、最低エネルギ側の放射線の重み付けに対して数桁程度大きくなる。このため、最高エネルギ側の放射線が入射した時には、放射線測定装置1の出力が不安定になってしまう。
【0009】
放射線測定装置1の出力は、積算器6での積算時間を長くすることで、安定させることができるが、積算時間を長くすると応答速度が損なわれてしまう。このように、放射線測定装置1の出力安定化と応答速度はトレードオフの関係となっている。
【0010】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、放射線検出器の小型化要求および応答速度を犠牲にすることなく、安定した出力を得られる放射線測定装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放射線測定装置は、上述した課題を解決するために、請求項1記載のように、放射線を検出する放射線検出手段と、検出された放射線のエネルギを算出する検出エネルギ算出手段と、検出された放射線のエネルギの算出結果に重み付け演算を行い、入射した放射線のエネルギを算出する入射エネルギ算出手段と、所定時間の入射エネルギを積算する積算手段とを具備する放射線測定装置において、入射する放射線の検出効率と時定数との積が所定の一定値となる複数のフィルタを有し、前記複数のフィルタはそれぞれ異なる時定数を有し、測定の際、前記入射エネルギ算出手段が入射する放射線のエネルギを算出した結果に基づいて入射する放射線の測定に適した時定数を有する一のフィルタを選択するように構成されるフィルタ回路をさらに備えることを特徴とする。
【0013】
このような放射線測定装置は、応答速度を損なうことなく安定した出力を得ることができる。
【0014】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る放射線測定装置は、請求項2に記載のように、前記フィルタが、その出力は放射線が入射してからの経過時間の関数で表され、当該関数を経過時間まで積分して得られた値がフィルタ出力と同一となるように構成されることを特徴とする。
【0015】
このような放射線測定装置は、出力を応答要求に適した経過時間の関数で出力することにより複雑な応答要求を満たすことができる。
【0016】
さらに、上述した課題を解決するために、本発明に係る放射線測定装置は、請求項3に記載のように、前記フィルタ回路が、アナログフィルタおよびディジタルフィルタの少なくとも一方で形成されることを特徴とする。
【0017】
このような放射線測定装置は、入射したエネルギの放射線検出効率に応じた時定数のアナログフィルタを複数設けることで検出効率に応じた時定数のフィルタを容易に実現できる。また、入射したエネルギの放射線検出効率に応じたディジタルフィルタを設けることで検出効率に応じた時定数のフィルタを実現できると共に、フィルタの変更等を容易化できる。
【0018】
一方、上述した課題を解決するために、本発明に係る放射線測定装置は、請求項4に記載したように、それぞれ異なる時定数を有する複数個の前記フィルタ回路と、放射線強度の変化を監視する放射線強度監視手段と、前記放射線強度監視手段が監視した放射線強度の変化に応じて前記フィルタ回路の中から最適な一のフィルタ回路を選択するフィルタ回路選択手段とを備えることを特徴とする。
【0019】
このような放射線測定装置は、フィルタ回路選択手段にてフィルタ回路群の中から適切なフィルタ回路を選択することによって、放射線場の変化に対しても、単一のフィルタ回路では実現できない安定した出力を実現することができる。
【0020】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る放射線測定装置は、請求項5に記載したように、それぞれ異なる時定数を有する複数個の前記フィルタ回路と、放射線強度の変化を監視する放射線強度監視手段と、前記放射線強度監視手段が監視した放射線強度の変化に応じて前記フィルタ回路の出力を重み付けして出力するフィルタ回路重み付け演算手段とを備えることを特徴とする。
【0021】
