JP6448466B2

JP6448466B2 - 放射性ガスモニタリング装置

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Publication number: JP6448466B2
Application number: JP2015103380A
Authority: JP
Inventors: 俊英相場; 茂木　健一; 健一茂木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2035-05-21
Also published as: JP2016217891A; US9435899B1

Description

この発明は、放射性ガスモニタリング装置に関し、特に、サンプリングガスから放出される放射線を検知する放射性ガスモニタリング装置に関するものである。

加圧水型原子力発電所の格納容器には、１次冷却材の漏洩を検知するために放射性ガスモニタリング装置が設置されている。格納容器の内部に漏洩した１次冷却材は、容器内部で空気中に拡散し、その空気が試料ガスとして検出部の試料容器にサンプリングされる。試料ガスに含まれている核***生成物（放射性希ガス）はβ線を放出する。放射性ガスモニタリング装置は、このβ線を放射線検出器で検出する。

放射線モニタに関する日本の国内指針として「原子力発電所放射線モニタリング指針ＪＥＡＧ(Japan Electric Association Guide)４６０６−２００３」が定められている。放射性ガスモニタリング装置は、検出器から出力される検出信号パルスから計数率を測定部で算出する。計数率が設定されたレベル以上になったら警報を発信して運転員に報知すると共に、その警報をインターロック信号として必要な系統隔離が自動で行われる。

代表的な放射性核種は、原子炉に装填されている燃料の被覆管の状態に依存する。すなわち燃料破損率が大きい場合、放射性希ガス（Ｘｅ−１３３、Ｘe−１３５、Ｋｒ−８５など）が主要な測定対象となる。燃料破損率が小さくなるに伴って核***生成物の濃度が下がることで放射化物質のＦ−１８等が顕在化する形で優勢になってくる。一般に、放射性ガスモニタリング装置は、放射性希ガスから放出されるβ線を、プラスチックシンチレーション放射線検出器で検出している（例えば特許文献１から６を参照）。

特開２０１０−１４５３１９号公報特開昭６２−４９２８２号公報特開昭６２−２２８１８６号公報特開平１−２５０８８３号公報特開２０１１−３３７１６７号公報特開２００７−２２５５６９号公報

以上のように、放射性ガスモニタリング装置は核***生成物の放射性希ガスを測定対象としているので、燃料の品質および燃料破損率が漏洩検知感度に影響する。燃料の品質向上は漏洩検知感度を低下させるため、燃料破損率の漏洩検知感度への影響を抑制することが必要とされている。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃料破損率が小さい状況においても格納容器内における１次冷却材の漏洩を確実にかつ安定して検知できる放射性ガスモニタリング装置を提供することを目的とする。

この発明に係わる放射性ガスモニタリング装置は、試料ガスが導入される試料容器と、試料容器に導入された試料ガスから放出される放射線を検出して第１の検出信号パルスを出力するプラスチックシンチレーション検出器と、試料容器に導入された試料ガスから放出される放射線を検出して第２の検出信号パルスを出力する無機結晶シンチレータ検出器と、第１の検出信号パルスから第１の計数率を演算して出力すると共に、この第１の計数率が予め設定されている第１のレベルよりも大きくなると第１の警報を出力し、第１のレベルよりも大きい第２のレベルよりも大きくなると第２の警報を出力する第１測定部と、第２の検出信号パルスから第２の計数率を演算して出力すると共に、この第２の計数率が予め設定されている第３のレベルよりも大きくなると第３の警報を出力する第２測定部と、を備えていて、前記第２測定部は、０．５１１ＭｅＶにウィンドウの中心が設定されていて、前記第３のレベルとバックグラウンド計数率を加算した値の１／２を第４のレベルとすると、前記第２測定部は、前記第２の計数率を、この第４のレベルまでは測定時間一定で演算し、この第４のレベルを超えると標準偏差一定で演算することを特徴とする。

