JP2005140706A - 放射能測定方法及び放射能測定用プログラム、並びに放射能測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より少ない放射能測定対象の情報から放射能換算係数を決定して、作業の効率よく放射能測定対象の放射能を評価すること。
【解決手段】放射能測定対象の形状情報及び材料情報を、放射能測定装置が備える放射能換算係数算出部へ入力する（ステップＳ１０１）。次に、放射能測定装置が備えるトレイに放射能測定対象を載せ、放射線検出手段の直下まで搬送して、放射能測定対象の質量Ｗ、高さｈ₀、計数又は計数率を測定する（ステップＳ１０２）。放射能測定対象の質量Ｗ、高さｈ₀、計数又は計数率を測定したら、放射能換算係数算出部が、放射能測定対象の質量Ｗ、高さｈ₀から放射能換算係数Ｋ（ＣＰＳ／Ｂｑ）を求め（ステップＳ１０３）、放射能測定対象の計数又は計数率を放射能濃度に換算する（ステップＳ１０４）。
【選択図】 図３

Description

本発明は、放射能の測定に関し、さらに詳しくは、より少ない放射能測定対象の情報から放射能換算係数を決定できる放射能測定方法及び放射能測定用プログラム、並びに放射能測定装置に関するものである。

原子力施設等で使用される放射線モニタは、シンチレータを用いた光学的検出手段により、放射能測定対象から放射される放射線を、放射能検出対象を破壊しないで測定し、放射能量又は放射能濃度等に換算する。このような、シンチレータを用いた非破壊測定による放射線検出器及び放射線検出方法が特許文献１に開示されている。

特許第２９５５４８７号公報

ところで、放射線の非破壊測定では、放射能測定対象の形状寸法や放射能分布の情報が多いほど、放射能測定対象の放射能を精度よく求めることができる。しかし、放射能測定対象の情報が多いほど、これらを取得する手間と時間とを要し、放射能評価の作業効率の低下を招くという問題がある。また、異なる放射能測定対象間においては、放射線検出器で検出した放射線の計数率を放射能へ換算するにあたって必要な放射能換算係数が異なる。このため、放射能測定対象に応じた放射能換算係数を予め準備する必要がある。ここで、放射能換算係数は、主に放射能測定対象の形状、密度に依存する。このため、精度のよい測定を実現するためには、放射能測定対象の詳細な情報（特に形状に関する情報）が必要であり、多数の情報を取得して放射能換算係数を準備するために、多くの時間と手間とを要し、放射能評価の作業効率の低下を招くという問題もある。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より少ない放射能測定対象の情報から放射能換算係数を決定して、作業の効率よく放射能測定対象の放射能を評価できる放射能測定方法及び放射能測定用プログラム、並びに放射能測定装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る放射能測定方法は、放射能測定対象の放射能量又は放射能濃度を測定するにあたり、前記放射能測定対象の質量と高さとを取得する工程と、前記放射能測定対象の質量と高さと密度とから、放射能換算係数を決定する際に用いる換算係数選択定数を求める工程と、前記放射能測定対象の高さ及び前記換算係数選択定数、又は前記放射能換算係数の近似式から、前記放射能換算係数を決定する工程と、測定した放射線計数率を前記放射能換算係数によって放射能量又は放射能濃度に換算する工程と、を含むことを特徴とする。

この放射能測定方法は、放射能測定対象の高さと質量とを測定することで、放射線計数率を放射能量又は放射能濃度へ換算するための放射能換算係数を求めることができる。これによって、放射能測定対象の詳しい形状計測データが不要になるので、放射能測定対象の形状に関するデータ数を少なくすることができる。その結果、放射能測定対象の情報を少なくして、放射能換算係数を求めることにより、作業の効率よく放射能測定対象の放射能を評価することができる。

また、次の本発明に係る放射能測定方法は、前記放射能測定方法において、前記放射線計数率を求めるにあたっては、前記放射能測定対象の外形寸法よりも大きい検出領域寸法を持つ放射線検出手段を用いることを特徴とする。

この放射能測定方法では、放射能測定対象の外形寸法よりも大きい放射線検出領域を持つ放射線検出手段を用いるので、放射線検出手段に到達する計数又は計数率の損失、及び放射能測定対象の置き方による影響を考慮しなくともよい程度まで低減できる。その結果、放射能測定対象の形状に関する情報は、放射能測定対象の高さのみで代表させることができるので、放射能測定対象の形状に関するデータ数を少なくして放射能換算係数を求めることができる。これにより、作業の効率よく放射能測定対象の放射能を評価することができる。

また、次の本発明に係る放射能測定用プログラムは、放射能測定対象の放射能量又は放射能濃度を測定するにあたり、前記放射能測定対象の質量と高さとを取得する手順と、前記放射能測定対象の質量と高さと密度とから、放射能換算係数を決定する際に用いる換算係数選択定数を求める手順と、前記放射能測定対象の高さ及び前記換算係数選択定数、又は前記放射能換算係数の近似式から、前記放射能換算係数を決定する手順と、測定した放射線計数率を前記放射能換算係数によって放射能量又は放射能濃度に換算する手順と、を含むことを特徴とする。

これにより、前述の本発明に係る放射線測定方法を、コンピュータによって実現させることができる。

また、次の本発明に係る放射能測定用プログラムは、前記放射能測定用プログラムにおいて、前記放射能濃度が予め定めた所定の値を超えている場合には、前記放射能濃度を表示する際に警告を発する機能をコンピュータに実現させることを特徴とする。

このように、放射能測定対象の放射能濃度をモニタ等に表示する際に警告を発するようにすれば、例えば、規制値を超える放射能濃度を持つ放射能測定対象を容易に判定することができる。なお、この警告は、モニタ画面に放射能濃度を表示する際に、当該放射能濃度の色を変えたり、警告画面を表示したりする方法の他、警告音を発するような方法も含む（以下同様）。

