JP2000088966A

JP2000088966A - α放射能測定装置および方法

Info

Publication number: JP2000088966A
Application number: JP26342998A
Authority: JP
Inventors: Akira Sano; 明佐野; Toshiyuki Tamura; 俊幸田村; Mikio Wada; 幹雄和田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2000-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】複雑な形状の測定対象物であっても精度良く
α放射能を定量できるα放射能測定装置および方法を提
供することにある。【解決手段】測定対象物１を収納すると共にα線によ
り発光する物質を含む気体４を気密容器２に充填する。
そして、α線により発光した気密容器２内の光を光電変
換センサ５で検出し電気信号に変換し、光電変換センサ
５からの電気信号を測定回路系６でパルス信号に変換し
そのパルス数を計測する。データ処理計算機７は測定回
路系で得られたパルス数に基づいてα放射能を算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射性物質が付着
している測定対象物のα放射能を測定するためのα放射
能測定装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】核燃料サイクル施設では、ウラン、プル
トニウム、アメリシウム、キューリウムなどのα放射性
核種が取り扱われる。そのため、これらの工場の機器や
廃棄物はα放射能で汚染される可能性があり、α放射能
で汚染されたものは厳重に管理することが要求される。
そこで、核燃料サイクル施設では、機器や廃棄物にα放
射能が付着していないかどうかを検出し、もし検出され
た場合は、除染する等の適切な対応が取られる必要があ
る。

【０００３】機器にα放射性物質が付着しているかどう
かを検出するには、検査員がα線サーベイ・メータで機
器表面をサーベイする方法が一般的である。また、α線
サーベイ・メータ以外の方法として、ＳＦ₆ガスを測定
対象物を入れた容器に充填し、α放射性核種が放出する
α線とフッ素との（α，ｎ）反応によって発生した中性
子数を測定し、α放射能を定量するものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、測定対象物
に深い窪みありその窪みの中にα放射性核種が含まれる
ものを対象とする場合や、センサが容易に近接できない
形状をした測定対象の場合は、このようなサーベイ・メ
ータでは精度良く測定することができない。

【０００５】また、原理的にはＳＦ₆ガスを使用する方
法でも測定できるが、この方法はα線と軽元素との
（α，ｎ）反応で発生する中性子の発生確率が低いの
で、感度の良い測定をすることができない。

【０００６】本発明の目的は、複雑な形状の測定対象物
であっても精度良くα放射能を定量できるα放射能測定
装置および方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係わる
α放射能測定装置は、測定対象物を収納すると共にα線
により発光する物質を含む気体が充填される気密容器
と、前記気密容器内の光を検出し電気信号に変換する光
電変換センサと、前記光電変換センサからの電気信号を
パルス信号に変換しそのパルス数を計測する測定回路系
と、前記測定回路系で得られたパルス数に基づいてα放
射能を算出するデータ処理計算機とを備えたことを特徴
とする。

【０００８】請求項１の発明に係わるα放射能測定装置
では、測定対象物を収納すると共にα線により発光する
物質を含む気体を気密容器に充填する。そして、α線に
より発光した気密容器内の光を光電変換センサで検出し
電気信号に変換し、光電変換センサからの電気信号を測
定回路系でパルス信号に変換しそのパルス数を計測す
る。データ処理計算機は測定回路系で得られたパルス数
に基づいてα放射能を算出する。

【０００９】請求項２の発明に係わるα放射能測定装置
は、請求項１の発明において、前記データ処理計算機
は、前記気密容器内の気体の圧力とその基準圧力とから
前記気体の発光効率を補正するようにしたことを特徴と
する。

【００１０】請求項２の発明に係わるα放射能測定装置
では、請求項１の発明の作用に加え、気密容器内の気体
の圧力とその基準圧力とから前記気体の発光効率を補正
し、α放射能の精度を向上させる。

【００１１】請求項３の発明に係わるα放射能測定装置
は、請求項１または２に記載の発明において、前記気密
容器は、前記測定対象物の搬出入のための密閉性のある
扉が設けられていることを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明に係わるα放射能測定装置
では、請求項１または２の発明の作用に加え、測定対象
物の搬出入は扉を開いて行われ、扉が閉じられると扉は
密閉性があることから、気密容器は気密性を保持でき
る。

【００１３】請求項４の発明に係わるα放射能測定装置
は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明におい
て、前記気密容器に充填する気体は、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘ
ｅ、ＣＦ₄のうちのいずれかの気体であることを特徴と
する。

【００１４】請求項４の発明に係わるα放射能測定装置
では、請求項１乃至３のいずれか１項の発明の作用に加
え、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ、ＣＦ₄のうちのいずれかの気体
にα線により発光する物質を含ませ気密容器内に充填す
る。

