JP2736199B2 - 放射性物質充填容器の充填境界測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放射性廃棄物の埋設処分
時において埋設後の安全性の問題から必要とされる放射
性物質充填容器の空隙境界の測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術としては、セメント、アスフ
ァルト等による固化体については、充填密度がほぼ一定
であることを利用して、 (1)重量測定により充填境界高
さを測定する方法、 (2)容器を開缶し、人手により直接
容器内の充填高さを測定する方法、 (3)外部から容器表
面を叩き、発生する音の変化から充填高さを測定する方
法および (4)外部線源を容器外部から照射し、透過率の
変化から充填境界を測定する方法が考えられている。

【０００３】このうち、 (2)の容器を開缶し、人手によ
る方法については、開缶作業、測定作業に伴う被曝およ
び汚染の拡大の可能性があり、また、測定の迅速さにも
欠ける。

【０００４】また、 (1)の重量の測定による方法は、重
量のみ測定すれば良い利点を有するが間接測定でありか
つ充填物の密度による影響を受けやすい欠点を有する。
(3)の打音により測定する方法は外部から測定が可能で
ある利点を有するが、音の変化の測定が比較的難しいこ
と、容器内の充填物と容器の間に空隙がある場合に測定
ができなくなること、および測定の精度が充分でない
（±数センチ程度）ことから、 (4)の外部線源を用いる
方法が一般的である。

【０００５】図４に従来の外部γ線源３を用いる方法の
例を示す。図４は容器内に放射性物質が充填されてお
り、この容器１の外側に外部γ線源３およびγ線用検出
器４を対向して配置し、このγ線用検出器４に波高弁別
回路５、計数率計６およびレコーダ７が順次接続されて
いる。容器１は矢印方向に移動可能になっている。図４
においては外部γ線源３を容器１の充填方向に対して相
対的に移動し、図５に示す透過γ線の強度の変化から、
充填境界を測定できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の外部線源を用い
る方法を放射性物質を含む容器に適用する場合について
は、以下のような問題点があった。すなわち、容器内の
放射性物質の放射能強度が高い場合、外部線源の透過γ
線と、容器内で発生するγ線との区別ができなくなり、
これを解決するには、強度の強いγ線線源を用いる必要
があり、法律上の制約だけでなく、遮蔽上の問題、被曝
上の問題等が生じた。

【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、弱い外部線源を用いた場合でも、測定対象容
器内の放射能強度が高い場合に適用し得る充填境界の測
定方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は外部線源の透過
率の変動から放射性物質を充填した容器の充填境界を測
定する方法において、前記外部線源の照射野内に置かれ
た透過γ線測定用検出器のほかに前記容器内に充填した
放射性物質の放射能からの前記外部線源の照射野外にγ
線補償用検出器を設け、前記容器および前記各々の検出
器を相対的に移動することにより前記容器のそれぞれの
側面方向のγ線強度の変化率を連続的に測定し、かつ、
前記外部線源の透過度および前記γ線補償用検出器の変
化の相対移動に伴う変化の双方の結果を用い、両デー
タ、両者間の引き去りデータのそれぞれの変化率から前
記外部線源と前記容器内部からのそれぞれのγ線計数の
変化、前記外部線源用検出器におけるγ線計数の変化お
よび前記γ線補償用検出器におけるγ線計数の変化の３
種類の充填境界データを導出し、前記透過γ線測定用検
出器および前記γ線補償用検出器により求められる前記
容器内に充填した放射性物質の放射能の強弱により、前
記各々の検出器を使い分けて前記容器内の放射性物質の
充填境界を判定することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明は以下の手法による充填物の放射能強度
の違いによる補正を行うことにより測定容器の放射能濃
度の大小を問わず充填境界の測定が可能となる。

【００１０】まず放射能濃度が少ない場合には、強い放
射線源を外部線源として用いる必要はなく外部線源から
のγ線の透過度の変化から容器内の充填境界の測定が可
能となる。透過度の変化は、外部線源と外部線源用検出
器を容器の充填高さ方向に移動させ計数率の変化を測定
することにより測定される。

