JP6656419B2 - Radioactivity distribution measuring device and method - Google Patents

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Description

本発明は、測定対象物内に含まれる放射性物質の分布を測定する放射能分布測定装置及び方法に関する。   The present invention relates to a radioactivity distribution measuring device and method for measuring the distribution of radioactive substances contained in an object to be measured.

従来の放射性物質の放射能分布を測定する手段として、測定対象領域内の放射線源の放射能を測定するガンマカメラがある（例えば、非特許文献１参照）。ガンマカメラは視野角内に存在する放射線源から飛来する放射線（主にγ線やＸ線）を複数の検出器を用いて計測することで、放射線の飛来方向を特定し、放射線源の３次元分布を測定していた。   As a conventional means for measuring the radioactivity distribution of a radioactive substance, there is a gamma camera for measuring the radioactivity of a radiation source in a measurement target area (for example, see Non-Patent Document 1). The gamma camera measures the radiation (mainly γ-rays and X-rays) coming from the radiation source within the viewing angle by using multiple detectors to identify the direction of the radiation and to determine the three-dimensional radiation source. The distribution was being measured.

一般的なガンマカメラでは、視野角内の放射線源の存在する方向は特定できたが、奥行き方向の情報を得ることは困難であった。奥行き方向の測定には測定位置をズラし、視差から算出するシステムが必要となる。しかしながら、視差を生み出すために複雑な形状を有する検出器が複数必要になり、測定装置の構成を単純化できなかった（例えば、特許文献１参照）。   With a general gamma camera, the direction in which the radiation source exists within the viewing angle can be specified, but it is difficult to obtain information in the depth direction. For the measurement in the depth direction, a system for shifting the measurement position and calculating from the parallax is required. However, a plurality of detectors having complicated shapes are required to generate parallax, and the configuration of the measurement device cannot be simplified (for example, see Patent Document 1).

特開２０１１−０６９７０１号公報JP 2011-069701 A

日立アロカメディカル株式会社，「ガンマカメラＨＧＤ−Ｅ１５００」，［ｏｎｌｉｎｅ］，平成２８年１１月２９日検索，インターネット（ＵＲＬ：http://www.hitachi.co.jp/products/healthcare/products-support/radiation/gammacamera/index.html）及びインターネット（ＵＲＬ：http://www.hitachi.co.jp/products/healthcare/news/ham/pdf/news20140919.pdf）Hitachi Aloka Medical Co., Ltd., "Gamma Camera HGD-E1500", [online], searched on November 29, 2016, Internet (URL: http://www.hitachi.co.jp/products/healthcare/products-support) /radiation/gammacamera/index.html) and the Internet (URL: http://www.hitachi.co.jp/products/healthcare/news/ham/pdf/news20140919.pdf)

従来技術では、凸凹形状の複数検出器と、用意した放射線源の存在位置に対応する放射線検出部の応答関数による演算から分布を測定していたが、特に放射線源の奥行き方向の分布測定は、放射線源が検出器から遠ざかるほど測定精度が落ちる。検出する放射線が平行に近づくために位置による差が現れにくいため、奥行き方向について精度を高めるためには検出器構造をより複雑化する問題があった。   In the prior art, the distribution was measured from a plurality of detectors having irregularities and a calculation based on a response function of the radiation detection unit corresponding to the position of the prepared radiation source. Measurement accuracy decreases as the radiation source moves away from the detector. Since the radiation to be detected approaches parallel, it is difficult for a difference depending on the position to appear. Therefore, there is a problem that the structure of the detector becomes more complicated in order to increase the accuracy in the depth direction.

本発明の目的は以上の問題点を解決し、放射線源の３次元分布を放射線検出器そのものに特別な工夫を凝らすことなく、従来技術に比較して高精度に測定可能である放射能分布測定装置及び方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems and measure the radioactivity distribution which can measure the three-dimensional distribution of the radiation source with higher accuracy compared to the conventional technology without specially devising the radiation detector itself. It is to provide an apparatus and a method.

本発明の一態様に係る放射能分布測定装置によれば、
放射線源から飛来する被測定放射線を検出して検出信号を出力する放射線検出部と、
前記放射線検出部が配置される測定位置を測定して出力する位置測定部と、
前記検出信号に基づいて、前記被測定放射線によるパルス波高分布を演算する波高演算部と、
所定の複数の測定位置に対してそれぞれ演算された複数のパルス波高分布と、所定の複数の位置のそれぞれに放射線源が存在すると仮定したときの複数の応答関数とを用いて、前記複数の位置のそれぞれに放射線源が存在すると仮定した場合に、仮定された放射線源から放出されたと推測される放射線の強度を予測強度として算出し、前記複数の位置に対する当該予測強度の分布を示す予測強度分布を演算して出力する逆問題演算部と、
前記複数の測定位置に対して演算された予測強度分布と、前記位置測定部から出力される測定位置の位置情報とを用いて、予測強度が一致する領域を同定して放射線源の３次元分布を推定する分布再構成部とを備えたことを特徴とする。According to the radioactivity distribution measuring device according to one aspect of the present invention,
A radiation detection unit that detects the radiation to be measured flying from the radiation source and outputs a detection signal,
A position measurement unit that measures and outputs a measurement position where the radiation detection unit is arranged,
A pulse height calculation unit that calculates a pulse height distribution based on the measured radiation based on the detection signal,
Using a plurality of pulse height distributions respectively calculated for a plurality of predetermined measurement positions, and a plurality of response functions when it is assumed that a radiation source is present at each of the plurality of predetermined positions, the plurality of positions Assuming that a radiation source is present in each of the above, the intensity of the radiation estimated to be emitted from the assumed radiation source is calculated as the predicted intensity, and a predicted intensity distribution indicating the distribution of the predicted intensity with respect to the plurality of positions. Inverse operation unit for calculating and outputting
Using the predicted intensity distribution calculated for the plurality of measurement positions and the position information of the measurement position output from the position measurement unit, a region where the predicted intensity matches is identified, and the three-dimensional distribution of the radiation source is determined. And a distribution reconstruction unit for estimating.

本発明に係る放射能分布測定装置によれば、特殊な形状の放射線検出器を用いることなく、放射線源の存在する予測強度分布を得ることができ、異なる複数の測定位置で得られた予測強度分布を用いることで、放射線検出器に特別な工夫をこらすことなく、従来技術に比較して高精度で、奥行き方向を含む放射線源の３次元分布を計測可能である。   According to the radioactivity distribution measuring apparatus according to the present invention, it is possible to obtain a predicted intensity distribution in which a radiation source is present without using a radiation detector having a special shape, and to obtain a predicted intensity obtained at a plurality of different measurement positions. By using the distribution, it is possible to measure the three-dimensional distribution of the radiation source including the depth direction with high accuracy compared to the related art without specially devising the radiation detector.

本発明の実施の形態１に係る放射能分布測定装置１００の構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a radioactivity distribution measuring device 100 according to Embodiment 1 of the present invention. 図１の逆問題演算部１３と応答関数格納部１４により求められる放射線源の予測強度分布を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a predicted intensity distribution of a radiation source obtained by an inverse problem calculation unit 13 and a response function storage unit 14 in FIG. 1. 図１の逆問題演算部１３と応答関数格納部１４により求められる予測強度分布を成すエネルギースペクトルの一例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of an energy spectrum forming a predicted intensity distribution obtained by an inverse problem calculation unit 13 and a response function storage unit 14 in FIG. 1. 図１の分布再構成部１５により実行される、２方向の測定結果から放射線源分布の抽出方法を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a method of extracting a radiation source distribution from a measurement result in two directions, which is executed by a distribution reconstruction unit 15 of FIG. 1. 図１の分布再構成部１５により求められる、２つの予測強度から放射線源が存在する領域を導出する一例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of deriving a region where a radiation source exists from two predicted intensities obtained by a distribution reconstruction unit 15 of FIG. 1. 図１の分布再構成部１５により求められる３方向の測定結果から放射線源分布の抽出方法を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a method of extracting a radiation source distribution from measurement results in three directions obtained by a distribution reconstruction unit 15 in FIG. 1. 図１の分布再構成部１５により実行される分布再構成処理を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a distribution reconstruction process performed by the distribution reconstruction unit 15 of FIG. 1. 図１の位置測定部３により実行される位置測定処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a position measurement process performed by the position measurement unit 3 of FIG. 図１の放射能分布測定装置１００によるケース１の測定方法を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a method of measuring a case 1 by the radioactivity distribution measuring apparatus 100 of FIG. 1. 図１の放射能分布測定装置１００によるケース２の測定方法を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a method of measuring a case 2 by the radioactivity distribution measuring device 100 of FIG. 1. 図１の放射能分布測定装置１００によるケース３の測定方法を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a method of measuring a case 3 by the radioactivity distribution measuring device 100 of FIG. 1. 図１の放射能分布測定装置１００によるケース４の測定方法を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a method of measuring a case 4 by the radioactivity distribution measuring device 100 of FIG. 1. 図１の放射能分布測定装置１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the radioactivity distribution measuring device 100 in FIG. 1. 本発明の実施の形態２に係る放射能分布測定装置２００を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a radioactivity distribution measuring device 200 according to Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施の形態３に係る放射能分布測定装置３００を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a radioactivity distribution measuring device 300 according to Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施の形態４に係る放射能分布測定装置４００を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a radioactivity distribution measuring device 400 according to Embodiment 4 of the present invention. 図１４の放射能分布測定装置４００の使用例を示す斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing a usage example of the radioactivity distribution measuring device 400 in FIG. 14. 本発明の実施の形態５に係る放射能分布測定装置５００を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the radioactivity distribution measuring apparatus 500 concerning Embodiment 5 of this invention. 図１６の放射能分布測定装置５００における入射方向範囲を示す縦断面図である。FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing a range of an incident direction in the radioactivity distribution measuring apparatus 500 of FIG. 16. 図１６の放射能分布測定装置５００において、コリメータ４０が放射線検出部２Ａ，２Ｂの側面全体及び上面の一部を覆う場合の縦断面図である。FIG. 17 is a longitudinal sectional view in the case where the collimator 40 covers the entire side surface and a part of the upper surface of the radiation detection units 2A and 2B in the radioactivity distribution measurement device 500 of FIG. 図１６の放射能分布測定装置５００において、コリメータ４０が放射線検出部２Ａ，２Ｂの側面のみを覆う場合の縦断面図である。FIG. 17 is a longitudinal sectional view in the case where the collimator 40 covers only the side surfaces of the radiation detection units 2A and 2B in the radioactivity distribution measuring device 500 of FIG. 図１６において、放射線検出部２Ａ，２Ｂの深さ方向の反応位置から放射能分布測定装置５００における入射方向範囲を示す縦断面図である。FIG. 16 is a longitudinal sectional view showing a range from a reaction position in the depth direction of the radiation detection units 2A and 2B to an incident direction in the radioactivity distribution measuring device 500.

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals.

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る放射能分布測定装置１００の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態による放射能分布測定装置１００は、放射線検出部２と、位置測定部３と、分布測定部１０と、表示部１８とを備える。ここで、分布測定部１０は、信号増幅部１１と、波高演算部１２と、逆問題演算部１３と、応答関数格納部１４と、分布再構成部１５等とを備え、放射線検出部２からの検出信号と、位置測定部３からの測定位置の情報から放射線源１の分布を推定する。表示部１８は例えば液晶ディスプレイ等で構成される。Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a radioactivity distribution measuring device 100 according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the radioactivity distribution measuring apparatus 100 according to the present embodiment includes a radiation detecting unit 2, a position measuring unit 3, a distribution measuring unit 10, and a display unit 18. Here, the distribution measurement unit 10 includes a signal amplification unit 11, a wave height calculation unit 12, an inverse problem calculation unit 13, a response function storage unit 14, a distribution reconstruction unit 15, and the like. The distribution of the radiation source 1 is estimated from the detection signal of the above and the information of the measurement position from the position measurement unit 3. The display unit 18 is composed of, for example, a liquid crystal display or the like.

放射線検出部２は、測定対象となる物質中の放射線源１から放出された被測定対象となる放射線１０１を検出して検出信号を信号増幅部１１に出力する。位置測定部３は、放射線検出部２の測定位置の情報を測定してその情報を分布再構成部１５に出力する。ここで、測定位置とは、各測定において、放射線検出部２が配置される位置を意味する。言い換えると、測定位置とは、放射線検出部２がどの位置から測定するかを表す。   The radiation detecting section 2 detects the radiation 101 to be measured emitted from the radiation source 1 in the substance to be measured and outputs a detection signal to the signal amplifying section 11. The position measurement unit 3 measures information on the measurement position of the radiation detection unit 2 and outputs the information to the distribution reconstruction unit 15. Here, the measurement position means a position where the radiation detection unit 2 is arranged in each measurement. In other words, the measurement position indicates from which position the radiation detection unit 2 starts measuring.

分布測定部１０において、信号増幅部１１は、例えば前置増幅器、波形整形増幅器等で構成される。また、波高演算部１２は、例えば多重波高分析器等で構成される。そして、逆問題演算部１３、応答関数格納部１４、及び分布再構成部１５は、例えば単一の又は複数のマイクロプロセッサで構成される。   In the distribution measurement unit 10, the signal amplification unit 11 includes, for example, a preamplifier, a waveform shaping amplifier, and the like. Further, the wave height calculating unit 12 is configured by, for example, a multiplex wave height analyzer or the like. The inverse problem calculation unit 13, the response function storage unit 14, and the distribution reconstruction unit 15 are configured by, for example, a single or a plurality of microprocessors.