このような放射線測定装置は、異なる時定数のフィルタ群の出力を、放射線場の変化に応じて複数のフィルタ出力を重み付けして出力することにより、単一のフィルタでは実現できない安定した出力を実現することができる。
【0022】
さらにまた、上述した課題を解決するために、本発明に係る放射線測定装置は、請求項6に記載したように、前記放射線強度監視手段は、入射した放射線強度と計数率との関係から計数率の変化を監視し、放射線強度の変化を算出することを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る放射線測定装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0024】
[第1実施形態]
本発明に係る放射線測定装置の第1実施形態を図1〜3を参照して説明する。
【0025】
図1は、本発明に係る放射線測定装置10の第1実施形態を示す構成概要図である。この放射線測定装置10は、放射線の線量当量を測定する際、入射された放射線を放射線検出手段としての放射線検出器11で検出し、検出エネルギ算出手段12で検出した放射線のエネルギを算出する。検出した放射線のエネルギの算出結果から入射エネルギ算出手段13で入射した放射線のエネルギが算出される。入射した放射線のエネルギの算出結果は、出力安定化手段14を介して、積算手段としての積算器15に入力される。積算器15は、入射された放射線エネルギをを所定時間積算して、入射した放射線の線量当量を算出する。放射線測定装置10の出力は、入射エネルギ算出手段13と積算手段としての積算器15の間に出力安定化手段14を介することで、応答速度が損なわれることなく安定に出力される。
【0026】
放射線測定装置10の各部を具体的に説明する。
【0027】
放射線検出器11は、例えば、カドミウムテルライド(CdTe)およびカドミウムジンクテルライド(CZT)等の放射線センサを有する。放射線検出器11に入射した放射線は、放射線センサで検出され、検出した放射線のエネルギに応じた電気信号に変換される。
【0028】
検出エネルギ算出手段12は、入力された電気信号の波高を求めることで、放射線測定装置10に入力された放射線のエネルギを算出する。このエネルギ算出手段12は、プリアンプ17と、波高分析器18とを備える。入力された電気信号はプリアンプ17で増幅され、波高分析器18で電気信号の波高分析および波高弁別が行われる。
【0029】
入射エネルギ算出手段13は、電気信号の波高、すなわち、検出された放射線のエネルギに応じて、重み付け演算を行い、入射した放射線の算出を行う。重み付け演算は、入射エネルギ算出手段13に備えられる重み付け演算器19で行われる。
【0030】
図2を用いて、重み付け演算器19の重み付け演算を説明する。図2は、放射線の入射エネルギに対する検出効率および重み付け係数の関係を示す図である。
【0031】
入射エネルギE1、E2、E3(E1<E2<E3)の放射線が入射した場合、入射エネルギと検出効率efとの関係は、図2(A)のように、エネルギの増加と共に低下していく関係にある。従って、放射線の入射エネルギと線量当量演算のための重み付け係数G(E)との関係は、図2(B)のように、検出効率の低下に伴って、重み付け係数を大きくする。ここでは、G(E3)<G(E2)<G(E1)として、重み付け演算がなされる。
【0032】
図1に示される出力安定化手段14は、第1のフィルタ回路21を備えている。この第1のフィルタ回路21は、入射した放射線の検出効率に応じた時定数、具体的には検出効率が減少するに伴い、増加するような時定数を有する少なくとも1個以上、例えば3個のフィルタ22,23,24を有し、これらのフィルタ22,23,24が並列に接続される。また、これらのフィルタ22,23,24は、それぞれ時定数が異なり、τ1,τ2,τ3の時定数を有する。出力安定化手段14は、入射エネルギ算出手段13で算出された入射エネルギの算出結果に基づき、3個のフィルタのうち適切な時定数を有する1個のフィルタを選択する。
【0033】
