剂量率测定装置的制作方法

本发明涉及剂量率测定装置，尤其涉及剂量率的测定范围覆盖宽范围的剂量率测定装置。

背景技术：

在原子反应堆设施、已使用燃料再处理设施等的周边，设置有剂量率的测定范围覆盖宽范围的剂量率测定装置(例如，专利文献1～6)。通常，并行设置两台具备不同种类的放射线检测器的剂量率测定装置，由此来应对从平时的自然放射线水平到事故时的高放射线水平的剂量率的测定。该方式中，相对于空间放射线的入射，并行设置的剂量率测定装置彼此会成为对方的障碍，从而测定结果会受到不少并行设置的影响。从测定装置整体的小型化、成本降低及省空间化的观点出发，也希望能够利用一台剂量率测定装置来进行对应于宽范围的剂量率的测定。

作为解决该问题的方法，专利文献1和专利文献2所涉及的剂量率测定装置在一个检测部内配置低量程用检测器和高量程用检测器。低量程用检测器和高量程用检测器分别使用闪烁检测器和半导体检测器，切换测定量程来输出测定结果。在两个专利文献中，低量程用检测器使用的是使用了铊活化碘化钠闪烁器的nai(t1)闪烁检测器。

若放射线检测器不同，则能量特性会产生差异，因此，在剂量率测定装置中，当切换低量程和高量程的剂量率进行输出时，会产生阶差。专利文献1所涉及的剂量率测定装置中，为了抑制因该量程切换而产生的阶差，至少测定一方的检测器输出脉冲的波高谱来推定入射放射线的能量。关于包含切换点的上下的剂量率区域，通过校准为任一方的能量特性来消除切换点处产生的较大的阶差。

放射线检测器的灵敏度因放射线的入射方向不同而不同。专利文献2所涉及的剂量率测定装置中，在闪烁检测器的圆柱状闪烁器的头部表面配置一台半导体检测器，并且在该圆柱状闪烁器的侧面以180度的角度配置两台半导体检测器。通过采用该配置，使量程切换时因低量程用检测器和高量程用检测器的方向依赖性而产生的阶差得以抑制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002-022839号公报

专利文献2：日本专利特开2002－168957号公报

专利文献3：日本专利实开昭62-158375号公报

专利文献4：日本专利特开平1-250885号公报

专利文献5：日本专利特开2004－108796号公报

专利文献6：日本专利特开2005－249580号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

专利文献1所涉及的剂量率测定装置中，即使能够抑制切换点处的阶差，合并低量程剂量率和高量程剂量率得到的全量程的能量特性(直线性)也无法充分地得到改善。此外，专利文献2所涉及的剂量率测定装置中，由于所有的半导体检测器相对于闪烁检测器的闪烁器(放射线传感器)变成阴影，因此会给测定结果带来影响。

本发明是为了解决上述这样的问题而完成的。即，本发明的目的在于提供一种剂量率测定装置，能够使低量程剂量率和高量程剂量率两者的能量特性平坦化，从而改善全量程的能量特性(直线性)，能够在宽量程内进行高精度的测定。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的剂量率测定装置包括：放射线检测器，该放射线检测器在有放射线输入的情况下输出模拟电压脉冲；第1脉冲放大器，该第1脉冲放大器对放射线检测器输出的模拟电压脉冲进行放大；第1模数转换部，该第1模数转换部将第1脉冲放大器的输出转换成数字信号；第1波高谱生成部，该第1波高谱生成部根据第1模数转换部的输出生成输入放射线的波高谱；第1能量补偿系数运算部，若输入第1波高谱生成部所生成的波高谱，则该第1能量补偿系数运算部使用表示平均波高值与能量补偿系数的关系的第1补偿系数表，求取对应于入射放射线的第1能量补偿系数；第1剂量率运算部，若输入第1波高谱生成部所生成的波高谱，则该第1剂量率运算部使用g(e)函数，运算入射放射线的第1剂量率，并使用该运算得到的第1剂量率和第1能量补偿系数来计算入射放射线的第1补偿剂量率；放射线检测单元，该放射线检测单元在有放射线输入的情况下输出模拟电压脉冲；第2脉冲放大器，该第2脉冲放大器对放射线检测单元输出的模拟电压脉冲进行放大；第2模数转换部，该第2模数转换部将第2脉冲放大器的输出转换成数字信号；第2波高谱生成部，该第2波高谱生成部根据第2模数转换部的输出生成输入放射线的波高谱；第2能量补偿系数运算部，若输入第2波高谱生成部所生成的波高谱，则该第2能量补偿系数运算部使用表示平均波高值与能量补偿系数的关系的第2补偿系数表，求取对应于入射放射线的第2能量补偿系数；第2剂量率运算部，若输入第2波高谱生成部所生成的波高谱，则该第2剂量率运算部运算入射放射线的第2剂量率，并使用该运算得到的第2剂量率和第2能量补偿系数来计算入射放射线的第2补偿剂量率；剂量率切换部，该剂量率切换部求取由第1剂量率运算部计算得到的第1补偿剂量率与由第2剂量率运算部计算得到的第2补偿剂量率的比，并根据该求取得到的比的大小来输出第1补偿剂量率或第2补偿剂量率；以及显示操作部，该显示操作部显示剂量率切换部输出的第1补偿剂量率或第2补偿剂量率。

