JP2004301647A

JP2004301647A - 管状対象物内部の放射能汚染の検出方法及び装置

Info

Publication number: JP2004301647A
Application number: JP2003094617A
Authority: JP
Inventors: Hirokuni Ito; 博邦伊藤; Tatsuo Yamamoto; 立夫山本; Toshio Miyake; 敏夫三宅
Original assignee: OHYO KOKEN KOGYO CO Ltd
Current assignee: OHYO KOKEN KOGYO CO Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】既存の放射能検出器では検出することができない管状廃棄物の内部の放射能汚染の有無の検出に鑑み、廃棄される配管等の内部の放射能汚染の有無と汚染の程度並びに汚染位置を検出するための方法、並びに、その装置を提供すること。
【解決手段】両端が開口した管状対象物１をカソードとし、当該対象物１の両端開口部１ａ，１ｂを、検出用ガスの給排口４，５と電気コネクタを気密に具備した蓋状又は栓状の部材であって当該対象物１の内部で前記電気コネクタの間にアノードワイヤ８を架設した閉塞部材２，３で塞ぎ、前記対象物１の内部空気を検出用ガスで置換するか又は排除して検出用ガスを注入し、前記アノードワイヤ８に所定電圧を印加して前記対象物１内部の放射能汚染を検出すること。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＲ１施設等において生じる放射能に汚染された金属製配管などのように適宜断面形状の管状を呈した廃棄物における内部の放射能汚染の有無、及び、その汚染の程度、並びに、汚染位置を検出する方法とそのための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放射能で汚染された廃棄物は、その放射能レベルによって分類し廃棄等の一定の処理をすることが義務付けられているため、種々の放射能検出器を用いて当該廃棄物の放射能汚染の有無並びにその程度を検出している。
【０００３】
しかし、廃棄物の形態によっては従来型の放射能検出器では汚染を検出できない場合がある。即ち、従来型の既存の放射線検出器はほとんどが廃棄物の外面の放射能汚染を検出するタイプであるため、例えば廃棄される配管内部の汚染の有無やその程度を検出することは困難である。その理由は、従来型の検出器を配管の内部に挿入できない場合が大半だからである。なお、既存のサーベイメータを挿入できる配管等の場合には、直接その管の内部の放射能汚染を検出できるが、適用範囲が限られていた。また、管内を拭き取って行うスミヤ法による検査も実施されているが、煩しい拭き取り作業を不可欠とするので、効率的でない。
【０００４】
従来技術では、上記方法のほか、配管系の廃棄物は、その管を縦割りして内部を露出させ、既存の放射能検出器により汚染の有無などを検出しているため、汚染検出の前に余計な段取り手間を要するという問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような既存の放射能検出器では検出することができない管状廃棄物の内部の放射能汚染の有無の検出に鑑み、廃棄される配管等の内部の放射能汚染の有無と汚染の程度並びに汚染位置を検出するための方法、並びに、その装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することを目的としてなされた本発明検出方法の構成は、両端が開口した管状対象物をカソードとし、当該対象物の両端開口部を、検出用ガスの給排口と電気コネクタを気密に具備した蓋状又は栓状の部材であって当該対象物の内部で前記電気コネクタの間にアノードワイヤを架設した閉塞部材で塞ぎ、前記対象物の内部空気を検出用ガスで置換するか又は排除して検出用ガスを注入し、前記アノードワイヤに所定電圧を印加して前記対象物内部の放射能汚染を検出することを特徴とするものである。
