JP2014025895A - 放射性セシウム簡易測定方法及び可搬式放射性セシウム簡易測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2個の並置されたγ線検出器と、当該2個のγ線検出器により605keV及び796keVの2種のγ線が同時に検出された時にのみカウントする同時計数器と、を具備し、環境バックグラウンドの干渉を排除する遮蔽用包囲体を用いない、可搬式セシウム134簡易測定装置。
【選択図】図6
Description
前記γ線検出器は、605keVと796keVのγ線のエネルギー領域を弁別するエネルギー弁別機能を有することが好ましい。
計測されたカウント数に基づいて、あらかじめ求めておいた検量線又は演算回路を用いて、その場のセシウム134濃度を求める。
通常のサーベイメーターでは、カリウムなどが豊富に含まれる農地や食品などではバックグラウンドが高くなり、正確な測定が困難であるが、本発明の簡易型セシウム134濃度測定装置ではカリウムを検出しないため、カリウムが豊富に含まれている土壌や食物であってもセシウム134を精度良く測定できる。
[実施例1]
(1)被検体を用いずに計測した放射能量0Bq/kgにおける計数率と、放射能量既知のセシウム134標準試料を用いて計測して既知放射能量における計数率とから検量線を求める。
なお、検量線を作成するための標準試料の測定は測定時間が長いほど高い精度で計測することができる。本実施例では計測時間を1時間とした。しかし、検量線をあらかじめ作成しておくことで、被検体の測定時には検量線作成工程は不要とすることができる。
(2)被検体を検出器の上に置いて、計測する。
本発明のセシウム134簡易測定装置における測定誤差は、検量線に由来する誤差と、実測時に生じる誤差の両者を含む。図3において、放射能量20Bqの試料測定時の誤差に相当する。誤差は、主に検量線の傾きが小さいと大きくなり、大きな「偽カウント」(試料が無いときのカウント)と小さな「真カウント」(セシウム134からのγ線によって発生するカウント)が原因で誤差は大きくなる。「偽カウント」は宇宙線などに由来する高エネルギーγ線が侵入して、コンプトン散乱することにより2個の検出器に同時にエネルギーを付与する過程が主な原因で発生する。したがって、2個の検出器間距離を広げること、あるいは間に鉛などの遮蔽体を挿入することで低減できるが、検出器間距離を広げすぎると、「真カウント」の計数率も低減してしまう。
実施例2で示した厚み9mmの鉛遮蔽体を2個のγ線検出器の間に挿入したセシウム134簡易測定装置において、試料に近い部分の遮蔽体の厚みを薄くすることで、誤差をさらに低減できることを確認した。実施例2で示したように、真カウントが低減しない条件で、偽カウントの低減を実現することが最適である。鉛遮蔽体が偽カウントの低減のみに作用する場合は、誤差が減少するのみであるため、出来るだけ多く入れることが望ましい。しかし、鉛遮蔽体を挿入することで、γ線検出器間隔距離が増大し、試料と検出器を結ぶ直線上にも鉛遮蔽体が存在することになるため、真カウントも低減してしまう。結果として誤差の増大に繋がる。そこで、図6に示すように、試料に近い端部(図では上部)を肉薄形状として、真カウントの低減を抑制した。本実施例では、二つのシンチレータがお互いに完全に隠れるように,シンチレータの径と同等の長さ(ここでは5.08cm)を持っている遮蔽体の試料に近い端部から10mmまでを厚さ3mmとして効果を検証した。結果を図5中●で示す。一様な厚みの遮蔽体(○)と比較すると、誤差が小さくなっていることがわかる。
実施例3の測定データから、図1の白抜きで示した605keV及び796keVのγ線からの信号を含むエネルギー領域(本測定では、全吸収ピークから換算して、545keV〜870keVの領域)のみのデータを抜き出し、解析を行った。その結果を図5中□で示す。検出器からの信号をエネルギー弁別することで、偽カウントをさらに低減し、測定精度の向上が実現できている。
実施例4に示す、上部10mmが3mm厚、下部は9mm厚の鉛遮蔽体を用いたセシウム134簡易測定装置、および、図1に示すエネルギー領域のみの信号を弁別する手法を用いて、150Bq/400ccの標準試料による検量線を作成し、試料容器に400ccの純水を入れて、放射能量を測定した。計測時間は14時間とした。なお、検量線のための測定もそれぞれ14時間で行った。結果を図7に示す。図7において、点線で囲まれる範囲が検量線の誤差範囲である。被検体の計数率(図中の○)は誤差範囲を含めた放射能量ゼロと重なっていることから、不検出と言える。被検体は純水でありセシウム134は含まれていない。この400ccの被検体の計測結果は、検量線の誤差も含めて評価すると、−1.68±1.70Bqであり、1リットルに換算すると−4.19±4.26Bq/1Lとなる。−4.19±4.26Bq/1Lは、精度5Bq/1L未満で不検出となる。水の基準値が10Bq/1Lであるから、−4.19±4.26Bq/1Lは基準値以下であり、簡易測定では不検出と判断して差し支えない。したがって、精度5Bq/1Lは検出の有無を判断する簡易測定に対して十分な精度といえる。
