JP5747232B2 - 放射性廃棄物の放射能定量測定装置 - Google Patents
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Description
廃棄物収納容器を載置する容器載置台と、
前記容器載置台に対して前記廃棄物収納容器を搬出入する容器搬送手段と、
前記容器載置台に載置された前記廃棄物収納容器の重量を計測して該廃棄物収納容器内の廃棄物の重量を検出する廃棄物重量検出手段と、
前記容器載置台に載置された廃棄物収納容器の外端が内接するように想定した球状空間の外周に沿って前記廃棄物収納容器の中心位置に向けて複数のガンマ線検出器を前記廃棄物収容容器の回転軸を基準軸として経線方向に配列して設置する検出器支持台と、
前記廃棄物収納容器と前記複数のガンマ線検出器を前記廃棄物収容容器の回転軸を基準軸として前記球状空間の緯線方向に相対的に移動するように前記容器載置台と検出器支持台を相対的に回転させる台回転手段と、
前記容器載置台と検出器支持台の相対的な所定の回転位置において前記複数のガンマ線検出器から出力する検出信号を取得する検出信号取得手段と、
前記検出信号取得手段で取得した検出信号に基づいて前記廃棄物収納容器に収納された廃棄物の放射能を定量評価する放射能定量手段を備えたことを特徴とする。
廃棄物収納容器3を容器搬送台5上に置き、制御装置2に設けられているキーボードあるいは表示画面(図示省略)から該制御装置2に測定開始の信号を入力し、測定準備制御処理手段24を機能させることにより行う。この廃棄物収納容器3を容器回転台4上に移送する制御は、測定準備制御処理手段24により、容器搬送台5のフレーム51上に設置されている駆動搬送ローラ52と容器回転台4上に設置されている駆動ローラ45を駆動することにより廃棄物収納容器3を図2の矢印の方向に移送するように行う。そして、測定準備制御処理手段24は、到来検知器46から出力する検知信号に基づいて廃棄物収納容器3の位置を検出し、廃棄物収納容器3の全体が容器回転台4上に移送されたことを認識すると、前後のずれ量を求め、このずれ量に合わせて、駆動ローラ45を正・逆転させて廃棄物収納容器3を回転プレート43の中心に位置合わせする制御処理を行う。
制御装置2の測定準備制御処理手段24は、廃棄物収納容器3が容器回転台4の中央に位置したことを認識すると、昇降装置42によって容器回転台4のベース43を持ち上げて廃棄物収納容器3の重量を重量測定器81に作用させてその重量を測定する。廃棄物収納容器3内の廃棄物の重量は、測定値から空の廃棄物収納容器3とベース41と昇降装置42と回転プレート43と回転ガイドローラと44駆動ローラ45等の重量を差し引くことによって求める。また、廃棄物収納容器3内の廃棄物の密度は、廃棄物収納容器3が所定容積のドラム缶、あるいは、予め設定された容積の収納容器とすることで、測定した重量に基づいて演算することによって求める。
廃棄物収納容器3に対し、検出器支持台7で支持したガンマ線検出器6のガンマ線検出ヘッド61、62、63の位置が、廃棄物収納容器3の外端が内接するように想定した球状空間の外周に沿って配置されるように検出器支持台7及びガンマ線検出器6の位置を確認及び調整する。この確認及び調整は、廃棄物収納容器3の中心Xの位置に対して、ガンマ線検出器6のガンマ線検出ヘッド61,62,63が中心を向いているかどうかの確認及び調整であり、前記検出器固定器具75の手作業によるメカ的な調整であることから、詳細な説明は省略する。また、このガンマ線検出器6の係数準備処理は、この放射能定量測定装置1を稼動させるときに、当初に行うものであり、以降の処理では省略することができる。
ガンマ線検出6は、検出器支持台7に載置した複数のガンマ線検出ヘッド61、62、63を常時検出モードに設定しておき、制御装置2に構成した検出信号取得処理手段23によって複数のガンマ線検出ヘッド61、62、63からのガンマ線検出信号を取得する。
計測された信号はエネルギー弁別処理手段(検出信号取得処理手段23に内蔵)においてエネルギーに応じて弁別する。このガンマ線のエネルギー弁別処理手段は、特開2007−093471号公報等に詳細が記載されており、本実施の形態においても同様の方法でガンマ線エネルギー弁別処理を行うものとする。ガンマ線検出器6における複数のガンマ線検出ヘッド61、62、63からのガンマ線検出信号を、ガンマ線検出ヘッド毎に、横軸にガンマ線エネルギー値、縦軸にガンマ線強度を、特開2007−093471号公報の図1のb)に示されているようにプロットすることで、所定のガンマ線エネルギーの放射線強度を計数する。本実施の形態では、ウラン核種に対応した2つのエネルギーの1001keV、766keVのガンマ線検出信号を使用する。
ステップS5における計数値のエネルギー弁別処理後の計測データは、放射能定量処理手段26を機能させることによって該放射能定量処理手段26の所定のエリア(図示省略)に記憶する。
ステップS4〜S6までの処理が、特定位置での測定についての一連の処理である。この一連の処理が完了すると、台回転制御処理手段25は、測定対象物である廃棄物収納容器3の測定が所定回数いわゆる分割測定回数を実施したかの判定を行い、終了した場合には、ステップS9のガンマ線計数率計算処理を行う。所定回数の測定が終了していない場合には、次の測定位置での測定を行うため、ステップS8における廃棄物収納容器3の回転に移行する。
