JP2018205070A - Radiation measurement device - Google Patents

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JP2018205070A JP2017109509A JP2017109509A JP2018205070A JP 2018205070 A JP2018205070 A JP 2018205070A JP 2017109509 A JP2017109509 A JP 2017109509A JP 2017109509 A JP2017109509 A JP 2017109509A JP 2018205070 A JP2018205070 A JP 2018205070A
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克宜 上野
耕一 岡田
Koichi Okada
耕一 岡田
上野 雄一郎
Yuichiro Ueno
雄一郎 上野
田所 孝広
Takahiro Tadokoro
孝広 田所
名雲 靖
Yasushi Nagumo
名雲  靖
修一 畠山
Shuichi Hatakeyama
修一 畠山
智彦 元木
Tomohiko Motoki
智彦 元木
隆 早田
Takashi Hayata
隆 早田
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Abstract

To provide a compact radiation measurement device capable of correctly specifying a position of a measurement object.SOLUTION: A radiation measurement device 1 of the present invention is a radiation measurement device capable of measuring a position at which a measurement object b such as a spent nuclear fuel including a radioactive material exists, and includes: a gamma ray collimator 111 having a substantially cylindrical shaped cylindrical body 112 which reduces a gamma ray and permits incidence of neutrons; a radiation detector 210 connected to this gamma ray collimator 111 and having a neutron converter 212 sensitive to thermal neutrons and measuring an energy imparted by the gamma ray and the thermal neutrons; a gamma ray shield body 311 provided so as to cover a region other than the gamma ray collimator 111; a neutron absorbing element 312 provided so as to cover the region other than the gamma ray collimator 111; and a neutron moderator 411 filled inside the cylindrical body 112.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、放射線計測装置に関する。   The present invention relates to a radiation measuring apparatus.

例えば、特性が不明な核燃料物質が堆積しているような場所では、これを安全に管理するため、上記核燃料物質が存在する位置やその放射能を正確に把握する必要がある。このような核燃料物質を検知する方法としては、例えば、核燃料物質に付随して存在する放射性物質から放射されるEu−154等からのγ線や、Cm−244の自発核分裂および(α、n)反応で発生する中性子等を測定する方法が知られている。   For example, in a place where nuclear fuel material with unknown characteristics is deposited, it is necessary to accurately grasp the position where the nuclear fuel material is present and its radioactivity in order to manage it safely. As a method for detecting such nuclear fuel material, for example, γ-rays from Eu-154 etc. emitted from radioactive materials present accompanying the nuclear fuel material, spontaneous fission of Cm-244 and (α, n) A method for measuring neutrons and the like generated in the reaction is known.

このような状況下、上述のγ線を測定する装置としては、シンチレーション検出器、半導体検出器などを用いてそのエネルギー分析を行う検出器、中性子を測定する装置としては、核分裂電離箱、シンチレータなどを用いる検出器が公知であり、この2種の検出器を併用して燃焼度等の放射能に関連する指標を測定する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   Under such circumstances, the above-described apparatus for measuring γ-rays includes a scintillation detector, a detector that performs energy analysis using a semiconductor detector, etc., and a device that measures neutrons includes a fission ionization chamber, a scintillator, etc. There is a known detector that uses the two types of detectors, and a technique for measuring an index related to radioactivity such as burnup by using these two types of detectors together is disclosed (for example, see Patent Document 1).

特開2016−121896号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-121896

しかしながら、特性の不明の核燃料物質が堆積しているような場所は、通常、原子炉建屋における原子炉格納容器の近くであり、このような場所では構造物が複雑に入り組んだり狭隘部が多いため、上述したような複数種の検出器を同時に送り込んで操作することは装置の体積や重量の点で難しく、加えて複数の検出器を用いることによる機器の設置位置および測定範囲に誤差を生じる虞がある。   However, the place where nuclear fuel material with unknown characteristics is deposited is usually near the containment vessel in the reactor building, and in such a place, the structure is complicated and there are many narrow parts. In addition, it is difficult to simultaneously operate a plurality of types of detectors as described above in terms of the volume and weight of the apparatus, and in addition, the use of a plurality of detectors may cause errors in the installation position and measurement range of the device. There is.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、コンパクトかつ測定対象物の位置を正確に特定することが可能な放射線計測装置を提供することにある。   The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a radiation measuring apparatus that is compact and capable of accurately specifying the position of a measurement object.

本発明は、
(1)放射性物質を含む使用済み核燃料などの測定対象物の存在位置を測定可能な放射線測定装置であって、
入射したγ線を絞ると共に中性子の入射を許容する略円筒形状の筒体を有するγ線コリメータと、
このγ線コリメータに接続され、熱中性子に有感な中性子コンバータを有しかつγ線および熱中性子が付与するエネルギーを測定する放射線検出器と、
この放射線検出器の前記γ線コリメータ以外の部位を覆うように設けられ、前記γ線コリメータを介するγ線以外のγ線の入射を遮蔽するγ線遮蔽体と、
前記放射線検出器の前記γ線コリメータ以外の部位を覆うように設けられ、この放射線検出器へ照射される中性子を吸収する中性子吸収材と、
前記筒体の内部に充填され、前記測定対象物から放射された高速中性子を熱中性子に変換する中性子減速材とを備えていることを特徴とする放射線計測装置、
(2)中性子減速材が中性子吸収材で被覆されている前記(1)に記載の放射線計測装置、
(3)γ線コリメータへのγ線および中性子の入射を開閉可能なシャッターを備えている前記(1)または(2)に記載の放射線計測装置、
(4)測定対象物と放射線検出器との距離を測定可能な距離計を備え、前記距離計により測定された距離に基づき放射線を測定する前記(1)から(3)のいずれか1項に記載の放射線計測装置、
(5)放射性物質を含む使用済み核燃料などの測定対象物の存在位置を測定可能な放射線測定装置であって、
入射したγ線を絞ると共に中性子の入射を許容する略円筒形状の筒体を有する複数のγ線コリメータと、
これら複数のγ線コリメータは二次元配置されており、
前記複数のγ線コリメータのそれぞれに接続され、熱中性子に有感な中性子コンバータを有しかつγ線および熱中性子が付与するエネルギーを測定する複数の放射線検出器と、
この複数の放射線検出器の前記複数のγ線コリメータ以外の部位を覆うように設けられ、前記複数のγ線コリメータのそれぞれを介するγ線以外のγ線の入射を遮蔽するγ線遮蔽体と、
前記複数の放射線検出器の前記複数のγ線コリメータ以外の部位を覆うように設けられ、前記複数の放射線検出器へ照射される中性子を吸収する中性子吸収材と、
前記筒体の内部に充填され、前記測定対象物から放射された高速中性子を熱中性子に変換する中性子減速材とを備えていることを特徴とする放射線計測装置、
(6)放射線検出器により検出されたγ線の計数値と熱中性子由来の計数値との比を算出する検出比算出装置と、算出された前記比から燃焼度を算出する燃焼度算出装置とをさらに備えている前記(1)から(5)のいずれか1項に記載の放射線計測装置、
(7)測定対象物と放射線検出器との距離を測定可能な距離計と、
あらかじめγ線および熱中性子の検出効率のデータが格納された検出効率データベースと、
前記距離計により測定された前記距離、放射線検出器により測定されたγ線の計数値および熱中性子由来の計数値、前記検出効率データベースに格納されたγ線および熱中性子の検出効率のデータ、並びに燃焼度を用い、前記測定対象物の放射能を算出する放射能算出装置とを備えている前記(6)に記載の放射線計測装置、
(8)前記(1)から(7)のいずれか1項に記載の放射線計測装置と、
周囲の画像を撮影する撮影装置と、
前記放射線計測装置と前記撮像装置とを搭載すると共に、前記放射線計測装置と前記撮像装置とを遠隔操作により移動可能な移動装置とを備えている放射線計測装置、並びに
(9)γ線の計測値、熱中性子の計測値、γ線の2次元放射分布、熱中性子の2次元放射分布、燃焼度、および放射能のうちの少なくともいずれかを示す画像と、撮影装置により撮影された画像とを畳重した画像を生成する可視化装置を備えている前記(8)に記載の放射線計測装置
に関する。
The present invention
(1) A radiation measurement device capable of measuring the location of a measurement object such as spent nuclear fuel containing radioactive material,
A γ-ray collimator having a substantially cylindrical cylindrical body that narrows incident γ-rays and allows neutrons to enter;
A radiation detector connected to the γ-ray collimator, having a neutron converter sensitive to thermal neutrons and measuring the energy imparted by γ-rays and thermal neutrons;
A γ-ray shield that is provided so as to cover a portion other than the γ-ray collimator of the radiation detector and shields the incidence of γ-rays other than γ-rays through the γ-ray collimator;
A neutron absorbing material that is provided so as to cover a portion other than the γ-ray collimator of the radiation detector and absorbs neutrons irradiated to the radiation detector,
A neutron moderator that fills the inside of the cylindrical body and converts fast neutrons emitted from the measurement object into thermal neutrons,
(2) The radiation measuring apparatus according to (1), wherein the neutron moderator is coated with a neutron absorber.
(3) The radiation measuring apparatus according to (1) or (2), further including a shutter capable of opening and closing the incidence of γ rays and neutrons to the γ ray collimator,
(4) In any one of (1) to (3), a distance meter capable of measuring a distance between the measurement object and the radiation detector is provided, and radiation is measured based on the distance measured by the distance meter. The radiation measuring device described,
(5) A radiation measurement device capable of measuring the location of a measurement object such as spent nuclear fuel containing radioactive material,
A plurality of γ-ray collimators having a substantially cylindrical body that narrows incident γ-rays and allows neutrons to enter;
These multiple γ-ray collimators are arranged two-dimensionally,
A plurality of radiation detectors connected to each of the plurality of γ-ray collimators, having a neutron converter sensitive to thermal neutrons and measuring energy imparted by γ-rays and thermal neutrons;
A γ-ray shield that is provided so as to cover a portion other than the plurality of γ-ray collimators of the plurality of radiation detectors and shields the incidence of γ-rays other than γ-rays through each of the plurality of γ-ray collimators;
A neutron absorber that is provided so as to cover a portion other than the plurality of γ-ray collimators of the plurality of radiation detectors, and that absorbs neutrons irradiated to the plurality of radiation detectors;
A neutron moderator that fills the inside of the cylindrical body and converts fast neutrons emitted from the measurement object into thermal neutrons,
(6) A detection ratio calculation device that calculates a ratio between a count value of γ rays detected by the radiation detector and a count value derived from thermal neutrons, and a burnup calculation device that calculates the burnup from the calculated ratio The radiation measuring apparatus according to any one of (1) to (5), further comprising:
(7) a distance meter capable of measuring the distance between the measurement object and the radiation detector;
A detection efficiency database in which data of detection efficiency of γ-rays and thermal neutrons are stored in advance;
The distance measured by the distance meter, the count value of γ rays and the count value derived from thermal neutrons measured by a radiation detector, the data of the detection efficiency of γ rays and thermal neutrons stored in the detection efficiency database, and The radiation measurement apparatus according to (6), including a radioactivity calculation device that calculates the radioactivity of the measurement object using a burnup degree,
(8) The radiation measurement apparatus according to any one of (1) to (7),
A photographing device for photographing surrounding images;
A radiation measuring device including the radiation measuring device and the imaging device, and a moving device capable of moving the radiation measuring device and the imaging device by remote control; and (9) a measurement value of γ-rays. The image showing at least one of measured values of thermal neutrons, two-dimensional radiation distribution of γ-rays, two-dimensional radiation distribution of thermal neutrons, burnup, and radioactivity, and an image photographed by the photographing device are folded. The present invention relates to the radiation measurement apparatus according to (8), which includes a visualization device that generates overlapping images.

