JP7169906B2 - Radiation measuring device, radiation measuring system and radiation measuring method - Google Patents

Description

本発明は、放射線計測装置、放射線計測システムおよび放射線計測方法に関する。 The present invention relates to a radiation measuring device, a radiation measuring system and a radiation measuring method.

自然界には多くのα放出核種が存在する。トリウム系列（Ｔｈ－２３２）にはＴｈ－２２８、Ｒａ－２２４、Ｒｎ－２２０、Ｐｏ－２１６、Ｂｉ－２１２、Ｐｏ－２１２のような放射性核種が存在する。また、ウラン系列（Ｕ－２３８）にはＲａ－２２６、Ｒｎ－２２２、Ｐｏ－２１８、Ｐｏ－２１４、Ｐｏ－２１０のような放射性核種が存在する。さらには、過去に実行された核実験等によるフォールアウトの影響で、自然界にはごく僅かにプルトニウム（Ｐｕ－２３９、Ｐｕ－２４０、Ｐｕ－２４２等）やアメリシウム（Ａｍ－２４１、Ａｍ－２４３等）が存在する。α線計測技術は、ウラン鉱床探査や温泉探査、地震予知、断層解析等に適用され、また、原子力発電プラント、放射性廃棄物処理施設、加速器施設等の放射線管理区域における排気モニタ、排水モニタ、ダストモニタ、サーベイメータ等に適用されている。 There are many α-emitting nuclides in nature. The thorium series (Th-232) includes radionuclides such as Th-228, Ra-224, Rn-220, Po-216, Bi-212, Po-212. In addition, the uranium series (U-238) includes radionuclides such as Ra-226, Rn-222, Po-218, Po-214 and Po-210. Furthermore, due to the fallout from past nuclear tests, etc., very little plutonium (Pu-239, Pu-240, Pu-242, etc.) and americium (Am-241, Am-243, etc.) exist in nature. ) exists. Alpha-ray measurement technology is applied to uranium ore deposit exploration, hot spring exploration, earthquake prediction, fault analysis, etc. It is also used in exhaust monitors, wastewater monitors, and dust monitoring in radiation controlled areas such as nuclear power plants, radioactive waste treatment facilities, and accelerator facilities. It is applied to monitors, survey meters, etc.

これらのフィールドや施設においては、α線検出器を用いてα線量を測定し、各種評価や監視を行っている。これらのフィールドや施設でα線を計測する場合、環境中や測定対象物に付随する放射性核種が放出するβ線やγ線も検出してしまう可能性がある。β線やγ線によるバックグラウンド影響を低減するには、放射線エネルギーを測定し、測定データからα線エネルギーによる信号を抽出するとよい。α線エネルギーを測定することでα線放出核種を把握するためには、一般的に真空チェンバや真空ポンプが使用されている。これにより、α線と空気との相互作用によるエネルギーロスを低減し、放射線検出器でα線エネルギーを測定している。しかし、一般的に各種フィールドや施設においては、測定する毎に真空チェンバや真空ポンプを持ち運ぶことは実用上困難であることが多い。このため、β線やγ線によるバックグラウンド影響を低減して、より高精度なα線測定を実現し、高度な分析や監視を実現するには、大気環境であってもβ線やγ線による信号を弁別可能な放射線計測装置およびその方法が望まれている。 In these fields and facilities, α-ray doses are measured using α-ray detectors, and various evaluations and monitoring are performed. When measuring α-rays in these fields and facilities, there is a possibility that β-rays and γ-rays emitted by radionuclides in the environment or attached to the measurement object may also be detected. In order to reduce the background effects of β-rays and γ-rays, it is preferable to measure the radiation energy and extract the signal due to the α-ray energy from the measured data. Vacuum chambers and vacuum pumps are generally used to determine α-ray emitting nuclides by measuring α-ray energy. This reduces energy loss due to interaction between α-rays and air, and measures α-ray energy with a radiation detector. However, in general, in various fields and facilities, it is often practically difficult to carry a vacuum chamber and a vacuum pump every time measurement is performed. Therefore, in order to reduce the background effect of β and γ rays, achieve more accurate α ray measurement, and achieve advanced analysis and monitoring, even in the atmospheric environment, β and γ rays must be A radiation measuring apparatus and method capable of discriminating signals from

例えば、下記特許文献１の要約書には、「α線測定装置１００は、測定試料２と半導体検出器１の荷電粒子入射面との間の距離を調節可能な昇降機５、位置センサ５ａ、制御ユニット１３、α線放出核種分析装置４０を備える。α線放出核種分析装置は、最高エネルギ値のα線を放出する核種を特定し、その核種と最高エネルギ値と測定チェンバ７内の真空度モニタ９で測定したＮ₂ガス圧とに基づいて前記距離の測定条件距離値ｄを決定し、制御ユニットにおいて昇降機を制御して距離を調節させることを特徴とする。」と記載されている。また、下記特許文献２の要約書には、「放射線検出器として小型軽量であり非常に強い放射線環境下でも安定した動作が可能な半導体検出器１０１を使用し、信号処理回路１０４を用いることで前置増幅器１０２の信号の立ち上がり時間と波高値を同時に収集することができる。解析回路１０５にて、半導体検出器１０１からの信号の立ち上がり時間と波高値とにより設定される弁別領域を用いてγ線と中性子とを弁別する。表示装置１０６で解析結果を表示することで解析結果における使用者の理解を容易にすることが可能となる。」と記載されている。 For example, the abstract of Patent Document 1 below states, "The α-ray measuring device 100 includes an elevator 5 capable of adjusting the distance between the measurement sample 2 and the charged particle incident surface of the semiconductor detector 1, a position sensor 5a, a control The unit 13 has an α-ray emitting nuclide analyzer 40. The α-ray emitting nuclide analyzer identifies the nuclide that emits α-rays with the highest energy value, and monitors the nuclide, the highest energy value, and the degree of vacuum in the measurement chamber 7. The measurement condition distance value d of the distance is determined based on the N ₂ gas pressure measured in 9, and the control unit controls the elevator to adjust the distance." In addition, in the abstract of Patent Document 2 below, it is stated that "by using a semiconductor detector 101 as a radiation detector, which is small and light and can operate stably even in a very strong radiation environment, and by using a signal processing circuit 104, It is possible to simultaneously collect the rise time and peak value of the signal from the preamplifier 102. In the analysis circuit 105, using the discrimination region set by the rise time and peak value of the signal from the semiconductor detector 101, Distinguish between rays and neutrons. Displaying the analysis results on the display device 106 makes it possible to facilitate the user's understanding of the analysis results."

特開２００７－２９８２８５号公報JP 2007-298285 A 特開２０１８－１７６１３号公報JP 2018-17613 A

ところで、特許文献１の技術によれば、真空チェンバに該当する測定チェンバや真空ポンプを備える真空排気装置が必要であり、ガス置換装置を必要とする。このため、装置が複雑化、大型化し高価になるという問題がある。また、特許文献２の技術によれば、γ線と中性子とを弁別することは可能であるが、α線と、バックグラウンドであるβ線やγ線とを弁別する点については記載されていない。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でα線を検知できる放射線計測装置、放射線計測システムおよび放射線計測方法を提供することを目的とする。 By the way, according to the technique of Patent Literature 1, a vacuum evacuation device including a measurement chamber corresponding to a vacuum chamber and a vacuum pump is required, and a gas replacement device is required. Therefore, there is a problem that the apparatus becomes complicated, large-sized, and expensive. Further, according to the technique of Patent Document 2, it is possible to discriminate between γ-rays and neutrons, but there is no mention of discriminating between α-rays and background β-rays and γ-rays. .
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide a radiation measuring apparatus, a radiation measuring system, and a radiation measuring method capable of detecting α-rays with a simple configuration.

上記課題を解決するため本発明の放射線計測装置は、放射線を検知するとともにα線の入射時間に応じてα線の検知感度が変化する放射線センサと、前記放射線センサからの出力信号の経時的な変化に基づいて前記放射線に含まれるα線を検知するα線検知部と、前記放射線センサに電圧を供給する電圧源と、を備え、前記α線検知部は、前記出力信号の発生タイミングおよび計数値を解析する信号処理装置と、前記発生タイミングおよび前記計数値を記憶する信号メモリと、前記計数値の時定数である計測時定数を求める時定数解析装置と、前記計測時定数が所定の下限値から所定の上限値までの範囲であるときにα線を検知したものと判定するα線検知判定装置と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the radiation measuring apparatus of the present invention includes a radiation sensor that detects radiation and whose detection sensitivity for α-rays changes according to the incident time of α-rays; an alpha ray detection unit that detects alpha rays contained in the radiation based on a change ; and a voltage source that supplies a voltage to the radiation sensor. A signal processing device for analyzing numerical values, a signal memory for storing the generation timing and the count value, a time constant analysis device for obtaining a measurement time constant that is the time constant of the count value, and a lower limit of the measurement time constant. and an α-ray detection determination device that determines that α-rays are detected when the range is from a value to a predetermined upper limit .

本発明によれば、簡易な構成でα線を検知できる。 According to the present invention, α-rays can be detected with a simple configuration.

本発明の第１実施形態による放射線計測装置のブロック図である。1 is a block diagram of a radiation measuring device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 電圧源が出力する測定用電圧の波形図の一例である。FIG. 10 is an example of a waveform diagram of a measurement voltage output by a voltage source; FIG. オン期間において放射線センサから出力されるパルス電圧の波形図の例である。It is an example of a waveform diagram of a pulse voltage output from a radiation sensor during an ON period. 放射線がα線であった場合における計数値の時刻変化の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a change in count value over time when the radiation is α-rays; 放射線がγ線であった場合における計数値の時刻変化の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of changes in count values over time when the radiation is γ-rays; 第１実施形態において実行される線種弁別処理のフローチャートである。4 is a flowchart of line type discrimination processing executed in the first embodiment; 第２実施形態による放射線計測装置のブロック図である。It is a block diagram of the radiation measuring device by 2nd Embodiment. α線およびＢＧ放射線が混在する放射線に対する計数値の時刻変化の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of time variation of count values for radiation in which α-rays and BG radiation are mixed; 第２実施形態において実行される線種弁別処理のフローチャートである。9 is a flowchart of line type discrimination processing executed in the second embodiment; 第３実施形態による放射線計測装置のブロック図である。It is a block diagram of the radiation measuring device by 3rd Embodiment. α線およびバックグラウンド放射線が混在する放射線に対する計数値の時刻変化の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of time variation of count values for radiation in which α-rays and background radiation are mixed; 第３実施形態において実行される線種弁別処理のフローチャートである。10 is a flowchart of line type discrimination processing executed in the third embodiment; 第４実施形態による放射線計測装置のブロック図である。It is a block diagram of the radiation measuring device by 4th Embodiment. 両極性対応電圧源が出力する測定用電圧の波形図の一例である。FIG. 10 is an example of a waveform diagram of a voltage for measurement output by a bipolar voltage source; 第４実施形態において放射線センサから出力されるパルス電圧の波形図の例である。It is an example of a waveform diagram of a pulse voltage output from a radiation sensor in the fourth embodiment. 第５実施形態による放射線計測装置のブロック図である。It is a block diagram of the radiation measuring device by 5th Embodiment. 交流電圧源が出力する測定用電圧の波形図の一例である。It is an example of a waveform diagram of a voltage for measurement output by an AC voltage source. 第５実施形態において放射線センサから出力されるパルス電圧の波形図の例である。FIG. 11 is an example of a waveform diagram of pulse voltages output from a radiation sensor in the fifth embodiment; 第６実施形態による放射線計測装置のブロック図である。It is a block diagram of the radiation measuring device by 6th Embodiment. α線検知領域の具体例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a specific example of an α-ray detection area; 第７実施形態による放射線計測システムのブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a radiation measurement system according to a seventh embodiment; 第８実施形態による放射線計測システムのブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a radiation measurement system according to an eighth embodiment;

［第１実施形態］
〈第１実施形態の構成〉
（全体構成）
図１は、本発明の第１実施形態による放射線計測装置１００のブロック図である。図示のように、放射線計測装置１００は、放射線センサ１０１と、電圧源１０２と、印加電圧制御装置１２１と、α線検知部１７１と、を備えている。そして、α線検知部１７１は、信号処理装置１０３と、信号メモリ１０４と、時定数解析装置１０５と、時定数データベース１０６と、α線検知判定装置１０７と、を備えている。 [First embodiment]
<Configuration of the first embodiment>
(overall structure)
FIG. 1 is a block diagram of a radiation measuring device 100 according to the first embodiment of the invention. As illustrated, the radiation measuring apparatus 100 includes a radiation sensor 101 , a voltage source 102 , an applied voltage control device 121 and an α-ray detector 171 . The α ray detection unit 171 includes a signal processing device 103 , a signal memory 104 , a time constant analysis device 105 , a time constant database 106 and an α ray detection determination device 107 .