この発明に係わる放射性ガスモニタリング装置は、陽電子消滅γ線を検出して第２の検出信号パルスを出力する放射線検出器（無機結晶シンチレータ検出器）を有する。第２測定部は第２の検出信号パルスを入力して第２の計数率を測定して出力すると共に、第２の計数率が設定したレベル以上になったら警報を出力するので、格納容器内における１次冷却材の漏洩を燃料破損率に依存しない安定した検出感度で確実に検知できる。

この発明に係わる放射性ガスモニタリング装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係わる第１測定部の構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係わる第２測定部の構成を示す図である。この発明に係わる式（１）〜式（６）を説明する図である。この発明に係わる式（７）〜式（１２）を説明する図である。波高スペクトルにおけるガンマ線エネルギーとカウントの関係を示す図である。この発明の実施の形態２に係わる第１測定部の構成を示す図である。この発明の実施の形態２に係わる第２測定部の構成を示す図である。この発明の実施の形態３に係わる第２測定部の構成を示す図である。この発明の実施の形態３に係わる計数率の応答特性を示す図である。この発明の実施の形態４に係わる第２測定部の構成を示す図である。この発明の実施の形態４に係わるゲイン制御動作を説明する図である。

本発明の実施の形態に係わる放射性ガスモニタリング装置について、図を参照しながら以下に説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付しており、対応する各構成部のサイズや縮尺はそれぞれ独立している。例えば構成の一部を変更した断面図の間で、変更されていない同一構成部分を図示する際に、同一構成部分のサイズや縮尺が異なっている場合もある。また、放射性ガスモニタリング装置の構成は、実際にはさらに複数の部材を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、他の部分については省略している。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は、実施の形態１に係わる放射線ガスモニタリング装置の構成を示している。放射線ガスモニタリング装置１００は、検出部１、第１測定部２および第２測定部３から構成されている。検出部１において、試料容器１１は、格納容器５からサンプリングされた空気（試料ガス）を入口ノズル１１１から導入し、一定容積を確保しながら通流させて出口ノズル１１２から排出する。第１の放射線検出器１２は試料ガスに含まれる放射線希ガスから放出されるβ線を検出して第１の検出信号パルスを出力する。第２の放射線検出器１３は試料ガスに含まれるＦ−１８等から放出される陽電子消滅γ線を検出する。遮蔽体１４は、環境γ線から遮蔽するために、試料容器１１、第１の放射線検出器１２、第２の放射線検出器１３を囲繞している
。

第１の放射線検出器１２は、β線の入射面が試料ガスに接しており、試料容器１１の上部でバウンダリを構成している。第２の放射線検出器１３は、試料容器１１の側面に外側から近接して配置されている。第１の放射線検出器１２としては、入手が容易でかつβ線に対して感度が高く、γ線に対して相対的に感度が低いプラスチックシンチレーション検出器が適用できる。第２の放射線検出器１３としては、入手が容易でかつ入射したγ線から吸収したエネルギーに比例した波高値の検出信号パルスを出力する無機結晶シンチレータ検出器が適用できる。無機結晶シンチレータとしては、入手が容易で廉価な、円柱状ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを好適に使用しているが、ＢＧＯ（Ｂｉ_４Ｇｅ_３Ｏ_１）シンチレータ、ＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータ等も、また形状としては球状のものも適用可能である。

図２は、実施の形態１に係わる第１測定部２の構成を示している。パルス増幅器２１は、第１の放射線検出器１２が出力する第１の検出信号パルス（第１のデジタルパルス）を入力して増幅する。波高弁別器２２はその増幅された第１の検出信号パルスを入力して設定されたノイズ波高レベル以上のものを波高弁別してデジタルパルスを出力する。計数器２３はそのデジタルパルスを計数して第１の計数値（Ｎ１）を出力する。演算部２４において、計数率演算機能部２４１は第１の計数値を入力して第１の計数率（ｎ１）を演算して出力する。注意警報判定機能部２４２は第１の計数率が予め設定されている第１の注意警報レベル（第１のレベル）以上になったら第１の注意警報（第１の警報）を出力する。高警報判定機能部２４３は第１の注意警報より上に設定された高警報レベル（第２のレベル）以上になったら高警報（第２の警報）を出力する。インターフェース部２４４は、中央制御室と繋がっており、演算部２４の入出力を制御する。表示・操作部２５は演算部２４の出力を表示すると共に、これを介して演算部２４の設定を行うことができる。

