JP2020027079A - 放射能分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業効率に優れた放射能分析が可能となる放射能分析装置を提供する。【解決手段】被測定体２の複数のパラメータ情報に応じた複数の応答関数を保存する応答関数データベース１５と、被測定体２のパラメータ情報の初期値に対応する初期の応答関数を応答関数データベース１５から選択する選択部１６とを有し、演算部１４は、選択部１６にて選択された初期の応答関数から逆問題演算を行うとともに逐次近似法を用いて被測定体２のパラメータ情報を詳細化して、詳細化された被測定体２のパラメータ情報に基づいて応答関数データベース１５から応答関数を再選択して被測定体２の放射能量を詳細化して演算する。【選択図】図１

Description

本願は、測定対象の試料である被測定体を破壊することなく、被測定体内または表面に存在する放射能の放射能分析において、作業効率に優れた放射能分析装置に関するものである。

従来の放射能分析装置は、その測定方法として測定対象の試料である被測定体を破壊して放射能計測する破壊型放射能分析法と、被測定体をそのままの形で放射能計測する非破壊型放射能分析法がある。

破壊型放射能分析法は、被測定体を破壊して、被測定体の内部に含まれる放射能を測定する。従来の測定装置で十分な測定評価結果を得るため、装置側の都合に被測定体側が合わせる方法を採る。このため、被測定体に対して破壊等の前処理が必要となり、測定後は被測定体を元の状態に戻される事例は少なく、被測定体の体積が大きい場合は、当該被測定体の一部をサンプリングして測定することになり、全体の放射能を評価するには、該放射能が一様に含まれることが仮定される評価となる。

そして、破壊型放射能分析法を可能とする装置は、例えば据置型のゲルマニウム半導体検出器を搭載したガンマ線放射能分析装置がある。

また、従来の非破壊型放射能分析法は、被測定体を破壊しないため前処理も不要であり、被測定体をそのままの状態で測定装置を被測定体の近傍に設置して計測する。非破壊型放射能分析法全体にいえることであるが、破壊型に比して計測値の確かさは劣るが、前処理が不要かつ測定試料の一部ではなく全体を計測できる点が有利である。いわゆるｉｎ−ｓｉｔｕ（イン−サイチュ）の計測法である。

そして、非破壊型放射能分析法を可能とする装置は、例えば可搬型のゲルマニウム半導体検出器がある。

破壊型放射能分析法および非破壊型放射能分析法のいずれも、その出力であるパルス波高分布がエネルギー分解能という点で優れているゲルマニウム半導体検出器が用いられる。一般によく用いられる装置であるが、装置を使用する前に１０時間程度の冷却時間が必要で、冷却手段に対する保守費が高価であり、重量品であり、専門知識が必要であるので取り扱いの点で不利であり、さらに導入費が高価である。

以上より、運用面で不利となるゲルマニウム半導体検出器手段を用いない方法として、パルス波高分布に対して応答関数を用いた逆問題演算を適用する従来の測定方法について説明する。該方法は、例えばシンチレーション式検出器またはフォトダイオード等の半導体検出器の出力であるパルス波高分布に対して応答関数を適用した逆問題演算を適用する方法である。

従来の逆問題演算を適用した方法には、被測定体の密度、形状、重心という物質情報および測定装置との距離の情報を与え、または、ライブゼロ線源を測定装置に対して被測定体の裏側に配置して、被測定体にライブゼロ線源から発する放射線を透過させ該放射線を測定装置で計測することで被測定体の物質情報を取得して、該被測定体情報に該当する応答関数を選定または生成し、さらにパラメータ補正して、被測定体に合わせた応答関数を準備することにより未知の被測定体の放射能分析を可能としている（例えば、特許文献１参照）。

他の、従来の逆問題演算を適用した方法には、被測定体の密度、形状という物質情報を与える３次元形状計測器を有し、該情報に適合するように応答関数をパラメータ補正して、被測定体に合わせた応答関数を準備することにより未知の被測定体の放射能分析を可能としている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１４−１５７１３２号公報 特開２０１５−０３１６７５号公報

