JP5535829B2 - 放射能測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、収納容器を破壊することなく、当該収納容器に収納された放射性廃棄物から放出される放射能量を測定する放射能測定装置に関する。

従来、放射性廃棄物を収納容器に収納した状態で、収納容器を破壊することなく放射性廃棄物の放射能量を測定する装置として、特許文献１に記載の放射能測定装置（放射性廃棄物収納容器用放射能濃度測定装置）が知られている。この放射能測定装置は、垂直方向の視野を絞るコリメータを備えたＧｅ検出器を、縦置きされた円筒型の収納容器（ドラム缶）の外側部に対し、相対的に回転かつ昇降可能に配置する。そして、収納容器を高さ方向に薄い仮想セグメントに分割し、収納容器内の放射性廃棄物の放射能量を測定する。

近年、収納容器を大型化することにより輸送処分費の合理化を図ると共に、収納容器を角型として載置容積の合理化を図ることが検討されている。すなわち、円筒型の収納容器に代えて、それよりも大型で角型の収納容器の採用が検討されている。このため、上述した特許文献１に記載の放射能測定装置のように、検出器と収納容器との相対的な回転による測定では、検出器と収納容器との相対距離が変化することから、角型の収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能量を精度良く測定することが困難となる。

これに対し、特許文献２に記載の放射能測定装置（放射性物質の含有量測定方法および測定装置）は、ＮａＩ検出器とＧｅ検出器とを、角型（直六面体）の収納容器の外側部に対し、相対的に水平方向に移動可能に配置し、かつＮａＩ検出器およびＧｅ検出器から外れた位置で収納容器を垂直な軸心で回転させる。そして、収納容器を水平方向に移動させることで角型の収納容器の一側面から収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能量を測定し、かつ収納容器を回転させて角型の収納容器の他側面から収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能量を測定する。

特許第３２２５１２７号公報 特許第３７９５０４１号公報

しかしながら、特許文献２に記載の放射能測定装置は、角型の収納容器の外側部の四面からのみ放射能量を測定するものであり、かつ複数種の検出器を用いているため、放射性廃棄物全体の放射能量を得るにあたり複雑な計算を要している。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、角型の収納容器に収納された放射性廃棄物全体の放射能量を容易かつ精度良く測定することのできる放射能測定装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の放射能測定装置は、直六面体をなす収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能量を測定する放射能測定装置であって、前記収納容器の相反する二面を除く四面にそれぞれ同じ距離で対向して放射能検出部を配置した状態で、前記収納容器の前記二面に直交する方向に前記収納容器と各前記放射能検出部とを相対的にスライド移動させるスライド移動部と、前記収納容器の前記四面のうちの相対する所定の二面に垂直な軸心で前記収納容器を９０度回転移動させる回転移動部と、前記スライド移動部のスライド移動、および前記回転移動部の回転移動後での前記スライド移動部のスライド移動によって、前記収納容器の各六面から放出される放射能量を各前記放射能検出部から入力し、当該放射能量を平均して前記放射性廃棄物全体の放射能量を算出する放射能量算出部と、を備えることを特徴とする。

この放射能測定装置によれば、直六面体をなす収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能量を、収納容器の各面から測定するため、角型の収納容器に収納された放射性廃棄物全体の放射能量を精度良く測定することができる。しかも、この放射能測定装置によれば、収納容器の各面から測定した放射能量を平均して放射性廃棄物全体の放射能量を算出するため、放射性廃棄物全体の放射能量を容易に算出することができる。

また、本発明の放射能測定装置は、前記放射能検出部に、前記収納容器に対向する視野を絞るコリメータを備えることを特徴とする。

この放射能測定装置によれば、放射能検出部による放射能の検出範囲が絞られるので、当該放射能検出部が対向する収納容器の面から外部に放出される放射能を精度よく検出することができる。

また、本発明の放射能測定装置は、前記放射能検出部を含み当該放射能検出部が前記収納容器の面に対向する範囲を覆い、装置外部から前記放射能検出部に至る放射線を遮蔽する検出部遮蔽部を備えることを特徴とする。