図３は、実施の形態１に係わる第２測定部３の構成を示している。パルス増幅器３１は第２の放射線検出器１３が出力する第２の検出信号パルス（第２のデジタルパルス）を入力して増幅する。シングルチャンネル波高弁別器３２はその増幅された第２の検出信号パルスを入力して設定されたウィンドウに入るものを波高弁別してデジタルパルスを出力する。計数器３３はそのデジタルパルスを計数して第２の計数値（Ｎ２）を出力する。演算部３４において、計数率演算機能部３４１は第２の計数値を入力して第２の計数率（ｎ２）を演算して出力する。注意警報判定機能部３４２は第２の計数率が予め設定されている第２の注意警報レベル（第３のレベル）以上になったら第２の注意警報（第３の警報）を出力する。インターフェース部３４４は、中央制御室と繋がっており、演算部３４の入出力を制御する。表示・操作部３５は演算部３４の出力を表示すると共に、これを介して演算部３４の設定を行うことができる。

計数率演算機能部２４１において、標準偏差をσ１、時定数をτ１、定周期時間を△Ｔ、測定時間をＴ１とし、前回の演算周期の関連値を（前回）、今回の演算周期の関連値を（今回）で表すと、図４に示す式（１）〜式（６）のような関係が成立する。すなわち、第１測定部の時定数τ１が第１の計数率（ｎ１）に反比例するように制御されることにより、第１の計数率の標準偏差σ１は第１の計数率（ｎ１）に依存しないで一定になる。第１の計数率（ｎ１）のプラス側への変化に対しては測定時間Ｔ１が短くなると共にゆらぎが大きくなる。第１の計数率（ｎ１）のマイナス側への変化に対しては測定時間Ｔ１が短くなると共にゆらぎが小さくなる。

計数率演算機能部３４１における各定数は、第１の計数率ｎ１を第２の計数率ｎ２に、標準偏差σ１を標準偏差σ２に、時定数τ１を時定数τ２に、第１の計数値Ｎ１を第２の計数値Ｎ２に、測定時間Ｔ１を測定時間Ｔ２に置き換えたものである。すなわち、図５に示す式（７）〜式（１２）が成立する。計数率演算機能部２４１と同様に、第２測定部の時定数τ２が第２の計数率（ｎ２）に反比例するように制御されることにより、第２の計数率の標準偏差σ２は第２の計数率（ｎ２）に依存しないで一定になる。第２の計数率（ｎ２）のプラス側への変化に対しては測定時間Ｔ２が短くなると共にゆらぎが大きくなる。第２の計数率（ｎ２）のマイナス側への変化に対しては測定時間Ｔ２が短くなると共にゆらぎが小さくなる。

図６は１次冷却材（燃料）の漏洩の有無による波高スペクトルの変化を模式的に示したものである。燃料破損なしの１次冷却材は、理想的な状態にあるものとする。波高スペクトルａはバックグラウンドのスペクトルであり、波高スペクトルｂは漏洩ありのスペクトルである。燃料破損がない場合は、１次冷却材の水分子を構成する酸素原子Ｏ−１６の同位体Ｏ−１８が原子炉内でＯ−１８（ｐ，ｎ）Ｆ−１８反応で放射化され、生成されたＦ−１８が支配的核種となる。その崩壊で放出される陽電子が消滅する際に放出される同一エネルギーを有する２本のγ線（０．５１１ＭｅＶ）は第２の放射線検出器１３に吸収される。このγ線の吸収エネルギーに対応するスペクトルの光電吸収（全エネルギー吸収）部位にウィンドウ（例えば０．５１１ＭｅＶ±５％）を設定する。シングルチャンネル波高弁別器３２では、そのウィンドウに入る波高のものが波高弁別される。

