JP2002006053A - 指向型放射線検出装置 - Google Patents

指向型放射線検出装置

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JP2002006053A
JP2002006053A JP2000182962A JP2000182962A JP2002006053A JP 2002006053 A JP2002006053 A JP 2002006053A JP 2000182962 A JP2000182962 A JP 2000182962A JP 2000182962 A JP2000182962 A JP 2000182962A JP 2002006053 A JP2002006053 A JP 2002006053A
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智 三上
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博英 小林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線雰囲気の高い場所であっても、特定の
放射線源の位置やその移動状況を検出できるようにす
る。 【解決手段】 多数の放射線検出器プローブを、放射線
遮蔽体の外面に異なる向きで分散配置する。あるいは殻
状の放射線遮蔽体に多数の貫通孔を異なる向きで分散形
成し、該放射線遮蔽体の各貫通孔にそれぞれ放射線検出
器プローブを組み込む。放射線遮蔽体としては、円筒面
状、球面状、又は多角筒面状、あるいはそれらの一部の
外面を有している構造が好ましい。これらの指向型放射
線検出装置を用い、各放射線検出器プローブの位置及び
向きと測定値を計算処理することにより、放射線源の位
置、分布状況もしくは移動状況を検知することができ
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、複数の放射線検出
器プローブを分散配置することにより、放射線が飛んで
くる方向を見極めることができるようにした指向型放射
線検出装置に関するものである。この技術は、例えば放
射性雰囲気の高い場所で特定の放射能(放射線)を選択
的に測定するような場合、あるいは放射線源の分布状況
もしくは移動状況の検知などに有用である。
【0002】
【従来の技術】放射性物質を取り扱う各種の研究施設あ
るいは原子炉施設などでは、作業を安全に行うために、
作業環境の放射線レベルや放射性物質による汚染レベル
を基準値以下に維持することが重要である。そのために
は放射線を正確に測定する必要がある。放射線測定の対
象は、放射線の種類やエネルギー分布などである。
【0003】そこで、従来技術では、雰囲気の全放射線
を検出するように考えられており、その方針に従って、
専ら、できるだけ効率よく測定できるようにするための
構造開発が進められてきた。放射線検出器としては、シ
ンチレーション検出器や半導体検出器などが用いられて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の放射線検
出装置は、前記のように、雰囲気の全放射線を検出する
ように設計されているために、放射線源の位置を認識す
ることは困難である。また、放射線源の移動状況を監視
することや、放射線雰囲気中に持ち込まれた別の放射線
源を特定することなども困難である。
【0005】本発明の目的は、放射線雰囲気の高い場所
であっても、特定の放射線源の位置やその移動状況を検
出できるように工夫した指向型放射線検出装置を提供す
ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、多数の放射線
検出器プローブを、放射線遮蔽体の外面に、少なくとも
一部が異なる向きとなるように、分散配置した指向型放
射線検出装置である。放射線遮蔽体は、円筒面状、球面
状、又は多角筒面状、あるいはそれらの一部の外面を有
する構造とするのが好ましい。
【0007】また本発明は、殻状の放射線遮蔽体に多数
の貫通孔を少なくとも一部が異なる向きとなるように分