なお、本明細書において、「放射線検出器のγ線コリメータ以外の部位」とは、γ線コリメータの開口部を臨む放射線検出器の領域を除く当該放射線検出器の外周領域を意味し、「複数の放射線検出器の複数のγ線コリメータ以外の部位」とは、複数の放射線検出器それぞれにおいて、当該放射線検出器に接続されているγ線コリメータの開口部を臨む当該放射線検出器の領域を除く当該放射線検出器の外周領域を意味する。   In the present specification, “the part other than the γ-ray collimator of the radiation detector” means an outer peripheral area of the radiation detector excluding the area of the radiation detector facing the opening of the γ-ray collimator, The “parts other than the plurality of γ-ray collimators” of the radiation detector of “excluding the region of the radiation detector that faces the opening of the γ-ray collimator connected to the radiation detector in each of the plurality of radiation detectors” It means the outer peripheral area of the radiation detector.

本発明は、コンパクトかつ測定対象物の位置を正確に特定することが可能な放射線計測装置を提供することができる。   The present invention can provide a radiation measurement apparatus that is compact and capable of accurately specifying the position of a measurement object.

本発明の第1の実施形態の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the 1st Embodiment of this invention. 図1の放射線検出器の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the radiation detector of FIG. エネルギースペクトルの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of an energy spectrum. γ線および中性子のパルス波形を示す概略図である。It is the schematic which shows the pulse waveform of a gamma ray and a neutron. 本発明の第2の実施形態における放射線検出器の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the radiation detector in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施形態の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the 9th Embodiment of this invention.

本発明の放射線計測装置は、放射性物質を含む使用済み核燃料などの測定対象物の存在位置を測定可能な放射線測定装置であって、入射したγ線を絞ると共に中性子の入射を許容する略円筒形状の筒体を有するγ線コリメータと、このγ線コリメータに接続され、熱中性子に有感な中性子コンバータを有しかつγ線および熱中性子が付与するエネルギーを測定する放射線検出器と、この放射線検出器の上記γ線コリメータ以外の部位を覆うように設けられ、上記γ線コリメータを介するγ線以外のγ線の入射を遮蔽するγ線遮蔽体と、上記放射線検出器の上記γ線コリメータ以外の部位を覆うように設けられ、この放射線検出器へ照射される中性子を吸収する中性子吸収材と、上記筒体の内部に充填され、上記測定対象物から放射された高速中性子を熱中性子に変換する中性子減速材とを備えていることを特徴とする。   The radiation measurement apparatus of the present invention is a radiation measurement apparatus capable of measuring the position of a measurement object such as spent nuclear fuel containing a radioactive substance, and has a substantially cylindrical shape that narrows incident γ rays and allows neutron incidence. A γ-ray collimator having a cylindrical body, a radiation detector connected to the γ-ray collimator, having a neutron converter sensitive to thermal neutrons and measuring energy imparted by γ-rays and thermal neutrons, and the radiation detection Other than the γ-ray collimator, the γ-ray shield that shields the incidence of γ-rays other than the γ-ray through the γ-ray collimator, and the radiation detector other than the γ-ray collimator A neutron absorber that is provided so as to cover the site and absorbs neutrons irradiated to the radiation detector, and fast neutrons filled in the cylinder and emitted from the measurement object Characterized in that it comprises a neutron moderator to convert to thermal neutrons.

また、本発明は、放射性物質を含む使用済み核燃料などの測定対象物の存在位置を測定可能な放射線測定装置であって、入射したγ線を絞ると共に中性子の入射を許容する略円筒形状の筒体を有する複数のγ線コリメータと、これら複数のγ線コリメータは二次元配置されており、上記複数のγ線コリメータのそれぞれに接続され、熱中性子に有感な中性子コンバータを有しかつγ線および熱中性子が付与するエネルギーを測定する複数の放射線検出器と、この複数の放射線検出器の上記複数のγ線コリメータ以外の部位を覆うように設けられ、上記複数のγ線コリメータのそれぞれを介するγ線以外のγ線の入射を遮蔽するγ線遮蔽体と、上記複数の放射線検出器の上記複数のγ線コリメータ以外の部位を覆うように設けられ、上記複数の放射線検出器へ照射される中性子を吸収する中性子吸収材と、上記筒体の内部に充填され、上記測定対象物から放射された高速中性子を熱中性子に変換する中性子減速材とを備えていることを特徴とする放射線計測装置を含む。   The present invention also relates to a radiation measuring apparatus capable of measuring the position of a measurement object such as spent nuclear fuel containing a radioactive substance, which has a substantially cylindrical shape that narrows incident γ rays and allows neutrons to enter. A plurality of γ-ray collimators having a body, and the plurality of γ-ray collimators are two-dimensionally arranged, connected to each of the plurality of γ-ray collimators, having a neutron converter sensitive to thermal neutrons, and γ-rays And a plurality of radiation detectors for measuring energy imparted by thermal neutrons, and a plurality of the radiation detectors provided so as to cover portions other than the plurality of γ-ray collimators, and through each of the plurality of γ-ray collimators A γ-ray shield that shields the incidence of γ-rays other than γ-rays, and a portion other than the plurality of γ-ray collimators of the plurality of radiation detectors, A neutron absorber that absorbs neutrons irradiated to the ejector, and a neutron moderator that fills the inside of the cylinder and converts fast neutrons emitted from the measurement object into thermal neutrons. Includes the featured radiation measurement device.

なお、本発明における「測定対象物」とは、ウランおよび/またはプルトニウムである。これらは核分裂により核分裂生成物(例えば、Am−241、Cm−244等のマイナーアクチノイド、Cs−137、Eu−154、Ce−144、Sr−90など)を生じ、この核分裂生成物が崩壊する過程でγ線、中性子、X線、β線、α線等の放射線を放射する。   The “measurement object” in the present invention is uranium and / or plutonium. These produce fission products (for example, minor actinides such as Am-241 and Cm-244, Cs-137, Eu-154, Ce-144, Sr-90, etc.) by fission, and the process in which these fission products decay. Radiates radiation such as γ rays, neutrons, X rays, β rays and α rays.

また、本発明の放射線計測装置で測定される放射線としては、核燃料物質を特定する観点から、γ線としてはEu−154から放射されるγ線、中性子としてはCm−244の自発核分裂で生じる中性子および(α、n)反応で生じる中性子が好ましいが、必ずしもこれらの放射線に限定されるものではない。   The radiation measured by the radiation measuring apparatus of the present invention includes γ rays emitted from Eu-154 as γ rays and neutrons generated by spontaneous fission of Cm-244 as neutrons from the viewpoint of specifying nuclear fuel materials. And neutrons produced by the (α, n) reaction are preferred, but are not necessarily limited to these radiations.

以下、本発明の第1〜第9の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施形態にのみ限定されるものではない。   Hereinafter, the first to ninth embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described in the drawings.

[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態の構成を示す概略図である。当該放射線計測装置1は、概略的に、γ線コリメータ111と、放射線検出器210と、γ線遮蔽体311と、中性子吸収材312と、中性子減速材411と、信号処理装置611と、表示装置711と、距離計811と、距離算出装置812とにより構成されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the first embodiment of the present invention. The radiation measurement apparatus 1 generally includes a γ-ray collimator 111, a radiation detector 210, a γ-ray shield 311, a neutron absorber 312, a neutron moderator 411, a signal processing device 611, and a display device. 711, a distance meter 811 and a distance calculation device 812.

γ線コリメータ111は、放射線検出器210に入射する放射線を測定対象物bからの放射線w1に制限するために設けられ、入射したγ線を絞る(γ線の入射方向を制限する)と共に中性子の入射を許容する略円筒形状の筒体112(例えば、図1に示すテーパー型の筒体112)を有している。   The γ-ray collimator 111 is provided in order to limit the radiation incident on the radiation detector 210 to the radiation w1 from the measurement object b. The γ-ray collimator 111 narrows the incident γ-ray (limits the incident direction of the γ-ray) and neutrons. A substantially cylindrical tube body 112 (for example, a tapered tube body 112 shown in FIG. 1) that allows incidence is provided.