第1のフィルタ回路21において、フィルタの22,23,24時定数τ1,τ2,τ3は、例えば、各々の検出効率に反比例するように設定される。例えば、入射した放射線のエネルギE1,E2,E3に対する放射線の検出効率がそれぞれef1,ef2,ef3であり、選択されるフィルタがフィルタ22、フィルタ23、フィルタ24であるとする。この時、フィルタ22,23,24の時定数τ1,τ2,τ3は、各々の検出効率ef1,ef2,ef3に対して反比例するように形成される。すなわち、フィルタ22,23,24の時定数τ1,τ2,τ3は検出効率ef1,ef2,ef3と、
【数1】
τ1×ef1=τ2×ef2=τ3×ef3
の関係を有するように形成される。
【0034】
一方、第1のフィルタ回路21が備えるフィルタ22,23,24の出力特性について、図3を用いて説明する。
【0035】
図3は放射線測定装置10に放射線が入射してからの経過時間とフィルタ出力との関係を示す図である。図3によれば、フィルタ出力は入射エネルギEの放射線が入射した時の重み付け係数がG(E)とすると、一定値G(E)/τ(0≦t≦τ)に設定される。すなわち、放射線の入射エネルギE1,E2,E3に対するフィルタ22,23,24の各々のフィルタ出力は、G(E1)/τ1,G(E2)/τ2,G(E3)/τ3となる。
【0036】
積算器15は、出力安定化手段14から出力された放射線入射エネルギを所定時間、積算した後、放射線測定装置10の出力として出力する。
【0037】
放射線測定装置10は検出効率に応じた時定数のフィルタ22,23,24を有する第1のフィルタ回路21を備える出力安定化手段14によって、線量当量算出の際に、検出効率の高い放射線に対しては早い応答、検出効率の低い放射線に対しては遅い応答が得られ、応答速度を損なうことなく、出力の安定状態を保持できる。
【0038】
第1実施形態によれば、放射線測定装置10の出力を安定させる出力安定化手段14として、検出効率に応じた時定数の異なるフィルタ22,23,24を並列に接続した第1のフィルタ回路21を備えることで、線量当量算出の際に、検出効率の高い放射線に対しては早い応答、検出効率の低い放射線に対しては遅い応答が得られる。従って、放射線測定装置10の応答速度を損なうことなく、安定した出力が得られる。
【0039】
[第2実施形態]
本発明に係る放射線測定装置の第2実施形態を図4〜7を参照して説明する。
【0040】
図4にこの実施形態を示す放射線測定装置10Aの構成概要図を示す。図4に示される放射線測定装置10Aは、出力安定化手段14Aに第2のフィルタ回路26を備えている。この放射線測定装置10Aは、出力安定化手段14Aに第2のフィルタ回路26を備えている点以外は、図1に示される放射線測定装置10と異ならないので、放射線測定装置10と同じ構成部品には同じ符号を付して説明を省略する。
【0041】
図4に示される放射線測定装置10Aは、放射線の線量当量算出の際、図1に示される放射線測定装置10と同様に、放射線検出器11と、検出エネルギ算出手段12と、入射エネルギ算出手段13と、出力安定化手段14Aと、積算器15とを経て線量当量が出力される。
【0042】
出力安定化手段14Aは、第2のフィルタ回路26として、フィルタ出力が放射線の入射してからの経過時間の関数(以下、フィルタ出力関数とする)で表されるように設定されたフィルタ27,28,29を有し、これらのフィルタ27,28,29が並列に接続される。
【0043】
図5に第2のフィルタ回路26が有するフィルタ27のフィルタ出力と放射線が入射してからの経過時間との関係を示す。図5によれば、フィルタ27のフィルタ出力関数は、例えば、(G(E1)/τ1)×e−t/τ1(0≦t)で表され、フィルタ27の時定数τ1は、フィルタ22と同様に検出効率ef1に反比例した大きさに設定される。このように設定されたフィルタ27は、応答速度を損なうことなく、より複雑な応答要求を満たすことができる。尚、フィルタ28,29においても、フィルタ27と同様にして、フィルタ出力関数および時定数が設定される。
【0044】
フィルタ出力が放射線の入射してからの経過時間の関数で表され、フィルタの時定数が検出効率に反比例するように形成されたフィルタ27,28,29を有する第2のフィルタ回路26において、アナログフィルタおよびディジタルフィルタの少なくともどちらか一方で形成された第2のフィルタ回路26の具体例を図6および図7を用いて説明する。