電圧源１０２は、放射線センサ１０１に対して測定用電圧Ｖｂ（電圧）を印加する。印加電圧制御装置１２１は、電圧源１０２に対して測定用電圧Ｖｂの指令値を出力する。放射線センサ１０１は、測定用電圧Ｖｂが印加されると、測定対象物１０８に付着した放射性核種１０９から放出される放射線１１０を検知し、検知に伴う電気パルスを発生させる。なお放射線１１０の線種は、α線、β線、γ線等の電離放射線である。ここで、放射線センサ１０１は、測定用電圧Ｖｂが印加された後にα線が入射すると、α線の入射時間が長くなるほど、検知感度が低くなる特徴を有している。α線検知判定装置１０７は、電気パルスの経時的な変化に基づいて放射線１１０に含まれるα線を検知する。 Voltage source 102 applies measurement voltage Vb (voltage) to radiation sensor 101 . Applied voltage control device 121 outputs a command value of measurement voltage Vb to voltage source 102 . When the measurement voltage Vb is applied to the radiation sensor 101, the radiation sensor 101 detects the radiation 110 emitted from the radionuclide 109 adhering to the measurement object 108, and generates an electric pulse accompanying the detection. The type of radiation 110 is ionizing radiation such as α-rays, β-rays, and γ-rays. Here, the radiation sensor 101 is characterized in that when α-rays are incident after the measurement voltage Vb is applied, the longer the incident time of α-rays, the lower the detection sensitivity. The α-ray detection determination device 107 detects α-rays contained in the radiation 110 based on temporal changes in the electric pulse.

α線検知部１７１における信号処理装置１０３は、電気パルスの発生タイミングを検知し、所定時間（例えば１０ミリ秒）毎の計数値をカウントする。信号メモリ１０４は、電気パルスの発生タイミングと計数値とを記憶する。上述のように、放射線センサ１０１は、α線の入射時間が長くなるほど、検知感度が低くなる。すなわち、計数値が指数関数状に減少する。時定数解析装置１０５は、この指数関数における時定数（以下、計測時定数τと呼ぶ）を解析する。 The signal processing device 103 in the α-ray detection unit 171 detects the generation timing of the electric pulse, and counts the count value every predetermined time (for example, 10 milliseconds). The signal memory 104 stores the generation timings and count values of electrical pulses. As described above, the detection sensitivity of the radiation sensor 101 decreases as the incident time of α-rays increases. That is, the count value decreases exponentially. The time constant analyzer 105 analyzes the time constant (hereinafter referred to as measurement time constant τ) in this exponential function.

時定数データベース１０６は、ｎ種類の放射性核種について時定数（以下、既知時定数τｓ１～τｓｎと呼ぶ）を記憶している。さらに、時定数データベース１０６は、事前に取得した試験データや解析結果、試験データと解析結果を組合せて得られた評価値等も記憶している。α線検知判定装置１０７は、時定数解析装置１０５によって得られた計測時定数τと、時定数データベース１０６に記憶されている既知時定数τｓ１～τｓｎとを比較することによって、放射性核種１０９の組成を推定する。 The time constant database 106 stores time constants (hereinafter referred to as known time constants τs1 to τsn) for n kinds of radionuclides. Furthermore, the time constant database 106 also stores test data and analysis results obtained in advance, evaluation values obtained by combining test data and analysis results, and the like. The α-ray detection determination device 107 compares the measured time constant τ obtained by the time constant analysis device 105 with the known time constants τs1 to τsn stored in the time constant database 106, thereby determining the composition of the radionuclide 109. to estimate

（放射線センサ１０１の詳細）
放射線センサ１０１に適用される検知方式としては、例えば半導体方式やガス方式が考えられる。本実施形態においては、半導体方式の放射線センサ１０１が適用される。半導体方式を採用する場合には、放射線センサ１０１を構成する半導体素子として、シリコン、シリコンカーバイド、ダイヤモンド、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＧａＮ等の材料を適用することができる。放射線センサ１０１は、適用する半導体素子に対して電極を設け、電圧源１０２によって測定用電圧を印加すると、半導体素子に空乏層が発生する。空乏層に放射線１１０が入射して相互作用が起こると、相互作用エネルギーに比例した数の正孔－電子対が生成される。正孔－電子対が空乏層の中に生成されると、印加されている測定用電圧によって正孔と電子とが逆方向に移動し、これによって電荷が誘起されて放射線センサ１０１から電気パルスが出力される。 (Details of radiation sensor 101)
As a detection method applied to the radiation sensor 101, for example, a semiconductor method or a gas method can be considered. In this embodiment, a semiconductor type radiation sensor 101 is applied. When a semiconductor system is employed, materials such as silicon, silicon carbide, diamond, CdTe, CdZnTe, and GaN can be applied as the semiconductor element that constitutes the radiation sensor 101 . When the radiation sensor 101 is provided with electrodes for a semiconductor element to which it is applied and a voltage for measurement is applied by a voltage source 102, a depletion layer is generated in the semiconductor element. When radiation 110 is incident on the depletion layer and interaction occurs, a number of hole-electron pairs proportional to the interaction energy is generated. When hole-electron pairs are generated in the depletion layer, the applied measurement voltage causes the holes and electrons to move in opposite directions, thereby inducing charge and generating an electric pulse from the radiation sensor 101 . output.

相互作用を起こす放射線１１０は、α線、β線、γ線の何れかである。但し、本実施形態において、放射線センサ１０１は、β線およびγ線を透過するように薄い層で形成されている。一方、α線の飛程は非常に短いため、相互作用を起こす放射線は、ほとんどがα線になる。放射線センサ１０１から出力される電気パルスは、１回のα線の入射に対して、１回のピークが現れる、略三角形状のパルス信号である。 The interacting radiation 110 is either alpha, beta, or gamma rays. However, in this embodiment, the radiation sensor 101 is formed of a thin layer so as to transmit β-rays and γ-rays. On the other hand, since the range of α-rays is very short, most of the interacting radiation is α-rays. The electrical pulse output from the radiation sensor 101 is a substantially triangular pulse signal in which one peak appears for one incidence of α-rays.

放射線センサ１０１に適用される半導体素子は、通常の放射線計測用の半導体素子よりも不純物または欠陥を多く含有させ、不純物または欠陥において分極が生じるように構成する。すると、上述したように半導体素子内に空乏層を形成し、相互作用によって正孔－電子対が発生すると、正孔および電子が半導体素子内の分極箇所に捕捉され、その周囲の電界に歪みが生じる。半導体素子内の電界に歪みが生じると、正孔や電子が流通しにくくなる。これにより、時間の経過とともに、放射線センサ１０１の感度が下がる。但し、放射線センサ１０１に印加する測定用電圧Ｖｂを零にし、または極性を切り替えると、分極箇所に捕捉されていた正孔および電子が解放されるため、元々の感度が復活する。 The semiconductor element applied to the radiation sensor 101 contains more impurities or defects than a normal semiconductor element for radiation measurement, and is configured so that polarization occurs in the impurities or defects. Then, as described above, a depletion layer is formed in the semiconductor element, and when hole-electron pairs are generated by the interaction, the holes and electrons are trapped in the polarized parts in the semiconductor element, and the electric field around them is distorted. occur. When the electric field in the semiconductor element is distorted, it becomes difficult for holes and electrons to flow. This reduces the sensitivity of the radiation sensor 101 over time. However, when the measurement voltage Vb applied to the radiation sensor 101 is set to zero or the polarity is switched, the holes and electrons trapped at the polarization sites are released, restoring the original sensitivity.

（電圧源１０２および印加電圧制御装置１２１）
図２は、電圧源１０２が出力する測定用電圧Ｖｂの波形図の一例である。図示の例において、測定用電圧Ｖｂのデューティ比は一定であり、測定用電圧Ｖｂは、オン期間Ｔｏｎと、オフ期間Ｔｏｆｆとを交互に繰り返す。測定用電圧Ｖｂは矩形波状に変化する電圧である。時刻ｔ10，ｔ30，ｔ50等がオンタイミングであり、ここで測定用電圧Ｖｂは所定レベルＶｂ１（所定状態）に立ち上がる。また、時刻ｔ20，ｔ40等がオフタイミングであり、ここで測定用電圧Ｖｂは「０」に立ち下がる。印加電圧制御装置１２１（図１参照）は、このような測定用電圧Ｖｂの指令値を電圧源１０２に出力する。ここで、オン期間Ｔｏｎが、放射線センサ１０１における測定期間になる。 (Voltage source 102 and applied voltage control device 121)
FIG. 2 is an example of a waveform diagram of the measurement voltage Vb output by the voltage source 102. As shown in FIG. In the illustrated example, the duty ratio of the measurement voltage Vb is constant, and the measurement voltage Vb alternately repeats an ON period Ton and an OFF period Toff. The measurement voltage Vb is a voltage that changes like a rectangular wave. Times t10, t30, t50, etc. are on-timings, at which the measurement voltage Vb rises to a predetermined level Vb1 (predetermined state). Also, times t20, t40, etc. are off timings, and the measurement voltage Vb falls to "0" here. Applied voltage control device 121 (see FIG. 1) outputs such a command value of measurement voltage Vb to voltage source 102 . Here, the ON period Ton becomes the measurement period in the radiation sensor 101 .

（電気パルスの波形）
図３は、オン期間Ｔｏｎにおいて放射線センサ１０１から出力されるパルス電圧Ｖｐの波形図の例である。図３において縦軸はパルス電圧Ｖｐの電圧瞬時値であり、横軸は時刻である。
パルス電圧Ｖｐは、直流レベルであるベース電圧Ｖｐ０に電気パルス群１１１が重畳した波形を有している。図１において放射線センサ１０１に放射線１１０が入射し相互作用を起こすと、ベース電圧Ｖｐ０に電気パルス群１１１が重畳する。 (Electric pulse waveform)
FIG. 3 is an example of a waveform diagram of the pulse voltage Vp output from the radiation sensor 101 during the ON period Ton. In FIG. 3, the vertical axis is the voltage instantaneous value of the pulse voltage Vp, and the horizontal axis is the time.
The pulse voltage Vp has a waveform in which the electrical pulse group 111 is superimposed on the DC level base voltage Vp0. In FIG. 1, when radiation 110 is incident on radiation sensor 101 and interacts with it, electric pulse group 111 is superimposed on base voltage Vp0.

図３において、電気パルス群１１１は、複数の略三角形状の電気パルス１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄ，１１５ｅ（以下、これらを総称して「電気パルス１１５（出力信号）」と称することがある）を含んでいる。また、これら電気パルスは、ベース電圧Ｖｐ０を基準として、各々波高値１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ，１１３ｅ（以下、これらを総称して「波高値１１３」と称することがある）を有している。 3, the electrical pulse group 111 includes a plurality of substantially triangular electrical pulses 115a, 115b, 115c, 115d, and 115e (hereinafter collectively referred to as "electrical pulse 115 (output signal)"). contains. These electric pulses also have peak values 113a, 113b, 113c, 113d, and 113e (hereinafter collectively referred to as "peak value 113") with reference to the base voltage Vp0. .