従来の特許文献１の放射能分析装置は、ライブゼロ線源が発する放射線を被測定体に照射することで被測定体の物質情報を得て、応答関数を生成または補正して、被測定体に合わせた応答関数を準備することにより未知の被測定体の放射能分析を可能とし、被測定体に含有される放射能の情報、さらには放射能の位置情報を捉えているが、被測定体の物質情報を得るためにライブゼロ線源を準備する必要があり、例えばフレキシブルコンテナ等に含まれる放射能を分析測定する屋外現場にライブゼロ線源を配置するとなると線源の放射線管理が新たに必要となり、ライブゼロ線源配置場所を予め定めた場合であっても、被測定体を線源配置場所に運びこむといった作業が発生し、作業が繁雑になるという問題点があった。

さらに複数の種類の放射能が含有され、その種類の数が未知の場合は多種類のライブゼロ線源を配置することが必要となり、作業が繁雑になるという問題点があった。

他の従来の特許文献２の放射能分析装置は、被測定体の物質情報を得るために、３次元形状計測器を導入して該器から得られる情報を基に応答関数を補正して、被測定体に合わせた応答関数を準備することにより未知の被測定体の放射能分析を可能とし、被測定体に含有される放射能の情報を捉えているものの、該放射能から発せられる放射線の経路に存在する減衰等の効果を十分には捉えられていなく、例えばフレキシブルコンテナ等に含まれる放射能を非破壊にて計測する場合、放射線の経路上の物質の密度による減衰について考慮していなく、検出器から見て計測対象の放射能の位置（深度）が無視できないほどに深い場合に、放射線経路上の物質による放射線エネルギーの減衰補正が必要となり作業が繁雑になるという問題点があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、作業効率に優れた放射能分析が可能となる放射能分析装置を提供することを目的とする。

本願に開示される放射能分析装置は、
被測定体から放射される放射線を検出し電気パルス信号を出力する検出部と、前記電気パルス信号に対して波高スペクトルを出力する多重波高分析器と、前記波高スペクトルに対して応答関数を用いた逆問題演算を行い前記被測定体に含まれる放射能量を演算する演算部とを備えた放射能分析装置において、
前記被測定体の複数のパラメータ情報に応じた複数の応答関数を保存する応答関数データベースと、
前記被測定体のパラメータ情報の初期値に対応する初期の前記応答関数を前記応答関数データベースから選択する選択部とを有し、
前記演算部は、前記選択部にて選択された初期の前記応答関数から逆問題演算を行うとともに逐次近似法を用いて前記被測定体のパラメータ情報を詳細化して、詳細化された前記被測定体のパラメータ情報に基づいて前記応答関数データベースから前記応答関数を再選択して前記被測定体の前記放射能量を詳細化して演算する
ものである。

本願に開示される放射能分析装置によれば、
作業効率に優れた放射能分析が可能にできる。

実施の形態１による放射能分析装置および被測定体の構成を示すブロック図である。 図１に示した放射能分析装置の多重波高分析器の出力である波高スペクトルの例を示す図である。 図１に示した放射能分析装置の逆問題演算部の出力であるエネルギースペクトルの例を示す図である。 実施の形態２において放射能分析装置の被測定体内の放射能を含む物質が検出部から遠い位置に存在する例を示す概念図である。 実施の形態２において放射能分析装置の被測定体内の放射能が含む物質が検出部から近い位置に存在する例を示す概念図である。 実施の形態２による放射能分析装置および被測定体の構成を示す図である。 実施の形態３による放射能分析装置および被測定体の構成を示す図である。 図７における放射能分析装置の測定方法を説明するための図である。 実施の形態３において被測定体内の放射能を含む物質が検出部から遠い位置に存在する場合のエネルギースペクトルの例を示す図である。 実施の形態３において被測定体内の放射能を含む物質が検出部から近い位置に存在する場合のエネルギースペクトルの例を示す図である。

