JP2015172514A - 廃棄物用放射能測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性を担保可能で、放射能濃度を高精度に測定可能な廃棄物用放射能測定装置を提供する。
【解決手段】フレコン７に収容された廃棄物８が載置されるターンテーブル２４と、ターンテーブル２４が設けられる架台５とを有し、廃棄物８の放射能濃度を測定する廃棄物用放射能測定装置１であって、ターンテーブル２４を架台５に対して回転させる回転機構と、架台５に固定されるとともにターンテーブル２４により回転している廃棄物８からの放射線量γを廃棄物８の側方で測定し得る側部測定手段３３と、ターンテーブル２４に載置されている廃棄物８からの放射線量γを廃棄物８の下方で測定し得る底部測定手段２３と、ターンテーブル２４に載置されている廃棄物８の重量を測定し得る重量測定器２１と、廃棄物８の測定された放射線量γおよび重量から当該廃棄物８の放射能濃度を算出する自立制御盤４と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、廃棄物の焼却可否を判断するために当該廃棄物の放射能濃度を測定する装置に関するものである。

２０１１年の東北地方太平洋沖地震により発生した大津波は、被災地の家屋や建造物を倒壊させるだけでなく、深刻な原発事故を引き起こした。このため、家屋や建造物の倒壊により生じた廃棄物（災害廃棄物）には放射能で汚染されているものも多く、これらを早期に処理することが、震災復興のために不可欠である。

上記廃棄物の処理に際しては、今のところ、まず廃棄物の放射能濃度を測定し、その放射能濃度が一定の基準値以下の廃棄物については焼却処分できるものの、放射能濃度が上記基準値を超える廃棄物については放射性廃棄物として厳格に管理などしなければならない。ここで、廃棄物の放射能濃度を測定するために、廃棄物用放射能測定装置が使用される。

従来の放射能測定装置として、被検体（例えば廃棄物）の放射能濃度を、当該被検体の底部からシンチレータで測定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、放射線遮蔽箱の内部にシンチレータを配置し、当該放射線遮蔽箱の上に被検体を載置するように構成することで、簡易な構成で容易に被検体の放射能濃度を測定できるようにされている。また、上記特許文献１には、被検体をフレキシブルコンテナバッグ（以下ではフレコンと略す）に収容した上で、測定してもよい点が記載されている。

実用新案登録第３１８６３７７号公報

ところで、被検体が上記災害廃棄物でフレコンに収容されたものである場合、災害廃棄物は異なる大きさ、形状および比重のガレキからなるので、フレコンの内部で災害廃棄物の密度にバラツキが生ずる。このため、フレコンに収容された災害廃棄物は、底部ほど放射能濃度が高くなるとともに、鉛直方向および周方向に放射能濃度が不均一となる。

したがって、上記特許文献１に記載の放射能測定装置では、被検体が上記災害廃棄物でフレコンに収容されたものである場合、被検体の底部ほど放射能濃度が高くなるので、上記被検体の鉛直方向に平均的な放射能濃度よりも高い値が測定されてしまう。これだと、安全性は担保されるが、放射能濃度が高精度に測定されない。

また、上記被検体の鉛直方向に平均的な放射能濃度を測定するために、別途シンチレータを上記被検体の一側部に配置することが考えられる。しかしながら、被検体が上記災害廃棄物でフレコンに収容されたものである場合、被検体は周方向にも放射能濃度が不均一なので、周方向に平均的な放射能濃度が高精度に測定されない。

このように、従来の放射能測定装置だと、廃棄物（特に災害廃棄物）をフレコンに収容したものに対して、放射能濃度を高精度に測定できないという問題があった。
そこで、本発明は、安全性を担保することができるとともに、放射能濃度を高精度に測定することができる廃棄物用放射能測定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る廃棄物用放射能測定装置は、収容袋に収容された廃棄物が載置される載置台と、この載置台が設けられる架台とを有し、上記廃棄物の放射能濃度を測定する廃棄物用放射能測定装置であって、
上記載置台を架台に対して回転させる回転機構と、
上記架台に固定されるとともに、上記載置台により回転している廃棄物からの放射線量を当該廃棄物の側方で測定し得る側部測定手段と、
上記載置台に載置されている廃棄物からの放射線量を当該廃棄物の下方で測定し得る底部測定手段と、
上記載置台に載置されている廃棄物の重量を測定し得る重量測定器と、
上記廃棄物の測定された放射線量および重量から当該廃棄物の放射能濃度を算出する演算部と、
を有するものである。

