JP2019120664A

JP2019120664A - 濁度推定による早期警報機能付き水中放射能測定装置、水中放射能測定システム

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Publication number: JP2019120664A
Application number: JP2018002573A
Authority: JP
Inventors: 務五十嵐; Tsutomu Igarashi; 多美雄森; Tamio Mori; 康夫伊藤; Yasuo Ito; 幸尚眞田; Yukihisa Sanada
Original assignee: Toho Dentan Co Ltd; Japan Atomic Energy Agency
Current assignee: Toho Dentan Co Ltd; Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2019-07-22
Anticipated expiration: 2038-01-11
Also published as: JP7072793B2

Abstract

【課題】懸濁水中の水中放射能濃度を測定して、早期に警報を行うことができる水中放射能測定装置を提供する。【解決手段】本発明の水中放射能測定装置１は、放射性物質を含む懸濁水から放射線のカウント数を測定する放射線計数計２と、懸濁水の濁度を測定する濁度計３と、放射線計数計２と濁度計３とを制御する測定制御部７とを備えている。測定制御部７のデータ収集部７ａは、カウント数と濁度とを測定し、放射線計数計２により測定されたカウント数から懸濁水の任意の放射線物質の放射能濃度を算出する。測定制御部７の警報部７ｃは、データ収集部７ａにより算出された放射能濃度が、予め定めた警報放射能濃度より高い場合、放射能濃度と濁度との関係式から警報放射能濃度に対応する警報濁度を定めて、測定された濁度が警報濁度より高い場合に警報を発する。【選択図】図１

Description

本発明は、懸濁水中の放射能濃度を測定して、早期に警報を行うことができる水中放射能測定装置、水中放射能測定装置を含む水中放射能測定システムに関する。

現在、日本工業規格及び我が国の環境省の規定では、モニタする水の使用目的に応じて、水中の放射能濃度に幾つかの管理規準が存在する。また、科学的、医学的見地からこの管理基準は頻繁に変更され、今後も変更される可能性がある。例えば、現在、飲料水の管理基準は常時１０Ｂｑ／Ｌであり、河川の管理規準は１ヶ月の平均がセシウム１３７換算で１００Ｂｑ／Ｌである。

下記の特許文献１には、水中の放射能濃度を測定するため、水中放射線量計と濁度計とを備え、放射線量と濁度とにより廃水中の放射能濃度を広域に亘って測定することができる放射性物質モニタリング方法が記載されている。

このモニタリング方法によれば、高放射能濃度域（１００Ｂｑ／Ｌ以上）では水中放射線量計を用いて水中の放射能濃度を推定し、中放射能濃度域（３０〜１００Ｂｑ／Ｌ）では水中放射線量計及び濁度計を用いて水中の放射能濃度を推定し、低放射能濃度域（３０Ｂｑ／Ｌ以下）では濁度計を用いて水中の放射能濃度を推定する(段落００３１)。

特許第５７５８５５６号

このモニタリング方法は、低放射能濃度域の測定精度が低いものの、１０Ｂｑ／Ｌ（水道水基準）以下の濃度の場合については、特に安全上の問題がないとしていた。しかしながら、１０〜３０Ｂｑ／Ｌのもう少し高い濃度の場合には問題が生じることがあるため、適度な放射能濃度で報知して安全性を高める必要があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、水中放射能濃度を測定して、警戒すべき放射能濃度で確実に警報を行うことができる水中放射能測定装置を提供することを目的とする。

第１発明の水中放射能測定装置は、放射性物質を含む懸濁水から単位時間当たりに放出される放射線のカウント数を測定する放射線計数計と、前記懸濁水の濁度を測定する濁度計と、前記放射線計数計と前記濁度計の測定を制御する制御部と、前記放射線計数計により測定された前記カウント数から前記懸濁水の任意の放射性物質に対する放射能濃度を算出する放射能濃度算出部と、前記放射能濃度算出部により算出された前記放射能濃度が、予め定めた警報放射能濃度より高い場合と、前記放射能濃度算出部により算出された前記放射能濃度と前記濁度との関係式から前記警報放射能濃度に対応する濁度を警報濁度として定めて、測定された前記濁度が前記警報濁度より高い場合との少なくとも一方を条件として警報を発する警報部と、を備えていることを特徴とする。

水中放射能測定装置の制御部は、放射線計数計と濁度計とを制御して、放射性物質の放射線のカウント数と放射性物質を含む懸濁水の濁度とを測定する。放射能濃度算出部は、放射線計数計により測定されたカウント数から任意の放射性物質に対する放射能濃度を算出するので、絶対量であるベクレル値の濃度を取得することができる。

