JP6301386B2 - 放射能汚染検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線を検出することで、物体の放射能汚染の有無を検査するための装置に関し、特に、廃炉現場や中間貯蔵施設等において運搬車両が管理区域から退域する場合を考慮した放射能汚染検査装置に関するものである。

電離放射線障害防止規則では、ある値を超える放射能を取扱う場合には、管理区域を設置して、管理区域から物品を持ち出す場合には、放射能による汚染の検査を行うことが規定されている。そのため、原子力関連施設では、物品検査モニタが用いられている。

また、廃炉現場や中間貯蔵施設等においても、運搬車両が管理区域から退域する場合には、放射能汚染の検査が必要となる。この場合には、測定対象が大きく、物品検査モニタでは検査できないため、β線サーベイメータなどにより、車体表面を走査しながら測定する方法が採られる。

しかしながら、この方法では、大型の車両を正確に検査するためには、検査に長時間を要する。従って、中間貯蔵施設のように大型の車両が多数出入りするような施設では、このような車両の汚染検査が全体の作業のボトルネックとなっている。

そこで、作業時間短縮のために、ガンマカメラ等を用いた車体表面の放射能汚染検査、あるいは大型の放射線検出器を自動的に走査させる自動検査装置が発案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。

特許文献１は、α線ないしβ線に感度を持つ検出器を用いて、測定対象物表面の放射能濃度（表面汚染密度）を測定する方法が示されている。また、特許文献２は、複雑な形状の測定対象物を検査するために変形可能なシンチレーション検出器で構成する容器の中に測定対象物を入れて測定を行う方法が示されている。

また、特許文献３は、放射性セシウムの崩壊に伴い放出される特性Ｘ線を検出して、測定対象表面や測定対象内部の放射能濃度を測定する方法が示されている。さらに、特許文献４は、γ線ないしＸ線に有感な素子をアレイ状に配置したγ線（Ｘ線）カメラを用いて、物体表面の放射能濃度（表面汚染密度）を測定する方法が示されている。

また、検出部全域（大面積）で、高感度かつ均一に放射線を測定できるプラスチックシンチレータと光ファイバ型大面積放射線モニタに関する従来技術がある（例えば、特許文献５参照）。この特許文献５は、プラスチックシンチレータで発光した光を光ファイバで集光する方式で、測定対象物の形状に合わせてプラスチックシンチレータと光ファイバを成形することで、曲面形状の測定対象物の放射線を測定することができる。

特開２００５−１７２７７１号公報 特許第５６６９７８２号公報 特開２０１５−１８０８７２号公報 第５４００９８８号公報 特開平９−２４３７５２号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
放射能による表面汚染の検出には、上述したように色々な方式が提案されている。しかしながら、その多くが放射線と物質との反応で放出されるシンチレーション光を集光して放射線量を把握する方式である。

この方式では、検出器、集光装置、光電子変換器の大きさが大きくなり、狭い部分には物理的に近づけることが難しく、複雑な形状の測定対象物の正確な放射能測定は難しかった。従って、例えば、車両のタイヤハウスや車両の底面等のような狭い箇所や、ミキサー車のような複雑な形状の表面である場合には、先の特許文献１〜４に開示された従来技術の手法では、放射能汚染の検査ができなかった。

また、特許文献５に記載されたように、狭い部分や曲面の表面汚染検査を行うために、有感領域の形状を変形可能な積層したプラスチックシンチレータや放射線検出用光ファイバも提案されている。しかしながら、測定対象がγ線となり、環境放射線の影響を受けるため、検出限界を基準値に対して十分低くすることができない課題があった。

特に、環境放射線量の高い場所では、測定対象の表面の放射能汚染を検査するため、測定対象以外から検出器に入射するγ線を遮蔽するための遮蔽体が必要である。このため、狭い箇所や複雑で入り組んだ形状の表面汚染を検査することは難しかった。

積層したプラスチックシンチレータや光ファイバを用いた放射線検出器は、確実に遮光を行うことが必要で、かつ集光効率も悪いため、実用に供するものを実現することは難しい。

