JP2013104726A - 放射線測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｋ40とＫ40以外の放射性物質を含有した土壌で栽培された農作物の放射線量を同時に測定して、手間及びコスト高を回避しうる放射線測定装置を提供する。
【解決手段】カリウム40(K40)とK40以外の放射性物質からの放射線が入射することにより光を発生するシンチレータ，及びこのシンチレータにおいて発生する光を検出して検出信号を出力するフォトダイオードを有した放射線検出部１と、前記フォトダイオードの出力を増幅する主増幅器６と、この主増幅器に接続され，K40とK40以外の放射性物質からの放射線の夫々のエネルギーに対する強度を判定する第１・第２のコンパレータ７，８と、これらのコンパレータに接続され，デジタル化したK40とK40以外の放射性物質の放射線量とスペクトルの特性を表す表示データを生成する制御部９と、この制御部に接続され，前記表示データを表示する表示部10とを具備することを特徴とする放射線測定装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、自然界に元々存在するカリウム40(Ｋ40)とＫ40以外の放射性物質の放射線量を同時に検出する放射線測定装置に関する。

２０１１年３月１１日に起こった東北地方太平洋沖地震に起因する原子力発電所での水素爆発等により、セシウム１３７（Ｃｓ137）等の放射性物質が大気中や海水中に放出し、農業被害や漁業被害、あるいは人体への悪影響をもたらしつつある。一般に、大気中に放出された放射性物質は、農耕地等の土壌に蓄積されるため、Ｃｓ137等の放射性物質で汚染された土壌で栽培された野菜等の農作物にも放射性物質が含まれている可能性が大きい。

そこで、原子力発電所での水素爆発以降、原子力発電所の周辺地土壌で栽培された農作物の出荷前に、農作物中に含まれる放射線量検査が行われている。ところで、土壌には土壌の栄養３成分の一つである天然放射性核種のＫ40がもともと含まれているため、放射線量測定の際にＫ40の放射線量が与える影響が大きく、Ｃｓ137等の放射性物質の放射線量のみを正確に測定することが困難であった。そのため、今までＣｓ137等の放射線量とＫ40の放射線量は別々の装置で測定されていた。従来、放射性物質を測定する技術としては、例えば特許文献１が知られている。

特開２００８−２８１４４１号公報

上述したように、Ｃｓ137等の放射線量とＫ40の放射線量を別々の装置で測定することは、手間がかかるとともに、コスト高を招くという課題があった。
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、Ｋ40とＫ40以外の放射性物質を含有した土壌で栽培された農作物中の放射線量とＫ40の放射線量を同時に測定可能で、手間及びコスト高を回避しうる放射線測定装置を提供することを目的とする。

本発明の放射線測定装置は、カリウム４０とカリウム４０以外の放射性物質からの放射線が入射することにより光を発生するシンチレータ，及びこのシンチレータにおいて発生する光を検出して検出信号を出力するフォトダイオードを有した放射線検出部と、前記フォトダイオードの出力を増幅する増幅器と、この増幅器に接続され，カリウム４０とカリウム４０以外の放射性物質の夫々のエネルギーに対する強度を判定する第１・第２のコンパレータと、これらのコンパレータに接続され，デジタル化したカリウム４０とカリウム４０以外の放射性物質の放射線量とスペクトルの特性を表す表示データを生成する制御部と、この制御部に接続され，前記表示データを表示する表示部とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、Ｋ40とＫ40以外の放射性物質を含有した土壌で栽培された農作物中の放射性物質の放射線量を同時に測定して、手間及びコスト高を回避しうる放射線測定装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る放射線測定装置の構成図。 図１の放射線測定装置の一構成要素である放射線検出部の概略的な説明図。 図１の放射線測定装置によるエネルギーと強度との関係を示す特性図。

以下、本発明の放射線測定装置について説明する。但し、本発明は下記に述べる実施形態に限定されない。
（実施形態）
本実施形態に係る放射線測定装置について図１及び図２を参照して説明する。
図中の符号１は放射線検出部を示す。この放射線検出部１は、図２に示すように、Ｃｓ137とＫ40が入射することにより光２を発生するシンチレータ３と、このシンチレータ３で発生する光２を検出して検出信号を出力するフォトダイオード４とから構成されている。前記シンチレータ３は、ヨウ化セシウムの結晶で、Ｃｓ137とＫ40が入射すると、その放射線エネルギーが吸収されて蛍光現象を発する。フォトダイオード４は、その光２を捕らえて発生した信号の数を測定する。

