JP6268699B2 - 放射能濃度測定装置、及び、放射能濃度の測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、固体状又は液体状の被測定物の放射能濃度を測定する装置、及び、被測定物の放射能濃度を測定する方法に関する。

特許文献１は、気体の放射能濃度の測定装置を開示している。特許文献１では、被測定気体が流れるプロセス配管にサンプリング配管を接続し、このサンプリング配管の途中に測定容器を配置している。特許文献１では、測定容器の放射線量を放射線検出器によって検出し、この検出結果に基づいて、被測定気体の放射能濃度を特定している。
非特許文献１は、放射性物質により汚染された土壌等（以下、汚染土壌等という）の放射能濃度の測定方法を開示している。非特許文献１では、丸型Ｖ式容器（Ｖ５容器：１２８ｍｍφ×５６ｍｍＨのプラスチック容器）又は土のう袋に汚染土壌等を収納し、その表面の空間線量率を測定し、この空間線量率の測定値に基づいて、汚染土壌等の放射能濃度を特定している（非特許文献１の４５頁参照）。

特開２００５−００９８９０号公報

厚生労働省電離放射線労働者健康対策室編、除染等業務特別教育テキスト改訂版、[online]、厚生労働省労働基準局安全衛生部電離放射線労働者健康対策室、[平成２４年１１月１日検索］、インターネット＜URL：http://www.mhlw.go.jp/new-info/kobetu/roudou/gyousei/anzen/dl/120118-04-zentai.pdf＞

ところで、汚染土壌等の除染が行われる地域（除染対象地域）では、バックグラウンドレベル（バックグラウンドの空間線量率）が０．２３μＳｖ／ｈ以上になりかねない。
一方、汚染土壌等の放射能濃度が３０００Ｂｑ／ｋｇ以下であれば、土砂等の遮蔽効果のある資材によって、汚染土壌等の表面から３０ｃｍの厚さを確保することを条件として、汚染土壌等が道路や防波堤の工事で再利用され得る。

しかしながら、３０００Ｂｑ／ｋｇ程度の放射能濃度を有する汚染土壌等を上述のＶ５容器に収納し、その表面の空間線量率を測定すると、０．２μＳｖ／ｈ程度になる。それゆえ、除染対象地域で、汚染土壌等の放射能濃度が３０００Ｂｑ／ｋｇ以下であるか否かを判定するときには、０．２３μＳｖ／ｈ以上になりかねないバックグラウンドの影響を抑制するために、空間線量率測定器のうち測定面以外の面を厚い鉛で覆うこと、又は、遮蔽室内でＶ５容器の表面の空間線量率を測定すること、が必要であった。
本発明は、このような実状に鑑み、バックグラウンドの影響を抑制しつつ、汚染土壌等の被測定物の放射能濃度を簡便に測定することを目的とする。

そのため本発明に係る放射能濃度測定装置は，固体状又は液体状の被測定物の放射能濃度を測定する装置であって，被測定物を収容する容積部と，この容積部内に収容された被測定物によって周囲が囲まれるように容積部内に設置されて，被測定物から放出されるγ線を検出して電気信号を出力するγ線検出部と，電気信号に基づいて容積部内の空間線量率を特定し，この特定した空間線量率に基づいて被測定物の放射能濃度を特定する放射能濃度特定部と，を備える。ここで，容積部内に被測定物が収容されているときにバックグラウンドから容積部内の被測定物を透過してγ線検出部で検出されるγ線に関して，バックグラウンドの空間線量率に対する容積部内の空間線量率の割合である実効線量透過率と被測定物の比重と被測定物の厚さとの関係として導き出された被測定物のγ線の透過特性に基づいて，容積部内の被測定物自体によって実効線量透過率が０．１以下になるように導き出された被測定物の厚さに基づいて，容積部の内面とγ線検出部との間の最小距離が設定されている。

本発明に係る放射能濃度の測定方法は，固体状又は液体状の被測定物を収容する容積部と，この容積部内に収容された被測定物によって周囲が囲まれるように容積部内に設置されて，被測定物から放出されるγ線を検出して電気信号を出力するγ線検出部と，電気信号に基づいて容積部内の空間線量率を特定し，この特定した空間線量率に基づいて被測定物の放射能濃度を特定する放射能濃度特定部と，を備える放射能濃度測定装置を用いて被測定物の放射能濃度を測定する方法であって，容積部の内面とγ線検出部との間の最小距離を設定すること，容積部内に被測定物を収容すること，γ線検出部にてγ線を検出して電気信号を放射能濃度特定部に伝達すること，及び，放射能濃度特定部にて電気信号に基づいて前記容積部内の空間線量率を特定し，この特定した空間線量率に基づいて被測定物の放射能濃度を特定すること，を含む。ここで，前記最小距離を設定することは，容積部内に被測定物を収容しているときにバックグラウンドから容積部内の被測定物を透過してγ線検出部で検出されるγ線に関して，バックグラウンドの空間線量率に対する容積部内の空間線量率の割合である実効線量透過率と被測定物の比重と被測定物の厚さとの関係として導き出された被測定物のγ線の透過特性に基づいて，容積部内の被測定物自体によって実効線量透過率が０．１以下になるように導き出された被測定物の厚さに基づいて，前記最小距離を設定することを含む。

本発明によれば、γ線検出部は、その周囲が、固体状又は液体状の被測定物によって囲まれる。これにより、被測定物が、外部からのγ線の透過を抑制して、γ線検出部へのバックグラウンドの影響を抑制するので、容積部自体が外部からのγ線に対する遮蔽性を有する必要がなく、また、遮蔽環境中で被測定物の放射能濃度の測定を行う必要がなく、簡便に、被測定物の放射能濃度の測定を行うことができる。