放射線検出部２は例えば、放射線１０１を検出する放射線検出器等を有する。例えば、放射線検出部２がシンチレーション式検出器である場合、放射線検出部２は放射線に対する有感部がシンチレーション材料等で構成される。シンチレーション材料は、放射線から付与されたエネルギーにより構成分子が励起され、基底状態に戻る際に蛍光（シンチレーション光）を発生する材料である。かかるエネルギーは、放射線とシンチレーション材料との光電吸収、コンプトン効果、電子対生成等の相互作用により付与される。それゆえ、測定試料の放射線源１から放出された放射線１０１がシンチレーション検出器に入射すると、シンチレーション材料に固有の波長を有するシンチレーション光が発生する。また、シンチレーション検出器は、発生したシンチレーション光を光電変換する光電陰極（光電変換部）を有する。そして、シンチレーション検出器は、光電変換部で光電変換された電荷をパルス検出信号として出力する。   The radiation detection unit 2 includes, for example, a radiation detector that detects the radiation 101 and the like. For example, when the radiation detection unit 2 is a scintillation-type detector, the radiation detection unit 2 has a radiation-sensitive portion made of a scintillation material or the like. The scintillation material is a material that emits fluorescence (scintillation light) when the constituent molecules are excited by the energy given from the radiation and return to the ground state. Such energy is provided by interaction between radiation and the scintillation material, such as photoelectric absorption, Compton effect, and electron pair generation. Therefore, when the radiation 101 emitted from the radiation source 1 of the measurement sample enters the scintillation detector, scintillation light having a wavelength unique to the scintillation material is generated. Further, the scintillation detector has a photocathode (photoelectric conversion unit) for photoelectrically converting the generated scintillation light. Then, the scintillation detector outputs the charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit as a pulse detection signal.

また、例えば、放射線検出部２が半導体式検出器である場合、電極を構成するｎ型半導体とｐ型半導体との間に逆バイアス電圧が印加され、逆バイアス電圧により生じる空乏層が放射線検出部を構成する。放射線源１から放出された放射線１０１が半導体式検出器に入射すると、放射線の電離作用により電子正孔対が生成する。そして、電子及び正孔がそれぞれ電極に移動し、半導体検出器はパルス検出信号を出力する。   Further, for example, when the radiation detection unit 2 is a semiconductor detector, a reverse bias voltage is applied between the n-type semiconductor and the p-type semiconductor forming the electrodes, and a depletion layer generated by the reverse bias voltage causes Is configured. When the radiation 101 emitted from the radiation source 1 is incident on the semiconductor detector, electron-hole pairs are generated by the ionizing action of the radiation. Then, the electrons and holes move to the respective electrodes, and the semiconductor detector outputs a pulse detection signal.

次に、分布測定部１０の動作について説明する。   Next, the operation of the distribution measuring unit 10 will be described.

まず、信号増幅部１１は、放射線検出部２からのパルス検出信号に対して、予め設定された増幅率に従った増幅、信号の整形等を行って、波高演算部１２に出力する。波高演算部１２は、信号増幅部１１からのパルス検出信号に対してパルス波高分析を行い、パルス波高分布を演算する。ここで、パルス波高分布は、各波高のパルスの発生分布である。具体的には、波高演算部１２は、信号増幅部１１によって増幅されたパルス検出信号のうち、例えばピーク値が所定値以上のパルスについて、そのピーク値をＡＤ変換して出力する。   First, the signal amplifying unit 11 amplifies the pulse detection signal from the radiation detection unit 2 according to a preset amplification factor, shapes the signal, and outputs the result to the wave height calculation unit 12. The pulse height calculator 12 performs a pulse height analysis on the pulse detection signal from the signal amplifier 11, and calculates a pulse height distribution. Here, the pulse height distribution is a generation distribution of pulses of each pulse height. Specifically, the pulse height calculation unit 12 converts the peak value of the pulse detection signal amplified by the signal amplification unit 11 into a pulse having a peak value equal to or greater than a predetermined value, and outputs the pulse value.

演算されたパルス波高分布には、放射線源１から放出された放射線１０１の純粋なエネルギー情報だけでなく、放射線１０１と放射線検出部２及び放射線源１から放射線検出部２までに存在する物質との、光電吸収、コンプトン効果、電子対生成等の相互作用による影響が含まれる。それゆえ、抽出されたパルス波高分布には、全吸収ピーク、コンプトン連続部、エスケープピーク等が現れる。さらに、放射線源１から放出された放射線１０１が放射線検出部２に入射し、付与されたエネルギーが電荷に変換される過程では、放射線検出部２がエネルギーを付与された際に発生させる電荷量の統計的なバラつきによって、放射線検出部２に固有の統計的な広がりが付加される。それゆえ、エネルギー分解能（例えば、パルス波高分布のピーク部分の半値幅で定義される）が低下する。この場合、放射線源１に含まれる放射性核種の同定及び定量分析の精度が悪化するという問題が生じる。   The calculated pulse height distribution includes not only pure energy information of the radiation 101 emitted from the radiation source 1 but also the radiation 101 and the radiation detection unit 2 and the substances existing from the radiation source 1 to the radiation detection unit 2. , Photoelectric absorption, Compton effect, and electron pair generation. Therefore, in the extracted pulse height distribution, a total absorption peak, a Compton continuous portion, an escape peak, and the like appear. Further, in a process in which the radiation 101 emitted from the radiation source 1 is incident on the radiation detection unit 2 and the applied energy is converted into electric charge, the amount of electric charge generated when the radiation detection unit 2 is applied with energy is calculated. Due to the statistical variation, a statistical spread unique to the radiation detection unit 2 is added. Therefore, the energy resolution (for example, defined by the half width of the peak portion of the pulse height distribution) is reduced. In this case, there arises a problem that the accuracy of identification and quantitative analysis of the radionuclide contained in the radiation source 1 deteriorates.

波高演算部１２で演算されたパルス波高分布は、逆問題演算部１３に入力される。逆問題演算部１３は、応答関数格納部１４に格納された応答関数を呼び出し、その応答関数を用いてパルス波高分布に対して逆問題演算を実行する。応答関数については後述する。複数の応答関数を応答関数格納部１４に格納することで、所定の応答関数を演算時に読み出すことができる。ここで、Ｍを測定値であるパルス波高分布とし、Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）を応答関数とし、Ｓｒ，ｘを放射線１０１の相互作用による影響が排除されたエネルギースペクトル３４として、下記の式（１）が成立する。逆問題演算部１３は、式（１）の逆変換となる式（２）を計算し、エネルギースペクトルＳｒ，ｚを抽出する。なお、Ｌを放射線検出部２からの検出信号レベルであり、Ｅは入射γ線のエネルギーである。The pulse crest distribution calculated by the crest calculator 12 is input to the inverse problem calculator 13. The inverse problem calculation unit 13 calls the response function stored in the response function storage unit 14 and performs the inverse problem calculation on the pulse height distribution using the response function. The response function will be described later. By storing a plurality of response functions in the response function storage unit 14, a predetermined response function can be read out at the time of calculation. Here, M is a pulse height distribution, which is a measured value, R r, z (L, E) is a response function, and S r, x is an energy spectrum 34 from which the influence of the interaction of the radiation 101 is eliminated. Equation (1) holds. The inverse problem calculation unit 13 calculates Expression (2), which is the inverse transform of Expression (1) , and extracts the energy spectrum Sr, z . Here, L is the level of the detection signal from the radiation detector 2, and E is the energy of the incident γ-ray.

Ｍ＝Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）・Ｓｒ，ｚ （１）
Ｓｒ，ｚ＝Ｒｒ，ｚ −１（Ｌ，Ｅ）・Ｍ （２）M = R r, z (L, E) · S r, z (1)
S r, z = R r, z −1 (L, E) · M (2)

ここで、Ｒｒ，ｚ −１（Ｌ，Ｅ）は応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）の逆行列となる。なお、添字のｒは、放射線検出部２の検出線（一般に、同軸形状又は円筒形状の放射線検出部２の同心軸の検出中心線をいい、放射線検出部２は検出線２Ｌおよびその近傍で放射線を検出可能である。）２Ｌに対して平行な平面（以下、検出平面という）上における検出座標原点２Ｐ（検出線２Ｌと検出平面ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３（例えば後述する図２Ａ参照）とが交差する点をいう）から当該検出平面ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３上で放射状の半径方向Ｒの座標値ｒを示し、ｚは、放射線検出部２の検出線２Ｌに平行な奥行き方向Ｚの座標値ｚを示す。すなわち、座標値ｒ，ｚを用いて検出平面ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３上の位置を（ｒ，ｚ）で表す。また、エネルギースペクトルＳｒ，ｚは、所定の位置（ｒ，ｚ）に存在する放射線源１から放出される放射線のエネルギー毎の強度を表す。なお、放射線のエネルギー毎の強度は、放射線の放出（発生）に対応する。Here, R r, z −1 (L, E) is an inverse matrix of the response function R r, z (L, E). The suffix r represents a detection line of the radiation detection unit 2 (generally, a detection centerline of a concentric axis of the radiation detection unit 2 having a coaxial shape or a cylindrical shape. Can be detected.) The detection coordinate origin 2P (the detection line 2L and the detection planes SS1, SS2, and SS3 (for example, see FIG. 2A described later)) intersect on a plane (hereinafter, referred to as a detection plane) parallel to 2L. ) On the detection planes SS1, SS2, and SS3 indicate radial coordinate values r in the radial direction, and z indicates coordinate values z in the depth direction Z parallel to the detection line 2L of the radiation detection unit 2. Show. That is, the position on the detection plane SS1, SS2, SS3 is represented by (r, z) using the coordinate values r, z. The energy spectrum S r, z represents the intensity of radiation emitted from the radiation source 1 at a predetermined position (r, z) for each energy. The intensity of each radiation energy corresponds to the emission (generation) of the radiation.

ここで、応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）は、例えば、放射線検出部２の検出線２Ｌ上の検出座標原点２Ｐから、検出平面ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３上の半径方向Ｒの座標値ｒと、放射線検出部２から奥行き方向Ｚの座標値ｚとの組合せで定義される各位置（ｒ，ｚ）のいずれか１ヶ所に放射線源１が存在するものと仮定して、放射線源１から放出された放射線１０１と放射線検出部２の相互作用から定義される。従って、応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）は放射線源１が存在するものと仮定される位置の数だけ用意される。なお、応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）は放射線源１が存在するものと仮定される複数の位置は、放射線検出部２の原点３０（又は位置測定部３の原点３０）からの相対位置で表されるので、測定位置が変化しても応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）は共通となる。ここで、各位置（ｒ，ｚ）を検出平面ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３上の半径方向Ｒの座標値ｒと、放射線検出部２から奥行き方向Ｚの座標値ｚとの組合せで定義されるので、明確に定義できる。Here, the response function R r, z (L, E) is, for example, a coordinate value r in the radial direction R on the detection planes SS1, SS2, SS3 from the detection coordinate origin 2P on the detection line 2L of the radiation detection unit 2. From the radiation source 1 on the assumption that the radiation source 1 exists at any one of the positions (r, z) defined by a combination of the coordinate value z in the depth direction Z from the radiation detection unit 2. It is defined from the interaction between the emitted radiation 101 and the radiation detection unit 2. Therefore, the response functions R r, z (L, E) are prepared by the number of positions where the radiation source 1 is assumed to exist. Note that the response function R r, z (L, E) indicates that the plurality of positions where the radiation source 1 is assumed to exist are relative to the origin 30 of the radiation detection unit 2 (or the origin 30 of the position measurement unit 3). Since it is represented by a position, the response function R r, z (L, E) is common even if the measurement position changes. Here, each position (r, z) is defined by a combination of a coordinate value r in the radial direction R on the detection planes SS1, SS2, and SS3 and a coordinate value z in the depth direction Z from the radiation detection unit 2. Can be clearly defined.

放射線検出部２のいずれかの測定位置で得られた測定データとなるパルス波高分布に対して、用意した全ての応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）を用いて式（２）による逆問題演算を行う。より具体的には、応答関数格納部１４には、半径方向Ｒの座標値ｒ１、奥行き方向Ｚの座標値ｚ１に放射線源１が存在するときの応答関数Ｒｒ１，ｚ１（Ｌ，Ｅ）、半径方向Ｒの座標値ｒ２、奥行き方向座標値ｚ２に放射線源１が存在するときの応答関数Ｒｒ２，ｚ２（Ｌ，Ｅ）など、各位置（ｒ，ｚ）に放射線源１が存在すると仮定したときの応答関数がそれぞれ格納されている。なお、前記応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）は、放射線源１から放射線検出部２までの経路における物質と放射線１０１の相互作用（減衰や散乱など）効果を考慮してもよい。For the pulse height distribution serving as the measurement data obtained at any one of the measurement positions of the radiation detection unit 2, the inverse problem expressed by the equation (2) using all prepared response functions R r, z (L, E). Perform the operation. More specifically, the response function storage unit 14 stores the response function R r1, z1 (L, E) when the radiation source 1 exists at the coordinate value r1 in the radial direction R and the coordinate value z1 in the depth direction Z; It is assumed that the radiation source 1 exists at each position (r, z) such as the response function Rr2, z2 (L, E) when the radiation source 1 exists at the coordinate value r2 in the radial direction R and the coordinate value z2 in the depth direction. The response function at the time of performing each is stored. The response function R r, z (L, E) may take into account the interaction (attenuation, scattering, etc.) between the substance and the radiation 101 in the path from the radiation source 1 to the radiation detection unit 2.

