JP2022062498A - 放射能濃度評価装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 放射性廃棄物の放射能濃度評価装置であって、放射性廃棄物を収納する容器と、容器を仮想的に分割した複数の分割領域ごとに放射線を照射し、放射線の透過量から内部の放射性廃棄物の重量または密度を測定する重量分布計測ユニットと、分割領域ごとに放射性廃棄物から発せられる放射線量の計数と放射線放出核種を測定する放射線測定ユニットと、容器を、複数の分割領域が放射線の照射位置となるように順次配置変更する配置変更装置と、分割領域ごとに放射性廃棄物の重量または密度と放射線量と核種組成とから分割領域ごとにおける放射性廃棄物の放射能濃度を評価するデータ処理部と、を備えている。
【選択図】 図3
Description
図1は、一実施形態に係る放射能濃度評価装置1で評価する放射性廃棄物100を容器10に収納する状態を模式的に示す斜視図である。図2は、図1に示す容器10を仮想的に分割した分割領域A~Dの一例を示す平面図である。
図3は、一実施形態に係る放射能濃度評価装置1を示す側面図である。図4は、図3に示す放射能濃度評価装置1を示す平面図である。なお、これらの図では、容器10が左方向から右方向に送られるため、左方向を上流方向、右方向を下流方向ともいう。また、これらの図では複数の容器10が同時に流れている例を示しているが、放射能濃度評価装置1内で同時に流れる容器10の数はこの例に限定されない。
重量計測ユニット20は、架台21の上部に容器搬送部22が設けられている。この実施形態の容器搬送部22は、複数のローラが送り方向に設けられたローラチェーン搬送部23となっている。容器10は、ローラチェーン搬送部23によって下流方向(右方向)へ送られる。ローラチェーン搬送部23は、駆動機構を備えていても、備えていなくてもよい。この実施形態では、重量計測ユニット20が容器受入ユニットを兼ねている。
重量分布計測ユニット30は、架台31の上部に容器搬送部32が設けられている。この容器搬送部32も、複数のローラが送り方向に設けられたローラチェーン搬送部33となっている。この実施形態の重量分布計測ユニット30は、容器10を下流方向の容器回転ユニット40に送り、また容器回転ユニット40から戻すように往復移送させるため、ローラチェーン搬送部33は正転反転駆動が可能となっている。
容器回転ユニット40は、架台41の上部に容器搬送部42が設けられている。この容器搬送部42も、複数のローラが送り方向に設けられたローラチェーン搬送部43となっている。この実施形態の容器回転ユニット40は、容器10を重量分布計測ユニット30との間と、放射線測定ユニット50との間で往復移送させる。このため、ローラチェーン搬送部43は正転反転駆動が可能となっている。
放射線測定ユニット50は、架台51の上部に容器搬送部52が設けられている。この容器搬送部52も、複数のローラが送り方向に設けられたローラチェーン搬送部53となっている。放射線測定ユニット50も、容器10を容器回転ユニット40との間と、下流方向への移送ができるように、ローラチェーン搬送部53は正転反転駆動が可能となっている。
図5は、図3に示す放射能濃度評価装置1における制御ブロック図である。この図では、制御装置60とデータ処理部61とを別ブロックで示しているが、これらは一体的な構成とすることができる。制御装置60(データ処理部61)は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリおよびI/Oインターフェース等を有する。データ処理部61は、不揮発性メモリに保存されたプログラムに基づいてプロセッサが揮発性メモリを用いて演算処理することで実現される。
図6は、図3に示す重量分布計測ユニット30におけるX線の透過量から放射性廃棄物100の重量・密度を評価するデータを示す図であり、(a)は濃度データを示す一例のグラフであり、(b)は透過画像の濃度(グレースケール)を模式的に示す一例である。図6(a)は、放射性廃棄物100の板厚の変化と、グレースケールの濃度の変化を示している。
G=f(V)×g(d)
但し、Gはグレースケール、f(V)は管電圧についての関数、g(d)は密度についての関数である。
図7は、図3に示す放射線検出器(プラスチックシンチレータ55)と放射線放出核種分析器(Ge半導体検出器56)の配置例を模式的に示す斜視図である。図8(a)~(d)は、図2に示す容器10の分割領域A~Dごとに放射線量を測定する例を示す平面図である。
[放射能濃度換算係数の作成]