本発明の第１実施形態における放射能濃度測定装置の概略構成を示す図 同上実施形態における放射線検出ユニットの概略構成を示す図 収容容器内の土砂の放射能濃度と容器内空間線量率と収容容器の容積との関係を示す図 土砂のγ線透過特性を示す図 空間線量率の測定場所と、空間線量率の測定値と、収容容器内の土砂の放射能濃度との関係を示す図 本発明の第２実施形態における空間線量率測定装置の概略構成を示す図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における放射能濃度測定装置の概略構成を示す。図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、放射能濃度測定装置を構成する放射線検出ユニットの概略構成を示す。ここで、図２（ａ）は、後述する収容容器の土砂排出口が閉じた状態を示す一方、図２（ｂ）は、後述する収容容器の土砂排出口が開いた状態を示す。

図１に示すように、放射能濃度測定装置１は、放射線検出ユニット２と、演算装置３と、出力装置４と、を含んで構成される。
放射線検出ユニット２は収容容器２１と管状部材２５とγ線検出部２７とを備える。
収容容器２１は、上面開口及び下面開口の円筒状の容器本体２１ａと、容器本体２１ａの下面開口を塞ぐ下蓋部材２１ｂと、を含んで構成される。
収容容器２１は、本発明の「容積部」を形成するものであり、固体状又は液体状の被測定物を収容する。尚、本実施形態では、被測定物として、放射性物質により汚染された土壌（放射性物質を含む土砂）を例にとって以下説明するが、被測定物はこれに限らない。

収容容器２１のうち、容器本体２１ａの上端部（上面開口部）は収容容器２１の土砂投入口（被測定物投入口）２３として機能しており、また、容器本体２１ｂの下端部（下面開口部）は収容容器２１の土砂排出口（被測定物排出口）２４として機能している。すなわち、測定対象である土砂が、土砂投入口２３を介して、収容容器２１内に投入され得る。また、収容容器２１内の土砂は、土砂排出口２４を介して、外部に排出され得る。
下蓋部材２１ｂは、その外縁部の一部が、図示しないヒンジを介して、容器本体２１ａの下端部（土砂排出口２４）の外縁部の一部に固定されている。従って、ヒンジを介して容器本体２１ａに固定された下蓋部材２１ｂを開閉動作させることにより、収容容器２１の土砂排出口２４を開閉することができる。ここで、下蓋部材２１ｂ及びヒンジによって、本発明の「開閉手段」の機能が実現される。収容容器２１への土砂投入時及び収容容器２１内の土砂の放射能濃度測定時（後述する容器内空間線量率の測定時）には、下蓋部材２１ｂが閉じられて、土砂排出口２４が閉口する。一方、収容容器２１内から外部への土砂排出時には、下蓋部材２１ｂが開けられて、土砂排出口２４が開口する。

収容容器２１の内部には、平面視で略中央に、鉛直方向に延びる金属製の管状部材２５が設置されている。管状部材２５は、例えば有底円管状の鉄パイプである。管状部材２５は、ブラケット２６を介して、容器本体２１ａに固定されている。
管状部材２５は、その上部が収容容器２１の上面開口部より上方に位置し、底部が、収容容器２１の上下方向中央部に位置するように設置されている。すなわち、管状部材２５は、収容容器２１の外部から収容容器２１の略中央に延びている。管状部材２５内の底部には、γ線を検出するγ線検出部２７が設置されている。
γ線検出部２７は、例えば、放射線エネルギー（γ線エネルギー）を吸収して蛍光を発生するシンチレータ（図示せず）と、光を電気信号に変換して増幅する光電子増倍管（図示せず）と、を含んで構成される。γ線検出部２７では、シンチレータでの発光回数と光の強度とに対応する電気信号（例えばパルス信号）を後述する信号線３３を介して演算装置３に出力する。ここで、シンチレータとしては、例えば、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータやＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータが用いられる。γ線検出部２７としては、例えば、図示しないシンチレーションサーベイメータのプローブが用いられる。ここでいうプローブは、
シンチレータ結晶と光電子増倍管が組み込まれた構成の他に、シンチレータ結晶のみの構成とすることもできる。この場合、結晶からの光信号は光ファイバー等を経由して光電子増倍管へ導く。尚、シンチレーションサーベイメータについては、後述する第２実施形態（図６参照）にて説明する。

管状部材２５には、その内部におけるγ線検出部２７の上方に、遮蔽体２８が挿入され得る。遮蔽体２８は、例えば土砂である。尚、遮蔽体２８の有無が、収容容器２１内の土砂の放射能濃度測定（空間線量率測定）にほとんど影響しない場合には、遮蔽体２８を省略することが可能である。
γ線検出部２７が内部に設置されている管状部材２５の底部は、収容容器２１内に収容された土砂によって周囲が囲まれる。すなわち、γ線検出部２７は、収容容器２１内に収容された土砂によって周囲が囲まれるように収容容器２１内に設置される。尚、γ線検出部２７については、収容容器２１内に収容された土砂によって周囲が完全に囲まれている必要はなく、当該土砂によって、バックグランドレベルＢＧＬに対して所望の減衰効果が得られる程度に、または、放射能濃度を測定するのに必要な土砂を収容できる程度に、周囲が囲まれていればよい。このバックグラウンドレベルＢＧＬの減衰については、図４を用いて後述する。

