JP5716231B1 - 汚染物質分別装置及び汚染物質分別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汚染物質の放射能濃度を精度良く測定でき、かつ、大量の汚染物質を効率よく分別することができる汚染物質分別装置及び汚染物質分別方法を提供する。【解決手段】本発明の汚染物質分別装置１０は、放射性核種で汚染された汚染物質を収容する容器１１と、容器１１内の一部に設けられた放射能測定部１２と、放射能測定部１２内の略中心に配置された放射線検出器１３と、放射線検出器１３で検出した放射能濃度に基づいて、容器１１内に収容した汚染物質を分別する分別手段とを備え、放射能測定部１２の内壁面と放射線検出器１３との最小距離をＤ、汚染物質内における放射性核種からの放射線量の自己遮蔽効果による遮蔽距離をＬとしたとき、Ｄ＞Ｌとなるように、放射能測定部１２の大きさが設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、放射性核種で汚染された汚染物質を、放射能濃度に基づいて分別する汚染物質分別装置及び汚染物質分別方法に関する。

セシウム等の放射性核種で汚染された汚染土壌は、放射能汚染の基準値を超える高濃度汚染土壌と、基準値以下の低濃度汚染土壌とに分別することで、前者は、中間貯蔵施設に貯蔵され、後者は、一定の条件の下で再利用することが可能になる。

汚染土壌の放射能濃度を測定する方法として、汚染土壌の一部をサンプルとして採取し、採取したサンプルの放射能濃度を測定することによって、汚染土壌全体の放射能濃度を把握する方法がある。しかしながら、この方法は、汚染土壌を分別するラインにおいて、汚染土壌の放射能濃度をインラインで測定（その場測定）できないため、大量に発生した汚染土壌を分別するのに、長時間を要してしまうという問題がある。

特許文献１には、放射能汚染された瓦礫を破砕して生じた破砕片を、ベルトコンベアー上に連続的に供給し、ベルトコンベアー上を移動する破砕片の層厚を調整した後、破砕片の放射能濃度を連続的に測定することによって、破砕片を分別する方法が記載されている。この方法では、破砕片の放射能濃度を、インラインで測定することができるため、大量に発生した汚染物質の分別を短時間で行うことができる。

特開２０１４−９９９８号公報

汚染土壌の分別の基準となる放射能濃度は、単位質量当たりの放射線量（Ｂｑ／Ｋｇ）であるため、汚染土壌の放射能濃度の測定では、測定対象土壌の密度（体積と質量）を精度良く測定する必要がある。

特許文献１に記載された分別方法では、ベルトコンベアー上を破砕片（汚染物質）が連続的に移動するため、測定対象物質の密度を精度良く測ることが難しい。そのため、放射能濃度の測定誤差が大きくなるため、放射能濃度を分別する設定値を、本来の基準値よりも低い数値に設定しなければならない。その結果、高濃度汚染物質の分別量が増え、低濃度汚染物質の分別量が減るため、高濃度汚染物質を中間貯蔵施設に貯蔵する負担が増加し、再利用できる低濃度汚染物質が減少してしまうという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その主な目的は、汚染物質の放射能濃度を精度良く測定でき、かつ、大量の汚染物質を効率よく分別することができる汚染物質分別装置及び汚染物質分別方法を提供することにある。

本発明は、汚染物質を収容する容器内の一部に放射能測定部を設け、放射能測定部の中心に放射線検出器を配置し、放射能測定部の大きさを、汚染物質の自己遮蔽効果による遮蔽距離を半径とする球よりも大きくしたものである。

すなわち、本発明に係る汚染物質分別装置は、放射性核種で汚染された汚染物質を収容する容器と、容器内の一部を構成して汚染物質を収容する放射能測定部と、放射能測定部内の略中心に配置されたが放射線検出器と、放射線検出器で検出した放射能濃度に基づいて、容器内に収容した汚染物質を分別する分別手段とを備え、放射能測定部の内壁面と放射線検出器との最小距離をＤ、汚染物質内における放射性核種からの放射線量の自己遮蔽効果による汚染物質の種類に固有の遮蔽距離をＬとしたとき、Ｄ＞Ｌとなるように、放射能測定部の大きさが設定されており、放射線検出器の周囲の汚染物質の放射線量を測定したとき、放射線検出器の周囲の汚染物質の厚みが増えて放射線量が一定の値に収束し、それ以上厚みが増えても放射線量が増加しない厚みをＬ_０としたとき、遮蔽距離Ｌは、Ｌ＝Ｌ_０±１０％の範囲内にあることを特徴とする。

