JP6161058B2 - 放射能検査装置及び放射能検知方法 - Google Patents
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通常の測定器と違い、スクリーニングの場合は測定のたびに線源を使用してエネルギー校正するわけには行かず、精度を保証するためには恒温室を準備する等の対策を要する。
前記コンピュータは、マルチチャンネルでのスペクトル分析の結果、放射性セシウムを特徴づけるチャンネルの区分をセシウム領域とすると共に、放射性カリウムを特徴づけるチャンネルの区分をカリウム領域とする領域設定部と、
前記検査対象として放射性カリウムの校正体を測定した時のセシウム領域計数率(nk)からバックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じた値を分子(nk−nb)とし、前記校正体を測定した時のカリウム領域計数率(nkk)からバックグラウンド放射線測定時のカリウム領域計数率(nbk)を減じた値を分母(nkk−nbk)とする補正係数(α=(nk−nb)/(nkk−nbk))を求める補正係数演算部と、
前記検査対象として質量及び単位質量あたりの放射線量が既知の標準体を測定した時のセシウム領域計数率(nh)からバックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じ、更に、前記標準体を測定した時のカリウム領域計数率(nhk)からバックグラウンド放射線測定時のカリウム領域計数率(nbk)を減じた値(nhk−nbk)に前記補正係数(α)を乗じて減じることにより、前記標準体測定時のセシウム領域正味計数率(nth=nh−(nhk−nbk)・α−nb)を求め、前記標準体の単位質量当たりの放射性セシウムの放射能量(C)と前記標準体の質量(W)の積(C・W)を前記標準体測定時のセシウム領域正味計数率(nth)で除することにより換算係数(K=C・W/nth)を求める換算係数演算部と、
前記検査対象として放射線量が未知の試料を測定した時のセシウム領域計数率(ns)からバックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じ、更に、前記試料を測定した時のカリウム領域計数率(nsk)からバックグラウンド放射線測定時のカリウム領域計数率(nbk)を減じた値(nsk−nbk)に前記補正係数(α)を乗じて減じることにより、前記試料を測定した時のセシウム領域正味計数率(nt=ns−(nsk−nbk)・α−nb)を求め、前記試料測定時のセシウム領域正味計数率(nt)と前記換算係数(K)の積(nt・K)を前記試料の質量(W')で除することにより前記試料の単位質量あたりの放射性セシウムの放射能量(D=nt・K/W')を求める放射能量演算部とを備えることを特徴とする。
前記コンピュータは、マルチチャンネルでのスペクトル分析の結果、放射性セシウムを特徴づけるチャンネルの区分をセシウム領域とすると共に、放射性カリウムを特徴づけるチャンネルの区分をカリウム領域とするステップと、
前記検査対象として放射性カリウムの校正体を測定した時のセシウム領域計数率(nk)からバックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じた値を分子(nk−nb)とし、前記校正体を測定した時のカリウム領域計数率(nkk)からバックグラウンド放射線測定時のカリウム領域計数率(nbk)を減じた値を分母(nkk−nbk)とする補正係数(α=(nk−nb)/(nkk−nbk))を求めるステップと、
前記検査対象として質量及び単位質量あたりの放射線量が既知の標準体を測定した時のセシウム領域計数率(nh)からバックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じ、更に、前記標準体を測定した時のカリウム領域計数率(nhk)からバックグラウンド放射線測定時のカリウム領域計数率(nbk)を減じた値(nhk−nbk)に前記補正係数(α)を乗じて減じることにより、前記標準体測定時のセシウム領域正味計数率(nth=nh−(nhk−nbk)・α−nb)を求め、前記標準体の単位質量当たりの放射性セシウムの放射能量(C)と前記標準体の質量(W)の積(C・W)を前記標準体測定時のセシウム領域正味計数率(nth)で除することにより換算係数(K=C・W/nth)を求めるステップと、
前記検査対象として放射線量が未知の試料を測定した時のセシウム領域計数率(ns)からバックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じ、更に、前記試料を測定した時のカリウム領域計数率(nsk)からバックグラウンド放射線測定時のカリウム領域計数率(nbk)を減じた値(nsk−nbk)に前記補正係数(α)を乗じて減じることにより、前記試料測定時のセシウム領域正味計数率(nt=ns−(nsk−nbk)・α−nb)を求め、前記試料を測定した時のセシウム領域正味計数率(nt)と前記換算係数(K)の積(nt・K)を前記試料の質量(W')で除することにより前記試料の単位質量あたりの放射性セシウムの放射能量(D=nt・K/W')を求めるステップとを備えることを特徴とする。