演算装置３は、放射能濃度測定装置１の各種演算を行うものであり、放射能濃度特定部３１を含んで構成されている。放射能濃度特定部３１は、空間線量率特定部３２を備えている。
空間線量率特定部３２は、放射線検出ユニット２のγ線検出部２７から信号線３３を介して出力される電気信号を入力し、この電気信号に基づいて、収容容器２１の中央部における空間線量率（以下、「容器内空間線量率」という）を特定する。
空間線量率特定部３２では、例えば、以下（１）〜（４）の処理を実行することにより、γ線検出部２７からの電気信号に基づいて、容器内空間線量率を特定する。
（１） γ線検出部２７からの上述の電気信号（例えばパルス信号）を、信号線３３を介して、空間線量率特定部３２に入力する。
（２） 入力された電気信号を一定時間計数することで、計数率（ｃｍｓ）を得る。
（３） （２）の処理と並行して、上記電気信号の波高から光強度（放射線エネルギー）を得る。
（４） （２）で得られた計数率を容器内空間線量率（μＳｖ／ｈ）に換算する。この換算時には、（３）で得られた光強度を用いて、容器内空間線量率の補正が行われる。
このようにして、空間線量率特定部３２にて、容器内空間線量率が特定される。
尚、本実施形態では、γ線検出部２７からの電気信号を信号線３３を介して空間線量率特定部３２に伝達しているが、電気信号の伝達方法はこれに限らず、例えば、γ線検出部２７からの電気信号を、無線機器による無線通信により、空間線量率特定部３２に伝達してもよい。

空間線量率特定部３２にて特定された容器内空間線量率（換言すれば、収容容器２１内での空間線量率の測定値）に対応する信号は、信号線３４を介して、出力装置４に伝達される。尚、本実施形態では、容器内空間線量率に対応する信号を信号線３４を介して出力装置４に伝達しているが、当該信号の伝達方法はこれに限らず、例えば、当該信号を、無線機器による無線通信により、出力装置４に伝達してもよい。
出力装置４では、容器内空間線量率が外部に出力される。この出力の形態としては、例えば、ディスプレイ（表示部）による文字表示や画像表示、報知部による音声出力、プリンタ（印字装置）によるプリントアウト等を挙げることができる。尚、出力装置４については、演算装置３と一体的に形成されてもよい。

放射能濃度特定部３１では、空間線量率特定部３２にて特定された容器内空間線量率に基づいて、収容容器２１内の土砂の放射能濃度を特定する。
具体的には、放射能濃度特定部３１にて、以下の式（１）に基づいて、容器内空間線量率を、土砂の放射能濃度に換算することで、土砂の放射能濃度を特定する。
ＲＣ＝Ｋ・ＤＬ ・・・（１）
ここで、ＤＬは容器内空間線量率（収容容器２１内での空間線量率の測定値）である。Ｋは換算係数である。ＲＣは土砂の放射能濃度の換算値である。

換算係数Ｋは、以下の式（２）により求められる。
Ｋ＝Ｋ１・Ｋ２・Ｋ３・Ｋ４ ・・・（２）
ここで、係数Ｋ１は、収容容器２１の容積Ｖに応じて設定される係数である。係数Ｋ１については、収容容器２１の容積Ｖが大きいほど小さくなるように設定される。この理由を図３を用いて説明する。

図３は、収容容器２１内の土砂の放射能濃度ＲＣと、容器内空間線量率ＤＬと、収容容器２１の容積Ｖとの関係を示す。尚、図３において、バックグラウンドレベルは、無視できる程度に低い値である。また、収容容器２１の容積Ｖの変更では、互いに相似な形状であって容積Ｖが異なる複数の収容容器２１を用いている。
収容容器２１の容積Ｖを一定とすると、収容容器２１内の土砂の放射能濃度ＲＣが高くなるほど、容器内空間線量率ＤＬが高くなる。なぜなら、収容容器２１内の土砂の放射能濃度ＲＣが高くなるほど、土砂から放出されるγ線の線量が増加するので、γ線検出部２７で検出されるγ線の線量が増加するからである。
また、収容容器２１内の土砂の放射能濃度ＲＣを一定とすると、収容容器２１の容積Ｖが大きくなるほど（図３において、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）、容器内空間線量率ＤＬが高くなる。なぜなら、収容容器２１の容積Ｖが大きくなるほど、収容容器２１内に収容される土砂が増加するので、土砂から放出されてγ線検出部２７で検出されるγ線の線量が増加するからである。
また、図３において、容器内空間線量率ＤＬが一定であるとすると、収容容器２１の容積Ｖが大きくなるほど、収容容器２１内の土砂の放射能濃度ＲＣが低くなる。
この特性を考慮して、式（１）を用いて容器内空間線量率ＤＬを土砂の放射能濃度ＲＣに換算するときには、収容容器２１の容積Ｖが大きいほど、式（２）の係数Ｋ１を小さくすることで、式（１）の換算係数Ｋを小さくする。従って、係数Ｋ１については、収容容器２１の容積Ｖが大きくなるほど小さくなるように設定される。

式（２）の係数Ｋ２は、土砂の性状（例えば、元素組成や比重や土砂の粒度分布特性）に応じて設定される係数である。
式（２）の係数Ｋ３は、土砂中の放射性物質の種類等を考慮して設定される係数である。
式（２）の係数Ｋ４は、補正係数である。

係数Ｋ１〜Ｋ４の設定に関しては、図示しない入力装置で各係数を入力し、この入力データを放射能濃度特定部３１に伝達して、容器内空間線量率ＤＬから土砂の放射能濃度ＲＣへの換算時に、当該入力データを式（１）及び式（２）に代入するようにしてもよい。また、係数Ｋ１〜Ｋ４の各々について、複数の選択肢を放射能濃度特定部３１で予め記憶しておき、図示しない入力装置で当該選択肢を選択することで、選択された選択肢を、式（１）及び式（２）に代入するようにしてもよい。尚、入力装置については、演算装置３と一体的に形成されてもよく、また、別体で形成されてもよい。

