JP5639530B2 - 放射線測定装置および携帯端末装置 - Google Patents
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Description
遮へい体による線量率の低減効果が遮へい体の物質や放射線エネルギ等の条件に依存するため、適切な仮設遮へい体厚を、作業エリアにおいて簡便かつ迅速に、作業者が把握できるようにすることが望まれる。
作業エリアAは、作業者Pが所定の作業を行うエリアである。この作業エリアAに近接して、放射線(γ線)を放射する線源核種X(例えば60Co、137Cs、131I等)の放射線源(γ線源)を有する線源機器20が配置されている。
作業エリアAの線量率(実測線量率Dac)が所定値(目標線量率Dob)以下である場合、「作業可能」であるとして、作業者Pは作業エリアAにおいて所定の作業を開始する。
一方、作業エリアAの線量率(実測線量率Dac)が所定値(目標線量率Dob)よりも大きい場合、このままでは「作業不可」であるとして、作業者Pは、高い放射線遮へい能力を有する遮へい体物質Y(例えば、鉛、タングステン等)からなる仮設の遮へい体30(例えば、鉛毛マット、タングステンマット等)を用いて線源機器20を覆い、作業エリアAの線量率(実測線量率Dac)が所定の所定値(目標線量率Dob)以下となったら、作業者Pは作業エリアAにおいて所定の作業を開始する。
本実施形態に係る放射線測定装置1は、携帯可能に構成されており、線量率を測定して、作業の可否を判定し、その判定結果(作業可能/作業不可)を作業者Pに通知することができるようになっている。これにより、作業者Pは、放射線測定装置1を用いて容易に作業可否を判断することができるようになっている。
また、放射線測定装置1は、「作業不可」と判定した場合、即ち、線源機器20を遮へい体30で覆う必要がある場合、線源機器20を覆う遮へい体30の厚さを算出し、作業者Pに通知することができるようになっている。これにより、作業者Pは、放射線測定装置1から通知された厚さに基づいて線源機器20を遮へい体30で覆うことができるようになっている。
放射線測定装置1は、放射線検出部2と、入力部3と、ECU4(Electronic Control Unit:電子制御装置)と、出力部5と、を備えている。また、ECU4は、線量率計測部11と、作業可否判定部12と、遮へい体厚さ算出部13と、記憶部14と、を備えている。
ECU4の線量率計測部11は、所定時間における放射線検出部2からの検出信号に基づいて、線量率(実測線量率Dac)を計測する機能を有している。線量率計測部11で計測された実測線量率Dacは、線量率計測部11から出力部5に送信され、出力部5に表示されるようになっている。また、実測線量率Dacは、線量率計測部11から記憶部14に送信され、記憶部14に記憶されるようになっている。
なお、放射線検出部2における放射線(γ線)の検出方式は、GM管式サーベイメータであってもよく、電離箱式サーベイメータであってもよく、シンチレーション式サーベイメータであってもよく、その他の方式のサーベイメータであってもよい。
入力部3で入力された情報(線源核種X、遮へい体物質Y、目標線量率Dob)は、入力部3からECU4の記憶部14に送信され、記憶部14に記憶されるようになっている。
具体的には、記憶部14に記憶された実測線量率Dacおよび目標線量率Dobに基づいて、判別式ΔDを式(1)のように定義する。
作業可否判定部12で判定された作業可否の判定結果(作業可能/作業不可)は、作業可否判定部12から出力部5に送信され、出力部5に表示されるようになっている。
遮へい体厚さ算出部13で算出された厚さtは、遮へい体厚さ算出部13から出力部5に送信され、出力部5に表示されるようになっている。
また、記憶部14には、遮へい体厚さ算出部13が用いるマップデータ141,142,143(図5、図6参照)が記憶されている。なお、マップデータ141,142,143(図5、図6参照)の詳細については後述する。
次に、図3を用いて、ECU4が実行する放射線測定装置1の動作処理について説明する。図3に示す動作処理は、例えば、放射線測定装置1の電源が投入されることにより開始する。
ここで、作業者Pは放射線測定装置1の入力部3を操作して、作業情報として、線源核種X、遮へい体物質Yおよび目標線量率Dobを入力する。なお、入力された線源核種X、遮へい体物質Yおよび目標線量率Dobは、記憶部14に記憶されるようになっている。
作業情報の入力が完了した場合(S102・Yes)、ECU4の処理はステップS103に進む。一方、作業情報の入力が完了していない場合(S102・No)、ECU4の処理はステップS101に戻り、入力が完了するまでステップS101を繰り返す。
即ち、ECU4の線量率計測部11は、所定時間における放射線検出部2からの検出信号に基づいて、実測線量率Dacを計測する。