本発明に係る汚染物質分別方法は、放射性核種で汚染された汚染物質を容器内に収容する工程（ａ）と、容器内に収容された汚染物質の放射能濃度を検出する工程（ｂ）と、検出した放射能濃度に基づいて、容器内に収容した汚染物質を分別する工程（ｃ）とを含み、放射能濃度は、容器内の一部を構成して汚染物質を収容する放射能測定部内の略中心に配置された放射線検出器によって検出され、放射能測定部の内壁面と放射線検出器との最小距離をＤ、汚染物質内における放射性核種からの放射線量の自己遮蔽効果による汚染物質の種類に固有の遮蔽距離をＬとしたとき、Ｄ＞Ｌとなるように、放射能測定部の大きさが設定されており、放射線検出器の周囲の汚染物質の放射線量を測定したとき、放射線検出器の周囲の汚染物質の厚みが増えて放射線量が一定の値に収束し、それ以上厚みが増えても放射線量が増加しない厚みをＬ_０としたとき、遮蔽距離Ｌは、Ｌ＝Ｌ_０±１０％の範囲内にあることを特徴とする。

本発明によれば、汚染物質の放射能濃度を精度良く測定でき、かつ、大量の汚染物質を効率よく分別することができる汚染物質分別装置及び汚染物質分別方法を提供することができる。

本発明の一実施形態における汚染物質分別装置の構成を模式的に示した断面図である。 本発明の一実施形態における放射能測定部の構成を模式的に示した図である。 放射線検出器の位置における汚染物質の放射線量と放射線検出器から放射能測定部の内壁面までの距離との関係を示したグラフである。 本発明の一実施形態における放射能測定部の具体的構成を示した図である。 放射線検出器の位置における汚染物質の特定放射線の検出計数と放射線検出器から放射能測定部の内壁面までの距離との関係を、汚染物質の密度毎に示したグラフである。 本発明の一実施形態における放射能濃度算出手段の構成を示したブッロク図である。 バックグランドからの空間線量と放射能測定部の内壁面からの距離との関係を示したグラフである。 本発明の一実施形態における汚染物質の分別ラインの構成を模式的に示した図である。 本発明の一実施形態における汚染物質分別方法を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。

図１は、本発明の一実施形態における汚染物質分別装置の構成を模式的に示した断面図である。ここで、「汚染物質」とは、放射性核種によって汚染された物質を意味し、放射性核種によって汚染されていない物質が混合されたものも含む。また、汚染物質の種類は限定されず、例えば、汚染された土壌、瓦礫、草木等を含む。

図１に示すように、本実施形態における汚染物質分別装置１０は、放射性核種で汚染された汚染物質２０を収容する容器１１と、容器１１内の一部に設けられた放射能測定部１２と、放射能測定部１２内の略中心に配置された放射線検出器１３とを備えている。放射能測定部１２の外壁の一部は、開閉可能な開閉部１８になっており、汚染物質２０の放射能濃度の測定が終了すると、開閉部１８が開放されて、汚染物質２０が排出される。排出された汚染物質２０は、放射線検出器１３で検出した放射能濃度に基づいて、分別される。

ここで、放射線検出器１３は、筒状の収容容器１４内に設置され、収容容器１４によって、容器１１内に投入される汚染物質２０から保護されている。放射線検出器１３は、γ線の他、α線やβ線などの放射線を検出することができる検出器を含む。例えば、γ線検出器として、ＮａＩシンチレータ等が用いられる。また、放射線検出器１３による放射線量の検出は、例えば、放射線検出器１３で測定した特定放射線（例えば、セシウム１３４やセシウム１３７等）のピーク計数率から算出することができる。

容器１１には、質量検出器１６、及び容積検出器１７が取り付けられており、これらを用いて、容器１１内に収容された汚染物質２０の密度が測定される。ここで、質量検出器１６は、例えば、ロードセル等が用いられる。また、容積検出器１７は、例えば、非接触方式のレベル計や３次元測定器等が用いられる。なお、密度を測定する際には、予め、容器１１内に供給された汚染物質２０の表面を平らにならしておくことが好ましい。

