JP2015169455A - Radiation measurement method, collimator and radiation measurement device - Google Patents

Radiation measurement method, collimator and radiation measurement device Download PDF

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正二 高橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily and accurately measuring a radiation radiating from a radioactive substance existing in a deeper part than the surface of a measurement object, and an apparatus and device used for the same.SOLUTION: A radiation measurement method which measures a radiation radiating from a radioactive substance 102 existing in a deeper part 112 than a surface 110 of a measurement object 100 performs first measurement for measuring a radiation Rp which radiates from the deeper part 112 and whose passage distance from the deeper part 112 to the surface 110 is a first length L1 and second measurement for measuring a radiation Rs which radiates from the deeper part 112 and whose passage distance from the deeper part 112 to the surface 110 is a second length L2 longer than the first length L1, and calculates the radioactivity characteristics in the deeper part 112 on the basis of the ratio of the measurement result in the first measurement to the measurement result in the second measurement.

Description

本発明は、測定対象の表面よりも深部に存在する放射性物質が放射する放射線を測定する放射線測定方法、ならびに放射線測定方法に用いられるコリメータおよび放射線測定装置に関する。   The present invention relates to a radiation measurement method for measuring radiation radiated from a radioactive substance existing deeper than the surface of a measurement target, and a collimator and a radiation measurement apparatus used in the radiation measurement method.

放射性セシウムなどの放射性物質に汚染された建築物や地面などの放射能を測定する方法や装置が各種提案されている。代表的な方法として、サーベイメータを使ってその場の空間線量率から放射能を求める方法と、ベータ線を計数する方法とが知られている。   Various methods and devices for measuring the radioactivity of buildings and the ground contaminated with radioactive materials such as radioactive cesium have been proposed. As a representative method, there are known a method for obtaining radioactivity from an in-situ air dose rate using a survey meter and a method for counting beta rays.

非特許文献1には、放射性物質による汚染の状況の指標を得るための方法として、シンチレーション式のサーベイメータを用いてガンマ線の空間線量率を計測することが記載されている。しかしながら、ガンマ線は土壌などの測定対象のみならず周囲の四方八方から飛来するため、空間線量率を計測したとしても測定対象の放射能を正確に定量化することはできない。   Non-Patent Document 1 describes measuring an air dose rate of gamma rays using a scintillation-type survey meter as a method for obtaining an index of the state of contamination by radioactive substances. However, since gamma rays fly not only from the measurement object such as soil but also from the surrounding four sides, the radioactivity of the measurement object cannot be accurately quantified even if the air dose rate is measured.

特許文献1には、放射性物質を起源とする特性エックス線を計数する放射性物質検出装置(放射線測定装置)が記載されている。この装置は、ガンマ線を遮蔽することなく、測定対象に指向させた検知素子に対して周囲から飛来する特性エックス線を遮蔽して、測定対象から入射する特性エックス線を計数するものである。   Patent Document 1 describes a radioactive substance detection apparatus (radiation measurement apparatus) that counts characteristic X-rays originating from radioactive substances. This apparatus counts the characteristic X-rays incident from the measurement object by shielding the characteristic X-rays flying from the surroundings with respect to the sensing element directed to the measurement object without shielding the gamma rays.

国際公開第13/105519号パンフレットInternational Publication No. 13/105519 Pamphlet

「汚染状況重点調査地域内における環境の汚染状況の調査測定方法に係るガイドライン」環境省、平成23年12月第1版“Guidelines on Survey and Measurement Methods for Environmental Pollution Status in the Pollution Status Priority Survey Area” Ministry of the Environment, December 2011, 1st Edition

建築物や地面の表面に飛来した放射性物質は、雨水とともに内部に浸透して表面よりも深部に沈降し、表面における線量に影響を与える。しかしながら、放射性物質の深さ位置や沈降速度は条件により変化し、またその測定は大きな労力と時間を必要とする。一方で、代表的な除染作業の一つとして、表面の洗浄が行われており、その除染効果を定量化するために内部に位置する放射性物質の放射能を測定することが求められている。   The radioactive material that has come to the surface of the building or the ground penetrates into the interior together with rainwater and sinks deeper than the surface, affecting the dose on the surface. However, the depth position and settling velocity of radioactive materials vary depending on conditions, and the measurement requires a great amount of labor and time. On the other hand, as one of the typical decontamination work, the surface is cleaned, and it is required to measure the radioactivity of the radioactive substance located inside in order to quantify the decontamination effect. Yes.

これに対し、ベータ線は紙1mm程度の厚さの遮蔽物によっても大きな吸収を受けて著しく計数率を減少させるため、表面より深部に存在する放射性物質から放射されるベータ線を地表で正確に測定することはできない。   On the other hand, since beta rays are greatly absorbed even by a shield with a thickness of about 1 mm of paper and the count rate is significantly reduced, the beta rays emitted from radioactive materials existing deeper than the surface are accurately detected on the ground surface. It cannot be measured.

また、特許文献1の方法に関しても、特性エックス線はガンマ線に比べて透過能力が低いため、物質によってその一部が遮蔽される。このため、放射される特性エックス線を表面から測定して放射能に換算した場合、内部における真の放射能に比べて過少に評価されるおそれがある。高いエネルギーをもつ主たるガンマ線(以下、「主ガンマ線」という場合がある)は容易に物質を透過して表面から放射されるのに対し、特許文献1の方法のように一部が遮蔽される特性エックス線を計数して放射能に換算した場合、放射能が過少評価される。   Also, with respect to the method of Patent Document 1, the characteristic X-ray has a lower transmission capability than the gamma ray, and a part thereof is shielded by the substance. For this reason, when the characteristic X-ray to be radiated is measured from the surface and converted into radioactivity, it may be underestimated as compared with the true radioactivity inside. Main gamma rays having high energy (hereinafter sometimes referred to as “main gamma rays”) are easily transmitted through the material and radiated from the surface, but are partially shielded as in the method of Patent Document 1. When X-rays are counted and converted to radioactivity, the radioactivity is underestimated.

このほか、例えば土壌の深部に位置する放射性物質の放射能を定量的に測定する方法として、ボーリング検査により深さごとの土壌試料を放射能測定することが行われているが、この検査は大掛かりであり、大規模な設備を要するとともに測定に長時間を要する。   In addition, for example, as a method for quantitatively measuring the radioactivity of radioactive substances located in the deep part of the soil, the soil sample at each depth is measured by a boring test, but this test is extensive. Therefore, a large-scale facility is required and a long time is required for measurement.

本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、測定対象の表面よりも深部に存在する放射性物質が放射する放射線を簡易かつ正確に測定する方法、およびかかる方法に用いられる機器や装置を提供するものである。   The present invention has been made in view of the problems as described above, and a method for easily and accurately measuring radiation emitted by a radioactive substance existing deeper than the surface of a measurement target, and an apparatus used for such a method, A device is provided.

本発明によれば、測定対象の表面よりも深部に存在する放射性物質が放射する放射線を測定する方法であって、前記深部から放射されて当該深部から前記表面までの通過距離が第一長さである放射線を計測する第一測定と、前記深部から放射されて当該深部から前記表面までの通過距離が前記第一長さよりも長い第二長さである放射線を計測する第二測定と、を行い、前記第一測定で測定された計測結果と前記第二測定で測定された計測結果との比率に基づいて前記深部における放射能特性を算出することを特徴とする放射線測定方法が提供される。   According to the present invention, there is provided a method for measuring radiation radiated from a radioactive substance existing deeper than a surface to be measured, wherein a first distance is a distance from the deep part to the surface that is emitted from the deep part. A first measurement for measuring radiation, and a second measurement for measuring radiation radiated from the deep part and having a second length that is longer than the first length by the distance from the deep part to the surface. And a radiation measurement method characterized in that the radioactivity characteristic in the deep part is calculated based on a ratio between the measurement result measured in the first measurement and the measurement result measured in the second measurement. .

また、本発明によれば、上記の放射線測定方法に用いられるコリメータであって、放射線を検知する検知素子を備える放射線測定装置に装着される装着部と、前記装着部を前記放射線測定装置に装着した状態で前記検知素子の検知方向に対して傾斜した方向に開口している傾斜開口部と、を備え、前記傾斜開口部に入射する前記放射線のうち前記検知方向に対する平均入射角が所定以下の前記放射線を遮蔽することを特徴とするコリメータが提供される。   Further, according to the present invention, there is provided a collimator used in the radiation measurement method described above, the attachment part attached to the radiation measurement apparatus including a detection element for detecting radiation, and the attachment part attached to the radiation measurement apparatus. An inclined opening that opens in a direction inclined with respect to the detection direction of the detection element, and an average incident angle with respect to the detection direction of the radiation incident on the inclined opening is equal to or less than a predetermined value A collimator is provided that shields the radiation.

また、本発明によれば、光子を検知するコリメートされた検知素子を備え、測定対象の表面よりも深部に存在する放射性物質が放射する放射線を測定する指向性の測定装置であって、前記検知素子のコリメート方向が可変または選択可能であり、前記深部から放射されて当該深部から前記表面までの通過距離が第一長さである放射線を計測する第一測定と、前記深部から放射されて当該深部から前記表面までの通過距離が前記第一長さよりも長い第二長さである放射線を計測する第二測定と、を行うことを特徴とする放射線測定装置が提供される。   Further, according to the present invention, there is provided a directivity measurement device that includes a collimated detection element that detects a photon, and that measures radiation emitted by a radioactive substance that exists deeper than the surface of the measurement target. The collimating direction of the element is variable or selectable, and the first measurement that measures the radiation that is radiated from the deep part and the passing distance from the deep part to the surface is the first length; A radiation measurement apparatus is provided that performs a second measurement of measuring radiation having a second length that is longer than the first length by a passing distance from a deep part to the surface.

上記発明によれば、所定の深さ位置に存在する放射性物質から四方八方に放射される多数の放射線を、深部から表面に至るまでの通過距離が異なる状態で計測する。これにより、深部で同等の放射能を有する放射性物質から放射された放射線が、第一測定と第二測定とで異なる減衰率で計測される。このため、これらの計測結果の比率を求めることで、深部における放射能や深さ位置、通過距離などの放射能特性を算出することができる。   According to the said invention, many radiation radiated | emitted in all directions from the radioactive substance which exists in a predetermined depth position is measured in the state from which the passage distance from a deep part to the surface differs. Thereby, the radiation radiated | emitted from the radioactive material which has the equivalent radioactivity in the deep part is measured by the attenuation rate which is different by the 1st measurement and the 2nd measurement. Therefore, by obtaining the ratio of these measurement results, the radioactivity characteristics such as the radioactivity in the deep part, the depth position, and the passage distance can be calculated.

本発明によれば、測定対象の表面よりも深部に存在する放射性物質が放射する放射線を簡易かつ正確に測定することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the radiation which the radioactive substance which exists deeper than the surface of a measuring object radiates | emits can be measured easily and correctly.

本発明の実施形態の放射線測定装置を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the radiation measuring device of embodiment of this invention. (a)はパラレルコリメータで遮蔽される放射線および検知素子に入射する放射線を示す説明図である。(b)はスラントコリメータで遮蔽される放射線および検知素子に入射する放射線を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the radiation which is shielded with a parallel collimator, and the radiation which injects into a detection element. (B) is explanatory drawing which shows the radiation which shields with a slant collimator, and the radiation which injects into a detection element. 検知素子に入射する放射線を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the radiation which injects into a detection element. (a)は第一実施例に用いた第一測定器の構成を示す模式図であり、(b)は第一実施例に用いた第二測定器の構成を示す模式図である。(A) is a schematic diagram which shows the structure of the 1st measuring device used for the 1st Example, (b) is a schematic diagram which shows the structure of the 2nd measuring device used for the 1st Example. 第二測定の計測結果を示す放射線スペクトルである。It is a radiation spectrum which shows the measurement result of a 2nd measurement. 第二測定の放射線スペクトルを近似関数でフィッティングした状態を示すグラフである。It is a graph which shows the state which fitted the radiation spectrum of the 2nd measurement with the approximate function. 遮蔽板の厚みと特性エックス線の計数率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the thickness of a shielding board, and the count rate of a characteristic X-ray. 遮蔽板の面密度と特性エックス線の計数率との関係、ならびに遮蔽板の面密度と第一測定および第二測定の計測結果の比率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the surface density of a shielding board and the count rate of a characteristic X-ray, and the relationship between the surface density of a shielding board, and the ratio of the measurement result of a 1st measurement and a 2nd measurement. 第二実施例の結果を示す図であり、測定物の面密度深さと第一測定および第二測定の計測結果の比率との関係を示すグラフである。It is a figure which shows the result of a 2nd Example, and is a graph which shows the relationship between the surface density depth of a measured object, and the ratio of the measurement result of a 1st measurement and a 2nd measurement.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as appropriate.

図1は本発明の実施形態の放射能測定装置(以下、測定装置と略記する場合がある)10を示す断面模式図である。図1は検知素子20p、20sの指向方向に沿って測定装置10を切った縦断面を表している。測定装置10は、測定対象100の表面110に検知素子20p、20sの検知面22を正対させて設置されている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a radioactivity measurement apparatus (hereinafter sometimes abbreviated as a measurement apparatus) 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a longitudinal section in which the measuring device 10 is cut along the directing direction of the sensing elements 20p and 20s. The measurement apparatus 10 is installed with the detection surface 22 of the detection elements 20p and 20s facing the surface 110 of the measurement target 100.

