JP5805911B2 - 放射線測定選別装置及び放射線測定選別方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線測定選別装置及び放射線測定選別方法に関する。さらに詳しくは、投入された対象物を一定の搬送方向へ搬送する搬送機構と、前記搬送機構で搬送中の対象物の放射線を測定する測定器と、前記搬送機構の下流端に配置され前記対象物を前記測定器の測定結果に応じて選別する選別機構と、前記搬送機構の搬送ベルト及び前記選別機構の選別ベルトの動作を制御する制御部を備える選別装置及び選別方法に関する。

従来、上述の如き放射線測定選別装置としては、例えば非特許文献１に記載のコンベア式の選別装置が知られている。しかし、放射能レベルに基づく選別性能は十分なものではなかった。

ISO Pacific Nuclear Assay Systems、「S3システムの技術 資料（ISO PACIFIC TECHICAL）」、（米国）、2009年

かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、従前よりも選別性能の高い放射線測定選別装置及び放射線測定選別方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る放射線測定選別装置の特徴は、投入された対象物を一定の搬送方向へ搬送する搬送機構と、前記搬送機構で搬送中の対象物の放射線を測定する測定器と、前記搬送機構の下流端に配置され前記対象物を前記測定器の測定結果に応じて選別する選別機構と、前記搬送機構の搬送ベルト及び前記選別機構の選別ベルトの動作を制御する制御部を備える構成において、前記選別機構は、前記選別ベルトの動作方向が前記搬送ベルトの動作方向に交差するように配置され、正逆回転可能であり、前記制御部は、前記測定結果が基準値を上回った場合に、当該測定結果に対応する前記対象物の部分が前記搬送ベルトの下流端に到達する到達時刻よりも第一停止時間前の時刻に前記搬送ベルトを停止させて、前記選別ベルト上の前記対象物を外部へ排出させた後に前記搬送ベルトの停止を解除すると共に前記選別ベルトを逆回転させることにある。

上記構成によれば、選別機構はその選別ベルトの動作方向が搬送ベルトの動作方向に交差するように配置されているので、搬送ベルトで搬送された対象物を選別ベルトに落下させるだけでよく、装置構成が簡素である。また、選別ベルトは正逆回転可能であるので、簡単な制御で効率よく対象物を選別ベルトの動作方向に選別できる。そして、制御部は、測定結果が基準値を上回った場合に、当該測定結果に対応する対象物の部分が搬送ベルトの下流端に到達する到達時刻よりも第一停止時間前の時刻に搬送ベルトを停止させて、選別ベルト上の対象物を外部へ排出させた後に搬送ベルトの停止を解除すると共に選別ベルトを逆回転させる。これにより、測定器を通過した対象物を選別ベルトへ移動する手前で待機させ、その間に選別ベルト上の対象物を排出でき、測定結果の異なる対象物が選別ベルト上で混ざり合うことはない。また、選別ベルト上の対象物を排出した後に搬送ベルトの停止を解除して選別ベルトを逆回転させるので、測定結果に応じて対象物を分離（選別）できる。このように、選別精度が極めて高く、測定結果が変化した場合に作動させるので、選別効率もよい。

しかも、前記制御部は、前記測定結果が基準値を上回った場合に、当該測定結果に対応する前記対象物の部分が前記搬送ベルトの下流端に到達する到達時刻よりも第一停止時間前の時刻に前記搬送ベルトを停止させるので、局地的に測定値が高い部分が存在していても、当該部分が選別ベルトに移動するのを防止でき、選別精度が向上する。また、搬送ベルトのモータ等の完全停止までの僅かな時間によって、基準値を上回る対象物の部分が選別ベルト上で基準値を下回っている対象物の部分に混入されることもない。

さらに、前記制御部は、前記測定結果が基準値を下回った場合に、当該測定結果に対応する前記対象物の部分が前記搬送ベルトの下流端に到達する到達時刻よりも第二停止時間後の時刻に前記搬送ベルトを停止させるとよい。到達時刻よりも第二停止時間後の時刻に搬送ベルトを停止させるので、局地的に測定値が高い部分が存在していても、当該部分が選別ベルトに移動するのを防止でき、選別精度が向上する。また、搬送ベルトのモータ等の完全停止までの僅かな時間によって、基準値を下回る対象物の部分が選別ベルト上で基準値を上回っている対象物の部分に混入されることもない。

係る場合、前記第一停止時間は少なくとも前記測定器の測定の単位時間と等しく、前記第二停止時間は前記第一停止時間よりも長いことが望ましい。少なくとも第一停止時間を測定器の測定の単位時間と等しくすることで、測定タイミングによる結果の異なる対象物の混合を防止することができる。また、測定結果が基準値を下回る場合、その直前までの結果は基準値を上回っているので、少なくとも測定時間と同等の停止時間より長い第二停止時間を設定することで、特に判定基準を上回った対象物の部分を確実に分離（選別）することができる。

