JP2014115272A - Radioactivity measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、収納容器を破壊することなく、当該収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能量を測定する放射能測定装置に関する。 The present invention relates to a radioactivity measuring apparatus that measures the amount of radioactivity of radioactive waste stored in a storage container without destroying the storage container.
放射性廃棄物の放射能を測定する装置としては、放射性廃棄物を収納容器に収納した状態で、収納容器を破壊することなく放射性廃棄物の放射能量を測定する装置が知られている(特許文献1、2参照)。 As an apparatus for measuring the radioactivity of radioactive waste, an apparatus for measuring the radioactivity of a radioactive waste without destroying the storage container in a state where the radioactive waste is stored in the storage container is known (Patent Document). 1 and 2).
近年、収納容器を大型化することにより輸送処分費の合理化を図ると共に、収納容器を角型として載置容積の合理化を図ることが検討されている。例えば、収納容器として、大型で角型の収納容器の採用が検討されている。 In recent years, it has been studied to rationalize the transportation disposal cost by increasing the size of the storage container and to rationalize the mounting volume by using the storage container as a square shape. For example, the adoption of a large and square storage container is being studied as a storage container.
このような角型の収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能量を計測する放射能測定装置としては、特許文献3に直六面体をなす収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能量を測定する放射能測定装置であって、収納容器の相反する二面を除く四面にそれぞれ同じ距離で対向して放射線検出部を配置した状態で、収納容器の前記二面に直交する方向に収納容器と各放射線検出部とを相対的にスライド移動させるスライド移動部と、収納容器の前記四面のうちの相対する所定の二面に垂直な軸心で収納容器を90度回転移動させる回転移動部と、スライド移動部のスライド移動、及び回転移動部の回転移動後でのスライド移動部のスライド移動によって、収納容器の各六面から放出される放射線量を各放射線検出部から入力し、当該放射線量を平均して放射性廃棄物全体の放射能量を算出する放射能量算出部と、を備える放射能測定装置が記載されている。
As a radioactivity measuring apparatus for measuring the radioactivity of the radioactive waste stored in such a rectangular storage container,
ここで、特許文献3に記載の放射能測定装置のように、収納容器の全面(周囲の六面)で放射線量を計測することで、高い精度で放射線量を計測することができる。ここで、放射能測定装置は、より汎用性を高くすることが望まれている。
Here, the radiation dose can be measured with high accuracy by measuring the radiation dose on the entire surface (six surrounding surfaces) of the storage container as in the radioactivity measuring device described in
本発明は、上述した課題を解決するものであり、収納容器に収納された放射性廃棄物全体の放射能量を容易かつ精度良く測定することができ、汎用性の高い放射能測定装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a highly versatile radioactivity measuring apparatus that can easily and accurately measure the amount of radioactivity in the entire radioactive waste stored in a storage container. With the goal.
上述の目的を達成するために、本発明の放射能測定装置は、収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能量を測定する放射能測定装置であって、前記収納容器を直線移動させるスライド移動部と、前記スライド移動部が前記収納容器を移動させる経路中に配置され、前記スライド移動部が前記収納容器を移動させる方向にある二面を除く少なくとも一面以上の面に検出器ユニットが配置された放射線検出部と、前記放射線検出部で検出した前記収納容器のそれぞれの面から放出される放射線量を取得し、取得した面の放射線量を平均して前記放射性廃棄物全体の放射能量を算出する放射能量算出部と、を備え、前記検出器ユニットは、複数の検出器を有し、前記検出器は、複数の検出素子が二次元配列されていることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the radioactivity measurement apparatus of the present invention is a radioactivity measurement apparatus for measuring the radioactivity amount of radioactive waste stored in a storage container, and slide movement for linearly moving the storage container And the slide moving unit are arranged in a path for moving the storage container, and the detector unit is arranged on at least one surface excluding two surfaces in a direction in which the slide moving unit moves the storage container. The radiation amount emitted from each surface of the storage container detected by the radiation detection unit and the radiation detection unit is acquired, and the radiation amount of the acquired surface is averaged to calculate the radioactivity amount of the entire radioactive waste The detector unit has a plurality of detectors, and the detector has a plurality of detection elements arranged two-dimensionally.
この放射能測定装置によれば、収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能量を、二次元配列した検出素子を備える検出器を複数配置した検出器ユニットで収納容器の面から測定するため、収納容器に収納された放射性廃棄物全体の放射能量を精度良く測定することができる。また、この放射能測定装置によれば、種々の収納容器、種々の放射性廃棄物の収納バランスに対応できることで、計測できる対象を多くすることができる。これにより、装置としての汎用性を高くすることができる。 According to this radioactivity measurement apparatus, in order to measure the radioactivity amount of the radioactive waste stored in the storage container from the surface of the storage container with a detector unit in which a plurality of detectors equipped with two-dimensionally arranged detection elements are arranged, The amount of radioactivity of the whole radioactive waste stored in the storage container can be accurately measured. Moreover, according to this radioactivity measuring apparatus, it can respond to the storage balance of various storage containers and various radioactive waste, and can increase the object which can be measured. Thereby, the versatility as an apparatus can be made high.
また、本発明の放射能測定装置は、前記検出素子が、CdTeまたはCdZnTeを含有する半導体素子であることを特徴とする。 In the radioactivity measurement apparatus of the present invention, the detection element is a semiconductor element containing CdTe or CdZnTe.
この放射能測定装置によれば、検出素子としてCdTeまたはCdZnTeを含有する半導体素子を用いることで、装置を安価にすることができる。また、検出素子を二次元配列した検出器を用いることで、CdTeまたはCdZnTeを含有する半導体素子を用いても測定対象の放射線を適切に検出することができ、さらに、自然界由来の放射線を検出することを抑制することができる。 According to this radioactivity measurement apparatus, the apparatus can be made inexpensive by using a semiconductor element containing CdTe or CdZnTe as the detection element. Further, by using a detector in which the detection elements are two-dimensionally arranged, the radiation to be measured can be appropriately detected even if a semiconductor element containing CdTe or CdZnTe is used, and further, radiation derived from the natural world is detected. This can be suppressed.
また、本発明の放射能測定装置は、前記検出素子で検出したパルス数をカウントし、カウントしたパルスカウント数がしきい値以上である場合、前記検出素子に印加する電圧を変化させる制御部を備えることを特徴とする。 Further, the radioactivity measurement apparatus of the present invention includes a control unit that counts the number of pulses detected by the detection element, and changes the voltage applied to the detection element when the counted pulse count number is equal to or greater than a threshold value. It is characterized by providing.
この放射能測定装置によれば、検出素子を用いた計測時に検出結果の信号であるパルスの検出漏れが生じることを抑制することができ、測定精度をより高くすることができる。 According to this radioactivity measurement apparatus, it is possible to suppress the occurrence of detection omission of a pulse that is a detection result signal during measurement using the detection element, and it is possible to further increase measurement accuracy.
また、本発明の放射能測定装置は、前記放射線検出部が、前記収納容器を移動させる方向にある二面を除く四面に前記検出器ユニットがそれぞれ配置されていることを特徴とする。 In the radioactivity measurement apparatus according to the present invention, the detector units are arranged on four surfaces of the radiation detection unit other than two surfaces in a direction in which the storage container is moved.
この放射能測定装置によれば、検出器ユニットで収納容器の各面から測定するため、収納容器に収納された放射性廃棄物全体の放射能量を精度良く測定することができる。 According to this radioactivity measuring apparatus, since the measurement is performed from each surface of the storage container by the detector unit, the radioactivity amount of the entire radioactive waste stored in the storage container can be accurately measured.
また、本発明の放射能測定装置は、前記収納容器の相対する所定の二面に垂直な軸心で前記収納容器を90度回転移動させる回転移動部を有することを特徴とする。 In addition, the radioactivity measurement apparatus of the present invention is characterized by having a rotation moving unit that rotates the storage container 90 degrees about an axis that is perpendicular to two predetermined opposing surfaces of the storage container.
この放射能測定装置によれば、収納容器の周囲六面で計測を行うことができるため、収納容器に収納された放射性廃棄物全体の放射能量を精度良く測定することができる。 According to this radioactivity measuring apparatus, since measurement can be performed on the six surfaces around the storage container, the radioactivity amount of the entire radioactive waste stored in the storage container can be accurately measured.
