JP6519902B1 - 使用済み容器の表面汚染の検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汚染土壌の収納容器として使用していたドラム缶等の円筒形収納容器について、α線検出による表面汚染密度の測定を比較的簡易に行うことができる表面汚染線の検査装置及び方法を提供する。【解決手段】本発明の円筒形収納容器３０の表面汚染の検査装置は、横倒し状態の円筒形収納容器を乗せて円周方向に回転させるための回転機構と、回転機構上の前記横倒し状態の円筒形収納容器の外側表面または内側表面の上に置かれ、円筒形収納容器が回転している状態で外側表面または内側表面の円周方向での表面汚染密度を測定するための移動式放射線検出器２０と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、使用済み容器の表面汚染の検査装置及び方法に関し、より具体的には、放射能で汚染された土壌の収納容器として使用していたドラム缶等の円筒形収納容器の表面汚染の検査装置及び方法に関する。

ウラン（^２３８Ｕ）やトリウム（^２３２Ｔｈ）等のα線を放出する放射性同位元素で汚染された土壌（以下、本明細書中で「汚染土壌」と呼ぶ）の収納容器として使用していた空のドラム缶を搬出し再利用するにあたり、持ち出し物品として表面汚染検査を行い、表面汚染密度（Ｂｑ／ｃｍ^２）が基準値以下であることを確認する必要がある。その際、表面汚染密度が基準値以上の場合は、除染をした後に再度表面汚染検査を行って、基準値以下になったことを確認して搬出する必要がある。

汚染土壌は、通常ポリエチレン袋に封入した上でドラム缶に収納されているため、ドラム缶内部は基本的には汚染がない状態であると考えらえる。管理区域外への搬出基準は、α線を放出する放射性同位元素の４Ｂｑ／ｃｍ^２の１／１０（０．４Ｂｑ／ｃｍ^２）が該当する。汚染元素がトリウムの場合は、β線も放出するが、α線放出核種に対する搬出基準がβ線と比べて１０分の１と厳しいため、表面汚染検査はα線を対象に行うことが望ましい。

特許文献１は、ターンテーブル上の放射性廃棄物が収納された容器（ドラム缶）を回転・昇降させながら容器の外側に配置した放射線検出器（Ｇｅ検出器）によって容器からのγ線測定を行う放射性廃棄物収納容器用放射能濃度測定装置を開示する。しかし、特許文献１の測定装置は、放射性廃棄物が収納された容器からのγ線を測定する装置であって、汚染土壌の収納容器として使用していた空のドラム缶のα線検出による表面汚染検査を行うものではない。

特許文献２は、放射性廃棄物を収納した容器を回転・昇降させながら、その容器の上面、下面及び側面をふき取った濾紙をＧＭ計数管等の放射線検出器で測定し表面汚染密度を定量し、さらに容器の外側に配置した放射線検出器（Ｇｅ検出器）で容器からのγ線を測定し線量当量率を求めるための放射能測定装置を開示する。しかし、特許文献２の測定装置は、放射性廃棄物が収納された容器からのα線及びγ線を測定する装置であって、汚染土壌の収納容器として使用していた空のドラム缶のα線検出による表面汚染検査を行うものではない。

特開平７−１５９５４１ 特開２０００−５６０２５

本発明の目的は、汚染土壌の収納容器として使用していたドラム缶等の円筒形収納容器について、α線検出による表面汚染密度（Ｂｑ／ｃｍ^２）測定を比較的簡易に行うことができる表面汚染線の検査装置及び方法を提供することである。

本発明の一形態の円筒形収納容器の表面汚染の検査装置は、横倒し状態の円筒形収納容器を乗せて円周方向に回転させるための回転機構と、回転機構上の前記横倒し状態の円筒形収納容器の外側表面または内側表面の上に置かれ、円筒形収納容器が回転している状態で外側表面または内側表面の円周方向での表面汚染密度を測定するための移動式放射線検出器と、を備える。

本発明の一形態の円筒形収納容器の表面汚染の検査方法は、（ａ）回転機構上に横倒し状態で載置された円筒形収納容器の外側表面及び／または内側表面に移動式放射線検出器を乗せた状態で、円筒形収納容器を所定の速度で回転させながら外側表面及び／または内側表面の円周方向での表面汚染密度を測定するステップと、
（ｂ）移動式放射線検出器を円筒形収納容器の長さ方向に所定の長さだけ移動させるステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）と（ｂ）を交互に繰り返して、円筒形収納容器の外側表面及び／または内側表面の略全体の前記表面汚染密度を測定するステップと、を含む。