また、次の本発明に係る放射能測定装置は、放射能測定対象の放射能量又は放射能濃度を測定するものであって、前記放射能測定対象の放射線の放射線計数率を測定する放射線計数率測定部と、前記放射能測定対象の高さを測定する高さ検出手段と、前記放射能測定対象の質量を測定する質量検出手段と、前記放射能測定対象の高さと、前記放射能測定対象の高さと質量と密度とから求められる換算係数選択定数とによって決定される放射能換算係数又は放射能換算係数の近似式を記述した換算テーブルと、前記換算テーブルの前記放射能換算係数又は前記放射能換算係数の近似式から、前記放射能測定対象の高さと前記換算係数選択定数に対応した放射能換算係数を決定し、測定した前記放射線計数率を、決定した前記放射能換算係数によって放射能量又は放射能濃度に換算する放射能換算係数算出部と、を有することを特徴とする。

この放射能測定装置は、放射能測定対象の高さと質量とを測定し、予め用意した放射能測定対象の高さと換算係数選択定数とによって決定される放射能換算係数又は放射能換算係数の近似式を記述した換算テーブルによって、放射線計数率を放射能量又は放射能濃度へ換算するための放射能換算係数を求める。これによって、放射能測定対象の詳しい形状計測データが不要になるので、放射能測定対象の形状に関するデータ数を少なくすることができる。その結果、放射能測定対象の情報を少なくして、放射能換算係数を求めることができるので、作業の効率よく放射能測定対象の放射能を評価することができる。さらに、前記換算テーブルのデータ数も少なくすることができるので、換算テーブル等を簡易に求めることができるとともに、これらを格納するメモリの容量も小さく抑えることができる。

また、次の本発明に係る放射能測定装置は、前記放射能測定装置において、前記放射線計数率測定部は、前記放射能測定対象の外形寸法よりも大きい検出領域寸法を持つ放射線検出手段を有することを特徴とする。

この放射能測定装置では、放射能測定対象の外形寸法よりも大きい放射線検出領域を持つ放射線検出手段を用いるので、放射線検出手段に到達する計数又は計数率の損失、及び放射能測定対象の置き方による影響を考慮しなくともよい程度まで低減できる。その結果、放射能測定対象の形状に関する情報は、放射能測定対象の高さのみで代表させることができるので、放射能測定対象の形状に関するデータ数を少なくして放射能換算係数を求めることができる。これにより、作業の効率よく放射能測定対象の放射能を評価することができる。

また、次の本発明に係る放射能測定装置は、前記放射能測定装置において、前記放射能濃度を表示する表示装置を備えるとともに、前記放射能濃度が予め定めた所定の値を超えている場合には、前記表示装置が前記放射能濃度を表示する際に警告を表示させることを特徴とする。

この放射能測定装置では、放射能濃度を表示する表示装置を備え、規定値を超えた放射能濃度をこの表示装置に表示する際に警告を発するようにするので、例えば規制値を超える放射能濃度を持つ放射能測定対象を容易に判定することができる。

以上説明したように、この発明に係る放射能測定方法では、放射能測定対象の高さと質量とから放射能換算係数を求めるようにした。これにより、放射能測定対象の詳しい形状計測データが不要になるので、放射能測定対象の情報を少なくして、放射能換算係数を求めることができる。その結果、作業の効率よく放射能測定対象の放射能を評価することができる。

また、この発明に係る放射能測定用プログラムでは、本発明に係る前記放射能測定方法を、コンピュータを用いて実現させることができる。

また、この発明に係る放射能測定装置では、放射能測定対象の高さと質量とを測定し、予め用意した放射能測定対象の高さと換算係数選択定数とによって決定される放射能換算係数又は放射能換算係数の近似式を記述した換算テーブルによって、放射能換算係数を求めるようにした。これによって、放射能測定対象の詳しい形状計測データが不要になるので、放射能測定対象の情報を少なくして、放射能換算係数を求めることができる。その結果、作業の効率よく放射能測定対象の放射能を評価することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記発明を実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本発明の実施例に係る放射能測定装置の構成を示す説明図である。この放射能測定装置は、放射線検出手段と、高さ検出手段と、質量検出手段と、放射能換算係数算出部とを有し、予め求めておいた放射能測定対象の高さと放射能換算係数との関係を記述したテーブルに基づいて放射能換算係数を求め、この放射能換算係数によって放射線検出手段で検出された放射線の放射線計数率を放射能に換算する点に特徴がある。

本発明の実施例に係る放射能測定装置１００は、平板状の放射線検出手段１０と、高さ検出手段であるエリアセンサ１５と、質量検出手段であるロードセル２３と、放射線計数率算出部４０と、放射能換算係数算出部５０とを有している。放射線検出手段１０は、γ線用シンチレータ１１と、β線用シンチレータ１２とを備えている。放射線検出手段１０にはエリアセンサ１５が取り付けられており、放射能測定対象１と放射線検出手段１０との距離Ｔ₁、及び放射能測定対象１とトレイ２２の表面との距離Ｔ₀を測定する。また、トレイ２２にはロードセル２３が取り付けられており、トレイ２２上に載せられた放射能測定対象１の質量を測定する。

