JP6479500B2 - 液体の遮蔽効果を利用した水中放射能探査装置 - Google Patents
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Description
本発明は、水中放射能探査装置に関するものである。
水中で放射能探査を行う場合、水による減衰が大きく662KeVのCs-137のガンマ線では地表面(海底、湖底)から約8cm離れると、半分の放射線強度になる。すなわち検出器からの計数率は地表面から数cm離れるだけで大幅に変化する。したがって、検出器は地表面に接した状態で測定する方が望ましい。その際、検出器が軟らかい泥の中に埋まってしまうと、ジオメトリーが変わり、放射線強度が大幅に変化する。
また、測定装置が地表面(海底、湖底)に到達した時や曳航した時に、軟泥質の物質が舞い上がって、放射線強度が変化することを抑える必要がある。
そこで特許第５６７４２３０号において、防水・耐圧容器に格納した検出器の周囲を理論的には半球で表されるタンクで囲み、タンクの中に水や燃料などの液体を充填し、検出器のジオメトリーが一定になる水中放射能探査装置を考案した。
水中放射能探査を行う場合、測定方法によって使用する機材が異なるように、液体の遮蔽効果を利用するためのタンクの具体的な構造も異なってくる。
測定方法は大きく分けて、船上クレーンからをワイヤーでタンクを海底に降ろして定点測定する場合と曳航して連続測定する場合がある。連続測定する場合もタンクをＲＯＶ(remotely-operated vehicle)などで曳航する方法もあり、無人潜水艇にタンクを内蔵して測定する方法もあり、様々である。
探査支援機材としては、測定位置決め用の資材、データ通信に使用する機材、周囲を確認するためのカメラや照明用のライトなどの機材が併用される。また磁気探査など他の物理探査と併用された場合は、それらの関連資材もある。
水中放射能探査に用いる検出器はNaI検出器に限らず、Ge半導体検出器でも、プラスチックシンチレーター検出器でもよく、検出器の具体的な構成は使用する検出器の種類によって異なる。一般に資源探査に用いられているNaI検出器に用いられるNaI結晶の形状も球体、円柱体、直方体のものがあり、複数本組み合わせて使用される場合もある。
また、図1のように計数率を上げるため、検出器底面を直接海底面に接地しないで、下に空気層を作る方法も考案されている。
このように様々な場合おいて、液体の遮蔽効果を利用した水中放射能探査法を適用する必要がある。
液体の遮蔽効果を適用する上で、検出器を格納する防水・耐圧容器による遮蔽を考慮しなければならない。計数率を上げるため、海底に接地する防水・耐圧容器の底面は、遮蔽効果が少ない方がよい。考慮しなければならないのは、主に防水・耐圧容器の底面を除いた部分である。
タンクの周囲からの放射線が、液体の遮蔽効果によってa％に、防水・耐圧容器の遮蔽効果によってb％に、両者の遮蔽効果によってＴ％まで減少するとする。このＴ％は、解析する上で必要な遮蔽効果である。散乱線を含めて解析するか、ピーク面積で解析するかなどの解析方法、測定対象のガンマ線のエネルギー、解析上求める測定精度により決まる。
防水・耐圧容器の底面を除いた部分の遮蔽効果が一定のｂ％と仮定した場合、ａ％の遮蔽効果を持つ液体の厚さをｄcmとする。図２のように防水・耐圧容器の表面から半径ｄcmの球を合成して得られる立体の表面が、解析する上で必要な遮蔽効果を示す範囲となる。したがって、この立体を包括するようにタンクの形状、大きさを決定すればよい。
防水・耐圧容器の底面を除いた部分の遮蔽効果が一定でない場合は、その部分に応じて半径ｄcmを変化させてできた立体を包括するようにタンクの形状、大きさを決定する。
また防水・耐圧容器内に存在する物の遮蔽効果を考慮する場合は、防水・耐圧容器の遮蔽効果が一定でない場合と同様にして決定すればよい。
図３のように、解析する上で必要な遮蔽効果を示す範囲に、例えばタンク内にアルミ製の支柱など他の構造物を設置する場合がある。他の構造物による遮蔽効果がその構造物と同体積の液体よる遮蔽効果より大きければ、解析する上で必要な遮蔽効果が得られているので、支障は無い。しかし、小さい場合は同体積の液体よる遮蔽効果と同等以上になるように、構造物に遮蔽効果を与える工夫を施す必要がある。
また、防水・耐圧容器を取り囲むように内部構造物がある場合は、その遮蔽効果も考慮する。
図４のように、無人潜水艇などに内蔵して測定する場合は、船体による遮蔽効果が得られるので、その部分の液体の遮蔽体はいらなくなる。
