JPH0545467A - 放射能汚染測定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】原子力発電施設等におけるコンクリート製建屋
の解体工程に伴って発生する膨大な量のコンクリート廃
棄物を建屋解体前に簡便な測定を行い、その放射能レベ
ルに応じて合理的に処分することができる。 【構成】原子力発電施設に設置された機器・配管等撤去
後の管理区域内のコンクリート製建屋構造物の床、壁、
および天井面に対する各測定対象面からの特定放射線に
対する計数効率を均一化するための放射線吸収体および
放射線遮蔽体を放射線検出器に装着して放射線測定を行
い、表面汚染密度および放射線濃度から非放射性廃棄
物，低レベル廃棄物および極低レベル廃棄物に分類する
工程を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原子力発電施設等の廃止
措置に伴い発生するコンクリート廃棄物が放射性である
か否かの判別を効率的に実施するための放射能汚染測定
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電施設の寿命は30〜40年といわ
れており、寿命となった原子力発電施設は所定の期間密
閉管理された後に解体撤去される。この原子力発電施設
の廃止措置（解体）工程は、まず施設内に設置された機
器や配管等が解体撤去され、その後に建屋解体がなされ
る。建屋解体の際に発生するコンクリート廃棄物は大量
でしかもそのほとんどが非放射性であり、放射線を浴び
たり、放射化した放射性のものでもその放射能レベルは
非常に低く、また、建屋の表面近傍のみが放射性である
といった特長を有している。これらのコンクリート廃棄
物を全く弁別しないで施設を解体した場合には、一部の
放射性コンクリートが膨大な量の非放射性コンクリート
と混合し、建屋コンクリート全体が放射性コンクリート
廃棄物となってしまう。そのため、膨大な量の放射性コ
ンクリート廃棄物が発生し、大規模な貯蔵施設もしくは
処分施設が必要になるという大きな問題が生じる。ま
た、施設を解体した後に全コンクリート廃棄物を各処分
先毎に区分するための弁別測定をしようとする場合には
かなりの数の測定システムをもってしても相当な測定・
弁別時間を要する問題が生じる。なお、建屋解体前に建
屋コンクリートを測定・評価する従来技術としては主に
汚染サーベイメータを用いた人手による建屋コンクリー
ト表面のスキヤンサーベイ、あるいはスミヤ法による試
料採取後の放射線測定を行うことになる。広大な建屋コ
ンクリート表面を対象とした場合には膨大な人手と時間
が必要となる問題が生じる。また、一部、床面の汚染箇
所の検出に対してのシステム化もなされているが、広大
な建屋コンクリートの場合には、床面全てをスキャンサ
ーベイすることが必要となるほか、壁面および天井面に
対しては適用できない問題が生じる。また、このような
システム化を行うに当たっては、通常の放射線検出器を
そのまま、あるいはコリメータ等を用いて測定した場
合、放射線検出器から最も近い測定対象箇所からの放射
線の影響を強く受ける（距離の２乗に反比例）。このこ
とから、測定対象面のどこに汚染があるか分からない場
合にはその測定対象面の放射能レベルを評価することは
極めて困難となると共に、汚染が無いことを評価するに
は非常に長時間の測定が必要となる問題が生じる。ま
た、正確に汚染箇所と汚染レベルを評価するためには測
定対象面に検出器を密着させ、連続的なスキャン測定を
行う必要が生じ、極めて精密な測定システムの駆動機構
および検出部の設定機構が必要となる。

【０００３】このような測定・弁別が必要となる対象範
囲は、原子力発電施設の管理区域内の床、壁、天井表面
と広域に亘り、これらを測定・弁別するためには膨大な
人手と時間が必要となると共に、廃止措置工程が大幅に
延びる問題も生じる。そのため、原子力発電施設に設置
された機器・配管等が撤去された建屋構造物の床、壁、
天井面に対して検出部を対向設置するだけで、測定対象
面が非放射性であるか放射性であるかを簡便に測定評価
するシステムを提供することにより、従来必要としてい
た人手や測定時間を大幅に短縮できると共に、高度な駆
動機構および検出器設定機構の開発が不要となる。

