JP6059928B2

JP6059928B2 - 放射性物質自動監視システム

Info

Publication number: JP6059928B2
Application number: JP2012206506A
Authority: JP
Inventors: 正鍾高畑; 正弘武石
Original assignee: 株式会社テック・デル
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2032-09-20
Also published as: JP2014062744A

Description

本願発明は、車両の荷台に積載され運搬される金属スクラップ・産業廃棄物・瓦礫など（以下、「車両積載物」と呼ぶ。）に混入した放射性物質を工場・産業廃棄物処理場等の入口で発見し、当該放射性物質の工場・産業廃棄物処理場等への侵入を防止するための放射性物質自動監視システムである。

コンクリート壁面又は地中に存在する放射線源から放出されるガンマ線を検知することにより、ガンマ線放出核種の位置（分布、深さ）を求める装置又は方法が存在する（例えば、特許文献１及び特許文献２）。

特開昭６２−２８２２８８号公報特開平７−２９４６５２号公報

上述のとおり、放射線源から放出されるガンマ線を検知、カウントすることにより、ガンマ線放出核種の位置（分布、深さ）を求める装置又は方法が存在するが、特許文献１はコンクリート壁面に存在する放射線源から放出されるガンマ線を検知等する装置又は方法であり、特許文献２は地中に存在する放射線源から放出されるガンマ線を検知等する装置又は方法であり、それぞれの利用環境・用途での使用を前提としているため、車両積載物に混入した放射性物質を工場・産業廃棄物処理場等の入口で発見し、当該放射性物質の工場・産業廃棄物処理場等への侵入を防止するといった環境・用途には適していない。

そこで、車両積載物に混入した放射性物質を工場・産業廃棄物処理場等の入口で発見し、当該放射性物質の工場・産業廃棄物処理場等への侵入を防止するといった環境・用途に適した放射性物質自動監視システム及び放射性物質自動監視システムソフトウェアプログラムを提供することを課題とした。

本願発明の放射性物質自動監視システムは、車両積載物に混入した放射性物質を積載状態のままでガンマ線を検知する放射性物質自動監視システムであって、車両進入路の少なくとも一方の路側に立設する路側立設体と、前記路側立設体に設置する車両検出機構と、前記路側立設体に設置する開閉可能扉を備える箱体と、前記箱体の内部に設置する複数の放射性物質検知器及び複数の光電子倍増管で構成する放射性物質検知機構と、前記放射性物質検知機構から出力されるガンマ線検知情報を取得し、波形成形、演算、制御又は出力処理を行う制御・監視機構と、前記制御・監視機構からの出力結果を人間の視聴覚で認識できる形態にする出力装置と、からなり、前記複数の光電子倍増管が、前記箱体の内部で上下方向に並べて設置した放射性物質検知器のうち上方に設置した放射性物質検知器の左下隅の切り欠き部に向けて傾斜して取り付けられ、かつ、前記箱体の内部で上下方向に並べて設置した放射性物質検知器のうち下方に設置した放射性物質検知器の右上隅の切り欠き部に向けて傾斜して取り付けられた形態である放射性物質自動監視システムを提供する。

車両積載物に混入した放射性物質を工場・産業廃棄物処理場等の入口で発見し、当該放射性物質の工場・産業廃棄物処理場等への侵入を防止するといった環境・用途に適している（車両進入路の路側に車両検出機構及び放射性物質検知機構を配置していること、監視場所に自然と存在するガンマ線にも配慮していること、人間の視聴覚で容易に認識ができる警告等出力装置を備えていることなど）。

また、本願発明の放射性物質自動監視システムは、開閉可能扉を備える箱体の内部に複数の放射性物質検知器と複数の光電子倍増管などが一定の配列（取り付け態様）で整列して収納されており、当該箱体の内部の収納性を向上させている。

また、本願発明の放射性物質自動監視システムは、制御機構に情報処理装置及び当該情報処理装置上で稼動するソフトウェアプログラムを包含するので、汎用性及び拡張性に優れている。

また、本願発明のプログラム及びプログラム媒体は、放射性物質検知機構から出力されるガンマ線系検知情報を取得し、集計処理し、前記集計処理結果に基づき、ガンマ線測定データ表示、ガンマ線検出部位表示、ガンマ線計測グラフ表示を行うことができる。さらに、３種類の警報出力処理、微量レベル警報出力処理も行うことができ、当該放射性物質の工場・産業廃棄物処理場等への侵入を防止するといった環境・用途に適している。