放射線検出器210は、γ線コリメータ111に接続され、熱中性子に有感な中性子コンバータ212を有しかつγ線および熱中性子が付与するエネルギーを測定する。この放射線検出器210は、具体的には、入射する放射線を1つ1つ検知し、検知された各放射線をそれぞれ電気パルス信号に変換して出力する。この放射線検出器210は、図2に示すように、放射線センサ211および読み出し回路213を有している。   The radiation detector 210 is connected to the γ-ray collimator 111, has a neutron converter 212 that is sensitive to thermal neutrons, and measures energy imparted by γ-rays and thermal neutrons. Specifically, the radiation detector 210 detects incident radiation one by one, converts each detected radiation into an electric pulse signal, and outputs it. As shown in FIG. 2, the radiation detector 210 includes a radiation sensor 211 and a readout circuit 213.

放射線センサ211は、入射するγ線が放射線センサ211に付与するエネルギーを検出する。この放射線センサ211には、中性子コンバータ212が分散されている。   The radiation sensor 211 detects the energy given to the radiation sensor 211 by the incident γ rays. A neutron converter 212 is dispersed in the radiation sensor 211.

中性子コンバータ212は、熱中性子に対して有感であり、入射した熱中性子のエネルギーをγ線に変換する。この中性子コンバータ212を構成する材料としては、例えば、リチウム6、ボロン10、ガドリニウム、カドミウム等が挙げられる。これらのうち、リチウム6およびボロン10は(n、α)反応を示し、その核反応に伴うエネルギーが放射線センサ211に付与される。例えば、リチウム6の場合、入射した中性子を捕獲し、この捕獲反応によってα線およびトリチウムの粒子が発生する。これらの粒子の全エネルギーは4.8MeVである。なお、上記反応で生じる粒子は荷電粒子であることから、中性子コンバータ212としてリチウム6、ボロン10を用いることで、放射線センサ211内部に全エネルギーを付与させ易くなる。   The neutron converter 212 is sensitive to thermal neutrons and converts the energy of the incident thermal neutrons to γ rays. Examples of the material constituting the neutron converter 212 include lithium 6, boron 10, gadolinium, cadmium, and the like. Among these, lithium 6 and boron 10 exhibit (n, α) reaction, and energy associated with the nuclear reaction is imparted to the radiation sensor 211. For example, in the case of lithium 6, incident neutrons are captured, and α-ray and tritium particles are generated by this capture reaction. The total energy of these particles is 4.8 MeV. Since particles generated by the above reaction are charged particles, the use of lithium 6 and boron 10 as the neutron converter 212 makes it easy to give all the energy to the inside of the radiation sensor 211.

他方、ガドリニウムおよびカドミウムは(n、γ)反応を示す。例えば、カドミウムの場合、入射した中性子の捕獲反応により558keVのγ線を発生し、このγ線により放射線センサ211の原子との相互作用によって生じる2次電子を介して放射線センサ211にエネルギーを付与する。   On the other hand, gadolinium and cadmium show (n, γ) reactions. For example, in the case of cadmium, 558 keV γ rays are generated by the incident neutron capture reaction, and energy is imparted to the radiation sensor 211 via secondary electrons generated by the interaction with the atoms of the radiation sensor 211 by the γ rays. .

ここで、中性子コンバータ212を含みかつγ線エネルギーを分析可能な放射線センサ211としては、例えば、CdTe半導体センサ、CdZnTe半導体センサなどの半導体センサ;GdSiO:Ceシンチレータ、CsLiLaBr:Ceシンチレータ、CsLiYCl:Ceシンチレータ、CsLiLaCl:Ceシンチレータ、CsLiLaBr6−xCl:Ceシンチレータ、CsLiYBr:Ceシンチレータなどのシンチレータ等を採用することができる。 Here, as the radiation sensor 211 including the neutron converter 212 and capable of analyzing γ-ray energy, for example, a semiconductor sensor such as a CdTe semiconductor sensor or a CdZnTe semiconductor sensor; Gd 2 SiO 5 : Ce scintillator, Cs 2 LiLaBr 6 : Ce A scintillator such as a scintillator, Cs 2 LiYCl 6 : Ce scintillator, Cs 2 LiLaCl 6 : Ce scintillator, Cs 2 LiLaBr 6-x Cl x : Ce scintillator, Cs 2 LiYBr 6 : Ce scintillator, or the like can be used.

読み出し回路213は、入射した放射線のそれぞれを電気パルス信号に変換して出力する。この読み出し回路213は、各放射線センサ211に適したものが用いられ、例えば、半導体検出器では前置増幅器、シンチレータでは光検出器が採用される。なお、読み出し回路213から出力される電気パルス信号は、信号ケーブル511を介して後述する信号処理装置611に伝送される。この信号ケーブル511が敷設される領域は、この領域がコリメータとなってストリーミング効果が発生しないように、迷路構造等の構造を有している。   The readout circuit 213 converts each incident radiation into an electric pulse signal and outputs it. As the readout circuit 213, one suitable for each radiation sensor 211 is used. For example, a preamplifier is used for a semiconductor detector, and a photodetector is used for a scintillator. Note that the electrical pulse signal output from the readout circuit 213 is transmitted to a signal processing device 611 described later via the signal cable 511. The area where the signal cable 511 is laid has a structure such as a maze structure so that this area becomes a collimator and no streaming effect occurs.

なお、当該放射線計測装置1は、測定対象物bからのγ線および中性子の両者をより確実に検出するため、測定対象物bと放射線検出器210との距離を100mm以下にすることが好ましい。特に、距離が100mm以下で発生する測定対象物bからの高速中性子は、中性子減速材411で減速されて熱化した中性子(「熱中性子」とも称する)となって放射線検出器210に到達する一方、当該放射線計測装置1の周囲の水により減速して生じた熱中性子は、放射線検出器210に到達する前に主として中性子吸収材312により吸収されるので、測定対象物bの方向をより正確に特定することができる。   In addition, in order that the said radiation measuring device 1 detects both the gamma ray and neutron from the measuring object b more reliably, it is preferable that the distance of the measuring object b and the radiation detector 210 shall be 100 mm or less. In particular, fast neutrons from the measurement object b generated at a distance of 100 mm or less reach the radiation detector 210 as neutrons (also referred to as “thermal neutrons”) decelerated by the neutron moderator 411 and heated. The thermal neutrons generated by decelerating with water around the radiation measuring apparatus 1 are mainly absorbed by the neutron absorber 312 before reaching the radiation detector 210, so that the direction of the measurement object b can be more accurately determined. Can be identified.

γ線遮蔽体311は、後述するγ線コリメータ111を介するγ線以外のγ線(例えば、図1の測定対象物b以外からのγ線w2)の入射を遮蔽する。このγ線遮蔽体311は、具体的には、放射線検出器210の外周におけるγ線コリメータ111の開口部112a以外の部位を覆うように設けられている。γ線遮蔽体311を構成する材料としては、例えば、鉛、タングステン、ビスマス等の高密度材料が挙げられる。   The γ-ray shield 311 shields the incidence of γ-rays other than γ-rays (for example, γ-rays w2 from other than the measurement object b in FIG. 1) via a γ-ray collimator 111 described later. Specifically, the γ-ray shield 311 is provided so as to cover a portion other than the opening 112 a of the γ-ray collimator 111 on the outer periphery of the radiation detector 210. Examples of the material constituting the γ-ray shield 311 include high-density materials such as lead, tungsten, and bismuth.

中性子吸収材312は、放射線検出器210のγ線コリメータ111以外の部位を覆うように設けられ、この放射線検出器210へ照射される中性子を吸収することで、γ線コリメータ111が備えられた箇所以外から熱中性子が放射線検出器210に到達しないように熱中性子を遮蔽するものである。本実施形態では、この中性子吸収材312は、γ線遮蔽体311の外表面全体に形成されている。   The neutron absorber 312 is provided so as to cover a portion other than the γ-ray collimator 111 of the radiation detector 210, and a portion where the γ-ray collimator 111 is provided by absorbing the neutron irradiated to the radiation detector 210. The thermal neutrons are shielded so that the thermal neutrons do not reach the radiation detector 210. In the present embodiment, the neutron absorber 312 is formed on the entire outer surface of the γ-ray shield 311.

中性子吸収材312を構成する材料は、上述の中性子コンバータ212に含まれる化合物と同様の化合物を適用することができる。上記材料としては、例えば、ボロンカーバイド、酸化ガドリニウム、カドミウム、フッ化リチウム等が挙げられる。   As a material constituting the neutron absorber 312, a compound similar to the compound included in the neutron converter 212 described above can be applied. Examples of the material include boron carbide, gadolinium oxide, cadmium, and lithium fluoride.

中性子減速材411は、測定対象物bから放射された高速中性子を減速させ、熱中性子に変換する。この中性子減速材411は、γ線コリメータ111の筒体112の内部に充填されている。筒体112の軸方向における中性子減速材411の厚さとしては、熱中性子の検出効率を向上させる観点から、10mm〜100mmが好ましく、30mmから70mmがより好ましく、40mm〜60mmがさらに好ましい。中性子減速材411を構成する材料としては、上記効果を奏する限り特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレンを好適に用いることができる。   The neutron moderator 411 decelerates fast neutrons emitted from the measurement object b and converts them into thermal neutrons. The neutron moderator 411 is filled in the cylindrical body 112 of the γ-ray collimator 111. The thickness of the neutron moderator 411 in the axial direction of the cylinder 112 is preferably 10 mm to 100 mm, more preferably 30 mm to 70 mm, and even more preferably 40 mm to 60 mm from the viewpoint of improving the detection efficiency of thermal neutrons. The material constituting the neutron moderator 411 is not particularly limited as long as the above effect is obtained, but polyethylene and polypropylene can be suitably used.