ところで、汚染土壌等の汚染物質２０は、それ自体、汚染物質２０内における放射性核種からの放射線量を遮蔽する、いわゆる自己遮蔽効果を有している。従って、図２に示すように、放射能測定部１２内の略中心に配置された放射線検出器１３で、放射線検出器１３の周囲の汚染物質２０の放射線量を測定した場合、放射線検出器１３で検出される放射線量は、図３に示すように、放射線検出器１３からの距離が一定以上になると収束する。この放射線量が収束する距離を、汚染物質２０内における放射性核種からの放射線量の遮蔽距離Ｌとすると、放射線検出器１３は、遮蔽距離Ｌを半径とする球の内側にある汚染物質２０の放射線量を測定していることになる。なお、本実施形態における遮蔽距離Ｌは、厳密に定まるものではなく、一定の幅を有する値として定義される。すなわち、放射線検出器１３の周囲の汚染物質２０の放射線量を測定したとき、放射線検出器１３の周囲の汚染物質の厚みが増えて放射線量が一定の値に収束し、それ以上厚みが増えても放射線量が増加しない厚みをＬ_０としたとき、遮蔽距離Ｌは、Ｌ_０の値に対して±１０％以内の範囲を含む距離と定義される。また、本実施形態における遮蔽距離Ｌは、放射能濃度の測定対象物である汚染物質の種類によって変わり、また、後述するように、汚染物質の密度によっても変わる。

従って、図２に示すように、放射能測定部１２の内壁面と放射線検出器１３との最小距離をＤとしたとき、Ｄ＞Ｌになるように、放射能測定部１２の大きさを設定することによって、放射線検出器１３の測定対象物質を、遮蔽距離Ｌを半径とする球内の汚染物質２０に特定することができる。しかも、遮蔽距離Ｌは、汚染物質２０の固有のパラメータとして一義的に決めることができるため、測定対象物質の体積Ｖ（Ｌを半径とする球の体積）を容易に求めることができる。従って、汚染物質の密度ρを予め測定しておけば、測定対象物質の質量Ｍ（Ｍ＝Ｖ・ρ）を容易に求めることができる。これにより、放射線検出器１３で検出した放射線量Ｑと、測定対象物質の質量Ｍから、汚染物質の放射能濃度Ｎを、次式（１）を用いて容易に求めることができる。

Ｎ＝Ｑ／Ｍ＝Ｑ／（Ｖ・ρ） ・・・（１）
ここで、Ｖは、Ｌを半径とする球の体積（Ｖ＝４／３πＬ^３）である。

ところで、図２に示した放射線検出器１３は、その周囲を汚染物質２０で隙間なく覆った状態になっているが、実際には、図４に示すように、放射線検出器１３は、汚染物質２０から保護するために、収容容器１４の中に入れられている。収容容器１４内は、自己遮蔽効果を有する汚染物質２０がないため、収容容器１４内での放射線の減衰は非常に小さい。従って、放射線検出器１３の測定対象物質が占める範囲は、図４に示すように、遮蔽距離Ｌを半径とする球から幾何学的に少し異なり、収容容器１４の外周からの距離Ｌが一定の範囲となる。

このように、実際の放射線検出器１３の測定対象物質が占める体積Ｖ’は、遮蔽距離Ｌを半径とする球の体積Ｖに対して、収容容器１４の形状を考慮して、次式（２）に示すように、幾何学的な補正を行う必要がある。

Ｖ’＝Ｋ_１・Ｖ（Ｋ_１は補正係数） ・・・（２）
また、放射線検出器１３の測定対象物質が占める範囲において、放射線検出器１３から離れたところにある汚染物質２０からの放射線量は、放射線検出器１３に届くまでに、汚染物質２０の自己遮蔽効果により減衰する。従って、汚染物質２０の放射能濃度Ｎを、上記式（１）で求める際に、放射線検出器１３の測定対象物質が占める実質的な体積Ｖ’は、次式（３）に示すように、遮蔽距離Ｌを半径とする球の体積Ｖに対して、汚染物質２０の自己遮蔽効果による放射線量の減衰を考慮した補正を行う必要がある。