【０００４】また、放射性コンクリートについては放射
性廃棄物を処分先毎に適切に区分でき、かつ放射性コン
クリート廃棄物の発生量を大幅に低減することが可能と
なり、放射性廃棄物の貯蔵施設もしくは処分施設を小さ
くできると共に、廃棄物の処分費用を大幅に低減でき
る。また、一般の廃棄物として取り扱える非放射性コン
クリート廃棄物については埋立等有効利用が可能とな
る。さらに放射性廃棄物の発生量を大幅に低減できかつ
廃棄物の区分ができるため作業員および一般公衆への被
曝を低減することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これまで管理区域内の
建屋等のコンクリートに対しては放射線管理員の手動に
よる汚染サーベイメータを用いた対象表面の汚染測定、
およびスミヤ法による試料採取後の放射線測定による汚
染評価が行われている他、一部床面汚染箇所の検出に対
するシステム化が行われているにすぎない。そのため建
屋コンクリートの全表面に対する放射能汚染の評価を行
うためのシステム化は図られていなかった。

【０００６】放射性コンクリート廃棄物は放射化コンク
リートと汚染コンクリートに区分できる。放射化コンク
リート廃棄物の場合には炉心の周りに位置するコンクリ
ートが対象であり、これらのものについてはある程度解
析評価により放射化範囲と放射化コンクリートの放射能
レベルを予測することが可能である。また、放射化コン
クリートは全体が放射化されて放射能を有しているため
除染はできず、その部分は全て除去される。

【０００７】一方、汚染コンクリートは原子力発電施設
の運転中または保守時に何らかの原因で放射性物質が建
屋コンクリート表面に付着し発生するもので、汚染コン
クリートの場合には汚染箇所（床、壁、天井）や汚染物
の放射能濃度は各原子力発電施設の履歴よりまちまちと
なるため、放射化コンクリートのように範囲や放射能濃
度を容易に解析的な手法を用いて評価することは不可能
である。仮に、汚染コンクリートの範囲を明確にしない
状態のまま建屋を解体した場合、汚染コンクリートが非
放射性コンクリートと混合され、建屋コンクリート全体
が放射性廃棄物となる可能性がある。そのため、建屋解
体前に建屋各部屋の床、壁、天井に対し汚染コンクリー
トであるか否か、汚染している場合にはそれらの放射能
濃度を明確にした上で、汚染コンクリートについては完
全に除去し、放射能レベルに応じた処分を実施した上で
建屋を解体する必要がある。

【０００８】原子力発電施設の廃止措置に伴い発生する
コンクリート廃棄物については機器解体撤去時に発生す
る前記放射化コンクリートについての測定・弁別システ
ムは検討されているものの、建屋解体前に汚染コンクリ
ート廃棄物を合理的に測定・弁別し処分するシステムは
個別の作業毎には検討されてはいるが、簡便な測定手法
により正確にその放射能レベルを測定評価するシステム
については検討されていない課題がある。

【０００９】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、原子力発電施設等のの廃止措置の際に、建屋
解体に伴って発生する膨大な量のコンクリート廃棄物を
建屋解体前に簡便な測定を行うことにより、容易に建屋
コンクリートの汚染の有無を判断すると共に、汚染箇所
については放射能レベルを迅速かつ正確に評価すること
により、合理的に建屋解体コンクリートを処分すること
を可能とする放射能汚染測定システムを提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は原子力発電施設
等に設置された機器・配管等撤去後の管理区域内のコン
クリート製建屋構造物の床、壁および天井面に対して各
々の測定対象面からの特定放射線に対する計数効率を均
一化するため放射線検出器に放射線吸収体および放射線
遮蔽体を装着して放射線測定を行い、表面汚染密度およ
び放射能濃度から非放射性廃棄物、低レベル廃棄物およ
び極低レベル廃棄物に分類する工程を含むことを特徴と
する。

【００１１】

【作用】原子力発電施設等に設置された機器・配管等撤
去後の管理区域内のコンクリート製建屋構造物の床、
壁、天井面に対して放射線吸収体および放射線遮蔽体を
装着した放射線検出器を対向設置しただけの簡便な放射
線測定を行う。そして、着目核種からの特定のγ線エネ
ルギに対して得られた計数とそのエネルギ領域での放射
線検出器のバックグランド計数を用いて非常に簡素なデ
ータ処理を行う。これにより測定対象面の汚染の有無、
あるいはその放射能汚染レベルを評価する。すなわち、
測定された対象γ線の正味計数率、測定対象面の面積、
および測定対象面から放射線検出器までの距離に基づ
き、単位面積あたりの表面汚染密度が評価できると共
に、汚染箇所を除去する際の除去厚みを見積もることに
より、除去した際のコンクリート廃棄物の放射能濃度が
評価できる。