各電気パルス１１５の発生タイミング１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ（以下、これらを総称して「発生タイミング１１２」と称することがある）は、放射線センサ１０１（図１参照）に放射線１１０が入射して放射線１１０が検知され始めるタイミングである。放射性核種１０９が放射線１１０を放出するタイミングはランダムであるため、各電気パルス１１５の発生タイミング１１２もランダムになる。 Generation timings 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e of the electrical pulses 115 (hereinafter collectively referred to as “generation timings 112”) are when the radiation 110 enters the radiation sensor 101 (see FIG. 1). This is the timing at which radiation 110 begins to be detected. Since the timing at which the radionuclides 109 emit radiation 110 is random, the timing 112 of each electrical pulse 115 is also random.

上述したように、放射線センサ１０１に生じたパルス電圧Ｖｐは、信号処理装置１０３に供給される。信号処理装置１０３は、各々の電気パルス１１５の発生タイミングを検知し、所定時間（例えば１０ミリ秒）毎の計数値をカウントする。信号処理装置１０３における電気パルス１１５の検知方法としては、例えばパルス電圧Ｖｐと所定の閾値とを比較し、パルス電圧Ｖｐが閾値を超えた場合に電気パルス１１５が発生したと判断することが考えられる。また、コンスタント・フラクション・ディスクリミネータを適用して電気パルス１１５を検知してもよい。このように、信号処理装置１０３における電気パルス１１５の検知方法には、様々なものが考えられ、何れの検知方法を適用してもよい。 As described above, the pulse voltage Vp generated in the radiation sensor 101 is supplied to the signal processing device 103 . The signal processing device 103 detects the generation timing of each electrical pulse 115 and counts the count value every predetermined time (eg, 10 milliseconds). As a method for detecting the electrical pulse 115 in the signal processing device 103, for example, the pulse voltage Vp is compared with a predetermined threshold, and when the pulse voltage Vp exceeds the threshold, it is determined that the electrical pulse 115 has been generated. . A constant fraction discriminator may also be applied to detect the electrical pulse 115 . As described above, various detection methods for the electrical pulse 115 in the signal processing device 103 are conceivable, and any detection method may be applied.

（α線照射時の計数値の時刻変化）
図４は、放射線１１０がα線であった場合における計数値の時刻変化の一例を示す図である。
図４に示した計数値の時刻変化は、信号処理装置１０３によって検知され信号メモリ１０４に記憶されたものである。図示の例は、Ａｍ－２４１由来α線照射によって得られた実験結果であり、横軸を時刻、縦軸を単位時間あたりの計数値としている。また、この例において、計数値は、信号処理装置１０３で１０ミリ秒毎にカウントされた値であり、測定用電圧Ｖｂ（図２参照）の周期は６０秒である。図４における０秒～１０秒の期間は、図２に示したオフ期間Ｔｏｆｆであり、この期間内の計数値は０である。そして、１０秒～６０秒の期間はオン期間Ｔｏｎである。このオン期間Ｔｏｎにおいて、計数値は指数関数状に減少していることが解る。 (Temporal change in count value during α-ray irradiation)
FIG. 4 is a diagram showing an example of the change over time of the count value when the radiation 110 is α-rays.
The time change of the count value shown in FIG. 4 is detected by the signal processing device 103 and stored in the signal memory 104 . The illustrated example shows experimental results obtained by irradiation with α-rays derived from Am-241, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents count values per unit time. In this example, the count value is a value counted every 10 milliseconds by the signal processing device 103, and the cycle of the measurement voltage Vb (see FIG. 2) is 60 seconds. A period of 0 to 10 seconds in FIG. 4 is the off period Toff shown in FIG. 2, and the count value is 0 during this period. A period of 10 seconds to 60 seconds is an ON period Ton. It can be seen that the count value exponentially decreases during the ON period Ton.

上述したように、放射線センサ１０１は、不純物または欠陥を通常よりも多く含有するものであり、α線照射によって放射線センサ１０１に分極が多発する。すると、相互作用によって生じた正孔および電子が分極箇所に捕捉され、その周囲の電界に歪みが生じる。電界に歪みが生じると、正孔や電子が流通しにくくなるため、放射線センサ１０１の感度が下がる。この感度の低下は、「ある時定数でその計数値が低下する」という形で現れる。そこで、時定数解析装置１０５において評価関数を求めることによって、計数値が低下する際の時定数を算出できる。この評価関数は、計数値の変化に対して、一または複数の指数関数を、フィッティングすることで求めることができる。フィッティングの手法は、最小二乗法などのの一般的な手法を用いるとよい。 As described above, the radiation sensor 101 contains more impurities or defects than usual, and the radiation sensor 101 is frequently polarized due to α-ray irradiation. Then, the holes and electrons generated by the interaction are trapped at the polarization sites, and the electric field around them is distorted. When the electric field is distorted, it becomes difficult for holes and electrons to flow, so the sensitivity of the radiation sensor 101 is lowered. This decrease in sensitivity appears in the form of "the count value decreases with a certain time constant". Therefore, by obtaining an evaluation function in the time constant analysis device 105, the time constant when the count value decreases can be calculated. This evaluation function can be obtained by fitting one or more exponential functions to changes in count values. As a fitting method, a general method such as the method of least squares may be used.

１つの指数関数をフィッティングする場合における計数値の評価関数Ｃｔは、例えば「Ｃｔ＝Ａ・ｅｘｐ（－τ・ｔ）」のように表現することができる。なお、ｅｘｐは、ｅ（ネイピア数）のべき乗である。Ａは定数であり、τは時定数であり、ｔはオンタイミングからの経過時間である。また、複数の指数関数をフィッティングする場合における計数値の評価関数Ｃｔは、例えば、「Ｃｔ＝Ａ１・ｅｘｐ（－τ１・ｔ）＋＋Ａ２・ｅｘｐ（－τ２・ｔ）＋Ａ３・ｅｘｐ（－τ３・ｔ）＋…」のように表現することができる。Ａ１，Ａ２，Ａ３等は定数であり、τ１，τ２，τ３等は時定数である。 The evaluation function Ct of the count value in the case of fitting one exponential function can be expressed, for example, as "Ct=A·exp(−τ·t)". Note that exp is a power of e (Napier's number). A is a constant, τ is a time constant, and t is the elapsed time from the ON timing. Also, the evaluation function Ct of the count value in the case of fitting a plurality of exponential functions is, for example, "Ct = A1 exp (-τ1 t) ++ A2 exp (-τ2 t) + A3 exp (-τ3 t ) + …”. A1, A2, A3, etc. are constants, and .tau.1, .tau.2, .tau.3, etc. are time constants.

（γ線照射時の計数値の時刻変化）
図５は、放射線１１０がγ線であった場合における計数値の時刻変化の一例を示す図である。
図示のデータは、Ｃｏ－６０由来のγ線照射によって得られた実験結果である。ここでは横軸を時刻、縦軸を単位時間あたりの計数値としてγ線照射時の計数値を示した。これらのデータも図４と同様に、信号処理装置１０３で処理された検知時間と計数値から構成され、信号メモリ１０４で記録されたものである。上述のように、α線の飛程は非常に短いため、α線を検知する放射線センサ１０１は一般的に薄い層で形成される。そのため、β線およびγ線は放射線センサ１０１を透過しやすい構造となる。この構造の影響によって、α線照射と比較してβ線およびγ線照射時には放射線センサ１０１の半導体内部の電界の変化が小さくなる。なお、γ線を照射した場合においても、ある時定数で計数値は低下するが、α線（図４参照）の場合と比較して、時定数が非常に小さくなる。 (Change over time in count values during γ-ray irradiation)
FIG. 5 is a diagram showing an example of time change of the count value when the radiation 110 is gamma rays.
The data shown are experimental results obtained by γ-ray irradiation derived from Co-60. Here, the horizontal axis indicates the time, and the vertical axis indicates the count value at the time of γ-ray irradiation. These data are also composed of detection times and count values processed by the signal processing device 103 and recorded in the signal memory 104, as in FIG. As described above, since the range of α-rays is very short, the radiation sensor 101 that detects α-rays is generally formed with a thin layer. Therefore, the radiation sensor 101 has such a structure that β-rays and γ-rays can easily pass therethrough. Due to the effect of this structure, changes in the electric field inside the semiconductor of the radiation sensor 101 are smaller during β-ray and γ-ray irradiation than during α-ray irradiation. In the case of irradiation with γ-rays, the count value also decreases with a certain time constant, but the time constant is much smaller than in the case of α-rays (see FIG. 4).

〈第１実施形態の動作〉
図６は、本実施形態において実行される線種弁別処理のフローチャートである。
まず、ステップＳ１００１においては、作業者によって、測定ポイントに放射線センサ１０１が配置される。次に、ステップＳ１００２においては、作業者が所定の操作を行うと、印加電圧制御装置１２１の制御の下、電圧源１０２によって放射線センサ１０１に測定用電圧Ｖｂ（図２参照）が印加される。次に、ステップＳ１００３においては、信号処理装置１０３は、電気パルス１１５（図３参照）の発生タイミング１１２を検知し、所定時間毎の計数値をカウントする。次に、処理がステップＳ１００４に進むと、信号メモリ１０４は、電気パルス１１５の発生タイミング１１２と、所定時間毎の計数値と、を記憶する。 <Operation of the first embodiment>
FIG. 6 is a flowchart of line type discrimination processing executed in this embodiment.
First, in step S1001, the operator places the radiation sensor 101 at the measurement point. Next, in step S<b>1002 , when the operator performs a predetermined operation, the voltage source 102 applies the measurement voltage Vb (see FIG. 2 ) to the radiation sensor 101 under the control of the applied voltage control device 121 . Next, in step S1003, the signal processing device 103 detects the generation timing 112 of the electric pulse 115 (see FIG. 3) and counts the count value for each predetermined time. Next, when the process proceeds to step S1004, the signal memory 104 stores the generation timing 112 of the electric pulse 115 and the count value for each predetermined time.

次に、処理がステップＳ１００５に進むと、α線検知判定装置１０７は、測定が完了したか否かを判定する。例えば、測定を開始した後、所定の測定期間（例えば３０分）が経過した際に測定が完了させるとよい。測定が完了していない場合は、処理はステップＳ１００３に戻り、信号処理装置１０３は、電気パルス１１５（図３参照）の発生タイミング１１２の検知と計数値のカウントとを実行する。 Next, when the process proceeds to step S1005, the α-ray detection determination device 107 determines whether or not the measurement has been completed. For example, the measurement may be completed when a predetermined measurement period (for example, 30 minutes) has elapsed after starting the measurement. If the measurement has not been completed, the process returns to step S1003, and the signal processing device 103 detects the generation timing 112 of the electrical pulse 115 (see FIG. 3) and counts the count value.

一方、測定が完了した場合、処理はステップＳ１００６に進み、時定数解析装置１０５は、測定用電圧Ｖｂを印加した直後の計測時定数τを算出する。ここでは、一例として、計数値の時刻変化（図４）に対して、１つの指数関数をフィッティングするとよい。但し、計数値の変化状態によっては、複数の指数関数をフィッティングしてもよい。 On the other hand, when the measurement is completed, the process proceeds to step S1006, and the time constant analyzer 105 calculates the measurement time constant τ immediately after applying the measurement voltage Vb. Here, as an example, it is preferable to fit one exponential function to the time change of the count value (FIG. 4). However, a plurality of exponential functions may be fitted depending on the changing state of the count value.