【００１５】請求項５の発明に係わるα放射能測定装置
は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発明
において、前記気密容器内に収納された前記測定対象物
の周囲に設置され前記測定対象物からの光を前記光電変
換センサに導く光伝達手段を設けたことを特徴とする。

【００１６】請求項５の発明に係わるα放射能測定装置
では、請求項１乃至請求項４のいずれか１項の発明の作
用に加え、測定対象物からの光は、測定対象物の周囲に
設置された光伝達手段で光電変換センサに導かれる。従
って、集光効率が下がることがない。

【００１７】請求項６の発明に係わるα放射能測定装置
は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明におい
て、前記測定回路系は前記気密容器の外側から前記測定
対象物のγ線強度を測定し、前記データ処理計算機は前
記γ線強度からγ線により発生した光の影響を補正しα
放射能を算出するようにしたことを特徴とする。

【００１８】請求項６の発明に係わるα放射能測定装置
では、請求項１乃至４のいずれか１項の発明の作用に加
え、気密容器の外側から測定対象物のγ線強度を測定し
たγ線強度に基づいて、γ線により発生した光の影響を
補正し、データ処理計算機はα放射能を算出する。これ
により、α放射能の精度を向上させる。

【００１９】請求項７の発明に係わるα放射能測定装置
は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明におい
て、前記気密容器内に設けられ前記測定対象物が搭載さ
れたテーブルを回転させる回転手段と、前記気密容器内
に設けられ前記測定対象物が搭載されたテーブルを直走
させる直走手段と、前記測定対象物に向かって設置され
指向性がある光を前記光電変換センサに導くコリメータ
とを備え、前記データ処理計算機は、前記測定対象物の
位置、計測時間および光信号の関係からα放射性核種の
位置による集光効率を補正しα放射能を算出するように
したことを特徴とする。

【００２０】請求項７の発明に係わるα放射能測定装置
では、請求項１乃至４のいずれか１項の発明の作用に加
え、測定対象物が搭載されたテーブルは回転手段で回転
させ、直走手段で直走させる。測定対象物に向かって設
置されたコリメータは光電変換センサに指向性がある光
を導く。そして、測定対象物の位置、計測時間および光
信号の関係から、データ処理計算機によりα放射性核種
の位置による集光効率を補正しα放射能を算出する。

【００２１】請求項８の発明に係わるα放射能測定装置
は、請求項７に記載の発明において、前記データ処理計
算機は、前記回転手段および前記直走手段で移動した前
記測定対象物の各位置での計数値データ群に基づいて画
像再構成処理を行い、α放射能分布を算出するようにし
たことを特徴とする。

【００２２】請求項８の発明に係わるα放射能測定装置
では、請求項７の発明の作用に加え、回転手段および直
走手段で移動した測定対象物の各位置での計数値データ
群に基づいて画像再構成処理を行い、α放射能分布を算
出する。従って、各位置でのα放射能を精度良く求める
ことができ、この結果の総和を求めることにより総α放
射能を求める。

【００２３】請求項９の発明に係わるα放射能測定装置
は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明におい
て、前記気密容器の内面に光反射効率が高い物質を塗布
して形成された光反射材を備えたことを特徴とする。

【００２４】請求項９の発明に係わるα放射能測定装置
では、請求項１乃至４のいずれか１項の発明の作用に加
え、気密容器の内面の塗布され形成された光反射材は、
光反射効率が高いのでα線による発光効率を向上でき
る。

【００２５】請求項１０の発明に係わるα放射能測定装
置は、請求項９に記載の発明において、前記気密容器内
の光の波長を効率よく伝達できる波長に変換して前記光
電変換センサに導く波長シフタを設けたことを特徴とす
る。

【００２６】請求項１０の発明に係わるα放射能測定装
置では、請求項９の発明の作用に加え、波長シフタは、
気密容器内の光の波長を効率よく伝達できる波長に変換
して光を光電変換センサに導くので、光の伝達効率を低
下させることない。

【００２７】請求項１１の発明に係わるα放射能測定装
置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明にお
いて、放射能強度が校正されたα線源が収納されたα線
源格納容器と、前記α線源格納容器に収納されたα線源
を前記気密容器内の気体と接触させたり分離させたりす
る駆動手段とを備え、前記データ処理計算機は、前記α
線源からのα線と前記気体中の発光する物質が反応を起
こした結果生じる光とを測定し、その計数データと基準
値とより前記光電変換センサの感度補正係数を算出する
ようにしたことを特徴とする。

【００２８】請求項１１の発明に係わるα放射能測定装
置では、請求項１乃至４のいずれか１項の発明の作用に
加え、光電変換センサの感度補正を行う場合には、α線
源格納容器に収納されたα線源を気密容器内の気体と接
触させる。そして、データ処理計算機は、α線源からの
α線と気体中の発光する物質が反応を起こした結果生じ
る光とを測定し、その計数データと基準値とより光電変
換センサの感度補正係数を算出する。その後に、α線源
をα線源格納容器に格納する。