また、本発明の請求項２に係る廃棄物用放射能測定装置は、請求項１に記載の廃棄物用放射能測定装置における底部測定手段が、載置台の回転軸に配置されたシンチレータであるものである。

さらに、本発明の請求項３に係る廃棄物用放射能測定装置は、請求項１に記載の廃棄物用放射能測定装置における底部測定手段が、載置台の回転軸から偏心して配置されたシンチレータであるものである。

また、本発明の請求項４に係る廃棄物用放射能測定装置は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の廃棄物用放射能測定装置における側部測定手段が、縦方向に複数配置されたシンチレータであるものである。

上記廃棄物用放射能測定装置によると、安全性を担保することができるとともに、放射能濃度を高精度に測定することができる。

本発明の実施の形態における廃棄物用放射能測定装置の平面図である。 同廃棄物用放射能測定装置の側面図である。 同廃棄物用放射能測定装置の拡大平面図である。 同廃棄物用放射能測定装置の拡大側面図である。 同廃棄物用放射能測定装置の自立制御盤を説明するためのブロック図である。

以下、本発明の実施の形態に係る廃棄物用放射能測定装置について図面に基づき説明する。
上記廃棄物用放射能測定装置により放射能濃度を測定する対象となるのは、図１および図２に示すように、フレキシブルコンテナバッグ７（収容袋の一例であり、以下ではフレコン７と略す）に収容された災害廃棄物８（以下では単に廃棄物８という）である。廃棄物８の収容にフレコン７を使用することは、ドラム缶を使用するのとは異なり、様々なメリットがある。このメリットは、例えば、安価で大容量の廃棄物８を収容できる、軽くて折りたためるので現場作業での取り扱いが容易、収容した廃棄物８とともに焼却できる、などである。しかしながら、フレコン７に収容された廃棄物８は異なる大きさ、形状および比重のガレキからなるので、フレコン７の内部で廃棄物８の密度にバラツキが生ずる。このため、図３および図４に示すように、フレコン７に収容された廃棄物８は、底部ほど放射能濃度が（放射線量γも）高くなるとともに、鉛直方向および周方向に放射能濃度が（放射線量γも）不均一となる。

図１および図２に示すように、上記廃棄物用放射能測定装置１は、下面に移動用車輪６（固定脚でもよい）が設けられた架台５と、この架台５の上に配置された放射線測定機器２〜４とを有する。なお、図示しないが、上記架台５の周縁には壁（一部に扉を有する）が設けられており、この壁の上端には屋根が設けられている。すなわち、上記架台５、壁および屋根により、内部に放射線測定機器２〜４を配置した部屋が形成される。

上記放射線測定機器２〜４は、上記架台５の中央に配置された台座体２と、上記架台５の一端側に配置された測定用柱体３と、上記架台５の他端側に配置された自立制御盤４とが具備される。上記台座体２は、フレコン７に収容された廃棄物８がパレット９ごと載置されるものである。上記測定用柱体３は、側部測定手段（詳しくは後述する）３３により、台座体２に載置された廃棄物８の鉛直方向に平均的な放射線量γを測定するものである。上記自立制御盤４は、上記台座体２および測定用柱体３を制御する一方、これら台座体２および測定用柱体３から測定データが入力され、これら入力された測定データに基づいて演算を行うものである。

上記台座体２は、上記架台５の上に設置された重量測定器２１と、この重量測定器２１の上に設置された支持具２２と、この支持具２２に設置された底部測定手段（詳しくは後述する）２３と、上記支持具２２の上に設置された円盤状のターンテーブル（載置台の一例である）２４と、このターンテーブル２４を鉛直方向軸２５の周りに回転させる回転機構（図示省略）とを具備する。次に、上記台座体２の構成部材を、上方から順に詳細に説明する。上記台座体２の最も上方に位置する構成部材であるターンテーブル２４は、フレコン７に収容された廃棄物８がパレット９ごと載置されるとともに、当該廃棄物８を上記鉛直方向軸２５（以下では回転軸２５という）の周りに回転させるものである。上記回転機構は、図示しないが、ターンテーブル２４の内部に固定された当該ターンテーブル２４と同心の水平歯車と、上記支持具２２に設けられてピニオンにより上記水平歯車を回転させるモータとを備える。上記底部測定手段２３は、上記ターンテーブル２４に載置された廃棄物８からの放射線量γを当該廃棄物８の下方から測定し得るものである。上記支持具２２は、天板２２ｔおよび脚２２ｌを有するテーブル状のものであり、上記ターンテーブル２４の回転に同調しない非回転物である。上記天板２２ｔは、上記底部測定手段２３およびモータを固定するとともに、上記ターンテーブル２４を回転伝達部（例えばガイドレール、ベアリングなど）２６により上記回転軸２５の周りに回転自在に支持するものである。上記重量測定器２１は、ターンテーブル２４に載置された廃棄物８の重量を測定し得るものである。なお、上記モータ（図示省略）、底部測定手段２３および重量測定器２１は、いずれも配線１１により上記自立制御盤４に接続されている。