前記測定器は、前記搬送ベルトに対する高さによって前記測定器の視野を限定するコリメータを有し、前記測定器のエネルギーウィンドを前記対象物における所定の放射性核種に合わせて限定するとよい。コリメータにより測定器周囲の放射線の影響を排除することができ、測定精度が向上する。しかも、エネルギーウィンドを所定の放射性核種に合わせることで、他の放射性核種のエネルギー及びバックグランドデータの影響も少なくできるので、測定精度が向上して選別精度も向上する。

係る場合、前記視野における前記搬送ベルトの下方に外部の放射線を遮断する遮蔽体が設けられているとよい。これにより、地面からの放射線を遮蔽し、さらに測定精度を向上させる。加えて、前記コリメータの上部に外部の放射線を遮断する第二の遮蔽体が設けられているとよい。これにより、測定器の上方からの放射線の影響も排除でき、更なる精度の向上が可能となる。

前記測定器の上流側に前記対象物を前記搬送ベルトに投入するホッパーを有し、前記ホッパーと前記測定器との間に前記ホッパー側に前記対象物の厚みを調整する調整手段が設けられているとよい。これにより、対象物の厚みを略均一し且つ表面を略平坦に形成して測定器下方を通過（搬送）させることで、対象物の厚みや形状による測定結果のバラツキを抑制し、精度を向上させることができる。

前記対象物は、例えば、土壌、廃棄物、焼却灰、飛灰、草木類の少なくとも１つを含む放射能汚染物である。

上記目的を達成するため、本発明に係る放射線測定選別方法の特徴は、投入された対象物を搬送機構で一定の搬送方向へ搬送し、前記搬送機構で搬送中の対象物の放射線を測定器で測定し、前記搬送機構の下流端に配置され前記対象物を前記測定器の測定結果に応じて選別機構で選別する方法において、前記選別機構は、その選別機構の選別ベルトの動作方向が前記搬送機構の搬送ベルトの動作方向に交差するように配置され、正逆回転可能であり、前記測定結果が基準値を上回った場合に、当該測定結果に対応する前記対象物の部分が前記搬送ベルトの下流端に到達する到達時刻よりも第一停止時間前の時刻に前記搬送ベルトを停止させ、前記選別ベルト上の前記対象物を外部へ排出させた後に前記搬送ベルトの停止を解除すると共に前記選別ベルトを逆回転させることにある。

さらに、前記測定結果が基準値を下回った場合に、当該測定結果に対応する前記対象物の部分が前記搬送ベルトの下流端に到達する到達時刻よりも第二停止時間後の時刻に前記搬送ベルトを停止させるとよい。係る場合、前記第一停止時間は少なくとも前記測定器の測定の単位時間と等しく、前記第二停止時間は前記第一停止時間よりも長いことが望ましい。

上記本発明に係る選別装置及び選別方法の特徴によれば、従前に比べて選別性能を向上させ得るに至った。

本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。

本発明に係る放射線測定選別装置の平面図である。 放射線測定選別装置の側面図である。 放射線測定選別装置の正面図である。 選別機構の横断面図である。 測定装置から上流側における搬送機構の平面図である。 測定装置から上流側における搬送機構の断面図である。 図５のＡ−Ａ断面図（投入ホッパーの横断面図）である。 図５のＢ−Ｂ断面図（投入ホッパーの縦断面図）である。 高さ調整装置の平面図である。 図５のＣ−Ｃ断面図（高さ調整装置の側面図）である。 図５のＤ−Ｄ線断面図（測定装置の横断面図）である。 図５のＥ−Ｅ線断面図（測定装置の縦断面図）である。 ¹³⁷Ｃｓ線源のエネルギースペクトル図である。 制御装置のモニタの表示内容を模式的に示す図である。 カラムと測定範囲の関係を説明する図である。 主ベルトと選別ベルトの制御を説明する図であり、（ａ）は測定結果、（ｂ）は主ベルトの駆動状態、（ｃ）は選別ベルトの駆動状態を示す。

次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明に係る放射線測定選別装置１は、広範囲の放射能汚染によって大量の放射能汚染物をそれらが持つ放射能レベルにより選別するために開発した装置である。対象物１００となる放射能汚染物は、例えば、土壌、廃棄物、焼却灰、飛灰、草木類などである。対象物１００の状態は、例えば、硬い石状、粘土状、砂状、ドライ、ウェットのいずれでもよい。この選別装置１は、対象物１００から放射能汚染が高い部分を取り除くことができ、その場所での空間線量率を低減することが可能となる。

例えば、放射線測定選別装置１を大型トレーラー等に搭載して核実験施設の跡地や原子力発電所の跡地などの放射能汚染により空間線量率が高い場所に運搬し、その場で放射線測定選別装置１を作動させ対象物１００から高放射能汚染のある部分を取り除き空間線量率を低減させる。放射線測定選別装置１は、連続して対象物１００の放射能を測定して、連続的に対象物１００の放射能レベルによる選別を実施する構造である。そのため、搬送する主ベルト２０の幅Ｗを広くすると、例えば、１時間当たり約２００ｍ³の処理が可能となる。