【００１１】しかしながら、容器の内部からの放射線が
外部線源からの放射線とほぼ同等の寄与となる場合には
単独の外部線源用検出器だけでなく容器内面の放射線の
補償が必要となる。このため、γ線補償用検出器を外部
線源用検出器に加えて設け同時に容器表面を走査し、両
者の走査結果の引き去りを行うことにより外部γ線の正
味の成分のみの情報とする。

【００１２】さらに容器内面の放射能が高くなった場合
には、外部γ線からの放射線は容器内面からの放射線の
影響により隠れてしまい引き去りによる有意の値を検出
できない。このため、γ線補償用検出器による容器側面
の走査データを使用し、その変化から充填境界を測定す
る。

【００１３】以上の判定においては、容器内面の放射能
量の測定が必要なため、別途、設けられた検出器あるい
は、γ線補償用検出器の測定データを用いて行う。

【００１４】

【実施例】図１から図３を参照しながら本発明に係る放
射性物質充填容器の充填境界測定方法の実施例を説明す
る。図１は本実施例の方法を実施するための装置配置図
で、図２は図１における容器とその周辺を概略的に示す
立面図、図３は図１における容器内の放射能量の違いに
よる外部線源，外部線源用検出器およびγ線補償用検出
器によるそれぞれのγ線計数の変化を示している。

【００１５】図１および図２において、符号10は 200リ
ットルドラム缶を対象とした容器で、この容器10内には
図示していないが放射性物質が充填されている。この容
器10は回転台11に載置され、回転台11は昇降装置12によ
って上下移動が行われるように取着されている。容器10
は回転台11により回転しながら一定速度で昇降を行う。
容器10の外側には遮蔽体13で包囲された外部線源14と、
この外部線源14に対向し、容器10を挾むようにして遮蔽
体15で包囲された外部線源14の方向に開口部を有する外
部線源用検出器16が配置されている。また、外部線源用
検出器16から90°ずれた位置に外部線源用検出器16と同
一形状の開口部を有するγ線補償用検出器17が遮蔽体18
に包囲されて配置されている。

【００１６】外部線源用検出器16とγ線補償用検出器17
はそれぞれ増幅器19に接続され、増幅器19には波高弁別
器20、マルチチャンネルスケーラ21が接続されている。
マルチチャンネルスケーラ21はインターフェース22に接
続し、インターフェース22はデータ処理用計算機23に接
続している。

【００１７】外部線源用検出器16，γ線補償用検出器17
としてはＮａＩシンチレーション検出器等のγ線検出器
が用いられる。外部線源14としてはＣｏ−60，Ｃｓ−13
7 ，Ｂａ−133 等のγ線を放出する核種が使用可能であ
る。

【００１８】各検出器16，17からの計数率情報は増幅器
19および波高弁別器20を通り、マルチチャンネルスケー
ラ21に供給され、高さ方向の位置に対応した一定時間毎
のチャンネル計数率情報としてメモリーに収納される。
計数開始および計数終了は、回転台の昇降機構に付属し
たリミットスイッチからの信号により計算機を通じて行
われる。

【００１９】計測終了後、マルチチャンネルスケーラ21
の情報は、データ処理用計算機23に取り込まれ、相互の
引き去り処理が行われ、充填境界に相当するチャンネル
数として計算される。それぞれの計数率情報の処理に
は、容器内面の、放射能量の大小に相当する情報が必要
なためγ線補償用検出器17の計数率を目安として用い
る。

【００２０】次に図１および図３を参照して本発明の作
用を説明する。外部線源14と、この外部線源14との対向
位置にある外部線源用検出器16およびこの外部線源用検
出器16から90°ずれた位置のγ線補償用検出器17の容器
10の移動方向の計数率変化は、容器10内の放射性物質中
に含有される放射能量が少ない場合、図３中、例１に示
すようになる。この場合には、外部線源14用の計数率の
境界近傍での変化により容器10内の充填境界の測定が可
能である。

【００２１】一方、γ線補償用検出器17による充填境界
の測定は、計数率が少ないために統計的なばらつきが大
きく、精度の良い測定は不可能である。次に、容器10内
の放射能強度が比較的強い場合には、外部線源14からの
放射線と内部からの放射線は、図３中、例２の左に示す
ように同一のレベルとなる。