ここで、図４に示すように、上記側部測定手段３３は、上記ターンテーブル２４に載置された廃棄物８からの放射線量γを当該廃棄物８の側方から測定し得るものであり、鉛直方向に３つ（複数であればよい）並んで等間隔に配置された放射線量測定器１３である。また、上記底部測定手段２３は、上記ターンテーブル２４の回転軸２５に配置された放射線量測定器１３である。これら上記側部測定手段３３および底部測定手段２３を構成する放射線量測定器１３は、それぞれ、シンチレータ１３ｓと、このシンチレータ１３ｓを被覆するとともに放射線遮蔽材（鉛など）からなる厚肉円筒部１３ｃと、これら厚肉円筒部１３ｃの外周囲に設けられたフランジ１３ｆとから構成される。上記厚肉円筒部１３ｃは、肉厚が２５〜５０ｍｍ程度であり、シンチレータ１３ｓを全て被覆するのではなく、シンチレータ１３ｓにおける放射線量測定側（廃棄物８側）を長さ方向に５０ｍｍ程度露出させている。

上記測定用柱体３は、上記架台５に固定された柱部３１と、この柱部３１に保持された上記側部測定手段３３とを具備する。上記柱部３１は、側部測定手段３３を構成する上記３つの放射線量測定器１３の保持のために、これら放射線量測定器１３が挿入される３つの穴部３２を有する。当然ながら、これら穴部３２は、鉛直方向に並んで等間隔に配置される。なお、上記側部測定手段３３は、配線１１により上記自立制御盤４に接続されている。

上記自立制御盤４には、図１〜図３に示すように、この自立制御盤４を操作する作業者Ｏの安全（被曝の防止）のためにも、放射線遮蔽板（例えば鉛ガラス板）１４が設けられている。すなわち、この放射線遮蔽板１４は、廃棄物８からの放射能を遮蔽して、自立制御盤４の正面側における操作スペースＳでの作業者Ｏの被曝を防止するものである。

上記自立制御盤４は、図示しないが、上記モータによりターンテーブル２４を回転させるとともに、放射線量測定器１３および重量測定器２１による測定を開始させる測定開始ボタンを備える。また、上記自立制御盤４は、同様に図示しないが、放射線量測定器１３による測定時間を計測するタイマーと、ターンテーブル２４の回転速度を調整する回転速度調整ダイヤルとを備える。さらに、上記自立制御盤４は、図５に示すように、側部測定手段３３を構成する３つの放射線量測定器１３からの放射線量γの測定データが入力される側部量入力部４１と、この側部量入力部４１に入力された３つの測定データを平均化する鉛直方向平均部４２と、底部測定手段２３を構成する放射線量測定器１３からの放射線量γの測定データが入力される底部量入力部４３と、重量測定器２１からの重量の測定データが入力される重量入力部４４とを備える。上記鉛直方向平均部４２は、入力された３つの放射線量測定器１３からの放射線量γの測定データを合算するとともに、合算された測定データを３（側部測定手段３３を構成する放射線量測定器１３の個数）で除するものである。すなわち、上記鉛直方向平均部４２は、廃棄物８からの放射線量γが鉛直方向に不均一であっても、鉛直方向に並んで等間隔に（異なる高さに）配置された３つの放射線量測定器１３からの測定データを平均化することで、廃棄物８の鉛直方向に平均的な放射線量γを算出するものである。また、上記自立制御盤４は、鉛直方向平均部４２で算出された測定データを単位時間で平均化する側部時間平均部４５と、底部量入力部４３に入力された測定データを単位時間で平均化する底部時間平均部４６とを備える。これら側部時間平均部４５および底部時間平均部４６は、測定データを単位時間で平均化するために、測定データを上記タイマーで計測された測定時間で積分するとともに、積分された測定データを上記測定時間で除するものである。さらに、上記自立制御盤４は、側部時間平均部４５および底部時間平均部４６によりそれぞれ単位時間で平均化された測定データを、重量入力部４４に入力された測定データで除する放射能濃度算出部（演算部の一例である）４７を備える。この放射能濃度算出部４７は、側部測定手段３３で測定された放射線量γに基づく放射能濃度（以下では鉛直方向に平均的な放射能濃度という）と、底部測定手段２３で測定された放射線量γに基づく放射能濃度（以下では安全サイドの放射能濃度という）とを算出するものである。加えて、上記自立制御盤４は、上記放射能濃度算出部４７でそれぞれ算出された放射能濃度を記憶する記憶部４８と、これら放射能濃度を外部機器に出力可能にする出力部４９とを備える。

