放射線モニタ

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【発明の名称】	放射線モニタ
【発明者】	【氏名】茂木健一
【要約】	【課題】放射線測定の際の放射線のエネルギーに応じた分解能の低下を回避し、測定精度を向上させることの可能な放射線モニタを得る。【解決手段】シンチレータ１と半導体センサ２などから構成された放射線センサと、前記半導体センサ２の出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス幅を弁別して放射線の検出を行いパルス信号を出力するパルス幅弁別器１２と、該パルス幅弁別器１２が出力した前記パルス信号をもとに、演算器６で所定の演算処理を行い、該演算結果を表示器８へ表示する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】シンチレータと半導体センサなどから構成された放射線センサと、前記半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス幅をもとに放射線の検出を行いパルス信号を出力する放射線検出処理手段と、該放射線検出処理手段が出力した前記パルス信号をもとに、所定の演算処理を行い、該演算結果を表示器へ表示する信号処理出力手段と、を備えた放射線モニタ。
【請求項２】放射線検出処理手段は、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅とパルス波高とから測定対象とする放射線について検出を行うことを特徴とする請求項１記載の放射線モニタ。
【請求項３】放射線検出処理手段は、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅の弁別結果と、波高についての上限値と下限値とを規定するウィンドウによるアナログ信号パルスの波高の分析結果とをもとに、測定対象とする放射線について検出を行うことを特徴とする請求項２記載の放射線モニタ。
【請求項４】放射線検出処理手段は、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅により、測定対象とする放射線について弁別を行い、当該測定対象とする放射線についての前記アナログ信号パルスごとの波高ピーク値を分析して出力し、信号処理出力手段は、前記放射線検出処理手段が出力した前記アナログ信号パルスごとの波高ピーク値をもとに、前記測定対象とする放射線についてのエネルギー分布を示すデータをスペクトルデータとしてして求め、表示器に表示することを特徴とする請求項３記載の放射線モニタ。
【請求項５】放射線検出処理手段は、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅の弁別結果と、前記半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス波高に対し異なる波高レベル範囲で規定されたウィンドウによる分析結果とから測定対象とするエネルギーレベルの異なる放射線をそれぞれ検出し、シンチレータが検知した前記エネルギーレベルの異なる放射線に対応するパルス信号を出力し、信号処理出力手段は、前記放射線検出処理手段が出力した前記エネルギーレベルの異なる放射線に対応するパルス信号をもとに所定の演算処理を行い、前記エネルギーレベルの異なる放射線にそれぞれ対応する演算結果を表示器へ表示することを特徴とする請求項２記載の放射線モニタ。
【請求項６】放射線検出処理手段は、シンチレータが放射線を検知することにより出力される信号パルスのパルス幅の範囲を基準に設定された第１のウィンドウと、半導体センサが直接放射線を吸収することにより出力される信号パルスのパルス幅の範囲を基準に設定された第２のウィンドウとをもとに分析したアナログ信号パルスのパルス幅と、低エネルギーレベルの放射線に対応したウィンドウと、高エネルギーレベルの放射線に対応したウィンドウとをもとに分析したアナログ信号パルスのパルス波高とから測定対象とするエネルギーレベルの異なる放射線をそれぞれ検出し、前記シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線に対応するパルス信号を出力し、信号処理出力手段は、前記放射線検出処理手段の出力した前記シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線に対応するパルス信号をもとに所定の演算処理を行い、前記シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線にそれぞれ対応する演算結果を表示器へ表示することを特徴とする請求項２記載の放射線モニタ。
【請求項７】放射線検出処理手段は、前記半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス幅を弁別し、その弁別結果と、前記半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス波高の弁別結果とをもとに、シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線に対応するパルス信号を出力し、信号処理出力手段は、前記放射線検出処理手段の出力した前記シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線に対応するパルス信号をもとに所定の演算処理を行い、該演算結果を表示器へ表示することを特徴とする請求項２記載の放射線モニタ。
【請求項８】シンチレータは放射線が入射する入射面側に配置され、半導体センサは前記シンチレータの裏面側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の放射線モニタ。
【請求項９】半導体センサは放射線が入射する入射面側に配置され、シンチレータは前記半導体センサの裏面側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の放射線モニタ。
【請求項１０】半導体センサの検知体として化合物半導体を使用したことを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載の放射線モニタ。
【請求項１１】半導体センサの検知体としてＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅを使用したことを特徴とする請求項１０記載の放射線モニタ。
【請求項１２】半導体センサとシンチレータなどから構成される放射線センサの健全性を確認するための放射線センサ健全性確認手段を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１１のうちのいずれか１項記載の放射線モニタ。
【請求項１３】放射線センサ健全性確認手段は、シンチレータに設けられ、光パルスが入射される光パルス入射窓と、該光パルス入射窓へ前記光パルスを入射する光パルス発生器とを備えたことを特徴とする請求項１２記載の放射線モニタ。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば原子力発電所等で使用して好適な放射線モニタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、原子力発電所においてγ線を測定対象とした放射線モニタには、従来、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータに光電子増倍管を光学的に結合した検出器が使用されてきた。しかしながら光電子増倍管は、電源投入（高圧電源印加）からゲインが安定するまで数時間を要し、また電源投入時に仮調整を行い、さらにゲイン安定後に本調整を行うなど２度の調整が必要であった。さらに光電子増倍管は使用に伴いゲインが劣化するため、運転中にもゲインの微調整が必要であった。これらの調整をなくして安定性の良いモニタを得る目的で、光電子増倍管の代わりに半導体センサを使用する試みがなされてきた。