この放射能測定装置によれば、検出部遮蔽部により装置外部から放射能検出部に至る放射線を遮蔽することで、装置外部からの放射能を放射能検出部で検出する事態を防ぐので、収納容器から外部に放出される放射能を精度よく検出することができる。

また、本発明の放射能測定装置は、前記放射能検出部で放射能を検出する際の前記収納容器を覆い、装置外部から前記収納容器に至る放射線を遮蔽する収納容器遮蔽部を備えることを特徴とする。

この放射能測定装置によれば、収納容器遮蔽部により装置外部から収納容器に至る放射線を遮蔽することで、装置外部から収納容器内に一旦至ってから収納容器の外部に放出される放射能を放射能検出部で検出する事態を防ぐので、収納容器から外部に放出される放射能を精度よく検出することができる。

本発明によれば、角型の収納容器に収納された放射性廃棄物全体の放射能量を容易かつ精度良く測定することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る放射能測定装置の斜視図である。 図２は、図１におけるｙ方向視の断面図である。 図３は、図１におけるｘ方向視の断面図である。 図４−１は、本発明の実施の形態に係る放射能測定装置の動作図である。 図４−２は、本発明の実施の形態に係る放射能測定装置の動作図である。 図４−３は、本発明の実施の形態に係る放射能測定装置の動作図である。 図４−４は、本発明の実施の形態に係る放射能測定装置の動作図である。 図４−５は、本発明の実施の形態に係る放射能測定装置の動作図である。

以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施の形態に係る放射能測定装置の斜視図であり、図２は、図１におけるｙ方向視の断面図であり、図３は、図１におけるｘ方向視の断面図である。なお、図に矢印で示すｘ方向、ｙ方向およびｚ方向は、相互に９０度で交差する方向であって、ｘ方向は左右方向（水平方向）を示し、ｙ方向は前後方向（水平方向）を示し、ｚ方向は上下方向（鉛直方向）を示す。

本実施の形態の放射能測定装置１は、収納容器１００に収納された放射性廃棄物の放射能量を、収納容器１００を破壊することなく測定するものである。収納容器１００は、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向に垂直な面を有する鉄からなる直六面体をなすもので、例えば、ｘ方向×ｙ方向×ｚ方向が１６０［ｃｍ］×１６０［ｃｍ］×１６０［ｃｍ］で、鉄からなる壁の厚さが１５［ｃｍ］の正六面体をなしている。

放射能測定装置１は、図１〜図３に示すように、放射能検出部２と、スライド移動部３と、回転移動部４と、放射能量算出部５とを備えている。

放射能検出部２は、収納容器１００を破壊することなくγ線を測定するものである。放射能検出部２は、収納容器１００の相反する二面（ｙ方向で相反する二面）を除くｘ方向およびｚ方向の四面に対し、それぞれ同じ距離（例えば、１０［ｃｍ］）で対向して配置されている。放射能検出部２は、図２に示すように、１つの面に対して２つの検出器２ａを有している。具体的に、収納容器１００のｘ方向の面に対向する放射能検出部２は、２つの検出器２ａがｚ方向に並べて設けられている。また、収納容器１００のｚ方向の面に対向する放射能検出部２は、２つの検出器２ａがｘ方向に並べて設けられている。このため、４つの放射能検出部２は、図２に破線で示すように、それぞれ２つの検出器２ａにより、ｘ方向およびｚ方向で収納容器１００の面をそれぞれ２分割し、ｙ方向視で収納容器１００の断面を４個の範囲に分割して放射能を検出する。さらに、放射能検出部２は、図３に破線で示すように、スライド移動部３による後述するスライド移動方向（ｙ方向）で、収納容器１００を４個の範囲に分割して放射能を検出する。この結果、４つの放射能検出部２は、それぞれ２つの検出器２ａによって収納容器１００の断面を計１６分割して放射能を検出する。このように収納容器１００の断面を複数に分割して放射能を検出するために、放射能検出部２は、収納容器１００に対向する検出器２ａの視野を絞るコリメータ２ｂを有している。なお、本実施の形態の放射能測定装置１は、放射能検出部２を収納容器１００の底側（ｚ方向の底側の面）に配置する領域を確保するためのフレーム１ａを有している。