放射線検出手段１０からの電気信号は、放射線計数率算出部４０に備えられる計測回路４１に送られ、ここでノイズ除去、Ａ／Ｄ変換等の信号処理がなされる。そして、放射線計数率算出部４０に備えられる演算手段４２が、γ線及びβ線の計数率を求める。このように、放射線検出手段１０と放射線計数率算出部４０とによって放射線計数率測定部が構成される。放射能換算係数算出部５０は、データ処理部５２と記憶部５４とを有している。そして、放射能測定対象１の高さと質量と、記憶部５４に格納した換算テーブルとを用いて、本発明の放射能測定方法によってデータ処理部５２が放射能換算係数（以下、換算係数ともいう）を算出する。放射能換算係数算出部５０は、この放射能換算係数を用いて放射線計数率算出部４０が求めたγ線及びβ線の計数率を、放射能量又は放射能濃度に換算する。ここで、放射能換算係数とは、放射線の計数率（ＣＰＳ：Count Per Sec.）から放射能（Ｂｑ）を評価するための係数（ＣＰＳ／Ｂｑ）のことをいい、主に放射能測定対象の形状に依存する。

ここで、記憶部５４は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリや、ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。また、このデータ処理部５２は専用のハードウエアにより実現されるものであってもよく、さらに、このデータ処理部５２はメモリ及びＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、本発明に係る放射能測定方法の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。

放射能換算係数算出部５０には、入力装置６０が接続されており、放射能換算係数の算出に必要な情報をマニュアル操作によって放射能換算係数算出部５０へ入力する。また、放射能換算係数算出部５０には、表示装置６２が接続されており、算出した放射能換算係数によって換算した、放射能測定対象１の放射能濃度を表示画面６２ｄに表示する。入力装置６０、表示装置６２等は、これらの制御プログラムをメモリにロードして実行することによりこれらの機能を実現させるものであってもよい。ここで、入力装置６０は、例えばキーボード、マウス等の入力デバイスのことをいう。また、表示装置６２は、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶表示装置等のことをいう。次に、放射線検出手段１０の構成を説明する。

図２は、本発明の実施例に係る放射能測定装置が備える放射線検出手段の構成を示す斜視図である。放射線検出手段１０に備えられるγ線用シンチレータ１１は、ＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）シンチレータであり、放射能測定対象１から放射されるγ線を検出する。β線用シンチレータ１２は、極薄プラスチックシンチレータであり、放射能測定対象１から放射されるβ線を検出する。このように、この放射線検出手段１０は、γ線とβ線とを同時に計数できる。

γ線用シンチレータ１１で検出されたγ線のシンチレーション光は、光ファイバ１１ｆによってγ線用光電子倍増管１１ｃに導かれ、ここで増幅される。また、β線用シンチレータ１２で検出されたβ線のシンチレーション光は、光ファイバ１２ｆによってβ線用光電子倍増管１２ｂに導かれ、ここで増幅される。γ線用光電子倍増管１１ｃから送られるγ線の計数値に関する電気信号は、計測回路４１内のγ線用同時計測部４１ｃによって処理されて、演算手段４２内のγ線計数率演算部４２ｃへ送られる。また、β線用光電子倍増管１２ｂから送られるβ線の計数値に関する電気信号は、β線用同時計測部４１ｂによって処理されて、演算手段４２内のβ線計数率演算部４２ｂへ送られる。そして、γ線計数率演算部４２ｃ及びβ線計数率演算部４２ｂでγ線及びβ線の計数率が演算される。次に、本発明の実施例に係る放射能測定方法の手順について説明する。なお、本発明の実施例に係る放射能測定方法を実現するにあたっては、上記放射能測定装置１００を用いるものとする。また、次の説明においては、適宜図１を参照されたい。

図３は、本発明の実施例に係る放射能測定方法の手順を示すフローチャートである。図４−１及び図４−２は、本発明の実施例に係る放射能測定装置が備える表示装置に示される画像の一例を示す説明図である。本発明の実施例に係る放射能測定方法を実行するにあたっては、まず、放射能測定対象１の形状情報及び材料情報を、入力装置６０によって放射能測定装置１００の放射能換算係数算出部５０へ入力する（ステップＳ１０１）。入力にあたっては、図４−１、図４−２に示すように、表示装置６２の表示画面６２ｄへ形状情報と材質情報とが表示され、放射能測定対象１の形状と材質とを画面の表示にしたがって入力する。

この実施例において、放射能測定対象１の形状は、平板、グレーチング、配管１（軸受け、パッキン等）、配管２（パイプ）、棒、球形状、複雑形状の７種類の形状を取り扱えるようにしてある。また、放射能測定対象１の材質は、鉄、コンクリート、布、グレーチング、木材、ポリエチレンの６種類の材質を取り扱えるようにしてある。なお、本実施例においては、７種類の形状、６種類の材質を取り扱えるようにしてあるが、形状及び材質の種類はこれに限られず、より多くの種類を選択できるようにしてもよいし、選択できる種類を減らして簡略化してもよい。

次に、放射能測定装置１００が備えるトレイ２２に放射能測定対象１を載せ、放射線検出手段１０の直下まで搬送して、放射能測定対象１の質量Ｗ、高さｈ₀、計数又は計数率を測定する（ステップＳ１０２）。放射能測定対象１の質量Ｗは、トレイ２２に取り付けられているロードセル２３によって測定され、電気信号に変換されてから放射能換算係数算出部５０へ取り込まれる。計数又は計数率は、放射線検出手段１０に備えられるγ線用シンチレータ１１と、β線用シンチレータ１２とによって測定されて、放射線計数率算出部４０でγ線及びβ線の計数率が求められる。放射能測定対象１の高さｈ₀は、次の手順で求められる。

エリアセンサ１５の直下に放射能測定対象１が位置する状態で、エリアセンサ１５と放射能測定対象１の表面との距離Ｔ₁を測定し、また、エリアセンサ１５とトレイ２２の表面との距離Ｔ₀を測定する。なお、エリアセンサ１５と放射能測定対象１の表面との距離Ｔ₁は、放射線検出手段１０に取り付けられた位置センサ１６によって求めてもよい。また、放射線検出手段１０が測定毎に同じ初期位置に戻るようにしておき、初期位置における放射線検出手段１０とトレイ２２の表面との距離Ｔ₀を予め放射能換算係数算出部５０の記憶部５４に記憶させておいてもよい。両距離Ｔ₁、Ｔ₀は、電気信号に変換されてから放射能換算係数算出部５０へ取り込まれ、ここで両者の差Ｔ₀−Ｔ₁が計算され、これが求める放射能測定対象１のｈ₀となる。