【０００３】図１５は、従来の放射線モニタの構成を示すブロック図である。図において、１はシンチレータ、２は半導体センサ、３はパルス増幅器、４は波高弁別器、５はカウンタ、６は演算器、７はメモリ、８は表示器である。また、図１６は半導体センサ２の構造を示す模式図であり、図において、９は検知体、１０はマイナス電極、１１はプラス電極である。
【０００４】次に動作について説明する。シンチレータ１と半導体センサ２は光学的に結合され、放射線に対してシンチレータ１が入射面となるように配置される。シンチレータ１は、入射した放射線のエネルギーを吸収して蛍光を発する。その蛍光は光学結合を透過し、半導体センサ２に入射する。半導体センサ２に入射した蛍光は、透明なマイナス電極１０を透過し、Ｓｉ半導体からなる検知体９に入射し、そのエネルギーで電子と正孔を生成する。生成した電子はプラス電極１１へ、正孔はマイナス電極１０へ収集され、信号電荷として出力される。パルス増幅器３はこの信号電荷を入力し、電荷量に比例した電圧波高のパルスに変換し、更に、その電圧波高を増幅してアナログ信号パルスを出力する。波高弁別器４はアナログ信号パルスを入力し、そのアナログ信号パルスのパルス波高を弁別し、パルス波高が設定値以上の場合にディジタルパルスを出力し、設定値未満の場合にノイズとして除去する。カウンタ５は前記ディジタルパルスを入力して計数する。演算器６は定周期でカウンタ５のカウント値を読み込み、メモリ７の演算プログラムおよび格納されているデータにより計数率等の演算を行い、演算結果をメモリ７に格納するとともに表示器８に表示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光電子増倍管を半導体センサに置き換えた従来の放射線モニタは以上のように構成されているので、原子力発電所等で要求される５０ｋｅＶ～７ＭｅＶという広範囲のエネルギーを持ったγ線を測定対象とした場合、半導体センサが本来の機能である光に対して反応（光を電気信号に変換）するとともに、放射線に対しても反応（放射線を電気信号に変換）する。すなわち、光を検知する目的の半導体センサは厚さが薄いため、高エネルギー放射線は透過し易く、シンチレータと比較してその感度は無視できるが、低エネルギーの放射線は吸収される確率が高く、シンチレータと比較した場合その感度は大きく放射線測定において無視できなくなり、低エネルギー領域の放射線に対し半導体センサが放射線を計数してしまうことによるバックグラウンド計数率が大きくなってしまう。
【０００６】また、放射線に直接反応する場合と放射線がシンチレータに吸収されてその蛍光に反応する場合では、放射線に直接反応する場合の方が放射線のエネルギーに対して生成される電荷が１桁近く大きいため、シンチレータでは測定対象外の低エネルギー放射線が半導体センサで検知され、シンチレータの計測領域にバックグラウンドカウントとして入り込んでしまう。この結果、低エネルギー領域におけるバックグラウンド計数率が大きくなり、放射線のエネルギーに応じた測定を行う際の分解能を低下させるとともに放射線モニタの検出感度を低下させてしまう課題があった。
【０００７】この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、放射線の測定を行う際の放射線のエネルギーに応じた分解能の低下を回避し、測定精度を向上させることの可能な放射線モニタを得ることを目的とする。
【０００８】また、この発明は、良好な温度特性を有した放射線モニタを得ることを目的とする。
【０００９】さらに、この発明は、高い信頼性を維持することの可能な放射線モニタを得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る放射線モニタは、シンチレータと半導体センサなどから構成された放射線センサと、前記半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス幅をもとに放射線の検出を行いパルス信号を出力する放射線検出処理手段と、該放射線検出処理手段が出力した前記パルス信号をもとに、所定の演算処理を行い、該演算結果を表示器へ表示する信号処理出力手段とを備えるようにしたものである。
【００１１】この発明に係る放射線モニタは、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅とパルス波高とから測定対象とする放射線について検出を行うようにしたものである。
【００１２】この発明に係る放射線モニタは、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅の弁別結果と、波高についての上限値と下限値とを規定するウィンドウによるアナログ信号パルスの波高の分析結果とをもとに、測定対象とする放射線について検出を行うようにしたものである。
【００１３】この発明に係る放射線モニタは、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅により、測定対象とする放射線について弁別を行い、当該測定対象とする放射線についての前記アナログ信号パルスごとの波高ピーク値を分析して出力する放射線検出処理手段と、該放射線検出処理手段が出力した前記アナログ信号パルスごとの波高ピーク値をもとに、前記測定対象とする放射線についてのエネルギー分布を示すデータをスペクトルデータとしてして求め、表示器に表示する信号処理出力手段とを備えるようにしたものである。
【００１４】この発明に係る放射線モニタは、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅の弁別結果と、前記半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス波高に対し異なる波高レベル範囲で規定されたウィンドウによる分析結果とから測定対象とするエネルギーレベルの異なる放射線をそれぞれ検出し、シンチレータが検知した前記エネルギーレベルの異なる放射線に対応するパルス信号を出力する放射線検出処理手段と、該放射線検出処理手段が出力した前記エネルギーレベルの異なる放射線に対応するパルス信号をもとに所定の演算処理を行い、前記エネルギーレベルの異なる放射線にそれぞれ対応する演算結果を表示器へ表示する信号処理出力手段とを備えるようにしたものである。
【００１５】この発明に係る放射線モニタは、シンチレータが放射線を検知することにより出力される信号パルスのパルス幅の範囲を基準に設定された第１のウィンドウと、半導体センサが直接放射線を吸収することにより出力される信号パルスのパルス幅の範囲を基準に設定された第２のウィンドウとをもとに分析したアナログ信号パルスのパルス幅と、低エネルギーレベルの放射線に対応したウィンドウと、高エネルギーレベルの放射線に対応したウィンドウとをもとに分析したアナログ信号パルスのパルス波高とから測定対象とするエネルギーレベルの異なる放射線をそれぞれ検出し、前記シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線に対応するパルス信号を出力する放射線検出処理手段と、該放射線検出処理手段の出力した前記シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線に対応するパルス信号をもとに所定の演算処理を行い、前記シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線にそれぞれ対応する演算結果を表示器へ表示する信号処理出力手段とを備えるようにしたものである。
【００１６】この発明に係る放射線モニタは、半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス幅を弁別し、その弁別結果と、前記半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス波高の弁別結果とをもとに、シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線に対応するパルス信号を出力する放射線検出処理手段と、該放射線検出処理手段の出力した前記シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線に対応するパルス信号をもとに所定の演算処理を行い、該演算結果を表示器へ表示する信号処理出力手段とを備えるようにしたものである。