放射線測定選別装置１は、図１，２に示すように、大略、対象物１００を一定の搬送方向Ｆ１へ搬送する搬送ベルトとしての主ベルト２０を含む搬送機構２と、主ベルト２０で搬送中の対象物１００の放射線を測定（計測）する測定器（計測器）４０を含む測定装置４と、主ベルト２０の下流端２０ａに配置され放射線が測定された対象物１００を測定器４０の測定結果に応じて選別する選別ベルト３０を含む選別機構３を有する。搬送機構２には、主ベルト２０の上流端２０ｂから下流端２０ａに向けて、投入ホッパー６、高さ調整装置７、測定装置４及び電源装置９が主ベルト２０の動作方向となる搬送方向Ｆ１に沿って順に配置されている。測定装置４及び電源装置９には、例えばコンピュータよりなる制御装置５が接続されている。

図１，２に示すように、主ベルト２０は、投入ホッパー６から投入された対象物１００を測定装置４直下を通過させて選別機構３へ搬送する。主ベルト２０は、筐体２１内部に、駆動プーリー２２ａ及びテールプーリー２２ｂの間でスナッププーリー２２ｃ及びリターンローラー２３を介して張設されている。駆動プーリー２２ａ及びテールプーリー２２ｂ間の距離は、例えば、６ｍ程度に設定される。駆動プーリー２２ａは下流端２０ａ側に設けられ、インバータモータ２４が接続される。インバータモータ２４は、回転数を一定にして搬送速度を一定とし、主ベルト２０を搬送方向Ｆ１の一方向にのみ駆動させる。搬送速度は、対象物１００の状態や測定精度に応じて、例えば７．５ｃｍ〜２０ｃｍ／秒で設定される。テールプーリー２２ｂは上流端２０ｂ側に設けられ、主ベルト２０の蛇行を防止する蛇行防止機構２５が設けられている。これらにより、投入ホッパー６により一定形状に成形された対象物１００は、搬送方向Ｆ１へ沿って一定速度で且つ成形された形状を崩さずに搬送される。よって、放射線測定精度の低下を抑制することができる。

また、駆動プーリー２２ａの外側及び測定装置４の下部には、多段のスクレーパー２６が設けられている。このスクレーパー２６は、金属製又は合成樹脂製で板状を呈する。スクレーパー２６は、主ベルト２０の表面に押し当てられ、主ベルト２０に付着した対象物１００を除去する。主ベルト２０の下流端２０ａ側には、搬送された対象物１００を選別ベルト３０の中央部分へ落下させる整流板２７が角度調整可能な取付部材２７ａを介して設けられている。また、主ベルト２０の搬送部分は、縁部に樹脂製のバックアップ部材２８ａを設けた板状部材２８上に配置され、主ベルト２０の脱落を防止する。さらに、主ベルト２０の縁部には、搬送方向Ｆ１に沿ってスカート２９が設けられている。なお、主ベルト２０の幅Ｗ１は、測定器４０の個数に応じて適宜調整可能である。

選別機構３は、図１，２に示すように、主ベルト２０の下流端２０ａの直下で搬送機構２に交差させて配置されている。本実施形態では、選別ベルト３０の動作方向Ｆ２は、主ベルト２０の搬送方向（動作方向）Ｆ１に直交させてある。図３，４に示すように、選別ベルト３０は、筐体３１の内部に、一対のプーリー３２ａ，３２ａの間で一対のスナッププーリー３２ｂ，３２ｂ及び駆動プーリー３２ｃを介して張設されている。一対のプーリー３２ａ，３２ｂ間の距離は、例えば、１．８ｍ程度に設定される。駆動プーリー３２ｃは、インバータモータ３４に接続され、正逆回転可能である。これにより、選別ベルト３０は、測定装置４の測定結果に応じて駆動（進行）方向が切り替えられて、対象物１００を選別エリアＳ１，Ｓ２に振り分けることができる。本実施形態では、選別エリアＳ１をＨＯＴ側（異常）、選別エリアＳ２をＣＬＥＡＮ側（正常）としている。選別ベルト３０の速度は、例えば主ベルト２０の５倍程度の速度である。

また、一対のローラー３２ａ，３２ａの外側及び下部近傍には、先のスクレーパー２６と同様のスクレーパー３６が設けられている。このスクレーパー３６により、選別ベルト３０表面への対象物１００の付着が防止され、測定結果の異なる対象物１００の混入を防止する。

図４に示すように、筐体３１の中段３１ｂには、３本のトラフローラー３７よりなるキャリアローラ３８が固定部材３８ａを介して固定されている。このキャリアローラー３８は、主ベルト２０の下流端２０ａ直下周辺において、選別ベルト３０をトラフ状に維持する。これにより、主ベルト２０から落下した対象物１００を受け入れると共に搬送量を確保することができる。トラフローラー３７のトラフ角θは適宜調整可能であるが、例えば２０°に設定される。また、筐体３１の上段３１ｃには、傾斜状のスカート３９が動作方向Ｆ２に沿って設けられている。

