JP2015197332A - 放射線測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線管理が不要で、且つ健全性を常時確認することが可能な放射線測定装置の提供。【解決手段】放射線測定装置は、設置場所の放射線量を測定するためのものであって、内部に不活性ガスを充填した導電性の測定筐体１０と、絶縁体３を介して測定筐体１０と接合されており、内部に放射線源を有し、放射線量を測定するために内部に不活性ガスを充填した導電性の補足筐体１１と、一端が電気的に絶縁され他端が高圧電源に接続され、測定筐体１０及び補足筐体１１の内部に配置される導電性の芯線１と、芯線１の印加時に芯線１と測定筐体１０間の電流を測定するための測定電流測定器と、芯線１の印加時に芯線１と補足筐体１１間の電流を測定するための補足電流測定器とを備え、補足電流測定器での測定結果に基づいて、健全性を確認する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、放射線測定装置に関する。

原子力発電所に設置される事故時監視用の放射線測定装置は、過酷事故を想定した装置
であることから高線量測定用途であり、放射線量の測定範囲が高い検出器を使用する。こ
の放射線測定装置は、プラントの運転時に使用する放射線測定装置とは異なり、予期せぬ
事故に備えた装置であるため、放射線を測定する検出器が健全であることを、常時あるい
は高頻度で確認する必要がある。

従来の事故時監視用の放射線測定装置は、検出器の外面に、一定の放射線を検出器に照
射する線源(以下バグソースと記載)を密着させ、このバグソースからの放射線を監視する
ことにより健全性を確認している。

事故時監視用の放射線測定装置は、耐久性、耐振動性共に高いものが要求されるため、
その検出器の構造は材料肉厚が厚く、堅牢な造りとなっている。この様な装置の検出器の
バグソースは、検出器で一定の測定出力を得るため、高放射線量のものが使用されている
。

特開２００７−２０５７６９号公報

上記の放射線測定装置は、原子力発電所内の屋内外問わず、複数の主要な場所に設置が
必要となる。特に設置場所が屋外の場合、検出器に加えバグソースも屋外設置しなければ
ならないが、法規制、また管理上の理由から放射線管理区域外では設置ができない。

また、屋内設置であっても、高放射線量のバグソースを設置することにより検出器取扱
時に作業員の被ばくが生じるといった問題があった。

そこで、本発明の実施形態は、放射線管理が不要または管理レベルを低減でき、且つ健
全性を常時確認することが可能な放射線測定装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態の放射線測定装置は、設置場所の放射線量を測定するためのものであ
って、内部に不活性ガスを充填した導電性の測定筐体と、絶縁体を介して前記測定筐体と
接合されており、内部に放射線源を有し、放射線量を測定するために内部に不活性ガスを
充填した導電性の補足筐体と、一端が電気的に絶縁され他端が第１電源に接続され、前記
測定筐体及び前期補足筐体の内部に配置される導電性の芯線と、該芯線が電源で印加され
たとき、前記芯線と前記測定筐体間の電流を測定するための測定電流測定器と、該芯線が
電源で印加されたとき、前記芯線と前記補足筐体間の電流を測定するための補足電流測定
器とを備え、前記補足電流測定器での測定結果に基づいて、健全性を確認するようにした
。

本発明の実施形態によれば、放射線管理が不要または管理レベルを低減でき、且つ健全
性を常時確認することが可能な放射線測定装置を提供できる。

第一実施形態の放射線測定装置の全体の概略構成を示す図。 第一実施形態の放射線測定装置の測定装置本体１００の詳細構成を示す図。 第一実施形態の放射線測定装置の監視部２００の詳細構成を示す図。 第一実施形態の放射線測定装置を、電気的な接続関係で示した等価回路構成図。 第二実施形態の放射線測定装置の測定装置本体１００の詳細構成を示す図。 第三実施形態の放射線測定装置の測定装置本体１００の詳細構成を示す図。 第四実施形態の放射線測定装置を、電気的な接続関係で示した等価回路構成図。 第五実施形態の放射線測定装置を、電気的な接続関係で示した等価回路構成図。

