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技術 放射線検出器の校正方法および放射線監視装置

出願人 株式会社日立製作所
発明者 稲村雄太榊原吉伸渋谷徹
出願日 2012年3月9日 (8年9ヶ月経過) 出願番号 2012-052394
公開日 2013年9月19日 (7年3ヶ月経過) 公開番号 2013-186014
状態 拒絶査定
技術分野 放射線の測定
主要キーワード 可変電源装置 校正信号発生器 放射線監視装置 環境放射線量 低線量率 電離ガス 電離電流 放射線測定値
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年9月19日)のものです。
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図面 (4)

課題

法令上定義される放射線を発生しないX線発生装置などの電離放射線発生装置を採用して、校正および故障検出が可能な放射線検出器校正方法および信頼性を向上した放射線監視装置を提供する。

解決手段

放射線量の監視を行う放射線監視装置は、X線発生装置1と、このX線発生装置1からの放射線7が照射され、この放射線7により電離される気体8を充填した容器3を内蔵し、気体8の電離による電離電流を出力する放射線検出器2と、この放射線検出器2から出力された電離電流を計測する計測回路11とを有する。この放射線検出器2の校正方法において、容器3の外部にX線発生装置1を設け、この容器3中の気体8にX線発生装置1からの放射線7を照射し、容器3中の気体8を電離(電子9、正イオン10)させて電離電流を計測する。

概要

背景

例えば、放射線検出器に関する従来技術として、特開平5−215857号公報(特許文献1)や特開昭61−231477号公報(特許文献2)に記載される技術などがある。

前記特許文献1には、電離箱検出器を用いて環境の放射線を測定する環境放射線量率計およびその点検校正の方法に関する技術が記載されている。詳細には、バイアス電源電圧の選択により、電離箱検出器の出力電流線量率に比例する範囲で使用し、低線量率の範囲では、電離箱検出器に接続したまま、法律規制を受けない線源を電離箱検出器に照射して点検し、また、高線量率の範囲では、電流発生器側に切替え、前記の点検で求めた線量率対電離箱検出器出力電流との比例定数を用いて、電流発生器の電流により点検を行う技術が記載されている。

前記特許文献2には、電離箱検出器の電離電流増幅する電離箱アンプに関する技術が記載されている。詳細には、電離箱検出器からアンプへの信号伝送ラインにおいて、校正時に電離箱検出器からの信号を信号伝送ラインからコモンラインバイパスするスイッチを設け、さらに、校正信号発生器からみて逆極性ダイオードを信号伝送ラインに設けて、校正時に電離箱検出器側からの信号をバイパスする一方で校正信号がコモンラインに流れないようにする技術が記載されている。

概要

法令上定義される放射線を発生しないX線発生装置などの電離放射線発生装置を採用して、校正および故障検出が可能な放射線検出器の校正方法および信頼性を向上した放射線監視装置を提供する。放射線量の監視を行う放射線監視装置は、X線発生装置1と、このX線発生装置1からの放射線7が照射され、この放射線7により電離される気体8を充填した容器3を内蔵し、気体8の電離による電離電流を出力する放射線検出器2と、この放射線検出器2から出力された電離電流を計測する計測回路11とを有する。この放射線検出器2の校正方法において、容器3の外部にX線発生装置1を設け、この容器3中の気体8にX線発生装置1からの放射線7を照射し、容器3中の気体8を電離(電子9、正イオン10)させて電離電流を計測する。

目的

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その代表的な目的は、法令上定義される放射線を発生しないX線発生装置などの電離放射線発生装置を採用して、校正および故障検出が可能な放射線検出器の校正方法および信頼性を向上した放射線監視装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

気体充填した容器を内蔵する放射線検出器校正方法であって、前記容器の外部に放射線源を設け、前記容器中の前記気体に前記放射線源からの放射線照射し、前記容器中の前記気体を電離させて電離電流計測することを特徴とする放射線検出器の校正方法。

請求項2

請求項1に記載の放射線検出器の校正方法において、前記放射線源は、放射線を発生する電離放射線発生装置からなることを特徴とする放射線検出器の校正方法。

請求項3

請求項1に記載の放射線検出器の校正方法において、前記放射線源は、1MeV未満のエネルギーの放射線を発生するX線発生装置からなることを特徴とする放射線検出器の校正方法。