図２Ａは図１の逆問題演算部１３と応答関数格納部１４により求められる放射線源の予測強度分布を示す斜視図である。また、図２Ｂは図１の逆問題演算部１３と応答関数格納部１４により求められる予測強度分布を成すエネルギースペクトルの一例を示す概念図である。   FIG. 2A is a perspective view showing a predicted intensity distribution of the radiation source obtained by the inverse problem calculation unit 13 and the response function storage unit 14 of FIG. FIG. 2B is a conceptual diagram showing an example of an energy spectrum forming a predicted intensity distribution obtained by the inverse problem calculation unit 13 and the response function storage unit 14 in FIG.

図２Ａに示すように、上記式（２）を解くことにより、パルス波高分布Ｍから、放射線検出部２の原点３０（又は位置測定部３の原点３０）からの検出線２Ｌ上の検出座標原点２Ｐからの半径方向Ｒの座標値ｒ及び奥行き方向Ｚの座標値ｚで定義される位置（ｒ，ｚ）にかかる応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）の組合せに応じて、各位置（ｒ，ｚ）に放射線源１が存在すると仮定したときの当該放射線源１から放出された単位時間あたりの放射線１０１のエネルギースペクトルＳｒ，ｚをそれぞれ抽出することができる。なお、各位置（ｒ，ｚ）は、１点を表しているわけではなく、放射線検出部２の原点３０から延在する検出線２Ｌ上の検出座標原点２Ｐからの半径方向Ｒの座標値ｒと、奥行き方向Ｚの座標値ｚとにより定義される相対位置（ｒ，ｚ）で表される環状の領域内の位置を表している。As shown in FIG. 2A, by solving the above equation (2), from the pulse height distribution M, the detection coordinate origin on the detection line 2L from the origin 30 of the radiation detection unit 2 (or the origin 30 of the position measurement unit 3) is obtained. According to a combination of the response function R r, z (L, E) concerning the position (r, z) defined by the coordinate value r in the radial direction R from 2P and the coordinate value z in the depth direction Z, each position ( r, z), it is possible to extract the energy spectra S r, z of the radiation 101 per unit time emitted from the radiation source 1 when it is assumed that the radiation source 1 exists in the radiation source 1. Note that each position (r, z) does not represent one point, but the coordinate value r in the radial direction R from the detection coordinate origin 2P on the detection line 2L extending from the origin 30 of the radiation detection unit 2. And a relative position (r, z) defined by a coordinate value z in the depth direction Z and a position in an annular region.

図２Ｂに示すように、抽出された複数のエネルギースペクトルＳｒ，ｚは、放射線検出部２の相互作用による影響、及び、前述の統計的なバラつきによる影響が排除されている。上記式（２）の計算により、放射線１０１のエネルギー情報を正確に知ることができ、放射線源１の放射性物質の同定及び定量分析の精度が向上する。As illustrated in FIG. 2B, the influence of the interaction of the radiation detection unit 2 and the influence of the above-described statistical variation are excluded from the plurality of extracted energy spectra S r, z . By the calculation of the above equation (2), the energy information of the radiation 101 can be accurately known, and the accuracy of identification and quantitative analysis of the radioactive substance of the radiation source 1 is improved.

そして、抽出された全てのエネルギースペクトルＳｒ，ｚは、奥行き方向Ｚの同一の各座標値ｚ（例えば、所定間隔毎の複数の座標値ｚ）毎に群化（グループ化）し、エネルギースペクトル群として、分布再構成部１５へ出力される。放射線源１が存在すると仮定された各位置（ｒ，ｚ）に対して求められたエネルギースペクトルＳｒ，ｚのそれぞれが予測強度となる。また、エネルギースペクトル群は、各位置（ｒ，ｚ）に対する予測強度の３次元分布を表しており、３次元の予測強度分布となる。図２Ｂに示す通り、予測強度は、エネルギー毎の強度として求められる。また、予測強度分布は、放射線検出部２の各測定位置に対して求められる。ここで、前述の通り、予測強度は、各位置に放射線源１が存在すると仮定された場合の放射線の強度である。したがって、予測強度を仮想強度と言い換えることもできる。同様に、予測強度分布を仮想強度分布と言い換えることができる。Then, all the extracted energy spectra S r, z are grouped (grouped) for each of the same coordinate values z (for example, a plurality of coordinate values z at predetermined intervals) in the depth direction Z, and The data is output to the distribution reconstruction unit 15 as a group. Each of the energy spectra S r, z obtained for each position (r, z) where the radiation source 1 is assumed to be present is the predicted intensity. The energy spectrum group represents a three-dimensional distribution of the predicted intensity for each position (r, z), and becomes a three-dimensional predicted intensity distribution. As shown in FIG. 2B, the predicted intensity is obtained as an intensity for each energy. Further, the predicted intensity distribution is obtained for each measurement position of the radiation detection unit 2. Here, as described above, the predicted intensity is the intensity of radiation when it is assumed that the radiation source 1 exists at each position. Therefore, the predicted strength can be rephrased as virtual strength. Similarly, the predicted intensity distribution can be rephrased as a virtual intensity distribution.

応答関数格納部１４は、放射線検出部２の応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）を格納する。もしくは、応答関数格納部１４は、適宜、あらかじめ応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）を算出し、データベース化して格納してもよい。これにより、種々の応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）を予め応答関数格納部１４に格納できる。ここで、例えば応答関数格納部１４を構成するマイクロプロセッサに接続されたメモリとして構成される。そして、応答関数格納部１４は、逆問題演算部１３からの呼出しに応じて、格納された応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）を出力する。The response function storage unit 14 stores the response function R r, z (L, E) of the radiation detection unit 2. Alternatively, the response function storage unit 14 may appropriately calculate the response function R r, z (L, E) in advance and store it in a database. Thus, various response functions R r, z (L, E) can be stored in the response function storage unit 14 in advance. Here, for example, the response function storage unit 14 is configured as a memory connected to a microprocessor. Then, the response function storage unit 14 outputs the stored response function R r, z (L, E) in response to the call from the inverse problem calculation unit 13.

応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）は、単一エネルギーを有する放射線Ｅのみが放射線検出部２の放射線検出器に入射した際に出力される放射線検出部出力Ｌとの関係を示す。また、応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）は、
（１）放射線源１の位置及び分布と、
（２）放射線検出部２の放射線検出器の種類、寸法及び形状と、
（３）放射線検出部２を設置した測定体系等の放射線源１から放出された放射線１０１が放射線検出部２に到達するまでに通過した物質による相互作用と
によって決定され、例えば、ＥＧＳ５（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｇａｍｍａ Ｓｈｏｗｅｒ ｖｅｒ．５）等の放射線挙動解析用のモンテカルロ輸送計算コードによって、応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）を算出することができる。もしくは、実験的に応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）を算出することも可能である。The response function R r, z (L, E) indicates the relationship with the radiation detection unit output L output when only the radiation E having a single energy enters the radiation detector of the radiation detection unit 2. The response function R r, z (L, E) is
(1) the position and distribution of the radiation source 1;
(2) the type, size and shape of the radiation detector of the radiation detector 2;
(3) It is determined by the interaction between the radiation 101 emitted from the radiation source 1 such as a measurement system in which the radiation detection unit 2 is installed and the substance that has passed before reaching the radiation detection unit 2. For example, EGS5 (Electron Gamma The response function R r, z (L, E) can be calculated using a Monte Carlo transport calculation code for radiation behavior analysis such as Shower ver. Alternatively, it is also possible to experimentally calculate the response function R r, z (L, E).

ここで、応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）は前述のとおり、例えば、放射線検出部２の原点３０から延在する検出線２Ｌ上の検出座標原点２Ｐからの半径方向Ｒの座標値ｒと、奥行き方向Ｚの座標値ｚとの組合せ毎に放射線源１が分布するとして定義され、具体的には、放射線検出部２の検出線２Ｌ上の奥行き方向Ｚの所定の座標値ｚ毎に、検出座標原点２Ｐからの同心円又は環状に放射線源１が分布すると仮定して、前記のような放射線挙動解析や実験的に算出する。なお、応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）の検出座標原点２Ｐは任意で決定でき、放射線検出部２の検出線２Ｌ上以外に設定してもよい。また、ここでは放射線検出部２が円柱形状又は同軸形状と仮定して説明しているが、本発明はこれに限らず、他の形状であれば、応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）の検出座標原点２Ｐ、半径方向Ｒの座標値ｒ、及び奥行き方向Ｚの座標値ｚは適宜選択することができる。Here, as described above, the response function R r, z (L, E) is, for example, the coordinate value r in the radial direction R from the detection coordinate origin 2P on the detection line 2L extending from the origin 30 of the radiation detection unit 2. And the coordinate value z in the depth direction Z, the radiation source 1 is defined as being distributed. Specifically, for each predetermined coordinate value z in the depth direction Z on the detection line 2L of the radiation detection unit 2, Assuming that the radiation source 1 is distributed concentrically or annularly from the detection coordinate origin 2P, the radiation behavior is calculated as described above or experimentally calculated. Note that the detection coordinate origin 2P of the response function R r, z (L, E) can be arbitrarily determined, and may be set to a position other than on the detection line 2L of the radiation detection unit 2. Although the radiation detector 2 is described here assuming that the radiation detector 2 has a cylindrical shape or a coaxial shape, the present invention is not limited to this, and the response function R r, z (L, E) is not limited to this. , The coordinate value r in the radial direction R and the coordinate value z in the depth direction Z can be appropriately selected.

また、用意する応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）の放射線源１の分布領域は、任意で決定できる。例えば、放射線検出部２の検出線２Ｌに対して半径方向Ｒの座標値ｒ及び奥行き方向Ｚの座標値ｚを共に領域の分割数を多くすることで、得られる空間分解能は細かくなり、反対に分割数を少なくすることで、空間分解能は荒くなる。例えば、放射線源１の分布領域を半径方向Ｒの長さ及び奥行き方向Ｚの長さのそれぞれを最大１ｍとし、それぞれの分割数を１００とすると、応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）は全部で１００００個の位置（ｒ，ｚ）に対応して定義され、半径方向Ｒ及び奥行き方向Ｚの位置分解能は１ｃｍとなる。なお、分布領域の最大値や分割数は、半径方向Ｒと奥行き方向Ｚで異なってもよい。The distribution area of the prepared radiation function R r, z (L, E) of the radiation source 1 can be arbitrarily determined. For example, by increasing the number of divisions of both the coordinate value r in the radial direction R and the coordinate value z in the depth direction Z with respect to the detection line 2L of the radiation detection unit 2, the obtained spatial resolution becomes fine, and conversely The spatial resolution is reduced by reducing the number of divisions. For example, assuming that the distribution region of the radiation source 1 has a maximum length of 1 m in each of the length in the radial direction R and the length in the depth direction Z, and the number of divisions is 100, the response function R r, z (L, E) becomes It is defined corresponding to a total of 10,000 positions (r, z), and the position resolution in the radial direction R and the depth direction Z is 1 cm. Note that the maximum value and the number of divisions of the distribution area may be different in the radial direction R and the depth direction Z.

分布再構成部１５は、逆問題演算部１３から出力された、半径方向Ｒの座標値ｒと奥行き方向Ｚの座標値ｚの組合せ毎のエネルギースペクトル群である予測強度分布を用いて、測定対象物３３に存在する放射線源１の３次元分布を推定し、放射線源１の位置情報を表示部１８へ出力する。逆問題演算部１３から出力されるエネルギースペクトル群は、放射線検出部２の原点３０（又は分布測定部１０の原点３０の位置）からの相対位置で表される。従って、分布再構成部１５は、位置測定部３で取得された放射線検出部２の測定位置の情報を用いて、各測定位置に対して取得された予測強度分布間の位置関係を決定する。さらに、分布再構成部１５は、位置合わせを行った予測強度分布同士で予測強度が一致する領域を同定し、放射線源１の３次元分布と、当該放射線源１の３次元分布に基づく放射能もしくは放射能濃度を推定する。   The distribution reconstruction unit 15 uses the predicted intensity distribution, which is an energy spectrum group for each combination of the coordinate value r in the radial direction R and the coordinate value z in the depth direction Z, output from the inverse problem calculation unit 13 to measure The three-dimensional distribution of the radiation source 1 existing in the object 33 is estimated, and the position information of the radiation source 1 is output to the display unit 18. The energy spectrum group output from the inverse problem calculation unit 13 is represented by a relative position from the origin 30 of the radiation detection unit 2 (or the position of the origin 30 of the distribution measurement unit 10). Therefore, the distribution reconstruction unit 15 determines the positional relationship between the predicted intensity distributions acquired for each measurement position using the information on the measurement positions of the radiation detection unit 2 acquired by the position measurement unit 3. Further, the distribution reconstruction unit 15 identifies a region where the predicted intensity matches between the aligned predicted intensity distributions, and determines the three-dimensional distribution of the radiation source 1 and the radioactivity based on the three-dimensional distribution of the radiation source 1. Alternatively, estimate the radioactivity concentration.