図１に戻り、放射能濃度特定部３１にて特定された放射能濃度（換言すれば、収容容器２１内の土砂の放射能濃度の測定値）に対応する信号は、信号線３５を介して、出力装置４に伝達される。尚、本実施形態では、土砂の放射能濃度の測定値に対応する信号を信号線３５を介して出力装置４に伝達しているが、当該信号の伝達方法はこれに限らず、例えば、当該信号を、無線機器による無線通信により、出力装置４に伝達してもよい。
出力装置４では、土砂の放射能濃度の測定値が外部に出力される。この出力の形態については、上述と同様であるので、その説明を省略する。

次に、収容容器２１内に収容される土砂のγ線透過特性について、図４を用いて説明する。
図４（ａ）は、収容容器２１内の土砂の厚さｔｓと容器内空間線量率ＤＬとの関係を示す。図４（ｂ）は、収容容器２１内の被測定物の厚さｔと実効線量透過率Ｐｅとの関係を示す。ここで、図４（ｂ）では、被測定物として、比重１．６の土砂を用いた場合と、比重１．０の水を用いた場合と、比重２．１のコンクリートを用いた場合と、を示している。また、図４（ｂ）に示す透過率曲線Ｄ１は、比重１．６の土砂の厚さｔｓと実効線量透過率Ｐｅｓとの関係を示し、透過率曲線Ｄ２は、比重１．０の水の厚さｔｗと実効線量透過率Ｐｅｗとの関係を示し、透過率曲線Ｄ３は、比重２．１のコンクリートの厚さｔｃと実効線量透過率Ｐｅｃとの関係を示す。図４（ａ）及び（ｂ）に示す土砂、図４（ｂ）に示す水及びコンクリートは、それぞれ、放射性物質によって汚染されていない。

ここにおいて、被測定物の厚さｔとは、収容容器２１内に収容された被測定物の最小厚さを意味するものであり、収容容器２１（例えば容器本体２１ａ）の内面とγ線検出部２７との間の最小距離に対応する。
また、実効線量透過率Ｐｅとは、バックグラウンドレベルＢＧＬに対する容器内空間線量率ＤＬの割合である。図４（ａ）及び（ｂ）では、バックグラウンドレベルＢＧＬは０．４μＳｖ／ｈとしている。尚、図４（ｂ）では、特に、セシウム１３７（Ｃｓ−１３７）からのγ線に対する実効線量透過率Ｐｅを示している。また、図４（ｂ）の作成にあたっては、「放射線施設のしゃへい計算実務マニュアル２００７」（財団法人原子力安全技術センター）を参考にした。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、土砂の厚さｔｓが大きくなるほど、容器内空間線量率ＤＬ及び実効線量透過率Ｐｅｓが低下する。なぜなら、土砂の厚さｔｓが大きくなるほど、バックグラウンドから収容容器２１内の土砂を透過してγ線検出部２７で検出されるγ線の線量が減少するからである。被測定物が土砂である場合と同様に、被測定物が水やコンクリートであっても、被測定物の厚さｔが大きくなるほど、容器内空間線量率ＤＬ及び実効線量透過率Ｐｅが低下する（図４（ｂ）参照）。ただし、収容容器２１の容積Ｖが極端に大きくなると、被測定物自体の遮蔽効果により、γ線検出部２７で検出されるγ線の線量は収束する傾向にある。

図４（ｂ）の透過率曲線Ｄ１で示すように、土砂の厚さｔｓが約３０ｃｍであると、実効線量透過率Ｐｅｓが０．１程度になる。すなわち、土砂の厚さｔｓが約３０ｃｍであると、バックグランドレベルＢＧＬが、収容容器２１内の土砂によって、１／１０程度に減衰される。
図４（ｂ）の透過率曲線Ｄ１で示すように、土砂の厚さｔｓが約６０ｃｍであると、実効線量透過率Ｐｅｓが０．０１を下回る。すなわち、土砂の厚さｔｓが約６０ｃｍであると、バックグランドレベルＢＧＬが、収容容器２１内の土砂によって、１／１００以下に減衰され得る。
従って、容器内空間線量率ＤＬの測定に際し、要求されるバックグラウンドレベルＢＧＬの減衰の程度に応じて、また、土砂のγ線の透過特性（例えば、上述の透過率曲線Ｄ１）に基づいて、土砂の厚さｔｓが設定され、この設定された土砂の厚さｔｓに基づいて収容容器２１の各寸法（特に、収容容器２１の内面とγ線検出部２７との間の最小距離）が設定され得る。尚、この点は土砂以外の被測定物についても同様である。

図４（ｂ）に示すように、比重１．６の土砂の透過率曲線Ｄ１は、比重１．０の水の透過率曲線Ｄ２の下方に位置し、かつ、比重２．１のコンクリートの透過率曲線Ｄ３の上方に位置している。それゆえ、土砂の厚さｔｓ、水の厚さｔｗ、及びコンクリートの厚さｔｃを同一とすると、Ｐｅｗ＞Ｐｅｓ＞Ｐｅｃとなっているので、被測定物の比重が大きいほど、実質線量透過率Ｐｅが小さくなっていることがわかる。すなわち、被測定物の比重が大きいほど、被測定物によるバックグランドレベルＢＧＬの減衰効果が大きいことがわかる。被測定物によるバックグランドレベルＢＧＬの減衰効果を効率的に得るには、被測定物の比重が１．０以上であることが好ましい。

