JP2015178974A - ガンマ線自動監視設備及びガンマ線自動監視設備ソフトウェアプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の荷台等に積載され運搬されるスクラップ等に混入した放射性物質を各自治体の境界又は産業廃棄物処理場の入口等で発見する自動監視設備を提供すること。
【解決手段】車両進入路Ａの両側に対向立設するゲート１０と、車両の積載物から放出されるガンマ線を検知する前記ゲートに取り付けるガンマ線検知機構３０と、前記ゲートと車両との距離等を測定する前記ゲートに取り付ける距離測定機構４０と、前記ガンマ線検知機構及び距離測定機構から送信される情報を受信し種々の演算処理を行うソフトウェアプログラムが稼働する情報処理機構５０等とで構成するガンマ線自動監視設備１等を提供する。
【選択図】図１

Description

本願発明は、車両の荷台に積載し運搬される金属スクラップ・産業廃棄物・建築廃棄物・瓦礫・土砂・木材など（以下、スクラップ等という。）に混入した放射性物質を各自治体の境界、産業廃棄物処理施設の入口等（以下、施設等の境界という。）で発見するための監視設備及び当該監視設備を構成する情報処理装置上で稼働するソフトウェアプログラムである。

ガンマ線を検知することにより、ガンマ線放出核種の分布を測定する装置は存在する。

例えば、放射線測定器を移動させながら複数箇所で測定を行うとともに前記データを所定の方程式で演算することにより、壁体内部に存在するガンマ線放出核種の深さ方向の分布を測定する装置が開示されている（特許文献１）。

特開昭６２−２８２２８８号公報

上述の特許文献１は、コンクリート壁面に存在するガンマ線放出核種の深さ方向の分布を測定する装置であり、ガンマ線を放出する対象物（ガンマ線放出源）が移動しない場合の装置であると想定する。したがって、車両の荷台に積載し運搬されるスクラップ等に混入した放射性物質を施設等の境界で発見するための設備としては使用できないか若しくは適していないものと考える。

なお、出願人が、開発、導入及び保守を行っている既存設備として、ガンマ線検知機構を取り付けたゲートを車両進入路に設け、車両の荷台に積載し運搬されるスクラップ等に混入した放射性物質を施設等の境界で発見する自動監視設備が実在する（放射性物質の発見判断については、ガンマ線検知機構で検知し情報処理装置で演算処理したシーベルト値の大小で判断する）。

ところで、近年の放射性物質の規制値等の表示においてはベクレル単位の表示が利用されるところ、シーベルト値（単位）からベクレル値（単位）へは単純に換算することが困難である。

そこで、車両の荷台に積載し運搬されるスクラップ等に混入した放射性物質を施設等の境界で発見できるとともに、ベクレル単位での表示も行い得るガンマ線自動監視設備及び当該監視設備を構成する情報処理装置上で稼働するソフトウェアプログラムを提供することを課題とした。

また、ガンマ線検知機構とガンマ線放出源との間の距離や積載物の種類によって、ガンマ線検知機構が検知するガンマ線量が増減してしまうため、その減衰量にも配慮したガンマ線自動監視設備及び当該監視設備を構成する情報処理装置上で稼働するソフトウェアプログラムを提供することを課題とした。

本願発明のガンマ線自動監視設備は、ガンマ線検知機構を取り付けたゲートを車両進入路に設け前記ガンマ線検知機構から送信されるガンマ線情報を情報処理装置で受信し、前記情報処理装置上で稼働するソフトウェアプログラムで演算処理するガンマ線自動監視設備であって、前記ゲートから車両の荷台の側面までの荷台側面ゲート距離又は車両の荷台幅のいずれかを測定する距離測定機構を少なくとも備えるガンマ線自動監視設備を提供する。

