JP2011180057A - 空間内放射線量測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】所定の空間内において放射線量の変化が大きい位置を正確に特定することを実現した空間内放射線量測定システムを提供する。
【解決手段】所定の空間における放射線量を検出する放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃと、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃによる検出結果に基づいて、所定の空間において一定以上の放射線量の変化が検出された位置を特定する情報処理装置２とを有する空間内放射線量測定システムであって、情報処理装置２は、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃによる検出結果に基づいて、所定の空間における放射線量分布データを取得し、所定の空間内における放射線量の分布が正常である場合の比較用分布データと、放射線量分布データとを比較して一定以上の放射線量の変化が検出された位置を特定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、原子炉格納容器内の放射線量を検出し、異常の有無の判別及び異常箇所の特定を行う空間内放射線量測定システムに関する。

従来における、原子炉格納容器内の異常を検出する技術として、例えば、特許文献１記載の技術がある。この技術によれば、原子炉の運転中に発生するオフガスを測定し、オフガスの測定結果に基づいて燃料棒の破損を検出している。また、特許文献１には、燃料棒の破損を検出した場合、原子炉格納容器の炉水中のセシウム１３７、セシウム１３６及びセシウム１３８の放射能強度の測定結果に基づいて、破損した燃料棒以外の燃料棒が破損したか否かを判定することが開示されている。

特開２００８−２４１５１０号公報

現状、原子力発電所運転中に燃料棒の破損が発生した場合、主蒸気モニタ、高感度オフガスモニタ等の放射線測定装置にて燃料棒の破損を検出している。しかし、放射線測定装置の測定結果から、燃料棒の破損が発生したことについて判別することは可能であるが、どの燃料棒が破損しているかまで判別することは困難である。このため、どの燃料棒が破損しているかを判別するためには、原子力発電所の運転出力を降下させ、ＰＳＴと呼ばれる試験を実施する必要がある。

しかし、原子力発電所において運転出力を降下させる場合には、その理由を説明しなければならない。このために、原子力発電所に事故が発生したと疑われるおそれがあり、これによる社会的影響が大きく、さらに、電力の供給量が低下することによる金銭的損失が大きい。

また、主要な原子炉機器を包み込む鋼鉄製の格納容器（ドライウエルともいう）内にて炉水等が漏洩した場合も同様であり、ドライウエル機器ドレンあるいは床ドレンの発生量、ドライウエル内冷却機チラードレンの発生量、ドライウエル漏洩検出モニタ指示値、格納容器露点計指示値等から総合的に判断することによって漏洩した事実は判別できる。しかし、どこから炉水が漏洩しているかについては、原子炉を停止し、作業員が格納容器内に立入って捜索、目視確認する必要（捜索には相当の人員と時間が必要）がある。このため、社会的影響、金銭的損失が大きい。

本発明は、このような問題点を解決し、所定の空間内において放射線量の変化が大きい位置を正確に特定することを実現した空間内放射線量測定システムを提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するため、次に記載する構成を備えている。

（１） 所定の空間における放射線量を検出する放射線量検出装置と、当該放射線量検出装置による検出結果に基づいて、所定の空間において一定以上の放射線量の変化が検出された位置を特定する情報処理装置とを有する空間内放射線量測定システムであって、前記情報処理装置は、前記放射線量検出装置における測定対象箇所の位置のデータと当該位置の放射線量のデータからなる放射線量分布データを取得し、所定の空間内における放射線量の分布が正常である場合の比較用分布データと、前記放射線量の放射線量分布データとを比較し、所定の空間において一定以上の放射線量の変化が検出された位置を特定することを特徴とする空間内放射線量測定システム。

（１）によれば、放射線量検出装置が所定の空間内の放射線量を検出し、情報処理装置は、放射線量検出装置の検出結果に基づいて所定の空間における放射線量の分布を求める。そして、所定の空間における放射線量の分布と、予め用意した正常時における放射線量の分布とを比較することにより、所定の空間内において放射線量が一定量以上変化した空間位置を特定することが可能になる。これにより、放射線量が多い環境下の空間において、作業員が直接赴くことなく、放射線量の変化が大きい位置を正確に特定することが可能になる。

（２） 前記放射線量検出装置は、少なくとも３つの放射線量検出手段を有し、当該放射線量検出手段は、一定の距離を空けて設置された２つの検出部を有し、当該検出部は、ＮａＩ検出器と、放射線を遮蔽する部材からなり前記ＮａＩ検出器を覆う遮蔽体と、当該遮蔽体に設けられ、放射線をコリメートして前記ＮａＩ検出器に入射させるコリメータと、前記遮蔽体及び前記ＮａＩ検出器を駆動して前記ＮａＩ検出器による放射線の検出方向を変える駆動手段とを有し、前記情報処理装置は、前記２つの検出部の検出結果が一致したときの、各ＮａＩ検出器の相互の角度、前記コリメータにおけるコリメートの角度、前記一定の距離に基づいて、前記放射線量検出手段から前記測定対象箇所までの距離を求め、前記測定対象箇所の位置を前記３つの放射線検出手段からの距離によって特定し、前記３つの放射線検出手段によって検出された放射線量に基づいて、前記測定対象箇所の放射線量を特定し、前記３つの放射線検出手段からの距離によって特定された位置と前記放射線量とを関連付けて前記放射線量分布データを作成することを特徴とする空間内放射線量測定システム。

