JP6049176B2 - 放射線測定装置 - Google Patents

Description

本発明は放射線測定装置に関する。

福島第一原子力発電所事故により多量の放射性物質が外部環境に放出され、放射性物質による汚染が深刻な問題になっている。そこで、人体に対する安全性を考慮して各種の放射線測定が行われている。特に、放射線量の高い食品を人間が食べると内部被爆による健康被害の原因となるため、食品の放射線量を簡便かつ迅速に測定できる装置が要望されている。

このような放射線測定装置には、食品を細かく刻んだりすることなく、食品そのままの状態で、あるいは食品を梱包した状態で放射線を測定できることが望まれる。こうした用途には、たとえば特許文献１に記載されているような小型の家庭用放射線メータを用いるよりも、人体用のいわゆるホールボディカウンターと同様に、比較的大型の放射線測定装置を用いることが適している。

しかし、現状ではすでに外部環境へ放出された放射性物質によるバックグラウンドレベルが高いため、測定すべき食品などの被検体の放射線量を正確に測定することが困難になっている。

特許第４４４８９４４号公報

本発明の目的は、バックグラウンドの放射線量を減少させて、被検体の放射線量をより正確に測定することができる放射線測定装置を提供することにある。

本発明によれば、被検体が収容される、外部の放射線を遮蔽可能な測定室と、前記測定室に取り付けられた放射線検出器と、前記測定室に設けられたガス供給口およびガス排出口と、不活性ガス供給系と、放射性物質の吸着剤を充填した吸着剤容器と、前記不活性ガス供給系と前記測定室のガス供給口とを接続する供給配管と、前記測定室のガス排出口と前記吸着剤容器とを接続する排出配管と、前記吸着剤容器を通過した不活性ガスを前記測定室のガス供給口へ戻す循環配管と、前記測定室の前段に設けられた前処理室とを有し、前記前処理室は、被検体の放射線量を測定する第１の予備モニター室と、被検体にエアを吹き付けるエアジェット室と、エア吹き付け後の被検体の放射線量を測定する第２の予備モニター室とを有することを特徴とする放射線測定装置が提供される。

本発明によれば、バックグラウンドの放射線量を減少させて、被検体の放射線量をより正確に測定することができる放射線測定装置を提供することができる。

本発明に係る放射線測定装置の構成図。 本発明に係る放射線測定装置の測定室の斜視図。 本発明に係る、前処理室を備えた放射線測定装置の構成図。 本発明に係る放射線測定装置の前処理室に含まれるエアジェット室の斜視図。 本発明に係る他の放射線測定装置の測定室の説明図。 本発明に係る、前処理室を備えた他の放射線測定装置の構成図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。

［第１の実施形態］
図１は本発明に係る放射線測定装置１０の構成図、図２は放射線測定装置の測定室の斜視図である。

測定室１１は外部の放射線を遮蔽可能になっており、その内部にコンベア（図示せず）上に載置されて被検体（図示せず）が収容される。測定室１１の内部の大きさは、測定しようとする被検体の大きさに応じて適宜設計される。測定室１１の壁面は鋼板１１１上に高密度ポリエチレン１１２、鉛１１３および無酸素銅１１４を積層した構造になっており、鋼板１１１が測定室１１の外面側、無酸素銅１１４が測定室１１の内面側になる。図２に示すように、測定室１１の壁面のうち互いに対向する２つの側壁１１ａ、１１ｂは横方向にスライドできるようになっている。被検体は、コンベア２７により外部から一方の側面を通して測定室１１内へ搬入され、測定室１１内から他方の側面を通してコンベア２８により外部へ搬出される。なお、コンベア２７、２８は、スライドする側壁１１ａ、１１ｂに干渉しないように構成されている。

測定室１１の内壁面には放射線検出器１２が取り付けられている。放射線検出器１２は１個でもよいが、複数個取り付けることが好ましい。放射線検出器１２は、γ線を検出するためのヨウ化ナトリウムシンチレータと光電子増倍管とを組み合わせたものでもよいし、α線、β線を検出するためのガイガーミュラー計数管でもよいし、これらの両者を用いてもよい。複数個の放射線検出器１２を取り付けることにより、被検体のどの位置から放射線が放射されているのかを知ることができる。測定室１１内には、上部にガス供給口１３が、下部にガス排出口１４が設けられている。

