JP6872995B2

JP6872995B2 - Radioactivity analyzer

Info

Publication number: JP6872995B2
Application number: JP2017130359A
Authority: JP
Inventors: 俊英相場; 中西　正一; 正一中西; 西沢　博志; 博志西沢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-07-03
Filing date: 2017-07-03
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2037-07-03
Also published as: JP2019015509A

Description

本発明は、測定対象物の放射能の強度を測定する放射能分析装置に関する。 The present invention relates to a radioactivity analyzer that measures the intensity of radioactivity of an object to be measured.

従来技術として、放射線核種毎に放射線検出器の応答関数を算出する応答関数算出手段を有し、逆問題演算の一種であるアンフォールディングによって信号復元演算を行う放射能分析装置が開示されている（たとえば特許文献１参照）。 As a prior art, a radioactivity analyzer that has a response function calculating means for calculating the response function of a radiation detector for each radiation nuclide and performs a signal restoration calculation by unfolding, which is a kind of inverse problem calculation, is disclosed ( For example, see Patent Document 1).

特許５８３２４０４号公報Japanese Patent No. 5832404

たとえば特許文献１に開示される技術では、測定対象試料は鉛などで形成された容器内に配置される。これによって、容器外からの放射線が容器によって遮蔽された状態での放射線量の測定を目的としている。しかし、容器外からの放射線を完全に遮蔽できない場合があり、周辺環境の放射線量が多い場所では試料の放射能強度を高い精度で測定できないという問題点がある。 For example, in the technique disclosed in Patent Document 1, the sample to be measured is placed in a container made of lead or the like. This is intended to measure the radiation amount in a state where the radiation from the outside of the container is shielded by the container. However, there is a problem that the radiation from the outside of the container cannot be completely blocked, and the radioactivity intensity of the sample cannot be measured with high accuracy in a place where the radiation amount in the surrounding environment is large.

本発明の目的は、周辺環境の放射線量の多少に関わらず試料の放射能強度を高い精度で測定できる、汎用性の高い放射能分析装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a highly versatile radioactivity analyzer capable of measuring the radioactivity intensity of a sample with high accuracy regardless of the amount of radiation in the surrounding environment.

本願に開示される放射能分析装置は、
放射能強度の測定対象となる試料を収容する容器と、
前記容器の内方における放射線を検出し、内方放射能強度として出力する内方測定部と、
前記容器の外方における放射線を検出し、外方放射能強度として出力する外方測定部と、
前記容器の外方における放射線量を第１変数とし、該第１変数を変化させたときの前記内方放射能強度の変化を表す第１関数を含む第１式と、前記容器の内方における放射線量を第２変数とし、該第２変数を変化させたときの前記外方放射能強度の変化を表す第２関数を含む第２式と、を記憶する補正関数記憶部と、
前記内方測定部による測定値である前記内方放射能強度と、前記外方測定部による測定値である前記外方放射能強度と、を用いて前記補正関数記憶部に記憶される前記第１関数を含む前記第１式と前記第２関数を含む前記第２式との連立方程式を解き、前記第１式および前記第２式に含まれる前記第２変数ｘの値を導出することにより、前記容器内の前記試料の放射能強度を演算する補正演算部とを備える。 The radioactivity analyzer disclosed in the present application is
A container that houses the sample for which the radioactivity intensity is to be measured, and
An inner measuring unit that detects radiation inside the container and outputs it as the inner radioactivity intensity.
An external measuring unit that detects radiation on the outside of the container and outputs it as the external radioactivity intensity.
A first variable radiation dose at the outside of said container, a first expression including a first function representing a change in the inner radiation intensity when varying the first variable, inwardly before Symbol vessel A correction function storage unit that stores a second equation including a second function that represents a change in the outer radioactivity intensity when the second variable is changed, and a correction function storage unit that stores the radiation amount in
The first, which is stored in the correction function storage unit using the inner radioactivity intensity, which is a value measured by the inner measuring unit, and the outer radioactivity intensity, which is a value measured by the outer measuring unit. By solving the simultaneous equations of the first equation including one function and the second equation including the second function , and deriving the value of the second variable x included in the first equation and the second equation. , and a correction calculator for calculating the radioactivity intensity of the sample in the container.

本発明によれば、周辺環境の放射線量の多少に関わらず試料の放射能強度を高い精度で測定できる、汎用性の高い放射能分析装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a highly versatile radioactivity analyzer capable of measuring the radioactivity intensity of a sample with high accuracy regardless of the amount of radiation in the surrounding environment.

本発明の実施の形態１に係る放射能分析装置の構成を表す図である。It is a figure which shows the structure of the radioactivity analyzer which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における内方検出結果、および波形整形部による波形整形後の信号の一例を表す図である。It is a figure which shows the inward detection result in Embodiment 1 of this invention, and an example of the signal after waveform shaping by a waveform shaping part. 本発明の実施の形態１において、波高分析が行われた結果を表すスペクトル、およびアンフォールディングが行われた結果を表すスペクトルである。In Embodiment 1 of the present invention, it is a spectrum showing the result of performing wave height analysis and a spectrum showing the result of unfolding. 本発明の実施の形態１に係る放射能分析装置によって、放射性セシウム１３７を含む試料を測定したときの、波高分析結果を表すスペクトルである。It is a spectrum showing the wave height analysis result when the sample containing radioactive cesium-137 was measured by the radioactivity analyzer which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における第１関数の一例を表す図である。It is a figure which shows an example of the 1st function in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における第２関数の一例を表す図である。It is a figure which shows an example of the 2nd function in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る放射能分析装置の構成を表す図である。It is a figure which shows the structure of the radioactivity analyzer which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る放射能分析装置の構成を表す図である。It is a figure which shows the structure of the radioactivity analyzer which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４に係る放射能分析装置の構成を表す図である。It is a figure which shows the structure of the radioactivity analyzer which concerns on Embodiment 4 of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を、複数の形態について説明する。以下の説明においては、各形態に先行する形態ですでに説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略す場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals may be added to the parts corresponding to the matters already described in the forms preceding each form, and duplicate explanations may be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described above.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る放射能分析装置１の構成を表す図である。放射能分析装置１は、容器２と、内方測定部３と、外方測定部４と、補正関数記憶部５と、補正演算部６と、表示部２７とを備える。容器２は、放射能強度の測定対象となる試料１１を収容する。容器２は、たとえば鉛など高い放射線遮蔽能力を有する材料によって形成される。内方測定部３は、容器２の内方における放射線を検出し、検出した結果に基づいて放射能強度を算出し、内方放射能強度として出力する。外方測定部４は、容器２の外方における放射線を検出し、検出した結果に基づいて放射能強度を算出し、外方放射能強度として出力する。 Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the radioactivity analyzer 1 according to the first embodiment of the present invention. The radioactivity analyzer 1 includes a container 2, an inner measuring unit 3, an outer measuring unit 4, a correction function storage unit 5, a correction calculation unit 6, and a display unit 27. The container 2 contains the sample 11 to be measured for the radioactivity intensity. The container 2 is made of a material having a high radiation shielding ability such as lead. The inner measuring unit 3 detects the radiation inside the container 2, calculates the radioactivity intensity based on the detected result, and outputs it as the inner radioactivity intensity. The outer measuring unit 4 detects the radiation outside the container 2, calculates the radioactivity intensity based on the detected result, and outputs it as the outer radioactivity intensity.

具体的に内方測定部３は、内方検出部１２と内方算出部１３とを有する。内方検出部１２は、容器２の内方に設けられ、容器２の内方の放射線を検出し、検出した結果を内方検出結果として出力する。内方算出部１３は、内方検出部１２による内方検出結果に基づいて放射能強度を算出し、内方放射能強度として出力する。外方測定部４は、外方検出部１４と外方算出部１５とを有する。外方検出部１４は、容器２の外方に設けられ、容器２の外方における放射線を検出し、検出した結果を外方検出結果として出力する。 Specifically, the inner measurement unit 3 has an inner detection unit 12 and an inner calculation unit 13. The inner detection unit 12 is provided inside the container 2, detects radiation inside the container 2, and outputs the detected result as an inner detection result. The inward calculation unit 13 calculates the radioactivity intensity based on the inward detection result by the inward detection unit 12, and outputs it as the inward radioactivity intensity. The outer measurement unit 4 has an outer detection unit 14 and an outer calculation unit 15. The outer detection unit 14 is provided on the outer side of the container 2, detects radiation on the outer side of the container 2, and outputs the detected result as the outer detection result.

次に、内方算出部１３の構成について説明する。内方算出部１３は、波形整形部１６と、波高分析部２１と、信号復元部２２と、応答関数記憶部２３とを有する。波形整形部１６は、内方検出結果に対して波形整形を行う。波形整形とは、ノイズの増加を抑制しながらパルス信号を増幅することである。波形整形では、必要に応じてパルス信号の幅を調整することもある。波形整形部１６は、微分回路および積分回路で構成される。 Next, the configuration of the inner calculation unit 13 will be described. The inner calculation unit 13 includes a waveform shaping unit 16, a wave height analysis unit 21, a signal restoration unit 22, and a response function storage unit 23. The waveform shaping unit 16 performs waveform shaping on the inner detection result. Waveform shaping is to amplify a pulse signal while suppressing an increase in noise. In waveform shaping, the width of the pulse signal may be adjusted as needed. The waveform shaping unit 16 is composed of a differentiating circuit and an integrating circuit.