次に、処理がステップＳ１００７に進むと、α線検知判定装置１０７は、先に時定数解析装置１０５によって取得した計測時定数τと、時定数データベース１０６に記憶されている各種放射性核種の既知時定数τｓ１～τｓｎとを比較し、比較結果に基づいて放射性核種を推定する。さらに、時定数データベース１０６は、α線を有意に検知した場合の計測時定数τの下限値ａと、上限値ｂとを記憶している。下限値ａおよび上限値ｂは、事前に取得した試験データや解析結果、試験データと解析結果を組合せて得られた評価値等に基づいて得られたものである。次に、処理がステップＳ１００８に進むと、α線検知判定装置１０７は、計測時定数τが「ａ＜τ＜ｂ」の範囲内であるか否かを判定する。 Next, when the process proceeds to step S1007, the α-ray detection determination device 107 uses the measurement time constant τ previously acquired by the time constant analysis device 105 and the known times of various radionuclides stored in the time constant database 106 The constants τs1 to τsn are compared, and the radionuclide is estimated based on the comparison result. Furthermore, the time constant database 106 stores a lower limit value a and an upper limit value b of the measurement time constant τ when alpha rays are significantly detected. The lower limit value a and the upper limit value b are obtained based on previously acquired test data, analysis results, evaluation values obtained by combining test data and analysis results, and the like. Next, when the process proceeds to step S1008, the α-ray detection determination device 107 determines whether or not the measurement time constant τ is within the range of “a<τ<b”.

ステップＳ１００８において「Ｙｅｓ」と判定されると、処理はステップＳ１００９に進み、α線検知判定装置１０７は、α線を検知した旨、および推定される放射性核種をディスプレイ等に出力する。一方、ステップＳ１００８において「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ１０１０に進み、α線検知判定装置１０７は、α線以外の他線種を検知した旨をディスプレイ等に出力する。以上により、本ルーチンの処理が終了する。 If "Yes" is determined in step S1008, the process proceeds to step S1009, and the α-ray detection determination device 107 outputs the detection of α-rays and the estimated radionuclide to a display or the like. On the other hand, if "No" is determined in step S1008, the process proceeds to step S1010, and the α-ray detection determination device 107 outputs to the display or the like that a radiation type other than α-rays has been detected. Thus, the processing of this routine ends.

〈第１実施形態の効果〉
以上のように本実施形態の放射線計測装置（１００）は、放射線（１１０）を検知するとともにα線の入射時間に応じてα線の検知感度が変化する放射線センサ（１０１）と、放射線センサ（１０１）からの出力信号（１１５）の経時的な変化に基づいて放射線（１１０）に含まれるα線を検知するα線検知部（１７１）と、を備える。
これにより、α線とバックグラウンドであるβ線やγ線を弁別することができ、高精度なα線測定を簡易な構成で実現することができる。さらに、その測定結果に基づく高度な分析や監視を実現することができる。 <Effect of the first embodiment>
As described above, the radiation measuring apparatus (100) of the present embodiment includes a radiation sensor (101) that detects radiation (110) and whose sensitivity to α-rays changes according to the incident time of α-rays, and a radiation sensor ( and an α-ray detection unit (171) for detecting α-rays contained in the radiation (110) based on the temporal change of the output signal (115) from the radiation (101).
As a result, α rays can be discriminated from background β rays and γ rays, and highly accurate α ray measurement can be realized with a simple configuration. Furthermore, advanced analysis and monitoring can be realized based on the measurement results.

また、放射線計測装置（１００）は、放射線センサ（１０１）に電圧（Ｖｂ）を供給する電圧源（１０２）をさらに有し、α線検知部（１７１）は、出力信号（１１５）の発生タイミング（１１２）および計数値を解析する信号処理装置（１０３）と、発生タイミング（１１２）および計数値を記憶する信号メモリ（１０４）と、計数値の時定数である計測時定数（τ）を求める時定数解析装置（１０５）と、計測時定数（τ）が所定の下限値（ａ）から所定の上限値（ｂ）までの範囲であるときにα線を検知したものと判定するα線検知判定装置（１０７）と、を備える。
このように、計数値の計測時定数（τ）と、下限値（ａ）および上限値（ｂ）との比較によって、α線を検知したか否かを簡単に判定することができる。 In addition, the radiation measuring device (100) further has a voltage source (102) that supplies a voltage (Vb) to the radiation sensor (101), and the α-ray detector (171) detects the generation timing of the output signal (115) (112) and a signal processor (103) that analyzes the count value, a signal memory (104) that stores the occurrence timing (112) and the count value, and a measurement time constant (τ) that is the time constant of the count value. A time constant analyzer (105), and α ray detection that determines that α ray is detected when the measurement time constant (τ) is in the range from a predetermined lower limit value (a) to a predetermined upper limit value (b) and a determination device (107).
Thus, it is possible to easily determine whether or not α-rays have been detected by comparing the measurement time constant (τ) of the count value with the lower limit (a) and upper limit (b).

また、α線検知部（１７１）は、複数の放射性核種の各々についての時定数である既知時定数（τｓ１～τｓｎ）を記憶する時定数データベース（１０６）をさらに備え、α線検知判定装置（１０７）は、計測時定数（τ）と既知時定数（τｓ１～τｓｎ）との比較結果に基づいて、放射性核種（１０９）を推定する。
これにより、放射性核種（１０９）の種類を簡易に推定できる。 In addition, the α-ray detection unit (171) further includes a time constant database (106) that stores known time constants (τs1 to τsn) that are time constants for each of a plurality of radionuclides, and an α-ray detection determination device ( 107) estimates the radionuclide (109) based on the comparison result between the measured time constant (τ) and the known time constants (τs1 to τsn).
This makes it possible to easily estimate the type of radionuclide (109).

また、放射線計測装置（１００）は、電圧（Ｖｂ）が断続的に所定状態（Ｖｂ１）になるように電圧源（１０２）を制御する印加電圧制御装置（１２１）をさらに備え、時定数解析装置（１０５）は、電圧源（１０２）が所定状態（Ｖｂ１）になった期間内の出力信号（１１５）に基づいて、計測時定数（τ）を求める。
これにより、電圧（Ｖｂ）が所定状態（Ｖｂ１）になる状態を断続的に作り出すことができ、計測時定数（τ）を繰り返し測定でき、測定結果の信頼性を向上させることができる。 The radiation measuring apparatus (100) further includes an applied voltage control device (121) for controlling the voltage source (102) so that the voltage (Vb) intermittently becomes a predetermined state (Vb1), and a time constant analyzer. (105) obtains the measurement time constant (τ) based on the output signal (115) during the period in which the voltage source (102) is in the predetermined state (Vb1).
As a result, it is possible to intermittently create a state in which the voltage (Vb) is in a predetermined state (Vb1), the measurement time constant (τ) can be repeatedly measured, and the reliability of the measurement results can be improved.

［第２実施形態］
〈第２実施形態の構成〉
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図７は、第２実施形態による放射線計測装置２００のブロック図である。放射線計測装置２００は、放射線センサ１０１と、電圧源１０２と、印加電圧制御装置１２１と、α線検知部１７２と、を備えている。 [Second embodiment]
<Configuration of Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the invention will be described. In the following description, portions corresponding to those of the other embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted.
FIG. 7 is a block diagram of a radiation measuring device 200 according to the second embodiment. The radiation measuring device 200 includes a radiation sensor 101 , a voltage source 102 , an applied voltage control device 121 and an α-ray detector 172 .

そして、α線検知部１７２は、信号処理装置１０３と、信号メモリ１０４と、時定数解析装置１０５と、時定数データベース１０６と、計数値差分処理装置１２２と、α線検知判定装置１２３と、を備えている。本実施形態は、放射線１１０にα線とそれ以外のバックグラウンド放射線（以下、ＢＧ放射線と呼ぶ）とが混在する場合に、ＢＧ放射線の影響を考慮してα線を検知しようとするものである。α線検知部１７２に含まれる計数値差分処理装置１２２およびα線検知判定装置１２３は、ＢＧ放射線の影響を把握するものであるが、その詳細については後述する。 The α-ray detection unit 172 includes the signal processing device 103, the signal memory 104, the time constant analysis device 105, the time constant database 106, the count value difference processing device 122, and the α-ray detection determination device 123. I have. This embodiment attempts to detect α-rays in consideration of the influence of BG radiation when α-rays and other background radiation (hereinafter referred to as BG radiation) are mixed in the radiation 110. . The count value difference processing device 122 and the α ray detection determination device 123 included in the α ray detection unit 172 are for grasping the influence of BG radiation, the details of which will be described later.

図８は、α線およびＢＧ放射線が混在する放射線１１０に対する計数値の時刻変化の一例を示す図である。
図示の計数値は、Ａｍ－２４１由来のα線と、Ｃｏ－６０由来のγ線とが混在する放射線１１０が放射線センサ１０１に照射された際に、信号処理装置１０３において得られたものである。計数値差分処理装置１２２（図７参照）は、図８における時間範囲に、関心領域１２７ａ（第１の関心領域）および関心領域１２７ｂ（第２の関心領域）を設定する。ここで、関心領域１２７ａは、α線による計数値が主となる領域であり、関心領域１２７ｂは、ＢＧ放射線による計数値が主となる領域である。 FIG. 8 is a diagram showing an example of temporal change in the count value for radiation 110 in which α rays and BG radiation are mixed.
The illustrated count values were obtained in the signal processing device 103 when the radiation sensor 101 was irradiated with the radiation 110 in which the α-rays derived from Am-241 and the γ-rays derived from Co-60 were mixed. . The count value difference processing device 122 (see FIG. 7) sets a region of interest 127a (first region of interest) and a region of interest 127b (second region of interest) in the time range in FIG. Here, the region of interest 127a is a region mainly based on the count value of α rays, and the region of interest 127b is a region mainly based on the count value of BG radiation.

ここで、関心領域１２７ａ，１２７ｂの時間幅は同一である。次に、計数値差分処理装置１２２は、関心領域１２７ａ，１２７ｂにおける計数値（１０ミリ秒毎の計数値の集計値）を算出する。関心領域１２７ａにおける計数値をＮａとし、関心領域１２７ｂにおける計数値をＮｂとする。次に、計数値差分処理装置１２２は、「Ｎ＝Ｎａ－Ｎｂ」によって差分値Ｎを計算する。α線検知判定装置１２３は、時定数解析装置１０５によって得られた計測時定数τと、時定数データベース１０６に記憶されている既知時定数τｓ１～τｓｎと、差分値Ｎとに基づいて、放射性核種１０９の組成等を判定する。 Here, the regions of interest 127a and 127b have the same time width. Next, the count value difference processing device 122 calculates count values (total values of count values for every 10 milliseconds) in the regions of interest 127a and 127b. Let Na be the count value in the region of interest 127a, and Nb be the count value in the region of interest 127b. Next, the count value difference processor 122 calculates the difference value N according to "N=Na-Nb". The α-ray detection determination device 123 is based on the measured time constant τ obtained by the time constant analyzer 105, the known time constants τs1 to τsn stored in the time constant database 106, and the difference value N, the radionuclide 109 is determined.

〈第２実施形態の動作〉
図９は、本実施形態において実行される線種弁別処理のフローチャートである。
図９においてステップＳ１１０１～Ｓ１１０６においては、第１実施形態（図６参照）におけるステップＳ１００１～Ｓ１００６と同様の処理が実行される。すなわち、ステップＳ１１０６において、時定数解析装置１０５（図７参照）は、測定用電圧Ｖｂを印加した直後の計測時定数τを算出する。 <Operation of Second Embodiment>
FIG. 9 is a flowchart of line type discrimination processing executed in this embodiment.
In steps S1101 to S1106 in FIG. 9, the same processes as steps S1001 to S1006 in the first embodiment (see FIG. 6) are executed. That is, in step S1106, the time constant analyzer 105 (see FIG. 7) calculates the measurement time constant τ immediately after applying the measurement voltage Vb.