Ｖ’’＝Ｋ_２・Ｖ（Ｋ_２は補正係数） ・・・（３）
また、放射線検出器１３は、収容容器１４の内側に設置されているため、収容容器１４の外側にある汚染物質２０からの放射線量は、収容容器１４を透過する際、減衰する。従って、汚染物質２０の放射能濃度Ｎを、上記式（１）で求める際に、放射線検出器１３で検出した放射線量Ｑは、次式（４）に示すように、収容容器１４の遮蔽効果を考慮した補正を行う必要がある。

Ｑ’＝Ｋ_３・Ｑ（Ｋ_３は補正係数） ・・・（４）
このように、実際の放射能濃度Ｎを算出するに当たっては、遮蔽距離Ｌを半径とする球の体積Ｖ、及び放射線検出器１３で検出した放射線量Ｑに対して、以下の式（５）に示すような補正係数Ｋを用いて算出する必要がある。

Ｎ＝Ｑ’／Ｍ
＝Ｑ’／（Ｖ’・ρ）
＝Ｋ_３Ｑ／（Ｋ_１・Ｋ_２・Ｖ・ρ）
＝Ｑ／（Ｋ・Ｖ・ρ） ・・・（５）
ここで、Ｋ＝Ｋ_３／（Ｋ_１・Ｋ_２）；Ｖは、Ｌを半径とする球の体積（Ｖ＝４／３πＬ^３）である。

以上は、放射能濃度Ｎを算出する原理を説明したものであるが、Ｋ_１・Ｋ_２・Ｋ_３・Ｖは放射能測定部１２や放射線検出器１３の収容容器１４によって固有の値となるので、実施段階においては、放射能濃度Ｎを算出する上で、各々のパラメータを単独で求める必要はない。例えば、実施段階で用いるのと同一の放射能測定部１２と、放射線検出器１３の収容容器１４とを用意し、サンプル汚染物質を用いて、実験的にＱとρを測定すると共に、別途設けた放射能濃度測定器（例えば、ゲルマニウム半導体検出器等）で、サンプル汚染物質の正確な放射能濃度Ｎを測定する。これによって、（５）式から実験的に（Ｋ・Ｖ）を予め求めておくことができる。

ところで、汚染物質２０の自己遮蔽効果は、汚染物質２０の密度によっても変わる。図５は、汚染物質２０の放射能濃度（Ｂｑ／ｋｇ）と測定時間は一定とした上で、密度ρを変えて、γ線検出器１３が感知する周囲の汚染物質２０からの特定放射線（セシウム１３７）の検出計数（ピーク計数率×測定時間）を、それぞれシミュレーション計算した結果を示したグラフである。ここで、汚染物質２０は、汚染土壌を用い、密度ρは、１．２〜１．５ｇ／ｃｍ^３の範囲（ρ_１＞ρ_２＞ρ_３＞ρ_４）に変えて、シミュレーション計算を行った。特定放射線の検出計数とγ線検出器１３からの距離との関係は、図３に示したように、γ線検出器１３からの距離が一定以上になると、検出計数は、ほぼ収束している。ここで、シミュレーション計算で求めた検出計数は、図３に示した放射線量に対応するものである。

図５に示すように、汚染物質２０の密度ρが大きくなると、γ線検出器１３が感知する汚染物質の質量が増すので、特定放射線の検出計数は増加するが、自己遮蔽効果も大きくなるので、特定放射線の検出計数は、逆に減少する。しかしながら、増減双方の影響はあるものの、総合的には汚染物質２０の密度ρが大きくなると、γ線検出器１３で検出する特定放射線の検出計数は増加する。従って、遮蔽距離Ｌを半径とする球の体積Ｖは、汚染物質２０の密度ρをパラメータとして定める必要がある。そのため、上式（５）を用いて、汚染物質２０の放射能濃度Ｎを算出する際には、（Ｋ・Ｖ）とρとの関係を予め密度の異なる複数の汚染物質で測定しておき、そのデータに基づいて、（Ｋ・Ｖ）を求める必要がある。

図６は、本実施形態における放射能濃度算出手段の構成を示したブッロク図である。

図６に示すように、放射能濃度算出手段５０は、算出部５１及び記憶手段５２を備えている。算出部５１には、放射線検出器１３で検出した汚染物質２０の放射線量Ｑ、及び、密度測定手段５４（容器１１に取り付けられた質量検出器１６及び容積検出器１７）で測定した汚染物質２０の密度ρが、それぞれ入力される。