【００１７】この発明に係る放射線モニタは、放射線が入射する入射面側に配置されたシンチレータと、前記シンチレータの裏面側に配置されている半導体センサとを備えるようにしたものである。
【００１８】この発明に係る放射線モニタは、放射線が入射する入射面側に配置された半導体センサと、前記半導体センサの裏面側に配置されているシンチレータとを備えるようにしたものである。
【００１９】この発明に係る放射線モニタは、半導体センサの検知体として化合物半導体を使用したものである。
【００２０】この発明に係る放射線モニタは、半導体センサの検知体としてＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅを使用したものである。
【００２１】この発明に係る放射線モニタは、半導体センサとシンチレータなどから構成される放射線センサの健全性を確認するための放射線センサ健全性確認手段を備えるようにしたものである。
【００２２】この発明に係る放射線モニタは、シンチレータに設けられ、光パルスを入射するための光パルス入射窓と、該光パルス入射窓へ前記光パルスを入射する光パルス発生器とを放射線センサ健全性確認手段が備えるようにしたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態について説明する。
実施の形態１．図１は、この実施の形態１の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図において、１はシンチレータ（放射線センサ）、２は半導体センサ（放射線センサ）、３はパルス増幅器、５はカウンタ（信号処理出力手段）、６は演算器（信号処理出力手段）、７はメモリ、８は表示器、１２はパルス幅弁別器（放射線検出処理手段）である。符号Ａは、パルス増幅器３の出力側とパルス幅弁別器１２の入力側との接続点であるノード、符号Ｂはパルス幅弁別器１２の出力側とカウンタ５の入力側との接続点であるノードを示す。
【００２４】次に動作について説明する。シンチレータ１と半導体センサ２は光学的に結合され、放射線に対してシンチレータ１が入射面となるように配置されている。シンチレータ１は、入射した放射線のエネルギーを吸収して蛍光を発する。その蛍光は光学結合を透過し、半導体センサ２に入射する。半導体センサ２に入射した蛍光は、図１６に示す透明なマイナス電極１０を透過し、半導体センサ２のＳｉ半導体からなる検知体９に入射し、そのエネルギーで電子と正孔を生成する。生成した電子はプラス電極１１へ、正孔はマイナス電極１０へ収集され、信号電荷として出力される。パルス増幅器３はこの信号電荷を入力し、電荷量に比例した電圧波高のパルスに変換し、更に、その電圧波高を増幅してアナログ信号パルスを出力する。
【００２５】パルス幅弁別器１２は、入力された前記アナログ信号パルスのパルス幅を弁別し、その弁別結果に応じてディジタルパルスを出力する。カウンタ５は前記ディジタルパルスを入力して計数する。演算器６は定周期でカウンタ５のカウント値を読み込み、メモリ７の演算プログラムおよび格納されているデータにより計数率等の演算を行い、演算結果をメモリ７に格納するとともに表示器８に表示する。
【００２６】図２は、図１のパルス増幅器３の出力側とパルス幅弁別器１２の入力側との接続点であるノードＡと、パルス幅弁別器１２の出力側とカウンタ５の入力側との接続点であるノードＢにおける信号波形を示す信号波形図であり、パルス幅弁別器１２は、パルス増幅器３からノードＡへ出力されたアナログ信号パルスａを入力し、パルス幅を弁別してそのパルス幅ｂが設定値ｃ以上の場合に、ノードＢにディジタルパルスｄを出力する。ｅはパルス幅弁別器１２のコモン電圧、ｆはパルス幅弁別器１２の弁別開始電圧、ｇはパルス幅弁別器１２の弁別終了電圧であり、アナログ信号パルスａの振幅が符号ｆで示す弁別開始電圧を超えてから、符号ｇで示す弁別終了電圧を下回るまでの時間がパルス幅ｂとなる。この場合、弁別終了電圧ｇは弁別開始電圧ｆよりコモン電圧ｅに近接するようにして、弁別終了電圧ｇと弁別開始電圧ｆとの間に幅を設定しヒステリシスを持たせ、符号ｈで示すノイズにより誤動作しないように設定される。
【００２７】パルス幅弁別器１２は、入力されたアナログ信号パルスａが弁別開始電圧ｆに達するとパルス幅の弁別を開始し、その後、弁別終了電圧ｇを下回るとパルス幅の弁別を終了し、この結果得られたパルス幅ｂがパルス幅ｂ＞設定値ｃを満たす場合のみＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｄを出力する。
【００２８】これは、シンチレータ１に放射線が入射することにより出力される信号パルスのパルス幅は、シンチレータ１に放射線が入射して蛍光を発した時の減衰時間と、その蛍光が半導体センサ２に入射して電子と正孔が生成され、その電荷が移動して電極に収集される時間の和に依存し、また、半導体センサ２が直接放射線を吸収することにより出力される信号パルスのパルス幅は、半導体センサ２が放射線を吸収することにより生成される電子と正孔が電極に移動して収集される時間に依存し、この結果、シンチレータ１で検知した放射線の信号パルスは、半導体センサ２で検知した放射線の信号パルスよりパルス幅が大きいという見地から設定されたものである。
【００２９】従って、この場合、設定値ｃは、（半導体センサ２が直接放射線を検知した場合のパルス幅）＜設定値ｃ＜（半導体センサ２がシンチレータ１の光を検知して間接的に放射線を検知した場合のパルス幅）となるように設定される。
【００３０】図２において、アナログ信号パルスａはシンチレータ１が放射線に反応した場合のパルス増幅器３の出力波形であり、アナログ信号パルスａ’は半導体センサ２が放射線に直接反応した場合のパルス増幅器３の出力波形であり、これらアナログ信号パルスａとアナログ信号パルスａ’に対応してパルス幅弁別器１２で弁別されたパルス幅ｂがパルス幅ｂ＞設定値ｃを満たす場合のみパルス幅弁別器１２はディジタルパルスｄを出力するため、シンチレータ１が放射線に反応した場合のパルス増幅器３が出力するアナログ信号パルスａに対してはディジタルパルスｄを出力し、半導体センサ２が放射線に反応した場合のパルス増幅器３が出力するアナログ信号パルスａ’に対してはディジタルパルスｄを出力しない。
【００３１】従って、パルス増幅器３が出力したアナログ信号パルスのパルス幅を弁別し、半導体センサ２が直接放射線を検知したときのパルス増幅器３が出力する信号を排除し、シンチレータ１を介して間接的に検知した信号のみを測定できる。
【００３２】以上のように、この実施の形態１によれば、半導体センサ２が放射線を直接検知したときのパルス増幅器３が出力するアナログ信号パルスを排除して、シンチレータ１を介して間接的に検知したときのパルス増幅器３が出力するアナログ信号パルスのみを測定することができるため、低エネルギー領域におけるバックグラウンド計数率を小さく出来、この結果、エネルギー分解能の低下、放射線モニタの検出感度の低下を回避できる放射線モニタが得られる効果がある。
【００３３】実施の形態２．図３は、この実施の形態２の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図３において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図において、４はパルス増幅器３から入力されたアナログ信号パルスの波高を弁別し、その弁別結果に応じてディジタルパルスを出力する波高弁別器（放射線検出処理手段）、１３は前記実施の形態１で説明したパルス幅弁別器１２からディジタルパルスｄが出力された期間機能し、そのパルス幅弁別器１２から出力されたディジタルパルスｄと、波高弁別器４から出力されたディジタルパルスとの論理積を演算し出力するゲート回路（放射線検出処理手段）である。なお、波高弁別器４から出力されたディジタルパルスは、ゲート回路１３の一方の入力端子へ供給され、パルス幅弁別器１２から出力されたディジタルパルスｄは、ゲート回路１３の他方の入力端子へ供給される。
【００３４】符号Ａは、パルス増幅器３の出力側と、波高弁別器４およびパルス幅弁別器１２の入力側との接続点であるノード、符号Ｃは波高弁別器４の出力側とゲート回路１３の前記一方の入力端子との接続点であるノード、符号Ｂはパルス幅弁別器１２の出力側とゲート回路１３の前記他方の入力端子との間の接続点であるノード、符号Ｄはゲート回路１３の出力側とカウンタ５の入力側との接続点であるノードである。