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

［第一実施形態］
図１は、本実施形態の放射線測定装置の全体の概略構成を示している。

放射線測定装置は、放射線量を測定したい場所に設置される測定装置本体１００と、ケ
ーブル６を介し、測定装置本体１００と接続され、測定装置本体１００へ高電圧を印加し
、測定装置本体１００からの電流値を得て、その電流値から測定装置本体１００が受けて
いる放射線量を求めるとともに、測定装置本体１００の健全性を確認する監視部２００と
を備える。

図２は、測定装置本体１００の詳細構成を示している。

測定筐体１０は、測定装置本体１００が設置場所の放射線量を測定するためのものであ
って、内部にアルゴン等の不活性ガスを充填した、導電性の円柱状の筐体である。なお、
設置場所からは、放射線の到達距離が長いガンマ線が主な放射線源となる。

補足筐体１１は、電気的に絶縁する絶縁体３を介して測定筐体１０と接合されており、
放射線量を測定するために内部に不活性ガスを充填した、導電性の円柱状の筐体である。
補足筐体１１内の壁面の一部には、アルファ線またはベータ線を放出する放射性物質２０
を付着させている。測定筐体１０と補足筐体１１との接合部分の内側面には、放射性物質
２０からの放射線が、測定筐体１０内で影響しないように遮蔽するための隔壁４を備える
。なお、測定筐体１０と補足筐体１１とは、ここでは円柱の形状としたが、この形状に限
るものではない。

芯線１は、一端が電気的に絶縁され他端が後述の高圧電源３０に接続され、測定筐体１
０及び補足筐体１１の内部に配置される導電性の線である。より詳細には、芯線１は、一
端が補足筐体１１の円柱底面の内壁に設けた絶縁端子７に固着され、他端が高圧電源３０
とケーブル６を介し接続されるコネクタ２と電気的に接続され、測定筐体１０及び補足筐
体１１の円柱状内部の中央付近を、隔壁４に設けた小さな貫通穴を介して貫通するように
設置される。なお、芯線１は、例えば０．５μm程度のタングステン製のワイヤーであり
、コネクタ２と電気的な接続を有する。芯線１についてはワイヤ―に限らず、例えば円筒
型電極のものでも可とする。

コネクタ２は、芯線１と、測定筐体１０と、測定筐体１０と電気的に絶縁された接続配
線８を介して補足筐体１１とに、それぞれ独立した３極で電気的に接続される。また、コ
ネクタ２は、それら独立した３極のままケーブル６と接続される。

図３は、監視部２００のブロック構成を示している。

高圧電源３０は、測定装置本体１００のコネクタ２とケーブル６を介して接続されてお
り、芯線１と測定筐体１０間、及び芯線１と補足筐体１１間にそれぞれ高電圧を印加する
。

測定電流測定器３１は、芯線１が高圧電源３０で印加されたとき、芯線１と測定筐体１
０間の電流を測定する。より詳細には、測定電流測定器３１は、測定装置本体のコネクタ
２とケーブル６を介して接続されており、芯線１と測定筐体１０間の電流を測定する。

補足電流測定器３２は、芯線１が高圧電源３０で印加されたとき、芯線１と補足筐体１
１間の電流を測定する。より詳細には、補足電流測定器３２は、測定装置本体のコネクタ
２とケーブル６を介して接続されており、芯線１と補足筐体１１間の電流を測定する。

以上の構成の第一実施形態の放射線測定装置は、補足電流測定器３２での測定結果に基
づいて、健全性を確認できる。

次に、このような放射線測定装置を、電気的な接続関係で示した場合、図４に示すよう
な等価回路構成で示すことができる。

まず、測定装置本体１００の設置場所の放射線量を測定する際は、高圧電源３０によっ
て芯線１と測定筐体１０との間に高電圧を印加する。外部から放射線が測定筐体１０内に
入射すると、測定筐体内１０の不活性ガスに電離現象が生じ、ｐＡからμＡ程度の微小電
流が、測定筐体１０、コネクタ２、ケーブル６を介して流れ、これを測定電流測定器３１
により測定することにより、放射線量が測定できる。

ところで、設置場所が通常の放射線量程度の場所で、本放射線測定装置で放射線測定を
行った場合には、測定可能な範囲の下限以下であることが多く、また測定された場合にも
微小電流であるため、測定結果が非常に不安定であり、放射線測定装置が健全性を有して
いるか確認できないことがある。なお、ここで言う健全性とは検出器やケーブルの電極の
断線が無いこと、内部ガスの漏洩が無いことなどの放射線測定装置が正常に動作している
ことを指す。