尚、図４（ｂ）では、セシウム１３７からのγ線に対する実効線量透過率Ｐｅを例示して、土砂の透過率曲線Ｄ１が、水の透過率曲線Ｄ２と、コンクリートの透過率曲線Ｄ３との間に位置することを説明したが、セシウム１３７以外の放射性物質についても同様に、土砂の透過率曲線Ｄ１が、水の透過率曲線Ｄ２とコンクリートの透過率曲線Ｄ３との間に位置する。
また、図４（ｂ）では、比重が１．６である土砂の透過率曲線Ｄ１を用いて説明したが、比重が１．３〜１．８であり得る土砂の透過率曲線Ｄ１についても、比重が１．０である水の透過率曲線Ｄ２と、比重が２．１であるコンクリートの透過率曲線Ｄ３との間に位置することはいうまでもない。

次に、放射能濃度測定装置１を用いて土砂の放射能濃度を測定する方法について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
まず、図示しない入力装置を介して、換算係数Ｋ（係数Ｋ１〜Ｋ４）を設定する。
次に、下蓋部材２１ｂを閉じて土砂排出口２４を閉じた状態で、土砂投入口２３より、所定量の土砂を収容容器２１内に投入する。尚、収容容器２１に収容される土砂については、その密度、及び、放射性物質の分布等の均一化を目的として、当該土砂をふるいによって分級してもよく、また、当該土砂に所定量の水を添加することにより、スラリー状にしてもよい。

次に、γ線検出部２７にてγ線を検出し、その電気信号を放射能濃度特定部３１の空間線量率特定部３２に伝達する。
次に、空間線量率特定部３２にて、上記電気信号に基づいて、容器内空間線量率ＤＬを特定する。
次に、放射能濃度特定部３１にて、容器内空間線量率ＤＬと、設定された換算係数Ｋ（係数Ｋ１〜Ｋ４）とを式（１）及び式（２）に代入して、土砂の放射能濃度ＲＣを特定する。

空間線量率特定部３２で特定された容器内空間線量率ＤＬ（空間線量率の測定値）と、放射能濃度特定部３１で特定された土砂の放射能濃度ＲＣ（土砂の放射能濃度の測定値）と、については、各々が出力装置４によって外部に出力される。
次に、下蓋部材２１ｂを開け、土砂排出口２４を開けて、収容容器２１内の土砂を外部に排出する。
以上のようにして、放射能濃度測定装置１を用いて、土砂の放射能濃度を測定することができる。

次に、γ線検出部２７を収容容器２１内に設置することによる効果について、図５を用いて説明する。
図５は、空間線量率の測定場所ＰＬと、空間線量率の測定値（空間線量率Ｄ）と、収容容器２１内の土砂の放射能濃度ＲＣとの関係を示す。尚、図５において、バックグラウンドレベルは、無視できる程度に低い値である。
図５では、空間線量率の測定場所ＰＬとして、２つの測定場所ＰＬ１、ＰＬ２を図示している。
測定場所ＰＬ１は、上述のγ線検出部２７の設置場所（つまり、収容容器２１内の略中央部）である（図１参照）。尚、測定場所ＰＬ１にて測定される空間線量率Ｄは、上述の容器内空間線量率ＤＬである。
設置場所ＰＬ２については、収容容器２１の容器本体２１ａの側壁の外面に設定されている（図１参照）。測定場所ＰＬ２に設置されるγ線検出部は、上述のγ線検出部２７と同様の構成を有している。尚、測定場所ＰＬ２にて測定される空間線量率Ｄを、容器表面空間線量率ＤＳと称して、以下説明する。

図５に示すように、測定場所ＰＬ１、ＰＬ２の双方共に、収容容器２１内の土砂の放射能濃度ＲＣが高くなるほど、空間線量率Ｄ（容器内空間線量率ＤＬ、容器表面空間線量率ＤＳ）が高くなる。
また、図５において、収容容器２１内の土砂の放射能濃度ＲＣを一定とすると、容器内空間線量率ＤＬが、容器表面空間線量率ＤＳよりも高い値を示すことがわかる。すなわち、収容容器２１内の土砂から放出されるγ線に関して、収容容器２１内の測定場所ＰＬ１で得られるγ線の電気信号は、収容容器２１の外面の測定場所ＰＬ２で得られるγ線の電気信号よりも、多数である。
従って、γ線検出部２７を収容容器２１内に設置することにより、収容容器２１の外面にγ線検出部を設置した場合に得られるγ線の電気信号よりも多数のγ線の電気信号を得ることができるので、放射能濃度測定装置１にて高精度な、あるいは短時間での測定を実現することができる。

本実施形態によれば、放射能濃度測定装置１は、被測定物（例えば土砂）を収容する収容容器２１（容積部）と、この収容容器２１内に収容された被測定物によって周囲が囲まれるように収容容器２１内に設置されて、被測定物から放出されるγ線を検出して電気信号を出力するγ線検出部２７と、上記電気信号に基づいて被測定物の放射能濃度を特定する放射能濃度特定部３１と、を備える。これにより、収容容器２１内の被測定物が、外部からのγ線の透過を抑制して、γ線検出部２７へのバックグラウンドの影響を抑制するので、収容容器２１自体が外部からのγ線に対する遮蔽性を有する必要がなく、また、遮蔽環境中で被測定物の放射能濃度の測定を行う必要がなく、簡便に、被測定物の放射能濃度の測定を行うことができる。

また本実施形態によれば、収容容器２１（容積部）の内面とγ線検出部２７との間の最小距離（被測定物の厚さｔ）は、被測定物におけるγ線の透過特性に基づいて設定される。これにより、被測定物の放射能濃度測定時に、バックグラウンドレベルＢＧＬに対して所望の減衰効果が得られるように、収容容器２１内に被測定物を収容することができる。
また本実施形態によれば、放射能濃度測定装置１は、収容容器２１（容積部）の外部から収容容器２１の略中央に延びる管状部材２５を更に備え、管状部材２５内にγ線検出部２７が配置される。これにより、管状部材２５がγ線検出部２７の保護カバーとして機能するので、γ線検出部２７の破損等の発生を抑制することができる。また、管状部材２５内に配置されるγ線検出部２７については、その入替や保守を簡単に行うことができる。尚、本実施形態では管状部材２５の延在方向が鉛直方向であるが、管状部材２５の延在方向はこれに限らず、例えば水平方向であってもよい。