なお、ここでは燃料破損なしという極端な場合の波高スペクトルを示している。実際にはスペクトルにおける面積は小さいにしても、核***生成物のγ線が波高スペクトルに重畳される。このためウィンドウを狭くするとバックグラウンド計数率が小さくなり、バックグラウンド計数率に対するＦ−１８の正味計数率の比が大きくなって検出感度が高くなる。ただし、ウィンドウを狭くし過ぎるとＦ−１８の正味計数の変化がゆらぎの中に隠れるので、逆に検出感度が低くなる。以後、バックグラウンドをＢＧ、その状態を（ＢＧ）で示すことにする。

第１の計数率（ＢＧ）及び第２の計数率（ＢＧ）は、遮蔽体１４の厚み、環境γ線の強度、第１の放射線検出器１２及び第２の放射線検出器１３を構成するそれぞれのシンチレータの寸法（体積）とγ線感度により異なる。例えば、第１の計数率（ＢＧ）を５０ｃｐｍとすると、第１の計数率は標準偏差σ１を０．０２６（＝一定）として演算される。同様に、第２の計数率（ＢＧ）を５ｃｐｍとすると、第２の計数率は標準偏差σ２を０．０５２（＝一定）として演算される。第１の計数率（ＢＧ）が５０ｃｐｍのときの時定数τ１（ＢＧ）は約１５分となり、第２の計数率（ＢＧ）が５ｃｐｍのときの時定数τ２（ＢＧ）は約３７分となる。

注意警報レベルを標準偏差の約１０倍程度上に設定すれば誤警報の確率は無視できる。例えば、第１の注意警報レベルは約６０ｃｐｍ｛＝５０ｃｐｍ×（１＋１０×０．０２６）｝に設定される。同様に、第２の注意警報レベルは約８ｃｐｍ｛＝５ｃｐｍ×（１＋１０×０．０５２）｝に設定される。この時の正味計数率は第１の計数率で約１０ｃｐｍ、第２の計数率で約３ｃｐｍである。計数率（ＢＧ）が標準偏差σの３倍を超えて上昇すると、その変化は測定対象放射線の増加とみなされる。この時の正味計数率は第１の計数率で約４ｃｐｍ、第２の計数率で約１ｃｐｍである。トレンドにおいて、計数率（ＢＧ）の変化に相当する中心値の変化は容易に目視確認が可能である。

検出効率（ｃｐｍ／Ｂｑ・ｃｍ^−３）は第２の計数率に比べて第１の計数率が１桁程度大きい。したがって、燃料破損率が大きくて１次冷却材中の核***生成物としての放射性希ガス濃度が高い場合は、第１の計数率が速い応答で指示上昇する。一方、１次冷却材中のＦ−１８の濃度は、プラント運転出力に依存する。プラント出力が一定の通常運転の場合には、Ｆ−１８の濃度は、１次冷却材の漏洩に対して破損燃料率に依存しないので、１次冷却材の漏洩量に比例する安定した感度で漏洩検知できる。

以上のように、格納容器内の１次冷却材漏洩を早期にかつ確実に検知するという放射性ガスモニタリング装置の目的に対し、燃料破損率が大きくて１次冷却材中の核***生成物としての放射性希ガス濃度が高い場合には第１の計数率測定と第１の注意警報が速い応答で有効に作用して１次冷却材の漏洩を検知する。更にＦ−１８をターゲットにした第２の計数率測定と第２の注意警報レベルを設けることにより、格納容器内における１次冷却材の漏洩を燃料破損率に依存しない安定した検出感度で確実に検知できる。