さらに、表面汚染検査用のＧＭ管方式のサーベイメータを使用する場合においても、正確な放射能測定のためには、測定対象とする領域の汚染物からの放射線と、環境中に存在する汚染物由来の環境放射線とを区別するために、十分な遮蔽が必要である。従って、狭い箇所や複雑で入り組んだ形状の表面汚染を検査することは困難であった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、例えば、車両のタイヤハウスや車両底面等の、形状が複雑であり、かつ通常の放射線検出器を近づけることが難しい狭い部分の汚染検査を、効率的に行うことのできる放射能汚染検査装置を得ることを目的としている。

本発明に係る放射能汚染検査装置は、放射能汚染量の測定対象である物体表面の形状に合わせた有感面の形状を有する検出部と、有感面から物体表面までの距離があらかじめ設定された所望範囲内となる状態で検出部を保持する機構部と、検出部の測定結果に基づいて、物体表面の放射能汚染量を算出する測定部とを備え、測定部は、有感面から物体表面までの距離が一定でない場合には、有感面の位置を固定した上で、測定範囲のうちで、有感面から最も遠い物体表面までの距離を元に検出感度を設定することで、放射能汚染量を算出するものである。

本発明によれば、放射能汚染量の測定対象である物体表面の形状に合わせた有感面の形状を有する検出部を、有感面から物体表面までの距離が所望範囲内となる状態で保持できる構成を備えている。このような構成を備えることで、測定器の厚さを従来と比較して薄くすることができるとともに、検出効率を確保するために必要な半導体検出器の面積および形状を、測定対象の検出効率に対応して選択することができる。この結果、例えば、車両のタイヤハウスや車両底面等の、形状が複雑であり、かつ通常の放射線検出器を近づけることが難しい狭い部分の汚染検査を、効率的に行うことのできる放射能汚染検査装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１における領域Ａに相当する検査対象領域の説明図である。 本発明の実施の形態１における領域Ａの測定を行うための検出器を備えた放射能汚染検査装置に関する説明図である。 本発明の実施の形態１における領域Ｂに相当する検査対象領域の説明図である。 本発明の実施の形態１における領域Ｂの測定を行うための検出器を備えた放射能汚染検査装置に関する説明図である。 本発明の実施の形態１における領域Ｃに相当する検査対象領域の説明図である。 本発明の実施の形態２における放射能汚染検査装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２における放射能汚染検査装置の別の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２における検出器ユニットの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態２において用いられる検出器ユニットの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態２において、測定対象が放射性セシウムである場合の入射面からの深さと反射率との関係を示した図である。 本発明の実施の形態２において、ＣｄＴｅを半導体素子として採用する場合の回路図である。 本発明の実施の形態２において、キャリア発生位置（入射面からの深さ）とキャリアが電極に到達するまでの移動時間との関係の一例を示した図である。 本発明の実施の形態２における半導体素子からの出力パルスの特性を示した図である。 本発明の実施の形態２におけるバンドパスフィルターの周波数特性を示した図である。 本発明の実施の形態２において、バンドパスフィルターを通過後の半導体素子１０１のエネルギー領域を示した図である。 一般的なエネルギーウィンドウを示した図である。 本発明の実施の形態３において、検出器ユニットとしてシンチレータを用いた場合の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態３において、検出器ユニットとしてシンチレータを用いた場合の別の構成例を示す図である。

以下、本発明の放射能汚染検査装置の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

実施の形態１．
本実施の形態１では、廃炉現場や中間貯蔵施設等の管理区域から退域する運搬車両（以下、単に車両と称す）を測定対象として説明する。

まず始めに、放射能汚染の測定対象である車両に関する、本発明での具体的な検査対象領域について、図面を用いて説明する。本実施の形態１における車両の検査対象領域としては、大別して、以下の３つがある。
領域Ａ：前輪タイヤに関する、タイヤ垂直面Ａ１、タイヤ上面Ａ２、タイヤハウスの上面Ａ３、およびタイヤハウスの奥の垂直面Ａ４
領域Ｂ：後輪タイヤに関する、タイヤ垂直面Ｂ１、タイヤ上面Ｂ２、タイヤハウスの上面Ｂ３、およびタイヤハウスの奥の垂直面Ｂ４
領域Ｃ：車両底面Ｃ１