記憶手段５２には、（Ｋ・Ｖ）とρとの関係を予め測定したデータが記憶されている。そして、算出部５１では、例えば、特定放射線のピーク計数率（若しくは検出計数）から放射線量Ｑを算定すると共に、上記の式（５）に基づいて、汚染物質の密度ρ、及び（Ｋ・Ｖ）の各データを用いて、汚染物質２０の放射能濃度Ｎを算出する。

放射能濃度算出手段５０で算出した放射能濃度Ｎのデータは、分別手段５３に入力される。分別手段５３では、放射能濃度Ｎと、放射能濃度を分別する基準値とを比較し、放射能濃度Ｎが基準値よりも高ければ、高濃度汚染物質として分別し、基準値よりも低ければ、低濃度汚染物質として分別する。

以上、説明したように、本実施形態における汚染物質分別装置によれば、放射能測定部１２の大きさを、汚染物質２０の自己遮蔽効果による遮蔽距離Ｌを半径とする球よりも大きくすることによって、放射線検出器１３の測定対象物質の範囲を、遮蔽距離Ｌを半径とする球に特定できるため、測定対象物質の密度（体積及び質量）を精度良く測定することができる。また、遮蔽距離Ｌを半径とする球は、放射線検出器１３が汚染物質の放射線量を計測できる最大の範囲であるため、最大限の放射線量を計測することができる。そのため、放射線検出器１３の検出感度を高めることができる。

また、図１に示すように、放射能測定部１２は、汚染物質２０を収容する容器１１の一部に設ければよいため、放射線検出器１３の測定対象物質の範囲を非常に小さくすることができる。これにより、大量の汚染物質の分別を、短時間に効率よく行うことができる。

例えば、遮蔽距離Ｌを３０ｃｍとすると、放射能測定部１２の大きさは、半径５０ｃｍの球の容積を確保すれば十分である。これに対して、容器１１の大きさは、任意に決めることができるが、例えば、容器１１の大きさを、半径１ｍ、高さ１ｍの円柱とした場合、放射能測定部１２の容積（約０．５ｍ^３）は、容器１１の容積（約３ｍ^３）に対して、約１／６にすることができる。

本実施形態において、大量の汚染物質の分別を、短時間に効率よく行うためには、放射能測定部１２の容積を、容器１１の容積に対して、少なくとも１／５以下にすることが好ましく、１／１０以下にすることがより好ましい。

ところで、汚染物質の分別を、放射能汚染が発生した地域で行う場合、バックグラウンドの放射線量（空間線量）も非常に高い。そのため、放射線検出器１３が、バックグラウンドからの空間線量も検出すると、汚染物質の放射能濃度の測定精度が低下する。しかしながら、本実施形態における放射線検出器１３は、放射能測定部１２の内側に配置されているため、図７に示すように、バックグランドからの空間線量は、汚染物質２０の遮蔽効果により、放射能測定部１２の内壁面からの距離が長くなるに従い、減衰する。そのため、放射線検出器１３が、放射能測定部１２の内壁面から、バックグランドからの空間線量が、汚染物質の放射線量に比べて、十分に小さくなるまで減衰する距離に配置されていれば、その影響をなくすことができる。

本実施形態において、放射能測定部１２の形状は、放射能測定部１２の大きさが、Ｄ＞Ｌとなるように設定されていれば、その形状、大きさは特に限定されない。なお、放射能測定部１２の内壁面と、放射線検出器１３との最小距離Ｄは、放射線検出器１３の収容容器１４内の空間距離を差し引いたものである。

また、本実施形態において、放射線検出器１３は、放射能測定部１２の略中心に配置されるが、放射能測定部１２の幾何学的な中心に限定されず、放射線検出器１３を中心とした半径Ｌの球が、放射能測定部１２の内側にある場合も含むものである。

また、本実施形態において、放射能測定部１２は、汚染物質２０を収容する容器１１の一部を構成しているが、必ずしも、容器１１と一体的に構成されていなくてもよい。容器１１内に収容された汚染物質の一部が、放射能測定部１２内にも収容されていれば、放射能測定部１２が、容器１１と物理的に分離されていても、容器１１の一部を構成するものである。