次に、処理がステップＳ１１０７に進むと、計数値差分処理装置１２２は、関心領域１２７ａ，１２７ｂ（図８参照）の計数値Ｎａ，Ｎｂに基づいて、差分値Ｎ（＝Ｎａ－Ｎｂ）を算出する。次に、処理がステップＳ１１０８に進むと、α線検知判定装置１２３は、時定数解析装置１０５が算出した計測時定数τと、時定数データベース１０６に記憶されている各種放射性核種の既知時定数τｓ１～τｓｎとを比較する。ここで、α線検知判定装置１２３は、第１実施形態におけるα線検知判定装置１０７（図１参照）と同様に、計測時定数τの下限値ａと上限値ｂとを記憶している。さらに、α線検知判定装置１２３は、差分値Ｎについてα線を有意に検知できる差分値閾値ｃを記憶している。この差分値閾値ｃも、事前に取得した試験データや解析結果、試験データと解析結果を組合せて得られた評価値等に基づいて得られたものである。 Next, when the process proceeds to step S1107, the count value difference processing device 122 calculates the difference value N (=Na−Nb) based on the count values Na and Nb of the regions of interest 127a and 127b (see FIG. 8). do. Next, when the process proceeds to step S1108, the α-ray detection determination device 123 uses the measurement time constant τ calculated by the time constant analysis device 105 and the known time constant τs1 of various radionuclides stored in the time constant database 106 ˜τ sn. Here, the α-ray detection determination device 123 stores the lower limit value a and the upper limit value b of the measurement time constant τ, like the α-ray detection determination device 107 (see FIG. 1) in the first embodiment. Further, the α-ray detection determination device 123 stores a difference value threshold value c for the difference value N that allows significant detection of α-rays. This difference value threshold value c is also obtained based on test data and analysis results obtained in advance, evaluation values obtained by combining test data and analysis results, and the like.

次に、処理がステップＳ１１０９に進むと、α線検知判定装置１２３は、計測時定数τが「ａ＜τ＜ｂ」の範囲内であるか否かを判定する。ここで「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ１１１０に進み、α線検知判定装置１２３は、α線以外の他線種を検知した旨をディスプレイ等に出力する。一方、ステップＳ１１０９において「Ｙｅｓ」と判定されると、処理はステップＳ１１１１に進む。 Next, when the process proceeds to step S1109, the α-ray detection determination device 123 determines whether or not the measurement time constant τ is within the range of “a<τ<b”. If "No" is determined here, the process proceeds to step S1110, and the α-ray detection determination device 123 outputs to the display or the like that a radiation type other than α-rays has been detected. On the other hand, if determined to be "Yes" in step S1109, the process proceeds to step S1111.

ステップＳ１１１１においては、差分値Ｎが差分値閾値ｃを超えるか否かが判定される。ここで「Ｙｅｓ」と判定されると、処理はステップＳ１１１２に進み、α線検知判定装置１２３は、α線を検知した旨、および予想される放射性核種をディスプレイ等に出力する。一方、ステップＳ１１１１において「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ１１１３に進み、α線検知判定装置１２３は、「差分値Ｎが検知下限以下である」旨をディスプレイ等に出力する。以上により、本ルーチンの処理が終了する。 In step S1111, it is determined whether or not the difference value N exceeds the difference value threshold value c. If "Yes" is determined here, the process proceeds to step S1112, and the α-ray detection/determination device 123 outputs the detection of α-rays and the expected radionuclide to a display or the like. On the other hand, if determined as "No" in step S1111, the process proceeds to step S1113, and the α-ray detection determination device 123 outputs to the display or the like that "the difference value N is equal to or lower than the detection lower limit". Thus, the processing of this routine ends.

〈第２実施形態の効果〉
以上のように本実施形態によれば、α線検知部（１７２）は、電圧（Ｖｂ）が所定状態（Ｖｂ１）になった期間内のうち第１の関心領域（１２７ａ）における計数値（Ｎａ）と第２の関心領域（１２７ｂ）における計数値（Ｎｂ）との差分値（Ｎ）を求める計数値差分処理装置（１２２）をさらに備え、α線検知判定装置（１２３）は、差分値（Ｎ）と所定の差分値閾値（ｃ）との比較によってα線が検知できたか否かを判定する。
このように、差分値（Ｎ）と差分値閾値（ｃ）とを比較することにより、α線が検知できたか否かを一層適切に判定することができ、測定精度を向上することができる。 <Effect of Second Embodiment>
As described above, according to the present embodiment, the α-ray detector (172) detects the count value (Na ) and the count value (Nb) in the second region of interest (127b). N) and a predetermined difference value threshold value (c) are compared to determine whether or not α-rays have been detected.
By comparing the difference value (N) and the difference value threshold value (c) in this manner, it is possible to more appropriately determine whether or not α-rays have been detected, thereby improving the measurement accuracy.

［第３実施形態］
〈第３実施形態の構成〉
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図１０は、第３実施形態による放射線計測装置３００のブロック図である。放射線計測装置３００は、放射線センサ１０１と、電圧源１０２と、印加電圧制御装置１２１と、α線検知部１７３と、を備えている。そして、α線検知部１７３は、信号処理装置１０３と、信号メモリ１０４と、時定数解析装置１０５と、時定数データベース１０６と、ＢＧ補正曲線算出装置１２８（補正曲線算出装置）と、計数値差分処理装置１２９と、α線検知判定装置１３０と、を備えている。 [Third embodiment]
<Configuration of the third embodiment>
Next, a third embodiment of the invention will be described. In the following description, portions corresponding to those of the other embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted.
FIG. 10 is a block diagram of a radiation measuring device 300 according to the third embodiment. The radiation measuring device 300 includes a radiation sensor 101 , a voltage source 102 , an applied voltage control device 121 and an α-ray detector 173 . The α-ray detection unit 173 includes a signal processing device 103, a signal memory 104, a time constant analysis device 105, a time constant database 106, a BG correction curve calculation device 128 (correction curve calculation device), and a count value difference. A processing device 129 and an α-ray detection determination device 130 are provided.

図１１は、α線およびＢＧ放射線が混在する放射線１１０に対する計数値の時刻変化の一例を示す図である。なお、図１１における計数値の時刻変化自体は、先に図８に示したものと同様である。
ＢＧ補正曲線算出装置１２８（図１０参照）は、図１１における時間範囲に、ＢＧ補正曲線用関心領域１３４（第１の関心領域）を設定する。ここで、ＢＧ補正曲線用関心領域１３４は、ＢＧ放射線による計数値が主となる領域である。 FIG. 11 is a diagram showing an example of temporal change in the count value for radiation 110 in which α rays and BG radiation are mixed. 11 is the same as that shown in FIG. 8 above.
The BG correction curve calculation device 128 (see FIG. 10) sets a BG correction curve region of interest 134 (first region of interest) in the time range in FIG. Here, the BG correction curve region of interest 134 is a region in which the count value due to BG radiation is the main factor.

また、ＢＧ補正曲線算出装置１２８は、ＢＧ補正曲線用関心領域１３４における計数値の変化傾向に基づいて、変化傾向を近似した曲線であるＢＧ補正曲線１３５（補正曲線）を算出する。ここで、ＢＧ補正曲線１３５の導出方法としては、例えばＢＧ補正曲線用関心領域１３４の複数の計数値を一次関数や二次関数、指数関数等にフィッティングして導出することが考えられる。フィッティング手法は一般的な手法で良く、例えば最小二乗法等を利用することができる。 The BG correction curve calculation device 128 also calculates a BG correction curve 135 (correction curve), which is a curve approximating the change tendency, based on the change tendency of the count values in the BG correction curve region of interest 134 . Here, as a method of deriving the BG correction curve 135, for example, it is conceivable to derive the BG correction curve 135 by fitting a plurality of count values of the region of interest 134 for the BG correction curve to a linear function, a quadratic function, an exponential function, or the like. A general fitting method may be used, and for example, the method of least squares or the like can be used.

計数値差分処理装置１２９（図１０参照）は、α線照射による計数値が主となる領域に関心領域１３６（第２の関心領域）を設定し、関心領域１３６における計数値Ｎａ（１０ミリ秒毎の計数値の集計値）を算出する。次に、計数値差分処理装置１２９は、関心領域１３６におけるＢＧ補正曲線１３５による計数値Ｎｇを算出する。次に、計数値差分処理装置１２９は、「Ｎ＝Ｎａ－Ｎｇ」によって差分値Ｎを計算する。 The count value difference processing device 129 (see FIG. 10) sets the region of interest 136 (second region of interest) in the region where the count value due to α-ray irradiation is the main, and the count value Na (10 milliseconds Calculate the aggregate value of each count value). Next, count value difference processor 129 calculates count value Ng by BG correction curve 135 in region of interest 136 . Next, the count value difference processor 129 calculates the difference value N according to "N=Na-Ng".

〈第３実施形態の動作〉
図１２は、本実施形態において実行される線種弁別処理のフローチャートである。
図１２においてステップＳ１２０１～Ｓ１２０６においては、第１実施形態（図６参照）におけるステップＳ１００１～Ｓ１００６と同様の処理が実行される。すなわち、ステップＳ１２０６において、時定数解析装置１０５（図１０参照）は、測定用電圧Ｖｂを印加した直後の計測時定数τを算出する。 <Operation of the third embodiment>
FIG. 12 is a flowchart of line type discrimination processing executed in this embodiment.
In steps S1201 to S1206 in FIG. 12, the same processes as steps S1001 to S1006 in the first embodiment (see FIG. 6) are executed. That is, in step S1206, the time constant analyzer 105 (see FIG. 10) calculates the measurement time constant τ immediately after applying the measurement voltage Vb.

次に、処理がステップＳ１２０７に進むと、ＢＧ補正曲線算出装置１２８は、ＢＧ補正曲線用関心領域１３４（図１１参照）の計数値を利用して、ＢＧ補正曲線１３５を算出する。次に、処理がステップＳ１２０８に進むと、計数値差分処理装置１２９（図１０参照）は、関心領域１３６における差分値Ｎを算出する。すなわち、関心領域１３６における計数値Ｎａを算出し、関心領域１３６におけるＢＧ補正曲線１３５による計数値Ｎｇを算出し、「Ｎ＝Ｎａ－Ｎｇ」によって差分値Ｎを計算する。 Next, when the process proceeds to step S1207, the BG correction curve calculation device 128 calculates the BG correction curve 135 using the count values of the BG correction curve region of interest 134 (see FIG. 11). Next, when the process proceeds to step S1208, the count value difference processing device 129 (see FIG. 10) calculates the difference value N in the region of interest 136. FIG. That is, the count value Na in the region of interest 136 is calculated, the count value Ng by the BG correction curve 135 in the region of interest 136 is calculated, and the difference value N is calculated by "N=Na-Ng".

以後、ステップＳ１２０９～Ｓ１２１４の処理は、第２実施形態におけるＳ１１０８～Ｓ１１１３の処理（図９参照）と同様である。すなわち、計測時定数τが「ａ＜τ＜ｂ」の範囲外であれば、α線検知判定装置１３０は、α線以外の他線種を検知した旨をディスプレイ等に出力する（Ｓ１２１１）。また、計測時定数τが「ａ＜τ＜ｂ」の範囲内であって差分値Ｎが差分値閾値ｃ以下であれば、α線検知判定装置１３０は、「差分値Ｎが検知下限以下である」旨をディスプレイ等に出力する。一方、差分値Ｎが差分値閾値ｃを超えていると、α線検知判定装置１３０は、α線を検知した旨、および予想される放射性核種をディスプレイ等に出力する。以上により、本ルーチンの処理が終了する。 After that, the processing of steps S1209 to S1214 is the same as the processing of S1108 to S1113 (see FIG. 9) in the second embodiment. That is, if the measurement time constant τ is outside the range of “a<τ<b”, the α-ray detection determination device 130 outputs to the display or the like that a radiation type other than α-rays has been detected (S1211). Further, if the measurement time constant τ is within the range of “a<τ<b” and the difference value N is equal to or less than the difference value threshold value c, the α-ray detection determination device 130 determines that “the difference value N is equal to or less than the detection lower limit. "Yes" is output to the display or the like. On the other hand, if the difference value N exceeds the difference value threshold value c, the α-ray detection determination device 130 outputs to the display or the like the fact that α-rays have been detected and the expected radionuclide. Thus, the processing of this routine ends.