【００１２】

【実施例】本発明に係る放射能汚染測定システムの一実
施例を図１から図３を参照しながら説明する。図１は本
発明に係る汚染放射能測定システムにおける各工程のフ
ローチャートを示している。すなわち、図１において、
測定対象となる機器・配管等の撤去後の建屋構造物の床
面、壁面、天井面に対し、汚染履歴や機器撤去時のサー
ベイ情報等の事前情報１から汚染を構成する代表汚染核
種２を想定し、放射線エネルギ３の測定放射線を決め
る。次に、放射線エネルギ３と対象面寸法４に応じて測
定距離５を定め、計数効率を均一化する放射線吸収体
と、対象面以外からの放射線を遮蔽するための放射線遮
蔽体を放射線検出器に装着する放射線吸収体の装着６の
工程を行う。次に、所定測定位置に放射線検出器を設置
し、対象面の放射線測定７の工程を行う。測定対象面の
表面放射能量から汚染の有無を表面汚染密度８から判別
すると共に、表面汚染が認められる場合には汚染部分を
剥離して生じる放射性廃棄物の放射能濃度９を評価する
工程を行う。この評価工程により汚染コンクリートの処
分形態を決定することが可能となる。剥離した放射性廃
棄物は容器詰めした後、その放射能濃度のレベルに応じ
て、長期間の管理に要求される低レベル廃棄物11および
比較的簡易な処分の許される極低レベル廃棄物12に分類
・処分する工程を行う。また、汚染部を除去した後の
床、壁、天井等は、所定の放射能レベル未満になったこ
とを確認後、解体撤去し一般廃棄物（非放射性廃棄物1
0）として処分もしくは海岸埋立等の材料として再利用
されることとなる。なお、これらの処分に応じた基準値
が放射能濃度で設定された場合には、上記評価手法によ
り処分可能であると共に、表面汚染密度で基準値設定が
なされた場合に対しても、表面放射能量を測定している
ことから表面汚染密度８の評価が可能である。また、こ
れらの基準値の設定が核種別放射能濃度で設定された場
合には、上記測定が可能な放射性核種濃度を基に事前に
用意した核種相関値あるいは平均放射能濃度に基づいて
核種別放射能濃度の評価を行うことが可能である。

【００１３】放射能量Ａは、一般に次式で表される。 Ａ＝Ｃ／（Ｉ_r ×ε×Ｇ）…(1) ここで、Ｃは放射線検出器の計数値、Ｉ_r は代表汚染核
種の対象放射線放出率、εは放射線検出器の対象放射線
に対する検出効率（放射線検出器に入射した放射線を計
数する割合）、Ｇは対象領域から放射線検出器への幾何
学的効率である。また、幾何学的効率Ｇは次式で表され
る。 Ｇ＝２π×放射線検出器の半径² ／４π×測定間距離² …(2) ここで、対象面からの計数効率を均一化するためには放
射線検出器の検出効率εが入射放射線に対して一定であ
ることから、幾何学的効率Ｇが問題となる。 (2)式から
分かるように、放射線検出器の実効半径は不変であるこ
とから、測定間距離が大きく影響することが分かる。す
なわち、測定間距離の２乗に反比例することが分かる。
すなわち、図２に示したように測定対象面16が大きい場
合には、最も放射線検出器13に近い部分、つまり測定対
象面16と測定面との最短距離ｌが大きく寄与し、遠い箇
所、つまり測定面と測定対象面16との最長距離ｌ′から
の寄与が小さくなることが分かる。したがって、最長距
離ｌ′に低いレベルの汚染があった場合には見落とす恐
れがあり、これを見落とさないためには長時間の測定時
間が必要となると共に、最短距離ｌに極微量の汚染があ
っても過大評価する恐れが生じる。そこで、対象面の場
所に対する幾何学的な効率を補正する放射線吸収体15を
装着することで、対象面からの放射線に対する放射線検
出器の計数効率を均一化することができる。