そこで、放射線測定装置の健全性を確認するために、測定装置本体１００の設置場所の
放射線量を測定すると同時に、高圧電源３０によって芯線１と補足筐体１１との間にも高
電圧を印加するようにしている。このとき、補足筐体１１内面の一部に取り付けられた放
射線源２０から常時一定のアルファ線またはベータ線が放出されているため、補足筐体１
１内も不活性ガスの電離現象が生じ、一定の微小電流が補足筐体１１、接続配線８、コネ
クタ２、ケーブル６を介して流れる。なお、ここで使用する放射線源２０に含む放射性同
位元素は、補足筐体１１内のガスの電離現象が大きく、その飛程が数cm以下のアルファ線
やベータ線を放出する元素を使用する。

補足筐体１１から出力される微小電流は安定的であるため、これを測定電流測定器３２
により、放射線量を測定してその値を監視することによって、放射線測定装置の健全性が
確認できる。なお、放射性同位元素ソース２０からのアルファ線やベータ線は、飛程が短
く、しかも隔壁４により遮断されるため、測定筐体１０内の不活性ガスに影響を与えず、
測定筐体１０と芯線１との間の電流値（測定電流測定器３１の値）に影響を及ぼすことは
ない。

また、放射線源２０からのアルファ線やベータ線は、飛程が短いため補足筐体１１の外
へ漏れ出ることはほとんど無いため、測定装置本体１００の取扱における作業員の被ばく
をほとんど考慮する必要がない。なお、補足筐体１１の外部に、簡単な遮蔽物で覆うよう
な構成にしても良く、放射線源２０からの放射線による被ばくを全く考慮しないようにも
できる。

以上詳細に説明した第一実施形態の放射線測定装置によれば、放射線管理が不要で、且
つ健全性を常時確認できる。

また、健全性を確認する補足筐体１１からの電流が、測定筐体１０からの電流と独立し
て測定できるから、より確実に健全性が確認できる
また、本実施形態では、測定装置本体内に放射線源を取り付けるようにしたから、従来
と比べて放射線量が小さくでき、その結果、法規制（国際基本安全基準（ＢＳＳ））に定
める規制免除レベル以下の放射線量とできるため、放射線源としての管理が不要とするこ
とができる。従って、どのような場所でも使用することが可能になり、また、作業員の被
ばくをなくす、あるいは、従来よりも大きく低減できるようになる。

なお、本実施形態の放射線測定装置は、例えば電離箱の原理を用いた検出器を使用する
のが最適であるが、電離箱に限らず、ガス増幅の原理を用いた閉止管型の放射線検出器（
比例計数管、ＧＭ管）でも適用することができる。

また、本実施形態では、ケーブル６を用いて測定装置本体１００と監視部２００とを分
離したが、直接監視できる程度の放射線量のエリアで使用する場合には、ケーブル６を用
いることなく測定装置本体１００と監視部２００とを一体的に形成した構成としても良い
。

［第二実施形態］
次に、図５を用いて、第二実施形態の放射線測定装置を説明する。なお、同一の構成は
、同一の図番を付し説明を省略する。

第二実施形態の放射線測定装置は、第一実施形態の放射線測定装置から隔壁４を削除し
、絶縁体３を測定装置本体の長軸方向の長さをベータ線の飛程以上としている。

このような構成にすることにより、上述のようにベータ線は気体中の飛程が短いため、
放射線源２０からのベータ線が測定筐体１０へ影響を及ぼすことが無い。従って、隔壁４
を不要とでき、省部品化や、作製工程数の減少が期待できる。

［第三実施形態］
次に、図６を用いて、第三実施形態の放射線測定装置を説明する。なお、同一の構成は
、同一の図番を付し説明を省略する。

第三実施形態の放射線測定装置は、第一実施形態の放射線源２０と取り付け形状が異な
る。すなわち、補足筐体１１に挿入穴を設け、挿入穴を封止可能で着脱可能な蓋４０の内
側（補足筐体１１内部側）に小型放射線源２１を取り付けて、挿入穴に蓋４０を装着する
。

