JPH02222855A - 汚染深度判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は原子力発電所等の放射性物質取扱施設における
放射能汚染場所での汚染深度の判別装置に関する。

「従来の技術」 原子力発電所等の放射性同位元素使用施設では、設備の
配置された床面等が放射性物質の取扱上のミス等によっ
て汚染してしまう場合がある。このような場合には、施
設の作業員の被曝を防止するために汚染された部分を除
去することが行われている。

このために、従来では放射線管理者等の作業員（以下除
染具という）がサーベイメータを携行して除染の対象と
なる床面等の汚染を確認した後、その表面を削り取る等
の除染作業を行っていた。

ところが、例えば床の放射能汚染が問題となった場合で
も、その汚染が表面部分だけであるのか、床材等の内部
にまで汚染が浸透しているのかはサーベイメータの測定
だけでは判らなかった。そこで、従来ではサーベイメー
タによって汚染場所を確認した後、汚染の浸透状態を推
定して床面等をある深さまで削り取る等の除染作業を行
っていた。

そして、この後、その作業後の部分をサーベイメータで
測定し、なお放射性物質が残存した場合には、更に深く
削り取る等の除染作業を繰り返していた。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、従来採られたこのような方法では、除染
がうまく行かないと除染員が繰り返し放射能の測定を行
う必要があり、被曝量が多くなるおそれがあった。また
繰り返し除染作業を行うと、作業効率が悪くなるという
問題があった。もちろん、−度で除染作業を完了しよう
とすると、床面を深く削り取り過ぎるため、廃棄物の発
生量が増加する等の新たな問題を発生させることがあり
、これも大きな問題となった。

また、すでに貯蔵されている放射性廃棄物や現在発生し
ている放射性廃棄物はその汚染箇所が廃棄物の表面に限
定される場合やスポット的にその位置を限定されている
場合が多い。しかしながら、将来予測される廃棄物の汚
染形態はより複雑かつ多様となり、放射性物質の発生形
態によっては物質内部にまで汚染が浸透することが予測
されている。

そこで本発明の目的は、除染員の被曝を低減させてしか
も廃棄物の減容化を行うことができるように汚染場所の
汚染深度を判別することができる汚染深度判別装置を提
供することにある。

「課題を解決するための手段」 本発明では、特定の一方向から入射するγ線を検出する
指向性を有するγ線検出器を用いる。そして、このγ線
検出器を放射能汚染場所の表面部分に対して平行に移動
させる走査機構によってγ線スペクトルを得る。放射能
汚染場所に対する二次元的な走査によって、逐次得られ
るスペクトルは、汚染箇所が表面的なものである場合、
汚染の境界部分から非汚染部分に移るとき急激に減少す
ることになる。しかしながら、この放射能汚染場所での
汚染が表面部分に限定されず汚染が浸透している場合に
は、その汚染浸透の深度に応じて減少の度合いが緩やか
になる。また、得られるγ線スペクトルのビーク面積の
大きさと散乱線成分との比率から、放射能汚染場所の汚
染形態が表面汚染であるのか浸透汚染であるのかの区別
を行うことができ、更に浸透深度を推定することも可能
になる。また、これら各情報を評価することにより、汚
染領域の同定や汚染レベルおよび汚染浸透深度を評価す
ることが可能になる。

すなわち本発明では、γ線検出器を放射能汚染場所の表
面部分に対して平行に移動させ、このときの測定データ
を基にして光電ビーク計数率および散乱線成分計数率を
求める。そして、これから放射能汚染場所における放射
能汚染の深度を求めることにする。充電ビーク計数率お
よび散乱線成分計数率から放射能汚染場所における２次
元的放射能汚染分布を求めることも可能である。

「実施例」 以下実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例における汚染深度判別装置
の汚染深度測定部が測定箇所に配置された様子を原理的
に表わしたものである。汚染深度測定部ＩＯは、図示し
ない駆動機構によって所定の速度で一定方向に移動する
ことのできる台車１１を備えている。この台車１１には
、その水平な上板１１Ａに図示しない開口部が設けられ
ている。この開口部を平板状の頭１１１２Ａで上から塞
ぐようにして、断面Ｔ字型の遮蔽体支持具１２がその支
柱部１２Ｂを開口部を貫通した状態で上板１１Ａに取り
付けられている。支柱部１２Ｂの底部にはγ線検出器１
３が取り付けられており、その周囲はγ線を遮蔽するた
めの箱状の遮蔽体１４で囲まれている。遮蔽体１４はそ
の上部が支柱部１２Ｂに固定されており、底部には円状
の開口部１５が設けられている。

従って、γ線検出器１３はこの開口部１５によって制限
された範囲で、すなわち図で一点鎖線で示した角度範囲
で入射するγ線を検出することになる。γ線検出器１３
の検出出力は、遮蔽体支持具１２内に配置されたプリア
ンプ等（第６図参照）によって信号処理された後、ディ
ジタル信号に変換され、ケーブル１６を介して後に説明
する計算機（第６図参照）に送出されるようになってい
る。