本実施の形態に係わる放射性ガスモニタリング装置は、サンプリングされた格納容器内の空気を試料ガスとして導入し、試料ガスに含まれる放射性核種から放出されるβ線を検出して第１の検出信号パルスを出力する第１の放射線検出器、試料ガスに含まれる放射性核種から放出される陽電子消滅γ線を検出して第２の検出信号パルスを出力する第２の放射線検出器を有する検出部と、第１の検出信号パルスを入力して第１の計数率を測定して出力すると共に、第１の計数率が設定した注意警報レベル以上になったら注意警報を出力し、この注意警報より上に設定された高警報レベルになったら高警報を出力する第１測定部と、第２の検出信号パルスを入力して第２の計数率を測定して出力すると共に、第２の計数率が設定した注意警報レベル以上になったら注意警報を出力する第２測定部と、を備えている。

また、本実施の形態に係わる放射性ガスモニタリング装置において、第２測定部は、第２の検出信号パルスに対し、陽電子消滅γ線のピーク波高スペクトルに対応したウィンドウ（例えば０．５１１ＭｅＶ±５％）を有し、しかもそのウィンドウに入る波高のものを弁別してデジタルパルスを出力するシングルチャンネル波高弁別器を備え、そのデジタルパルスに基づき計数率を測定する。すなわち第２測定部は、０．５１１ＭｅＶにウィンドウの中心が設定されている。

実施の形態２．
なお、実施の形態１では、第１測定部２における計数器２３は、波高弁別器２２から出力されたデジタルパルスを計数して第１の計数値を出力し、演算部２４の計数率演算機能部２４１はその第１の計数値を入力して第１の計数率を演算するようにした。また、第２測定部３において、計数器３３はシングルチャンネル波高弁別器３２から出力されたデジタルパルスを計数して第２の計数値を出力し、演算部３４の計数率演算機能部３４１はその第２の計数値を入力して第２の計数率を演算して出力するようにした。実施の形態２では、第１測定部２において、計数器２３は加減積算回路２６に置き換えられている。同様に、第２測定部３において、計数器３３は加減積算回路３６に置き換えられている。

本実施の形態に係わる第１測定部２の構成を図７に基づいて説明する。加減積算回路２６において、アップダウンカウンタ２６１は第１のデジタルパルスを加算入力に入力し、減算入力に負帰還パルス発生回路２６２の出力を入力して、第１の加減積算値を出力する。負帰還パルス発生回路２６２はその第１の加減積算値を入力して第１の加減積算値の指数関数で応答する繰り返し周波数の負帰還パルスを発生して出力する。積算制御回路２６３はアップダウンカウンタ２６１において加算入力及び減算入力が重み付けされて計数されるように制御する。例えば１パルスを１倍、４倍、１６倍、３２倍、６４倍のいずれかを選択して重み付けることにより、負帰還パルス発生回路２６２から出力される負帰還パルスの繰り返し周波数の応答の時定数τ１は重み付けに反比例する。

計数率演算機能部２４１は、第１の加減積算値を入力して第１の計数率を演算して出力する。加減積算値の計数の重み付けの効果により、第１の計数率は、時定数τ１に反比例して応答する。アップダウンカウンタ２６１の加算入力と減算入力がバランスした今回の演算周期の第１の加減積算値をＭ１（今回）、定数をλとすると、今回の演算周期の第１の計数率ｎ１（今回）は式（１３）で演算される。
第１の計数率（今回）＝ｅｘｐ｛λ・Ｍ１（今回）｝（１３）

このようにして、実施の形態１と同様に第１の計数率（ｎ１）の標準偏差σ１は第１の計数率（ｎ１）に依存しないで一定になる。第１の計数率（ｎ１）のプラス側への変化に対しては測定時間が短くなると共にゆらぎが大きくなる。第１の計数率（ｎ１）のマイナス側への変化に対しては測定時間が短くなると共にゆらぎが小さくなる。