図１は、実施例１の放射性物質自動監視システムの全体図である。図２は、実施例１の路側立設体及び通過ゲート付近の拡大図である。図３は、開閉可能扉を備える箱体の内部の拡大図である。図４は、放射性物質自動監視システムを構成するハードウェアの接続関係を示す図である。図５は、放射性物質自動監視システムソフトウェアプログラムの出力表示画面（ガンマ線測定データ表示画面）である。図６は、放射性物質自動監視システムソフトウェアプログラムの出力表示画面（ガンマ線検出部位表示画面）である。図７は、放射性物質自動監視システムソフトウェアプログラムの出力表示画面（ガンマ線計測グラフ表示画面）である。図８は、実施例２の路側立設体、被支持体及び通過ゲート付近の拡大図である。

金属スクラップ・産業廃棄物・瓦礫などを積載したトラックの車両進入路に通過ゲートを設け、当該通過ゲートに放射性検知機構を配置して、車両積載物の中に混入した放射性物質を自動監視するシステムとして実施する。

まずは、放射性物質自動監視システムの構成について、図１に従い説明する。

放射性物質自動監視システム（１）は、車両進入路（Ａ）の一方の路側（図１で示す車両侵入路の左側路側）に設置した第１路側立設体（５１）及び前記車両進入路の他方の路側（図１で示す車両進入路の右側路側）に設置した第２路側立設体（５２）で構成する通過ゲート（５０）と、金属スクラップ・産業廃棄物・瓦礫などを積載したトラック（Ｂ）の進入及び移動速度の検出を行う車両検出機構（１０）と、前記通過ゲートに設置し前記トラックに積載された車両積載物から放射されるガンマ線の検知を行う放射性物質検知機構（２０）と、建屋（Ｒ）内に設置し前記車両検出機構から出力される検出情報（以下、車両系検出情報という）及び前記放射性物質検知機構から出力される検知情報（以下、ガンマ線検知情報という）を取得し、当該取得した車両系検出情報及びガンマ線検知情報を利用して様々な処理（波形成形、演算、制御、出力など）を行う制御・監視機構（３０）と、前記制御・監視機構により処理された情報（以下、制御・監視系情報という）を利用して状況を表示したり、警告を促したりする出力装置（４０）と、で構成する。

前記第１路側立設体（５１）は、断面Ｈ形状の金属製柱体である第１路側立設体入口側支柱（５１１）及び第１路側立設体出口側支柱（５１２）と、前記第１路側立設体入口側支柱と前記第１路側立設体出口側支柱との間に設置した第１路側箱体（５１３）とで構成する。

前記第２路側立設体（５２）は、断面Ｈ形状の金属製柱体である第２路側立設体入口側支柱（５２１）及び第２路側立設体出口側支柱（５２２）と、前記第２路側立設体入口側支柱と前記第２路側立設体出口側支柱との間に設置した第２路側箱体（５２３）とで構成する。

前記第１路側立設体（５１）及び前記第２路側立設体（５２）は、前記車両進入路（Ａ）を挟んで対向に建立されている。

前記車両検出機構（１０）は、前記第２路側立設体入口側支柱（５２１）の下部に設置する第１投光器（１１）と、前記第１路側立設体入口側支柱（５１１）の上部に設置し前記第１投光器（１１）と対応する第１受光器（１３）と、前記第２路側立設体出口側支柱（５２２）の上部に設置する第２投光器（１２）と、前記第１路側立設体出口側支柱（５１２）の下部に設置し前記第２投光器（１２）と対応する第２受光器（１４）と、で構成する。当該配置にすることにより、様々な外形・用途のトラック（Ｂ）であっても誤検知をすることなく進入及び移動速度検出ができ得る。

前記放射性物質検知機構（２０）は、前記第１路側箱体（５１３）の内部、かつ、上部に設置する第１放射性物質検知器（２１）と、前記第１路側箱体（５１３）の内部、かつ、下部に設置する第２放射性物質検知器（２２）と、前記第１放射性物質検知器の左下隅に傾斜させて取り付ける第１光電子倍増管（２５）と、前記第２放射性物質検知器の右上隅に傾斜させて取り付ける第２光電子倍増管（２６）と、前記第２路側箱体（５２３）の内部、かつ、上部に設置する第３放射性物質検知器（２３）と、前記第２路側箱体（５２３）の内部、かつ、下部に設置する第４放射性物質検知器（２４）と、前記第３放射性物質検知器の左下隅に傾斜させて取り付ける第３光電子倍増管（２７）と、前記第４放射性物質検知器の右上隅に傾斜させて取り付ける第４光電子倍増管（２８）とで構成する（図３及び図４）。

