JP2015141043A - 放射性物質分布測定装置及び放射性物質分布測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヘッド部30の先端(下端)には、下側が鋭角形状とされた先端部31が設けられているため、ヘッド部30は海底面S3よりも下側に自重によって侵入することができる。ヘッド部30における先端部31の上側には、上下方向に複数(図中では6つ)の放射線検出部40が配列されている。各放射線検出部40は、ガンマ線(放射線)を吸収することによって可視光を発するシンチレータ41と、この可視光を受けてパルス状の電気信号を出力するフォトダイオード42とで構成される。こうしたフォトダイオード42からのパルス状の出力信号を処理するための信号処理部23が、測定ユニット本体20に内蔵されている。
【選択図】図2
Description
本発明の請求項1に係る放射性物質分布測定装置は、土壌の中に存在する放射性物質が発する放射線を検出することによって、前記土壌の中における前記放射性物質の深さ方向の分布を測定する放射性物質分布測定装置であって、長手方向における一端の側から前記土壌の中に貫入され、前記長手方向に配列された複数の放射線検出部が内部に設けられたヘッド部を具備することを特徴とする。
この発明においては、ヘッド部中の放射線検出部によって、測定対象となる放射性物質が発する放射線(ガンマ線等)の深さ方向の強度分布が検出される。この検出結果を用いて、この放射性物質の土壌中の深さ方向の分布が算出される。
本発明の請求項2に係る放射性物質分布測定装置において、前記ヘッド部は、前記土壌の上にある空気又は水と前記土壌との境界を認識する境界認識手段を具備することを特徴とする。
この発明においては、境界認識手段によって、水底における水底面あるいは地上における地面が認識される。
本発明の請求項3に係る放射性物質分布測定装置は、複数の前記放射線検出部が前記境界認識手段として用いられたことを特徴とする。
この発明においては、複数の放射線検出部自身が境界認識手段の少なくとも一部として用いられる。
この発明においては、ヘッド部よりも太い測定ユニット本体がヘッド部に固定されて用いられる。測定ユニット本体には、信号処理部が設けられる。
本発明の請求項5に係る放射性物質分布測定装置において、前記信号処理部は、検出された放射線に対応して前記放射線検出部から出力されたパルス状の出力信号を増幅する増幅器を具備し、前記増幅器によって増幅された前記出力信号のうち、予め定められた範囲のパルス高をもつ前記出力信号を計数することを特徴とする。
この発明においては、測定ユニット本体に増幅器が設けられ、増幅後の出力信号が係数される。
本発明の請求項6に係る放射性物質分布測定装置において、前記信号処理部は、予め定められた複数の前記範囲毎に前記出力信号を計数する多重波高分析器を具備することを特徴とする。
この発明においては、多重波高分析器が用いられることにより、複数のチャンネル(複数の放射線(ガンマ線等)エネルギー)毎の放射線(ガンマ線等)強度が検出できる。
本発明の請求項7に係る放射性物質分布測定装置において、前記信号処理部は、前記出力信号の計数結果を記憶する記憶部を具備することを特徴とする。
この発明においては、検出結果を記憶する記憶部が用いられる。
本発明の請求項8に係る放射性物質分布測定装置において、複数の前記放射線検出部は前記ヘッド部で、前記信号処理部は前記測定ユニット本体で、それぞれ密封された構成を具備することを特徴とする。
この発明においては、放射線検出部、信号処理部は共に密封される。
本発明の請求項9に係る放射性物質分布測定装置において、前記測定ユニット本体は、前記信号処理部及び各前記放射線検出部に電力を供給する電源部を具備することを特徴とする。
この発明においては、電源となる電源部も測定ユニット本体中に設けられる。
この発明においては、フレームが測定ユニットと組み合わせて用いられる。測定ユニットはフレームに対して上下方向の一定の範囲で可動とされる。
本発明の請求項11に係る放射性物質分布測定装置は、前記測定ユニット本体における前記ヘッド部が固定された側と反対側に錘が着脱自在とされたことを特徴とする。
この発明においては、測定ユニット本体に錘が装着される。
本発明の請求項12に係る放射性物質分布測定装置は、前記測定ユニット本体における前記ヘッド部が固定された側と反対側に、ワイヤが係止されるワイヤ係止部が設けられたことを特徴とする。
この発明においては、測定ユニット本体の上側にワイヤ係止部が設けられる。
本発明の請求項13に係る放射性物質分布測定装置は、前記長手方向における前記ヘッド部の一端側が鋭角形状とされたことを特徴とする。