发明效果

根据本发明的剂量率测定装置，在各个波高谱生成部中，根据入射放射线的平均波高值求取波高谱。利用平均波高值和入射放射线的平均能量的相关性来补偿能量特性的变形使其平坦化，并切换、输出经过能量补偿后的剂量率。其结果是，能够提供一种能够抑制伴随剂量率切换而产生的阶差，并在全剂量率量程中均具有良好的测定精度的剂量率测定装置。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的剂量率测定装置的结构的图。

图2是表示与低量程剂量率相关的补偿系数表的图。

图3是表示与高量程剂量率相关的补偿系数表的图。

图4是表示检测部的结构配置的图。

图5是表示闪烁检测器的结构的图(图5a)、以及表示半导体检测器的结构的图(图5b)。

图6是说明低量程剂量率的能量特性的图。

图7是说明高量程剂量率的能量特性的图。

图8是对剂量率切换部的切换动作进行说明的图。

图9是表示实施方式2所涉及的剂量率测定装置的结构的图。

图10是表示实施方式3所涉及的传感器元件的有效面积的图。

图11是表示实施方式4所涉及的架台的结构的图。

图12是表示实施方式5所涉及的架台的结构的图。

图13是表示实施方式6所涉及的架台的结构的图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明所涉及的剂量率测定装置的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不限于下述记载，在不脱离本发明的要旨的范围内可适当进行变更。

实施方式1.

图1是表示实施方式1所涉及的剂量率测定装置的结构的图。如该图1所示那样，剂量率测定装置1由检测部2和测定部3构成。检测部2由闪烁检测器21和放射线检测单元28构成。闪烁检测器21(放射线检测器)吸收所入射的放射线的能量，在低剂量率区域中，输出具有与该吸收的能量成正比的波高值的离散的模拟电压脉冲(第1检测信号脉冲)。放射线检测单元28包括半导体检测器22～24及脉冲加运算电路29。半导体检测器22、半导体检测器23及半导体检测器24吸收入射放射线的能量，在高剂量率区域中，输出具有与该吸收的能量成正比的波高值的离散的模拟电压脉冲(第2检测信号脉冲)。脉冲加运算电路29输入从半导体检测器22～24输出的第2检测信号脉冲，并将三个脉冲列集合成一个脉冲列，并输出模拟电压脉冲(第3检出信号脉冲)。

可以使用正比计数管、盖革-弥勒管(gm管)等放射线检测器来取代闪烁检测器21。具备多个或单个放射线检测器的放射线检测单元28中，可使用电离室来取代半导体检测器22～24。测定部3包括对应于闪烁检测器21的低量程剂量率测定部31、以及对应于半导体检测器22～24的高量程剂量率测定部32。低量程剂量率测定部31(第1剂量率测定单元)基于从闪烁检测器21输出的模拟电压脉冲的波高值计算出低量程补偿剂量率dl(第1补偿剂量率)，并输出至剂量率切换部33。高量程剂量率测定部32(第2剂量率测定单元)基于从半导体检测器22～24输出的模拟电压脉冲的计数率计算出高量程补偿剂量率dh(第2补偿剂量率)，并输出至剂量率切换部33。

闪烁检测器21例如使用具备圆柱状的nai(t1)闪烁器的nai(t1)闪烁检测器。nai(t1)闪烁检测器是市场有售的器件，能够容易地获得。同样地，也可应用其他的无机闪烁检测器、塑料闪烁检测器。若剂量率变高，则无法忽略输出的第1检测信号脉冲堆积的发生概率，从而导致闪烁检测器21的测定量程的直线性下降。半导体检测器22～24也同样地，若剂量率变高则直线性下降，因此选定具有适合的灵敏度的半导体检测器，使其上限量程比闪烁检测器21的上限量程要高例如4.5个数量级以上。