前記放射性物質検知器（２１、２２、２３、２４）として、ガンマ線を検知すると発光するプラスチックシンチレータを使用している。

なお、多くのガンマ線を検出するために、面積の広いプラスチックシンチレータを使用している。

前記第１光電子倍増管（２５）の取り付け形態について、前記第１放射性物質検知器（２１）の左下隅の切り欠き部に向けて傾斜させて取り付けているが、当該取り付け形態にすることにより、前記第１路側箱体（５１３）の内部空間を有効に利用でき、収納効率が向上する（図３）。また、前記第１放射性物質検知器で発生する光（反射光を含む）を前記第１光電子倍増管で未認識するケースを減少させる効果もあるものと考える。

また、前記第２電子倍増管（２６）の取り付け形態について、前記第２放射性物質検知器（２２）の右上隅の切り欠き部に向けて傾斜させて取り付けているが、当該取り付け形態にすることにより、前記第１路側箱体（５１３）の内部空間を有効に利用でき、収納効率が向上する（図３）。また、前記第２放射性物質検知器で発生する光（反射光を含む）を前記第２光電子倍増管で未認識するケースを減少させる効果もあるものと考える。

なお、図示していないが、前記第３電子倍増管（２７）及び前記第４電子倍増管（２８）の前記第２路側箱体（５２３）の内部での取り付け形態についても前記第１路側箱体（５１３）の内部と同様の配置となっている。

前記光電子倍増管（２５、２６、２７、２８）は、対応する各々の前記放射性物質検知器（２１、２２、２３、２４）で発光した微弱光を電気信号に変換し、増幅する装置である。

前記制御・監視機構（３０）は、前記第１光電子倍増管（２５）と接続する第１コントローラユニット（３１）と、前記第２光電子倍増管（２６）と接続する第２コントローラユニット（３２）と、第３光電子倍増管（２７）と接続する第３コントローラユニット（３３）と、第４光電子倍増管（２８）と接続する第４コントローラユニット（３４）と、前記それぞれのコントローラユニット（３１、３２、３３、３４）出力を情報処理装置（３６）に中継する中継ユニット（３５）と、で構成する。

前記第１コントローラユニット（３１）には、前記入口側受光器（１３）が接続されている。

前記第２コントローラユニット（３２）には、前記出口側受光器（１４）が接続されている。

前記第３コントローラユニット（３３）には、前記入口側投光器（１１）が接続されている。

前記第４コントローラユニット（３４）には、前記出口側投光器（１２）が接続されている。

前記中継ユニット（３５）と前記情報処理装置（３６）との接続は、前記情報処理装置（３６）に内蔵したパルスカウントボード（３６１）及びデジタルＩ／Ｏインターフェースボード（３６２）により接続される。

前記情報処理装置（３６）は、車両系検出情報及びガンマ線検知情報を、前記中継ユニット（３５）を経由して取得し、当該取得した車両系検出情報及びガンマ線検知情報を利用又は処理して、制御・監視系情報を出力可能なコンピュータであれば良く、例えば、汎用性のあるパーソナルコンピュータなどが該当する。なお、自然界には微量のガンマ線が存在する（バックグラウンド）ため、予めバックグラウンド値を情報処理装置（３６）に設定保存することができるようにしており、これにより監視場所ごとに異なるバックグラウンドに対応している。

前記出力装置（４０）は、前記情報処理装置（３６）からの制御・監視系情報を表示（ガンマ線のカウント値を数値表示、グラフ表示又は検出位置濃淡表示など）するモニタ（４１）と、前記情報処理装置からの制御・監視系情報を印刷（ガンマ線のカウント値、グラフなど）するプリンタ（４２）と、前記情報処理装置からの制御・監視系情報を光（信号の点灯）で伝達する警告灯（４３）と、で構成する。

