JP2996508B2 - Underwater radioactive substance monitoring device - Google Patents
Underwater radioactive substance monitoring deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水中放射性物質モニタ装置、特にチェレンコ
フ光と液体シンチレータの発光とにより水中の放射性物
質を測定する水中放射性物質モニタ装置に関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an underwater radioactive substance monitoring apparatus, and more particularly to an underwater radioactive substance monitoring apparatus for measuring radioactive substances in water by Cherenkov light and light emission of a liquid scintillator.
［従来の技術］ 放射線を取扱う施設などにおいては、冷却用に使われ
た水や洗浄用に使われた水などに含まれる放射性物質の
濃度を測定する必要がある。[Prior Art] In facilities handling radiation, it is necessary to measure the concentration of radioactive substances contained in water used for cooling, water used for cleaning, and the like.
そのような水中の放射性物質の測定を行うものとし
て、いわゆる排水モニタが知られている。A so-called drainage monitor is known as one for measuring such radioactive substances in water.
この排水モニタは、検出対象となるサンプル水を流通
させる検出槽と、この検出槽に接合された固体シンチレ
ータと、この固体シンチレータの発光を検出する光電子
増倍管（PMT）と、この光電子増倍管の測定結果を計数
する計数部と、などから構成されている。The drain monitor includes a detection tank through which sample water to be detected flows, a solid scintillator joined to the detection tank, a photomultiplier tube (PMT) for detecting light emission of the solid scintillator, and a photomultiplier. And a counting unit for counting the measurement results of the tubes.
そして、例えば廃液などを貯留する稀釈槽からサンプ
ル水を抽出し、このサンプル水を検出槽に流通させて、
サンプル水に含有される放射性物質からの放射線が固体
シンチレータに到達することにより生ずる発光を光電子
増倍管で捕えて、その放射性物質の測定が行われてい
る。Then, for example, sample water is extracted from a dilution tank that stores waste liquid and the like, and the sample water is passed through a detection tank,
A photomultiplier tube captures luminescence generated when radiation from a radioactive substance contained in a sample water reaches a solid scintillator, and the radioactive substance is measured.
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような固体シンチレータによる測
定では、低レベルの、例えばβ線などの検出が困難であ
るという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, there is a problem that it is difficult to detect low-level, for example, β-rays in the measurement using such a solid scintillator.
従って、従来においては、測定時間を長時間化し、こ
れによりある程度の精度を維持しつつ放射線の測定が行
われていた。Therefore, in the related art, the measurement time has been lengthened, thereby measuring the radiation while maintaining a certain degree of accuracy.
従って、低レベルのβ線などを短時間で高精度に測定
できる水中放射性物質モニタ装置が要望されていた。Accordingly, there has been a demand for an underwater radioactive substance monitoring device capable of measuring low-level β-rays and the like in a short time with high accuracy.
そこで、このような固体シンチレータを用いず、液体
シンチレータを用いた水中放射性物質モニタ装置が提案
されている。Therefore, an underwater radioactive substance monitoring device using a liquid scintillator without using such a solid scintillator has been proposed.
第２図には、従来の液体シンチレータを用いた水中放
射性物質モニタ装置の構成が示されている。FIG. 2 shows the configuration of an underwater radioactive substance monitoring device using a conventional liquid scintillator.
図において、ポンプ10の作用により、例えば稀釈槽な
どからサンプル水100が汲み上げられ混合器12に到達す
る。In the figure, the sample water 100 is pumped up from a dilution tank or the like and reaches the mixer 12 by the action of the pump 10.
一方、混合器12には、ポンプ14の作用により液体シン
チレータがシンチレータ槽16から汲み上げられており、
混合器12にて、サンプル水100と液体シンチレータ102が
混合されることになる。具体的には、例えば２対３に混
合される。On the other hand, in the mixer 12, a liquid scintillator is pumped from a scintillator tank 16 by the action of a pump 14,
In the mixer 12, the sample water 100 and the liquid scintillator 102 are mixed. Specifically, for example, they are mixed in a ratio of 2 to 3.
そして、液体シンチレータが混合された混合サンプル
水104は検出部18を通過することになる。Then, the mixed sample water 104 mixed with the liquid scintillator passes through the detection unit 18.
ここで、検出部18は、検出槽20とこの検出槽20に接合
された光電子増倍管22と、からなるものである。Here, the detection unit 18 includes a detection tank 20 and a photomultiplier tube 22 joined to the detection tank 20.