【００２９】請求項１２の発明に係わるα放射能測定装
置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明にお
いて、前記データ処理計算機で算出されたα放射能をシ
ートに印字出力する印字出力手段と、前記気密容器内で
計測の終えた前記測定対象物を移送先分類手段まで移動
する移動系と、前記移送先分類手段まで移動された前記
測定対象物に前記印字出力手段で印字出力されたシート
を貼る貼付手段とを備えたことを特徴とする。

【００３０】請求項１２の発明に係わるα放射能測定装
置では、請求項１乃至４のいずれか１項の発明の作用に
加え、気密容器内で計測の終えた測定対象物を移動系を
介して移送先分類手段まで移動させ、ここで、貼付手段
により測定対象物に印字出力手段で印字出力されたシー
トを貼りつける。シートにはデータ処理計算機で算出さ
れたα放射能が印字出力されている。

【００３１】請求項１３の発明に係わるα放射能測定装
置は、請求項１乃至４のいずれか１に記載の発明におい
て、前記データ処理計算機で算出されたα放射能が所定
値を越えた場合に警報を発生する警報装置を備えたこと
を特徴とする。

【００３２】請求項１３の発明に係わるα放射能測定装
置では、請求項１乃至４のいずれか１の発明の作用に加
え、データ処理計算機で算出されたα放射能が所定値を
越えた場合には、警報装置に警報を発生し運転員に報知
する。

【００３３】請求項１４の発明に係わるα放射能測定装
置は、請求項１乃至４のいずれか１に記載の発明におい
て、前記データ処理計算機は、前記気密容器内のα線に
より発光する物質を含む気体を排出した状態で測定した
第１の光の計数データと、前記気密容器内にα線により
発光する物質を含む気体を充填した状態で測定した第２
の光の計数データとを使用し、第２の計数データから第
１の計数データを減算して求めた光の計数データからα
放射能を算出するようにしたことを特徴とする。

【００３４】請求項１４の発明に係わるα放射能測定装
置では、請求項１乃至４のいずれか１の発明の作用に加
え、気密容器内に気体を充填した状態で測定した第２の
光の計数データから、気密容器内の気体を排出した状態
で測定した第１の光の計数データを減算して求めた光の
計数データからα放射能を算出する。これにより、α線
により発光する物質を含む気体以外で発行する光を除去
できるのでα放射能の精度が向上する。

【００３５】請求項１５の発明に係わるα放射能測定方
法は、α放射性物質を含む測定対象物を収納した気密容
器内にα線により発光する物質を含む気体を充填し、前
記気密容器内で発光した光を検出し、前記α線と前記気
体との反応で発生した光を電気信号に変換し、得られた
電気信号からα放射能を算出することを特徴とする。

【００３６】請求項１５の発明に係わるα放射能測定方
法では、α放射性物質を含む測定対象物を収納した気密
容器内にα線により発光する物質を含む気体を充填し、
α線と気体との反応で発生した光に基づいてα放射能を
算出する。

【００３７】請求項１６の発明に係わるα放射能測定方
法は、α放射性物質を含む測定対象物を収納した気密容
器内にα線により発光する物質を含む気体を充填し、前
記気密容器内で発光した光を異なる複数の方向から指向
性を持って検出し、前記検出した光信号を電気信号に変
換し、変換した電気信号データ群を画像再構成処理しα
放射能の分布を求めることを特徴とする。

【００３８】請求項１６の発明に係わるα放射能測定方
法では、α放射性物質を含む測定対象物を収納した気密
容器内にα線により発光する物質を含む気体を充填し、
気密容器内で発光した光を異なる複数の方向から指向性
を持って検出し、そのデータ群を画像再構成処理しα放
射能の分布を求める。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の実施の形態に係わるα放射能測定
装置の全体構成図である。

【００４０】α放射性核種が付着した測定対象物１は気
密容器２に入れられ、例えばテーブル３の上に乗せられ
る。このテーブル３は後述するように回転および直走で
きるようになっている。気密容器２の内部には、α線に
より発光する物質を含む気体（シンチレーションガス）
４を充填する。気密容器２内は光が遮断されているの
で、α線が気密容器２に充填された発光性のある気体４
と反応を起こして光が発生する。この場合の気体４とし
ては、例えばヘリウムＨｅ、アルゴンＡｒ、キセノンＸ
ｅ、テトラフロロメタンＣＦ₄ガスの単体または混合体
を使用する。これらはα線による発光効率が高いので精
度良くα放射能を測定することができるからである。

