JP5963165B2 - 可搬型放射線測定装置及びそれを用いた放射線測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、所望の測定場所を順次移動しながら、様々な場所のγ線の線量率を精確に測定できる放射線測定装置に係り、特に、作業員が片手で容易に持ち運べると共に、地表付近及び地表から一定距離上方に離れた箇所の線量率の測定結果をＧＰＳ位置データと共に即座に必要な情報として編集できる可搬型の放射線測定装置に関する。

可搬型の放射線測定装置としては、例えば、非特許文献１に記載されたような、アクセステクノロジイ社（Axcess Technology Inc.）のガーディアン移動型トラッカー多重センサシステムがある。これは、ガイガーミュラー放射線センサを内蔵している放射線モニターユニットとＧＰＳ受信機を一体化して、測定日時、場所などの情報と線量率の情報をユニット内に記憶すると同時に、それらの情報をリアルタイムで遠隔のサーバに向けて送信する機能を備えたものである。

また、放射線検出器を細長い中空ロッドに取り付け、様々な高さにある機器周辺の線量率を精確に測定することができる可搬型の放射線測定装置として、特許文献１に記載されたような測定装置がある。この測定装置は、伸縮可能な細長いロッドを基体として、そのロッドの一端部にロッドの把持部（手元部分と言う）を備えると共に、反対側となる先端部に放射線検出器を備え、さらにロッドの手元部分に線量率表示部と無線送信機を備えている。通常、作業員はロッドを手に持って測定場所まで行き、その場所でロッドを伸縮させて様々な高さにある機器周辺の線量率を測定し、その測定結果を無線通信を使って遠隔位置に配置されたサーバに送信するようになっている。

特開２００９−１３３６６７号公報

http://www.zen-ei.com/radiation_detecter/ 「移動型放射線測定器」

上述の特許文献１に記載された放射線測定装置は、原子力発電所などの限られた放射線管理区域内での使用を前提にしていることから、ＧＰＳ受信機を搭載していない。このため、不特定の地域での使用には適していない。また、搭載されている放射線検出器が一台であるため、地表付近の放射線測定と人体に大きな影響を与える高さでの空間線量を測定するためには、２回の測定操作を必要し、測定箇所が多数にわたる場合には膨大な時間を要するほか、作業員が目測で高さを推定する必要があるため、毎回測定箇所毎に高さが一定せず、放射線の人体への影響を精確に測定できないという根本的な問題があった。

また、上述の非特許文献１に記載された放射線測定装置は、放射線検出器とＧＰＳ受信機が一体構造となっているので、不特定の地域での使用には適するが、搭載されている放射線検出器が一台であるため、放射線の人体への影響を調べるには、上記特許文献１の測定装置とまったく同じように、根本的に解決すべき大きな問題があった。

従って、本発明の目的は、不特定の地域において、地表付近の線量率と、人体に影響を及ぼす高さ付近での線量率を同時に測定できると共に、測定地点が変更されても実質的に同一の高さにおける空間の線量率を測定することができる可搬型放射線測定装置及びそれを用いた効率的な放射線測定方法を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、ＧＰＳ受信機を備える共に、杖としても使用可能なロッドに高さを変えて２台の放射線検出器を設け、１台を地表付近に、他の１台を人体に影響を及ぼす高さ付近に取り付け、それぞれの高さ位置での線量率を一度に測定可能とすると共に、ＧＰＳからの位置情報とも連動させるようにしたものである。

より具体的には、本発明の一つの観点に係る可搬型放射線測定装置は、
機器支持ロッド、
前記機器支持ロッドを把持するためのグリップ、
前記機器支持ロッドの一端部に取り付けられたＧＰＳ受信機、
前記グリップに関して前記ＧＰＳ受信機と反対側の位置において、前記機器支持ロッドに取り付けられた、第１放射線検出器、
前記第１放射線検出器と一定の間隔を隔てて、前記機器支持ロッドの一端部と反対側の他端部に取り付けられた、第２放射線検出器、
前記ＧＰＳ受信機、並びに前記第1及び第２放射線検出器に接続され、前記第１及び／又は第２放射線検出器の測定値信号を切替えてその場で表示できると共に、それらの同時測定値信号と測定時の前記ＧＰＳ受信機からの位置信号とを外部に送信するための装置であって、前記グリップよりも前記ＧＰＳ受信機側に取り付けられた通信制御装置、
を備えていることを特徴とする。