前記放射線検出部１には、前置増幅器５、主増幅器６が順次接続されている。前置増幅器５によりフォトダイオード４からの波形が成形され、主増幅器６によりフォトダイオード４の出力が増幅される。主増幅器６には、Ｃｓ137及びＫ40以外の放射性物質の放射線量を合算したものとＫ40の夫々のパルス波形を形成する第１のコンパレータ７，第２のコンパレータ８が夫々並列に接続されている。これらのコンパレータ７，８には、デジタル化したＣｓ137及びＫ40以外の放射性物質の放射線量を合算したものとＫ40の夫々の放射線量とスペクトルの特性を表す表示データを生成する制御部９が接続されている。

例えば、第１のコンパレータ７からはＣｓ137及びＫ40以外の放射性物質の放射線量を合算したものである判定結果を表すパルス信号が制御部９に送られ、第２のコンパレータ８からはＫ40である判定結果を表すパルス信号が制御部９に送られる。前記制御部９には、この制御部９で生成された表示データを表示する表示部１０が接続されている。第１のコンパレータ７でパルス波形を形成するときのしきい値は１５０ＫｅＶ〜１５００ＫｅＶ（前者）に設定され、第２のコンパレータ８でパルス波形を形成するときのしきい値は１４６０ＫｅＶ〜１５００ＫｅＶ（後者）に設定されている。

図３は、上記放射線測定装置によるＫ40とＫ40以外の放射線物質の夫々の放射線のエネルギーと強度との関係を示すスペクトル図を示す。図３より、１４６０ＫｅＶ〜１５００ＫｅＶは大半がＫ40のため、１５０ＫｅＶ〜１５００ＫｅＶのカウント／分から１４６０ＫｅＶ〜１５００ＫｅＶのカウント／分を差し引くことにより、安全なＫ40を除くＣｓ137及びＫ40以外の放射性物質の放射線量を合算したものの放射線量を多重波高解析器を使用せずに検出することができる。なお、図３において、Ｃｓ137は６６１．６ＫｅＶでピークを持ち、Ｋ40は１４６０．８ＫｅＶでピークを持つ。

上記実施形態によれば、放射線検出部１のフォトダイオード４の出力を主増幅器６により増幅し、コンパレータ７，８により形成したパルス波形に基づいてデジタル化したＣｓ137及びＫ40以外の放射性物質の放射線量を合算したものとＫ40の夫々の放射線量とスペクトルを夫々表示部１０に表示する構成であるため、Ｋ40を含有した土壌で栽培された農作物のＣｓ137及びＫ40以外の放射性物質の放射線量を合算したものとＫ40の放射線量を同時に測定することができる。従って、従来のようにＣｓ137及びＫ40以外の放射性物質の放射線量を合算したものとＫ40の放射線量を夫々個別に測定することがないので測定の手間を少なくすることができるとともに、安全なＫ40を除くＣｓ137及びＫ40以外の放射性物質の放射線量を合算したものの放射線量を多重波高解析器を使用せずに検出することができるのでコスト低減化を図ることができる。

なお、上記実施形態では、Ｋ40とＣｓ137及びＫ40以外の放射性物質の放射線量を合算したものの放射性物質の放射線量を同時に測定する場合について述べたが、これに限らず、Ｋ40とＣｓ137以外の放射性物質（例えばセシウム１３４）を同時に測定する場合にも適用できる。また、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。更に、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより種々の発明を形成できる。

１…放射線検出部、３…シンチレータ、４…フォトダイオード、５…前置増幅器、６…主増幅器、７…第１のコンパレータ、８…第２のコンパレータ、９…制御部、１０…表示部。

Claims (2)

1. カリウム４０とカリウム４０以外の放射性物質が入射することにより光を発生するシンチレータ，及びこのシンチレータにおいて発生する光を検出して検出信号を出力するフォトダイオードを有した放射線検出部と、
   前記フォトダイオードの出力を増幅する増幅器と、
   この増幅器に接続され，カリウム４０とカリウム４０以外の放射性物質の夫々のエネルギーに対する強度を判定する第１・第２のコンパレータと、
   これらのコンパレータに接続され，デジタル化したカリウム４０とカリウム４０以外の放射性物質の放射線量とスペクトルの特性を表す表示データを生成する制御部と、
   この制御部に接続され，前記表示データを表示する表示部とを
   具備することを特徴とする放射線測定装置。
2. 前記第１・第２のコンパレータでパルス波形を形成するときのしきい値は、１５０ＫｅＶ〜１５００ＫｅＶと１４６０ＫｅＶ〜１５００ＫｅＶであることを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。

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