放射能濃度と濁度とは、一般に比例関係になることが知られており、濁度が高いとき放射能濃度も高い。従って、予め定めた警報放射能濃度（例えば、飲料水の管理基準の１０Ｂｑ／Ｌ）に対応する濁度を警報濁度として定めておき、警報部は、算出された放射能濃度が警報放射能濃度より大きい場合と、測定された濁度が警報濁度より大きい場合との少なくとも一方を条件に警報を行って報知する。これにより、水中放射能濃度を測定して、警戒すべき放射能濃度で確実に、さらに濁度による推定で早期に警報を行うことができる。

第１発明の水中放射能測定装置において、前記放射線計数計により測定された全放射性物質の放射線の総カウント数から、放射性物質毎のエネルギー値を用いて特定の放射性物質の前記カウント数を自動抽出する特定カウント数抽出部をさらに備えていることが好ましい。

この構成によれば、特定カウント数抽出部は、放射性物質毎にエネルギー値が異なることを利用して、全放射性物質の総カウント数から目的とする特定の放射性物質（例えば、放射性セシウム）のカウント数を自動抽出することができる。これにより、簡易かつ確実に特定の放射性物質の放射能濃度を算出することができる。

第１発明の水中放射能測定装置において、前記放射線計数計により前記懸濁水の前記カウント数を測定するとき、前記カウント数の定量下限を算出し、測定された前記カウント数が前記定量下限の所定倍の数値に到達したとき測定値を出力する測定時間管理部をさらに備えていることが好ましい。

本発明では、懸濁水のカウント数を測定する際、カウント数の定量下限を算出することで、分析値として定量しうる最低量を把握している。測定時間管理部は、測定されたカウント数が定量下限の所定倍の数値に到達したとき（１０σ法の検定であれば、１０倍）、統計上の信頼度が高いとして測定値を出力する。これにより、カウント数の精度が確認された時点で、懸濁水の放射能濃度の測定を行うことができる。

第２発明の水中放射能測定システムは、放射性物質を含む懸濁水が流入する上流槽、該上流槽から流入する前記懸濁水を除染するフィルタを有する中間槽、及び前記中間槽の前記懸濁水が流入する下流槽で構成された水槽と、前記上流槽及び前記下流槽に設置された水中放射能測定装置と、を備え、前記水中放射能測定装置は、前記懸濁水から単位時間当たりに放出される放射線のカウント数を測定する放射線計数計と、前記懸濁水の濁度を測定する濁度計と、前記放射線計数計と前記濁度計の測定を制御する制御部と、前記放射線計数計により測定された前記カウント数から前記懸濁水の任意の放射性物質に対応する放射能濃度を算出する放射能濃度算出部と、を有し、前記下流槽の前記水中放射能測定装置は、所定の条件を満たした場合に警報を発する警報部をさらに有し、前記上流槽の前記制御部は、前記上流槽で取得された前記放射能濃度と前記濁度とから前記放射性物質の管理基準値を決定し、前記下流槽の前記制御部は、前記下流槽で取得された前記放射能濃度と前記濁度とが前記管理基準値を満たすか否かを判定し、前記管理基準値を満たさないことを前記所定の条件として前記警報部が警報を発することを特徴とする。

第２発明は、上流槽、中間槽、下流槽からなる水中放射能測定システムであり、上流槽の懸濁水は、中間槽のフィルタを通過することで放射性物質の濃度が低下し、さらに下流槽に導かれる。上流槽と下流槽には水中放射能測定装置が設置されており、まず、上流槽での測定で放射能濃度と濁度とを取得し、放射性物質の管理基準値（後述する警報放射能濃度と警報濁度）を決定する。その後、下流槽においても放射能濃度と濁度とを取得し、これらの値が管理基準値を満たさないことを条件に警報部による警報が行われる。これにより、水中放射能濃度を測定して、警戒すべき放射能濃度で確実に、さらに濁度による推定で早期に警報を行うことができる。

第３発明の水中放射能測定システムは、放射性物質を含む懸濁水が流入する上流槽、該上流槽から流入する前記懸濁水を除染するフィルタを有する中間槽、及び前記中間槽の前記懸濁水が流入する下流槽で構成された水槽と、前記上流槽及び前記下流槽に設置された水中放射能測定装置と、を備え、前記水中放射能測定装置は、前記懸濁水から単位時間当たりに放出される放射線のカウント数を測定する放射線計数計と、前記懸濁水の濁度を測定する濁度計と、前記放射線計数計と前記濁度計の測定を制御する制御部と、前記放射線計数計により測定された前記カウント数から前記懸濁水の任意の放射性物質に対応する放射能濃度を算出する放射能濃度算出部と、を有し、前記下流槽の前記水中放射能測定装置は、所定の条件を満たした場合に警報を発する警報部をさらに有し、前記上流槽の前記制御部は、前記上流槽で取得された前記放射能濃度と前記濁度とから前記放射性物質の管理基準値を決定し、前記下流槽の前記制御部は、前記下流槽で取得された前記放射能濃度と前記濁度とが前記管理基準値を満たすか否かを判定し、前記管理基準値を満たさないことを前記所定の条件として前記警報部が警報を発することを特徴とする。