図５〜７に示すように、投入ホッパー６は、投入口６１に投入された対象物１００を主ベルト２０上へ排出する。投入口６１は、上部前壁６０ａ、上部後壁６０ｂ及び上部側壁６０ｃにより形成される。投入口６１の搬送方向Ｆ１の長さは、傾斜する上部前壁６０ａにより本体部６０内部の高さ方向中間部６２の長さよりも短い。中間部６２において、各上部壁６０ａ〜ｃと各下部壁６０ｄ〜ｆとが連結固定される。下部後壁６０ｅは、搬送方向Ｆ１の上流側へ傾斜している。下部側壁６０ｆは、本体部６０の中央（主ベルト２０の中心）へ傾斜している。このような本体部６０の形状により、投入された対象物１００は、各壁面６０ａ〜ｆに留まることなく本体部６０の前方中央部へ向かって移動する。そして、対象物１００は、主ベルト２０へ絞り込まれるように排出される。

図７ａ，７ｂに示すように、下部側壁６０ｆの下端部には、固定具６４を介してスカート６５が取り付けられている。また、下部前壁６０ｄの下端部には、傾斜板６６が取り付けられている。このスカート６５及び傾斜板６６によって、本体部６０の下部６３に排出口６７が形成される。排出口６７は、主ベルト２０上に対象物１００を一定の形状にして送り出す機能と、主ベルト２０に連続的に対象物１００を送り出すためのバッファの役目を果たす。

この排出口６７の高さＨは、図７ｂに示すように、高さ調整機構６８により調整可能である。この高さ調整機構６８は、本体部６０に当接する当接部６８ｂを上下動させるジャッキ６８ａと、ジャッキ６８ａを作動させる操作ハンドル６８ｃと、下部後壁６０ｅに取り付けられる取付軸６８ｄと、筐体２１に固定する固定台６８ｅからなる。取付軸６８ｄを高さ調整支点とし、当接部６８ｂを高さ調整力点４ｂとして上下させることにより、排出口６７の高さＨを任意の高さに調整することができる。このように、主ベルト２０の幅Ｗ１、搬送速度及び排出口６７の高さＨにより、放射能選別の単位時間当たりの処理量（検査量）が変化する。すなわち、これらを調整することで処理量を調整することができる。

上述したように、投入ホッパー６に投入された対象物１００は、本体部６０の各壁６０ａ〜ｆ及び排出口６７によって略台形形状に成形されて排出される。しかし、例えば、対象物１００が粘度が高い土壌の場合、排出口６７に引っ張られて、設定高さＨよりも高くなる場合がある。そこで、排出口６７の下流側には、対象物１００の高さを略均一にする高さ調整装置７を配置する。

高さ調整装置７は、図８ａ，ｂに示すように、平面視略Ｖ字状の調整バー７０と、調整バー７０に取り付けられる板状のスクレーパー７２と、調整バー７０の高さを上下方向ｈに調整する高さ調整部７３を有する。調整バー７０は、その端部の固定部７１及び高さ調整部７３を介して筐体２１に固定され、頂部７０ａが上流側に向けて配置される。このような調整バー７０の形状（略三角形）及び配置により、図６に示すように、対象物１００の上面１００ａに形成された凹凸部１０１は、ならされて平滑となる。検査面となる上面１００ａを平滑にすることで、表面形状に起因する測定のバラツキを抑制して精度の低下を防止することができる。

スクレーパー板７２は、調整バー７０の上流側の前面に固定されている。これにより、対象物１００に混在した所定高さＨよりも高くなる異物は、頂部７０ａから端部７２ａへ向けて移動されられる。よって、下流に位置する測定装置４に異物が衝突することを防止する。また、調整バー７０の頂部７０ａを主ベルト２０の中心に一致させているので、主ベルト２０の両端に向かって略均等のテンションとなり、ベルトの蛇行防止にもなる。なお、端部７２ａに滞留する異物は、適宜作業員が回収する。

図９ａ，ｂに示すように、測定装置４は、大略、複数の測定器４０が収納されるボックス４１と、各測定器４０を取り囲んで配置されるコリメータ４２と、ボックス４１内部の温度を調整する温度調整部４３と、高さ調整部４４を有する。測定器４０は、例えば、搬送方向Ｆ１に直交する方向に沿ってコリメータ４２を挟んで４個配列されている。測定器４０には、例えば、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器などに代表されるエネルギースペクトル測定器が用いられる。温度調整部４３は、測定器４０の温度の影響を抑制するため、ボックス４１内の温度を一定にする。また、測定器４０の温度補償機能と併用することで、エネルギードリフトを防止でき、再調整の時間を短縮し作業効率を向上させることができる。

図９ｂに示すように、測定器４０の測定範囲Ａを含む主ベルト２０の下部には、板状の第一遮蔽体４５が設けられている。第一遮蔽体４５は測定範囲Ａを含む大きさであり、サポート部材４６上に配置される。これにより、測定器４０を対象物１００に接近させて測定することが可能となる。そして、地面ＧＬからの放射線の影響を排除することができ、測定精度の低下を防ぐことができる。

ここで、第一遮蔽体４５として、鋼板等のコンベアの構造体を流用することも可能であるが、本実施形態では、十分な遮蔽効果を得るために厚さ９０ｍｍの鉛板を用いている。しかし、重量が嵩むため、例えば第一遮蔽体４５を分割して複数配置させる。係る場合、継ぎ目による遮蔽効果の低下を防ぐため、サポート部材４６に追加の遮蔽体を設けるとよい。そして、第一遮蔽体４５の継ぎ目とサポート部材４６の追加遮蔽体とを重ね合わせることで、構造体としての強度及び遮蔽効果を維持することができる。