請求項4

請求項1に記載の放射線検出器の校正方法において、前記放射線源は、放射線量を調整可能な放射線を発生するX線発生装置からなることを特徴とする放射線検出器の校正方法。

請求項5

請求項1に記載の放射線検出器の校正方法において、前記放射線源は、遮蔽体に覆われ、放射線量を調整可能な放射線を発生するX線発生装置からなることを特徴とする放射線検出器の校正方法。

請求項6

放射線量の監視を行う放射線監視装置であって、放射線源と、前記放射線源からの放射線が照射され、前記放射線により電離される気体を充填した容器を内蔵し、前記気体の電離による電離電流を出力する放射線検出器と、前記放射線検出器から出力された電離電流を計測する計測回路とを有することを特徴とする放射線監視装置。

請求項7

請求項6に記載の放射線監視装置において、前記放射線源は、放射線を発生する電離放射線発生装置からなることを特徴とする放射線監視装置。

請求項8

請求項6に記載の放射線監視装置において、前記放射線源は、1MeV未満のエネルギーの放射線を発生するX線発生装置からなり、前記X線発生装置に前記1MeV未満のエネルギーの放射線を発生するための電源を供給する電源装置をさらに有することを特徴とする放射線監視装置。

請求項9

請求項6に記載の放射線監視装置において、前記放射線源は、放射線量を調整可能な放射線を発生するX線発生装置からなり、前記X線発生装置に前記放射線量を調整可能な放射線を発生するための電源を供給する可変電源装置をさらに有することを特徴とする放射線監視装置。

請求項10

請求項6に記載の放射線監視装置において、前記放射線源は、遮蔽体に覆われ、放射線量を調整可能な放射線を発生するX線発生装置からなり、前記X線発生装置に前記放射線量を調整可能な放射線を発生するための電源を供給し、シールドおよびアースされた可変電源装置をさらに有することを特徴とする放射線監視装置。

技術分野

0001

本発明は、放射線検出器に関し、特に、電離放射線発生装置を用いた放射線検出器の校正方法、およびこの放射線検出器を有する放射線監視装置に適用して有効な技術に関するものである。

背景技術

0002

例えば、放射線検出器に関する従来技術として、特開平5−215857号公報(特許文献1)や特開昭61−231477号公報(特許文献2)に記載される技術などがある。

0003

前記特許文献1には、電離箱検出器を用いて環境の放射線を測定する環境放射線量率計およびその点検校正の方法に関する技術が記載されている。詳細には、バイアス電源電圧の選択により、電離箱検出器の出力電流線量率に比例する範囲で使用し、低線量率の範囲では、電離箱検出器に接続したまま、法律規制を受けない線源を電離箱検出器に照射して点検し、また、高線量率の範囲では、電流発生器側に切替え、前記の点検で求めた線量率対電離箱検出器出力電流との比例定数を用いて、電流発生器の電流により点検を行う技術が記載されている。

0004

前記特許文献2には、電離箱検出器の電離電流増幅する電離箱アンプに関する技術が記載されている。詳細には、電離箱検出器からアンプへの信号伝送ラインにおいて、校正時に電離箱検出器からの信号を信号伝送ラインからコモンラインバイパスするスイッチを設け、さらに、校正信号発生器からみて逆極性ダイオードを信号伝送ラインに設けて、校正時に電離箱検出器側からの信号をバイパスする一方で校正信号がコモンラインに流れないようにする技術が記載されている。

先行技術

0005

特開平5−215857号公報
特開昭61−231477号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、前述した放射線検出器に関する従来技術を検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。例えば、従来の放射線監視装置では、機器故障検出を目的として、常に放射線測定値測定範囲の下限以上に保つために、放射性同位元素検出器の近傍に配置している。このため、放射性同位元素の管理が大変であった。また、放射性同位元素の減衰に伴い、放射性同位元素の位置を調整する必要がある。そのため、放射線測定値が測定範囲の下限以下となる度、放射性同位元素の位置調整に時間を要していた。

0007

以上のように、従来の放射線監視装置では、放射性同位元素を使用しているが、この放射性同位元素を使用せずに、法令上定義される放射線を発生しない校正および故障検出手段を採用する放射線監視装置が求められている。