信号処理装置611は、上述の信号ケーブル511に接続され、入射する放射線のそれぞれについて変換された電気パルス信号のパルス波高値、パルス積分値およびパルス波形を測定し、これらを用いて放射線センサ211に付与したエネルギーや線種を特定する。   The signal processing device 611 is connected to the signal cable 511 described above, measures the pulse peak value, pulse integral value, and pulse waveform of the converted electric pulse signal for each of the incident radiation, and uses these to measure the radiation sensor 211. Identify the applied energy and line type.

この信号処理装置611では、具体的には、入力されたアナログ信号(電気パルス信号)を、アナログ回路またはアナログデジタル変換器を用いてデジタル信号に変換し、FPGAやASICを用いたプログラマブルアレイ等により上記デジタル信号からパルス波高値、パルス積分値およびパルス波形を求める。上記アナログデジタル変換器としては、例えば、放射線センサの応答速度に応じて、1MS/s以上のサンプリング周期で10bit以上の分解能を有するもの等を採用することができる。   Specifically, the signal processing device 611 converts an input analog signal (electric pulse signal) into a digital signal using an analog circuit or an analog-digital converter, and uses a programmable array or the like using an FPGA or an ASIC. A pulse peak value, a pulse integral value, and a pulse waveform are obtained from the digital signal. As the analog-digital converter, for example, an analog-digital converter having a resolution of 10 bits or more with a sampling period of 1 MS / s or more can be adopted according to the response speed of the radiation sensor.

ここで、信号処理装置611を用いて行った核種分析の一例を示す。この例では、CsLiLaBr:Ceシンチレータを有する放射線センサ211により測定されたパルス波高値から放射線検出器210への付与エネルギーを導出し、この付与エネルギーに対してプロットしたエネルギースペクトルを求めている。図3は、エネルギースペクトルの一例を示す概略図である。この図では、Eu−154から放射される1274keVγ線によるピークp2、Cs−137から放射される662keVγ線によるピークp1、およびCm−244等や(α、n)反応で生じる中性子に起因するピークp3検出されている。このように、放射線センサを適宜選択することで、γ線の放射に対する核種分析だけではなく、中性子の放射に起因する核種分析を一つの測定系で同時に行うことができる。 Here, an example of nuclide analysis performed using the signal processing device 611 is shown. In this example, the applied energy to the radiation detector 210 is derived from the pulse peak value measured by the radiation sensor 211 having the Cs 2 LiLaBr 6 : Ce scintillator, and the energy spectrum plotted against this applied energy is obtained. . FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of an energy spectrum. In this figure, peak p2 due to 1274 keV γ rays radiated from Eu-154, peak p1 due to 662 keV γ rays radiated from Cs-137, and peak p3 due to neutrons produced by Cm-244 and (α, n) reactions. Has been detected. As described above, by appropriately selecting a radiation sensor, not only nuclide analysis for γ-ray radiation but also nuclide analysis caused by neutron radiation can be performed simultaneously in one measurement system.

なお、上述の核種分析を行う際、パルス波形を用いた線種の弁別を組み合わせることも好ましい。放射線センサ211にCsLiLaBr:Ceシンチレータを用いる場合、検出されるγ線の波形と中性子に起因する波形とが異なる。すなわち、図4に示すように、γ線の波形c2と中性子に起因する波形c1とは発光減衰時定数が異なるため、上記パルス波高値とパルス波形の上記時定数の情報とを用いて3軸で応答を弁別することで、γ線と中性子との弁別性をより高めることができる。 When performing the above nuclide analysis, it is also preferable to combine line type discrimination using a pulse waveform. When a Cs 2 LiLaBr 6 : Ce scintillator is used for the radiation sensor 211, the waveform of the detected γ-ray is different from the waveform caused by neutrons. That is, as shown in FIG. 4, the waveform c2 of γ-rays and the waveform c1 caused by neutrons have different emission decay time constants, so that the three-axis is obtained by using the pulse peak value and the information on the time constant of the pulse waveform. By discriminating the response with γ, the discrimination between γ-rays and neutrons can be further enhanced.

表示装置711は、放射線検出器210により検出された測定対象物bの核種や放射能等の情報を画像表示する。この表示装置711としては、例えば、グラフや数値などを標表示可能な液画面を有するディスプレイモニタ等を採用することができる。   The display device 711 displays information such as the nuclide and radioactivity information of the measurement object b detected by the radiation detector 210. As the display device 711, for example, a display monitor having a liquid screen capable of displaying a graph or a numerical value can be employed.

当該放射線計測装置1は、測定対象物bと放射線検出器210との距離を測定可能な距離計811を備え、距離計811により測定された距離に基づき放射線を測定する。上記距離計811としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。距離計811には距離算出装置812が接続され、この距離算出装置812により、距離計811にて計測された計測値を用いて測定対象部bと放射線計測装置1との距離が算出される。このように、当該放射線計測装置1が距離計811を備えていることで、例えば、後述するような測定対象物bと放射線検出器210との距離を調整する際に参照することができ、効率よく熱中性子を検出することができる。   The radiation measuring apparatus 1 includes a distance meter 811 that can measure the distance between the measurement object b and the radiation detector 210, and measures radiation based on the distance measured by the distance meter 811. The distance meter 811 is not particularly limited, and a known one can be used. A distance calculation device 812 is connected to the distance meter 811, and the distance calculation device 812 calculates the distance between the measurement target part b and the radiation measurement device 1 using the measurement value measured by the distance meter 811. Thus, since the radiation measuring apparatus 1 includes the distance meter 811, for example, it can be referred to when adjusting the distance between the measurement object b and the radiation detector 210 as described later, and the efficiency Thermal neutrons can be detected well.

このように、当該放射線計測装置1は、上記構成であることで、測定対象物bから放射されるγ線および中性子を単一の放射線検出器210で検出することができる。その結果、γ線の検出器と中性子の検出器との設置の精度(両検出器の設置位置の同一性)およびγ線と中性子の測定範囲の精度(測定される部位の同一性)の向上により、コンパクトかつ測定対象物の位置を正確に特定することができる。   Thus, the radiation measuring apparatus 1 can detect γ-rays and neutrons radiated from the measurement target b with the single radiation detector 210 because of the above configuration. As a result, the accuracy of the installation of the γ-ray detector and the neutron detector (identity of the installation positions of both detectors) and the accuracy of the measurement range of the γ-ray and neutron (identity of the part to be measured) are improved. Thus, the position of the object to be measured can be accurately specified.

[第2の実施形態]
図5は、本発明の第2の実施形態における放射線検出器の構成を示す概略図である。当該放射線計測装置2は、概略的に、γ線コリメータ111と、放射線検出器220と、γ線遮蔽体311と、中性子吸収材312と、中性子減速材411と、信号処理装置611と、表示装置711と、距離計811と、距離算出装置812とにより構成されている。当該放射線計測装置2は、放射線検出器220が第1の実施形態と異なっている。なお、本実施形態における放射線検出器220以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a radiation detector according to the second embodiment of the present invention. The radiation measuring apparatus 2 generally includes a γ-ray collimator 111, a radiation detector 220, a γ-ray shield 311, a neutron absorber 312, a neutron moderator 411, a signal processing device 611, and a display device. 711, a distance meter 811 and a distance calculation device 812. The radiation measuring apparatus 2 is different from the first embodiment in the radiation detector 220. In addition, since structures other than the radiation detector 220 in this embodiment are the same as the structure of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the detailed description is abbreviate | omitted.

放射線検出器220は、γ線コリメータ111に接続され、熱中性子に有感な中性子コンバータ222を有しかつγ線および熱中性子が付与するエネルギーを測定する。この放射線検出器220は、図5に示すように、概略的に、放射線センサ221と、中性子コンバータ222と、読み出し回路213と、信号ケーブル511とにより構成されている。なお、読み出し回路213および信号ケーブル511は第1の実施形態と同様であるので、第1の実施形態のものを援用してその詳細な説明は省略する。     The radiation detector 220 is connected to the γ-ray collimator 111, has a neutron converter 222 that is sensitive to thermal neutrons, and measures energy imparted by γ-rays and thermal neutrons. As shown in FIG. 5, the radiation detector 220 is roughly configured by a radiation sensor 221, a neutron converter 222, a readout circuit 213, and a signal cable 511. Since the readout circuit 213 and the signal cable 511 are the same as those in the first embodiment, those of the first embodiment are used and detailed description thereof is omitted.

放射線センサ221は、入射する放射線が当該放射線センサ221に付与するエネルギーを検出する。この放射線センサ221は、上記エネルギーを検出するセンサ本体221aと、このセンサ本体221aの表面を覆う中性子コンバータ222とを有している。   The radiation sensor 221 detects energy given to the radiation sensor 221 by incident radiation. The radiation sensor 221 includes a sensor body 221a that detects the energy and a neutron converter 222 that covers the surface of the sensor body 221a.

本実施形態のセンサ本体221aは、中性子コンバータを含有していない。このため、センサ本体221aには、第1の実施形態で例示したCdTe半導体センサ、CdZnTe半導体センサなどの半導体センサ;GdSiO:Ceシンチレータ、CsLiLaBr:Ceシンチレータ、CsLiYCl:Ceシンチレータ、CsLiLaCl:Ceシンチレータ、CsLiLaBr6−xCl:Ceシンチレータ、CsLiYBr:Ceシンチレータなどのシンチレータ等に加え、NaI(Tl)シンチレータ、GSOシンチレータ、BGOシンチレータ、LaBr(Ce)シンチレータ、LYSO(Ce)シンチレータ、GAGG(Ce)シンチレータ、SrI(Eu)シンチレータなどのシンチレータ等を採用することができる。 The sensor main body 221a of this embodiment does not contain a neutron converter. For this reason, the sensor main body 221a includes a semiconductor sensor such as the CdTe semiconductor sensor and CdZnTe semiconductor sensor exemplified in the first embodiment; Gd 2 SiO 5 : Ce scintillator, Cs 2 LiLaBr 6 : Ce scintillator, Cs 2 LiYCl 6 : Ce scintillator, Cs 2 LiLaCl 6 : Ce scintillator, Cs 2 LiLaBr 6-x Cl x : Ce scintillator, Cs 2 LiYBr 6 : In addition to scintillators such as Ce scintillator, NaI (Tl) scintillator, GSO scintillator, BGO scintillator, BGO scintillator 3 (Ce) scintillators, LYSO (Ce) scintillators, GAGG (Ce) scintillators, SrI (Eu) scintillators and the like can be employed.