（２）によれば、放射線量検出装置は、少なくとも３つの放射線検出手段を有しており、これら３つの放射線検出手段がそれぞれ異なる位置から放射線量を検出し、情報処理装置は、各放射線検出手段の検出結果に基づいて、放射線量の分布データを作成する。ここで、所定空間における測定対象箇所が、３つの放射線検出手段から測定対象箇所までの距離によって特定される。これにより、３つの放射線検出手段による放射線量の測定対象箇所を、同一の座標系によって表すことが可能になり、放射線量の変化が大きい位置を正確に特定することが可能になる。

（３） （１）、（２）において、前記分布データを記憶する記憶手段を有し、前記情報処理装置は、所定時間毎に、前記分布データを作成して前記記憶手段に累積記憶することを特徴とする空間内放射線量測定システム。

（３）によれば、放射線量の経時的な推移を把握することが可能になる。

（４） （１）〜（３）において、所定の空間は、原子炉格納容器の内部空間であることを特徴とする空間内放射線量測定システム。

（４）によれば、放射線量検出装置が原子炉格納容器の内部空間という、放射線が大量に発生する機器を収容している空間内において、燃料棒の破損や炉水漏れといった異常が発生した可能性がある場所に、作業員が直接赴くことなく、異常の有無の判定及び異常箇所の特定を行うことが可能になる。

（５） （１）〜（３）において、所定の空間は、大気中において雲が形成されている空間であることを特徴とする空間内放射線量測定システム。

（５）によれば、放射線量検出装置によって、積乱雲の内部に発生する放射線量及び位置を地上において検出することが可能になる。

本発明によれば、所定の空間内において放射線量の変化が大きい位置を正確に特定することが可能になる。

本発明の一実施形態における空間内放射線量測定システムの概要を示す説明図である。 本発明の一実施形態における空間内放射線量測定システムの構成を示すブロック図である。 検出器Ａの構成を示すブロック図である。 第１ＮａＩ検出器及び第２ＮａＩ検出器の動作を示す図である。 本発明の空間内放射線量測定システムを、原子炉格納容器の内部空間における放射線量の測定に適用した図である。 本発明の空間内放射線量測定システムを、大気中において雷雲（積乱雲）が発生した空間における放射線量の測定に適用した図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［空間内放射線量測定システムの概要］
図１は、本発明の一実施形態における空間内放射線量測定システムの概要を示す説明図である。空間内放射線量測定システムは、３つの放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃからなる放射線量検出装置１と、空間内放射線量測定システム全体を制御する情報処理装置２と、表示装置３とによって構成される。

放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、それぞれ同じ空間における所定の空間位置の放射線量を測定する検出器Ａ、Ｂ、Ｃを備えている。検出器Ａ、検出器Ｂ、検出器Ｃは、正三角形の頂点の位置に配置されている。

情報処理装置２は、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃの放射線量の検出結果に基づいて、異常な放射線量が発生している箇所の有無や、発生箇所の特定等を行うものである。

表示装置３は、情報処理装置２によって特定された、異常な放射線量が発生している箇所を、所定空間の図面に重ね合わせて視覚的に表示するものである。

３つの放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、それぞれ所定空間において測定対象箇所を変えながら、測定対象箇所における放射線量を検出して、測定対象箇所の空間位置を特定するための情報と放射線量の検出結果を情報処理装置２に送信する。すなわち、３系統の測定対象箇所の空間位置を特定するためのデータと放射線量のデータが情報処理装置２に送信されることになる。

情報処理装置２は、３つの放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃからの情報に基づいて、３つの放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおける同一の測定対象箇所の位置を、距離ａ、距離ｂ、距離ｃによって特定する。さらに、３つの放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃが検出した放射線量に基づいて、同一の測定対象箇所における放射線量を求める。そして、距離ａ、距離ｂ、距離ｃによって特定された位置のデータに、同一の測定対象箇所における放射線量のデータを対応付けて、所定空間における放射線量の分布データを作成する。

また情報処理装置２は、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃの測定結果に基づく現時点の放射線量の分布データと、予め用意した正常時における放射線量の分布データとを比較することにより、異常な放射線量の箇所があるか否かを判別する。すなわち、一定量以上の放射線量の変化が検出された箇所の有無を判別する。