本実施の形態に係わる第２測定部３の構成を図８に基づいて説明する。加減積算回路３６において、アップダウンカウンタ３６１は第２のデジタルパルスを加算入力に入力し、減算入力に負帰還パルス発生回路３６２の出力を入力して、第２の加減積算値を出力する。負帰還パルス発生回路３６２はその第２の加減積算値を入力して第２の加減積算値の指数関数で応答する繰り返し周波数の負帰還パルスを発生して出力する。積算制御回路３６３はアップダウンカウンタ３６１において加算入力及び減算入力が重み付けされて計数されるように制御する。例えば１パルスを１倍、４倍、１６倍、３２倍、６４倍のいずれかを選択して重み付けることにより、負帰還パルス発生回路３６２から出力される負帰還パルスの繰り返し周波数の応答の時定数τ２は重み付けに反比例する。

加減積算回路３６の定数については、上記の第１の加減積算値Ｍ１を第２の加減積算値Ｍ２に、第１の計数率（ｎ１）を第２の計数率（ｎ２）に読み替えるものとする。上記の構成要素記号の頭を２から３に置き換えることにより、第２の加減積算値は、第１の加減積算値と同等の構成及び動作が可能である。すなわち、式（１４）が成立する。
第２の計数率（今回）＝ｅｘｐ｛λ・Ｍ２（今回）｝（１４）

このようにして、実施の形態１と同様に第２の計数率（ｎ２）の標準偏差σ２は第２の計数率（ｎ２）に依存しないで一定になる。第２の計数率（ｎ２）のプラス側への変化に対しては測定時間が短くなると共にゆらぎが大きくなる。第２の計数率（ｎ２）のマイナス側への変化に対しては測定時間が短くなると共にゆらぎが小さくなる。

以上のように本実施の形態に係わる放射性ガスモニタリング装置は、第１測定部２に時定数τ１で応答する加減積算回路２６と、第２測定部３に時定数τ２で応答する加減積算回路３６を備えている。その出力の加減積算値に基づき計数率（ｎ１およびｎ２）を、その標準偏差（σ１およびσ２）が一定になるように演算するようにしたので、実施の形態１における計数器２３、３３の制御セットと制御リセットに関係して高計数率で発生する測定誤差を抑制できる。

実施の形態３．
実施の形態３に係わる放射性ガスモニタリング装置を図に基づいて説明する。図９は第２測定部３の構成を示している。本実施の形態では、演算部３４の計数率演算機能部３４１ａは、バックグラウンド計数率Ｂ（ＢＧ）と第２の注意警報レベル（第３のレベル）Ａを加算した値の１／２をＣとしたときに、レベルＣ（第４のレベル）を境界にして第２の計数率の演算方法を切り換えるようにしたものである。すなわち、レベルＣになるまでは測定時間一定で第２の計数率を演算し、その値を超えたら標準偏差一定で第２の計数率を演算する。

本実施の形態に係わる第２の計数率の応答特性を図１０に示す。計数率演算機能部３４１ａは、第２の計数率がレベルＣになるまでは設定した測定時間Ｔ２に対応して記憶されている直近の計数値列を更新すると共に、その計数値列の計数値を積算した積算値を測定時間Ｔ２で除して第２の計数率を求めて出力する。第２の計数率がレベルＣを超えたら、計数率の標準偏差が一定になるように第２の計数率を求めて出力する。計数率が低下する場合の切り戻しは、例えば、（Ａ＋Ｂ）／２を境界とすることによりハンチングを防止する。

以上のように第２の計数率について、通常のゆらぎをカバーする範囲については測定時間一定で計数率を演算して計数率の分布をガウス分布に近い状態としている。測定対象の放射線により注意警報レベルに近づいたら標準偏差一定で演算して計数率に反比例して応答が速くなるように計数率を自動で切り換えるようにしている。このため、応答性にほとんど影響しないようにして注意警報の誤発信を防止できる。