【0045】
図6は、放射線測定装置10Aの第2のフィルタ回路26において、RCフィルタ27A,28A,29Aを適用した第2のフィルタ回路(以下、アナログフィルタ回路とする)26Aの構成概要図を示す。RCフィルタ27Aは、少なくとも1個以上の抵抗(R)と、少なくとも1個以上のコンデンサ(C)とを有する回路であり、例えば、図6に示されるRCフィルタ27Aは、1個の抵抗(R1)と、1個のコンデンサ(C1)とを有する。この場合、RCフィルタ27Aの時定数τ1は抵抗値R1(Ω:オーム)とコンデンサC1の電荷容量値C1(F:ファラド)との積、すなわち、R1C1となるため、検出効率に応じたフィルタの時定数τ1を容易に設定できる。従って、RCフィルタ27A,28A,29Aを有するアナログフィルタ回路26Aは、検出効率に応じたフィルタの時定数τ1,τ2,τ3を容易に設定できる。
【0046】
一方、図7は、放射線測定装置10Aの第2のフィルタ回路26において、ディジタルフィルタ27B,28B,29Bを適用した第2のフィルタ回路(以下、ディジタルフィルタ回路とする)26Bの構成概要図を示す。ディジタルフィルタ27B,28B,29Bは、各々のフィルタパラメータを設定することで、フィルタ出力関数を自在に設定できる。従って、フィルタの設定だけではなく、フィルタの変更も容易化できる。
【0047】
第2実施形態によれば、放射線測定装置10Aの出力を安定させる出力安定化手段14Aとして、フィルタ出力が放射線の入射してからの経過時間の関数で表され、例えば、フィルタの時定数が検出効率に反比例するように形成されたフィルタ27,28,29を有する第2のフィルタ回路26を備えることで、線量当量算出の際に、応答速度を損なうことなく、より複雑な応答要求を満たすことができる。尚、フィルタ出力関数は上記のものに限定されない。フィルタ出力の最終値、すなわち、フィルタ関数を経過時間まで積分して得られる値がフィルタ出力と同一であれば、その他の指数関数、単調減少の1次関数等でも良い。
【0048】
また、第2のフィルタ回路26において、フィルタ27,28,29をアナログフィルタ27A,28A,29Aを適用したアナログフィルタ回路26Aで構成することで、例えば、検出効率に反比例するように形成された時定数のフィルタを容易に実現できる。一方、フィルタ27,28,29をディジタルフィルタ27B,28B,29Bを適用したディジタルフィルタ回路26Bで構成することで、例えば、検出効率に反比例するように形成された時定数のフィルタを容易にを実現できると共にフィルタの変更等も容易化できる。
【0049】
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態を図8〜図10を参照して説明する。
【0050】
図8に本実施形態を示す放射線測定装置10Bの構成概要図を示す。放射線測定装置10Bは出力安定化手段14Bに第3のフィルタ回路31と、フィルタ回路選択手段32と、放射線強度監視手段33とを備える。この放射線測定装置10Bは、出力安定化手段14Bに第3のフィルタ回路31と、フィルタ回路選択手段32と、放射線強度監視手段33とを備える点以外は、図1に示される放射線測定装置10と異ならないので、放射線測定装置10と同じ構成部品には同じ符号を付して説明を省略する。
【0051】
図8に示される放射線測定装置10Bは、入射する放射線の線量当量を算出する際、図1に示される放射線測定装置10と同様にして放射線の線量当量の算出を行う。この放射線測定装置10Bは、放射線のエネルギおよび強度の時間変化(以下、放射線場の変化とする)に対しても出力を安定させる出力安定化手段14Bを備える。
【0052】