測定室１１の上部のガス供給口１３には供給配管１５が接続され、供給配管１５には不活性ガス供給系１６が接続されている。不活性ガス供給系１６から供給される不活性ガスは、供給配管１５を通してガス供給口１３から測定室１１内へ入り、ダウンフローを形成する。不活性ガス供給系１６からガス供給口１３までの供給配管１５の途中には、バルブＶ９、Ｖ１、Ｖ２が順次設けられ、バルブＶ２からガス供給口１３までの間の供給配管１５にはガス流量計（Ｇ１）１７および放射線メータ（Ｒ１）１８が接続されている。放射線メータ１８は、測定室１１内へ入る不活性ガス中の放射線量を測定するものである。

測定室１１内の下部のガス排出口１４には排出配管１９が接続され、排出配管１９の末端は吸着剤容器２１内の下部まで挿入されている。吸着剤容器２１内には吸着剤２２として活性炭が収容されている。排出配管１９の途中にはポンプ２０が設けられている。ポンプ２０には、たとえばマグネットポンプを用いることが好ましい。測定室１１内のガス排出口１４からポンプ２０の作用により排出された不活性ガスは、吸着剤容器２１内の吸着剤２２の空隙を通過し、その間に測定室１１から出た不活性ガス中に含まれる放射性物質が吸着される。ガス排出口１４とポンプ２０との間の排出配管１９にはバルブＶ４が設けられ、ポンプ２０と吸着剤容器２１との間の排出配管１９にはバルブＶ５が設けられている。

吸着剤容器２１の上部には循環配管２３が取り付けられ、循環配管２３はバルブＶ９とバルブＶ１との間の供給配管１５に接続されている。吸着剤容器２１を通過した不活性ガスは、循環配管２３および供給配管１５を通してガス供給口１３から測定室１１内へ戻される。循環配管２３の途中には、放射線メータ（Ｒ２）２４が接続されている。放射線メータ２４は、吸着剤容器２１から出た不活性ガス中の放射線量を測定するものである。吸着剤容器２１と放射線メータ２４との間の循環配管２３にはバルブＶ６が設けられ、放射線メータ２４と供給配管１５との間の循環配管２３にはバルブＶ７が設けられている。

放射線メータ２４とバルブＶ７との間の循環配管２３にはベント配管２５が接続されており、ベント配管２５にはバルブＶ８が設けられている。吸着剤容器２１から出た不活性ガス中の放射線量が低く、排気しても問題ない場合には、ベント配管２５を通して外部へ排気されることもある。

なお、バルブＶ１とバルブＶ２との間の供給配管１５と、バルブＶ４とポンプ２０との間の排出配管１９との間には接続配管２６が接続され、接続配管２６にはバルブＶ３が設けられている。吸着剤容器２１内に収容されている吸着剤２２は、含有水分があると放射性物質を吸着する性能を著しく低下させ、放射線測定装置１０の正常な稼働に支障を来たす。そのため吸着剤容器２１内に新規に吸着剤２２を装荷した場合には、前もって吸着剤２２に含有される水分を除去し、吸着剤２２の性能を賦活化する必要がある。吸着剤２２の性能賦活化に必要な水分除去のためバルブＶ２、Ｖ４およびＶ７を閉じ、バルブＶ９、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ６、及びＶ８を順次開けて、不活性ガス供給系１６から供給される不活性ガスを供給配管１５、接続配管２６、ポンプ２０、排出配管１９を経由して吸着剤容器２１内に導入し、吸着剤容器２１内の吸着剤２２の空隙を通過させる。これにより吸着剤２２内に吸蔵蓄積している水分が、不活性ガス側に移動混入し、吸着剤２２内の水分が離脱除去される。この水分混入不活性ガスは、循環配管２３およびベント配管２５を通して外部へ排気放出される。