散形成し、該放射線遮蔽体の各貫通孔にそれぞれ放射線
検出器プローブを組み込んだ指向型放射線検出装置であ
る。この場合も、放射線遮蔽体は、円筒面状、球面状、
又は多角筒面状、あるいはそれらの一部の外面を有する
構造とするのが好ましい。
【0008】更に本発明は、上記のような指向型放射線
検出装置を用い、各放射線検出器プローブの位置及び向
きと測定値を計算処理することにより、放射線源の位
置、分布状況もしくは移動状況を検知可能とした放射線
検出システムである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明において使用する放射線検
出器プローブとしては、放射線の種類にもよるが、最も
ポピュラーなγ線の場合には、半導体検出器が最適であ
る。その理由は、半導体検出器がコンパクトで比較的自
由に設置できるからである。例えば、その形状が直径1
0〜20mm、厚み3mm程度以下で、常温使用の半導体検
出器が使用し易い。半導体検出器はプラスチック等で完
全密閉されており、それに電力供給端子や出力端子を取
り付けた構造である。
【0010】本発明で使用する放射線遮蔽体も、放射線
の種類によって異なる。本発明に係る指向型放射線検出
装置において、検出対象として想定している放射線は、
主としてγ線と中性子線である。γ線の場合には、放射
線遮蔽体として鉛を使用し、中性子線の場合には、放射
線遮蔽体として流動パラフィンを使用するのが適切であ
る。なお、中性子線を検出するのにγ線用半導体検出器
を用いる場合には、予め放射線検出器プローブの回りに
ウランなどの核分裂物質を塗布しておく必要がある。そ
の理由は、中性子線が核分裂反応を起こして分裂した元
素がγ線を放出し、そのγ線をγ線用半導体検出器が検
出するからである。従って、γ線及び中性子線の両方の
指向型放射線検出装置として利用することも可能であ
る。その場合は、放射線遮蔽体として鉛と流動パラフィ
ンの両用を用いることになる。
【0011】放射線検出器プローブは、放射線遮蔽体の
外面、もしくは放射線遮蔽体に形成した貫通孔の奥部に
組み込まれる。放射線検出器プローブを放射線遮蔽体の
外面に取り付けた場合は測定視野が広くなる利点があ
り、放射線検出器プローブを放射線遮蔽体に形成した貫
通孔の奥部に組み込んだ場合は放射線源の位置を正確に
決めるのに有利である。
【0012】本発明では、多数の放射線検出器プローブ
の測定値を計算処理することによって、放射線源の移動
を検知できるため、紛失・盗難防止、移動時の異常など
を早期検知して事故・災害を未然に防止できる。また本
発明では、放射線雰囲気の高い場所でも特定の放射線源
を選択的に測定することが可能なため、管理区域内、ホ
ットセルやグローブボックス内放射性物質の貯蔵・移動
管理モニタとして有用である。また遠隔監視に適してい
るため、省力化できるばかりでなく放射線被曝量を大幅
に低減でき、核物質管理などに有用である。
【0013】
【実施例】図1は本発明に係る指向型放射線検出装置の
一実施例を示す説明図であり、Aは斜視図、Bはその縦
断面図である。円柱状の放射線遮蔽体(ここでは放射線
としてγ線を想定しているため鉛製)10の外面に、多
数の放射線検出器プローブ12を分散配置する。ここで
は8個ずつ3段に設けているが、その配置個数と位置は
検出状況に応じて適宜変更してよい。それぞれの放射線
検出器プローブ12は、その検出面に向かってくる放射
線を検出し、反対側からの放射線は放射線遮蔽体10で
遮断され検出されない。機能的には放射線検出器プロー
ブ12が放射線遮蔽体10の外側でむき出しになってい
ても構わないが、実際には放射線検出器プローブ12の
保護と外観上の体裁を良好にするために、該放射線検出
器プローブ12が丁度嵌合する保護部材14を設けてい
る。
【0014】図2は本発明に係る指向型放射線検出装置
の他の実施例を示す説明図であり、Aは斜視図、Bはそ
の縦断面図である。円筒状の放射線遮蔽体(ここでも放
射線としてγ線を想定しているため鉛製)20に多数の
貫通孔21を分散形成し、該放射線遮蔽体20の内側か
ら各貫通孔21に放射線検出器プローブを組み込む。こ
こでは貫通孔21を8個ずつ3段に設けているが、その
