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JP5761808B2 - Radiation measurement apparatus and data communication system and radiation abnormality determination system - Google Patents

Radiation measurement apparatus and data communication system and radiation abnormality determination system Download PDF

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JP5761808B2 JP2012046357A JP2012046357A JP5761808B2 JP 5761808 B2 JP5761808 B2 JP 5761808B2 JP 2012046357 A JP2012046357 A JP 2012046357A JP 2012046357 A JP2012046357 A JP 2012046357A JP 5761808 B2 JP5761808 B2 JP 5761808B2
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Description

この発明は、放射性物質から放射された放射線量を測定するための放射線測定装置に関する。   The present invention relates to a radiation measuring apparatus for measuring a radiation dose emitted from a radioactive substance.

我が国の福島第一原子力発電所で発生した事故に伴い、我が国のみならず世界各国の人々が放射線の人体への影響に関心を抱いており、特に放射性物質が飛散したと思われる地域に住む人々からは、当該地域が如何ほどの放射線量となっているか自らの手で測定したいとの要望が多々寄せられている。
このような要望に対応できる簡易タイプの放射線測定装置は、従来も提案されているが(例えば、特許文献1、2を参照)、いずれも充分な測定精度を有しているとは言い難い。
People from all over the world are interested in the effects of radiation on the human body due to the accident that occurred at the Fukushima Daiichi nuclear power plant in Japan, especially those who live in areas where radioactive materials are thought to have been scattered Since then, there have been many requests for measuring the radiation dose in the region by hand.
Conventionally, a simple type radiation measuring apparatus capable of meeting such demands has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2), but it is difficult to say that both have sufficient measurement accuracy.

特開平7−306268号公報JP-A-7-306268 特開2005−321274号公報JP 2005-321274 A

本発明は上述した人々の要望に応えるべく開発されたもので、簡易な構造で放射線のエネルギを高精度に求めることができる放射線測定装置の提供を目的とする。
また、放射線測定装置で測定され且つ送信されたデータが、改竄されていないことを判別し、正確度の高い解析結果を求めることのできるデータ通信システムの提供を目的とする。
さらに、本発明は、同放射線測定装置から出力されるデータの通信システム、及び同放射線測定装置から出力されるデータに基づき放射線の異常を的確に判別できる放射線異常判別システムの提供を目的とする。
The present invention has been developed to meet the above-mentioned needs of the people, and an object thereof is to provide a radiation measuring apparatus capable of obtaining radiation energy with high accuracy with a simple structure.
It is another object of the present invention to provide a data communication system that can determine that data measured and transmitted by a radiation measurement apparatus has not been tampered with and obtain a highly accurate analysis result.
Another object of the present invention is to provide a communication system for data output from the radiation measurement apparatus and a radiation abnormality determination system capable of accurately determining a radiation abnormality based on the data output from the radiation measurement apparatus.

上記目的を達成するために、本発明は、放射線のもつエネルギを検出し、当該エネルギに相当する波高のアナログ電気信号を出力する検出器と、
検出器から出力されたアナログ電気信号を増幅して出力する積分アンプと、
積分アンプからの出力信号を、あらかじめ設定されたサンプリング間隔でデジタル変換するA/Dコンバータと、
デジタル変換された電気信号をデータ処理して、検出器に入力した放射線のエネルギを求めるデータ処理部と、を含み、
積分アンプは、A/Dコンバータのサンプリング間隔よりも長い時間をかけて出力信号を放電するように時定数を設定してあることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a detector that detects the energy of radiation and outputs an analog electrical signal having a wave height corresponding to the energy.
An integrating amplifier that amplifies and outputs the analog electrical signal output from the detector;
An A / D converter for digitally converting the output signal from the integrating amplifier at a preset sampling interval;
A data processing unit that processes the digitally converted electrical signal and obtains the energy of the radiation input to the detector;
The integrating amplifier is characterized in that a time constant is set so that the output signal is discharged over a longer time than the sampling interval of the A / D converter.

このように構成することで、A/Dコンバータにおけるサンプリングに際して、積分アンプからの出力信号を取りこぼすエラーを回避して、高精度なデータ処理を行うことが可能となる。   With this configuration, when sampling in the A / D converter, it is possible to avoid an error that misses the output signal from the integrating amplifier and to perform highly accurate data processing.

ここで、積分アンプの時定数は、A/Dコンバータのサンプリング間隔において出力信号の波高値の減少が5%以内に抑えられる値に設定することが好ましい。
このように設定することで、積分アンプからの出力信号のピーク波高値又はその近傍の波高値を確実にA/Dコンバータにてサンプリングすることができる。積分アンプからの出力信号のピーク波高値は、検出器で検出した放射線のエネルギに相当する値であり、かかるピーク波高値か少なくともその近傍の波高値をサンプリング可能とすることで、高精度な放射線のエネルギを求めることができる。
Here, it is preferable to set the time constant of the integrating amplifier to a value that can suppress the decrease in the peak value of the output signal within 5% in the sampling interval of the A / D converter.
By setting in this way, the peak value of the output signal from the integrating amplifier or the peak value in the vicinity thereof can be reliably sampled by the A / D converter. The peak value of the output signal from the integrating amplifier is a value corresponding to the energy of the radiation detected by the detector. By enabling sampling of such peak peak value or at least the peak value in the vicinity thereof, high-precision radiation Energy can be obtained.

また、検出器としては、化合物半導体検出器を用いることで、同様の機能を有するシンチレーション検出器に比べて安価に製作することが可能となる。   Further, by using a compound semiconductor detector as the detector, it can be manufactured at a lower cost than a scintillation detector having a similar function.

本発明は、ガイガーミュラー検出器で構成された第2の検出器と、
第2の検出器から出力されたアナログ電気信号が、あらかじめ設定してあるしきい値を超えたときにパルス状の信号を出力するコンパレータと、
コンパレータからの信号出力数を計数するカウンタと、を含み、
データ処理部が、カウンタからの出力に基づき単位時間あたりの放射線検出個数(cpm)を求める構成を付加することもできる。
The present invention comprises a second detector configured with a Geiger-Muller detector;
A comparator that outputs a pulsed signal when the analog electrical signal output from the second detector exceeds a preset threshold;
A counter for counting the number of signal outputs from the comparator,
A configuration in which the data processing unit obtains the number of detected radiation per unit time (cpm) based on the output from the counter may be added.

さらに加えて、データ処理部が、検出器からの出力に基づき求めた放射線のエネルギをもって特定された変換係数によって、第2の検出器からの出力に基づき求めた単位時間あたりの放射線検出個数データ(cpm)を、放射線による人体への影響度合いを表す線量等量率(μSv/hなど)に変換する機能を備えた構成とすれば、かかるデータ変換を高精度に行うことが可能となる。なお、本明細書では、cpmやμSv/hなどの単位を標記しているが、これらの単位に限定されるものではない。   In addition, the number of detected radiation per unit time (based on the output from the second detector) by the data processing unit determined by the conversion coefficient specified by the energy of the radiation determined based on the output from the detector ( If a configuration having a function of converting cpm) into a dose equivalence rate (μSv / h or the like) representing the degree of influence on the human body by radiation, such data conversion can be performed with high accuracy. In the present specification, units such as cpm and μSv / h are indicated, but the present invention is not limited to these units.

ガイガーミュラー検出器からの出力に基づき求めた単位時間あたりの放射線検出個数データ(cpm)を、放射線による人体への影響度合いを表す線量等量率(μSv/hなど)に変換する場合、公知の変換係数を用いた所定の演算式をもってその換算処理は実行される。ここで、公知の換算係数は、放射線を放出している核種(放射性物質)や、放射線のエネルギによって大きく異なるために、核種やエネルギが特定されない限り、cpmから線量等量率(μSv/hなど)へ正確に換算することはできない。
従来市販されているガイガーミュラー検出器を用いた簡易型の放射線測定装置にあっては、核種の同定や放射線エネルギの測定を行うことなく、通常もっとも多いであろうと考えられる核種(例えば、セシウム137)を想定して、換算係数を特定しcpmから線量等量率(μSv/hなど)へ換算する方式が採られていた。よって、この種の簡易型の放射線測定装置における線量等量率(μSv/hなど)の測定結果は信頼性に欠けるものであった。
When converting the radiation detection number data (cpm) per unit time obtained based on the output from the Geiger-Muller detector into a dose equivalent rate (μSv / h, etc.) representing the degree of influence of radiation on the human body, The conversion process is executed with a predetermined arithmetic expression using the conversion coefficient. Here, since the known conversion factor varies greatly depending on the nuclide (radioactive substance) emitting radiation and the energy of the radiation, unless the nuclide or energy is specified, the dose equivalent rate (μSv / h, etc.) is determined. ) Cannot be accurately converted.
In a conventional radiation measurement apparatus using a Geiger-Muller detector that is commercially available, the most likely nuclide (for example, cesium 137) is considered to be the most common without performing nuclide identification or radiation energy measurement. As a result, a conversion factor is specified, and a method of converting from cpm to a dose equivalent rate (μSv / h, etc.) has been adopted. Therefore, the measurement result of the dose equivalent rate (μSv / h, etc.) in this type of simple radiation measurement apparatus is not reliable.

これに対して本発明では、検出器からの出力に基づき求めた放射線のエネルギをもって変換係数を特定するため、放射線による人体への影響度合いを表す線量等量率(μSv/hなど)を高い信頼性をもって求めることができる。
なお、検出器からの出力に基づき求めた放射線のエネルギから核種を同定し、その核種から変換係数を求める構成も、本発明には含まれている。
On the other hand, in the present invention, since the conversion coefficient is specified by the radiation energy obtained based on the output from the detector, the dose equivalence rate (μSv / h, etc.) representing the degree of influence of radiation on the human body is highly reliable. It can be determined with sex.
Note that the present invention also includes a configuration in which a nuclide is identified from the radiation energy obtained based on the output from the detector and a conversion coefficient is obtained from the nuclide.

具体的には、核種ごとに放射線エネルギのピーク位置と強度が登録された放射性同位元素データベースをあらかじめ保存してあるメモリを備え、
前記データ処理部は、前記検出器からの出力に基づき放射線のスペクトルを求め、当該スペクトルをスムージング処理し、次いでバックグラウンド除去処理を行ってピーク成分を抽出し、当該抽出されたピーク成分からピーク位置と強度を求め、当該ピーク位置と強度を前記放射性同位元素データベースと照合して核種同定処理を行い、当該同定した核種から変換係数を特定して、当該変換係数により、前記第2の検出器からの出力に基づき求めた単位時間あたりの放射線検出個数データを、放射線による人体への影響度合いを表す線量等量率のデータに変換する機能を備えている。
Specifically, it has a memory that stores a radioisotope database in which the peak position and intensity of radiation energy are registered for each nuclide,
The data processing unit obtains a spectrum of radiation based on an output from the detector, performs a smoothing process on the spectrum, then performs a background removal process to extract a peak component, and a peak position from the extracted peak component The nuclide identification process is performed by comparing the peak position and intensity with the radioisotope database, the conversion coefficient is identified from the identified nuclide, and the conversion coefficient is determined from the second detector. A function is provided for converting the number of detected radiation per unit time determined based on the output of the above into data of a dose equivalent rate representing the degree of influence of radiation on the human body.

また、核種ごとに放射線のスペクトルが登録された放射性同位元素データベースをあらかじめ保存してあるメモリを備え、
前記データ処理部は、前記検出器からの出力に基づき放射線のスペクトルを求め、当該スペクトルをスムージング処理し、次いで当該スペクトル全体を前記放射性同位元素データベースと照合して核種同定処理を行い、当該同定した核種から変換係数を特定して、当該変換係数により、前記第2の検出器からの出力に基づき求めた単位時間あたりの放射線検出個数データを、放射線による人体への影響度合いを表す線量等量率のデータに変換する機能を備えた構成とすることもできる。
In addition, it has a memory that stores in advance a radioisotope database in which the spectrum of radiation is registered for each nuclide,
The data processing unit obtains a spectrum of radiation based on an output from the detector, performs a smoothing process on the spectrum, and then performs a nuclide identification process by comparing the entire spectrum with the radioisotope database. Dose equivalence rate representing the degree of influence of radiation on the human body by identifying the conversion coefficient from the nuclide and using the conversion coefficient to determine the number of detected radiation per unit time based on the output from the second detector. It can also be set as the structure provided with the function converted into this data.