情報処理装置２は、異常な放射線量の箇所があると判別した場合には、異常な放射線量の箇所の位置情報を分布データから割り出し、この位置情報、すなわち距離ａ、距離ｂ、距離ｃに基づいて、異常な放射線の発生箇所が分かるように表示装置３に表示させる画像を作成する。

例えば、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃが原子炉格納容器に配置されている場合には、異常な放射線量の発生箇所を示す画像を、格納容器内機器配置図に重ね合わせることで、異常量の放射線の発生箇所がわかりやすく表示される。これにより、例えば、原子炉格納容器において、燃料棒の破損や炉水漏洩があった場合に、燃料棒の破損箇所又は漏洩箇所が視覚的に分かるようになる。

次に、本実施形態の空間内放射線量測定システムについて、図２、図３を用いてより詳細に説明する。

［空間内放射線量測定システムの構成］
図２は、空間内放射線量測定システムの構成を示すブロック図である。空間内放射線量測定システムは、前述したように、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃからなる放射線量検出装置１と、情報処理装置２と、表示装置３とによって構成されている。

放射線量検出ユニット１Ａに備えられている検出器Ａには、第１検出部１１ａ及び第２検出部１１ｂが備えられている。また、放射線量検出ユニット１Ａには、検出器Ａの他に、第１プリアンプ１２ａ、第２プリアンプ１２ｂ、第１マルチチャンネルアナライザ（以下、第１ＭＣＡと称する）１３ａ、第２マルチチャンネルアナライザ（以下、第２ＭＣＡと称する）１３ｂ、検出器駆動制御装置１４、位置検出装置１５が備えられている。

第１プリアンプ１２ａは、第１検出部１１ａの出力信号を増幅して第１ＭＣＡ１３ａに送信するものである。
第２プリアンプ１２ｂは、第２検出部１１ｂの出力信号を増幅して第２ＭＣＡ１３ｂに送信するものである。

第１ＭＣＡ１３ａは、第１検出部１１ａから送り出される放射線のエネルギーに対応したいろいろな高さの出力信号を、高さ別にいくつものチャンネルに分けて同時に測定するものである。この測定結果はＭＣＡ測定データ処理装置４０に送信される。
第２ＭＣＡ１３ｂは、第２検出部１１ｂから送り出される放射線のエネルギーに対応したいろいろな高さの出力信号を、高さ別にいくつものチャンネルに分けて同時に測定するものである。この測定結果はＭＣＡ測定データ処理装置４０に送信される。

検出器駆動制御装置１４は、第１検出部１１ａ及び第２検出部１１ｂに備えた駆動装置１９ａ、１９ｂ（図３参照）を駆動制御して、第１検出部１１ａ及び第２検出部１１ｂの方向を変化させるものである。

位置検出装置１５は、第１検出部１１ａの放射線量の検出方向データ、及び第２検出部１１ｂの放射線量の検出方向データを、検出器位置データ処理装置５０に送信するものである。第１検出部１１ａの検出方向データは、第１検出部１１ａに備えられている第１ＮａＩ検出器１６ａ（図３参照）の水平方向の角度と高さ方向の角度のデータからなる。第２検出部１１ｂの検出方向データは、第２検出部１１ｂに備えられている、第２ＮａＩ検出器１６ｂ（図３参照）の水平方向の角度と高さ方向の角度のデータからなる。

放射線量検出ユニット１Ｂに備えられている検出器Ｂには、第１検出部２１ａ及び第２検出部２１ｂが備えられている。放射線量検出ユニット１Ｂには、検出器Ｂの他に、第１プリアンプ２２ａ、第２プリアンプ２２ｂ、第１ＭＣＡ２３ａ、第２ＭＣＡ２３ｂ、検出器駆動制御装置２４、位置検出装置２５が備えられている。

放射線量検出ユニット１Ｃに備えられている検出器Ｃには、第１検出部３１ａ及び第２検出部３１ｂが備えられている。放射線量検出ユニット１Ｃには、検出器Ｃの他に、第１プリアンプ３２ａ、第２プリアンプ３２ｂ、第１ＭＣＡ３３ａ、第２ＭＣＡ３３ｂ、検出器駆動制御装置３４、位置検出装置３５が備えられている。

なお、第１検出部２１ａ及び第２検出部２１ｂ、第１検出部３１ａ及び第２検出部３１ｂは、第１検出部１１ａ及び第２検出部１１ｂと同一の機器である。第１プリアンプ２２ａ及び第２プリアンプ２２ｂ、第１プリアンプ３２ａ及び第２プリアンプ３２ｂは、第１プリアンプ１２ａ及び第２プリアンプ１２ｂと同一の機器である。第１ＭＣＡ２３ａ及び第２ＭＣＡ２３ｂ、第１ＭＣＡ３３ａ及び第２ＭＣＡ３３ｂは、第１ＭＣＡ１３ａ及び第２ＭＣＡ１３ｂと同一の機器である。検出器駆動制御装置２４及び検出器駆動制御装置３４は、検出器駆動制御装置１４と同一の機器である。位置検出装置２５及び位置検出装置３５は、位置検出装置１５と同一の機器である。