はじめに、本実施形態の概要について説明する。
測定装置10は、光子を検知するコリメートされた検知素子20p、20sを備え、測定対象100の表面110よりも深部112に存在する放射性物質102が放射する放射線Rp、Rsを測定する指向性の装置である。
検知素子20p、20sのコリメート方向は可変または選択可能である。検知素子20p、20sをあわせて検知素子20と呼称する場合がある。
本実施形態の測定装置10は、第一測定と第二測定を行うことを特徴とする。第一測定では、深部112から放射されて当該深部112から表面110までの通過距離が第一長さL1である放射線Rpを計測する。第二測定では、深部112から放射されて当該深部112から表面110までの通過距離が第二長さL2である放射線Rsを計測する(図3を参照)。第二長さL2は、第一長さL1よりも長い。本実施形態の測定装置10は、後述する放射線測定方法に用いられる。
First, an outline of the present embodiment will be described.
The measurement apparatus 10 includes collimated detection elements 20p and 20s that detect photons, and a directional apparatus that measures the radiation Rp and Rs emitted by the radioactive substance 102 that exists in the deeper part 112 than the surface 110 of the measurement object 100. It is.
The collimating directions of the detection elements 20p and 20s can be changed or selected. The detection elements 20p and 20s may be collectively referred to as the detection element 20.
The measuring apparatus 10 of the present embodiment is characterized by performing a first measurement and a second measurement. In the first measurement, a radiation Rp that is radiated from the deep part 112 and whose passing distance from the deep part 112 to the surface 110 is the first length L1 is measured. In the second measurement, radiation Rs radiated from the deep portion 112 and having a second distance L2 from the deep portion 112 to the surface 110 is measured (see FIG. 3). The second length L2 is longer than the first length L1. The measuring apparatus 10 of this embodiment is used for the radiation measuring method described later.

次に、本実施形態の測定装置10について詳細に説明する。なお、図1に示すように、本実施形態では測定対象100が図中の下方に配置されている状態を説明するが、同図の上下方向は重力方向を必ずしも意味するものではない。ただし、便宜上、測定装置10のうち検知面22が配置されている側を先端側、下方または下端側と呼称し、光電変換装置24およびアンプ26が配置されている側を基端側、上方または上端側と呼称する場合がある。   Next, the measuring apparatus 10 of this embodiment will be described in detail. In addition, as shown in FIG. 1, although this embodiment demonstrates the state by which the measuring object 100 is arrange | positioned below in the figure, the up-down direction of the figure does not necessarily mean the direction of gravity. However, for convenience, the side of the measuring device 10 on which the detection surface 22 is disposed is referred to as the front end side, the lower side or the lower end side, and the side on which the photoelectric conversion device 24 and the amplifier 26 are disposed is the base end side, above or It may be called the upper end side.

測定装置10は、特性エックス線およびガンマ線を放射する放射性物質の放射能を測定する指向性の装置である。ここで、放射能とは測定対象100から放射される放射線の計数率や放射能面密度、またはこれらから換算可能な数値をいう。   The measuring device 10 is a directional device that measures the radioactivity of a radioactive substance that emits characteristic X-rays and gamma rays. Here, the radioactivity refers to a count rate or a radioactivity surface density of radiation radiated from the measurement object 100, or a numerical value that can be converted from these.

測定対象100としては、地面(舗装面、土壌面)のほか、建築物の壁面、路面や側溝などの建造物の表面、樹木の樹皮表面などを挙げることができる。建築物の壁面のように、測定対象100が起立面である場合は、測定装置10の測定方向を、この起立面の法線方向、たとえば水平方向とする。   Examples of the measurement object 100 include the ground (paved surface, soil surface), the wall surface of a building, the surface of a building such as a road surface and a gutter, and the bark surface of a tree. When the measuring object 100 is an upright surface like a wall surface of a building, the measurement direction of the measuring device 10 is the normal direction of the upright surface, for example, the horizontal direction.

図1では、測定対象100の表面110から単一の深さ位置にあたる深部112に、放射性物質102が平面的に均一に分布している状態を図示している。このほか、放射性物質102は、深さ位置によらず測定対象100の内部に均等に分散していてもよく、または表面110を最大値として深さ方向に密度が漸減する指数関数分布をしていてもよい。   FIG. 1 illustrates a state in which the radioactive substance 102 is uniformly distributed in a planar manner in a deep portion 112 corresponding to a single depth position from the surface 110 of the measurement target 100. In addition, the radioactive substance 102 may be evenly distributed inside the measurement object 100 regardless of the depth position, or has an exponential function distribution in which the density gradually decreases in the depth direction with the surface 110 as the maximum value. May be.

測定装置10は、検知素子20p、20sに対して着脱可能に装着されてコリメート方向が互いに相違する複数のコリメータ40pおよびコリメータ40sを備えている。コリメータ40p、40sのコリメート方向とは、開口41の深さ方向であり、言い換えると開口41と検知素子20p、20sとを結ぶ方向である。検知素子20p、20sが検知素子20p、20sに着脱可能であるとは、コリメータ40p、40sが、ハウジング12などを介在させて間接的に検知素子20p、20sに接続されている状態を含む。   The measuring apparatus 10 includes a plurality of collimators 40p and 40s that are detachably attached to the detection elements 20p and 20s and have different collimating directions. The collimating direction of the collimators 40p and 40s is the depth direction of the opening 41, in other words, the direction connecting the opening 41 and the detection elements 20p and 20s. That the detection elements 20p and 20s are detachable from the detection elements 20p and 20s includes a state in which the collimators 40p and 40s are indirectly connected to the detection elements 20p and 20s through the housing 12 or the like.

測定装置10は、第一測定を行う第一測定器11pと、第二測定を行う第二測定器11sとを備えている。第一測定器11pはコリメータ40pおよび検知素子20pを備え、第二測定器11sはコリメータ40sおよび検知素子20sを備えている。第一測定器11pと第二測定器11sとは、コリメータ40p、40sの形状およびコリメート方向と遮蔽体30の一部形状が異なる点を除いて共通の構成を有している。第一測定器11pと第二測定器11sを、あわせて測定器11と呼称する場合がある。   The measuring apparatus 10 includes a first measuring device 11p that performs a first measurement and a second measuring device 11s that performs a second measurement. The first measuring instrument 11p includes a collimator 40p and a detection element 20p, and the second measuring instrument 11s includes a collimator 40s and a detection element 20s. The first measuring instrument 11p and the second measuring instrument 11s have a common configuration except that the shapes of the collimators 40p and 40s and the collimating direction and the partial shape of the shield 30 are different. The first measuring device 11p and the second measuring device 11s may be collectively referred to as the measuring device 11.

第一測定器11pおよび第二測定器11sは、測定対象100の同一位置または実質的に同一位置とみなしうる近接位置から放射される放射線を計数する。これにより、第一測定器11pおよび第二測定器11sがそれぞれ測定する位置において、放射性物質102が存在する深部112の深さは共通とみなすことができる。   The first measuring instrument 11p and the second measuring instrument 11s count the radiation emitted from the close position that can be regarded as the same position or substantially the same position of the measurement object 100. Thereby, it can be considered that the depth of the deep part 112 in which the radioactive substance 102 exists is common in the position which the 1st measuring device 11p and the 2nd measuring device 11s each measure.

なお、図1では、検知素子20pを備える第一測定器11pと、検知素子20sを備える第二測定器11sとが個別に設けられて同時に放射線Rp、Rsを測定することが可能な態様を例示するが、本発明はこれに限られない。本実施形態に代えて、測定装置10は、一台の測定器11に対してコリメータ40pとコリメータ40sとを交互に装着して、第一測定と第二測定を異なるタイミングで行ってもよい。   In addition, in FIG. 1, the 1st measuring device 11p provided with the detection element 20p and the 2nd measuring device 11s provided with the detection element 20s are provided separately, and the aspect which can measure radiation Rp and Rs simultaneously is illustrated. However, the present invention is not limited to this. Instead of the present embodiment, the measuring apparatus 10 may perform the first measurement and the second measurement at different timings by alternately mounting the collimator 40p and the collimator 40s on one measuring device 11.

以下、第一測定器11pと第二測定器11s(測定器11)に共通する構成について説明する。   Hereinafter, a configuration common to the first measuring instrument 11p and the second measuring instrument 11s (measuring instrument 11) will be described.

測定器11は、ハウジング12、検知素子20、光電変換装置24、アンプ26および遮蔽体30を備えている。また、本実施形態の測定装置10は、架台70とデータ処理装置90を備えている。   The measuring instrument 11 includes a housing 12, a sensing element 20, a photoelectric conversion device 24, an amplifier 26 and a shield 30. In addition, the measurement apparatus 10 of this embodiment includes a gantry 70 and a data processing device 90.

検知素子20は、検知面22に入射する特性エックス線の光子を検知する。検知素子20には無機結晶シンチレータを用いることができる。検知素子20に用いられる無機結晶シンチレータは特に限定されない。タリウム活性化ヨウ化ナトリウム、ヨウ化セシウム、ケイ酸ガドリニウム、ケイ酸ルテチウム、ゲルマニウム酸ビスマス、フッ化セリウム、フッ化バリウム、フッ化鉛、タングステン酸鉛、ユーロピウム活性化ヨウ化リチウム、ユーロピウム活性化ヨウ化ストロンチウムなどを挙げることができる。ヨウ化セシウムとしては、純ヨウ化セシウム、タリウム活性化ヨウ化セシウムまたはナトリウム活性化ヨウ化ナトリウムを用いることができる。   The detection element 20 detects photons of characteristic X-rays that enter the detection surface 22. The sensing element 20 can be an inorganic crystal scintillator. The inorganic crystal scintillator used for the sensing element 20 is not particularly limited. Thallium activated sodium iodide, cesium iodide, gadolinium silicate, lutetium silicate, bismuth germanate, cerium fluoride, barium fluoride, lead fluoride, lead tungstate, europium activated lithium iodide, europium activated iodine And strontium chloride. As cesium iodide, pure cesium iodide, thallium activated cesium iodide or sodium activated sodium iodide can be used.

検知素子20としては、シンチレーション検出器のほか、比例計数管、半導体検出器などを用いることができる。検知素子20は、放射性セシウムを起源とするバリウムから放射される30keV以上かつ40keV未満の特性エックス線を少なくとも検知する。検知素子20は、40keV以上1000keV以下の放射線を検知してもよい。以下、特性エックス線、ガンマ線および散乱ガンマ線をあわせて放射線と呼称する。   As the detection element 20, in addition to a scintillation detector, a proportional counter, a semiconductor detector, or the like can be used. The detection element 20 detects at least a characteristic X-ray of 30 keV or more and less than 40 keV emitted from barium originating from radioactive cesium. The detection element 20 may detect radiation of 40 keV or more and 1000 keV or less. Hereinafter, characteristic X-rays, gamma rays, and scattered gamma rays are collectively referred to as radiation.

検知素子20は、30keV以上かつ40keV未満の特性エックス線に対して40%以上、好ましくは50%以上の検出効率をもっている。検知素子20は、200keV以上の光子に対する検出効率が50%以下、好ましくは40%以下である。このように、特性エックス線に適合したエネルギー特性を持たせることで、検知素子20に入射する散乱線ガンマ線の影響を低減することができる。具体的には、検知素子20がNaI(Tl)である場合、その厚みを5mm以下にすることにより、散乱ガンマ線の影響を有意に抑えることができる。検知素子20の検出効率で表現すると、200keV以上の光子に対して検出効率を40%以下とする厚みに検知素子20を設定することにより達成される。   The sensing element 20 has a detection efficiency of 40% or more, preferably 50% or more for a characteristic X-ray of 30 keV or more and less than 40 keV. The detection element 20 has a detection efficiency of 50% or less, preferably 40% or less, for photons of 200 keV or higher. As described above, by giving the energy characteristic suitable for the characteristic X-ray, it is possible to reduce the influence of the scattered radiation gamma ray incident on the detection element 20. Specifically, when the sensing element 20 is NaI (Tl), the influence of scattered gamma rays can be significantly suppressed by setting the thickness to 5 mm or less. In terms of the detection efficiency of the detection element 20, this is achieved by setting the detection element 20 to a thickness that makes the detection efficiency 40% or less for a photon of 200 keV or higher.

放射性セシウムであるセシウム137およびセシウム134の半減期は、それぞれ約30年および約2年である。セシウム137はベータ崩壊により、半減期の短いバリウム137mに壊変し、その後、非放射性のバリウムとなる。セシウム134は、非放射性のバリウム134に直接に壊変する。放射性セシウムのベータ崩壊時にガンマ線の代わりに軌道電子を放出し、その孔に電子が落ちてくるときにバリウムは特性エックス線を放射する。放射性セシウムを起源とするバリウムの特性エックス線のエネルギーは32.1keVおよび36.5keVである。検知素子20は、バリウムの特性エックス線である32.1keVおよび36.5keVの一方または両方を検知する。   The half-life of radioactive cesium cesium 137 and cesium 134 is about 30 years and about 2 years, respectively. Cesium 137 decays to barium 137m with a short half-life due to beta decay, and then becomes non-radioactive barium. Cesium 134 disintegrates directly into non-radioactive barium 134. At the time of beta decay of radioactive cesium, orbital electrons are emitted instead of gamma rays, and barium emits characteristic X-rays when electrons fall into the holes. The characteristic X-ray energy of barium originating from radioactive cesium is 32.1 keV and 36.5 keV. The detection element 20 detects one or both of 32.1 keV and 36.5 keV, which are barium characteristic X-rays.