なお、計測された実測線量率Dacは、出力部5に表示され、記憶部14に記憶されるようになっている。
即ち、ECU4の作業可否判定部12は、ステップS101で入力された目標線量率DobおよびステップS103で計測された実測線量率Dacに基づいて、式(1)に示す判別式ΔDが「ΔD≧0」であるか否かを判定する。
ΔD≧0である場合(S104・Yes)、ECU4の処理はステップS105に進む。一方、ΔD≧0でない場合(S104・No)、ECU4の処理はステップS106に進む。
即ち、ECU4の作業可否判定部12は、ステップS104の作業可否判定の判定結果である「作業可能」を出力部5に送信し、出力部5に「作業可能」である旨を表示させることにより、作業者Pに通知する。
そして、ECU4の処理を終了する。
即ち、ECU4の作業可否判定部12は、ステップS104の作業可否判定の判定結果である「作業不可」を出力部5に送信し、出力部5に「作業不可」である旨を表示させることにより、作業者Pに通知する。
そして、ECU4の処理はステップS107に進む。
具体的には、ECU4の遮へい体厚さ算出部13は、ステップS101で入力され記憶部14に記憶されている線源核種X、遮へい体物質Yおよび目標線量率Dobと、ステップS103で計測され記憶部14に記憶されている実測線量率Dacと、記憶部14に記憶されているマップデータ141,142,143(図5、図6参照)と、に基づいて、線源機器20を覆う遮へい体30の厚さtを算出する。なお、遮へい体厚さ算出部13が実行する線源機器20を覆う遮へい体30の厚さtの算出処理は、図4を用いて後述する。
即ち、ECU4の遮へい体厚さ算出部13は、ステップS107で算出した「厚さt」を出力部5に送信し、出力部5に「厚さt」を表示することにより、作業者Pに通知する。
そして、ECU4の処理は、ステップS103に戻る。
ステップS107(図3参照)の線源機器20を覆う遮へい体30の厚さtの算出に関して、遮へい体30の厚さtの算出の原理を説明した後、ステップS107でECU4の遮へい体厚さ算出部13が実行する遮へい体30の厚さtの算出処理について説明する。
まず、遮へい体30の厚さtの算出の原理について説明する。
放射線が遮へい体(吸収体)を透過する際、入射放射線強度Iinと透過放射線強度Itrとの関係は、式(2)のようになる。なお、μは遮へい体の線減衰係数であり、遮へい体の遮へい体物質Yと、遮へい体に入射する放射線エネルギExと、に依存する。また、tは遮へい体の厚さである。
また、遮へい体の透過による減衰を示す線減衰係数μを、ビルドアップ効果を考慮した換算係数μcoとする。なお、ビルドアップ効果とは、遮へい体を透過した放射線以外の周囲からの散乱成分による検出位置での線量率増加効果をいう。
よって、式(3)を(4)の関係を用いて置換することより、式(5)を得る。
次に、図4を用いて、ステップS107でECU4の遮へい体厚さ算出部13が実行する遮へい体30の厚さtの算出処理について説明する。
具体的には、換算係数μcoは、ステップS101(図3参照)で入力され、記憶部14に(図2参照)記憶されている線源核種Xおよび遮へい体物質Yに基づいて、記憶部14に記憶されているマップデータ141,142(図5参照)を参照して、決定される。
なお、線源核種Xが複数の放射線エネルギExのγ線を放出する場合は、放射線エネルギExの最大値1つを代表させる。
ここで、換算係数μcoは、線減衰係数μにビルドアップ効果を考慮したものであり、線減衰係数μは遮へい体物質Yと、放射線エネルギExと、に依存する。
このため、遮へい体物質Yごとに放射線エネルギExと換算係数μcoとの関係をあらかじめ実験的に求め、マップデータ142に記録されている。
この場合、遮へい体厚さ算出部13は、ステップS101(図3参照)で入力された線源核種Xおよび遮へい体物質Yからマップデータ143を参照して換算係数μcoを決定する。
具体的には、ECU4の遮へい体厚さ算出部13は、ステップS101(図3参照)で入力され記憶部14に記憶されている目標線量率Dobと、ステップS103(図3参照)で計測され記憶部14に記憶されている実測線量率Dacと、ステップS201で決定した換算係数μcoと、に基づいて、式(5)を用いて、線源機器20に追加すべき遮へい体30の厚さtを算出する。
そして、ECUの処理は、ステップS108(図3参照)に戻る。
本実施形態に係る放射線測定装置1は、携帯可能に構成されており、測定位置(図1に示す作業エリア境界B)において、線源核種Xの放射線源を有する線源機器20から放射された放射線(γ線)の線量率を測定する。
放射線測定装置1は、測定された実測線量率Dacと、あらかじめ入力された目標線量率Dobと、に基づいて、作業可否を判定し、その判定結果を出力部5に表示することにより、作業者Pに通知することができるようになっている。