図1に示すように、本実施例の放射能検査装置は、プラスチックシンチレーション検出器10、光電子増倍管20、マルチチャンネルアナライザ30、パソコン40、シーケンサ(PLC)50及び操作部60とから構成される。
プラスチックシンチレーション検出器10は、シンチレータ(図示省略)として、蛍光物質を含むプラスチックシンチレータを用いる。プラスチックシンチレータは、検査対象から放出された放射線により蛍光を発するものであり(図5参照)、安くて加工しやすいという利点がある。但し、プラスチックシンチレータ自体は、NaIシンチレータに比較して、エネルギー分解能が低い。
マルチチャンネルアナライザ30は、光電子増倍管20により出力された電気信号を、エネルギーに応じた複数のチャンネルに区分してマルチチャンネルでのスペクトル分析を行うものである。例えば、バックグラウンド(BG)、放射性セシウム(Cs134,Cs137)、放射性カリウム(K40)をそれぞれ単独で測定した結果を図3に示す。図3において、横軸は、エネルギーに応じて区分された複数のチャンネルであり、縦軸は、各チャンネル毎に測定されたカウントである。
具体的には、図3に示すバックグラウンド(BG)、放射性セシウム(Cs134,Cs137)、放射性カリウム(K40)をそれぞれ単独でマルチチャンネルでのスペクトル分析した結果に基づき、セシウム領域(Cs領域)としては、チャンネル20からチャンネル38を設定し、カリウム領域(K領域)としては、チャンネル65からチャンネル105を設定する。
なお、チャンネルとエネルギーとの関係については別途の手法にて特定する。
校正体を測定した時のセシウム領域計数率(nk)とは、図3のセシウム領域における放射性カリウムのカウントを各チャンネルにわたり総和したものであり、具体的には、チャンネル20とチャンネル38と放射性カリウムのカウントを示す折れ線で囲まれた面積である。
従って、分子(nk−nb)は、図3のセシウム領域における放射性カリウムのカウントからバックグラウンドを減じた値を各チャンネルにわたり総和したものであり、具体的には、チャンネル20とチャンネル38と放射性カリウムのカウントを示す折れ線で囲まれた面積からチャンネル20とチャンネル38とバックグランドのカウントを示す折れ線で囲まれた面積を減じた面積である。
このようにして求めた補正値(α=(nk−nb)/(nkk−nbk))は、バックグラウンドを除き、カリウム領域で計測された放射性カリウムのカウントに対するセシウム領域で計測された放射性カリウムのカウントの比率を示す指数である。
標準体を測定した時のセシウム領域計数率(nh)とは、図3のセシウム領域における放射性カリウムからバックグラウンドを減じたもの、放射性セシウムからバックグラウンドを減じたもの、バックグラウンドのカウントを各チャンネルにわたり総和したものであり、具体的には、チャンネル20とチャンネル38と放射性カリウムのカウントを示す折れ線で囲まれた面積及びチャンネル20とチャンネル38と放射性セシウムのカウントを示す折れ線で囲まれた面積の和からチャンネル20とチャンネル38とバックグラウンドのカウントを示す折れ線で囲まれた領域の面積を減じた面積である。
そのため、標準体測定時のセシウム領域正味計数率(nth=nh−(nhk−nbk)・α−nb)は、図3のセシウム領域における放射性セシウムのカウントのみ(正味)を各チャンネルにわたり総和したものであり、具体的には、チャンネル20とチャンネル38と放射性セシウムのカウントを示す折れ線で囲まれた面積からチャンネル20とチャンネル38とバックグランドのカウントを示す折れ線で囲まれた面積を減じた面積となる。
そのため、標準体を測定した時のセシウム領域計数率(nh)から、(nhk−nbk)・αを減じ、更に、バックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じれば、セシウム領域においてバックグラウンドや放射性カリウムを含まない放射性セシウムのみを計測したセシウム領域正味計数率(nth=nh−(nhk−nbk)・α−nb)を求めることができる。
このようにして求めた換算係数とは、セシウム領域において放射性セシウムのみを計測したセシウム領域正味計数率(nth)に対する、標準体の放射性セシウムの放射能量(C)を示す指標となるものである。
試料を測定した時のセシウム領域計数率(ns)とは、図4中にセシウム領域における、試料のカウント各チャンネルにわたり総和したものである。即ち、図3に示すように、セシウム領域における試料に含まれる放射性カリウム、放射性セシウム、バックグラウンドのカウントを各チャンネルにわたり総和したものであり、具体的には、チャンネル20とチャンネル38と放射性カリウムのカウントを示す折れ線で囲まれた面積及びチャンネル20とチャンネル38と放射性セシウムのカウントを示す折れ線で囲まれた面積の和からチャンネル20とチャンネル38とバックグラウンドのカウントを示す折れ線で囲まれた領域の面積を減じた面積である。