波高分析部２１は、波形整形後のパルス信号のうち、ピーク値が予め定める所定値以上のパルス信号について、そのピーク値をデジタル変換する。またデジタル変換したピーク値に相当するチャンネル（エネルギ）に対して１カウントを加算する。この作業を複数のパルス信号に対して行うことによって、複数のパルス信号について１つの波高分析結果を得る。このようにして得られた波高分析結果は、信号復元部２２によって分析される。 The wave height analysis unit 21 digitally converts the peak value of the pulse signal after the waveform shaping with respect to the pulse signal whose peak value is equal to or higher than a predetermined value predetermined. Further, 1 count is added to the channel (energy) corresponding to the digitally converted peak value. By performing this operation on a plurality of pulse signals, one crest height analysis result is obtained for the plurality of pulse signals. The wave height analysis result obtained in this way is analyzed by the signal restoration unit 22.

信号復元部２２は、応答関数記憶部２３に記憶される応答関数を用いて、波高分析結果を分析し、アンフォールディングなどの信号復元演算を行う。これによって信号復元部２２は、内方検出部１２の内方検出結果に基づいて内方放射能強度を出力する。応答関数は、内方検出部１２と内方検出部１２に入射する放射線との相互作用を表し、内方検出部１２に対する試料１１の配置関係、試料１１の種類、内方検出部１２の種類および内方検出部１２の形状に依存する。信号復元演算については、放射能強度Ｒおよび放射能分布Ｓの説明において、後述する。 The signal restoration unit 22 analyzes the wave height analysis result by using the response function stored in the response function storage unit 23, and performs a signal restoration calculation such as unfolding. As a result, the signal restoration unit 22 outputs the inward radioactivity intensity based on the inward detection result of the inward detection unit 12. The response function represents the interaction between the inner detection unit 12 and the radiation incident on the inner detection unit 12, the arrangement relationship of the sample 11 with respect to the inner detection unit 12, the type of the sample 11, and the type of the inner detection unit 12. And it depends on the shape of the inner detection unit 12. The signal restoration calculation will be described later in the description of the radioactivity intensity R and the radioactivity distribution S.

次に、外方測定部４の構成について説明する。外方測定部４は、外方検出部１４と外方算出部１５とを有し、外方算出部１５は、補正用波形整形部２４と、補正用波高分析部２５と、補正用信号復元部２６と、補正用応答関数記憶部３１とを有する。補正用波形整形部２４、補正用波高分析部２５、補正用信号復元部２６、および補正用応答関数記憶部３１は、前述した波形整形部１６、波高分析部２１、信号復元部２２、および応答関数記憶部２３と同様の構成および機能を有する。 Next, the configuration of the outer measuring unit 4 will be described. The outer measurement unit 4 has an outer detection unit 14 and an outer calculation unit 15, and the outer calculation unit 15 includes a correction waveform shaping unit 24, a correction wave height analysis unit 25, and a correction signal restoration. It has a unit 26 and a correction response function storage unit 31. The correction waveform shaping unit 24, the correction wave height analysis unit 25, the correction signal restoration unit 26, and the correction response function storage unit 31 include the above-mentioned waveform shaping unit 16, wave height analysis unit 21, signal restoration unit 22, and response. It has the same configuration and function as the function storage unit 23.

次に、補正関数記憶部５および補正演算部６について説明する。補正関数記憶部５は、第１関数ｇ（ｕ）および第２関数ｆ（ｘ）を記憶する。第１関数ｇ（ｕ）は、容器２の外方における放射線量を変化させたときの内方放射能強度の変化を表す。第２関数ｆ（ｘ）は、容器２の内方の放射線量を変化させたときの外方放射能強度の変化を表す。補正演算部６は、内方測定部３による内方放射能強度、外方測定部４による外方放射能強度、ならびに補正関数記憶部５に記憶される第１関数ｇ（ｕ）および第２関数ｆ（ｘ）に基づいて、容器２内の試料１１の放射能強度を演算する。また補正演算部６は、内方測定部３による内方放射能強度、外方測定部４による外方放射能強度、ならびに第１関数ｇ（ｕ）および第２関数ｆ（ｘ）に基づいて、周辺環境の放射能強度を演算する。 Next, the correction function storage unit 5 and the correction calculation unit 6 will be described. The correction function storage unit 5 stores the first function g (u) and the second function f (x). The first function g (u) represents the change in the inner radioactivity intensity when the radiation dose on the outer side of the container 2 is changed. The second function f (x) represents the change in the outer radioactivity intensity when the radiation amount inside the container 2 is changed. The correction calculation unit 6 includes the inner radioactivity intensity by the inner measurement unit 3, the outer radioactivity intensity by the outer measurement unit 4, and the first function g (u) and the second function stored in the correction function storage unit 5. The radioactivity intensity of the sample 11 in the container 2 is calculated based on the function f (x). Further, the correction calculation unit 6 is based on the inner radioactivity intensity by the inner measurement unit 3, the outer radioactivity intensity by the outer measurement unit 4, and the first function g (u) and the second function f (x). , Calculate the radioactivity intensity of the surrounding environment.

上記のように構成された放射能分析装置１の内方測定部３を用いた、容器２の内方の放射能強度の測定について説明する。まず、内方検出部１２が容器２の内方の放射線を検出する。その結果、たとえば図２（ａ）に示すような内方検出結果が出力される。図２（ａ）は、時間軸に対する電圧（波高値）で表されるパルス信号である。次に、波形整形部１６によって波形整形を行う。波形整形の結果は、たとえば図２（ｂ）に示すような信号である。図２（ｂ）に示すように、波形整形後の信号もパルス信号であり、時間軸に対する電圧（波高値）で表される。この波高整形は、パルス信号を、波形整形の次に行われる波高分析部２１による波高分析に適した波形とすることを目的に行われるものである。波高分析部２１を成す回路構成が異なれば、波高分析に適したパルスレベルおよびパルス幅が異なるので、波形整形部１６は、波高分析部２１における波形分析に最適な波形となるように、波形整形を行う。 The measurement of the radioactivity intensity inside the container 2 using the inside measuring unit 3 of the radioactivity analyzer 1 configured as described above will be described. First, the inner detection unit 12 detects the radiation inside the container 2. As a result, for example, the inward detection result as shown in FIG. 2A is output. FIG. 2A is a pulse signal represented by a voltage (peak value) with respect to the time axis. Next, the waveform shaping unit 16 performs waveform shaping. The result of the waveform shaping is, for example, a signal as shown in FIG. 2 (b). As shown in FIG. 2B, the signal after waveform shaping is also a pulse signal and is represented by a voltage (peak value) with respect to the time axis. This wave height shaping is performed for the purpose of making the pulse signal a waveform suitable for the wave height analysis by the wave height analysis unit 21 performed after the waveform shaping. If the circuit configuration of the wave height analysis unit 21 is different, the pulse level and pulse width suitable for the wave height analysis are different. Therefore, the waveform shaping unit 16 shapes the waveform so as to be the optimum waveform for the waveform analysis in the wave height analysis unit 21. I do.

次に、波高分析部２１が、複数の波形整形後のパルス信号を分析する。その結果、たとえば図３（ａ）に示すような波高分析結果、すなわち波高分布Ｍが出力される。図３（ａ）は、各エネルギ値（横軸）に対する計数値（縦軸）で表される。図３（ａ）に示す波高分析後のスペクトルには、放射性核種に応じたピークが観測される。次に、信号復元部２２によってアンフォールディングなどの信号復元演算を行う。信号復元演算の結果は、たとえば図３（ｂ）に示すようなスペクトルである。図３（ｂ）に示すように、信号復元の結果は、各エネルギ値（横軸）に対する計数値（縦軸）で表される。図３（ｂ）に示すように、アンフォールディング後のスペクトルには、放射性核種に応じたピークが観測される。このスペクトルは、放射能分布Ｓを表す。前述したように、信号復元部２２が波高分析結果をアンフォールディングするときには、信号復元部２２は波高分析部２１からの出力に加えて、応答関数記憶部２３に記憶される応答関数を参照する。これによって信号復元部２２は、波高分布Ｍから放射能分布Ｓを求める。以下、これについて詳細に説明する。 Next, the wave height analysis unit 21 analyzes a plurality of pulse signals after waveform shaping. As a result, for example, the wave height analysis result as shown in FIG. 3A, that is, the wave height distribution M is output. FIG. 3A is represented by a count value (vertical axis) for each energy value (horizontal axis). In the spectrum after wave height analysis shown in FIG. 3 (a), peaks corresponding to radionuclides are observed. Next, the signal restoration unit 22 performs signal restoration operations such as unfolding. The result of the signal restoration operation is, for example, a spectrum as shown in FIG. 3 (b). As shown in FIG. 3B, the result of signal restoration is represented by a count value (vertical axis) for each energy value (horizontal axis). As shown in FIG. 3 (b), peaks corresponding to radionuclides are observed in the spectrum after unfolding. This spectrum represents the radioactivity distribution S. As described above, when the signal restoration unit 22 unfolds the wave height analysis result, the signal restoration unit 22 refers to the response function stored in the response function storage unit 23 in addition to the output from the wave height analysis unit 21. As a result, the signal restoration unit 22 obtains the radioactivity distribution S from the wave height distribution M. This will be described in detail below.