また、本願発明のガンマ線自動監視設備は、ガンマ線検知機構を取り付けたゲートを車両進入路に設け前記ガンマ線検知機構から送信されるガンマ線情報を情報処理装置で受信し、前記情報処理装置上で稼働するソフトウェアプログラムで演算処理するガンマ線自動監視設備であって、前記ゲートから車両の荷台の側面までの荷台側面ゲート距離又は車両の荷台幅のいずれかを測定する距離測定機構を少なくとも備え、前記距離測定機構から送信される前記荷台側面ゲート距離情報又は前記車両の荷台幅測定情報のいずれかの情報を受信して、荷台中央ゲート距離を算出するソフトウェアプログラムを前記情報処理装置上で稼働するガンマ線自動監視設備を提供する。

また、本願発明のソフトウェアプログラム又はソフトウェアプログラム媒体は、前記荷台側面ゲート距離情報及びゲート間距離から車両の荷台幅を算出するステップと、前記車両の荷台幅算出情報及び前記荷台側面ゲート距離情報から前記荷台中央ゲート距離を算出するステップと、前記荷台中央ゲート距離情報及びガンマ線情報から所定の場合のベクレル値を算出するステップと、によって前記ゲートに侵入した車両の荷台積載物のベクレル値を出力するソフトウェアプログラム又はソフトウェアプログラム媒体を提供する。

また、本願発明のソフトウェアプログラム又はソフトウェアプログラム媒体は、前記車両の荷台幅測定情報及び前記荷台側面ゲート距離情報から前記荷台中央ゲート距離を算出するステップと、前記荷台中央ゲート距離情報及びガンマ線情報から所定の場合のベクレル値を算出するステップと、によって前記ゲートに侵入した車両の荷台積載物のベクレル値を出力するソフトウェアプログラム又はソフトウェアプログラム媒体を提供する。

本願発明のガンマ線自動監視設備は、ガンマ線検知機構を取り付けたゲートを車両進入路に設けるため、車両の荷台に積載し運搬されるスクラップ等に混入した放射性物質を施設等の境界で発見することができる。

また、本願発明のガンマ線自動監視設備は、所定の距離測定機構及び所定のソフトウェアプログラムを備えるため、所定のベクレル値（単位）の算出が可能となった。

また、本願発明のガンマ線自動監視設備は、所定の距離測定機構及び所定のソフトウェアプログラムを備えるため、ガンマ線検知機構とガンマ線放出源との間の距離やその距離情報に基づいたパラメータを作成することにより、ガンマ線量の減衰に配慮した演算処理が可能となった。

また、本願発明のソフトウェアプログラム及びソフトウェアプログラム媒体は、所定のベクレル値（単位）算出プログラムを包含するため、ベクレル値（単位）での出力（表示）が可能となった。

図１は、ガンマ線自動監視設備の全体図である。 図２は、ゲートの拡大図である。 図３は、箱体内部の配置図及び情報処理機構の構成を示す図である。 図４は、距離測定機構の構成及び作動を示す平面図である。 図５は、ガンマ線自動監視設備ソフトウェアプログラムの出力表示画面（ベクレル値表示、ガンマ線検出場所表示）である。 図６は、ガンマ線自動監視設備ソフトウェアプログラムの出力表示画面（ガンマ線量シーベルト表示）である。

施設等の境界にガンマ線自動監視設備を設けて、２４時間自動監視できる設備として実施する。

まずは、ガンマ線自動監視設備の構成について、図１から図３に従い説明する。

ガンマ線自動監視設備（１）は、車両進入路（Ａ）の両側を挟むように設けるゲート（１０）と、車両（Ｂ）の進入を検出する車両検出機構（２０）と、前記車両の積載物から放射されるガンマ線を検知する前記ゲートに取り付けたガンマ線検知機構（３０）と、前記ゲートから前記車両の荷台の側面までの距離（以下、荷台側面ゲート距離という。）を測定する前記ゲートに取り付けた距離測定機構（４０）と、前記ガンマ線検知機構から送信されるガンマ線情報及び前記距離測定機構から送信される荷台側面ゲート距離情報を受信し、種々の演算処理を行う情報処理機構（５０）と、前記情報処理機構から出力される情報に基づき警告を促す警告等出力装置（６０）と、で構成する（図１）。