また、本発明に係る放射線測定装置は、データ処理部から出力されるデータを外部のサーバへ送るデータ通信システムを構築することができる。
すなわち、放射線測定装置は、
個別の放射線測定装置ごとにあらかじめ設定された暗号キーと、データ処理部から出力されるデータとを含むパラメータに基づき、データ処理部から出力される個々のデータごとに固有のハッシュ値(装置ハッシュ値)を生成する装置ハッシュ値生成手段と、
データ処理部から出力されるデータ及び装置ハッシュ値を含むデータを送信するデータ送信手段と、を備え、
暗号キーは、データ送信手段から外部に送信されず、
サーバは、データが送られてくる各放射線測定装置に設定された暗号キーをあらかじめ記憶する手段と、当該暗号キーと放射線測定装置から送られてきたデータとに基づき放射線測定装置と同様にハッシュ値(比較用装置ハッシュ値)を生成する手段と、生成した比較用装置ハッシュ値を放射線測定装置から送られてきた装置ハッシュ値と比較して当該放射線測定装置から送られてきたデータの改竄の有無を判別する手段と、を含むシステムを構築することができる。
In addition, the radiation measuring apparatus according to the present invention can construct a data communication system that sends data output from the data processing unit to an external server.
That is, the radiation measuring device
A unique hash value (apparatus hash value) for each piece of data output from the data processing unit based on parameters including an encryption key set in advance for each individual radiation measurement device and data output from the data processing unit Device hash value generation means for generating
Data transmission means for transmitting data including data output from the data processing unit and the device hash value, and
The encryption key is not transmitted to the outside from the data transmission means,
The server stores a hash value in the same manner as the radiation measurement device based on the means for storing the encryption key set in each radiation measurement device to which data is sent in advance and the data sent from the encryption key and the radiation measurement device. Means for generating (comparison device hash value) and presence / absence of falsification of data sent from the radiation measurement device by comparing the generated comparison device hash value with the device hash value sent from the radiation measurement device And a means for discriminating between them can be constructed.

さらに、放射線測定装置から送られてきたデータを受信し、インターネットを経由してサーバへ送信する携帯端末を備え、
携帯端末は、
放射線測定装置から送られてきたデータを受信する受信手段と、
放射線測定装置から送られてきたデータに含まれる装置ハッシュ値と、当該携帯端末で付加されるデータとを含むパラメータに基づき、当該携帯端末に固有のハッシュ値(端末ハッシュ値)を生成する端末ハッシュ値生成手段と、
放射線測定装置から送られてきたデータ、端末ハッシュ値、及び当該携帯端末で付加したデータをまとめてサーバへ送信する端末データ送信手段と、を備え、
サーバは、携帯端末から受信したデータに基づき当該携帯端末と同様にハッシュ値(比較用端末ハッシュ値)を生成する手段と、生成した比較用端末ハッシュ値を携帯端末から送られてきた端末ハッシュ値と比較して当該携帯端末から送られてきたデータの改竄の有無を判別する手段と、を含むシステムとしてもよい。
Furthermore, the mobile terminal that receives the data sent from the radiation measurement device and transmits it to the server via the Internet,
Mobile devices
Receiving means for receiving data sent from the radiation measuring device;
A terminal hash that generates a hash value (terminal hash value) unique to the mobile terminal based on a parameter including the device hash value included in the data sent from the radiation measurement apparatus and data added by the mobile terminal Value generation means;
Terminal data transmission means for collectively transmitting data sent from the radiation measurement device, terminal hash value, and data added by the portable terminal to the server,
The server generates a hash value (comparison terminal hash value) based on data received from the mobile terminal, and a terminal hash value sent from the mobile terminal to the generated comparison terminal hash value. And a means for discriminating whether or not the data sent from the portable terminal has been tampered with.

また、本発明に係る放射線測定装置は、同装置を所持する多数のユーザから送られてくるデータに基づき放射線の異常を判別する放射線異常判別システムを構築することもできる。
すなわち、放射線測定装置は、測定時刻に関するデータ(時刻データ)を出力する手段と、当該放射線測定装置とともにユーザが所持する携帯端末へ、データ処理部から出力されるデータに時刻データを付加して送信するデータ送信手段とを備え、
携帯端末は、GPSを利用した位置情報の取得機能を備え、放射線測定装置から送られてきたデータに当該位置情報を付加して、インターネットを経由して外部のサーバへ送信する中継基地としての機能を備え、
外部のサーバは、携帯端末から送られてきた位置情報を含むデータに基づき放射線の異常を判別する機能を備えるシステムを構築することができる。
In addition, the radiation measuring apparatus according to the present invention can also construct a radiation abnormality determination system that determines a radiation abnormality based on data transmitted from a large number of users having the apparatus.
That is, the radiation measuring apparatus adds time data to the data output from the data processing unit and transmits the data to the portable terminal possessed by the user together with the means for outputting the data related to the measurement time (time data). Data transmission means for
The portable terminal has a function of acquiring position information using GPS, and functions as a relay base that adds the position information to data sent from the radiation measuring apparatus and transmits the data to an external server via the Internet. With
The external server can construct a system having a function of discriminating radiation abnormality based on data including position information transmitted from the mobile terminal.

ここで、サーバは、次のような基準をもって放射線の異常を判別する構成とすることができる。
(イ)多数のユーザが所持する放射線測定装置のデータ処理部から出力されたデータが放射線の異常を示しており、時間経過に伴う放射線の変化量は所定のしきい値よりも小さく、且つ当該放射線の異常を示すデータが送られてきた放射線測定装置が所定範囲よりも狭い地域に集中しているときは、当該地域にホットスポットが存在すると判別する
(ロ)多数のユーザが所持する放射線測定装置のデータ処理部から出力されたデータが放射線の異常を示しており、時間経過に伴う放射線の変化量は所定のしきい値よりも小さく、且つ当該放射線の異常を示すデータが送られてきた放射線測定装置が所定範囲よりも広い地域に分散しているときは、当該地域での広域汚染が生じていると判別する。
Here, the server can be configured to discriminate radiation abnormality based on the following criteria.
(A) The data output from the data processing unit of the radiation measuring apparatus possessed by many users indicates an abnormality of the radiation, and the amount of change of the radiation with the passage of time is smaller than a predetermined threshold value and When the radiation measuring apparatus to which data indicating radiation abnormality is concentrated in an area narrower than the predetermined range, it is determined that a hot spot exists in the area (b) Radiation measurement possessed by many users The data output from the data processing unit of the apparatus indicates an abnormality in radiation, the amount of change in radiation over time is smaller than a predetermined threshold value, and data indicating the abnormality in radiation has been sent. When the radiation measuring apparatus is dispersed in an area wider than the predetermined range, it is determined that wide-area contamination has occurred in the area.

本発明の放射線測定装置によれば、簡易な構造で放射線のエネルギを高精度に求めることができる。
また、放射線測定装置で測定され且つ送信されたデータが、改竄されていないことを判別し、正確度の高い解析結果を求めることができる。
さらに、本発明の放射線異常判別システムによれば、放射線測定装置から出力されるデータに基づき放射線の異常を的確に判別することができる。
According to the radiation measuring apparatus of the present invention, the energy of radiation can be obtained with high accuracy with a simple structure.
Further, it is possible to determine that the data measured and transmitted by the radiation measuring apparatus has not been tampered with, and to obtain a highly accurate analysis result.
Furthermore, according to the radiation abnormality determination system of the present invention, it is possible to accurately determine a radiation abnormality based on data output from the radiation measuring apparatus.

本発明の実施形態に係る放射線測定装置の外観を示す図で、(a)は正面図、(b)は右側面図、(c)は背面図である。It is a figure which shows the external appearance of the radiation measuring device which concerns on embodiment of this invention, (a) is a front view, (b) is a right view, (c) is a rear view. GM検出器の放射線入射面に装着される保護カバーを示す図で、(a)は正面側を見た斜視図、(b)は裏面側を見た斜視図である。It is a figure which shows the protective cover with which the radiation incident surface of a GM detector is mounted | worn, (a) is the perspective view which looked at the front side, (b) is the perspective view which looked at the back side. 本発明の実施形態に係る放射線測定装置における信号処理系統の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of the signal processing system in the radiation measuring device which concerns on embodiment of this invention. 図3に続く、信号処理系統の概要を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an outline of a signal processing system following FIG. 3. (a)は積分アンプの構成例を示す図、(b)は積分アンプに入力されるアナログ電気信号の例を示す図、(c)(d)はそれぞれ積分アンプからの出力信号の例を示す図である。(A) is a diagram showing a configuration example of an integration amplifier, (b) is a diagram showing an example of an analog electric signal input to the integration amplifier, and (c) and (d) are examples of output signals from the integration amplifier, respectively. FIG. (a)は積分アンプの時定数とA/Dコンバータのサンプリング間隔の関係を説明するための図、(b)は中央処理部で求めた放射線スペクトルの例を示す図である。(A) is a figure for demonstrating the relationship between the time constant of an integral amplifier, and the sampling interval of an A / D converter, (b) is a figure which shows the example of the radiation spectrum calculated | required in the central processing part. 核種同定・データ変換モードにおけるデータ変換処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the data conversion process in nuclide identification and data conversion mode. 核種の同定に用いるデータベースの一例を示す表である。It is a table | surface which shows an example of the database used for identification of a nuclide. 図6(b)のスペクトルに対し、同定処理を行った具体例を示す表である。It is a table | surface which shows the specific example which performed the identification process with respect to the spectrum of FIG.6 (b). 本発明の実施形態に係る本実施形態の放射線測定装置を利用したデータ通信システムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the data communication system using the radiation measuring device of this embodiment which concerns on embodiment of this invention. データ通信システムに組み込まれた送信データの改竄の有無を判別する機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the function to discriminate | determine the presence or absence of the tampering of the transmission data integrated in the data communication system. 図11に続く、データ通信システムに組み込まれた送信データの改竄の有無を判別する機能を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for describing a function for determining whether transmission data included in the data communication system is falsified, following FIG. 11. 図12に続く、データ通信システムに組み込まれた送信データの改竄の有無を判別する機能を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for describing a function for determining whether transmission data included in the data communication system is falsified, following FIG. 12. 図13に続く、データ通信システムに組み込まれた送信データの改竄の有無を判別する機能を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for describing a function for determining whether transmission data included in the data communication system is falsified, following FIG. 13. 外部のサーバが備える放射線の異常判別機能について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the radiation abnormality determination function with which an external server is provided. メッシュ分割解析を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a mesh division | segmentation analysis.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔放射線測定装置の構造〕
図1は本実施形態に係る放射線測定装置の外観を示す図、図2はGM検出器の放射線入射面に装着される保護カバーを示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Structure of radiation measurement equipment]
FIG. 1 is a view showing the appearance of the radiation measuring apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a view showing a protective cover attached to the radiation incident surface of the GM detector.

まず、図1を参照して、本実施形態に係る放射線測定装置の外観構成を説明する。
放射線測定装置は、図1(a)に示すように、装置本体1の正面に操作部2と表示部3を配置してあり、操作部2に設けた各種操作ボタンの押圧操作をもって同装置を作動又は停止させることができる。表示部3は、例えば液晶パネルで構成してあり、この表示部3に検出結果や各操作に必要な案内が表示される。
First, the external configuration of the radiation measuring apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1A, the radiation measuring apparatus has an operation unit 2 and a display unit 3 arranged on the front of the apparatus body 1, and the apparatus is operated by pressing various operation buttons provided on the operation unit 2. Can be activated or deactivated. The display unit 3 is composed of, for example, a liquid crystal panel, and detection results and guidance necessary for each operation are displayed on the display unit 3.

また、装置本体1の裏面には、図1(c)に示すように、ガイガーミュラー検出器(以下、GM検出器という)10(第2の検出器)の放射線入射面10aが配置してある。周知のとおり、GM検出器10は、α線、β線、γ線を取り込み、これらの放射線量を検出することができる放射線検出器であり、市販されている放射線測定装置に広く用いられている。このGM検出器10は、入射した放射線量に相当するパルス状の電気信号を出力するが、放射線のエネルギ分解能はない。よって、放射線のエネルギを求めることはできない。   Further, as shown in FIG. 1C, a radiation incident surface 10a of a Geiger-Muller detector (hereinafter referred to as GM detector) 10 (second detector) is disposed on the back surface of the apparatus main body 1. . As is well known, the GM detector 10 is a radiation detector that can capture α rays, β rays, and γ rays and detect these radiation doses, and is widely used in commercially available radiation measuring apparatuses. . The GM detector 10 outputs a pulsed electric signal corresponding to the amount of incident radiation, but has no radiation energy resolution. Therefore, the energy of radiation cannot be obtained.

ここで、GM検出器10では、γ線のみならずα線、β線をも透過するマイカ製の薄膜を窓材として使用し、放射線入射面10aが形成されている。GM検出器10の内部には約1/10気圧に減圧した動作ガスを封入してあるため、窓材に触れると破損する危険がある。そこで、放射線入射面10aには、図1(c)に示すようにメッシュ状の補強部10bが金属材によって設けてある。さらに、GM検出器10の放射線入射面10aには、
図2に示すようなキャップ形状をした保護カバー4が着脱自在となっている。保護カバー4は、α線およびβ線を遮蔽して、γ線を透過する特性を有するプラスチック材や金属材で形成してある。GM検出器10の放射線入射面10aにこの保護カバー4を装着した状態では、γ線のみをGM検出器10が検出する。一方、GM検出器10の放射線入射面10aから保護カバー4を取り外した状態では、α線、β線、γ線の各放射線が取り込まれる。よって、保護カバー4を取り外した状態での検出データと、保護カバー4を装着した状態での検出データの差分をもって、α線およびβ線の放射線量を求めることができる。
Here, in the GM detector 10, a thin film made of mica that transmits not only γ rays but also α rays and β rays is used as a window material, and a radiation incident surface 10a is formed. Since the working gas decompressed to about 1/10 atm is enclosed inside the GM detector 10, there is a risk of damage when touching the window material. Therefore, a mesh-like reinforcing portion 10b is provided on the radiation incident surface 10a with a metal material as shown in FIG. Furthermore, on the radiation incident surface 10a of the GM detector 10,
A protective cover 4 having a cap shape as shown in FIG. 2 is detachable. The protective cover 4 is formed of a plastic material or a metal material that shields α rays and β rays and transmits γ rays. In a state where the protective cover 4 is attached to the radiation incident surface 10a of the GM detector 10, the GM detector 10 detects only γ rays. On the other hand, in a state in which the protective cover 4 is removed from the radiation incident surface 10a of the GM detector 10, α rays, β rays, and γ rays are captured. Therefore, the radiation doses of α rays and β rays can be obtained from the difference between the detection data with the protective cover 4 removed and the detection data with the protective cover 4 attached.