図３（ａ）に示す波高分析結果から、放射能分布Ｓを求める方法について、放射性セシウム１３７（Ｃｓ−１３７）を例に説明する。図３（ａ）と同様の波高分析結果を、既知の放射性核種であるＣｓ−１３７の測定において求めると、図４に示す波高分析結果、すなわち波高分布Ｍが得られる。放射線は、固有のエネルギを持っており、Ｃｓ−１３７は崩壊の過程で６６２ｋｅＶのγ線を放出するので、波高分析結果には６６２ｋｅＶのピークが現れる。 A method for obtaining the radioactivity distribution S from the wave height analysis result shown in FIG. 3A will be described by taking radioactive cesium-137 (Cs-137) as an example. When the same wave height analysis result as in FIG. 3A is obtained in the measurement of the known radionuclide Cs-137, the wave height analysis result shown in FIG. 4, that is, the wave height distribution M is obtained. Radiation has an inherent energy, and Cs-137 emits 662 keV γ-rays in the process of decay, so a peak of 662 keV appears in the wave height analysis result.

図４に示すように、たとえばＣｓ−１３７から放出されたγガンマ線を測定した場合に６６２ｋｅＶに観測されるピークは、広がりを有する。これは、内方検出部１２に入射した放射線が、内方検出部１２と相互作用を起こす過程でエネルギ損失を起こすことによるものである。放射線は、内方検出部１２に全てのエネルギを付与せずに、一部は内方検出部１２の外に出ていく。これによって、それぞれのエネルギ値における計数値は、分布としてピークに広がりを持つこととなる。つまり、内方検出結果は波高分布Ｍを持つことになる。たとえばＣｓ−１３７から放出されたγガンマ線を測定した場合の６６２ｋｅＶのピークの一部は、明確なエネルギピークとして検出され（図４におけるハッチング領域）、ピークの残余の部分は連続スペクトルとして検出される。 As shown in FIG. 4, the peak observed at 662 keV when measuring the γ-gamma ray emitted from Cs-137, for example, has a spread. This is because the radiation incident on the inner detection unit 12 causes energy loss in the process of interacting with the inner detection unit 12. The radiation does not give all the energy to the inner detection unit 12, and a part of the radiation goes out of the inner detection unit 12. As a result, the count value at each energy value has a spread at the peak as a distribution. That is, the inward detection result has a wave height distribution M. For example, when measuring γ-gamma rays emitted from Cs-137, a part of the peak of 662 keV is detected as a clear energy peak (hatched region in FIG. 4), and the remaining part of the peak is detected as a continuous spectrum. ..

応答関数記憶部２３に記憶され、放射線と内方検出部１２との相互作用を表す応答関数をＫ、波高分布をＭ、放射能分布をＳとすると、これらの関係は次式（１）によって表される。
Ｍ＝Ｋ・Ｓ・・・（１）
したがって、内方検出部１２に入射した放射線について放射能分布Ｓを求めるには、次式（２）に示すように、前記式（１）の逆変換を行う。
Ｓ＝Ｋ＾（−１）・Ｍ・・・（２）
放射能分布Ｓを算出する信号復元演算には、アンフォールディングなどの方法を用いることができる。 Assuming that the response function stored in the response function storage unit 23 and representing the interaction between the radiation and the inner detection unit 12 is K, the peak height distribution is M, and the radioactivity distribution is S, these relationships are obtained by the following equation (1). expressed.
M = K ・ S ・・・ (1)
Therefore, in order to obtain the radioactivity distribution S for the radiation incident on the inner detection unit 12, the inverse transformation of the above equation (1) is performed as shown in the following equation (2).
S = K ^ (-1) ・ M ・・・ (2)
A method such as unfolding can be used for the signal restoration calculation for calculating the radioactivity distribution S.

内方検出部１２に入射する放射線が、Ｎ種類の放射性核種に由来する場合、波高分布Ｍは、次式（３）のように、複数の放射性核種の放射能分布Ｓを加重積算した結果となる。 When the radiation incident on the inner detection unit 12 is derived from N types of radionuclides, the wave height distribution M is the result of weighted integration of the radioactivity distributions S of a plurality of radionuclides as shown in the following equation (3). Become.

次に、このようにして求まったアンフォールディング後のエネルギスペクトル、すなわち放射能分布Ｓから、放射能強度Ｒを求める方法について説明する。放射能分布Ｓのうち、所定のエネルギ値において検出される計数値をＬとする。このエネルギ値において、ピークとして検出される確率を表すピーク検出効率Ｐを予め算出する。検出されたピーク部分の計数値Ｌを、ピーク検出効率Ｐ、内方検出部１２の検出効率Ｄ、および検出時間Ｔで除算することによって、試料１１から単位時間当たりに放出される６６２ｋｅＶのエネルギを有するγ線の本数が得られる。 Next, a method of obtaining the radioactivity intensity R from the energy spectrum after unfolding thus obtained, that is, the radioactivity distribution S will be described. In the radioactivity distribution S, the count value detected at a predetermined energy value is L. At this energy value, the peak detection efficiency P representing the probability of being detected as a peak is calculated in advance. By dividing the count value L of the detected peak portion by the peak detection efficiency P, the detection efficiency D of the inner detection unit 12, and the detection time T, the energy of 662 keV released from the sample 11 per unit time is obtained. The number of γ-rays possessed can be obtained.

さらに、得られたγ線の本数を、Ｃｓ−１３７が６６２ｋｅＶのγ線を放出する確率で除算することによって、試料１１に含まれるＣｓ−１３７の単位時間当たりの崩壊数、すなわち放射能強度Ｒが得られる。Ｃｓ−１３７が６６２ｋｅＶのγ線を放出する確率を、「放出分岐比Ｂｃｓ」と称する。放射能強度をＲとすると、放射能強度Ｒは次式（４）で表される。
Ｒ＝Ｌ／ＰＤＴＢｃｓ・・・（４）
これによって、内方測定部３による、容器２の内方の放射能強度Ｒの測定が終了する。外方測定部４による、容器２の外方の放射能強度Ｒの測定も、内方測定部３と同様の方法によって行われる。 Furthermore, by dividing the number of obtained γ-rays by the probability that Cs-137 emits 662 keV γ-rays, the number of decays of Cs-137 contained in sample 11 per unit time, that is, the radioactivity intensity R Is obtained. The probability that Cs-137 emits 662 keV γ-rays is referred to as "emission branching ratio Bcs". Assuming that the radioactivity intensity is R, the radioactivity intensity R is expressed by the following equation (4).
R = L / PDTBcs ・・・ (4)
As a result, the measurement of the radioactivity intensity R inside the container 2 by the inner measuring unit 3 is completed. The outer measurement unit 4 also measures the outer radioactivity intensity R of the container 2 by the same method as the inner measurement unit 3.

尚、放射能分析装置１では、放射能強度Ｒのみならず、放射能濃度Ｗを求めることも可能である。放射能濃度Ｗを求める場合には、前記式（２）で表された放射能分布Ｓのうち所定のエネルギ値において検出される計数値Ｌを、検出器の検出効率Ｄ、放射性核種が所定のエネルギの放射線を放出する確率Ｂ、および試料１１の体積Ｖで除算する。試料１１の体積Ｖは、予め測定しておく。容器２内において試料１１をどのように載置するかは、放射能分析装置１の仕様に依存する。放射能分析装置１の仕様によって、容器２内の予め定める位置に載置する場合もあれば、予め定める空間に充填する場合もある。いずれの場合においても、試料１１の体積Ｖは、予め測定可能である。放射能濃度をＷとすると、放射能濃度Ｗは、次式（５）で表される。
Ｗ＝Ｌ／Ｄ・Ｂ・Ｖ・・・（５） In the radioactivity analyzer 1, not only the radioactivity intensity R but also the radioactivity concentration W can be obtained. When determining the radioactivity concentration W, the detection efficiency D of the detector and the radionuclide determine the count value L detected at a predetermined energy value in the radioactivity distribution S represented by the above formula (2). Divide by the probability B of emitting energy radiation and the volume V of sample 11. The volume V of the sample 11 is measured in advance. How the sample 11 is placed in the container 2 depends on the specifications of the radioactivity analyzer 1. Depending on the specifications of the radioactivity analyzer 1, it may be placed in a predetermined position in the container 2 or it may be filled in a predetermined space. In either case, the volume V of the sample 11 can be measured in advance. Assuming that the radioactivity concentration is W, the radioactivity concentration W is expressed by the following equation (5).
W = L / D ・ B ・ V ・・・ (5)