中性子コンバータ222は、例えば、塗工または蒸着により形成される。この中性子コンバータ222を構成する材料としては、例えば、第1の実施形態で上述したものと同様のもの等が挙げられる。   The neutron converter 222 is formed by, for example, coating or vapor deposition. Examples of the material constituting the neutron converter 222 include the same materials as those described above in the first embodiment.

このように、当該放射線計測装置2は、上記構成であることで、コンパクトかつ測定対象物の位置を正確に特定することができる。また、当該放射線計測装置2は、上記構成であることで、センサ本体221aが中性子コンバータを含有していない分、第1の実施形態に比べてより広範な半導体センサやシンチレータを採用することができる。   Thus, the radiation measuring apparatus 2 is compact and can accurately specify the position of the measurement object. Moreover, since the radiation measuring apparatus 2 has the above-described configuration, a wider range of semiconductor sensors and scintillators can be employed as compared with the first embodiment because the sensor main body 221a does not contain a neutron converter. .

[第3の実施形態]
図6は、本発明の第3の実施形態の構成を示す概略図である。当該放射線計測装置3は、概略的に、γ線コリメータ111と、放射線検出器210と、γ線遮蔽体311と、中性子吸収材312と、中性子減速材431と、信号処理装置611と、表示装置711と、距離計811と、距離算出装置812とにより構成されている。当該放射線計測装置3は、中性子減速材431が第1の実施形態と異なっている。なお、本実施形態における中性子減速材431以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the third exemplary embodiment of the present invention. The radiation measuring apparatus 3 generally includes a γ-ray collimator 111, a radiation detector 210, a γ-ray shield 311, a neutron absorbing material 312, a neutron moderator 431, a signal processing device 611, and a display device. 711, a distance meter 811 and a distance calculation device 812. The radiation measuring apparatus 3 is different from the first embodiment in the neutron moderator 431. In addition, since structures other than the neutron moderator 431 in this embodiment are the same as the structure of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施形態の中性子減速材431は、中性子吸収材332で被覆されている。中性子減速材431を構成する材料としては、例えば、中性子減速材411について上述したものと同様のもの等を採用することができる。中性子吸収材332を構成する材料としては、例えば、中性子吸収材312について上述したものと同様のもの等を採用することができる。上記中性子吸収材332は、例えば、塗工または蒸着により中性子減速材431の表面に形成することができる。   The neutron moderator 431 of this embodiment is covered with a neutron absorber 332. As a material constituting the neutron moderator 431, for example, the same materials as those described above for the neutron moderator 411 can be adopted. As a material constituting the neutron absorber 332, for example, the same materials as those described above for the neutron absorber 312 can be adopted. The neutron absorber 332 can be formed on the surface of the neutron moderator 431 by, for example, coating or vapor deposition.

このように、当該放射線計測装置3は、上記構成であることで、外部から入射する熱中性子を遮断することができ、測定対象物bから放射された高速中性子をより確実に検出することができる。これは、γ線コリメータ111を介して外部から入射した熱中性子(例えば、周囲の水により減速して生じた熱中性子など)が、上記中性子吸収材332により吸収されることで放射線検出器210に到達する前に除去され、結果として測定対象物bから直接入射する高速中性子のみが放射線検出器210にて検出されるためである。   Thus, the radiation measuring apparatus 3 can block the thermal neutrons incident from the outside and can detect the fast neutrons radiated from the measurement object b more reliably because of the above configuration. . This is because thermal neutrons (for example, thermal neutrons generated by decelerating by surrounding water) incident from the outside via the γ-ray collimator 111 are absorbed by the neutron absorber 332, so that the radiation detector 210 receives the thermal neutrons. This is because only the fast neutrons that are removed before reaching and as a result are directly incident from the measurement object b are detected by the radiation detector 210.

[第4の実施形態]
図7は、本発明の第4の実施形態の構成を示す概略図である。当該放射線計測装置4は、概略的に、γ線コリメータ111と、放射線検出器210と、γ線遮蔽体311と、中性子吸収材312と、中性子減速材411と、信号処理装置611と、距離計811と、距離算出装置812と、シャッター941と、シャッター制御装置944と、信号抽出装置945と、表示装置741とにより構成されている。当該放射線計測装置4は、シャッター941、シャッター制御装置944、信号抽出装置945および表示装置741を備えている点で、第1に実施形態と異なっている。なお、本実施形態におけるシャッター941、シャッター制御装置944、信号抽出装置945および表示装置741以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the fourth exemplary embodiment of the present invention. The radiation measuring apparatus 4 generally includes a γ-ray collimator 111, a radiation detector 210, a γ-ray shield 311, a neutron absorber 312, a neutron moderator 411, a signal processing device 611, and a distance meter. 811, a distance calculation device 812, a shutter 941, a shutter control device 944, a signal extraction device 945, and a display device 741. The radiation measurement apparatus 4 is different from the first embodiment in that the radiation measurement apparatus 4 includes a shutter 941, a shutter control device 944, a signal extraction device 945, and a display device 741. Note that the components other than the shutter 941, shutter control device 944, signal extraction device 945, and display device 741 in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and thus the same parts are denoted by the same reference numerals. Detailed description thereof is omitted.

シャッター941は、γ線コリメータ111へのγ線および中性子の入射を開閉することができる。本実施形態では、シャッター941が可動型γ線シャッター機構942と中性子シャッター943とにより構成されている。   The shutter 941 can open and close the incidence of γ rays and neutrons to the γ ray collimator 111. In this embodiment, the shutter 941 includes a movable γ-ray shutter mechanism 942 and a neutron shutter 943.

可動型γ線シャッター機構942は、後述するシャッター制御装置944を用いて制御され、γ線コリメータ111に入射するγ線の線量を制御する。この可動型γ線シャッター機構942は、図7に示すように、γ線コリメータ111の開口部112aを開閉自在に覆うように設けられており、可動型γ線シャッター機構942が「閉」の場合はγ線コリメータ111へのγ線の入射が遮蔽され、「開」の場合はγ線コリメータ111へのγ線の入射を許容する。可動型γ線シャッター機構942におけるγ線を遮蔽する材料としては、例えば、鉛、タングステン、ビスマス等の高密度材料が採用される。   The movable γ-ray shutter mechanism 942 is controlled using a shutter control device 944 described later, and controls the dose of γ-rays incident on the γ-ray collimator 111. As shown in FIG. 7, the movable γ-ray shutter mechanism 942 is provided so as to cover the opening 112a of the γ-ray collimator 111 so that the movable γ-ray shutter mechanism 942 can be opened and closed. Is shielded from the incidence of γ-rays on the γ-ray collimator 111, and allows the incidence of γ-rays on the γ-ray collimator 111 when “open”. As a material for shielding γ rays in the movable γ-ray shutter mechanism 942, for example, a high-density material such as lead, tungsten, or bismuth is employed.

中性子シャッター943は、γ線コリメータ111に入射する中性子の線量を制御する。本実施形態では、中性子シャッター943は、上述した可動型γ線シャッター機構942の外表面に設けられており、可動型γ線シャッター機構942の開閉と連動してγ線コリメータ111の開口部112aを開閉する。これにより、中性子シャッター943が「閉」の場合はγ線コリメータ111への中性子の入射が遮蔽され、「開」の場合はγ線コリメータ111への中性子の入射を許容する。   The neutron shutter 943 controls the dose of neutrons incident on the γ-ray collimator 111. In this embodiment, the neutron shutter 943 is provided on the outer surface of the movable γ-ray shutter mechanism 942 described above, and the opening 112a of the γ-ray collimator 111 is opened in conjunction with the opening and closing of the movable γ-ray shutter mechanism 942. Open and close. Thereby, when the neutron shutter 943 is “closed”, the incidence of neutrons to the γ-ray collimator 111 is shielded, and when it is “open”, the incidence of neutrons to the γ-ray collimator 111 is allowed.

シャッター制御装置944は、可動型γ線シャッター機構942および中性子シャッター943の開閉動作を制御する。信号抽出装置945は、可動型γ線シャッター機構942および中性子シャッター943の開閉時のγ線の測定値および中性子由来の測定値の差分を算出する。表示装置741は、信号抽出装置945により算出された測定値の差分の情報等を表示する。   The shutter control device 944 controls the opening / closing operation of the movable γ-ray shutter mechanism 942 and the neutron shutter 943. The signal extraction device 945 calculates the difference between the measured value of γ-rays and the measured value derived from neutrons when the movable γ-ray shutter mechanism 942 and the neutron shutter 943 are opened and closed. The display device 741 displays information on the difference between the measurement values calculated by the signal extraction device 945 and the like.

このように、当該放射線計測装置4がシャッター941を備えていることで、測定対象物b以外から放射線検出器210に入射するγ線および中性子をバックグラウンドとして測定することができ、これを除外することで測定対処物bからの放射線をより正確かつ確実に検出することができる。   As described above, since the radiation measuring apparatus 4 includes the shutter 941, γ rays and neutrons incident on the radiation detector 210 from other than the measurement target b can be measured as a background, and this is excluded. Thus, the radiation from the measurement object b can be detected more accurately and reliably.