半导体检测器22～24的灵敏度与敏感面积成反比。若半导体检测器的灵敏度过低，则在下限量程附近输出的第2检测信号脉冲的重复频率过低，从而剂量率的分辨率变差，从低量程补偿剂量率dl切换到高量程补偿剂量率dh时波动突然变大。为了抑制该波动的急变，根据闪烁检测器21的闪烁体的尺寸和半导体检测器22～24的传感器的敏感面积所分担的量程来选定适当的闪烁检测器。

在测定部3中，低量程剂量率测定部31从闪烁检测器21输入第1检测信号脉冲(模拟电压脉冲)，测定该第1检测信号脉冲的第1波高谱。使用剂量率(ngy·h^-1/cpm)对第1波高谱的各波高值进行加权，并将该剂量率与各波高值所对应的计数值相乘。在测定能量范围内对该计算结果的值进行累计计算，然后除以测定时间(对应于累计计算时间)，从而求得入射放射线的低量程剂量率d1(第1剂量率)。利用能量补偿系数β1(第1能量补偿系数；参照图2)对该低量程剂量率d1进行能量补偿，并将由此得到的低量程补偿剂量率dl(第1补偿剂量率)输出至剂量率切换部33。

高量程剂量率测定部32从半导体检测器22～24输入第2检测信号脉冲，按时间排列各个第2检测信号脉冲并进行加法运算，测定该加法运算后得到的第2检测信号脉冲的第2波高谱。在测定能量范围内对第2波高谱的各波高值所对应的计数值进行累计计算，然后除以测定时间(对应于累计计算时间)，从而求出计数率。计数率与校正常数(剂量率与单位计数率的比)相乘，从而得到高量程剂量率d2(第2剂量率)。利用能量补偿系数β2(第2能量补偿系数；参照图3)对该高量程剂量率d2进行能量补偿，并将由此得到的高量程补偿剂量率dh(第2补偿剂量率)输出至剂量率切换部33。

在测定部3中，在剂量率上升时，剂量率切换部33在所设定的上升时切换点将显示量程从低量程补偿剂量率dl切换到高量程补偿剂量率dh。同样地，在剂量率下降时，剂量率切换部33在所设定的下降时切换点将显示量程从高量程补偿剂量率dh切换到低量程补偿剂量率dl。为了防止在量程切换点发生振荡，在显示量程中设有迟滞，设为上升时切换点＞下降时切换点。显示操作部34将从剂量率切换部33输出的剂量率(高量程补偿剂量率dh或低量程补偿剂量率dl)显示于画面，并通过触摸面板接受测定部的设定。

接着，说明低量程剂量率测定部31和高量程剂量率测定部32的详细结构和动作。低量程剂量率测定部31包括脉冲放大器311、模数转换部312(a-d转换部)、低量程运算部313、高压电源314。高压电源314与闪烁检测器21相连接。低量程运算部313包括波高谱生成部3131、g(e)函数存储器3132、低量程剂量率运算部3133、能量补偿系数运算部3134(第1能量补偿系数运算部)。脉冲放大器311(第1脉冲放大器)输入从闪烁检测器21输出的第1检测信号脉冲(模拟电压脉冲)并进行放大，并且除去叠加于其中的高频噪声。模数转换部312(第1模数转换部)将经过脉冲放大器311放大后的第1检测信号脉冲转换成数字信号，并测定其波高值vp1。

低量程运算部313中，波高谱生成部3131(第1波高谱生成部)输入从模数转换部312输出的波高值vp1，生成波高谱(第1波高谱)并进行输出。来自波高谱生成部3131的谱数据(第1波高谱)被输入到低量程剂量率运算部3133(第1剂量率运算部)。g(e)函数存储器3132存储有使相当于波高的各ch(i)与剂量率gi(ngy·h^-1/cpm)相对应的g(e)函数表，以便使用谱－剂量转换运算符法。谱－剂量转换运算符法也被称为g(e)函数法，1960年代由日本原子能研究所开发。g(e)函数表中，例如测定能量范围50～3000kev被分割成10～600通道(ch)。低量程剂量率运算部3133在每个运算周期使用该g(e)函数表对各ch(i)的剂量率gi与计数值ni的积进行累计计算。将固定周期中对于10～600ch求得的累计值σgi×ni除以固定周期时间，将由此得到的值作为该运算周期时间的剂量率。若对该剂量率的最新化后的测定时间内的数据列进行移动平均，则求得低量程剂量率d1(第1剂量率)。