情報処理装置２には、情報処理装置２全体の制御を行うＣＰＵ４、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃから送信されるデータを分析するデータ処理装置５、各種のデータを記憶する記憶装置６、表示装置３の制御を行う表示制御装置７等が備えられている。

データ処理装置５は、ＭＣＡ測定データ処理装置４０と検出器位置データ処理装置５０とを備えている。ＭＣＡ測定データ処理装置４０は、第１ＭＣＡ１３ａ、２３ａ、３３ａ及び第２ＭＣＡ１３ｂ、２３ｂ、３３ｂからの出力信号に基づいて、検出器Ａ、Ｂ、Ｃが検出した放射線量を核種の成分毎に割り出すものである。

検出器位置データ処理装置５０は、位置検出装置１５、２５、３５からの検出方向データに基づいて検出器Ａ、Ｂ、Ｃの放射線量の検出方向を求めるとともに、位置検出装置１５、２５、３５からの検出方向データ及びＭＣＡ測定データ処理装置４０の分析結果に基づいて、及び検出器Ａ、Ｂ、Ｃから測定対象箇所までの距離、すなわち、図１に示す距離ａ、距離ｂ、距離ｃを求めるものである。距離ａ、距離ｂ、距離ｃの求め方については、後述する。

また、例えば、検出器Ａによる放射線量の測定対象箇所は、距離ａと、検出器Ａによる放射線量の検出方向によって特定することができる。検出器Ａによる放射線量の測定対象箇所が特定されると、検出器Ｂ、検出器Ｃの位置は一定であるため、距離ｂ、距離ｃを特定することが可能になる。すなわち、検出器Ａによる放射線量の測定対象箇所を、距離ａ、距離ｂ、距離ｃによって特定することが可能になる。

そこで、検出器位置データ処理装置５０は、距離ａと、検出器Ａによる放射線量の検出方向によって測定対象箇所の位置が特定される座標系を、距離ａ、距離ｂ、距離ｃによって位置が特定される座標系に変換する。さらに、距離ａ、距離ｂ、距離ｃによって特定する座標系と、ＭＣＡ測定データ処理装置４０によって分析された、検出器Ａの検出結果に基づく放射線量の測定値とを関連付けて、記憶装置６に記憶していく。これにより、記憶装置６に、検出器Ａによる所定空間における放射線量の分布データが作成される。

検出器位置データ処理装置５０は、検出器Ｂ、Ｃによる放射線量の測定対象箇所についても、同様に、座標系を変換し、距離ａ、距離ｂ、距離ｃによって特定する座標系と、ＭＣＡ測定データ処理装置４０によって分析された、検出器Ｂ、Ｃの検出結果に基づく放射線量の測定値とを関連付けて、記憶装置６に記憶していく。これにより、記憶装置６に、検出器Ｂ、Ｃによる所定空間における放射線量の分布データが作成、記憶される。

そして、検出器Ａ、Ｂ、Ｃによる所定空間における放射線量の分布データがそれぞれ作成されたのち、検出器位置データ処理装置５０は、これら３つの分布データに基づいて、距離ａ、距離ｂ、距離ｃによって特定される空間位置の放射線量を割り出して記憶装置６に記憶する処理を行う。これにより、記憶装置６に、検出器Ａ、Ｂ、Ｃの検出結果に基づく、所定空間における放射線量の分布データが作成かつ記憶される。なお、以下の説明において、単に分布データと称する場合には、検出器Ａ、Ｂ、Ｃの検出結果に基づく、所定空間における放射線量の分布データであるものとする。

［検出器の構成］
図３は、検出器Ａの構成を示すブロック図である。検出器Ａの第１検出部１１ａは、第１ＮａＩ検出器１６ａ、遮蔽体１７ａ、コリメータ１８ａ、駆動装置１９ａを備えている。第２検出部１１ｂは、第２ＮａＩ検出器１６ｂ、遮蔽体１７ｂ、コリメータ１８ｂ、駆動装置１９ｂを備えている。

第１ＮａＩ検出器１６ａ及び第２ＮａＩ検出器１６ｂは、それぞれ遮蔽体１７ａ、遮蔽体１７ｂによって覆われている。また、遮蔽体１７ａには、コリメータ１８ａが形成されており、第１ＮａＩ検出器１６ａはコリメータ１８ａによってコリメート（指向性を持たせる）されるようになる。同様に、遮蔽体１７ｂには、コリメータ１８ｂが形成されており、第２ＮａＩ検出器１６ｂはコリメータ１８ｂによってコリメート（指向性を持たせる）されるようになる。