図８は、本実施形態における汚染物質分別装置を、現場で組み立てて、汚染物質の分別作業を行う分別ラインの構成を模式的に示した図である。

１バッチ分の汚染物質は、ホッパー４０に供給されて、ベルトコンベアー４１によって移送されて、攪拌手段４３の上側に配置されたホッパー４２に供給される。ホッパー４２に供給された汚染物質は、攪拌手段４３に投入され、ここで、汚染物質を攪拌することによって、汚染物質内の放射性核種の濃度が均質化される。これにより、放射能測定部１２内の測定対象物質の放射能濃度が均一になるため、放射線検出器１３での放射能濃度の測定誤差を小さくすることができる。

次に、攪拌手段４３で均質化された汚染物質は、容器１１に投入され、放射能測定部１２内の略中心に配置された放射線検出器１３によって、汚染物質の放射能濃度を測定する。測定が終わると、放射能測定部１２から、容器１１内の汚染物質が全て、ベルトコンベアー４４上に投下される。ベルトコンベアー４４上に投下された汚染物質は、放射線検出器１３で検出した放射能濃度に基づいて分別される。すなわち、放射能濃度が基準値よりも低い低濃度汚染物質は、ベルトコンベアー４４上を移送されて、回収容器４５に回収され、基準値よりも高い高濃度汚染物質は、ベルトコンベアー４４上を反対方向に移送されて、回収容器４６に回収される。

１バッチ分の汚染物質の分別が終了すると、次の１バッチ分の汚染物質が、ホッパー４０に供給されて、上述したステップを繰り返して、汚染物質の分別が行われる。

本実施形態の分別ラインにおいて、汚染物質内の放射能濃度が均一であれば、攪拌手段４３を省略することができる。また、汚染物質をホッパー４０に供給する前に、予め、攪拌手段４３を用いて、汚染物質内の放射性核種の濃度を均質化しておいてもよい。

本実施形態における分別ラインは、バッチ毎に分別が行われるが、汚染物質の放射能濃度の測定は、放射能測定部１２においてインライン（その場測定）で行われるため、大量の汚染物質の分別を、短時間に効率よく行うことができる。

図９は、本実施形態における汚染物質分別方法を示したフローチャートである。

図９に示すように、まず、汚染物質内の放射性核種の濃度が均質化されているかどうかを判別する（ステップＳ１）。均質化されていれば、汚染物質を容器１１に収容する（ステップＳ３）。均質化されていなければ、汚染物質を攪拌して、放射性核種の濃度を均質化した後（ステップＳ２）、汚染物質を容器１１に収容する（ステップＳ３）。

次に、容器１１内に収容された汚染物質２０の放射能濃度を測定する（ステップＳ４）。放射能濃度は、容器１１内の一部に設けられた放射能測定部１２内の略中心に配置された放射線検出器１３によって検出される。このとき、放射能測定部１２の大きさは、放射能測定部１２の内壁面と放射線検出器１３との最小距離をＤ、汚染物質２０内における放射性核種からの放射線量の自己遮蔽効果による遮蔽距離をＬとしたとき、Ｄ＞Ｌとなるように設定されている。

次に、検出した放射能濃度に基づいて、容器１１内に収容した汚染物質２０を分別する（ステップＳ５）。放射能濃度が基準値よりも高ければ、高濃度汚染物質として分別され（ステップＳ６）、放射能濃度が基準値よりも低ければ、低濃度汚染物質として分別され（ステップＳ７）。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。

１０ 汚染物質分別装置
１１ 容器
１２ 放射能測定部
１３ 放射線検出器（γ線検出器）
１４ 収容容器
１６ 質量検出器
１７ 容積検出器
１８ 開閉部
２０ 汚染物質
４０、４２ ホッパー
４１、４４ ベルトコンベアー
４３ 攪拌手段
４５、４６ 回収容器
５０ 放射能濃度算出手段
５１ 算出部
５２ 記憶手段
５３ 分別手段
５４ 密度測定手段

Claims (12)