次に、内方測定部３による測定結果、すなわち内方放射能強度と、外方測定部４による測定結果、すなわち外方放射能強度とを用いて、試料１１の放射能強度Ｒと周辺環境の放射能強度Ｒとを求める方法について説明する。本実施の形態の容器２は、前述のように、容器２外の周辺環境における放射線の入射を抑制し、容器２の内方に入射する放射線を減衰させている。容器２の外方の周辺環境からの放射線を「周辺放射線」と称する。容器２を成す部材によって周辺放射線を減衰させても、完全な遮蔽は困難である。したがって、前述の内方検出部１２によって検出された内方検出結果は、試料１１からの放射線と、減衰された周辺放射線との合計値が検出されたものである。 Next, using the measurement result by the inner measurement unit 3, that is, the inner radioactivity intensity, and the measurement result by the outer measurement unit 4, that is, the outer radioactivity intensity, the radioactivity intensity R of the sample 11 and the surrounding environment. The method of obtaining the radioactivity intensity R of the above will be described. As described above, the container 2 of the present embodiment suppresses the incident of radiation in the surrounding environment outside the container 2 and attenuates the radiation incident on the inside of the container 2. Radiation from the surrounding environment outside the container 2 is referred to as "peripheral radiation". Even if the ambient radiation is attenuated by the members forming the container 2, complete shielding is difficult. Therefore, the inward detection result detected by the inward detection unit 12 described above is the sum of the radiation from the sample 11 and the attenuated peripheral radiation.

また同様に、試料１１から放出される放射線も、外方検出部１４に到達するまでに容器２を成す部材によって減衰されるけれども、完全に遮断することは困難である。したがって、前述の外方検出部１４によって検出された外方検出結果は、容器２内に配置された試料１１からの放射線の一部と、周辺放射線との合計値が検出されたものである。そこで、予め内方検出部１２および外方検出部１４に対する、試料１１からの影響と周辺放射線からの影響とを実験によって調べ、試料１１の放射能強度Ｒおよび周辺環境の放射能強度Ｒの算出に利用する第１関数ｇ（ｕ）と第２関数ｆ（ｘ）とを求める。第１関数ｇ（ｕ）は、容器２の外方における放射線量を変化させたときの内方放射能強度の変化を表す。第２関数ｆ（ｘ）は、容器２の内方の放射線量を変化させたときの外方放射能強度の変化を表す。第１関数ｇ（ｕ）および第２関数ｆ（ｘ）は、補正関数記憶部５に記憶させておく。 Similarly, the radiation emitted from the sample 11 is also attenuated by the members forming the container 2 by the time it reaches the outer detection unit 14, but it is difficult to completely block it. Therefore, the outer detection result detected by the outer detection unit 14 described above is the total value of a part of the radiation from the sample 11 arranged in the container 2 and the peripheral radiation. Therefore, the influence of the sample 11 and the influence of the ambient radiation on the inner detection unit 12 and the outer detection unit 14 are investigated in advance by experiments, and the radioactivity intensity R of the sample 11 and the radioactivity intensity R of the surrounding environment are calculated. The first function g (u) and the second function f (x) to be used for are obtained. The first function g (u) represents the change in the inner radioactivity intensity when the radiation dose on the outer side of the container 2 is changed. The second function f (x) represents the change in the outer radioactivity intensity when the radiation amount inside the container 2 is changed. The first function g (u) and the second function f (x) are stored in the correction function storage unit 5.

実験において、まず容器２内に配置された試料１１の放射能強度Ｒを予め定める値ｘ２に固定し、その条件下で容器２の外方における放射線量を変化させ、内方測定部３による測定結果である内方放射能強度の変化量を調べる。このとき、容器２の外方において線量を変化させる放射線は、放射能分析装置１の使用時における周辺放射線を模したものである。実験において、容器２の外方に設定される既知の放射能強度Ｒをｕとし、内方測定部３による内方放射能強度をｖとし、次式（６）で表される関数ｇ（ｕ）を決定する。この関数ｇ（ｕ）を第１関数と称する。
ｖ＝ｘ２＋ｇ（ｕ）・・・（６）
実験は、シミュレーションによって行ってもよい。容器２の外方に設定される既知の放射能強度Ｒを変化させる方法については、放射性物質の量を変化させる方法であっても良いし、放射性物質からの距離を変化させる方法であっても良い。図５は、本発明の実施の形態１における第１関数ｇ（ｕ）の一例を表す図である。既知の試料１１の放射能強度Ｒを、複数の異なる値に固定したときの第１関数ｇ（ｕ）についても同様に、実験によって決定しておく。 In the experiment, first, the radioactivity intensity R of the sample 11 placed in the container 2 is fixed to a predetermined value x2, the radiation dose on the outside of the container 2 is changed under that condition, and the measurement by the inner measuring unit 3 is performed. Investigate the resulting change in inward radioactivity intensity. At this time, the radiation whose dose is changed outside the container 2 imitates the ambient radiation when the radioactivity analyzer 1 is used. In the experiment, the known radioactivity intensity R set on the outside of the container 2 is u, the inner radioactivity intensity by the inner measuring unit 3 is v, and the function g (u) represented by the following equation (6) is set. ) Is determined. This function g (u) is referred to as a first function.
v = x2 + g (u) ・・・ (6)
The experiment may be performed by simulation. Regarding the method of changing the known radioactivity intensity R set on the outside of the container 2, the method may be a method of changing the amount of the radioactive substance, or a method of changing the distance from the radioactive substance. good. FIG. 5 is a diagram showing an example of the first function g (u) in the first embodiment of the present invention. Similarly, the first function g (u) when the radioactivity intensity R of the known sample 11 is fixed to a plurality of different values is also experimentally determined.

また、容器２の外方における放射能強度Ｒを予め定める値ｕ１に固定し、その条件下で既知の試料１１の放射線量を変化させ、外方測定部４による測定結果である外方放射能強度の変化量を調べる。既知の試料１１の放射能強度Ｒをｘとし、外方測定部４による外方放射能強度をｙとし、次式（７）で表される関数ｆ（ｘ）を実験によって決定する。この関数ｆ（ｘ）を第２関数と称する。実験は、シミュレーションによって行ってもよい。
ｙ＝ｕ１＋ｆ（ｘ）・・・（７）
既知の試料１１の放射能強度Ｒは、放射性物質の量を変えることによって、変化させる。図６は、本発明の実施の形態１における第２関数ｆ（ｘ）の一例を表す図である。容器２の外方における放射線量を、複数の異なる値に固定したときの第２関数ｆ（ｘ）についても、実験によって決定しておく。 Further, the radioactivity intensity R on the outside of the container 2 is fixed to a predetermined value u1, the radiation dose of the known sample 11 is changed under that condition, and the outer radioactivity which is the measurement result by the outer measuring unit 4 is obtained. Examine the amount of change in intensity. Let x be the radioactivity intensity R of the known sample 11, and let y be the outer radioactivity intensity by the outer measuring unit 4, and the function f (x) represented by the following equation (7) is determined experimentally. This function f (x) is called a second function. The experiment may be performed by simulation.
y = u1 + f (x) ・・・ (7)
The radioactivity intensity R of the known sample 11 is changed by changing the amount of radioactive material. FIG. 6 is a diagram showing an example of the second function f (x) according to the first embodiment of the present invention. The second function f (x) when the radiation amount outside the container 2 is fixed to a plurality of different values is also determined experimentally.

