中性子線・放射線測定器の比較

中性子線・RS232/RS485シリアル接続

おすすめ中性子線・放射線測定器の比較・選び方

通信API仕様を公開している検出器をご紹介。

ドローン、ロボット、組み込み機器、モニタリングポスト など様々な開発に利用できる検出器ユニットです。

国際的なトレーサビリティのある校正証明書がついた 放射線測定器モジュールです。

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中性子線での線量率測定モジュールの比較

中性子線の検出と線量率測定が可能な放射線測定器モジュールです。

中性子線の線量率・積算線量の測定 BDKN-01 BDKN-02 BDKN-03 BDKN-04
写真 Atomtex BDKN-01 - シリアル接続放射線測定器 Atomtex BDKN-02 - シリアル接続放射線測定器 Atomtex BDKN-03 - シリアル接続放射線測定器 Atomtex BDKN-04 - シリアル接続放射線測定器
検出器 He3 検出器 He3 検出器 He3 検出器 He3 検出器
エネルギー範囲 0.025eV~14MeV 0.025eV~14MeV 0.025eV~14MeV 0.025eV~14MeV
線量率測定 0.1µSv/h~10mSv/h 0.1µSv/h~10mSv/h 0.1µSv/h~10mSv/h 0.1µSv/h~10mSv/h
線量率測定の固有相対誤差 ±35 ±35 ±20 ±20
流束密度の測定範囲 0.1~104neutrons/s/cm2 0.1~104neutrons/s/cm2 0.1~104neutrons/s/cm2 0.1~104neutrons/s/cm2
流束密度の固有相対誤差 ±20 ±20 ±20 ±20
積算線量の測定範囲 0.1µSv~10Sv 0.1µSv~10Sv 0.1µSv~10Sv 0.1µSv~10Sv
積算線量の固有相対誤差 ±35 ±35 ±20 ±20
線量率の感度 0.355 cps/(µSv/h) 0.355 cps/(µSv/h) 0.355 cps/(µSv/h) 0.355 cps/(µSv/h)
流束密度の感度 0.5cps/(neutrons/s/cm2) 0.5cps/(neutrons/s/cm2) 0.5cps/(neutrons/s/cm2) 0.5cps/(neutrons/s/cm2)
シリアル接続
標準対応RS232対応
変換器をご紹介RS485要・変換
変換器をご紹介RS422要・変換
変換器をご紹介USB要・変換
変換器をご紹介Bluetooth要・変換
変換器をご紹介RS232要・変換
標準対応RS485対応
変換器をご紹介RS422要・変換
変換器をご紹介USB要・変換
変換器をご紹介Bluetooth要・変換
変換器をご紹介RS232要・変換
標準対応RS485対応
変換器をご紹介RS422要・変換
変換器をご紹介USB要・変換
変換器をご紹介Bluetooth要・変換
変換器をご紹介RS232要・変換
標準対応RS485対応
変換器をご紹介RS422要・変換
変換器をご紹介USB要・変換
変換器をご紹介Bluetooth要・変換
通信プロトコル Modbus RTUに近い形式 Modbus RTU Modbus RTUに近い形式 Modbus RTU
ボーレート  300~19,200 bit/s 9,600 bit/s 300~19,200 bit/s 9,600 bit/s
電源電圧 6~8V 9~30V 6~8V 9~30V
消費電力  0.13W以下 0.13W以下 0.13W以下 0.13W以下
動作温度 -40~+50 -40~+50 -40~+50 -40~+50
防水・防塵 IP 64 IP 64 IP 64 IP 64
サイズ Φ 90 x 260mm Φ 90 x 260mm 316 x 220 x 265mm 316 x 220 x 265mm
重さ 2.0kg 2.0kg 8.0kg 8.0kg
壁付け金具 あり あり あり あり
持ち運びハンドル あり あり なし なし
パソコン接続ケーブル あり あり あり あり
表示端末 あり あり あり あり

測定器の性能を理解するために

放射線測定器の性能を表す量を理解することで特徴をより理解することができます。

測定する用途に最適な測定器を選ぶために、こちらでは仕様の項目についてご紹介いたします。

流束密度とは?