本発明の円筒形収納容器の表面汚染の検査装置によれば、円筒形収納容器の外側表面または内側表面の表面汚染密度を作業現場で簡易な構成で迅速に測定することが可能となる。

本発明の一実施形態の検査装置の回転機構を示す模式図である。 本発明の一実施形態の検査装置の移動式放射線検出器を示す模式図である。 本発明の一実施形態の検査装置の回転機構上の円筒形収納容器を示す模式図である。 本発明の一実施形態の検査装置の移動式放射線検出器による円筒形収納容器の外側表面及び内側表面での表面汚染密度の測定の様子を示す模式図である。 本発明の一実施形態の検査装置の移動式放射線検出器と円筒形収納容器の外側表面（ａ）及び内側表面（ｂ）との間隔を示す模式図である。 本発明の一実施形態の円筒形収納容器の表面汚染の検査方法の全体フローを示す図である。 本発明の一実施形態の検査方法のスミヤろ紙での円筒形収納容器の表面の測定箇所を示す模式図である。 本発明の一実施形態の円筒形収納容器の表面汚染の検査方法の直接測定のフローを示す図である。

図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１に本発明の一実施形態の円筒形収納容器の検査装置の回転機構の構成を示す。回転機構１０は、基体（ベース枠）１１と、駆動機構１２と、離間した２本の回転軸１３と、回転軸１３の各々において離間して設けられた２つの樹脂製（例えばゴム製）の回転板１４とを含む。駆動機構１２には、モータと、モータの回転を回転軸１３に伝達するためのギア及びベルト又はチェーンが内蔵されている。２本の回転軸１３の間隔と２つの回転板１６の間隔は、円筒形収納容器が回転板１３によって回転できるように、円筒形収納容器のサイズ（長さ、直径）に応じて設定される。

図２に本発明の一実施形態の検査装置の移動式放射線検出器を示す。（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は上面図であり、（ｃ）は上面図のＡ−Ａ’断面図である。（ａ）において、移動式放射線検出器２０は、平板状の台車２１と、α線検出器２２を含む。台車２１は、四隅に車輪２３を有し、前後に移動できるようになっている。移動式放射線検出器２０が横倒し状態の円筒形収納容器３０の外側表面または内側表面の上にある場合、台車２１の車輪２３は円筒形収納容器３０の回転に合わせてその回転方向とは逆方向に回転することができる。

図２（ｃ）に示すように、台車２１の中央に開口部２４が設けられている。α線検出器２２は、台車２１上に置かれ、その開口部２４に検出面が載置される。α線検出器２２の検出値は、通信ケーブル２５を介して表示器２６に送られる。表示器２６では、その表示画面２７にリアルタイムに測定結果が表示され、同時に測定データとして内蔵するメモリに保管される。α線検出器２２としては、例えばＺｎＳ（Ａｇ）シンチレーション検出器（直接サーベイメータ）であって、検出限界が０．４Ｂｑ／ｃｍ^２以下である性能を有するα線検出器を用いる。

図３に、本発明の一実施形態の検査装置の回転機構１０上の円筒形収納容器３０を示す。図２では、円筒形収納容器３０の一例としてドラム缶（例えば鋼鉄製）を示している。円筒形収納容器３０は、基体（ベース枠）１１上に横倒し（水平な）状態で回転軸１３の２つの回転板１４に当接するように乗せられる。

２つの回転板１４は、樹脂製（例えばゴム製）なので円筒形収納容器３０の外側表面が接触することで歪んで適度な摩擦を生じさせる。回転機構１０は、外部の電源（図示無し）によって駆動機構１２内のモータを駆動して、回転板１４の回転と共に円筒形収納容器３０を円周方向に所定の速度で回転させることができる。所定の速度は、詳細は後述する移動式放射線検出器２０による円筒形収納容器３０の外側表面または内側表面の円周方向での移動（スキャニング）測定によって適切にα線検出が可能な速度に設定される。そのスキャニング速度は、円筒形収納容器３０の回転速度を回転機構１０により制御することにより調整することができる。そのスキャニング速度は、例えば５ｃｍ／ｓである。