能量补偿系数运算部3134从波高谱生成部3131输入谱数据(第1波高谱)，对固定周期内测定得到的10～600ch的各ch(i)的波高值hi和计数值ni的积进行累计计算。将累计波高值σhi×ni除以累计计数值σni后得到的值设为该运算周期时间的平均波高值。若导入该平均波高值，并对最新化后的测定时间内的平均波高值数据列进行移动平均，则求得移动平均波高值h1。入射到闪烁检测器21的放射线的能量和移动平均波高值h1具有下述关联关系，即：伴随着前者的上升，后者也上升。

图2示出表示入射放射线的平均波高值(特别是移动平均波高值h1)与能量补偿系数β1(第1能量补偿系数)的关系的低量程补偿系数表(第1补偿系数表)。低量程补偿系数表存储于能量补偿系数运算部3134。能量补偿系数运算部3134将移动平均波高值h1与低量程补偿系数表进行对照，决定能量补偿系数β1，并输出至低量程剂量率运算部3133。低量程剂量率运算部3133将低量程剂量率d1与能量补偿系数β1相乘，并输出由此得到的低量程补偿剂量率dl。低量程补偿系数表中，基准能量例如设为cs-137的γ射线662kev。对应于基准能量的能量补偿系数β1设为1，其他能量的能量补偿系数β1用与基准能量的比来表示。

高量程剂量率测定部32包括脉冲放大器322、模数转换部323(a-d转换部)、高量程运算部324。高量程运算部324包括波高谱生成部3241(第2波高谱生成部)、高量程剂量率运算部3242(第2剂量率运算部)、能量补偿系数运算部(第2能量补偿系数运算部)3243。将从半导体检测器22～24输出的检测信号脉冲输入脉冲加运算电路29，使三个脉冲列集合成一个脉冲列。脉冲放大器322(第2脉冲放大器)输入经由脉冲加运算电路29集合后的模拟电压脉冲(第3检测信号脉冲)并进行放大，并且除去叠加于其中的高频噪声。模数转换部323(第2模数转换部)将经过脉冲放大器322放大后的第2检测信号脉冲转换成数字信号，并测定波高值vp2。

高量程运算部324中，波高谱生成部3241输入从模数转换部323输出的波高值vp2，生成波高谱(第2波高谱)并进行输出。高量程剂量率运算部3242从波高谱生成部3241输入谱数据(第2波高谱)，对固定周期内测定得到的10～600ch的各ch(i)的计数值mi进行累计计算。累计计数值σmi除以固定周期时间，从而求得该运算周期时间的计数率。并且，对计数率的最新化后的测定时间内的数据列进行移动平均，由此求得移动平均计数率，将该移动平均计数率与校正常数相乘，从而求得高量程剂量率d2(第2剂量率)。

能量补偿系数运算部3243从波高谱生成部3241输入谱数据，对固定周期内测定得到的10～600ch的各ch(i)的波高值hi和计数值mi的积进行累计计算。将累计波高值σhi×mi除以累计计数值σmi后得到的值设为该运算周期时间的平均波高值。若导入该平均波高值，并对最新化后的测定时间内的平均波高值数据列进行移动平均，则求得移动平均波高值h2。入射到半导体检测器22～24的放射线的能量和移动平均波高值h2具有下述关联关系，即：伴随着前者的上升，后者也上升。

图3示出表示入射放射线的平均波高值(特别是移动平均波高值h2)与能量补偿系数β2(第2能量补偿系数)的关系的高量程补偿系数表(第2补偿系数表)。高量程补偿系数表存储于能量补偿系数运算部3243。能量补偿系数运算部3243将移动平均波高值h2与高量程补偿系数表进行对照，决定能量补偿系数β2并进行输出。高量程剂量率运算部3242将高量程剂量率d2与能量补偿系数β2相乘，输出由此得到的高量程补偿剂量率dh。另外，高量程补偿系数表中，基准能量例如设为cs-137的γ射线662kev。对应于基准能量的能量补偿系数β2设为1，其他能量的能量补偿系数β2用与基准能量的比来表示。