次に、補正関数記憶部５に記憶される第１関数ｇ（ｕ）および第２関数ｆ（ｘ）を用いて、試料１１の放射能強度Ｒと周辺環境の放射能強度Ｒとを求める計算について説明する。この計算は、補正演算部６によって行われる。放射能分析装置１を使用したときの内方測定部３の内方放射能強度をｖ１とし、外方測定部４の外方放射能強度をｙ２とする。求める周辺放射線の放射能強度Ｒをｕとし、求める試料１１の放射能強度Ｒをｘとする。これらの値を前記式（６）および前記式（７）に代入すると、次式（８）および次式（９）が得られる。
ｖ１＝ｘ＋ｇ（ｕ）・・・（８）
ｙ２＝ｕ＋ｆ（ｘ）・・・（９） Next, using the first function g (u) and the second function f (x) stored in the correction function storage unit 5, the calculation to obtain the radioactivity intensity R of the sample 11 and the radioactivity intensity R of the surrounding environment. Will be described. This calculation is performed by the correction calculation unit 6. The inner radioactivity intensity of the inner measuring unit 3 when the radioactivity analyzer 1 is used is v1, and the outer radioactivity intensity of the outer measuring unit 4 is y2. Let u be the radioactivity intensity R of the desired ambient radiation, and let x be the radioactivity intensity R of the desired sample 11. By substituting these values into the equations (6) and (7), the following equations (8) and (9) are obtained.
v1 = x + g (u) ・・・ (8)
y2 = u + f (x) ・・・ (9)

前記式（８）および前記式（９）において内方放射能強度ｖ１および外方放射能強度ｙ２は測定値として得られる値であり、前記式（８）および前記（９）は二元連立方程式となる。これを解くことによって、求める周辺放射線の放射能強度Ｒのｕと、求める試料１１の放射能強度Ｒのｘとを得ることができる。この二元連立方程式を解くには、たとえばＮｅｗｔｏｎ法などを用いることができる。補正演算部６は、この演算をそれぞれのエネルギについて同様に実施することで、測定対象となるエネルギ範囲において、試料１１の放射能強度Ｒおよび周辺環境の放射能強度Ｒの両方を求めることができる。補正演算部６が出力する結果は、表示部２７にて表示される。 In the equations (8) and (9), the inner radioactivity intensity v1 and the outer radioactivity intensity y2 are values obtained as measured values, and the equations (8) and (9) are binary simultaneous equations. It becomes. By solving this, u of the required radioactivity intensity R of the peripheral radiation and x of the required radioactivity intensity R of the sample 11 can be obtained. For solving this binary simultaneous equation, for example, Newton's method can be used. By performing this calculation in the same manner for each energy, the correction calculation unit 6 can obtain both the radioactivity intensity R of the sample 11 and the radioactivity intensity R of the surrounding environment in the energy range to be measured. .. The result output by the correction calculation unit 6 is displayed on the display unit 27.

このような構成とすることによって、実施の形態１によれば、補正演算部６は、補正関数記憶部５に記憶される第１関数ｇ（ｕ）および第２関数ｆ（ｘ）を用い、内方放射能強度および外方放射能強度の両方に基づいて容器２内の試料１１の放射能強度Ｒを演算する。したがって、周辺環境の放射線による内方測定部３への影響、および容器２の内方の放射線による外方測定部４への影響の両方に基づいて、容器２内の試料１１の放射能強度Ｒを求めることができる。したがって、周辺環境から容器２の内方に到達する放射線量の多少に関わらず、容器２内の試料１１の放射能強度Ｒを高い精度で測定できる。これによって、多様な周辺環境に対応できる。したがって汎用性の高い放射能分析装置１を実現できる。また容器２が周辺環境の放射線の透過を許容しても放射能強度Ｒの測定が可能なので、容器２を成す部材を放射線の遮蔽効果の高い、重量の大きい部材とする必要がない。したがって、容器２を軽量化できる。 With such a configuration, according to the first embodiment, the correction calculation unit 6 uses the first function g (u) and the second function f (x) stored in the correction function storage unit 5. The radioactivity intensity R of the sample 11 in the container 2 is calculated based on both the inner radioactivity intensity and the outer radioactivity intensity. Therefore, the radioactivity intensity R of the sample 11 in the container 2 is based on both the influence of the radiation in the surrounding environment on the inner measuring unit 3 and the influence of the radiation inside the container 2 on the outer measuring unit 4. Can be sought. Therefore, the radioactivity intensity R of the sample 11 in the container 2 can be measured with high accuracy regardless of the amount of radiation reaching the inside of the container 2 from the surrounding environment. As a result, it is possible to cope with various surrounding environments. Therefore, a highly versatile radioactivity analyzer 1 can be realized. Further, since the radioactivity intensity R can be measured even if the container 2 allows the transmission of radiation in the surrounding environment, it is not necessary to make the member forming the container 2 a heavy member having a high radiation shielding effect. Therefore, the weight of the container 2 can be reduced.

また実施の形態１によれば、第１関数ｇ（ｕ）および第２関数ｆ（ｘ）を用いるので、容器２内の試料１１の放射能強度Ｒに加えて周辺環境の放射能強度Ｒについても同時に演算することができる。 Further, according to the first embodiment, since the first function g (u) and the second function f (x) are used, in addition to the radioactivity intensity R of the sample 11 in the container 2, the radioactivity intensity R of the surrounding environment Can be calculated at the same time.

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２による放射能分析装置１Ｂを図に基づいて以下に説明する。実施の形態２は、先に説明した実施の形態１に類似しており、以下、実施の形態１に対する実施の形態２の相違点を中心に説明する。 Embodiment 2.
Next, the radioactivity analyzer 1B according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The second embodiment is similar to the first embodiment described above, and the differences between the first and second embodiments will be mainly described below.

図７は、本発明の実施の形態２に係る放射能分析装置１Ｂの構成を表す図である。実施の形態１において外方測定部４は補正用波高分析部２５を有するけれども、実施の形態２において外方測定部４は図７に示すように、補正用波高分析部２５ではなくＳＣＡ（ＳｉｎｇｌｅＣｈａｎｎｅｌＡｎａｌｙｚｅｒ）部２８を有する。測定対象の放射性核種が決まっており、周辺放射線の変動が小さく、かつ周辺環境に存在する放射性核種が分かっている場合には、ＳＣＡを用いることができる。 FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the radioactivity analyzer 1B according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the outer measurement unit 4 has the correction wave height analyzer 25, but in the second embodiment, the outer measurement unit 4 is not the correction wave height analyzer 25 but the SCA (Single) as shown in FIG. It has a Channel Analyzer) part 28. SCA can be used when the radionuclide to be measured is determined, the fluctuation of ambient radiation is small, and the radionuclide existing in the surrounding environment is known.

本実施の形態において外方測定部４は、内方測定部３とは異なり、外方検出部１４から出力された外方検出結果から、予め定める下限値以上の波高かつ予め定める上限値以下の波高のパルス信号を抽出し、抽出した結果を用いて前記外方放射能強度を出力する。容器２の外方の周辺環境に存在する放射性核種、および外方検出部１４に入射する放射線量は、予め分かっている場合が多い。その場合、外方検出部１４から外方検出結果として出力されるパルス信号の波高は既知となる。したがって、外方検出結果の波高を予め定める下限値以上、予め定める上限値以下の範囲に限定して抽出することによって、目的とする放射性核種に係る放射能強度のみを選択的に利用する。 In the present embodiment, unlike the inner measurement unit 3, the outer measurement unit 4 has a wave height equal to or higher than a predetermined lower limit value and a wave height equal to or lower than a predetermined upper limit value based on the outer detection result output from the outer detection unit 14. The pulse signal of the wave height is extracted, and the external radioactivity intensity is output using the extracted result. In many cases, the radionuclides present in the surrounding environment outside the container 2 and the amount of radiation incident on the outer detection unit 14 are known in advance. In that case, the wave height of the pulse signal output from the outer detection unit 14 as the outer detection result becomes known. Therefore, by extracting the wave height of the outer detection result only in the range of the predetermined lower limit value or more and the predetermined upper limit value or less, only the radioactivity intensity related to the target radionuclide is selectively used.

具体的には、補正用波形整形部２４から出力されるパルス信号は、ＳＣＡ部２８に入力される。周辺環境に存在する放射性核種の波高に合わせてＳＣＡ部２８においてパルス信号の上限値と下限値を設定し、下限値以上かつ上限値以下のピーク値のパルス信号をカウントする。これによって、目的の放射性核種のパルス信号のみを選択してその放射線量を計測する。ＳＣＡを用いることによって、アナログ信号で処理できるので、回路構成を簡素化できる。 Specifically, the pulse signal output from the correction waveform shaping unit 24 is input to the SCA unit 28. The SCA unit 28 sets the upper limit value and the lower limit value of the pulse signal according to the wave height of the radionuclide existing in the surrounding environment, and counts the pulse signal of the peak value equal to or more than the lower limit value and less than or equal to the upper limit value. As a result, only the pulse signal of the desired radionuclide is selected and its radiation amount is measured. By using SCA, it is possible to process with an analog signal, so that the circuit configuration can be simplified.

実施の形態２によれば、外方算出部１５が外方放射能強度の算出に利用する外方検出結果は、下限値以上の波高かつ上限値以下の波高のパルス信号である。周辺環境に存在する放射性核種が予め分かっている場合には、外方検出結果として出力されるパルス信号の波高は分かっているので、波高に下限値および上限値を定めてパルス信号を選択することによって、目的とする放射性核種に係る放射能強度Ｒを選択的に利用できる。また補正用波高分析部２５ではなくＳＣＡ部２８を用いることによって、アナログ信号で処理できるので、回路構成を簡素化できる。 According to the second embodiment, the outer detection result used by the outer calculation unit 15 for calculating the outer radioactivity intensity is a pulse signal having a wave height equal to or higher than the lower limit value and a wave height equal to or lower than the upper limit value. If the radionuclides present in the surrounding environment are known in advance, the wave height of the pulse signal output as the outer detection result is known, so the lower and upper limits should be set for the wave height and the pulse signal should be selected. Therefore, the radioactivity intensity R related to the target radionuclide can be selectively used. Further, by using the SCA unit 28 instead of the correction wave height analysis unit 25, it is possible to process with an analog signal, so that the circuit configuration can be simplified.