また、放射能検出部２の検出器２ａは、好ましくはＧｅ検出器が用いられる。Ｇｅ検出器は、エネルギー分解能が高くピーク位置を特定しやすい特性を有する。なお、検出器２ａは、Ｇｅ検出器に限定されるものではなく、例えば、ＮａＩ検出器やＣｄＴｅ検出器が用いられてもよい。ＮａＩ検出器は、Ｇｅ検出器と比較してエネルギー分解能が劣るが、検出感度が高い特性を有する。また、ＣｄＴｅ検出器は、エネルギー分解能および検出感度が高い特性を有するが、素子が高価である。

スライド移動部３は、上述した収納容器１００の相反する二面（ｙ方向で相反する二面）に直交する方向であるｙ方向に、収納容器１００と各放射能検出部２とを相対的にスライド移動させるものである。本実施の形態でのスライド移動部３は、各放射能検出部２を不動として収納容器１００をｙ方向にスライド移動させる。例えば、スライド移動部３は、図１に示すように収納容器１００の底面を支持する態様でｙ方向に延在して設けられた一対のレール３ａと、図には明示しないがレール３ａの延在方向に沿って収納容器１００を移動させる移動手段とを有している。

回転移動部４は、収納容器１００において放射能検出部２が対向する四面のうちの相反する二面（本実施の形態ではｚ方向で相反する二面）に垂直で鉛直な軸心で収納容器１００を９０度回転移動させるものである。本実施の形態での回転移動部４は、スライド移動部３による収納容器１００のスライド移動の端部（レール３ａの端部）に設けられ、ｚ方向に沿う軸心で回転駆動される回転テーブル４ａを有している。

放射能量算出部５は、スライド移動部３のスライド移動、および回転移動部４の回転移動後でのスライド移動部３のスライド移動によって、収納容器１００の各六面から放出されるγ線を各放射能検出部２から入力する。そして、放射能量算出部５は、入力したγ線量を平均し、当該γ線のＣｏ−６０およびＣｓ−１３７の量を評価することにより、放射性廃棄物の総放射能量を算出する。

また、本実施の形態の放射能測定装置１は、検出部遮蔽部６と収納容器遮蔽部７とを備えることが好ましい。

検出部遮蔽部６は、放射能検出部２を含み当該放射能検出部２が収納容器１００の面に対向する範囲を覆うものである。この検出部遮蔽部６は、例えば、鉛からなる３［ｃｍ］の厚さの鉛板により、放射能検出部２が収納容器１００に対向する側のみが開放された矩形の箱体として構成され、その内部に放射能検出部２が配置されている。この構成により検出部遮蔽部６は、装置外部から放射能検出部２に至る放射線を遮蔽する。

収納容器遮蔽部７は、放射能検出部２で放射能を検出する際の収納容器１００を覆うものである。この収納容器遮蔽部７は、放射能検出部２で放射能を検出する際のスライド移動部３による収納容器１００のスライド移動の範囲で、例えば、鉄からなる４［ｃｍ］の厚さの鉄板により、収納容器１００のｘ方向およびｚ方向の四面を、所定の距離（例えば、１０［ｃｍ］）隔てて覆う矩形の箱体として構成されている。この構成により収納容器遮蔽部７は、放射能検出部２で放射能を検出するときに、装置外部から収納容器１００に至る放射線を遮蔽する。また、収納容器遮蔽部７は、上述した検出部遮蔽部６を設けた部位では、放射能検出部２による放射能の検出を妨げないように収納容器１００を覆わない構成である。また、収納容器遮蔽部７は、回転移動部４側ではないスライド移動部３のスライド移動方向（ｙ方向）の端部から本装置に収納容器１００を搬入する場合、ｙ方向の両側が開放する筒体として構成されている。なお、収納容器遮蔽部７が、回転移動部４側から本装置に収納容器１００を搬入する場合は、回転移動部４側ではないスライド移動部３のスライド移動方向（ｙ方向）の端部が閉塞されていてもよい。