従って、値(nsk−nbk)は、図3のカリウム領域における放射性カリウムのカウントからバックグランドを減じたものを各チャンネルにわたり総和したものであり、具体的には、チャンネル65とチャンネル106と放射性カリウムのカウントを示す折れ線で囲まれた面積からチャンネル65とチャンネル106とバックグラウンドのカウントを示す折れ線で囲まれた面積を減じた面積となる。
即ち、値(nsk−nbk)に補正係数αを乗じることにより、図3のセシウム領域における放射性カリウムのカウントのみを各チャンネルにわたり総和したもの、具体的には、チャンネル20とチャンネル38と放射性カリウムのカウントを示す折れ線で囲まれた面積からチャンネル20とチャンネル38とバックグランドのカウントを示す折れ線で囲まれた面積を減じた面積を求めたことになる。
試料の単位質量あたりの放射性セシウムの放射能量(D=nt・K/W)は、試料測定時のセシウム領域正味計数率(nt)と換算係数(K)の積(nt・K)を試料の質量(W')と同じ標準体の質量(W)で除することにより求められる。
シーケンサ(PLC)50には、更に、上記判定部の結果により合否を表示するためのアラーム表示灯を接続しても良い。
操作部60は、パソコン40又はシーケンサ50を作業員が操作するための装置である。
先ず、バックグラウンド(BG)、放射性セシウム(Cs134,Cs137)、放射性カリウム(K40)をそれぞれ単独で測定する(ステップS1)。その結果を図3に示す。図3に示すように、横軸はエネルギー毎に区分されたチャンネルであり、バックグラウンド(BG)、放射性セシウム(Cs134,Cs137)、放射性カリウム(K40)は、各チャンネル毎に異なる値を示している。
nk :校正体(K-40)測定時のCs領域計数率(cps)
nkk:校正体(K-40)測定時のK領域計数率(cps)
nb :BG測定時のCs領域計数率(cps)
nbk:BG測定時のK領域計数率(cps)
更に、標準体を測定し、換算係数演算部43により、上述した通り、数2で示す数式に基づいて値(nth)を求め、更に、数3に示す数式に基づいて換算係数Kを決定する(ステップS4)。
nth:標準体測定時のCs領域正味計数率(cps)
nhk:標準体測定時のK領域計数率(cps)
nh :標準体測定時のCs領域計数率(cps)
K :換算係数(Bq/cps)
C :標準体の単位質量あたりの放射性セシウムの放射能量(Bq/kg)
W :標準体の質量(kg)、試料の質量と同じ
運用中においては、試料を測定し、数4で示す数式に基づいて補正係数αを使用することにより値(nt)を求め、更に、数5に示す数式に基づいて換算係数Kを使用することにより、試料の単位質量あたりの放射性セシウムの放射能量Dを算出する(ステップS6)。
nt :試料測定時のCs領域正味計数率(cps)
nsk:試料測定時のK領域計数率(cps)
ns :試料測定時のCs領域計数率(cps)
D :試料の単位質量あたりの放射性セシウムの放射能量(Bq/kg)
なお、試料としては、米等の食料品を想定しているため、食品中の放射性セシウムスクリーニング法に準拠しているが、必ずしもこの法律に準拠せず、他の基準に準拠して判定することも可能である。
従って、本発明は、検出効率が高く、精度のよい安価な放射能検査装置及び放射能検査方法を提供すること、言い換えると、検出効率が高く、精度のよい検査装置が安価で製作できる。
20 光電子増倍管
30 マルチチャンネルアナライザ
40 パソコン
41 領域設定部
42 補正係数演算部
43 換算係数演算部
44 放射能量演算部
50 シーケンサ(PLC)
60 操作部
Claims (4)
- 検査対象から放出された放射線により蛍光を発するプラスチックシンチレータと、前記プラスチックシンチレータから発せられた蛍光を光電子として増倍し、電気信号として出力する光電子増倍管と、前記光電子増倍管から出力される電気信号を、エネルギーに応じた複数のチャンネルに区分してマルチチャンネルでのスペクトル分析を行うマルチチャンネルアナライザと、前記マルチチャンネルアナライザによるマルチチャンネルでのスペクトル分析の結果により、前記検査対象の放射性セシウムの放射能量を演算するコンピュータとからなる放射能検査装置において、
前記コンピュータは、マルチチャンネルでのスペクトル分析の結果、放射性セシウムを特徴づけるチャンネルの区分をセシウム領域とすると共に、放射性カリウムを特徴づけるチャンネルの区分をカリウム領域とする領域設定部と、
前記検査対象として放射性カリウムの校正体を測定した時のセシウム領域計数率(nk)からバックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じた値を分子(nk−nb)とし、前記校正体を測定した時のカリウム領域計数率(nkk)からバックグラウンド放射線測定時のカリウム領域計数率(nbk)を減じた値を分母(nkk−nbk)とする補正係数(α=(nk−nb)/(nkk−nbk))を求める補正係数演算部と、