光電変換装置24は、検知素子20の検知面22に放射線(光子)が入射することによって発光した光を、電気エネルギーである電気パルスに変換する装置である。光電変換装置24には光電子増倍管またはフォトダイオードを用いることができる。なお、検知素子20が半導体検出器(固体検出器)である場合、光電変換装置24は不要である。
アンプ26は、光電変換装置24が生成した電気パルスを増幅する。アンプ26には、増幅された電気パルスの信号をデータ処理装置90に出力するための信号端子27と、給電用の電源端子28とが設けられている。電源端子28は電源装置(図示せず)に接続される。
The photoelectric conversion device 24 is a device that converts light emitted when radiation (photons) enters the detection surface 22 of the detection element 20 into electric pulses that are electric energy. For the photoelectric conversion device 24, a photomultiplier tube or a photodiode can be used. In addition, when the detection element 20 is a semiconductor detector (solid state detector), the photoelectric conversion device 24 is unnecessary.
The amplifier 26 amplifies the electric pulse generated by the photoelectric conversion device 24. The amplifier 26 is provided with a signal terminal 27 for outputting the amplified electric pulse signal to the data processing device 90 and a power supply terminal 28 for power supply. The power supply terminal 28 is connected to a power supply device (not shown).

検知素子20、光電変換装置24およびアンプ26は、ハウジング12に収容されている。ハウジング12は中空の筒状をなし、金属の薄板からなる。ハウジング12の先端部に検知素子20が保持されている。   The detection element 20, the photoelectric conversion device 24, and the amplifier 26 are accommodated in the housing 12. The housing 12 has a hollow cylindrical shape and is made of a thin metal plate. The detection element 20 is held at the tip of the housing 12.

(遮蔽体について)
遮蔽体30は、コリメータ40p、40sのコリメート方向と異なる方向から飛来する散乱ガンマ線や特性エックス線が検知素子20p、20sに入射することを低減する部材である。遮蔽体30は、検知素子20p、20sの少なくとも側周を取り囲むように設けられている。遮蔽体30のうち、検知素子20p、20sの側周を取り囲む領域を側周部32p、32sと呼称する。側周部32p、32sの面密度は、測定対象100が含有する放射性物質を起源とする主ガンマ線を透過させ、かつこのガンマ線の散乱線である散乱ガンマ線および特性エックス線を遮蔽する範囲で設定される。
(About shield)
The shield 30 is a member that reduces the incidence of scattered gamma rays and characteristic X-rays flying from directions different from the collimating directions of the collimators 40p and 40s from entering the detection elements 20p and 20s. The shield 30 is provided so as to surround at least the side periphery of the detection elements 20p and 20s. A region surrounding the side periphery of the detection elements 20p and 20s in the shield 30 is referred to as side peripheral portions 32p and 32s. The surface density of the side peripheral portions 32p and 32s is set in a range that transmits the main gamma rays originating from the radioactive material contained in the measurement object 100 and shields the scattered gamma rays and the characteristic X-rays that are the scattered rays of the gamma rays. .

第一測定器11pに装着される側周部32pは直筒状をなし、コリメータ40p、検知素子20pおよび光電変換装置24の先端側の一部を覆う領域に装着されている。第二測定器11sに装着される側周部32sは、ハウジング12の下端よりも大径であるコリメータ40sの周囲を保護するため、開口する下端側が、基端部34と連設される上端側よりも大径に形成されている。   The side peripheral portion 32p attached to the first measuring instrument 11p has a straight cylindrical shape, and is attached to a region that covers a part of the collimator 40p, the detection element 20p, and the tip side of the photoelectric conversion device 24. The side peripheral portion 32 s attached to the second measuring instrument 11 s protects the periphery of the collimator 40 s having a larger diameter than the lower end of the housing 12, so that the open lower end side is connected to the base end portion 34. It is formed in a larger diameter than.

遮蔽体30には、金属またはセラミックなどの無機材料のほか、有機材料を用いてもよい。金属材料としては、鉄、ステンレス鋼、鉛またはタングステンなどの重金属を用いることができる。   The shield 30 may be made of an organic material in addition to an inorganic material such as metal or ceramic. As the metal material, heavy metals such as iron, stainless steel, lead or tungsten can be used.

具体的には、側周部32p、32sは、放射性物質の散乱ガンマ線のピークを50%未満の透過率となるように遮蔽する。また、側周部32p、32sに対する60keV以上300keV以下のガンマ線の透過率は50%未満である。   Specifically, the side peripheral portions 32p and 32s shield the scattered gamma ray peak of the radioactive substance so that the transmittance is less than 50%. Further, the transmittance of gamma rays of 60 keV or more and 300 keV or less to the side peripheral portions 32p and 32s is less than 50%.

放射性物質として放射性セシウムを測定する場合、遮蔽体30の厚みは300keVのガンマ線の平均自由行程(λ)に換算して0.7λ以上が好ましい。60keV以上300keV以下のガンマ線に対する遮蔽体30の遮蔽能力は、鉛に換算して面密度2.2g/cm以上が好ましい。言い換えると、上記の波長領域のガンマ線に対する遮蔽体30の遮蔽能力は、面密度2.2g/cmの鉛板(厚みに換算して2mm)による遮蔽能力と同等またはそれ以上であることが好ましい。すなわち、遮蔽体30を鉛で作成する場合は、面密度2.2g/cm以上(厚み2mm以上)にするとよい。 When measuring radioactive cesium as a radioactive substance, the thickness of the shield 30 is preferably 0.7λ or more in terms of the mean free path (λ) of 300 keV gamma rays. The shielding ability of the shield 30 against gamma rays of 60 keV or more and 300 keV or less is preferably an area density of 2.2 g / cm 2 or more in terms of lead. In other words, the shielding ability of the shielding body 30 against gamma rays in the above-described wavelength region is preferably equal to or more than the shielding ability of a lead plate (2 mm in terms of thickness) having a surface density of 2.2 g / cm 2. . That is, when the shield 30 is made of lead, the surface density is preferably 2.2 g / cm 2 or more (thickness 2 mm or more).

これにより、放射性セシウムを起源とする散乱ガンマ線を50%未満の透過率で遮蔽する。なお、放射性セシウムを起源とする特性エックス線は上述のように散乱ガンマ線よりも低エネルギーであるため、本実施形態の遮蔽体30を用いることで、特性エックス線についても散乱ガンマ線より低い透過率に遮蔽される。   As a result, scattered gamma rays originating from radioactive cesium are shielded with a transmittance of less than 50%. Since the characteristic X-rays originating from radioactive cesium have lower energy than the scattered gamma rays as described above, the characteristic X-rays are also shielded at a lower transmittance than the scattered gamma rays by using the shield 30 of this embodiment. The

60keV以上300keV以下のガンマ線に対する遮蔽体30の遮蔽能力の上限は特に限定されない。測定装置10の軽量化の要請から、鉛に換算して面密度12g/cm以下、鉛の厚みに換算して10mm以下、300keVのガンマ線の平均自由行程(λ)に換算して5λ以下が好ましい。より好ましくは、遮蔽体30の遮蔽能力の上限は、鉛に換算して面密度6g/cm以下、鉛の厚みに換算して5mm以下である。すなわち、遮蔽体30を鉛で作成する場合は、面密度6g/cm以下(厚み5mm以下)にするとよい。 The upper limit of the shielding ability of the shield 30 with respect to gamma rays of 60 keV or more and 300 keV or less is not particularly limited. Due to the demand for weight reduction of the measuring device 10, the surface density is 12 g / cm 2 or less in terms of lead, 10 mm or less in terms of lead thickness, and 5 λ or less in terms of the mean free path (λ) of 300 keV gamma rays. preferable. More preferably, the upper limit of the shielding capability of the shield 30 is 6 g / cm 2 or less in surface density in terms of lead, and 5 mm or less in terms of lead thickness. That is, when the shield 30 is made of lead, the surface density is preferably 6 g / cm 2 or less (thickness 5 mm or less).

遮蔽体30は、主ガンマ線を透過させ、散乱ガンマ線および特性エックス線を遮蔽する。これにより、コリメート方向と異なる方向から検知素子20p、20sにそれぞれ飛来する散乱ガンマ線および特性エックス線を遮蔽した状態で、コリメート方向から飛来する散乱ガンマ線および特性エックス線を計数することができる。以下便宜上、コリメート方向と異なる方向を「側方」と呼称する場合がある。なお、検知素子20p、20sには、任意方向から飛来して遮蔽体30を通過した主ガンマ線が入射する。ただし、一般に主ガンマ線は特性エックス線と比べて極めて高エネルギーである。このため、主ガンマ線が検知素子20p、20sに入射したとしても、放射線のエネルギースペクトル(以下、放射線スペクトルという)において主ガンマ線と特性エックス線とは容易に弁別可能である。   The shield 30 transmits main gamma rays and shields scattered gamma rays and characteristic X-rays. As a result, the scattered gamma rays and characteristic X-rays flying from the collimating direction can be counted in a state where the scattered gamma rays and characteristic X-rays flying from the directions different from the collimating direction are shielded. Hereinafter, for convenience, a direction different from the collimating direction may be referred to as “side”. The main gamma rays that have traveled from the arbitrary direction and passed through the shield 30 are incident on the detection elements 20p and 20s. However, in general, the main gamma ray has a very high energy compared to the characteristic X-ray. For this reason, even if the main gamma rays are incident on the detection elements 20p and 20s, the main gamma rays and the characteristic X-rays can be easily distinguished from each other in the radiation energy spectrum (hereinafter referred to as the radiation spectrum).

遮蔽体30は、検知素子20の側周を取り囲む側周部32p、32sと、この側周部32p、32sに対してそれぞれ検知面22の反対側に連設された基端部34と、を備えている。基端部34における面密度は、側周部32p、32sにおける面密度よりも小さくすることができる。基端部34よりも上端側には、光電変換装置24の基端側の一部およびアンプ26を覆う天面部36が設けられている。天面部36の面密度は基端部34の面密度よりも更に小さくすることができる。一例として、鉛に換算して側周部32p、32sの厚さを5mm、基端部34の厚さを2mm、天面部36の厚さを1mmとすることができる。側周部32pと側周部32sとは共通の面密度とすることができる。   The shield 30 includes side peripheral portions 32p and 32s surrounding the side periphery of the detection element 20, and a base end portion 34 provided on the opposite side of the detection surface 22 with respect to the side peripheral portions 32p and 32s. I have. The surface density at the base end portion 34 can be made smaller than the surface density at the side peripheral portions 32p and 32s. A top surface portion 36 that covers a part of the base end side of the photoelectric conversion device 24 and the amplifier 26 is provided on the upper end side of the base end portion 34. The surface density of the top surface portion 36 can be made smaller than the surface density of the base end portion 34. As an example, in terms of lead, the thickness of the side peripheral portions 32p and 32s can be 5 mm, the thickness of the base end portion 34 can be 2 mm, and the thickness of the top surface portion 36 can be 1 mm. The side peripheral portion 32p and the side peripheral portion 32s can have a common surface density.

架台70は、測定器11を保持し、検知素子20を測定対象100の表面110に正対させて配置する。架台70の具体的な機構や形状は特に限定されない。測定装置10において第一測定器11pおよび第二測定器11sを個別に用いる場合、架台70は第一測定器11pおよび第二測定器11sを共に保持してもよい。または、第一測定器11pおよび第二測定器11sに対して個別に架台70を装着してもよい。   The gantry 70 holds the measuring instrument 11 and arranges the detection element 20 so as to face the surface 110 of the measurement target 100. The specific mechanism and shape of the gantry 70 are not particularly limited. When using the 1st measuring device 11p and the 2nd measuring device 11s separately in the measuring apparatus 10, the mount frame 70 may hold | maintain both the 1st measuring device 11p and the 2nd measuring device 11s. Alternatively, the gantry 70 may be individually attached to the first measuring instrument 11p and the second measuring instrument 11s.

データ処理装置90は、信号端子27に接続され、アンプ26で増幅されたパルス信号(入力パルス)を信号端子27から取得して種々の演算およびデータ出力を行う外部機器である。第一測定器11pと第二測定器11sを個別に用いて異なるタイミングで放射線を計数する場合、データ処理装置90はそれぞれの信号端子27と切り替えて接続してもよい。データ処理装置90としては汎用のコンピュータ装置を用いることができる。データ処理装置90は、図示しない記憶装置、制御装置(CPU)、入出力インタフェース機器を備えている。   The data processing device 90 is an external device that is connected to the signal terminal 27 and obtains a pulse signal (input pulse) amplified by the amplifier 26 from the signal terminal 27 and performs various calculations and data output. When the radiation is counted at different timings using the first measuring device 11p and the second measuring device 11s individually, the data processing device 90 may be switched and connected to each signal terminal 27. A general-purpose computer device can be used as the data processing device 90. The data processing device 90 includes a storage device (not shown), a control device (CPU), and input / output interface equipment.