次に、放射能分布測定装置１００の動作について以下説明する。ここで、説明を簡単にするために、概念図の図３Ａ及び図３Ｂと図４、及び処理フローである図５を参照して、放射能分布測定装置１００の動作について説明する。   Next, the operation of the radioactivity distribution measuring device 100 will be described below. Here, in order to simplify the description, the operation of the radioactivity distribution measuring apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 3A and 3B and FIG. 4, which are conceptual diagrams, and FIG. 5 which is a processing flow.

図３Ａは図１の分布再構成部１５により実行される、２方向の測定結果から放射線源分布の抽出方法を示す斜視図であり、図３Ｂは図１の分布再構成部１５により求められる、２つの予測強度から放射線源１が存在する領域を導出する一例を示す概念図である。また、図４は図１の分布再構成部１５により求められる３方向の測定結果から放射線源分布の抽出方法を示す斜視図である。さらに、図５は図１の分布再構成部１５により実行される分布再構成処理を示すフローチャートである。   FIG. 3A is a perspective view showing a method of extracting a radiation source distribution from the measurement results in two directions performed by the distribution reconstruction unit 15 of FIG. 1, and FIG. 3B is obtained by the distribution reconstruction unit 15 of FIG. It is a conceptual diagram showing an example which derives the field where radiation source 1 exists from two prediction intensities. FIG. 4 is a perspective view showing a method of extracting a radiation source distribution from the measurement results in three directions obtained by the distribution reconstruction unit 15 of FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the distribution reconstruction processing executed by the distribution reconstruction unit 15 of FIG.

まず、分布再構成部１５では、図５のステップＳ１において、図３Ａの位置測定部３の原点３０の座標の情報が位置測定部３から入力されて設定されているかを確認する。原点３０の座標の情報が入力されているときは（ステップＳ１でＹＥＳ）ステップＳ２に進む一方、当該情報が入力されていないときは（ステップＳ１でＮＯ）、ステップＳ１に戻り、位置測定部３からの入力を待つこととなる。位置測定部３の動作については図６を参照して後述する。   First, in step S1 of FIG. 5, the distribution reconstruction unit 15 confirms whether information on the coordinates of the origin 30 of the position measurement unit 3 of FIG. 3A has been input from the position measurement unit 3 and set. When the information on the coordinates of the origin 30 has been input (YES in step S1), the process proceeds to step S2, whereas when the information has not been input (NO in step S1), the process returns to step S1 and the position measurement unit 3 Will wait for input from. The operation of the position measuring unit 3 will be described later with reference to FIG.

ステップＳ２において、位置測定部３の原点３０からの移動量３２を確認する。放射線検出部２の移動に伴う、位置測定部３で測定された位置測定部３の位置の原点３０からの位置測定部３の移動量３２が０である場合、すなわち位置測定部３の放射線検出部２が原点３０にある場合は、ステップＳ３へ進む。一方、位置測定部３の放射線検出部２の移動量が０でなく、放射線検出部２が原点３０にない場合は、ステップＳ４へ進む。   In step S2, the movement amount 32 of the position measurement unit 3 from the origin 30 is confirmed. When the movement amount 32 of the position measuring unit 3 from the origin 30 of the position of the position measuring unit 3 measured by the position measuring unit 3 due to the movement of the radiation detecting unit 2 is 0, that is, radiation detection of the position measuring unit 3 If the unit 2 is at the origin 30, the process proceeds to step S3. On the other hand, when the movement amount of the radiation detection unit 2 of the position measurement unit 3 is not 0 and the radiation detection unit 2 is not at the origin 30, the process proceeds to step S4.

ステップＳ３では、図３Ａに示すように、放射線検出部２Ａの移動がないとして、原点３０を放射線検出部２Ａの測定位置Ａとして決定する。次に、逆問題演算部１３により抽出したエネルギースペクトル群Ａについて、分布再構成部１５は、原点３０である測定位置Ａからの予測強度分布３１Ａを作成する。例えば、分布再構成部１５は、図３Ａに示すように、原点３０から、特定の奥行き方向位置について、放射線検出部２Ａの同心軸とした予測強度分布３１Ａを作成する。なお、ここでは、ある奥行き方向に対する面上の放射線源１の予測強度分布３１の作成方法についてのみ説明しているが、応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）で定義した奥行き方向全てに対応する予測強度分布３１についても同様の処理を行い作成する。ここで、放射線検出部２Ａとは、放射線検出部２が測定位置Ａにある場合を指しており、放射線検出部２とは別の放射線検出部を備えるという意味ではなく、放射線検出部２Ｂ、２Ｃについても同様である。In step S3, as shown in FIG. 3A, the origin 30 is determined as the measurement position A of the radiation detection unit 2A, assuming that the radiation detection unit 2A does not move. Next, with respect to the energy spectrum group A extracted by the inverse problem calculation unit 13, the distribution reconstruction unit 15 creates a predicted intensity distribution 31A from the measurement position A which is the origin 30. For example, as shown in FIG. 3A, the distribution reconstructing unit 15 creates a predicted intensity distribution 31A from the origin 30 at a specific depth direction position with the concentric axis of the radiation detection unit 2A. Here, only the method of creating the predicted intensity distribution 31 of the radiation source 1 on the surface in a certain depth direction is described, but the method corresponds to all the depth directions defined by the response function R r, z (L, E). The same processing is performed for the predicted intensity distribution 31 to be created. Here, the radiation detection unit 2A indicates a case where the radiation detection unit 2 is at the measurement position A, and does not mean that a radiation detection unit different from the radiation detection unit 2 is provided, but the radiation detection units 2B and 2C. The same applies to.

一方、ステップＳ４では、図３Ａに示すように、原点３０に対して移動した測定位置Ｂにおいて、放射線検出部２Ｂの測定値を用いて前述した逆問題演算部１３により、エネルギースペクトル群Ｂを抽出する。そして、原点３０から移動量３２を加味した測定位置Ｂからの予測強度分布３１Ｂを作成し、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、また、図３Ｂに示すように、前述した方法にて得られた予測強度分布３１Ａ及び予測強度分布３１Ｂについて、例えば、ある深さ方向において、着目するエネルギー帯の強度が同一となる領域が存在するか否かが判断され、存在する場合はステップＳ６へ進む一方、存在しない場合はステップＳ１に戻る。   On the other hand, in step S4, as shown in FIG. 3A, at the measurement position B moved with respect to the origin 30, an energy spectrum group B is extracted by the above-described inverse problem calculation unit 13 using the measurement value of the radiation detection unit 2B. I do. Then, a predicted intensity distribution 31B from the measurement position B in consideration of the movement amount 32 from the origin 30 is created, and the process proceeds to step S5. In step S5, as shown in FIG. 3B, for the predicted intensity distribution 31A and the predicted intensity distribution 31B obtained by the above-described method, for example, the intensity of the energy band of interest becomes the same in a certain depth direction. It is determined whether or not an area exists. If the area exists, the process proceeds to step S6. If the area does not exist, the process returns to step S1.

ステップＳ６では、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、予測強度分布３１Ａと予測強度分布３１Ｂの強度が、同一もしくは予め設定した誤差範囲内となる領域がある場合、その領域内に放射線源１が存在するとして、放射線源１の位置情報を表示部１８へ出力した後、ステップＳ１に戻る。ここで、予め設定した誤差とは、放射線検出部２のもつ放射線の測定精度とする。一般に放射線の検出器は非常に精度のよいものでも３％程度であり、悪い場合は３０〜４０％程度の測定誤差がある。   In step S6, as shown in FIGS. 3A and 3B, when there is a region where the intensities of the predicted intensity distribution 31A and the predicted intensity distribution 31B are the same or within a preset error range, the radiation source 1 is located in that region. After the position information of the radiation source 1 is output to the display unit 18 assuming that the radiation source exists, the process returns to step S1. Here, the preset error is the radiation measurement accuracy of the radiation detection unit 2. Generally, a radiation detector has a precision of about 3% even if it is very accurate, and in a bad case, there is a measurement error of about 30 to 40%.

以降、図４に示すように放射線検出部２をさらに測定位置Ｃに移動させたり、又は、原点３０を初期化したり、放射線検出部２の測定位置を移動させる毎に、位置測定部３から原点３０や移動量３２の信号を受取り、図５に示すようにステップＳ１からステップＳ６までの処理を繰り返し行う。そして、放射線源１の位置情報及び、予測強度で表される放射能もしくは放射能濃度を表示部１８へ出力する。   Thereafter, as shown in FIG. 4, every time the radiation detecting unit 2 is further moved to the measurement position C, the origin 30 is initialized, or the measurement position of the radiation detecting unit 2 is moved, The signal of 30 or the movement amount 32 is received, and the processing from step S1 to step S6 is repeatedly performed as shown in FIG. Then, the position information of the radiation source 1 and the radioactivity or radioactivity concentration represented by the predicted intensity are output to the display unit 18.

次いで、分布再構成部１５による放射線源１の分布情報の抽出方法について、図７、図８、図９、図１０を参照してそれぞれケース毎に説明する。   Next, a method of extracting distribution information of the radiation source 1 by the distribution reconstruction unit 15 will be described for each case with reference to FIGS. 7, 8, 9, and 10.

図７は図１の放射能分布測定装置１００によるケース１の測定方法を示す斜視図である。図７のケース１は、放射線源１が放射線検出部２Ａの検出線２Ｌ上でかつ測定対象物３３の表面３３Ｓに存在する場合である。   FIG. 7 is a perspective view showing a measuring method of the case 1 by the radioactivity distribution measuring device 100 of FIG. Case 1 of FIG. 7 is a case where the radiation source 1 exists on the detection line 2L of the radiation detection unit 2A and on the surface 33S of the measurement target 33.

図７において、放射線検出部２を測定位置Ａから測定位置Ｂ及び測定位置Ｃへと移動させることで、各測定位置Ａ，Ｂ，Ｃで得られた測定データから、奥行き方向Ｚの所定の座標値ｚにおいて、予測強度分布３１Ａ、予測強度分布３１Ｂ、予測強度分布３１Ｃを得る。ケース１では、放射線源１が測定対象物３３の表面３３Ｓにあり、かつ、放射線検出部２Ａの検出線２Ｌ上に存在するため、得られた全ての予測強度分布３１の中から、測定対象物３３の表面３３Ｓに対応する奥行き方向Ｚの座標値ｚの検出平面における予測強度分布３１Ａの中心部において、予測強度分布３１Ａ、予測強度分布３１Ｂ、予測強度分布３１Ｃの強度が一致する領域が存在し、この強度が一致する領域が、放射線源１の存在する位置となる。   In FIG. 7, by moving the radiation detection unit 2 from the measurement position A to the measurement position B and the measurement position C, predetermined coordinates in the depth direction Z are obtained from the measurement data obtained at each of the measurement positions A, B, and C. At the value z, a predicted intensity distribution 31A, a predicted intensity distribution 31B, and a predicted intensity distribution 31C are obtained. In case 1, since the radiation source 1 is on the surface 33S of the measurement target 33 and on the detection line 2L of the radiation detection unit 2A, the measurement target is selected from all the obtained predicted intensity distributions 31. At the center of the predicted intensity distribution 31A on the detection plane of the coordinate value z in the depth direction Z corresponding to the surface 33S of the surface 33, there is a region where the intensity of the predicted intensity distribution 31A, the predicted intensity distribution 31B, and the predicted intensity distribution 31C match. The area where the intensities match is the position where the radiation source 1 is located.

図８は図１の放射能分布測定装置１００によるケース２の測定方法を示す斜視図である。図８のケース２は、放射線源１が放射線検出部２Ａの検出線２Ｌ上にあり、測定対象物３３中であって表面３３Ｓから特定の深さｄにある検出平面に放射線源１が存在する場合である。   FIG. 8 is a perspective view showing a measuring method of the case 2 by the radioactivity distribution measuring device 100 of FIG. In the case 2 of FIG. 8, the radiation source 1 is on the detection line 2L of the radiation detection unit 2A, and the radiation source 1 is present on the detection plane in the measurement target 33 and at a specific depth d from the surface 33S. Is the case.