ステップ3におけるガンマ線検出準備が終了した段階で、台回転制御処理手段25は、予め定められた分割測定回数に従って、例えば、1周360度を12分轄で測定する場合には、容器回転台4を30度回転させ、回転動作が完了した段階で、検出信号取得処理手段23に台回転の完了信号を台回転情報として送信して、ステップS4の処理に戻る。
放射能定量処理手段26を機能させてエネルギーに応じて弁別された信号から構成されるガンマ線スペクトルから2つのエネルギー(1001keV、766keV)の計数率を計算する。計数率の計算は関数適合法によって行う。例えば、検出器支持台7に3個のガンマ線検出ヘッド61、62、63を設置して1周360度を12分轄で測定する場合には、12×3=36のガンマ線スペクトルが得られる。ガンマ線スペクトルそれぞれから2つのエネルギー(1001keV、766keV)の計数率を関数適合法によって計算する。
放射能定量処理手段26を機能させて該放射能定量化手段26の所定のエリア(図示省略)に記憶された、ガンマ線計数率を計算して得られた2つのエネルギー(1001keV、766keV)の計数率の幾何平均を計算する。例えば、検出器支持台に3個のガンマ線検出器6を設置して1周360度を12分轄で測定する場合には、2つのエネルギー(1001keV、766keV)について、12×3=36ずつの計数率ni a,ni b(i=1〜36、a:1001keV、b:766keV)が得られ、放射能定量処理手段26の所定のエリア(図示省略)に記憶されている。それぞれのエネルギーについて、36ある計数率の積の1/36乗na,nbを計算する。
放射能定量処理手段26により、2つのエネルギー(1001keV、766keV)の計数率の幾何平均na,nbを使って、プロット平面の座標(X1,Y1)を計算する。
Y1=na ……(数3)
ここで、R=na/nb 、 k=(I1001keV/I766keV)(ε1001keV/ε766keV)、I1001keV I766keV :1001keV、766keVのガンマ線の放出率、ε1001keV ε766keV :1001keV、766keVのガンマ線の検出器での効率である。
放射能定量処理手段26により、図7に示した検量線を設定したプロット平面に、計算した座標(X1,Y1)をプロットする。例えば、検量線がウラン1gで設定されているとする。また、プロット平面のX1での検量線のY座標がY0とする。すると廃棄物収納容器3中のウラン量WはW=1g×Y1/Y0と計算できる。
具体的には、放射線格納容器3の密度毎に、かつ、含有する放射線量毎に、ガンマ線検出器6のガンマ線検出量ni a、ni bより(数2),(数3)の式によって、X1値、Y1値を演算し、演算結果を図7の縦軸、横軸に沿ってプロットする。その後、各プロットデータの相関直線を描くことで相関直線を作成する。この作成した相関直線が前記の検量線となるものであり、廃棄物収納容器3の密度毎に、多数の検量線が設定され、前記放射線定量化基準値処理手段27に格納される。
放射能定量処理手段26により、廃棄物収納容器3中のウラン量Wから放射能を計算する。この値を廃棄物収納容器3の重量測定を実施して得られた廃棄物重量で除することで重量濃度を計算する。
Claims (4)
- 廃棄物収納容器に収納した放射性廃棄物から放出されるガンマ線を測定して放射能を定量評価する装置において、容器載置台に載置されて回転する廃棄物収納容器の外端が内接するように想定した球状空間の外周に沿って廃棄物収納容器の中心位置に向けて複数のガンマ線検出器を前記廃棄物収容容器の回転軸を基準軸として経線方向に配列して検出器支持台に設置し、放射性廃棄物を収納した廃棄物収納容器を容器搬送手段によって前記容器載置台に搬入して載置した状態で廃棄物収納容器の重量を測定すると共に前記容器載置台を回転させてパッシブガンマ線測定を行って前記廃棄物収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能を定量評価するように構成したことを特徴とする放射能定量測定装置。
- 廃棄物収納容器を載置する容器載置台と、
前記容器載置台に対して前記廃棄物収納容器を搬出入する容器搬送手段と、
前記容器載置台に載置された前記廃棄物収納容器の重量を計測して該廃棄物収納容器内の廃棄物の重量を検出する廃棄物重量検出手段と、
前記容器載置台に載置された廃棄物収納容器の外端が内接するように想定した球状空間の外周に沿って前記廃棄物収納容器の中心位置に向けて複数のガンマ線検出器を前記廃棄物収容容器の回転軸を基準軸として経線方向に配列して設置する検出器支持台と、
前記廃棄物収納容器と前記複数のガンマ線検出器を前記廃棄物収容容器の回転軸を基準軸として前記球状空間の緯線方向に相対的に移動するように前記容器載置台と検出器支持台を相対的に回転させる台回転手段と、
前記容器載置台と検出器支持台の相対的な所定の回転位置において前記複数のガンマ線検出器から出力する検出信号を取得する検出信号取得手段と、
前記検出信号取得手段で取得した検出信号に基づいて前記廃棄物収納容器に収納された廃棄物の放射能を定量評価する放射能定量手段を備えたことを特徴とする放射能定量測定装置。 - 請求項1において、前記ガンマ線検出器は、少なくとも、廃棄物収納容器を網羅できる範囲の検出角度を有するように構成したことを特徴とする放射能定量測定装置。
- 請求項1又は2において、前記台回転手段は、前記容器載置台又は検出器支持台を緯線方向に180度回転させる構成としたことを特徴とする放射能定量測定装置。
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