データ処理装置90は、波高分析部92、演算部94および出力部96を含む。波高分析部92は、入力パルスの最大エネルギーを検知して計数して放射線スペクトルを生成する。波高分析部92には、入力パルスの波高を複数のチャンネルに分けて計数するマルチチャンネルアナライザを用いることができる。演算部94は、生成された放射線スペクトルに基づいて放射能面密度(単位:Bq/cm)や放射能(単位:Bq)を算出する。演算部94は、データ処理装置90を構成するコンピュータ装置の制御装置(CPU)により実現される。出力部96は、算出された結果をディスプレイ等にデータ出力する手段である。 The data processing device 90 includes a wave height analysis unit 92, a calculation unit 94, and an output unit 96. The pulse height analysis unit 92 detects and counts the maximum energy of the input pulse to generate a radiation spectrum. The pulse height analysis unit 92 can be a multi-channel analyzer that divides and counts the pulse height of an input pulse into a plurality of channels. The computing unit 94 calculates the radioactivity surface density (unit: Bq / cm 2 ) and radioactivity (unit: Bq) based on the generated radiation spectrum. The arithmetic unit 94 is realized by a control device (CPU) of a computer device that constitutes the data processing device 90. The output unit 96 is means for outputting the calculated result to a display or the like.

(コリメータについて)
コリメータ40p、40sは、検知素子20の前方に装着され、入射する放射線の入射角を所定の範囲に制限する機器である。
(About collimator)
The collimators 40p and 40s are devices that are mounted in front of the detection element 20 and limit the incident angle of incident radiation to a predetermined range.

図2(a)はコリメータ40pで遮蔽される放射線Rおよび検知素子20pに入射する放射線Rpを示す説明図である。コリメータ40pをパラレルコリメータと呼称する場合がある。図2(b)はコリメータ40sで遮蔽される放射線Rおよび検知素子20sに入射する放射線Rsを示す説明図である。コリメータ40sをスラントコリメータと呼称する場合がある。図2(a)および図2(b)においては遮蔽体30を図示省略している。   FIG. 2A is an explanatory diagram showing the radiation R shielded by the collimator 40p and the radiation Rp incident on the detection element 20p. The collimator 40p may be referred to as a parallel collimator. FIG. 2B is an explanatory diagram showing the radiation R shielded by the collimator 40s and the radiation Rs incident on the detection element 20s. The collimator 40s may be referred to as a slant collimator. In FIG. 2A and FIG. 2B, the shield 30 is not shown.

図2(a)および図2(b)に対比されるように、コリメータ40pの開口41の深さ方向は検知素子20pの検知面22に直交しているのに対し、コリメータ40sの開口41の深さ方向は検知素子20sの検知面22に対して非直角に傾斜している。   As compared with FIGS. 2A and 2B, the depth direction of the opening 41 of the collimator 40p is orthogonal to the detection surface 22 of the detection element 20p, whereas the opening 41 of the collimator 40s has a depth direction. The depth direction is inclined non-perpendicular to the detection surface 22 of the detection element 20s.

上述のように、本実施形態の測定対象100において、検知素子20のコリメート方向は可変または選択可能である。そして、一のコリメート方向(コリメータ40pのコリメート方向)は検知素子20の検知方向と一致しており、他のコリメート方向(コリメータ40sのコリメート方向)は検知素子20の検知方向に対して傾斜している。   As described above, in the measurement object 100 of this embodiment, the collimating direction of the sensing element 20 can be changed or selected. One collimating direction (collimating direction of the collimator 40p) coincides with the detecting direction of the detecting element 20, and the other collimating direction (collimating direction of the collimator 40s) is inclined with respect to the detecting direction of the detecting element 20. Yes.

ただし、本実施形態の測定装置10は、検知素子20p、20sのコリメート方向が互いに異なる限り、一方のコリメート方向が検知素子の検知方向(指向方向)と一致している必要はない。本実施形態に代えて、コリメータ40p、40sによるコリメート方向が検知素子20p、20sに対して互いに異なる角度でいずれも傾斜していてもよい。   However, as long as the collimating directions of the detecting elements 20p and 20s are different from each other, the measuring apparatus 10 of the present embodiment does not need to coincide with the detecting direction (directing direction) of the detecting element. Instead of this embodiment, the collimating directions of the collimators 40p and 40s may be inclined at different angles with respect to the detection elements 20p and 20s.

コリメータ40p(パラレルコリメータ)は、検知面22と同心の円筒形をなし、同心環状の複数の開口41を有している。隣接する開口41同士を仕切る隔壁42は、特性エックス線を遮蔽することが可能な面密度をそれぞれ有している。具体的には、隔壁42は0.25mm以上の厚さのステンレス鋼で作成することができる。隔壁42は、同心円上に多重に配置されて開口径が互いに異なる短尺の円筒形をなしている。コリメータ40pの基端側の周囲には、第一測定器11pのハウジング12に装着するための装着部47が設けられている。   The collimator 40p (parallel collimator) has a cylindrical shape concentric with the detection surface 22, and has a plurality of concentric annular openings 41. The partition walls 42 that partition adjacent openings 41 have a surface density capable of shielding characteristic X-rays. Specifically, the partition wall 42 can be made of stainless steel having a thickness of 0.25 mm or more. The partition walls 42 are arranged in multiple concentric circles and have a short cylindrical shape with different opening diameters. A mounting portion 47 for mounting on the housing 12 of the first measuring instrument 11p is provided around the base end side of the collimator 40p.

コリメータ40pにおける隔壁42の高さ寸法と、隣接する隔壁42同士の間隔とは等しく、例えば5mm以上20mm以下とすることができる。隔壁42の高さ寸法とは、検知素子20の指向軸方向(検知面22の法線方向)にみた隔壁42の長さである。これにより、コリメータ40pの隔壁42は、隔壁42に対して平行に、または隔壁42に沿って所定未満の浅い交差角度で進行する特性エックス線を通過させる。そして、隔壁42に対して所定以上の深い交差角度で進行する特性エックス線を遮蔽する。これにより、入射角θが所定の角度以上(本実施形態では60度以上)で入射する放射線(特性エックス線)Rを遮蔽する。本実施形態では、コリメータ40pの軸心を通る二次元平面内を進行する入射角45度以上の放射線R、およびコリメータ40pの内部の三次元空間を任意の方向に進行する入射角約60度以上の放射線Rは、いずれも遮蔽される。なお、特性エックス線などの放射線Rの入射角とは、検知素子20の指向軸方向と放射線Rの進行方向との為す角度であり、検知素子20の指向軸方向を零度とする。そして、コリメータ40pを通過して入射する放射線Rpの平均入射角θpと、コリメータ40sを通過して入射する放射線Rsの平均入射角θsとは互いに相違している。   The height dimension of the partition wall 42 in the collimator 40p is equal to the interval between the adjacent partition walls 42, and can be, for example, 5 mm or more and 20 mm or less. The height dimension of the partition wall 42 is the length of the partition wall 42 in the direction of the directional axis of the detection element 20 (the normal direction of the detection surface 22). Thereby, the partition wall 42 of the collimator 40p passes the characteristic X-rays traveling in parallel with the partition wall 42 or along the partition wall 42 at a shallow intersection angle less than a predetermined value. Then, the characteristic X-rays traveling at a deep intersection angle greater than or equal to a predetermined distance with respect to the partition wall 42 are shielded. As a result, radiation (characteristic X-rays) R incident at an incident angle θ of a predetermined angle or more (60 degrees or more in the present embodiment) is shielded. In the present embodiment, radiation R having an incident angle of 45 degrees or more traveling in a two-dimensional plane passing through the axis of the collimator 40p, and incident angle of approximately 60 degrees or more traveling in a three-dimensional space inside the collimator 40p in an arbitrary direction. All of the radiation R is shielded. The incident angle of the radiation R such as a characteristic X-ray is an angle formed by the direction of the directional axis of the detection element 20 and the traveling direction of the radiation R, and the directional axis direction of the detection element 20 is zero degrees. The average incident angle θp of the radiation Rp incident through the collimator 40p is different from the average incident angle θs of the radiation Rs incident through the collimator 40s.

コリメータ40pを備えることにより、検知面22に入射する特性エックス線の入射角θが零度以上60度以下のものにコリメートされる。コリメータ40pの開口41を通過する特性エックス線の平均入射角θpを、モンテカルロシミュレーション法であるEGS(Electron Gamma Shower)法で計算したところ、約30度となった。   By providing the collimator 40p, the characteristic X-ray incident on the detection surface 22 is collimated so that the incident angle θ is not less than 0 degrees and not more than 60 degrees. When the average incident angle θp of the characteristic X-ray passing through the opening 41 of the collimator 40p was calculated by the EGS (Electron Gamma Shower) method which is a Monte Carlo simulation method, it was about 30 degrees.

コリメータ40s(スラントコリメータ)の平均入射角θsは、コリメータ40p(パラレルコリメータ)の平均入射角θpよりも大きい。コリメータ40sにおいては、隔壁42が先端側に向って大径に拡径するように漏斗状(円錐台状)に傾斜している。コリメータ40sの中央には、円錐台状の遮蔽領域44が設けられている。遮蔽領域44は銅などの金属材料で構成されており、遮蔽領域44に衝突する特性エックス線は遮蔽される。   The average incident angle θs of the collimator 40s (slant collimator) is larger than the average incident angle θp of the collimator 40p (parallel collimator). In the collimator 40s, the partition wall 42 is inclined in a funnel shape (conical frustum shape) so as to increase in diameter toward the tip side. In the center of the collimator 40s, a truncated cone-shaped shielding region 44 is provided. The shielding region 44 is made of a metal material such as copper, and the characteristic X-rays that collide with the shielding region 44 are shielded.

本実施形態のコリメータ40sにおける隔壁42の延在方向と検知素子20sの指向軸方向との為す傾斜角度は60度である。すなわち、コリメータ40sを測定対象100の表面110(図1を参照)に正対させた場合、隔壁42は表面110に対して30度だけ傾斜する。コリメータ40sの開口41に任意の方向から飛来した特性エックス線のうち、コリメータ40sを通過したものの平均入射角θsをEGS法で計算したところ、約60度となった。   In the collimator 40s of the present embodiment, the inclination angle formed by the extending direction of the partition wall 42 and the direction of the pointing axis of the detection element 20s is 60 degrees. That is, when the collimator 40s is directly opposed to the surface 110 (see FIG. 1) of the measurement object 100, the partition wall 42 is inclined by 30 degrees with respect to the surface 110. Of the characteristic X-rays flying from the arbitrary direction to the opening 41 of the collimator 40s, the average incident angle θs of the characteristic X-rays that passed through the collimator 40s was calculated by the EGS method, which was about 60 degrees.

本実施形態のコリメータ40s(スラントコリメータ)は後述する放射線測定方法に用いられる。
コリメータ40sは、放射線Rsを検知する検知素子20sを備える放射線測定装置(第二測定器11s)に装着される装着部47と傾斜開口部41sとを備えている。傾斜開口部41sは、装着部47を第二測定器11sに装着した状態で、検知素子20sの検知方向に対して傾斜した方向に開口している。コリメータ40sは、傾斜開口部41sに入射する放射線のうち、検知素子20sの検知方向に対する入射角θが所定の角度以下(本実施形態では30度以下)の放射線Rを遮蔽する。
The collimator 40s (slant collimator) of this embodiment is used in a radiation measurement method described later.
The collimator 40s includes a mounting portion 47 and a tilted opening 41s that are mounted on a radiation measuring apparatus (second measuring device 11s) including a detection element 20s that detects the radiation Rs. The inclined opening 41s opens in a direction inclined with respect to the detection direction of the detection element 20s in a state where the mounting portion 47 is mounted on the second measuring instrument 11s. The collimator 40 s shields radiation R having an incident angle θ with respect to the detection direction of the detection element 20 s within a predetermined angle (30 degrees or less in this embodiment) among the radiation incident on the inclined opening 41 s.

コリメータ40sにおいて隣接する隔壁42同士のピッチ(壁間距離)は、コリメータ40pにおいて隣接する隔壁42同士のピッチ(壁間距離)よりも小さい。コリメータ40sにおいて内径側に位置する隔壁42の下端は、その外径側に隣接する隔壁42の上端よりも外径側に位置している。同様に、遮蔽領域44の下端外縁は、最内周の隔壁42の上端よりも外径側に位置している。これにより、コリメータ40sの下面視(先端視)において検知面22は露出しない。これにより、本実施形態のコリメータ40sは、所定角度(例えば45度)以下の小さな入射角θでコリメータ40sに入射する放射線Rを遮蔽する。   The pitch (inter-wall distance) between the adjacent partition walls 42 in the collimator 40s is smaller than the pitch (inter-wall distance) between the adjacent partition walls 42 in the collimator 40p. In the collimator 40s, the lower end of the partition wall 42 positioned on the inner diameter side is positioned on the outer diameter side of the upper end of the partition wall 42 adjacent to the outer diameter side. Similarly, the outer edge of the lower end of the shielding region 44 is located on the outer diameter side of the upper end of the innermost peripheral partition wall 42. Thereby, the detection surface 22 is not exposed in the lower surface view (front end view) of the collimator 40s. Thereby, the collimator 40s of the present embodiment shields the radiation R incident on the collimator 40s at a small incident angle θ of a predetermined angle (for example, 45 degrees) or less.