遮蔽体１７ａは、駆動装置１９ａによって支持されており、この駆動装置１９ａは、遮蔽体１７ａを、十字方向に回動させる機能を備えている。すなわち、検出器駆動制御装置１４が駆動装置１９ａを駆動制御することにより、第１ＮａＩ検出器１６ａの放射線量の検出方向を任意の方向に変えることが可能になる。同様に、遮蔽体１７ｂは、駆動装置１９ｂによって支持されており、この駆動装置１９ｂは、遮蔽体１７ｂを、十字方向に回動させる機能を備えている。すなわち、検出器駆動制御装置１４が駆動装置１９ｂを駆動制御することにより、第１ＮａＩ検出器１６ｂの放射線量の検出方向を任意の方向に変えることが可能になる。

また、検出器Ａにおいて、第１ＮａＩ検出器１６ａと第２ＮａＩ検出器１６ｂは、図３に示すｈの間隔を空けて配置されている。

なお、検出器Ｂ、検出器Ｃの構成は、検出器Ａと同一であるため、詳細な説明は省略する。

［検出器から測定対象箇所までの距離の特定方法］
次に、検出器から測定対象箇所までの距離を特定する方法について、図３を参照しながら説明する。

まず、図３において、測定対象箇所は、第１ＮａＩ検出器１６ａによる検出範囲と第２ＮａＩ検出器１６ｂによる検出範囲が交差している図中のＰ点であり、検出器Ａから測定対象箇所Ｐまでの距離をａとする。この距離ａは、第１ＮａＩ検出器１６ａと第２ＮａＩ検出器１６ｂとを駆動させ、双方の検出結果が一致したときの第１ＮａＩ検出器１６ａと第２ＮａＩ検出器１６ｂとの相互の角度θ、コリメータ１８ａ、１８ｂによるコリメートの角度φ、及び第１ＮａＩ検出器１６ａと第２ＮａＩ検出器１６ｂとの相互の距離ｈから特定することが可能である。

コリメートの角度φ及び相互の距離ｈの値は一定値であるため、角度φ、距離ｈの値は予め把握しておくことが可能である。また、第１ＮａＩ検出器１６ａと第２ＮａＩ検出器１６ｂとを駆動させ、双方の検出結果が一致したか否かを判別することは、検出範囲が交差している図中のＰ点が存在するか否かを判別することを目的としている。Ｐ点が存在する場合には、相互の角度θ、角度φ、距離ｈから、距離ａを演算によって求めることが可能になる。

第１ＮａＩ検出器１６ａと第２ＮａＩ検出器１６ｂの双方の検出結果が一致したか否かについては、次のような方法によって判定される。

まず、ＭＣＡ測定データ処理装置４０は、第１ＮａＩ検出器１６ａに接続されている第１ＭＣＡ１３ａの分析結果と、第２ＮａＩ検出器１６ｂに接続されている第２ＭＣＡ１３ｂの分析結果とを相互比較する。比較の結果、同一チャンネルかつ同一のピーク値を示すもの以外の測定値は「ノイズ」と判定し、第１ＭＣＡ１３ａの分析結果及び第１ＭＣＡ１３ａの分析結果から「ノイズ」の値をカットする。一方、第１ＭＣＡ１３ａの分析結果及び第１ＭＣＡ１３ａの分析結果において、「同一チャンネルかつ同一のピーク値を示すもの」はその値を採用する。このように補正された第１ＭＣＡ１３ａの分析結果と第２ＭＣＡ１３ｂの分析結果を重ね合わせることによって、測定結果が鋭敏化し、一致したという判定ができる。

なお、補正された第１ＭＣＡ１３ａの分析結果と第２ＭＣＡ１３ｂの分析結果が一致したということは、図３において、第１ＮａＩ検出器１６ａによる検出範囲と第２ＮａＩ検出器１６ｂによる検出範囲とにおいてオーバーラップしている範囲の放射線量を測定していることになる。言い換えれば、第１ＮａＩ検出器１６ａと第２ＮａＩ検出器１６ｂの双方の測定結果が一致したか否かを判定するということは、第１ＮａＩ検出器１６ａによる測定範囲と第２ＮａＩ検出器１６ｂによる測定範囲とにおいてオーバーラップしている範囲があるか否かを判定することになる。

また、検出器Ｂから測定対象箇所Ｐまでの距離ｂ、検出器Ｃから測定対象箇所Ｐまでの距離ｃについても、前述した距離ａと同様の方法で特定することが可能である。

［異常な放射線量が発生している箇所の特定方法］
まず、所定の空間において検出可能範囲の全域を、検出器Ａ、Ｂ、Ｃによって走査し、空間位置に対応する放射線量のデータを採取して、正常時の放射線量の分布データを作成しておく。