本実施の形態の放射能測定装置１による放射能量の算出について説明する。図４−１〜図４−５は、本実施の形態に係る放射能測定装置の動作図である。先ず、放射能測定装置１は、図４−１〜図４−４に示すように、スライド移動部３によって収納容器１００をｙ方向に沿ってスライド移動させる。上述したように、放射能検出部２は、スライド移動部３のスライド移動方向（ｙ方向）で、収納容器１００を４個の範囲に分割すると共に、ｙ方向視の収納容器１００の断面を４個の範囲に分割して放射能を検出する。このため、スライド移動部３は、図４−１〜図４−４に示すように、収納容器１００をｙ方向に４段階で移動させる。

次に、放射能測定装置１は、図４−５に示すように、スライド移動部３により収納容器１００を回転移動部４の回転テーブル４ａの位置に移動させる。そして、放射能測定装置１は、回転移動部４によってｚ方向に沿う軸心で収納容器１００を９０度回転させる。このため、収納容器１００は、ｙ方向に向いていた面がｘ方向に向き、ｘ方向に向いていた面がｙ方向に向く。

次に、放射能測定装置１は、図４−４〜図４−１の順で、先とは逆にスライド移動部３によって収納容器１００をｙ方向に沿ってスライド移動させる。このため、先のスライド移動では放射能検出部２に対向していなかったｙ方向の面が、ｘ方向に向いて放射能検出部２が対向し、当該面から新たに放射能が検出される。この結果、収納容器１００の各六面から放出されるγ線が検出されることになる。放射能量算出部５は、この収納容器１００の各六面から放出されるγ線を平均し、平均したγ線のＣｏ−６０およびＣｓ−１３７の量を評価することにより、放射性廃棄物の総放射能量を算出する。

このように、本実施の形態の放射能測定装置１は、収納容器１００の相反する二面を除く四面にそれぞれ同じ距離で対向して放射能検出部２を配置した状態で、収納容器１００の前記二面に直交する方向に収納容器１００と各放射能検出部２とを相対的にスライド移動させるスライド移動部３と、収納容器１００の前記四面のうちの相対する所定の二面に垂直な軸心で収納容器１００を９０度回転移動させる回転移動部４と、スライド移動部３のスライド移動、および回転移動部４の回転移動後でのスライド移動部３のスライド移動によって、収納容器１００の各六面から放出される放射能量を各放射能検出部２から入力し、当該放射能量を平均して放射性廃棄物全体の放射能量を算出する放射能量算出部５とを備える。

この放射能測定装置１によれば、直六面体をなす収納容器１００に収納された放射性廃棄物の放射能量を、収納容器１００の各面から測定するため、角型の収納容器に収納された放射性廃棄物全体の放射能量を精度良く測定することが可能である。しかも、この放射能測定装置１によれば、収納容器１００の各面から測定した放射能量を平均して放射性廃棄物全体の放射能量を算出するため、放射性廃棄物全体の放射能量を容易に算出することが可能である。

また、本実施の形態の放射能測定装置１は、放射能検出部２に、収納容器１００に対向する視野を絞るコリメータ２ｂを備える。

この放射能測定装置１によれば、放射能検出部２による放射能の検出範囲が絞られるので、当該放射能検出部２が対向する収納容器１００の面の特定部位から外部に放出される放射能を精度よく検出することが可能である。

また、本実施の形態の放射能測定装置１は、放射能検出部２を含み当該放射能検出部２が収納容器１００の面に対向する範囲を覆い、装置外部から放射能検出部２に至る放射線を遮蔽する検出部遮蔽部６を備える。

この放射能測定装置１によれば、検出部遮蔽部６により装置外部から放射能検出部２に至る放射線を遮蔽することで、装置外部からの放射能を放射能検出部２で検出する事態を防ぐので、収納容器１００から外部に放出される放射能を精度よく検出することが可能である。

また、本実施の形態の放射能測定装置１は、放射能検出部２で放射能を検出する際の収納容器１００を覆い、装置外部から収納容器１００に至る放射線を遮蔽する収納容器遮蔽部７を備える。

この放射能測定装置１によれば、収納容器遮蔽部７により装置外部から収納容器１００に至る放射線を遮蔽することで、装置外部から収納容器１００内に一旦至ってから収納容器１００の外部に放出される放射能を放射能検出部２で検出する事態を防ぐので、収納容器１００から外部に放出される放射能を精度よく検出することが可能である。