図４に、本発明の一実施形態の検査装置の移動式放射線検出器２０による円筒形収納容器３０の外側表面３２及び内側表面３３での表面汚染密度の測定の様子を示す。図４では、円筒形収納容器３０が乗る回転機構１０、及び移動式放射線検出器２０の通信ケーブル２５や表示器２６は省略されており、台車２１も簡易に記載されている。図４では、円筒形収納容器３０が回転しながら、さらに移動式放射線検出器２０が長さＬ方向に移動しながら、外側表面３２及び内側表面３３での表面汚染密度を測定する様子を示している。図４では移動式放射線検出器２０が６つ描かれているが、外側表面３２と内側表面３３でそれぞれ少なくとも１台あればよく、各表面に複数台配置することにより長さＬ方向の移動回数が減り全表面を測定する時間を短縮することができる。極端な例として、各全面を網羅することができる数の移動式放射線検出器２０を配置すれば、円筒形収納容器３０の１回転で測定を終了することができる。なお、外側表面３２及び内側表面３３の測定は同時に行ってもよく、必要に応じて別々に行ってもよい。

図４では、円筒形収納容器３０の外側表面３２の近くには支持棒３５が配置されている。支持棒３５は、例えば棒状の金属からなり、回転機構１０の両端部からあるいは回転機構１０の両端部の外側に置かれた２つの土台から延びる垂直棒（図示なし）によってその位置が維持されるようになっている。支持棒３５と移動式放射線検出器２０の台車２１とはワイヤー３６によって接続されている。ワイヤー３６の一方の端部は支持棒３５を囲むリング３７になっており、ワイヤー３６が支持棒３５に沿って移動できるようになっている。同様に、円筒形収納容器３０の内側表面３３の近くにも支持棒３５が配置されている。この場合、支持棒３５は、回転機構１０の一端部からあるいはその一端部の外側に置かれた１つの土台から延びる垂直棒（図示なし）によってその位置が維持されるようになっている。

移動式放射線検出器２０は、円筒形収納容器３０の外側表面３２の頂部に位置し、外側表面３２上を円筒形収納容器３０の長さ方向（矢印方向）に移動できるようになっている。その際、移動式放射線検出器２０は、支持棒３５に接続するワイヤー３６によって外側表面３２の頂部の位置を維持しながら矢印方向に移動することができる。同様に、移動式放射線検出器２０は、円筒形収納容器３０の内側表面３３の底部に位置し、内側表面３３上を円筒形収納容器３０の長さ方向（矢印方向）に移動できるようになっている。その際、移動式放射線検出器２０は、支持棒３５に接続するワイヤー３６によって内側表面３３の底部の位置を維持しながら矢印方向に移動することができる。

円筒形収納容器３０の所定速度での回転に合わせて移動式放射線検出器２０の車輪２３がその回転方向とは逆方向に回転し、移動式放射線検出器２０を同じ位置に保持させる。その回転の間に、外側表面３２上に位置するα線検出器２２は外側表面３２の円周方向でのα線検出（スキャニング測定）を行い、その検出値を表示器２６に送る。同様に、円筒形収納容器３０の内側表面３３上に位置するα線検出器２２は、円筒形収納容器３０が所定速度で回転する間に、その位置を保持しながら内側表面３３の円周方向でのα線検出（スキャニング測定）を行い、その検出値を表示器２６に送る。

円周方向の１周分の測定が終わると、α線出器２２は円筒形収納容器３０の長さＬの矢印方向に所定長さだけ移動する。その所定長さは、α線出器２２の検出面のサイズ（長さＬ方向の幅）で決まる円周方向の１周分の測定範囲に相当する長さＷである。したがって、円周方向の１回の測定で、半径Ｒの円筒形収納容器３０の場合、表面積２πＲ×Ｗでの測定が行われる。表示器２６では、測定結果として表面汚染密度（Ｂｑ／ｃｍ^２）を表示し内蔵するメモリに保管する。

図５に、図４で示したスキャニング測定中の移動式放射線検出器２０と円筒形収納容器（ドラム缶）３０の側面の外側表面（ａ）及び内側表面（ｂ）との間隔を示す。（ａ）の移動式放射線検出器２０の下面、すなわち台車２１の開口部２３のα線検出器２２の検出面とドラム缶３０の側面の外側表面との間隔は最も狭い所で約１ｍｍである。（ｂ）の台車２１の開口部２３のα線検出器２２の検出面とドラム缶３０の側面の内側表面との間隔は最も広い所で約５ｍｍである。このように、本発明の移動式放射線検出器２０を用いた場合、円筒形収納容器（ドラム缶）３０の表面から１ｃｍより短いごく近い間隔でスキャニングしながらその表面からのα線を検出することができる。