【０００７】
上記の本発明検出方法を実施するための検出装置の構成は、管状対象物の両端の開口部を塞ぐ２つの閉塞部材と、両閉塞部材に設けたガス供給口及びガス排出口と、当該閉塞部材に設けた印加電圧用及び信号用コネクタと、前記コネクタの間において前記対象物内部に架設されるアノードワイヤと、前記ガス給，排口に接続される検出用ガスの給排手段と、前記アノードワイヤに接続される検出用電圧の印加手段と、前記アノードワイヤに得られる信号を演算処理して前記対象物内部の放射能計数率を求めるデータ処理手段とを具備し、前記対象物内部の放射能汚染を検出するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態例について図を参照して説明する。図１は本発明検出方法の概要を説明するための斜視図、図２は本発明検出装置の一例を説明するためのブロック図、図３は本発明検出方法に使用する充填ガスの違いによる検出系の応答（計数プラト−特性の差異）を説明するための線図、図４は位置敏感型比例計数管の概念図である。
【０００９】
本発明の実施の形態例の説明に先立ち、図４により位置敏感型比例係数管の測定原理について説明する。まず、比例計数管Ｘの両端に同じ計測系で構成された計測回路Ａ及びＢを接続する。例えば、この管Ｘの中心部▲２▼に放射線が入射した場合には、そこのアノードワイヤＹに発生したパルス電荷は、計測回路Ａ及びＢに１／２ずつ配分される。同様に、左側部▲１▼に放射線が入射した場合には、計測回路Ａにはパルス電荷の３／４が、計測回路Ｂには残りの１／４が配分される。従って、両者を足し合わせた値で、計測回路Ａ及びＢ何れかの値を使って割り算すれば、放射線の入射位置が特定される。本発明はこの原理を利用した検出方法であるので、以下にその実施形態例について述べる。
【００１０】
まず、図１において、１は、その内部が放射能汚染されているか否か、及び、汚染されている場合にはその程度と汚染位置を検出するために供された管状を呈する検出対象物で、図４における比例計数管に相当する。本発明における検出対象物１としては、例えば、Ｒ１施設等で使用された仮設足場用金属製パイプ，原子炉施設から出る配管状の金属製解体，核燃料等の輸送用の金属製管状容器廃棄物などがある。本発明の管状対象物１は、本発明検出方法において検出器の一部（カソード、図４の例では比例検出管Ｘ）として機能させるため、少なくとも内面は導電性金属である。
【００１１】
２，３は上記の管状対象物１の両端開口部１ａ，１ｂに当てがい、或は、施着することにより、当該対象物１の内部を封止するための左，右の閉塞部材であるが、具体的な形態例としては、前記対象物１の両端開口部１ａと１ｂに、蓋状に覆せて前記開口部１ａ，１ｂを塞ぐことができるか、或は、栓状に詰めて前記開口部１ａ，１ｂを塞ぐことができる形態で、かつ配管末端の電界の乱れによる影響を除外できる構造とする。
【００１２】
上記閉塞部材２，３の中央部位には、汚染放射能の線種を検出するための前記対象物１の内部に充填される検出用ガス（充填計数ガスともいう）の供給口４と排出口５が、それぞれ開閉弁又はコック（図示せず）を具備して、或は、弁等を具備させずに形成されていると共に、信号検出用及び高電圧印加用のアノードワイヤ８を検出対象物１の内部に配置して保持するためのコネクタ６と７とが設けられている。
【００１３】
上記閉塞部材２，３は、一組の部材２，３によって、開口径が異なる複数種の管状対象物１に装着できるようするため、当該部材２，３の形状を少し大きめの外周径に形成し、図示しないが、両部材２，３の外周上に、その左右の閉塞部材２，３を管状対象物１を挟んで繋ぐため、少なくとも３本の連結ロッドを等間隔で装設し、各連結ロッドの一方の閉塞部材２又は３に対する固定位置を、ネジとナットを利用した機構などにより各連結ロッドの長さ方向において調節できる構造とすることが望ましい。