コリメータ４２は、測定器４０を取り囲む円筒形のリング部材である。測定器４０の周囲に配置されるので、図９ｂに示すように、測定器４０の上下動によって測定範囲Ａ（視野）を調整することができる。よって、搬送される対象物１００の測定体積を可変とすることができる。例えば、同図に示す如く測定器４０を上昇させた場合、コリメータ４２によって測定範囲ａ１が測定範囲ａ２に縮小し、対象物１００の測定容積は減少する。

このコリメータ４２には、例えば、タングステン合金、鉛、鉄、銅等の遮蔽効果の大きい物質が用いられるので、遮蔽体としても機能する。よって、コリメータ４２及び主ベルト２０下方の第一遮蔽体４５は、測定装置４の周囲からの天然放射線を遮蔽し、測定範囲Ａのバックグランドを低減する。

本実施形態では、コリメータ４２に高密度のタングステン合金を使用し、測定器４０の近傍に設置して最大の遮蔽効果を得ている。タングステン合金の密度は約１８ｇ/ｃｍ³、鉛は約１１．３４ｇ/ｃｍ³である。この密度の比が、遮蔽体の厚みと相関があり、鉛製のコリメータに比べ約６３％の厚みのタングステン合金で、同等の遮蔽効率を得ることができ、複数の測定器４０を近接して配置することが可能となる。本実施形態では、測定器４０をボックス４１の底部に約１５ｃｍピッチで配置し、対象物１００に近接して設置する。

さらに、本実施形態では、コリメータ４２の上部に円筒形の第二遮蔽体４６を設けている。これにより、測定器４０の上方からのバックグランドの影響をさらに少なくする。第二遮蔽体４６としては、例えば厚さ３０ｍｍの鉛を用いる。

対象物１００内の特有の放射性核種に着目して放射能選別を実施する場合、特有の放射性核種のエネルギーエリアに測定器４０のエネルギーウィンドの範囲４０ｘを調整する。対象とする放射性核種による光電ピーク（放出されるγ線エネルギー）に対して最適なエネルギーウィンド範囲４０ｘを設定することで、対象物１００に含まれる天然核種の影響を最小にする。一例として、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器で¹³⁷Ｃｓ線源を測定したエネルギースペクトルを図１０に示す。

¹³⁷Ｃｓのピークは、６６２ｋｅＶにある。そこで、主としてそのピーク部分に着目して、５０ｋｅＶ〜９５０ｋｅＶに設定をすると、¹³⁷Ｃｓと共に¹³⁴Ｃｓに着目した測定ができる。ここで、横軸のスケールは、ｋｅＶ単位の３倍と等しいため、１５０〜２８５０の範囲がエネルギーウィンド範囲４０ｘとなる。バックグランドについても、そのエネルギーウィンドの範囲４０ｘ分で良いため、得られるバックグランドの値は小さくなる。例えば、天然核種としてのウラン系列やトリウム系列は、上述のセシウムと類似するスペクトルを示し、エネルギーも広範囲に分布する。エネルギーウィンド範囲４０ｘを制限することで、これらの影響を小さくすることができる。さらに、特にカリウム４０（⁴⁰Ｋ）は自然界に多く存在し、そのピークは１４６０ＫｅＶである。よって、上述の如きエネルギーウィンド範囲４０ｘを設定することで、カリウム４０の光電ピークを測定することがなく、カリウム４０の影響を排除でき、測定精度が向上する。一般的にバックグランドの平方根の３倍で得られる測定値が、検出限界値となる。バックグランドの値が低くなると検出限界値も小さくなる。

エネルギーウィンド範囲４０ｘの採用は、対象物１００やバックグランド中に存在する天然放射性核種に起因する放射線の影響を低減させ、また、バックグランドを低減する。つまり、ベースとなる量を低減することにより測定対象となる放射線の検出性能を向上させる。また、対象物１００の性状を変化させること無く、その中に含まれる放射能密度により選別が可能となる。

ボックス４１は、主ベルト２０（対象物１００）に対する高さを任意変更できるように、上下調整具４７を備える。主ベルト２０上の対象物１００の高さと、コリメータ４２及び測定器４０の幾何学的な配置により、測定器４０がコリメータ４２により縮小される範囲が測定範囲Ａとして確定でき、その測定範囲Ａの体積と密度より放射能密度に換算を行う。

制御装置５は、主ベルト２０及び選別ベルト３０の駆動を制御すると共に各種情報をモニタ５１に表示する。図１１に示す例では、モニタ５１には、各測定器４０の結果を示すウィンドウ５２ａと、選別ベルト３０の駆動方向を示すウィンドウ５２ｂと、主ベルト２０の駆動状態を示すウィンドウ５２ｃ等の各種ウィンドウ５２が表示されている。