具体的には、検出器Ａにおいて、第１ＮａＩ検出器１６ａの検出方向を、円弧を描くように所定角度ずつ移動（走査）、停止を繰り返す。一方、第１ＮａＩ検出器１６ａが所定角度の方向を向いている間に、第２ＮａＩ検出器１６ｂの検出方向を、第１ＮａＩ検出器１６ａの検出方向が描く円弧に対して直角方向に、円弧を描くように所定角度ずつ移動（走査）させながら、第１ＮａＩ検出器１６ａと第２ＮａＩ検出器１６ｂによって放射線量を検出する。これにより、図４に示すように、第１ＮａＩ検出器１６ａの角度と距離によって決定される空間位置Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、・・・における放射線量が求められる。そして、空間位置Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、・・・に相当する距離ａ、距離ｂ、距離ｃによる座標と放射線量とを対応させたデータを記憶装置６に記憶する。

第２ＮａＩ検出器１６ｂが所定範囲の角度を移動した後には、第２ＮａＩ検出器１６ｂを初期位置に戻し、第１ＮａＩ検出器１６ａを移動させて検出方向を変えてから、第２ＮａＩ検出器１６ｂを所定角度ずつ移動させる。このような動作を繰り返すことにより、所定の空間の検出可能範囲における、検出器Ａによる正常時の放射線量の分布データが作成される。

検出器Ｂ、Ｃについても同様な動作を繰り返すことにより、検出器Ｂ、Ｃによる正常時の放射線量の分布データが作成される。そして、検出器Ａ、Ｂ、Ｃによる３つの正常時の放射線量の分布データに基づいて、正常時の放射線量の分布データが作成される。

異常な放射線量が発生していると疑われる場合、予想領域もしくは全域を、検出器Ａ、Ｂ、Ｃによって走査して放射線量を検出し、放射線量の分布データを取得する。そして、ＣＰＵ４は、取得した放射線量の分布データと正常時の放射線量の分布データとを比較し、放射線量に一定量以上の差がある箇所の有無を判別する。そして、放射線量に一定量以上の差がある箇所が存在した場合に、その箇所を異常な放射線量が発生した箇所に特定する。

そして、ＣＰＵ４は、表示制御装置７に異常な放射線量が発生した箇所のデータを送信する。表示制御装置７は、送信されたデータに基づいて、所定の空間の画像に、異常な放射線量の発生を示す画像を重ね合わせて、表示装置３に表示させる制御を行う。

［適用例１］
図５は、本実施形態の空間内放射線量測定システムを、原子炉格納容器の内部空間における放射線量の測定に適用した図である。

原子炉格納容器１００は、鋼鉄製の容器からなり、外側が厚いコンクリートによって覆われている。原子炉格納容器１００の内部には、原子炉圧力容器１１０、主蒸気配管１２０、給水配管１３０、冷却機１４０等が配置されている。

原子炉圧力容器１１０には、内部に図示しない燃料棒が収納されている。また、原子炉圧力容器１１０は、高い圧力の冷却材（水）に耐える鋼鉄製の容器からなり、放射性物質が外部に漏れない構造となっている。

主蒸気配管１２０は、原子炉圧力容器１１０内の蒸気を、発電機（図示せず）を回転させるためのタービン（図示せず）に供給するものである。給水配管１３０は、タービン（図示せず）を通過した蒸気を冷却する復水器（図示せず）を通過した水を、原子炉圧力容器１１０に供給するものである。冷却機１４０は、原子炉圧力容器１１０内を冷却するものである。

また、原子炉格納容器１００の下部には、環状に形成され、内部に水を収容している圧力抑制室１５０が配置されている。原子炉格納容器１００の下部と圧力抑制室１５０とは、ベント管１６０によって接続されている。

原子炉格納容器１００内の床面には、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃが原子炉圧力容器１１０の周囲に配置されている。ここで、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃに備えられている検出器Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ正三角形の頂点の位置に配置されている。

なお、図１に示す情報処理装置２及び表示装置３は、原子炉格納容器１００を管理する管理室に設置されており、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃと情報処理装置２は、有線又は無線によって送受信可能である。

情報処理装置２の記憶装置６には、正常時における放射線量の分布データが記憶されている。この分布データは、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃが予め検出可能範囲を全域走査し、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃの検出結果に基づいて割り出した放射線量と空間位置とを対応付けてなるものである。正常時における放射線量の分布データは、原子力発電所が正常な状態（燃料棒の破損や漏洩が発生していない状態）において、停止中、原子炉臨界、５０％発電中、１００％発電中、定格熱出力運転中等の運転状態毎に作成され、記憶装置６に保存されている。

そして、運転中は、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃによる原子炉格納容器１００の内部の放射線量の検出結果に基づいて、情報処理装置２が原子炉格納容器１００の内部における放射線量の分布データを作成する。そして、作成した放射線量の分布データと、運転状態に応じた正常時における分布データとを比較することにより、異常な放射線量の発生の有無を判別するとともに、異常な放射線量の発生箇所を特定する。