図１は、本発明の実施の形態１における領域Ａに相当する検査対象領域の説明図である。図１においては、前輪タイヤ部分を含む側面図、および正面図を示すとともに、Ａ１〜Ａ４に対応するそれぞれの面と、検出器の形状を例示している。

タイヤ垂直面Ａ１は、前輪タイヤの外側の垂直面に相当し、円形の検出器１１を用いることで、放射能汚染の定量的な測定が行われる。タイヤ上面Ａ２は、前輪タイヤが走行面と接する部分に相当し、半円形の検出器１２を用いることで、放射能汚染の定量的な測定が行われる。

タイヤハウスの上面Ａ３、およびタイヤハウスの奥の垂直面Ａ４は、タイヤ上面Ａ２の測定と同じ半円形の検出器１２を用いることで、放射能汚染の定量的な測定が行われる。なお、図１に示したように、タイヤハウスの奥の垂直面Ａ４の測定の際には、半円形の検出器１２を傾けることとなる。

図２は、本発明の実施の形態１における領域Ａの測定を行うための検出器１１、１２を備えた放射能汚染検査装置に関する説明図である。検出器１１、１２は、図２に示すようなアーム部分を手動で押し込むことで、前輪タイヤにセットされる。なお、それぞれの検出器１１、１２は、測定対象となる面との距離が、あらかじめ規定された一定値以下となるように、前輪タイヤに配置する必要がある。

検出器１１、１２のそれぞれの検出器長さは、図１に示した車両の場合、概略、以下のようになる。
検出器１１の検出器長さ：７５ｃｍ（直径）×π＝２３６ｃｍ
検出器１２の検出器長さ：１１０ｃｍ（直径）×π／２＝１７３ｃｍ

次に、図３は、本発明の実施の形態１における領域Ｂに相当する検査対象領域の説明図である。図３においては後輪タイヤ部分を含む側面図、および背面図を示すとともに、Ｂ１〜Ｂ４に対応するそれぞれの面と、検出器の形状を例示している。

なお、後輪タイヤは、図３に示すように、進行方向で２連となっており、また、幅方向でも左右それぞれが２連となっている。従って、後輪タイヤの測定においては、合計８個のタイヤについて放射能汚染量を測定することが必要となる。

タイヤ垂直面Ｂ１は、後輪タイヤの外側の垂直面に相当し、前輪の場合と同様に、円形の検出器１１を用いることで、放射能汚染の定量的な測定が行われる。タイヤ上面Ｂ２は、後輪タイヤが走行面と接する部分に相当し、前輪の場合と同様に、半円形の検出器１２を用いることで、放射能汚染の定量的な測定が行われる。

タイヤハウスの上面Ｂ３、およびタイヤハウスの奥の垂直面Ｂ４は、図３および後述する図４に示したように、への字型に手動変更可能な検出器１３を用いることで、放射能汚染の定量的な測定が行われる。なお、検出器１３は、前方側の後輪タイヤに関する検査を行う際の形状と、後方側の後輪タイヤに関する検査を行う際の形状とで、への字に曲げられる部分が異なっており、個別形状に変形させて、２回に分けて検査を行うこととなる。

なお、図３に示したように、幅方向に２連となっている後輪タイヤは、検出器１２により、２本まとめて検査することが可能である。また、タイヤハウスの奥の垂直面Ｂ４の測定の際には、検出器１３を傾けることとなる。

図４は、本発明の実施の形態１における領域Ｂの測定を行うための検出器１１、１２、１３を備えた放射能汚染検査装置に関する説明図である。後輪タイヤは、前方側と後方側で、タイヤハウスの形状が異なり、図４（ａ）が前方側の説明図となっており、図４（ｂ）が後方側の説明図となっている。

検出器１１、１２、１３は、図４に示すようなアーム部分を手動で押し込むことで、後輪タイヤにセットされる。なお、それぞれの検出器１１、１２、１３は、測定対象となる面との距離が、あらかじめ規定された一定値以下となるように、後輪タイヤに配置する必要がある。