ウィンドウ５２ａに表示されるカラムＣは、各測定器４０における測定の単位時間（例えば、１秒）での測定値を視認させたものである。図１１の例では、カラムＣは、放射能密度のレベルで色分けされ、視覚的にその放射能密度を把握できるように表示されている。同図の例では、カラムＣａが放射能レベルが高く、カラムＣｂが次に高いものを示す。また、ウィンドウ５２ａの最上段列Ｌ１が測定器４０の位置を示し、一番手前の列Ｌ２が主ベルト２０の下流端２０ａで選別ベルト３０の落下直前の位置を示す。

ところで、主ベルト２０上の対象物１００は、一定速度で測定器４０の下を通過する。図１２に示すように、測定の単位時間の開始時における対象物１００の測定範囲Ａ１は、その単位時間の経過後には符号Ａ２で示す部分に移動する。すなわち、カラムＣは、所定の単位時間中に測定範囲Ａを通過した対象物１００の容積における測定値となる。さらに、対象物１００は所定速度で搬送されるので、次のカラムＣの測定領域は、直前のカラムＣの測定領域と重複する。よって、カラムＣは、測定の単位時間における測定値の平均値であり、次のカラムＣは移動平均された値と捉えることができる。この値により、測定装置４が放射能密度に換算し、制御装置５がモニタ５１に結果をリアルタイムで表示すると共に測定結果の変化を判定する。ここで、測定結果の変化とは、基準値を下回っていた測定結果（測定値）が基準値を上回ったか又はその逆をいう。制御装置５は、その測定結果の変化に応じて主ベルト２０及び選別ベルト３０の動作（駆動）を制御する。なお、本実施形態では、測定器４０の列単位で当該列の高い測定値で判定する。

制御装置５は、測定器４０の測定値を時系列に記憶している。例えば、図１３に示す例では、現在の測定時（時刻）より過去１０カラム分（Ｃ１〜Ｃ１０）の測定結果を保持している。この例では、カラムＣ４〜Ｃ６が基準値Ｎよりも大であり、当該部分の対象物１００を選別エリアＳ１へ選別する。同図における符号Δｔは、測定器４０の直下（測定範囲Ａ）から主ベルト２０の下流端２０ａまでの移動時間を示す。

上述したように、カラムＣの測定値は測定の単位時間における平均値であるので、例えば局所的に放射能が高い部分が存在した場合、その位置により測定タイミングで結果にバラツキが生じる可能性がある。そこで、測定値が基準値Ｎを超えた場合、当該部分が下流端２０ａに到達する到達時刻より所定の第一停止時間前の時刻に主ベルト２０を停止させる。図１３の例では、測定開始時刻をｔｐ０とすると、カラムＣ４の対象物１００の部分が下流端２０ａに到達する到達時刻ｔｐ１（測定開始時刻ｔｐ０＋測定時間ｔ１＋移動時間Δｔ）より第一停止時間Ｔ１だけ早い時刻（到達時刻ｔｐ１−第一停止時間Ｔ１）に主ベルト２０を停止する。本実施形態では、第一停止時間Ｔ１は測定単位時間と同じ１秒とし、１カラムに相当する。これにより、当該部分が選別ベルト３０へ落下することがなく、正常な部分（カラムＣ３）と混ざることはない。よって、精度よく選別することができる。また、測定値が基準値Ｎを上回って測定結果が変化した場合、カラムＣは移動平均された値であるので、測定値が上昇する直前に停止したとしても、放射能が高い部分が選別エリアＳ２に紛れる可能性は低い。よって、選別精度を低下させることなく効率を上げることができる。

その後、制御装置５は、時刻ｔｐ１から選別ベルト駆動時間Ｔ２経過後の時刻ｔｐ２に選別ベルト３０を逆回転させると共に主ベルト２０の停止を解除する。この時間Ｔ２は、選別ベルト３０上の対象物１００を全て排出するまでの時間であり、プーリー３２ａ間の距離と選別ベルト３０の駆動速度によって決まる。これにより、選別ベルト３０上で結果の異なる対象物１００が混ざることがない。図１３の例では、選別ベルト３０上にあるカラムＣ３に対応する対象物１００を選別エリアＳ２へ排出するまで、カラムＣ４に対応する対象物１００は、主ベルト２０上で待機させられる。

その後、測定値が基準値Ｎを下回る結果となった場合、当該部分が下流端２０ａに到達する到達時刻より所定の第二停止時間後の時刻に主ベルト２０を停止させる。図１３の例では、カラムＣ７の対象物１００の部分が下流端２０ａに到達する到達時刻ｔｐ３（測定開始時刻ｔｐ０＋測定時間ｔ２＋移動時間Δｔ）より第二停止時間Ｔ３だけ遅い時刻（到達時刻ｔｐ３＋第二停止時間）後に主ベルト２０を停止させる。本実施形態では、第二停止時間Ｔ１は第一停止時間Ｔ１より長い３秒とし、３カラム分に相当する。この場合でも、先の場合と同様に測定単位時間によるバラツキは存在する。しかも、基準値Ｎを下回る場合、その直前までのカラムＣは、基準値Ｎよりも放射能の高い対象物を示す。カラムＣの測定結果は移動平均であるため、基準値Ｎを下回ったカラムＣに放射能の高い部分が含まれている可能性がある。そのため、基準値Ｎを上回る場合と同じ停止時間とすると、選別エリアＳ２に放射能レベルの高いものが混入してしまう恐れもある。従って、第一停止時間Ｔ１よりも長い時間とすることで、選別精度の低下を防ぐ。そして、第二停止時間Ｔ３後の時刻ｔｐ４から選別ベルト駆動時間Ｔ２が経過する間に、選別ベルト３０上の放射能の高い対象物を選別エリアＳ１へ全て排出する。上記動作を繰り返し行うことで、連続的に放射能レベルに応じた選別を高精度で且つ効率よく実行することができる。なお、第二停止時間Ｔ３よりも短い時間内で測定結果の変化が生じた場合は、主ベルト２０及び選別ベルト３０の駆動を変更させずに続行させる。