第３発明は、水路内に放射線計数計、濁度計等を備えた水中放射能測定装置が設置された水中放射能測定システムである。本発明では、放射線計数計により測定されたカウント数の最大値から算出された放射能濃度と濁度とを取得し、放射性物質の管理基準値（後述する警報放射能濃度と警報濁度）を決定する。そして、新たに放射能濃度と濁度とを取得したとき、これらの値を管理基準値と比較し、管理基準値を満たさないことを条件に警報部による警報が行われる。これによっても、水中放射能濃度を測定して、警戒すべき放射能濃度で確実に、さらに濁度による推定で早期に警報を行うことができる。

第２発明又は第３発明の水中放射能測定システムにおいて、前記放射能濃度算出部により算出された前記放射能濃度と、該放射能濃度に対応する前記濁度との関係式を記憶し、予め定めた警報濁度よりも値を引き下げる必要がある場合に、記憶した前記関係式に基づいて新たな警報濁度を設定することが好ましい。

本発明では、水中放射能測定システムの測定により懸濁水の放射能濃度と濁度が取得された場合に、これらの関係式を記憶しておく。そして、例えば、現在の基準となっている関係式と比較して、予め定めた警報濁度を引き下げる必要がある場合に、記憶した関係式に基づく新たな警報濁度を設定する。これにより、より安全に警報が行えるシステムとすることができる。

本発明の実施形態の水中放射能測定装置の全体構成を示す図。水中放射能測定装置を構成する放射線計数計と濁度計の検出限界を示すグラフ。処理水の濁度と計数率の検量線を示すグラフ。計数率と放射能濃度との関係を示すグラフ。放射能濃度と濁度との関係を示すグラフ（低濃度領域）。水中放射能測定装置による計数率の算出処理のフローチャート。本発明の水中放射能測定システム（閉鎖水路系）の全体構成を示す図。水中放射能測定システム（閉鎖水路系）による放射能濃度の測定処理のフローチャート。本発明の水中放射能測定システム（開放水路系）の全体構成を示す図。水中放射能測定システム（開放水路系）による放射能濃度の測定処理のフローチャート。

以下では、本発明の水中放射線量測定装置及び水中放射線量測定システムの実施形態を説明する。

まず、図１を参照して、水中の放射能濃度を測定する水中放射能測定装置について説明する。

図１は、本発明の実施形態の水中放射能測定装置１の全体構成である。まず、水槽１０は、放射能濃度を測定する処理水（本発明の「懸濁水」）が汲み上げられ、貯留される水槽である。水槽１０には、放射線計数計２、濁度計３及び撹拌機４等からなる水中放射能測定装置１が設置されている。また、処理水は、排水バルブ５により流水路６から排水することができる。

水槽１０では、放射線計数計２により処理水中の単位時間当たりの放射線の数（カウント数）を測定する。このカウント数はＣＰＳ（Count Per Second）と呼ばれ、この数値に放射能濃度換算係数を乗算することにより、放射能濃度を示す絶対量であるベクレル値（Ｂｑ／Ｌ）を算出することができる。

詳細は後述するが（図６参照）、放射線計数計２は、専用ファームウェアを使用することで、特定のエネルギー範囲の放射性物質（ここでは、放射性セシウム）のみのカウント数を自動検出することができる。また、このファームウェアの処理により、元々存在する放射性物質によるカウント数が除外される（バックグラウンド除算）。このカウント数は、以下で計数率ともいう。

また、水槽１０では、濁度計３により処理水の濁度を測定する。処理水の濁度は、放射能濃度と相関があることが知られており、放射線計数計２の測定と同時に処理水の濁度を測定している。

本実施形態の濁度計３のセンサは、透過・散乱光演算方式である。これは、処理水に対する散乱光が濁度の増加に従って一定の増加傾向を示し、透過光が減衰することを利用している。散乱光と透過光との比を取得することにより、散乱光、透過光単独では問題となる処理水の色、粒径・粒度の影響が極めて少なくなる。

また、併せて温度計（図示省略）により処理水の温度を測定する。温度計のセンサはサーミスタ方式であり、小さな温度変化も素早く正確な測定が可能で、標準測定範囲は−１０．０〜４０．０℃である。

水中放射能測定装置１は、中間貯蔵施設等での水質の自動測定に用いられる。特に、以下の（１）〜（３）のユニットで構成され、各種データを自動で取得することができる。（１）処理水中検出部（上述の放射線計数計２、濁度計３等）は、懸垂台車に金具で固定されて水槽中に安置されている。処理水中検出部は、検出ケーブルを経由して計数率（ＣＰＳ）、濁度、水温を測定制御部７（本発明の「制御部」）に送信する。

（２）測定制御部７（データ収集部７ａ、無線送信部７ｂ、警報部７ｃ）は、屋外型収納架台に設置され、データ収集部７ａ（本発明の「放射能濃度算出部」、「特定カウント数抽出部」及び「測定時間管理部」）により測定データを処理した後、処理後のデータを無線送信部７ｂにより、データ表示・記録部（図示省略）に送信する。