【００３５】次に動作について説明する。図４は、図３の各ノードＡ～Ｄの信号波形を示す信号波形図である。この実施の形態２においても、シンチレータ１と半導体センサ２は光学的に結合され、放射線に対してシンチレータ１が入射面となるように配置されている。シンチレータ１は、入射した放射線のエネルギーを吸収して蛍光を発する。その蛍光は光学結合を透過し、半導体センサ２に入射する。半導体センサ２に入射した蛍光は、図１６に示す透明なマイナス電極１０を透過し、半導体センサ２のＳｉ半導体からなる検知体９に入射し、そのエネルギーで電子と正孔を生成する。生成した電子はプラス電極１１へ、正孔はマイナス電極１０へ収集され、信号電荷として出力される。パルス増幅器３はこの信号電荷を入力し、電荷量に比例した電圧波高のパルスに変換し、更に、その電圧波高を増幅してアナログ信号パルスを波高弁別器４とパルス幅弁別器１２へ出力する。
【００３６】パルス幅弁別器１２は、入力された前記アナログ信号パルスのパルス幅を前記実施の形態１で説明したように弁別し、その弁別結果に応じてノードＢへディジタルパルスｄを出力する。このパルス幅弁別器１２が出力するディジタルパルスｄは、ゲート回路１３の前記他方の入力端子へ出力される。
【００３７】一方、波高弁別器４は、入力された前記アナログ信号パルスのパルス高を弁別し、その弁別結果に応じてＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｉをノードＣへ出力する。この波高弁別器４が出力するディジタルパルスｉはゲート回路１３の前記一方の入力端子へ供給される。
【００３８】ゲート回路１３は、パルス幅弁別器１２からディジタルパルスｄが出力されている期間、すなわち他方の入力端子へＨｉｇｈレベルが与えられている期間に限り、波高弁別器４から出力されたディジタルパルスｉの通過を許すように動作し、パルス幅弁別器１２から出力された前記ディジタルパルスｄと、前記波高弁別器４から出力されたディジタルパルスｉとの論理積を演算し、ゲート回路１３の出力側のノードＤにＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｊを出力する。
【００３９】この場合、図４に示すように、符号ｋは波高弁別器４の弁別開始電圧、符号ｇは波高弁別器４の弁別終了電圧であり、波高弁別器４からノードＣへ出力されるディジタルパルスｉは、パルス増幅器３の出力側のノードＡへ出力されたアナログ信号パルスａが弁別開始電圧ｋに達すると反転してＨｉｇｈレベルになり、弁別終了電圧ｇに戻ると復帰しＬｏｗレベルになる信号である。そして、波高弁別器４の弁別開始電圧ｋは、パルス幅弁別器１２の弁別開始電圧ｆに対して、弁別開始電圧ｋ＞弁別開始電圧ｆとなるように設定され、また、波高弁別器４の弁別終了電圧ｇは、パルス幅弁別器１２の弁別終了電圧ｇと同じレベルに設定されている。
【００４０】カウンタ５は前記ディジタルパルスｊを計数する。演算器６は定周期でカウンタ５のカウント値を読み込み、メモリ７の演算プログラムおよび格納されているデータにより計数率等の演算を行い、その演算結果をメモリ７に格納するとともに表示器８に表示する。
【００４１】従って、前記実施の形態１では、パルス幅弁別精度を確保するため必然的にパルス幅の弁別開始電圧ｆを低く抑える必要があったが、この実施の形態２では、波高の弁別開始電圧ｋを測定対象の放射線のエネルギーに応じて設定できるため、図４の符号ａ”で示すアナログ信号パルスのように、測定対象の放射線のエネルギーを、その波高により分別して、例えば弁別開始電圧ｋを超えない波高として得られる放射線についてはカウンタ５で計測されないようにすることで、シンチレータ１が反応した放射線のエネルギーに応じた測定が可能になる。
【００４２】以上のように、この実施の形態２によれば、パルス増幅器３が出力するアナログ信号パルスのパルス幅をもとに半導体センサ２が放射線を直接検知したときのパルス増幅器３が出力するアナログ信号パルスを排除して、シンチレータ１を介して放射線を間接的に検知したときのパルス増幅器３が出力するアナログ信号パルス信号のみを測定し、さらに前記測定した前記アナログ信号パルスの波高をもとに放射線のエネルギーを分別して検出するようにしたので、前記実施の形態１の効果に加え、さらに、シンチレータ１が反応した放射線のうちであるエネルギー以上の放射線のみを測定しようとする場合に、そのエネルギーを下回るエネルギーの放射線は測定にかからないようにして、目的とするエネルギーを有した放射線の測定を、ノイズによる影響を排除して容易に行えるなど、測定対象とする放射線のエネルギーに応じた、信頼性の高い測定を実現できる放射線モニタが得られる効果がある。
【００４３】実施の形態３．図５は、この実施の形態３の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図５において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図において、１４は第１の波高弁別器（放射線検出処理手段）、１５は第２の波高弁別器（放射線検出処理手段）である。１６はパルス幅弁別器１２がノードＢへ出力したＨｉｇｈレベルのディジタルパルスを反転し、ノードＥへ出力する反転回路（放射線検出処理手段）である。
【００４４】１７は第１の波高弁別器１４が出力したＨｉｇｈレベルのディジタルパルスが供給される一方の入力端子、およびパルス幅弁別器１２が出力したＨｉｇｈレベルのディジタルパルスが供給される他方の入力端子を備えた第１のゲート回路（放射線検出処理手段）である。この第１のゲート回路１７では、パルス幅弁別器１２から前記ディジタルパルスが出力されている期間に限り、第１の波高弁別器１４から出力されたディジタルパルスの通過を許すように動作し、パルス幅弁別器１２から出力された前記ディジタルパルスと、前記第１の波高弁別器１４から出力されたディジタルパルスとの論理積を演算し、その演算結果に応じて第１のゲート回路１７の出力側のノードＤにディジタルパルスを出力する。
【００４５】１８は反転回路１６の出力が供給される一方の入力端子、および第２の波高弁別器１５が出力したＨｉｇｈレベルのディジタルパルスが供給される他方の入力端子を備えた第２のゲート回路（放射線検出処理手段）である。この第２のゲート回路１８は、パルス幅弁別器１２からＨｉｇｈレベルのディジタルパルスが出力されていない場合、すなわち他方の入力端子がＨｉｇｈレベルである期間に限り、第２の波高弁別器１５からノードＦへ出力されたＨｉｇｈレベルのディジタルパルスの通過を許すように動作し、パルス幅弁別器１２から出力された前記ディジタルパルスを反転する反転回路１６の出力と、前記第２の波高弁別器１５から出力されたディジタルパルスとの論理積を演算し、その演算結果に応じてノードＧにＨｉｇｈレベルのディジタルパルスを出力する。１９は第１のカウンタ（信号処理出力手段）、２０は第２のカウンタ（信号処理出力手段）である。
【００４６】また、この実施の形態３では、半導体センサ２が放射線入射面になるように、シンチレータ１は半導体センサ２の裏面側に配置した構成である。
【００４７】ノードＡはパルス増幅器３の出力側と、第１の波高弁別器１４、パルス幅弁別器１２および第２の波高弁別器１５の入力側との接続点であるノード、ノードＢはパルス幅弁別器１２の出力側と、第１のゲート回路１７および反転回路１６の入力側との接続点であるノード、ノードＣは第１の波高弁別器１４の出力側と第１のゲート回路１７の前記一方の入力端子との接続点であるノード、ノードＤは第１のゲート回路１７の出力側と第１のカウンタ１９の入力側との接続点であるノード、ノードＥは反転回路１６の出力側と第２のゲート回路１８の前記一方の入力端子との接続点であるノード、ノードＦは第２の波高弁別器１５の出力側と第２のゲート回路１８の前記他方の入力端子との接続点であるノード、ノードＧは第２のゲート回路１８の出力側と第２のカウンタ２０の入力側との接続点であるノードである。