図８において、放射線検出部２を測定位置Ａから測定位置Ｂ及び測定位置Ｃへと移動させることで、各測定位置で得られた測定データから、奥行き方向Ｚの座標値ｚの検出平面において、予測強度分布３１Ａ、予測強度分布３１Ｂ、予測強度分布３１Ｃを得る。ケース２では、放射線源１が測定対象物３３の内部にあり、かつ、放射線検出部２Ａの検出線２Ｌ上に存在するため、得られた全ての予測強度分布３１の中から、測定対象物３３の内部の特定の深さｄに対応する奥行き方向Ｚの座標値ｚの検出平面の予測強度分布３１Ａの中心部において、予測強度分布３１Ａ、予測強度分布３１Ｂ、予測強度分布３１Ｃの強度が一致する領域が存在し、この強度が一致する領域が、放射線源１の存在する位置となる。   In FIG. 8, by moving the radiation detection unit 2 from the measurement position A to the measurement position B and the measurement position C, the measurement data obtained at each measurement position can be used to detect the coordinate value z in the depth direction Z on the detection plane. A predicted intensity distribution 31A, a predicted intensity distribution 31B, and a predicted intensity distribution 31C are obtained. In case 2, since the radiation source 1 is inside the measurement target 33 and on the detection line 2L of the radiation detection unit 2A, the measurement target 33 is selected from all the obtained predicted intensity distributions 31. The intensity of the predicted intensity distribution 31A, the predicted intensity distribution 31B, and the predicted intensity distribution 31C coincide at the center of the predicted intensity distribution 31A on the detection plane of the coordinate value z in the depth direction Z corresponding to the specific depth d inside A region exists, and a region where the intensities coincide with each other is a position where the radiation source 1 exists.

図９は図１の放射能分布測定装置１００によるケース３の測定方法を示す斜視図である。図９のケース３は、いずれの放射線検出部２Ａ、２Ｂ，２Ｃの検出線２Ｌ上に放射線源１が存在しないが、測定対象物３３の表面３３Ｓに放射線源１が存在する場合である。   FIG. 9 is a perspective view showing a method of measuring the case 3 by the radioactivity distribution measuring device 100 of FIG. Case 3 in FIG. 9 is a case where the radiation source 1 does not exist on the detection line 2L of any of the radiation detection units 2A, 2B, and 2C, but the radiation source 1 exists on the surface 33S of the measurement target 33.

図９において、放射線検出部２を測定位置Ａから測定位置Ｂ及び測定位置Ｃへと移動させることで、各測定位置で得られた測定データから、奥行き方向Ｚの座標値ｚの検出平面において、予測強度分布３１Ａ、予測強度分布３１Ｂ、予測強度分布３１Ｃを得る。ケース３では、放射線源１が測定対象物３３の表面にあり、かつ、いずれの放射線検出部２Ａ，２Ｂ，２Ｃの検出線２Ｌ上に存在しないため、得られた全ての予測強度分布３１の中から、測定対象物３３の表面３３Ｓに対応する奥行き方向Ｚの座標値ｚの検出平面の（予測強度分布の中心部以外の）いずれかの領域において、予測強度分布３１Ａ、予測強度分布３１Ｂ、予測強度分布３１Ｃの強度が一致し、この強度が一致する領域が、放射線源１の存在する位置となる。   In FIG. 9, by moving the radiation detection unit 2 from the measurement position A to the measurement position B and the measurement position C, the measurement data obtained at each measurement position can be used to detect the coordinate value z in the depth direction Z on the detection plane. A predicted intensity distribution 31A, a predicted intensity distribution 31B, and a predicted intensity distribution 31C are obtained. In case 3, since the radiation source 1 is on the surface of the measurement target 33 and is not on the detection line 2L of any of the radiation detection units 2A, 2B, and 2C, all of the obtained predicted intensity distributions 31 In any region (other than the center of the predicted intensity distribution) of the detection plane of the coordinate value z in the depth direction Z corresponding to the surface 33S of the measurement target 33, the predicted intensity distribution 31A, the predicted intensity distribution 31B, and the predicted The intensity of the intensity distribution 31C matches, and the area where the intensity matches is the position where the radiation source 1 is present.

図１０は図１の放射能分布測定装置１００によるケース４の測定方法を示す斜視図である。図１０のケース４は、いずれの放射線検出部２Ａ，２Ｂ，２Ｃの検出線２Ｌ上に放射線源１が存在しないが、測定対象物３３の表面３３Ｓから特定の深さｄにある検出平面上に放射線源１が存在する場合である。   FIG. 10 is a perspective view showing a measuring method of the case 4 by the radioactivity distribution measuring device 100 of FIG. In the case 4 of FIG. 10, the radiation source 1 does not exist on the detection line 2L of any of the radiation detection units 2A, 2B, and 2C, but on the detection plane at a specific depth d from the surface 33S of the measurement target 33. This is the case where the radiation source 1 is present.

図１０において、放射線検出部２を測定位置Ａから測定位置Ｂ及び測定位置Ｃへと移動させることで、各測定位置で得られた測定データから、奥行き方向Ｚの座標値ｚの検出平面において、予測強度分布３１Ａ、予測強度分布３１Ｂ、予測強度分布３１Ｃを得る。ケース３では、放射線源１が測定対象物３３の内部にあり、かつ、いずれの放射線検出部２の検出線２Ｌ上に存在しないため、得られた全ての予測強度分布３１の中から、測定対象物３３の内部であってその表面３３Ｓから特定の深さｄに対応する奥行き方向Ｚの座標値ｚの検出平面の（予測強度分布の中心部以外の）いずれかの領域において、予測強度分布３１Ａ、予測強度分布３１Ｂ、予測強度分布３１Ｃの強度が一致し、この強度が一致する領域が、放射線源１の存在する位置となる。   In FIG. 10, by moving the radiation detection unit 2 from the measurement position A to the measurement position B and the measurement position C, from the measurement data obtained at each measurement position, on the detection plane of the coordinate value z in the depth direction Z, A predicted intensity distribution 31A, a predicted intensity distribution 31B, and a predicted intensity distribution 31C are obtained. In case 3, since the radiation source 1 is inside the measurement target 33 and does not exist on the detection line 2L of any of the radiation detection units 2, the measurement target Inside the object 33 and in any region (other than the center of the predicted intensity distribution) of the detection plane of the coordinate value z in the depth direction Z corresponding to the specific depth d from the surface 33S, the predicted intensity distribution 31A , The intensity of the predicted intensity distribution 31B and the intensity of the predicted intensity distribution 31C match, and the area where the intensities match is the position where the radiation source 1 exists.

また、分布再構成部１５では、逆問題演算部１３が出力する複数のエネルギースペクトルから、特定のエネルギー帯のみの計数値（強度）を利用することで、特定の放射性物質にのみ限定して分布測定ができる。図２Ｂ等に示す通り、予測強度はエネルギー毎の強度として求められる。従って、予測強度分布もエネルギー毎の強度分布として求められる。注目すべき放射性物質がある場合には、分布再構成部１５は、その放射性物質に対応するエネルギー帯の予測強度を用いて放射線源１の分布を推定すればよい。   Further, the distribution reconstruction unit 15 uses the count value (intensity) of only a specific energy band from a plurality of energy spectra output by the inverse problem calculation unit 13 to limit the distribution to only a specific radioactive substance. Can measure. As shown in FIG. 2B and the like, the predicted intensity is obtained as an intensity for each energy. Therefore, the predicted intensity distribution is also obtained as an intensity distribution for each energy. When there is a radioactive substance to be noted, the distribution reconstruction unit 15 may estimate the distribution of the radiation source 1 using the predicted intensity of the energy band corresponding to the radioactive substance.

例えば、放射性物質のセシウム−１３７が放出する放射線のエネルギーは６６２ｋｅＶであるため、前記のエネルギースペクトルから、対応するエネルギー帯のみの計数値を分布再構成部１５の処理に利用することで、セシウム−１３７に限った放射線源１の分布を得ることができる。また、放射性物質の放出する放射線のエネルギーに対応する放出割合を前記計数値に乗じることで、放射能として表すことができる。   For example, since the energy of the radiation emitted by the radioactive substance cesium-137 is 662 keV, the count value of only the corresponding energy band is used for the processing of the distribution reconstruction unit 15 from the above-mentioned energy spectrum, so that the cesium-137 is emitted. 137 can be obtained. In addition, by multiplying the count value by the emission ratio corresponding to the energy of the radiation emitted by the radioactive substance, it can be expressed as radioactivity.

なお、放射性物質の放出する放射線のエネルギーについては、予め、分布再構成部１５の内部メモリに所定のデータベースとして格納しておいてもよく、分布再構成する際に、前記データベースから呼び出した放射性物質に対応するエネルギー帯のみの計数を用いるようにしてもよい。格納されたデータベースは、放射性核種に固有のデータを呼び出し、当該データに基づいて放射性核種の同定及び定量分析を行う。放射性核種の同定及び定量分析は、抽出されたエネルギースペクトルにおける、データベースから呼び出したデータに対応するエネルギー帯の計数値を算出することにより行う。ここで、データベースは、放射性核種が放出する放射線のエネルギー、放出割合を含むデータを格納する。例えば、放射性核種がセシウム−１３７である場合、放出されるγ線のエネルギー帯は６６２ｋｅＶ、放出割合は８５％、というデータ等を格納する。そして、分布再構成部１５の演算結果、すなわち放射線源１から放射性物質毎の分布結果を表示部１８へ出力する。   The energy of the radiation emitted by the radioactive material may be stored in advance in the internal memory of the distribution reconstructing unit 15 as a predetermined database. May be used only for the energy band corresponding to. The stored database retrieves data specific to the radionuclide and performs radionuclide identification and quantitative analysis based on the data. The identification and quantitative analysis of the radionuclide are performed by calculating the count value of the energy band corresponding to the data called from the database in the extracted energy spectrum. Here, the database stores data including the energy of the radiation emitted by the radionuclide and the emission ratio. For example, when the radionuclide is cesium-137, data that the energy band of the emitted γ-ray is 662 keV and the emission ratio is 85% are stored. Then, the calculation result of the distribution reconstruction unit 15, that is, the distribution result of each radioactive substance from the radiation source 1 is output to the display unit 18.

図６は図１の位置測定部３により実行される位置測定処理を示すフローチャートである。位置測定部３は、放射線検出部２による測定開始時の位置情報を取得し、測定開始時の原点３０や原点３０に対する移動量３２を分布再構成部１５に出力する。具体的な動作フローについて図６を参照して後述する。   FIG. 6 is a flowchart showing a position measurement process executed by the position measurement unit 3 of FIG. The position measurement unit 3 acquires the position information at the time of starting the measurement by the radiation detection unit 2, and outputs the origin 30 and the movement amount 32 with respect to the origin 30 at the start of the measurement to the distribution reconstruction unit 15. A specific operation flow will be described later with reference to FIG.

図６のステップＳ１１において、まず、位置測定部３は分布再構成部１５に原点３０の情報が設定されているか否かを判定し、原点３０の情報が設定されているときは（ステップＳ１１でＹＥＳ）ステップＳ１４に進む一方、原点３０の情報が設定されていないときは（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ１２において例えば放射線検出部２の検出線２Ｌ上の測定位置を原点３０に決定し、ステップＳ１３において決定した位置情報を分布再構成部１５へ出力する。なお、原点３０は、必ずしも放射線検出部２の検出線２Ｌ上でなくてもよく、分布再構成部１５において、放射線検出部２の位置情報と応答関数格納部１４に格納される応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）の空間座標を一致させれば、原点３０は任意の位置で設定してもよい。In step S11 of FIG. 6, first, the position measuring unit 3 determines whether or not the information of the origin 30 is set in the distribution reconstructing unit 15, and when the information of the origin 30 is set (in step S11). (YES) While proceeding to step S14, if the information of the origin 30 is not set (NO in step S11), for example, the measurement position on the detection line 2L of the radiation detection unit 2 is determined as the origin 30 in step S12. The position information determined in S13 is output to the distribution reconstruction unit 15. Note that the origin 30 does not necessarily have to be on the detection line 2L of the radiation detection unit 2, and the distribution reconstruction unit 15 uses the position information of the radiation detection unit 2 and the response function R r stored in the response function storage unit 14. , Z (L, E), the origin 30 may be set at an arbitrary position as long as the spatial coordinates are matched.

次いで、ステップＳ１４において、原点３０の初期化を行う必要があるか否かを判断し、初期化する必要がある場合は（ステップＳ１４でＹＥＳ）ステップＳ１１に戻り、再度、原点３０を決定して設定する。一方、初期化をする必要がない場合は（ステップＳ１４でＮＯ）、ステップＳ１５で原点３０からの放射線検出部２の移動量を位置測定部３で測定し、ステップＳ１６において測定した原点３０からの放射線検出部２の移動量を分布再構成部１５へ出力して当該位置測定処理を終了する。   Next, in step S14, it is determined whether or not it is necessary to initialize the origin 30, and if it is necessary to initialize (YES in step S14), the process returns to step S11, and the origin 30 is determined again. Set. On the other hand, when it is not necessary to perform initialization (NO in step S14), the movement amount of the radiation detection unit 2 from the origin 30 is measured by the position measurement unit 3 in step S15, and the movement amount from the origin 30 measured in step S16 is measured. The movement amount of the radiation detection unit 2 is output to the distribution reconstruction unit 15, and the position measurement processing ends.

ここで、位置情報の取得には、例えば、ジャイロセンサや加速度センサ、超音波センサ等や別途用意されたレーザースキャナやカメラによる撮像画像等が考えられ、原点座標と原点座標に対する移動量が計測できれば、いずれの方式であってもよい。なお、位置測定部３による位置情報の取得は、放射線検出部２の測定開始から測定終了までの動作と同期するように作動してもよく、又は単独に作動してもよい。   Here, in obtaining the position information, for example, an image captured by a gyro sensor, an acceleration sensor, an ultrasonic sensor, or a separately prepared laser scanner or camera can be considered, and if the origin coordinates and the movement amount with respect to the origin coordinates can be measured. , Any method may be used. The acquisition of the position information by the position measuring unit 3 may be operated in synchronization with the operation of the radiation detecting unit 2 from the start of measurement to the end of measurement, or may be operated independently.