前記ゲート（１０）は、前記車両進入路（Ａ）を挟んで対向に建立される一方側の立設体（１１）及び他方側の立設体（１２）とからなり、前記一方側の立設体は、断面Ｈ形状の金属製柱体である入口側支柱（１１１）及び出口側支柱（１１２）と、前記入口側支柱と前記出口側支柱との間に挟設する箱体（１１３）とで構成する（図２）。

また、前記他方側の立設体（１２）は、断面Ｈ形状の金属製柱体である入口側支柱（１２１）及び出口側支柱（１２２）と、前記入口側支柱と前記出口側支柱との間に挟設した箱体（１２３）とで構成する（図２）。

なお、前記ゲート（１０）の構成について、本実施例では車両進入路を挟んで対向に建立する構成としているが、ガンマ線検知情報及び前記距離測定機構から送信される荷台側面ゲート距離情報が取得できる構成であれば異なる構成でも良い。例えば、対向に建立するゲートの上方相互をさらに架設して車両進入路の３方を囲む構成や、車両進入路の一方側と上方側を逆Ｌ字型に２方を囲む構成等も許容し得るものとする。

前記車両検出機構（２０）は、前記他方側の入口側支柱（１２１）の下段に設置する入口側投光器（２１）と、前記一方側の入口側支柱（１１１）の中段に設置する入口側受光器（２３）と、前記他方側の出口側支柱（１２２）の中段に設置する出口側投光器（２２）と、前記一方側の出口側支柱（１１２）の下段に設置する出口側受光器（２４）と、で構成する（図２）。

なお、前記車両検出機構（２０）に車両の移動速度を測定する機能を付加することも許容し得る。

なお、前記入口側投光器（２１）と前記入口側受光器（２３）が一対で機能し、前記出口側投光器（２２）と前記出口側受光器（２４）が一対で機能する。

前記投光器（２１、２２）及び受光器（２３、２４）の配置について、車両の進入を適切に検出すればいかなる配置でも良いが、様々な外形・用途の車両（Ｂ）を誤検知することなく進入及び移動速度検出ができる本実施例の配置が好ましい。

前記ガンマ線検知機構（３０）は、前記一方側の箱体（１１３）の内部に設置する第１シンチレータ（３１）及び第２シンチレータ（３２）と、前記第１シンチレータの左下隅に傾斜させて取り付ける第１光電子倍増管（３５）及び前記第２シンチレータの右上隅に傾斜させて取り付ける第２光電子倍増管（３６）と、前記他方側の箱体（１２３）の内部に設置する第３シンチレータ（３３）及び第４シンチレータ（３４）と、前記第３シンチレータの左下隅に傾斜させて取り付ける第３光電子倍増管（３７）及び前記第４シンチレータの右上隅に傾斜させて取り付ける第４光電子倍増管（３８）とで構成する（図３）。

なお、前記シンチレータとして、ガンマ線を検知すると発光する有効面積４９００平方センチメートルのプラスチックシンチレータを使用している。

前記第１光電子倍増管（３５）の取り付け形態について、前記第１シンチレータ（３１）の左下隅の切り欠き部に向けて傾斜させて取り付けているが、当該取り付け形態にすることにより、前記箱体（１１３）の内部空間を有効に利用でき、収納効率が向上する。また、前記第１シンチレータで発生する光（反射光を含む）を前記第１光電子倍増管で未認識するケースを減少させる効果もあるものと考える。

また、前記第２電子倍増管（３６）の取り付け形態についても同様である。さらに、前記第３電子倍増管（３７）及び前記第４電子倍増管（３８）の取り付け形態についても、図示していないが前記箱体（１１３）の内部と同様の配置である。

なお、前記光電子倍増管（３５、３６、３７、３８）は、対応する各々の前記シンチレータ（３１、３２、３３、３４）で発光した微弱光を電気信号に変換し、増幅する装置を指すものとする。

前記距離測定機構（４０）は、一方側（図２で示す左側）に設置する第１距離センサー（４１）と、他方側（図２で示す右側）に設置する第２距離センサー（４２）とで構成する（図２）。

前記第１距離センサー（４１）は、前記ゲート（１０）から車両の一方側（図４で示す左側）の荷台の側面までの荷台側面ゲート距離（Ｔ２）を測定するハードウェアである（図４）。