図には示されていないが、装置本体1には放射線入射面10aに保護カバー4が装着されているか否かを検出するセンサが組み込まれており、保護カバー4の有無によって、各種放射線の検出に最適な仕様へ内部回路の設定を自動変更できる構成となっている。   Although not shown in the figure, the apparatus main body 1 incorporates a sensor for detecting whether or not the protective cover 4 is attached to the radiation incident surface 10a, and detects various types of radiation depending on the presence or absence of the protective cover 4. The internal circuit settings can be automatically changed to the optimum specifications.

また、装置本体1には、化合物半導体検出器20が、放射線入射部を装置本体1の裏面側に向けて内蔵されている。
周知のとおり、化合物半導体検出器は、他の放射線検出器に比べエネルギ分解能に優れているため、放射線のもつエネルギを精密に測定できるという特徴をもつ。半導体として、シリコン、ゲルマニウムなどの単一元素半導体と、CdTe(Cadmium Telluride、テルル化カドミウム)系、InSb(Indium Antimonide)などの化合物半導体が知られているが、本実施形態では、放射線の吸収効率が高く、またバンドギャップが大きいため室温での高抵抗化が可能なCdTe(Cadmium Telluride、テルル化カドミウム)系を用いた。CdTe系の化合物半導体検出器20は、光電効果を利用することによって、シンチレーション検出器のように放射線を光に変換する必要がなく、しかも室温で動作する高感度の検出器である。このCdTe系の化合物半導体検出器20は、放射線のもつエネルギを検出し、当該エネルギに相当する波高のアナログ電気信号を出力する検出器として機能する。この化合物半導体検出器20は、主としてγ線の検出に適している。装置本体1はプラスチックで成形されており、γ線は装置本体1を透過して化合物半導体検出器20の放射線入射部へ入射する。
Further, the compound semiconductor detector 20 is built in the apparatus main body 1 with the radiation incident part facing the back side of the apparatus main body 1.
As is well known, the compound semiconductor detector has an energy resolution superior to that of other radiation detectors, and therefore has a feature that the energy of radiation can be accurately measured. Known semiconductors include single-element semiconductors such as silicon and germanium, and compound semiconductors such as CdTe (Cadmium Telluride, cadmium telluride) and InSb (Indium Antimonide). In this embodiment, radiation absorption efficiency is known. And a CdTe (Cadmium Telluride) system that can increase the resistance at room temperature because of its high band gap. The CdTe-based compound semiconductor detector 20 is a highly sensitive detector that operates at room temperature without using a photoelectric effect to convert radiation into light unlike the scintillation detector. The CdTe-based compound semiconductor detector 20 functions as a detector that detects the energy of radiation and outputs an analog electrical signal having a wave height corresponding to the energy. The compound semiconductor detector 20 is mainly suitable for detecting γ rays. The apparatus main body 1 is made of plastic, and γ rays pass through the apparatus main body 1 and enter the radiation incident portion of the compound semiconductor detector 20.

装置本体1の上面には、図1に示すように外部検出器接続用のコネクタ6が設けてあり、このコネクタ6を介してオプションにてシンチレーション検出器30や3He中性子検出器40のいずれかを接続可能となっている。コネクタ6は多ピンとなっており、高圧電源、検出器信号、温度センサ信号、検出器接続信号を入出力することができる。   As shown in FIG. 1, a connector 6 for connecting an external detector is provided on the upper surface of the apparatus body 1, and either the scintillation detector 30 or the 3He neutron detector 40 is optionally connected via this connector 6. Connection is possible. The connector 6 has multiple pins, and can input and output a high-voltage power supply, a detector signal, a temperature sensor signal, and a detector connection signal.

装置本体1の側面には、図1(b)に示すように、USB等の外部接続インターフェース73のソケットが設けてある。なお、装置本体1の基部は、操作者が片手で握ることができる把持部5を形成している。   As shown in FIG. 1B, a socket for an external connection interface 73 such as a USB is provided on the side surface of the apparatus main body 1. The base portion of the apparatus main body 1 forms a grip portion 5 that can be gripped by an operator with one hand.

〔放射線測定装置の信号処理系統〕
図3及び図4は、本実施形態に係る放射線測定装置における信号処理系統の概要を示すブロック図である。
次に、図3及び図4を主に参照して、本実施形態に係る放射線測定装置の信号処理系統の構成を説明する。これらの図に示す信号処理系統に含まれる各構成要素は、すべて装置本体1に内蔵されている。
[Signal processing system of radiation measurement equipment]
3 and 4 are block diagrams showing an outline of a signal processing system in the radiation measuring apparatus according to the present embodiment.
Next, the configuration of the signal processing system of the radiation measuring apparatus according to the present embodiment will be described with reference mainly to FIGS. 3 and 4. All the constituent elements included in the signal processing system shown in these figures are built in the apparatus main body 1.

図3に示すように、本実施形態の放射線測定装置は、既述したGM検出器10および化合物半導体検出器20のほか、オプションにてシンチレーション検出器30や3He中性子検出器40を接続可能となっている。これらの検出器はオプションとして、省略することもできる。
シンチレーション検出器30としては、例えばNaI(Tl)シンチレーション検出器などが好適である。NaI(Tl)シンチレーション検出器は、ヨウ化ナトリウム(NaI)の結晶(タリウム含む)を検出器として利用したもので、当該結晶に放射線が入射したときに発生する蛍光を増幅して電気信号に変換する構成となっている。このシンチレーション検出器30は、化合物半導体検出器20と同様に主としてγ線の検出に適しており、放射線のもつエネルギを検出し、当該エネルギに相当する波高のアナログ電気信号を出力する検出器として機能する。
また、3He中性子検出器40は、ヘリウム3(3He)を用いた比例計数管であり、3Heが中性子を吸収した際に生じる電荷を検出することにより電気信号へと変換する構成となっている。
As shown in FIG. 3, the radiation measuring apparatus according to the present embodiment can be connected to the scintillation detector 30 and the 3He neutron detector 40 as an option in addition to the GM detector 10 and the compound semiconductor detector 20 described above. ing. These detectors can optionally be omitted.
As the scintillation detector 30, for example, a NaI (Tl) scintillation detector is suitable. The NaI (Tl) scintillation detector uses sodium iodide (NaI) crystals (including thallium) as a detector, and amplifies the fluorescence generated when radiation enters the crystals to convert them into electrical signals. It is the composition to do. This scintillation detector 30 is mainly suitable for detecting γ-rays like the compound semiconductor detector 20, and functions as a detector that detects the energy of radiation and outputs an analog electric signal having a wave height corresponding to the energy. To do.
The 3He neutron detector 40 is a proportional counter using helium 3 (3He), and is configured to detect electric charges generated when 3He absorbs neutrons and thereby convert the electric signals into electric signals.

これらの各検出器は、高圧電源回路(HV回路)50から電力供給されて作動する。高圧電源回路50には、CWC(Cockcroft-Walton's high-voltage circuit コッククロフト・ウォルトン型高電圧回路)51を用いている。CWC51は、整流器とコンデンサを組み合わせた回路を多段に積み重ねた回路で、交流電圧から安定した直流高電圧を発生させることができる。
上述した検出器のうち、GM検出器10には、例えば950V程度の電源供給が必要であり、一方、化合物半導体検出器20、シンチレーション検出器30および3He中性子検出器40には、例えば700V程度の電源供給が必要である。CWC51からなる高圧電源回路50は、これら異なった電圧の電源をそれぞれ供給することができる。よって、各検出器ごとに電源を備える必要がなく、装置本体1の小形化を図ることができる。
Each of these detectors is operated by being supplied with power from a high voltage power supply circuit (HV circuit) 50. The high voltage power supply circuit 50 uses a CWC (Cockcroft-Walton's high-voltage circuit) 51. The CWC 51 is a circuit in which a combination of a rectifier and a capacitor is stacked in multiple stages, and can generate a stable DC high voltage from an AC voltage.
Among the detectors described above, the GM detector 10 requires a power supply of, for example, about 950V, while the compound semiconductor detector 20, the scintillation detector 30 and the 3He neutron detector 40 have, for example, a power supply of about 700V. Power supply is required. The high voltage power supply circuit 50 composed of the CWC 51 can supply power of these different voltages. Therefore, it is not necessary to provide a power source for each detector, and the apparatus main body 1 can be miniaturized.

なお、本実施形態では、後述するように、A/Dコンバータ25を一系統しか装備していないため、化合物半導体検出器20、シンチレーション検出器30、3He中性子検出器40のうちのいずれかの検出器を、操作部2からの操作指令に基づきセレクタ23が切り替えてA/Dコンバータ25へ出力するようにしている。また、これらの検出器の信号をA/Dコンバータ25へ出力せず、カウンタ42へ出力することも可能である。高圧電源回路50は十分な容量を持ち、接続したすべての検出器へ安定した高電圧を供給することができる。   In the present embodiment, as described later, since only one system of the A / D converter 25 is provided, detection of any one of the compound semiconductor detector 20, the scintillation detector 30, and the 3He neutron detector 40 is performed. The selector 23 is switched based on an operation command from the operation unit 2 and output to the A / D converter 25. Further, the signals of these detectors can be output to the counter 42 without being output to the A / D converter 25. The high voltage power supply circuit 50 has a sufficient capacity and can supply a stable high voltage to all connected detectors.

GM検出器10に放射線が入射すると、内部の気体が電離されかつそれが増幅されてパルス状のアナログ電気信号が出力される。GM検出器10からのアナログ電気信号にはノイズ成分が含まれているため、一定のしきい値を設定したコンパレータ11によりノイズ成分を除去し、GM検出器10に入射した放射線量に相当するパルス状のアナログ電気信号のみが取り出される。
このパルス状のアナログ電気信号がカウンタ12によって計数され、その計数データが図4に示す中央処理部(CPU)61に送られる。中央処理部61は、メモリ62にあらかじめ保存してあるデータ処理プログラムを実行して、カウンタ12からの計数データから、単位時間あたりの放射線検出個数(放射線計数率:cpm)を求め、これを検出結果として表示部3に表示する。ここで、中央処理部61は、カウンタ12からの出力に基づき単位時間あたりの放射線検出個数を求めるデータ処理部として機能している。
When radiation enters the GM detector 10, the internal gas is ionized and amplified to output a pulsed analog electrical signal. Since the analog electrical signal from the GM detector 10 includes a noise component, the noise component is removed by the comparator 11 in which a certain threshold is set, and a pulse corresponding to the radiation dose incident on the GM detector 10. Only an analog electric signal in the form of a line is taken out.
The pulse-like analog electric signal is counted by the counter 12, and the counted data is sent to a central processing unit (CPU) 61 shown in FIG. The central processing unit 61 executes a data processing program stored in advance in the memory 62, obtains the number of detected radiation per unit time (radiation count rate: cpm) from the count data from the counter 12, and detects this. As a result, it is displayed on the display unit 3. Here, the central processing unit 61 functions as a data processing unit that obtains the number of detected radiation per unit time based on the output from the counter 12.

また、データ処理プログラムには、従来の放射線測定装置と同様に、通常もっとも多いであろうと考えられる核種(例えば、セシウム137)を想定して換算係数を特定し、単位時間あたりの放射線検出個数(放射線計数率:cpm)から線量等量率(μSv/hなど)へ換算するモードが含まれており、操作部2においてこのモードが選択された場合は、かかる換算係数により簡易的に換算した線量等量率(μSv/hなど)が表示部3に表示される。   In addition, in the data processing program, a conversion coefficient is specified assuming a nuclide (eg, cesium 137) that is normally considered to be the most common, as in a conventional radiation measurement apparatus, and the number of radiation detections per unit time (radiation) A mode for converting from a counting rate (cpm) to a dose equivalent rate (μSv / h, etc.) is included, and when this mode is selected in the operation unit 2, doses etc. that are simply converted by such conversion factors The amount rate (μSv / h, etc.) is displayed on the display unit 3.

次に、化合物半導体検出器20に放射線が入射すると、その放射線のもつエネルギに相当する波高のアナログ電気信号が出力される。この化合物半導体検出器20から出力されたアナログ電気信号は、積分アンプ(PreAMP)21により増幅して出力される。
積分アンプ21は、図5(a)に示すように、オペアンプを利用した構成となっており、入力したアナログ電気信号の電荷は、コンデンサCに蓄えられた後、抵抗Rを介して徐々に放電されていく。
Next, when radiation enters the compound semiconductor detector 20, an analog electrical signal having a wave height corresponding to the energy of the radiation is output. The analog electric signal output from the compound semiconductor detector 20 is amplified by an integrating amplifier (PreAMP) 21 and output.
As shown in FIG. 5A, the integrating amplifier 21 uses an operational amplifier, and the charge of the input analog electric signal is stored in the capacitor C and then gradually discharged through the resistor R. It will be done.