【００４８】次に動作について説明する。図６は、図５に示した各ノードＡ～Ｇの信号波形を示す信号波形図である。図において、符号ｋ１は第１の波高弁別器１４における弁別開始電圧、符号ｇは弁別終了電圧を示している。また、第２の波高弁別器１５では、前記第１の波高弁別器１４の弁別開始電圧ｋ１と同レベルの弁別開始電圧ｋ１と弁別終了電圧ｋ２が設定されている。そして、第２の波高弁別器１５の内部では、パルス増幅器３のノードＡへ出力したアナログ信号パルスａが前記第２の波高弁別器１５の弁別開始電圧ｋ１に達するとセットされ、また前記アナログ信号パルスａが弁別終了電圧ｋ２に戻るとリセットされもとの状態に復帰するディジタルパルスが生成され、さらにこのディジタルパルスの立ち下がりでディジタルパルスｎが発生しノードＦに出力される。
【００４９】図６に示すように、パルス増幅器３からアナログ信号パルスａまたはアナログ信号パルスａ’が出力されると、パルス幅弁別器１２は前記実施の形態１で説明したように、前記アナログ信号パルスに対しパルス幅を弁別し、そのパルス幅ｂがパルス幅ｂ＞設定値ｃを満たす場合のみＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｄをノードＢへ出力する。
【００５０】従って、パルス増幅器３からアナログ信号パルスａが出力された場合には、前記実施の形態１で説明したようにパルス幅弁別器１２はノードＢへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｄを出力し、パルス増幅器３からアナログ信号パルスａ’が出力された場合には、前記実施の形態１で説明したようにパルス幅弁別器１２はノードＢへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｄは出力しない。
【００５１】パルス増幅器３からアナログ信号パルスａが出力された場合、反転回路１６は、パルス幅弁別器１２がノードＢへ出力したＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｄを反転させ、反転したＬｏｗレベルのディジタルパルスｍをノードＥへ出力する。第２のゲート回路１８では、反転回路１６がノードＥへＬｏｗレベルのディジタルパルスｍを出力している期間には、第２の波高弁別器１５がノードＦへ出力したディジタルパルスｎの通過を許可せず、ＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｐをノードＧへ出力することはなく、ノードＧはＬｏｗレベルの状態を維持する。
【００５２】一方、パルス増幅器３からアナログ信号パルスａ’が出力された場合には、パルス幅弁別器１２はノードＢへディジタルパルスｄを出力しないため、反転回路１６はノードＢのＬｏｗレベルを反転したＨｉｇｈレベルをノードＥへ出力し第２のゲート回路１８の他方の入力端子へ供給する。この結果、第２のゲート回路１８では、この他方の入力端子へＨｉｇｈレベルが供給されている期間、第２の波高弁別器１５が出力するＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｎの通過を許容し、前記他方の入力端子へ供給されているＨｉｇｈレベルと前記ディジタルパルスｎの論理積を演算する結果、第２のゲート回路１８からはノードＧへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｐが出力される。そして、第２のゲート回路１８がノードＧへ出力したディジタルパルスｐは、第２のカウンタ２０に入力され計数される。
【００５３】一方、第１のゲート回路１７では、パルス幅弁別器１２がノードＢへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｄを出力している期間だけ、第１の波高弁別器１４がノードＣへ出力したＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｉの通過を許可し、ディジタルパルスｄとディジタルパルスｉの論理積として、ＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｊをノードＤへ出力する。
【００５４】従って、パルス増幅器３からアナログ信号パルスａが出力された場合、パルス幅弁別器１２はノードＢへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｄを出力するため、第１のゲート回路１７はこの期間だけ第１の波高弁別器１４がノードＣへ出力したＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｉの通過を許可し、ディジタルパルスｄとディジタルパルスｉの論理積として、ＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｊをノードＤへ出力する。
【００５５】一方、パルス増幅器３からアナログ信号パルスａ’が出力された場合、パルス幅弁別器１２はノードＢへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｄを出力しないため、第１のゲート回路１７は第１の波高弁別器１４がノードＣへ出力したＨｉｇｈレベルのディジタルパルスｉの通過を許可せず、ノードＤはＬｏｗレベルを維持する。
【００５６】そして、第１のゲート回路１７がノードＤへ出力したディジタルパルスｊは、第１のカウンタ１９に入力され計数される。
【００５７】演算器６は、第１のカウンタ１９と第２のカウンタ２０のカウント値を定周期でそれぞれ入力し、計数率等の演算を行う。
【００５８】半導体センサ２は厚さが薄いため、高エネルギー放射線は透過し易いが、低エネルギーの放射線は吸収される確率が高い。また、半導体センサ２は、放射線に直接反応する場合と放射線がシンチレータ１に吸収されてその蛍光に反応する場合を比較すると、放射線に直接反応する場合の方が放射線のエネルギーに対して生成される電荷が１桁近く大きい。従って、半導体センサ２は低エネルギーに対して感度が高く、シンチレータ１は高エネルギーに対して感度が高い。
【００５９】このようなことから、半導体センサ２を放射線の入射面に配置し、その裏側にシンチレータ１を配置し、低エネルギーの放射線がシンチレータ１へ達する前に半導体センサ２で吸収してしまい、この低エネルギーの放射線をシンチレータ１が吸収する可能性を小さくすることで、半導体センサ２が低エネルギーの放射線を直接検知したときに、前記低エネルギーの放射線をシンチレータ１が吸収することによるバックグラウンドカウントを排除する。この状態で、パルス幅を弁別して半導体センサ２が直接放射線を検知した信号とシンチレータ１を介して間接的に検知した信号を識別し、それぞれの信号を別々のカウンタで計測することにより、半導体センサ２で検知した低エネルギーの放射線を、また同時に、シンチレータ１で検知した高エネルギーの放射線を、それぞれ高感度で測定する。
【００６０】なお、この実施の形態３における半導体センサ２とシンチレータ１との構成は、前記実施の形態１、前記実施の形態２および、後述する実施の形態４から実施の形態１０の放射線モニタに適用できる。
【００６１】以上のように、この実施の形態３によれば、低エネルギーの放射線と高エネルギーの放射線についての測定を別々に、かつ並行して行い、さらに低エネルギーの放射線を半導体センサ２が直接検知したときのバックグラウンドカウントを排除することが可能になり、半導体センサ２で検出した低エネルギーの放射線と、シンチレータ１で検出した高エネルギーの放射線を、それぞれ高感度、高精度で測定できる放射線モニタが得られる効果がある。
【００６２】実施の形態４．前記実施の形態１から実施の形態３においては、半導体センサ２の検知体９としてＳｉ半導体を使用する例について説明したが、これに限ることはなく、化合物半導体のＣｄＴｅを用いて検知体９を形成してもよい。一般的にγ線の光電吸収は、原子番号の５乗に比例する。Ｓｉの原子番号は１４であるのに対し、ＣｄＴｅは実効原子番号は５０である。図７はＳｉとＣｄＴｅの光電吸収を示す特性図であり、光子エネルギーが比較的小さい場合は、ＣｄＴｅはＳｉに対して２桁以上感度が良いことがわかる。
【００６３】従って、検知体９としてＣｄＴｅを用いることにより、低エネルギーの放射線を、更に高感度で測定できる放射線モニタが得られる効果がある。