本実施の形態に係わる放射性ガスモニタリング装置によれば、第２測定部は、設定されたバックグラウンド計数率と設定された注意警報レベルを加算した値の１／２になるまでは設定された測定時間一定で計数率を演算し、その値を超えたら第２の計数率の標準偏差が一定になるように計数率を演算することを特徴とする。

実施の形態４．
実施の形態４に係る第２測定部の構成を図１１に示す。第２測定部３は、新規にＡ／Ｄ変換器３７とＤ／Ａ変換器３８を備えている。更に演算部３４は新規にスペクトル生成機能部３４５とゲイン補償機能部３４６を備えている。パルス増幅器３１は外部からのアナログ制御信号を入力してゲインを制御できるようになっているものであり、第２の検出信号パルスを入力して増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換器３７はその増幅された第２の検出信号パルスを入力して波高値を測定して出力する。スペクトル生成機能部３４５はその波高値を入力して波高スペクトルを生成する。

第２の放射線検出器１３はγ線を放出する天然放射性核種Ｋ−４０を含んでいる。ゲイン補償機能部３４６はスペクトル生成機能部３４５が生成した波高スペクトルを入力して、天然放射性核種Ｋ−４０のγ線スペクトルピーク位置（１．４６１ＭｅＶ）が一定になるように制御データをＤ／Ａ変換器３８に出力する。Ｄ／Ａ変換器３８は入力した制御データをアナログ制御信号に変換して出力する。パルス増幅器３１はそのアナログ制御信号を入力してゲインを制御することにより、第２の放射線検出器１３からパルス増幅器３１までのシステムとしてのゲインを一定に制御できる。

図１２はゲイン補償機能部３４６のゲイン補償動作を説明するものである。波高スペクトルｃは、天然放射性核種Ｋ−４０から放出されるγ線スペクトルの要部を示している。符号ＰはＫ−４０のγ線スペクトルピーク位置（１．４６１ＭｅＶ）を示し、符号△Ｐは符号Ｐを中心としたマイナス側とプラス側のウィンドウの幅を示している。例えばＰ−△Ｐ〜Ｐの計数値（波高スペクトルｄ）とＰ〜Ｐ＋△Ｐの計数値（波高スペクトルｅ）が等しくなるように、パルス増幅器３１のゲインを補償して符号Ｐの位置を一定に制御する。

以上のように、本実施の形態による放射性ガスモニタリング装置によれば、Ｋ−４０のγ線スペクトルピーク位置（１．４６１ＭｅＶ）が一定になるように制御する。第２の放射線検出器１３のドリフトを補償してγ線のエネルギーとパルス増幅器３１で増幅された検出信号パルスの波高値の関係を安定化できると共に、シングルチャンネル波高弁別器３２のウィンドウを最適化してバックグラウンド計数率を最小化できるので、高信頼かつ高感度で漏洩検知を行うことができる。

本実施の形態に係わる放射性ガスモニタリング装置において、第２測定部は、第２の検出信号パルスを入力して増幅するパルス増幅手段と、その増幅した第２の検出信号パルスのスペクトルを測定し、第２の放射線検出器に含まれる天然のＫ−４０のγ線１．４６１ＭｅＶのピークスペクトル位置が一定になるようにパルス増幅手段ゲインを制御するゲイン制御手段と、増幅した第２の検出信号パルスに基づき計数率を演算して出力する計数率演算手段を備えたことを特徴とする。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１検出部、１１試料容器、１１１入口ノズル、１１２出口ノズル、１２第１の放射線検出器、１３第２の放射線検出器、１４遮蔽体、２第１測定部、３第２測定部、２１パルス増幅器、３１パルス増幅器、２２波高弁別器、２３計数器、３３計数器、２４演算部、３４演算部、２４１計数率演算機能部、３４１計数率演算機能部、２４２注意警報判定機能部、３４２注意警報判定機能部、２４３高警報判定機能部、２４４インターフェース部、３４４インターフェース部、３４５スペクトル生成機能部、３４６ゲイン補償機能部、２５表示・操作部、３５表示・操作部、３２シングルチャンネル波高弁別器、２６加減積算回路、３６加減積算回路、２６１アップダウンカウンタ、３６１アップダウンカウンタ、２６２負帰還パルス発生回路、３６２負帰還パルス発生回路、２６３積算制御回路、３６３積算制御回路、３７Ａ／Ｄ変換器、３８Ｄ／Ａ変換器、５格納容器