図5(b)は積分アンプ21に入力されるアナログ電気信号の例を示しており、同図(c)(d)は積分アンプ21からの出力信号の例を示している。化合物半導体検出器20からは、入射した放射線のエネルギに相当する波高値をもった図5(b)に示すようなアナログ電気信号が出力され、同信号が積分アンプ21に入力される。
積分アンプ21からは、放射線のエネルギに相当するピーク波高値L1、L2から徐々に波高値が減少していく三角波の電気信号が出力される(図5(c))。
また、化合物半導体検出器20に立て続けに放射線が入射すると、同検出器20から短い間隔でアナログ電気信号が出力される。その場合、図5(d)に示すように積分アンプ21からの出力信号は、例えばピーク波高値L1から徐々に波高値が減少していく三角波状の電気信号に対して、次に出力されたピーク波高値L2の三角波の電気信号が重なり合った鋸歯状波の状態で出力される。重なった電気信号のピーク波高値L2は、その交わった点を起点にして求めることができる。
5B shows an example of an analog electric signal input to the integrating amplifier 21, and FIGS. 5C and 5D show examples of output signals from the integrating amplifier 21. FIG. From the compound semiconductor detector 20, an analog electric signal as shown in FIG. 5B having a peak value corresponding to the energy of the incident radiation is output, and this signal is input to the integrating amplifier 21.
The integrating amplifier 21 outputs a triangular wave electrical signal in which the peak value gradually decreases from the peak peak values L1 and L2 corresponding to the radiation energy (FIG. 5C).
When radiation enters the compound semiconductor detector 20 in succession, analog electric signals are output from the detector 20 at short intervals. In this case, as shown in FIG. 5D, the output signal from the integrating amplifier 21 is output next to, for example, a triangular wave-like electric signal whose peak value gradually decreases from the peak peak value L1. A triangular wave electrical signal having a peak peak value L2 is output in the state of a sawtooth wave in which the signals are overlapped. The peak value L2 of the overlapped electrical signal can be obtained starting from the intersecting point.

積分アンプ21からの出力信号は、第2アンプ22でさらに増幅され、セレクタ23を通して可変ゲインアンプ24でゲイン調整がなされて、A/Dコンバータ25に送られる。第2アンプ22は、化合物半導体検出器20からの出力が低感度なため、積分アンプ21の出力をさらに増幅して出力するために設けてある。また、可変ゲインアンプ24は、化合物半導体検出器20や後述するシンチレーション検出器30の感度調整(キャリブレーション)を実行するために設けてある。   The output signal from the integrating amplifier 21 is further amplified by the second amplifier 22, the gain is adjusted by the variable gain amplifier 24 through the selector 23, and sent to the A / D converter 25. Since the output from the compound semiconductor detector 20 has low sensitivity, the second amplifier 22 is provided to further amplify and output the output of the integrating amplifier 21. The variable gain amplifier 24 is provided to perform sensitivity adjustment (calibration) of the compound semiconductor detector 20 and a scintillation detector 30 described later.

A/Dコンバータ25は、入力したアナログ電気信号をあらかじめ設定されたサンプリング間隔でデジタル変換する。A/Dコンバータ25のサンプリング間隔は、1μ秒以下とすることが好ましい。サンプリング間隔をこのような短時間に設定することで、化合物半導体検出器20の不感時間と同程度かそれよりも小さい間隔でアナログ電気信号を入力することができ、漏れのない高精度な信号変換が可能となる。   The A / D converter 25 digitally converts the input analog electrical signal at a preset sampling interval. The sampling interval of the A / D converter 25 is preferably 1 μsec or less. By setting the sampling interval to such a short time, it is possible to input an analog electric signal at an interval equal to or smaller than the dead time of the compound semiconductor detector 20, and highly accurate signal conversion without leakage. Is possible.

積分アンプ21の時定数は、図6(a)に示すように、A/Dコンバータ25のサンプリング間隔Dよりも長い時間をかけて出力信号aを放電するような値に設定してある。本実施形態では、A/Dコンバータ25のサンプリング間隔Dにおいて出力信号の波高値の減少が5%以内(好ましくは、2%以内)に抑えられる値に、積分アンプ21の時定数が設定してある。
このように設定することで、積分アンプ21からの出力信号のピーク波高値又はその近傍の波高値を、確実にA/Dコンバータ25でサンプリングすることができる。積分アンプ21からの出力信号のピーク波高値は、化合物半導体検出器20で検出した放射線のエネルギに相当する値であり、かかるピーク波高値か少なくともその近傍の波高値をサンプリング可能とすることで、高精度な放射線のエネルギを求めることができる。
The time constant of the integrating amplifier 21 is set to a value that discharges the output signal a over a time longer than the sampling interval D of the A / D converter 25 as shown in FIG. In the present embodiment, the time constant of the integrating amplifier 21 is set to a value at which the decrease in the peak value of the output signal can be suppressed within 5% (preferably within 2%) at the sampling interval D of the A / D converter 25. is there.
By setting in this way, the peak peak value of the output signal from the integrating amplifier 21 or the peak value in the vicinity thereof can be reliably sampled by the A / D converter 25. The peak peak value of the output signal from the integrating amplifier 21 is a value corresponding to the energy of the radiation detected by the compound semiconductor detector 20, and the peak peak value or at least a peak value in the vicinity thereof can be sampled. Highly accurate radiation energy can be obtained.

A/Dコンバータ25でデジタル変換された信号は、中央処理部61へ送られる。
中央処理部61は、メモリ62にあらかじめ保存してあるデータ処理プログラムを実行して、入力した信号を波形処理するとともに、同信号の波高値ごとにエネルギ分解し、図6(b)に示すような放射線スペクトルを作成する。
ここで、中央処理部61は、A/Dコンバータ25から入力した信号を波形処理する際に、図5(d)に示すように処理対象となる信号が重なり合っている場合、信号の交点(すなわち、信号の立ち上がりにおける下端)の座標位置を求め、その座標位置からピーク位置までの高さをもってピーク波高値L2を算出する。
The signal digitally converted by the A / D converter 25 is sent to the central processing unit 61.
The central processing unit 61 executes a data processing program stored in the memory 62 in advance, performs waveform processing on the input signal, and decomposes energy for each peak value of the signal, as shown in FIG. 6B. A simple radiation spectrum.
Here, when the central processing unit 61 performs waveform processing on the signal input from the A / D converter 25, if the signals to be processed overlap as shown in FIG. The coordinate position of the lower end of the signal rise) is obtained, and the peak wave height value L2 is calculated from the height from the coordinate position to the peak position.

本実施形態では、エネルギ1MeVの放射線に対する波高値が約1Vとなるように可変ゲインアンプ24のゲイン調整を行っている。A/Dコンバータ25は、充分に高い波高値(例えば、5V)まで入力可能としてあり、三角波の減衰が不十分な状態で高計数率の放射線が入射しても、飽和することなくA/D変換可能である。
さらに、正確なエネルギ値を求めるために、事前に校正作業を行い、エネルギと波高の関係を求めてある。すなわち、既知の複数の放射線同位元素を含む標準線源から発生する放射線を測定し、エネルギと波高の関係からゲインとベースラインの校正係数を求め、メモリ62に記録してある。この校正係数を用い、計測された波高値を正確なエネルギ値に変換している。
In the present embodiment, the gain of the variable gain amplifier 24 is adjusted so that the peak value with respect to radiation with energy 1 MeV is about 1V. The A / D converter 25 can input a sufficiently high peak value (for example, 5 V), and even if a high count rate of radiation is incident with insufficient attenuation of the triangular wave, the A / D is not saturated. It can be converted.
Furthermore, in order to obtain an accurate energy value, calibration work is performed in advance to obtain the relationship between energy and wave height. That is, radiation generated from a standard radiation source including a plurality of known radioisotopes is measured, gain and baseline calibration coefficients are obtained from the relationship between energy and wave height, and recorded in the memory 62. Using this calibration coefficient, the measured peak value is converted into an accurate energy value.

例えば、本実施形態では、放射線のエネルギ2MeV(ミリオンエレクトロンボルト)を約2keV(キロエレクトロンボルト)毎に1024個の領域に等分割し、検出された個々の放射線のエネルギを各分割区域に割り当て、それぞれの領域に分類された個数を計数するようにしている。そして、横軸をエネルギ、縦軸を個数としたヒストグラムを作成することにより、図6bに示すようなスペクトルを得ることができる。ここで横軸の最大値は2MeVに相当する。なお、放射線のエネルギの最大値や分割数は任意に設定することができる。   For example, in this embodiment, the radiation energy 2 MeV (million electron volts) is equally divided into about 1024 regions every about 2 keV (kiloelectron volts), and the detected individual radiation energy is assigned to each divided area. The number classified into each area is counted. A spectrum as shown in FIG. 6b can be obtained by creating a histogram with the horizontal axis representing energy and the vertical axis representing the number. Here, the maximum value on the horizontal axis corresponds to 2 MeV. In addition, the maximum value of radiation energy and the number of divisions can be set arbitrarily.

さらに、中央処理部61は、操作部2で選択された検出モードに応じて、放射線スペクトルから線量等量率(μSv/hなど)への換算や、放射線の核種の同定を実行し、そのデータ処理結果を検出結果として表示部3へ表示する。   Furthermore, the central processing unit 61 performs conversion from the radiation spectrum to the dose equivalent rate (μSv / h, etc.) and identification of the radionuclide according to the detection mode selected by the operation unit 2, and the data The processing result is displayed on the display unit 3 as a detection result.

また、本実施形態では、化合物半導体検出器20により取得したデータに基づき放射線の核種を同定し、且つその核種を利用して、GM検出器10からの出力から求めた単位時間あたりの放射線検出個数(放射線計数率:cpm)を、中央処理部61が放射線による人体への影響度合いを表す線量等量率(μSv/hなど)へ高精度に変換する核種同定・データ変換モードが設定されている。   In the present embodiment, the number of radiation detections per unit time determined from the output from the GM detector 10 by identifying the radionuclide based on the data acquired by the compound semiconductor detector 20 and using the nuclide. A nuclide identification / data conversion mode is set in which the central processing unit 61 converts (radiation count rate: cpm) to a dose equivalent rate (μSv / h, etc.) that represents the degree of influence of radiation on the human body with high accuracy. .

〔放射線測定装置による核種同定とデータ変換処理〕
次に、主に図7を参照して、核種同定・データ変換モードにおけるデータ変換処理について説明する。
本実施形態では、化合物半導体検出器20の検出データから得られたスペクトルを利用して放射線の核種同定を行うためのプログラムを、あらかじめメモリ62に保存してある。中央処理部61は、このプログラムに従い核種同定・データ変換モードにおけるデータ変換処理を実行する。
すなわち、中央処理部61は、化合物半導体検出器20の検出データからスペクトルを求めた後(ステップS1)、当該スペクトルを「移動平均法」等の公知の手段よりスムージング処理(平滑化処理)を実行してノイズ成分を低減する(ステップS2)。次いで、公知の手段でバックグラウンド除去処理を行い(ステップS3)、スペクトルのピーク成分のみを抽出する。なお、このピーク成分はスペクトルに関するものであるから、幅方向(図6(b)の横軸に相当)はエネルギ、高さ方向(図6(b)の縦軸に相当)はカウント値である。
本実施形態では、複数の検出器を使用しており、それぞれの検出器によりバックグラウンドの形状が異なることから、形状によらずバックグラウンドの計算が可能なSonnerveld-Visser法と呼ばれる手段を採用した。
[Nuclide identification and data conversion processing by radiation measurement equipment]
Next, the data conversion process in the nuclide identification / data conversion mode will be described mainly with reference to FIG.
In the present embodiment, a program for performing radionuclide identification using a spectrum obtained from detection data of the compound semiconductor detector 20 is stored in the memory 62 in advance. The central processing unit 61 executes data conversion processing in the nuclide identification / data conversion mode according to this program.
That is, the central processing unit 61 obtains a spectrum from the detection data of the compound semiconductor detector 20 (step S1), and then performs a smoothing process (smoothing process) on the spectrum by a known means such as “moving average method”. Then, the noise component is reduced (step S2). Next, background removal processing is performed by a known means (step S3), and only the peak component of the spectrum is extracted. Since this peak component relates to the spectrum, the width direction (corresponding to the horizontal axis in FIG. 6B) is energy, and the height direction (corresponding to the vertical axis in FIG. 6B) is the count value. .
In the present embodiment, a plurality of detectors are used, and the shape of the background is different for each detector. Therefore, a means called the Sonnerveld-Visser method that can calculate the background regardless of the shape is adopted. .

抽出されたピーク成分を、放射性同位元素データベースと照合し、核種同定処理を行う(ステップS4)。そして、中央処理部61は、同定した核種から変換係数を特定して、GM検出器10からの出力から求めた単位時間あたりの放射線検出個数(放射線計数率:cpm)を、放射線による人体への影響度合いを表す線量等量率(μSv/hなど)に変換し(ステップS5)、当該変換結果を表示部3に表示する。   The extracted peak component is collated with the radioisotope database, and nuclide identification processing is performed (step S4). Then, the central processing unit 61 specifies the conversion coefficient from the identified nuclide, and calculates the number of radiation detections per unit time (radiation count rate: cpm) obtained from the output from the GM detector 10 to the human body by radiation. The dose is converted into a dose equivalent rate (μSv / h, etc.) representing the degree of influence (step S5), and the conversion result is displayed on the display unit 3.