形成個数と位置は検出状況に応じて適宜変更してよい。
また、必要に応じて、前記放射線遮蔽体20の内側に別
の円筒状の放射線遮蔽体26を設けてもよい。それぞれ
の放射線検出器プローブ22は、貫通孔21を通って、
その検出面に向かってくる放射線を検出する。
【0015】ここで放射線遮蔽体20に形成した貫通孔
21は、放射線の入射方向を限定するコリメータ機能を
果たしている。内側の放射線遮蔽体26は、反対側から
の放射線を遮断する機能を果たす。この構造は、特に限
定された放射線源を測定するのに有効であり、放射線源
を固定して、各種の作業を行う場合や貯蔵時の監視など
に有効である。
【0016】これらの構造において、放射線検出器プロ
ーブ12,22としては、前述のように小型で取り付け
易いなどの理由で、半導体検出器が好ましい。図1のよ
うな放射線検出器プローブの取り付け構造とすると、1
個の放射線検出器プローブの測定視野は広くなるが、放
射線源の正確な位置を決定するには、多数の放射線検出
器プローブからの検出結果を集めて計算処理することが
必要になる。それに対して、図2のような放射線検出器
プローブの取り付け構造とすると、1個の放射線検出器
プローブの測定視野は狭くなり、放射線源の正確な位置
を決定するには有利であるが、放射線検出器プローブを
多数必要とする。いずれにしても、放射線検出器プロー
ブの配置状況及び個数は、検出範囲及び測定精度を考慮
して決定する必要がある。
【0017】図3及び図4は、本発明に係る指向型放射
線検出装置の更に他の実施例を示す説明図である。図3
は、球体状の放射線遮蔽体30の外周面に多数の放射線
検出器プローブ32を分散配置した構成を示している。
図4は、半球体状の放射線遮蔽体40の外周面に多数の
放射線検出器プローブ42を分散配置した構成を示して
いる。いずれの場合も、球殻構造あるいは半球殻構造の
放射線遮蔽体を用い、図2のように多数の貫通孔を分散
配置し、各貫通孔に放射線検出器プローブを組み込む構
造でもよい。これらは、放射線源が天井あるいは床上に
も存在する場合には有効である。
【0018】図5及び図6は、これら指向型放射線検出
装置の設置例を示している。図5は研究室、貯蔵庫、あ
るいはホットセルなどの管理区域内に設置する例であ
る。これらの場合、できるだけ管理区域内の全方向の放
射線が検出装置に入射できる配置にするのが好ましい。
そこで、図4に示すような半球状の指向型放射線検出装
置50を管理区域52の天井中央に設置する。図6は、
円柱状の指向型放射線検出装置54を管理区域研究室5
2の一隅に設置した例である。勿論、扇形柱状の放射線
遮蔽体の曲面部分に放射線検出器を多数分散配列した構
造でもよい。図示していないが、図1あるいは図2に示
すような円柱状の指向型放射線検出装置を管理区域研究
室の中央に設置する構成も可能である。
【0019】例えば、円柱状の指向型放射線検出装置を
縦横それぞれ1m高さ1mのグローブボックスの一隅に
設置する場合には、検出範囲が90度で高さが1mであ
るので、3方向と高さ方向を3点として合計9個の放射
線検出器プローブを組み込めばよい。あるいは縦横それ
ぞれ10m高さ2mの管理区域の中央に設置する場合に
は、検出範囲が360度で高さが2mであるので、6方
向と高さ方向を6点として合計36個の放射線検出器プ
ローブを組み込む。
【0020】このように構成することで、管理区域内の
放射性物質の移動を常時遠隔で監視できる。従って本指
向型放射線検出装置は、放射性物質の紛失や盗難防止に
役立つだけでなく、作業の安全管理にも活用できる。
【0021】本発明に係る上記のような指向型放射線検
出装置の特徴の一つは、多数の放射線検出器プローブが
分散配置されていることで、放射線源の移動を検出でき
ることである。例えば、放射線源が水平移動した場合に
は、円柱状の放射線遮蔽体の外周面で同じ水平レベルに
取り付けられた放射線検出器プローブの放射線測定値が
順次変動する。また放射線源が垂直移動した場合には、
円柱状の放射線遮蔽体の外周面で垂直方向に取り付けら
れた放射線検出器プローブの放射線測定値が順次変動す
る。実際には、これらの組み合わせになる。全放射線検