【００２２】こうした場合については、外部線源用検出
器16のデータは、容器10の内部からの放射線と、透過γ
線の両者の合計となり、図３中、例２の中に示すような
変化となり、単独では正確な充填境界の測定が不可能と
なる。したがって、この場合には、γ線補償用検出器17
のデータを差し引くことにより外部線源14の透過による
境界領域での変化が測定可能となる。

【００２３】しかしながら、さらに容器10内の放射能量
がさらに高くなった場合、透過γ線の成分が内部γ線の
放射線の統計的ばらつきに隠れてしまい、図３中、例３
の中に示すように上記の引き去りによる方法では正確な
判定ができなくなる。γ線補償用検出器17の境界領域で
の変化率は外部線源用検出器16の情報とは逆に、放射線
の強度が強くなるほど顕著となるから境界領域の測定が
可能となる。

【００２４】放射性廃液を固化した場合など表面が平滑
な場合でかつ放射能の分布が均質な場合、境界領域での
放射線強度の変化は、図３中、例３の右に示すようにな
り、計数率変化の変曲点が境界領域に相当する。この変
化は、移動方向に対して垂直なスリット状の絞り込みを
検出器16，17の前面に置くことによって、より急激とな
るため、精度が改善する。

【００２５】図３中、例１は外部線源用検出器でのγ線
計数変化曲線Ａ点で固化体の高さを評価し、例２は破線
で示すγ線変化曲線の最低計数値と、最高計数値の１／
２となるＡ点で固化体の高さを評価し、例３はγ線補償
用検出器でのγ線計数変化曲線の最低計数値と最高計数
値の１／２となるＡ点で固化体の高さを評価する。破線
は外部線源用検出器でのγ線計数値がγ線補償用検出器
でのγ線計数値を差し引いたものである。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、容器内に充填した放射
性物質の放射能強度により外部γ線用検出器およびγ線
補償用検出器の両者の情報を使い分ける。これにより、
外部γ線線源強度を強くすることなく、容器内に充填し
た放射性物質がいかなる放射能濃度であっても、容器内
に充填した放射性物質の充填境界の測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射性物質充填容器の充填境界測
定方法の一実施例を説明するための装置配置図。

【図２】図１における容器と外部線源および検出器の配
置状態を示す立面図。

【図３】図１における容器内放射能量に対する各々の検
出器のγ線計数率の移動方向変化を示す図。

【図４】従来の放射性物質充填容器の充填境界測定方法
を説明するための装置の配置図。

【図５】従来の測定方法において透過γ線の容器の側面
方向計数出力と充填境界との関係を示すグラフ図。

【符号の説明】

１…容器、２…放射性物質、３…外部γ線源、４…γ線
用検出器、５…波高弁別回路、６…計数率計、７…レコ
ーダ、10…容器、11…回転台、12…昇降装置、13，15，
18…遮蔽体、14…外部線源、16…外部線源用検出器、17
…γ線補償用検出器、19…増幅器、20…波高弁別器、21
…マルチチャンネルスケーラ、22…インターフェース、
23…データ処理用計算機。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部線源の透過率の変動から放射性物質
   を充填した容器の充填境界を測定する方法において、前
   記外部線源の照射野内に置かれた透過γ線測定用検出器
   のほかに前記容器内に充填した放射性物質の放射能から
   の前記外部線源の照射野外にγ線補償用検出器を設け、
   前記容器および前記各々の検出器を相対的に移動するこ
   とにより前記容器のそれぞれの側面方向のγ線強度の変
   化率を連続的に測定し、かつ、前記外部線源の透過度お
   よび前記γ線補償用検出器の変化の相対移動に伴う変化
   の双方の結果を用い、両データ、両者間の引き去りデー
   タのそれぞれの変化率から前記外部線源と前記容器内部
   からのそれぞれのγ線計数の変化、前記外部線源用検出
   器におけるγ線計数の変化および前記γ線補償用検出器
   におけるγ線計数の変化の３種類の充填境界データを導
   出し、前記透過γ線測定用検出器および前記γ線補償用
   検出器により求められる前記容器内に充填した放射性物
   質の放射能の強弱により、前記各々の検出器を使い分け
   て前記容器内の放射性物質の充填境界を判定することを
   特徴とする放射性物質充填容器の充填境界測定方法。