検出器１１、１２のそれぞれの検出器長さは、前輪タイヤの場合と同じであり、検出器１３の検出器長さは、概略、以下のようになる。
検出器１３の検出器長さ：１５０ｃｍ

次に、図５は、本発明の実施の形態１における領域Ｃに相当する検査対象領域の説明図である。前輪のタイヤ間隔は、図１に示した例では、１７６ｃｍである。一方、後輪のタイヤ間隔は、図３に示した例では、１２８ｃｍである。そこで、図５において、領域Ｃは、後輪よりも前方側と、後輪を含む後方側とに２分され、検査が行われる。

そして、車両底面のうち、前方側の検査は、先の図１に示した検出器１４を用いて行われ、後方側の検査は、先の図３に示した検出器１５を用いて行われる。ここで、検出器１４、１５のそれぞれの検出器長さは、図１、図３にも示したように、概略、以下のようになる。
検出器１４の検出器長さ：１５０ｃｍ
検出器１５の検出器長さ：１００ｃｍ

このような検出器１４、１５を用いた検査に当たっては、検出器ブロックごとに距離センサを取り付け、一定走行距離ごとに、距離センサで検出器−車両底面間の平均距離を算出の上、計数率の距離補正を行って、表面汚染地を算出することになる。

また、車両底面の検査に当たっては、次のような第２の方法を採用することも考えられる。この第２の方法では、検出器１４、１５を用いる代わりに、車両停止位置の地面に検出器を等間隔に配置して、計数率を測定する。この場合には、検出器ブロック毎に距離センサ−を取付けて、距離センサ−で検出器−車両底面間の平均距離を算出の上、計数率の距離補正を行って、表面汚染値を算出することになる。

上述した検出器１１〜１５は、色々な形状の検査対象に対応するために、小型で厚さが薄い放射線検出器（例えば、半導体検出器）を複数個並べることで、検出効率を確保することができる。同時に、検出器１１〜１５は、フレキシブルなベース、または前もって検査対象の形状に合わせて成形したベースに、小型で薄い放射線検出器を複数個取付けることで、狭くて複雑な形状の検査対象についても、効率的に検査を行うことができる。

以上のように、実施の形態１によれば、検査対象の形状に合わせて変形可能な薄型の放射線検出器を用いることで、狭い箇所や複雑な形状の物体の検査を効率的に実施可能な放射能汚染検査装置を得ることができる。

実施の形態２．
先の実施の形態１では、検出器を手動でセットする場合を前提に説明した。これに対して、本実施の形態２では、検出器の挿入位置を特定する制御機構を備えた放射能汚染検査装置について説明する。

図６は、本発明の実施の形態２における放射能汚染検査装置の構成を示す図である。本実施の形態２における放射能汚染検査装置は、検出器ユニット１０、アーム２０、レーザー距離計３０、および駆動制御装置４０を備えて構成されている。なお、図６では図示していないが、駆動制御装置４０は、信号処理部４１、駆動制御部４２、および測定部４３を含んで構成されている。

検出器ユニット１０は、検査対象の放射能汚染量を定量的に測定するための検出器である。先の実施の形態１における検出器１１〜１５が、この検出器ユニット１０に相当する。

アーム２０は、その一端２０ａに、検出器ユニット１０が取り付けられている。一方、アーム２０は、他端２０ｂが駆動制御装置４０を貫通するようにして、取り付けられている。

レーザー距離計３０は、駆動制御装置４０の上部に取り付けられ、測定対象の形状を測定するセンサである。図６では、レーザー距離計３０から、測定対象であるタイヤ１、ホイル２、タイヤハウス３に向けて、レーザー３１が照射された状態を示している。

駆動制御装置４０内の信号処理部４１は、レーザー距離計３０の測定結果を基に測定対象の３Ｄ形状を再構成する機能を有している。また、駆動制御装置４０内の駆動制御部４２は、再構成した測定対象の３Ｄ形状に基づき、検出器ユニット１０およびアーム２０の位置を、鉛直方向、水平方向、および測定対象の奥行き方向に駆動制御可能な構成、機能を備えている。

さらに、測定部４３は、検出器ユニット１０からの信号を処理し、放射線量の定量的な評価を行う機能を有している。

図６に示すように、測定対象が車両のタイヤハウスの場合には、信号処理部４１は、レーザー距離計３０のデータを基に、タイヤおよびタイヤハウスの位置を決定し、駆動制御部４２は、検出器ユニット１０を所望の領域に挿入して測定を行うこととなる。