突発的な作業では、現場(作業エリアA)での判断が何よりも重要であるが、本実施形態に係る放射線測定装置1を使用することにより適切な初期対策が可能となる。
なお、本実施形態に係る放射線測定装置1は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
また、線源核種Xの入力を不要とすることができるので、作業性が向上するとともに、線源核種Xが不明な放射線源を有する線源機器20においても対応することができる。
また、記憶部14に記憶されるマップデータは、遮へい体物質Yと換算係数μcoとの関係で足りるため、記憶部14の記憶容量を削減することができる。
測定前に、あらかじめ線源核種X、遮へい体物質Yおよび目標線量率Dobを携帯端末装置に入力しておき、放射線測定装置(サーベイメータ)で測定した実測線量率Dacを作業者Pが携帯端末装置に入力することにより、作業可否の判定および線源機器20を覆う遮へい体30の厚さtの算出を行い、作業者Pに通知する構成であってもよい。
このように、線減衰係数μ、実測線量率Dacおよび目標線量率Dobに基づいて、式(7)およびビルドアップ係数Bを用いて、線源機器20に追加すべき遮へい体30の厚さtを算出する構成であってもよい。
2 放射線検出部(放射線測定部)
3 入力部
4 ECU
5 出力部(判断結果出力部、遮へい体厚さ出力部)
11 線量率計測部(放射線測定部)
12 作業可否判定部
13 遮へい体厚さ算出部
14 記憶部
141,142,143 マップデータ
20 線源機器(線源)
30 遮へい体
A 作業エリア
B 作業エリア境界
P 作業者
X 線源核種
Ex 放射線エネルギ
Y 遮へい体物質
Dob 目標線量率
Dac 実測線量率
ΔD 判別式
μ 線減衰係数
μco 換算係数
t 厚さ
Claims (6)
- 線源から放射される放射線を測定する放射線測定部と、
前記放射線測定部で測定された線量率が所定の目標線量率以下である場合、作業許可と判定し、前記放射線測定部で測定された線量率が前記目標線量率より大きい場合、作業不可と判定することにより、作業可能か否かを判定する作業可否判定部と、
前記作業可否判定部の判定結果を出力する判断結果出力部と、
前記放射線測定部で測定された線量率を前記目標線量率以下とするために、前記線源との間に配置して放射線を減衰させる遮へい体の厚さを算出する遮へい体厚さ算出部と、
前記遮へい体厚さ算出部で算出した遮へい体の厚さを出力する遮へい体厚さ出力部と、を備える
ことを特徴とする放射線測定装置。 - 前記目標線量率、前記線源の線源核種および前記遮へい体の遮へい体物質を入力可能な入力部を更に備え、
前記遮へい体厚さ算出部は、
前記線源核種、前記遮へい体物質、前記目標線量率および前記放射線測定部で測定された線量率に基づいて、遮へい体の厚さを算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の放射線測定装置。 - 前記目標線量率および前記遮へい体の遮へい体物質を入力可能な入力部を更に備え、
前記遮へい体厚さ算出部は、
60Coの放射線エネルギ、前記遮へい体物質、前記目標線量率および前記放射線測定部で測定された線量率に基づいて、遮へい体の厚さを算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の放射線測定装置。 - 線源から放射される放射線を測定する放射線測定装置で測定された実測線量率および所定の目標線量率を入力可能な入力部と、
前記実測線量率が前記目標線量率以下である場合、作業許可と判定し、前記実測線量率が前記目標線量率より大きい場合、作業不可と判定することにより、作業可能か否かを判定する作業可否判定部と、
前記作業可否判定部の判定結果を出力する判断結果出力部と、
前記実測線量率を前記目標線量率以下とするために、前記線源と前記放射線測定装置との間に配置して放射線を減衰させる遮へい体の厚さを算出する遮へい体厚さ算出部と、
前記遮へい体厚さ算出部で算出した遮へい体の厚さを出力する遮へい体厚さ出力部と、を備える
ことを特徴とする携帯端末装置。 - 前記入力部は、
更に前記線源の線源核種および前記遮へい体の遮へい体物質を入力可能に構成され、
前記遮へい体厚さ算出部は、
前記線源核種、前記遮へい体物質、前記目標線量率および前記実測線量率に基づいて、遮へい体の厚さを算出する
ことを特徴とする請求項4に記載の携帯端末装置。 - 前記入力部は、
更に前記遮へい体の遮へい体物質を入力可能に構成され、
前記遮へい体厚さ算出部は、
60Coの放射線エネルギ、前記遮へい体物質、前記目標線量率および前記実測線量率に基づいて、遮へい体の厚さを算出する
ことを特徴とする請求項4に記載の携帯端末装置。
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