上述のように、コリメータ40p、40sは、第一測定器11p、第二測定器11sに対してそれぞれ着脱不可に装着されていてもよく、または一台の測定器11に対してコリメータ40p、40sを交換可能に装着して用いてもよい。このほか、隔壁42の角度を可変にすることによりコリメータ40p、40sの機能を一台のコリメータで実現してもよい。すなわち、本実施形態に代えて、測定対象100(測定器11)は、検知素子20に対して着脱可能に装着されてコリメート方向が可変であるコリメータを備えてもよい。   As described above, the collimators 40p and 40s may be detachably attached to the first measuring instrument 11p and the second measuring instrument 11s, respectively, or the collimators 40p and 40s with respect to one measuring instrument 11. May be used interchangeably. In addition, the function of the collimators 40p and 40s may be realized by a single collimator by making the angle of the partition wall 42 variable. That is, instead of the present embodiment, the measuring object 100 (measuring instrument 11) may include a collimator that is detachably attached to the sensing element 20 and whose collimating direction is variable.

かかるコリメータの具体的な構造は特に限定されないが、一例として、検知素子20の指向軸方向に対して隔壁42の延在方向を変動させる駆動機構(図示せず)を設けるとよい。この駆動機構は、筒状の隔壁42の母線方向が検知素子20の指向軸方向と一致する円筒状の第一態様と、この母線方向が検知素子20の指向軸方向に対して傾斜する円錐台状の第二態様とに、隔壁42の湾曲方向を可換に変化させる。これにより、コリメータは、第一態様ではコリメータ40p(パラレルコリメータ)として機能し、第二態様ではコリメータ40s(スラントコリメータ)として機能する。したがって、上記した本実施形態の測定対象100の機能を、一台のコリメータおよび測定器11で実現することができる。   Although the specific structure of such a collimator is not particularly limited, as an example, a drive mechanism (not shown) that varies the extending direction of the partition wall 42 with respect to the direction of the directional axis of the detection element 20 may be provided. This drive mechanism includes a cylindrical first aspect in which the generatrix direction of the cylindrical partition wall 42 coincides with the direction of the directional axis of the detection element 20, and the truncated cone in which the generatrix direction is inclined with respect to the directional axis direction of the detection element 20. The curved direction of the partition wall 42 is changed commutatively to the second shape. Thereby, a collimator functions as a collimator 40p (parallel collimator) in the first mode, and functions as a collimator 40s (slant collimator) in the second mode. Therefore, the function of the measuring object 100 of the present embodiment described above can be realized by a single collimator and measuring instrument 11.

すなわち、上記のコリメータは、放射線を検知する検知素子を備える放射線測定装置(測定器)に装着される装着部と、複数の開口部を区画する隔壁と、この隔壁の形状を第一態様と第二態様とに可換に変化させる駆動機構と、を備えている。隔壁は湾曲面を含む形状をなし、第一態様と第二態様とでは、この湾曲面の母線方向が異なる。特に、第一態様では隔壁の母線方向が検知素子の指向軸方向と一致し、第二態様では隔壁の母線方向が検知素子の指向軸方向に対して斜めに傾斜しているとよい。   That is, the collimator includes a mounting portion that is mounted on a radiation measuring apparatus (measuring instrument) that includes a detection element that detects radiation, a partition that partitions a plurality of openings, and the shape of the partition is the same as the first aspect. And a drive mechanism that can be changed in two modes. The partition wall has a shape including a curved surface, and the generatrix direction of the curved surface is different between the first mode and the second mode. In particular, in the first aspect, the bus-line direction of the partition wall coincides with the directing axis direction of the detection element, and in the second aspect, the bus-line direction of the partition wall is preferably inclined with respect to the directing axis direction of the detection element.

コリメータ40p、40sの開口41の先端面には、ベータ線や内部転換電子、オージェ電子を遮蔽するための蓋部材46が設けられている。内部転換電子とは、励起状態にある原子核が基底状態に転移するに際してガンマ線の代わりに放出される電子であり、そのエネルギーは主ガンマ線よりも小さい。オージェ電子は、励起状態にある原子の外殻から内殻に電子が遷移するに際して特性エックス線の代わりに放出される電子である。これらの電子の透過力は特性エックス線よりも小さいため、蓋部材46を設けることで特性エックス線を透過させるとともにこれらの電子を遮蔽することができる。蓋部材46としては、1mm以上10mm以下程度の樹脂材料を用いることができる。樹脂材料は特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂やアクリル樹脂などを用いることができる。   A lid member 46 for shielding beta rays, internal conversion electrons, and Auger electrons is provided on the front end surfaces of the openings 41 of the collimators 40p and 40s. Internally converted electrons are electrons that are emitted instead of gamma rays when a nucleus in an excited state transitions to the ground state, and its energy is smaller than that of main gamma rays. Auger electrons are electrons emitted instead of characteristic X-rays when electrons transition from the outer shell to the inner shell of an atom in an excited state. Since the transmission power of these electrons is smaller than that of the characteristic X-ray, by providing the lid member 46, it is possible to transmit the characteristic X-ray and shield these electrons. As the lid member 46, a resin material of about 1 mm or more and 10 mm or less can be used. The resin material is not particularly limited, and a polyester resin such as polyethylene terephthalate or an acrylic resin can be used.

図3は検知素子20p、20sに入射する放射線Rp、Rsを示す模式図である。放射線Rpは平均入射角θpでパラレルコリメータを通過した特性エックス線であり、放射線Rsは平均入射角θsでスラントコリメータを通過した特性エックス線である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing radiation Rp and Rs incident on the detection elements 20p and 20s. The radiation Rp is a characteristic X-ray that has passed through the parallel collimator with an average incident angle θp, and the radiation Rs is a characteristic X-ray that has passed through the slant collimator with an average incident angle θs.

図3は、測定対象100の土壌の表面110から深さ距離Dの深部112に、放射性物質102が平面状に均一に分布している状態を図示している。
深部112から表面110までの放射線Rpの通過距離は第一長さL1であり、深さ距離Dとの関係は下の式(1)で表される。
[数1]
L1=D/cosθp ・・・(1)
同様に、深部112から表面110までの放射線Rsの通過距離は第二長さL2であり、深さ距離Dとの関係は下の式(2)で表される。
[数2]
L2=D/cosθs ・・・(2)
FIG. 3 illustrates a state in which the radioactive substance 102 is uniformly distributed in a planar shape in the deep portion 112 at a depth distance D from the soil surface 110 of the measurement target 100.
The passage distance of the radiation Rp from the deep part 112 to the surface 110 is the first length L1, and the relationship with the depth distance D is expressed by the following equation (1).
[Equation 1]
L1 = D / cos θp (1)
Similarly, the passage distance of the radiation Rs from the deep portion 112 to the surface 110 is the second length L2, and the relationship with the depth distance D is expressed by the following equation (2).
[Equation 2]
L2 = D / cos θs (2)

特性エックス線などの放射線の強度Iは、放射線が媒質内を通過する距離Lに従って下式(3)のように指数関数的に減衰する。Iは初期強度であり、深部112における放射性物質の真の放射能である。ηは放射線と媒質によって決まる減衰係数である。
[数3]
I=I・exp(−η・L) ・・・(3)
The intensity I of radiation such as a characteristic X-ray attenuates exponentially as shown in the following formula (3) according to the distance L through which the radiation passes through the medium. I 0 is the initial intensity and is the true radioactivity of the radioactive material in the deep part 112. η is an attenuation coefficient determined by the radiation and the medium.
[Equation 3]
I = I 0 · exp (−η · L) (3)

式(1)から(3)より、放射線Rpの強度Ipと放射線Rsの強度Isは下式(4)および(5)でそれぞれ表される。
[数4]
Ip=I・exp(−η・D/cosθp) ・・・(4)
[数5]
Is=I・exp(−η・D/cosθs) ・・・(5)
From the expressions (1) to (3), the intensity Ip of the radiation Rp and the intensity Is of the radiation Rs are expressed by the following expressions (4) and (5), respectively.
[Equation 4]
Ip = I 0 · exp (−η · D / cos θp) (4)
[Equation 5]
Is = I 0 · exp (−η · D / cos θs) (5)

IpとIsとの比率をとると下式(6)が求まる。
[数6]
Is/Ip=exp{−η・(1/cosθs−1/cosθp)・D} ・・・(6)
式(6)において、減衰係数η、cosθs、cosθpは既知の値である。したがって、IpとIsとの比率を求めることで、初期強度Iが未知であっても、放射性物質102が存在する深さ距離Dを算出することができる。IpとIsとの比率は、式(6)のようにIs/Ipとしてもよく、またはIp/Isとしてもよい。
Taking the ratio between Ip and Is, the following equation (6) is obtained.
[Equation 6]
Is / Ip = exp {−η · (1 / cos θs−1 / cos θp) · D} (6)
In Expression (6), the attenuation coefficients η, cos θs, and cos θp are known values. Therefore, by determining the ratio between Ip and Is, the depth distance D where the radioactive substance 102 exists can be calculated even if the initial intensity I 0 is unknown. The ratio between Ip and Is may be Is / Ip as in Equation (6), or may be Ip / Is.

そして、測定された強度Ipまたは強度Isと、式(6)で算出された深さ距離Dとを式(4)から(6)のいずれかに代入することで、放射性物質102の初期強度I、すなわち深部112における真の放射能を算出することができる。なお、ここでいう深さ距離Dの単位は、後述するように面密度深さ(g/cm)である。したがって、放射性物質102の物理深さを求める場合は、この面密度深さを測定対象100の密度(g/cm)で除すればよい。 Then, the initial intensity I of the radioactive substance 102 is substituted by substituting the measured intensity Ip or intensity Is and the depth distance D calculated by the expression (6) into any of the expressions (4) to (6). 0 , that is, the true radioactivity in the deep portion 112 can be calculated. The unit of the depth distance D here is a surface density depth (g / cm 2 ) as will be described later. Therefore, when the physical depth of the radioactive substance 102 is obtained, the surface density depth may be divided by the density (g / cm 3 ) of the measurement object 100.

また、本実施形態により算出される深さ距離Dや真の放射能Iは、図3に示すように均一の深部112に放射性物質102が平面状に分布している状態に限られない。放射性物質102が測定対象100の内部に均等分布している場合や、表面110を最大値として深さ方向に指数関数的に分布している場合には、それぞれの分布に応じた実行値として深さ距離Dや真の放射能Iを求めることができる。 Further, the depth distance D and the true radioactivity I 0 calculated according to the present embodiment are not limited to the state in which the radioactive substance 102 is distributed in a flat shape in the uniform deep portion 112 as shown in FIG. When the radioactive substance 102 is evenly distributed inside the measurement object 100, or when the surface 110 is distributed exponentially in the depth direction with the maximum value as the surface 110, the depth is set as an effective value corresponding to each distribution. The distance D and the true radioactivity I 0 can be obtained.

以下、本実施形態の測定装置10を用いて測定対象100の深部112における放射能特性を算出する方法(以下、本方法という場合がある)を説明する。放射能特性としては、測定対象100の深部112における真の放射能Iのほか、放射性物質102の深さ位置(物理深さ)、放射性物質102から表面110またの通過距離(第一長さL1、第二長さL2)などが挙げられるが、これに限られない。 Hereinafter, a method of calculating the radioactivity characteristics in the deep portion 112 of the measurement object 100 using the measurement apparatus 10 of the present embodiment (hereinafter, may be referred to as the present method) will be described. As the radioactivity characteristics, in addition to the true radioactivity I 0 in the deep part 112 of the measurement object 100, the depth position (physical depth) of the radioactive substance 102, the passing distance (first length) from the radioactive substance 102 to the surface 110. L1, the second length L2), and the like, but are not limited thereto.

本方法は、測定対象100の表面110よりも深部112に存在する放射性物質102が放射する放射線を測定する方法である。本方法では、深部112から放射されて当該深部112から表面110までの通過距離が第一長さL1である放射線Rpを計測する第一測定と、上記の深部112から放射されて当該深部112から表面110までの通過距離が第一長さL1よりも長い第二長さL2である放射線Rsを計測する第二測定と、を行う。そして本方法は、第一測定で測定された計測結果と第二測定で測定された計測結果との比率に基づいて深部112における放射能特性を算出することを特徴とする。   This method is a method for measuring the radiation emitted by the radioactive substance 102 existing in the deeper part 112 than the surface 110 of the measurement object 100. In this method, the first measurement for measuring the radiation Rp radiated from the deep part 112 and having a first distance L1 from the deep part 112 to the surface 110, and the deep part 112 radiated from the deep part 112. A second measurement is performed to measure the radiation Rs having a second length L2 in which the passing distance to the surface 110 is longer than the first length L1. And this method calculates the radioactivity characteristic in the deep part 112 based on the ratio of the measurement result measured by 1st measurement, and the measurement result measured by 2nd measurement.

図4(a)は第一実施例に用いた第一測定器11pの構成を示す模式図である。図4(b)は第一実施例に用いた第二測定器11sの構成を示す模式図である。   Fig.4 (a) is a schematic diagram which shows the structure of the 1st measuring device 11p used for the 1st Example. FIG. 4B is a schematic diagram showing the configuration of the second measuring instrument 11s used in the first embodiment.