放射能測定対象１の計数又は計数率を測定する際には、放射線検出手段１０と放射能測定対象１との距離Ｔ₁を３ｍｍ〜５ｍｍ程度まで接近させる。このため、エリアセンサ１５で放射線検出手段１０と放射能測定対象１との距離Ｔ₁を測定しながら、両者の距離Ｔ₁が前記距離まで放射線検出手段１０を接近させる。なお、距離Ｔ₁の測定には、位置センサ１６を利用してもよい。

放射能測定対象１の質量Ｗ、高さｈ₀、計数又は計数率を測定したら、放射能換算係数算出部５０が放射能測定対象１の質量Ｗ、高さｈ₀から放射能換算係数Ｋ（ＣＰＳ／Ｂｑ）を求め（ステップＳ１０３）、放射能測定対象１の計数又は計数率を放射能濃度に換算する（ステップＳ１０４）。換算した放射能濃度が予め定めた所定のレベルを超えている場合には、その値を着色して表示装置６２に表示したり、表示装置６２に警告を表示したり、あるいは放射能測定装置１００が警告音を鳴らしたりして、作業者に対する注意を促すことができる。

次に、本発明に係る放射能測定方法による放射能換算係数算出工程について、平板を例として説明する。図５−１、図５−２は、本発明の放射能測定方法で用いる換算テーブルを示す説明図である。また、図５−３は、放射能測定対象の高さと放射能換算係数との関係を示す説明図である。なお、図５−１、図５−２に示す換算テーブルは、放射能測定対象１の種類毎に用意される。本発明の換算テーブルである、図５−１に示す近似式換算テーブル５５は、放射能測定対象１の高さｈｉと換算係数選択定数ｄｊとに応じて、放射能換算係数の近似式又は放射能換算係数Ｆ_j（ｈ_i）を選択するものである。

近似式換算テーブル５５を用いて放射能換算係数を求めるにあたっては、まず、換算係数選択定数ｄ₀又はＬ₀を求める。換算係数選択定数ｄ₀又はＬ₀は、放射能測定対象１の種類に応じて、次の関係式から求めることができる。
平板：ｄ₀＝√（Ｗ／（ρ×ｈ₀））
グレーチング：ｄ₀＝√（Ｗ／（ρ×ｈ₀））
配管１（軸受け、パッキン等）：Ｌ₀＝Ｗ／（π×ρ×ｔ₀×（ｈ₀−ｔ₀））
配管２（パイプ）：Ｌ₀＝Ｗ／（π×ρ×ｔ₀×（ｈ₀−ｔ₀））
棒（円柱）：Ｌ₀＝（４×Ｗ）／（π×ρ×ｈ₀ ²）
複雑形状：ρ₀＝Ｗ／ｈ₀ ³
ここで、Ｗは放射能測定対象の質量、ρは放射能測定対象の密度、ｈ₀は放射能測定対象の高さ（測定値）、ｔ₀は配管１、２の肉厚である。

平板の場合、換算係数選択定数ｄ₀の大きさによって、放射能換算係数Ｋが異なる。換算係数選択定数ｄ₀が近似式換算テーブル５５外の場合、すなわちｄ₀＜ｄ₁の場合、放射能換算係数ＫはＦ₁（ｈ₀）で、ｄ₅＜ｄ₀の場合、放射能換算係数ＫはＦ₅（ｈ₀）で求めることができる（図５−３参照）。また、Ｆ_i（ｈ₀）が放射能換算係数となる場合には、図５−３の通り、Ｆ_i（ｈ₀）はｈ₀の値（ｈ₁、ｈ₃等、すなわちｈ_i）に対して減少（又は増加）する関数となっている。そして、ｈ_i≦ｈ₀≦ｈ_i+1（ｉ＝１〜８）の場合、ｈ_i及びｈ_i+1に相当する近似式換算テーブル５５の放射能換算係数を用いて、線形又は対数補間の内挿式でＦ_i（ｈ₀）を求めることができる。

換算係数選択定数ｄ₀が近似式記述データテーブル５５内の場合、すなわちｄ_i≦ｄ₀≦ｄ_i+1の場合（ｉ＝１、２、３、４）、放射能換算係数Ｋは、例えば、内挿式１０^m×^h0+nで求めることができる。ここで、ｍ＝（ｌｏｇ₁₀Ｆ_i（ｈ₀）−ｌｏｇ₁₀Ｆ_i+1（ｈ₀））／（ｄ_i−ｄ_i+1）、ｎ＝（ｄ_i×ｌｏｇ₁₀Ｆ_i（ｈ₀）−ｄ_i+1×ｌｏｇ₁₀Ｆ_i（ｈ₀））／（ｄ_i−ｄ_i+1）である。なお、図５−３中のｈ₀は、放射能測定対象１の高さの実測値である。