また本実施形態によれば、放射能濃度測定装置１は、管状部材２５に挿入される遮蔽体２８を更に備える。これにより、バックグラウンドからγ線検出部２７に向かうγ線を遮蔽体２８にて減衰させることができるので、γ線検出部２７におけるバックグラウンドの影響を抑制することができる。

また本実施形態によれば、放射能濃度特定部３１は、γ線検出部２７からの電気信号に基づいて容器内空間線量率ＤＬを特定し、この特定した容器内空間線量率ＤＬに基づいて、被測定物の放射能濃度ＲＣを特定する。これにより、収容容器２１の外面にγ線検出部を設置した場合に得られるγ線の電気信号よりも多数のγ線の電気信号を得て、この電気信号に基づいて容器内空間線量率ＤＬ及び被測定物の放射能濃度ＲＣを特定することができるので、放射能濃度測定装置１にて高精度な、あるいは短時間での測定を実現することができる。

また本実施形態によれば、容積部は収容容器２１により形成され、その上部に設けられた被測定物投入口（土砂投入口２３）と、下部に設けられた被測定物排出口（土砂排出口２４）と、この被測定物排出口を開閉する開閉手段（下蓋部材２１ｂ及びヒンジ）と、を含んで構成される。これにより、比較的簡素な構成で、収容容器２１内の被測定物の入れ替えを行うことができる。

また本実施形態によれば、収容容器２１に収容される被測定物は、放射性物質を含む土砂である。これにより、収容容器２１内の被測定物である土砂が、外部からのγ線の透過を抑制するので、γ線検出部２７へのバックグラウンドの影響を良好に抑制することができる。

また本実施形態によれば、放射能濃度測定装置１を用いて被測定物（例えば土砂）の放射能濃度を測定する方法として、収容容器２１（容積部）内に被測定物を収容し、γ線検出部２７にてγ線を検出し、その電気信号を放射能濃度特定部３１に伝達し、放射能濃度特定部３１にて上記電気信号に基づいて被測定物の放射能濃度ＲＣを特定する。これにより、収容容器２１の外面にγ線検出部を設置した場合に得られるγ線の電気信号よりも多数のγ線の電気信号を得て、この電気信号に基づいて被測定物の放射能濃度ＲＣを特定することができるので、放射能濃度測定装置１にて高精度な、あるいは短時間での測定を実現することができる。

また本実施形態によれば、被測定物は、放射性物質を含む土砂であり、収容容器２１（容積部）内に当該土砂を収容するに先立って、当該土砂をふるいによって分級するか、あるいは当該土砂に水を添加してスラリー状にする。これにより、土砂の密度や、土砂中の放射性物質の分布等を均一化することができる。

図６は、本発明の第２実施形態における空間線量率測定装置の概略構成を示す。
図１に示した第１実施形態における放射能濃度測定装置と異なる点について説明する。
空間線量率測定装置５０は、上述の放射能濃度測定装置１に関して、放射能濃度特定部３１のうち、空間線量率特定部３２以外の部分が省略され、また、信号線３５も省略された構成を有している。
本実施形態では、空間線量率測定装置５０が、上述のシンチレーションサーベイメータを含んで構成され得る。シンチレーションサーベイメータは、上述のプローブ（γ線検出部２７）に加えて、信号線３３と演算装置３と信号線３４と出力装置４とを含んで構成され得る。また、演算装置３と出力装置４とが一体的に形成されてシンチレーションサーベイメータ本体となり得る。このシンチレーションサーベイメータ本体は、上述のプローブの有感位置における空間線量率の値（すなわち、上述の容器内空間線量率ＤＬ）を空間線量率特定部３２にて特定し、出力装置４を介して外部に出力することができる。
本実施形態では、出力装置４によって出力された容器内空間線量率ＤＬに基づいて、作業者等が、土砂の放射能濃度ＲＣを特定する。この特定の方法は、上述の放射能濃度特定部３１における、土砂の放射能濃度の特定方法と同様であるので、その説明を省略する。また、上述の放射能濃度特定部３１と同様に、空間線量率特定部３２にて特定された空間線量率ＤＬに基づいて、土砂の放射能濃度ＲＣを特定する装置を別途設け、この装置にて特定された土砂の放射能濃度ＲＣを画面表示等によって外部に出力するようにしてもよい。

特に本実施形態によれば、空間線量率測定装置５０は、被測定物（例えば土砂）を収容する収容容器２１（容積部）と、この収容容器２１内に収容された被測定物によって周囲が囲まれるように収容容器２１内に設置されて、被測定物から放出されるγ線を検出して電気信号を出力するγ線検出部２７と、上記電気信号に基づいて空間線量率を特定する空間線量率特定部３２と、を備える。これにより、収容容器２１内の被測定物が、外部からのγ線の透過を抑制することができるので、γ線検出部２７へのバックグラウンドの影響を抑制することができる。

また本実施形態によれば、空間線量率測定装置５０を用いて被測定物（例えば土砂）の放射能濃度を測定する方法として、収容容器２１（容積部）内に被測定物（例えば土砂）を収容し、γ線検出部２７にてγ線を検出し、その電気信号を空間線量率特定部３２に伝達し、空間線量率特定部３２にて上記電気信号に基づいて容器内空間線量率ＤＬを特定し、この特定された容器内空間線量率ＤＬに基づいて、被測定物の放射能濃度を特定する。これにより、収容容器２１の外面にγ線検出部を設置した場合に得られるγ線の電気信号よりも多数のγ線の電気信号を得て、この電気信号に基づいて容器内空間線量率ＤＬを特定することができるので、容器内空間線量率ＤＬを高精度で、あるいは短時間で特定することができ、更に、この容器内空間線量率ＤＬに基づいて、収容容器２１内の被測定物の放射能濃度を高精度で、あるいは短時間で特定することができる。