また、本実施の形態では、以上の特殊な形状や構造を有しない放射線検出部２を用いて、測定位置を変えた測定を複数回行うことで、測定対象物３３に含まれる放射性物質の分布情報を得ることができる。   Further, in the present embodiment, the distribution of the radioactive substance contained in the measurement target 33 is performed by performing measurement at different measurement positions a plurality of times using the radiation detection unit 2 having no special shape or structure as described above. Information can be obtained.

図１１は図１の放射能分布測定装置１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図１１に示すように、
（１）放射線検出部２が放射線検出器２ａで構成され、
（２）位置測定部３がジャイロセンサ３ａで構成され、
（３）信号増幅部１１が増幅器１１ａで構成され、
（４）波高演算部１２と逆問題演算部１３と分布再構成部１５がプロセッサ６００で構成され、
（５）表示部１８がディスプレイ１８ａで構成される。FIG. 11 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of the radioactivity distribution measuring device 100 of FIG. As shown in FIG.
(1) The radiation detector 2 is composed of a radiation detector 2a,
(2) The position measuring unit 3 is constituted by a gyro sensor 3a,
(3) The signal amplifying unit 11 includes an amplifier 11a,
(4) The wave height calculation unit 12, the inverse problem calculation unit 13, and the distribution reconstruction unit 15 are configured by the processor 600,
(5) The display unit 18 is constituted by the display 18a.

ここで、プロセッサ６００は例えば、ＣＰＵ６００ａで実行する波高演算部１２と逆問題演算部１３と分布再構成部１５の処理のためのプログラム、データ等を格納したメモリ６００ｂ、及び外部とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）６００ｃ，６００ｄ，６００ｅ等から構成される。また、波高演算部１２と逆問題演算部１３と分布再構成部１５の部分をプロセッサ６００の代わりに、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のデジタル回路で構成してもよい。   Here, the processor 600 includes, for example, a memory 600b storing programs, data, and the like for processing of the wave height calculation unit 12, the inverse problem calculation unit 13, and the distribution reconstruction unit 15 executed by the CPU 600a, and an external interface (I / F) 600c, 600d, 600e, etc. Further, the parts of the wave height calculating unit 12, the inverse problem calculating unit 13, and the distribution reconstructing unit 15 may be configured by a digital circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) instead of the processor 600.

そして、演算処理に必要な、応答関数格納部１４での放射線のエネルギー毎の応答関数Ｒｒ，ｚ（Ｌ，Ｅ）、予め設定された各種設定値等の、放射線測定に必要な予め準備しておくデータ、テーブル、プログラム等はメモリ６００ｂに予め格納しておく。なお、この放射能分布測定装置は、放射線検出器２ａを移動させるために測定者が携帯可能な形態となっている。Then, a response function R r, z (L, E) for each radiation energy in the response function storage unit 14 necessary for the arithmetic processing, various preset values, etc., are prepared in advance for the radiation measurement. Data, tables, programs, and the like to be stored are stored in the memory 600b in advance. Note that the radioactivity distribution measuring device is in a form that can be carried by a measurer to move the radiation detector 2a.

以上説明したように、本実施の形態に係る放射能分布測定装置によれば、特殊な形状の放射線検出器を用いることなく、放射線源１の存在する予測強度分布を得ることができ、異なる複数の測定位置で得られた予測強度分布を用いることで、放射線検出器に特別な工夫をこらすことなく、従来技術に比較して高精度で、奥行き方向を含む放射線源１の３次元分布を計測可能である。   As described above, according to the radioactivity distribution measuring apparatus according to the present embodiment, it is possible to obtain a predicted intensity distribution in which the radiation source 1 exists without using a radiation detector having a special shape. By using the predicted intensity distribution obtained at the measurement position, the three-dimensional distribution of the radiation source 1 including the depth direction can be measured with higher accuracy compared to the conventional technology without special measures for the radiation detector It is possible.

以上の実施の形態において、分布再構成部１５は、複数の測定位置に対して演算された予測強度分布と、前記位置測定部から出力される測定位置の位置情報とを用いて、予測強度が一致する領域を同定して放射線源１の３次元分布と、当該放射線源１の３次元分布に基づく放射能と、放射能濃度とを推定している。本発明はこれに限らず、分布再構成部１５は、複数の測定位置に対して演算された予測強度分布と、前記位置測定部から出力される測定位置の位置情報とを用いて、予測強度が一致する領域を同定して放射線源１の３次元分布のみを推定してもよい。また、分布再構成部１５はさらに、当該放射線源１の３次元分布に基づく放射能と、放射能濃度とのうちの少なくとも１つを推定してもよい。これにより、それぞれ個別に推定できる。   In the above embodiment, the distribution reconstruction unit 15 calculates the predicted intensity using the predicted intensity distribution calculated for the plurality of measurement positions and the position information of the measurement position output from the position measurement unit. A coincident region is identified, and the three-dimensional distribution of the radiation source 1, the radioactivity based on the three-dimensional distribution of the radiation source 1, and the radioactivity concentration are estimated. The present invention is not limited to this. The distribution reconstruction unit 15 uses the predicted intensity distribution calculated for a plurality of measurement positions and the position information of the measurement position output from the position measurement unit to calculate the prediction intensity. May be identified to estimate only the three-dimensional distribution of the radiation source 1. Further, the distribution reconstruction unit 15 may further estimate at least one of the radioactivity based on the three-dimensional distribution of the radiation source 1 and the radioactivity concentration. Thereby, each can be estimated individually.

以上の実施の形態によれば、逆問題演算部１３によって得られる各測定位置に対する同心円上の予測強度分布を複数（複数の測定位置に対して１つずつ）演算し、分布再構成部１５により、複数の測定位置に対して得られた予測強度分布から、放射線源１の３次元分布を求めることができる。そのため、先行技術のような凸凹形状の放射線検出部を用いること無く、放射線源１の３次元分布を得ることができる。また、放射線検出部２の位置の変えることによって奥行き方向Ｚの放射線の位置による違いが測定できるため、特に奥行き方向Ｚの位置分解能が向上するといった従来にない顕著な効果を奏するものである。   According to the above embodiment, a plurality of (one for each of a plurality of measurement positions) predicted intensity distributions on concentric circles for each measurement position obtained by the inverse problem calculation unit 13 are calculated, and the distribution reconstruction unit 15 calculates The three-dimensional distribution of the radiation source 1 can be obtained from the predicted intensity distribution obtained for a plurality of measurement positions. Therefore, it is possible to obtain a three-dimensional distribution of the radiation source 1 without using an uneven radiation detector as in the prior art. Further, by changing the position of the radiation detection unit 2, the difference due to the position of the radiation in the depth direction Z can be measured, and thus a remarkable effect such as improvement in the position resolution particularly in the depth direction Z is achieved.

実施の形態２．
図１２は本発明の実施の形態２に係る放射能分布測定装置２００を示すブロック図である。実施の形態２に係る放射能分布測定装置２００は、図１２に示すように、図１の実施の形態１に係る放射能分布測定装置１００に比較して、放射線検出部２と位置測定部３を搭載して移動させる移動部４をさらに備えたことを特徴としている。以下、上記相違点について詳述する。Embodiment 2 FIG.
FIG. 12 is a block diagram showing a radioactivity distribution measuring device 200 according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 12, the radioactivity distribution measuring device 200 according to the second embodiment is different from the radioactivity distribution measuring device 100 according to the first embodiment in FIG. Is further provided with a moving unit 4 for mounting and moving. Hereinafter, the difference will be described in detail.

図１２において、移動部４は、例えば、遠隔操作が可能なビークル又は小型ヘリ、無人飛行機、ドローン等を用いて、放射線検出部２と位置測定部３を測定者の操作により、意図する測定箇所まで移動させることが可能な装置である。なお、遠隔操作は有線方式、無線方式いずれの方式でもよい。また、移動部４には前述した放射線検出部２と位置測定部３のみでなく、分布測定部１０を搭載してもよく、さらに表示部１８を搭載してもよい。   In FIG. 12, a moving unit 4 uses a remotely controllable vehicle or a small helicopter, an unmanned aerial vehicle, a drone, or the like to move the radiation detecting unit 2 and the position measuring unit 3 to an intended measurement location by a measurer's operation. It is a device that can be moved up to The remote operation may be a wired system or a wireless system. In addition, the moving unit 4 may include not only the radiation detecting unit 2 and the position measuring unit 3 described above, but also a distribution measuring unit 10 and a display unit 18.

以上のように構成された本実施の形態に係る放射能分布測定装置２００によれば、実施の形態１による放射能分布測定装置１００と同様の効果が得られると共に、移動部４により、放射線検出部２を測定者が意図する測定位置へ放射線検出部２と位置測定部３を移動させることができる。それゆえ、放射能の分布測定に際する測定者が放射能分布測定装置２００を持ち運ぶこと無く、複数位置での測定が可能になり、放射線源１の位置情報を測定することが可能になる。さらに、放射能分布測定装置２００のみを測定現場へ設定できるため、移動と測定作業に伴う測定者の被ばく量を軽減することができる。   According to the radioactivity distribution measuring device 200 according to the present embodiment configured as described above, the same effect as the radioactivity distribution measuring device 100 according to the first embodiment can be obtained, and the moving unit 4 can detect the radiation. The radiation detection unit 2 and the position measurement unit 3 can be moved to the measurement position intended by the measurer. Therefore, it is possible to perform measurement at a plurality of positions without having to carry the radioactivity distribution measuring device 200 by a measurer in measuring the distribution of radioactivity, and it is possible to measure the position information of the radiation source 1. Furthermore, since only the radioactivity distribution measuring device 200 can be set at the measurement site, the exposure amount of the operator due to the movement and the measurement work can be reduced.

すなわち、実施の形態１の効果に加え、実施の形態２に係る構成を実現することにより、放射能分布測定装置２００を測定者が持ち運ぶこと無く、遠隔で放射能分布測定装置２００を移動部４により移動させることができ、測定者が侵入できないような場所へと放射能分布測定装置２００を設置できることに加えて、被ばくの恐れがある領域内での測定者の作業がなくなるため、被ばく量を軽減する効果がある。   In other words, by realizing the configuration according to the second embodiment in addition to the effect of the first embodiment, the radioactivity distribution measuring device 200 can be remotely moved without moving the radioactivity distribution measuring device 200 by a measurer. In addition to being able to install the radioactivity distribution measuring device 200 in a place where the measurer cannot enter, the work of the measurer in the area where there is a risk of exposure is eliminated, so that the radiation dose can be reduced. It has the effect of reducing.

実施の形態３．
図１３は本発明の実施の形態３に係る放射能分布測定装置３００を示すブロック図である。実施の形態３に係る放射能分布測定装置３００は、図１３に示すように、図１の実施の形態１に係る放射能分布測定装置１００に比較して、撮像部５をさらに備えたことを特徴としている。以下、上記相違点について詳述する。Embodiment 3 FIG.
FIG. 13 is a block diagram showing a radioactivity distribution measuring apparatus 300 according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in FIG. 13, the radioactivity distribution measuring device 300 according to the third embodiment further includes an imaging unit 5 as compared with the radioactivity distribution measuring device 100 according to the first embodiment of FIG. Features. Hereinafter, the difference will be described in detail.

図１３において、撮像部５は、放射線検出部２を用いて測定する際と同時又は予め、例えば、光学式のデジタルカメラを用いて、測定対象物３３を含む測定現場の静止画又は動画を撮影し、取得された画像を分布再構成部１５へ出力する。分布再構成部１５では、撮像部５により取得した画像上で放射線源１の存在する位置情報を照合させる。例えば、原点３０において、撮像部５で現場画像を取得し、現場の撮影画像と得られた放射線源１の位置情報を重ね合わせて表示部１８へ出力して表示する。   In FIG. 13, the imaging unit 5 captures a still image or a moving image of the measurement site including the measurement target 33 at the same time or in advance when performing measurement using the radiation detection unit 2, for example, using an optical digital camera. Then, the obtained image is output to the distribution reconstruction unit 15. In the distribution reconstruction unit 15, the position information where the radiation source 1 exists is collated on the image acquired by the imaging unit 5. For example, at the origin 30, an image of the site is acquired by the imaging unit 5, and the captured image of the site and the obtained position information of the radiation source 1 are superimposed and output to the display unit 18 for display.

なお、前述では光学式カメラにより撮影された現場を２次元情報の画像に、放射線検出部２と位置測定部３によって、得られた放射線源１の位置情報を照合させた。しかし、本発明はこれに限らず、撮像部５が３次元情報を取得可能な、例えば、レーザースキャナ、Ｋｉｎｅｃｔ等を用いることで、現場の３次元情報をもつ画像に対して、放射線源１の位置情報を照合させ、現場の３次元画像に放射線源１の位置情報を重ね合わせて表示してもよい。   In the above, the radiation detection unit 2 and the position measurement unit 3 collate the obtained position information of the radiation source 1 with the image of the two-dimensional information of the site photographed by the optical camera. However, the present invention is not limited to this. For example, by using a laser scanner, Kinect, or the like, by which the imaging unit 5 can acquire three-dimensional information, the image of the radiation source 1 The position information may be collated, and the position information of the radiation source 1 may be superimposed and displayed on the three-dimensional image of the site.