また、本発明の放射能測定装置は、前記放射線検出部が、前記スライド移動部によって直線移動され、対面する位置に移動された前記収納容器の四面の放射線量を計測し、その後、前記スライド移動部で前記回転移動部に直線移動され、前記回転移動部で回転移動され、前記スライド移動部によって直線移動され、対面する位置に移動された前記収納容器の残りの二面の放射線量を計測し、前記放射能量算出部は、前記収納容器の六面のそれぞれの面から放出される放射線量を取得し、取得した六面の放射線量を平均することを特徴とする。 Further, in the radioactivity measurement apparatus according to the present invention, the radiation detection unit is linearly moved by the slide moving unit, measures the radiation dose on the four surfaces of the storage container moved to the facing position, and then the slide movement Measuring the radiation dose on the remaining two surfaces of the storage container that has been linearly moved to the rotational movement unit by the unit, rotated by the rotational movement unit, linearly moved by the slide movement unit, and moved to the facing position. The radioactivity calculation unit acquires the radiation doses emitted from the six surfaces of the storage container, and averages the acquired radiation doses on the six surfaces.
この放射能測定装置によれば、収納容器の各面から測定した放射線量を平均して放射性廃棄物全体の放射能量を算出するため、放射性廃棄物全体の放射能量を容易に算出することができる。 According to this radioactivity measuring apparatus, the radioactivity amount of the entire radioactive waste is calculated by averaging the radiation dose measured from each surface of the storage container. Therefore, the radioactivity amount of the entire radioactive waste can be easily calculated. .
また、本発明の放射能測定装置は、前記検出器ユニットが、前記収納容器と対面する面に前記検出器が二次元配列されていることを特徴とする。 In the radioactivity measurement apparatus of the present invention, the detector unit is two-dimensionally arranged on a surface facing the storage container.
この放射能測定装置によれば、少ない計測回数で収納容器の対象の面の放射線量を計測することができる。 According to this radioactivity measuring apparatus, the radiation dose on the target surface of the storage container can be measured with a small number of measurements.
また、本発明の放射能測定装置は、前記検出器ユニットが、二次元配列された前記検出器の配置領域が前記収納容器の対面する領域の全領域を含むことを特徴とする。 In the radioactivity measurement apparatus according to the present invention, the detector unit may include the entire region of the region where the detector arranged in a two-dimensional array faces the storage container.
この放射能測定装置によれば、収納容器の対象の面の放射線量を一度に計測することができるため、短時間で計測を行うことができる。 According to this radioactivity measurement apparatus, the radiation dose on the target surface of the storage container can be measured at a time, so that the measurement can be performed in a short time.
また、本発明の放射能測定装置は、前記収納容器が、直方体であることを特徴とする。 In the radioactivity measurement apparatus of the present invention, the storage container is a rectangular parallelepiped.
この放射能測定装置によれば、検出器ユニットと収納容器の関係を一定とすることができ、より高い精度で放射能量を計測することができる。 According to this radioactivity measurement apparatus, the relationship between the detector unit and the storage container can be made constant, and the radioactivity amount can be measured with higher accuracy.
また、本発明の放射能測定装置は、前記収納容器は、少なくとも一面が曲面である曲面体であることを特徴とする。 In the radioactivity measurement apparatus according to the present invention, the storage container is a curved body having at least one curved surface.
この放射能測定装置によれば、曲面体の収納容器であっても、高い精度で放射能量を計測することができる。 According to this radioactivity measuring apparatus, the amount of radioactivity can be measured with high accuracy even in a curved container.
また、本発明の放射能測定装置は、前記放射線検出部を含み当該放射線検出部が前記収納容器の面に対向する範囲を覆い、装置外部から前記放射線検出部に至る放射線を遮蔽する検出部遮蔽部を備えることを特徴とする。 Further, the radioactivity measurement apparatus of the present invention includes the radiation detection unit, covers a range where the radiation detection unit faces the surface of the storage container, and shields the detection unit that shields radiation from the outside of the device to the radiation detection unit. It comprises a part.
この放射能測定装置によれば、検出部遮蔽部により装置外部から放射線検出部に至る放射線を遮蔽することで、装置外部からの放射線を放射線検出部で検出する事態を防ぐので、収納容器から外部に放出される放射線を精度良く検出することができる。 According to this radioactivity measuring apparatus, the radiation from the outside of the apparatus to the radiation detection section is shielded by the detection section shielding section, thereby preventing the radiation detection section from detecting the radiation from the outside of the apparatus. Can be detected with high accuracy.
また、本発明の放射能測定装置は、前記放射線検出部で放射線を検出する際の前記収納容器を覆い、装置外部から前記収納容器に至る放射線を遮蔽する収納容器遮蔽部を備えることを特徴とする。 Further, the radioactivity measurement apparatus of the present invention includes a storage container shielding unit that covers the storage container when the radiation detection unit detects radiation and shields radiation from the outside of the apparatus to the storage container. To do.
この放射能測定装置によれば、収納容器遮蔽部により装置外部から収納容器に至る放射線を遮蔽することで、装置外部から収納容器内に一旦至ってから収納容器の外部に放出される放射線を放射線検出部で検出する事態を防ぐので、収納容器から外部に放出される放射線を精度良く検出することができる。 According to this radioactivity measurement device, radiation that reaches the storage container from the outside of the apparatus is shielded by the storage container shielding part, so that radiation that is released from outside the storage container to the outside of the storage container is detected. Therefore, the radiation emitted from the storage container to the outside can be detected with high accuracy.
また、本発明の放射能測定装置は、前記検出器は、前記検出素子と接続する端子を備え、複数の検出素子を支持する基板を備え、前記検出素子は、前記端子に着脱可能な状態で接続されていることを特徴とする。 In the radioactivity measurement apparatus according to the present invention, the detector includes a terminal connected to the detection element, a substrate supporting a plurality of detection elements, and the detection element is detachable from the terminal. It is connected.
この放射能測定装置によれば、検出素子を容易に交換することが可能となる。 According to this radioactivity measurement apparatus, it is possible to easily replace the detection element.
また、本発明の放射能測定装置は、前記検出器は、複数の前記検出素子の前記収納容器と対面する面以外を覆うカバーを備えることを特徴とする。 Moreover, the radioactivity measuring apparatus of this invention is provided with the cover with which the said detector covers except the surface which faces the said storage container of the said several detection element.
この放射能測定装置によれば、検出素子が配置された空間に装置の外からの光が入射することを抑制することができる。 According to this radioactivity measurement apparatus, it is possible to prevent light from outside the apparatus from entering the space where the detection element is arranged.
また、本発明の放射能測定装置は、前記検出器は、前記検出素子と前記放射能量算出部との間に設けられ、放射線量を測定する前記検出素子を切り換えるスイッチを備えることを特徴とする。 In the radioactivity measurement apparatus of the present invention, the detector includes a switch that is provided between the detection element and the radioactivity amount calculation unit, and that switches the detection element that measures the radiation dose. .
この放射能測定装置によれば、放射線量を測定する検出素子、つまり信号を取得する検出素子を切り換えることができ、各検出素子で検出した放射線量を別々に取得することができる。これにより、各検出素子の検出結果を把握することができ、各検出素子の状態を高精度に判定することができる。 According to this radioactivity measuring apparatus, it is possible to switch the detection element for measuring the radiation dose, that is, the detection element for acquiring the signal, and the radiation dose detected by each detection element can be acquired separately. Thereby, the detection result of each detection element can be grasped, and the state of each detection element can be determined with high accuracy.
また、本発明の放射能測定装置は、前記検出器は、前記検出素子が行列配置され、前記スイッチが複数の同じ行または同じ列に配置された複数の前記検出素子と前記放射能量算出部との接続を切換、前記行と前記列で複数の前記検出素子と前記放射能量算出部とを接続するスイッチを順次切り換えることで、放射線量を測定する前記検出素子を切り換えることを特徴とする。 In the radioactivity measurement apparatus according to the present invention, the detector includes a plurality of the detection elements in which the detection elements are arranged in a matrix and the switches are arranged in a plurality of the same rows or the same columns, and the radioactivity amount calculation unit. The detection elements for measuring the radiation dose are switched by sequentially switching the connections of the plurality of detection elements and the radioactivity amount calculation unit in the row and the column.
この放射能測定装置によれば、スイッチを効率よく配置することができ、検出素子に対するスイッチの数を少なくすることができる。 According to this radioactivity measurement apparatus, switches can be efficiently arranged, and the number of switches for the detection element can be reduced.