従って、混合サンプル水104に含まれる放射性物質か
らの放射線は、同じく混合サンプル水に含まれる液体シ
ンチレータに当り、この結果、発光が生じて光電子増倍
管22にてその発光が検出されることになる。Therefore, the radiation from the radioactive substance contained in the mixed sample water 104 hits the liquid scintillator also contained in the mixed sample water, and as a result, light emission occurs, and the light emission is detected by the photomultiplier tube 22. Become.
このように、液体シンチレータを用いた水中放射性物
質モニタ装置によれば、放射性物質とシンチレータとが
混合した状態で放射線の検出を行えるので、高感度に放
射線の検出を行えるという利点を有する。従って、特に
微弱な（低エネルギー）β線などの検出に有効である。As described above, according to the underwater radioactive substance monitoring device using the liquid scintillator, radiation can be detected in a state where the radioactive substance and the scintillator are mixed, and therefore, there is an advantage that radiation can be detected with high sensitivity. Therefore, it is particularly effective for detecting weak (low energy) β-rays.
ところが、液体シンチレータには、従来から知られて
いるいわゆるクエンチングの問題がある。However, the liquid scintillator has a so-called quenching problem which has been conventionally known.
すなわち、サンプル水が液体シンチレータの混合によ
り混濁したり、あるいは、サンプル水自体が着色したり
していると、シンチレータの発光がそのサンプル水自体
で弱められてしまい、この結果、正確な放射線の検出が
行えないという問題である。That is, if the sample water becomes cloudy due to the mixing of the liquid scintillator, or if the sample water itself is colored, the emission of the scintillator will be weakened by the sample water itself, and as a result, accurate detection of radiation Is not possible.
つまり、液体シンチレータによる測定において、クエ
ンチングが生じた場合には、計測される放射線のエネル
ギー値が低い方へシフトしてしまうのである。That is, when quenching occurs in the measurement by the liquid scintillator, the energy value of the measured radiation shifts to a lower value.
ところで、一般的に、水中の放射性物質の許容濃度
は、例えば第１表に示されるように、その核種によって
許容濃度が定められている。By the way, generally, as shown in Table 1, for example, the allowable concentration of a radioactive substance in water is determined by its nuclide.
この第１表に示されるように、エネルギー（ピークエ
ネルギー）が高い核種は当然の如くその許容濃度が極め
て低く抑えられている。 As shown in Table 1, nuclides having a high energy (peak energy) have an extremely low allowable concentration as a matter of course.
つまり、エネルギーの低い核種よりエネルギーの高い
核種の方が一般的に許容濃度が小さく、高精度の測定を
行わなければならないのである。In other words, nuclides with higher energies generally have lower permissible concentrations than nuclides with lower energies, and high-precision measurement must be performed.
従って、従来においては、例えば32Pのエネルギーピ
ークが数百Kev程度で飽和し、14Cによるエネルギーピー
クと区別ができなくなるので、安全性を考えて、エネル
ギーが高い方の核種の許容濃度に合せて、例えば廃液な
どの稀釈を行っていた。Therefore, conventionally, for example, the energy peak of 32 P saturates at about several hundred Kev and cannot be distinguished from the energy peak due to 14 C. Therefore, in consideration of safety, the energy concentration is adjusted to the allowable concentration of the nuclide with the higher energy. Thus, for example, dilution of waste liquid was performed.
つまり、従来においては、実際には核種毎にその許容
濃度が定められているにもかかわらず、定められた核種
の中で存在が予想される最高のエネルギー値を有するも
のについての許容濃度に合せて稀釈などを行っていた。In other words, conventionally, although the allowable concentration is actually determined for each nuclide, it is adjusted to the allowable concentration of the nuclide having the highest energy value expected to exist among the specified nuclides. I was doing dilution.
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、高エネルギー放射線と中・低エネルギ
ー放射線とを分離して精度良く測定することのできる水
中放射性物質モニタ装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an underwater radioactive substance monitoring device capable of separating high-energy radiation from medium- and low-energy radiation and accurately measuring the radiation. It is in.