以上のように構成された本実施の形態による放射能分布測定装置３００によれば、実施の形態１による放射能分布測定装置１００と同様の効果が得られると共に、撮像部５を用いて、測定者等が認識する空間情報に分布測定部１０の出力となる放射線源１の位置情報を照合し、表示部１８に光学撮像画像と放射能の分布を同時に表示することで、放射線源１の分布情報に対する観測理解度を向上させることができる。すなわち、実施の形態１の効果に加え、現場の画像と放射能分布を重ね合せて表示することで、放射能分布の観測理解度を向上させる効果がある。   According to the radioactivity distribution measuring apparatus 300 according to the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the radioactivity distribution measuring apparatus 100 according to the first embodiment can be obtained, and the measurement can be performed using the imaging unit 5. The position information of the radiation source 1 which is output from the distribution measuring unit 10 is compared with spatial information recognized by a person or the like, and the distribution of the radiation source 1 is simultaneously displayed on the display unit 18 by displaying the optically captured image and the distribution of the radioactivity. It is possible to improve the degree of understanding of information for observation. That is, in addition to the effect of the first embodiment, by superimposing and displaying the on-site image and the radioactivity distribution, there is an effect of improving the observation understanding of the radioactivity distribution.

実施の形態４．
図１４は本発明の実施の形態４に係る放射能分布測定装置４００を示すブロック図である。また、図１５は図１４の放射能分布測定装置４００の使用例を示す斜視図である。実施の形態４に係る放射能分布測定装置４００は、図１４に示すように、図１２の実施の形態２に係る移動部４に対応する移動部４Ａと、図１３の実施の形態３に係る撮像部５とをともに備えたことを特徴としている。Embodiment 4 FIG.
FIG. 14 is a block diagram showing a radioactivity distribution measuring device 400 according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 15 is a perspective view showing a usage example of the radioactivity distribution measuring device 400 of FIG. As shown in FIG. 14, a radioactivity distribution measuring apparatus 400 according to Embodiment 4 includes a moving unit 4A corresponding to the moving unit 4 according to Embodiment 2 in FIG. 12 and a moving unit 4A according to Embodiment 3 in FIG. It is characterized by having both the imaging unit 5.

図１４において、移動部４Ａは放射線検出部２と位置測定部３、撮像部５を搭載し、測定者の操作により、放射能分布測定装置４００を意図する測定箇所へ移動させることができ、かつ、放射線源１の位置情報を撮像部５が取得する図１５の測定現場７００の画像上に、表示することができる。   In FIG. 14, the moving unit 4A includes the radiation detecting unit 2, the position measuring unit 3, and the imaging unit 5, and can move the radioactivity distribution measuring device 400 to an intended measuring point by an operation of a measurer, and The position information of the radiation source 1 can be displayed on the image of the measurement site 700 in FIG.

以上のように構成された本実施の形態に係る放射能分布測定装置４００によれば、実施の形態１による放射能分布測定装置１００と同様の効果が得られると共に、実施の形態２と実施の形態３の組み合わせにより、測定現場７００までの通路等が測定者よりも小さく侵入できない領域や非常に放射線量が高く測定者が測定現場７００で作業できない場所等であっても、移動部４Ａを遠隔操作することで、測定現場７００の画像と放射能の分布情報を得ることができる。それゆえ、測定者が物理的に侵入できない領域においても、放射能の分布測定に際して、放射能分布測定装置４００を測定者が持ち運ぶこと無く、複数位置での測定ができ、さらに、測定作業に伴う測定者の被ばく量を軽減することができるとともに、放射線源１の分布情報に対する観測理解度を向上させることができる。   According to the radioactivity distribution measuring apparatus 400 according to the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the radioactivity distribution measuring apparatus 100 according to the first embodiment can be obtained, and the second embodiment and the second embodiment can be implemented. With the combination of mode 3, even if the passage to the measurement site 700 is smaller than the measurer and cannot enter, or even if the radiation dose is so high that the measurer cannot work at the measurement site 700, the moving unit 4A can be remotely controlled. By performing the operation, the image of the measurement site 700 and the distribution information of the radioactivity can be obtained. Therefore, even in a region where the measurer cannot physically enter, when measuring the distribution of radioactivity, the measurement can be performed at a plurality of positions without carrying the radioactivity distribution measuring device 400 with the measurer. The exposure dose of the measurer can be reduced, and the degree of understanding of the distribution information of the radiation source 1 can be improved.

すなわち、実施の形態１に係る効果に加え、この構成を実現することにより、放射能分布測定装置４００を測定者が持ち運ぶこと無く遠隔で放射能分布測定装置４００を移動させることができ、測定者が侵入できないような場所へと放射能分布測定装置４００を設置できることに加えて、被ばくの恐れがある領域内での測定者の作業がなくなるため、被ばく量を軽減する効果がある。また、測定現場７００の画像と放射能分布を重ね合せて表示することで、放射能分布の観測理解度を向上させる効果がある。   That is, in addition to the effects according to the first embodiment, by realizing this configuration, the radioactivity distribution measurement device 400 can be remotely moved without the user carrying the radioactivity distribution measurement device 400, and In addition to the fact that the radioactivity distribution measuring device 400 can be installed in a place where no radiation can enter, the work of the measurer in an area where there is a risk of exposure is eliminated, so that the amount of exposure can be reduced. Further, by superimposing and displaying the image of the measurement site 700 and the radioactivity distribution, there is an effect of improving the understanding of the observation of the radioactivity distribution.

実施の形態５．
図１６は本発明の実施の形態５に係る放射能分布測定装置５００を示す概念図である。実施の形態５は、実施の形態１から実施の形態４に対して、放射線検出部２に飛来する放射線の方向情報を得られる入射方向限定手段を付加させた構成であり、図１６に示すように、放射線検出部２Ａ、２Ｂに飛来する被測定放射線の入射方向の情報から放射線源１からの入射方向範囲４１を限定することができる。従って、放射線源１の３次元分布を求めるために、放射能分布測定装置５００を移動させる回数を減らすことができ、測定に有する時間を削減できる。Embodiment 5 FIG.
FIG. 16 is a conceptual diagram showing a radioactivity distribution measuring device 500 according to Embodiment 5 of the present invention. The fifth embodiment has a configuration in which an incident direction limiting unit that can obtain direction information of radiation radiating to the radiation detection unit 2 is added to the first to fourth embodiments, as shown in FIG. Further, the range 41 of the incident direction from the radiation source 1 can be limited based on the information on the incident direction of the radiation to be measured that comes to the radiation detection units 2A and 2B. Therefore, the number of times of moving the radioactivity distribution measuring device 500 to obtain the three-dimensional distribution of the radiation source 1 can be reduced, and the time required for measurement can be reduced.

図１７は図１６の放射能分布測定装置５００における入射方向範囲を示す縦断面図である。放射線検出部２Ａ，２Ｂに飛来する放射線の入射方向範囲４１を限定する入射方向手段としては、例えば、図１７に示すように、放射線検出部２Ａ，２Ｂの前方に、鉄系金属や鉛、タングステン等の重金属製のコリメータ４０（任意の大きさの穴が空いた）を設ける。これにより、コリメータ４０に設けた穴以外からの放射線を遮蔽し、放射線検出部２Ａ，２Ｂに入射する放射線の入射方向範囲４１を限定してもよい。   FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing the range of the incident direction in the radioactivity distribution measuring device 500 of FIG. As the incident direction means for limiting the incident direction range 41 of the radiation coming to the radiation detection units 2A and 2B, for example, as shown in FIG. A collimator 40 (having a hole of an arbitrary size) made of heavy metal such as is provided. Thereby, the radiation from other than the hole provided in the collimator 40 may be shielded, and the incident direction range 41 of the radiation incident on the radiation detectors 2A and 2B may be limited.

ここで、限定された放射線の入射方向範囲４１については、コリメータ４０に設けた穴とコリメータ４０の厚さ、コリメータ４０と放射線検出部２Ａ，２Ｂの配置条件によって、図１７に示すように、物理的に決定する入射方向角度４４からなる円錐形状（無限高さ）となる。   As shown in FIG. 17, the limited radiation incident direction range 41 depends on the hole provided in the collimator 40, the thickness of the collimator 40, and the arrangement conditions of the collimator 40 and the radiation detection units 2A and 2B. It becomes a conical shape (infinite height) consisting of the incident direction angle 44 which is determined in a random manner.

なお、コリメータ４０の厚みについては、対象とする放射線のエネルギーによって異なるが、一般的な放射線のエネルギー（〜３ＭｅＶ）範囲であれば、鉛で１０ｃｍ程度が必要となる。   The thickness of the collimator 40 varies depending on the energy of the target radiation, but in the range of general radiation energy (up to 3 MeV), about 10 cm of lead is required.

図１８Ａは図１６の放射能分布測定装置５００において、コリメータ４０が放射線検出部２Ａ，２Ｂの側面全体及び上面の一部を覆う場合の縦断面図である。また、図１８Ｂは図１６の放射能分布測定装置において、コリメータ４０が放射線検出部２Ａ，２Ｂの側面のみを覆う場合の縦断面図である。   FIG. 18A is a longitudinal sectional view in the case where the collimator 40 covers the entire side surface and a part of the upper surface of the radiation detection units 2A and 2B in the radioactivity distribution measuring device 500 of FIG. FIG. 18B is a longitudinal sectional view in the case where the collimator 40 covers only the side surfaces of the radiation detection units 2A and 2B in the radioactivity distribution measuring device of FIG.

図１８Ａ及び図１８Ｂの縦断面図に示すようにそれぞれ、周囲からの放射線を遮蔽するために放射線検出部２Ａ，２Ｂの側面全体及び上面の一部を覆う形状、もしくは、放射線検出部２Ａ，２Ｂの側面のみ覆う形状であってもよい。図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、放射線検出部２Ａ，２Ｂの側面全体及び上面の一部、もしくは側面のみ覆う場合、放射線検出部２Ａ，２Ｂの前方方向に放射線源１が存在するとして測定を行うことになるが、環境中のγ線や散乱線等の放射線検出部２Ａ，２Ｂの側面方向から飛来する放射線を遮蔽することにより、逆問題演算部１３の演算誤差を軽減する効果がある。なお、コリメータ４０は放射線の測定中に常時設けなくてもよい。   As shown in the vertical cross-sectional views of FIGS. 18A and 18B, the radiation detectors 2A and 2B have a shape that covers the entire side surface and a part of the upper surface to shield radiation from the surroundings, or the radiation detectors 2A and 2B. The shape may be such that only the side surface is covered. As shown in FIGS. 18A and 18B, when covering the entire side surface and a part of the upper surface or only the side surface of the radiation detection units 2A and 2B, the measurement is performed assuming that the radiation source 1 exists in the forward direction of the radiation detection units 2A and 2B. However, shielding the radiation such as γ-rays and scattered rays in the environment from the side faces of the radiation detection units 2A and 2B has an effect of reducing the calculation error of the inverse problem calculation unit 13. The collimator 40 does not have to be always provided during the measurement of radiation.

ここで、放射線検出部２Ａ，２Ｂに入射した放射線の入射方向範囲４１の情報を前記分布再構成部１５（図１、図１２〜図１４参照）により、例えば、複数の測定位置に対して得られた予測強度分布に、入射方向範囲４１を１とし、入射方向範囲４１以外を０とした、補正係数の乗じることで、放射線源１の存在する３次元分布を、前記の実施の形態１から実施の形態４よりも少ない測定回数で求めることができる。   Here, information on the incident direction range 41 of the radiation incident on the radiation detection units 2A and 2B is obtained by, for example, a plurality of measurement positions by the distribution reconstruction unit 15 (see FIGS. 1 and 12 to 14). By multiplying the obtained predicted intensity distribution by a correction coefficient that sets the incident direction range 41 to 1 and the other than the incident direction range 41 to 0, the three-dimensional distribution in which the radiation source 1 exists can be changed from the above-described first embodiment. It can be obtained with a smaller number of measurements than in the fourth embodiment.

図１９は図１６において、放射線検出部２Ａ，２Ｂの深さ方向の反応位置から放射能分布測定装置における入射方向範囲を示す縦断面図である。   FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing a range from the reaction position in the depth direction of the radiation detecting units 2A and 2B to the incident direction in the radioactivity distribution measuring device in FIG.