〈第３実施形態の効果〉
以上のように本実施形態によれば、α線検知部（１７３）は、電圧（Ｖｂ）が所定状態（Ｖｂ１）になった期間内のうち第１の関心領域（１３４）における計数値に基づいて補正曲線（１３５）を求める補正曲線算出装置（１２８）と、電圧（Ｖｂ）が所定状態（Ｖｂ１）になった期間内のうち第２の関心領域（１３６）における計数値（Ｎａ）と、補正曲線（１３５）に基づく計数値（Ｎｇ）との差分値（Ｎ）を求める計数値差分処理装置（１２９）と、をさらに備え、α線検知判定装置（１３０）は、差分値（Ｎ）と所定の差分値閾値（ｃ）との比較によってα線が検知できたか否かを判定する。
このように、差分値（Ｎ）と差分値閾値（ｃ）とを比較することにより、α線が検知できたか否かを一層適切に判定することができ、測定精度を向上することができる。 <Effect of the third embodiment>
As described above, according to the present embodiment, the α-ray detection unit (173) detects the voltage (Vb) based on the count value in the first region of interest (134) within the period in which the voltage (Vb) is in the predetermined state (Vb1). a correction curve calculation device (128) that obtains a correction curve (135) by using the A count value difference processing device (129) for obtaining a difference value (N) from the count value (Ng) based on the correction curve (135), and the α-ray detection determination device (130) calculates the difference value (N) and a predetermined difference value threshold value (c) to determine whether or not α-rays have been detected.
By comparing the difference value (N) and the difference value threshold value (c) in this manner, it is possible to more appropriately determine whether or not α-rays have been detected, thereby improving the measurement accuracy.

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図１３は、第４実施形態による放射線計測装置４００のブロック図である。放射線計測装置４００は、放射線センサ１０１と、両極性対応電圧源１３７（電圧源）と、印加電圧制御装置１３８と、α線検知部１７４と、を備えている。また、α線検知部１７４は、両極性対応信号処理装置１３９（信号処理装置）と、信号メモリ１０４と、時定数解析装置１０５と、時定数データベース１０６と、α線検知判定装置１０７と、を備えている。 [Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the invention will be described. In the following description, portions corresponding to those of the other embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted.
FIG. 13 is a block diagram of a radiation measuring device 400 according to the fourth embodiment. The radiation measuring device 400 includes a radiation sensor 101 , a bipolar voltage source 137 (voltage source), an applied voltage control device 138 , and an α-ray detector 174 . The α-ray detection unit 174 includes a bipolar signal processing device 139 (signal processing device), a signal memory 104, a time constant analysis device 105, a time constant database 106, and an α-ray detection determination device 107. I have.

図１４は、印加電圧制御装置１３８の制御の下、両極性対応電圧源１３７が放射線センサ１０１に印加する測定用電圧Ｖｂの波形図の一例である。
図示の例において、測定用電圧Ｖｂのデューティ比は一定であり、測定用電圧Ｖｂが＋Ｖｂ２になるプラス期間ＴＰと、測定用電圧Ｖｂが－Ｖｂ２になるマイナス期間ＴＭとを交互に繰り返す。図示の例では、プラス期間ＴＰおよびマイナス期間ＴＭの長さは同一である。 FIG. 14 is an example of a waveform diagram of the measurement voltage Vb applied to the radiation sensor 101 by the bipolar voltage source 137 under the control of the applied voltage control device 138. As shown in FIG.
In the illustrated example, the duty ratio of the measurement voltage Vb is constant, and the plus period TP during which the measurement voltage Vb is +Vb2 and the minus period TM during which the measurement voltage Vb is -Vb2 are alternately repeated. In the illustrated example, the plus period TP and the minus period TM have the same length.

図１３における印加電圧制御装置１３８は、測定用電圧Ｖｂの指令値を両極性対応電圧源１３７に供給する。測定用電圧Ｖｂの極性の切替周期や１つの極性の保持時間に関しては特に制限は無いが、極性の切替周期は０．０５Ｈｚ以下にするとよい。換言すれば、プラス期間ＴＰおよびマイナス期間ＴＭは、共に１０秒以上にすると好ましい。 The applied voltage control device 138 in FIG. 13 supplies the command value of the measurement voltage Vb to the voltage source 137 corresponding to both polarities. Although there are no particular restrictions on the cycle of switching the polarity of the measurement voltage Vb or the holding time of one polarity, the cycle of switching the polarity should preferably be 0.05 Hz or less. In other words, both the plus period TP and the minus period TM are preferably 10 seconds or longer.

図１５は、本実施形態において放射線センサ１０１から出力されるパルス電圧Ｖｐの波形図の例である。
パルス電圧Ｖｐは、複数の電気パルス１４３（出力信号）を含んでいる。図１４に示したように、測定用電圧Ｖｂの極性が周期的に切り替わることにより、電気パルス１４３の極性も測定用電圧Ｖｂに応じて切り替わる。すなわち、プラス期間ＴＰにおける電気パルス１４３の極性はプラスであり、マイナス期間ＴＭにおける電気パルス１４３の極性はマイナスである。 FIG. 15 is an example of a waveform diagram of the pulse voltage Vp output from the radiation sensor 101 in this embodiment.
The pulse voltage Vp includes a plurality of electrical pulses 143 (output signal). As shown in FIG. 14, by periodically switching the polarity of the measurement voltage Vb, the polarity of the electric pulse 143 is also switched according to the measurement voltage Vb. That is, the polarity of the electric pulse 143 is positive during the plus period TP, and the polarity of the electric pulse 143 is negative during the minus period TM.

両極性対応信号処理装置１３９は、このように極性が切り替わる電気パルス１４３に対応して各々の電気パルス１４３の発生タイミングを検知し、所定時間（例えば１０ミリ秒）毎の計数値をカウントする。より詳細には、両極性対応信号処理装置１３９は、印加電圧制御装置１３８における極性変換のトリガー信号に基づいて、検知する電気パルス１４３の極性を判定する。 The bipolar signal processing device 139 detects the generation timing of each electric pulse 143 corresponding to the electric pulse 143 whose polarity is switched in this way, and counts the count value for each predetermined time (for example, 10 milliseconds). More specifically, the bipolar signal processor 139 determines the polarity of the electrical pulse 143 to be detected based on the polarity conversion trigger signal in the applied voltage controller 138 .

以上のように、本実施形態によれば、電圧源（１３７）は、放射線センサ（１０１）に対してプラス極性およびマイナス極性の電圧（Ｖｂ）を交互に印加する両極性電圧源であり、信号処理装置（１３９）は、電圧（Ｖｂ）がプラス極性またはマイナス極性である期間内に出力信号（１４３）の発生タイミングおよび計数値を解析する。
このように、電圧（Ｖｂ）の極性を切り替えながらα線計測を実行できるため、α線測定時間を短縮することができる。 As described above, according to the present embodiment, the voltage source (137) is a bipolar voltage source that alternately applies positive and negative voltages (Vb) to the radiation sensor (101). The processor (139) analyzes the generation timing and count value of the output signal (143) during the period when the voltage (Vb) is positive or negative.
In this way, α-ray measurement can be performed while switching the polarity of the voltage (Vb), so the α-ray measurement time can be shortened.

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。 [Fifth embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the following description, portions corresponding to those of the other embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted.

図１６は、第５実施形態による放射線計測装置５００のブロック図である。放射線計測装置５００は、放射線センサ１０１と、交流電圧源１４４（電圧源）と、交流電圧制御装置１４５と、α線検知部１７５と、を備えている。また、α線検知部１７５は、交流電源対応信号処理装置１４６と、信号メモリ１０４と、時定数解析装置１０５と、時定数データベース１０６と、α線検知判定装置１０７と、を備えている。 FIG. 16 is a block diagram of a radiation measuring device 500 according to the fifth embodiment. The radiation measuring device 500 includes a radiation sensor 101 , an AC voltage source 144 (voltage source), an AC voltage control device 145 and an α-ray detector 175 . The α-ray detection unit 175 also includes an AC power supply signal processing device 146 , a signal memory 104 , a time constant analysis device 105 , a time constant database 106 , and an α-ray detection determination device 107 .

図１７は、交流電圧制御装置１４５の制御の下、交流電圧源１４４が放射線センサ１０１に印加する測定用電圧Ｖｂの波形図の一例である。
図示の例において、測定用電圧Ｖｂは振幅値がＶｂ３である正弦波状に変化する。測定用電圧Ｖｂの周波数に関して特に制限はないが、実験結果を考慮すると０．０５Ｈｚ以下とすることが好ましい。交流電圧源１４４は、この測定用電圧Ｖｂを放射線センサ１０１に印加する。
交流電圧制御装置１４５は、測定用電圧Ｖｂの指令値を交流電圧源１４４に出力する。 FIG. 17 is an example of a waveform diagram of the measurement voltage Vb applied to the radiation sensor 101 by the AC voltage source 144 under the control of the AC voltage controller 145. As shown in FIG.
In the illustrated example, the measurement voltage Vb changes like a sine wave with an amplitude value of Vb3. Although there is no particular limitation on the frequency of the measurement voltage Vb, it is preferable to set it to 0.05 Hz or less in consideration of experimental results. The AC voltage source 144 applies this measurement voltage Vb to the radiation sensor 101 .
AC voltage control device 145 outputs a command value for measurement voltage Vb to AC voltage source 144 .

図１８は、本実施形態において放射線センサ１０１から出力されるパルス電圧Ｖｐの波形図の例である。
パルス電圧Ｖｐは、複数の電気パルス１４９を含んでいる。図１７に示したように、測定用電圧Ｖｂのレベルが正弦波状に変化することにより、電気パルス１４９の極性も測定用電圧Ｖｂの極性に応じて切り替わる。すなわち、プラス期間ＴＰにおける電気パルス１４９の極性はプラスであり、マイナス期間ＴＭにおける電気パルス１４９の極性はマイナスである。交流電源対応信号処理装置１４６は、このように極性が切り替わる電気パルス１４９に対応して各々の電気パルス１４９の発生タイミングを検知し、所定時間（例えば１０ミリ秒）毎の計数値をカウントする。より詳細には、交流電源対応信号処理装置１４６は、交流電圧制御装置１４５における測定用電圧Ｖｂの指令値の極性に基づいて、検知する電気パルス１４９の極性を判定する。 FIG. 18 is an example of a waveform diagram of the pulse voltage Vp output from the radiation sensor 101 in this embodiment.
Pulse voltage Vp includes a plurality of electrical pulses 149 . As shown in FIG. 17, the polarity of the electric pulse 149 is also switched according to the polarity of the measuring voltage Vb by changing the level of the measuring voltage Vb in a sinusoidal manner. That is, the polarity of the electric pulse 149 during the plus period TP is positive, and the polarity of the electric pulse 149 during the minus period TM is negative. The AC power supply signal processing device 146 detects the generation timing of each electric pulse 149 corresponding to the electric pulse 149 whose polarity is switched in this way, and counts the count value every predetermined time (for example, 10 milliseconds). More specifically, the AC power supply signal processing device 146 determines the polarity of the electric pulse 149 to be detected based on the polarity of the command value of the measurement voltage Vb in the AC voltage control device 145 .

以上のように、本実施形態によれば、電圧源（１４４）は、放射線センサ（１０１）に対して交流電圧である電圧（Ｖｂ）を印加する交流電源であるため、第４実施形態と同様に、α線測定時間を短縮することができる。 As described above, according to the present embodiment, the voltage source (144) is an AC power supply that applies the voltage (Vb), which is an AC voltage, to the radiation sensor (101). In addition, the α-ray measurement time can be shortened.