前記検査対象として質量及び単位質量あたりの放射線量が既知の標準体を測定した時のセシウム領域計数率(nh)からバックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じ、更に、前記標準体を測定した時のカリウム領域計数率(nhk)からバックグラウンド放射線測定時のカリウム領域計数率(nbk)を減じた値(nhk−nbk)に前記補正係数(α)を乗じて減じることにより、前記標準体測定時のセシウム領域正味計数率(nth=nh−(nhk−nbk)・α−nb)を求め、前記標準体の単位質量当たりの放射性セシウムの放射能量(C)と前記標準体の質量(W)の積(C・W)を前記標準体測定時のセシウム領域正味計数率(nth)で除することにより換算係数(K=C・W/nth)を求める換算係数演算部と、
前記検査対象として放射線量が未知の試料を測定した時のセシウム領域計数率(ns)からバックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じ、更に、前記試料を測定した時のカリウム領域計数率(nsk)からバックグラウンド放射線測定時のカリウム領域計数率(nbk)を減じた値(nsk−nbk)に前記補正係数(α)を乗じて減じることにより、前記試料を測定した時のセシウム領域正味計数率(nt=ns−(nsk−nbk)・α−nb)を求め、前記試料測定時のセシウム領域正味計数率(nt)と前記換算係数(K)の積(nt・K)を前記試料の質量(W')で除することにより前記試料の単位質量あたりの放射性セシウムの放射能量(D=nt・K/W')を求める放射能量演算部とを備えることを特徴とする放射能検査装置。 - 前記放射性セシウム放射能量演算部により演算された放射能量が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定部を備えたことを特徴とする請求項1記載の放射能検査装置。
- 検査対象から放出された放射線により蛍光を発するプラスチックシンチレータと、前記プラスチックシンチレータから発せられた蛍光を光電子として増倍し、電気信号として出力する光電子増倍管と、前記光電子増倍管から出力される電気信号を、エネルギーに応じた複数のチャンネルに区分してマルチチャンネルでのスペクトル分析を行うマルチチャンネルアナライザと、前記マルチチャンネルアナライザによるマルチチャンネルでのスペクトル分析の結果により、前記検査対象の放射性セシウムの放射能量を演算するコンピュータとを用いた放射能検査方法において、
前記コンピュータは、マルチチャンネルでのスペクトル分析の結果、放射性セシウムを特徴づけるチャンネルの区分をセシウム領域とすると共に、放射性カリウムを特徴づけるチャンネルの区分をカリウム領域とするステップと、
前記検査対象として放射性カリウムの校正体を測定した時のセシウム領域計数率(nk)からバックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じた値を分子(nk−nb)とし、前記校正体を測定した時のカリウム領域計数率(nkk)からバックグラウンド放射線測定時のカリウム領域計数率(nbk)を減じた値を分母(nkk−nbk)とする補正係数(α=(nk−nb)/(nkk−nbk))を求めるステップと、
前記検査対象として質量及び単位質量あたりの放射線量が既知の標準体を測定した時のセシウム領域計数率(nh)からバックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じ、更に、前記標準体を測定した時のカリウム領域計数率(nhk)からバックグラウンド放射線測定時のカリウム領域計数率(nbk)を減じた値(nhk−nbk)に前記補正係数(α)を乗じて減じることにより、前記標準体測定時のセシウム領域正味計数率(nth=nh−(nhk−nbk)・α−nb)を求め、前記標準体の単位質量当たりの放射性セシウムの放射能量(C)と前記標準体の質量(W)の積(C・W)を前記標準体測定時のセシウム領域正味計数率(nth)で除することにより換算係数(K=C・W/nth)を求めるステップと、
前記検査対象として放射線量が未知の試料を測定した時のセシウム領域計数率(ns)からバックグラウンド放射線測定時のセシウム領域計数率(nb)を減じ、更に、前記試料を測定した時のカリウム領域計数率(nsk)からバックグラウンド放射線測定時のカリウム領域計数率(nbk)を減じた値(nsk−nbk)に前記補正係数(α)を乗じて減じることにより、前記試料測定時のセシウム領域正味計数率(nt=ns−(nsk−nbk)・α−nb)を求め、前記試料を測定した時のセシウム領域正味計数率(nt)と前記換算係数(K)の積(nt・K)を前記試料の質量(W')で除することにより前記試料の単位質量あたりの放射性セシウムの放射能量(D=nt・K/W')を求めるステップとを備えることを特徴とする放射能検査方法。 - 前記放射性セシウムの放射能量(D=nt・K/W')が所定の閾値を超えるか否かを判定するステップを備えたことを特徴とする請求項3記載の放射能検査方法。
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