なお、日常の点検は、放射能が機知のチェックソースを主ベルト２０で搬送時の測定値より機器の調整を行う。測定値に対しては、統計的な変動を考慮して、９５％信頼度として、５％分を考慮して設定値との比較を行い、放射能による選別を実施する。

最後に他の実施形態の可能性について言及する。
上記実施形態において、セシウムを例に説明したが、これに限られるものではない。他の物質の任意の放射能密度の設定値により、対象物１００の選別を物理的に連続して行うことも可能である。また、４個の測定器４０を搬送方向Ｆ１の直交方向に１列に配置した。しかし、測定器の個数、配列等は上記に限られるものではない。

また、上記実施形態において、制御装置５により対象物１００の密度の補正を行うようにしてもよい。例えば、主ベルト２０の下部に重量計を設けて重量を測定し、その重量で測定値を補正する。また、投入ポッパー６の排出口６７近傍で対象物１００の形状を計測して、その形状により対象物１００の量を算出し、測定値を補正することも可能である。さらに、投入ホッパー６の排出口６７近傍で対象物１００を撮影し、その撮影画像の画像処理に基づき測定値を補正することも可能である。これにより、さらに測定精度を向上させる。

上記実施形態において、エネルギーウィンド範囲４０ｘを¹³⁷Ｃｓ（セシウム）のピーク部分を含む比較的広範囲で設定したが、この範囲に限られるものではない。例えば、¹³⁷Ｃｓ（セシウム）のピーク部分にのみ着目して５００ＫｅＶ〜８７０ＫｅＶに設定して、エネルギーウィンド範囲４０ｘを１５００〜２６１０の範囲とすることも可能である。もちろん、¹³⁷Ｃｓ（セシウム）に限定されるものではなく、検出対象とする放射性核種や測定対象物等に応じて適宜設定される。

上記実施形態では、選別ベルト３０の運転方向の変更により選別を実施したが、例えば小範囲ごとに選別することができるようにセグメント方式（小さな箱型の選別ダクトを測定器４０のラインごとに設置して、そのラインごとに選別をする方式。）などのシステムと組み合わせることができる。また、低レベルの放射能を測定する場合に測定時間を確保するために、主ベルトを間欠的に駆動させて、選別することも可能である。

本発明は、広範囲の放射能汚染によって大量の放射能汚染物をそれらが持つ放射能レベルにより選別することができる。対象となる放射能汚染物は、土壌、廃棄物、焼却灰、飛灰、草木類などの他、これらの混合物、米や魚等の食料品にも適用可能である。また、物理的に選別を実施するため、選別後の再利用を行う場合に、測定対象物の持つ物理的性状を変化させないので、利用しやすくなる。

１：放射線測定選別装置、２：搬送機構、３：選別機構、４：測定装置、５：制御装置（パーソナルコンピュータ）、６：投入ホッパー、７：高さ調整装置、９：電源装置、２０：主ベルト（搬送ベルト）、２０ａ：下流端、２０ｂ：上流端、２１：筐体、２１ｚ：脚部、２２ａ：駆動（ヘッド）プーリー、２２ｂ：テールプーリー、２２ｃ：スナッププーリー、２３：リターンローラー、２４：インバータモータ、２５：蛇行防止機構、２６：スクレーパー、２７：整流板、２７ａ：取付部材、２８：板状部材、２８ａ：バックアップ部材、２９：スカート、３０：選別ベルト、３１：筐体、３１ａ：下段、３１ｂ：中段、３１ｃ：上段、３２ａ：プーリー、３２ｂ：スナッププーリー、３２ｃ：駆動プーリー、３４：インバータモータ、３６：スクレーパー、３７：トラフローラー、３８：キャリアローラー、３８ａ：固定部材、３９：スカート、４０：測定器、４０ｘ：エネルギーウィンドウ範囲、４１：ボックス、４１ａ：カバー、４２：コリメータ、４３：温度調整部、４４：高さ調整部、４５：第一遮蔽体、４６：第二遮蔽体、５１：モニタ、５２：ウィンドウ、５２ａ：結果ウィンドウ、５２ｂ：駆動方向ウィンドウ、５２ｃ：動作制御ウィンドウ、６０：本体部、６０ａ：上部前壁、６０ｂ：上部後壁、６０ｃ：上部側壁、６０ｄ：下部前壁、６０ｅ：下部後壁、６０ｆ：下部側壁、６１：投入口、６２：高さ方向中間部、６３：下部、６４：固定具、６５：スカート、６６：傾斜板、６７：排出口、６８：高さ調整機構、６８ａ：ジャッキ、６８ｂ：端部（力点）、６８ｃ：操作ハンドル、６８ｄ：取付軸（支点）、６８ｅ：固定台、７０：調整バー、７０ａ：頂部、７１：固定部、７２：スクレーパー、７２ａ：端部、７３：高さ調整部、１００：対象物、１００ａ：上面、１０１：凹凸部、θ：トラフ角、Ａ，Ａ１，Ａ２：測定範囲、Ｃ：カラム、Ｆ１：搬送方向（動作方向）、Ｆ２：動作方向、ＧＬ：地面、Ｈ：高さ、Ｌ１，Ｌ２：列、Ｓ１：選別エリア（ＨＯＴ側）、Ｓ２：選別エリア（ＣＬＥＡＮ側）、Ｔ１：第一停止時間、Ｔ２：選別ベルト駆動時間、Ｔ３：第二停止時間、Ｗ１：ベルト幅、Ｎ：基準値