実施の形態１．
図１は実施の形態１による放射能分析装置および被測定体の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示した放射能分析装置の多重波高分析器の出力である波高スペクトルの例を示す図である。図３は図１に示した放射能分析装置の演算部の出力であるエネルギースペクトルの例を示す図である。

図において、放射能分析装置１は、検出部１１、増幅器１２、多重波高分析器（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｎａｌｙｚｅｒ、ＭＣＡ）１３、演算部１４、応答関数データベース１５、選択部１６、表示部１７を備える。放射能分析装置１は、放射能を含む物質を有する廃棄物の放射能をモニタリングするための、例えば放射能廃棄物モニタに利用されるものである。よって、例えばコンテナ容器等に収められた廃棄物としての被測定体２に含まれる放射能量を分析するものである。被測定体２は予め設定されている容器に収めされており、被測定体２の寸法は容器の大きさであり既知である。

検出部１１は被測定体２から発せられる放射線を検出して電気パルス信号を出力する。増幅器１２は、検出部１１の電気パルス信号の信号レベルを増幅して、パルス波形整形する。多重波高分析器１３は、増幅器１２の電気パルス信号を波高に基づいてデジタル値に変換し、そのデジタル値の大きさに応じて多重チャンネルに弁別し、各チャンネルに対応する信号数をカウントして波高スペクトルを出力する。演算部１４は、多重波高分析器１３が出力する波高スペクトルに逆問題演算を施して、検出部１１に入射した放射線のエネルギーに対応したチャンネルに変換することで、波高スペクトルからエネルギースペクトルに変換して被測定体２の放射能量を演算する。

応答関数データベース１５は、演算部１４にて使用する応答関数、すなわち、被測定体２の様々な計測体系を想定した複数のパラメータ情報に対応する複数の応答関数が収められている。複数の応答関数は、被測定体２のパラメータ情報として、被測定体２の寸法、被測定体２の重心、被測定体２の密度、被測定体２と検出部１１との距離等のパラメータ情報を加味して応答関数として予めシミュレーションにより算出されたものである。ここで距離とは、厳密には、被測定体２の重心から検出部１１の重心までの距離である。

被測定体２の寸法、被測定体２の重心および被測定体２と検出部１１との距離のデータは、検出部１１から見た立体角の範囲が特定でき、被測定体２から発せられる放射線のうち直接線はこの立体角により決まる。その他散乱体の影響も一定割合存在する。また被測定体２の密度は、被測定体２に含まれる放射能から発せられる放射線が検出部１１に到達するまでに受ける散乱等による減衰効果を決める因子である。よって、これらの被測定体２の寸法、被測定体２の重心、被測定体２と検出部１１との距離、被測定体２の密度というパラメータ情報について応答関数を作成する際に加味しておくと、後述する、図２に示す波高スペクトルから図３に示すエネルギースペクトルに変換する際に、エネルギースペクトルの各エネルギーの放射能量の評価がより正確性を増す。

選択部１６は、外部から入力された被測定体２のパラメータ情報の初期値に基づいて応答関数データベース１５から初期の応答関数を選択する。表示部１７は、多重波高分析器１３の出力である波高スペクトルと、演算部１４の出力であるエネルギースペクトルとを表示する。演算部１４は、選択部１６にて選択された初期の応答関数から逆問題演算を行うとともに逐次近似法を用いて被測定体２のパラメータ情報を詳細化し、応答関数データベース１５から応答関数を再選択して被測定体２の放射能量を詳細化して演算する。

次に上記のように構成された実施の形態１の放射能分析装置１の測定方法について説明する。被測定体２には放射能を含むので、放射能から発せられる放射線の一部は検出部１１に入射する。放射線が検出部１１に入射すると電気パルス信号に変換され増幅器１２に出力され、増幅器１２にて電気パルス信号は増幅および整形されて、多重波高分析器１３に出力される。多重波高分析器１３では、入力された電気パルス信号のパルス波高の高さを読み取って、そのパルス波高の高さに応じて例えば１０００チャンネル程度に分割された各チャンネルに充てられる。多重波高分析器１３が受け入れ可能な電気パルス信号の最大パルス波高を最大チャンネルの例えば１０００チャンネル目に充てる。