前記コリメータ４０を設けることに加え、例えば、ＣＺＴ（ＣｄＺｎＴｅ：テルル化カドミウム亜鉛）半導体式検出器のように、電子と正孔の移動度の違いを利用して、アノード電極とカソード電極間の反応位置を得られることが一般的に知られている放射線検出部２Ａ，２Ｂ（例えば非特許文献２）を用いれば、図１９に示すように、検出部２に入射した放射線の深さ方向の反応位置４２から限定した入射方向角度４５から、前記入射方向範囲４１をさらに限定した入射方向範囲４３を得ることができるため、より少ない測定回数で放射線源１の存在する３次元分布を求めることができる。   In addition to providing the collimator 40, for example, a reaction between an anode electrode and a cathode electrode using a difference in electron and hole mobilities as in a CZT (CdZnTe: cadmium zinc telluride) semiconductor detector. If the radiation detecting units 2A and 2B (for example, Non-Patent Document 2) that are generally known to be able to obtain the position are used, as shown in FIG. Since the incident direction range 43 further restricting the incident direction range 41 can be obtained from the incident direction angle 45 restricted from the position 42, the three-dimensional distribution where the radiation source 1 exists can be obtained with a smaller number of measurements. .

なお、実施の形態５の応答関数格納部１４においては、コリメータ４０を配置することによる放射線の散乱等を考慮し、逆問題演算部１３の演算による誤差を減少させるために、配置するコリメータ４０まで定義した応答関数を格納してもよい。   Note that, in the response function storage unit 14 of the fifth embodiment, in consideration of radiation scattering and the like caused by disposing the collimator 40, in order to reduce an error caused by the operation of the inverse problem operation unit 13, the response function storage unit 14 is arranged to The defined response function may be stored.

以上説明したように、本実施形態５に係る放射能分布測定装置５００によれば、放射線源の存在する方向情報から、放射線源の存在する範囲を限定することができるため、実施形態１から実施の形態４に比較して、少ない測定回数で放射線源の分布を得ることができる。   As described above, according to the radioactivity distribution measuring apparatus 500 according to the fifth embodiment, the range in which the radiation source exists can be limited based on the direction information in which the radiation source exists. As compared with the fourth embodiment, the distribution of the radiation source can be obtained with a smaller number of measurements.

以上詳述したように、本発明に係る放射能分布測定装置によれば、特殊な形状の放射線検出器を用いることなく、放射線源１の存在する予測強度分布を得ることができ、異なる複数の測定位置で得られた予測強度分布を用いることで、放射線検出器に特別な工夫をこらすことなく、従来技術に比較して高精度で、奥行き方向を含む放射線源１の３次元分布を計測可能である。   As described in detail above, according to the radioactivity distribution measuring apparatus according to the present invention, it is possible to obtain a predicted intensity distribution in which the radiation source 1 exists without using a radiation detector having a special shape, By using the predicted intensity distribution obtained at the measurement position, it is possible to measure the three-dimensional distribution of the radiation source 1 including the depth direction with higher accuracy compared to the conventional technology without using special measures for the radiation detector It is.

１ 放射線源、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 放射線検出部、２ａ 放射線検出器、２Ｌ 検出線、２Ｐ 検出座標原点、３ 位置測定部、３ａ ジャイロセンサ、４，４Ａ 移動部、５ 撮像部、１０ 分布測定部、 １１ 信号増幅部、１１ａ 増幅器、１２ 波高演算部、１３ 逆問題演算部、１４ 応答関数格納部、１５ 分布再構成部、１８ 表示部、１８ａ ディスプレイ、３０ 原点、 ３１ 予測強度分布、３２ 移動量、３３ 測定対象物、３４ エネルギースペクトル、４０ コリメータ、４１ 入射方向範囲、４２ 深さ方向反応位置、４３ 限定した入射方向範囲、４４ 入射方向角度、４５ 限定した入射方向角度、１００，２００，３００，４００，５００ 放射能分布測定装置、１０１ 放射線、７００ 測定現場、６００ プロセッサ、６００ａ ＣＰＵ、６００ｂ メモリ、６００ｃ，６００ｄ，６００ｅ インターフェース（Ｉ／Ｆ）、Ｒ 半径方向、Ｚ 奥行き方向。   Reference Signs List 1 radiation source, 2, 2A, 2B, 2C radiation detection unit, 2a radiation detector, 2L detection line, 2P detection coordinate origin, 3 position measurement unit, 3a gyro sensor, 4, 4A movement unit, 5 imaging unit, 10 distribution Measuring unit, 11 signal amplifying unit, 11a amplifier, 12 wave height calculating unit, 13 inverse problem calculating unit, 14 response function storing unit, 15 distribution reconstructing unit, 18 display unit, 18a display, 30 origin, 31 predicted intensity distribution, 32 Movement amount, 33 measurement object, 34 energy spectrum, 40 collimator, 41 incident direction range, 42 depth direction reaction position, 43 limited incident direction range, 44 incident direction angle, 45 limited incident direction angle, 100, 200, 300, 400, 500 radioactivity distribution measuring device, 101 radiation, 700 measurement sites, 600 processor, 6 00a CPU, 600b memory, 600c, 600d, 600e Interface (I / F), R radial direction, Z depth direction.

Claims (14)

放射線源から飛来する被測定放射線を検出して検出信号を出力する放射線検出部と、
前記放射線検出部が配置される測定位置を測定して出力する位置測定部と、
前記検出信号に基づいて、前記被測定放射線によるパルス波高分布を演算する波高演算部と、
所定の複数の測定位置に対してそれぞれ演算された複数のパルス波高分布と、所定の複数の位置のそれぞれに放射線源が存在すると仮定したときの複数の応答関数とを用いて、前記複数の位置のそれぞれに放射線源が存在すると仮定した場合に、仮定された放射線源から放出されたと推測される放射線の強度を予測強度として算出し、前記複数の位置に対する当該予測強度の分布を示す予測強度分布を演算して出力する逆問題演算部と、
前記複数の測定位置に対して演算された予測強度分布と、前記位置測定部から出力される測定位置の位置情報とを用いて、予測強度が一致する領域を同定して放射線源の３次元分布を推定する分布再構成部とを備えたことを特徴とする放射能分布測定装置。 A radiation detection unit that detects the radiation to be measured flying from the radiation source and outputs a detection signal,
A position measurement unit that measures and outputs a measurement position where the radiation detection unit is arranged,
A pulse height calculation unit that calculates a pulse height distribution based on the measured radiation based on the detection signal,
Using a plurality of pulse height distributions respectively calculated for a plurality of predetermined measurement positions, and a plurality of response functions when it is assumed that a radiation source is present at each of the plurality of predetermined positions, the plurality of positions Assuming that a radiation source is present in each of the above, the intensity of the radiation estimated to be emitted from the assumed radiation source is calculated as the predicted intensity, and a predicted intensity distribution indicating the distribution of the predicted intensity with respect to the plurality of positions. Inverse operation unit for calculating and outputting
Using the predicted intensity distribution calculated for the plurality of measurement positions and the position information of the measurement position output from the position measurement unit, a region where the predicted intensity matches is identified, and the three-dimensional distribution of the radiation source is determined. And a distribution reconstructing unit for estimating the radioactivity distribution. 前記分布再構成部はさらに、当該放射線源の３次元分布に基づく放射能と、放射能濃度とのうちの少なくとも１つを推定することを特徴とする請求項１記載の放射能分布測定装置。   The radioactivity distribution measuring apparatus according to claim 1, wherein the distribution reconstruction unit further estimates at least one of radioactivity based on a three-dimensional distribution of the radiation source and radioactivity concentration. 前記所定の複数の位置は、前記放射線検出部の位置を中心する半径方向と奥行き方向との組合せで定義されることを特徴とする請求項１又は２記載の放射能分布測定装置。   The radioactivity distribution measuring apparatus according to claim 1, wherein the plurality of predetermined positions are defined by a combination of a radial direction centering on a position of the radiation detection unit and a depth direction. 前記複数の応答関数を格納する応答関数格納部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の放射能分布測定装置。   The radioactivity distribution measuring device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a response function storage unit that stores the plurality of response functions. 前記放射線検出部が配置される測定位置を測定毎に移動させる移動部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載の放射能分布測定装置。   The radioactivity distribution measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a moving unit that moves a measurement position where the radiation detection unit is arranged for each measurement. 測定対象となる物質を含む領域の画像を撮像する撮像部と、
前記推定された放射線源の３次元分布と、前記撮像された画像とを重ねて表示する表示部とをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１つに記載の放射能分布測定装置。 An imaging unit that captures an image of a region containing a substance to be measured,
The display device according to claim 1, further comprising a display unit configured to display the three-dimensional distribution of the estimated radiation source and the captured image in a superimposed manner. Radioactivity distribution measurement device. 前記放射線検出部は、飛来する被測定放射線を検出する放射線の入射方向を限定する入射方向限定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載の放射能分布測定装置。   The radioactivity according to any one of claims 1 to 6, wherein the radiation detection unit includes an incident direction limiting unit that limits an incident direction of the radiation for detecting the flying radiation to be measured. Distribution measuring device. 放射線検出部が、放射線源から飛来する被測定放射線を検出して検出信号を出力するステップと、
位置測定部が、前記放射線検出部が配置される測定位置を測定して出力するステップと、
波高演算部が、前記検出信号に基づいて、前記被測定放射線によるパルス波高分布を演算するステップと、
逆問題演算部が、所定の複数の測定位置に対してそれぞれ演算された複数のパルス波高分布と、所定の複数の位置のそれぞれに放射線源が存在すると仮定したときの複数の応答関数とを用いて、前記複数の位置のそれぞれに放射線源が存在すると仮定した場合に、仮定された放射線源から放出されたと推測される放射線の強度を予測強度として算出し、前記複数の位置に対する当該予測強度の分布を示す予測強度分布を演算して出力するステップと、
分布再構成部が、前記複数の測定位置に対して演算された予測強度分布と、前記位置測定部から出力される測定位置の位置情報とを用いて、予測強度が一致する領域を同定して放射線源の３次元分布を推定するステップとを含むことを特徴とする放射能分布測定方法。 A step of outputting a detection signal by detecting the radiation to be measured flying from the radiation source,
A position measurement unit measures and outputs a measurement position where the radiation detection unit is arranged, and
A step for calculating a pulse height distribution based on the measured radiation, based on the detection signal,
The inverse problem calculation unit uses a plurality of pulse height distributions calculated for a plurality of predetermined measurement positions and a plurality of response functions when it is assumed that a radiation source exists at each of the plurality of predetermined positions. Assuming that a radiation source is present at each of the plurality of positions, calculate the intensity of the radiation estimated to be emitted from the assumed radiation source as the predicted intensity, and calculate the predicted intensity of the predicted intensity for the plurality of positions. Calculating and outputting a predicted intensity distribution indicating the distribution;
The distribution reconstruction unit uses the predicted intensity distribution calculated for the plurality of measurement positions and the position information of the measurement position output from the position measurement unit to identify a region where the prediction intensity matches. Estimating the three-dimensional distribution of the radiation source. 前記分布再構成部が、当該放射線源の３次元分布に基づく放射能と、放射能濃度とのうちの少なくとも１つを推定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８記載の放射能分布測定方法。   The radioactivity distribution according to claim 8, further comprising the step of the distribution reconstruction unit estimating at least one of radioactivity based on a three-dimensional distribution of the radiation source and radioactivity concentration. Measuring method. 前記所定の複数の位置は、前記放射線検出部の位置を中心する半径方向と奥行き方向との組合せで決定されることを特徴とする請求項８又は９記載の放射能分布測定方法。   The method according to claim 8, wherein the plurality of predetermined positions are determined by a combination of a radial direction centering on a position of the radiation detection unit and a depth direction. 応答関数格納部が、前記逆問題演算部によって出力するステップよりも前に、前記複数の応答関数を格納するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８〜１０のうちのいずれか１つに記載の放射能分布測定方法。 The method according to any one of claims 8 to 10 , wherein the response function storage unit further includes a step of storing the plurality of response functions before the step of outputting by the inverse problem calculation unit. The radioactivity distribution measurement method described. 前記逆問題演算部によって出力するステップよりも前に、前記放射線検出部が配置される測定位置を測定毎に移動させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項８〜１１のうちのいずれか１つに記載の放射能分布測定方法。 The method according to any one of claims 8 to 11, further comprising , before the step of outputting by the inverse problem calculation unit , moving a measurement position at which the radiation detection unit is arranged for each measurement. The radioactivity distribution measurement method according to any one of the above. 前記逆問題演算部によって出力するステップよりも前に、もしくは前記逆問題演算部によって出力するステップと同時に、撮像部が、測定対象となる物質を含む領域の画像を撮像するステップと、
表示部が、前記推定された放射線源の３次元分布と、前記撮像された画像とを重ねて表示するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項８〜１２のうちのいずれか１つに記載の放射能分布測定方法。 Prior to the step of outputting by the inverse problem calculation unit, or simultaneously with the step of outputting by the inverse problem calculation unit, the imaging unit captures an image of a region containing the substance to be measured,
The method according to any one of claims 8 to 12, further comprising a step of displaying a three-dimensional distribution of the estimated radiation source and the captured image in a superimposed manner. The radioactivity distribution measurement method described. 前記放射線検出部によって検出信号を出力するステップよりも前に、入射方向限定手段が、飛来する被測定放射線を検出する放射線の入射方向を限定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８〜１３のうちのいずれか１つに記載の放射能分布測定方法。 The method according to claim 8, further comprising , before the step of outputting a detection signal by the radiation detecting unit, a step of restricting an incident direction of the radiation for detecting the flying radiation to be measured, before the step of outputting a detection signal. 14. The radioactivity distribution measuring method according to any one of the thirteenth aspects.
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