前記出力装置（４０）に、前記情報処理装置（３６）からの制御・監視系情報を音声で伝達するスピーカー等の音声装置（図示せず）を追加することもでき得る。

次に、放射性物質自動監視システムの作動について、図１、図２及び図４に従い説明する。

金属スクラップ・産業廃棄物・瓦礫などを積載したトラック（Ｂ）の先頭部が、車両検出機構（１０）を構成する第１投光器（１１）及び第１受光器（１３）の間を通過すると車両の侵入を検出する。

前記車両検出機構（１０）が車両の侵入を検出すると、それぞれの放射性物質検知器（２１、２２、２３，２４）が、ガンマ線のカウントを開始する。

具体的には、前記第１放射性物質検知器（２１）にガンマ線が入射すると短時間の微弱な発光現象が発生し、当該発光を前記第１光電子倍増管（２５）で、電気信号である放射線カウント信号に変換、増幅し、前記第１コントローラユニット（３１）にリアルタイムに送信する。

同様に、前記第２放射性物質検知器（２２）、前記第３射性物質検知器（２３）、前記第４放射性物質検知器（２４）で発生した短時間の微弱な発光は、前記第２光電子倍増管（２６）、前記第３光電子倍増管（２７）、前記第４光電子倍増管（２８）で、電気信号（放射線カウント信号）に変換、増幅し、前記第２コントローラユニット（３２）、前記第３コントローラユニット（３３）、前記第４コントローラユニット（３４）にリアルタイムに送信する。

前記放射線カウント信号を受信した各々のコントローラユニット（３１、３２、３３、３４）は、波形成形ならびに耐雑音性能を高める信号処理をした後、前記中継ユニット（３５）を経由し前記情報処理装置（３６）に内蔵したパルスカウントボード（３６１）へ送信する。

前記パルスカウントボード（３６１）から送信されてくるｔ秒毎のデータを情報処理装置（３６）にリアルタイムに転送する。前記ｔ秒毎のデータは、情報処理装置（３６）に接続されたモニタ（３７）に出力される。

前記モニタ（３７）に出力された車両の４ケ所（左上、左下、右上、右下）のガンマ線カウント情報（放射線の数値等）表示は、情報処理装置（３６）に接続されたキーボードのファンクションボタン操作により、ガンマ線検出部位表示画面（図６）積み荷内の場所表示（位置特定情報の視覚化処理）、ガンマ線計測グラフ表示画面（図７）、ガンマ線測定データ表示画面（図５）に切り換え表示可能であり、また、印刷することも可能である。

なお、前記トラック（Ｂ）が制限速度（時速８キロメートル以内）を超過していると、車両検出機構（１０）が検出した場合には、前記モニタ（３７）上の一部の表示（車両速度オーバー）が点灯し、注意喚起をする。

なお、前記放射性物質検知機構（２０）による、ガンマ線検知の後は、トラックスケール（Ｃ）などを使用して他の計測を行うことも可能である。

前記情報処理装置（３６）では、当該情報処理装置（３６）上で稼動するソフトウェアプログラムにより、以下の処理を行っている。

前記放射性物質検知機構（２０）から出力されるガンマ線検知情報を前記情報処理装置（３６）で取得した後に、前記情報処理装置で取得したガンマ線検知情報を４面の放射性物質検知器（２１、２２、２３、２４）それぞれ集計処理をし、ガンマ線測定データ表示画面、ガンマ線検出部位表示画面又はガンマ線計測グラフ表示画面を出力する。また、前記情報処理装置に予め３種類（Lowレベル、Highレベル、Dangerレベル）の警告閾値を設定しておき、いずれかの警告閾値を超過するデータが検出されると前記情報処理措置で、警報出力処理（Lowレベル、Highレベル、Dangerレベル）をソフトウェアプログラムにて行っている。なお、Ｈｉｇhレベル又はDangerレベル検出をするとブザー音、音声出力、警告灯表示（４３）などのより多くの者への注意喚起作動をする。

また、前記３種類の警告閾値を超過しない場合であっても、前記放射性物質検知機構（２０）から出力されるガンマ線検知情報を前記情報処理装置（３６）で取得した後に、前記情報処理装置で取得したガンマ線系検知情報を１面の仮想放射性物質検知器として集計処理をし、当該集計処理結果に基づき微量レベル警報出力処理をソフトウェアプログラムで行っている。

実施例２の放射性物質自動監視システムは通過ゲートの構成が異なる放射性物質自動監視システムである。その構成について、図８及び図１に従い実施例１と異なる部分について説明する。