尚、上述の第１及び第２実施形態において、放射性物質を含む土砂の放射能濃度を測定した後は、当該土砂を、放射能濃度ごとに振り分けることが可能である。この振り分け技術は、例えば、汚染土壌等を除染減容化する減容化プラントで用いられ得る。

また、上述の第１及び第２実施形態では、収容容器２１の容器本体２１ａの断面形状が円形状であるが、容器本体２１ａの断面形状はこれに限らず、例えば矩形状であってもよい。すなわち、収容容器２１内の被測定物による、バックグラウンドの所望の減衰効果が得られるように、被測定物の厚さｔ（収容容器２１の内面とγ線検出部２７との間の最小距離）が確保されるのであれば、容器本体２１の断面形状については、任意の形状とすることができる。

また、上述の第１及び第２実施形態では、「固体状又は液体状の被測定物」として、放射性物質を含む土砂を用いて説明したが、被測定物はこれに限らず、例えば、焼却炉にて発生して放射性物質を含む焼却飛灰、放射性物質を含む穀物、放射性物質を含む水溶液であってもよい。ここで、本発明の「固体状又は液体状の被測定物」とは、容積部にて収容可能であり、また、容積部の形状に合わせて変形可能であり得る。本発明の「固体状又は液体状の被測定物」としては、例えば、粉末状の被測定物、粒状の被測定物、スラリー状の被測定物等を挙げることができる。

また、上述の第１及び第２の実施形態では、被測定物を外部から収容容器２１内に投入する工程、被測定物の放射能濃度を測定する工程、及び、被測定物を収容容器外に排出する工程を順に実行しているが、外部から収容容器２１内への被測定物の投入量と、収容容器２１内から外部への被測定物の排出量とが等しい状態で、上記３つの工程を並行して実行してもよい。

また上述の第１及び第２実施形態では、被測定物を収容する容積部が、収容容器２１によって形成されているが、被測定物を収容する容積部はこれに限らず、例えば、被測定物が液体状である場合において、内部を被測定物が流通する管状部材によって、容積部を形成してもよい。この場合には、管状部材内の被測定物による、バックグラウンドの所望の減衰効果が得られるように、被測定物の厚さ（管状部材の内面とγ線検出部との間の最小距離）が確保されればよい。

また、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
出願当初の請求項は以下の通りであった。
〔請求項１〕
固体状又は液体状の被測定物の放射能濃度を測定する装置であって、
前記被測定物を収容する容積部と、
この容積部内に収容された前記被測定物によって周囲が囲まれるように前記容積部内に設置されて、前記被測定物から放出されるγ線を検出して電気信号を出力するγ線検出部と、
前記電気信号に基づいて前記被測定物の放射能濃度を特定する放射能濃度特定部と、
を備えることを特徴とする放射能濃度測定装置。
〔請求項２〕
前記容積部の内面と前記γ線検出部との間の最小距離は、前記被分析物におけるγ線の透過特性に基づいて設定されることを特徴とする請求項１に記載の放射能濃度測定装置。
〔請求項３〕
前記容積部の外部から前記容積部の略中央に延びる管状部材を更に備え、この管状部材内に前記γ線検出部が配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射能濃度測定装置。
〔請求項４〕
前記管状部材に挿入される遮蔽体を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の放射能濃度測定装置。
〔請求項５〕
前記放射能濃度特定部は、前記γ線検出部からの前記電気信号に基づいて空間線量率を特定し、この特定した空間線量率に基づいて、前記被測定物の放射能濃度を特定することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の放射能濃度測定装置。
〔請求項６〕
前記容積部は収容容器により形成され、この収容容器は、その上部に設けられた被測定物投入口と、下部に設けられた被測定物排出口と、この被測定物排出口を開閉する開閉手段と、を含んで構成されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の放射能濃度測定装置。
〔請求項７〕
前記被測定物は、放射性物質を含む土砂であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の放射能濃度測定装置。
〔請求項８〕
請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の放射能濃度測定装置を用いて、
前記容積部内に前記被測定物を収容し、
前記γ線検出部にてγ線を検出し、その電気信号を前記放射能濃度特定部に伝達し、
前記放射能濃度特定部にて前記電気信号に基づいて前記被測定物の放射能濃度を特定する、放射能濃度の測定方法。
〔請求項９〕
固体状又は液体状の被測定物の放射能濃度の特定に用いられる空間線量率測定装置であって、
前記被測定物を収容する容積部と、
この容積部内に収容された前記被測定物によって周囲が囲まれるように前記容積部内に設置されて、前記被測定物から放出されるγ線を検出して電気信号を出力するγ線検出部と、
前記電気信号に基づいて空間線量率を特定する空間線量率特定部と、
を備えることを特徴とする空間線量率測定装置。
〔請求項１０〕
前記容積部の内面と前記γ線検出部との間の最小距離は、前記被分析物におけるγ線の透過特性に基づいて設定されることを特徴とする請求項９に記載の空間線量率測定装置。
〔請求項１１〕
前記被測定物は土砂であることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の空間線量率測定装置。
〔請求項１２〕
請求項９〜請求項１１のいずれか１つに記載の空間線量率測定装置を用いて、
前記容積部内に前記被測定物を収容し、
前記γ線検出部にてγ線を検出し、その電気信号を前記空間線量率特定部に伝達し、
前記空間線量率特定部にて前記電気信号に基づいて空間線量率を特定し、
この特定された空間線量率に基づいて、前記被測定物の放射能濃度を特定する、
放射能濃度の測定方法。
〔請求項１３〕
前記被測定物は、放射性物質を含む土砂であり、
前記容積部内に前記土砂を収容するに先立って、前記土砂に水を添加してスラリー状にする、請求項８又は請求項１２に記載の放射能濃度の測定方法。