この発明においては、ヘッド部の先端(下端)が鋭角形状とされる。
この発明においては、前記のヘッド部を土壌中に貫入し、放射線検出部に放射線を検出させることによって、放射性物質の分布が測定される。
本発明の請求項15に係る放射性物質分布測定方法は、各前記放射線検出部が検出した前記検出強度より前記放射線の深さ方向の強度分布を測定し、前記強度分布の変動率が局所的に高い箇所のうち最も上方の箇所を、前記土壌の上にある空気又は水と前記土壌との境界と認識することを特徴とする。
この発明においては、検出された放射線強度分布において、強度分布の変動率が局所的に高い箇所のうち最も上方の箇所が地上における地面、水中における水底面と認識される。
本発明の請求項17に係る放射性物質分布測定方法は、測定される前記土壌を深さ方向にj=0〜M(Mは整数)に分割し、複数の前記放射線検出部のうちi番目の前記放射線検出部のjに対応した深さの箇所の土壌からの前記放射線に対する感度係数をRijとした際に、前記放射線を発する前記放射性物質のjに対応した深さにおける存在量fjとi番目の前記放射線検出部の検出強度giが(2)式によって定まることを用いて前記fjを算出することを特徴とする。
本発明の請求項18に係る放射性物質分布測定方法は、前記ヘッド部を水平方向における異なる複数の箇所の前記土壌に貫入させ、前記土壌の中の前記放射性物質の3次元分布を測定することを特徴とする。
この発明においては、水平方向における異なる複数の箇所に貫入させて上記の測定を行うことによって、放射性物質の3次元分布が測定される。
この際、境界認識手段が用いられることによって、深さ分布測定の基準となる水底面等を、放射性物質分布測定装置自身で認識することができる。このため、土壌中における放射性物質の分布を正確に測定することができる。
この際、放射線検出部自身を境界認識手段としても使用することができ、この場合には、ヘッド部の構成を単純化することができる。また、例えば放射線検出部がガンマ線や中性子線を検出するものである場合、ヘッド部を全て金属で構成することが可能となり、別途に境界認識手段のヘッド部での開孔等も必要が無くなるため、土壌中に貫入するヘッド部として強度が確保できる。
また、フレームと測定ユニットを組み合わせた場合には、ヘッド部の貫入深さを正確に定めることができるため、特に高精度の測定が可能であり、かつその操作も容易となる。
また、信号処理部が設けられた測定ユニット本体を用いることにより、放射線検出器からの出力信号にノイズが混入することが抑制され、より高精度の測定が可能となる。特に、記憶部や電源部も測定ユニット本体側に設ければ、水中の測定ユニット側と水上との間の電気的接続は全く不要となるため、有効である。
また、多重波高分析器を用いることにより、1回の測定で、複数種類の核種(放射性物質)の分布を計測することができる。
また、錘を測定ユニット本体上部に装着して測定ユニットを重くすることによって、あるいはヘッド部の下端を鋭角形状とすることにより、ヘッド部を確実に土壌中に貫入させることができる。測定ユニット本体上部にワイヤが係止できる構成とすれば、ワイヤを用いることによって、測定ユニットの水中への投入及び回収が、フレームの有無に関わらず容易となる。
更に、放射線強度分布の変動率を用いて海底面のヘッド部に対する位置を認識する場合には、ヘッド部の土壌中への貫入深さが不定である場合であっても、この位置を基準とした放射線物質分布が測定できる。
また、放射性物質の分布を(1)式より求める場合には、これをより正確に算出することができる。
一方、放射性物質の分布を(2)式より求める場合には、これをより簡易に算出することができる。
また、上記の構成の放射性物質分布測定装置を用いた測定は極めて単純であるため、これを水平方向における異なる複数の箇所で繰り返して行うことが容易である。このため、放射性物質の深さ方向の分布のみならず、その3次元分布も容易に測定することができる。
このため、図1に構成において、測定ユニット10を強制的に可動範囲の下端部まで移動させる必要はなく、測定ユニット10の自重のみによってヘッド部30を土壌G中に貫入させればよい。このため、フレーム50を用いずに上記の測定を行うこともできる。
11 ワイヤ係止部
20、120 測定ユニット本体
21 上側ストッパ
22 下側ストッパ
23、123 信号処理部
24 増幅器(AMP)
25 多重波高分析器(MCA)
26 記憶部
27 電源部
28 CPU
30、130 ヘッド部
31 先端部
32 基板
33 遮蔽板
34 ヘッド外壁
35 緩衝材
36 留め金具
40 放射線検出部