このような構成の汚染深度測定部１０は、遠隔操作によ
って、あるいは除染員が台車１１を手押しすることによ
って床面１８を汚染箇所１９０手前まで移動させる。そ
して、この汚染深度測定部ＩＯをγ線の検出モードに設
定して前記した駆動機構を作動させ、γ線検出器１３で
汚染箇所１９を完全に横切るように充分な距離で一方向
に走査する。計算機はこのとき得られたデータを基にし
て汚染箇所１９の汚染深度りを判別することになる。

第２図は、この汚染深度判別装置による汚染深度の測定
原理を表わしたものである。この図でγ線検出器１３が
（イ）の位置にあるものとすると、−点鎖線で示したγ
線の入射域は汚染箇所１９をなんら含まない。これ故、
この場合のγ線検出器１３の検出出力は、他からのγ線
の入力がないものとすると６零″になる。

この後、汚染深度判別装置が図で左方向に移動して（ロ
）の位置に到達したものとする。この時点では、汚染箇
所１９のうちの図で断面が三角形ａｂｃで示した領域か
ら放出されたγ線がγ線検出器１３に到達する。従って
、この場合のγ線検出器１３の検出出力は零よりも大き
なある値となる。

更に汚染深度判別装置が図で左方向に移動して（ハ）の
位置に到達すると、この第２図で断面が台形ｄｂｅｆの
領域から放出されたγ線がＴ線検出器Ｉ３に追加的に到
達する。従って、この後者の場合のγ線検出器１３の検
出出力は、更に大きな値となる。以下同様にして、汚染
深度判別装置が汚染箇所１９の走査を開始すると、γ線
検出器１３の検出出力が次第に増加していき、ある箇所
でピークに達した後、次第に減少することになる。

ところで、このような検出出力の値の変化は、汚染物の
みでなく汚染深度りによっても影響を受ける。

第３図は、この汚染深度とγ線のピーク計数率の関係の
一例を表わしたものである。図で実線２１は汚染深度り
が零とみなせる場合、すなわち表面汚染の場合の各場所
でのγ線のピーク計数率の変化を表わしている。これに
対して、この図では片方向だけしか示していないが破線
２２は汚染深度りが浅く表面汚染と併合された場合を表
わし、−点鎖線２３は汚染深度りが深く、浸透汚染だけ
生じているものとみなせる場合を表わしている。

このように一定量の汚染物質が床面に落下する等によっ
て汚染が生じた場合には、汚染深度測定１１０が汚染領
域のほぼ中央で測定を行っている場合、汚染深度りにピ
ーク計数率はあまり影響されないが、汚染境界部分から
非汚染部に移動するに従って汚染深度りが浅いほどピー
ク計数率は急激に減少゛する。従って、ピーク計数率の
減少カーブを測定することによって汚染深度りをある程
度推定することができる。また、この測定結果に、床面
の材質や汚染物質の種類、汚染領域の立体的な形状等の
他のデータを加えると、汚染深度りをかなり正確に求め
ることができる。

また、ｒ’ＪＩＡスペクトルのピーク面積の大きさと散
乱線成分との比率が求められれば、表面汚染が生じたか
浸透汚染が生じたかを判別することができ、浸透深度の
計算のための有効なデータとなる。

第４図は、γ線のスペクトルの一例を表わしたものであ
る。図で実線２５が浸透汚染のスペクトルを表わしてあ
り、−点鎖線２６が同一汚染物質による表面汚染の場合
のスペクトルを表わしている。この図で斜線を引いた領
域２６が浸透部分からの散乱線成分に相当することにな
る。そこで、教乱成分の特定の光電ピークに対する比を
求めることによって、床面等を構成する対象物質中での
浸透汚染深度を評価することができる。なお、この第４
図で２つのピーク２８はγ線放出核種固有のもので、こ
れにより汚染核種を判別することができる。

第５図は、散乱線を利用した汚染深度りの評価原理を表
わしたものである。各汚染物質とこれが浸透する対象物
質とについて、予め実験等を行ってこの図に示したよう
な浸透深度曲線３１を求めておき、これを例えばリード
・オンリ・メモリやフロッピーディスクにデータとして
格納しておく。

そして、実際の測定によって散乱線の割合が求められた
ら、それとの関係で対応する汚染深度りを求めることが
できる。

第６図は、以上説明した原理に基づいて動作するこの実
施例の汚染深度判別装置の汚染深度を判別する部分の回
路構成を表わしたものである。この汚染深度判別装置の
第１図で示したγ線検出器１３には測定のための高圧電
源・４１と、検出信号を入力する前置増幅器４２が接続
されている。前置増幅器４２の出力は、線型増幅器４３
で増幅されアナログ−ディジタル変換器４４でディジタ
ル信号に変換される。このディジタル信号は第１図で示
したケーブル１６を介して制御側の装置に送られ、波高
弁別器４５に入力される。波高弁別器４５は入射したγ
線をそれぞれのエネルギごとに弁別して計数し、この結
果得られたγ線のスペクトル情報を計算機４６に送出す
る。計算機４６は、対象物質等に関するデータファイル
４７と接続されている。