Claims (11)

1. 投入された対象物を一定の搬送方向へ搬送する搬送機構と、前記搬送機構で搬送中の対象物の放射線を測定する測定器と、前記搬送機構の下流端に配置され前記対象物を前記測定器の測定結果に応じて選別する選別機構と、前記搬送機構の搬送ベルト及び前記選別機構の選別ベルトの動作を制御する制御部を備える放射線測定選別装置であって、
   前記選別機構は、前記選別ベルトの動作方向が前記搬送ベルトの動作方向に交差するように配置され、正逆回転可能であり、
   前記制御部は、前記測定結果が基準値を上回った場合に、当該測定結果に対応する前記対象物の部分が前記搬送ベルトの下流端に到達する到達時刻よりも第一停止時間前の時刻に前記搬送ベルトを停止させて、前記選別ベルト上の前記対象物を外部へ排出させた後に前記搬送ベルトの停止を解除すると共に前記選別ベルトを逆回転させる放射線測定選別装置。
2. 前記制御部は、前記測定結果が基準値を下回った場合に、当該測定結果に対応する前記対象物の部分が前記搬送ベルトの下流端に到達する到達時刻よりも第二停止時間後の時刻に前記搬送ベルトを停止させる請求項１記載の放射線測定選別装置。
3. 前記第一停止時間は少なくとも前記測定器の測定の単位時間と等しく、前記第二停止時間は前記第一停止時間よりも長い請求項２記載の放射線測定選別装置。
4. 前記測定器は、前記搬送ベルトに対する高さによって前記測定器の視野を限定するコリメータを有し、前記測定器のエネルギーウィンドを前記対象物における所定の放射性核種に合わせて限定する請求項１〜３のいずれかに記載の放射線測定選別装置。
5. 前記視野における前記搬送ベルトの下方に外部の放射線を遮断する遮蔽体が設けられている請求項４記載の放射線測定選別装置。
6. 前記コリメータの上部に外部の放射線を遮断する第二の遮蔽体が設けられている請求項５記載の放射線測定選別装置。
7. 前記測定器の上流側に前記対象物を前記搬送ベルトに投入するホッパーを有し、前記ホッパーと前記測定器との間に前記ホッパー側に前記対象物の厚みを調整する調整手段が設けられている請求項１〜６のいずれかに記載の放射線測定選別装置。
8. 前記対象物は、土壌、廃棄物、焼却灰、飛灰、草木類の少なくとも１つを含む放射能汚染物である請求項１〜７のいずれかに記載の放射線測定選別装置。
9. 投入された対象物を搬送機構で一定の搬送方向へ搬送し、前記搬送機構で搬送中の対象物の放射線を測定器で測定し、前記搬送機構の下流端に配置され前記対象物を前記測定器の測定結果に応じて選別機構で選別する放射線測定選別方法であって、
   前記選別機構は、その選別機構の選別ベルトの動作方向が前記搬送機構の搬送ベルトの動作方向に交差するように配置され、正逆回転可能であり、
   前記測定結果が基準値を上回った場合に、当該測定結果に対応する前記対象物の部分が前記搬送ベルトの下流端に到達する到達時刻よりも第一停止時間前の時刻に前記搬送ベルトを停止させ、前記選別ベルト上の前記対象物を外部へ排出させた後に前記搬送ベルトの停止を解除すると共に前記選別ベルトを逆回転させる放射線測定選別方法。
10. 前記測定結果が基準値を下回った場合に、当該測定結果に対応する前記対象物の部分が前記搬送ベルトの下流端に到達する到達時刻よりも第二停止時間後の時刻に前記搬送ベルトを停止させる請求項９記載の放射線測定選別方法。
11. 前記第一停止時間は少なくとも前記測定器の測定の単位時間と等しく、前記第二停止時間は前記第一停止時間よりも長い請求項１０記載の放射線測定選別方法。

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