第１の実施形態の放射線測定装置による測定は以下のようにして行われる。バルブＶ３、Ｖ８を閉じ、バルブＶ９、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４〜Ｖ７を開け、ポンプ２０を作動させて、不活性ガス供給系１６の不活性ガスを、測定室１１および吸着剤容器２１を通過させ、再び測定室１１に戻るように循環させる。この間に、放射線メータ１８、２４で測定される放射線量が目標値（たとえば１０ベクレル）以下になったら、バックグラウンドの放射線量が低下したことがわかる。この状態で、測定室１１内の圧力を外気が混入しないように外気圧（大気圧）より若干高くして、バルブＶ２及びバルブＶ４を閉じ、不活性ガス供給系１６およびポンプ２０を停止する。１つの側壁１１ａを横方向にスライドさせて開け、コンベア２７により被検体を測定室１１内へ搬入して、被検体を測定室１１内に設置した後、側壁１１ａを横方向にスライドさせて閉じる。この状態で、測定室１１に取り付けられた放射線検出器１２による放射線量の測定を行う。

第１の実施形態の放射線測定装置によれば、バックグラウンドの放射線量を低下させることができるので、被検体から放射される放射線量を高精度に測定することができる。放射線量が許容値以下であれば被検体を良品ラインへ送り、放射線量が許容値を超えていれば被検体をラインから排除することができる。

［第２の実施形態］
被検体が食品を梱包材（たとえば段ボール箱）で梱包したものである場合、梱包材に放射性物質で汚染された汚染物質（土壌など）が付着していると、汚染物質から放射される放射線量も加算されるため、図１および図２に示した本発明の放射線測定装置だけでは梱包材の内容物（食品）から放射される放射線量の測定精度を上げることが困難になる。

このような場合には、測定室の前段に、梱包材から汚染物質を除去する前処理室を設けることが好ましい。この前処理室は、汚染物質を除去するためのエアジェット室を含んでいる。

図３は前処理室を備えた放射線測定装置の構成図、図４は放射線測定装置の前処理室に含まれるエアジェット室の斜視図である。

放射線測定装置１０の測定室１１の前段に設けられる前処理室３０は、第１の予備モニター室４０、エアジェット室５０、および第２の予備モニター室６０を接続することによって構成されている。第１の予備モニター室４０の入口には開閉ゲート３１、第１の予備モニター室４０とエアジェット室５０との間には開閉ゲート３２、エアジェット室５０と第２の予備モニター室６０との間には開閉ゲート３３、第２の予備モニター室６０の出口には開閉ゲート３４が設けられている。

第１の予備モニター室４０内にはコンベア４１が設けられ、第１の予備モニター室４０の内壁面には複数の放射線検出器４２が取り付けられている。第１の予備モニター室４０内には、上部にガス供給口４３、下部にガス排出口４４が設けられている。第１の予備モニター室４０でも、図１を参照して説明した測定室１１の場合と同様に、不活性ガスを循環させ、吸着剤に不活性ガス中の放射性物質を吸着させることにより、バックグラウンドの放射線量を低下させることができる。

エアジェット室５０内にはコンベア５１が設けられ、エアジェット室５０の内壁面には複数のエアジェットノズル５２が取り付けられている。エアジェットノズル５２は、コンベア５１上に載せられた被検体（食品を梱包材で梱包したもの）にエアを吹き付けて、梱包材に付着している汚染物質を吹き飛ばして除去するためのものである。

第２の予備モニター室６０は、第１の予備モニター室４０と同様な構造を有し、同様な機能をもつ。第２の予備モニター室６０内にはコンベア６１が設けられ、第２の予備モニター室６０の内壁面には複数の放射線検出器６２が取り付けられている。第２の予備モニター室６０内には、上部にガス供給口６３、下部にガス排出口６４が設けられている。