Claims

試料ガスが導入される試料容器と、
前記試料容器に導入された試料ガスから放出される放射線を検出して第１の検出信号パルスを出力するプラスチックシンチレーション検出器と、
前記試料容器に導入された試料ガスから放出される放射線を検出して第２の検出信号パルスを出力する無機結晶シンチレータ検出器と、
前記第１の検出信号パルスから第１の計数率を演算して出力すると共に、この第１の計数率が予め設定されている第１のレベルよりも大きくなると第１の警報を出力し、第１のレベルよりも大きい第２のレベルよりも大きくなると第２の警報を出力する第１測定部と、
前記第２の検出信号パルスから第２の計数率を演算して出力すると共に、この第２の計数率が予め設定されている第３のレベルよりも大きくなると第３の警報を出力する第２測定部と、を備えていて、
前記第２測定部は、０．５１１ＭｅＶにウィンドウの中心が設定されていて、
前記第３のレベルとバックグラウンド計数率を加算した値の１／２を第４のレベルとすると、前記第２測定部は、前記第２の計数率を、この第４のレベルまでは測定時間一定で演算し、この第４のレベルを超えると標準偏差一定で演算することを特徴とする放射性ガスモニタリング装置。
試料ガスが導入される試料容器と、
前記試料容器に導入された試料ガスから放出される放射線を検出して第１の検出信号パルスを出力するプラスチックシンチレーション検出器と、
前記試料容器に導入された試料ガスから放出される放射線を検出して第２の検出信号パルスを出力する無機結晶シンチレータ検出器と、
前記第１の検出信号パルスから第１の計数率を演算して出力すると共に、この第１の計数率が予め設定されている第１のレベルよりも大きくなると第１の警報を出力し、第１のレベルよりも大きい第２のレベルよりも大きくなると第２の警報を出力する第１測定部と、
前記第２の検出信号パルスから第２の計数率を演算して出力すると共に、この第２の計数率が予め設定されている第３のレベルよりも大きくなると第３の警報を出力する第２測定部と、を備えていて、
第２測定部は、第２の検出信号パルスを入力して増幅するパルス増幅手段と、その増幅した第２の検出信号パルスのスペクトルを測定し、第２の放射線検出器に含まれる天然のＫ−４０のγ線１．４６１ＭｅＶのピークスペクトル位置が一定になるようにパルス増幅手段ゲインを制御するゲイン制御手段と、増幅した第２の検出信号パルスに基づき計数率を演算して出力する計数率演算手段を備えており、
前記第２測定部は、１．４６１ＭｅＶのピークスペクトル位置が一定になるように前記第２の検出信号パルスから前記第２の計数率を演算することを特徴とする放射性ガスモニタリング装置。
前記第２測定部は、０．５１１ＭｅＶにウィンドウの中心が設定されていることを特徴とする請求項２に記載の放射性ガスモニタリング装置。
前記第１測定部は、前記第１の計数率を標準偏差一定で演算し、
前記第２測定部は、前記第２の計数率を標準偏差一定で演算することを特徴とする請求項３に記載の放射性ガスモニタリング装置。
前記第１の計数率は、前記第１測定部の時定数と反比例しており、
前記第２の計数率は、前記第２測定部の時定数と反比例していることを特徴とする請求項４に記載の放射性ガスモニタリング装置。