[第5の実施形態]
図8は、本発明の第5の実施形態の構成を示す概略図である。当該放射線計測装置5は、概略的に、複数のγ線コリメータ111と、複数の放射線検出器210と、γ線遮蔽体351と、中性子吸収材352と、中性子減速材411と、複数信号処理装置951と、2次元放射線分布解析装置952と、表示装置751と、距離計811と、距離算出装置812とにより構成されている。当該放射線計測装置5は、γ線遮蔽体351、中性子吸収材352、複数信号処理装置951、2次元放射線分布解析装置952および表示装置751を備えている点で、第1の実施形態と異なっている。なお、本実施形態において、第1の実施形態の構成と同様の構成については、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。また、図8では、距離計811および距離算出装置812が省略されている。
[Fifth Embodiment]
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the fifth exemplary embodiment of the present invention. The radiation measuring apparatus 5 is roughly composed of a plurality of γ-ray collimators 111, a plurality of radiation detectors 210, a γ-ray shield 351, a neutron absorber 352, a neutron moderator 411, and a plurality of signal processing devices. 951, a two-dimensional radiation distribution analyzer 952, a display device 751, a distance meter 811, and a distance calculator 812. The radiation measurement apparatus 5 is different from the first embodiment in that the radiation measurement apparatus 5 includes a γ-ray shield 351, a neutron absorber 352, a multiple signal processing device 951, a two-dimensional radiation distribution analysis device 952, and a display device 751. Yes. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 8, the distance meter 811 and the distance calculation device 812 are omitted.

当該放射線計測装置5は、複数のγ線コリメータ111を備え、これら複数のγ線コリメータ111が二次元配置されている。この複数のγ線コリメータ111のそれぞれには、熱中性子に有感な中性子コンバータ212を有しかつγ線および熱中性子が付与するエネルギーを測定する放射線検出器210が接続されている。なお、γ線コリメータ111の筒体112の内部には中性子減速材411が充填され、測定対象物bから放射された高速中性子を熱中性子に変換する。   The radiation measurement apparatus 5 includes a plurality of γ-ray collimators 111, and the plurality of γ-ray collimators 111 are two-dimensionally arranged. Each of the plurality of γ-ray collimators 111 is connected to a radiation detector 210 that has a neutron converter 212 sensitive to thermal neutrons and measures energy imparted by γ-rays and thermal neutrons. The cylindrical body 112 of the γ-ray collimator 111 is filled with a neutron moderator 411 and converts fast neutrons emitted from the measurement object b into thermal neutrons.

γ線遮蔽体351は、この複数の放射線検出器210の複数のγ線コリメータ111以外の部位を覆うように設けられ、複数のγ線コリメータ111のそれぞれを介するγ線以外のγ線の入射を遮蔽する。中性子吸収材352は、複数の放射線検出器210の複数のγ線コリメータ111以外の部位を覆うように設けられ、この複数の放射線検出器210へ照射される中性子を吸収する。本実施形態では、γ線遮蔽体351が複数の放射線検出器210をまとめて一体的に覆っており、中性子吸収材352がγ線遮蔽体351の外表面全体に形成されている。   The γ-ray shield 351 is provided so as to cover a portion other than the plurality of γ-ray collimators 111 of the plurality of radiation detectors 210, and receives incidence of γ-rays other than γ-rays through each of the plurality of γ-ray collimators 111. Shield. The neutron absorber 352 is provided so as to cover portions other than the plurality of γ-ray collimators 111 of the plurality of radiation detectors 210 and absorbs neutrons irradiated to the plurality of radiation detectors 210. In this embodiment, the γ-ray shield 351 collectively covers the plurality of radiation detectors 210 and the neutron absorber 352 is formed on the entire outer surface of the γ-ray shield 351.

複数信号処理装置951は、信号ケーブル112を介して放射線検出器210に接続され、入射する放射線のそれぞれについて変換された電気パルス信号のパルス波高値、パルス積分値およびパルス波形を測定し、これらを用いて放射線センサ211に付与したエネルギーや線種を特定する。2次元放射線分布解析装置952は、複数信号処理装置951からの信号が入力され、各放射線検出器210について得られたエネルギーや線種から測定対象物bの二次元分布データを構成する。表示装置751は、2次元放射線分布解析装置952を用いて得られた測定対象物bの二次元分布データ等を画像表示する。   The multiple signal processing device 951 is connected to the radiation detector 210 via the signal cable 112 and measures the pulse peak value, pulse integral value and pulse waveform of the electric pulse signal converted for each of the incident radiation, and these are measured. The energy and line type applied to the radiation sensor 211 are specified. The two-dimensional radiation distribution analyzer 952 receives the signal from the multiple signal processor 951 and constructs the two-dimensional distribution data of the measurement object b from the energy and the line type obtained for each radiation detector 210. The display device 751 displays an image of the two-dimensional distribution data and the like of the measurement object b obtained using the two-dimensional radiation distribution analyzer 952.

このように、当該放射線計測装置5は、上記構成であることで、測定対象物bの二次元分布データを測定することができ、測定対象物bを二次元的に把握することができる。   Thus, the radiation measuring apparatus 5 can measure the two-dimensional distribution data of the measurement object b and can grasp the measurement object b two-dimensionally because of the above configuration.

[第6の実施形態]
図9は、本発明の第6の実施形態の構成を示す概略図である。当該放射線計測装置6は、概略的に、γ線コリメータ111と、放射線検出器210と、γ線遮蔽体311と、中性子吸収材312と、中性子減速材411と、信号処理装置611と、距離計811と、距離算出装置812と、検出比算出装置961と、燃焼度データベース962と、燃焼度算出装置963と、表示装置761とにより構成されている。当該放射線計測装置6は、検出比算出装置961、燃焼度データベース962、燃焼度算出装置963および表示装置761を備えている点で、第1の実施形態と異なっている。なお、本実施形態における検出比算出装置961、燃焼度データベース962、燃焼度算出装置963および表示装置761以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Sixth Embodiment]
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the sixth exemplary embodiment of the present invention. The radiation measuring apparatus 6 generally includes a γ-ray collimator 111, a radiation detector 210, a γ-ray shield 311, a neutron absorber 312, a neutron moderator 411, a signal processing device 611, a distance meter. 811, a distance calculation device 812, a detection ratio calculation device 961, a burnup database 962, a burnup calculation device 963, and a display device 761. The radiation measuring apparatus 6 is different from the first embodiment in that the radiation measuring apparatus 6 includes a detection ratio calculation device 961, a burnup database 962, a burnup calculation device 963, and a display device 761. In addition, since structures other than the detection ratio calculation device 961, the burnup database 962, the burnup calculation device 963, and the display device 761 in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals denote the same parts. The detailed description is omitted.

検出比算出装置961は、放射線検出器210により検出され、信号処理装置611によって得られたEu−154から放射のγ線の計数値と、熱中性子由来の計数値との比(検出比)を算出する。燃焼度データベース962は、あらかじめ導出した核燃料物質の燃焼度と検出比との相関データが格納されている。   The detection ratio calculation device 961 calculates the ratio (detection ratio) between the count value of γ rays emitted from Eu-154 detected by the radiation detector 210 and obtained from the signal processing device 611 and the count value derived from thermal neutrons. calculate. The burnup database 962 stores correlation data between the burnup of the nuclear fuel material derived in advance and the detection ratio.

燃焼度算出装置963は、算出された検出比から燃焼度を算出する。この燃焼度算出装置963は、具体的には、燃焼度データベース962に格納されている上記相関データを用い、検出比算出装置961で得られた検出比に対応する燃焼度を算出する。   The burnup calculation device 963 calculates the burnup from the calculated detection ratio. Specifically, the burnup calculating device 963 calculates the burnup corresponding to the detection ratio obtained by the detection ratio calculating device 961 using the correlation data stored in the burnup database 962.

ここで、上記燃焼度は、例えば、下記式(1)で表される公知の計算式を用いて算出することができる。   Here, the burnup can be calculated using, for example, a known calculation formula represented by the following formula (1).

上記式(1)中、B.U.は燃焼度[GWd/t]、g(AEu−154/Aneutron)はEu−154のγ線と熱中性子との放射能比をパラメータとする放射能比−燃焼度変換式、AEu−154はEu−154からのγ線の放射能[Bq]、nEu−154は測定計数率[1/s]、εEu−154はEu−154からのγ線の検出効率、pEu−154は放射率(1/Bq)、Aneutronは中性子線源放射能[Bq]、εneutronは中性子検出効率、pneutronは中性子放出率[1/Bq]、nneutronは測定計数率[1/s]をそれぞれ示す。 In the above formula (1), B.I. U. Is the burnup [GWd / t], g (A Eu-154 / A neutral ) is the radioactivity ratio-burnup conversion equation, A Eu− with the radioactivity ratio of γ-rays and thermal neutrons of Eu-154 as a parameter. 154 is the radioactivity [Bq] of γ rays from Eu-154, n Eu-154 is the measurement count rate [1 / s], ε Eu-154 is the detection efficiency of γ rays from Eu-154 , p Eu-154 Is the emissivity (1 / Bq), Aneutron is the neutron source activity [Bq], εneutron is the neutron detection efficiency, pneutron is the neutron emission rate [1 / Bq], nneutron is the measurement count rate [1 / s ] Respectively.

表示装置761は、燃焼度算出装置963により算出された燃焼度に関する情報等を画像表示する。   The display device 761 displays an image of information related to the burnup calculated by the burnup calculation device 963.

このように、当該放射線計測装置6は、上記構成であることで、燃焼度を算出することができる。その結果、当該放射線計測装置6は、得られた燃焼度を用い、原子炉内での核燃料の使用期間や測定対象物bからの放射能を見積もることができる。   Thus, the said radiation measuring device 6 can calculate a burnup by being the said structure. As a result, the radiation measuring apparatus 6 can estimate the use period of the nuclear fuel in the nuclear reactor and the radioactivity from the measurement object b using the obtained burnup.