本発明によれば、種類の異なる収納容器に収納された放射性廃棄物や、収納容器内に種々のバランスで収納された放射性廃棄物について、全体の放射能量を容易かつ精度良く測定することができる。これにより、汎用性を高くすることができる。 According to the present invention, it is possible to easily and accurately measure the total amount of radioactivity of radioactive waste stored in different types of storage containers and radioactive waste stored in various balances in the storage containers. . Thereby, versatility can be made high.
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本実施の形態に係る放射能測定装置の概略構成を示す斜視図である。図2は、図1におけるx方向視の断面図である。図3は、図1におけるy方向視の断面図である。なお、図に矢印で示すx方向、y方向及びz方向は、相互に90度で交差する方向であって、x方向は左右方向(水平方向)を示し、y方向は前後方向(水平方向)を示し、z方向は上下方向(鉛直方向)を示す。 FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a radioactivity measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken in the x direction in FIG. 3 is a cross-sectional view in the y direction in FIG. Note that the x direction, y direction, and z direction indicated by arrows in the figure are directions that intersect each other at 90 degrees, the x direction indicates the left-right direction (horizontal direction), and the y direction is the front-rear direction (horizontal direction). The z direction indicates the vertical direction (vertical direction).
本実施の形態の放射能測定装置1は、収納容器100に収納された放射性廃棄物の放射能量を、収納容器100を破壊することなく測定するものである。放射能測定装置1は、放射能量として、例えばCo−60(コバルト60)やCs−137(セシウム137)から放出されるγ線を弁別して計測することで、収納容器100に含まれる放射能を測定する。収納容器100は、x方向、y方向及びz方向に垂直な面を有する鉄からなる直六面体をなすもので、例えば、x方向×y方向×z方向が160[cm]×160[cm]×160[cm]で、鉄からなる壁の厚さが1[cm]の正六面体をなしている。また、放射能測定装置1は、図2及び図3に示すように、収納容器100よりも小さい収納容器102に収容された放射性廃棄物の放射能量を、収納容器102を破壊することなく測定するものでもある。収納容器102は、x方向、y方向及びz方向に垂直な面を有する鉄からなる直六面体をなすもので、例えば、x方向×y方向×z方向が135[cm]×135[cm]×93[cm]で、鉄からなる壁の厚さが0.2[cm]の直六面体をなしている。以下、収納容器100に収納された放射性廃棄物の放射能量を計測する場合として説明する。
The
放射能測定装置1は、図1から図3に示すように、放射線検出部2と、スライド移動部3と、回転移動部4と、放射能量算出部5と、検出部遮蔽部6と、収納容器遮蔽部7と、重量測定部8と、制御部10と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図4は、放射線検出部の概略構成を示す斜視図である。図5は、放射線検出部の概略構成を示すブロック図である。以下、図1から図3に加え、図4及び図5を用いて、放射線検出部について説明する。放射線検出部2は、収納容器100を破壊することなくγ線を測定するものである。放射線検出部2は、4つの検出器ユニット20を備える。4つの検出器ユニット20は、収納容器100の相反する二面(y方向で相反する二面)を除くx方向及びz方向の四面にそれぞれ対面する位置に配置されている。つまり、4つの検出器ユニット20は、xy平面が計測面となる向きでx方向に相反して2つの検出器ユニット20が配置され、yz平面が計測面となる向きでz方向に相反して2つの検出器ユニット20が配置される。本実施の形態の放射能測定装置1は、検出器ユニット20を収納容器100の底側(z方向の底側の面)に配置する領域を確保するためのフレーム1aを有している。また、本実施形態の4つの検出器ユニット20は、配置位置及び配置される向きが異なる以外は、基本的に同一の形状である。また、検出器ユニット20は、収納容器100の対面する面に対してそれぞれ同じ距離(例えば、10[cm])離れて配置されている。ここで、検出器ユニット20は、収納容器100よりも小さい収納容器102に対しては、非対称かつ一定距離以上離れて配置されることになる。
FIG. 4 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the radiation detection unit. FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the radiation detection unit. Hereinafter, in addition to FIGS. 1 to 3, the radiation detection unit will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The
検出器ユニット20は、複数の検出器22が二次元配列されている。本実施形態の検出器ユニット20は、9個の検出器22が3行3列の行列状に配置されている。検出器ユニット20は、二次元配列した検出器22のそれぞれで計測を行うことで、収納容器100の対面する面を検出器22の個数分に分割し、それぞれの検出器22で放射線の検出を行う。
In the
検出器22は、配置位置が異なる以外は、基本的に同一の形状である。1つの検出器22は、複数の検出素子24が二次元配列されている。本実施形態の検出器22は、9個の検出素子24が3行3列の行列状に配置されている。検出器22は、二次元配列した検出素子24のそれぞれで計測を行うことで、収納容器100の対面する面を検出器22毎に分割され、当該検出器22に割り当てられた領域をさらに検出素子24の個数分に分割し、それぞれの検出素子24で放射線の検出を行う。
The
次に、図5を用いて、放射線検出部2の装置構成及び検出信号(検出値)の流れについてより詳細に説明する。放射線検出部2は、上述したように進行方向以外の収納容器100の四面にそれぞれ1つずつ配置された4つの検出器ユニット20を有する。1つの検出器ユニット20は、9個の検出器22を含む。1つの検出器22は、9個の検出素子24を含む。
Next, the apparatus configuration of the
まず、1つの検出器22は、9個の検出素子24と、電源30と、信号を合算する加算部32と、プリアンプ34と、を有する。また、検出素子24と、加算部32とは、アースと接続されている。電源30は、9個の検出素子24に電力を供給する。検出素子24は、収納容器100の対面する位置の放射線を検出し検出した信号を加算部32に出力する。加算部32は、9個の検出素子24から出力された信号を合計して、プリアンプ34に出力する。プリアンプ34は、加算部32から出力された信号を増幅して、外部に出力する。
First, one
検出器ユニット20は、9個の検出器22と、アンプ36と、ディスクリミネータ38と、MCA40と、を有する。検出器ユニット20は、9個の検出器22で検出された信号、具体的にはプリアンプ34で増幅された信号がアンプ36に入力される。アンプ36は、入力された信号を増幅して、ディスクリミネータ38に入力する。ディスクリミネータ(discriminator)38は、周波数弁別器(frequency discriminator)であり、アンプ36で増幅された信号を、パルスで分別し、ノイズと放射線とに分離する。ディスクリミネータ38は、分離した放射線成分の信号をMCA40に入力する。MCA(マルチチャンネルアナライザ、Multi Channel Analyzer)40は、入力された信号(検出結果)のスペクトル(各エネルギ(電圧)と計数値との関係)を抽出する。この抽出したスペクトルは、検出器ユニット20が対面している収納容器100の1つの面の全体で検出された放射線のスペクトルである。MCA40は、抽出したエネルギースペクトルの情報を放射能量算出部5に送る。
The