第一実施例では、既知の放射能の標準面線源120を基台140に載置し、土壌成分に類似した遮蔽板130をその上に1枚ずつ積層していくことで、標準面線源120から表面110までの深さ距離Dを変える。そして、遮蔽板130の枚数を変化させながら、第一測定器11pおよび第二測定器11sで放射線Rpおよび放射線Rsを計数して放射線スペクトルを生成した。上述のように、コリメータ40s(スラントコリメータ)を通過する放射線Rsの平均入射角θsは、コリメータ40p(パラレルコリメータ)を通過する放射線Rpの平均入射角θpよりも大きい。第一測定器11pで計数される放射線Rpが標準面線源120より放射されてから遮蔽板130の表面110に至るまでの通過距離である第一長さL1は上の式(1)で表される。同様に、第二測定器11sで計数される放射線Rsが標準面線源120より放射されてから遮蔽板130の表面110に至るまでの通過距離である第二長さL2は上の式(2)で表される。第二長さL2は第一長さL1よりも大きい。   In the first embodiment, a standard surface ray source 120 having a known radioactivity is placed on the base 140, and a shielding plate 130 similar to a soil component is stacked one by one on the standard surface ray. The depth distance D from the source 120 to the surface 110 is varied. The radiation spectrum was generated by counting the radiation Rp and the radiation Rs with the first measuring device 11p and the second measuring device 11s while changing the number of the shielding plates 130. As described above, the average incident angle θs of the radiation Rs passing through the collimator 40s (slant collimator) is larger than the average incident angle θp of the radiation Rp passing through the collimator 40p (parallel collimator). The first length L1, which is the passing distance from the radiation Rp counted by the first measuring instrument 11p to the surface 110 of the shielding plate 130 after being emitted from the standard surface ray source 120, is expressed by the above equation (1). Is done. Similarly, the second length L2, which is the passing distance from the radiation Rs counted by the second measuring instrument 11s from the standard surface ray source 120 to the surface 110 of the shielding plate 130, is expressed by the above equation (2). ). The second length L2 is larger than the first length L1.

すなわち本方法は、光子を検知するコリメートされた検知素子20p、20sを用いて行う放射線測定方法であって、第一測定において検知素子20pに入射させる光子の平均入射角θpよりも、第二測定における平均入射角θsを大きくするものである。   That is, this method is a radiation measurement method performed using collimated detection elements 20p and 20s that detect photons, and the second measurement is performed with respect to the average incident angle θp of the photons incident on the detection element 20p in the first measurement. The average incident angle θs at is increased.

第一測定において検知素子20pを遮蔽板130の表面110に正対させ、検知素子20pの検知方向とコリメート方向とを一致させる。これにより、検知素子20pには直下から放射線Rpが入射することとなり、第一長さL1を短くすることができる。言い換えると、第二長さL2と第一長さL1との差異を大きくすることができるため、後述する第一測定の計測結果と第二測定の計測結果との比率(Is/Ip)に含まれる誤差を低減することができる。   In the first measurement, the detection element 20p is directly opposed to the surface 110 of the shielding plate 130, and the detection direction of the detection element 20p is matched with the collimating direction. Thereby, the radiation Rp enters the detection element 20p from directly below, and the first length L1 can be shortened. In other words, since the difference between the second length L2 and the first length L1 can be increased, it is included in the ratio (Is / Ip) between the measurement result of the first measurement and the measurement result of the second measurement described later. Error can be reduced.

標準面線源120には、日本アイソトープ協会が提供するベータ線表面放出率標準面線源を用い、その上面に厚さ12.5μmのポリイミドフィルム、厚さ10μmのポリエチレンフィルム、さらに厚さ0.3mmのポリスチレンの保護フィルムを積層した。
コリメータ40p、40sの開口41をそれぞれ覆う蓋部材46には、厚さ3mmのポリスチレン板を用いた。
As the standard plane source 120, a beta plane surface emission rate standard plane source provided by the Japan Isotope Association is used. A polyimide film with a thickness of 12.5 μm, a polyethylene film with a thickness of 10 μm, and a thickness of 0. A protective film of 3 mm polystyrene was laminated.
A polystyrene plate having a thickness of 3 mm was used for the lid member 46 covering each of the openings 41 of the collimators 40p and 40s.

基台140には厚さ10mmの鉛板を用いた。これにより、標準面線源120が放射する後方散乱ガンマ線を遮蔽した。検知素子20p、20sには厚さは0.5mmのNaI(Tl)シンチレータを用いた。   As the base 140, a lead plate having a thickness of 10 mm was used. As a result, the back-scattered gamma rays emitted from the standard plane source 120 are shielded. NaI (Tl) scintillators with a thickness of 0.5 mm were used for the sensing elements 20p and 20s.

遮蔽板130には、(1)シリカのアルカリ酸化物を主成分とするソーダガラス(密度2.5g/cm)を厚さ0.7mmの板状に成形したガラス板と、(2)アルミナとシリカの化合物であるムライト(密度1.4g/cm)を厚さ1.0mmの板状に成形したムライト板、を用いた。ガラス板とムライト板は、1枚で、または同種の板を複数枚積層して用いた。バリウムの特性エックス線に関して、ガラス板の減衰係数ηは0.206/mmであり、半減厚みは3.4mmである。同じくムライト板の減衰係数ηは0.115/mmであり、半減厚みは6.0mmである。 For the shielding plate 130, (1) a glass plate obtained by forming soda glass (density 2.5 g / cm 3 ) mainly composed of silica alkali oxide into a plate shape having a thickness of 0.7 mm; and (2) alumina. And a mullite plate formed by molding mullite (density 1.4 g / cm 3 ), which is a compound of silica and silica, into a plate shape having a thickness of 1.0 mm. One glass plate and mullite plate were used, or a plurality of the same type of plates were laminated. Regarding the characteristic X-ray of barium, the attenuation coefficient η of the glass plate is 0.206 / mm, and the half thickness is 3.4 mm. Similarly, the attenuation coefficient η of the mullite plate is 0.115 / mm, and the half-thickness is 6.0 mm.

以上の測定装置10を用いて、第一測定器11pで放射線Rpを計数する第一測定と、第二測定器11sで放射線Rsを計数する第二測定を行った。図4(a)および図4(b)では、便宜上、第一測定器11pおよび第二測定器11sと遮蔽板130の表面110とをそれぞれ離間させた状態を図示しているが、本実施例においては両者を密着させて測定を行った。   Using the above measurement apparatus 10, the first measurement for counting the radiation Rp with the first measuring device 11p and the second measurement for counting the radiation Rs with the second measuring device 11s were performed. 4 (a) and 4 (b) illustrate the state where the first measuring instrument 11p and the second measuring instrument 11s and the surface 110 of the shielding plate 130 are separated from each other for convenience. In the measurement, both were brought into close contact with each other.

図5は、第二測定の計測結果を示す放射線スペクトルSP1である。横軸は光子のエネルギーを表し、縦軸は計数値を表す。第一測定の測定結果は省略する。図6は、第二測定の放射線スペクトルSP1を近似関数でフィッティングした状態を示すグラフである。本実施例では、放射線Rp、Rsとして放射性セシウムを起源とするバリウムの特性エックス線(32.1keV、36.5keV)を計数した。図6は、この特性エックス線の波長の近傍を拡大したものである。   FIG. 5 is a radiation spectrum SP1 showing the measurement result of the second measurement. The horizontal axis represents photon energy, and the vertical axis represents the count value. The measurement result of the first measurement is omitted. FIG. 6 is a graph showing a state in which the radiation spectrum SP1 of the second measurement is fitted with an approximate function. In this example, characteristic X-rays (32.1 keV, 36.5 keV) of barium originating from radioactive cesium were counted as the radiation Rp and Rs. FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the wavelength of this characteristic X-ray.

図6に示すように、約33keVの位置に、放射性セシウムを起源とする特性エックス線ピークP1が見られた。かかる特性エックス線ピークP1の両側に隣接する極小点を下限および上限とするスペクトル領域について関数フィッティング法を用いて放射線スペクトルSP1の近似関数を求めた。近似関数としては、線形項、指数項およびガウス関数を含む関数を用い、非線形最小二乗法で放射線スペクトルSP1を近似した。近似関数より、ガウス関数G1、G2を求め、これらの面積から特性エックス線ピークP1からベースラインを減じた実効的な計数率を算出した。   As shown in FIG. 6, a characteristic X-ray peak P1 originating from radioactive cesium was observed at a position of about 33 keV. An approximate function of the radiation spectrum SP1 was obtained using a function fitting method for a spectral region having the lower limit and the upper limit of the minimum points adjacent to both sides of the characteristic X-ray peak P1. As an approximate function, a function including a linear term, an exponential term, and a Gaussian function was used, and the radiation spectrum SP1 was approximated by a nonlinear least square method. Gaussian functions G1 and G2 were obtained from the approximate function, and an effective count rate was calculated by subtracting the baseline from the characteristic X-ray peak P1 from these areas.

図7は、遮蔽板130の厚みと特性エックス線の計数率との関係を示すグラフである。横軸は遮蔽板130の厚み(mm)、縦軸は放射線(特性エックス線)Rp、Rsの計数率である。CR1は、ガラス板を遮蔽板130に用いた場合の第一測定の結果を示す放射線Rpの計数率である。CR2は、ガラス板を遮蔽板130に用いた場合の第二測定の結果を示す放射線Rsの計数率である。CR3は、ムライト板を遮蔽板130に用いた場合の第一測定の結果を示す放射線Rpの計数率である。図7に示すように、遮蔽板130の物理厚みを横軸に設定した場合には、ガラス板を通過した放射線Rpを第一測定器11p(図4を参照)で計数した結果(CR1)と、ムライト板を通過した放射線Rpを計数した結果(CR3)とで、計数率の傾き(減衰傾向)が異なった。ガラス板を通過した放射線Rsを第二測定器11sで計数した結果(CR2)と、ムライト板を通過した放射線Rsを計数した結果(図示省略)も同様であった。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the thickness of the shielding plate 130 and the characteristic X-ray count rate. The horizontal axis represents the thickness (mm) of the shielding plate 130, and the vertical axis represents the counting rate of radiation (characteristic X-rays) Rp and Rs. CR1 is a counting rate of the radiation Rp indicating the result of the first measurement when a glass plate is used as the shielding plate 130. CR2 is a counting rate of the radiation Rs indicating the result of the second measurement when a glass plate is used as the shielding plate 130. CR3 is a counting rate of the radiation Rp indicating the result of the first measurement when the mullite plate is used as the shielding plate 130. As shown in FIG. 7, when the physical thickness of the shielding plate 130 is set on the horizontal axis, the result (CR1) of counting the radiation Rp that has passed through the glass plate with the first measuring instrument 11p (see FIG. 4) and The slope (decay tendency) of the counting rate was different from the result of counting the radiation Rp that passed through the mullite plate (CR3). The result of counting the radiation Rs that passed through the glass plate with the second measuring instrument 11s (CR2) and the result of counting the radiation Rs that passed through the mullite plate (not shown) were the same.

すなわち、土壌はガラス板またはムライト板に類似する成分で構成され、かつその成分は地域ごとに種々に異なるところ、図7に示すように土壌(遮蔽板130)の成分ごとに計数率の傾き(減衰傾向)が異なると、上の式(6)における減衰係数ηを測定する地域ごとに事前に特定しないかぎり、深さ距離D(物理厚み)を算出することができない。   That is, the soil is composed of components similar to glass plates or mullite plates, and the components are variously different for each region. As shown in FIG. 7, the slope of the count rate for each component of the soil (shielding plate 130) ( If the attenuation tendency is different, the depth distance D (physical thickness) cannot be calculated unless the attenuation coefficient η in the above equation (6) is specified in advance for each area where the attenuation coefficient η is measured.

これに対し、図8は、横軸を遮蔽板130の面密度(g/mm)、縦軸を放射線(特性エックス線)Rp、Rsの計数率として図7を再プロットしたものである。すなわち、図8は遮蔽板130の面密度と特性エックス線の計数率との関係を示すグラフである。図8には、遮蔽板130の面密度(横軸)と、第一測定および第二測定の計測結果の比率(縦軸)との関係を示すグラフを併せて表示してある。 On the other hand, FIG. 8 is a replot of FIG. 7 with the horizontal axis representing the surface density (g / mm 2 ) of the shielding plate 130 and the vertical axis representing the radiation (characteristic X-ray) Rp, Rs count rate. That is, FIG. 8 is a graph showing the relationship between the surface density of the shielding plate 130 and the characteristic X-ray count rate. FIG. 8 also shows a graph showing the relationship between the surface density (horizontal axis) of the shielding plate 130 and the ratio (vertical axis) of the measurement results of the first measurement and the second measurement.

CR1aからCR3aは、それぞれ図7のCR1からCR3に対応している。図8に示すように、横軸に遮蔽板130の面密度を設定することで、遮蔽板130をガラス板とした場合の第一測定器11pの計数結果(CR1a)と、ムライト板とした場合の計数結果(CR3a)とは完全に一致した。同様に、遮蔽板130をガラス板とした場合の第二測定器11sの計数結果(CR2a)と、ムライト板とした場合の計数結果(図示省略)ともほぼ完全に一致した。   CR1a to CR3a correspond to CR1 to CR3 in FIG. 7, respectively. As shown in FIG. 8, by setting the surface density of the shielding plate 130 on the horizontal axis, the counting result (CR1a) of the first measuring instrument 11p when the shielding plate 130 is a glass plate, and the mullite plate Was completely consistent with the counting result (CR3a). Similarly, the counting result (CR2a) of the second measuring instrument 11s when the shielding plate 130 is a glass plate and the counting result (not shown) when the shielding plate 130 is a mullite plate almost completely coincided.