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、サンプル水を
取り込む第１ポンプと、液体シンチレータを貯留するシ
ンチレータ槽と、前記シンチレータ槽から液体シンチレ
ータを取り込む第２ポンプと、前記第１ポンプからのサ
ンプル水と前記第２ポンプからの液体シンチレータとを
混合する混合器と、光電子増倍管を用いて放射線を検出
する検出部と、前記サンプル水または前記液体シンチレ
ータが混合された混合サンプル水を選択して前記検出部
に送り込む測定コントローラと、含み、前記検出部は、
前記サンプル水が送り込まれた場合には放射線により生
ずるチェレンコフ光を検出し、前記混合サンプル水が送
り込まれた場合には放射線により生ずるシンチレータの
発光を検出することを特徴とする。Means for Solving the Problems To achieve the above object, the present invention provides a first pump for taking in sample water, a scintillator tank for storing a liquid scintillator, and a second pump for taking in a liquid scintillator from the scintillator tank. A mixer for mixing the sample water from the first pump and the liquid scintillator from the second pump, a detection unit for detecting radiation using a photomultiplier tube, and the sample water or the liquid scintillator A measurement controller that selects the mixed mixed sample water and sends it to the detection unit, and the detection unit includes:
When the sample water is supplied, Cerenkov light generated by radiation is detected, and when the mixed sample water is supplied, light emission of a scintillator generated by radiation is detected.
［作用］ 上記構成によれば、サンプル水に含まれる放射性物質
のうち高エネルギー放射線を放出するものについては、
いわゆるチェレンコフ光を光電子増倍管でとらえること
により、その検出が行われる。[Operation] According to the above configuration, among radioactive substances contained in the sample water, those that emit high-energy radiation are:
The detection is performed by capturing so-called Cherenkov light with a photomultiplier tube.
一方、サンプル水に含まれる放射性物質のうち中・低
エネルギー放射線を放出するものについては液体シンチ
レータの発光をとらえることにより、その検出が行われ
る。On the other hand, among the radioactive substances contained in the sample water, those emitting medium / low-energy radiation are detected by capturing the luminescence of the liquid scintillator.
ここで、チェレンコフ光とは、周知のように、高エネ
ルギーの荷電粒子が媒質を通過する際に生ずる光であ
る。Here, the Cherenkov light is, as is well known, light generated when high-energy charged particles pass through a medium.
従って、高精度が要求される高エネルギー放射線の検
出は、チェレンコフ光によって行われ、一方、高感度が
要求される中・低エネルギー両放射線は従来同様に液体
シンチレータで検出されることになる。Therefore, detection of high-energy radiation requiring high accuracy is performed by Cherenkov light, while both medium- and low-energy radiation requiring high sensitivity are detected by a liquid scintillator as in the related art.
［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。EXAMPLES Hereinafter, preferred examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図には、本発明に係る水中放射性物質モニタ装置
の好適な実施例が示されている。図において、サンプル
水100は、ポンプ26の作用により、例えば稀釈槽などか
ら汲み上げられる。FIG. 1 shows a preferred embodiment of an underwater radioactive substance monitoring device according to the present invention. In the figure, a sample water 100 is pumped up from, for example, a dilution tank by the action of a pump 26.
一方、シンチレータ槽28に貯留された液体シンチレー
タは、ポンプ30の作用により汲み上げられる。そして、
ポンプ26からのサンプル水100と、ポンプ30からの液体
シンチレータ102には、混合器32に送出されて混合が行
なわれている。On the other hand, the liquid scintillator stored in the scintillator tank 28 is pumped up by the action of the pump 30. And
The sample water 100 from the pump 26 and the liquid scintillator 102 from the pump 30 are sent to a mixer 32 for mixing.
本実施例においては、この混合比率は、２対３に設定
されている。In this embodiment, the mixing ratio is set to 2 to 3.
ここで、ポンプ30の動作を停止させれば、この混合器
32からはサンプル水100のみが通過することとなり、一
方、ポンプ30を動作させることにより両者が混合された
混合サンプル水が流出されることになる。Here, if the operation of the pump 30 is stopped, this mixer
From 32, only the sample water 100 passes, while operating the pump 30 causes the mixed sample water in which both are mixed to flow out.
混合器32から流出された流出水104（サンプル水又は
混合サンプル水）は、検出部34に送られている。The effluent 104 (sample water or mixed sample water) that has flowed out of the mixer 32 is sent to the detection unit 34.
この検出部34は、前記流出液104を流通させる検出槽3
6と、この検出槽36に近接して配置された光電子増倍管3
8と、等から構成されている。The detection unit 34 is provided in the detection tank 3 through which the effluent 104 flows.
6 and a photomultiplier tube 3 arranged close to the detection tank 36.