なお、測定対象表面までの距離を測定する手段は、レーザー距離計３０に限らず、ステレオカメラ、接触センサ、超音波センサなど、必要な精度で測定対象表面までの距離を測定できる手段であれば、いずれを用いてもよい。

図７は、本発明の実施の形態２における放射能汚染検査装置の別の構成を示す図である。この図７は、測定対象が車体下部である場合（すなわち、先の実施の形態１で説明した領域Ｃである場合）を示している。一般的に、車体下部は、平坦な面ではなく、例えば、排気管４のように複雑な形状を持つ測定対象が存在する。そのため、検出器ユニット１０の位置を固定している場合には、検出感度にばらつきが生じる。

そこで、図７では、測定対象から検出器ユニット１０までの距離Ｌを一定にするように、検出器ユニット１０を支えるアーム２０が可動できる構成として、首振り可能なヒンジ２１を備えており、検出感度のばらつきを抑制している。ここで、車体下部の形状は、先の図６の場合と同じように、３Ｄ形状を再構成している。

なお、検出器ユニット１０の位置を固定した場合でも、検出器ユニット１０の視野角において、最も遠い距離における検出感度を基に表面汚染濃度を算出することで、汚染を見逃すことはなくなる。このため、検出器を固定する方法を用いる場合でも、汚染の有無を判定することは可能である。

図８は、本発明の実施の形態２における検出器ユニット１０の構成例を示す図である。図８に示すように、検出器ユニット１０は、アーム２０に対して首振り可能なヒンジ１０ａを用いて保持させる構造を採用することが考えられる。このような構造を備えることで、検出器ユニット１０をタイヤ表面や地面に向け、斜めに傾けることも可能であり、より、車体下部の形状に合わせた測定が可能である。

図７では、複数の検出器ユニット１０が取り付けられた駆動制御装置４０が、レール５上を移動することで、車体下部を走査する場合を示している。しかしながら、検出器ユニット１０を持つ駆動制御装置４０を固定しておき、車両を自走または牽引等による外力を用いて、検出器ユニット１０を持つ駆動制御装置４０の上を通過させることによっても、図７の場合と同様に、車体下部を走査することが可能である。

図９は、本発明の実施の形態２において用いられる検出器ユニット１０の構成例を示す図である。検出器ユニット１０は、図９のように、半導体素子１０１をアレイ状に配置することで、面検出器である半導体アレイ１００とすることができる。

半導体素子１０１は、回路基板１０２上に配列され、電磁シールド筐体１０３により覆われている。そして、半導体素子１０１の数により、例えば、１０ｃｍ×１０ｃｍ程度の大きさの有感面を形成することができる。また、さらに半導体素子１０１の個数を増やせば、より大きな有感面を形成することも可能である。

有感面の大きさは、想定している測定対象の形状に対して、例えば、タイヤハウスであれば、タイヤの曲率に対して、測定対象表面との距離のばらつきが検出感度に影響しない程度になるように、有感面の大きさを決定すればよい。

半導体アレイの信号処理方法として、それぞれの半導体素子１０１を個別のプリアンプに接続することも可能である。また、複数の半導体素子１０１をまとめて１つのプリアンプに接続することも可能である。なお、複数の半導体素子１０１を用いる際に、単純に並列接続した場合には、暗電流の直流成分が加算させるため、ノイズが増加する。

半導体素子１０１としては、シリコンダイオードだけでなく、ＣｄＴｅ等の化合物半導体を用いることができる。また、半導体素子１０１は、オーミック接合でも、ショットキーバリア接合のいずれの構成でもよい。さらに、半導体素子１０１の厚さは、測定を行う場所の空間線量と、測定対象の放射線のエネルギーにより決定する。

測定対象の放射性物質が放射性セシウムの場合には、６６２ｋｅＶのγ線だけでなく、３２ｋｅＶの特性Ｘ線も測定対象の放射線となる。図１０は、本発明の実施の形態２において、測定対象が放射性セシウムである場合の入射面からの深さと反射率との関係を示した図である。