データファイル４７には、材料側に吸収係数μｍ、μ２
・・・・・・や浸透関数ｆ＋　　（Ｅ）、ｆ２　（Ｅ）
・・・・・・等のデータが格納されている。また、第５
図に示したような特性データそのものが格納されていて
もよい。計算機４６は、これらを参照しながら汚染深度
りを演算する。そして、その結果をＣＲＴデイスプレィ
４８あるいはブ°リンタ４９に出力することになる。計
算機４６にはキーボード５１が接続されており、ここか
ら必要なデータを入力したり、遠隔操作の指示を行うよ
うになっている。なお、計算機４６はＣＰＵ　（中央処
理装置）と、−時記憶用のランダム・アクセス・メモリ
と、制御用のプログラムを格納した磁気ディスク装置等
によって構成されており、格納されたプログラムで汚染
深度の演算や汚染深度測定部ｌＯの駆動制御等の各種の
仕事を行う。

第７図はこの計算機による汚染深度りの演算の様子を表
わしたものである。

計算機４６のオペレータは、第１図に示した汚染深度測
定部１０による測定を開始する前に汚染物質で汚染され
た床面等の対象物質の材質を調べ、これをキーボード５
１から人力するく第７図ステップ■）。計算機４６はこ
れに基づいてデータファイル４７から該当する材質に関
する各種データを読み出し、自己のランダム・アクセス
・メモリに転記しておく　（ステップ■）。

この後、汚染領域と見られる領域の粗いスキャン測定が
行われる（ステップ■）。計算機４６はその測定結果か
ら、浸透汚染が生じているかどうかの判別を行う（ステ
ップ■）。そして、浸透汚染が生じていないと判別され
た場合には（Ｎ）、ＣＲＴデイスプレィ４８等に例えば
次のような測定結果を表示する（ステップ■）。

［“表面部のみの汚染″、“材質：コンクリート”、“
汚染核種：Ｃｏ−６０１００％”」ここで“材質の項は
キーボード５１で入力したものがそのまま表示されてい
る。汚染核種はこの汚染深度判別装置でγ線スペクトル
の光電ピークデータから特定されたものである。

ステップ■で浸透汚染が生じているものと判別された場
合には（Ｙ）、汚染部の精密測定が行われる（ステップ
■）。すなわち、計算機４６は汚染深度測定部１０で汚
染部分と非汚染部分の近傍等で測定点を多くして再度測
定を行う。また必要に応じて汚染深度測定部１０が汚染
箇所１９を横切るラインを複数にして同様の測定を行う
。以上の精密測定が終了したら、これらのデータとデー
タファイルから写したデータを基にして汚染浸透深度の
評価が行われる（ステップ■）。そして、その結果がＣ
ＲＴデイスプレィ４８等に表示される（ステップ■）。

この際の表示内容は、例えば次のようになる。

「“浸透深度：１２ｃｒｎ　　、　　“材質：コンクリ
ート”、“汚染核種：Ｃ０−６０８０％。

Ｍｎ−５４２０％”１　“汚染濃度＝２×１０−２μＣ
ｉ　／　ｇ”」 以上説明した実施例では散乱成分の特定の光電ビークに
対する比を求めることによって、汚染形態を認識したが
、グロス計数率によって同様の認識を行ってもよい。

「発明の効果」 このように本発明によれば、汚染深度判別装置に走査機
構が備えられているので、被曝のおそれなく汚染箇所の
汚染深度を求めることができる。

また走査機構は機械的に移動するので、人間が同様の作
業を行う場合に比べて移動が正確であり、測定精度を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を説明するためのもので、この
うち第１図は汚染深度測定部が測定箇所に配置された様
子を表わした断面図、第２図は汚染深度判別装置による
汚染深度の測定原理を表わした原理図、第３図は汚染深
度とＴ線のピーク計数率の関係の一例を表わした特性図
、第４図はＴ線のスペクトルの一例を表わした特性図、
第５図は散乱線を利用した汚染深度りの評価原理を説明
するための説明図、第６図は汚染深度判別装置の汚染深
度を判別する部分の回路構成を示すブロック図、第７図
はこの装置の動作の概要を示す流れ図である。 １０・・・・・・汚染深度測定部、１１・・・・・・台
車、１３・・・・・・γ線検出器、 １９・・・・・・汚染箇所、 ４５・・・・・・波高弁別器、４６・・・・・・計算機
、４７・・・・・・データファイル、 ・・・・・・キーボード、 Ｄ・・ ・・・汚染深度。 出　　願　　人 日本原子力事業株式会社 代　　理　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 γ線を検出するγ線検出器と、 このγ線検出器を一定の方向に保った状態で所定の距離
   だけ移動させる走査機構と、 この走査機構が走査しているときの前記γ線検出器の測
   定結果から各移動位置でのγ線の計数率を求める計数率
   測定手段と、 この計数率測定手段の測定した計数率の変化とγ線の発
   せられた部位の材質からこの部位における放射能汚染の
   深度を判別する汚染深度判別手段とを具備することを特
   徴とする汚染深度判別装置。