前記第２距離センサー（４２）は、前記ゲート（１０）から車両の他方側（図４で示す右側）の荷台の側面までの荷台側面ゲート距離（Ｔ３）を測定するハードウェアである（図４）。

前記第１距離センサー（４１）及び前記第２距離センサー（４２）を取り付ける高さについて、車両の荷台に相応する高さが好ましい。

前記第１距離センサー（４１）及び前記第２距離センサー（４２）について、レーザー式で測定を行うハードウェアを採用しているが、測定方式はいずれであってもよい。例えば、超音波方式などでもよい。

本実施例の距離測定機構（４０）は、前記ゲートから前記車両の荷台の側面までの荷台側面ゲート距離（Ｔ２、Ｔ３）を測定するものであるが、車両の荷台幅（Ｔ４）を直接測定するものであってもよいものとする。

前記情報処理機構（５０）は、情報処理装置（５５）と、波形成形ならびに耐雑音性能を高める信号処理を行い前記各光電子倍増管と接続するコントローラユニット（５１、５２、５３、５４）とで構成する（図３）。

なお、前記情報処理装置（５５）は、ガンマ線検知機構及び距離測定機構あるいは車両検出機構から送信される情報を受信可能な情報処理装置であればいかなる装置であっても良い。本実施例では、汎用性のあるオペレーティングシステムがインストールされているパーソナルコンピュータを使用している。

また、前記情報処理装置（５５）上では、前記距離測定機構から送信される荷台側面ゲート距離情報（Ｔ２、Ｔ３）を受信して、前記荷台中央ゲート距離（Ｔ５、Ｔ６）を算出するソフトウェアプログラムが稼働している。なお、前記距離測定機構（４０）が、車両の荷台幅（Ｔ４）を直接測定する構成（設備）である場合は、前記距離測定機構から送信される荷台幅測定情報（Ｔ４）を受信して、前記荷台中央ゲート距離（Ｔ５、Ｔ６）を算出するソフトウェアプログラムが稼働しているものとする。

前記前記情報処理装置（５５）上で稼働するソフトウェアプログラムでは、前記距離測定機構（４０）からの情報に基づく演算（ベクレル値出力のための演算、ガンマ線量の減衰に配慮した演算等）、前記ガンマ線検知機構（３０）からの情報に基づくガンマ線量等の演算など、種々の演算処理が行われる。

前記ガンマ線量の減衰に配慮した演算とは、前記距離測定機構からの情報に基づきシーベルト値を調整する演算を指す。

なお、前記情報処理装置（５５）と前記各コントローラユニット（５１、５２、５３、５４）との間には、中継装置や中継基板などのハードウェアが介在しても良いものとする。

前記警告等出力装置（６０）は、前記情報処理装置（５５）からの出力情報に基づき、光で警告を知らせる警告灯や音で警告を知らせるスピーカーなどを指す（図１）。

なお、警告出力については、当該警告等出力装置だけではなく、前記情報処理装置に接続されたディスプレイやプリンタ等に出力することも可能である。

なお、トラックスケール（Ｃ）などを利用して、スクラップ等の積載重量情報を前記情報処理装置で演算させることも可能である（図１）。

次に、ガンマ線自動監視設備の作動について、車両積載物にセシウム１３７（Ｃｓ１３７）が混入していた場合の例を図１から図６に従い説明する。

セシウム１３７（Ｃｓ１３７）を包含するスクラップ等を荷台に積載した車両が入口側投光器（２１）と入口側受光器（２３）との間を通過すると、車両の侵入を検出し、各機構が作動する（図２）。

ガンマ線検知機構（３０）について具体的には、第１シンチレータ（３１）にガンマ線が入射すると短時間の微弱な発光現象が発生する。当該発光を前記第１光電子倍増管（３５）で放射線カウント信号（電気信号）に変換、増幅し、前記第１コントローラユニット（５１）を介し、前記情報処理装置（５５）に送信する（図３）。