警報部７ｃは、流水路６から放射能濃度の高い処理水が排出されることを防止するため、警報の実行を判断する。警報部７ｃが実際の警報を行ってもよいし、データの送信先で警報を行ってもよい。

図示しないが、（３）データ表示・記録部（データ受信部、データ記録部）は、屋内型架台に収納され、測定制御部７から送信されたデータを記録・保存する。

次に、図２を参照して、測定時間に対する放射能濃度と濁度の検出限界について説明する。なお、図２は、放射線計数計として２インチＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）シンチレータを用いた場合の例である。

図２中の曲線は、放射線計数計２の測定時間に対する放射能濃度（Ｂｑ／Ｌ）の限界値を示している。例えば、測定時間が２０秒のとき、約１３Ｂｑ／Ｌの検出が限界であり、それ以下の放射能濃度は測定できないことを意味する。放射線計数計２では、放射能濃度が約２．０Ｂｑ／Ｌ以下の領域となると、時間をかけても限界値が下がらなくなる傾向がある。

放射線計数計２の検出限界は、０．５Ｂｑ／Ｌ（暴露時間は約１００分）程度である。なお、ここでの放射能濃度は、エネルギー分解能が非常に高いＬａＢｒ検出器のスペクトルから放射性セシウムの計数率（後述するＲＯＩ計数率）を求め、その計数率に放射能濃度換算係数を乗算して算出した値である。

一方、図２中の直線は、濁度計３の測定時間に対する濁度の限界値を示している。濁度計３の限界値は約１．８（度）であるが、ベクレル値では０．５Ｂｑ／Ｌ程度である。濁度計３では、数秒で限界値付近の検出が可能であり、測定時間は非常に短い。

次に、図３に、異なる３つのサンプルの濁度と計数率の検量線を示す。

まず、横軸（ｘ軸）に濁度、縦軸（ｙ軸）に計数率（ＣＰＳ）をとる。そして、３つのサンプル（３か所の懸濁水）に対して、測定した濁度と計数率をプロットした。例えば、サンプル１では、濁度２００度のときの計数率が２．０であったので、座標上にこの点をプロットした。

そして、濁度が０(度)、すなわち精製水の計数率を０と仮定すれば、サンプル１は、ｙ₁＝０．０１ｘ（寄与率Ｒ^２＝０．９６１７）の直線で近似することができる。なお、サンプル１の他のデータもおおよそこの直線上に乗った。

サンプル０，２についても、何れか１点を座標上にプロットした後、その点と座標原点とを結んで、それぞれｙ₀＝０．０１８５ｘ（寄与率Ｒ^２＝０．９３０６）、ｙ₂＝０．０１３２ｘ（寄与率Ｒ^２＝０．９９９）の直線が得られた。このようにして、各サンプルの濁度と計数率の検量線が得られる。

次に、図４を参照して、計数率と放射能濃度との関係を説明する。

まず、横軸（ｘ軸）に計数率（ＣＰＳ）、縦軸（ｙ軸）に放射能濃度をとる。そして、放射線計数計で測定された計数率の値と、水中放射能測定装置１による実測値の放射能濃度をプロットした。これにより、ｙ＝１６．８２３ｘ（寄与率Ｒ^２＝０．９７８５）の関係が得られた。このときの直線の傾きは、放射能濃度換算係数となる。

次に、図５を参照して、放射能濃度と濁度との関係を説明する。

まず、横軸（ｘ軸）に濁度、縦軸（ｙ軸）に放射能濃度をとる。ある水系のサンプルを測定して、濁度と水中放射能測定装置１による実測値の放射能濃度から、図５に示す直線ｙ_０が得られた。

具体的には、ある時点での測定値（濁度２０．０度、放射能濃度４０．０Ｂｑ／Ｌ）を座標上にプロットして座標原点と結ぶことで、濁度と放射能濃度との関係をｙ_０＝α_０ｘ（α_０＝２．０）の直線で近似することができる。なお、ｙ_１＝α_１ｘ（α_１＝２α_０）、ｙ_２＝α_２ｘ（α_１＝１／２α_０）は、それぞれ別の時点での測定値から得られた直線である。

まず、この水系の管理排水基準を１０．０Ｂｑ／Ｌとする。また、警報濃度（本発明の「警報放射能濃度」）を８．０Ｂｑ／Ｌと定めたとき、直線ｙ_０に対応する濁度は約４．０度となり、直線ｙ_１、ｙ_２に対応する濁度は、それぞれ約２．０度、約８．０度となる。