【００４１】気密容器２の内部には、α放射性核種と気
体との反応により発光する光を検出するための複数個の
光電変換センサ５ａ〜５ｅが設けられている。この光電
変換センサ５ａ〜５ｅは、例えば電子管式または半導体
式光電子増倍管のような光を電気信号に変換するもので
あり、この光電変換センサ５で変換された電気信号は、
測定回路系６に入力される。測定回路系６では入力され
た電気信号をパルス信号に変換して所定の強度以上のも
のの数を計数し、その計数結果をデータ処理計算機７に
出力する。データ処理計算機７は計数されたパルス数を
表示装置８に表示すると共に、そのパルス数に基づいて
α放射能を算出する。この算出結果も必要に応じて表示
装置８に表示される。

【００４２】次に、気密容器２には、空気または発光性
のある気体４を気密容器２から排出するための排出パイ
プ９、および発光性のある気体４を気密容器２ないに供
給するための供給パイプ１０が接続され、さらに、圧力
平衡用のバルブ１１ａや圧力計１２ａが設けられてい
る。

【００４３】この排出パイプ９は、真空ポンプ１３およ
びガス浄化用のフィルタ１４ａを介して、発光性のある
気体４が貯蔵された所蔵タンク１５に接続されている。
一方、供給パイプ１０は圧縮ポンプ１６およびフィルタ
１４ｂを介して貯蔵タンク１５に接続されている。ここ
で、真空ポンプ１３には圧力計１２ｂが設けられ、貯蔵
タンク１５には圧力計１２ｃが設けられ、同様に圧縮ポ
ンプ１６には圧力計１４ｄが設けられている。また、フ
ィルタ１４ａ、１４ｂは、発光性のある物質を含む気体
中の不純物を除去するものであるが、フィルタ１４の代
わりに選択透過膜などの不純物を分離できる他の分離手
段を使用してもよい。

【００４４】次に、測定対象物のα放射能を測定するに
あたっては、図示省略の気密容器２の扉を開き、気密容
器２内に測定対象物１を入れテーブル３に搭載する。こ
のように、気密容器２には、測定対象物１の搬出入のた
めの密閉性のある扉が設けられており、扉を閉じた後は
気密容器２内が気密に保たれるようにしている。また、
気密容器２は真空レベルまで真空引きを行われ、その後
に、大気圧以上の気体４を入れるので耐圧構造のものを
使用する。

【００４５】気密容器２内に測定対象物１を搬入した
後、まず、気密容器２の内部の空気を排出する作業を行
う。バルブ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、
１１ｗを閉鎖し、またバルブ１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、
１１ｉ、１１ｊを開放する。この状態で、真空ポンプ１
３を作動する。そうすると、気密容器２の中の空気は真
空ポンプ１３によって吸引され、バルブ１１ｊを通して
大気に放出される。空気が気密容器２から排出され、所
定の圧力になったことを圧力計１２ａで確認すると、開
放していたバルブ１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｊを閉
鎖する。

【００４６】次に、気密容器２内に発光性のある物質を
含む気体４を充填する作業を行う。バルブ１１ａ、１１
ｆ、１１ｋ、１１ｍ、１１ｎを閉鎖し、バルブ１１ｂ、
１１ｃ、１１ｐ、１１ｑ、１１ｒ、１１ｓ、１１ｔ、１
１ｕ、１１ｖを開放にする。この状態で圧縮ポンプ１６
を作動する。そうすると、貯蔵タンク１５の中の発光性
のある物質を含む気体４は、フィルタ１４ｂおよび圧縮
ポンプ１６を通して、気密容器２の中に発光性のある物
質を含む気体４を供給する。圧力計１０ａで気密容器２
内が所定の圧力になったことを確認すると、圧縮ポンプ
１６を停止し、バルブ１１ｂ、１１ｐ、１１ｑ、１１
ｓ、１１ｔ、１１ｕの閉鎖を行う。

【００４７】この状態で、データ処理計算機７は気密容
器２内に収納された計測対象物１のα放射能を測定す
る。つまり、気密容器２内で発光した光を光電変換セン
サ５で検出し、光電変換センサ５で変換された電気信号
を測定回路系６に入力して、パルス信号に変換し所定の
強度以上のものの数を計数する。データ処理計算機７で
は、その計数結果に基づいてα放射能を算出する。

【００４８】この場合、データ処理計算機７は、気体４
の圧力の変動による発光効率の変動を補正するために、
圧力計１２ａで検出された気体４の圧力とその基準圧力
とから気体４の圧力の変動の補正係数を求め、圧力変動
に伴う発光効率の変動を補正する。