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３による放射能分析装置１Ｃを図に基づいて以下に説明する。実施の形態３は、先に説明した実施の形態１に類似しており、以下、実施の形態１に対する実施の形態３の相違点を中心に説明する。 Embodiment 3.
Next, the radioactivity analyzer 1C according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The third embodiment is similar to the first embodiment described above, and the differences between the first and third embodiments will be mainly described below.

図８は、本発明の実施の形態３に係る放射能分析装置１Ｃの構成を表す図である。外方測定部４は、シンチレーションファイバ部３２と、第１検出部３３と、第２検出部３４と、第１波形整形部４１と、第２波形整形部４２と、時間情報取得部３５と、位置判定部３６と、合算部４３と、減衰量補正部４４と、補正用波高分析部２５と、補正用応答関数記憶部３１と、補正用信号復元部２６とを有する。シンチレーションファイバ部３２は、容器２の側面を全周にわたって包囲する。第１検出部３３は、シンチレーションファイバ部３２において発生したシンチレーション光を、シンチレーションファイバ部３２の一方端部において検出する。第２検出部３４は、シンチレーションファイバ部３２において発生したシンチレーション光をシンチレーションファイバ部３２の他方端部において検出する。 FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the radioactivity analyzer 1C according to the third embodiment of the present invention. The outer measurement unit 4 includes a scintillation fiber unit 32, a first detection unit 33, a second detection unit 34, a first waveform shaping unit 41, a second waveform shaping unit 42, a time information acquisition unit 35, and the like. It has a position determination unit 36, a total unit 43, an attenuation correction unit 44, a correction wave height analysis unit 25, a correction response function storage unit 31, and a correction signal restoration unit 26. The scintillation fiber portion 32 surrounds the side surface of the container 2 over the entire circumference. The first detection unit 33 detects the scintillation light generated in the scintillation fiber unit 32 at one end of the scintillation fiber unit 32. The second detection unit 34 detects the scintillation light generated in the scintillation fiber unit 32 at the other end of the scintillation fiber unit 32.

第１波形整形部４１は、第１検出部３３の外方検出結果を波形整形し第１整形後信号を出力する。第２波形整形部４２は、第２検出部３４の外方検出結果を波形整形し第２整形後信号を出力する。時間情報取得部３５は、第１波形整形部４１の第１整形後信号と第２波形整形部４２の第２整形後信号とに基づいて、シンチレーション光が第１検出部３３に到達した時刻と第２検出部３４に到達した時刻との時間差を時間情報として取得する。位置判定部３６は、時間情報取得部３５が取得した時間情報からシンチレーション光の発生位置を判定する。合算部４３は、第１整形後信号および第２整形後信号を合算する。これによって外方測定部４は、合算部４３による合算の結果を用いて外方放射能強度を出力することになる。 The first waveform shaping unit 41 waveform-shapes the outer detection result of the first detection unit 33 and outputs a signal after the first shaping. The second waveform shaping unit 42 waveform-shapes the outer detection result of the second detection unit 34 and outputs a signal after the second shaping. The time information acquisition unit 35 sets the time when the scintillation light reaches the first detection unit 33 based on the first post-shaping signal of the first waveform shaping unit 41 and the second post-shaping signal of the second waveform shaping unit 42. The time difference from the time when the second detection unit 34 is reached is acquired as time information. The position determination unit 36 determines the scintillation light generation position from the time information acquired by the time information acquisition unit 35. The summing unit 43 sums the first post-shaping signal and the second post-shaping signal. As a result, the outer measuring unit 4 outputs the outer radioactivity intensity using the result of the summing by the summing unit 43.

減衰量補正部４４は、位置判定部３６において判定した位置情報から、シンチレーション光が第１検出部３３におよび第２検出部３４に到達するまでに、伝播することによって減衰した減衰量を算出し、合算部４３における合算の結果に対し、減衰量に応じた補正係数を乗算することによって、入射した周辺放射線のエネルギを決定する。減衰量補正部４４から出力される補正後の結果は、補正用波高分析部２５に入力される。補正用波高分析部２５、補正用応答関数記憶部３１、および補正用信号復元部２６は、実施の形態１において説明したとおりである。 The attenuation correction unit 44 calculates the attenuation amount attenuated by propagating the scintillation light to the first detection unit 33 and the second detection unit 34 from the position information determined by the position determination unit 36. , The energy of the incident peripheral radiation is determined by multiplying the result of the summation in the summation unit 43 by a correction coefficient according to the amount of attenuation. The corrected result output from the attenuation correction unit 44 is input to the correction wave height analysis unit 25. The correction wave height analysis unit 25, the correction response function storage unit 31, and the correction signal restoration unit 26 are as described in the first embodiment.

上記のように構成された放射能分析装置１Ｃの外方測定部４を用いた、容器２の外方の放射能強度の測定について説明する。一般的に、試料１１の放射能強度Ｒを高い精度で測定するためには、周辺放射線についても精度良く測定することが重要である。しかし、実施の形態１に示すように外方検出部１４が容器２の外方の１箇所のみに設けられる場合には、周辺放射線の飛来方向に偏りがあるような環境において、周辺放射線の放射能強度Ｒを高い精度で測定できない場合がある。また、複数の外方検出部１４を設けるという手段も考えられるけれども、構成が複雑になり、費用および重量の面で好ましくない。 The measurement of the outer radioactivity intensity of the container 2 using the outer measurement unit 4 of the radioactivity analyzer 1C configured as described above will be described. Generally, in order to measure the radioactivity intensity R of the sample 11 with high accuracy, it is important to measure the ambient radiation with high accuracy. However, when the outer detection unit 14 is provided only at one location on the outer side of the container 2 as shown in the first embodiment, the radiation of the peripheral radiation is emitted in an environment where the direction of arrival of the peripheral radiation is biased. It may not be possible to measure the functional intensity R with high accuracy. Further, although it is conceivable to provide a plurality of outer detection units 14, the configuration becomes complicated, which is not preferable in terms of cost and weight.

そこで、本実施の形態では、外方測定部の外方検出部１４として、シンチレーションファイバ部３２を用いる。シンチレーションファイバ部３２に放射線が入射すると、入射した位置においてシンチレーション光が発生する。発生したシンチレーション光は、シンチレーションファイバ部３２内を両端に向かって２つの向きに伝播し、第１検出部３３および第２検出部３４の両方に到達する。第１検出部３３および第２検出部３４に到達したシンチレーション光は、光電子倍増管によって増幅され、パルス信号として出力される。第１検出部３３からのパルス信号は第１波形整形部４１に入力され、波形整形が行われる。第２検出部３４からのパルス信号は第２波形整形部４２に入力され、波形整形が行われる。第１波形整形部４１および第２波形整形部４２で行われる波形整形の工程は、実施の形態１において説明した波形整形と同様である。 Therefore, in the present embodiment, the scintillation fiber unit 32 is used as the outer detection unit 14 of the outer measurement unit. When radiation is incident on the scintillation fiber portion 32, scintillation light is generated at the incident position. The generated scintillation light propagates in the scintillation fiber section 32 toward both ends in two directions and reaches both the first detection section 33 and the second detection section 34. The scintillation light that has reached the first detection unit 33 and the second detection unit 34 is amplified by the photomultiplier tube and output as a pulse signal. The pulse signal from the first detection unit 33 is input to the first waveform shaping unit 41, and waveform shaping is performed. The pulse signal from the second detection unit 34 is input to the second waveform shaping unit 42, and waveform shaping is performed. The waveform shaping step performed by the first waveform shaping unit 41 and the second waveform shaping unit 42 is the same as the waveform shaping described in the first embodiment.

第１波形整形部４１および第２波形整形部４２で波形整形された第１整形後信号および第２整形後信号は、時間情報取得部３５に入力される。シンチレーションファイバ部３２に入射することで発生したシンチレーション光は、発生した位置によって、第１検出部３３および第２検出部３４に到達するまでの時間が異なる。シンチレーション光が第１検出部３３に到達する時刻と第２検出部３４に到達する時刻との時間差を時間情報取得部３５によって取得する。これには、時間波高変換器（ＴＡＣ：Ｔｉｍｅ−ｔｏ−ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）などを用いることができる。 The first post-shaping signal and the second post-shaping signal that have been waveform-shaped by the first waveform shaping unit 41 and the second waveform shaping unit 42 are input to the time information acquisition unit 35. The time it takes for the scintillation light generated by incident on the scintillation fiber unit 32 to reach the first detection unit 33 and the second detection unit 34 differs depending on the generated position. The time information acquisition unit 35 acquires the time difference between the time when the scintillation light reaches the first detection unit 33 and the time when the scintillation light reaches the second detection unit 34. For this, a time wave height converter (TAC: Time-to-Amplitude Converter) or the like can be used.