これにより、例えば保管時等に放射性同位元素を検出器内から一時的に除去したい場合
にこれを容易とすることができる。

［第四実施形態］
次に、図７を用いて、第四実施形態の放射線測定装置を説明する。なお、同一の構成は
、同一の図番を付し説明を省略する。

第四実施形態の放射線測定装置は、第一実施形態の監視部２００内に備える高圧電源３
０に加えて、補足用高圧電源３３を備えるようにし、高圧電源３０は測定筐体１０と芯線
１との間を独立して印加する専用電源とし、補足用高圧電源３３は補足筐体１１と芯線１
との間を独立して印加する専用電源とする。

補足用高圧電源３３は、高圧電源３０よりも高い電圧とし、放射性同位元素ソース２０
のベータ線による電離現象を増加させることができるため、放射性同位元素ソース２０の
放射性同位元素は第一実施形態の放射線測定装置よりも少ない量で実現できる。

［第五実施形態］
次に、図８を用いて、第五実施形態の放射線測定装置を説明する。なお、同一の構成は
、同一の図番を付し説明を省略する。

第五実施形態の放射線測定装置は、第四実施形態の測定電流測定器３１と補足電流測定
器３２に代わり、共通の電流測定器３４を備える構成とした。

高圧電源の印加は、測定用と補足用で独立して行う。検出器の健全性を確認する際は、
補足用高圧電源３３を電圧印加することにより、放射性同位元素ソース２０からの出力電
流を測定する。この時、補足用高圧電源３３の印加電圧は、第四実施形態と同様高圧電源
３０よりも高いから、放射性同位元素ソース２０の電離現象が増加され、電流測定器３４
に大きな電流が流れる。これにより、電流測定器３４に流す電流を補足用高圧電源３３に
より制御することができる。

以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、これらの実施形態は、例として提
示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、そ
の他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々
の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態は、発明の範
囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含ま
れるものである。

１…芯線、２…コネクタ、３…絶縁体、４…隔壁、６…ケーブル、７…絶縁端子、８…接
続配線、１０…測定筐体、１１…補足筐体、２０…放射線源、２１…小型放射線源、３０
…高圧電源、３１…測定電流測定器、３２…補足電流測定器、３３…補足用高圧電源、３
４…電流測定器、４０…蓋、１００…測定装置本体、２００…監視部。

Claims (6)

1. 設置場所の放射線量を測定するためのものであって、内部に不活性ガスを充填した導電
   性の測定筐体と、
   絶縁体を介して前記測定筐体と接合されており、内部に放射線源を有し、放射線量を測
   定するために内部に不活性ガスを充填した導電性の補足筐体と、
   一端が電気的に絶縁され他端が第１電源に接続され、前記測定筐体及び前期補足筐体の
   内部に配置される導電性の芯線と、
   前記芯線が前記第１電源で印加されたとき、前記芯線と前記測定筐体間の電流を測定す
   るための測定電流測定器と、
   前記芯線が前記第１電源で印加されたとき、前記芯線と前記補足筐体間の電流を測定す
   るための補足電流測定器とを備え、
   前記補足電流測定器での測定結果に基づいて、健全性を確認するようにしたことを特徴
   とする放射線測定装置。
2. 前記測定筐体と前記補足筐体との接合面に、前記放射線源からの放射線を遮蔽する隔壁
   を備えるようにした請求項１に記載の放射線測定装置。
3. 前記測定筐体と前記補足筐体との間の前記絶縁体の厚さは、前記放射線源の放射線の飛
   程距離より厚いことを特徴とする請求項１に記載の放射線測定装置。
4. 前記補足筐体は、一部に着脱可能な蓋を有する開口部を備え、前記放射線源を前記蓋の
   内側に取り付けるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の放
   射線測定装置。
5. 更に、前記芯線と接続される第２電源を備え、前記第１電源は前記測定電流測定器に接
   続され、前記第２電源は前記補足電流測定器に接続されるようにした請求項１乃至請求項
   ４の何れかの放射線測定装置。
6. 前記測定電流測定器と、補足電流測定器とを一つの電流測定器とし、前記第１電源およ
   び前記第２電源と接続されるようにした請求項５に記載の放射線測定装置。

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