【００４９】このように、この実施の形態では、α線の
放出に関連して発生した光の強度を検出してα放射能を
測定するので、測定対象物１の形状に関係なく精度かつ
感度良くα放射能を測定することができる。つまり、測
定対象物１のα放射性核種は直接的に発光性のある気体
４と接しているので、サーベイメータのように、センサ
とα放射性核種の間に空気によるα線の減衰がないの
で、精度良く測定することができる。

【００５０】また、測定操作時にα線により発光する物
質を含む気体４に混入する不純物気体をフィルタ１４で
取り除くと共に、気体４の圧力の変動による発光効率の
変動を補正することができるので、精度良くα放射能を
測定することができる。

【００５１】また、気密容器２は密閉性のある扉によ
り、気密容器２内の気体４を減少させることがないので
発光効率の低下を招くことがなく、精度良くα放射能を
測定することができる。

【００５２】図２は、本発明の実施の形態における測定
回路系６の周りの詳細ブロック構成図である。この図２
では、３個の光電変換センサ５ａ、５ｃ、５ｅで気密容
器２内で発光した光を検出する場合を示している。３個
のそれぞれの光電変換センサ５ａ、５ｃ、５ｅには、光
伝達手段１７ａ、１７ｃ、１７ｅがそれぞれ設けられて
いる。この光伝達手段１７ａ、１７ｃ、１７ｅとして
は、例えば光ファイバが用いられ、測定対象物１からの
光を光電変換センサ５ａ、５ｃ、５ｅに導く効率よく導
くために設けられている。

【００５３】すなわち、測定対象物１の周囲には複数個
の光伝達手段１７が設置され、テーブル３の回転により
測定対象物１を回転しなくとも、その測定対象物１の各
所に付着したα放射性物質に起因して発生した光を集光
できるようにしている。

【００５４】このようにして、集光され検出された光信
号は、各々の光電変換センサ５ａ、５ｃ、５ｅで電気信
号に変換され、測定回路系６のプリアンプ１８ａ、１８
ｃ、１８ｅに入力される。各々の光電変換センサ５ａ、
５ｃ、５ｅには、これらのプリアンプ１８ａ、１８ｃ、
１８ｅを通して、高圧電源１９ａ、１９ｃ、１９ｅによ
り、高電圧が印加されている。

【００５５】光電変換センサ５ａ、５ｃ、５ｅからの電
気信号は、プリアンプ１８ａ、１８ｃ、１８ｅおよびア
ンプ２０ａ、２０ｃ、２０ｅで波形整形および増幅され
て、ＳＣＡ（シングル・チャネル・アナライザ）２１
ａ、２１ｃ、２１ｅに入力される。

【００５６】ＳＣＡ２１ａ、２１ｃ、２１ｅでは、所定
の範囲の波高の信号が入力した場合に論理信号を発生
し、発生した論理信号はカウンタ２２ａ、２２ｃ、２２
ｅで計数される。このカウンタ２２ａ、２２ｃ、２２ｅ
は、データ処理計算機７に接続され制御されている。従
って、カウンタ２２ａ、２２ｃ、２２ｅは所定時間の範
囲作動し、その間に入力された信号を計数する。カウン
タ２２ａ、２２ｃ、２２ｅで計数されたデータは、デー
タ処理計算機７の記憶装置に取り込まれる。

【００５７】次に、Ｇｅ検出器２３は、気密容器２の外
側から測定対象物１のγ線の測定を行う。ここで、検出
されたγ線は、プリアンプ１８Ａおよびアンプ２０Ａで
波形整形および増幅されて、ＭＣＡ（マルチ・チャネル
・アナライザ）２１Ａを介して、データ処理計算機７に
入力される。なお、Ｇｅ検出器２３には、これらのプリ
アンプ１８Ａを通して、高圧電源１９Ａにより、高電圧
が印加されている。

【００５８】このように、気密容器２の外側から測定対
象物１のγ線スペクトル測定を行い、データ処理計算機
７で測定したデータを読み取り、スペクトル分析を行
い、分析された各γ線の強度を求める。そして、このγ
線強度で、測定したα放射能を補正する。こうすること
によって、γ線により発光した強度を補正することがで
き、精度良いα放射能が求められると共に、γ線強度を
核種の放射能に変換して出力すれば、α放射能に加えて
βγ放射能も求めることができる。

【００５９】次に、図３は本発明の実施の形態における
気密容器２内の構成についての第１の実施例の説明図で
ある。

【００６０】気密容器２内には、α線により発光する物
質を含む気体４が充填され、測定対象物１は気密容器２
内のテーブル３に搭載される。テーブル３の下部には、
テーブル３をＸＹ平面上で直走させるための直走手段２
４と、テーブル３を回転させるための回転手段２５とが
設けられている。この直走手段２４で測定対象物１をＸ
Ｙ平面上で移動させると共に、回転手段２５で測定対象
物１を回転移動させる。これにより、測定対象物１の周
囲の各位置からの光信号を検出できるようにしている。