図６に、本発明の一実施形態の円筒形収納容器の表面汚染の検査方法の全体フローを示す。図６では、汚染土壌の収納容器として使用するドラム缶を例にとりその表面汚染の検査方法の全体フローを説明している。工程Ｓ１において、汚染土壌が充填（収納）されたドラム缶を収集する。汚染土壌は通常ポリエチレン袋に封入した上でドラム缶に充填（収納）されているが、直接充填されている場合もあり得る。汚染土壌は上述したようにウランやトリウム等のα線を放出する放射性同位元素で汚染された土壌を意味する。収集されたドラム缶は、番号が付されてその情報がパソコン等にデータとして登録（保管）される。

工程Ｓ２において、ドラム缶に充填（収納）されている汚染土壌を取り出してドラム缶を空にする。工程Ｓ３において、取り出された汚染土壌は土壌再生処理に回される。工程Ｓ４において、空のドラム缶の内部を清掃しその確認を行う。工程Ｓ５、Ｓ６において、スミヤ法を用いたα線検出による測定（間接測定）を行う。スミヤろ紙は、例えば広い面積をふき取ることができるネル布を用いることができる。そのふき取り面積は、１０００ｃｍ^２（３０×３０ｃｍ）とし、ふき取り効率は０．１として計算する（ＪＩＳ準拠）。

図７に、工程Ｓ５で行うスミヤろ紙での円筒形収納容器の表面の拭き取り箇所の一例を示す。スミヤろ紙は、ドラム缶の上蓋の上面（表面）１と裏面（内面）、側壁の内面３と外面４、下蓋の上面（内面）５と裏面（外面）６の計６か所で拭き取られる。工程Ｓ６において、従来からある測定方法によって、拭き取ったスミヤろ紙（ネル布）の表面に、α線検出器（例えばＺｎＳ（Ａｇ）シンチレーション検出器）の検出面を当接して表面汚染密度（Ｂｑ／ｃｍ^２）が測定される。その際、例えば１分間の全α線計数測定を行い、検出限界値は０．４Ｂｑ／ｃｍ^２以下を確保する。

工程Ｓ７において、ドラム缶の表面全体のα線検出による測定（直接測定）を行う。その際、手持ちのサーベイメータによるスキャニングサーベイは、検出器と非検査面との距離、スキャニング速度、汚染有無の判断などで個人差が生じやすく、ヒューマンエラーが起きやすい。そのため、できるだけ自動化し測定品質を高める必要がある。したがって、この直接測定は、図１、図２の本発明の一実施形態の検査装置を用いて、図３、図４に示すように横倒し状態のドラム缶を回転機構１０によって所定速度（例えば５ｃｍ／ｓ）で回転させながら移動式放射線検出器２０でスキャニング測定することが望ましい。図８に、工程Ｓ７の詳細フローを示す。

図８の工程Ｓ７１において、図４を参照しながら説明したように、回転機構１０上に横倒し状態で載置されたドラム缶を回転させながら移動式放射線検出器２０によって外側表面及び／または内側表面の円周方向での表面汚染密度（Ｂｑ／ｃｍ^２）を測定する。工程Ｓ７２について、図４を参照しながら説明したように、移動式放射線検出器２０をドラム缶の長さ方向に所定長さ分移動させる。この所定長さは、上述したようにα線出器２２の検出面のサイズで決まる円周方向の１周分の測定範囲に相当する幅Ｗである。工程Ｓ７３において、ドラム缶の全表面の測定ができたか否かを確認する。測定できている場合は終了し、未測定領域が残っている場合は工程Ｓ７１に戻り、さらに工程Ｓ７１とＳ７２を交互に繰り返して、ドラム缶の外側表面及び／または内側表面の略全体の表面汚染密度（Ｂｑ／ｃｍ^２）を測定する。

図６に戻って、工程Ｓ８において工程Ｓ５、Ｓ６のスミヤ法による間接測定で得られた表面汚染密度Ｓ１（Ｂｑ／ｃｍ^２）が所定のしきい値、例えば検出限界値以下であるか否かを判断する。このしきい値（検出限界値）は、例えば０．４Ｂｑ／ｃｍ^２ｇに設定することができる。この判断基準値である０．４Ｂｑ／ｃｍ^２は、電離放射線障害防止規則（昭和４７年９月３０日労働省令第４１号）の別表第３に定められているα線を放出する放射線同位元素による表面汚染の限度（４Ｂｑ／ｃｍ^２）の１／１０に相当し、当該物品を施設外に持ち出す際にその値（限度の１／１０）を越えてはいけないとされているものである。