最大パルス波高以下のパルス波高については、パルス波高に比例したチャンネルにそれぞれ充てられる。このようにしてパルス波高のチャンネル毎のカウントを積算して、パルス波高のチャンネルを横軸、各チャンネルに対する各カウント数を縦軸として表した図を波高スペクトルといい図２に示す。図２が多重波高分析器１３の出力となる。

図２は、例えば検出部１１のセンサとしてヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）等のシンチレーション式検出部を用いた場合の波高スペクトルを表す。入射した放射線のエネルギーをＥ１と表している。Ｅ１の周囲に広がりを持ち、この領域を全吸収ピークという。この広がりの程度を、適用するセンサの分解能といい、広がりが狭いほど分解能が優れているという。この分解能はセンサの特性であり、センサの種類および品質により決まる。全吸収ピークより低いエネルギー領域の分布をコンプトン散乱領域といい、センサの大きさが有限であるため、必ず現れる領域である。このコンプトン領域の分布面積が小さいほど、全吸収ピークの分布面積が大きいほど優れたセンサといえる。

そして、被測定体２のパラメータ情報の初期値として、被測定体２の寸法、被測定体２の重心、被測定体２と検出部１１との距離、被測定体２の密度の各値を選択部１６に入力する。そして、選択部１６は、当該初期値に対応する初期の応答関数を応答関数データベース１５から選択して、初期値に対応する当該初期の応答関数が応答関数データベース１５から演算部１４に転送される。この際、被測定体２のパラメータ情報の初期値は、厳密な値ではなく、被測定体２としての典型的な性質を示す値であればよい。

次に、演算部１４について説明する。多重波高分析器１３の出力は、演算部１４に入力される。演算部１４は応答関数データベース１５から送られた応答関数を保有しており、その応答関数を用いて波高スペクトルに対して逆問題演算を実施する。つまり、Ｍを波高スペクトル、Ｒを応答関数、Ｓを放射線の相互作用による影響が排除されたエネルギースペクトルとして、下記の（式１）が成立するところ、応答関数は一般に可換群を形成するので逆元が存在し、演算部１４は、この（式１）の逆変換となる（式２）を計算し、エネルギースペクトルＳを抽出する。尚、“Ｒ−１”は応答関数の逆元を示す。

Ｍ＝Ｒ・Ｓ （式１）

Ｓ＝（Ｒ−１）・Ｍ （式２）

ここで、Ｍで表す波高スペクトルおよびＳで表すエネルギースペクトルをそれぞれベクトル表記、つまりチャンネル数に応じたカウント数をベクトル成分として表すと、応答関数Ｒおよび応答関数の逆元Ｒ−１はそれぞれ行列、逆行列と称することができる。

そして、逐次近似法（参考文献：文部科学省、放射能測定法シリーズ２０「空間γ線スペクトル測定法」、（１９９０付録２）によりフィードバック的操作を行い、予めシミュレーションにより算出された応答関数Ｒが複数収納されている応答関数データベース１５から、選択部１６により選択された初期の応答関数Ｒを用いて、被測定体２を計測して得られる被測定体２のパラメータ情報を含む波高スペクトルＭからエネルギースペクトルＳを詳細化していき、目的のエネルギースペクトルＳを求めることができる。

逐次近似法を適用すると、（式２）のエネルギースペクトルＳの求め方が以下のようになる。エネルギースペクトルＳの初期値として、測定値Ｍをそのまま（式３）に示すように代入する。