【００１４】
上記の管状対象物１からアノードワイヤ８までの構成部材は、一例として、図２に示した本発明検出装置の構成機器等に接続乃至結合されることにより、管状対象物１の内部に放射能汚染が有るか否か、及び、汚染がある場合のそのレベルと位置が検出できるので、以下、この点について説明する。なお、図２においてはＧＭ管型の検出器に構成されているが、図１と同一符号は同一部材，同一部位を示している。
【００１５】
図２の検出器は、ＧＭ管型検出器により汚染位置を特定することができるシステムとして構成されている。ＧＭ管型検出器では入射した放射線によって、アノードワイヤー全体に「雪崩現象的なガス増幅」が広がり、放射線の入射位置と相関のない常に一定の電荷量がアノードから出力される。このため、ＧＭ管型検出器で得られる信号から入射位置を特定することはできない。しかし、本発明ではアノードワイヤーの長さ方向に沿って一定間隔で雪崩現象をせき止めるセパレータを設けることによって、放射線が入射し、最初に電子雪崩現象を起こしたセパレータ部分のみに電子雪崩現象を止めることができる結果、前述の比例計数管と同じ原理で入射位置の特定が可能になるのである。
【００１６】
図２において、検出用ガスの給，排口４，５には、管状対象物１の内部の空気を排気し、検出用ガスを自動充填する自動ガス給排システム９が接続されている。また、アノードワイヤ８の両端には、放射能検出器として機能させるためのバイアス用の高圧電源１０（ここでは０Ｖ〜３０００Ｖ連続可変タイプ）に接続された電荷型アンプ１１，１２が接続されている。上記のアノードワイヤ８の直径は、対象物１の内径によって径の異なるものが用いられるが、大略数十〜数百μｍ程度である。また、上記の電荷型アンプ１１，１２には、両アンプ１１，１２の出力の和の電圧パルスを出力するサムアンプ１３が接続されている。これにより電荷型アンプ１１，１２は、入力電荷に比例した大きさの電圧パルスを出力する。
【００１７】
上記の２つの電荷型アンプ１１，１２において、図示した例では、一方の電荷型アンプ１１は、直接割算器１４に接続されていると共に、サムアンプ１３を経由して割算器１４に接続されている。他方の電荷型アンプ１２はサムアンプ１３を経由して割算器１４に接続されている。割算器１４では、例えば両電荷型アンプ１１と１２の出力の和で、一方の電荷型アンプ１１の出力を除算する演算をすることにより、管状対象物１の内部の長さ方向における汚染位置情報も得るように形成されている。以上の構成において、アノードワイヤ８には、充填計数ガスにＱガス（Ｈｅ９９％、イソブタン１％のガス）を使用し、本発明測定装置をＧＭ管として作動させるとき、汚染位置情報を得るためにセパレータ８ａを設けた形式のものがある。
【００１８】
上記の各構成機器は、本発明検出装置全体を自動制御し、検出されるデータを演算処理して表示部１６に表示させるデータ処理制御部１５が接続され、以上により本発明検出装置の一例を構成する。
【００１９】
上記の本発明検出装置は、少なくとも内面が導電性金属の管状対象物１をガス型放射能検出器の一部を形成するカソードとして機能させるから、前記対象物１の内部の放射能汚染による放射線は、この対象物の内部に封入された検出用ガスの中に直接入射するため、微弱な汚染によるα線、及び、低エネルギのβ線であっても高い効率で検出できる。
【００２０】
また、対象物１の内部に充填する検出用ガスとしてＰＲガス（Ａｒ９０％，メタン１０％）を用い、本発明装置をα線プラトー領域（図３参照）で動作させることにより、対象物１の外部のγ線バックグラウンドに不感な高感度のα線検出能力を発揮させることができる。
【００２１】