同様に、前記第２シンチレータ（３２）、前記第３シンチレータ（３３）、前記第４シンチレータ（３４）で発生した短時間の微弱な発光は、前記第２光電子倍増管（３６）、前記第３光電子倍増管（３７）、前記第４光電子倍増管（３８）で、放射線カウント信号に変換、増幅し、前記第２コントローラユニット（５２）、前記第３コントローラユニット（５３）、前記第４コントローラユニット（５４）を介し、前記情報処理装置（５５）に送信する（図３）。

距離測定機構（４０）について具体的には、第１距離センサー（４１）及び第２距離センサー（４２）が、荷台側面ゲート距離（Ｔ２、Ｔ３）を測定し、前記情報処理装置に送信する（図４）。

情報処理機構（５０）について具体的には、前記情報処理装置（５５）で受信した荷台側面ゲート距離情報（Ｔ２、Ｔ３）は、ソフトウェアプログラムで荷台中央ゲート距離（Ｔ５、Ｔ６）が算出される。

詳細には、まず、ソフトウェアプログラムでゲート間距離（Ｔ１）から前記荷台側面ゲート距離情報（Ｔ２、Ｔ３）を減算することにより、車両の荷台幅（Ｔ４）を算出する。

次に、車両の荷台幅情報（Ｔ４）を２分の１にすることにより、車両の荷台側面から車両の荷台の幅方向中央仮想線（Ｘ）までの距離を算出する。なお、前記車両の荷台幅情報（Ｔ４）には、車両の荷台幅測定情報も含まれる。

さらに、前記車両の荷台側面から車両の荷台の幅方向中央仮想線（Ｘ）までの距離に、一方側（左側）の前記荷台側面ゲート距離（Ｔ２）を加算することにより、一方側の前記荷台中央ゲート距離（Ｔ５）を算出し、前記車両の荷台側面から車両の荷台の幅方向中央仮想線（Ｘ）までの距離に、他方側（右側）の前記荷台側面ゲート距離（Ｔ３）を加算することにより、他方側の前記荷台中央ゲート距離（Ｔ６）も算出する。

例えば、ゲート間距離（Ｔ１）が３００センチメートルで、かつ、前記第１距離センサーの測定値（Ｔ２）が５０センチメートル、前記第２距離センサーの測定値（Ｔ３）が８０センチメートルであった場合、車両の荷台幅（Ｔ４）は、前述したとおりＴ４＝Ｔ１−（Ｔ２＋Ｔ３）であるから、３００−（５０＋８０）で１７０センチメートルが算出される。

また、一方側（左側）の前記荷台中央ゲート距離（Ｔ５）は、前述したとおりＴ５＝Ｔ２＋（Ｔ４／２）であるから、５０＋（１７０／２）で１３５センチメートルが算出される。また、他方側（右側）の前記荷台中央ゲート距離（Ｔ６）は、同様にＴ６＝Ｔ３＋（Ｔ４／２）であるから、８０＋（１７０／２）で１６５センチメートルが算出される。

次に、前記荷台中央ゲート距離情報（Ｔ５、Ｔ６）に基づき、前記車両の荷台の幅方向中央仮想線上にガンマ線放出源が存在すると想定した場合の当該ガンマ線放出源のベクレル値算出の演算処理が行われ、前記演算処理の後、前記情報処理装置に接続されたディスプレイにベクレル値及びシーベルト値の両方が表示出力される（図５右上の最大値表示）。

また、ガンマ線を検出した場所（図５）や、第１シンチレータから第４シンチレータが検知したガンマ線量（カウント値）も表示出力される（図６の検知器１から４の最高値）。

前記車両の荷台の幅方向中央仮想線上にガンマ線放出源が存在すると想定した場合の当該ガンマ線放出源のベクレル値算出の演算アルゴリズムについて、前記荷台中央ゲート距離情報（Ｔ５、Ｔ６）、ガンマ線放出源から全方向放出するガンマ線のうち有効面積４９００平方センチメートルのシンチレータで検知できる計算上のガンマ線総量、自然界放射線量、経験上の変換効率（前記ガンマ線総量と現実の計測値から算定）、等の要素を組み合わせて演算アルゴリズムを生成している。

本願発明のガンマ線自動監視設備及びガンマ線自動監視設備ソフトウェアプログラムは、利便性を飛躍的に向上させるガンマ線自動監視設備等であるので、産業上の利用性を有する。