放射性物質自動監視システム（１）は、車両進入路の一方の路側（図８で示す車両進入路の左側路側）に設置した第１路側立設体（５１）、前記車両進入路の他方の路側（図８で示す車両進入路の右側路側）に設置した第２路側立設体（５２）及び前記第１路側立設体と前記第２路側立設体との上部で接合し支持される被支持体（５３）とで構成する通過ゲート（５０）と、金属スクラップ・産業廃棄物・瓦礫などを積載したトラックの侵入及び移動速度の検出を行う車両検出機構（１０）と、前記通過ゲートに設置し前記トラックに積載された車両積載物から放射されるガンマ線の検知を行う放射性物質検知機構（２０）と、建屋内に設置し前記車両検出機構から出力される車両系検出情報及び前記放射性物質検知機構から出力される放射線検知情報を取得し、利用して様々な処理を行う制御・監視機構（３０）と、前記制御・監視機構により処理された制御・監視系情報を利用して表示・警告する出力装置（４０）と、で構成する。

前記被支持体（５３）の上部は、人が通行する通路を設けても良い（図８）。

前記放射性物質検知機構（２０）は、前記第１路側箱体（５１３）の内部及び前記第２路側箱体（５２３）の内部に加え、前記第３上部箱体（５３３）の内部にも備える（図示せず）。

その他の構成については、実施例１と同様であるので省略する。また作動についても実施例１とほぼ同様であるので省略する。

通過ゲートの構成は、当該放射性物質自動監視システムの設置スペースにより、第１路側立設体（５１）と被支持体（５３）のみの逆L字型（図示せず）の構成にも設計変更し得る。

本願発明の放射性物質自動監視システムは、安全性及び収納性を飛躍的に向上させる放射性物質自動監視システムであるので、産業上の利用性を有する。

１放射性物質自動監視システム
１０車両検出機構
１１入口側投光器
１２出口側投光器
１３入口側受光器
１４出口側受光器
２０放射性物質検知機構
２１第１放射性物質検知器
２２第２放射性物質検知器
２３第３放射性物質検知器
２４第４放射性物質検知器
２５第１光電子倍増管
２６第２光電子倍増管
２７第３光電子倍増管
２８第４光電子倍増管
３０制御・監視機構
３１第１コントローラユニット
３２第２コントローラユニット
３３第３コントローラユニット
３４第４コントローラユニット
３５中継ユニット
３６情報処理装置
３６１パルスカウントボード
３６２デジタルＩ／Ｏインターフェースボード
４０出力装置
４１モニタ
４２プリンタ
４３警告灯
５０通過ゲート
５１第１路側立設体
５１１第１路側立設体入口側支柱
５１２第１路側立設体出口側支柱
５１３第１路側箱体（開閉可能扉を備える箱体）
５２第２路側立設体
５２１第２路側立設体入口側支柱
５２２第２路側立設体出口側支柱
５２３第２路側箱体（開閉可能扉を備える箱体）
５３被支持体
５３３第３上部箱体（開閉可能扉を備える箱体）
Ａ車両進入路
Ｂスクラップ等積載トラック
Ｃトラックスケール
Ｒ建屋

Claims

車両積載物に混入した放射性物質を積載状態のままでガンマ線を検知する放射性物質自動監視システムであって、
車両進入路の少なくとも一方の路側に立設する路側立設体と、
前記路側立設体に設置する車両検出機構と、
前記路側立設体に設置する開閉可能扉を備える箱体と、
前記箱体の内部に設置する複数の放射性物質検知器及び複数の光電子倍増管で構成する放射性物質検知機構と、
前記放射性物質検知機構から出力されるガンマ線検知情報を取得し、波形成形、演算、制御又は出力処理を行う制御・監視機構と、
前記制御・監視機構からの出力結果を人間の視聴覚で認識できる形態にする出力装置と、
からなり、
前記複数の光電子倍増管が、前記箱体の内部で上下方向に並べて設置した放射性物質検知器のうち上方に設置した放射性物質検知器の左下隅の切り欠き部に向けて傾斜して取り付けられ、かつ、前記箱体の内部で上下方向に並べて設置した放射性物質検知器のうち下方に設置した放射性物質検知器の右上隅の切り欠き部に向けて傾斜して取り付けられた形態である放射性物質自動監視システム。