以上より、横軸を遮蔽板130の面密度とすることで、遮蔽板130(土壌)の成分がある程度相違しても、計数率の傾き(減衰傾向)が変わらないため、減衰係数ηを事前に特定することなく深さ距離Dを算出することができる。
CR4は、第一測定の計測結果と第二測定の計測結果との比率(Is/Ip)であり、具体的にはCR2aをCR1aで除したものである。このCR4は、上の式(6)の右辺にあたる。ただし、同式におけるηは面密度あたりの減衰率(cm/g)であり、Dは面密度厚み(g/cm)となる。そして、図8の縦軸が対数であることで、CR4の傾きが、−η・(1/cosθs−1/cosθp)に相当する。
よって、遮蔽板130の面密度厚み(D)が未知の場合でも、第一測定の計測結果と第二測定の計測結果との比率(Is/Ip)を算出し、これをCR4のグラフに適用することで、遮蔽板130の面密度厚み(D)を求めることができる。そして、上述のようにCR4のグラフは遮蔽板130(土壌)の成分に依らないことから、放射能汚染された汚染現場のフィールドにおいても上記の関係が成り立つことになる。
From the above, by setting the horizontal axis as the surface density of the shielding plate 130, the slope (decay tendency) of the counting rate does not change even if the components of the shielding plate 130 (soil) differ to some extent. The depth distance D can be calculated without specifying.
CR4 is the ratio (Is / Ip) between the measurement result of the first measurement and the measurement result of the second measurement. Specifically, CR2a is divided by CR1a. This CR4 corresponds to the right side of the above equation (6). However, η in the equation is an attenuation rate per area density (cm 2 / g), and D is an area density thickness (g / cm 2 ). 8 is a logarithm, and the slope of CR4 corresponds to −η · (1 / cos θs−1 / cos θp).
Therefore, even when the surface density thickness (D) of the shielding plate 130 is unknown, the ratio (Is / Ip) between the measurement result of the first measurement and the measurement result of the second measurement is calculated and applied to the CR4 graph. By doing so, the surface density thickness (D) of the shielding plate 130 can be obtained. Since the CR4 graph does not depend on the components of the shielding plate 130 (soil) as described above, the above relationship is established even in the field of contaminated sites that are radioactively contaminated.

図9は、汚染土壌を用いて行った第二実施例の結果を示す図であり、測定物(土壌)の面密度深さと第一測定および第二測定の計測結果の比率との関係を示すグラフである。   FIG. 9 is a diagram showing the results of the second example performed using contaminated soil, and shows the relationship between the surface density depth of the measurement object (soil) and the ratio of the measurement results of the first measurement and the second measurement. It is a graph.

汚染現場のフィールドで第一測定および第二測定を行うに際しては、測定装置10の周辺から検知素子20に飛来する環境放射線の影響を抑制することが好ましい。これにより、深部112から放射されて表面110までの通過距離が第一長さL1である放射線Rpや第二長さL2である放射線Rsを、環境放射線から精度よく弁別して計数することができる。このため、検知素子20p、20sの少なくとも側周に遮蔽体30の側周部32p、32sを装着して、環境放射線に含まれる散乱ガンマ線と特性エックス線を遮蔽した。   When performing the first measurement and the second measurement in the field of the contamination site, it is preferable to suppress the influence of the environmental radiation flying from the periphery of the measurement apparatus 10 to the detection element 20. Thereby, the radiation Rp having the first length L1 and the radiation Rs having the second length L2 radiated from the deep part 112 and reaching the surface 110 can be accurately discriminated from the environmental radiation and counted. For this reason, the side peripheral portions 32p and 32s of the shield 30 are attached to at least the side periphery of the detection elements 20p and 20s to shield the scattered gamma rays and characteristic X-rays included in the environmental radiation.

第一測定および第二測定においては、放射性物質102の特性エックス線を計測した。これにより、主ガンマ線を計測する場合に比べて、遮蔽体30(側周部32p、32s)の面密度を鉛に換算して数mm程度に低減することができ、測定装置10の軽量化が図られる。   In the first measurement and the second measurement, the characteristic X-ray of the radioactive substance 102 was measured. Thereby, compared with the case where the main gamma ray is measured, the surface density of the shield 30 (side peripheral portions 32p, 32s) can be reduced to about several mm in terms of lead, and the weight of the measuring device 10 can be reduced. Figured.

すなわち、第一測定および第二測定において、検知素子20p、20sのコリメート方向と異なる方向から検知素子20p、20sに飛来するガンマ線の散乱線である散乱ガンマ線および特性エックス線を遮蔽した状態で、コリメート方向から検知素子20p、20sに飛来する特性エックス線、散乱ガンマ線およびガンマ線から特性エックス線を弁別して計測した。   That is, in the first measurement and the second measurement, the collimating direction is shielded from the scattered gamma rays and the characteristic X-rays that are the scattered rays of the gamma rays flying from the direction different from the collimating direction of the sensing elements 20p and 20s. From the characteristic X-rays, the scattered gamma rays and the gamma rays flying to the sensing elements 20p and 20s, the characteristic X-rays were discriminated and measured.

図9に示すCR4aは、図8のCR4を縦軸、横軸とも通常目盛りで表示したものである。図1に示した第一測定器11pを用いた第一測定の計測結果Ipは11.3cpsであり、第二測定器11sを用いた第二測定の計測結果Isは6.3cpsであった。これにより、計測結果の比率(Is/Ip)は0.48、計測誤差は±0.01であった。Is/Ip=0.48とCR4aとの交点を読み取ることで、この測定物(土壌)における放射性物質の実効面密度厚み(面密度深さ)Dは、0.13±0.04[g/cm]と求められた。
したがって、実効面密度厚み(面密度深さ)Dを土壌密度(例えば1g/cm)で割ることで、この放射性物質の物理深さは0.13±0.04cm=1.3±0.4mmと求められた。このように、本実施形態の測定装置10を用いることで、表面よりも深部に存在する放射性物質の深さ位置を簡便かつ正確に測定できることが分かった。
The CR4a shown in FIG. 9 is obtained by displaying the CR4 of FIG. 8 on the normal scale on both the vertical axis and the horizontal axis. The measurement result Ip of the first measurement using the first measuring device 11p shown in FIG. 1 was 11.3 cps, and the measurement result Is of the second measurement using the second measuring device 11s was 6.3 cps. Thereby, the ratio (Is / Ip) of the measurement results was 0.48, and the measurement error was ± 0.01. By reading the intersection of Is / Ip = 0.48 and CR4a, the effective surface density thickness (surface density depth) D of the radioactive substance in this measurement object (soil) is 0.13 ± 0.04 [g / cm 2 ].
Therefore, by dividing the effective surface density thickness (surface density depth) D by the soil density (for example, 1 g / cm 3 ), the physical depth of this radioactive substance is 0.13 ± 0.04 cm = 1.3 ± 0. It was determined to be 4 mm. As described above, it was found that the depth position of the radioactive substance existing deeper than the surface can be measured easily and accurately by using the measuring apparatus 10 of the present embodiment.

以上により本方法によれば、測定対象100の放射能特性として、表面110から深部112までの深さ距離Dを算出することができる。   As described above, according to the present method, the depth distance D from the surface 110 to the deep part 112 can be calculated as the radioactivity characteristic of the measurement object 100.

また、測定対象100の放射能特性として、深部112における放射性物質102の放射能を算出することが可能である。具体的には、算出された面密度深さ(D)と、上記の面密度あたりの減衰率(η)[cm/g]を上の式(4)または(5)の右辺に適用し、計測結果IpまたはIsを左辺に適用することで、深部における放射性物質の真の放射能Iを算出することができる。 Further, the radioactivity of the radioactive substance 102 in the deep part 112 can be calculated as the radioactivity characteristic of the measurement object 100. Specifically, the calculated surface density depth (D) and the attenuation rate per surface density (η) [cm 2 / g] are applied to the right side of the above equation (4) or (5). By applying the measurement result Ip or Is to the left side, the true radioactivity I 0 of the radioactive substance in the deep part can be calculated.

図1に示すデータ処理装置90の記憶部(図示せず)に、上記のCR4aを表す関数やテーブルを換算情報として記憶しておくとよい。これにより、測定装置10を用いて第一測定および第二測定を行って計測結果IpおよびIsを取得するだけで、データ処理装置90の演算部94は上記の換算情報を参照して、放射性物質の面密度深さ(D)を算出することができる。演算部94は、測定対象100の土壌密度の数値を面密度深さ(D)に乗じて放射性物質の物理深さを算出してもよく、または式(4)もしくは(5)に従って放射性物質の真の放射能Iを算出してもよい。真の放射能Iは、放射能面密度[Bq/cm]または放射能[Bq]を単位として算出することができる。 A function or table representing the CR4a may be stored as conversion information in a storage unit (not shown) of the data processing device 90 shown in FIG. As a result, the calculation unit 94 of the data processing device 90 refers to the conversion information described above, only by performing the first measurement and the second measurement using the measuring device 10 and acquiring the measurement results Ip and Is. The surface density depth (D) can be calculated. The calculation unit 94 may calculate the physical depth of the radioactive substance by multiplying the surface density depth (D) by the numerical value of the soil density of the measurement target 100, or the radioactive substance according to the formula (4) or (5). it may calculate the true radioactivity I 0. The true radioactivity I 0 can be calculated in units of radioactivity surface density [Bq / cm 2 ] or radioactivity [Bq].

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成される限りにおける種々の変形、改良等の態様も含む。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications and improvements as long as the object of the present invention is achieved.

上記実施形態は、以下の技術思想を包含するものである。
(1)測定対象の表面よりも深部に存在する放射性物質が放射する放射線を測定する方法であって、前記深部から放射されて当該深部から前記表面までの通過距離が第一長さである放射線を計測する第一測定と、前記深部から放射されて当該深部から前記表面までの通過距離が前記第一長さよりも長い第二長さである放射線を計測する第二測定と、を行い、前記第一測定で測定された計測結果と前記第二測定で測定された計測結果との比率に基づいて前記深部における放射能特性を算出することを特徴とする放射線測定方法。
(2)前記放射能特性として、前記表面から前記深部までの深さ距離を算出する上記(1)に記載の放射線測定方法。
(3)前記放射能特性として、前記深部における前記放射性物質の放射能を算出する上記(1)に記載の放射線測定方法。
(4)光子を検知するコリメートされた検知素子を用いて行う上記(1)から(3)のいずれか一項に記載の放射線測定方法であって、前記第一測定において前記検知素子に入射させる前記光子の平均入射角よりも、前記第二測定における前記平均入射角を大きくすることを特徴とする放射線測定方法。
(5)前記第一測定において前記検知素子を前記表面に正対させ、前記検知素子の検知方向とコリメート方向とを一致させる上記(4)に記載の放射線測定方法。
(6)前記第一測定および前記第二測定において前記放射性物質の特性エックス線を計測することを特徴とする上記(4)または(5)に記載の放射線測定方法。
(7)前記第一測定および前記第二測定において、前記検知素子のコリメート方向と異なる方向から前記検知素子に飛来するガンマ線の散乱線である散乱ガンマ線および特性エックス線を遮蔽した状態で、前記コリメート方向から前記検知素子に飛来する前記特性エックス線、前記散乱ガンマ線および前記ガンマ線から前記特性エックス線を弁別して計測することを特徴とする上記(6)に記載の放射線測定方法。
(8)上記(1)から(7)のいずれか一項に記載の放射線測定方法に用いられるコリメータであって、放射線を検知する検知素子を備える放射線測定装置に装着される装着部と、前記装着部を前記放射線測定装置に装着した状態で前記検知素子の検知方向に対して傾斜した方向に開口している傾斜開口部と、を備え、前記傾斜開口部に入射する前記放射線のうち前記検知方向に対する平均入射角が所定以下の前記放射線を遮蔽することを特徴とするコリメータ。
(9)光子を検知するコリメートされた検知素子を備え、測定対象の表面よりも深部に存在する放射性物質が放射する放射線を測定する指向性の測定装置であって、前記検知素子のコリメート方向が可変または選択可能であり、前記深部から放射されて当該深部から前記表面までの通過距離が第一長さである放射線を計測する第一測定と、前記深部から放射されて当該深部から前記表面までの通過距離が前記第一長さよりも長い第二長さである放射線を計測する第二測定と、を行うことを特徴とする放射線測定装置。
(10)前記検知素子に対して着脱可能に装着されてコリメート方向が互いに相違する複数のコリメータを備える上記(9)に記載の放射線測定装置。
(11)前記検知素子に対して着脱可能に装着されてコリメート方向が可変であるコリメータを備える上記(9)に記載の放射線測定装置。
(12)一の前記コリメート方向が前記検知素子の検知方向と一致しており、他の前記コリメート方向が前記検知素子の検知方向に対して傾斜していることを特徴とする上記(10)または(11)に記載の放射線測定装置。
The above embodiment includes the following technical idea.
(1) A method for measuring radiation radiated from a radioactive substance existing deeper than a surface to be measured, the radiation radiated from the deep part and having a first length of passing distance from the deep part to the surface And a second measurement that measures radiation that is radiated from the deep part and has a second length that is longer than the first length by the passage distance from the deep part to the surface, and A radiation measurement method, wherein the radioactivity characteristic in the deep part is calculated based on a ratio between a measurement result measured in the first measurement and a measurement result measured in the second measurement.
(2) The radiation measurement method according to (1), wherein a depth distance from the surface to the deep part is calculated as the radioactivity characteristic.
(3) The radiation measuring method according to (1), wherein the radioactivity of the radioactive substance in the deep part is calculated as the radioactivity characteristic.
(4) The radiation measurement method according to any one of (1) to (3), wherein the radiation measurement method is performed using a collimated detection element that detects photons, and is incident on the detection element in the first measurement. A radiation measurement method, wherein the average incident angle in the second measurement is made larger than the average incident angle of the photons.
(5) The radiation measurement method according to (4), wherein in the first measurement, the detection element is directly opposed to the surface, and a detection direction of the detection element is matched with a collimating direction.
(6) The radiation measurement method according to (4) or (5), wherein a characteristic X-ray of the radioactive substance is measured in the first measurement and the second measurement.
(7) In the first measurement and the second measurement, the collimating direction in a state in which scattered gamma rays and characteristic X-rays that are scattered gamma rays flying to the sensing element from directions different from the collimating direction of the sensing element are shielded The radiation measurement method according to (6), wherein the characteristic X-rays flying from the light to the detection element, the scattered gamma rays, and the gamma rays are discriminated and measured.
(8) A collimator used in the radiation measurement method according to any one of (1) to (7) above, a mounting unit that is mounted on a radiation measurement device including a detection element that detects radiation, An inclination opening opening in a direction inclined with respect to the detection direction of the detection element in a state where the attachment part is attached to the radiation measuring apparatus, and the detection of the radiation incident on the inclination opening A collimator that shields the radiation having an average incident angle with respect to a direction equal to or less than a predetermined value.
(9) A directional measuring device that includes a collimated sensing element that detects photons, and that measures radiation emitted by a radioactive substance that exists deeper than the surface of the measurement target, the collimating direction of the sensing element being Variable or selectable, a first measurement that measures radiation radiated from the deep part and having a first length passing distance from the deep part to the surface; and radiated from the deep part to the surface from the deep part And a second measurement that measures radiation having a second length that is longer than the first length.
(10) The radiation measuring apparatus according to (9), including a plurality of collimators that are detachably attached to the detection element and have different collimating directions.
(11) The radiation measuring apparatus according to (9), further including a collimator that is detachably attached to the detection element and has a variable collimating direction.
(12) One of the collimating directions is coincident with the detecting direction of the detecting element, and the other collimating direction is inclined with respect to the detecting direction of the detecting element. The radiation measuring apparatus according to (11).