放射線検出部2は、4つの検出器22のそれぞれで、上記検出を行うことで、検出器ユニット20が対面している収納容器100の4つの面のそれぞれで1つの面全体での放射能のスペクトルを検出する。放射線検出部2は、1つの検出器ユニット20が複数(9個)の検出器22を含み、1つの検出器22が複数(9個)の検出素子24を含む。これにより、検出器ユニット20は、領域分割して配置された多数(81個)の検出素子24を用いて収納容器100の対象となる面から出力される放射線を計測する。放射線検出部2は、図5に示すように、検出素子24を並列接続用基板に挿入する方式とし、検出器ユニット20を複数の検出器22でユニット化し、検出器22を複数の検出素子24でユニット化することでメンテナンス性を高くすることができる。なお、本実施形態は、検出器ユニット20を構成する検出器22の数、検出器22を構成する検出素子24の数はこれに限定されない、検出器ユニット20は、複数の検出素子24を備える検出器22を複数備えていればよい。例えば、検出器ユニット20は、検出器22を4行4列で配置してもよい。
The
また、検出器22は、複数の検出素子24を覆うカバー23を備えている。カバー23は、検出素子24の収納容器100と対面する面以外を覆っている。検出器22は、検出素子24を覆うカバー23を設けることで、装置の外側からの光が検出素子24に入射することを抑制することができる。これにより、検出素子24での検出をより高精度に行うことができる。
The
スライド移動部3は、上述した収納容器100の相反する二面(y方向で相反する二面)に直交する方向であるy方向に、収納容器100と放射線検出部2とを相対的にスライド移動させるものである。本実施の形態でのスライド移動部3は、放射線検出部2を不動として収納容器100をy方向にスライド移動させる。例えば、スライド移動部3は、図1に示すように収納容器100の底面を支持する態様でy方向に延在して設けられた一対のレール3aと、図には明示しないがレール3aの延在方向に沿って収納容器100を移動させる移動手段とを有している。スライド移動部3は、y方向に放射線検出部2の前後に収納容器100を移動させることができる。つまり、スライド移動部3は、収納容器100の位置から収納容器100aの位置まで移動させることができる。
The
回転移動部4は、収納容器100において放射線検出部2が対向する四面のうちの相反する二面(本実施の形態ではz方向で相反する二面)に垂直で鉛直な軸心で収納容器100を90度回転移動させるものである。本実施の形態での回転移動部4は、スライド移動部3による収納容器100のスライド移動の端部(レール3aの端部)に設けられ、z方向に沿う軸心で回転駆動される回転テーブル4aを有している。
The
放射能量算出部5は、スライド移動部3のスライド移動、及び回転移動部4の回転移動後でのスライド移動部3のスライド移動によって、収納容器100の各六面から放出されるγ線を放射線検出部2から入力する。そして、放射能量算出部5は、入力したγ線量を平均し、当該γ線の内、Co−60及びCs−137に由来する量を評価することにより、放射性廃棄物の総放射能量を算出する。なお、放射能量算出部5が実行する算出処理については後述する。
The radioactivity
検出部遮蔽部6は、放射線検出部2を含み当該放射線検出部2が収納容器100の面に対向する範囲を覆うものである。この検出部遮蔽部6は、例えば、鉛からなる3[cm]の厚さの鉛板により、放射線検出部2が収納容器100に対向する側のみが開放された矩形の箱体として構成され、その内部に放射線検出部2が配置されている。この構成により検出部遮蔽部6は、装置外部から放射線検出部2に至る放射線を遮蔽する。
The detection
収納容器遮蔽部7は、放射線検出部2で放射線を検出する際の収納容器100を覆うものである。この収納容器遮蔽部7は、放射線検出部2で放射線を検出する際のスライド移動部3による収納容器100のスライド移動の範囲で、例えば、鉄からなる4[cm]の厚さの鉄板により、収納容器100のx方向及びz方向の四面を、所定の距離(例えば、10[cm])隔てて覆う矩形の箱体として構成されている。この構成により収納容器遮蔽部7は、放射線検出部2で放射線を検出するときに、装置外部から収納容器100に至る放射線を遮蔽する。また、収納容器遮蔽部7は、上述した検出部遮蔽部6を設けた部位では、放射線検出部2による放射線の検出を妨げないように収納容器100を覆わない構成である。また、収納容器遮蔽部7は、回転移動部4側ではないスライド移動部3のスライド移動方向(y方向)の端部から本装置に収納容器100を搬入する場合、y方向の両側が開放する筒体として構成されている。なお、収納容器遮蔽部7が、回転移動部4側から本装置に収納容器100を搬入する場合は、回転移動部4側ではないスライド移動部3のスライド移動方向(y方向)の端部が閉塞されていてもよい。
The storage
重量測定部8は、回転移動部4に併設して設置されており、回転テーブル4aが支持する収納容器100の重量を計測する。重量測定部8は、測定した重量を放射能量算出部5に送る。
The weight measuring unit 8 is installed side by side with the
制御部10は、CPU(Central Processing Unit)及び記憶装置等を備えた演算装置であり、放射線検出部2、スライド移動部3、回転移動部4、放射能量算出部5及び重量測定部8の動作を制御する。放射能測定装置1は、制御部10と放射能量算出部5を1つの演算装置としても、つまりハードウェアを共有させてもよい。つまり、それぞれの処理を1つのCPUで並列処理するようにしてもよい。
The
本実施の形態の放射能測定装置1による放射能量の算出動作について説明する。図6は、本発明の実施の形態に係る放射能測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図6に示す処理は、制御部10が各部の動作を制御することで実現することができる。
The calculation operation of the radioactivity amount by the
制御部10は、収納容器100が、回転移動部4に置かれたことを検出する(ステップS12)。制御部10は、回転移動部4に設けられた重量測定部8で荷重を検出した場合、また、オペレータによって入力された収納容器100を置いたことを示す操作を検出した場合、回転移動部4に置かれたことを検出する。
The
制御部10は、収納容器100が回転移動部4に置かれたことを検出したら、収納容器100の重量を計測(ステップS14)し、その後、スライド移動部3で収納容器100を放射線検出部2に移動させる(ステップS16)。つまり、放射線検出部2で収納容器100を計測できる位置(放射線検出部2の各検出器ユニット20と収納容器100とが対面する位置)まで、スライド移動部3で収納容器100を移動させる。
When the
制御部10は、収納容器100を放射線検出部2に移動させたら、収納容器100の四面の放射線を計測する(ステップS18)。つまり、各検出器ユニット20で収納容器100の対面する面の放射線を計測することで、収納容器100の四面の放射線を計測する。
After moving the
制御部10は、収納容器100の四面の放射線を計測したら、スライド移動部3で収納容器100を回転移動部4に移動させ(ステップS20)、回転移動部4で収納容器100を90度回転させ(ステップS22)、スライド移動部3で収納容器100を放射線検出部2に移動させる(ステップS24)。つまり、放射能測定装置1は、スライド移動部3により収納容器100を回転移動部4の回転テーブル4aの位置に移動させる。そして、放射能測定装置1は、回転移動部4によってz方向に沿う軸心で収納容器100を90度回転させる。このため、収納容器100は、y方向に向いていた面がx方向に向き、x方向に向いていた面がy方向に向く。このようにして回転させた収納容器100を放射線検出部2の検出器ユニット20と対面する位置に移動させる。これにより、ステップS18では検出器ユニット20と対面していなかった収納容器100の面が、検出器ユニット20と対面する。
When measuring the radiation of the four surfaces of the
制御部10は、収納容器100を放射線検出部2に移動させたら、収納容器100の残りの二面の放射線を計測する(ステップS26)。つまり、収納容器100の計測していない面と対面する検出器ユニット20で収納容器100の対面する面の放射線を計測することで、収納容器100の二面の放射線を計測する。制御部10は、収納容器100の二面の放射線を計測したら、スライド移動部3で収納容器100を移動させ(ステップS28)、本処理を終了する。なお、制御部10は、回転移動部4側とは反対側、つまり収納容器100aの位置に収納容器100を移動させてもよい。
After moving the
次に、図7及び図8を用いて、図6に示す処理で検出した収納容器100の各面(六面)の放射線から収納容器100の放射能を検出する処理を説明する。図7は、本発明の実施の形態に係る放射能測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。図8は、測定結果の一例を示すグラフである。また、図7に示す処理は、放射線検出部2で検出した結果と各種設定に基づいて、放射能量算出部5で演算を実行することで実現することができる。
Next, a process of detecting the radioactivity of the
放射能量算出部5は、検出器ユニット20ごとにスペクトルを取得し(ステップS40)、各面ごとにスペクトルを合算し、六面分のスペクトルを算出する(ステップS41)。つまり、六面の計測結果を解析し、それぞれの面のスペクトルを検出する。具体的には、各検出器ユニット20のMCA40から出力される計測結果に基づいて、図8に示すようなスペクトルを検出する。なお、放射能量算出部5は、MCA40の計測結果をそのまま解析結果としても、計測結果に処理を行ったものを解析結果としてもよい。