0008

そこで、本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その代表的な目的は、法令上定義される放射線を発生しないX線発生装置などの電離放射線発生装置を採用して、校正および故障検出が可能な放射線検出器の校正方法および信頼性を向上した放射線監視装置を提供することである。

0009

なお、前述した特許文献1や特許文献2にも、上述したような従来技術の課題に鑑みてなされた本発明、特に、放射線源として、法令上定義される放射線を発生しないX線発生装置を採用した校正方法に関する技術は記載されていない。

0010

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

課題を解決するための手段

0011

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

0012

代表的なものの概要は、法令上定義される放射線を発生しないX線発生装置などの電離放射線発生装置の採用につき、放射性同位元素の管理や放射性同位元素の減衰による位置調整を不要とするとともに、故障検出時のみX線などの放射線を発生し、放射性同位元素を使用しない放射線検出器の校正方法および放射線監視装置を特徴とするものである。

0013

すなわち、代表的な放射線検出器の校正方法は、放射線により電離される気体充填した容器を内蔵する放射線検出器の校正方法であって、以下のような特徴を有するものである。前記放射線検出器の校正方法は、前記容器の外部に放射線源を設け、前記容器中の前記気体に前記放射線源からの放射線を照射し、前記容器中の前記気体を電離させて電離電流を計測することを特徴とする。

0014

また、代表的な放射線監視装置は、放射線量の監視を行う放射線監視装置であって、以下のような特徴を有するものである。前記放射線監視装置は、放射線源と、前記放射線源からの放射線が照射され、前記放射線により電離される気体を充填した容器を内蔵し、前記気体の電離による電離電流を出力する放射線検出器と、前記放射線検出器から出力された電離電流を計測する計測回路とを有することを特徴とする。

0015

さらに好適には、前記放射線検出器の校正方法および前記放射線監視装置において、前記放射線源は、放射線を発生する電離放射線発生装置、1MeV未満のエネルギーの放射線を発生するX線発生装置、放射線量を調整可能な放射線を発生するX線発生装置、または、遮蔽体に覆われ、放射線量を調整可能な放射線を発生するX線発生装置からなることを特徴とする。

発明の効果

0016

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

0017

すなわち、代表的な効果は、法令上定義される放射線を発生しないX線発生装置などの電離放射線発生装置を採用して、校正および故障検出が可能な放射線検出器の校正方法および信頼性を向上した放射線監視装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0018

本発明の実施の形態1である放射線監視装置の構成の一例を示す図である。
本発明の実施の形態2である放射線監視装置の構成の一例を示す図である。
本発明の実施の形態3である放射線監視装置の構成の一例を示す図である。

実施例

0019

以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数の実施の形態またはセクションに分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

0020

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

0021

[本発明の実施の形態の概要]
本発明の実施の形態である放射線検出器の校正方法(一例として、()内に対応する構成要素、符号などを付記)は、放射線により電離される気体(8)を充填した容器(3)を内蔵する放射線検出器(2)の校正方法であって、以下のような特徴を有するものである。前記放射線検出器の校正方法は、前記容器の外部に放射線源(X線発生装置1)を設け、前記容器中の前記気体に前記放射線源からの放射線を照射し、前記容器中の前記気体を電離(電子9、正イオン10)させて電離電流を計測することを特徴とする。

0022

また、本発明の実施の形態である放射線監視装置(一例として、()内に対応する構成要素、符号などを付記)は、放射線量の監視を行う放射線監視装置であって、以下のような特徴を有するものである。前記放射線監視装置は、放射線源(X線発生装置1)と、前記放射線源からの放射線が照射され、前記放射線により電離される気体(8)を充填した容器(3)を内蔵し、前記気体の電離(電子9、正イオン10)による電離電流を出力する放射線検出器(2)と、前記放射線検出器から出力された電離電流を計測する計測回路(11)とを有することを特徴とする。

0023

さらに好適には、前記放射線検出器の校正方法および前記放射線監視装置において、前記放射線源は、放射線を発生する電離放射線発生装置、1MeV未満のエネルギーの放射線を発生するX線発生装置(図1)、放射線量を調整可能な放射線を発生するX線発生装置(図2)、または、遮蔽体に覆われ、放射線量を調整可能な放射線を発生するX線発生装置(図3)からなることを特徴とする。