分割した各分割領域A~Dに対して、放射線量の測定結果(cps)から放射性廃棄物100の放射能濃度(Bq/g)を評価(推定)するための放射能濃度換算係数を作成する。放射能濃度換算係数は、模擬試験実機スケールを想定したモデルに対するQAD(点減衰核積分法解析コード)等の理論計算に基づく詳細評価を基に設定する。
MCNP等の詳細評価によって、合理的な範囲で保守性を有した評価モデル式およびクリアランス判定基準値に対する安全率を作成することができる。合理的な範囲とは、実際の放射能濃度よりも評価結果が下回る確率が十分低くなるようにしながら、過度な保守性を排除した範囲をいう。
上記した放射能濃度評価装置1によれば、容器10の内部空間を平面視で仮想的に4分割にした分割領域A~Dごとに、放射線の計数値と放射線放出核種の分析結果とから放射性廃棄物に含まれる評価対象核種の放射能濃度を適切に評価することが可能となる。このような放射能濃度評価装置1によれば、容器10に放射性廃棄物100を無作為に収納したとしても、複数の分割領域A~Dごとに放射性廃棄物100の放射能濃度を精度よく測定することができる。よって、容器10内に放射性廃棄物100を無作為に収納することで、放射性廃棄物100を容器10に収納する時間と労力を大幅に削減することが可能となる。
上記した実施形態の放射能濃度評価装置1は、容器10の内部空間を平面視で仮想的に4分割にした例を説明したが、容器10の内部空間を仮想的に分割する数は4つに限定されない。容器10の内部空間を仮想的に分割する数は、容器10の大きさ、密度測定器で測定できる大きさなどに応じて設定すればよい。
上記した放射能濃度評価装置1によれば、容器10の内部空間を仮想的に分割した分割領域A~Dごとに重量または密度の分布を測定できる重量分布計測ユニット30を備えさせることで、容器10内に無作為に収納した放射性廃棄物100の重量・密度を適切に把握して放射能濃度を適切に評価することが可能となる。すなわち、単位重量当たりの放射能(ベクレル/グラム:Bq/g)で表されており、放射能濃度の測定・評価方法として国の認可を得たクリアランス測定装置を用いて、測定した放射線から放射能を評価し、測定した重量で除して放射能濃度(Bq/g)を評価することが可能となる。
よって、容器10に放射性廃棄物100を無作為に収納することで、放射性廃棄物100の切断や均一に敷き詰めるなどの前処理作業を大幅に削減でき、放射性廃棄物100を容器10に収納する作業に要する時間と労力を大幅に削減することが可能となる。
10 容器
15 仮想線
20 重量計測ユニット
25 重量計測器
30 重量分布計測ユニット
35 X線照射部(密度測定器)
36 X線検出部(密度測定器)
37 遮蔽壁
40 容器回転ユニット
45 配置変更装置
50 放射線測定ユニット
55 プラスチックシンチレータ(放射線量測定器)
56 Ge半導体検出器(放射線放出核種分析器)
57 遮蔽壁
60 制御装置
61 データ処理部
100 放射性廃棄物
A~D 分割領域
Claims (4)
- 放射性廃棄物の放射能濃度評価装置であって、
前記放射性廃棄物を収納する容器と、
前記容器を仮想的に分割した複数の分割領域ごとに放射線を照射し、該放射線の透過量から内部の前記放射性廃棄物の重量または密度を測定する重量分布計測ユニットと、
前記分割領域ごとに前記放射性廃棄物から発せられる放射線量の計数と放射線放出核種を測定する放射線測定ユニットと、
前記容器を、前記複数の分割領域が前記放射線の照射位置となるように順次配置変更する配置変更装置と、
前記分割領域ごとに前記放射性廃棄物の前記重量または密度と前記放射線量と核種組成とから該分割領域ごとにおける前記放射性廃棄物の放射能濃度を評価するデータ処理部と、を備えている、
ことを特徴とする放射能濃度評価装置。 - 前記重量分布計測ユニットは、前記容器内の前記放射性廃棄物の重量または密度の測定を行う密度測定器を備え、
前記密度測定器は、前記容器の前記分割領域ごとに放射線を照射する放射線照射部を有し、該放射線照射部から照射した放射線の透過量から該分割領域ごとに前記放射性廃棄物の重量または密度を測定するように構成されている、
請求項1に記載の放射能濃度評価装置。 - 前記放射線測定ユニットは、前記容器内の前記放射性廃棄物の前記放射線量を測定する放射線量測定器と、放射線放出核種分析器と、を備え、
前記放射線量測定器と前記放射線放出核種分析器は、前記容器の分割領域ごとに前記放射線量と前記放射線放出核種を測定するように構成されている、
請求項1に記載の放射能濃度評価装置。 - 前記容器を、前記複数の分割領域が前記放射線量測定器と前記放射線放出核種分析器の位置となるように順次配置変更する配置変更装置を備えている、
請求項1~3のいずれか1項に記載の放射能濃度評価装置。
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