The radioactivity
放射能量算出部5は、六面分のスペクトルを検出したら、六面分のスペクトルを平均し1つのスペクトルを得る(ステップS44)。具体的には、ステップS41で取得した放射線のスペクトルの検出結果から六面の平均のスペクトルを算出する。
When the radioactivity
次に、放射能量算出部5は、六面の平均のスペクトルに基づいて、Cs−137、Co−60、Co−58(対象の放射性物質)の計数率等を算出する(ステップS46)。具体的には、Cs−137の、バックグラウンド、0.662MeVの正味のピーク計数率、バンド計数率、検出下限計数率を算出する。また、Co−60の1.17MeVのバックグラウンド、1.17MeVの正味のピーク計数率、1.33MeVのバックグラウンド、1.33MeVの正味のピーク計数率、バンド領域計数率、1.17MeVの検出下限計数率及び1.33MeVの検出下限計数率を算出する。Co−58の、バックグラウンド、0.811MeVの正味のピーク計数率、検出下限計数率を算出する。
Next, the
また、放射能量算出部5は、上述したステップS40からステップS46の処理に並行して、廃棄物の平均密度及び廃棄物収納高さを取得する(ステップS47)。放射能量算出部5は、収納容器100の容積と検出した収納容器100の重量とに基づいて、算出された収納容器100に含まれる廃棄物(放射性廃棄物)の平均密度の情報を取得する。
Further, the radioactivity
次に、放射能量算出部5は、ステップS46とステップS47の結果を用いて補正係数を設定する。放射能量算出部5は、ステップS46で算出した値を用いて、Co−60について、ピーク平均(1.17MeVと1.33MeVの正味のピーク計数率の平均値)と、ピーク比(=1.17MeVの正味のピーク計数率/1.33MeVの正味のピーク計数率)と、バンド/ピーク比(=バンド領域計数率/1.33MeVの正味のピーク計数率)と、を算出する。また、放射能量算出部5は、Cs−137について、バンド/ピーク比(=バンド領域計数率/0.662MeVの正味のピーク計数率)を算出する。
Next, the
放射能量算出部5は、各値を算出したら、廃棄物平均密度、ピーク比、バンド/ピーク比より補正係数を設定する。例えば、Co−60が検出され(正味のピーク計数率>検出下限計数率)、かつそのピーク平均が閾値よりも大きい場合は、Co−60のピーク比を用いて補正係数を設定する。Co−60が検出され、かつそのピーク平均が閾値を下回る場合は、Co−60のバンド/ピーク比を用いて補正係数を設定する。Co−60が検出されず(正味のピーク計数率≦検出下限計数率)かつCs−137が検出された(正味のピーク計数率>検出下限計数率)場合は、Cs−137のバンド/ピーク比を用いて補正係数を設定する。なお、Co−60が検出されず(正味のピーク計数率≦検出下限計数率)かつCs−137も検出されない(正味のピーク計数率≦検出下限計数率)場合、補正係数は設定しない。
After calculating each value, the radioactivity
放射能量算出部5は、ステップS46で各値を算出し、かつ、ステップS48で補正係数を設定したら、Cs−137、Co−60、Co−58(対象の放射性物質)の値にそれぞれ設定した補正係数を乗算する(ステップS52)。具体的には、Co−60についてはバンド領域計数率を2で除した値に補正係数を乗算し、Cs−137については正味のピーク計数率に補正係数を乗算し、Co−58については正味のピーク計数率に補正係数を乗算する。
After calculating each value in step S46 and setting the correction coefficient in step S48, the radioactivity
また、放射能量算出部5は、ステップS40からステップS56の処理に並行して、放射能換算係数を設定する(ステップS54)。ここで、放射能換算係数は、放射能廃棄物の平均密度と収納高さを用いて、あらかじめ整備(実機を用いた模擬対象物の測定による)した換算係数テーブルを補間することで算出することができる。
Further, the radioactivity
放射能量算出部5は、ステップS52の算出を行い、かつ、放射能換算係数を設定したら、算出結果(ステップS52で算出した結果)に放射能換算係数を乗算する(ステップS56)。放射能量算出部5は、ステップS56で計算を行ったらその結果に基づいて、放射能を評価(ステップS58)し、本処理を終了する。放射能量算出部5は、以上のようにして、収納容器100の各面から放出されるγ線を平均し、平均したγ線のCo−58、Co−60及びCs−137の量を評価することにより、評価結果として放射性廃棄物の総放射能量等を算出し、評価を行う。
After calculating step S52 and setting the radioactivity conversion coefficient, the radioactivity
放射能測定装置1は、収納容器100に収納された放射性廃棄物の放射能量を、二次配列した検出素子24を備える検出器22を複数配置した検出器ユニット20で収納容器100の各面から測定するため、収納容器100に収納された放射性廃棄物全体の放射能量を高い精度で測定することができる。具体的には、放射能測定装置1によれば、原子力発電所等の原子力施設から発生する低レベル放射性廃棄物の放射能を高い精度で測定することができる。
The
放射能測定装置1は、検出素子24としてCdTeまたはCdZnTeを含有する半導体素子を用いることで、γ線のエネルギー分解能を有する検出素子24を用いることができるため、対象の放射能量を高い精度で計測することができる。また、検出素子24を二次元配列した検出器22を用いることで、CdTeまたはCdZnTeを含有する半導体素子を用いても測定対象の放射線を適切に検出することができ、さらに、自然界由来の放射線を検出することを抑制することができる。また、検出素子24としてCdTeまたはCdZnTeを含有する半導体素子を用いることで、装置を安価にすることができる。
The
放射能測定装置1は、検出素子24としてCdTeまたはCdZnTeを含有する半導体素子を用いることで、シンチレーション検出器よりもγ線エネルギー分解能を高くすることができ、潮解性に起因する問題の発生を抑制することができる。また、放射能測定装置1は、検出素子24としてCdTeまたはCdZnTeを含有する半導体素子を用いることで、液体窒素による冷却が不要となり、小さいスペースに配置することができる。これにより高い密度で検出素子24を配置することができる。
By using a semiconductor element containing CdTe or CdZnTe as the
放射能測定装置1は、検出素子24としてCdTeまたはCdZnTeを含有する半導体素子を用い、当該検出素子24を二次元配列した検出器22とし、さらに検出器22を二次元配置した検出器ユニット20として、収納容器100の対面する面の放射線量を計測することで、検出素子24を高い密度で配置することができ、計測点を小さな空間メッシュにすることができる。これにより、放射能測定装置1は、容器形状を問わず、且つ容器を静止した状態で十分な測定精度で計測を行うことができる。放射能測定装置1は、種々の収納容器、種々の放射性廃棄物の収納バランスに対応でき、計測できる対象を多くすることができる。
The
ここで、図9Aから図9Cは、それぞれ、放射性廃棄物を収納した収納容器の一例を示す模式図である。図9Aに示す収納容器100bは、収納容器遮蔽部7と同じ大きさの容器である。収納容器100bは、所定高さよりも下側の全域に放射性廃棄物110aを収納している。図9Bに示す収納容器100cは、収納容器遮蔽部7と同じ大きさの容器である。収納容器100cは、所定高さよりも下側の一部領域に放射性廃棄物110bを収納している。図9Cに示す収納容器102aは、収納容器遮蔽部7より一定割合小さい容器である。収納容器102aは、所定高さよりも下側の一部領域に放射性廃棄物110cを収納している。
Here, FIG. 9A to FIG. 9C are schematic views each showing an example of a storage container storing radioactive waste. The
放射能測定装置1は、図9Aから図9Cに示すように、収納容器の内部にある放射性廃棄物の位置が種々の場合でも、また、収納容器の大きさが異なる場合であっても、収納容器の放射能量を高い精度で計測することができる。具体的には、放射線検出部2の検出器ユニット20が複数の検出器22に分割され、検出器22が複数の検出素子24を備えることで、各面の放射線を細かく領域分割して計測することができる。これにより、検出素子との距離や、相対位置関係によって検出結果がずれることを抑制することができ、放射線の検出漏れを抑制することができる。これにより、収納容器の放射能量を高い精度で計測することができる。このように、種々の収納容器、種々の放射性廃棄物の収納バランスに対応できることで、計測できる対象を多くすることができる。これにより、共通の検出器仕様及び駆動機構で異なる形状の収納容器に含まれる廃棄物の放射能量を測定することができ、装置としての汎用性を高くすることができる。
As shown in FIGS. 9A to 9C, the