好ましくは、上述の可搬型放射線測定装置の重心は、前記グリップ上又はグリップよりも第１放射線検出器側にある。重心を把持部であるグリップ上又はグリップよりも地表側に持って行くことで、ＧＰＳ受信機を天空に向けて測定する際に、安定感が増すことと、可搬も容易になるためである。

また、本発明の放射線測定方法は、前述の可搬型放射線測定装置の前記機器支持ロッドを、前記ＧＰＳ受信機を天空方向に向けた状態で所望の測定位置に立て、前記通信制御装置の電源をオン状態にすることで、当該測定位置おいて、前記第１放射線検出器によって地表から遠く離れた位置の線量率を、前記第２放射線検出器によって地表近くの線量率を同時に測定することを特徴とする。

上述したように、本発明に係る可搬型放射線測定装置では、２つの放射線検出器が機器支持ロッドに沿って固定された間隔で離れて配置されていることから、単に地表付近の線量率分布だけでなく、同一地点における地表から離れた所望の高さにある線量率分布も精確に、かつ効率的に測定することができる。

本発明の一実施例に係る可搬型放射線測定装置の概略構成図。 図１の可搬型放射線測定装置の回路構成の概略説明図。 図２に示されたクライアントサーバに表示される放射線線量マップの一例を示す写真。

本発明に係る可搬型放射線測定装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１の(a)は、本発明の一実施例に係る可搬型放射線測定装置の概略構成図であり、(b)はその装置の通信制御装置２の拡大写真である。また、図２は、図１の可搬型放射線測定装置の回路構成の概略説明図である。以下の説明では、理解を容易にするため、可搬型放射線測定装置をガンマプロッターＨと呼ぶこととする。

図１を参照する。図１に示されているように、本発明の一実施例に係る可搬型放射線測定装置（ガンマプロッターＨ）１００は、中心にある約1790ｍｍの長さの機器支持ロッド１０に、線量率の測定に必要な複数の機器が取付けられている構成を有する。ロッド１０の一端１０ＴにはＧＰＳ受信機が取付けられ、他端１０Ｂが地表面に接するようになっている。また、この機器支持ロッド１０には作業員が持ちやすいようにグリップ３が取り付けられている。グリップ３の機器支持ロッド１０への取付け位置は、ガンマプロッターＨ１００の重心が前記グリップ３上又はそれよりも第１放射線検出器４側に来るような位置にすることが望ましいが、これに限定されるものではない。これは、重心をグリップ３上又はそれよりも地表側（図示せず）に持って行くことで、作業員が作業中に歩行しながら把持し易いようにするためと、測定時に安定した測定ができるようにするためである。

機器支持ロッド１０は、アルミニウム中空管からなり、機器支持ロッド１０の、グリップ３から一端１０Ｔまでの外径が、前記グリップを含む箇所から前記他端１０Ｂまでの外径よりも細くなっている。本実施例では、できるだけ全体の重量を低減するため、前者の外径を２０ｍｍφとし、後者の外径を３０ｍｍφとしている。後者の外径を５０ｍｍφとした理由は、装置全体の重心位置を下方に持って行くためと、作業員の把持の容易さなどからである。なお、本実施例では機器支持ロッド１０をアルミニウム中空管としているが、硬質の樹脂で形成しても良い。