10 測定装置
11 測定器
11p 第一測定器
11s 第二測定器
12 ハウジング
20、20p、20s 検知素子
22 検知面
24 光電変換装置
26 アンプ
27 信号端子
28 電源端子
30 遮蔽体
32p、32s 側周部
34 基端部
36 天面部
40p、40s コリメータ
41 開口
41s 傾斜開口部
42 隔壁
44 遮蔽領域
46 蓋部材
47 装着部
70 架台
90 データ処理装置
92 波高分析部
94 演算部
96 出力部
100 測定対象
102 放射性物質
110 表面
112 深部
120 標準面線源
130 遮蔽板
140 基台
θ 入射角
θp 平均入射角
θs 平均入射角
η 減衰率(減衰係数)
D 深さ距離(面密度深さ)
I、Ip、Is 強度
I0 初期強度(真の放射能)
L1 第一長さ
L2 第二長さ
P1 特性エックス線ピーク
R、Rp、Rs 放射線
SP1 放射線スペクトル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Measuring apparatus 11 Measuring instrument 11p 1st measuring instrument 11s 2nd measuring instrument 12 Housing 20, 20p, 20s Detection element 22 Detection surface 24 Photoelectric conversion apparatus 26 Amplifier 27 Signal terminal 28 Power supply terminal 30 Shielding body 32p, 32s Side circumference 34 Base end portion 36 Top surface portion 40p, 40s Collimator 41 Opening 41s Inclined opening 42 Bulkhead 44 Shielding region 46 Lid member 47 Mounting portion 70 Base 90 Data processing device 92 Wave height analysis portion 94 Calculation portion 96 Output portion 100 Measurement object 102 Radioactive substance 110 Surface 112 Deep portion 120 Standard plane source 130 Shield plate 140 Base θ Incident angle θp Average incident angle θs Average incident angle η Attenuation rate (attenuation coefficient)
D Depth distance (surface density depth)
I, Ip, Is Intensity I0 Initial intensity (true radioactivity)
L1 1st length L2 2nd length P1 Characteristic X-ray peak R, Rp, Rs Radiation SP1 Radiation spectrum

Claims (12)

測定対象の表面よりも深部に存在する放射性物質が放射する放射線を測定する方法であって、
前記深部から放射されて当該深部から前記表面までの通過距離が第一長さである放射線を計測する第一測定と、
前記深部から放射されて当該深部から前記表面までの通過距離が前記第一長さよりも長い第二長さである放射線を計測する第二測定と、を行い、
前記第一測定で測定された計測結果と前記第二測定で測定された計測結果との比率に基づいて前記深部における放射能特性を算出することを特徴とする放射線測定方法。
A method for measuring radiation emitted by a radioactive substance existing deeper than the surface of a measurement object,
A first measurement that measures radiation radiated from the deep part and having a first length of a passing distance from the deep part to the surface;
Performing a second measurement of radiation radiated from the deep part and measuring a radiation having a second length that is longer than the first length by a distance from the deep part to the surface;
A radiation measurement method, wherein the radioactivity characteristic in the deep part is calculated based on a ratio between a measurement result measured in the first measurement and a measurement result measured in the second measurement.
前記放射能特性として、前記表面から前記深部までの深さ距離を算出する請求項1に記載の放射線測定方法。   The radiation measurement method according to claim 1, wherein a depth distance from the surface to the deep part is calculated as the radioactivity characteristic. 前記放射能特性として、前記深部における前記放射性物質の放射能を算出する請求項1に記載の放射線測定方法。   The radiation measurement method according to claim 1, wherein the radioactivity of the radioactive substance in the deep part is calculated as the radioactivity characteristic. 光子を検知するコリメートされた検知素子を用いて行う請求項1から3のいずれか一項に記載の放射線測定方法であって、
前記第一測定において前記検知素子に入射させる前記光子の平均入射角よりも、前記第二測定における前記平均入射角を大きくすることを特徴とする放射線測定方法。
The radiation measurement method according to any one of claims 1 to 3, wherein the radiation measurement method is performed using a collimated sensing element that detects photons.
The radiation measurement method characterized in that the average incident angle in the second measurement is made larger than the average incident angle of the photons incident on the sensing element in the first measurement.
前記第一測定において前記検知素子を前記表面に正対させ、前記検知素子の検知方向とコリメート方向とを一致させる請求項4に記載の放射線測定方法。   The radiation measurement method according to claim 4, wherein in the first measurement, the detection element is directly opposed to the surface, and a detection direction of the detection element is matched with a collimating direction. 前記第一測定および前記第二測定において前記放射性物質の特性エックス線を計測することを特徴とする請求項4または5に記載の放射線測定方法。   6. The radiation measurement method according to claim 4, wherein a characteristic X-ray of the radioactive substance is measured in the first measurement and the second measurement. 前記第一測定および前記第二測定において、前記検知素子のコリメート方向と異なる方向から前記検知素子に飛来するガンマ線の散乱線である散乱ガンマ線および特性エックス線を遮蔽した状態で、前記コリメート方向から前記検知素子に飛来する前記特性エックス線、前記散乱ガンマ線および前記ガンマ線から前記特性エックス線を弁別して計測することを特徴とする請求項6に記載の放射線測定方法。   In the first measurement and the second measurement, the detection from the collimation direction in a state where the scattered gamma rays and the characteristic X-rays, which are scattered gamma rays flying to the detection element from directions different from the collimation direction of the detection element, are shielded. The radiation measuring method according to claim 6, wherein the characteristic X-rays that come to the element, the scattered gamma rays, and the gamma rays are discriminated and measured. 請求項1から7のいずれか一項に記載の放射線測定方法に用いられるコリメータであって、
放射線を検知する検知素子を備える放射線測定装置に装着される装着部と、前記装着部を前記放射線測定装置に装着した状態で前記検知素子の検知方向に対して傾斜した方向に開口している傾斜開口部と、を備え、
前記傾斜開口部に入射する前記放射線のうち前記検知方向に対する平均入射角が所定以下の前記放射線を遮蔽することを特徴とするコリメータ。
A collimator used in the radiation measurement method according to claim 1,
A mounting portion mounted on a radiation measuring device including a detection element for detecting radiation, and an inclination opening in a direction inclined with respect to the detection direction of the detection element in a state where the mounting portion is mounted on the radiation measuring device. An opening, and
A collimator for shielding the radiation having an average incident angle with respect to the detection direction out of the radiation incident on the inclined opening.
光子を検知するコリメートされた検知素子を備え、測定対象の表面よりも深部に存在する放射性物質が放射する放射線を測定する指向性の測定装置であって、
前記検知素子のコリメート方向が可変または選択可能であり、前記深部から放射されて当該深部から前記表面までの通過距離が第一長さである放射線を計測する第一測定と、前記深部から放射されて当該深部から前記表面までの通過距離が前記第一長さよりも長い第二長さである放射線を計測する第二測定と、を行うことを特徴とする放射線測定装置。
A directional measuring device that includes a collimated sensing element that detects photons, and that measures radiation emitted by radioactive materials that exist deeper than the surface of the measurement object,
The collimating direction of the sensing element is variable or selectable, and a first measurement for measuring radiation that is radiated from the deep part and has a first length from the deep part to the surface; and radiated from the deep part. And a second measurement that measures radiation having a second length that is longer than the first length by a passing distance from the deep part to the surface.
前記検知素子に対して着脱可能に装着されてコリメート方向が互いに相違する複数のコリメータを備える請求項9に記載の放射線測定装置。   The radiation measurement apparatus according to claim 9, further comprising a plurality of collimators that are detachably attached to the detection element and have different collimating directions. 前記検知素子に対して着脱可能に装着されてコリメート方向が可変であるコリメータを備える請求項9に記載の放射線測定装置。   The radiation measuring apparatus according to claim 9, further comprising a collimator that is detachably attached to the detection element and has a variable collimating direction. 一の前記コリメート方向が前記検知素子の検知方向と一致しており、他の前記コリメート方向が前記検知素子の検知方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項10または11に記載の放射線測定装置。   The one collimating direction coincides with the detection direction of the detection element, and the other collimation direction is inclined with respect to the detection direction of the detection element. Radiation measurement device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3992619A1 (en) * 2020-10-27 2022-05-04 Due2Lab S.R.L. X-ray collimator and related x-ray inspection apparatus

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62207985A (en) * 1986-03-10 1987-09-12 Hitachi Ltd Measuring instrument for position of radiation source
JPH0481684A (en) * 1990-07-25 1992-03-16 Hitachi Ltd Apparatus for measuring radioactivity
US5442180A (en) * 1993-08-19 1995-08-15 Battelle Memorial Institute Apparatus for the field determination of concentration of radioactive constituents in a medium
JPH07294652A (en) * 1994-02-18 1995-11-10 Westinghouse Electric Corp <We> Method and apparatus for finding of depth of gamma-ray emission element under surface of substance
JPH09230051A (en) * 1996-02-20 1997-09-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Radioactivity quantity measuring method for radioactive waste solidified body
JP2004085250A (en) * 2002-08-23 2004-03-18 Toshiba Corp Radiation measuring device
WO2013105519A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 独立行政法人放射線医学総合研究所 Radioactive substance detection device, radiation source location visibility system, and radioactive substance detection method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62207985A (en) * 1986-03-10 1987-09-12 Hitachi Ltd Measuring instrument for position of radiation source
JPH0481684A (en) * 1990-07-25 1992-03-16 Hitachi Ltd Apparatus for measuring radioactivity
US5442180A (en) * 1993-08-19 1995-08-15 Battelle Memorial Institute Apparatus for the field determination of concentration of radioactive constituents in a medium
JPH07294652A (en) * 1994-02-18 1995-11-10 Westinghouse Electric Corp <We> Method and apparatus for finding of depth of gamma-ray emission element under surface of substance
JPH09230051A (en) * 1996-02-20 1997-09-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Radioactivity quantity measuring method for radioactive waste solidified body
JP2004085250A (en) * 2002-08-23 2004-03-18 Toshiba Corp Radiation measuring device
WO2013105519A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 独立行政法人放射線医学総合研究所 Radioactive substance detection device, radiation source location visibility system, and radioactive substance detection method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3992619A1 (en) * 2020-10-27 2022-05-04 Due2Lab S.R.L. X-ray collimator and related x-ray inspection apparatus
US11854712B2 (en) 2020-10-27 2023-12-26 Due2Lab S.R.L. X-ray collimator and related X-ray inspection apparatus

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