次に、下記（式４）および（式５）をフィードバック的に繰り返し、Ｓ^{（ｍ＋１）}／Ｓ^（ｍ）が収束するまで繰り返す。

以上のように求めたエネルギースペクトルＳに含まれる情報は、被測定体２に含まれる放射性核種の種類を示すものであるが、放射性核種を決めると、放射性核種が放出する放射線エネルギーの放出割合は決まっているので、それとは異なる比率を呈する場合は、応答関数データベース１５から選択部１６により選択された初期の応答関数Ｒは適切ではなかったと言えるので応答関数Ｒの再選択が必要と判断される。比率が異なるとは、例えば被測定体２の密度が想定よりも高い場合はエネルギーの低い放射線は高密度により顕著に遮蔽されて、高エネルギーの放射線に比して低エネルギーほど低くなるという結果を得る。このような結果になった場合は応答関数データベース１５から応答関数Ｒを再選択する。

この（式２）を解くことにより、Ｍで表される波高スペクトルから、放射線のエネルギー情報のみを含むＳで表されるエネルギースペクトルを抽出することができる。つまり、エネルギースペクトルでは、検出部１１および被測定体２の周辺構造物等による相互作用による影響、および、検出部１１にかかわる統計的なバラつきによる影響が排除されている。（式２）の計算により、放射線のエネルギー情報を正確に知ることができ、検出された放射線を放出した放射性物質の同定の精度が向上する。そして、抽出されたエネルギースペクトルは、表示部１７に表示される。

図３は多重波高分析器１３の出力である波高スペクトルを演算部１４で変換されたエネルギースペクトルを示す。逆問題演算により波高スペクトルに見られたコンプトン散乱および全吸収ピークの広がりが無くなる。図３はエネルギーＥ１を持つ放射線が１種類だけ入射した場合を示すが、複数のエネルギーが入射した場合にはＥ１以外のチャンネルにもカウントを示すようになる。これらのチャンネル毎すなわちエネルギー毎のカウント数が求めるべき放射能量である。

上記のように構成された実施の形態１の放射能分析装置によれば、
被測定体から放射される放射線を検出し電気パルス信号を出力する検出部と、前記電気パルス信号に対して波高スペクトルを出力する多重波高分析器と、前記波高スペクトルに対して応答関数を用いた逆問題演算を行い前記被測定体に含まれる放射能量を演算する演算部とを備えた放射能分析装置において、
前記被測定体の複数のパラメータ情報に応じた複数の応答関数を保存する応答関数データベースと、
前記被測定体のパラメータ情報の初期値に対応する初期の前記応答関数を前記応答関数データベースから選択する選択部とを有し、
前記演算部は、前記選択部にて選択された初期の前記応答関数から逆問題演算を行うとともに逐次近似法を用いて前記被測定体のパラメータ情報を詳細化して、詳細化された前記被測定体のパラメータ情報に基づいて前記応答関数データベースから前記応答関数を再選択して前記被測定体の前記放射能量を詳細化して演算する
ので、
予め応答関数データベースに収められた応答関数を基に、被測定体のパラメータ情報の初期値を入力して初期の応答関数を選択して、逐次近似法を行うことにより、正確な放射能分析を作業効率に優れて行うことが可能となる。
これにより簡易的なｉｎ−ｓｉｔｕ（イン−サイチュ）の放射能分析装置を得る。

また、前記被測定体のパラメータ情報として、前記被測定体の寸法、前記被測定体の重心、前記検出部から前記被測定体までの距離、前記被測定体の密度を有するので、被測定体の放射能量をより正確に分析できる。

実施の形態２．
上記実施の形態１において、被測定体２に含まれる放射能量の評価は、被測定体２内部に放射能を含む物質が一様分布していることを前提としている。しかしながら、実際には図４または図５に示すように、被測定体２に存在する放射能を含む物質３は偏在していることが一般的である。よって、本実施の形態２においては、図４または図５に示した場合に対応可能な放射能分析装置１について説明する。図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。