0024

上述した本発明の実施の形態の概要に基づいた各実施の形態を、以下において図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

0025

また、以下の各実施の形態においては、放射線源である放射線を発生する電離放射線発生装置の例として、X線発生装置を例に説明するが、これに限定されるものではなく、他の電離放射線発生装置にも適用可能である。

0026

[実施の形態1]
本発明の実施の形態1である放射線監視装置について、図1を用いて説明する。図1は、この放射線監視装置の構成の一例を示す図である。図1において、放射線検出器2の部分は、内部の構成および動作が分かるように概略断面図で示している。

0027

本実施の形態の放射線監視装置は、放射線を検出する放射線検出器2と、放射線により電離された電離電流を計測する計測回路11と、放射線検出器2の放射線源に電源を供給する電源装置12とを有して構成される。

0028

放射線検出器2は、放射線源である1MeV未満のエネルギーの放射線を発生するX線発生装置1と、このX線発生装置1からの放射線7が照射され、この放射線7により電離される気体8を充填した容器3とを内蔵している。容器3は、この容器3の中心軸部分に内部に突出して陽極4の電極が設けられ、さらに、容器3の周囲部分が陰極5の電極となるイオンチェンバである。また、容器3において、陽極4の電極と陰極5の電極との境界部分には絶縁体6が介在され、この絶縁体6により陽極4の電極と陰極5の電極とが電気的に絶縁されている。

0029

計測回路11は、放射線検出器2内の容器3に設けられた陽極4の電極と陰極5の電極とに電気的に接続され、この放射線検出器2から出力される、気体8の電子9と正イオン10への電離による電離電流を計測する回路である。

0030

電源装置12は、放射線検出器2内のX線発生装置1に電気的に接続され、この放射線検出器2のX線発生装置1に1MeV未満のエネルギーの放射線を発生するための電源を供給する装置である。

0031

以上のように構成される放射線監視装置においては、X線発生装置1から容器3へ1MeV未満の放射線7を照射する。この放射線7が照射された容器3内においては、放射線7により容器3内の気体8である電離ガスが電子9と正イオン10に分裂し、それぞれ、電子9は陽極4に移動し、正イオン10は陰極5に移動する。これにより、放射線検出器2からは、気体8の電子9と正イオン10への電離による電離電流が出力される。

0032

この気体8の電子9と正イオン10への電離による電離電流は計測回路11に入力され、この計測回路11において、気体8の電子9と正イオン10への電離による電離電流を計測する。この計測回路11による計測の結果に基づいて、気体8の電子9と正イオン10への電離により発生した電離電流を監視することができる。

0033

以上説明した本実施の形態の放射線監視装置によれば、X線発生装置1と放射線検出器2と計測回路11と電源装置12を有することで、X線発生装置1から容器3へ放射線7を照射し、気体8の電子9と正イオン10への分離により発生した電離電流を計測回路11で計測することで、放射線量の監視を行うことができる。この結果、X線発生装置1を用いるため、放射性同位元素を使用せずに機器故障の検出が可能となる。

0034

より詳細には、法令上定義される放射線を発生しないX線発生装置1の採用につき、法令上の放射性同位元素の管理や放射性同位元素の減衰による位置調整を不要とするとともに、故障検出時のみX線発生装置1からの放射線7を発生し、放射性同位元素を使用しない放射線監視装置を実現することができる。

0035

[実施の形態2]
本発明の実施の形態2である放射線監視装置について、図2を用いて説明する。図2は、この放射線監視装置の構成の一例を示す図である。本実施の形態が前記実施の形態1と異なる点は、電源装置12に換え可変電源装置21を用いる点である。本実施の形態においては、前記実施の形態1と異なる点を主に説明する。

0036

本実施の形態の放射線監視装置は、放射線を検出する放射線検出器2と、放射線により電離された電離電流を計測する計測回路11と、放射線検出器2のX線発生装置1に電源を可変して供給することが可能な可変電源装置21とを有して構成される。この可変電源装置21を用いることで、X線発生装置1は、放射線量を調整可能な放射線7を発生することが可能となる。よって、本実施の形態の放射線監視装置においては、照射する放射線7の線量を調整できるので、放射線検出器2の校正が可能となる。