ここで、ステップS4で行われる核種同定のアルゴリズムとしては、例えば、次に示す二つの手段のいずれかを採用することができる。   Here, as the nuclide identification algorithm performed in step S4, for example, one of the following two means can be employed.

1)ピーク位置と強度を算出し、データベースとパターンマッチングする手段
上記で抽出したピーク成分のスペクトルをエネルギで微分する。微分値は、ピークの立ち上がりで「正」、立下りで「負」の値をとる。そして、「0」にクロスする点がピーク位置(ピークエネルギ)を示し、その位置の強度がピーク強度である。複数のピークを持つスペクトルの場合には、ピーク位置、ピーク強度のテーブルが作成される。
メモリ62には、あらかじめ図8に示すような形式のデータベースを作成して格納しておく。そして、得られたピークのテーブルとデータベースを照合し、最小二乗法により核種の存在比を計算する。
1) Means for calculating peak position and intensity and pattern matching with database Differentiating the spectrum of the peak component extracted above with energy. The differential value is “positive” at the rising edge of the peak and “negative” at the falling edge. A point crossing “0” indicates a peak position (peak energy), and the intensity at that position is the peak intensity. In the case of a spectrum having a plurality of peaks, a table of peak positions and peak intensities is created.
A database of the format shown in FIG. 8 is created and stored in the memory 62 in advance. Then, the obtained peak table is collated with the database, and the abundance ratio of the nuclides is calculated by the least square method.

2) スペクトル全体をデータベースとマッチングする手段
上記1)の手段では、例えばセシウム134とセシウム137をNaIシンチレーション計数機で検出した場合には、エネルギ分解能の範囲で複数のピークが重なり分離が困難である。これを解決するためには、1)の手法に代え、スペクトル全体に対してパターンマッチングする手法が好ましい。この手法で核種同定する場合は、ピーク成分とバックグラウンド成分を含むスペクトル全体が対象となるので、ステップS3のバックグラウンド除去処理は省略できる。この手法において、測定したスペクトルと核種含有量の関係は、次の式(1)で表される。
2) Means for matching the entire spectrum with the database In the above means 1), for example, when cesium 134 and cesium 137 are detected by a NaI scintillation counter, it is difficult to separate and separate multiple peaks within the energy resolution range. . In order to solve this, instead of the method 1), a method of pattern matching for the entire spectrum is preferable. When nuclide identification is performed by this method, the entire spectrum including the peak component and the background component is targeted, and therefore the background removal process in step S3 can be omitted. In this method, the relationship between the measured spectrum and the nuclide content is expressed by the following equation (1).

Figure 0005761808

ここで、「y」は測定データを示すベクトル(1024要素の強度)、「Φ」はデータベースにより構成される行列(1024行×64列)、「θ」はそれぞれの核種の含有量を表すベクトル(64要素の含有量)、「e」は誤差を表すベクトル(1024要素)である。
Figure 0005761808

Here, “y” is a vector indicating measurement data (intensity of 1024 elements), “Φ” is a matrix (1024 rows × 64 columns) constituted by a database, and “θ” is a vector indicating the content of each nuclide. (Content of 64 elements), “e” is a vector (1024 elements) representing an error.

Figure 0005761808

次に、上記の式(2)に従い、最小二乗法により、θを最適化することにより核種含有量を求めることができる。
ここで、あらかじめ線形最小自乗法の正規方程式(一般化逆行列)を計算しておくことにより、計算時間を短縮することができる。すなわち、64行×1024列の行列である(ΦTΦ)-1ΦTをあらかじめ計算して、メモリ62に保存しておけば、単純な計算のみで核種同定を行うことが可能である。
この方法では、データベースをピーク成分とバックグラウンドを含むスペクトルの形で保管しているため、検出効率のエネルギ依存性やコンプトン散乱、エスケープピークなどもデータベースに含ませることができ、同定の精度を向上することができる。この場合、測定スペクトルからバックグラウンドを除去する処理は不要になる。さらに、式(2)の一般化逆行列に単位変換成分を含ませておくことで、計算結果を線量等量率(μSv/hなど)とすることも可能になる。
Figure 0005761808

Next, according to the above equation (2), the nuclide content can be obtained by optimizing θ by the method of least squares.
Here, the calculation time can be shortened by calculating a normal equation (generalized inverse matrix) of the linear least square method in advance. That is, if (Φ T Φ) −1 Φ T which is a matrix of 64 rows × 1024 columns is calculated in advance and stored in the memory 62, nuclide identification can be performed by simple calculation.
In this method, since the database is stored in the form of a spectrum including peak components and background, the energy dependency of detection efficiency, Compton scattering, escape peak, etc. can be included in the database, improving the accuracy of identification. can do. In this case, the process of removing the background from the measurement spectrum is not necessary. Furthermore, by including a unit conversion component in the generalized inverse matrix of Equation (2), the calculation result can be a dose equivalent rate (μSv / h, etc.).

図9は、図6(b)のスペクトルに対し、同定処理を行った具体例を示している。ここでは、テストのため、データベースからセシウム136成分を除外して同定処理を行った。その結、1048keVに同定できないピークが現れ、その他のピークは同定されており、アルゴリズムの正しさを示している。   FIG. 9 shows a specific example in which the identification process is performed on the spectrum of FIG. Here, for the test, the identification process was performed by excluding the cesium 136 component from the database. As a result, a peak that cannot be identified appears at 1048 keV, and the other peaks are identified, indicating the correctness of the algorithm.

本実施形態ではエネルギは1024分割としたが、半導体検出器のエネルギ分解能は1%程度、またシンチレーション検出器のエネルギ分解能は数%程度であるため、同定処理を行う際の分割数は256、128、64程度に低減しても差し支えない。
また、核種は64種としたが、実用上は30種程度として差し支えない。
さらに、ユーザがそれぞれの環境で実際に測定する核種をデータベースに追加できることが好ましく、一般化逆行列を再計算できる機能を備えた構成とすることもできる。
In this embodiment, the energy is divided into 1024. However, since the energy resolution of the semiconductor detector is about 1% and the energy resolution of the scintillation detector is about several percent, the number of divisions when performing the identification processing is 256, 128. , It can be reduced to about 64.
Moreover, although the nuclide is 64 types, it may be about 30 types in practical use.
Furthermore, it is preferable that the user can add the nuclide actually measured in each environment to the database, and a configuration having a function capable of recalculating the generalized inverse matrix can also be adopted.

さて、操作部2においてシンチレーション検出器30が選択されると、スイッチ32が積分アンプ31(PreAMP)をセレクタ23に接続し、セレクタ23は積分アンプ31からのアナログ電気信号を可変ゲインアンプ24に送る回路構成に変更される。
そして、シンチレーション検出器30に放射線が入射すると、その放射線のもつエネルギに相当する波高のアナログ電気信号が出力される。このシンチレーション検出器30から出力されたアナログ電気信号は、積分アンプ31により増幅される。積分アンプ31は、図5(a)に示した積分アンプ21と同様の機能を有している。この積分アンプ31で増幅されたアナログ電気信号は、セレクタ23を経由して可変ゲインアンプ24でゲイン調整されてA/Dコンバータ25に送られる。A/Dコンバータ25は、入力したアナログ電気信号をデジタル変換して中央処理部61へ送る。中央処理部61では、メモリ62にあらかじめ保存してあるデータ処理プログラムを実行して、入力したデジタル信号を波形処理するとともに、化合物半導体検出器20からのデータと同様のデータ処理が行われる。
When the scintillation detector 30 is selected in the operation unit 2, the switch 32 connects the integration amplifier 31 (PreAMP) to the selector 23, and the selector 23 sends the analog electric signal from the integration amplifier 31 to the variable gain amplifier 24. The circuit configuration is changed.
When radiation enters the scintillation detector 30, an analog electrical signal having a wave height corresponding to the energy of the radiation is output. The analog electric signal output from the scintillation detector 30 is amplified by the integrating amplifier 31. The integrating amplifier 31 has a function similar to that of the integrating amplifier 21 shown in FIG. The analog electric signal amplified by the integrating amplifier 31 is adjusted in gain by the variable gain amplifier 24 via the selector 23 and sent to the A / D converter 25. The A / D converter 25 converts the input analog electric signal into a digital signal and sends it to the central processing unit 61. The central processing unit 61 executes a data processing program stored in the memory 62 in advance, performs waveform processing on the input digital signal, and performs data processing similar to the data from the compound semiconductor detector 20.

次に、操作部2において3He中性子検出器40が選択されると、スイッチ32が積分アンプ31とコンパレータ41を接続する。
3He中性子検出器40に中性子線が入射すると、中性子線量に応じたアナログ電気信号が出力される。3He中性子検出器40からのアナログ電気信号にはノイズ成分が含まれているため、一定のしきい値を設定したコンパレータ41によりノイズ成分を除去し、3He中性子検出器40に入射した中性子線量に相当するアナログ電気信号のみが取り出される。
このアナログ電気信号がカウンタ42によって計数され、その計数データが中央処理部61に送られる。中央処理部61は、メモリ62にあらかじめ保存してあるデータ処理プログラムを実行して、カウンタ42からの計数データから、中性子線量を求める。
Next, when the 3He neutron detector 40 is selected in the operation unit 2, the switch 32 connects the integrating amplifier 31 and the comparator 41.
When a neutron beam enters the 3He neutron detector 40, an analog electric signal corresponding to the neutron dose is output. Since the analog electrical signal from the 3He neutron detector 40 includes a noise component, the noise component is removed by the comparator 41 having a certain threshold value, and corresponds to the neutron dose incident on the 3He neutron detector 40. Only the analog electrical signal is extracted.
The analog electric signal is counted by the counter 42 and the counted data is sent to the central processing unit 61. The central processing unit 61 executes a data processing program stored in advance in the memory 62 and obtains a neutron dose from the count data from the counter 42.

本実施形態では、図4に示すように、上述したカウンタ12、42、A/Dコンバータ25、中央処理部61及びメモリ62を含めた構成要素が、すべて1チップでできたマイクロコンピュータ(1チップマイコン)60によって構成されている。したがって、装置本体1内に組み込まれるハードウエアが少なく小形化が図られる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a microcomputer (one chip) in which all the components including the counters 12 and 42, the A / D converter 25, the central processing unit 61, and the memory 62 are made of one chip. The microcomputer 60 is comprised. Therefore, it is possible to reduce the size of the apparatus main body 1 with less hardware.

〔データ通信システムの概要〕
図10は本実施形態に係る本実施形態の放射線測定装置を利用したデータ通信システムを説明するための図である。
本実施形態の放射線測定装置100は、図4に示すように通信モジュール72を内蔵しており、この通信モジュール72を経由して、中央処理部61で処理した放射線に関するデータを携帯端末101に送信する機能を有している。
[Outline of data communication system]
FIG. 10 is a diagram for explaining a data communication system using the radiation measuring apparatus according to the present embodiment according to the present embodiment.
The radiation measuring apparatus 100 according to the present embodiment includes a communication module 72 as shown in FIG. 4, and transmits data related to radiation processed by the central processing unit 61 to the mobile terminal 101 via the communication module 72. It has a function to do.

通信モジュール72としては、Bluetooth(登録商標)や無線LAN、赤外線通信など、携帯端末101との間でデータ通信ができる各種の無線通信手段を適用することができる。また、通信モジュール72経由ではなく、USB等の外部接続インターフェース73を経由して携帯端末101にデータを送ることもできる。これら通信モジュール72や外部接続インターフェース73は、放射線測定装置100の中央処理部61(データ処理部)から出力される放射線に関するデータを、携帯端末101へ送るデータ送信手段として機能する。   As the communication module 72, various wireless communication means that can perform data communication with the mobile terminal 101, such as Bluetooth (registered trademark), wireless LAN, and infrared communication, can be applied. Data can also be sent to the mobile terminal 101 not via the communication module 72 but via the external connection interface 73 such as USB. The communication module 72 and the external connection interface 73 function as data transmission means for sending data related to radiation output from the central processing unit 61 (data processing unit) of the radiation measuring apparatus 100 to the portable terminal 101.

携帯端末101としては、例えば、携帯電話機、スマートフォン、PDA(Personal Digital Assistants)、UMPC(Ultra Mobile Personal Computer)、ネットブック、ノート型パーソナルコンピュータや、カーナビゲーションシステム等がある。なお、必要に応じて、携帯端末101に代え、据え置き型のパーソナルコンピュータ等を適用することも可能である。   Examples of the portable terminal 101 include a mobile phone, a smartphone, a PDA (Personal Digital Assistants), a UMPC (Ultra Mobile Personal Computer), a netbook, a notebook personal computer, a car navigation system, and the like. If necessary, a stationary personal computer or the like can be applied instead of the portable terminal 101.