なお、図３では、第１の予備モニター室４０および第２の予備モニター室６０にバックグラウンドの放射線量を減少させる機構は設けているが、このような機構は必須ではない。

第２の実施形態の放射線測定装置による測定は以下のようにして行われる。第１の予備モニター室４０の入口の開閉ゲート３１を開けて、外部から食品を梱包材で梱包した被検体（図示せず）を搬入し、第１の予備モニター室４０内のコンベア４１上に被検体を載せる。放射線検出器４２により、搬入されたままの被検体から放射される放射線量を測定する。

次に、開閉ゲート３２を開けて、第１の予備モニター室４０からエアジェット室５０へ被検体を搬入し、エアジェット室５０内のコンベア５１上に被検体を載せる。この状態で、複数のエアジェットノズル５２から被検体の梱包材にエアを吹き付けることにより、梱包材に付着している汚染物質を吹き飛ばす。汚染物質を吹き飛ばすために用いられたエアは、図示しない吸着剤容器へ送られて吸着剤による放射性物質の吸着が行われる。

次いで、開閉ゲート３３を開けて、エアジェット室５０から第２の予備モニター室６０へ被検体を搬入し、第２の予備モニター室６０内のコンベア６１上に被検体を載せる。放射線検出器６２により、汚染物質を吹き飛ばした後の被検体から放射される放射線量を測定する。

第２の予備モニター室６０の放射線検出器６２で測定された放射線量が、第１の予備モニター室４０の放射線検出器４２で測定された放射線量よりも低くなって、測定室１１での測定に可能なレベルになれば、エアジェット室５０で汚染物質が十分に吹き飛ばされたと判断できる。この場合、開閉ゲート３４を開けて第２の予備モニター室６０から被検体を搬出する。この時点で、第１の実施形態で説明したように、測定室１１内のバックグランドのレベルは十分に低下している。そこで、測定室１１の側壁１１ａを開けて、被検体を測定室１１内に搬入し、被検体から放射される放射線量を測定する。

一方、第２の予備モニター室６０の放射線検出器６２で測定された放射線量が十分に低くない場合には、被検体をラインから排除するか、または被検体から汚染物質を除去する処理を行った後に被検体を再び前処理室３０で上記と同様に前処理する。

第２の実施形態の放射線測定装置によれば、被検体の梱包材に汚染物質が付着していてもそれを除去することができ、その後は第１の実施形態と同様にバックグラウンドの放射線量を低下させることができるので、被検体から放射される放射線量を高精度に測定することができる。

［第３の実施形態］
平成２４年４月の食品新基準で放射線の基準値が小さくなったことにより、例えば汚染された土地ではバックグラウンドが高くなり、小さな値を測定するのに時間がかかっていた。こうしたことから、放射線の測定前にバックグランドをできるだけ下げておく必要がでてきた。

図５は放射線測定装置の一構成である測定室７１を示し、図５（Ａ）は測定室の展開図、図５（Ｂ）は組立直前の状態の図を示す。他の構成は、第１の実施形態の場合と同様である。

測定室は、左右または上下方向に移動可能な４つのブロック７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄより構成されている。各ブロック７２ａ〜７２ｄの壁面は、第１の実施形態と同様、鋼板上に高密度ポリエチレン，鉛および無酸素銅を積層した構造になっている。また、各ブロック７２ａ〜７２ｄの互いの接合面は階段状に形成されている。ブロック７２ａは、放射線検出器７３，被検体７４を載置するテーブル７５，このテーブル７５の下部に取り付けられた駆動軸７６，及びこの駆動軸７６を駆動するモーター７７を備えている。ここで、駆動軸７６およびモーター７７より駆動機構が構成されている。前記ブロック７２ｂ〜７２ｄにも、放射線検出器７３が設けられている。なお、図中の符号７８は、エアジェットノズルを示す。

こうした構成の放射線測定装置の測定室７１における放射線測定は次のように行う。
まず、被検体の放射線を測定した後、図５（Ａ）に示すように、ブロック７２ｂ〜７２ｄを左右または上下方向に動かして被検体を取り出し、被検体が載置されていた領域をエアジェットノズル７８により洗浄し、放射物質を除去する。つづいて、別な被検体７４をテーブル７５上に載置した後、ブロック７２ｂ〜７２ｄを移動して図５（Ｂ）に示すような状態にする。さらに、各ブロック７２ａ〜７２ｄを左右又は上下に動かして微調整をし、測定室７１を組み立てる。この後、モーター７７で駆動軸７６を回動することにより被検体７４を回転しつつ、放射線検出器７３により被検体７４の放射線を検出する。