[第7の実施形態]
図10は、本発明の第7の実施形態の構成を示す概略図である。当該放射線計測装置7は、概略的に、γ線コリメータ111と、放射線検出器210と、γ線遮蔽体311と、中性子吸収材312と、中性子減速材411と、信号処理装置611と、距離計811と、距離算出装置812と、検出比算出装置961と、燃焼度データベース962と、燃焼度算出装置963と、検出効率データベース971と、放射能算出装置972と、表示装置771とにより構成されている。当該放射線計測装置7は、検出効率データベース971、放射能算出装置972および表示装置771を備えている点で、第6の実施形態と異なっている。なお、本実施形態における検出効率データベース971、放射能算出装置972および表示装置771以外の構成は、第6の実施形態の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Seventh Embodiment]
FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of the seventh exemplary embodiment of the present invention. The radiation measuring device 7 is roughly composed of a γ-ray collimator 111, a radiation detector 210, a γ-ray shield 311, a neutron absorber 312, a neutron moderator 411, a signal processing device 611, a distance meter. 811, a distance calculation device 812, a detection ratio calculation device 961, a burnup database 962, a burnup calculation device 963, a detection efficiency database 971, a radioactivity calculation device 972, and a display device 771. Yes. The radiation measuring device 7 is different from the sixth embodiment in that the radiation measuring device 7 includes a detection efficiency database 971, a radioactivity calculation device 972, and a display device 771. In addition, since structures other than the detection efficiency database 971, the radioactivity calculation apparatus 972, and the display apparatus 771 in this embodiment are the same as the structure of 6th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the detail The detailed explanation is omitted.

検出効率データベース971は、あらかじめγ線および熱中性子の検出効率のデータが格納されている。ここで、上記検出効率は、それぞれ放射線検出器210とγ線遮蔽体311とγ線コリメータ111と中性子減速材411と中性子吸収材312とを備えた当該放射線計測装置7の構成に対応するEu−154からのγ線の検出効率および熱中性子の検出効率である。これらの検出効率は、あらかじめ実験による手法または解析による手法により導出されたものである。上記手法のそれぞれは、公知の技術を採用することができる。   The detection efficiency database 971 stores data on the detection efficiency of γ rays and thermal neutrons in advance. Here, the detection efficiencies correspond to the configurations of the radiation measurement apparatus 7 including the radiation detector 210, the γ-ray shield 311, the γ-ray collimator 111, the neutron moderator 411, and the neutron absorber 312, respectively. Γ-ray detection efficiency from 154 and thermal neutron detection efficiency. These detection efficiencies are derived in advance by experimental methods or analytical methods. Each of the above methods can employ a known technique.

放射能算出装置972は、距離計811により測定された距離、放射線検出器210により測定されたγ線の計数値および熱中性子由来の計数値、検出効率データベース971に格納されたγ線および熱中性子の検出効率のデータ、並びに燃焼度算出装置963により算出された燃焼度を用い、測定対象物bの放射能を算出する。この放射能算出装置972による放射能の算出方法としては特に限定されず、公知の技術を用いて算出することができる。表示装置771は、放射能算出装置972により算出された放射能に関する情報等を画像表示する。   The radioactivity calculator 972 includes a distance measured by the distance meter 811, a count value of γ rays and a count value derived from thermal neutrons measured by the radiation detector 210, and γ rays and thermal neutrons stored in the detection efficiency database 971. The radioactivity of the measurement object b is calculated using the detection efficiency data and the burnup calculated by the burnup calculation device 963. The radioactivity calculation method by the radioactivity calculation device 972 is not particularly limited, and can be calculated using a known technique. The display device 771 displays an image of information related to the radioactivity calculated by the radioactivity calculation device 972.

このように、当該放射線計測装置7が上記構成であることで、測定対象物bの放射能を把握することができる。   Thus, the radioactivity of the measuring object b can be grasped | ascertained because the said radiation measuring device 7 is the said structure.

[第8の実施形態]
図11は、本発明の第8の実施形態の構成を示す概略図である。当該放射線計測装置8は、概略的に、γ線コリメータ111、放射線検出器210、γ線遮蔽体311、中性子吸収材312、中性子減速材411、信号処理装置611、表示装置711、距離計811、および距離算出装置812を有する放射線計測装置と、撮影装置981と、移動装置984と、位置演算装置987とにより構成されている。当該放射線計測装置8は、撮影装置981および移動装置984を備えている点で、第1の実施形態と異なっている。なお、本実施形態における撮影装置981および移動装置984以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Eighth Embodiment]
FIG. 11 is a schematic view showing the configuration of the eighth embodiment of the present invention. The radiation measuring apparatus 8 is roughly composed of a γ-ray collimator 111, a radiation detector 210, a γ-ray shield 311, a neutron absorbing material 312, a neutron moderator 411, a signal processing device 611, a display device 711, a distance meter 811, And a radiation measuring device having a distance calculating device 812, an imaging device 981, a moving device 984, and a position calculating device 987. The radiation measuring device 8 is different from the first embodiment in that it includes an imaging device 981 and a moving device 984. In addition, since structures other than the imaging device 981 and the moving device 984 in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

撮影装置981は、周囲の画像を撮影する。この撮影装置981は、画像センサ982と、画像演算装置983とを有している。画像センサ982は、当該放射線計測装置8の周囲を撮影し、画像信号を出力する。ここで、画像センサ982が撮影する像としては、可視光に限定されるものではなく、例えば、可視光以外の電磁波、超音波などの音波等が挙げられる。画像演算装置983は、画像センサ982から上記画像信号を入力しこれを映像化する。   The imaging device 981 captures surrounding images. The photographing device 981 includes an image sensor 982 and an image calculation device 983. The image sensor 982 images the surroundings of the radiation measuring apparatus 8 and outputs an image signal. Here, the image captured by the image sensor 982 is not limited to visible light, and examples thereof include electromagnetic waves other than visible light, and sound waves such as ultrasonic waves. The image arithmetic unit 983 inputs the image signal from the image sensor 982 and visualizes it.

移動装置984は、放射線計測装置1と撮像装置984とを搭載すると共に、放射線計測装置1と撮像装置984とを遠隔操作により移動することができる。この移動装置984は、遠隔アクセス装置985と、アクセス装置制御装置986とを有している。遠隔アクセス装置985は、具体的には、上述したγ線コリメータ111、放射線検出器210、γ線遮蔽体311、中性子吸収材312、中性子減速材411、距離計811および撮影装置981が搭載されており、これらを自在に移動することができる。この遠隔アクセス装置985に用いられる移動機構は特に限定されず、例えば、回転電機により無限軌道を駆動する手段等を採用することができる。アクセス装置制御装置986は、遠隔アクセス装置985の進行方向や進行速度を制御する。   The moving device 984 can mount the radiation measuring device 1 and the imaging device 984, and can move the radiation measuring device 1 and the imaging device 984 by remote control. The mobile device 984 includes a remote access device 985 and an access device control device 986. Specifically, the remote access device 985 includes the above-described γ-ray collimator 111, radiation detector 210, γ-ray shield 311, neutron absorber 312, neutron moderator 411, distance meter 811, and imaging device 981. These can be moved freely. The moving mechanism used for the remote access device 985 is not particularly limited, and for example, means for driving an endless track with a rotating electrical machine can be employed. The access device control device 986 controls the traveling direction and traveling speed of the remote access device 985.

位置演算装置987は、画像演算装置983によって得られた映像を用いて当該放射線計測装置8の位置を導出する。   The position calculation device 987 derives the position of the radiation measurement device 8 using the video obtained by the image calculation device 983.

このように、当該放射線計測装置8が上記構成であることで、放射線環境下において、例えば構造物が複雑に入り組んだ箇所や狭隘部など、測定対象物bの計測範囲を拡張することができる。   Thus, when the radiation measurement apparatus 8 has the above-described configuration, the measurement range of the measurement object b can be expanded in a radiation environment, for example, a place where a structure is complicated and a narrow portion.

[第9の実施形態]
図12は、本発明の第9の実施形態の構成を示す概略図である。当該放射線計測装置9は、概略的に、γ線コリメータ111と、放射線検出器210と、γ線遮蔽体311と、中性子吸収材312と、中性子減速材411と、信号処理装置611と、距離計811と、距離算出装置812と、撮影装置981と、移動装置984と、位置演算装置987と、可視化装置991と、表示装置791とにより構成されている。当該放射線計測装置9は、可視化装置991および表示装置791を備えている点で、第8の実施形態と異なっている。なお、本実施形態における可視化装置991および表示装置791以外の構成は、第8の実施形態の構成と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Ninth Embodiment]
FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of the ninth embodiment of the present invention. The radiation measuring apparatus 9 generally includes a γ-ray collimator 111, a radiation detector 210, a γ-ray shield 311, a neutron absorber 312, a neutron moderator 411, a signal processing device 611, and a distance meter. 811, a distance calculation device 812, a photographing device 981, a moving device 984, a position calculation device 987, a visualization device 991, and a display device 791. The radiation measuring apparatus 9 is different from the eighth embodiment in that it includes a visualization device 991 and a display device 791. In addition, since structures other than the visualization apparatus 991 and the display apparatus 791 in this embodiment are the same as the structure of 8th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the detailed description is abbreviate | omitted.

可視化装置991は、γ線の計測値、熱中性子の計測値、γ線の2次元放射分布、熱中性子の2次元放射分布、燃焼度、および放射能のうちの少なくともいずれかを示す画像と、撮影装置981により撮影された画像とを畳重した画像を生成する。表示装置791は、可視化装置991により生成した画像を画像表示する。   The visualization device 991 includes an image showing at least one of a measured value of γ-rays, a measured value of thermal neutrons, a two-dimensional radiation distribution of γ-rays, a two-dimensional radiation distribution of thermal neutrons, a burnup, and a radioactivity, An image obtained by overlapping the image photographed by the photographing device 981 is generated. The display device 791 displays the image generated by the visualization device 991 as an image.

このように、当該放射線計測装置9は上記構成であるので、γ線などの各種測定結果と視認可能な実像とを容易に対応付けることができ、その結果、放射線計測等の作業を的確に行うことができる。   Thus, since the said radiation measuring device 9 is the said structure, various measurement results, such as a gamma ray, can be easily matched with the visible real image, As a result, work, such as a radiation measurement, can be performed exactly. Can do.