8 and so on.
そして、流出液104は検出槽36を流通した後、廃液槽4
0に廃棄されることになる。After the effluent 104 flows through the detection tank 36, the effluent tank 4
It will be discarded to 0.
光電子増倍管38の出力信号は、計測部42に送られてい
る。The output signal of the photomultiplier tube 38 is sent to the measuring unit 42.
その具体的な構成を説明すると、まず光電子増倍管38
からの出力信号は増幅器44にて増幅された後に弁別器46
に送られている。To explain the specific configuration, first, the photomultiplier tube 38
Is amplified by an amplifier 44 and then discriminated by a discriminator 46.
Has been sent to
この弁別器46は、後述する測定コントローラによって
その弁別レベルが可変されるものである。The discriminator 46 has a discrimination level variable by a measurement controller described later.
そして、弁別器46によって弁別された信号は計数器48
に送出されここで計数が行われた後、高エネルギーの放
射線については計数された結果が表示器50にて表示さ
れ、一方、中・低エネルギーの放射線についてはその結
果が表示器52にて表示される。The signal discriminated by the discriminator 46 is output to a counter 48.
After counting, the result of counting is displayed on the display 50 for high-energy radiation, while the result is displayed on the display 52 for medium- and low-energy radiation. Is done.
測定コントローラ54は、前記ポンプ26及びポンプ30の
動作と、前記混合器32のバルブ操作と、更に前記弁別器
46の弁別レベル設定と、等を制御するものである。The measurement controller 54 controls the operation of the pumps 26 and 30, the valve operation of the mixer 32, and the discriminator.
It controls 46 discrimination level settings and the like.
その制御については、以下に、本装置の動作と共に説
明する。The control will be described below together with the operation of the present apparatus.
まず、高エネルギーの放射線を検出する場合には、ポ
ンプ30の動作あるいは混合器32のシンチレータ槽28側の
弁を閉止し、検出槽36にサンプル水のみを流通させる。First, when detecting high-energy radiation, the operation of the pump 30 or the valve of the mixer 32 on the scintillator tank 28 side is closed, and only the sample water flows through the detection tank 36.
すると、検出槽36内部で、サンプル水に含まれる放射
性物質からの高エネルギー荷電粒子がチェレンコフ光を
生じさせ、その光が光電子増倍管38にて検出されること
になる。Then, high-energy charged particles from radioactive substances contained in the sample water generate Cerenkov light inside the detection tank 36, and the light is detected by the photomultiplier tube 38.
そして、検出された信号は、計測部42に送られる。 Then, the detected signal is sent to the measuring unit 42.
ここで、測定コントローラ54の制御により、弁別器46
の弁別レベルは高エネルギーレベルに設定される。つま
り、高エネルギー領域のみを分離して測定するためであ
る。Here, the discriminator 46 is controlled by the measurement controller 54.
Is set to a high energy level. That is, it is for measuring only the high energy region separately.
このように、サンプル水に含有される放射性物質から
の高エネルギー放射線は、チェレンコフ光の検出により
測定されることになる。Thus, the high-energy radiation from the radioactive substance contained in the sample water is measured by detecting the Cherenkov light.
一方、中・低エネルギー放射線を検出する場合には、
停止されていたポンプ30の動作させ、混合器32にて上述
した混合サンプル水を作成する。On the other hand, when detecting medium and low energy radiation,
The stopped pump 30 is operated, and the above-mentioned mixed sample water is created in the mixer 32.
すると、検出槽36の内部で混合サンプル水に含まれた
放射性物質からの放射線によりシンチレータが発光し、
その発光が光電子増倍管38でとらえられる。そして、上
述の如く、その光電子増倍管38の出力信号は計測部42に
送られている。Then, the scintillator emits light due to the radiation from the radioactive substance contained in the mixed sample water inside the detection tank 36,
The light emission is captured by the photomultiplier tube 38. Then, as described above, the output signal of the photomultiplier tube 38 is sent to the measuring unit 42.
ここで、弁別器46の弁別レベルは、上述したように、
測定コントローラ54によって制御されており、この場合
においては、中・低エネルギー放射線を検出するため
に、そのエネルギー値に相当するレベルが設定される。Here, the discrimination level of the discriminator 46 is, as described above,
Controlled by the measurement controller 54, in this case, a level corresponding to the energy value is set in order to detect medium / low energy radiation.