［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図１９は、第６実施形態による放射線計測装置６００のブロック図である。放射線計測装置６００は、放射線センサ１０１と、電圧源１０２と、印加電圧制御装置１２１と、α線検知部１７６と、を備えている。また、α線検知部１７６は、時定数解析装置１０５と、時定数データベース１０６と、信号処理装置１５１と、信号メモリ１５２と、α線検知判定装置１５３と、を備えている。 [Sixth embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the following description, portions corresponding to those of the other embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted.
FIG. 19 is a block diagram of a radiation measuring device 600 according to the sixth embodiment. The radiation measuring device 600 includes a radiation sensor 101 , a voltage source 102 , an applied voltage control device 121 and an α-ray detector 176 . The α-ray detection unit 176 also includes a time constant analysis device 105 , a time constant database 106 , a signal processing device 151 , a signal memory 152 and an α-ray detection determination device 153 .

本実施形態において、放射線センサ１０１から出力されるパルス電圧Ｖｐの波形は、第１実施形態のもの（図３参照）と同様である。第１実施形態においては、各電気パルス１１５の波高値１１３は特に検知していなかったが、本実施形態の信号処理装置１５１は、ベース電圧Ｖｐ０を基準とする波高値１１３も検知する。図１９における信号処理装置１５１は、電気パルス１１５を信号処理し、電気パルス１１５の発生タイミングと、波高値とを求め、所定時間（例えば１０ミリ秒）毎の計数値をカウントする。 In this embodiment, the waveform of the pulse voltage Vp output from the radiation sensor 101 is the same as that of the first embodiment (see FIG. 3). In the first embodiment, the peak value 113 of each electric pulse 115 was not particularly detected, but the signal processing device 151 of this embodiment also detects the peak value 113 with the base voltage Vp0 as a reference. A signal processing device 151 in FIG. 19 performs signal processing on the electric pulse 115, obtains the generation timing and peak value of the electric pulse 115, and counts the count value for each predetermined time (for example, 10 milliseconds).

図１９において、信号メモリ１５２は、信号処理装置１５１から出力された電気パルス１１５の発生タイミング、波高値および計数値を記憶する。α線検知判定装置１５３は、時定数解析装置１０５が出力した計測時定数τと、波高値とによる２次元分布を算出する。そして、α線検知判定装置１５３は、２次元分布の状態に基づいて、α線を検知したか否か、および検知した場合には放射性核種１０９を推定する。例えば、２次元分布が、ある２次元領域に含まれていれば、α線に起因する、と判定することができる。
図２０は、２次元領域であるα線検知領域１５９（α線検知条件）の具体例を示す図である。図示の例では、時定数が大きく、波高値が高い電気パルス１１５をα線起因の電気パルス１１５と判定するように、α線検知領域１５９を設定している。 In FIG. 19, the signal memory 152 stores the generation timing, peak value and count value of the electric pulse 115 output from the signal processing device 151 . The α-ray detection determination device 153 calculates a two-dimensional distribution based on the measured time constant τ output by the time constant analysis device 105 and the wave height value. Based on the state of the two-dimensional distribution, the α-ray detection determination device 153 estimates whether or not α-rays have been detected and, if detected, the radionuclide 109 . For example, if a two-dimensional distribution is included in a certain two-dimensional region, it can be determined that it is caused by α-rays.
FIG. 20 is a diagram showing a specific example of the α-ray detection region 159 (α-ray detection conditions), which is a two-dimensional region. In the illustrated example, the α-ray detection region 159 is set so that an electrical pulse 115 having a large time constant and a high crest value is determined to be an electrical pulse 115 caused by α-rays.

以上のように、本実施形態におけるα線検知部（１７６）は、出力信号（１１５）の発生タイミング（１１２）、計数値および波高値（１１３）を解析する信号処理装置（１５１）と、発生タイミング（１１２）、計数値および波高値（１１３）を記憶する信号メモリ（１５２）と、計数値の時定数である計測時定数（τ）を求める時定数解析装置（１０５）と、計測時定数（τ）および波高値（１１３）が所定のα線検知条件（１５９）を満たす場合にα線を検知したものと判定するα線検知判定装置（１５３）と、を備える。このように、時定数のみならず波高値の情報も活用することによって、α線測定精度を一層向上させることができる。 As described above, the α-ray detection unit (176) in this embodiment includes a signal processing device (151) that analyzes the generation timing (112), the count value and the peak value (113) of the output signal (115), and the generation A signal memory (152) for storing timing (112), count values and crest values (113), a time constant analyzer (105) for obtaining a measurement time constant (τ) that is the time constant of the count values, and a measurement time constant and an α-ray detection determination device (153) that determines that α-rays are detected when (τ) and the peak value (113) satisfy a predetermined α-ray detection condition (159). In this way, by utilizing not only the time constant but also the peak value information, it is possible to further improve the α-ray measurement accuracy.

［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図２１は、第７実施形態による放射線計測システム７００のブロック図である。放射線計測システム７００は、第１実施形態による放射線計測装置１００（図１参照）を複数備えている。さらに、放射線計測システム７００は、統合制御装置１６０と統合表示装置１６１とを備えている。 [Seventh embodiment]
Next, a seventh embodiment of the invention will be described. In the following description, portions corresponding to those of the other embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted.
FIG. 21 is a block diagram of a radiation measurement system 700 according to the seventh embodiment. A radiation measurement system 700 includes a plurality of radiation measurement apparatuses 100 (see FIG. 1) according to the first embodiment. Furthermore, the radiation measurement system 700 includes an integrated control device 160 and an integrated display device 161 .

複数の放射線計測装置１００はアレイ状やライン状に配置され、測定対象物のα線の放射分布を１次元または２次元のデータとして測定する。統合制御装置１６０は、複数の放射線計測装置１００におけるα線検知を同時に制御するものである。統合表示装置１６１では複数の放射線計測装置１００におけるα線検知結果や制御状況を表示するものであり、複数の放射線計測装置１００の配置や位置情報と連動して、α線検知分布を表示する。 A plurality of radiation measuring apparatuses 100 are arranged in an array or line, and measure the radiation distribution of α-rays of the object to be measured as one-dimensional or two-dimensional data. The integrated control device 160 simultaneously controls α-ray detection in a plurality of radiation measuring devices 100 . The integrated display device 161 displays the α-ray detection results and control statuses of the plurality of radiation measuring devices 100 , and displays the α-ray detection distribution in conjunction with the arrangement and position information of the plurality of radiation measuring devices 100 .

以上のように本実施形態によれば、複数の放射線計測装置（１００）を制御してα線検知を実行させる統合制御装置（１６０）と、統合制御装置（１６０）による制御状態と、複数の放射線計測装置（１００）における出力信号（１１５）に基づいてα線の分布状態を表示する統合表示装置（１６１）と、を備えるため、測定対象物のα線の放射分布を１次元または２次元のデータとして検知できる。 As described above, according to the present embodiment, an integrated control device (160) that controls a plurality of radiation measuring devices (100) to perform α-ray detection, a control state by the integrated control device (160), and a plurality of and an integrated display device (161) that displays the distribution state of α-rays based on the output signal (115) of the radiation measuring device (100). can be detected as data of

［第８実施形態］
次に、本発明の第８実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述した他の実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図２２は、第８実施形態による放射線計測システム８００のブロック図である。放射線計測システム８００は、第１実施形態のもの（図１参照）と同様の放射線計測装置１００と、移動機構１６２と、移動機構制御装置１６３と、移動機構連動型統合制御装置１６４（表示装置）と、を備えている。 [Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment of the invention will be described. In the following description, portions corresponding to those of the other embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted.
FIG. 22 is a block diagram of a radiation measurement system 800 according to the eighth embodiment. The radiation measurement system 800 includes a radiation measurement apparatus 100 similar to that of the first embodiment (see FIG. 1), a moving mechanism 162, a moving mechanism control device 163, and a moving mechanism interlocking integrated control device 164 (display device). and have.

移動機構１６２は、放射線センサ１０１を搭載して、地上、空中、水上、水中等を移動するものであり、遠隔操作型ロボットやテレスコピック方式等を適用するとよい。移動機構制御装置１６３は、移動機構１６２の移動経路等を制御する。すなわち、α線測定において移動機構１６２が適切に動作するように制御する。移動機構連動型統合制御装置１６４は、移動機構制御装置１６３と、放射線計測装置１００における計測、制御を連動して制御し、測定結果や各種機器の制御状況を表示するものである。 The movement mechanism 162 carries the radiation sensor 101 and moves on the ground, in the air, on water, in water, etc., and a remote-controlled robot, a telescopic system, or the like may be applied. The moving mechanism control device 163 controls the moving path of the moving mechanism 162 and the like. That is, control is performed so that the moving mechanism 162 operates appropriately in α-ray measurement. The moving mechanism interlocking integrated control device 164 interlocks and controls the measurement and control of the moving mechanism control device 163 and the radiation measuring device 100, and displays the measurement results and the control status of various devices.

以上のように本実施形態によれば、放射線センサ（１０１）を搭載する移動機構（１６２）と、移動機構（１６２）を制御する移動機構制御装置（１６３）と、移動機構（１６２）に対する制御情報を表示する表示装置（１６４）と、を備えるため、測定者が立ち入れない遠隔地や狭隘部においてもα線計測を行うことが可能になる。 As described above, according to the present embodiment, a movement mechanism (162) equipped with a radiation sensor (101), a movement mechanism control device (163) that controls the movement mechanism (162), and control over the movement mechanism (162) and a display device (164) for displaying information, it is possible to perform α-ray measurement even in a remote place or a narrow space where the measurement person cannot enter.

［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、もしくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。 [Modification]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible. The above-described embodiments are illustrated for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Also, it is possible to delete part of the configuration of each embodiment, or to add or replace other configurations. Also, the control lines and information lines shown in the drawings are those considered to be necessary for explanation, and do not necessarily show all the control lines and information lines necessary on the product. In practice, it may be considered that almost all configurations are interconnected. Possible modifications to the above embodiment are, for example, the following.

（１）上記各実施形態においては、放射線センサ１０１として半導体方式のセンサを適用したが、これに代えてガス方式のセンサを適用してもよい。この場合、放射線センサ１０１内の電界強度に応じて電離領域、比例領域、ＧＭ領域等のガス増倍領域が異なる。そこで、放射線センサ１０１の検知方式としては、電界強度に応じて、ＧＭ計数管や電離箱等を適用するとよい。また、放射線センサ１０１として２次元検知器を適用する場合には、そのガス増幅方式として、マルチワイヤ比例計数管やマイクロパターンガス検知器等を適用するとよい。 (1) In each of the embodiments described above, a semiconductor type sensor is used as the radiation sensor 101, but a gas type sensor may be used instead. In this case, the gas multiplication region such as the ionization region, the proportional region, and the GM region differs according to the electric field strength inside the radiation sensor 101 . Therefore, as a detection method of the radiation sensor 101, it is preferable to apply a GM counter tube, an ionization chamber, or the like according to the electric field intensity. Also, when a two-dimensional detector is applied as the radiation sensor 101, a multi-wire proportional counter, a micropattern gas detector, or the like may be applied as the gas amplification method.

ガス方式の放射線センサ１０１においては、ガスチェンバ内に有感ガスと電極とを設け、電圧源１０２によって測定用電圧を印加すると、電界が発生する。そして、有感ガスにα線等の放射線１１０が入射して相互作用が起こると、相互作用エネルギーに比例した数の正孔－電子対が生成される。正孔－電子対が有感ガス内に生成されると、印加されている測定用電圧によって正孔と電子とが逆方向に移動し、これによって電荷が誘起されて放射線センサ１０１から電気パルスが出力される。 In the gas type radiation sensor 101, a sensitive gas and electrodes are provided in a gas chamber, and an electric field is generated when a voltage for measurement is applied by a voltage source 102. FIG. When radiation 110 such as α-rays is incident on the sensitive gas and interaction occurs, hole-electron pairs are generated in a number proportional to the interaction energy. When hole-electron pairs are generated in the sensitive gas, the applied measuring voltage causes the holes and electrons to move in opposite directions, thereby inducing charge and generating an electrical pulse from the radiation sensor 101 . output.