出力安定化手段14Bに備えられる第3のフィルタ回路31は、異なる時定数を有する複数個、例えば、2個の第1のフィルタ回路21A,21Bとを備える。第1のフィルタ回路フィルタ21Bのフィルタ22B,23B,24Bの時定数は、第1のフィルタ回路フィルタ21Aのフィルタ22A,23A,24Aの時定数に対して各々k(以下、このkを時定数倍率とする)倍に設定される。つまり、これらのフィルタの時定数をフィルタ22A,23A,24Aがτa,τa’,τa”,フィルタ22B,23B,24Bがτb,τb’,τb” (但し、a≠b)とすれば、フィルタ22Bの時定数τb=kτaとなり、フィルタ23Bの時定数τb’=kτa’となる。尚、kは0より大きい正の定数とする(但し、1を除く)。
【0053】
図9に第1のフィルタ回路21A,21Bが備えるフィルタ22A,23A,24Aおよび22B,23B,24Bのフィルタ出力と時定数の関係を示す。
【0054】
図9に例示される第1のフィルタ回路21A,21Bのフィルタ出力と時定数の関係では、フィルタ22B,23B,24Bの時定数が、フィルタ22A,23A,24Aの時定数よりも大きく設定されている。すなわち、時定数倍率kはk>1で設定されている。
【0055】
フィルタ回路選択手段32は2個の第1のフィルタ回路21A,21Bから放射線強度の変化に応じて、適切な時定数を有する第1のフィルタ回路21Aまたは第1のフィルタ回路21Bを選択する。フィルタの選択手段32は、放射線場の変化が大きい際には時定数の短いフィルタを有するフィルタ回路21Aを選択し、フィルタ回路21Aの中から入射した放射線エネルギに対して最適な時定数のフィルタ1個を選択する。
【0056】
一方、放射線場の変化が小さい際には時定数の長いフィルタを有するフィルタ回路21Bを選択し、フィルタ回路21Bの中から入射した放射線エネルギに対して最適な時定数のフィルタ1個を選択する。
【0057】
放射線強度監視手段33は、放射線強度の変化を監視し、フィルタ回路選択手段32がフィルタを選択するための情報、すなわち、放射線強度の変化の大小を判断する。
【0058】
図10を用いて放射線強度監視手段33の放射線強度の変化の監視について説明する。図10は放射線強度と入射した放射線の計数率との関係を示す説明図である。放射線強度監視手段33は、入射した放射線の計数率と放射線強度の関係をあらかじめ求めておき、得られた計数率の変化から放射線強度の変化を算出する。
【0059】
第3実施形態によれば、放射線測定装置10Bの出力を安定させる出力安定化手段14Bとして、例えば、フィルタ出力が検出効率に反比例するように形成されたフィルタを有する第1のフィルタ回路21を異なる時定数倍率に設定し、複数個を並列接続して備える第3のフィルタ回路31と、放射線強度の変化に対して適切な時定数のフィルタ回路を選択するフィルタ回路選択手段32と、放射線強度の変化の大小を監視する放射線強度監視手段33とを備えることで、線量当量算出の際に放射線場の変化に対しても入力に対して追従の良い出力を実現し、応答速度を損なうことなく、安定した出力が得られる。
【0060】
[第4実施形態]
本発明の第4実施形態を図11を参照して説明する。図11に本実施形態を示す放射線測定装置10Cの構成概要図を示す。放射線測定装置10Cは、出力安定化手段14Cに第3のフィルタ回路31と、放射線強度監視手段33と、フィルタ回路重み付け演算手段35とを備えている。
【0061】
放射線測定装置10Cは、出力安定化手段14Cに第3のフィルタ回路31と、放射線強度監視手段33と、フィルタ回路重み付け演算手段35とを備える点以外は、図1に示される放射線測定装置10と異ならない。また、出力安定化手段14Cは、図8に示される放射線測定装置10Bが備える出力安定化手段14Bに対して、フィルタ回路選択手段32ではなく、フィルタ回路重み付け演算手段35を備える点以外は異ならない。このため、放射線測定装置10および放射線測定装置10Bと同じ構成部品には同じ符号を付して説明を省略する。
【0062】
図10に示される放射線測定装置10Cは、第3の実施形態を示す放射線測定装置10Bと同様に放射線場の変化に対しても出力を安定させる出力安定化手段14Cを備える。
【0063】
出力安定化手段14Cは入射エネルギ算出手段13からの出力を第3のフィルタ回路31を通して、フィルタ回路重み付け演算手段35に入力し、重み付け演算後、積算手段としての積算器15へ出力する。
【0064】