なお、本発明は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   In addition, this invention is not limited to the structure of embodiment mentioned above, is shown by the claim, and intends that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included. Is done.

例えば、上記実施形態では、距離計811および距離算出装置812を備えている放射線計測装置について説明したが、測定対象物と放射線検出器との距離に基づき放射線を測定する必要がない限り、上記距離計811および距離算出装置812を備えていない放射線計測装置であってもよい。   For example, in the above-described embodiment, the radiation measuring device including the distance meter 811 and the distance calculating device 812 has been described. However, the above-described distance is used as long as it is not necessary to measure radiation based on the distance between the measurement object and the radiation detector. It may be a radiation measurement device that does not include the total 811 and the distance calculation device 812.

また、上記実施形態では、γ線遮蔽体311、351の外表面にそれぞれ中性子吸収材312、352が形成されている放射線計測装置、および可動型γ線シャッター機構942の外表面に中性子シャッター943が設けられている放射線計測装置について説明したが、これらの位置が逆である放射線計測装置(例えば、中性子吸収材の外表面にγ線遮蔽体が形成されている放射線計測装置)であってもよい。   Further, in the above embodiment, the radiation measuring apparatus in which the neutron absorbers 312 and 352 are respectively formed on the outer surfaces of the γ-ray shields 311 and 351, and the neutron shutter 943 on the outer surface of the movable γ-ray shutter mechanism 942. Although the radiation measuring apparatus provided is described, the radiation measuring apparatus in which these positions are reversed (for example, a radiation measuring apparatus in which a γ-ray shield is formed on the outer surface of the neutron absorber) may be used. .

1〜9 放射線計測装置
b 測定対象物
111、151 γ線コリメータ
112 筒体
210、220 放射線検出器
311、351 γ線遮蔽体
312、332、352 中性子吸収材
411 中性子減速材
941 シャッター
811 距離計
961 検出比算出装置
963 燃焼度算出装置
971 検出効率データベース
972 放射能算出装置
981 撮影装置
984 移動装置
991 可視化装置
1-9 Radiation measurement apparatus b Measurement object 111, 151 γ-ray collimator 112 Tube 210, 220 Radiation detector 311, 351 γ-ray shield 312, 332, 352 Neutron absorber 411 Neutron moderator 941 Shutter 811 Distance meter 961 Detection ratio calculation device 963 Burnup calculation device 971 Detection efficiency database 972 Radioactivity calculation device 981 Imaging device 984 Moving device 991 Visualization device

Claims (9)

放射性物質を含む使用済み核燃料などの測定対象物の存在位置を測定可能な放射線測定装置であって、
入射したγ線を絞ると共に中性子の入射を許容する略円筒形状の筒体を有するγ線コリメータと、
このγ線コリメータに接続され、熱中性子に有感な中性子コンバータを有しかつγ線および熱中性子が付与するエネルギーを測定する放射線検出器と、
この放射線検出器の前記γ線コリメータ以外の部位を覆うように設けられ、前記γ線コリメータを介するγ線以外のγ線の入射を遮蔽するγ線遮蔽体と、
前記放射線検出器の前記γ線コリメータ以外の部位を覆うように設けられ、この放射線検出器へ照射される中性子を吸収する中性子吸収材と、
前記筒体の内部に充填され、前記測定対象物から放射された高速中性子を熱中性子に変換する中性子減速材とを備えていることを特徴とする放射線計測装置。
A radiation measurement device capable of measuring the location of a measurement object such as spent nuclear fuel containing radioactive material,
A γ-ray collimator having a substantially cylindrical cylindrical body that narrows incident γ-rays and allows neutrons to enter;
A radiation detector connected to the γ-ray collimator, having a neutron converter sensitive to thermal neutrons and measuring the energy imparted by γ-rays and thermal neutrons;
A γ-ray shield that is provided so as to cover a portion other than the γ-ray collimator of the radiation detector and shields the incidence of γ-rays other than γ-rays through the γ-ray collimator;
A neutron absorbing material that is provided so as to cover a portion other than the γ-ray collimator of the radiation detector and absorbs neutrons irradiated to the radiation detector,
A radiation measurement apparatus comprising: a neutron moderator that fills the inside of the cylindrical body and converts fast neutrons emitted from the measurement object into thermal neutrons.
中性子減速材が中性子吸収材で被覆されている請求項1に記載の放射線計測装置。   The radiation measuring apparatus according to claim 1, wherein the neutron moderator is coated with a neutron absorber. γ線コリメータへのγ線および中性子の入射を開閉可能なシャッターを備えている請求項1または請求項2に記載の放射線計測装置。   The radiation measuring apparatus according to claim 1, further comprising a shutter capable of opening and closing the incidence of γ rays and neutrons to the γ ray collimator. 測定対象物と放射線検出器との距離を測定可能な距離計を備え、前記距離計により測定された距離に基づき放射線を測定する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の放射線計測装置。   The radiation measurement according to any one of claims 1 to 3, further comprising a distance meter capable of measuring a distance between the measurement object and the radiation detector, and measuring radiation based on the distance measured by the distance meter. apparatus. 放射性物質を含む使用済み核燃料などの測定対象物の存在位置を測定可能な放射線測定装置であって、
入射したγ線を絞ると共に中性子の入射を許容する略円筒形状の筒体を有する複数のγ線コリメータと、
これら複数のγ線コリメータは二次元配置されており、
前記複数のγ線コリメータのそれぞれに接続され、熱中性子に有感な中性子コンバータを有しかつγ線および熱中性子が付与するエネルギーを測定する複数の放射線検出器と、
この複数の放射線検出器の前記複数のγ線コリメータ以外の部位を覆うように設けられ、前記複数のγ線コリメータのそれぞれを介するγ線以外のγ線の入射を遮蔽するγ線遮蔽体と、
前記複数の放射線検出器の前記複数のγ線コリメータ以外の部位を覆うように設けられ、前記複数の放射線検出器へ照射される中性子を吸収する中性子吸収材と、
前記筒体の内部に充填され、前記測定対象物から放射された高速中性子を熱中性子に変換する中性子減速材とを備えていることを特徴とする放射線計測装置。
A radiation measurement device capable of measuring the location of a measurement object such as spent nuclear fuel containing radioactive material,
A plurality of γ-ray collimators having a substantially cylindrical body that narrows incident γ-rays and allows neutrons to enter;
These multiple γ-ray collimators are arranged two-dimensionally,
A plurality of radiation detectors connected to each of the plurality of γ-ray collimators, having a neutron converter sensitive to thermal neutrons and measuring energy imparted by γ-rays and thermal neutrons;
A γ-ray shield that is provided so as to cover a portion other than the plurality of γ-ray collimators of the plurality of radiation detectors and shields the incidence of γ-rays other than γ-rays through each of the plurality of γ-ray collimators;
A neutron absorber that is provided so as to cover a portion other than the plurality of γ-ray collimators of the plurality of radiation detectors, and that absorbs neutrons irradiated to the plurality of radiation detectors;
A radiation measurement apparatus comprising: a neutron moderator that fills the inside of the cylindrical body and converts fast neutrons emitted from the measurement object into thermal neutrons.
放射線検出器により検出されたγ線の計数値と熱中性子由来の計数値との比を算出する検出比算出装置と、算出された前記比から燃焼度を算出する燃焼度算出装置とをさらに備えている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の放射線計測装置。   A detection ratio calculation device that calculates a ratio between a count value of γ rays detected by the radiation detector and a count value derived from thermal neutrons; and a burnup calculation device that calculates the burnup from the calculated ratio The radiation measurement apparatus according to claim 1, wherein the radiation measurement apparatus is a radiation measurement apparatus. 測定対象物と放射線検出器との距離を測定可能な距離計と、
あらかじめγ線および熱中性子の検出効率のデータが格納された検出効率データベースと、
前記距離計により測定された前記距離、放射線検出器により測定されたγ線の計数値および熱中性子由来の計数値、前記検出効率データベースに格納されたγ線および熱中性子の検出効率のデータ、並びに燃焼度を用い、前記測定対象物の放射能を算出する放射能算出装置とを備えている請求項6に記載の放射線計測装置。
A distance meter capable of measuring the distance between the object to be measured and the radiation detector;
A detection efficiency database in which data of detection efficiency of γ-rays and thermal neutrons are stored in advance;
The distance measured by the distance meter, the count value of γ rays and the count value derived from thermal neutrons measured by a radiation detector, the data of the detection efficiency of γ rays and thermal neutrons stored in the detection efficiency database, and The radiation measurement apparatus according to claim 6, further comprising a radioactivity calculation apparatus that calculates the radioactivity of the measurement object using a burnup degree.
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の放射線計測装置と、
周囲の画像を撮影する撮影装置と、
前記放射線計測装置と前記撮像装置とを搭載すると共に、前記放射線計測装置と前記撮像装置とを遠隔操作により移動可能な移動装置とを備えている放射線計測装置。
The radiation measurement apparatus according to any one of claims 1 to 7,
A photographing device for photographing surrounding images;
A radiation measuring apparatus including the radiation measuring apparatus and the imaging apparatus, and a moving device capable of moving the radiation measuring apparatus and the imaging apparatus by remote control.
γ線の計測値、熱中性子の計測値、γ線の2次元放射分布、熱中性子の2次元放射分布、燃焼度、および放射能のうちの少なくともいずれかを示す画像と、撮影装置により撮影された画像とを畳重した画像を生成する可視化装置を備えている請求項8に記載の放射線計測装置。   An image showing at least one of a measured value of γ-rays, a measured value of thermal neutrons, a two-dimensional radiation distribution of γ-rays, a two-dimensional radiation distribution of thermal neutrons, a burnup, and a radioactivity, and a photographer The radiation measurement apparatus according to claim 8, further comprising a visualization device that generates an image obtained by overlapping the captured image.
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