図１０に示すように、特性Ｘ線を測定する場合には、入射面近傍で特性Ｘ線の大部分が反応するが、６６２ｋｅＶのγ線は、反応率の深さ依存性は小さい。そのため、測定対象の放射線のエネルギーに合わせて半導体の厚さを選ぶことで、検出感度を最適にできる。

図１１は、本発明の実施の形態２において、ＣｄＴｅを半導体素子１０１として採用する場合の回路図である。ＣｄＴｅのような半導体素子１０１は、放射線との相互作用により発生するキャリア（電子とホール）の移動度が大きく異なる。多くの場合、ホールの移動度が小さいため、ホールが陰極に到達しやすいように、図１１に示すように、陰極であるカソード面から放射線を入射させる。

検出器ユニット１０から出力されるパルスは、後段の信号処理部４１に入力される。そして、信号処理部４１は、測定対象のエネルギー領域の放射線のみを選択的に計数する

エネルギー領域の選択は、所定の範囲のパルス波高を持つパルスのみを選択できるエネルギーウィンドウを用いる場合と、パルス波形の違いを基にしたフィルターを用いる方法がある。

図１２は、本発明の実施の形態２において、キャリア発生位置（入射面からの深さ）とキャリアが電極に到達するまでの移動時間との関係の一例を示した図である。図１２に示すように、陽極付近でキャリアが発生した場合にホールが陰極に到達する時間は、陰極付近でキャリアが発生した場合に電子が陽極に到達する時間に比べ、大幅に長い。

放射線を陰極から入射させた場合、３２ｋｅＶの特性Ｘ線は、陰極付近で大部分が反応するため、電子・ホールとも電極までの到達時間は短い。一方で、６６２ｋｅＶのγ線は、陽極付近のかなり深い位置でも反応が起きるため、特にホールが電極に到達する時間が長くなる。

図１３は、本発明の実施の形態２における半導体素子１０１からの出力パルスの特性を示した図であり、縦軸は、Ｘ線エネルギーを示すパルス波高値であり、横軸は、時間である。図１３に示すように、放射線を検出した際の半導体素子１０１からの出力パルスは、３２ｋｅＶの特性Ｘ線に比べ、６６２ｋｅＶのγ線の方が、立上り時間が遅くなる傾向となる。つまり、遅いパルスとなる。

図１４は、本発明の実施の形態２におけるバンドパスフィルターの周波数特性を示した図である。また、図１５は、本発明の実施の形態２において、バンドパスフィルターを通過後の半導体素子１０１のエネルギー領域を示した図である。さらに、図１６は、一般的なエネルギーウィンドウを示した図である。図１４〜図１６において、縦軸は、Ｘ線エネルギーを示すパルス波高値であり、横軸は、周波数である。

図１４に示すように、後段の増幅回路の周波数特性を、バンドパスフィルターを用いて、３２ｋｅＶの特性Ｘ線のエネルギー領域に対応する周波数帯域に合わせることができる。この結果、図１５に示すように、３２ｋｅＶの特性Ｘ線のピーク以外のエネルギー領域の感度を低下させることができる。

このように、バンドパスフィルターを用いて特定のエネルギー領域に対応する周波数帯域に合わせることで、特定のエネルギー領域以外の感度を低下させることが可能となる。このことは、図１６に示すような一般的なエネルギーウィンドウが不要となることを意味しており、後段の信号処理部４１の物量を削減できる。

バンドパスフィルターを用いる場合、またはエネルギーウィンドウを用いる場合のいずれも、測定対象のエネルギー領域の放射線のみを選択的に計数することが可能である。従って、信号処理部４１は、測定対象のエネルギー領域の放射線のみを選択的に計数し、その係数値を測定部に渡す。

測定部４３は、測定対象のエネルギー領域の放射線のみの計数値を基に、検出器ユニット１０と測定対象表面までの距離によって決まる検出感度、並びにバックグラウンド計数率から、測定対象表面の放射能濃度を算出する。

検出感度は、物理計算を行い、所定の範囲の距離における感度をあらかじめ求めておき、データテーブルとして測定部４３に記憶させておく。なお、バックグラウンドは、測定対象の計測前に測定しておくことも可能であり、空間線量率から演算によって求めることも可能である。