位置判定部３６では、時間情報取得部３５において取得した時間の差異の情報から、シンチレーションファイバ部３２におけるシンチレーション光の発生位置を判定する。これによって、シンチレーションファイバ部３２への放射線の入射位置を判定できる。 The position determination unit 36 determines the generation position of the scintillation light in the scintillation fiber unit 32 from the time difference information acquired by the time information acquisition unit 35. Thereby, the incident position of the radiation on the scintillation fiber portion 32 can be determined.

次に、第１波形整形部４１および第２波形整形部４２から出力された第１整形後信号および第２整形後信号は、合算部４３にも入力される。合算部４３における第１整形後信号および第２整形後信号の合算は、シンチレーションファイバ部３２に入射した１つの周辺放射線に対するシンチレーションファイバ部３２の発光量を求める目的で行われるものである。 Next, the first post-shaping signal and the second post-shaping signal output from the first waveform shaping unit 41 and the second waveform shaping unit 42 are also input to the summing unit 43. The summing of the first post-shaping signal and the second post-shaping signal in the summing section 43 is performed for the purpose of obtaining the amount of light emitted from the scintillation fiber section 32 with respect to one peripheral radiation incident on the scintillation fiber section 32.

シンチレーション光は、シンチレーションファイバ部３２内を伝播する間に伝播する距離に応じて減衰する。減衰量補正部４４では、位置判定部３６において判定した位置情報から、伝播において減衰した減衰量を算出し、合算部４３における合算の結果に対し、減衰量に応じた補正係数を乗算する。これによって減衰量補正部４４は、シンチレーションファイバ部３２に入射した周辺放射線のエネルギを決定し出力する。補正用波高分析部２５は、シンチレーションファイバ部３２への周辺放射線の入射が繰り返される度に、減衰量補正部４４からの出力の受信を繰り返し、さらにその回数を計測する。これによって補正用波高分析部２５は、複数の周辺放射線の入射に対して１つの波高分析結果、すなわち波高分布Ｍをスペクトルとして出力する。外方測定部４は、波高分布Ｍに対して実施の形態１と同様の処理を行うことによって、容器２の外方における放射能強度Ｒを求める。波高分布Ｍを求める工程以降は、実施の形態１と同様である。 The scintillation light is attenuated according to the propagating distance while propagating in the scintillation fiber portion 32. The attenuation amount correction unit 44 calculates the attenuation amount attenuated in propagation from the position information determined by the position determination unit 36, and multiplies the summation result in the summation unit 43 by a correction coefficient according to the attenuation amount. As a result, the attenuation correction unit 44 determines and outputs the energy of the peripheral radiation incident on the scintillation fiber unit 32. The correction wave height analyzer 25 repeatedly receives the output from the attenuation correction unit 44 every time the ambient radiation is repeatedly incident on the scintillation fiber unit 32, and further measures the number of times. As a result, the correction crest height analyzer 25 outputs one crest height analysis result, that is, the crest height distribution M as a spectrum for the incident of a plurality of peripheral radiations. The outer measuring unit 4 obtains the radioactivity intensity R outside the container 2 by performing the same treatment as in the first embodiment on the wave height distribution M. The steps after the step of obtaining the wave height distribution M are the same as those in the first embodiment.

このような構成とすることによって、実施の形態３によれば、第１検出部３３および第２検出部３４にシンチレーション光が到達した時刻からシンチレーション光の発生位置を算出できるので、周辺環境の放射線がいずれの方向からどの程度の強度で容器２に向かって飛来しているのかを測定できる。したがって周辺環境における放射線の飛来方向に偏りがある場合においても高い精度で周辺環境の放射能強度Ｒを演算できる。また周辺環境における放射線の飛来方向を検出するために、シンチレーション光を検出する多数の検出器を容器２の周囲に設ける必要がないので、簡素な構成を実現できる。したがって、シンチレーション光を検出する多数の検出器を容器２の周囲に設ける場合に比べて、重量および製作費用を低減できる。 With such a configuration, according to the third embodiment, the generation position of the scintillation light can be calculated from the time when the scintillation light reaches the first detection unit 33 and the second detection unit 34, so that the radiation in the surrounding environment can be calculated. It is possible to measure from which direction and with what strength the light is flying toward the container 2. Therefore, even when there is a bias in the direction of radiation in the surrounding environment, the radioactivity intensity R in the surrounding environment can be calculated with high accuracy. Further, in order to detect the direction of radiation in the surrounding environment, it is not necessary to provide a large number of detectors for detecting scintillation light around the container 2, so that a simple configuration can be realized. Therefore, the weight and the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where a large number of detectors for detecting scintillation light are provided around the container 2.

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４による放射能分析装置１Ｄを図に基づいて以下に説明する。実施の形態４は、先に説明した実施の形態３に類似しており、以下、実施の形態３に対する実施の形態４の相違点を中心に説明する。 Embodiment 4.
Next, the radioactivity analyzer 1D according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The fourth embodiment is similar to the third embodiment described above, and the differences between the third and third embodiments will be mainly described below.

図９は、本発明の実施の形態４に係る放射能分析装置１Ｄの構成を表す図である。本実施の形態においてシンチレーションファイバ部３２は、束として形成された複数のシンチレーションファイバ３７によって形成され、図９に示すように、容器２を覆う。このように、外方検出部１４が検出器として、束として形成されたバンドルタイプのシンチレーションファイバ部３２を有することによって、放射能分析装置１Ｄの運搬および携行を困難にすることなく簡素な構成を実現できる。また簡素な構成であるにも関わらず前述したように、周辺環境から放射線が飛来する方向をも検出することができる。したがって高い測定精度で試料１１および周辺環境の放射能強度Ｒを測定できる。 FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the radioactivity analyzer 1D according to the fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the scintillation fiber portion 32 is formed by a plurality of scintillation fibers 37 formed as a bundle, and covers the container 2 as shown in FIG. As described above, since the outer detection unit 14 has the bundle type scintillation fiber unit 32 formed as a bundle as a detector, a simple configuration can be achieved without making the transportation and carrying of the radioactivity analyzer 1D difficult. realizable. In addition, despite the simple configuration, as described above, it is possible to detect the direction in which radiation comes from the surrounding environment. Therefore, the radioactivity intensity R of the sample 11 and the surrounding environment can be measured with high measurement accuracy.

実施の形態１〜実施の形態４における容器２に関して、鉛等で遮蔽することにより２次的な放射線が発生する場合などは容器２の内側に、たとえば銅によって形成される遮蔽部材をさらに設けてもよい。 Regarding the container 2 in the first to fourth embodiments, when secondary radiation is generated by shielding with lead or the like, a shielding member formed of, for example, copper is further provided inside the container 2. May be good.

また前述したように実施の形態２では、外方測定部４は、外方検出部１４から出力された外方検出結果から、予め定める下限値以上の波高かつ予め定める上限値以下の波高のパルス信号を抽出し、抽出した結果を用いて前記外方放射能強度を出力する。同様に実施の形態１における外方測定部４が、外方検出結果から、予め定める下限値以上の波高かつ予め定める上限値以下の波高のパルス信号を抽出し、抽出した結果を用いて前記外方放射能強度を出力する構成とすることもできる。この場合には、外方検出部１４からの外方検出結果に予め下限値および上限値を定めて、補正用波形整形部２４がパルス信号を抽出しても良いし、補正用波形整形部２４から出力される波形整形後のパルス信号に対し、予め下限値および上限値を定めて、補正用波高分析部２５がパルス信号を抽出しても良い。 Further, as described above, in the second embodiment, the outer measuring unit 4 has a pulse having a wave height equal to or higher than a predetermined lower limit value and a wave height equal to or lower than a predetermined upper limit value based on the outer detection result output from the outer detecting unit 14. The signal is extracted, and the extracted result is used to output the outer radioactivity intensity. Similarly, the outer measuring unit 4 in the first embodiment extracts a pulse signal having a wave height equal to or higher than a predetermined lower limit value and a wave height equal to or lower than a predetermined upper limit value from the outer detection result, and the extracted result is used to extract the pulse signal outside the above. It can also be configured to output the radioactivity intensity. In this case, the lower limit value and the upper limit value may be set in advance in the outer detection result from the outer detection unit 14, and the correction waveform shaping unit 24 may extract the pulse signal, or the correction waveform shaping unit 24 may extract the pulse signal. The lower limit value and the upper limit value may be set in advance with respect to the pulse signal after the waveform shaping output from, and the correction wave height analysis unit 25 may extract the pulse signal.