为了生成低量程补偿系数表，对测定能量范围50～300kev选定多个能量，然后照射放射线来作为型式试验。通过进行剂量率的校正来掌握实际的能量特性，使移动平均波高值h1与能量补偿系数β1相对应。另外，对于因高能量而难以进行型式试验的点，可通过分析来生成低量程补偿系数表，此外，对于因低能量而难以进行型式试验的点，可通过照射x射线来生成低量程补偿系数表。下限50kev设定为实质上能够测定xe-133的γ射线81kev的值。因此，可以照射x射线80kev或am-241的γ射线60kev(有效能量57kev)，将其结果设为补偿下限能量的能量补偿系数β1。高量程补偿系数表也同样如此生成。

根据图4说明检测部2的结构和构成要素的配置。检测部外套26将闪烁检测器21、半导体检测器22～24、架台25包含在内进行遮光并在电气上进行屏蔽，在将检测部2设置在屋外时，检测部外套26形成遮断外部气体的防水结构。基座27对检测部外套26和包含在内的设备进行支承，并且将闪烁检测器21的中心保持在所决定的高度。闪烁检测器21配置在检测部2的中央，半导体检测器22～24安装在架台25的倾斜的侧面上。闪烁检测器21被组装入检测器壳体214的内部。

架台25的三方锥的上部被切除，并且在内部形成有空洞，以使闪烁检测器21的一部分进入。架台25的三个斜侧面上分别安装有半导体检测器22～24。架台25配置在闪烁检测器21的所决定的测定空间以外，具体而言，配置在不会成为闪烁体211(参照图5a)的测定空间的障碍的位置。闪烁检测器21的中心轴和半导体检测器22～24的各传感器元件(参照图5b)的总的中心轴成为共用的中心轴。半导体检测器22～24倾斜地配置在以闪烁检测器21为轴中心的圆周上，并且配置为彼此相距等间隔。

使用图5(图5a和图5a)说明闪烁检测器和半导体检测器的配置。图5a示出闪烁检测器21的结构和构成要素的配置。闪烁检测器21由高压电源314来提供高电压(参照图1)。闪烁检测器21中，按顺序排列闪烁体211、光电倍增管212、以及前置放大器213。闪烁体211吸收入射的放射线4的能量，发出荧光。光电倍增管212将该荧光转换成电子，并对该电子进行倍增放大，将其转换成模拟电流脉冲。前置放大器213将该模拟电流脉冲转换成模拟电压脉冲，并作为第1检测信号脉冲进行输出。

图5b示出半导体检测器22～24的结构和构成要素的配置。半导体检测器22～24分别包括传感器元件41、滤板42、以及前置放大器43。传感器元件41检测放射线并生成模拟电流脉冲。滤板42设置于传感器元件41的放射线入射面，对能量特性进行平坦化，以使每单位剂量率生成的每单位时间的电流脉冲数不依赖于所入射的放射线的能量。通过使传感器元件41在入射面具备滤波器板42，从而半导体检测器22～24的灵敏度基本得以平坦化。

半导体检测器22～24的传感器元件41具有下述能量特性，即：在测定能量区域中，随着变为低能量，单位灵敏度(每单位剂量率的计数率)以指数函数的方式上升。作为传感器元件41优选应用能够容易获得的例如pin结构的si半导体传感器。半导体检测器22～24的前置放大器43将来自传感器元件41的模拟电流脉冲转换成模拟电压脉冲。光电倍增管212和前置放大器213收纳在架台25的空洞内。

图6用于说明对于低量程剂量率的能量特性的能量补偿效果。横轴表示放射线的输入能量e(mev)，纵轴表示以p点为基准值的剂量率测定装置1的响应比f。能量特性a表示没有进行能量补偿的低量程剂量率d1(第1剂量率)的能量依赖性。能量特性b表示进行了能量补偿的低量程剂量率dl(第1补偿剂量率)的能量依赖性。低量程补偿剂量率dl是低量程剂量率d1与能量补偿系数β1相乘得到的结果。均将cs(铯)-137的γ射线的能量662kev入射到闪烁体时的低量程剂量率d1的响应设为基准值1。其他的能量下，示出相对于基准值的响应比f。