携帯端末101に送るデータには、測定開始時刻(本実施形態では、中央処理部61が信号の入力を開始する時刻)とカウント数を含み、さらに、核種同定結果乃至スペクトルを含んでもよい。測定開始時刻のデータは、装置本体1に内蔵されたタイマー71から出力される(図4参照)。
携帯端末101に送られたデータは、携帯端末101のメモリに保存される。
メモリに保存した放射線に関するデータは、携帯端末101の表示画面に表示することができる。例えば、放射線スペクトルなどのデータは高精細な携帯端末101の表示画面に表示した方が視認しやすい。
The data to be sent to the portable terminal 101 includes the measurement start time (in this embodiment, the time when the central processing unit 61 starts inputting the signal) and the count number, and may further include the nuclide identification result or spectrum. The measurement start time data is output from a timer 71 built in the apparatus body 1 (see FIG. 4).
Data sent to the mobile terminal 101 is stored in the memory of the mobile terminal 101.
Data on radiation stored in the memory can be displayed on the display screen of the mobile terminal 101. For example, data such as a radiation spectrum is easier to visually recognize when displayed on the display screen of the high-definition portable terminal 101.

また、携帯端末101は、GPS(Global Positioning System)102を利用した位置情報の取得機能を備えている。携帯端末101がかかる機能を備えることで、本実施形態の放射線測定装置100により取得した放射線に関するデータに位置情報を付加してメモリに保存することができる。放射線測定装置100と携帯端末101は、通常、ユーザがいっしょに携帯して活動するため、放射線測定装置100により放射線に関するデータを取得した場所で、携帯端末101により位置情報を取得してメモリに保存すれば、当該位置情報がそのまま放射線に関するデータを取得した場所の位置情報となる。   Further, the mobile terminal 101 has a position information acquisition function using a GPS (Global Positioning System) 102. By providing the portable terminal 101 with such a function, it is possible to add position information to the radiation-related data acquired by the radiation measuring apparatus 100 of the present embodiment and save it in the memory. Since the radiation measuring apparatus 100 and the portable terminal 101 are usually carried by the user and act together, the position information is acquired by the portable terminal 101 and stored in the memory at the place where the radiation measuring apparatus 100 has acquired the radiation-related data. Then, the position information becomes the position information of the place where the data related to radiation is acquired as it is.

さらに、携帯端末101がカメラ機能を備えていれば、本実施形態に係る放射線測定装置100によって放射線に関するデータを取得した場所を撮影し、その写真データを放射線に関するデータと併せてメモリに保存することができる。   Further, if the mobile terminal 101 has a camera function, the location where the radiation measurement data is acquired by the radiation measuring apparatus 100 according to the present embodiment is photographed, and the photograph data is stored in the memory together with the radiation data. Can do.

携帯端末101は中継基地としての機能を担っており、携帯電話回線網やWiFiに準拠したネットワーク通信網を経由してインターネット103への接続が可能な通信機能を有していることが好ましい。
携帯端末101には、本実施形態の放射線測定装置100から放射線に関するデータを受信して、当該データやGPS102により取得した位置情報をインターネット103を経由して自動又は手動で送信するためのアプリケーションプログラムをあらかじめインストールしておく必要がある。勿論、携帯端末101は、当該アプリケーションプログラムに従いデータ通信を実行できる機能を有していることが前提となる。
The mobile terminal 101 has a function as a relay base, and preferably has a communication function capable of connecting to the Internet 103 via a mobile phone network or a network communication network compliant with WiFi.
The mobile terminal 101 has an application program for receiving data related to radiation from the radiation measuring apparatus 100 of the present embodiment and transmitting the data and position information acquired by the GPS 102 automatically or manually via the Internet 103. It is necessary to install it beforehand. Of course, it is assumed that the mobile terminal 101 has a function capable of executing data communication according to the application program.

携帯端末101からインターネット103を経由してデータが送られる先は、例えば、外部のサーバ104や、他の携帯端末106、パーソナルコンピュータ107等がある。このうち、他の携帯端末106やパーソナルコンピュータ107には、例えば、電子メールの機能を使ってデータを送ることができる。
外部のサーバ104は、後述するように、前記携帯端末から送られてきた位置情報を含むデータに基づき放射線の異常を判別する機能を備えている。
さらに、外部のサーバ104は、例えば、グーグル社(Google, Inc.)によって提供されるグーグルマップアプリケーションのような、ウエブベース地図表示サービスアプリケーションを利用して、地図上における携帯端末101で取得した位置情報に対応する地点に、放射線に関する情報を表示して、一般公衆が閲覧できるように構成することもできる。
For example, an external server 104, another portable terminal 106, a personal computer 107, and the like can be transmitted to the data from the portable terminal 101 via the Internet 103. Among these, data can be sent to other portable terminals 106 and personal computers 107 using, for example, an e-mail function.
As will be described later, the external server 104 has a function of discriminating abnormalities of radiation based on data including position information sent from the portable terminal.
Further, the external server 104 uses a web-based map display service application such as a Google map application provided by Google, Inc., for example, to obtain the position acquired by the mobile terminal 101 on the map. Information regarding radiation can be displayed at a point corresponding to the information so that the general public can view it.

〔送信データの改竄の有無判別〕
図11〜図14はデータ通信システムに組み込まれた送信データの改竄の有無を判別する機能を説明するための図である。
図11に示すように、放射線測定装置100は、個別の放射線測定装置ごとにあらかじめ設定された暗号キー、当該装置に固有の装置ID、測定データ、測定時刻に関するデータ(時刻データ)をパラメータとして、測定を行うごと(すなわち、個々の測定データごと)に装置ハッシュ値を生成する。
ここで、暗号キーと装置IDは、あらかじめメモリ62に記憶してある(図4参照)。また、測定データは、中央処理部61(データ処理部)からの出力データである。本実施形態では、中央処理部61がカウンタ12、A/Dコンバータ25、又はカウンタ42から信号を入力するタイミングを測定開始時刻としており、測定時刻に関する時刻データは、当該タイミングでタイマー71から出力される。なお、時刻データとしては、データ処理部がデータ処理を行う間の適宜の時刻や、データ処理部からデータが出力された終了時刻等、測定に関連した適宜の時刻を用いることができる。
装置ハッシュ値は、中央処理部61が、SHA−256に準拠したアルゴリズムをもって生成される。
そして、放射線測定装置100は、当該装置に固有の装置ID、測定データ、時刻データ、及び生成した装置ハッシュを装置出力データにまとめて外部へ送信する。ただし、暗号キーは、放射線測定装置100から送信されない。
装置出力データは、放射線測定装置100のユーザが所持している携帯端末101が受信する。
[Determination of transmission data falsification]
FIGS. 11 to 14 are diagrams for explaining a function of determining whether or not transmission data has been tampered with in a data communication system.
As shown in FIG. 11, the radiation measuring apparatus 100 uses, as parameters, an encryption key set in advance for each individual radiation measuring apparatus, a device ID unique to the device, measurement data, and data (time data) related to measurement time. A device hash value is generated for each measurement (ie, for each individual measurement data).
Here, the encryption key and the device ID are stored in the memory 62 in advance (see FIG. 4). The measurement data is output data from the central processing unit 61 (data processing unit). In the present embodiment, the timing at which the central processing unit 61 inputs a signal from the counter 12, the A / D converter 25, or the counter 42 is set as the measurement start time, and time data regarding the measurement time is output from the timer 71 at the timing. The As the time data, an appropriate time related to measurement, such as an appropriate time while the data processing unit performs data processing, an end time when the data is output from the data processing unit, or the like can be used.
The device hash value is generated by the central processing unit 61 with an algorithm based on SHA-256.
Then, the radiation measurement apparatus 100 collects the apparatus ID, measurement data, time data, and generated apparatus hash unique to the apparatus as apparatus output data and transmits the apparatus output data to the outside. However, the encryption key is not transmitted from the radiation measurement apparatus 100.
The device output data is received by the portable terminal 101 possessed by the user of the radiation measuring apparatus 100.

次に、図12に示すように、携帯端末101は、あらかじめ設定された端末番号(例えば、電話番号やシリアル番号)、GPS102から取得した位置情報と当該位置情報の取得日時に関するデータ、及び携帯端末101に内蔵されたカメラで撮影した現場写真のデータを端末付加データとして、装置出力データに付加して送信する。加えて、携帯端末101は、放射線測定装置100から受信した装置ハッシュ値と、これら端末付加データをパラメータとして、端末ハッシュ値を生成する機能を有している。生成した端末ハッシュ値も装置出力データに付加して送信される。   Next, as illustrated in FIG. 12, the mobile terminal 101 includes a preset terminal number (for example, a telephone number or a serial number), location information acquired from the GPS 102, data regarding the acquisition date and time of the location information, and the mobile terminal The data of the field photograph taken with the camera incorporated in 101 is added to the device output data and transmitted as terminal additional data. In addition, the portable terminal 101 has a function of generating a terminal hash value using the apparatus hash value received from the radiation measuring apparatus 100 and the terminal additional data as parameters. The generated terminal hash value is also added to the device output data and transmitted.

外部のサーバ104は、携帯端末101から装置出力データ、端末付加データ、及び端末ハッシュ値をまとめて受信する。図13に示すように、外部のサーバ104は、データが送られてくる各放射線測定装置100に設定された前記暗号キーを、図示しない記憶媒体にあらかじめ記憶している。そして、受信した装置出力データに含まれる装置ID、測定データ、及び時刻データと、当該装置出力データを送信した放射線測定装置100に対応する暗号キーとをパラメータとして、放射線測定装置100で生成したと同様のアルゴリズムで比較用装置ハッシュ値を生成する。
受信したデータが途中で改竄されていなければ、この比較用装置ハッシュ値は、同じデータをパラメータとして同様のアルゴリズムで生成された装置ハッシュ値と同じ値になる。一方、受信したデータが途中で改竄されていた場合は、生成した比較用装置ハッシュ値は、受信したデータに含まれる装置ハッシュ値と異なる値となる。これによって、データが途中で改竄されたか否かを判別でき、受信データの高い信頼性を補償することが可能となる。
The external server 104 collectively receives device output data, terminal additional data, and a terminal hash value from the mobile terminal 101. As shown in FIG. 13, the external server 104 stores the encryption key set in each radiation measurement apparatus 100 to which data is sent in advance in a storage medium (not shown). Then, the device ID, measurement data, and time data included in the received device output data, and the encryption key corresponding to the radiation measurement device 100 that transmitted the device output data are generated by the radiation measurement device 100 as parameters. A device hash value for comparison is generated with the same algorithm.
If the received data has not been tampered with, the comparison device hash value is the same as the device hash value generated by the same algorithm using the same data as a parameter. On the other hand, if the received data has been tampered with, the generated comparison device hash value is different from the device hash value included in the received data. As a result, it can be determined whether or not the data has been tampered with in the middle, and the high reliability of the received data can be compensated.

さらに、図14に示すように、外部のサーバ104は、受信した端末付加データ(端末番号、位置情報、位置情報の取得日時、及び現場写真)と、上述のように生成した比較用装置ハッシュ値とをパラメータとして、携帯端末101で生成したと同様のアルゴリズムで比較用端末ハッシュ値を生成する。
受信したデータが途中で改竄されていなければ、この比較用端末ハッシュ値は、同じデータをパラメータとして同様のアルゴリズムで生成された端末ハッシュ値と同じ値になる。一方、受信したデータが途中で改竄されていた場合は、生成した比較用端末ハッシュ値は、受信したデータに含まれる端末ハッシュ値と異なる値となる。これによって、データが途中で改竄されたか否かを判別できる。特に、上述した比較用装置ハッシュ値が装置ハッシュ値と同じ値であるが、生成した比較用端末ハッシュ値は、受信したデータに含まれる端末ハッシュ値と異なる場合は、携帯端末101よりも下流で改竄されたものと判別でき、トレーサビリティを確保することも可能となる。
Further, as shown in FIG. 14, the external server 104 receives the received terminal additional data (terminal number, location information, location information acquisition date and field photo), and the comparison device hash value generated as described above. Is used as a parameter, and a comparison terminal hash value is generated by the same algorithm as that generated by the mobile terminal 101.
If the received data has not been tampered with, the comparison terminal hash value is the same as the terminal hash value generated by the same algorithm using the same data as a parameter. On the other hand, when the received data has been tampered with, the generated comparison terminal hash value is different from the terminal hash value included in the received data. This makes it possible to determine whether or not the data has been tampered with. In particular, if the comparison device hash value described above is the same value as the device hash value, but the generated comparison terminal hash value is different from the terminal hash value included in the received data, the comparison device hash value is downstream of the mobile terminal 101. It can be determined that it has been tampered with, and traceability can be secured.

〔外部サーバでの放射線の異常判別〕
図15は外部のサーバが備える放射線の異常判別機能について説明するためのフローチャートである。
サーバ104は、多数のユーザが所持する放射線測定装置100の中央処理部61送信され、携帯端末101を中継して受信した測定データを蓄積している。そして、測定データの受信状況を常時監視しており(ステップS1)、新規の測定データを受信する毎に(ステップS2)、データ解析を実行し(ステップS3)、解析結果に基づいて放射線の異常点の有無を判定する(ステップS4)。ここで行われるデータ解析と異常点の有無判定は、多変量正規分布解析やメッシュ分割解析など、複数の解析手法を組み合わせることで解析・判定精度の向上を図ることができる。
[Distinguishing radiation abnormalities with an external server]
FIG. 15 is a flowchart for explaining a radiation abnormality determination function provided in an external server.
The server 104 accumulates measurement data transmitted to the central processing unit 61 of the radiation measurement apparatus 100 possessed by many users and received via the portable terminal 101. The reception status of measurement data is constantly monitored (step S1), and each time new measurement data is received (step S2), data analysis is performed (step S3), and radiation abnormalities are detected based on the analysis results. The presence / absence of a point is determined (step S4). The data analysis and the presence / absence determination of abnormal points performed here can improve analysis / determination accuracy by combining a plurality of analysis methods such as multivariate normal distribution analysis and mesh division analysis.