放射能換算係数の近似式Ｆ_j（ｈ_i）は、α_j＋β_j×ｌｎ（ｈ_i）＋γ_j×ｌｎ（ｈ_i）²＋δ_j×ｌｎ（ｈ_i）³で表される。そして、本発明の換算テーブルの一つである、図５−２の係数換算テーブル５６に示すように、放射能測定対象１の高さｈ_i（この例ではｉ＝１〜５）に応じて近似式係数α、β、γ、δの値を変化させて放射能換算係数の近似式Ｆ（ｈ_i）を求めることができる。図６は、換算係数選択定数と、放射能換算係数を求める際に使用する放射能換算係数の近似式を示す説明図である。図６に示すように、換算係数選択定数ｄ₀が所定の範囲内（例えばｄ₁〜ｄ₂やｄ₂〜ｄ₃等の範囲内）においては、放射能換算係数の近似式又は放射能換算係数の近似式Ｆ（ｈ₀）は、（換算計数選択定数ｄｉの変化に応じて）減少（又は増加）関数となっている。ｄ_i≦ｄ₀≦ｄ_i+1の場合（ｉ＝１、２、３、４）、ｄ_i及びｄ_i+1の換算テーブルの放射能換算係数を、線形又は対数補間の内挿式に挿入することにより、ｄ₀の放射能換算係数Ｋを求めることができる。これにより、それだけ近似式換算データテーブル５６のデータ数を少なくすることができる。なお、図６中のｈ₀は、放射能測定対象１の高さの実測値である。

次に、放射能測定対象１の大きさと放射能測定装置１００の放射線検出手段１０の大きさとの関係について説明する。図７−１、７−２は、放射能測定対象の大きさと放射線検出手段の大きさとの関係を示す説明図である。この実施例に係る本発明で用いる放射線検出手段１０の外径寸法ｌは、図７−１に示すように、放射能測定対象１の外径寸法ｄｘよりも大きい。このため、放射線検出手段１０を測定対象１に近接して測定すると、放射線検出手段１０に面する放射能測定対象１の表面からの放射線を、ほとんどすべて放射線検出手段１０で検出することができる。一方、図７−２に示す放射線検出手段１０'のように、その外径寸法ｌが放射能測定対象１の外径寸法ｄｘよりも小さい場合には、放射線検出手段１０到達する放射能測定対象１の表面からの計数又は計数率に損失が発生してしまい、正確な計測ができなくなってしまう。したがって、本発明においては、放射線検出手段１０の外径寸法ｌを放射能測定対象１の外径寸法ｄｘよりも大きくして、放射能測定対象１の表面から放射線検出手段１０に到達する計数又は計数率の損失を極小にしている。これによって、放射能測定対象１の形状の影響を考慮しなくてもよい程度まで低減できるので、放射能測定対象１の形状情報は高さｈ₀のみを取得すればよい。

図７−３は、図７−１の矢印Ａ方向から見た平面図である。図７−４は、７−２の矢印Ａ方向から見た平面図である。図７−４に示すように、放射能測定対象１の外形寸法が、放射線検出手段１０'の検出領域寸法ｌ₁×ｌ₂よりも大きくなると、放射線検出手段１０'に到達する計数又は計数率の損失が大きくなったり、放射能測定対象１の置き方による影響が生じたりする。したがって、この実施例に係る本発明においては、図７−３に示すように、平板状の放射線検出手段１０を用いるとともに、放射能測定対象１の外形寸法よりも放射線検出手段１０の検出領域寸法を大きくすることが好ましい。すなわち、放射線検出手段１０に対する放射能測定対象１の投影像が、放射線検出手段１０の検出領域寸法ｌ₁×ｌ₂内に含まれるようにすることが好ましい。このようにすれば、線源である放射能測定対象１から放射線検出手段１０を見る立体角を大きくできるので、放射線検出手段１０に到達する計数又は計数率の損失、及び放射能測定対象１の置き方による影響を考慮しなくともよい程度まで低減できる。

また、本発明においては、放射線検出手段１０と放射能検出対象１との距離を３ｍｍ〜５ｍｍ程度まで接近させて測定するので、これによっても上記立体角を大きくできる。その結果、放射線検出手段１０に到達する計数又は計数率の損失、及び放射能測定対象１の置き方による影響をさらに低減できる。なお、放射線検出手段１０に到達する計数又は計数率の損失及び放射能測定対象１の置き方による影響を考慮しなくともよい範囲であれば、放射線検出手段１０に対する放射能測定対象１の投影像の一部が、放射線検出手段１０の検出領域から出ていてもよい。

なお、この実施例に係る本発明の放射能測定方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータあるいはコンピュータシステムで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器などのハードウエアを含むものとする。

（検証例）
放射能測定対象として平板を用いた場合において、本発明に係る放射能測定方法とモンテカルロ計算法との放射能換算係数Ｋを比較した。図８は、検出対象と放射線検出手段との位置関係を示す説明図である。図９は、この検証例で用いた平板を示す説明図である。放射能測定対象１（平板）と放射線検出手段１０との距離Ｔ₁は５ｍｍとした。また、放射能測定対象１である平板は、ａ＝１０ｃｍ、ｂ＝２０ｃｍ、ｈ₀＝１ｃｍ、Ｗ＝１５７２ｇであり、材質は鉄（密度ρ＝７．８６ｇ／ｃｍ³）である。これらの値から換算係数選択定数ｄ₀＝√（Ｗ／（ρ×ｈ₀））を求めると、√（１５７２／（７．８６×１））＝√２００＝１４．１４となる。この換算係数選択定数ｄ₀から上記手順にしたがって放射能換算係数Ｋ１を求める。

実施例で説明した本発明に係る放射能測定方法で求めた放射能換算係数Ｋ１は、０．２８０５（ＣＰＳ／Ｂｑ）である。一方、モンテカルロ計算法で求めた放射能換算係数Ｋ１は、０．２６９７（ＣＰＳ／Ｂｑ）である。Ｋ１／Ｋ２≒１．０４であり、両者の差は約４％である。この結果から、本発明に係る放射能測定方法は実用上十分な精度をもつことがわかる。

以上、上記本発明の実施例によれば、本発明の放射能測定装置及び放射能測定方法では、放射能測定対象の質量と高さとを測定することによって放射能換算係数を求める。これによって、放射能測定対象の詳しい形状計測データが不要になるので、放射能測定対象の形状に関するデータ数を少なくすることができる。また、放射能測定対象の種類に応じて用意する近似式記述データテーブル及び近似式換算データテーブルのデータ数も、従来と比較して少なくすることができるので、換算テーブル等を簡易に求めることができるとともに、これらを格納するメモリの容量も小さく抑えることができる。