なお、上述した実施の形態では、スライド移動部３は、各放射能検出部２を不動として収納容器１００をｙ方向にスライド移動させる構成として説明したが、この限りではない。図には明示しないが、例えば、スライド移動部３は、収納容器１００を不動として放射能検出部２をｙ方向にスライド移動させる構成であってもよい。また、スライド移動部３は、収納容器１００と放射能検出部２とをｙ方向の逆方向にスライド移動させる構成であってもよい。放射能検出部２をｙ方向にスライド移動させる場合であって、検出部遮蔽部６を備える場合、スライド移動部３は、放射能検出部２および検出部遮蔽部６を共にスライド移動させる。また、放射能検出部２をｙ方向にスライド移動させる場合であって、収納容器遮蔽部７を備える場合、スライド移動部３は、放射能検出部２および収納容器遮蔽部７を共にスライド移動させる。

なお、上述した実施の形態では、スライド移動部３は、水平方向に放射能検出部２と収納容器１００とを相対的にスライド移動させる構成とし、回転移動部４は、鉛直な軸心で収納容器１００を回転移動させる構成として説明したが、この限りではない。図には明示しないが、例えば、スライド移動部３は、鉛直方向に放射能検出部２と収納容器１００とを相対的にスライド移動させる構成とし、回転移動部４は、水平な軸心で収納容器１００を回転移動させる構成としてもよい。

なお、上述した実施の形態では、正六面体の収納容器１００を対象として説明したが、この限りではない。図には明示しないが、例えば、収納容器１００が正六面体でなく、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向に垂直な面を有する直六面体であってもよい。ただし、長方形の面を有する直六面体であると、回転移動部４により収納容器１００を回転させる前と回転させた後で、放射能検出部２と収納容器１００との距離が均等でなかったり、収納容器１００の面を適宜分割して放射能を検出する位置に放射能検出部２が配置されなかったりする場合がある。このため、放射能検出部２をｘ方向およびｚ方向（スライド移動する方向に直交する方向）に移動可能にする検出部移動部を備えるとよい。検出部移動部を備えることで、回転移動部４により収納容器１００を回転させる前と回転させた後で、収納容器１００の面に対して適した距離であって、かつ適した位置に放射能検出部２を配置することが可能になる。

以上のように、本発明に係る放射能測定装置は、角型の収納容器に収納された放射性廃棄物全体の放射能量を容易かつ精度良く測定することに適している。

１ 放射能測定装置
１ａ フレーム
２ 放射能検出部
２ａ 検出器
２ｂ コリメータ
３ スライド移動部
３ａ レール
４ 回転移動部
４ａ 回転テーブル
５ 放射能量算出部
６ 検出部遮蔽部
７ 収納容器遮蔽部
１００ 収納容器

Claims (4)

1. 直六面体をなす収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能量を測定する放射能測定装置であって、
   前記収納容器の相反する二面を除く四面にそれぞれ同じ距離で対向して放射能検出部を配置した状態で、前記収納容器の前記二面に直交する方向に前記収納容器と各前記放射能検出部とを相対的にスライド移動させるスライド移動部と、
   前記収納容器の前記四面のうちの相対する所定の二面に垂直な軸心で前記収納容器を９０度回転移動させる回転移動部と、
   前記スライド移動部のスライド移動、および前記回転移動部の回転移動後での前記スライド移動部のスライド移動によって、前記収納容器の各六面から放出される放射能量を各前記放射能検出部から入力し、当該放射能量を平均して前記放射性廃棄物全体の放射能量を算出する放射能量算出部と、
   を備えることを特徴とする放射能測定装置。
2. 前記放射能検出部に、前記収納容器に対向する視野を絞るコリメータを備えることを特徴とする請求項１に記載の放射能測定装置。
3. 前記放射能検出部を含み当該放射能検出部が前記収納容器の面に対向する範囲を覆い、装置外部から前記放射能検出部に至る放射線を遮蔽する検出部遮蔽部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の放射能測定装置。
4. 前記放射能検出部で放射能を検出する際の前記収納容器を覆い、装置外部から前記収納容器に至る放射線を遮蔽する収納容器遮蔽部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の放射能測定装置。

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