さらに、情報処理装置２のＣＰＵ４は、異常な放射線量の発生箇所のデータを表示制御装置７に送信する。表示制御装置７は、原子炉格納容器１００の内部の画像において、異常な放射線量の発生箇所の情報に対応する位置に、異常を報知する画像を重ね合わせて表示する。ここで、原子炉格納容器１００の内部の画像は、視点の方向を変えることや、原子炉圧力容器１１０の内部に入り込むことが可能な三次元データに基づいて表示されている。このため、異常な放射線量の発生箇所は、三次元画像内に表示されるようになり、作業者が燃料棒の破損箇所又は漏洩箇所を特定することが容易に可能となる。

［適用例２］
図６は、本発明の空間内放射線量測定システムを、大気中において雷雲（積乱雲）が発生した空間における放射線量の測定に適用した図である。

原子力発電所の敷地内に、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃが配置されている。ここで、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃに備えられている検出器Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ正三角形の頂点の位置に配置されている。

また、原子力発電所の敷地内外に、原子力発電所施設内及び周辺への放射線の影響を把握するためのモニタリングポスト２００が配置されている。モニタリングポスト２００による測定結果は、管理事務所の情報端末に逐次送信される。また、情報処理装置２は、管理事務所内に設置されている。

モニタリングポスト２００は、空間ガンマ線線量率を常時把握するものであり、周囲の放射線量の変化がモニタリングポスト２００の指示値に影響をあたえる可能性がある。この適用例は、雷雲によって発生した放射線がモニタリングポスト２００の指示値に影響を与えたか否かを判別することに、本発明の空間内放射線量測定システムを適用したものである。

まず、正常時の放射線量の分布データを取得する。正常時の放射線量の分布データとしては、雷が発生していない状態の雷雲を、検出器Ａ、Ｂ、Ｃによって１回走査することによって求める。次に、同一の雷雲にターゲットを絞り、検出器Ａ、Ｂ、Ｃによって一定時間毎に放射線量の計測を行い、一定時間単位で分布データを取得し、記憶装置６に分布データを累積記憶する。そして、一定時間単位で取得した分布データと、正常時の放射線量の分布データとを比較することによって、雷雲の中の放射線量の変化を検出することができる。なお、計測時間間隔は任意に変えられるものとする。

そして、モニタリングポストの指示値が上昇したときと同時刻の、雷雲の中の放射線量を参照する。そして、雷雲の中に所定量の放射線が発生した場合には、モニタリングポストの指示値の上昇が、雷雲からきた放射線による指示値の上昇であると判定することが可能になる。なお、適用例２によれば、雷雲の中の放射線量の分布データを取得しているが、測定対象の雲は、雷雲に限るものではなく、雲の種類に依存するものではない。

以上説明したように、本実施形態によれば、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃが所定の空間内の放射線量を検出し、情報処理装置２は、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃの検出結果に基づいて所定の空間における放射線の分布データを求める。そして、所定の空間における放射線の分布データと、予め用意した正常時における放射線の分布データとを比較することにより、所定の空間内において放射線量が変化した空間位置を特定することが可能になる。これにより、放射線量が多い環境下の空間において、作業員が直接赴くことなく、放射線量の変化が大きい位置を正確に特定することが可能になる。

また本実施形態によれば、放射線検出装置１は、少なくとも３つの放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃ（放射線検出手段）を有しており、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃに備えられた検出器Ａ、Ｂ、Ｃがそれぞれ異なる位置から放射線量を検出し、情報処理装置２は、３つの検出器Ａ、Ｂ、Ｃの検出結果に基づいて、放射線量の分布データを作成する。ここで、所定空間における測定対象箇所が、３つの検出器Ａ、Ｂ、Ｃから測定対象箇所までの距離によって特定される。これにより、３つの検出器Ａ、Ｂ、Ｃによる放射線量の測定対象箇所を、同一の座標系によって表すことが可能になり、放射線量の変化が大きい位置を正確に特定することが可能になる。また、表示装置３を用いて、所定空間内の施設の画像に放射線量が多い箇所（異常発生箇所）を示す場合に、所定空間内の施設の画像の中における異常発生箇所を特定することが容易になり、画像表示を行う処理が軽減されるようになる。

また本実施形態によれば、３つの検出器Ａ、Ｂ、Ｃの検出結果に基づく放射線量の分布データを記憶装置６に、所定時間毎に累積的に記憶することにより、放射線量の経時的な推移を把握することが可能になる。

また本実施形態によれば、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃが原子炉格納容器１００の内部空間に配置されている。これにより、原子力発電所を停止することなく燃料棒の破損箇所、漏洩箇所を立体的に把握することが可能になる。その結果、作業員が原子炉格納容器１００に直接赴くことなく、異常の有無の判定及び異常箇所の特定を行うことが可能になる。