ガンマプロッターＨ１００は２個の放射線検出器（プラスチックシンチレータ）を有し、その内の１個である第１放射線検出器４は、前記グリップに関して前記ＧＰＳ受信機と反対側の位置において、前記機器支持ロッド１０に取り付けられ、もう１個の第２放射線検出器は、前記第１放射線検出器と一定の間隔を隔てて、前記機器支持ロッド１０の一端１０Ｔと反対側の他端１０Ｂ(測定時の地表面との接触位置)付近に取り付けられている。これらの放射線検出器は、周囲をアルミニウム製中空管（機器支持ロッド１０）から絶縁された状態で、中空管内部に挿入されている。しかし、この構造に限定されるものではなく、これらの放射線検出器は機器支持ロッド１０の周囲に第１放射線検出器４は、人体に強い影響を及ぼす高さの空間線量を測定するため、他端１０Ｂから500~1200mm離れた位置に設けられ、第２放射線検出器５は、地表近くの線量率を測定するため、他端１０Ｂから0~100mm離れた位置に設けられる。本実施例では、第１放射線検出器４は、他端１０Ｂから1000ｍｍ離れた位置に、第２放射線検出器５は、他端１０Ｂから50mm離れた位置に設けられている。

なお、中空の機器支持ロッド１０に縦方向に、他端１０Ｂから見て500ｍｍから1300ｍｍまでの距離にわたってスリット（図示せず）を設けると共に、第１放射線検出器自体にそれを外部から移動させることができる取っ手を設けることで、例えば、保育園等で測定する場合には、子供の身長に合わせて第１放射線検出器４の位置を地表から500ｍｍの位置まで片手で簡単に移動させるようにしても良い。このように第１放射線検出器をスライダーのように操作することで移動可能にすることで、状況に応じてより適切な測定ができるようになる。

このガンマプロッターＨ１００は、さらに、前記ＧＰＳ受信機、並びに前記第1及び第２放射線検出器に接続され、前記第１及び／又は第２放射線検出器の測定値信号を切替えてその場で表示できると共に、それらの同時測定値信号と測定時の前記ＧＰＳ受信機からの位置信号とを外部に送信するための通信制御装置２を有する。この通信制御装置２は、前記グリップ３よりも前記ＧＰＳ受信機１側に取り付けられ、作業員が線量率を測定中に簡単に通信制御装置２の様々なスイッチ類を操作し易いようになっている。

通信制御装置２は、本体はマイクロコンピュータから構成されるが、図１の(b)に示すように、ＬＥＤ表示器２１のほかに、電源スイッチ２２、第１又は第２の検出器に切り替えるための検出器切替スイッチ２３、時定数切替スイッチ２４及び後述するクライアントサーバ３０（図２参照）にデータ伝送を行うためのデータ伝送スイッチ２５などの各種スイッチ類を備えている。

次に、図２を参照しながら、ガンマプロッターＨ１００の動作について説明する。図２は、図１の可搬型放射線測定装置（ガンマプロッターＨ）１００の回路構成の概略説明図である。 最初に、機器支持ロッド１０を、ＧＰＳ受信機１を天空方向に向けた状態で所望の測定位置に立て、グリップ３上方にある通信制御装置２の電源スイッチ２２をオンにする。これにより、作業員が肩に下げるなどして携帯しているリチウムイオンバッテリ６からガンマプロッターＨ１００に電力が供給される。電源オンにより、ＧＰＳ受信機１から現在位置を示す位置信号、並びに第１及び第２放射線検出器４、５から地表約1000ｍｍの高さの線量率及び地表付近の線量率を示す信号がそれぞれ通信制御装置２に取り込まれる。これらの２つの放射線検出器４，５の測定値は、ＧＰＳ受信機１からの位置信号と関連付けられて、通信制御装置２を介してクライアントサーバ３０の記憶装置（図示せず）に記憶される。このとき、検出器切替スイッチ２３を切り替えることで、第１又は第２放射線検出器で測定された線量率の値を、所望に応じて通信制御装置２のＬＥＤ表示器２１に表示させることができる。

第１及び第２放射線検出器で測定された線量率を示す信号は、測定時に得られるＧＰＳ受信機１からの位置信号と共に、自動で周期的にクライアントサーバ３０（通常パーソナルコンピュータを使用）に送られる。また、この情報は、作業員が通信制御装置２のデータ伝送スイッチ２５を入れることによって、必要に応じてクライアントサーバ３０に送信することもできる。クライアントサーバ３０では、電子地図のスーパーマップル（グーグルアース（Google earth）等でも良い）の地図情報を基に、送信されてきた位置信号に該当する位置に、第１及び／又は第２放射線検出器４．５の測定値が、線量率の大きさに従って色分けされポイントとして表示される。その表示状態の一例を図３に示す。