従って、以上のように、中・低エネルギーの放射線が
液体シンチレータの混合によって検出されることにな
る。Therefore, as described above, the medium / low energy radiation is detected by mixing the liquid scintillator.
この様に、本発明に係る装置によれば、高エネルギー
の放射線と中・低エネルギーの放射線とを交互あるいは
順次測定することができるので、高エネルギー核種を高
精度で検出できると共に、中・低エネルギーの核種を高
感度で検出できるという利点を有する。As described above, according to the apparatus of the present invention, high-energy radiation and medium- and low-energy radiation can be measured alternately or sequentially, so that high-energy nuclides can be detected with high accuracy and medium- and low- It has the advantage that nuclides of energy can be detected with high sensitivity.
また、高エネルギー放射線の検出及び中・低エネルギ
ー放射線の検出については、同一の検出槽及び光電子増
倍管等を用いることができるので、装置自体の構成を簡
易にできるという効果も有する。In addition, since the same detection tank and photomultiplier tube can be used for the detection of high-energy radiation and the detection of medium- and low-energy radiation, the configuration of the device itself can be simplified.
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る水中放射性物質モ
ニタ装置によれば、液体シンチレータの発光及びチェレ
ンコフ光を用いて、サンプル水に含有される放射性物質
からの放射線を適切に測定することが可能である。[Effects of the Invention] As described above, according to the underwater radioactive substance monitoring device of the present invention, the radiation from the radioactive substance contained in the sample water is appropriately measured using the light emission of the liquid scintillator and the Cherenkov light. It is possible to
つまり、中・低エネルギー放射線は、液体シンチレー
タを用いて高感度に測定でき、一方、高エネルギー放射
線は、チェレンコフ光により高精度に測定することが可
能である。That is, medium- and low-energy radiation can be measured with high sensitivity using a liquid scintillator, while high-energy radiation can be measured with high accuracy using Cherenkov light.
第１図は本発明に係る水中放射性物質モニタ装置の構成
を示す説明図、 第２図は液体シンチレータを用いた水中放射性物質モニ
タ装置の構成を示す説明図である。 26……第１ポンプ 30……第２ポンプ 32……混合器 34……検出部 42……計測部 54……測定コントローラFIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an underwater radioactive substance monitoring device according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of an underwater radioactive substance monitoring device using a liquid scintillator. 26 First pump 30 Second pump 32 Mixer 34 Detector 42 Measuring unit 54 Measurement controller
フロントページの続き (72)発明者 太田 芳登 東京都三鷹市牟礼６丁目22番１号 アロ カ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−38183（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−82176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−116286（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−116287（ＪＰ，Ａ) 特公 昭37−4300（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭42−8680（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01T 1/204 G01T 1/22 Continuation of the front page (72) Inventor Yoshito Ota 6-22-1, Mure, Mitaka-shi, Tokyo Inside Aroka Co., Ltd. (56) References JP-A-54-38183 (JP, A) JP-A-58-82176 (JP, A) JP-A-55-116286 (JP, A) JP-A-55-116287 (JP, A) JP-B-37-4300 (JP, B1) JP-B-42-8680 (JP, B1) ( 58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01T 1/204 G01T 1/22
Claims (1)
２ポンプと、 前記第１ポンプからのサンプル水と前記第２ポンプから
の液体シンチレータとを混合する混合器と、 光電子増倍管を用いて放射線を検出する検出部と、 前記サンプル水、または前記液体シンチレータが混合さ
れた混合サンプル水を選択して前記検出部に送り込む測
定コントローラと、 含む、 前記検出部は、前記サンプル水が送り込まれた場合には
放射線により生ずるチェレンコフ光を検出し、前記混合
サンプル水が送り込まれた場合には放射線により生ずる
シンチレータの発光を検出することを特徴とする水中放
射性物質モニタ装置。A first pump for taking in a sample water; a scintillator tank for storing a liquid scintillator; a second pump for taking in a liquid scintillator from the scintillator tank; a sample pump from the first pump; A mixer that mixes the liquid scintillator of the present invention, a detector that detects radiation using a photomultiplier tube, and the sample water or the mixed sample water in which the liquid scintillator is mixed is selected and sent to the detector. A measurement controller, wherein the detection unit detects Cherenkov light caused by radiation when the sample water is sent, and detects light emission of a scintillator caused by radiation when the mixed sample water is sent. An underwater radioactive substance monitoring device, characterized in that:
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