由于低量程剂量率d1是利用g(e)函数细致地使波高谱与剂量率相对应来求得的，因此，能量特性a示出基本良好的特性。为了去除噪声的影响，在模数转换部312中不对小于50kev的检测器信号脉冲进行测定而将其废弃。入射到闪烁检测器21的放射线的能量即使在测定能量范围内，波高谱也分布在相当于入射的放射线的能量的波高值以下。因此，随着入射的放射线的能量接近下限能量50kev，废弃的比例增加，对低量程剂量率d1的影响变为无法忽略。

在入射的放射线为400kev以下时，所提供的每单位能量的发光量成为最大1.2倍的山形。若将50kev以下的脉冲废弃的影响和低能量时发光量增加的影响合在一起，则能量特性a在约100kev时大致呈山形，在100kev以下的能量时下降。为了补偿该能量特性a中残留的变形，将能量补偿系数β1与低量程剂量率d1相乘。通过对低量程剂量率d1进行能量补偿来获得低量程补偿剂量率dl(第1补偿剂量率)，从而能够得到能量特性b那样的良好的能量特性。

图7用于说明对于高量程剂量率的能量特性的能量补偿效果。能量特性c表示没有进行能量补偿的高量程剂量率d2(第2剂量率)的能量特性。能量特性d表示进行了能量补偿的高量程剂量率dl(第1补偿剂量率)的能量特性。能量补偿后的高量程剂量率dl是高量程剂量率d2与能量补偿系数β2相乘得到的结果。利用传感器元件41的放射线入射面所分别具备的滤板42的作用，能够使作为每单位剂量率的计数率的灵敏度基本平坦化，但作为物理性的滤波器的补偿极限，在100kev以下的低能量下会大致呈山形。

在模数转换部323中，为了去除噪声的影响，不对小于50kev的检测器信号脉冲进行测定而将其废弃，其结果是，在100kev与200kev间大致产生谷部，并且在60kev以下急剧下降。为了补偿该能量特性中残留的变形，将能量补偿系数β2与能量补偿前的高量程剂量率d2相乘，并将其设为能量补偿后的高量程补偿剂量率dh(第2补偿剂量率)。由此，可获得能量特性d那样的良好的特性。

闪烁检测器21中，若变为高剂量率，则检测信号脉冲的间隔变短，若进一步变为高剂量率，则检测器脉冲信号的脉冲堆积的概率产生影响，从而剂量率下降。关于半导体检测器22～24也是同样，但受检测器脉冲信号的脉冲堆积的概率影响的剂量率向4个数量级以上的高剂量率侧偏移。在相同的剂量率下，随着入射的放射线的能量变大，从闪烁检测器21输出的模拟电压脉冲在每单位时间的数量变少，脉冲堆积所引起的饱和向高剂量率侧偏移。

图8用于说明剂量率切换部33的切换动作。在该图8中，横轴表示放射线的输入剂量率d(in)，纵轴表示放射线的输出剂量率d(out)。两轴均用对数标尺来表示。特性a1概念性地示出低量程剂量率测定部31对于am(镅)-241的有效能量57kev的输入输出响应特性。从低量程剂量率运算部3133输出的低量程补偿剂量率dl与输入剂量率d(in)成正比地增加，接着饱和。特性a2概念性地示出低量程剂量率测定部31对于cs(铯)-137的有效能量660kev的输入输出响应特性，理想情况下与a1重叠地进行推移，并在剂量率高于特性a1的位置处饱和。

特性b1概念性地示出高量程剂量率测定部32对于am(镅)-241的输入输出响应特性。特性b1在理想情况下，波动的中心值与特性a1重合，饱和向比特性a1要高的高剂量率侧偏移4个数量级以上，且在测定范围内不饱和。特性b2概念性地示出高量程剂量率测定部32对于cs(铯)-137的输入输出响应特性。特性b2在理想情况下，波动的中心值与特性a2重合，饱和向比特性a2要高的高剂量率侧偏移4个数量级以上，且在测定范围内不饱和。在测定范围内特性b1和特性b2在理想情况下重合。

此处，在理想情况下重合的区域是能量特性完全一致的理想情况。图中，特性a1、特性a2、特性b1、特性b2示出补偿后的理想情况，但实际上由于能量特性彼此残留有若干差异，因此距离直线会发生若干背离。此外，即使在高量程补偿剂量率dh的波动的中心值与低量程补偿剂量率dl相重合的理想状态下，低量程补偿剂量率dl与高量程补偿剂量率dh的实际的切换也仍在存在高量程补偿剂量率dh的波动的情况下进行。因此，希望检测到波动得到抑制的条件即低量程补偿剂量率dl的饱和开始点后自动地进行切换。