図４は、被測定体２に存在する放射能を含む物質３が、検出部１１から見て被測定体２内部の遠い位置に存在する場合を示す。この場合、放射能を含む物質３から検出部１１に直接到達するまでに、被測定体２の物質３以外の他の物質の密度の影響を受ける部分が厚く存在する。よって、被測定体２に放射能を含む物質が一様に分布している場合に比べて、被測定体２の他の物質の密度からの影響による減衰効果が大きいため、放射能量を過小評価する可能性がある。

逆に、図５は被測定体２に存在する放射能を含む物質３が、検出部１１から見て被測定体２内部の近い位置に存在する場合を示す。この場合、放射能を含む物質３から検出部１１に直接到達するまでに、被測定体２の物質３以外の他の物質の密度の影響を受ける部分が薄く存在する。よって、被測定体２に放射能を含む物質が一様に分布している場合に比べて、被測定体２の他の物質の密度からの影響による減衰効果が小さいため、放射能量を過大評価する可能性がある。

また、図４および図５に示したように、被測定体２に放射能を含む物質３が偏在している場合よりも、被測定体２に放射能を含む物質が一様分布している場合のほうが、シミュレーションで計算される応答関数を用いて演算して得られる放射能量と、被測定体２内部全体に含まれる実際の放射能量との一致度が増す。

これは、放射能を含む物質３が被測定体２の内部でどのように偏在しているかわからなく、実際の偏在しているモデルにてシミュレーションした応答関数を作成することは難しいため、放射能を含む物質３が被測定体２において一様分布の場合をモデルとしてシミュレーションした応答関数を作成することが、一意的に決められているためである。

このため、被測定体２を破壊して放射能分析装置１にて分析する場合には、被測定体２を攪拌して一様分布にしてから測定する方法が採られるため、上記実施の形態１と同様に利用可能である。しかし、被測定体２を非破壊にて放射能分析装置１にて分析する場合には、一般的に破壊する場合に比して、被測定体２の容積が大きい、または、被測定体２が金属あるいは混合物等により、攪拌に向かないものが一般的であり、被測定体２に含まれる放射能を含む物質３を一様分布に変えることは通常できない。

よって、本実施の形態２においては、被測定体２において一様分布の場合をモデルとしてシミュレーションした応答関数を用いて演算して得られる放射能量と、被測定体２内部全体に含まれる実際の放射能量との一致度を向上させるために、図６に示すように、移動部としての回転台４の上に被測定体２を積載して、検出部１１は固定位置で、被測定体２を回転させながら、すなわち、被測定体２と検出部１１との位置を相対的に移動させながら放射能を測定する。尚、他の構成は上記実施の形態１と同様であるため、その説明は適宜省略する。

これにより、簡易的に放射能を含む物質が一様分布である被測定体２の状態に近づけることができる。このように測定し、上記実施の形態１と同様に演算することにより、予め準備した応答関数に適合でき、放射能量の演算の正確性が増す。尚、被測定体２を回転台４により回転させながら測定する場合、被測定体２の重心を回転軸とすれば、さらに一様分布に近づけることが考えられる。

尚、上記実施の形態２においては、被測定体２を回転させる場合について示したが、これに限られることはなく、被測定体２を固定して中心とし、検出部１１を被測定体２の周りを回転させて測定を行っても上記に示した場合と同様に行うことができ、同様の効果を得ることができる。

上記のように構成された実施の形態２の放射線分析装置によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、前記被測定体と前記検出部との位置を相対的に移動する移動部を備え、
前記検出部は、前記移動部にて前記被測定体と前記検出部との位置を相対的に移動させながら、前記被測定体から放射される放射線を検出するので、
被測定体内で放射能を含む物質が偏在している場合であっても、検出部から遠い位置、または、近い位置に偏在していることで放射能量を過小評価または過大評価する誤りを防ぐことができる。
これにより、簡易的なｉｎ−ｓｉｔｕ（イン−サイチュ）の放射能分析装置を提供できる。