1. 放射性核種で汚染された汚染物質を収容する容器と、
   前記容器の一部を構成して前記汚染物質を収容する放射能測定部と、
   前記放射能測定部内の略中心に配置された放射線検出器と、
   前記放射線検出器で検出した放射能濃度に基づいて、前記容器内に収容した汚染物質を分別する分別手段と
   を備えた汚染物質分別装置であって、
   前記放射能測定部の内壁面と前記放射線検出器との最小距離をＤ、前記汚染物質内における放射性核種からの放射線量の自己遮蔽効果による前記汚染物質の種類に固有の遮蔽距離をＬとしたとき、Ｄ＞Ｌとなるように、前記放射能測定部の大きさが設定されており、
   前記放射線検出器の周囲の前記汚染物質の放射線量を測定したとき、前記放射線検出器の周囲の前記汚染物質の厚みが増えて放射線量が一定の値に収束し、それ以上厚みが増えても放射線量が増加しない厚みをＬ_０としたとき、前記遮蔽距離Ｌは、Ｌ＝Ｌ_０±１０％の範囲内にある、汚染物質分別装置。
2. 前記容器内に収容された前記汚染物質の密度を測定する密度測定手段と、
   前記汚染物質の放射能濃度を算出する放射能濃度算出手段と
   をさらに備え、
   前記放射線検出器で検出した放射線量をＱ、前記密度測定手段で測定した前記汚染物質の密度をρとしたとき、
   前記放射能濃度算出手段は、以下の式に基づいて、前記汚染物質の放射能濃度Ｎを算出する、請求項１に記載の汚染物質分別装置。
   Ｎ＝Ｑ／（Ｋ・Ｖ・ρ）
   ここで、Ｋは補正係数、Ｖは半径Ｌの球の体積である。
3. 前記放射能濃度算出手段は、前記（Ｋ・Ｖ）と、ρとの関係を予め測定したデータを記憶した記憶手段をさらに備え、
   前記放射能濃度算出手段において、前記（Ｋ・Ｖ）は、前記記憶手段に記憶されたデータに基づいて決定される、請求項２に記載の汚染物質分別装置。
4. 前記汚染物質を攪拌する攪拌手段をさらに備え、
   前記容器内に収容される前記汚染物質は、前記攪拌手段により、放射性核種の濃度が均質化されている、請求項１に記載の汚染物質分別装置。
5. 前記放射能測定部の容積は、前記容器の容積に対して、少なくとも１／５以下である、請求項１に記載の汚染物質分別装置。
6. 前記汚染物質は、放射性核種で汚染された汚染土壌である、請求項１に記載の汚染物質分別装置。
7. 放射性核種で汚染された汚染物質を容器内に収容する工程（ａ）と、
   前記容器内に収容された前記汚染物質の放射能濃度を検出する工程（ｂ）と、
   前記検出した放射能濃度に基づいて、前記容器内に収容した汚染物質を分別する工程（ｃ）と
   を含む汚染物質分別方法であって、
   前記放射能濃度は、前記容器内の一部を構成して前記汚染物質を収容する放射能測定部内の略中心に配置された放射線検出器によって検出され、
   前記放射能測定部の内壁面と前記放射線検出器との最小距離をＤ、前記汚染物質内における放射性核種からの放射線量の自己遮蔽効果による前記汚染物質の種類に固有の遮蔽距離をＬとしたとき、Ｄ＞Ｌとなるように、前記放射能測定部の大きさが設定されており、
   前記放射線検出器の周囲の前記汚染物質の放射線量を測定したとき、前記放射線検出器の周囲の前記汚染物質の厚みが増えて放射線量が一定の値に収束し、それ以上厚みが増えても放射線量が増加しない厚みをＬ_０としたとき、前記遮蔽距離Ｌは、Ｌ＝Ｌ_０±１０％の範囲内にある、汚染物質分別方法。
8. 前記工程（ｂ）は、
   前記容器内に収容された前記汚染物質の密度ρを測定する工程と、
   前記汚染物質の放射線量Ｑを検出する工程と
   を含み、
   前記汚染物質の放射能濃度Ｎは、以下の式に基づいて算出される、請求項７に記載の汚染物質分別方法。
   Ｎ＝Ｑ／（Ｋ・Ｖ・ρ）
   ここで、Ｋは補正係数、Ｖは半径Ｌの球の体積である。
9. 前記（Ｋ・Ｖ）は、予め測定した前記（Ｋ・Ｖ）とρとの関係を示すデータに基づいて決定される、請求項８に記載の汚染物質分別方法。
10. 前記工程（ａ）の前に、前記汚染物質を攪拌して、前記容器内に収容される放射性核種の濃度を均質化する工程をさらに含む、請求項７に記載の汚染物質分別方法。
11. 前記放射能測定部の容積は、前記容器の容積に対して、少なくとも１／５以下である、請求項７に記載の汚染物質分別方法。
12. 前記汚染物質は、放射性核種で汚染された汚染土壌である、請求項７に記載の汚染物質分別方法。

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