次に本発明では、アノードワイヤ８に任意ピッチでセパレータを配置し、検出用の充填計数ガスの種類を問わず汚染位置情報が得られるようにしている。例えば、充填計数ガス（検出用ガス）としてＱガスを用いた場合、アノード近傍でのガス増幅作用は、放射線が入射したセパレータ８ａに挟まれ部位にとどまるため、入射位置、つまり、汚染位置を特定することが可能となるのである。なお、充填計数ガスがＰＲガスの場合には、セパレータ８ａが無くてもガス増幅作用は放射線入射位置近傍にとどまるので、入射位置の特定ができる。
【００２２】
本発明検出方法では、検出用ガス（充填計数ガス）として、ヘリウム（Ｈｅ）９９％，イソブタン１％のＱガスを用いた場合には、本発明検出装置をＧＭ管として機能させ、また、アルゴン（Ａｒ）９０％，メタン１０％のＰＲガスを用いた場合には、検出装置を比例計数管として機能させることができるので、一つの検出装置を線種に応じた二種類の放射線検出器として機能させることができて便利である。
【００２３】
本発明では、検出装置をＧＭ管として機能させる場合には、対象物内部の汚染の有無をスクリーニングでき、また、比例計数管として機能させる場合には、図３に示すように印加電圧の違いによって、α線のみのプラトー領域とα線を含むβ／γプラトー領域があるので、汚染線種（α線とβ／γ線）の弁別が可能である。更には、線種に拘りなく汚染位置の特定ができるから、管状対象物内部の汚染分布を検出することも可能である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は以上の通りであって、従来の放射線検出器では対象物の外面の放射能汚染の検出が困難であり、従って、管状廃棄物などの管状対象物の内面の放射能汚染を直接検出することは事実上困難であったものを、両端が開口した管状対象物をカソードとし、当該対象物の両端開口部を、検出用ガスの給排口と電気コネクタを気密に具備した蓋状又は栓状の部材であって当該対象物の内部で前記電気コネクタの間にアノードワイヤを架設した閉塞部材で塞ぎ、前記対象物の内部空気を排除して検出用ガスを注入し、前記アノードワイヤに所定電圧を印加することにより、管状対象物であっても、その内面の汚染の有無、汚染の程度、汚染の位置までを、直接かつ効率よく検出することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明検出方法の概要を説明するための斜視図
【図２】本発明検出装置の一例を説明するためのブロック図
【図３】本発明検出方法に使用する充填ガスの違いによる検出系の応答（計数プラト−特性の差異）を説明するための線図
【図４】位置敏感型比例計数管の概念図
【符号の説明】
１管状対象物
１ａ，１ｂ開口部
２，３閉塞部材
４，５閉塞部材２と３の検出用ガス給，排口
６，７閉塞部材２と３のコネクタ
８アノードワイヤ

Claims

両端が開口した管状対象物をカソードとし、当該対象物の両端開口部を、検出用ガスの給排口と電気コネクタを気密に具備した蓋状又は栓状の部材であって当該対象物の内部で前記電気コネクタの間にアノードワイヤを架設した閉塞部材で塞ぎ、前記対象物の内部空気を検出用ガスで置換するか又は排除して検出用ガスを注入し、前記アノードワイヤに所定電圧を印加して前記対象物内部の放射能汚染を検出することを特徴とする放射能汚染の検出方法。
管状対象物内部に張架されるアノードワイヤに適宜間隔でセパレータを配置することにより、汚染位置情報を出力させる請求項１の検出方法。
管状対象物の両端の開口部を塞ぐ２つの閉塞部材と、両閉塞部材に設けたガス供給口及びガス排出口と、当該閉塞部材に設けた印加電圧用及び信号用コネクタと、前記コネクタの間において前記対象物内部に架設されるアノードワイヤと、前記ガス給，排口に接続される検出用ガスの給排手段と、前記アノードワイヤに接続される検出用電圧の印加手段と、前記アノードワイヤに得られる信号を演算処理して前記対象物内部の放射能計数率を求めるデータ処理手段とを具備し、前記対象物内部の放射能汚染を検出するようにしたことを特徴とする放射能汚染の検出装置。
アノードワイヤは適宜間隔で複数のセパレータを具備した請求項３の検出装置。