測定部４３は、放射能濃度（表面汚染密度）の基準値を入力しておくことで、測定対象表面の放射能濃度が基準値以上であれば、警報を発生させることができる。また、測定部４３は、汚染のあった位置も記録し、表示部に表示させることができる。

以上のように、実施の形態２によれば、測定対象までの距離の計測結果に基づいて再構成された測定対象の３Ｄ形状に基づいて、薄型の検出器ユニットを適切な位置に挿入できる構成を備えている。この結果、狭い箇所や複雑な形状の物体の検査を効率的に実施することができる。

実施の形態３．
本実施の形態３は、検出器ユニット１０として、放射線に有感な半導体素子を用いる代わりに、シンチレータを用いることにより、放射線を検出することのみが、先の実施の形態２と異なる。

シンチレータは、例えば、プラスチックシンチレータのような有機シンチレータであってもよく、例えば、ヨウ化ナトリウムやヨウ化セシウムのような無機シンチレータであってもよい。

検出器ユニット１０としてシンチレータを用いる場合には、入射窓をα線やβ線が透過可能な程度に薄くすることで、測定対象表面に付着する放射性物質が放出するα線やβ線を直接測定することが可能である。

図１７は、本発明の実施の形態３において、検出器ユニット１０としてシンチレータ１１０を用いた場合の構成例を示す図である。検出器ユニット１０としてシンチレータ１１０を用いる場合には、放射線を検出することで生じるシンチレーション光を受光素子１１２で検出することとなるため、シンチレーション光を集光するライトガイド１１１が必要となる。このとき、図１７に示すようなライトガイド形状を採用することで、車両のタイヤハウスのような狭い隙間に検出器ユニット１０を挿入することが可能となる。

図１８は、本発明の実施の形態３において、検出器ユニット１０としてシンチレータ１１０を用いた場合の別の構成例を示す図である。ライトガイド１１１を用いない場合には、図１８に示すように、光ダイオードアレイのような薄い板状の受光素子１１３を、板状のシンチレータ１１０に光学結合する構成とすることで、車両のタイヤハウス３のような狭い隙間に検出器ユニット１０を挿入することが可能となる。

以上のように、実施の形態３によれば、検出器として、半導体素子の代わりにシンチレータを用いた場合にも、先の実施の形態１、２と同様の効果を実現できる。

実施の形態４．
本実施の形態４は、検出器ユニット１０が可撓性のシンチレータで構成されている点のみが、先の実施の形態３と異なる。検出器ユニット自体が曲がるため、複数の検出器ユニット１０をつなげる必要はない。この結果、検出器ユニット自体を、測定対象の表面の形状に合わせることが可能である。

具体例としては、ゼリー状のものや、油のように、可撓性のライトガイドを用いることも可能である。また、ライトガイドが可撓性でない場合も、シンチレータとライトガイドの間を可撓性の材料で光学結合することで、シンチレーション光の集光効率を落とさずに、複雑な形状に合わせることができる。この方式により、距離のばらつきをより小さくすることができる。

なお、上述した実施の形態１〜４は、測定する物理量が表面汚染密度である場合について説明した。しかしながら、検出器ユニット１０として半導体素子やシンチレータを用いて、測定対象内部まで含めた、放射能濃度（Ｂｑ／ｋｇ）を測定することも可能である。

このため、表面が汚染させる車両に限定されず、例えば、農作物や樹木のように、内部に放射性物質を取り込むため、内部の放射能濃度測定が必要なものも測定対象とすることが可能である。

この場合の検出感度は、幾何学的形状や検出器までの距離だけでなく、測定対象の大きさ、密度、まで考慮した物理計算を行うことによって求める。また、測定対象を模擬した放射線源を用いることでも、内部の放射能濃度を求めることができる。

また、測定対象の放射性物質が放射性セシウムの場合には、特性Ｘ線を測定することで、測定対象の表面の汚染状態を高精度に検出することができる。さらに、特性Ｘ線の検出を行う場合には、γ線の検出時に必要とされる遮蔽構造を用いる必要がない。従って、特性Ｘ線の検出に特化することで、運搬車両の表面の放射能汚染を、簡素な構造で高精度に検出することができる。