41 シンチレータ
42、62 フォトダイオード
50 フレーム
51 フレーム正面(上面)
52 フレーム底面(底面)
53 上側開口部
54 下側開口部
60 境界検出部
61 照明部
63 窓
100 ワイヤ
200 測定装置
S1 地面
S2 海面
S3 海底面
S4 土壌中界面
G 土壌
G1 汚染土壌
G2 非汚染土壌
O 海水
Claims (18)
- 土壌の中に存在する放射性物質が発する放射線を検出することによって、前記土壌の中における前記放射性物質の深さ方向の分布を測定する放射性物質分布測定装置であって、
長手方向における一端の側から前記土壌の中に貫入され、前記長手方向に配列された複数の放射線検出部が内部に設けられたヘッド部を具備することを特徴とする放射性物質分布測定装置。 - 前記ヘッド部は、前記土壌の上にある空気又は水と前記土壌との境界を認識する境界認識手段を具備することを特徴とする請求項1に記載の放射性物質分布測定装置。
- 複数の前記放射線検出部が前記境界認識手段として用いられたことを特徴とする請求項2に記載の放射性物質分布測定装置。
- 前記ヘッド部と、
前記ヘッド部の前記長手方向における他端が固定され、複数の前記放射線検出部の出力信号を処理する信号処理部を内蔵し、前記長手方向と垂直な方向において前記ヘッド部よりも大きな外径をもつ測定ユニット本体と、
を具備する測定ユニットが用いられたことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の放射性物質分布測定装置。 - 前記信号処理部は、検出された放射線に対応して前記放射線検出部から出力されたパルス状の出力信号を増幅する増幅器を具備し、前記増幅器によって増幅された前記出力信号のうち、予め定められた範囲のパルス高をもつ前記出力信号を計数することを特徴とする請求項4に記載の放射性物質分布測定装置。
- 前記信号処理部は、予め定められた複数の前記範囲毎に前記出力信号を計数する多重波高分析器を具備することを特徴とする請求項5に記載の放射性物質分布測定装置。
- 前記信号処理部は、前記出力信号の計数結果を記憶する記憶部を具備することを特徴とする請求項5又は6に記載の放射性物質分布測定装置。
- 複数の前記放射線検出部は前記ヘッド部で、前記信号処理部は前記測定ユニット本体で、それぞれ密封された構成を具備することを特徴とする請求項4から請求項7までのいずれか1項に記載の放射性物質分布測定装置。
- 前記測定ユニット本体は、前記信号処理部及び各前記放射線検出部に電力を供給する電源部を具備することを特徴とする請求項4から請求項8までのいずれか1項に記載の放射性物質分布測定装置。
- 前記測定ユニットを前記長手方向における一定の範囲で移動可能として収容し、かつ前記ヘッド部を前記長手方向で貫通させる底面を具備するフレームが、前記測定ユニットと組み合わされて用いられたことを特徴とする請求項4から請求項9までのいずれか1項に記載の放射性物質分布測定装置。
- 前記測定ユニット本体における前記ヘッド部が固定された側と反対側に錘が着脱自在とされたことを特徴とする請求項4から請求項10までのいずれか1項に記載の放射性物質分布測定装置。
- 前記測定ユニット本体における前記ヘッド部が固定された側と反対側に、ワイヤが係止されるワイヤ係止部が設けられたことを特徴とする請求項4から請求項11までのいずれか1項に記載の放射性物質分布測定装置。
- 前記長手方向における前記ヘッド部の一端側が鋭角形状とされたことを特徴とする請求項1から請求項12までのいずれか1項に記載の放射性物質分布測定装置。
- 請求項1から請求項13までのいずれか1項に記載の放射性物質分布測定装置における前記ヘッド部を前記土壌の中に貫入させて前記放射性物質が発する放射線を各前記放射線検出部に検出させ、
前記放射線を各前記放射線検出部が検出した検出強度より、前記放射性物質の前記土壌の中における深さ方向の分布を算出することを特徴とする放射線物質分布測定方法。 - 各前記放射線検出部が検出した前記検出強度より前記放射線の深さ方向の強度分布を測定し、前記強度分布の変動率が局所的に高い箇所のうち最も上方の箇所を、前記土壌の上にある空気又は水と前記土壌との境界と認識することを特徴とする請求項14に記載の放射性物質分布測定方法。
- 前記ヘッド部を水平方向における異なる複数の箇所の前記土壌に貫入させ、前記土壌の中の前記放射性物質の3次元分布を測定することを特徴とする請求項14から請求項17までのいずれか1項に記載の放射性物質分布測定方法。
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