JP2007192548A - 放射線測定システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被測定体1側から順に、被測定体1から放射される放射線および環境γ線と反応する第1のシンチレーションファイバー層21a、被測定体1から放射されるβ線を遮断するβ線遮蔽体層22、環境γ線と反応する第2のシンチレーションファイバー層21bの順に配列し、第1のシンチレーションファイバー層21aおよび第2のシンチレーションファイバー層21bが放射線に反応した結果としての蛍光をそれぞれパルス信号に変換して出力する検出部と、該パルス信号を入力して計数し、工学値に変換して出力する測定部を備え、第2のシンチレーションファイバー層21bで検出された放射線の測定結果に基づきγ線の影響を推定し、第1のシンチレーションファイバー層21aで検出された放射線の測定結果から上記γ線の影響を補償して被測定体から放出されるβ線を測定する。
【選択図】図2
Description
測定対象の放射線がβ線である場合、放射線センサとしては安価で入手し易いプラスチックシンチレータを使用することが多い。一般的に妨害放射線は環境γ線であり、プラスチックシンチレータは原子番号が低い元素で構成されかつ薄くできるため、環境γ線の検出感度を抑制する点で好適である。放射線検出器にプラスチックシンチレータを使用し、高感度の放射線モニタまたは放射能汚染検査装置を提供するため、プラスチックシンチレータの厚みをできるだけ薄くするとともに、放射線検出器を鉛で遮蔽する手法が長い間採用されてきたが、近年、複数のシンチレータ層を有する放射線検出器と、それぞれのシンチレータ層が放射線に反応した結果として出力されるパルス信号の同時計数をβ線とみなして測定し、反応断面積が小さく同時計数の確率が低い環境γ線を排除する手法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
この発明による実施の形態1を図1から図3までについて説明する。図1は実施の形態1に係わる放射線モニタまたは放射能汚染検査装置の構成を示すブロック図である。図2は実施の形態1に係わる検出部の構成を示すブロック図である。図3は実施の形態1に係わる帯状シンチレーションファイバーの構成を示すブロック図である。
β線遮蔽体22に固定される第1の帯状シンチレーションファイバー21aと第2の帯状シンチレーションファイバー21bの組み合わせの数は、必要とする検出感度あるいは被測定体1の面積に応じて決められる。
なお、放射線モニタまたは放射能汚染検査装置を常設し、環境γ線に方向性がある場合は、第1の帯状シンチレーションファイバー21aの台数に対して第2の帯状シンチレーションファイバー21bの台数を少なくしても良い。
同様に、第2の帯状シンチレーションファイバー21bを構成するシンチレーションファイバー211に放射線が入射した結果として発する蛍光は、その内部を屈折しながら端面に伝達して第2の光電子増倍管23bに入射し、電流パルスに変換され、第2の前置増幅器24bは、該電流パルスを電圧パルスに変換して出力する。
第1の帯状シンチレーションファイバー21aが検出した放射線に対応する計数率naは、被測定体1から放射されたβ線による計数率na(β)と被測定体1から放射されたγ線による計数率na(γs)と環境から入射したγ線による計数率na(γe)を合計したものである。
第2の帯状シンチレーションファイバー21bが検出した放射線に対応する計数率nbは、被測定体1から放射されたγ線による計数率nb(γs)および環境から入射したγ線による計数率nb(γe)の合計である。
したがって、正味計数率nN=na(β)は、次の(1)式で示される。
na(β)=na−na(γs)−na(γe)=na−{ks×nb(γs)+ke ×nb(γe)}………(1)式
ここで、第1の帯状シンチレーションファイバー21aが検出した被測定体1から放射されたγ線による計数率na(γs)は、第2の帯状シンチレーションファイバー21bが検出した被測定体1から放射されたγ線による計数率nb(γs)に比例し、比例計数をksとすると、次の(3)式で示されるものである。
na(γs)=ks×nb(γs)………(2)式
また、第1の帯状シンチレーションファイバー21aが検出した環境から入射したγ線による計数率na(γe)は、第2の帯状シンチレーションファイバー21bが検出した環境から入射したγ線による計数率nb(γe)に比例し、比例係数をkeとすると、次の(3)式で示されるものである。
na(γe)=ke×nb(γe)………(3)式