出器プローブの測定値を測定しており、各放射線検出器
プローブの設置位置と検出面の向き、その向きに対する
感度特性などは明確であるので、それらを考慮し各放射
線検出器プローブによる測定値を時々刻々計算処理する
ことにより、放射線源の位置及びその移動状況を検知す
ることができる。
【0022】図7は本発明の他の実施例を示している。
これは、指向型放射線検出装置を監視ロボットに搭載し
た例である。監視ロボットは、管理区域内の異常の有無
を定期的に監視するものであり、管理区域内を移動して
空間線量計によって日常の放射線測定値と異なるか否か
を検知する。そこで、その監視ロボット60に半球形の
指向型放射線検出装置62を搭載することによって、日
頃と異なる線量を検知した場合の異常場所の特定が容易
となるなど、よりきめ細かな監視が行える。なお、符号
64は安全確認用センサ、66は駆動部、68はデータ
処理・表示部、70はデータ伝送用アンテナである。
【0023】
【発明の効果】本発明は上記のように、多数の放射線検
出器プローブを異なる向きで分散配置した指向型放射線
検出装置であるから、放射線雰囲気の高い場所であって
も、特定の放射線源の位置やその移動状況を検出でき
る。そのため、放射線源が多数多方面にある場合でも、
特定線源の放射線を容易に測定できるし、特定線源を用
いた作業の異常検知を容易に行えるし、また雰囲気の異
常監視を精度よく迅速にきめ細かくできる。更に、放射
線雰囲気の高い場所に放射線源を持ち込んだ場合の原因
特定を正確且つ迅速にできる。
【0024】本発明の指向型放射線検出装置によって、
放射線源の移動を早期に検知できるため、紛失・盗難防
止、移動時の異常などを検知し、事故や災害を未然に防
止できる。また、遠隔監視することにより省力化できる
だけでなく、放射線被曝量を大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る指向型放射線検出装置の一実施例
を示す説明図である。
【図2】本発明に係る指向型放射線検出装置の他の実施
例を示す説明図である。
【図3】本発明に係る指向型放射線検出装置の更に他の
実施例を示す説明図である。
【図4】本発明に係る指向型放射線検出装置の更に他の
実施例を示す説明図である。
【図5】本発明に係る指向型放射線検出装置の設置状況
の一例を示す説明図。
【図6】本発明に係る指向型放射線検出装置の設置状況
の他の例を示す説明図。
【図7】本発明に係る指向型放射線検出装置を監視ロボ
ットに組み込んだ例を示す説明図。
【符号の説明】
10 放射線遮蔽体 12 放射線検出器プローブ 14 保護部材
フロントページの続き (72)発明者 小林 博英 茨城県那珂郡東海村大字村松4番地33 核 燃料サイクル開発機構東海事業所内 (72)発明者 亀井 満 東京都三鷹市牟礼6丁目22番1号 アロカ 株式会社内 Fターム(参考) 2G088 FF02 FF09 GG21 JJ23 JJ29 JJ37 MM01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の放射線検出器プローブを、放射線
    遮蔽体の外面に異なる向きで分散配置したことを特徴と
    する指向型放射線検出装置。
  2. 【請求項2】 殻状の放射線遮蔽体に多数の貫通孔を異
    なる向きで分散形成し、該放射線遮蔽体の各貫通孔にそ
    れぞれ放射線検出器プローブを組み込んだことを特徴と
    する指向型放射線検出装置。
  3. 【請求項3】 放射線遮蔽体が、円筒面状、球面状、又
    は多角筒面状、あるいはそれらの一部の外面を有してい
    る請求項1又は2記載の指向型放射線検出装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の指向
    型放射線検出装置を用い、各放射線検出器プローブの位
    置及び向きと測定値とを計算処理することにより、放射
    線源の位置、分布状況もしくは移動状況を検知すること
    を特徴とする放射線検出システム。
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