从低量程剂量率运算部3133输出的低量程补偿剂量率dl和从高量程剂量率运算部3242输出的高量程补偿剂量率dh被输入到剂量率切换部33。剂量率切换部33求取低量程补偿剂量率dl与高量程补偿剂量率dh的比，并根据该比的大小来向显示操作部34输出低量程补偿剂量率dl或高量程补偿剂量率dh。在上升切换时，如果比dh/dl变为1+k1以上，那么显示量程就从低量程补偿剂量率dl切换到高量程补偿剂量率dh。此外，在下降切换时，如果比dh/dl变为1+k2以下，那么显示量程就从高量程补偿剂量率dh切换到低量程补偿剂量率dl。

点a1、点a2分别表示am-241的上升切换点、am-241的下降切换点。点b1、点b2分别表示cs-137的上升切换点、cs-137的下降切换点。这里，常数k1和常数k2是正数，为防止波动引起的切换动作的振荡而设为k1＞k2，并将它们设定为实验中求得的适当值以将伴随切换产生的阶差抑制在最小限度。在将常数k1和常数k2设为正数的同时，检测低量程补偿剂量率dl的饱和并切换为高量程补偿剂量率dh，因此，在急剧的上升响应时也能可靠地进行切换。

如上所述，低量程剂量率测定部31和高量程剂量率测定部32分别测定波高谱并求取移动平均波高值，基于该移动平均波高值对各个能量区域的能量特性进行补偿。从而在测定能量整体中都能获得适当的能量特性，由此能够基于适当的能量特性测定各自分担的低量程补偿剂量率dl和高量程补偿剂量率dh。剂量率切换部33基于比dh/dl，根据入射放射线的能量，自动地决定适当的切换点来切换低量程补偿剂量率dl和高量程补偿剂量率dh。其结果是，能够提供在全测定量程内均具有良好的能量特性和直线性的高精度的剂量率测定装置。

并且，将半导体检测器22～24配置在不会成为闪烁体211的测定空间的障碍的位置，且在闪烁体211的中心轴周围等间隔地配置为使敏感面朝向斜上方。其结果是，半导体检测器22～24不会阻碍闪烁体211的测定，并且获得下述效果，即：在全测定量程内均能得到良好的方向依赖性。

实施方式2.

实施方式1中，基于闪烁检测器21和半导体检测器22～24的平均波高值来决定能量补偿系数，并将各能量的响应比设为一定。虽然半导体检测器22～24的波高值随温度变化或随时间变化均保持稳定，但闪烁检测器21的波高值具有温度特性，并且随时间变化。若波高值漂移，则难以将各能量的响应比设为一定。实施方式2中，如图9所示那样，在低量程剂量率测定部31中具备数模转换部315(d/a转换部)和波高漂移补偿部316来作为波高漂移补偿单元。

闪烁检测器21的构成构件中包含有的天然放射性核素k-40。由波高谱生成部3131生成的波高谱被输入到波高漂移补偿部316。波高漂移补偿部316基于波高谱对天然放射线核素k-40的谱峰位置进行分析，输出用于对脉冲放大器311的增益进行自动补偿以使其谱峰位置成为所设定的位置的补偿数据。数模转换部315将该补偿数据转换成模拟信号。脉冲放大器311进行动作以利用该模拟信号对增益进行自动补偿，因此，能够将平坦的能量特性维持在稳定状态来进行测定。

实施方式3.

图10表示实施方式3所涉及的架台25与传感器元件41的位置关系。放射线4a表示向与架台25的中心轴垂直的方向入射的放射线。放射线4b表示向与架台25的中心轴平行的方向入射的放射线。对于向水平方向入射的放射线4a，三个传感器元件中，朝向入射方向的一个传感器元件的透视面积s1(相当于有效面积)有效地起作用。对于向垂直方向入射的放射线4b，三个传感器元件的透视面积s2(相当于有效面积)有效地起作用。因此，半导体检测器22～24(及传感器元件41)朝向天花板方向倾斜地配置在架台25上，以使得朝向垂直方向的透视面积s2与朝向水平方向的透视面积s1相等。另外，若通过实验求得半导体检测器22～24相对于检测中心轴的适当的倾斜度并精细地进行调整，则能够进一步减小方向依赖性。

将半导体检测器22～24配置在不会成为闪烁体211的测定空间的障碍的位置，且在闪烁体211的中心轴周围等间隔地配置为使敏感面朝向斜上方。并且，关于半导体检测器22～24的各个传感器元件，配置为使得朝向天花板方向的有效面积与朝向通过传感器元件的面中心且与闪烁体211的中心轴相交成直角的直线方向的有效面积相等。其结果是，半导体检测器22～24不会阻碍闪烁体211的测定，并且获得下述效果，即：在全测定量程内均能得到良好的方向依赖性。

实施方式4.