メッシュ分割解析とは、例えば図16に示すように、放射線の測定区域全体をメッシュ状に分割して、それぞれのメッシュ(ブロック)毎に放射線量を解析し、隣接するメッシュの解析値と比較することで、異常を判定する手法である。
また、時々刻々追加される大量のデータをリアルタイムに解析する手段として、多変量正規分布解析手法を用い、マハラノビスの汎距離を用いて異常点を検出することもできる。
放射線測定値は、時間、空間(緯度、経度)、個体を変数とする4次元空間で拡張正規分布しているとみなすことができる。すべての測定値から得られたデータの分布の中心から、個々の測定値がどの程度離れているかを見ることで異常状態を判定することができる。
In the mesh division analysis, for example, as shown in FIG. 16, the entire radiation measurement area is divided into mesh shapes, the radiation dose is analyzed for each mesh (block), and compared with the analysis values of adjacent meshes. This is a method for determining an abnormality.
In addition, as a means for analyzing a large amount of data added every moment in real time, an abnormal point can be detected by using a multivariate normal distribution analysis method and a Mahalanobis generalized distance.
Radiation measurement values can be regarded as an extended normal distribution in a four-dimensional space with time, space (latitude, longitude), and individuals as variables. An abnormal state can be determined by seeing how far each measured value is from the center of the distribution of data obtained from all measured values.

次に、本実施形態では、放射線測定装置100の個体に異常がないか判別するステップを挿入してある(ステップS5)。すなわち、近距離に存在する複数の放射線測定装置100のうち、一つのみから異常な測定データが送られてきた場合には、当該放射線測定装置100は故障していると判別する(ステップS6)。   Next, in this embodiment, a step of determining whether there is an abnormality in the individual of the radiation measuring apparatus 100 is inserted (step S5). That is, when abnormal measurement data is sent from only one of a plurality of radiation measurement apparatuses 100 existing at a short distance, it is determined that the radiation measurement apparatus 100 is out of order (step S6). .

さらに、サーバ104は、放射線測定装置100からの測定データに基づき、時間経過に伴う放射線の変化量を監視して(ステップS7)、単位時間当たりの当該変化量が小さい場合(すなわち、恒常的に異常値を示す場合)には、当該放射線測定装置100が存在する地域は、放射線に汚染されていると判別する。この場合は、さらに当該地域の複数の測定データに着目して、放射線の異常値を示す地域的範囲の広狭を調べ(ステップS8)、異常値の検出範囲が広い地域に分散しているときは、当該地域での広域汚染が生じていると判別する(ステップS9)。一方、放射線の異常を示すデータが送られてきた放射線測定装置100が所定範囲よりも狭い地域に集中しているときは、当該地域にホットスポットが存在すると判別する(ステップS10)。   Furthermore, the server 104 monitors the amount of change in radiation over time based on the measurement data from the radiation measurement apparatus 100 (step S7), and when the amount of change per unit time is small (that is, constantly) In the case of showing an abnormal value), it is determined that the area where the radiation measuring apparatus 100 exists is contaminated with radiation. In this case, paying attention to a plurality of measurement data in the region, the range of the regional range indicating the abnormal value of the radiation is examined (step S8). When the abnormal value detection range is dispersed in a wide region, Then, it is determined that wide-area contamination has occurred in the area (step S9). On the other hand, when the radiation measuring apparatus 100 to which data indicating radiation abnormality is concentrated in an area narrower than the predetermined range, it is determined that a hot spot exists in the area (step S10).

また、本実施形態では、単位時間当たりの放射線の変化量が大きい場合には、当該放射線測定装置100が存在する地域において、放射能漏れ等の事故や放射能に汚染された物質の不法投棄があったと推測するステップを挿入してある。すなわち、当該地域の複数の測定データに着目して、放射線の異常値を示す地域的範囲の広狭を調べ(ステップS11)、異常値の検出範囲が広い地域に分散しているときは、当該地域での放射能漏れ等の事故が発生していると判別する(ステップS12)。一方、放射線の異常を示すデータが送られてきた放射線測定装置100が所定範囲よりも狭い地域に集中しているときは、当該地域に放射能に汚染された物質の不法投棄があったと判別する(ステップS13)。   Further, in the present embodiment, when the amount of change in radiation per unit time is large, accidents such as leakage of radiation and illegal dumping of radioactively contaminated substances occur in the area where the radiation measurement apparatus 100 exists. Inserts a step to guess that there was. That is, paying attention to a plurality of measurement data in the region, the range of the regional range indicating the abnormal value of radiation is examined (step S11). When the detection range of the abnormal value is dispersed in a wide region, the region It is determined that an accident such as leakage of radioactivity has occurred (step S12). On the other hand, when the radiation measuring apparatus 100 to which the data indicating the abnormality of radiation is sent is concentrated in an area narrower than the predetermined range, it is determined that there is an illegal dumping of a radioactively contaminated substance in the area. (Step S13).

なお、ステップS7における時間経過に伴う放射線の変化量の監視は、放射線測定装置100から送られてくる時刻データを参照して行われる。また、ステップS8やステップS11における地域的範囲の広狭の判断は、携帯端末101から送られてくる位置情報に関するデータを参照して行われる。   Note that the amount of change in radiation over time in step S7 is monitored with reference to time data sent from the radiation measuring apparatus 100. In addition, whether the regional range is wide or narrow in step S8 or step S11 is determined with reference to data related to position information sent from the mobile terminal 101.

このようにして、放射線測定装置100から送られてきた測定データを解析して異常点を求め、さらにその異常の原因を判別して、かかる状況をウエブベース地図表示サービスアプリケーションへ送り、地図上に表示するとともに(ステップS14)、サーバ104のデータベースに記録する(ステップS15)。   In this way, the measurement data sent from the radiation measuring apparatus 100 is analyzed to determine the abnormal point, the cause of the abnormality is further determined, and the situation is sent to the web-based map display service application and displayed on the map. The information is displayed (step S14) and recorded in the database of the server 104 (step S15).

多くのユーザが所有する放射線測定装置100から多数の測定データが継続的に送られてくれば、上述した放射線異常の原因究明を迅速かつ高精度に実施することができ、しかもその判定結果をウエブベース地図表示サービスアプリケーションの地図に表示して一般公衆の閲覧に供すれば、多くの人々が放射能汚染に対する的確な判断の材料を得ることができる。   If a large number of measurement data are continuously sent from the radiation measurement apparatus 100 owned by many users, the cause of the radiation abnormality described above can be investigated quickly and with high accuracy, and the determination result is displayed on the web. If it is displayed on the map of the base map display service application and used for viewing by the general public, many people can obtain a material for making an accurate judgment on radioactive contamination.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その他にも種々の変形実施や応用実施が可能であることは勿論である。
また、上述したデータ通信システムは、必要に応じて本発明に係る放射線測定装置と切り離して独自の発明を構成し、各種の放射線測定装置や、データを送信する機能をもつ各種の通信装置一般に適用することもできる。
その場合のデータ通信システムの構成は、次のようになる。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, various deformation | transformation implementation and application implementation are possible for others.
The above-described data communication system is separated from the radiation measurement apparatus according to the present invention as necessary to constitute a unique invention, and is applied to various radiation measurement apparatuses and various communication apparatuses having a function of transmitting data. You can also
The configuration of the data communication system in that case is as follows.

〔構成1〕
放射線測定装置(又は通信装置)から出力されるデータを外部のサーバへ送るデータ通信システムであって、
前記放射線測定装置(又は通信装置)は、個別の放射線測定装置(又は通信装置)ごとにあらかじめ設定された暗号キーと、当該放射線測定装置(又は通信装置)から出力されるデータとを含むパラメータに基づき、当該放射線測定装置(又は通信装置)から出力される個々のデータごとに固有のハッシュ値(装置ハッシュ値)を生成する装置ハッシュ値生成手段と、
前記放射線測定装置(又は通信装置)から出力されるデータ及び前記装置ハッシュ値を含むデータを送信するデータ送信手段と、を備え、
前記暗号キーは、前記放射線測定装置(又は通信装置)から外部に送信されず、
前記サーバは、データが送られてくる各放射線測定装置(又は通信装置)に設定された前記暗号キーをあらかじめ記憶する手段と、当該暗号キーと前記放射線測定装置(又は通信装置)から送られてきたデータとに基づき放射線測定装置(又は通信装置)と同様にハッシュ値(比較用装置ハッシュ値)を生成する手段と、生成した比較用装置ハッシュ値を前記放射線測定装置(又は通信装置)から送られてきた装置ハッシュ値と比較して当該放射線測定装置(又は通信装置)から送られてきたデータの改竄の有無を判別する手段と、を含むことを特徴とするデータ通信システム。
[Configuration 1]
A data communication system for sending data output from a radiation measurement device (or communication device) to an external server,
The radiation measurement device (or communication device) uses a parameter including an encryption key preset for each individual radiation measurement device (or communication device) and data output from the radiation measurement device (or communication device). A device hash value generation means for generating a unique hash value (device hash value) for each individual data output from the radiation measurement device (or communication device),
Data transmission means for transmitting data including the data output from the radiation measurement device (or communication device) and the device hash value,
The encryption key is not transmitted to the outside from the radiation measurement device (or communication device),
The server is sent from the encryption key set in each radiation measurement device (or communication device) to which data is sent in advance, and from the encryption key and the radiation measurement device (or communication device). Means for generating a hash value (comparison device hash value) in the same manner as the radiation measurement device (or communication device) based on the collected data, and the generated comparison device hash value is sent from the radiation measurement device (or communication device). A data communication system comprising: means for determining whether or not the data transmitted from the radiation measurement apparatus (or communication apparatus) has been tampered with in comparison with the received apparatus hash value.

〔構成2〕
前記放射線測定装置(又は通信装置)から送られてきたデータを受信し、インターネットを経由して前記サーバへ送信する携帯端末を備え、
前記携帯端末は、
前記放射線測定装置(又は通信装置)から送られてきたデータを受信する受信手段と、
前記放射線測定装置(又は通信装置)から送られてきたデータに含まれる前記装置ハッシュ値と、当該携帯端末で付加されるデータとを含むパラメータに基づき、当該携帯端末に固有のハッシュ値(端末ハッシュ値)を生成する端末ハッシュ値生成手段と、
前記放射線測定装置(又は通信装置)から送られてきたデータ、前記端末ハッシュ値、及び当該携帯端末で付加したデータをまとめて前記サーバへ送信する端末データ送信手段と、を備え、
前記サーバは、前記携帯端末から受信したデータに基づき当該携帯端末と同様にハッシュ値(比較用端末ハッシュ値)を生成する手段と、生成した比較用端末ハッシュ値を前記携帯端末から送られてきた端末ハッシュ値と比較して当該携帯端末から送られてきたデータの改竄の有無を判別する手段と、を含むことを特徴とする上記構成1のデータ通信システム。
[Configuration 2]
A portable terminal that receives data sent from the radiation measurement device (or communication device) and transmits the data to the server via the Internet;
The portable terminal is
Receiving means for receiving data sent from the radiation measuring device (or communication device);
Based on a parameter including the device hash value included in the data transmitted from the radiation measurement device (or communication device) and data added by the mobile terminal, a hash value (terminal hash unique to the mobile terminal) Terminal hash value generation means for generating (value),
Terminal data transmission means for collectively transmitting data sent from the radiation measurement apparatus (or communication apparatus), the terminal hash value, and data added by the portable terminal to the server,
The server receives a means for generating a hash value (comparison terminal hash value) based on data received from the portable terminal, and the generated comparison terminal hash value from the portable terminal. And a means for discriminating whether or not the data sent from the portable terminal is falsified as compared with the terminal hash value.