この水系の場合、初め直線ｙ_０の勾配（放射能濃度／濁度）を基準勾配とし、警報濁度を４．０度と定めておく。基本的に、ある時点での放射能濃度の測定値が警報濃度より高い場合と、濁度の測定値が警報濁度より高い場合との少なくとも一方の条件が満たされたとき、警報部による警報を行う。また、別の時点で濁度及び放射能濃度を測定して、直線ｙ_１のように基準の直線ｙ_０より勾配が大きくなった場合には、濁度が小さいにも関らず放射能濃度が高い傾向にあるので、警報濁度のレベルを２．０度に引き下げる。

また、別の時点で濁度及び放射能濃度を測定すると、直線ｙ_２のように基準の直線ｙ_０より勾配が小さくなることがある。この場合には、警報濁度のレベルを引き上げることはせず、警報濁度（４．０度）を維持する。そして、濁度が警報濁度の数値より高い場合には、警報部による警報を行う。一方、濁度がその数値以下の場合には、放射能濃度は低いため警報を行わない。以上が、水中放射能測定装置１の測定原理の概要である。

次に、図６を参照して、計数率の算出処理について説明する。計数率の算出は、水中放射能測定装置１の専用ファームウェアにより行われる。

計数率には、全ての放射性物質（放射性核種）の測定エネルギー範囲である全計数率と、着目する核種のエネルギー範囲であるＲＯＩ（Region Of Interest）計数率とがある。なお、計数率を求めるためには、放射性物質が存在しない水中におけるバックグランド計数率が取得されていることが前提となる。

計数率を測定するにあたり、まず、放射線計数計をリセットする（ステップＳ０１）。また、このとき、測定時間（積算時間）タイマをスタートさせる。その後、ステップＳ０２に進む。

ステップＳ０２では、全計数率を取得する。全計数率は、周期的な測定時間が経過したとき、多重チャンネルスペクトル分析器により全エネルギースペクトル計数値を取得し、測定時間で除して算出する。その後、ステップＳ０３に進む。

ステップＳ０３では、正味全計数率を算出する。正味全計数率は、ステップＳ０２で取得した全計数率と予め取得したバックグランド計数率との差分をとって算出する。その後、ステップＳ０４に進む。

ステップＳ０４では、正味全計数率の定量下限を算出する。ここでは、測定精度、確度を担保するため、１０σよる定量下限（分析値として定量しうる最低量）を算出する。その後、ステップＳ０５に進む。

次に、正味全計数率が有意か否かを判定する（ステップＳ０５）。具体的には、ステップＳ０３で算出した正味全計数率がステップＳ０４で算出した定量下限の１０倍以上であるかを判定する。正味全計数率が定量下限の１０倍以上である場合（０．５％以下で有意。すなわち、偶然は０．５％以下の確率でしか起こらず、信頼できる。）にはステップＳ０６に進み、１０倍より小さい場合にはステップＳ０７に進む。

正味全計数率が有意である場合（ステップＳ０５：ＹＥＳ）、正味全計数率を記録する（ステップＳ０６）。その後、ステップＳ０７に進む。

ステップＳ０７では、ＲＯＩ計数率を取得する。ＲＯＩ計数率は、多重チャンネルスペクトル分析器により得られた全エネルギースペクトル計数率より着目する核種に依存したエネルギー範囲の計数値を取得し、測定時間で除して算出する。その後、ステップＳ０８に進む。

ステップＳ０８では、正味ＲＯＩ計数率を算出する。正味ＲＯＩ計数率は、ステップＳ０７で取得したＲＯＩ計数率と予め取得したバックグランドＲＯＩ計数率との差分をとって算出する。その後、ステップＳ０９に進む。

ステップＳ０９では、正味ＲＯＩ計数率の定量下限を算出する。ここでも、測定精度、確度を担保するため、１０σよる定量下限を算出する。その後、ステップＳ１０に進む。

次に、正味ＲＯＩ計数率が有意か否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、ステップＳ０８で算出した正味ＲＯＩ全計数率がステップＳ０９で算出した定量下限の１０倍以上であるかを判定する。正味ＲＯＩ計数率が定量下限の１０倍以上である場合（０．５％以下で有意）にはステップＳ１１に進み、１０倍より小さい場合にはステップＳ０２に戻り、これ以降の処理を行う。

正味ＲＯＩ計数率が有意である場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、正味ＲＯＩ計数率を記録する（ステップＳ１１）。その後、ステップＳ１２に進む。

次に、全計数率とＲＯＩ計数率が出力済みか否かを判定する（ステップＳ１２）。全計数率とＲＯＩ計数率が出力済みである場合にはステップＳ１３に進み、出力済みでない場合にはステップＳ０２に戻り、これ以降の処理を行う。

最後に、ステップＳ１３では、以上の処理の測定データ、演算データを記録する。その後、一連の計数率の算出処理を終了する。

＜第１実施形態＞
次に、図７、図８を参照して、水中の放射能濃度を測定する水中放射能測定システムについて説明する。

図７は、本発明の第１実施形態の水中放射能測定システム５０（閉鎖水路系）の全体構成である。水中放射能測定システム５０は、上流槽１０Ａ、中間槽１０Ｂ及び下流槽１０Ｃで構成されている。