0037

すなわち、放射線検出器2の校正方法においては、可変電源装置21からX線発生装置1に供給する電源の電圧値を可変する。これにより、X線発生装置1からは、放射線量を調整可能な放射線7が容器3へ照射される。

0038

以降は、前記実施の形態1と同様に、放射線7が照射された容器3内においては、放射線7により容器3内の気体8である電離ガスが電子9と正イオン10に分裂し、それぞれ、電子9は陽極4に移動し、正イオン10は陰極5に移動する。これにより、放射線検出器2からは、気体8の電子9と正イオン10への電離による電離電流が出力される。

0039

この気体8の電子9と正イオン10への電離による電離電流は計測回路11に入力され、この計測回路11において、気体8の電子9と正イオン10への電離による電離電流を計測する。この計測回路11による計測の結果に基づいて、気体8の電子9と正イオン10への電離により発生した電離電流を監視しながら、放射線検出器2を校正することができる。

0040

以上説明した本実施の形態の放射線監視装置によれば、前記実施の形態1と異なる効果として、可変電源装置21を用いてX線発生装置1へ放射線量を調整可能な放射線7を発生するための電源を供給することで、X線発生装置1から照射する放射線7の線量を調整でき、放射性同位元素を使用しない簡易校正が可能となる。

0041

[実施の形態3]
本発明の実施の形態3である放射線監視装置について、図3を用いて説明する。図3は、この放射線監視装置の構成の一例を示す図である。本実施の形態が前記実施の形態1および2と異なる点は、可変電源装置31にシールドおよびアースを施し、X線発生装置1に対して電磁遮蔽を施す点である。例えば、前記実施の形態1および2のような放射線監視装置では、電磁ノイズが発生した場合に、電気信号ノイズの影響を及ぼすことが考えられる。そこで、本実施の形態の放射線監視装置では、このノイズ対策を施した例である。本実施の形態においては、前記実施の形態1および2と異なる点を主に説明する。

0042

本実施の形態の放射線監視装置は、放射線を検出する放射線検出器2と、放射線により電離された電離電流を計測する計測回路11と、放射線検出器2のX線発生装置1に電源を可変して供給することが可能で、ノイズ対策が施された可変電源装置31とを有して構成される。可変電源装置31は、この可変電源装置31をシールドすると共にグランドにアースするために、シールドおよびアース32を施している。さらに、放射線検出器2内のX線発生装置1に対しも、このX線発生装置1を覆うための遮蔽体33を施すことで、ノイズの影響を低減する工夫が施されている。よって、本実施の形態の放射線監視装置においては、電磁ノイズが発生した場合でも、電気信号へのノイズの影響を低減することができる。

0043

以上説明した本実施の形態の放射線監視装置によれば、前記実施の形態1および2と異なる効果として、可変電源装置31にシールドおよびアース32を施し、X線発生装置1に対しても遮蔽体33を施すことで、電磁ノイズの影響を低減し、X線発生装置1から安定した放射線量を照射することができるため、より安定した電離電流の計測、監視および校正が可能となる。この結果、法令上定義される放射線を発生しないX線発生装置1を採用して、信頼性を向上した校正および故障検出が可能な放射線監視装置を提供することができる。

0044

なお、本実施の形態の放射線監視装置においては、前記実施の形態2のような可変電源装置を有する構成に対してノイズ対策を施した例を説明したが、これに限定されるものではなく、前記実施の形態1のような電源装置を有する構成に対してノイズ対策を施すことも可能である。

0045

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

0046

例えば、本発明は、前記各実施の形態で説明したX線発生装置に限定されるものではなく、放射線を発生する電離放射線発生装置であればよく、他の電離放射線発生装置にも広く適用することが可能である。

0047

本発明の放射線検出器は、特に、法令上定義される放射線を発生しないX線発生装置などの電離放射線発生装置を用いた放射線検出器の校正方法、およびこの放射線検出器を有する放射線監視装置に利用可能である。

0048

1…X線発生装置
2…放射線検出器
3…容器
4…陽極
5…陰極
6…絶縁体
7…放射線
8…気体
9…電子
10…正イオン
11…計測回路
12…電源装置
21…可変電源装置
31…可変電源装置
32…シールドおよびアース
33…遮蔽体

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