流速密度とは、1秒間に 1cm x 1cm の平面を1秒間で通り抜ける中性子線のカウント率=中性子線の個数です。

原子炉の周辺や中性子を発する放射線源の周りで流速密度を測定し、その値に球の表面面積である 4πr2 を乗ずることで中心にある中性子線発生源からの総カウント数を求めることが可能となります。

ここで r は中性子線発生源からの距離です。

流束密度測定は、容易に近づくことができない中性子線線源に対する有効な測定方法です。

中性子線の流束密度

線量率の測定時のエネルギー応答

核分裂の過程から発生する高速中性子線は、高いエネルギーを持っています。

空間中を高速で飛び、分厚い金属などほとんどの物質を簡単に透過します。中性子線を測定・検出するには、減速材が必要になります。減速材がない場合、中性子線は検出器自体を簡単に通り抜けてしまい測定できません。

減速材(黒い部分)は、水素原子を多く含む物質でできており高速で移動する中性子線を衝突させて減速させることができます。中性子線が低速になれば、中心にある検出器で捕まえて測定することができるようになります。

ここでは線量率(μSv/h )の測定における減衰材の厚みと検出器のエネルギー応答の関係をご紹介します。

どちらのタイプの検出器でも、測定する対象となる中性子線が、Pu-α-Be 、Cf-252 の場合には、応答(縦軸) = 1 に近くなっています。応答1は校正の基準値となっています。

線量率測定では、Pu-α-Be 、Cf-252 核種由来の場合には、どちらの測定器でも常に正確な値を示すことが分かります。

小さい減速材の場合には、熱中性子線など低エネルギーの場合には応答(縦軸)は100近くになっています。つまり、小さい減速材では低エネルギーの線量率は正しく測定できないことを示しています。

大きい減速材の場合には、応答のラインは 1 近くで水平に近く、広いエネルギーで正しい線量率測定ができるようになっています。

探索モード、流束密度の測定時のエネルギー応答

中性子線の発生源がどこにあるのか、汚染源を探すような目的の場合には、減速材が小さい方が感度が高く、よりすばやい応答が期待できます。

ここでは探索モード、流速密度の測定における減衰材の厚みと検出器のエネルギー応答の関係をご紹介します。

探索モード、流速密度の測定の場合には、中性子線を捕まえる能力が高いほど測定時間が短縮できます。グラフでいえば、線が上の方にある方が感度が高いことを示しています。

小さい減速材の検出器は、熱中性子線と呼ばれる低いエネルギー(横軸左側)~Ra-γ-Be までの応答(縦軸)は、グラフの縦方向が高い位置にあります。感度が高く、これらの測定に向いていることを示しています。

一方で減速材の大きい検出器は、熱中性子線の応答(縦軸)は 0.0017 と小さくなっています。つまり熱中性子線に対して感度がとても低くなっていることが分かります。大きい方の検出器は熱中性子線の探索にはあまり向いていません。線量が高い場合には、それでも測定は可能です。

線量率の測定の固有相対誤差

校正とは?

メーカーから出荷される放射線測定器は、校正という検査が行われます。

校正検査では、製品である放射線測定器に実際に放射線を照射して測定値の正しさが評価されます。 製品とより精度の高い測定器の2台の数値を比べて一定の誤差の範囲に入っているか検査しています。この検査を「校正」と呼びます。

校正検査では、低い線量から高い線量まですべて正しい線量を表示できるとは限りません。ほとんどの場合で製品となった放射線測定器は、 正しい線量よりもわずかに上か下に測定値が少しずれています。この測定値のずれがどれぐらいあるのかをカタログ上の仕様「線量率の測定の固有相対誤差(%)」として 表記されています。

この放射線測定器がもつ誤差には、2タイプあります。

  1. 放射線測定器自体が持っている誤差
  2. メーカーの校正設備自体がもっている誤差(通常は約4%)

こちらの図には、横軸が実際に照射した放射線量、縦軸が製品の測定値です。点線が理想ですが、実際には青線のように少しずれています。

このずれが一定の範囲内(オレンジの領域)にあることが校正検査で確認されています。

放射線測定器の線形性