上流槽１０Ａは、放射能濃度を測定する処理水が最初に流入する水槽である。上流槽１０Ａには、放射線計数計２ａ、濁度計３ａ等からなる水中放射能測定装置が設けられ、処理水は流水路６ａから流入して、排水バルブ５ａを備える流水路６ｂから排水する。実際は、処理水を撹拌する撹拌機や温度計があるが、ここでは省略している。

上流槽１０Ａでは、放射線計数計２ａにより処理水の単位時間当たりの放射線のカウント数（計数率）を測定する。また、上流槽１０Ａでは、同時に濁度計３ａにより処理水の濁度を測定する。

次に、中間槽１０Ｂは、上流槽１０Ａに貯蓄されていた処理水が流入する水槽である。中間槽１０Ｂには、処理水の懸濁物質が吸着するフィルタ８が設けられ、処理水は流水路６ｂから流入して、排水バルブ５ｂを備える流水路６ｃから排水する。

フィルタ８により処理水の放射能濃度及び濁度が共に低減されるが、上流槽１０Ａ以外からの流入はないため同一水系であり、上流槽１０Ａの処理水と同じ性質を有するとみなすことができる。

次に、下流槽１０Ｃは、中間槽１０Ｂに貯蓄されていた処理水が流入する水槽である。下流槽１０Ｃには、放射線計数計２ｃ、濁度計３ｃ等からなる水中放射能測定装置が設けられ、処理水は流水路６ｃから流入して、排水バルブ５ｃを備える流水路６ｄから排水する。

下流槽１０Ｃでは、中間槽１０Ｂのフィルタ８を通過した処理水に対して、再度、放射能濃度と濁度を測定する。ここでは、フィルタ８による濾過後の放射能濃度、濁度を測定することになるので、上流槽１０Ａとは濃度差があるデータを取得することができる。また、下流槽１０Ｃは、流水路６ｄが河川等に接続されているので、放出する処理水の放射能濃度が所定の管理基準値（例えば、１０Ｂｑ／Ｌ）より低いことを確認するための水槽といえる。

次に、図８を参照して、水中放射能測定システム５０による放射能濃度の測定処理について説明する。以下の処理は、上流槽１０Ａ及び下流槽１０Ｃの測定制御部（以下、制御部という）で実行される。

まず、制御部は、上流槽の処理水の計数率と濁度を測定する（ステップＳ２１）。具体的には、上流槽１０Ａの放射線計数計２ａ、濁度計３ａから（図７参照）、それぞれ計数率（ＣＰＳ）、濁度を取得する。その後、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、制御部は、放射能濃度を算出する。具体的には、制御部が、ステップＳ２２で取得した放射線計数計２ａの計数率から放射能濃度を算出する。その後、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、制御部は、勾配αを演算する。具体的には、濁度と放射能濃度とを図５の座標上にプロットし、座標原点と結んで直線の勾配α（放射能濃度／濁度）を算出する。ほぼ同時期に何度か測定を行い、平均値をとった後に勾配αを算出するようにしてもよい。その後、ステップＳ２４に進む。

次に、制御部は、基準勾配α_０と勾配αとを比較し、勾配αが基準勾配α_０より大きいか否かを判定する（ステップＳ２４）。基準勾配α_０とは、予め定めた、或いは前回使用した警報を行うのに実績のある勾配である。勾配αが基準勾配α_０より大きい場合にはステップＳ２５に進み、勾配αが基準勾配α_０以下である場合にはステップＳ２６に進む。

勾配αが基準勾配α_０より大きい場合(ステップＳ２４：ＹＥＳ)、制御部は、警報濁度を更新する（ステップＳ２５）。図５の例では、予め定めた警報濃度（８．０Ｂｑ／Ｌ）と直線ｙ_１（α_１＞α_０）との交点から得られる濁度（２．０度）を新たな警報濁度とする。その後、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６では、制御部は、警報濃度と警報濁度をセットする。基本的には、予め定めた警報濃度及び警報濁度を下流槽における測定のためセットする処理であるが、警報濁度が更新された場合には、更新された警報濁度をセットする。その後、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、制御部は、下流槽の処理水の計数率と濁度を測定する。具体的には、下流槽１０Ｃの放射線計数計２ｃ、濁度計３ｃから（図７参照）、それぞれ計数率（ＣＰＳ）、濁度を取得する。その後、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８では、制御部は、放射能濃度を算出する。具体的には、制御部が、ステップＳ２７で取得した放射線計数計２ｃの計数率から放射能濃度を算出する。その後、ステップＳ２９に進む。

次に、制御部は、下流槽の放射能濃度が警報濃度を超えたか否かを判定する（ステップＳ２９）。放射能濃度が警報濃度を超えた場合にはステップＳ３１に進み、放射能濃度が警報濃度を超えていない場合にはステップＳ３０に進む。