フィルタ回路重み付け演算手段35は、第3のフィルタ回路31が備える2個の第1のフィルタ回路21A,21Bの両方からの出力が入力される。フィルタ回路重み付け演算は、第1のフィルタ回路21Aの出力と、第1のフィルタ回路21Bの出力とを両者の加算比率を可変させて加算することで行う。また、2個の第1フィルタ回路21A,21Bに対する加算比率は合計で100%に設定され、第3のフィルタ回路31の入力値と出力値が同じとなるよう形成される。
【0065】
2個の第1フィルタ回路21A,21Bの加算比率は、放射線強度監視手段33で監視している放射線強度の変化の大小に応じて変化させる。より具体的には、第3のフィルタ回路31が備える2個の第1のフィルタ回路21A,21Bに対し、放射線場の変化が大きい際には時定数の短いフィルタを有するフィルタ回路21Aの加算比率を、例えば90%と大きくし、他方のフィルタ回路21Bの加算比率を、例えば10%と小さくする。一方、放射線場の変化が小さい際には時定数の長いフィルタを有するフィルタ回路21Bの加算比率を、例えば90%と大きくし、他方のフィルタ回路21Aの加算比率を、例えば10%と小さくする。
【0066】
図10に示される放射線測定装置10Cは、出力安定化手段14Cのフィルタ回路重み付け演算手段35で第3のフィルタ回路31に備えられるフィルタ回路21A,21Bの加算比率を変化させることで、線量当量算出の際に、放射線場の変化に対しても入力に対して追従の良い出力を実現し、応答速度を損なうことなく、安定した出力が得られる。
【0067】
第4実施形態によれば、放射線測定装置10Cの出力を安定させる出力安定化手段14Cとして、フィルタ出力が検出効率に反比例するように形成されたフィルタを有する第1のフィルタ回路21を異なる時定数倍率に設定し、複数個を並列接続して備える第3のフィルタ回路31と、放射線強度の変化の大小を監視する放射線強度監視手段33と、放射線場の変化に対して複数の第1のフィルタ回路に重み付けを行うフィルタ回路重み付け演算手段35とを備えることで、線量当量算出の際に、放射線場の変化に対しても入力に対して追従の良い出力を実現し、応答速度を損なうことなく、安定した出力が得られる。
【0068】
【発明の効果】
上述したように、本発明に係る放射線測定装置では、出力安定化手段を備え、この出力安定化手段として、入射する放射線の検出効率に応じた時定数を有し、出力が一定値のフィルタを有する第1のフィルタ回路を設けることで、放射線の線量当量算出の際に、放射線検出器の小型化要求および応答速度を犠牲にすることなく安定した出力が得られる。
【0069】
また、前記出力安定化手段として、フィルタ出力が放射線の入射してからの経過時間との関数で表わされるフィルタを有する第2のフィルタ回路を設けることで、線量当量算出の際に多様な応答を実現し、かつ、放射線検出器の小型化要求および応答速度を犠牲にすることなく安定した出力が得られる。一方、第2のフィルタ回路をアナログフィルタおよびディジタルフィルタの少なくとも一方を有する構成とすることで、フィルタ出力の多様な応答の実現およびフィルタの変更が容易となる。
【0070】
さらに、前記出力安定化手段として、複数の第1のフィルタ回路を有する第3のフィルタ回路と、フィルタ回路選択手段と、放射線強度監視手段とを設けることで、線量当量算出の際に放射線場の変化に対しても入力に対して、追従の良い出力を実現し、放射線検出器の小型化要求および応答速度を犠牲にすることなく安定した出力が得られる。尚、フィルタ選択回路の代わりにフィルタ回路重み付け演算手段を用いても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す放射線測定装置の構成概要図。
【図2】(A)は放射線の入射エネルギと検出効率との関係を示す説明図、(B)は放射線の入射エネルギと重み付け係数との関係を示す説明図。
【図3】(A)は放射線の入射エネルギE1で適用されるフィルタの場合、(B)は放射線の入射エネルギE2で適用されるフィルタの場合、(C)は入射した放射線の入射エネルギE3で適用されるフィルタの場合における放射線が入射してからの経過時間とフィルタ出力との関係を示す説明図。