実施の形態３．
上記実施の形態１では、被測定体２内部に放射能が一様に分布していることを前提とし、また、上記実施の形態２では被測定体２と検出部１１との相対的位置を変更して、模擬的に被測定体２の放射能の一様分布の状態を作って検出し、被測定体２の放射能量を演算する例を示したが、本実施の形態３では被測定体２の放射能を一様分布とはせず、あえて放射能を含む物質３を被測定体２の内部に偏在させたまま検出する。そして、先に示した、一様分布を仮定した応答関数による演算により得られる被測定体２の放射能量との差異を見て放射能を含む物質３の箇所を特定する。

図７は実施の形態３による放射能分析装置および被測定体の構成を示す図である。図８は図７に示した放射能分析装置における測定方法を説明するための図である。図９は実施の形態３において被測定体内の放射能を含む物質が検出部から遠い位置に存在する場合のエネルギースペクトルの例を示す図である。図１０は実施の形態３において被測定体内の放射能を含む物質が検出部から近い位置に存在する場合のエネルギースペクトルの例を示す図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。

図７は、被測定体２に存在する放射能を含む物質３が偏在している場合に、検出部１１を複数用いて複数角度から測定する場合について示している。放射能を含む物質３が被測定体２の内部に偏在しているため、検出部１１の測定位置によって、放射能を含む物質３からの放射線が検出部１１に直接到達するまでに、被測定体２の他の物質の密度の影響を受ける層の厚さが検出部１１の位置でそれぞれ異なる。このため、被測定体２に放射能が一様に分布している場合に比べて、検出部１１の位置により被測定体２の密度からの影響による減衰効果が異なり、それぞれの検出部１１に対する演算部１４の放射能量の評価も異なる。

被測定体２の他の物質の密度が均一であれば、該放射能量の違いはそのまま各検出部１１に直接到達するまでに被測定体２の他の物質の密度の影響を受ける層の厚さの違いになるため、偏在する放射能を含む物質３の重心から検出部１１の重心までの距離のうち、被測定体２の物質を通過する距離の割合の程度がわかるので、どの位置に放射能を含む物質３が存在しているかがわかる。

具体的には、図８、図９、図１０を用いて、偏在する放射能を含む物質３の重心から検出部１１の重心までの距離のうち、被測定体２の物質を通過する距離の割合の程度の違いを説明する。図８では被測定体２の物質を通過する距離が異なる２つのケースの測定について示す。図８に示すように、放射能を含む物質３を検出部１１から遠い位置に設置した場合は、放射能を含む物質３が発する放射線の飛程上において被測定体２を通過する経路５１が長くなるため、放射線が受ける減衰効果が大きくなる。

まず、当該位置にて検出部１１が検出した被測定体２から放射される特定放射線を検出し、演算部１４が上記各実施の形態と同様に演算して特定放射能量を求める。そうすると、図９に示すように、上記各実施の形態に示したように演算部１４により演算された被測定体２の放射能量、すなわち、被測定体２に放射能を含む物質３が一様に分布している評価値より、先に示した特定放射能量の評価値が過小評価となる。

これに対し、図８に示すように、放射能を含む物質３を近い位置に設置した検出部１１の場合は、放射能を含む物質３が発する放射線の飛程上において被測定体２を通過する経路５２が短くなるため放射線が受ける減衰効果が小さくなる。

よって、当該位置にて検出部１１が検出した被測定体２から放射される特定放射線を検出し、演算部１４が上記各実施の形態と同様に演算して特定放射能量を求める。そうすると、図１０に示すように、上記各実施の形態に示したように演算部１４により演算された被測定体２の放射能量、すなわち、被測定体２に放射能を含む物質３が一様に分布している評価値より、先に示した特定放射能量の評価値が過大評価となる。