放射能濃度が警報濃度を超えていない場合(ステップＳ２９：ＮＯ)、制御部は、濁度が警報濁度を超えたか否かを判定する（ステップＳ３０）。濁度が警報濁度を超えた場合にはステップＳ３１に進み、濁度が警報濁度を超えていない場合には測定処理を終了する。

放射能濃度が警報濃度を超えた場合(ステップＳ２９：ＹＥＳ)、又は濁度が警報濁度を超えた場合(ステップＳ３０：ＹＥＳ)、制御部は、警報を実行する（ステップＳ３１）。これにより、図７に示す流水路６ｄから放射能濃度が管理基準値より高い処理水が河川等に放出されることを防止することができる。以上により、水中放射能測定システム５０による放射能濃度の測定処理を終了する。

＜第２実施形態＞
次に、図９、図１０を参照して、水中の放射能濃度を測定する別形態の水中放射能測定システムについて説明する。

図９は、本発明の第２実施形態の水中放射能測定システム５０’（開放水路系）の全体構成である。図示する水中放射能測定システム５０’は、排水溝のような開放水路３０に、濁度計付放射線計数計２０が設けられた浸せき方式の測定システムである。濁度計付放射線計数計２０は、水中放射能測定装置の一種であり、放射線計数計２’と濁度計３’とで構成されるが、その機能は上述の放射線計数計、濁度計と同じである。

水中放射能測定システム５０’では、過去に測定された最大計数率（最大ＣＰＳ）から換算した放射能濃度と、その時の濁度とから管理基準値を決定する。そして、測定時の処理水の放射能濃度が所定の管理基準値（例えば、１０Ｂｑ／Ｌ）より高い場合に警報を行う。

次に、図１０を参照して、水中放射能測定システム５０’による放射能濃度の測定処理について説明する。以下の処理は、開放水路３０の測定制御部（以下、制御部という）で実行される。

まず、制御部は、処理水の計数率と濁度を測定する（ステップＳ４１）。具体的には、開放水路３０の放射線計数計２’、濁度計３’からそれぞれ計数率（ＣＰＳ）、濁度を測定する。その後、ステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２では、制御部は、放射能濃度を算出する。具体的には、制御部が、ステップＳ４１で取得した放射線計数計２’の計数率から放射能濃度を算出する。その後、ステップＳ４３に進む。

ステップＳ４３では、制御部は、勾配αを演算する。具体的には、濁度と放射能濃度とを図５の座標上にプロットし、座標原点と結んで直線の勾配α（放射能濃度／濁度）を算出する。その後、ステップＳ４４に進む。

次に、制御部は、基準勾配α_０と勾配αとを比較し、勾配αが基準勾配α_０より大きいか否かを判定する（ステップＳ４４）。勾配αが基準勾配α_０より大きい場合にはステップＳ４５に進み、勾配αが基準勾配α_０以下である場合にはステップＳ４６に進む。

勾配αが基準勾配α_０より大きい場合(ステップＳ４４：ＹＥＳ)、制御部は、警報濁度を更新する（ステップＳ４５）。その後、ステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６では、制御部は、警報濃度と警報濁度をセットする。基本的には、予め定めた警報濃度及び警報濁度を測定のためセットする処理であるが、警報濁度が更新された場合には、更新された警報濁度をセットする。その後、ステップＳ４７に進む。

次に、制御部は、放射能濃度が警報濃度を超えたか否かを判定する（ステップＳ４７）。放射能濃度が警報濃度を超えた場合にはステップＳ４９に進み、放射能濃度が警報濃度を超えていない場合にはステップＳ４８に進む。

放射能濃度が警報濃度を超えていない場合(ステップＳ４７：ＮＯ)、制御部は、濁度が警報濁度を超えたか否かを判定する（ステップＳ４８）。濁度が警報濁度を超えた場合にはステップＳ４９に進み、濁度が警報濁度を超えていない場合には測定処理を終了する。

放射能濃度が警報濃度を超えた場合(ステップＳ４７：ＹＥＳ)、又は濁度が警報濁度を超えた場合(ステップＳ４８：ＹＥＳ)、制御部は、警報を実行する（ステップＳ４９）。これにより、開放水路３０から放射能濃度が管理基準値より高い処理水が河川等に放出されることを防止することができる。以上により、水中放射能測定システム５０’による放射能濃度の測定処理を終了する。

以上の実施形態の説明では、放射線計数計として２インチＮａＩシンチレータを用いたが、Ｇｅ（ゲルマニウム）等のさらにエネルギー分解能が高いシンチレータを用いてもよい。今回、セシウム１３４、セシウム１３７に着目したが他の放射性物質であっても計数率の測定方法は同じであり、本発明の水中放射能測定装置、測定システムを採用することができる。