【００６４】実施の形態５．図８は、検知体９が化合物半導体のＣｄＴｅと、同じく化合物半導体のＣｄＺｎＴｅとでそれぞれ形成される半導体センサ２にγ線を照射し、検出効率の温度特性を比較したものであり、ＣｄＴｅは５０℃以上の温度で検出効率が低下し始め、実用的に要求される±１０％特性を満たすのは約６０℃までである。ＳｉもＣｄＴｅと概ね同様の温度特性を示す。
【００６５】これに対して、ＣｄＺｎＴｅは約１００℃まで検出効率が安定している。例えば、前記実施の形態３の放射線モニタを用いて、原子力発電所において主蒸気管中のＸｅ－１３３から放射される低エネルギーγ線とＮ－１６から放射される高エネルギーγ線を同時に測定する場合に、半導体センサ２は主蒸気管近傍に設置されるため、常温から約１００℃まで温度特性が良好であることが要求されるが、検知体９にＣｄＺｎＴｅを用いることにより、温度の高い環境下で要求される良好な温度特性の放射線モニタを容易に実現できる効果がある。
【００６６】実施の形態６．図９は、この実施の形態６の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図９において図３と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。この実施の形態６の放射線モニタは、前記実施の形態２における波高弁別器４に替えてシングルチャネル波高分析器を用いるようにしたものである。図において、２１はシングルチャネル波高分析器（放射線検出処理手段）であり、パルス増幅器３が出力したアナログ信号パルスの波高値が、設定されたウィンドウの範囲内に入った後、前記ウィンドウの下限を規定する閾値を下回ったタイミングでディジタルパルスを出力する。このシングルチャネル波高分析器２１に設定されたウィンドウを規定する上限および下限の閾値は、シンチレータ１における放射線の検知を、ノードＡに出力されるアナログ信号パルスの波高値をもとに識別可能なように設定される。
【００６７】図１０は、図９のブロック図で示した放射線モニタの各部の信号波形を示す信号波形図であり、図４と同一の部分については同一の符号を付し説明を省略する。符号Ａはパルス増幅器３の出力側と、シングルチャネル波高分析器２１およびパルス幅弁別器１２の入力側との接続点を示すノード、符号Ｂはパルス幅弁別器１２の出力側とゲート回路１３の他方の入力端子との接続点を示すノード、符号Ｉはシングルチャネル波高分析器２１の出力側とゲート回路１３の一方の入力端子との接続点を示すノード、Ｊはゲート回路１３の出力側とカウンタ５の入力側との接続点を示すノードである。
【００６８】また、ｋ１とｋ２は、シングルチャネル波高分析器２１に設定されたウィンドウを規定する閾値であり、ｋ１は下限を規定する閾値、ｋ２は上限を規定する閾値である。
【００６９】次に動作について説明する。ゲート回路１３は、パルス幅弁別器１２がノードＢへ出力するディジタルパルスｄの信号期間だけ、シングルチャネル波高分析器２１がノードＩへ出力したディジタルパルスｔの通過を許可し、ノードＪにディジタルパルスｕを出力する。シングルチャネル波高分析器２１は、パルス増幅器３がノードＡへ出力する符号ａで示すアナログ信号パルスの波高値が閾値ｋ１と閾値ｋ２で規定されるウィンドウに入った後、前記ウィンドウの下限を規定する閾値を下回ったタイミングでノードＩにディジタルパルスｔを出力する。
【００７０】従って、シンチレータ１で検知した放射線について、前記閾値ｋ１と閾値ｋ２で規定されるウィンドウで波高を選択することで識別して計測することにより、対象とするエネルギーレベルの放射線のみを正確に測定できる。
【００７１】以上のように、この実施の形態６によれば、半導体センサ２が直接放射線を検知した信号とシンチレータ１を介して間接的に検知した信号をパルス幅により弁別し、前記パルス幅で弁別した放射線について、更にシングルチャネル波高分析器２１の前記ウィンドウで波高を分析し計測することにより、対象とするエネルギーを有した放射線を選択的により正確に測定できる放射線モニタが得られる効果がある。
【００７２】実施の形態７．図１１は、この実施の形態７の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図９と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図において、２２はマルチチャネル波高分析器（放射線検出処理手段）である。このマルチチャネル波高分析器２２は、前記実施の形態１で説明したパルス幅弁別器１２からディジタルパルスｄが出力された期間機能し、パルス増幅器３がノードＡへ出力したアナログ信号パルスの波高のピーク値をホールドしてＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換されたデータは、パルス幅弁別器１２が出力するディジタルパルスをトリガ信号として演算器６に伝送される。
【００７３】演算器６は前記Ａ／Ｄ変換されたデータを読み込み、演算を行い、例えば前記アナログ信号パルスについて同一の波高値を示す当該アナログ信号パルスをカウントしてその計数を求め、前記波高値に対する前記計数の分布を示すデータをスペクトルデータとしてメモリに格納し、割り込み要求により、または定期的に、表示器８に表示する。
【００７４】以上のように、この実施の形態７によれば、半導体センサ２が直接放射線を検知した信号とシンチレータ１を介して間接的に検知した信号をパルス幅により弁別し、更に、前記弁別したシンチレータ１を介して間接的に検知した信号のエネルギースペクトル（波高に対する計数値の分布）を測定することにより、精度の高い波高分析を行うことが出来る放射線モニタが得られる効果がある。
【００７５】実施の形態８．図１２は、この実施の形態８の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図５または図９と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図において、２３は第１のシングルチャネル波高分析器（放射線検出処理手段）、２４は第２のシングルチャネル波高分析器（放射線検出処理手段）である。符号Ａはパルス増幅器３の出力側と、第１のシングルチャネル波高分析器２３、第２のシングルチャネル波高分析器２４およびパルス幅弁別器１２の入力側との接続点であるノード、符号Ｂはパルス幅弁別器１２の出力側と、第１のゲート回路１７および第２のゲート回路１８の入力側との接続点であるノード、符号Ｉは第１のシングルチャネル波高分析器２３の出力側と第１のゲート回路１７の入力側との接続点であるノード、符号Ｊは第１のゲート回路１７の出力側と第１のカウンタ１９の入力側との接続点であるノード、符号Ｍは第２のシングルチャネル波高分析器２４の出力側と第２のゲート回路１８の入力側との接続点であるノード、符号Ｎは第２のゲート回路１８の出力側と第２のカウンタ２０の入力側との接続点であるノードを示す。
【００７６】第１のシングルチャネル波高分析器２３は、パルス増幅器３がノードＡへ出力するアナログ信号パルスの波高値が第１のエネルギーレベルに対応した下限を規定する閾値と上限を規定する閾値で規定されるウィンドウに入った後、前記ウィンドウの下限を規定する前記閾値を下回ったタイミングでノードＩにディジタルパルスを出力する。
【００７７】第２のシングルチャネル波高分析器２４は、パルス増幅器３がノードＡへ出力するアナログ信号パルスの波高値が第２のエネルギーレベルに対応した下限を規定する閾値と上限を規定する閾値で規定されるウィンドウに入った後、前記ウィンドウの下限を規定する前記閾値を下回ったタイミングでノードＭにディジタルパルスを出力する。
【００７８】また、第２のシングルチャネル波高分析器２４の前記ウィンドウは、第１のシングルチャネル波高分析器２３の前記ウィンドウより波高的に高いレベルに設定されている。
【００７９】次に動作について説明する。パルス増幅器３からアナログ信号パルスが出力されると、パルス幅弁別器１２は前記実施の形態１で説明したように、前記アナログ信号パルスに対しパルス幅を弁別し、そのパルス幅ｂがパルス幅ｂ＞設定値ｃを満たす場合のみＨｉｇｈレベルのディジタルパルスをノードＢへ出力する。