１ ガンマ線自動監視設備
１０ ゲート
１１ 一方側の立設体
１１１ 一方側の入口側支柱
１１２ 一方側の出口側支柱
１１３ 一方側の箱体
１２ 他方側の立設体
１２１ 他方側の入口側支柱
１２２ 他方側の出口側支柱
１２３ 他方側の箱体
２０ 車両検出機構
２１ 入口側投光器
２２ 出口側投光器
２３ 入口側受光器
２４ 出口側受光器
３０ ガンマ線検知機構
３１ 第１シンチレータ
３２ 第２シンチレータ
３３ 第３シンチレータ
３４ 第４シンチレータ
３５ 第１光電子倍増管
３６ 第２光電子倍増管
３７ 第３光電子倍増管
３８ 第４光電子倍増管
４０ 距離測定機構
４１ 第１距離センサー
４２ 第２距離センサー
５０ 情報処理機構
５１〜５４ 第１〜第４コントローラユニット
５５ 情報処理装置
６０ 警告等出力装置
Ａ 車両進入路
Ｂ 車両
Ｃ トラックスケール
Ｔ１ ゲート間距離
Ｔ２ 荷台側面ゲート距離（第１距離センサーの測定値）
Ｔ３ 荷台側面ゲート距離（第２距離センサーの測定値）
Ｔ４ 車両の荷台幅
Ｔ５ 荷台中央ゲート距離（一方側の算出値）
Ｔ６ 荷台中央ゲート距離（他方側の算出値）
Ｘ 車両の荷台の幅方向中央仮想線

Claims (5)

1. ガンマ線検知機構を取り付けたゲートを車両進入路に設け前記ガンマ線検知機構から送信されるガンマ線情報を情報処理装置で受信し、前記情報処理装置上で稼働するソフトウェアプログラムで演算処理するガンマ線自動監視設備であって、
   前記ゲートから車両の荷台の側面までの荷台側面ゲート距離（Ｔ２、Ｔ３）又は車両の荷台幅（Ｔ４）のいずれかを測定する距離測定機構（４０）を少なくとも備えるガンマ線自動監視設備。
2. 前記距離測定機構から送信される前記荷台側面ゲート距離情報（Ｔ２、Ｔ３）又は前記車両の荷台幅測定情報（Ｔ４）のいずれかの情報を受信して、前記ゲートから車両の荷台の幅方向中央仮想線（Ｘ）までの荷台中央ゲート距離（Ｔ５、Ｔ６）を算出するソフトウェアプログラムを前記情報処理装置上で稼働する請求項１に記載のガンマ線自動監視設備。
3. 前記荷台側面ゲート距離情報（Ｔ２、Ｔ３）及びゲート間距離（Ｔ１）から車両の荷台幅（Ｔ４）を算出するステップと、
   前記車両の荷台幅算出情報（Ｔ４）及び前記荷台側面ゲート距離情報から前記荷台中央ゲート距離（Ｔ５、Ｔ６）を算出するステップと、
   前記荷台中央ゲート距離情報（Ｔ５、Ｔ６）及びガンマ線情報から前記車両の荷台の幅方向中央仮想線（Ｘ）上にガンマ線放出源が存在すると想定した場合の当該ガンマ線放出源のベクレル値を算出するステップと、
   によって前記ゲートに侵入した車両の荷台積載物のベクレル値を出力する請求項２に記載のソフトウェアプログラム。
4. 前記車両の荷台幅測定情報及び前記荷台側面ゲート距離情報から前記荷台中央ゲート距離を算出するステップと、
   前記荷台中央ゲート距離情報及びガンマ線情報から車両の荷台の幅方向中央仮想線上にガンマ線放出源が存在すると想定した場合の当該ガンマ線放出源のベクレル値を算出するステップと、
   によって前記ゲートに侵入した車両の荷台積載物のベクレル値を出力する請求項２に記載のソフトウェアプログラム。
5. 請求項３又は請求項４のソフトウェアプログラムを格納したソフトウェアプラグラム媒体。