また、計数率の算出の際の定量下限の有効性の条件も一例であって、サンプルや測定条件に応じて、分析値として定量し得る最低量（例えば、３σ〜１０σ）を算出してもよい。

１…水中放射能測定装置、２，２ａ，２ｃ…放射線計数計、３，３ａ，３ｃ…濁度計、４…撹拌機、５，５ａ，５ｂ，５ｃ…排水バルブ、６，６ａ，６ｂ，６ｃ…流水路、７…測定制御部、７ａ…データ収集部、７ｂ…無線送信部、７ｃ…警報部、８…フィルタ、１０…水槽、１０Ａ…上流槽、１０Ｂ…中間槽、１０Ｃ…下流槽、２０…濁度計付放射線計数計、３０…開放水路、５０，５０’…水中放射能測定システム。

Claims

放射性物質を含む懸濁水から単位時間当たりに放出される放射線のカウント数を測定する放射線計数計と、
前記懸濁水の濁度を測定する濁度計と、
前記放射線計数計と前記濁度計の測定を制御する制御部と、
前記放射線計数計により測定された前記カウント数から前記懸濁水の任意の放射性物質に対する放射能濃度を算出する放射能濃度算出部と、
前記放射能濃度算出部により算出された前記放射能濃度が、予め定めた警報放射能濃度より高い場合と、前記放射能濃度算出部により算出された前記放射能濃度と前記濁度との関係式から前記警報放射能濃度に対応する濁度を警報濁度として定めて、測定された前記濁度が前記警報濁度より高い場合との少なくとも一方を条件として警報を発する警報部と、を備えていることを特徴とする水中放射能測定装置。
請求項１に記載の水中放射能測定装置において、
前記放射線計数計により測定された全放射性物質の放射線の総カウント数から、放射性物質毎のエネルギー値を用いて特定の放射性物質の前記カウント数を自動抽出する特定カウント数抽出部をさらに備えていることを特徴とする水中放射能測定装置。
請求項１又は２に記載の水中放射能測定装置において、
前記放射線計数計により前記懸濁水の前記カウント数を測定するとき、前記カウント数の定量下限を算出し、測定された前記カウント数が前記定量下限の所定倍の数値に到達したとき測定値を出力する測定時間管理部をさらに備えていることを特徴とする水中放射能測定装置。
放射性物質を含む懸濁水が流入する上流槽、該上流槽から流入する前記懸濁水を除染するフィルタを有する中間槽、及び前記中間槽の前記懸濁水が流入する下流槽で構成された水槽と、
前記上流槽及び前記下流槽に設置された水中放射能測定装置と、を備え、
前記水中放射能測定装置は、前記懸濁水から単位時間当たりに放出される放射線のカウント数を測定する放射線計数計と、前記懸濁水の濁度を測定する濁度計と、前記放射線計数計と前記濁度計の測定を制御する制御部と、前記放射線計数計により測定された前記カウント数から前記懸濁水の任意の放射性物質に対応する放射能濃度を算出する放射能濃度算出部と、を有し、
前記下流槽の前記水中放射能測定装置は、所定の条件を満たした場合に警報を発する警報部をさらに有し、
前記上流槽の前記制御部は、前記上流槽で取得された前記放射能濃度と前記濁度とから前記放射性物質の管理基準値を決定し、
前記下流槽の前記制御部は、前記下流槽で取得された前記放射能濃度と前記濁度とが前記管理基準値を満たすか否かを判定し、前記管理基準値を満たさないことを前記所定の条件として前記警報部が警報を発することを特徴とする水中放射能測定システム。
放射性物質を含む懸濁水が流入する水路と、
前記水路内に設置された水中放射能測定装置と、を備え、
前記水中放射能測定装置は、前記懸濁水から単位時間当たりに放出される放射線のカウント数を測定する放射線計数計と、前記懸濁水の濁度を測定する濁度計と、前記放射線計数計と前記濁度計の測定を制御する制御部と、前記放射線計数計により測定された前記カウント数から前記懸濁水の任意の放射性物質に対応する放射能濃度を算出する放射能濃度算出部と、所定の条件を満たした場合に警報を発する警報部と、を有し、
前記制御部は、
過去に前記放射線計数計により測定された前記カウント数の最大値から算出された前記放射能濃度と、該測定時の前記濁度とから前記放射性物質の管理基準値を決定し、
新たに前記水中放射能測定装置で取得された前記放射能濃度と前記濁度とが前記管理基準値を満たすか否かを判定し、
前記管理基準値を満たさないことを前記所定の条件として前記警報部が警報を発することを特徴とする水中放射能測定システム。
請求項４又は５に記載の水中放射能測定システムにおいて、
前記放射能濃度算出部により算出された前記放射能濃度と、該放射能濃度に対応する前記濁度との関係式を記憶し、予め定めた警報濁度よりも値を引き下げる必要がある場合に、記憶した前記関係式に基づいて新たな警報濁度を設定することを特徴とする水中放射能測定装置。