また、放射能測定装置1は、低レベル放射性廃棄物の内、放射能が一般産業廃棄物として扱っても問題ない極めて低レベル(クリアランスレベル)以下のコンクリート廃棄物も測定対象の放射性廃棄物とすることができる。つまり、コンクリート廃棄物が収納された収納容器の放射能量も測定することができる。これにより、放射能測定装置1は、コンクリート廃棄物の放射化、表面汚染に由来する放射能を測定し、コンクリート廃棄物の放射能量がクリアランスレベル以下であるか否かを検査する装置としても用いることができる。特に、放射能測定装置1は、検出器ユニット20で計測できる面積を大きくすることができ、放射線検出部2で検出できる収納容器を大きくすることができる。これにより、コンテナ等に収納された状態の大容量コンクリート廃棄物を一括で測定することができる。また、放射能測定装置1は、上述したように、自然界由来の放射線とCo−60及びCs−137から放出されるγ線と弁別して計測できるため、コンクリート廃棄物の放射化、表面汚染に由来するCo−60及びCs−137から放出されるγ線を、コンクリートに元々含有される天然放射性核種(K−40等)と弁別して計測し、コンクリート廃棄物に含まれる放射化、表面汚染に由来する放射能を適切に測定することができる。
The
また、放射能測定装置1は、図6に示すように、放射線検出部2が、スライド移動部3によって直線移動され、対面する位置に移動された収納容器100の四面の放射線量を計測し、その後、スライド移動部3で回転移動部4に直線移動され、回転移動部4で回転移動され、スライド移動部3によって直線移動され、対面する位置に移動された収納容器100の残りの二面の放射線量を計測する。また、放射能量算出部5は、収納容器100の六面のそれぞれの面から放出される放射線量を取得し、取得した六面の放射線量を平均する。
In addition, as shown in FIG. 6, the
これにより、放射能測定装置1は、収納容器100の六面の放射線量を適切に計測することができる。さらに、収納容器100の各面から測定した放射線量を平均して放射性廃棄物全体の放射能量を算出するため、放射性廃棄物全体の放射能量を容易に算出することができる。なお、放射能測定装置1は、放射能量の算出時にスペクトルの形状を利用した補正を行うことが好ましい。これにより、測定対象中の密度偏在や線源偏在の影響を緩和することができる。
Thereby, the
放射能測定装置1の検出器ユニット20は、本実施形態のように、収納容器100と対面する面に検出器22が二次元配列されていることが好ましい。これにより、少ない計測回数で収納容器100の対象の面の放射線量を計測することができる。複数の検出器22は、少なくとも収納容器100の移動方向に直交する方向に複数配置されている。複数の検出器22は、収納容器100の移動方向に直交する方向の全域を覆う領域に配置されることが好ましい。さらに、検出器ユニット20は、本実施形態のように、二次元配列された検出器22の配置領域が収納容器100の対面する領域の全領域を含むことが好ましい。これにより、収納容器100の対象の面の放射線量を一度に計測することができるため、短時間で計測を行うことができる。
In the
ここで、放射能測定装置1は、検出器ユニット20を収納容器100の移動方向の全面に配置していない場合、スライド移動部3で収納容器100を移動させることで収納容器100と検出器ユニット20の位置とを相対的に移動させ、収納容器100の面のうち、検出器ユニット20で放射能を検出する領域をずらす工程を複数回繰り返すことで、収納容器100の各面の放射線を測定することができる。
Here, when the
また、本実施の形態の放射能測定装置1は、放射線検出部2を含み当該放射線検出部2が収納容器100の面に対向する範囲を覆い、装置外部から放射線検出部2に至る放射線を遮蔽する検出部遮蔽部6を備える。
The
この放射能測定装置1によれば、検出部遮蔽部6により装置外部から放射線検出部2に至る放射線を遮蔽することで、装置外部からの放射線を放射線検出部2で検出する事態を防ぐので、収納容器100から外部に放出される放射線を精度良く検出することが可能である。
According to this
また、本実施の形態の放射能測定装置1は、放射線検出部2で放射線を検出する際の収納容器100を覆い、装置外部から収納容器100に至る放射線を遮蔽する収納容器遮蔽部7を備える。
Moreover, the
この放射能測定装置1によれば、収納容器遮蔽部7により装置外部から収納容器100に至る放射線を遮蔽することで、装置外部から収納容器100内に一旦至ってから収納容器100の外部に放出される放射線を放射線検出部2で検出する事態を防ぐので、収納容器100から外部に放出される放射線を精度良く検出することが可能である。
According to this
なお、上述した実施の形態では、スライド移動部3は、放射線検出部2を不動として収納容器100をy方向にスライド移動させる構成として説明したが、この限りではない。図には明示しないが、例えば、スライド移動部3は、収納容器100を不動として放射線検出部2をy方向にスライド移動させる構成であってもよい。また、スライド移動部3は、収納容器100と放射線検出部2とをy方向の逆方向にスライド移動させる構成であってもよい。放射線検出部2をy方向にスライド移動させる場合であって、検出部遮蔽部6を備える場合、スライド移動部3は、放射線検出部2及び検出部遮蔽部6を共にスライド移動させる。また、放射線検出部2をy方向にスライド移動させる場合であって、収納容器遮蔽部7を備える場合、スライド移動部3は、放射線検出部2及び収納容器遮蔽部7を共にスライド移動させる。
In the above-described embodiment, the
なお、上述した実施の形態では、スライド移動部3は、水平方向に放射線検出部2と収納容器100とを相対的にスライド移動させる構成とし、回転移動部4は、鉛直な軸心で収納容器100を回転移動させる構成として説明したが、この限りではない。図には明示しないが、例えば、スライド移動部3は、鉛直方向に放射線検出部2と収納容器100とを相対的にスライド移動させる構成とし、回転移動部4は、水平な軸心で収納容器100を回転移動させる構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the
放射能測定装置1は、上述した実施の形態の正六面体(立方体)の収納容器100、直六面体(直方体)の収納容器102のように直方体の収納容器を用いることが好ましく、正六面体(立方体)とすることがさらに好ましい。長方形の面を有する直六面体であると、回転移動部4により収納容器100を回転させる前と回転させた後で、放射線検出部2と収納容器100との距離が均等でなかったり、収納容器100の面を適宜分割して放射線を検出する位置に放射線検出部2が配置されなかったりする場合がある。なお、放射能測定装置1は、上述したように、直方体の収納容器とすることが好ましいが直方体ではない、例えば、円筒や六面体以外の多面体やいびつな形状の収納容器を用いることもできる。
The
放射能測定装置1は、放射線検出部2をx方向及びz方向(スライド移動する方向に直交する方向)に移動可能にする検出部移動部6を備えるとよい。検出部移動部6を備えることで、回転移動部4により収納容器100を回転させる前と回転させた後で、収納容器100の面に対して適した距離であって、かつ適した位置に放射線検出部2を配置することが可能になる。また、収納容器は、本実施形態のように、直方体であることが好ましい。これにより、検出器ユニット20と収納容器100、102の関係を一定とすることができ、より高い精度で放射能量を計測することができる。
The
また、放射能測定装置1は、放射線検出部2の検出素子24が配置されている領域、つまり放射線の測定面にプラスチックシンチレータを配置し、放射線検出部2を検出素子24とプラスチックシンチレータとして検出手段が2層で配置された構造としてもよい。これにより、検出効率を向上させることができる。また、この場合、検出素子24で検出したCo−60とCs−137の比でプラスチックシンチレータのグロスカウントを按分して放射能量を測定してもよい。なお、この場合も検出素子24として、CdTeまたはCdZnTeを含有する半導体素子を用い、検出素子24を小型化できるため、シンチレータを配置することができる。
Further, the
次に、図10から図13を用いて、検出器の他の構成について説明する。図10は、検出器の他の一例を示す模式図である。図11は、図10に示す検出器の断面図である。図12は、図10に示す検出器の検出素子とスイッチとの関係を示す模式図である。図13は、検出素子とスイッチとの関係の他の例を示す模式図である。 Next, another configuration of the detector will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a schematic diagram illustrating another example of the detector. FIG. 11 is a cross-sectional view of the detector shown in FIG. FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a relationship between detection elements and switches of the detector illustrated in FIG. FIG. 13 is a schematic diagram illustrating another example of the relationship between the detection element and the switch.