周辺環境に存在する放射性核種が予め分かっている場合であっても、外方検出結果においてピークが検出されるエネルギ値は１つとは限らず、複数のエネルギ値においてピークが検出される場合もある。したがって、補正用波高分析部２５に多重波高分析器（ＭＣＡ：ＭｕｌｔｉＣｈａｎｎｅｌＡｎａｌｙｚｅｒ）を用いる場合には、いずれのエネルギ値のピークに下限値および上限値を設けるかを選択することができる。補正用波高分析部２５がいずれのピークに下限値および上限値を設けるかは、周辺放射線の線量および外方検出部１４の感度に応じて設定する。これによって外方測定部４は、周辺環境に存在する目的の放射性核種のパルス信号のみを選択してその放射線量を計測でき、上記実施の形態１も上記実施の形態２と同様の効果を奏する。 Even if the radionuclides present in the surrounding environment are known in advance, the energy value at which the peak is detected in the outer detection result is not limited to one, and the peak may be detected at a plurality of energy values. .. Therefore, when a multiple pulse height analyzer (MCA: Multi Channel Analyzer) is used for the correction wave height analyzer 25, it is possible to select which energy value peak is provided with the lower limit value and the upper limit value. Which peak the correction wave height analyzer 25 sets the lower limit value and the upper limit value is set according to the dose of ambient radiation and the sensitivity of the outer detection unit 14. As a result, the outer measuring unit 4 can select only the pulse signal of the target radionuclide existing in the surrounding environment and measure the radiation amount thereof, and the first embodiment also has the same effect as that of the second embodiment. ..

尚、それぞれの実施の形態は、本発明に係る技術を具体化するために例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that each embodiment is exemplified in order to embody the technique according to the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention. In the present invention, each embodiment can be freely combined, and each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.

１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ放射能分析装置、２容器、３内方測定部、
４外方測定部、５補正関数記憶部、６補正演算部、１１試料、
１２内方検出部、１３内方算出部、１４外方検出部、１５外方算出部、
１６波形整形部、２１波高分析部、２２信号復元部、２３応答関数記憶部、
２４補正用波形整形部、２５補正用波高分析部、２６補正用信号復元部、
２７表示部、３１補正用応答関数記憶部、３２シンチレーションファイバ部、
３３第１検出部、３４第２検出部、３５時間情報取得部、３６位置判定部、
３７シンチレーションファイバ、４１第１波形整形部、４２第２波形整形部、
４３合算部、４４減衰量補正部。 1,1B, 1C, 1D radioactivity analyzer, 2 containers, 3 inner measuring section,
4 External measurement unit, 5 Correction function storage unit, 6 Correction calculation unit, 11 Samples,
12 Inner detection unit, 13 Inner calculation unit, 14 Outer detection unit, 15 Outer calculation unit,
16 Waveform shaping unit, 21 Wave height analyzer, 22 Signal restoration unit, 23 Response function storage unit,
24 Correction waveform shaping unit, 25 Correction wave height analysis unit, 26 Correction signal restoration unit,
27 Display unit, 31 Correction response function storage unit, 32 Scintillation fiber unit,
33 1st detection unit, 34 2nd detection unit, 35 time information acquisition unit, 36 position determination unit,
37 Scintillation fiber, 41 1st waveform shaping section, 42 2nd waveform shaping section,
43 Total part, 44 Attenuation amount correction part.

Claims

放射能強度の測定対象となる試料を収容する容器と、
前記容器の内方における放射線を検出し、内方放射能強度として出力する内方測定部と、
前記容器の外方における放射線を検出し、外方放射能強度として出力する外方測定部と、
前記容器の外方における放射線量を第１変数とし、該第１変数を変化させたときの前記内方放射能強度の変化を表す第１関数を含む第１式と、前記容器の内方における放射線量を第２変数とし、該第２変数を変化させたときの前記外方放射能強度の変化を表す第２関数を含む第２式と、を記憶する補正関数記憶部と、
前記内方測定部による測定値である前記内方放射能強度と、前記外方測定部による測定値である前記外方放射能強度と、を用いて前記補正関数記憶部に記憶される前記第１関数を含む前記第１式と前記第２関数を含む前記第２式との連立方程式を解き、前記第１式および前記第２式に含まれる前記第２変数の値を導出することにより、前記容器内の前記試料の放射能強度を演算する補正演算部とを備える放射能分析装置。 A container that houses the sample for which the radioactivity intensity is to be measured, and
An inner measuring unit that detects radiation inside the container and outputs it as the inner radioactivity intensity.
An external measuring unit that detects radiation on the outside of the container and outputs it as the external radioactivity intensity.
A first variable radiation dose at the outside of said container, a first expression including a first function representing a change in the inner radiation intensity when varying the first variable, inwardly before Symbol vessel A correction function storage unit that stores a second equation including a second function that represents a change in the outer radioactivity intensity when the second variable is changed, and a correction function storage unit that stores the radiation amount in
The first item stored in the correction function storage unit using the inner radioactivity intensity, which is a value measured by the inner measuring unit, and the outer radioactivity intensity, which is a value measured by the outer measuring unit. By solving the simultaneous equations of the first equation including one function and the second equation including the second function , and deriving the values of the second variable included in the first equation and the second equation. A radioactivity analyzer including a correction calculation unit that calculates the radioactivity intensity of the sample in the container.

前記第１関数は、前記第１変数を変化させたときの前記内方放射能強度の非線形性を有する変化を表し、The first function represents a non-linear change in the inward radioactivity intensity when the first variable is changed.
前記第２関数は、前記第２変数を変化させたときの前記外方放射能強度の非線形性を有する変化を表し、The second function represents a non-linear change in the outer radioactivity intensity when the second variable is changed.
前記補正演算部は、非線形性を有する前記第１関数を含む前記第１式と、非線形性を有する前記第２関数を含む前記第２式との連立方程式を解くことにより、前記容器内の前記試料の放射能強度を演算する、The correction calculation unit solves the simultaneous equations of the first equation including the first function having non-linearity and the second equation including the second function having non-linearity, whereby the said in the container. Calculate the radioactivity intensity of the sample,
請求項１に記載の放射能分析装置。The radioactivity analyzer according to claim 1.

前記外方測定部は、
前記容器の外方における放射線を検出し、予め定める下限値以上の波高かつ予め定める上限値以下の波高のパルス信号を抽出し、抽出した結果を用いて前記外方放射能強度を出力する請求項１または請求項２に記載の放射能分析装置。 The outer measuring unit is
A claim that detects radiation outside the container, extracts a pulse signal having a wave height equal to or higher than a predetermined lower limit value and a wave height equal to or lower than a predetermined upper limit value, and outputs the outer radioactivity intensity using the extracted result. 1 or the radioactivity analyzer according to claim 2.

前記補正演算部は、
前記第１式と前記第２式との連立方程式を解き、前記第１式および前記第２式に含まれる前記第１変数の値を導出することにより、前記容器の外方における周辺環境の放射能強度を演算する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射能分析装置。 The correction calculation unit
By solving the simultaneous equations of the first equation and the second equation and deriving the values of the first variable included in the first equation and the second equation, the radiation of the surrounding environment outside the container. The radioactivity analyzer according to any one of claims 1 to 3, which calculates the ability intensity.

前記外方測定部は、
前記容器の側面を全周にわたって包囲するシンチレーションファイバ部と、
前記シンチレーションファイバ部において発生したシンチレーション光を、前記シンチレーションファイバ部の一方端部において検出する第１検出部と、
前記シンチレーションファイバ部において発生した前記シンチレーション光を、前記シンチレーションファイバ部の他方端部において検出する第２検出部と、
前記シンチレーション光が前記第１検出部に到達した時刻と前記第２検出部に到達した時刻との時間差を時間情報として取得する時間情報取得部と、
前記時間情報取得部が取得した前記時間情報から前記シンチレーション光の発生位置を判定する位置判定部と、
前記第１検出部による検出結果を波形整形し第１整形後信号を出力する第１波形整形部と、
前記第２検出部による検出結果を波形整形し第２整形後信号を出力する第２波形整形部と、
前記第１整形後信号および前記第２整形後信号を合算する合算部とを有し、
前記合算部による合算の結果を用いて前記外方放射能強度を出力する請求項４に記載の放射能分析装置。 The outer measuring unit is
A scintillation fiber portion that surrounds the side surface of the container over the entire circumference,
A first detection unit that detects scintillation light generated in the scintillation fiber unit at one end of the scintillation fiber unit, and
A second detection unit that detects the scintillation light generated in the scintillation fiber unit at the other end of the scintillation fiber unit, and
A time information acquisition unit that acquires the time difference between the time when the scintillation light reaches the first detection unit and the time when the scintillation light reaches the second detection unit as time information.
A position determination unit that determines the generation position of the scintillation light from the time information acquired by the time information acquisition unit, and a position determination unit.
A first waveform shaping unit that waveform-shapes the detection result by the first detection unit and outputs a signal after the first shaping,
A second waveform shaping unit that waveform-shapes the detection result by the second detection unit and outputs a signal after the second shaping,
It has a summing unit for summing the first post-shaping signal and the second post-shaping signal.
The radioactivity analyzer according to claim 4 , wherein the outer radioactivity intensity is output using the result of summing by the summing unit.

前記シンチレーションファイバ部は、複数のシンチレーションファイバを束にして形成される請求項５に記載の放射能分析装置。 The radioactivity analyzer according to claim 5 , wherein the scintillation fiber section is formed by bundling a plurality of scintillation fibers.