図３では、屋根上にポイントが分散して示されているが、これはＧＰＳの測定誤差等によって、地図データとＧＰＳ位置信号の間にずれが発生したためである。図３は、あくまで表示の一例であって、別の表示形態、例えば地点名毎に地表付近と地表から一定距離高い位置での空間線量率を棒グラフで表すなどしてより具体的に線量率を把握するとか、様々なソフトウエアをクライアントサーバ３０に記憶させておいても良い。

なお、ＧＰＳ信号を用いて、地球の地図上に、その位置に対応する何らかの測定値情報をリアルタイムに表示する技術は、例えば、上述の放射線測定（非特許文献１）のほか、気象観測、各種船舶の位置情報、列車の運行制御、乗り物の故障情報などの分野において、何年も前から周知の技術であるので、詳細については説明を省略する。

１ ＧＰＳ受信機
２ 通信制御装置
３ グリップ
４ 第１放射線検出器
５ 第２放射線検出器
６ バッテリ
１０ 機器支持ロッド
２１ ＬＥＤ表示部
２２ 電源スイッチ部
２３ 検出器切替部
２４ 時定数切替部
２５ データ伝送スイッチ部
３０ クライアントサーバ
１００ 可搬型放射線測定装置（ガンマプロッタＨ）

Claims (6)

1. 機器支持ロッド、
   前記機器支持ロッドを把持するためのグリップ、
   前記機器支持ロッドの一端部に取り付けられたＧＰＳ受信機、
   前記グリップに関して前記ＧＰＳ受信機と反対側の位置において、前記機器支持ロッドに取り付けられた、第１放射線検出器、
   前記第１放射線検出器と一定の間隔を隔てて、前記機器支持ロッドの一端部と反対側の他端部に取り付けられた、第２放射線検出器、
   前記ＧＰＳ受信機、並びに前記第1及び第２放射線検出器に接続され、前記第１及び／又は第２放射線検出器の測定値信号を切替えてその場で表示できると共に、それらの同時測定値信号と測定時の前記ＧＰＳ受信機からの位置信号とを外部に送信するための装置であって、前記グリップよりも前記ＧＰＳ受信機側に取り付けられた通信制御装置
   を備えていることを特徴とする可搬型放射線測定装置。
2. 請求項１に記載の装置において、前記可搬型放射線測定装置の重心が前記グリップ上又はそれよりも第１又は第２放射線検出器側にあることを特徴とする可搬型放射線測定装置。
3. 請求項1又は２に記載の装置において、前記第１放射線検出器が地表から500mm~1,200mm離れた位置に取り付けられ、前記第２放射線検出器が地表から0mm~100mm離れた位置に取り付けられていることを特徴とする可搬型放射線測定装置。
4. 請求項1乃至３のいずれかに記載の装置において、前記機器支持ロッド全体が同一の材質から成り、前記機器支持ロッドの、前記グリップから前記一端部までの外径が、前記グリップを含む箇所から前記他端部までの外径よりも細いことを特徴とする可搬型放射線測定装置。
5. 請求項１に記載の可搬型放射線測定装置の前記機器支持ロッドを、前記ＧＰＳ受信機を天空方向に向けた状態で所望の測定位置に立て、前記通信制御装置の電源をオン状態にすることで、当該測定位置おいて、前記第１放射線検出器によって地表から遠く離れた位置の線量率を、前記第２放射線検出器によって地表近くの線量率を同時に測定することを特徴とする放射線測定方法。
6. 請求項５に記載の方法において、線量率の測定時に前記ＧＰＳ受信機から得られる位置信号と共に、前記各放射線検出器を特定する信号及び前記放射線検出器で測定された線量率を示す信号を、外部に出力することを特徴とする放射線測定方法。

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