本発明の要旨は、第１に、鉛直方向に並んで等間隔に配置された放射線量測定器１３（側部測定手段３３を構成する）と、これら放射線量測定器１３からの測定データを平均化する鉛直方向平均部４２と、放射能濃度算出部４７とにより、フレコン７に収容された廃棄物８のように底部ほど放射能濃度が高くなるものであっても、鉛直方向に平均的な放射能濃度が得られることにある。第２に、架台５に固定された放射線量測定器１３に対して、廃棄物８を回転させることにより、フレコン７に収容された廃棄物８のように周方向に放射能濃度が不均一となるものであっても、測定データが単位時間で平均化され、すなわち、周方向に平均的な放射能濃度が得られることにある。第３に、廃棄物８からの放射線量γを当該廃棄物８の下方から測定し得る放射線量測定器１３（底部測定手段２３を構成する）と、放射能濃度算出部４７とにより、安全サイドの放射能濃度が得られることにある。第４に、上記支持具２２を介してターンテーブル２４が設置される重量測定器２１により、廃棄物８の放射線量γを測定している際に、当該廃棄物８の重量を測定することにある。

以下、上記廃棄物用放射能測定装置１の使用方法について説明する。
まず、フレコン７に廃棄物８を収容してパレット９に載置する。そして、フォークリフトなどにより、フレコン７に収容された廃棄物８をパレット９ごと上記廃棄物用放射能測定装置１まで運搬し、上記廃棄物８をパレット９ごとターンテーブル２４に載置する。このとき、図３に示すように、廃棄物８が収容されたフレコン７の平面中心を、ターンテーブル２４の回転軸２５上に位置するようにする。

次に、作業者Ｏが操作スペースＳに立ち、自立制御盤４の測定開始ボタンを押す。すると、回転軸２５を中心にターンテーブル２４とともに廃棄物８がパレット９ごと回転する。そして、図４に示すように、回転している廃棄物８の側方から側部測定手段３３を構成する鉛直方向に３つの放射線量測定器１３（具体的にはシンチレータ１３ｓ）により放射線量γが測定されるとともに、廃棄物８の下方から底部測定手段２３を構成する放射線量測定器１３（具体的にはシンチレータ１３ｓ）により放射線量γが測定される。この際に、重量測定器２１により廃棄物８の重量が測定される。

側部測定手段３３で測定された放射線量γの測定データは、鉛直方向平均部４２により鉛直方向に平均化された後に、側部時間平均部４５により単位時間で平均化される。また、底部測定手段２３で測定された放射線量γの測定データは、底部時間平均部４６により単位時間で平均化される。そして、放射能濃度算出部４７により、これら平均化された測定データと重量測定器２１からの重量の測定データとに基づき、鉛直方向に平均的な放射能濃度と、安全サイドの放射能濃度とが算出される。これら算出された鉛直方向に平均的な放射能濃度と、安全サイドの放射能濃度とは、記憶部４８に記憶されるとともに、出力部４９により外部機器に出力可能にされる。

このように、上記廃棄物用放射能測定装置１によると、鉛直方向および周方向に平均的な放射能濃度が得られることにより、放射能濃度を高精度に測定することができる。
また、安全サイドの放射能濃度が得られることにより、安全性を担保することができるとともに、パレット９の放射能汚染も検知することができる。

さらに、廃棄物８の放射線量γを測定している際に、当該廃棄物８の重量を測定するので、放射能濃度を短時間で得ることができる。
加えて、放射線量測定器１３が着脱式なので、廃棄物用放射能測定装置１を移動させる際に、当該廃棄物用放射能測定装置１から放射線量測定器１３を取り外すことにより、高価な放射線量測定器１３（特にシンチレータ１３ｓ）の破損を防ぐことができる。