また、放射能測定対象の外形寸法よりも放射線検出手段の検出領域寸法を大きくしたので、放射線検出手段に到達する計数又は計数率の損失、及び放射能測定対象の置き方による影響を考慮しなくともよい程度まで低減できる。その結果、放射能測定対象の形状に関する情報は、放射能測定対象の高さのみで代表させることができるので、放射能測定対象の形状に関するデータ数を少なくすることができる。その結果、放射能評価の作業効率を向上させることができる。さらに、実用上十分な精度で放射能換算係数を求めることができるので、クリアランスレベルを評価するにあたっても十分な精度で評価できる。

（実際の測定における流れ）
次に、本発明の放射能測定方法及び測定装置を用いて、実際に平板や配管等の放射能を測定する場合における流れについて説明する。図１０は、本発明の放射能測定方法及び測定装置を用いた場合における放射能測定フローを示す説明図である。まず、測定フロー（１）で放射能測定対象の形状を選定する。測定フロー（２）では、本発明の放射能測定装置によって放射能測定対象の高さｈ₀と質量Ｗとを測定する。測定フロー（３）Ａでは、放射能測定対象の表面放射能による計数率ｘｘ（ＣＰＳ）と、表面以外の放射能による計数率ｙｙ（ＣＰＳ）とを求める。また、測定フロー（３）Ｂでは本発明の放射能測定方法により、データテーブルＤＴを用いて表面放射能への放射能換算係数と表面以外の放射能への放射能換算係数とを求める。そして、測定フロー（３）Ａで求めた放射能測定対象の放射能計数率を、測定フロー（３）Ｂで求めた放射能換算係数によって放射能濃度ｃｃ等に換算する。換算した放射能濃度ｃｃ等が所定のレベルを超えている場合には、作業者に対する注意を促すため、その値を着色して表示したり、警告を表示したりすることができる。次に、放射能測定対象それぞれの形状に応じた実際の測定における流れを説明する。

（平板）
図１１−１は、平板の放射能測定における測定フローを示す説明図である。また、図１１−２は、平板の放射能測定に用いる放射能換算係数のデータテーブル例を示す説明図である。まず、放射能測定対象である平板の高さｈ₀と質量Ｗ₀とを取得し、平板の高さｈ₀が基準値Ｘ₁よりも小さい場合と基準値Ｘ₁以上である場合とに分けて放射能換算係数Ｋを求める。平板の高さｈ₀が基準値Ｘ₁よりも小さい場合には、表面放射能への放射能換算係数と、表面以外の放射能への放射能換算係数Ｋとを求める。なお、基準値Ｘ₁は、放射能測定対象である平板を人間が持つことができる質量を基準としている。

平板の高さｈ₀が基準値Ｘ₁よりも小さい場合は上記実施例で説明した手順と同様であり、換算係数選択定数ｄ₀の大きさに応じて、図１１−２に示すデータテーブルから放射能換算係数を求める。ここで、図１１−１に示す（１）では、放射能換算係数Ｋ＝Ｆ₁（ｈ₀）で、（２）では、放射能換算係数Ｋ＝１０^m×^h0+nで、（３）では、放射能換算係数Ｋ＝Ｆ₅（ｈ₀）で表される。ここで、ｍ＝（ｌｏｇ₁₀Ｆ_i（ｈ₀）−ｌｏｇ₁₀Ｆ_i+1（ｈ₀））／（ｄ_i−ｄ_i+1）、ｎ＝（ｄ_i×ｌｏｇ₁₀Ｆ_i+1（ｈ₀）−ｄ_i+1×ｌｏｇ₁₀Ｆ_i（ｈ₀））／（ｄ_i−ｄ_i+1）である（ｉ＝１、２、３、４）。平板の高さｈ₀が基準値Ｘ₁以上である場合は、全放射能への放射能換算係数Ｋを求めるが、この場合の手順は、平板の高さｈ₀が基準値Ｘ₁よりも小さい場合における表面以外の放射能への放射能換算係数Ｋを求める手順と同様である。

（グレーチング）
図１２は、グレーチングの放射能測定における測定フローを示す説明図である。図１２に示すように、グレーチングの放射能測定においては、放射能換算係数を求める際の密度ρが平板の場合と異なるのみであり、他は平板の放射能測定と同様である。

（配管）
ここで取り扱う配管は、ベアリングやパッキン、あるいはパイプが含まれる。図１３−１は、配管の放射能測定における測定フローを示す説明図である。また、図１３−２は、配管の放射能測定に用いる放射能換算係数のデータテーブル例を示す説明図である。まず、放射能測定対象である配管の高さｈ₀と質量Ｗ₀とを取得し、配管の高さｈ₀が基準値Ｘ₂よりも小さい場合と基準値Ｘ₂以上である場合とに分けて放射能換算係数Ｋを求める。配管の高さｈ₀が基準値Ｘ₁よりも小さい場合には、表面放射能への放射能換算係数と、表面以外の放射能への放射能換算係数Ｋとを求める。なお、基準値Ｘ₂は、放射能測定対象である配管を人間が持つことができる質量を基準としている。