茨城県水戸市近辺の東電福島原発事故由来の放射性セシウムを含む試料(土壌)をある程度希釈して標準試料としても用いるための試料を作成した。2012年4月19日においてセシウム134が1kgあたり212Bq、セシウム137が344Bqであることを、半導体検出器による長時間測定で値を求めておいた。この試料中の放射性セシウム量は556Bq/kgであった。その後、セシウム134、137はそれぞれ半減期が2.0648年、30.17年で減衰するとした場合、X年後のこの標準の1kgあたりの放射能量I(Bq)は、下記式(5):
[実施例7]
茨城県東海村の日本原子力研究開発機構原子力科学研究所内において、400cc容器に落ち葉を採取し、実施例3、4、5に示す方法で実測を行った。この測定の標準に用いた土壌は、2012年4月19日(検定日)から測定日までに95日経過しており、セシウム134が1kgあたり194.3Bq、セシウム137が342.0Bq、全放射性セシウムは536.3Bq/kgである。標準に用いた400cc容器内の土壌は295gである。ここで用いた標準試料内の全放射性セシウム量は、実施例6に示した式(5)で求められ、158.2Bqである。この標準試料を用いて、図8の●のようにそれぞれ14時間測定し、検量線を作成し、落ち葉試料の測定を20分間行った結果を図8中に○で示す。●の誤差は図中の●の大きさよりも小さい。この結果から、400cc容器内の落ち葉中に200.8±13.6Bqの放射性セシウムが存在することがわかる。この落ち葉試料は27.7gであるから、1kgの落ち葉中の放射性セシウム量は7249±491Bqとなる。
Claims (12)
- 2個の並置されたγ線検出器と、
当該2個のγ線検出器により605keVと796keVの2種のγ線が同時に検出された時にのみカウントする同時計数器と、
を具備し、環境バックグラウンドの干渉を排除する遮蔽用包囲体を用いない、可搬式セシウム134簡易測定装置。 - 前記2個のγ線検出器を近接した位置に配置し、その間に厚み8〜10mmの鉛遮蔽物を配置した、請求項1に記載の可搬式セシウム134簡易測定装置。
- 前記鉛遮蔽物は、被検体に近接する端部が肉薄となる形状である、請求項2に記載の可搬式セシウム134簡易測定装置。
- 前記γ線検出器に対面する位置に被検体を収納する容器を配置した、請求項1〜3のいずれかに記載の可搬式セシウム134簡易測定装置。
- 前記γ線検出器は、605keVと796keVのγ線のエネルギー領域を弁別するエネルギー弁別機能を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の可搬式セシウム134簡易測定装置。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の可搬式セシウム134簡易測定装置を用いて、その場でセシウム134のみを計測するセシウム134簡易測定方法であって、2個のγ線検出器を被検体に密着させるか又は10cm以下の距離に位置づけて、γ線検出器が605keVと796keVの2種のγ線を同時に検出した時にのみ同時計測器によりカウントし、セシウム134を計測することを特徴とするセシウム簡易その場測定方法。
- 被検体の測定の前に、被検体を用いずに偽カウント数を計測して、その場のバックグラウンド値を設定し、
当該偽カウント数と、被検体の計測によるカウント数とを比較する、請求項6に記載のセシウム簡易その場測定方法。 - 計測されたカウント数に基づいて、あらかじめ求めておいた検量線又は演算回路を用いて、その場のセシウム134濃度を求める、請求項6又は7に記載のセシウム134簡易その場測定方法。
- 環境中のセシウム134濃度とセシウム137濃度の存在比と、請求項6〜8のいずれかに記載のセシウム134簡易測定方法で求めた被検体のセシウム134濃度とを用いて、被検体のセシウム137濃度を計算により求めるセシウム137濃度簡易測定方法。
- 環境中のセシウム134濃度とセシウム137濃度の存在比と、請求項6〜8のいずれかに記載のセシウム134簡易測定方法で求めた被検体のセシウム134濃度とを用いて、被検体の全放射性セシウム濃度を計算により求める放射性セシウム濃度簡易測定方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のセシウム134簡易測定装置に、セシウム134濃度に基づいてセシウム137濃度を計算する計算手段をさらに設ける、セシウム137簡易測定装置。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のセシウム134簡易測定装置に、セシウム134濃度に基づいて全放射性セシウム濃度を計算する計算手段をさらに設ける、全放射性セシウム簡易測定装置。
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