１ タイヤ、２ ホイル、３ タイヤハウス、４ 排気管、１０ 検出器ユニット、１０ａ ヒンジ、１１〜１５ 検出器、２０ アーム、２０ａ アームの一端、２０ｂ アームの他端、２１ ヒンジ、３０ レーザー距離計、３１ レーザー、４０ 駆動制御装置、４１ 信号処理部、４２ 駆動制御部、４３ 測定部、１００ 半導体アレイ、１０１ 半導体素子、１０２ 回路基板、１０３ 電磁シールド筐体、１１０ シンチレータ、１１１ ライトガイド、１１２ 受光素子、１１３ 受光素子。

Claims (13)

1. 放射能汚染量の測定対象である物体表面の形状に合わせた有感面の形状を有する検出部と、
   前記有感面から前記物体表面までの距離があらかじめ設定された所望範囲内となる状態で前記検出部を保持する機構部と、
   前記検出部の測定結果に基づいて、前記物体表面の前記放射能汚染量を算出する測定部と、
   を備え、
   前記測定部は、前記有感面から前記物体表面までの距離が一定でない場合には、前記有感面の位置を固定した上で、測定範囲のうちで、前記有感面から最も遠い物体表面までの距離を元に検出感度を設定することで、前記放射能汚染量を算出する
   放射能汚染検査装置。
2. 測定結果を表示する表示部と、
   測定結果を記録する記憶部と
   をさらに備え、
   前記測定部は、算出した前記放射能汚染量を前記測定結果として前記記憶部に記録させるとともに、前記表示部に表示させ、さらに、前記放射能汚染量があらかじめ設定された基準値を超えていると判断した場合には警報を発する
   請求項１に記載の放射能汚染検査装置。
3. 前記検出部は、前記有感面が複数の有感面として構成され、前記物体表面の形状に合わせて、前記物体表面からの距離が前記所望範囲内となるように、前記複数の有感面を個別に変形できる構造を備える
   請求項１または２に記載の放射能汚染検査装置。
4. 前記検出部は、前記有感面から前記物体表面までの前記距離を計測するための距離計を有しており、
   前記機構部は、前記距離計の計測結果に基づいて、前記所望範囲内となる状態で前記検出部を保持する
   請求項３に記載の放射能汚染検査装置。
5. 前記測定対象は、管理区域から退域する車両のタイヤ表面およびタイヤハウス表面であり
   前記検出部は、前記測定対象に対して前記所望範囲内となる状態で、前記機構部により保持される
   請求項１から４のいずれか１項に記載の放射能汚染検査装置。
6. 前記検出部は、アレイ状に配列された半導体素子で構成される
   請求項１から５のいずれか１項に記載の放射能汚染検査装置。
7. 前記検出部は、シンチレータで構成される
   請求項１から５のいずれか１項に記載の放射能汚染検査装置。
8. 前記検出部を構成するシンチレータは、可撓性を有する
   請求項７に記載の放射能汚染検査装置。
9. 前記検出部の設置場所を特定するために、前記測定対象までの距離を測定する表面形状計測器と、
   前記表面形状計測器による測定結果に基づいて、前記測定対象の３Ｄ形状を再構成し、前記検出部の設置場所を特定するための情報処理を行う信号処理器と
   をさらに備える請求項１から８のいずれか１項に記載の放射能汚染検査装置。
10. 前記信号処理器で再構成された前記３Ｄ形状に基づいて、前記物体表面からの距離が前記所望範囲内となるように、前記検出部が取り付けられた前記機構部の位置制御を行う駆動制御部
    をさらに備える請求項９に記載の放射能汚染検査装置。
11. 前記測定部は、放射線を検出した際に前記検出部から出力されるパルスの波高または波形を観測し、前記測定対象の放射線に対応するパルス波高または波形を選択することで、前記測定対象の放射線を選択的に測定する測定回路を有する
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の放射能汚染検査装置。
12. 前記測定回路は、前記測定対象の放射線を検出した際に前記検出部から出力されるパルスの周波数帯域に合わせた周波数特性を有しており、前記測定対象の放射線以外の感度を低下させ、前記測定対象の放射線を選択的に測定する
    請求項１１に記載の放射能汚染検査装置。
13. 前記検出部は、前記測定対象の表面から放出される特性Ｘ線を検出する
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の放射能汚染検査装置。

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