配管の高さｈ₀が基準値Ｘ₁よりも小さい場合は上記実施例で説明した手順と同様であり、換算係数選択定数Ｌ₀の大きさに応じて、図１３−２に示すデータテーブルから放射能換算係数を求める。ここで、図１３−１に示すＤは配管の外径であり、ｔ₀（ｈ₀）は、配管の高さｈ₀に応じた配管の肉厚を表す関数である。また、図１３−１に示す（１）では、放射能換算係数Ｋ＝Ｆ₁（ｈ₀）で、（２）では、放射能換算係数Ｋ＝１０^m×^L0+nで、（３）では、放射能換算係数Ｋ＝Ｆ₅（ｈ₀）で表される。ここで、ｍ＝（ｌｏｇ₁₀Ｆ_i（ｈ₀）−ｌｏｇ₁₀Ｆ_i+1（ｈ₀））／（Ｌ_i−Ｌ_i+1）、ｎ＝（Ｌ_i×ｌｏｇ₁₀Ｆ_i+1（ｈ₀）−Ｌ_i+1×ｌｏｇ₁₀Ｆ_i（ｈ₀））／（Ｌ_i−Ｌ_i+1）である（ｉ＝１、２、３、４）。配管の高さｈ₀が基準値Ｘ₁以上である場合は、全放射能への放射能換算係数Ｋを求めるが、この場合の手順は、配管の高さｈ₀が基準値Ｘ₁よりも小さい場合における表面以外の放射能への放射能換算係数Ｋを求める手順と同様である。

（円柱（棒））
図１４−１は、円柱（棒）の放射能測定における測定フローを示す説明図である。また、図１４−２は、円柱（棒）の放射能測定に用いる放射能換算係数のデータテーブル例を示す説明図である。まず、放射能測定対象である円柱（棒）の高さｈ₀と質量Ｗ₀とを取得し、表面放射能への放射能換算係数と、表面以外の放射能への放射能換算係数Ｋとを求める。

表面以外の放射能への放射能換算係数Ｋを求める手順は上記実施例で説明した手順と同様であり、換算係数選択定数Ｌ₀の大きさに応じて、図１３−２に示すデータテーブルから放射能換算係数を求める。ここで、図１４−１に示すＤは円柱（棒）の外径である。また、図１４−１に示す（１）では、放射能換算係数Ｋ＝Ｆ₁（ｈ₀）で、（２）では、放射能換算係数Ｋ＝１０^m×^L0+nで、（３）では、放射能換算係数Ｋ＝Ｆ₅（ｈ₀）で表される。ここで、ｍ＝（ｌｏｇ₁₀Ｆ_i（ｈ₀）−ｌｏｇ₁₀Ｆ_i+1（ｈ₀））／（Ｌ_i−Ｌ_i+1）、ｎ＝（Ｌ_i×ｌｏｇ₁₀Ｆ_i+1（ｈ₀）−Ｌ_i+1×ｌｏｇ₁₀Ｆ_i（ｈ₀））／（Ｌ_i−Ｌ_i+1）である（ｉ＝１、２、３、４）。

（球形状）
ここで取り扱う球形状の放射能測定対象には、例えば弁が挙げられる。図１５−１は、球形状の放射能測定における測定フローを示す説明図である。また、図１５−２は、球形状の放射能測定に用いる放射能換算係数のデータテーブル例を示す説明図である。まず、放射能測定対象である球形状の高さｈ₀（球径Ｄ）と質量Ｗ₀とを取得し、球形状の高さｈ₀が基準値Ｘ₂よりも小さい場合と基準値Ｘ₂以上である場合とに分けて放射能換算係数Ｋを求める。球形状の高さｈ₀が基準値Ｘ₂よりも小さい場合には、表面放射能への放射能換算係数と、表面以外の放射能への放射能換算係数Ｋとを求める。なお、基準値Ｘ₂は、放射能測定対象である球形状を人間が持つことができる質量を基準としている。

球形状の高さｈ₀が基準値Ｘ₂よりも小さい場合において、表面以外の放射能への放射能換算係数Ｋを求める場合には、球形状の高さｈ₀の大きさに応じて、図１５−２に示すデータテーブルから放射能換算係数Ｋ＝Ｆ_i（ｈ_i）を求める。ここで、ここで、ｈ_iには、測定した球形状の高さｈ₀の値が入る。球形状の高さｈ₀が基準値Ｘ₂以上である場合は、全放射能への放射能換算係数Ｋを求めるが、この場合の手順は、球形状の高さｈ₀が基準値Ｘ₁よりも小さい場合における表面以外の放射能への放射能換算係数Ｋを求める手順と同様である。

（複雑形状）
ここで取り扱う複雑形状は、いずれの上記形状に含まれない形状である。図１６−１は、複雑形状の放射能測定における測定フローを示す説明図である。また、図１６−２は、複雑形状の放射能測定に用いる放射能換算係数のデータテーブル例を示す説明図である。まず、放射能測定対象である複雑形状の高さｈ₀と質量Ｗ₀とを取得し、高さｈ₀を複雑形状の１辺の長さとして複雑形状のかさ密度ρ₀＝Ｗ₀／ｘ₀ ³を求め、かさ密度ρ₀を換算係数選択定数ρ₀として取り扱う。そして、換算係数選択定数ρ₀の大きさに応じて、図１６−２に示すデータテーブルから放射能換算係数Ｋを求める。ここで、図１６−１に示す（１）では、放射能換算係数Ｋ＝Ｆ₁（ｈ₀）で、（２）では、放射能換算係数Ｋ＝１０^m×ρ⁰⁺ⁿで、（３）では、放射能換算係数Ｋ＝Ｆ₅（ｈ₀）で表される。ここで、ｍ＝（ｌｏｇ₁₀Ｆ_i（ｈ₀）−ｌｏｇ₁₀Ｆ_i+1（ｈ₀））／（ρ_i−ρ_i+1）、ｎ＝（ρ_i×ｌｏｇ₁₀Ｆ_i+1（ｈ₀）−ρ_i+1×ｌｏｇ₁₀Ｆ_i（ｈ₀））／（ρ_i−ρ_i+1）である（ｉ＝１、２、３、４）。