工程Ｓ９において工程Ｓ７の直接測定で得られた表面汚染密度Ｓ２（Ｂｑ／ｃｍ^２）が所定のしきい値以下であるか否かを判断する。このしきい値は、工程Ｓ８の場合と同様に例えば０．４Ｂｑ／ｃｍ^２ｇに設定することができる。工程Ｓ１０において、表面汚染密度Ｓ１及びＳ２が所定のしきい値以下であるドラム缶を汚染がないものとして管理区域外に搬出する。表面汚染密度Ｓ１及び／またはＳ２が所定のしきい値より大きい場合は、汚染が除去されていないとして工程Ｓ１１においてドラム缶の汚染箇所の除染を行って、再度工程Ｓ５以降の検査工程を繰り返す。各測定データは、ドラム缶に付された番号と共にパソコン等に登録（保管）される。

本発明の実施形態について、図を参照しながら説明をした。しかし、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できるものである。

１０ 回転機構
１１ 基体（ベース枠）
１２ 駆動機構
１３ 回転軸
１４ 回転板
２０ 移動式放射線検出器
２１ 平板状の台車
２２ α線検出器
２３ 車輪
２４ 開口部
２５ 通信ケーブル
２６ 表示器
２７ 表示画面
３０ 円筒形収納容器（ドラム缶等）
３２ 外側表面
３３ 内側表面
３５ 支持棒
３６ ワイヤー
３７ リング

Claims (9)

1. 円筒形収納容器の表面汚染の検査装置であって、
   横倒し状態の円筒形収納容器を乗せて円周方向に回転させるための回転機構と、
   前記回転機構上の前記横倒し状態の円筒形収納容器の外側表面または内側表面に置かれ、前記円筒形収納容器が回転している状態で前記外側表面または前記内側表面の円周方向での表面汚染密度を測定するための移動式放射線検出器と、を備え、
   前記移動式放射線検出器は、四隅に車輪を有し、前記円筒形収納容器の回転に応じて前記車輪がその回転方向とは逆方向に回転することにより同じ位置に保持されながら前記円周方向での表面汚染密度を測定する、検査装置。
2. 前記回転機構は、
   モータによって回転可能な離間した２本の回転軸と、
   前記回転軸の各々において離間して設けられ、前記横倒し状態の円筒形収納容器を受けて回転させるための２つの樹脂製の回転板と、を含む請求項１に記載の検査装置。
3. 前記移動式放射線検出器は、
   中央に開口部が設けられた平板状の台車と、
   前記台車上にあって前記開口部に検出面が載置されたα線検出器と、を含む請求項１または２に記載の検査装置。
4. 前記円筒形収納容器は、α線を放出する放射性同位元素で汚染された土壌が袋詰めされて収納されていたドラム缶を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の検査装置。
5. 円筒形収納容器の表面汚染の検査方法であって、
   （ａ）回転機構上に横倒し状態で載置された円筒形収納容器の外側表面及び／または内側表面に、四隅に車輪を有する移動式放射線検出器を乗せた状態で、前記円筒形収納容器を所定の速度で回転させ、その回転に応じて前記車輪がその回転方向とは逆方向に回転することにより前記移動式放射線検出器を同じ位置に保持させながら前記外側表面及び／または前記内側表面の円周方向での表面汚染密度を測定するステップと、
   （ｂ）前記移動式放射線検出器を前記円筒形収納容器の長さ方向に所定の長さだけ移動させるステップと、
   （ｃ）前記ステップ（ａ）と（ｂ）を交互に繰り返して、前記円筒形収納容器の前記外側表面及び／または前記内側表面の略全体の前記表面汚染密度を測定するステップと、を含む検査方法。
6. 前記円筒形収納容器は、α線を放出する放射性同位元素で汚染された土壌が袋詰めされて収納されていたドラム缶を含む、請求項５に記載の検査方法。
7. （ｄ）前記表面汚染密度が０．４Ｂｑ／ｃｍ^２未満である場合に前記円筒形収納容器の表面汚染が無いと判断するステップをさらに含む、請求項６に記載の検査方法。
8. 前記回転機構は、
   モータによって回転可能な離間した２本の回転軸と、
   前記回転軸の各々において離間して設けられ、前記横倒し状態の円筒形収納容器を受けて回転させるための２つの樹脂製の回転板と、を含む請求項５〜７のいずれか一項に記載の検査方法。
9. 前記移動式放射線検出器は、
   中央に開口部が設けられた平板状の台車と、
   前記台車上にあって前記開口部に検出面が載置されたα線検出器と、を含む請求項８に記載の検査方法。

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