在实施方式1中，在入射了高能量的放射线的情况下，存在下述可能性，即：放射线贯穿一个半导体检测器，从其背面侧再次入射到其他的半导体检测器，从而被双方的半导体检测器检测出。实施方式4中，如图11所示，在半导体检测器22的背侧配置屏蔽体255，在半导体检测器23的背侧配置屏蔽体256，在半导体检测器24的背侧配置屏蔽体257。由于在架台25的内表面具备屏蔽体255～257，因此，抑制了来自半导体检测器的背面侧的放射线入射，从而与实施方式1相比，能够更高精度地对平均波高值进行测定。

实施方式5.

实施方式1中，使用三方锥的上部被切除、且在内部设有空洞以使闪烁检测器21的一部分(光电倍增管212和前置放大器213)进入的架台25。半导体检测器22、23、24被安装在架台25的倾斜的侧面上。实施方式5中，如图12所示，在架台25的圆筒部251安装有具有相对于天花板倾斜的平面的台座25a、25b、25c。在该倾斜的平面以使传感器元件的有效面积成为与实施方式3相同的方式配置半导体检测器22、23、24，从而具有能够减少架台25的加工成本的效果。

实施方式6.

实施方式5中，在台座25a～25c上沿斜上方向设置并安装半导体检测器22～24，以检测各方向的放射线。实施方式6中，如图13所示，在圆筒部251安装有台座25a、25b、25c。在台座25a上安装有半导体检测器22和半导体检测器22a。在台座25b上安装有半导体检测器23和半导体检测器23a。在台座25c上安装有半导体检测器24和半导体检测器24a。分别配置半导体检测器22a、23a、24a，使半导体检测器22a、23a、24a与半导体检测器22、23、24在上下侧呈面对象。从而获得下述效果，即：不仅来自空间的放射线，对于包含在降雨或降雪中到达地表、从存储的放射性核素入射的放射线，也能利用同等的灵敏度来进行测定。

另外，本发明可以在该发明的范围内对实施方式自由地进行组合，或对各实施方式进行适当的变形、省略。

标号说明

1剂量率测定装置、

2检测部、

21闪烁检测器、

211闪烁体、

212光电倍增管、

213前置放大器、

214检测器壳体、

22半导体检测器、

22a半导体检测器、

23半导体检测器、

24半导体检测器、

24a半导体检测器、

25架台、

251圆筒部、

25a台座、

25b台座、

25c台座、

255屏蔽体、

256屏蔽体、

257屏蔽体、

26检测部外套、

27基座、

28放射线检测单元、

29脉冲加运算电路、

3测定部、

31低量程剂量率测定部(第1剂量率测定单元)、

311脉冲放大器、

312模数转换部、

313低量程运算部、

3131波高谱生成部、

3132g(e)函数存储器、

3133低量程剂量率运算部、

3134能量补偿系数运算部、

316波高漂移补偿部、

314高压电源、

315数模转换部、

32高量程剂量率测定部(第2剂量率测定单元)、

322脉冲放大器、

323模数转换部、

324高量程运算部、

3241波高谱生成部、

3242高量程剂量率运算部、

3243能量补偿系数运算部、

33剂量率切换部、

34显示操作部、

4放射线、

4a放射线、

4b放射线、

41传感器元件、

42滤板、

43前置放大器、

dl低量程补偿剂量率、

dh高量程补偿剂量率、

d1低量程剂量率(第1剂量率)、

d2高量程剂量率(第2剂量率)、

vp1波高值、

vp2波高值、

gi剂量率、

ni计数值、

hi波高值、

h1移动平均波高值、

h2移动平均波高值、

d(in)输入剂量率、

d(out)输出剂量率、

f响应比、

a能量特性、

b能量特性、

c能量特性、

d能量特性、

a1特性、

a2特性、

b1特性、

b2特性、

a1点、

a2点、

b1点、

b2点、

k1常数、

k2常数、

s1透视面积、

s2透视面积。