1:装置本体、2:操作部、3:表示部、4:保護カバー、5:把持部、6:コネクタ
10:GM検出器、10a:放射線入射面、11:コンパレータ、12:カウンタ、
20:化合物半導体検出器、21:積分アンプ、22:第2アンプ、23:セレクタ、24:可変ゲインアンプ、25:A/Dコンバータ、
30:シンチレーション検出器、31:積分アンプ、32:スイッチ、
40:3He中性子検出器、41:コンパレータ、42:カウンタ、
50:高圧電源回路、51:CWC、
60:1チップマイコン、61:中央処理部、62:メモリ
71:タイマー、72:通信モジュール、73:外部接続インターフェース、
101:携帯端末、102:GPS、103:インターネット、104:外部のサーバ、106:他の携帯端末、107:パーソナルコンピュータ
1: device main body, 2: operation unit, 3: display unit, 4: protective cover, 5: gripping unit, 6: connector 10: GM detector, 10a: radiation incident surface, 11: comparator, 12: counter,
20: Compound semiconductor detector, 21: Integration amplifier, 22: Second amplifier, 23: Selector, 24: Variable gain amplifier, 25: A / D converter,
30: Scintillation detector, 31: Integration amplifier, 32: Switch,
40: 3He neutron detector, 41: comparator, 42: counter,
50: High voltage power supply circuit, 51: CWC,
60: 1 chip microcomputer, 61: central processing unit, 62: memory 71: timer, 72: communication module, 73: external connection interface,
101: Mobile terminal, 102: GPS, 103: Internet, 104: External server, 106: Other mobile terminals, 107: Personal computer

Claims (12)

放射線のもつエネルギを検出し、当該エネルギに相当する波高のアナログ電気信号を出力する検出器と、
前記検出器から出力されたアナログ電気信号を増幅して出力する積分アンプと、
前記積分アンプからの出力信号を、あらかじめ設定されたサンプリング間隔でデジタル変換するA/Dコンバータと、
前記デジタル変換された電気信号をデータ処理して、前記検出器に入力した放射線のエネルギを求めるデータ処理部と、を含み、
前記A/Dコンバータのサンプリング間隔を、1μ秒以下とするとともに、
前記積分アンプは、前記A/Dコンバータのサンプリング間隔よりも長い時間をかけて出力信号を放電し、前記A/Dコンバータのサンプリング間隔において出力信号の波高値の減少が5%以内に抑えられる値に時定数を設定してあり、
前記積分アンプからの出力信号は、波形整形することなく前記A/Dコンバータに入力することを特徴とする放射線測定装置。
A detector that detects the energy of radiation and outputs an analog electrical signal having a wave height corresponding to the energy;
An integrating amplifier that amplifies and outputs the analog electrical signal output from the detector;
An A / D converter for digitally converting an output signal from the integrating amplifier at a preset sampling interval;
A data processing unit that performs data processing on the digitally converted electrical signal and determines energy of radiation input to the detector;
The sampling interval of the A / D converter is 1 μsec or less,
The integrating amplifier discharges the output signal over a time longer than the sampling interval of the A / D converter, and the value at which the decrease of the peak value of the output signal is suppressed within 5% in the sampling interval of the A / D converter. Yes to set a two-time constant,
The output signal from the integrating amplifier, a radiation measuring device which is characterized that you input to the A / D converter without the waveform shaping.
前記A/Dコンバータと前記データ処理部は、1チップでできたマイクロコンピュータで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の放射線測定装置。The radiation measuring apparatus according to claim 1, wherein the A / D converter and the data processing unit are configured by a microcomputer made of one chip. ガイガーミュラー検出器で構成された第2の検出器と、
前記第2の検出器から出力されたアナログ電気信号が、あらかじめ設定してあるしきい値を超えたときにパルス状の信号を出力するコンパレータと、
前記コンパレータからの信号出力数を計数するカウンタと、を含み、
前記データ処理部は、前記カウンタからの出力に基づき単位時間あたりの放射線検出個数を求めることを特徴とする請求項1又は2の放射線測定装置。
A second detector composed of a Geiger-Muller detector;
A comparator that outputs a pulsed signal when the analog electrical signal output from the second detector exceeds a preset threshold value;
A counter that counts the number of signal outputs from the comparator,
Wherein the data processing unit, the radiation measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that to determine the radiation detection number per unit time based on an output from said counter.
前記データ処理部は、前記検出器からの出力に基づき求めた放射線のエネルギをもって特定された変換係数によって、前記第2の検出器からの出力に基づき求めた単位時間あたりの放射線検出個数データを、放射線による人体への影響度合いを表す線量等量率のデータに変換する機能を備えることを特徴とする請求項の放射線測定装置。 The data processing unit is configured to obtain radiation detection number data per unit time obtained based on the output from the second detector, by a conversion coefficient specified by the energy of the radiation obtained based on the output from the detector. The radiation measuring apparatus according to claim 3 , further comprising a function of converting to dose equivalent rate data representing a degree of influence of radiation on a human body. 核種ごとに放射線エネルギのピーク位置と強度が登録された放射性同位元素データベースをあらかじめ保存してあるメモリを備え、
前記データ処理部は、前記検出器からの出力に基づき放射線のスペクトルを求め、当該スペクトルをスムージング処理し、次いでバックグラウンド除去処理を行ってピーク成分を抽出し、当該抽出されたピーク成分からピーク位置と強度を求め、当該ピーク位置と強度を前記放射性同位元素データベースと照合して核種同定処理を行い、当該同定した核種から変換係数を特定して、当該変換係数により、前記第2の検出器からの出力に基づき求めた単位時間あたりの放射線検出個数データを、放射線による人体への影響度合いを表す線量等量率のデータに変換する機能を備えることを特徴とする請求項の放射線測定装置。
Equipped with a memory that stores in advance a radioisotope database in which the peak positions and intensities of radiation energy are registered for each nuclide,
The data processing unit obtains a spectrum of radiation based on an output from the detector, performs a smoothing process on the spectrum, then performs a background removal process to extract a peak component, and a peak position from the extracted peak component The nuclide identification process is performed by comparing the peak position and intensity with the radioisotope database, the conversion coefficient is identified from the identified nuclide, and the conversion coefficient is determined from the second detector. The radiation measurement apparatus according to claim 4 , further comprising a function of converting the number of detected radiation per unit time obtained based on the output of the above into data of a dose equivalent rate representing a degree of influence of radiation on a human body.
核種ごとに放射線のスペクトルが登録された放射性同位元素データベースをあらかじめ保存してあるメモリを備え、
前記データ処理部は、前記検出器からの出力に基づき放射線のスペクトルを求め、当該スペクトルをスムージング処理し、次いで当該スペクトル全体を前記放射性同位元素データベースと照合して核種同定処理を行い、当該同定した核種から変換係数を特定して、当該変換係数により、前記第2の検出器からの出力に基づき求めた単位時間あたりの放射線検出個数データを、放射線による人体への影響度合いを表す線量等量率のデータに変換する機能を備えることを特徴とする請求項の放射線測定装置。
Equipped with a memory that stores in advance a radioisotope database in which the spectrum of radiation is registered for each nuclide,
The data processing unit obtains a spectrum of radiation based on an output from the detector, performs a smoothing process on the spectrum, and then performs a nuclide identification process by comparing the entire spectrum with the radioisotope database. Dose equivalence rate representing the degree of influence of radiation on the human body by identifying the conversion coefficient from the nuclide and using the conversion coefficient to determine the number of detected radiation per unit time based on the output from the second detector. The radiation measuring apparatus according to claim 4 , further comprising a function of converting the data into the data.
前記検出器として、化合物半導体検出器を用いたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の放射線測定装置。   The radiation measuring apparatus according to claim 1, wherein a compound semiconductor detector is used as the detector. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の放射線測定装置における前記データ処理部から出力されるデータを外部のサーバへ送るデータ通信システムであって、
前記放射線測定装置は、
個別の放射線測定装置ごとにあらかじめ設定された暗号キーと、前記データ処理部から出力されるデータとを含むパラメータに基づき、前記データ処理部から出力される個々のデータごとに固有のハッシュ値(装置ハッシュ値)を生成する装置ハッシュ値生成手段と、
前記データ処理部から出力されるデータ及び前記装置ハッシュ値を含むデータを送信するデータ送信手段と、を備え、
前記暗号キーは、前記データ送信手段から外部に送信されず、
前記サーバは、データが送られてくる各放射線測定装置に設定された前記暗号キーをあらかじめ記憶する手段と、当該暗号キーと前記放射線測定装置から送られてきたデータとに基づき放射線測定装置と同様にハッシュ値(比較用装置ハッシュ値)を生成する手段と、生成した比較用装置ハッシュ値を前記放射線測定装置から送られてきた装置ハッシュ値と比較して当該放射線測定装置から送られてきたデータの改竄の有無を判別する手段と、を含むことを特徴とするデータ通信システム。
A data communication system for sending data output from the data processing unit in the radiation measuring apparatus according to any one of claims 1 to 7 to an external server,
The radiation measuring device comprises:
A unique hash value (apparatus for each piece of data output from the data processing unit based on parameters including an encryption key set in advance for each individual radiation measurement device and data output from the data processing unit Device hash value generation means for generating a hash value),
Data transmission means for transmitting data including data output from the data processing unit and the device hash value, and
The encryption key is not transmitted to the outside from the data transmission means,
The server is similar to the radiation measuring apparatus based on the means for storing in advance the encryption key set in each radiation measuring apparatus to which data is sent and the data sent from the encryption key and the radiation measuring apparatus. Means for generating a hash value (comparison device hash value) and data sent from the radiation measurement device by comparing the generated comparison device hash value with the device hash value sent from the radiation measurement device And a means for discriminating whether or not tampering has occurred.
前記放射線測定装置から送られてきたデータを受信し、インターネットを経由して前記サーバへ送信する携帯端末を備え、
前記携帯端末は、
前記放射線測定装置から送られてきたデータを受信する受信手段と、
前記放射線測定装置から送られてきたデータに含まれる前記装置ハッシュ値と、当該携帯端末で付加されるデータとを含むパラメータに基づき、当該携帯端末に固有のハッシュ値(端末ハッシュ値)を生成する端末ハッシュ値生成手段と、
前記放射線測定装置から送られてきたデータ、前記端末ハッシュ値、及び当該携帯端末で付加したデータをまとめて前記サーバへ送信する端末データ送信手段と、を備え、
前記サーバは、前記携帯端末から受信したデータに基づき当該携帯端末と同様にハッシュ値(比較用端末ハッシュ値)を生成する手段と、生成した比較用端末ハッシュ値を前記携帯端末から送られてきた端末ハッシュ値と比較して当該携帯端末から送られてきたデータの改竄の有無を判別する手段と、を含むことを特徴とする請求項8のデータ通信システム。
Receiving data sent from the radiation measurement device, comprising a mobile terminal that transmits to the server via the Internet,
The portable terminal is
Receiving means for receiving data sent from the radiation measuring device;
A hash value (terminal hash value) unique to the portable terminal is generated based on a parameter including the device hash value included in the data transmitted from the radiation measuring apparatus and data added by the portable terminal. A terminal hash value generation means;
Terminal data transmission means for collectively transmitting data sent from the radiation measurement apparatus, the terminal hash value, and data added by the portable terminal to the server,
The server receives a means for generating a hash value (comparison terminal hash value) based on data received from the portable terminal, and the generated comparison terminal hash value from the portable terminal. 9. The data communication system according to claim 8, further comprising: means for determining whether or not the data transmitted from the portable terminal is falsified by comparing with the terminal hash value.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の放射線測定装置を所持する多数のユーザから送られてくるデータに基づき放射線の異常を判別する放射線異常判別システムであって、
前記放射線測定装置は、測定時刻に関するデータ(時刻データ)を出力する手段と、当該放射線測定装置とともにユーザが所持する携帯端末へ、前記データ処理部から出力されるデータに前記時刻データを付加して送信するデータ送信手段とを備え、
前記携帯端末は、GPSを利用した位置情報の取得機能を備え、前記放射線測定装置から送られてきたデータに当該位置情報を付加して、インターネットを経由して外部のサーバへ送信する中継基地としての機能を備え、
前記外部のサーバは、前記携帯端末から送られてきた位置情報を含むデータに基づき放射線の異常を判別する機能を備えることを特徴とする放射線異常判別システム。
A radiation abnormality determination system that determines abnormality of radiation based on data sent from a large number of users who possess the radiation measuring apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The radiation measuring apparatus adds the time data to data output from the data processing unit to means for outputting data (time data) relating to measurement time and a portable terminal possessed by the user together with the radiation measuring apparatus. Data transmission means for transmitting,
The mobile terminal has a function for acquiring position information using GPS, and adds the position information to the data sent from the radiation measuring apparatus and transmits it to an external server via the Internet. With the features of
The external server includes a function of determining a radiation abnormality based on data including position information transmitted from the portable terminal.
前記サーバは、多数のユーザが所持する前記放射線測定装置のデータ処理部から出力されたデータが放射線の異常を示しており、時間経過に伴う放射線の変化量は所定のしきい値よりも小さく、且つ当該放射線の異常を示すデータが送られてきた放射線測定装置が所定範囲よりも狭い地域に集中しているときは、当該地域にホットスポットが存在すると判別することを特徴とする請求項10の放射線異常判別システム。   In the server, the data output from the data processing unit of the radiation measurement apparatus possessed by a large number of users indicates an abnormality of radiation, and the amount of change in radiation over time is smaller than a predetermined threshold, 11. When the radiation measuring apparatus to which the data indicating the abnormality of the radiation is sent is concentrated in an area narrower than a predetermined range, it is determined that a hot spot exists in the area. Radiation abnormality discrimination system. 前記サーバは、多数のユーザが所持する前記放射線測定装置のデータ処理部から出力されたデータが放射線の異常を示しており、時間経過に伴う放射線の変化量は所定のしきい値よりも小さく、且つ当該放射線の異常を示すデータが送られてきた放射線測定装置が所定範囲よりも広い地域に分散しているときは、当該地域での広域汚染が生じていると判別することを特徴とする請求項10又は11の放射線異常判別システム。   In the server, the data output from the data processing unit of the radiation measurement apparatus possessed by a large number of users indicates an abnormality of radiation, and the amount of change in radiation over time is smaller than a predetermined threshold, In addition, when the radiation measurement devices to which data indicating the abnormality of the radiation is transmitted are dispersed in an area wider than a predetermined range, it is determined that wide-area contamination has occurred in the area. Item 10. A radiation abnormality determination system according to item 10 or 11.
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