【００８０】従って、パルス増幅器３からアナログ信号パルスが出力され、前記実施の形態１で説明したようにパルス幅弁別器１２からノードＢへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスが出力された場合、第２のゲート回路１８では、他方の入力端子へ前記Ｈｉｇｈレベルのディジタルパルスが供給されている期間、第２のシングルチャネル波高分析器２４がノードＭへ出力するＨｉｇｈレベルのディジタルパルスの通過を許容し、前記ディジタルパルス両者間の論理積を演算し、その演算結果をノードＮへ出力する。そして、第２のゲート回路１８のノードＮへの出力は第２のカウンタ２０に入力され計数される。
【００８１】一方、第１のゲート回路１７でも、パルス幅弁別器１２がノードＢへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスを出力している期間だけ、第１のシングルチャネル波高分析器２３がノードＩへ出力したＨｉｇｈレベルのディジタルパルスの通過を許可し、前記ディジタルパルス両者間の論理積を演算し、その演算結果をノードＪへ出力する。
【００８２】また、パルス増幅器３から出力されたアナログ信号パルスがパルス幅ｂ＞設定値ｃの条件を満たしていない場合、パルス幅弁別器１２はノードＢへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスを出力しないため、第１のゲート回路１７はノードＪをＬｏｗレベルに維持し、また第２のゲート回路１８もノードＮをＬｏｗレベルに維持する。
【００８３】そして、第１のゲート回路１７がノードＪへ出力したディジタルパルスは、第１のカウンタ１９に入力され計数され、また、第２のゲート回路１８がノードＮへ出力したディジタルパルスは、第２のカウンタ２０に入力され計数され、演算器６は、第１のカウンタ１９と第２のカウンタ２０のカウント値を定周期でそれぞれ入力し、計数率等の演算を行う。
【００８４】従って、パルス幅を弁別して半導体センサ２が直接放射線を検知した信号を排除し、シンチレータ１を介して間接的に検知した信号のみを識別し、さらに前記識別した信号について所望の複数のそれぞれエネルギーレベルの異なるウィンドウで波高を分析することにより、例えば、原子力発電所において主蒸気管中の放射性希ガスから放射される比較的低エネルギーのγ線とＮ－１６から放射される高エネルギーγ線を同時に測定する場合、第１のシングルチャネル波高分析器２３の低エネルギーに対応するウィンドウにより前記比較的低エネルギーのγ線についてバックグラウンドカウントを抑制しながら測定できるとともに、また第２のシングルチャネル波高分析器２４の高エネルギーに対応するウィンドウにより前記高エネルギーγ線については良好な分解能で測定できる放射線モニタが得られる効果がある。
【００８５】実施の形態９．図１３は、この実施の形態９の放射線モニタの構成を示すブロック図であり、図１２と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図において、２５は１個以上のウィンドウを有するパルス幅分析器（放射線検出処理手段）である。また、符号Ｂ１は、パルス幅分析器２５に設定された第１のパルス幅の範囲を規定する後述する第１のウィンドウにより分析されたアナログ信号パルスに対応してディジタルパルスが出力されるノード、符号Ｂ２はパルス幅分析器２５に設定された後述する第２のパルス幅の範囲を規定する第２のウィンドウにより分析されたアナログ信号パルスに対応してディジタルパルスが出力されるノードを示す。パルス幅分析器２５以外の構成および動作は前記実施の形態８と同じであるため説明を省略する。
【００８６】パルス幅分析器２５において、第１のウィンドウは、シンチレータ１に放射線が入射することにより出力される信号パルスのパルス幅の範囲を基準に設定される。このときの信号パルスのパルス幅は、前記実施の形態１でも述べたようにシンチレータ１に放射線が入射して蛍光を発した時の減衰時間と、その蛍光が半導体センサ２に入射して電子と正孔が生成され、その電荷が移動して電極に収集される時間の和に依存する。
【００８７】また、第２のウィンドウは、半導体センサ２が直接放射線を吸収することにより出力される信号パルスのパルス幅の範囲を基準に設定される。このときの信号パルスのパルス幅は、前記実施の形態１でも述べたように半導体センサ２が放射線を吸収することにより生成される電子と正孔が電極に移動して収集される時間に依存する。このようなことからシンチレータ１で検知した放射線の信号パルスは、半導体センサ２で検知した放射線の信号パルスよりパルス幅が大きい。従って、（第１のウィンドウの下限）＞（第２のウィンドウの上限）となるように設定される。また、ウィンドウの幅は、パルス幅が波高値に依存して変動する要素および回路に依存して変動する要素を包含するように設定される。
【００８８】次に動作について説明する。シンチレータ１が放射線を検知したときにパルス増幅器３からノードＡへ出力されたアナログ信号パルスは、そのパルス幅がパルス幅分析器２５の第１のウィンドウにより分析され識別され、この結果、ノードＢ１へＨｉｇｈレベルのディジタルパルスが出力される。一方、第１のシングルチャネル波高分析器２３では、ノードＡへ出力されたアナログ信号パルスの波高値を低エネルギーレベルに対応したウィンドウで分析し識別し、この結果、ノードＩへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスが出力される。第１のゲート回路１７は、ノードＩへ出力されたＨｉｇｈレベルのディジタルパルスとノードＢ１へ出力されたＨｉｇｈレベルのディジタルパルスとの論理積演算結果をノードＪへ出力し、第１のカウンタ１９はシンチレータ１が検知した放射線についての計数を行う。
【００８９】また、半導体センサ２が放射線を直接検知した場合には、パルス増幅器３からノードＡへ出力されたアナログ信号パルスは、パルス幅分析器２５の第２のウィンドウにより、そのパルス幅から半導体センサ２が放射線を直接検知したときのアナログ信号パルスと分析され識別され、この結果、ノードＢ２へＨｉｇｈレベルのディジタルパルスが出力される。一方、第２のシングルチャネル波高分析器２４では、ノードＡへ出力された前記アナログ信号パルスの波高値を、高エネルギーレベルに対応したウィンドウで分析し識別し、この結果、ノードＭへＨｉｇｈレベルのディジタルパルスが出力される。第２のゲート回路１８は、ノードＭへ出力されたＨｉｇｈレベルのディジタルパルスとノードＢ２へ出力されたＨｉｇｈレベルのディジタルパルスとの論理積演算結果をノードＮへ出力し、第２のカウンタ２０は半導体センサ２が直接検知した放射線についての計数を行う。
【００９０】この結果、パルス幅分析器２５でパルス幅を分析することにより、半導体センサ２が直接放射線を検知したときの信号とシンチレータ１を介して間接的に検知したときの信号の識別精度を高めることが可能であり、さらにパルス幅分析器２５の第１のウィンドウおよび第２のウィンドウにより、正規の信号よりパルス幅の小さいものおよび大きいものをノイズとして排除できるなど、測定対象とする放射線の測定精度を向上できる放射線モニタが得られる効果がある。また、半導体センサ２が直接検知した放射線、およびシンチレータ１を介して間接的に検知した放射線などの、エネルギーの異なる放射線を同時に測定できる放射線モニタが得られる効果がある。
【００９１】実施の形態１０．図１４は、この実施の形態１０の放射線モニタにおけるシンチレータ１と半導体センサ２などからなる放射線センサ３０の構造を示す構成図であり、図において、２６は光パルス入射窓（放射線センサ健全性確認手段）、２７は反射材、２８は光パルス発生器（放射線センサ健全性確認手段）である。シンチレータ１は、半導体センサ２との接合面および光パルス入射窓２６を除いて反射材２７で覆われており、反射材２７は、シンチレータ１の蛍光を反射して半導体センサ２へ導入することが可能なように構成されている。
【００９２】遠隔テスト操作により、光パルス発生器２８はホトダイオードを定周波数で発光させ、光パルス入射窓２６から光パルスを入射する。これにより放射線センサ３０の健全性を容易に確認することができる。また、光パルスにより発生する信号の波高が放射線の測定エネルギー範囲外になるように光パルスの強度を設定することにより、オンラインで放射線モニタの健全性を確認できる。