以上のように、タンクの形状は理論的には半球で表されるが、実機を製作する上では、半球でなくてもよい。図５の(a)のように多面体のタンクの方が作製しやすく、また図５の(b)ように曳航する際の水の抵抗を減らすために流線型のタンクを用いてもよい。
上記のように、解析する上で必要な遮蔽効果を示す範囲、すなわち防水・耐圧容器の底面を除いた部分の遮蔽効果と利用する液体の遮蔽効果の和になるように、防水・耐圧容器の底面を除いた表面から液体の遮蔽効果を表す半径の球を描いて合成して得られる立体を包括するようにタンクの形状、大きさを決定することが基本である。そして、内外にある構造物の遮蔽効果を考慮して最終的なタンクの形状、大きさを決定する。このようなタンク内に液体を充填し、遮蔽体として利用する構造が本発明である。
実機を製作する予定である。
液体の遮蔽効果を利用した水中放射能探査法を適用する上では、多面体のタンクの方が作製しやすい。本発明によって、液体の遮蔽効果を利用した水中放射能探査法が資源探査などの産業に応用しやすくなり、曳航する際の水の抵抗を減らすため、流線型のタンクのニーズにも応えられる。
液体の遮蔽効果を利用した水中放射能探査法は、遮蔽体の材料費が発生せず、耐水・耐圧構造は検出器を含めた電子回路部分のみでよく、タンクは金属製でなくてもプラスチック製のものでもよいため、軽量な測定装置を安価に作製できる。
また、耐水・耐圧容器の底面は海底と擦れて磨耗が激しい。タンク底面を交換可能にすれば、耐水・耐圧容器の底面の保護に役立ち、ランニングコストを低減することができる。解析する上で必要な遮蔽効果を示す範囲外に曳航しやすいように、ソリのようにテーパーを設けることも可能である。
１ 検出器
２ 空気
３ 耐水・耐圧容器の底面を除いた部分
４ 耐水・耐圧容器の底面
５ 海水
６ 海底
７ 液体の遮蔽効果を表す半径の球
８ すべての球を包括する立体
９ タンク
１０ 液体の遮蔽体
１１ タンク内の構造物
１２ 船体
ｄ 半径
２ 空気
３ 耐水・耐圧容器の底面を除いた部分
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１１ タンク内の構造物
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Claims (1)
- 解析する上で必要な遮蔽効果を示す範囲、すなわち防水・耐圧容器の底面を除いた部分の遮蔽効果と利用する液体の遮蔽効果の和になるように、防水・耐圧容器の底面を除いた表面から液体の遮蔽効果を表す半径の球を描いて合成して得られる立体を包括するタンク内に液体を充填し、遮蔽体として利用する構造を有する水中放射能探査装置
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| JP2015033435A JP6479500B2 (ja) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | 液体の遮蔽効果を利用した水中放射能探査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2015033435A JP6479500B2 (ja) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | 液体の遮蔽効果を利用した水中放射能探査装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016156659A JP2016156659A (ja) | 2016-09-01 |
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| JP6479500B2 true JP6479500B2 (ja) | 2019-03-06 |
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ID=56825619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2015033435A Active JP6479500B2 (ja) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | 液体の遮蔽効果を利用した水中放射能探査装置 |
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- 2015-02-24 JP JP2015033435A patent/JP6479500B2/ja active Active
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