ks=ke=kとすると、被測定体1から放射されたβ線による計数率na(β)は、次の(4)式で示される。
na(β)=na−k×nb………(4)式
このように、計算または実験的に係数kを求めておけば、(4)式におけるk×nbを算出することができ、このk×nbを計数率naから減算すれば計数率na(β)を算出できて、被測定体1から放射されたβ線を測定することができる。
そして、このγ線影響度k×nbを第1の帯状シンチレーションファイバー21aが検出した放射線に対応する計数率naに対して補償し被測定体1から放射されたβ線による計数率na(β)を算定する測定部3の演算装置はβ線測定手段を構成する。
この発明による実施の形態2を図4について説明する。図4は実施の形態2に係わる検出部の構成を示すブロック図である。
この実施の形態2において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
この発明による実施の形態3を図5について説明する。図5は実施の形態3に係わる放射線モニタの構成を示すブロック図である。
この実施の形態3において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1または実施の形態2における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
サンプリング部4は、フィルタ41とポンプ42を備え、ポンプ42により測定点sからサンプリングされた被測定体1としての試料ガスは、フィルタ41でダストを除去され、試料容器25に導入され、ポンプ42により排気される。
カバー27で覆われた第2の帯状シンチレーションファイバー21bで検出された放射線の測定結果に基づき環境γ線の影響を推定し、板状シンチレータ26で検出された放射線の測定結果から上記γ線の影響を補償して試料ガスから放射されるβ線およびγ線を測定する。
なお、この場合、試料ガスから放射されるγ線をβ線とみなして測定することになるが、測定の障害とはならない。むしろ、試料ガスから放出されるβ線とγ線を測定対象とすることにより感度向上となる。
この発明による実施の形態4を図6について説明する。図6は実施の形態4に係わる検出部の構成を示すブロック図である。
この実施の形態4において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1または実施の形態2における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
同様に、第2の帯状シンチレーションファイバー21bはシンチレーションファイバー211の両端でそれぞれ第2の光電子増倍管23b、第4の光電子増倍管23dに光学接合され、対応する第2の前置増幅器24b、第4の前置増幅器24dに接続されそれぞれの出力は同時計数回路28で同時にパルス信号が入力されたときにデジタルパルスを出力する。それぞれのデジタルパルスは測定部3に入力されて定周期で計数され、実施の形態1と同様にして測定対象のβ線が測定される。
この発明による実施の形態5を図7について説明する。図7(a)は実施の形態5に係わる放射能汚染検査装置の構成を示す上面図である。図7(b)は実施の形態5に係わる放射能汚染検査装置の構成を示す側面図である。
この実施の形態5において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1または実施の形態2における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
測定状態へ移行するには、まず、ドラム缶11を挟んでドラム缶11の周面に対向する半割り円筒状の図示右部検出部2Cと図示左部検出部2Dが左部移動機構63および右部移動機構64によってドラム缶11の周面へ近接する方向へ移動され、ドラム缶11の周面と所定の間隔を保った所定測定位置で停止される。
次に、ドラム缶11の上下端面にそれぞれ対向する平板状の検出部2A,2Bが上部移動機構61および下部移動機構62によってドラム缶11の上下端面と所定の間隔を保った所定測定位置で停止される。
この測定状態では、ドラム缶11の周面はドラム缶11の周面と所定の間隔を保った検出部2C,2Dで覆われ、ドラム缶11の上下端面はドラム缶11の上下端と所定の間隔を保った検出部2A,2Bで覆われて、ドラム缶11の全体を覆う検出部2A,2B,2C,2Dによって測定が行われる。
この発明による実施の形態6を図8について説明する。図8は実施の形態6に係わる放射能汚染検査装置の構成を示す側面図である。