【００６１】また、気密容器内の各々の光電変換センサ
５ａ、５ｃ、５ｅには、指向性がある光を各々の光電変
換センサ５ａ、５ｃ、５ｅに導くためのコリメータ２６
が設けられており、これにより、気密容器２内で発光し
た光を、指向性良く検出できるようにしている。従っ
て、測定対象物１の回転と直走行いながら、各位置での
発光強度が求められる。

【００６２】そして、データ処理計算機１により、測定
対象物１の位置、計測時間および光信号の関係からα放
射性核種の位置による集光効率を補正し、α放射能を算
出する。このように、α放射性物質の付着位置に起因す
る集光効率を補正するので、精度良くα放射能を測定す
ることができる。

【００６３】また、測定回路系６ではカウンタ２２の代
わりプロセスメモリを使用して、マルチ・チャネル・ス
ケーリング測定を行う。これにより、光信号をパルス化
した場合のパルス数の計数の時間変化が測定できる。ま
た、測定対象物１を回転しながら測定している場合に、
計数の時間変化を測定し、測定対象物１の設置角度とパ
ルス数の計数の関係を得る。従って、計数している測定
回路系６の光電変換センサ５が設置されている位置情報
と、この光電変換センサ５が検出する光は、大部分が光
の発生源から直接くるという条件を設定すると、第一次
近似として、測定した計数の時間分布は、測定対象物の
α放射能分布の形態と考えることができる。

【００６４】すなわち、測定回路系６で得られたデータ
群をデータ処理計算機７に取り込み、画像再構成処理を
行い、発光強度の２次元分布を算出する。これは、第一
近似として、α放射能の２次元分布とみなすことができ
るので、各位置でのα放射能を精度良く求めることがで
き、さらにこの結果の総和を求めることにより、総α放
射能を精度良く求めることができる。

【００６５】次に、図４は本発明の実施の形態における
気密容器２内の構成についての第２の実施例の説明図で
ある。

【００６６】図４において、気密容器２の内面に光反射
効率が高い物質を塗布して光反射材２７を形成すると共
に、発光した光を効率良く伝播または光から電子に変換
するために、光の波長を変換する波長シフタ２８を光電
変換センサ５の前面に設ける。ここで、光電変換センサ
５に光伝達手段（光ファイバ）１７が接続されている場
合には、その光伝達手段１７の光の入力面に接して、波
長シフタ２８を接続する。そして、発光した光を波長シ
フタ２８で光伝達手段１７で伝送しやすい波長の光に変
換し、伝送効率を向上し測定精度を向上させる。

【００６７】このようにすれば、気密容器２内で発生し
た光がその内面で反射されて光電変換センサ５に達すよ
うになるので、光の検出効率が向上しその結果α放射線
の測定精度が向上する。また、波長シフタ２８により、
発光した光を効率良く伝達できる波長へと変換するの
で、光の伝達効率を低下させることなく、α放射能を精
度良く測定することができる。

【００６８】次に、図５は、本発明の実施の形態におけ
る気密容器内の構成についての第３の実施例の説明図で
ある。

【００６９】図５において、気密容器２の内部に、α線
源２９およびα線源格納容器３０を設置する。また、α
線源格納容器３０に収納されたα線源２９は、駆動手段
３１により気密容器２内の気体４と接触させたり分離さ
せたりされる。この場合、α線源２９には、測定上問題
とならない半減期の長いものを使用する。

【００７０】まず、光電変換センサ５の感度補正を行う
場合には、測定対象物１を気密容器２から撤去する。そ
して、α線源格納容器３０に収納されたα線源２９を駆
動手段３１によりα線源格納容器３０から突出させ、気
密容器２内の気体４と接触させる。そうすると、α線源
２９からのα線は気体４と反応して発光する。その光を
光電変換センサ５で検出し、測定回路系６で光の強度を
測定する。測定された光の強度は、データ処理計算機７
で試験の前に予め測定された基準値と比較され、その比
を測定系の感度変化に起因する補正係数として求める。
その後に、α線源２９を駆動手段３１にてα線源格納容
器３０に格納する。

【００７１】このようにして求められた補正係数は、実
際の測定の際に測定値に加味して測定値を補正する。そ
の結果、測定精度が向上する。

【００７２】次に、図６は、本発明の実施の形態におけ
る気密容器の周りの構成についての実施例の説明図であ
る。

【００７３】図６において、測定対象物１は発光性のあ
る物質を含む気体４と共に気密容器２の中に入れられて
おり、光電変換センサ５で発光した光を検出する。この
光電変換センサ５での検出信号は測定回路系６で測定さ
れる。つまり、測定回路系６では発光強度が測定され、
データ処理計算機７によりα放射能量が得られる。