特に、燃料棒の破損位置については、従来、燃料集合体を特定することは可能であるが、高さ方向のどの位置が破損しているか、という点については、燃料集合体を炉心から取り出して調べないとわからなかった。本実施形態によれば、三次元的に燃料棒の破損位置が特定できるため、炉心から燃料集合体を取り出さなくても高さ方向の位置が特定可能となり、燃料棒の破損箇所・修理のための作業効率向上及び作業員の安全性の向上を図ることが可能になる。

また本実施形態によれば、放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃによって、雷雲（積乱雲）の内部に発生する放射線量を、地上において検出することが可能になる。これにより、例えば、原子力発電所の構内、構外に設置されているモニタリングポスト２００の指示値が上昇した場合に、この上昇が、雷雲の放射線の影響によるものか否かを判断することが可能になる。

また、第１ＭＣＡ１３ａ、２３ａ、３３ａ、第２ＭＣＡ１３ｂ、２３ｂ、３３ｂによるデータ分析を行うため、原子炉格納容器１００に放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃを設置した場合において、異常発生している放射線の核種を判別することができる。これにより、何が漏れているかといった漏洩物質の特定も可能となり、修理作業の立案・計画を事前に行う可能となる。その結果、発電所停止期間を短縮することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限るものではない。例えば、本実施形態においては、３つの放射線量検出ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃを用いているが、それ以上であってもよい。

１ 放射線量検出装置
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 放射線量検出ユニット
２ 情報処理装置
３ 表示装置
４ ＣＰＵ
５ データ処理装置
６ 記憶装置
７ 表示制御装置
１１ａ、２１ａ、３１ａ 第１検出部
１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ 第２検出部
１２ａ、２２ａ、３２ａ 第１プリアンプ
１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ 第２プリアンプ
１４、２４、３４ 検出器駆動制御装置
１５、２５、３５ 位置検出装置
１６ａ 第１ＮａＩ検出器
１６ｂ 第２ＮａＩ検出器
１７ａ、１７ｂ 遮蔽体
１８ａ、１８ｂ コリメータ
１９ａ、１９ｂ 駆動装置
１３ａ、２３ａ、３３ａ 第１ＭＣＡ
１３ｂ、２３ｂ、３３ｂ 第２ＭＣＡ
４０ 測定データ処理装置
５０ 検出器位置データ処理装置
６０ 表示制御装置
１００ 原子炉格納容器
１１０ 原子炉圧力容器
１２０ 主蒸気配管
１３０ 給水配管
１４０ 冷却機
１５０ 圧力抑制室
１６０ ベント管
２００ モニタリングポスト

Claims (5)

1. 所定の空間における放射線量を検出する放射線量検出装置と、
   当該放射線量検出装置による検出結果に基づいて、所定の空間において一定以上の放射線量の変化が検出された位置を特定する情報処理装置とを有する空間内放射線量測定システムであって、
   前記情報処理装置は、前記放射線量検出装置における測定対象箇所の位置のデータと当該位置の放射線量のデータからなる放射線量分布データを取得し、
   所定の空間内における放射線量の分布が正常である場合の比較用分布データと、前記放射線量の放射線量分布データとを比較し、所定の空間において一定以上の放射線量の変化が検出された位置を特定することを特徴とする空間内放射線量測定システム。
2. 前記放射線量検出装置は、少なくとも３つの放射線量検出手段を有し、
   当該放射線量検出手段は、一定の距離を空けて設置された２つの検出部を有し、
   当該検出部は、ＮａＩ検出器と、放射線を遮蔽する部材からなり前記ＮａＩ検出器を覆う遮蔽体と、当該遮蔽体に設けられ、放射線をコリメートして前記ＮａＩ検出器に入射させるコリメータと、前記遮蔽体及び前記ＮａＩ検出器を駆動して前記ＮａＩ検出器による放射線の検出方向を変える駆動手段とを有し、
   前記情報処理装置は、
   前記２つの検出部の検出結果が一致したときの、各ＮａＩ検出器の相互の角度、前記コリメータにおけるコリメートの角度、前記一定の距離に基づいて、前記放射線量検出手段から前記測定対象箇所までの距離を求め、
   前記測定対象箇所の位置を前記３つの放射線検出手段からの距離によって特定し、
   前記３つの放射線検出手段によって検出された放射線量に基づいて、前記測定対象箇所の放射線量を特定し、
   前記３つの放射線検出手段からの距離によって特定された位置と前記放射線量とを関連付けて前記放射線量分布データを作成することを特徴とする請求項１記載の空間内放射線量測定システム。
3. 前記放射線量分布データを記憶する記憶手段を有し、
   前記情報処理装置は、所定時間毎に、前記放射線量分布データを作成して前記記憶手段に累積記憶することを特徴とする請求項１又は２記載の空間内放射線量測定システム。
4. 所定の空間は、原子炉格納容器の内部空間であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の空間内放射線量測定システム。
5. 所定の空間は、大気中において雲が形成されている空間であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の空間内放射線量測定システム。

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