第３の実施形態の放射線測定装置によれば、測定室７１を４つのブロック７２ａ〜７２ｄにより組み立て、これらのブロック７２ａ〜７２ｄを展開した状態でエアジェットにより洗浄する構成にすることにより、測定室７１内に残存する放射物質を予め除去できるので、次の被検体７４から放射される放射線量をより高精度に測定することができる。

［第４の実施形態］
本実施形態は、第２の実施形態において、図６に示すように、前処理室３０の上流側および下流側に、夫々被検体を搬送するコンベア（図示せず）を配置した内部が空洞の湾曲したエルボー８１ａ，８１ｂを取り付けたことを特徴とするもので、その他の構成は第２の実施形態と同様である。ここで、エルボーの湾曲部は８５°〜９５°程度に湾曲していることが、被検体の搬送、および外部からの放射線が前処理室に入るのを回避する点で好ましい。

第４の実施形態の放射線測定装置によれば、前処理室３０の上流側および下流側に湾曲したエルボー８１ａ，８１ｂを夫々取り付けたことにより、第２の実施形態の装置と比べ、放射線が外から直進して前処理室３０に入ることを回避できるので、被検体から放射される放射線量をより高精度に測定することができる。

なお、第４の実施形態では、湾曲したエルボーを用いた場合について述べたが、これに限らず、１回または２回以上９０度に屈曲した部材を用いてもよい。

１０…放射線測定装置、１１，７１…測定室、１１ａ、１１ｂ…側壁、１２，７３…放射線検出器、１３…ガス供給口、１４…ガス排出口、１５…供給配管、１６…不活性ガス供給系、１７…ガス流量計、１８…放射線メータ、１９…排出配管、２０…ポンプ、２１…吸着剤容器、２２…吸着剤、２３…循環配管、２４…放射線メータ、２５…ベント配管、２６…接続配管、２７、２８…コンベア、３０…前処理室、３１、３２、３３、３４…開閉ゲート、４０…第１の予備モニター室、４１…コンベア、４２…放射線検出器、４３…ガス供給口、４４…ガス排出口、５０…エアジェット室、５１…コンベア、５２，７８…エアジェットノズル、６０…第２の予備モニター室、６１…コンベア、６２…放射線検出器、６３…ガス供給口、６４…ガス排出口、７２ａ〜７２ｄ…ブロック、７４…被検体、７５…テーブル、７６…駆動軸、７７…モーター、８１ａ，８１ｂ…エルボー。

Claims (3)

1. 被検体が収容される、外部の放射線を遮蔽可能な測定室と、
   前記測定室に取り付けられた放射線検出器と、
   前記測定室に設けられたガス供給口およびガス排出口と、
   不活性ガス供給系と、
   放射性物質の吸着剤を充填した吸着剤容器と、
   前記不活性ガス供給系と前記測定室のガス供給口とを接続する供給配管と、
   前記測定室のガス排出口と前記吸着剤容器とを接続する排出配管と、
   前記吸着剤容器を通過した不活性ガスを前記測定室のガス供給口へ戻す循環配管と、
   前記測定室の前段に設けられた前処理室とを有し、
   前記前処理室は、被検体の放射線量を測定する第１の予備モニター室と、被検体にエアを吹き付けるエアジェット室と、エア吹き付け後の被検体の放射線量を測定する第２の予備モニター室とを有する
   ことを特徴とする放射線測定装置。
2. 前記測定室は、放射線検出器を夫々有した複数のブロックと、被検体を載置するテーブルと、このテーブルを駆動する駆動機構とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の放射線測定装置。
3. 前記前処理室の上流側および下流側に、被検体を搬送するコンベアを配置した屈曲したエルボーを夫々設けたことを特徴とする請求項１に記載の放射線測定装置。

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