【００７４】データ処理計算機７では、得られたα放射
能量が予め定められた基準値と比較し、α放射能量がそ
の基準範囲外であるときは、警報装置３２に警報を発生
する。これにより、運転員に対しα放射能量が基準値を
超えたことを報知する。

【００７５】一方、データ処理計算機７で算出されたα
放射能量は印字出力手段３３によりシートに印字出力さ
れ、そのシートは、貼付手段３４により測定対象物１に
自動的に張り付けられる。すなわち、気密容器２内で計
測の終えた測定対象物１は、気密容器２の扉を開いて移
動系３５を介して移送先分類手段３６まで移動させられ
る。そして、貼付手段３４により測定対象物１に印字出
力手段３３で印字出力されたシートを貼り付けられる。
シートにはデータ処理計算機７で算出されたα放射能が
印字出力されている。

【００７６】シートが貼り付けられた測定対象物１は移
送先分類手段３６でα放射能量に応じて移送先が決定さ
れる。つまり、移送先分類手段３６により移送先が分類
され、ここで分類された測定対象物１は、搬送系３７に
より、決定された移送先に搬送される。

【００７７】次に、図７は本発明の実施の形態における
α放射能測定方法の操作ステップを示すフローチャート
である。まず、測定対象物１を入れた気密容器２に発光
性の物質を含む気体４を充填し（Ｓ１）、気密容器２内
で発光する光を光電変換センサ５により検出する（Ｓ
２）。このステップＳ２では、複数個の光電変換センサ
５を有している場合や測定対象物１が回転する場合に
は、異なる複数の方向から光を検出することになる。ま
た、コリメータ２６を有している場合には指向性を持っ
た光を検出することになる。

【００７８】光電変換センサ５で検出された光信号は電
気信号に変換され（Ｓ３）、発光強度が求められる（Ｓ
４）。このステップＳ４で求められた発光強度は、α放
射線と気体４との反応で発生した光と他の原因で発光し
た光とが混在する発光強度である。

【００７９】次に、気密容器２から気体４を排出し（Ｓ
５）、発光計数のバックグラウンド測定を行い（Ｓ
６）、バックグラウンド発光強度を求める（Ｓ７）。こ
のバックグラウンド発光強度をα放射線と気体４との反
応以外で発生した光の発光強度とする（Ｓ８）。

【００８０】ここで、α放射線と気体４との反応で発生
した光と他の原因で発光した光とが混在した発光強度か
ら、光と他の原因で発光した光の発光強度を減算処理し
て（Ｓ９）、α放射線と気体４との反応で発生した光の
発光強度を求める（Ｓ１０）。そして、この発光強度
に、別途標準校正用のα線源２９を使用した校正測定に
より求めた換算定数（＝α放射能／発光強度）を作用さ
せて（Ｓ１１）、α放射能を求める（Ｓ１２）。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
深い溝がありその中にα放射性核種が存在したり、複雑
な形状をした測定対象物でも、精度良くα放射能を求め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わるα放射能測定装置
の全体構成図。