検出器122は、カバー123と、複数の検出素子124と、基板126と、を有する。カバー123は、複数の検出素子124が配置されている領域の全面を覆う箱であり、収納容器100と対面する面、つまり、収納容器遮蔽部7側の面が開放されている。カバー123は、収納容器遮蔽部7にねじ止め等で固定されている。検出素子124は、カバー123の中に2次元配列で配置されている。また、検出素子124は、図11に示すように、テルル化カドミウム(CdTe)等の放射線に反応する半導体検出器130が、電極132と、電極134とで挟まれている。
The
基板126は、板状の部材であり、カバー123に固定されている。基板126は、複数の検出素子124が固定されている。具体的には、基板126は、検出素子124との接続位置にソケット140が設けられている。ソケット140は、着脱可能な状態で検出素子124を固定する機構である。ソケット140は、検出素子124の配線が差し込まれる差込口等である。検出素子124は、端子がソケット140に挿入されることで、端子がソケット140に固定される。これにより、検出素子124は、基板126に固定される。また、本実施形態のソケット140は、1つの検出素子124に対して2つ設けられており、1つのソケット140は、配線128に接続され、もう1つのソケット140は、配線129に接続される。配線128、129は、バイアス電圧源と検出素子124とを接続する配線である。配線128は、マイナス極に接続され、配線129は、プラス極に接続されている。また、配線128は、ソケット140を介して電極132と接続されている。配線129は、ソケット140を介して電極134と接続されている。
The
検出器122は、ソケット140により着脱可能な状態で基板126に検出素子124を固定することで、基板126から検出素子124を簡単に着脱することができる。これにより、検出器122は、検出素子124の交換を容易に行うことができる。
The
次に、検出器122は、図12に示すように、配線128にスイッチ150が設けられている。スイッチ150は、検出素子124ごとに設けられており、対応する検出素子124のオンとオフを切り換える。スイッチ150は、オン状態となることで、配線128と検出素子124とが接続された状態となり、検出素子124と配線128と配線129とバイアス電圧源との間で閉回路が形成され、検出素子124にバイアス電圧源の電圧が印加される。バイアス電圧が印加された検出素子124は、放射線量を検出し、検出した結果を信号として、上述したプリアンプ34に送る。
Next, in the
検出器122は、スイッチ150を設けることで、放射線量を検出する検出素子124を切り換えることができる。これにより、検出器122は、スイッチ150を順番にオンにし、その他のスイッチをオフにすることで、検出素子124で順番に放射線量を検出することができる。制御部10は、順番に検出した結果に基づいて、検出素子124での検出結果の変動を検出することで、各検出素子124の性能を検出することができ、検出素子124が故障していないかを判定することができる。
The
ここで、図12に示す検出器122は、各検出素子124に対応してスイッチ150を設けたがこれに限定されない。図13に示す検出器122aは、検出素子124が二次元配列、つまり行列方向に配置されている。検出器122aは、行方向に並んだ複数の検出素子124、つまり同じ行の検出素子124に接続された配線がスイッチ150aを介しては配線128に接続されている。スイッチ150aは、検出素子124の行毎に設けられている。検出器122aは、スイッチ150aをオンにすることで、その行の検出素子124が配線128と繋がった状態となる。検出器122aは、列方向に並んだ複数の検出素子124、つまり同じ列の検出素子124に接続された配線がスイッチ150bを介しては配線129に接続されている。スイッチ150bは、検出素子124の列毎に設けられている。検出器122aは、スイッチ150bをオンにすることで、その列の検出素子124が配線129と繋がった状態となる。
Here, the
検出器122aは、1つの検出素子124を複数のスイッチ150a、150bに接続させ、かつ、1つのスイッチを複数の検出素子124に接続させることで、つまり、本実施形態では検出素子124を行と列で分け、それぞれの行、列に対してスイッチを設け、マトリクス状にする。検出器122aは、行、列でオンにするスイッチ150a、150bを切り換えることで、1つの検出素子124で放射線量を検出することができる。これにより、検出器122aは、検出素子124に対してスイッチ150a、150bの数を少なくすることができる。これにより、制御対象を少なくすることができる。
The
図14は、検出冶具の概略構成を示す斜視図である。図15は、検出冶具を用いた検出動作を説明するための説明図である。図14に示す検出冶具170は、検出素子124の異常を検出するための検査用冶具である。検出冶具170は、検出素子124の周りを囲うことができる開口が形成された筐体172と、筐体172の内部に配置された検査用光源174と、を有する。検査用光源174は、検出素子124で検出できる波長の光を照射する。
FIG. 14 is a perspective view showing a schematic configuration of the detection jig. FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining a detection operation using the detection jig. A
検出冶具170は、図15に示すように、検出冶具170の筐体172の開口の内側に検出対象の検出素子124が配置された位置で、筐体172の開口を基板126に接触させる。これにより、筐体172と基板126とが接触し、筐体172と基板126とで閉じられた空間内に検出素子124と検査用光源174とが配置された状態となる。この状態で、検出冶具170から光を照射し、検出素子124での検出を行う。検出素子124が検出した信号と、検出冶具170から出力した光との関係に基づいて、検出素子124で対象の光が検出できているかを確認することができる。このように、検出冶具170を用いることで、検出素子124の1つ1つに対して異常がないかを検査することができる。
As shown in FIG. 15, the
次に、図16から図20を用いて、検出素子の制御方法の一例について説明する。図16は、検出素子の機能を説明するための説明図である。図17は、検出素子のバイアス電圧と係数効率との関係の一例を示すグラフである。図18及び図19は、それぞれ検出したパルスと時間との関係の一例を示すグラフである。図20は、本発明の実施の形態に係る放射能測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。 Next, an example of a detection element control method will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining the function of the detection element. FIG. 17 is a graph showing an example of the relationship between the bias voltage of the detection element and the coefficient efficiency. 18 and 19 are graphs showing an example of the relationship between the detected pulse and time, respectively. FIG. 20 is a flowchart showing an example of the operation of the radioactivity measurement apparatus according to the embodiment of the present invention.
検出素子124は、図16に示すように、テルル化カドミウム(CdTe)等の放射線に反応する半導体検出器130が、電極132と、電極134と、で挟まれている。電極132には、バイアス電圧源180の陰極(マイナス極)が接続され、電極134には、バイアス電圧源180の陽極(プラス極)が接続されている。検出素子124は、バイアス電圧が印加された状態で、γ線が照射されると、正孔が陰極(電極132)に移動し、電子が陽極(電極134)に移動する。これにより、回路内に電流が流れる。放射線検出部は、検出素子124によって、回路に流れる電流をパルスとして検出し、このパルスの数を検出することで、放射線量を検出する。
As shown in FIG. 16, in the
ここで、検出素子124は、図17に示すように、印加されるバイアス電圧によって、計数効率、つまりパルスの生じやすさが変動する。ここで、計数効率は、みかけの放射能(計数率cpm)を真の放射能(壊変率dpm)で割った値である。検出素子124は、計数効率が高い電圧(図17では、電圧V1)で計測を行うことで、パルスが発生しやすくなり感度の高い計測を行うことができる。
Here, as shown in FIG. 17, in the
また、検出素子124は、図18のように、検出された放射線量が少ない(パルス190が少ない)と数え落しが生じにくくなる。これに対して、検出素子124は、図19のように、検出された放射線量が多い(パルス192、192aが多い)と数え落しが生じやすくなる。例えば、図19では、パルス192aと隣接するパルス192aとが重なっているため、数え落しが生じやすい。
As shown in FIG. 18, the
そこで、本実施形態の放射能測定装置1は、印加するバイアス電圧を調整し、検出素子24の計数効率を調整することで、パルスの数え落しの発生を抑制する。具体的には、放射能測定装置1は、設定に基づいて計測を行い(ステップS102)、計測したパルスカウント数を検出する、つまり検出したパスルをカウントする(ステップS104)。
Therefore, the
放射能測定装置1は、検出したパルスをカウントし、しきい値<パルスカウント数であるかを判定する(ステップS106)。放射能測定装置1は、しきい値<パルスカウント数である(ステップS106でYes)と判定した場合、バイアス電圧を変更する(ステップS108)。具体的には、例えば、図17に示すように、バイアス電圧をV1からV2またはV3に変更する。放射能測定装置1は、計数効率が低下する方向にバイアス電圧を変動させればよく、バイアス電圧は増加させても減少させてもよい。放射能測定装置1は、バイアス電圧を変更したら、本処理を終了する。放射能測定装置1は、しきい値≧パルスカウント数である(ステップS106でNo)と判定した場合、そのまま本処理を終了する。
The
放射能測定装置1は、パルスカウント数に基づいて、検出素子124に印加するバイアス電圧を変動させることで、パルスカウントが検出されすぎて、数え落しが生じることを抑制することができる。放射能測定装置1は、バイアス電圧を変動させた場合、計数効率に基づいて、パルスカウント数を換算することで、放射線量を適切に検出することができる。
The
図21及び図22は、それぞれ収納容器の他の例を示す斜視図である。上記実施形態では、収納容器を直方体としたが、これに限定されない。放射能測定装置は、図21及び図22に示すように、円柱形状の収納容器202、204を用いることもできる。また、計測時の収納容器の向きも特に限定されず、図21に示す収納容器202のように、円柱形状の側面がスライド方向と直交となる向きで放射線検出部2に移動させてもよいし、図22に示す収納容器204のように、円柱形状の頂面がスライド方向と直交なる向きで放射線検出部2に移動させてもよい。また、上記実施形態では、収納容器202、204を円柱形状としたが、これに限定されない。収納容器としては、曲面を備える曲面体も好適に用いることができる。また、収納容器は、直方体、曲面体を用いることが好ましいが、これにも限定されない。
21 and 22 are perspective views showing other examples of the storage container, respectively. In the said embodiment, although the storage container was made into the rectangular parallelepiped, it is not limited to this. As shown in FIGS. 21 and 22, the radioactivity measuring apparatus can also use
図23は、放射能測定装置の他の例の概略構成を示す斜視図である。図23に示す放射能測定装置301は、円柱の収納容器202の放射線量を好適に計測できる構造である。放射能測定装置301は、放射線検出部302と、収納容器202を放射線検出部302に対して移動させる移動機構304と、を有する。放射線検出部302は、検出器ユニット320を有する。検出器ユニット320は、リング形状の部材であり、複数の検出器322が、リング形状の幅方向及び周方向に二次元配置されている。また、検出器322は上述した検出器と同様に複数の検出素子が二次元配列されている。移動機構304は、検出器322の円筒形状の軸方向に沿って収納容器202を移動させる。これにより、放射能測定装置301は、検出器322で収納容器202の軸方向の各部において放射線量を計測することができる。放射能測定装置301は、移動機構304によって収納容器202を移動させ、リング形状の検出器ユニット320と収納容器202とが対面した状態で、相対的に移動させることで、検出器ユニット320で収納容器202の放射線量を計測することができる。また、検出器ユニット320をリング形状とした場合、検出器ユニット320は、1つの繋がった面となり、その面に複数の検出器が配置された構成となる。
FIG. 23 is a perspective view showing a schematic configuration of another example of the radioactivity measurement apparatus. The
また、放射能測定装置は、収納容器を移動させる方向にある二面を除く四面または全周に検出器ユニットを配置することが好ましいが、収納容器を移動させる方向にある二面を除く少なくとも一面以上の面(収納容器を移動させる方向にある二面を除く面のうち少なくとも一面以上の面)に検出器ユニットを配置していればよい。 Further, the radioactivity measuring device preferably has the detector unit arranged on all four sides or the entire circumference except for two sides in the direction of moving the storage container, but at least one side except for the two sides in the direction of moving the storage container. The detector unit may be disposed on the above surfaces (at least one surface of the surfaces excluding the two surfaces in the direction in which the storage container is moved).