このように、被測定体２に放射能を含む物質３が一様に分布しているとした放射能量の評価値より、相対的に特定放射能量の評価値が高ければ放射能を含む物質３が検出部１１に近いことを表し、被測定体２に放射能を含む物質３が一様に分布しているとした放射能量の評価値より、相対的に特定放射能量の評価値が低ければ放射能を含む物質３が検出部１１に遠いことを表す。よって、これらの各評価により、演算部１４は、被測定体２内部の放射能を含む物質３のおおよその位置を特定する。

尚、上記においては、被測定体２の２方向から２つの検出部１１を用いた測定について示したが、これに限られることはなく、３方向以上から測定すると３次元的な位置の割り出しが可能となる。

また、上記においては、検出部１１を複数設置する場合について述べたが、検出部１１を１台として、検出部１１を移動させ、被測定体２の各方向の記録を取り、上記に示したように行ってもよい。

また、上記においては、検出部１１を複数設置する場合について述べたが、検出部１１は固定とし、被測定体２を回転させたり、移動させたりしながら、複数の方向から測定しても上記に示した場合と同様に行うことができる。

上記のように構成された実施の形態３の放射線分析装置によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、前記検出部は、前記被測定体と前記検出部との位置が相対的に異なる複数位置にて、前記被測定体から放射される特定放射線をそれぞれ検出して、
前記演算部は、前記複数位置における前記特定放射線から特定放射能量を演算し、前記被測定体の前記放射能量と前記特定放射能量とを比較して、前記被測定体における放射線の発生位置を特定するので、
被測定体における放射線の発生位置が特定できる。
これにより、簡易的なｉｎ−ｓｉｔｕ（イン−サイチュ）の放射能分析装置を提供できる。

尚、上記各実施の形態では廃棄物としての被測定体２の放射能量の分析を行う場合について示したが、放射性同位元素を特定する場合、または、放射能量を定量する場合においても、被測定体の表面または内部に含まれる放射能量を測定するという点では上記各実施の形態と同様に行うことができ、同様の効果を奏する。

本開示は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 放射能分析装置、２ 被測定体、３ 物質、４ 回転台、５１ 経路、
５２ 経路、１１ 検出部、１２ 増幅器、１３ 多重波高分析器、１４ 演算部、
１５ 応答関数データベース、１６ 選択部、１７ 表示部。

Claims (4)

1. 被測定体から放射される放射線を検出し電気パルス信号を出力する検出部と、前記電気パルス信号に対して波高スペクトルを出力する多重波高分析器と、前記波高スペクトルに対して応答関数を用いた逆問題演算を行い前記被測定体に含まれる放射能量を演算する演算部とを備えた放射能分析装置において、
   前記被測定体の複数のパラメータ情報に応じた複数の応答関数を保存する応答関数データベースと、
   前記被測定体のパラメータ情報の初期値に対応する初期の前記応答関数を前記応答関数データベースから選択する選択部とを有し、
   前記演算部は、前記選択部にて選択された初期の前記応答関数から逆問題演算を行うとともに逐次近似法を用いて前記被測定体のパラメータ情報を詳細化して、詳細化された前記被測定体のパラメータ情報に基づいて前記応答関数データベースから前記応答関数を再選択して前記被測定体の前記放射能量を詳細化して演算する放射能分析装置。
2. 前記被測定体のパラメータ情報として、前記被測定体の寸法、前記被測定体の重心、前記検出部から前記被測定体までの距離、前記被測定体の密度を有する請求項１に記載の放射能分析装置。
3. 前記被測定体と前記検出部との位置を相対的に移動する移動部を備え、
   前記検出部は、前記移動部にて前記被測定体と前記検出部との位置を相対的に移動させながら、前記被測定体から放射される放射線を検出する請求項１または請求項２に記載の放射能分析装置。
4. 前記検出部は、前記被測定体と前記検出部との位置が相対的に異なる複数位置にて、前記被測定体から放射される特定放射線をそれぞれ検出して、
   前記演算部は、前記複数位置における前記特定放射線から特定放射能量を演算し、前記被測定体の前記放射能量と前記特定放射能量とを比較して、前記被測定体における放射線の発生位置を特定する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射能分析装置。

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