１００ 放射線計測装置
１０１ 放射線センサ
１０２ 電圧源
１０３ 信号処理装置
１０４ 信号メモリ
１０５ 時定数解析装置
１０６ 時定数データベース
１０７ α線検知判定装置
１０９ 放射性核種
１１０ 放射線
１１２ 発生タイミング
１１３ 波高値
１１５ 電気パルス（出力信号）
１２１ 印加電圧制御装置
１２２ 計数値差分処理装置
１２３ α線検知判定装置
１２７ａ 関心領域（第１の関心領域）
１２７ｂ 関心領域（第２の関心領域）
１２８ ＢＧ補正曲線算出装置（補正曲線算出装置）
１２９ 計数値差分処理装置
１３０ α線検知判定装置
１３４ ＢＧ補正曲線用関心領域（第１の関心領域）
１３５ ＢＧ補正曲線（補正曲線）
１３６ 関心領域（第２の関心領域）
１３７ 両極性対応電圧源（電圧源）
１３８ 印加電圧制御装置
１３９ 両極性対応信号処理装置（信号処理装置）
１４３ 電気パルス（出力信号）
１４４ 交流電圧源（電圧源）
１５１ 信号処理装置
１５２ 信号メモリ
１５３ α線検知判定装置
１５９ α線検知領域（α線検知条件）
１６０ 統合制御装置
１６１ 統合表示装置
１６２ 移動機構
１６３ 移動機構制御装置
１６４ 移動機構連動型統合制御装置（表示装置）
１７１～１７６ α線検知部
２００～６００ 放射線計測装置
７００，８００ 放射線計測システム
τ 計測時定数
τｓ１～τｓｎ 既知時定数
Ｎ 差分値
Ｎａ，Ｎｂ，Ｎｇ 計数値
Ｖｂ 測定用電圧（電圧）
Ｖｂ１ 所定レベル（所定状態）
ａ 下限値
ｂ 上限値
ｃ 差分値閾値 100 Radiation measuring device 101 Radiation sensor 102 Voltage source 103 Signal processing device 104 Signal memory 105 Time constant analysis device 106 Time constant database 107 α ray detection determination device 109 Radionuclide 110 Radiation 112 Occurrence timing 113 Peak value 115 Electric pulse (output signal)
121 Applied voltage control device 122 Count value difference processing device 123 α-ray detection determination device 127a Region of interest (first region of interest)
127b region of interest (second region of interest)
128 BG correction curve calculation device (correction curve calculation device)
129 Count value difference processing device 130 α-ray detection determination device 134 Region of interest for BG correction curve (first region of interest)
135 BG correction curve (correction curve)
136 region of interest (second region of interest)
137 Bipolar Voltage Source (Voltage Source)
138 Applied voltage control device 139 Bipolar signal processing device (signal processing device)
143 electrical pulse (output signal)
144 AC voltage source (voltage source)
151 Signal processing device 152 Signal memory 153 α-ray detection determination device 159 α-ray detection region (α-ray detection conditions)
160 integrated control device 161 integrated display device 162 moving mechanism 163 moving mechanism control device 164 moving mechanism linked integrated control device (display device)
171 to 176 α ray detection unit 200 to 600 Radiation measuring device 700, 800 Radiation measuring system τ Measurement time constant τs1 to τsn Known time constant N Difference value Na, Nb, Ng Count value Vb Measurement voltage (voltage)
Vb1 Predetermined level (predetermined state)
a Lower limit value b Upper limit value c Difference value threshold

Claims (11)

放射線を検知するとともにα線の入射時間に応じてα線の検知感度が変化する放射線センサと、
前記放射線センサからの出力信号の経時的な変化に基づいて前記放射線に含まれるα線を検知するα線検知部と、
前記放射線センサに電圧を供給する電圧源と、を備え、
前記α線検知部は、
前記出力信号の発生タイミングおよび計数値を解析する信号処理装置と、
前記発生タイミングおよび前記計数値を記憶する信号メモリと、
前記計数値の時定数である計測時定数を求める時定数解析装置と、
前記計測時定数が所定の下限値から所定の上限値までの範囲であるときにα線を検知したものと判定するα線検知判定装置と、を備える
ことを特徴とする放射線計測装置。 a radiation sensor that detects radiation and changes the detection sensitivity of α-rays according to the incident time of α-rays;
an α-ray detection unit that detects α-rays contained in the radiation based on changes over time in the output signal from the radiation sensor;
a voltage source that supplies voltage to the radiation sensor,
The α-ray detection unit is
a signal processing device that analyzes the generation timing and count value of the output signal;
a signal memory that stores the generation timing and the count value;
a time constant analyzer for obtaining a measurement time constant that is the time constant of the count value;
an α-ray detection determination device that determines that α-rays are detected when the measurement time constant is in the range from a predetermined lower limit value to a predetermined upper limit value.
A radiation measuring device characterized by: 前記α線検知部は、複数の放射性核種の各々についての時定数である既知時定数を記憶する時定数データベースをさらに備え、
前記α線検知判定装置は、前記計測時定数と前記既知時定数との比較結果に基づいて、放射性核種を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線計測装置。 The α-ray detection unit further comprises a time constant database that stores known time constants that are time constants for each of a plurality of radionuclides,
The radiation measuring device according to claim 1 , wherein the α-ray detection determination device estimates a radionuclide based on a comparison result between the measurement time constant and the known time constant. 前記電圧が断続的に所定状態になるように前記電圧源を制御する印加電圧制御装置をさらに備え、
前記時定数解析装置は、前記電圧源が前記所定状態になった期間内の前記出力信号に基づいて、前記計測時定数を求める
ことを特徴とする請求項２に記載の放射線計測装置。 further comprising an applied voltage control device that controls the voltage source so that the voltage is intermittently in a predetermined state;
3. The radiation measuring apparatus according to claim 2 , wherein the time constant analyzer obtains the measurement time constant based on the output signal within a period in which the voltage source is in the predetermined state. 前記α線検知部は、前記電圧が前記所定状態になった期間内のうち第１の関心領域における計数値と第２の関心領域における計数値との差分値を求める計数値差分処理装置をさらに備え、
前記α線検知判定装置は、前記差分値と所定の差分値閾値との比較によってα線が検知できたか否かを判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の放射線計測装置。 The α-ray detection unit further includes a count value difference processing device that calculates a difference value between count values in a first region of interest and count values in a second region of interest within a period in which the voltage is in the predetermined state. prepared,
The radiation measuring apparatus according to claim 3 , wherein the α-ray detection determination device determines whether or not α-rays have been detected by comparing the difference value with a predetermined difference value threshold. 前記α線検知部は、
前記電圧が前記所定状態になった期間内のうち第１の関心領域における計数値に基づいて補正曲線を求める補正曲線算出装置と、
前記電圧が前記所定状態になった期間内のうち第２の関心領域における計数値と、前記補正曲線に基づく計数値との差分値を求める計数値差分処理装置と、
をさらに備え、
前記α線検知判定装置は、前記差分値と所定の差分値閾値との比較によってα線が検知できたか否かを判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の放射線計測装置。 The α-ray detection unit is
a correction curve calculation device for obtaining a correction curve based on the count value in the first region of interest within the period in which the voltage is in the predetermined state;
a count value difference processing device for obtaining a difference value between the count value in the second region of interest and the count value based on the correction curve within the period in which the voltage is in the predetermined state;
further comprising
The radiation measuring apparatus according to claim 3 , wherein the α-ray detection determination device determines whether or not α-rays have been detected by comparing the difference value with a predetermined difference value threshold. 前記電圧源は、前記放射線センサに対してプラス極性およびマイナス極性の前記電圧を交互に印加する両極性電圧源であり、
前記信号処理装置は、前記電圧がプラス極性またはマイナス極性である期間内に前記出力信号の発生タイミングおよび計数値を解析するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線計測装置。 the voltage source is a bipolar voltage source that alternately applies the voltage of positive polarity and negative polarity to the radiation sensor;
The radiation measuring device according to claim 1 , wherein the signal processing device analyzes the generation timing of the output signal and the count value within a period in which the voltage is positive or negative. 前記電圧源は、前記放射線センサに対して交流電圧である前記電圧を印加する交流電源である
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線計測装置。 The radiation measuring apparatus according to claim 1 , wherein the voltage source is an AC power supply that applies the voltage, which is an AC voltage, to the radiation sensor. 放射線を検知するとともにα線の入射時間に応じてα線の検知感度が変化する放射線センサと、
前記放射線センサからの出力信号の経時的な変化に基づいて前記放射線に含まれるα線を検知するα線検知部と、
前記放射線センサに電圧を供給する電圧源と、を備え、
前記α線検知部は、
前記出力信号の発生タイミング、計数値および波高値を解析する信号処理装置と、
前記発生タイミング、前記計数値および前記波高値を記憶する信号メモリと、
前記計数値の時定数である計測時定数を求める時定数解析装置と、
前記計測時定数および前記波高値が所定のα線検知条件を満たす場合にα線を検知したものと判定するα線検知判定装置と、を備える
ことを特徴とする放射線計測装置。 a radiation sensor that detects radiation and changes the detection sensitivity of α-rays according to the incident time of α-rays;
an α-ray detection unit that detects α-rays contained in the radiation based on changes over time in the output signal from the radiation sensor;
a voltage source that supplies voltage to the radiation sensor ,
The α-ray detection unit is
a signal processing device that analyzes the generation timing, count value, and peak value of the output signal;
a signal memory that stores the generation timing, the count value, and the peak value;
a time constant analyzer for obtaining a measurement time constant that is the time constant of the count value;
and an α-ray detection determination device that determines that α-rays are detected when the measurement time constant and the peak value satisfy a predetermined α-ray detection condition. 複数の請求項１または８に記載の放射線計測装置と、
複数の前記放射線計測装置を制御してα線検知を実行させる統合制御装置と、
前記統合制御装置による制御状態と、複数の前記放射線計測装置における前記出力信号に基づいてα線の分布状態を表示する統合表示装置と、を備える
ことを特徴とする放射線計測システム。 a plurality of radiation measuring devices according to claim 1 or 8 ;
an integrated control device that controls the plurality of radiation measurement devices to perform α-ray detection;
A radiation measurement system comprising: a control state by the integrated control device; and an integrated display device that displays a distribution state of α-rays based on the output signals from the plurality of radiation measurement devices. 請求項１または８に記載の放射線計測装置と、
前記放射線センサを搭載する移動機構と、
前記移動機構を制御する移動機構制御装置と、
前記移動機構に対する制御情報を表示する表示装置と、を備える
ことを特徴とする放射線計測システム。 A radiation measuring device according to claim 1 or 8 ;
a moving mechanism equipped with the radiation sensor;
a moving mechanism control device that controls the moving mechanism;
and a display device that displays control information for the moving mechanism. 放射線を検知するとともにα線の入射時間に応じてα線の検知感度が変化する放射線センサに対して、放射線を照射する過程と、
前記放射線センサからの出力信号の経時的な変化に基づいて前記放射線に含まれるα線を検知する過程と、
前記放射線センサに電圧を供給する過程と、を有し、
前記α線を検知する過程は、
前記出力信号の発生タイミングおよび計数値を解析するステップと、
前記発生タイミングおよび前記計数値を記憶するステップと、
前記計数値の時定数である計測時定数を求めるステップと、
前記計測時定数が所定の下限値から所定の上限値までの範囲であるときにα線を検知したものと判定するステップと、を有する
ことを特徴とする放射線計測方法。 a process of irradiating radiation to a radiation sensor that detects radiation and whose detection sensitivity for α-rays changes according to the incident time of α-rays;
a process of detecting α-rays contained in the radiation based on changes over time in the output signal from the radiation sensor;
and supplying a voltage to the radiation sensor;
The process of detecting the α-ray is
analyzing the generation timing and count value of the output signal;
storing the timing of occurrence and the count value;
obtaining a measurement time constant that is the time constant of the count value;
and determining that α-rays are detected when the measurement time constant is in the range from a predetermined lower limit to a predetermined upper limit.
A radiation measurement method characterized by:

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