この実施の形態6において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
この発明による実施の形態7を図9について説明する。図9は実施の形態7に係わる放射線モニタを示すブロック図である。
この実施の形態7において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1から実施の形態3までのいずれかにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
試料容器25に導入された被測定体1としての試料ガスについての放射線測定は、試料容器25の外面に設けられた第2の帯状シンチレーションファイバー21bで検出された放射線の測定結果に基づき環境γ線の影響を推定し、試料容器25の内面に設けられた第1の帯状シンチレーションファイバー21aで検出された放射線の測定結果から上記γ線の影響を補償して試料ガスから放射されるβ線およびγ線を測定する。
この発明による実施の形態8を図10について説明する。図10は実施の形態8に係わる放射線モニタを示すブロック図である。
この実施の形態8において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1から実施の形態3までおよび実施の形態7における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
この発明による実施の形態9を図11について説明する。図11は実施の形態9に係わる放射線モニタを示す側面図である。
この実施の形態9において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1から実施の形態3までおよび実施の形態7における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
この蛇腹ダクト10は、屈曲可能で軸方向に伸縮可能な排気ダクトを構成するものであり、試料容器25の内部空間を屋外の外部空間に連通し、送風ファン9により試料容器25へ導入されて放射線を測定されたた試料ガスを外部空間へ排出するとともに、試料容器25が設けられた室内の換気をも行うものである。
なお、既存の設備に蛇腹ダクトと送風ファンがある場合、既存設備の送風ファンを送風ファン9として利用したり、既存設備の蛇腹ダクトを蛇腹ダクト10として利用できることは言うまでもない。
Claims (12)
- 被測定体から放射される放射線および環境γ線と反応する第1の反応体、被測定体から放射されるβ線を遮断するβ線遮蔽体、被測定体から放射される放射線を前記β線遮蔽体を介して受け環境γ線と反応する第2の反応体、前記第1の反応体および第2の反応体が放射線に反応した結果をそれぞれ計数用信号に変換する変換部、前記変換部により変換された計数用信号を入力して演算し工学値に変換して出力する測定部を備え、前記測定部には、第2の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきγ線の影響度を導出するγ線影響度導出手段と、第1の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきこの測定結果に前記γ線影響度導出手段で導出されたγ線影響度を補償して被測定体から放出されるβ線を測定するβ線測定手段とを設けたことを特徴とする放射線測定システム。
- 被測定体から放射される放射線および環境γ線と反応する第1の反応体、被測定体から放射されるβ線を遮断する第1のβ線遮蔽体、被測定体から放射される放射線を前記第1のβ線遮蔽体を介して受け環境γ線と反応する第2の反応体、前記第2の反応体への環境β線を遮断する第2のβ線遮蔽体、前記第1の反応体および第2の反応体が放射線に反応した結果をそれぞれ計数用信号に変換する変換部、前記変換部により変換された計数用信号を入力して演算し工学値に変換して出力する測定部を備え、前記測定部には、第2の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきγ線の影響度を導出するγ線影響度導出手段と、第1の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきこの測定結果に前記γ線影響度導出手段で導出されたγ線影響度を補償して被測定体から放出されるβ線を測定するβ線測定手段とを設けたことを特徴とする放射線測定システム。