以上のように、本発明に係る放射能測定方法及び測定装置は、放射能の測定に有用であり、特に、クリアランスレベルの放射能を測定する場合に適している。ここで、クリアランスレベルとは、放射性物質として扱う必要のない物を区分するレベルのことであり、自然界の放射線レベル（約２．４ｍＳｖ／年）の１／１００以下である。

本発明の実施例に係る放射能測定装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施例に係る放射能測定装置が備える放射線検出手段の構成を示す斜視図である。 本発明の実施例に係る放射能測定方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例に係る放射能測定装置が備える表示装置に示される画像の一例を示す説明図である。 本発明の実施例に係る放射能測定装置が備える表示装置に示される画像の一例を示す説明図である。 本発明の放射能測定方法で用いる換算テーブルを示す説明図である。 本発明の放射能測定方法で用いる換算テーブルを示す説明図である。 放射能測定対象の高さと放射能換算係数との関係を示す説明図である。 換算係数選択定数と、放射能換算係数を求める際に使用する放射能換算係数の近似式を示す説明図である。 放射能測定対象の大きさと放射線検出手段の大きさとの関係を示す説明図である。 放射能測定対象の大きさと放射線検出手段の大きさとの関係を示す説明図である。 図７−１の矢印Ａ方向から見た平面図である。 図７−２の矢印Ａ方向から見た平面図である。 検出対象と放射線検出手段との位置関係を示す説明図である。 この検証例で用いた平板を示す説明図である。 本発明の放射能測定方法及び測定装置を用いた場合における放射能測定フローを示す説明図である。 平板の放射能測定における測定フローを示す説明図である。 平板の放射能測定に用いる放射能換算係数のデータテーブル例を示す説明図である。 グレーチングの放射能測定における測定フローを示す説明図である。 配管の放射能測定における測定フローを示す説明図である。 配管の放射能測定に用いる放射能換算係数のデータテーブル例を示す説明図である。 円柱（棒）の放射能測定における測定フローを示す説明図である。 円柱（棒）の放射能測定に用いる放射能換算係数のデータテーブル例を示す説明図である。 球形状の放射能測定における測定フローを示す説明図である。 球形状の放射能測定に用いる放射能換算係数のデータテーブル例を示す説明図である。 複雑形状の放射能測定における測定フローを示す説明図である。 複雑形状の放射能測定に用いる放射能換算係数のデータテーブル例を示す説明図である。

符号の説明

１ 放射能測定対象
１０ 放射線検出手段
１５ エリアセンサ
１６ 位置センサ
２３ ロードセル
４０ 放射線計数率算出部
４１ 計測回路
４２ 演算手段
５０ 放射能換算係数算出部
５２ データ処理部
５４ 記憶部
５５ 近似式記述換算テーブル
５６ 係数換算テーブル５６
６０ 入力装置
６２ 表示装置
６２ｄ 表示画面
１００ 放射能測定装置

Claims (7)

1. 放射能測定対象の放射能量又は放射能濃度を測定するにあたり、
   前記放射能測定対象の質量と高さとを取得する工程と、
   前記放射能測定対象の質量と高さと密度とから、放射能換算係数を決定する際に用いる換算係数選択定数を求める工程と、
   前記放射能測定対象の高さ及び前記換算係数選択定数、又は前記放射能換算係数の近似式から、前記放射能換算係数を決定する工程と、
   測定した放射線計数率を前記放射能換算係数によって放射能量又は放射能濃度に換算する工程と、
   を含むことを特徴とする放射能測定方法。
2. 前記放射線計数率を求めるにあたっては、前記放射能測定対象の外形寸法よりも大きい検出領域寸法を持つ放射線検出手段を用いることを特徴とする請求項１に記載の放射能測定方法。
3. 放射能測定対象の放射能量又は放射能濃度を測定するにあたり、
   前記放射能測定対象の質量と高さとを取得する手順と、
   前記放射能測定対象の質量と高さと密度とから、放射能換算係数を決定する際に用いる換算係数選択定数を求める手順と、
   前記放射能測定対象の高さ及び前記換算係数選択定数、又は前記放射能換算係数の近似式から、前記放射能換算係数を決定する手順と、
   測定した放射線計数率を前記放射能換算係数によって放射能量又は放射能濃度に換算する手順と、
   を含むことを特徴とする放射能測定方法。
4. 前記放射能濃度が予め定めた所定の値を超えている場合には、前記放射能濃度を表示する際に警告を発する機能をコンピュータに実現させることを特徴とする請求項３に記載の放射能測定用プログラム。
5. 放射能測定対象の放射能量又は放射能濃度を測定するものであって、
   前記放射能測定対象の放射線の放射線計数率を測定する放射線計数率測定部と、
   前記放射能測定対象の高さを測定する高さ検出手段と、
   前記放射能測定対象の質量を測定する質量検出手段と、
   前記放射能測定対象の高さと、前記放射能測定対象の高さと質量と密度とから求められる換算係数選択定数とによって決定される放射能換算係数又は放射能換算係数の近似式を記述した換算テーブルと、
   前記換算テーブルの前記放射能換算係数又は前記放射能換算係数の近似式から、前記放射能測定対象の高さと前記換算係数選択定数に対応した放射能換算係数を決定し、測定した前記放射線計数率を、決定した前記放射能換算係数によって放射能量又は放射能濃度に換算する放射能換算係数算出部と、
   を有することを特徴とする放射能測定装置。
6. 前記放射線計数率測定部は、前記放射能測定対象の外形寸法よりも大きい検出領域寸法を持つ放射線検出手段を有することを特徴とする請求項５に記載の放射能測定装置。
7. 前記放射能濃度を表示する表示装置を備えるとともに、前記放射能濃度が予め定めた所定の値を超えている場合には、前記表示装置が前記放射能濃度を表示する際に警告を表示させることを特徴とする請求項５又は６に記載の放射能測定装置。

Images