１ 放射能濃度測定装置
２ 放射線検出ユニット
３ 演算装置
４ 出力装置
２１ 収容容器（容積部）
２１ａ 容器本体
２１ｂ 下蓋部材
２３ 土砂投入口（被測定物投入口）
２４ 土砂排出口（被測定物排出口）
２５ 管状部材
２６ ブラケット
２７ γ線検出部
２８ 遮蔽体
３１ 放射能濃度特定部
３２ 空間線量率特定部
３３、３４、３５ 信号線
５０ 空間線量率測定装置

Claims (10)

1. 固体状又は液体状の被測定物の放射能濃度を測定する装置であって，
   前記被測定物を収容する容積部と，
   この容積部内に収容された前記被測定物によって周囲が囲まれるように前記容積部内に設置されて，前記被測定物から放出されるγ線を検出して電気信号を出力するγ線検出部と，
   前記電気信号に基づいて前記容積部内の空間線量率を特定し，この特定した空間線量率に基づいて前記被測定物の放射能濃度を特定する放射能濃度特定部と，
   を備え，
   前記容積部内に前記被測定物が収容されているときにバックグラウンドから前記容積部内の前記被測定物を透過して前記γ線検出部で検出されるγ線に関して，前記バックグラウンドの空間線量率に対する前記容積部内の空間線量率の割合である実効線量透過率と前記被測定物の比重と前記被測定物の厚さとの関係として導き出された前記被測定物のγ線の透過特性に基づいて，前記容積部内の前記被測定物自体によって実効線量透過率が０．１以下になるように導き出された前記被測定物の厚さに基づいて，前記容積部の内面と前記γ線検出部との間の最小距離が設定された，
   放射能濃度測定装置。
2. 前記容積部は収容容器により形成され，この収容容器は，その上部に設けられた被測定物投入口と，下部に設けられた被測定物排出口と，この被測定物排出口を開閉する開閉手段と，を含んで構成された，請求項１に記載の放射能濃度測定装置。
3. 前記放射能濃度特定部は，前記γ線検出部からの前記電気信号に基づいて空間線量率を特定し，この特定した空間線量率に基づいて，前記被測定物の放射能濃度を特定する，請求項１又は請求項２に記載の放射能濃度測定装置。
4. 前記被測定物は，放射性物質を含む土砂である，請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の放射能濃度測定装置。
5. 前記被測定物はスラリー状である，請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の放射能濃度測定装置。
6. 固体状又は液体状の被測定物を収容する容積部と，
   この容積部内に収容された前記被測定物によって周囲が囲まれるように前記容積部内に設置されて，前記被測定物から放出されるγ線を検出して電気信号を出力するγ線検出部と，
   前記電気信号に基づいて前記容積部内の空間線量率を特定し，この特定した空間線量率に基づいて前記被測定物の放射能濃度を特定する放射能濃度特定部と，
   を備える放射能濃度測定装置を用いて前記被測定物の放射能濃度を測定する方法であって，
   前記容積部の内面と前記γ線検出部との間の最小距離を設定すること，
   前記容積部内に前記被測定物を収容すること，
   前記γ線検出部にてγ線を検出して前記電気信号を前記放射能濃度特定部に伝達すること，及び，
   前記放射能濃度特定部にて前記電気信号に基づいて前記容積部内の空間線量率を特定し，この特定した空間線量率に基づいて前記被測定物の放射能濃度を特定すること，
   を含み，
   前記最小距離を設定することは，前記容積部内に前記被測定物を収容しているときにバックグラウンドから前記容積部内の前記被測定物を透過して前記γ線検出部で検出されるγ線に関して，前記バックグラウンドの空間線量率に対する前記容積部内の空間線量率の割合である実効線量透過率と前記被測定物の比重と前記被測定物の厚さとの関係として導き出された前記被測定物のγ線の透過特性に基づいて，前記容積部内の前記被測定物自体によって実効線量透過率が０．１以下になるように導き出された前記被測定物の厚さに基づいて，前記最小距離を設定することを含む，放射能濃度の測定方法。
7. 前記容積部は収容容器により形成され，この収容容器は，その上部に設けられた被測定物投入口と，下部に設けられた被測定物排出口と，この被測定物排出口を開閉する開閉手段と，を含んで構成され，
   前記放射能濃度の測定方法は，前記容積部内に前記被測定物を収容するに先立って，前記被測定物排出口を前記開閉手段によって閉じることを更に含む，請求項６に記載の放射能濃度の測定方法。
8. 前記放射能濃度特定部にて前記被測定物の放射能濃度を特定することは，前記放射能濃度特定部にて前記電気信号に基づいて空間線量率を特定し，この特定した空間線量率に基づいて，前記被測定物の放射能濃度を特定することを含む，請求項６又は請求項７に記載の放射能濃度の測定方法。
9. 前記被測定物は，放射性物質を含む土砂であり，
   前記容積部内に前記土砂を収容するに先立って，前記土砂に水を添加してスラリー状にする，請求項６〜請求項８のいずれか１つに記載の放射能濃度の測定方法。
10. バックグラウンドの空間線量率が０．２３μＳｖ／ｈ以上である地域で，前記被測定物の放射能濃度の測定を行う，請求項６〜請求項９のいずれか１つに記載の放射能濃度の測定方法。