【図4】本発明の第2実施形態を示す放射線測定装置の構成概要図。
【図5】本発明の第2実施形態を示す放射線測定装置に備えられる第2のフィルタ回路のフィルタにおいてフィルタ出力と経過時間の関係を示す説明図。
【図6】アナログフィルタを適用した第2のフィルタ回路の構成概要図。
【図7】ディジタルフィルタの適用した第2のフィルタ回路の構成概要図。
【図8】本発明の第3実施形態を示す放射線測定装置の構成概要図。
【図9】本発明の第3実施形態を示す放射線測定装置に備えられる第3フィルタ回路において、並列接続されたフィルタ回路のフィルタ出力と経過時間の関係を示す説明図。
【図10】放射線強度と計数率の関係を示す説明図。
【図11】本発明の第4実施形態を示す放射線測定装置の構成概要図。
【図12】従来の放射線測定装置の構成概要図。
【符号の説明】
10 放射線測定装置
11 放射線検出器(放射線検出手段)
12 検出エネルギ算出手段
13 入射エネルギ算出手段
14 出力安定化手段
15 積算器(積算手段)
17 プリアンプ
18 波高分析器
19 重み付け演算器
21 第1のフィルタ回路
22 入射エネルギE1に対して適用される時定数τ1を有する出力一定のフィルタ
23 入射エネルギE2に対して適用される時定数τ2を有する出力一定のフィルタ
24 入射エネルギE3に対して適用される時定数τ3を有する出力一定のフィルタ
26 第2のフィルタ回路
27 入射エネルギE1に対して適用される出力が入射してからの経過時間で変化するフィルタ
28 入射エネルギE2に対して適用される出力が入射してからの経過時間で変化するフィルタ
29 入射エネルギE3に対して適用される出力が入射してからの経過時間で変化するフィルタ
31 第3のフィルタ回路
32 フィルタ回路選択手段
33 放射線強度監視手段
35 フィルタ回路重み付け演算手段
Claims (6)
- 放射線を検出する放射線検出手段と、検出された放射線のエネルギを算出する検出エネルギ算出手段と、検出された放射線のエネルギの算出結果に重み付け演算を行い、入射した放射線のエネルギを算出する入射エネルギ算出手段と、所定時間の入射エネルギを積算する積算手段とを具備する放射線測定装置において、
入射する放射線の検出効率と時定数との積が所定の一定値となる複数のフィルタを有し、前記複数のフィルタはそれぞれ異なる時定数を有し、測定の際、前記入射エネルギ算出手段が入射する放射線のエネルギを算出した結果に基づいて入射する放射線の測定に適した時定数を有する一のフィルタを選択するように構成されるフィルタ回路をさらに備えることを特徴とする放射線測定装置。 - 前記フィルタは、その出力は放射線が入射してからの経過時間の関数で表され、当該関数を経過時間まで積分して得られた値がフィルタ出力と同一となるように構成されることを特徴とする請求項1記載の放射線測定装置。
- 前記フィルタ回路は、アナログフィルタおよびディジタルフィルタの少なくとも一方で形成されることを特徴とする請求項1記載の放射線測定装置。
- それぞれ異なる時定数を有する複数個の前記フィルタ回路と、
放射線強度の変化を監視する放射線強度監視手段と、
前記放射線強度監視手段が監視した放射線強度の変化に応じて前記フィルタ回路の中から最適な一のフィルタ回路を選択するフィルタ回路選択手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の放射線測定装置。 - それぞれ異なる時定数を有する複数個の前記フィルタ回路と、
放射線強度の変化を監視する放射線強度監視手段と、
前記放射線強度監視手段が監視した放射線強度の変化に応じて前記フィルタ回路の出力を重み付けして出力するフィルタ回路重み付け演算手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の放射線測定装置。 - 前記放射線強度監視手段は、入射した放射線強度と計数率との関係から計数率の変化を監視し、放射線強度の変化を算出することを特徴とする請求項4または5記載の放射線測定装置。
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