【図２】本発明の実施の形態における測定回路系の周り
の詳細ブロック構成図。

【図３】本発明の実施の形態における気密容器内の構成
についての第１の実施例の説明図。

【図４】本発明の実施の形態における気密容器内の構成
についての第２の実施例の説明図。

【図５】本発明の実施の形態における気密容器内の構成
についての第３の実施例の説明図。

【図６】本発明の実施の形態における気密容器の周りの
構成についての実施例の説明図。

【図７】本発明の実施の形態におけるα放射能測定方法
の操作ステップを示すフローチャート。

【符号の説明】

１測定対象物２気密容器３テーブル４気体５光電変換センサ６測定回路系７データ処理計算機８表示装置９排出パイプ１０供給パイプ１１バルブ１２圧力計１３真空ポンプ１４フィルタ１５貯蔵タンク１６圧縮ポンプ１７光伝達手段１８プリアンプ１９高圧電源２０アンプ２１ＳＣＡ２２カウンタ２３Ｇｅ検出器２４直走手段２５回転手段２６コリメータ２７光反射材２８波長シフタ２９ α線源３０ α線源格納容器３１駆動手段３２警報装置３３印字出力手段３４貼付手段３５移動系３６移送先分類手段３７搬送系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者和田幹雄神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内Ｆターム(参考） 2G088 EE17 EE23 FF04 FF06 GG10 GG15 GG18 GG19 GG21 HH07 HH08 JJ09 JJ11 JJ25 KK28 KK29 KK31 LL06 LL13 MM05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象物を収納すると共にα線により
発光する物質を含む気体が充填される気密容器と、前記
気密容器内の光を検出し電気信号に変換する光電変換セ
ンサと、前記光電変換センサからの電気信号をパルス信
号に変換しそのパルス数を計測する測定回路系と、前記
測定回路系で得られたパルス数に基づいてα放射能を算
出するデータ処理計算機とを備えたことを特徴とするα
放射能測定装置。
【請求項２】前記データ処理計算機は、前記気密容器
内の気体の圧力とその基準圧力とから前記気体の発光効
率を補正するようにしたことを特徴とする請求項１に記
載のα放射能測定装置。
【請求項３】前記気密容器は、前記測定対象物の搬出
入のための密閉性のある扉が設けられていることを特徴
とする請求項１または２に記載のα放射能測定装置。
【請求項４】前記気密容器に充填する気体は、Ｈｅ、
Ａｒ、Ｘｅ、ＣＦ₄のうちのいずれかの気体であること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項のα放射能
測定装置。
【請求項５】前記気密容器内に収納された前記測定対
象物の周囲に設置され前記測定対象物からの光を前記光
電変換センサに導く光伝達手段を設けたことを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれか１項に記載のα放射能測定
装置。
【請求項６】前記測定回路系は前記気密容器の外側か
ら前記測定対象物のγ線強度を測定し、前記データ処理
計算機は前記γ線強度からγ線により発生した光の影響
を補正しα放射能を算出するようにしたことを特徴とす
る請求項１乃至５のいずれか１項に記載のα放射能測定
装置。
【請求項７】前記気密容器内に設けられ前記測定対象
物が搭載されたテーブルを回転させる回転手段と、前記
気密容器内に設けられ前記測定対象物が搭載されたテー
ブルを直走させる直走手段と、前記測定対象物に向かっ
て設置され指向性がある光を前記光電変換センサに導く
コリメータとを備え、前記データ処理計算機は、前記測
定対象物の位置、計測時間および光信号の関係からα放
射性核種の位置による集光効率を補正しα放射能を算出
するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいず
れか１項に記載のα放射能測定装置。
【請求項８】前記データ処理計算機は、前記回転手段
および前記直走手段で移動した前記測定対象物の各位置
での計数値データ群に基づいて画像再構成処理を行い、
α放射能分布を算出するようにしたことを特徴とする請
求項７に記載のα放射能測定装置。
【請求項９】前記気密容器の内面に光反射効率が高い
物質を塗布して形成された光反射材を備えたことを特徴
とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のα放射能
測定装置。
【請求項１０】前記気密容器内の光の波長を効率よく
伝達できる波長に変換して前記光電変換センサに導く波
長シフタを設けたことを特徴とする請求項９に記載のα
放射能測定装置。
【請求項１１】放射能強度が校正されたα線源が収納
されたα線源格納容器と、前記α線源格納容器に収納さ
れたα線源を前記気密容器内の気体と接触させたり分離
させたりする駆動手段とを備え、前記データ処理計算機
は、前記α線源からのα線と前記気体中の発光する物質
が反応を起こした結果生じる光とを測定し、その計数デ
ータと基準値とより前記光電変換センサの感度補正係数
を算出するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４
のいずれか１項に記載のα放射能測定装置。
【請求項１２】前記データ処理計算機で算出されたα
放射能をシートに印字出力する印字出力手段と、前記気
密容器内で計測の終えた前記測定対象物を移送先分類手
段まで移動する移動系と、前記移送先分類手段まで移動
された前記測定対象物に前記印字出力手段で印字出力さ
れたシートを貼る貼付手段とを備えたことを特徴とする
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のα放射能測定装
置。
【請求項１３】前記データ処理計算機で算出されたα
放射能が所定値を越えた場合に警報を発生する警報装置
を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１
項に記載のα放射能測定装置。
【請求項１４】前記データ処理計算機は、前記気密容
器内のα線により発光する物質を含む気体を排出した状
態で測定した第１の光の計数データと、前記気密容器内
にα線により発光する物質を含む気体を充填した状態で
測定した第２の光の計数データとを使用し、第２の計数
データから第１の計数データを減算して求めた光の計数
データからα放射能を算出するようにしたことを特徴と
する請求項１乃至４のいずれか１に記載のα放射能測定
装置。
【請求項１５】 α放射性物質を含む測定対象物を収納
した気密容器内にα線により発光する物質を含む気体を
充填し、前記気密容器内で発光した光を検出し、前記α
線と前記気体との反応で発生した光を電気信号に変換
し、得られた電気信号からα放射能を算出することを特
徴とするα放射能測定方法。
【請求項１６】 α放射性物質を含む測定対象物を収納
した気密容器内にα線により発光する物質を含む気体を
充填し、前記気密容器内で発光した光を異なる複数の方
向から指向性を持って検出し、前記検出した光信号を電
気信号に変換し、変換した電気信号データ群を画像再構
成処理しα放射能の分布を求めることを特徴とするα放
射能測定方法。