【００９３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、シンチレータと半導体センサなどから構成された放射線センサと、前記半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス幅をもとに放射線の検出を行いパルス信号を出力する放射線検出処理手段と、該放射線検出処理手段が出力した前記パルス信号をもとに、所定の演算処理を行い、該演算結果を表示器へ表示する信号処理出力手段とを備えるようにしたので、前記半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス幅をもとに測定対象とする放射線の検出を非測定対象の放射線の検出と区別することができ、エネルギー分解能の低下、放射線モニタの検出感度の低下を回避でき、測定精度を向上できる効果がある。
【００９４】この発明によれば、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅とパルス波高とから測定対象とする放射線について検出を行うように構成したので、測定対象の放射線をその波高により、前記放射線のエネルギーで分別して検出でき、測定対象の放射線のエネルギーに応じた測定が可能になり、測定精度を向上できる効果がある。
【００９５】この発明によれば、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅の弁別結果と、波高についての上限値と下限値とを規定するウィンドウによるアナログ信号パルスの波高の分析結果とをもとに、測定対象とする放射線について検出を行うように構成したので、測定対象の放射線の波高を前記ウィンドウにより分析し、前記放射線のエネルギーで分別して検出でき、対象とするエネルギーを有した放射線を前記アナログ信号パルスのパルス幅とパルス波高から選択的により正確に測定でき、測定精度を向上できる放射線モニタが得られる効果がある。
【００９６】この発明によれば、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅により、測定対象とする放射線について弁別を行い、当該測定対象とする放射線についての前記アナログ信号パルスごとの波高ピーク値を分析して出力する放射線検出処理手段と、該放射線検出処理手段が出力した前記アナログ信号パルスごとの波高ピーク値をもとに、前記測定対象の放射線についてのエネルギー分布を示すデータをスペクトルデータとしてして求め、表示器に表示する信号処理出力手段とを備えるように構成したので、測定対象の放射線の波高のピーク値を分析し、前記測定対象の放射線についてエネルギーごとに分別して検出でき、対象とする放射線についてのエネルギー分布を前記アナログ信号パルスのパルス幅とパルス波高から選択的により正確に測定でき、測定精度を向上できる放射線モニタが得られる効果がある。
【００９７】この発明によれば、半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス幅の弁別結果と、前記半導体センサの出力をもとに生成したアナログ信号パルスのパルス波高に対し異なる波高レベル範囲で規定されたウィンドウによる分析結果とから測定対象とするエネルギーレベルの異なる放射線をそれぞれ検出し、シンチレータが検知した前記エネルギーレベルの異なる放射線に対応するパルス信号を出力する放射線検出処理手段と、該放射線検出処理手段が出力した前記エネルギーレベルの異なる放射線に対応するパルス信号をもとに所定の演算処理を行い、前記エネルギーレベルの異なる放射線にそれぞれ対応する演算結果を表示器へ表示する信号処理出力手段とを備えるように構成したので、測定対象の放射線の波高を異なる波高レベル範囲で規定されたウィンドウにより分析することで、前記測定対象の放射線についてエネルギーごとに分別して検出でき、対象とする放射線のエネルギーに応じた検出を前記アナログ信号パルスのパルス幅とパルス波高から選択的に正確に測定でき、測定精度を向上できる放射線モニタが得られる効果がある。
【００９８】この発明によれば、シンチレータが放射線を検知することにより出力される信号パルスのパルス幅の範囲を基準に設定された第１のウィンドウと、半導体センサが直接放射線を吸収することにより出力される信号パルスのパルス幅の範囲を基準に設定された第２のウィンドウとをもとに分析したアナログ信号パルスのパルス幅と、低エネルギーレベルの放射線に対応したウィンドウと、高エネルギーレベルの放射線に対応したウィンドウとをもとに分析したアナログ信号パルスのパルス波高とから測定対象とするエネルギーレベルの異なる放射線をそれぞれ検出し、前記シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線に対応するパルス信号を出力する放射線検出処理手段を備えるように構成したので、半導体センサが直接放射線を検知したときの信号とシンチレータを介して間接的に検知したときの信号の識別精度を高めることが可能であり、さらにパルス幅分析器の第１のウィンドウおよび第２のウィンドウにより、正規の信号よりパルス幅の小さいものおよび大きいものをノイズとして排除できるなど測定精度を向上できる効果がある。
【００９９】この発明によれば、半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス幅を弁別し、その弁別結果と、前記半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス波高の弁別結果とをもとに、シンチレータが検知した放射線と前記半導体センサが直接吸収した放射線に対応するパルス信号を出力する放射線検出処理手段を備えるように構成したので、前記半導体センサが低エネルギーの放射線を検知する際のバックグラウンドを排除しながら、前記半導体センサが検知した低エネルギーの放射線と前記シンチレータが検知した高エネルギー放射線とを精度良く測定できる効果がある。
【０１００】この発明によれば、放射線が入射する入射面側に配置されたシンチレータと、前記シンチレータの裏面側に配置されている半導体センサとを備えるように構成したので、前記半導体センサの出力から生成されたアナログ信号パルスのパルス幅やパルス波高をもとに、エネルギー分解能の低下、放射線モニタの検出感度の低下を回避して、測定精度を向上できる効果がある。
【０１０１】この発明によれば、放射線が入射する入射面側に配置された半導体センサと、前記半導体センサの裏面側に配置されているシンチレータとを備えるように構成したので、前記半導体センサで低エネルギーの放射線を検知したときのバックグラウンドカウントを排除でき、低エネルギーの放射線について測定精度を向上できる効果がある。
【０１０２】この発明によれば、半導体センサの検知体として化合物半導体を使用するように構成したので、低エネルギーの放射線を高い感度で高精度で側定できる効果がある。
【０１０３】この発明によれば、半導体センサの検知体としてＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅを使用するように構成したので、低エネルギーの放射線を高い感度で高精度で側定できる効果がある。
【０１０４】この発明によれば、半導体センサとシンチレータなどから構成される放射線センサの健全性を確認するための放射線センサ健全性確認手段を備えるように構成したので、欠側を発生させずに放射線センサの健全性を容易に確認できる効果がある。
【０１０５】この発明によれば、シンチレータに設けられ、光パルスを入射するための光パルス入射窓と、該光パルス入射窓へ前記光パルスを入射する光パルス発生器とを放射線センサ健全性確認手段が備えるように構成したので、前記光パルス発生器により欠側を発生させずに放射線センサの健全性を容易に確認できる効果がある。

【出願人】	【識別番号】０００００６０１３【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【出願日】	平成１２年１月７日（２０００．１．７）
【代理人】	【識別番号】１０００６６４７４【弁理士】【氏名又は名称】田澤博昭（外１名）
【公開番号】	特開２００１－１９４４６０（Ｐ２００１－１９４４６０Ａ）
【公開日】	平成１３年７月１９日（２００１．７．１９）
【出願番号】	特願２０００－１８５９（Ｐ２０００－１８５９）