また、上記底部測定手段２３を構成する放射線量測定器１３がターンテーブル２４の回転軸２５に配置されているので、フレコン７が小さい場合でも、確実に廃棄物８の下方から放射線量γが測定され、放射能濃度をより高精度に測定することができる。

さらに、上記厚肉円筒部１３ｃは、肉厚が２５〜５０ｍｍ程度であり、シンチレータ１３ｓにおける放射線量測定側（廃棄物８側）を長さ方向に５０ｍｍ程度露出させているので、放射線量測定器１３で廃棄物８以外からの放射線量γが測定されず、放射能濃度をより高精度に測定することができる。

ところで、上記実施の形態では、シンチレータ１３ｓについて詳しく説明しなかったが、例えば、廃棄物８の高濃度汚染にも対応できるようにするために、プラスチックシンチレータが用いられる。

また、上記実施の形態では、側部測定手段３３を構成する放射線量測定器１３が柱部３１に保持されるとして説明したが、廃棄物８への出退機構を有していてもよい。具体的には、図示省略するが、柱部３１に、この柱部３１と廃棄物８との距離を測定する距離センサと、上記放射線量測定器１３を廃棄物８の方向へ出退させるアクチュエータと、上記距離センサで測定された距離に基づいて上記放射線量測定器１３と廃棄物８との距離が一定になるようにアクチュエータを制御する制御部とが設けられる。この構成により、側部測定手段３３により測定される放射線量γの測定がより高精度になるので、放射能濃度をより高精度に測定することができる。

さらに、上記実施の形態では、側部測定手段３３を構成する放射線量測定器１３が等間隔に配置されるとして説明したが、これに限定されるものではなく、放射線量γの測定がより高精度となるための適切な間隔が選定される。

加えて、上記実施の形態では、底部測定手段２３を構成する放射線量測定器１３がターンテーブル２４の回転軸２５に配置されているとして説明したが、この回転軸２５から偏心して配置されてもよい。この構成により、安全サイドの放射線量γの測定がより高精度になるので、放射能濃度をより高精度に測定することができる。また、この放射線量測定器１３（底部測定手段２３を構成する）を水平方向に移動させ得る別途のアクチュエータが設けられてもよい。

さらに、上記実施の形態では、フレコン７に収容された廃棄物８の放射能濃度を測定するとして説明したが、これに限定されるものではない。
また、上記実施の形態では、放射線量測定器１３について詳しく説明しなかったが、必要とする精度に基づき適宜選定されるものであり、さらに、サーベイメータやガイガーカウンタなどを使用してもよい。

１ 廃棄物用放射能測定装置
２ 台座体
３ 測定用柱体
４ 自立制御盤
５ 架台
７ フレコン
８ 廃棄物
１１ 配線
１３ 放射線量測定器
１３ｓ シンチレータ
１３ｃ 厚肉円筒部
１３ｆ フランジ
１４ 放射線遮蔽板
２１ 重量測定器
２２ 支持具
２３ 底部測定手段
２４ ターンテーブル
３１ 柱部
３３ 側部測定手段

Claims (4)

1. 収容袋に収容された廃棄物が載置される載置台と、この載置台が設けられる架台とを有し、上記廃棄物の放射能濃度を測定する廃棄物用放射能測定装置であって、
   上記載置台を架台に対して回転させる回転機構と、
   上記架台に固定されるとともに、上記載置台により回転している廃棄物からの放射線量を当該廃棄物の側方で測定し得る側部測定手段と、
   上記載置台に載置されている廃棄物からの放射線量を当該廃棄物の下方で測定し得る底部測定手段と、
   上記載置台に載置されている廃棄物の重量を測定し得る重量測定器と、
   上記廃棄物の測定された放射線量および重量から当該廃棄物の放射能濃度を算出する演算部と、
   を有することを特徴とする廃棄物用放射能測定装置。
2. 底部測定手段が、載置台の回転軸に配置されたシンチレータであることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物用放射能測定装置。
3. 底部測定手段が、載置台の回転軸から偏心して配置されたシンチレータであることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物用放射能測定装置。
4. 側部測定手段が、鉛直方向に複数配置されたシンチレータであることを特徴とする請求項１乃至３に記載の廃棄物用放射能測定装置。

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