- 放射能を含むガスからなる被測定体を内部に通すとともに前記被測定体の放射能から放出されるβ線を遮断する容器、前記容器内に配置されて前記被測定体から放射される放射線および環境γ線と受ける平面を有し前記放射線および環境γ線と反応する板状部材からなる第1の反応体、前記容器外に配置されて前記容器と環境γ線の減衰度が同等の被包部材で覆われ前記第1の反応部材の平面と平行する面で環境γ線を受け前記環境γ線と反応する第2の反応体、前記第1の反応体および第2の反応体が放射線に反応した結果をそれぞれ計数用信号に変換する変換部、前記変換部により変換された計数用信号を入力して演算し工学値に変換して出力する測定部を備え、前記測定部には、第2の反応体で検出された放射線の測定結果に基づきγ線の影響度を導出するγ線影響度導出手段と、第1の反応体で検出された放射線の測定結果に基づき前記γ線影響度導出手段で導出されたγ線影響度を補償して被測定体から放出されるβ線を測定するβ線測定手段とを設けたことを特徴とする放射線測定システム。
- 筒状をなす被測定体の周面を囲むように前記被測定体の両側に配設されそれぞれ前記第1および第2の反応体および前記β線遮蔽体で構成される第1および第2の検出部を前記被測定体の周面における所定の測定位置へ移動させる第1および第2の移動機構と、前記被測定体の端面の両側に配設されそれぞれ前記第1および第2の反応体およびβ線遮蔽体で構成される第3および第4の検出部を前記被測定体の端面に対向する所定の測定位置へ移動させる第3および第4の移動機構とを備え、前記第1および第2の検出部ならびに前記第3および第4の検出部の所定測定位置への移動状態で前記第1および第2の検出部ならびに前記第3および第4の検出部により前記被測定体を覆うようにして前記第1および第2の検出部ならびに前記第3および第4の検出部から出力される計数用信号により測定部で放射線を測定して前記被測定体の放射能表面汚染を検査することを特徴とする請求項1または請求項2項に記載の放射線測定システム。
- 前記第1および第2の反応体および前記β線遮蔽体で構成される検出部と測定部を搭載して床面を自動走行する自動走行手段と、前記自動走行手段の位置を特定する位置同定手段と、測定位置と測定結果を記録する記録手段とを備え、前記位置同定手段により前記自動走行手段の位置を特定しながら前記記録手段によって測定位置と測定結果を記録し床面の表面汚染を自動検査することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放射線測定システム。
- 前記第1および第2の反応体を構成するシンチレーションファイバー層は、可撓性の遮光基板にプラスチックシンチレーションファイバーをU字型に曲げて順次ずらし、密着して貼り付け、前記プラスチックシンチレーションファイバーを遮光膜で覆ったものであることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の放射線測定システム。
- 前記プラスチックシンチレーションファイバーの外径を0.3mm以下としたことを特徴とする請求項6に記載の放射線モニタまたは放射能汚染検査装置。
- 前記β線遮蔽体として金属または金属を練りこんだプラスチック部材を使用したことを特徴とする請求項1および請求項2ならびに請求項4から請求項7までのいずれかに記載の放射線測定システム。
- 帯状に形成された第1および第2の反応体と、前記第1および第2の反応体を構成する各帯状反応体の両端でそれぞれ受光され出力された計数用信号を同時計数する同時計数手段と、前記同時計数手段の出力に応じて放射線を測定する測定部とを設けたことを特徴とする請求項1および請求項2ならびに請求項4から請求項8までのいずれかに記載の放射線測定システム。
- 被測定体としての試料ガスが内部に通されるβ線遮蔽材料からなる容器を備え、前記容器を前記β線遮蔽体または第1のβ線遮蔽体として構成し、前記容器の内面に前記第1の反応体を設けるとともに、前記容器の外面に前記第2の反応体を設けたことを特徴とする請求項1および請求項2ならびに請求項4から請求項8までのいずれかに記載の放射線測定システム。
- 前記容器に被測定体としての試料ガスを送風する送風ファンを備え、前記送風ファンにより送風された試料ガス中の放射能濃度を測定することを特徴とする請求項10に記載の放射線測定システム。
- 前記容器の内部に通された被測定体としての試料ガスを排出し換気する排気ダクトを設けたことを特徴とする請求項10に記載の放射線測定システム。
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