図24は、放射能測定装置の他の例の概略構成を示す斜視図である。図24に示す放射能測定装置401は、放射線検出部402と、収納容器202を放射線検出部402に対して移動させる移動機構404と、を有する。放射線検出部402は、検出器ユニット420と、検出器ユニット420を軸方向に移動させる移動部409と、を有する。検出器ユニット420は、面上の部材であり、複数の検出器422が二次元配置されている。また、検出器ユニット402は、移動部409により、検出器ユニット420を収納容器202の軸方向に位置を移動させる。移動機構404は、収納容器202を回転させる。また、検出器ユニット420は、円柱形状の収納容器202の軸方向に移動可能な機構である。移動機構404は、検出器422に対して、収納容器202を回転させることで、検出器422と対面している収納容器202の位置を移動させる。これにより、放射能測定装置401は、検出器422で収納容器402の軸方向の各部において放射線量を計測することができる。放射能測定装置401は、放射線検出部402と移動機構404とによって収納容器202と検出器ユニット420とを相対移動させ、検出器ユニット420と収納容器202とが対面した状態で相対的に移動させることで、検出器ユニット420で収納容器202の放射線量を計測することができる。
FIG. 24 is a perspective view showing a schematic configuration of another example of the radioactivity measurement apparatus. A
放射能測定装置401のように、検出器ユニット420が収納容器202の任意の面の全域を覆う形状としない場合でも、検出器ユニット420の検出器422の検出素子を二次元配列することで、収納容器202の放射線量を好適に計測することができる。つまり、放射能測定装置は、収納容器を移動させる方向にある二面を除く少なくとも一面以上の面の少なくとも一部に検出器ユニットを配置すればよい。また、図24では、円柱形の収納容器202を用いたが、放射能測定装置401は、直方体の収納容器も同様に計測することができる。
Even when the
図25は、放射線検出部の概略構成を示す斜視図である。また、上記実施形態の放射線検出部は、上述した各種効果を得ることができるため、検出素子として、CdTeまたはCdZnTeを含有する半導体素子を含む素子を用いたが、これに限定されない。放射線検出部は、検出素子として、各種素子を用いることができる。例えば、ゲルマニウム(Ge)を含有する半導体素子を含む素子を検出素子として用いることができる。図25に示す放射線検出部502は、収納容器100の周囲に配置されている。なお、放射線検出部502は、検出素子524の配置位置が異なるのみで、他の構成は上述した実施形態と同様とすることができる。放射線検出部502は、収納容器100と対面するそれぞれの面に検出器522が配置されている。検出器522は、複数の検出素子524が二次元配列で配置されている。
FIG. 25 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the radiation detection unit. Moreover, since the radiation detection part of the said embodiment can acquire the various effects mentioned above, although the element containing the semiconductor element containing CdTe or CdZnTe was used as a detection element, it is not limited to this. The radiation detection unit can use various elements as detection elements. For example, an element including a semiconductor element containing germanium (Ge) can be used as the detection element. The
放射線検出部502は、ゲルマニウム(Ge)を含有する半導体素子を含む検出素子524を用いる場合も検出素子524を二次元配列することで、収納容器の放射線量を好適に計測することができる。
Even when the
1 放射能測定装置
1a フレーム
2 放射線検出部
3 スライド移動部
3a レール
4 回転移動部
4a 回転テーブル
5 放射能量算出部
6 検出部遮蔽部
7 収納容器遮蔽部
8 重量測定部
10 制御部
20 検出器ユニット
22 検出器
24 検出素子
100 収納容器
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記収納容器を直線移動させるスライド移動部と、
前記スライド移動部が前記収納容器を移動させる経路中に配置され、前記スライド移動部が前記収納容器を移動させる方向にある二面を除く少なくとも一面以上の面に検出器ユニットが配置された放射線検出部と、
前記放射線検出部で検出した前記収納容器のそれぞれの面から放出される放射線量を取得し、取得した面の放射線量を平均して前記放射性廃棄物全体の放射能量を算出する放射能量算出部と、を備え、
前記検出器ユニットは、複数の検出器を有し、
前記検出器は、複数の検出素子が二次元配列されていることを特徴とする放射能測定装置。 A radioactivity measuring device that measures the radioactivity of radioactive waste stored in a storage container,
A slide moving unit for linearly moving the storage container;
Radiation detection in which the slide moving unit is disposed in a path for moving the storage container, and a detector unit is disposed on at least one surface excluding two surfaces in a direction in which the slide moving unit moves the storage container. And
A radioactivity amount calculating unit that acquires the radiation dose emitted from each surface of the storage container detected by the radiation detection unit, and calculates the radioactivity amount of the entire radioactive waste by averaging the radiation doses of the acquired surface; With
The detector unit has a plurality of detectors,
The detector has a plurality of detection elements arranged in a two-dimensional array.
前記放射能量算出部は、前記収納容器の六面のそれぞれの面から放出される放射線量を取得し、取得した六面の放射線量を平均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。 The radiation detection unit is linearly moved by the slide moving unit and measures the radiation dose on the four surfaces of the storage container moved to the facing position, and then is linearly moved to the rotary moving unit by the slide moving unit, The amount of radiation on the remaining two surfaces of the storage container that has been rotationally moved by the rotational movement unit, linearly moved by the slide movement unit, and moved to a facing position,
6. The radioactivity according to claim 5, wherein the radioactivity calculation unit acquires the radiation dose emitted from each of the six surfaces of the storage container, and averages the acquired radiation doses of the six surfaces. measuring device.
前記検出素子は、前記端子に着脱可能な状態で接続されていることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の放射能測定装置。 The detector includes a terminal connected to the detection element, and includes a substrate that supports a plurality of detection elements,
The radioactivity measuring apparatus according to claim 1, wherein the detection element is connected to the terminal in a detachable state.
前記スイッチが複数の同じ行または同じ列に配置された複数の前記検出素子と前記放射能量算出部との接続を切換、
前記行と前記列で複数の前記検出素子と前記放射能量算出部とを接続するスイッチを順次切り換えることで、放射線量を測定する前記検出素子を切り換えることを特徴とする請求項15に記載の放射能測定装置。 In the detector, the detection elements are arranged in a matrix,
The switch switches the connection between the plurality of detection elements and the activity amount calculation unit arranged in the same row or the same column,
16. The radiation according to claim 15, wherein the detection elements for measuring radiation dose are switched by sequentially switching a switch that connects a plurality of the detection elements and the activity amount calculation unit in the row and the column. Performance measuring device.
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