【００１４】放射線吸収体15には、容易に放射線を減衰
させることが可能な銅、鉄、鉛等が考えられ、これらの
放射線の吸収は、次式で表される。 Ｒ＝Ｒ₀ ×ｅｘｐ−（μρｄ）…(3) ここで、Ｒは放射線吸収体を透過する放射線、Ｒ₀ は放
射線吸収体への入射放射線、μは質量吸収係数で、放射
線吸収体と放射線エネルギにより決まる定数、ρは放射
線吸収体密度、ｄは放射線吸収体中の透過放射線の飛程
（長さ）である。したがって、測定距離が既知であれば
(1)式により放射線検出器13との最短距離の位置からの
距離に応じた補正係数が求まり、 (2)式から放射線エネ
ルギに応じて放射線吸収体15の厚みおよび形状が決ま
る。

【００１５】図２は放射線検出部（放射線検出器13、放
射線吸収体15、および放射線遮蔽体14）の概念図を示
す。放射線吸収体15と、測定対象面16の大きさ（寸法）
に合わせた他の領域からの放射線を遮る放射線遮蔽体14
を装着することで、測定対象面16のどこの位置から放出
される放射線に対しても同等の計数効率を示すこととな
り、 (1)式を用いて容易に測定対象面16内の放射能量を
評価することが可能となる。

【００１６】図３は本発明に係る放射能汚染測定システ
ムの回路系の概念をブロック図で示している。この測定
システムは測定対象面16に対して図２に示した放射線検
出部を対向設置するだけであり、その駆動系を必要とせ
ず、また、単純な放射線計測で済むため計測回路系も簡
素な構成で済み、データ処理系もパソコン程度のもので
十分対応可能となる。すなわち、放射線検出器13と、こ
の放射線検出器13にケーブル17を介して給電し作動させ
る高圧電源18、放射線検出器13からの放射線の信号を増
幅させる前置増幅器19、線形増幅器20、アナログ信号を
デジタル信号に変換するＡＤ変換器21、対象放射線エネ
ルギ領域の信号を弁別する波高分析器22、およびデータ
蓄積および処理用の計算機23といった基本的構成となっ
ている。

【００１７】図１に示した放射能汚染測定システムによ
って総量50万トン発生する建屋解体廃棄物を、表１のよ
うな廃棄物の処分とすることが可能となる。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１は原子力発電施設の建屋構造物のコン
クリート50万トンについて、本発明の放射能汚染測定シ
ステムを適用した場合の一般廃棄物と放射性廃棄物のレ
ベルと重量の関係を示したものである。放射性廃棄物の
重量は、本システムの適用により、汚染があると判明し
た約 1.5万ｍ² の範囲に対し汚染浸透深度を鑑み15mm除
去した場合に発生する放射性廃棄物量を試算した一例で
あり、本システムにより大量の建屋コンクリートを処分
先毎に区分できることが分かる。また、建屋解体後の測
定弁別では50万トン全てが放射性廃棄物となる可能性が
あったものを、本システムにより表１の例では、放射性
廃棄物を約１／1000と大幅に低減することが可能であ
る。

【００２０】また、本発明の第２の実施例としては、図
２に示した放射線吸収体15を対象放射線および測定対象
面16の大きさに応じて適宜交換できるようにすることに
より、適切な測定位置で容易に汚染測定可能としたもの
である。すなわち、測定放射線エネルギおよび測定対象
面16の大きさに応じて測定位置を決めると共に、これら
に対して予め作製された放射線吸収体15から測定対象面
16からの放射線に対する計数効率が均一となる放射線吸
収体15を選定し、放射線検出器13に装着する。すなわ
ち、図１において、機器撤去後の建屋構造物の床面、壁
面、天井面に対して、解体前サーベイ情報あるいは機器
撤去時のスミヤ法による試験、サーベイ情報等の事前情
報を基に汚染の可能性のある代表汚染核種を想定し、そ
の代表汚染核種の放出するγ線エネルギ、測定対象面の
大きさ、および測定位置より決められる測定対象面から
の放射線の計数効率を均一化する放射線吸収体15を装着
した放射線検出器13を対向設置するだけで、測定対象面
の放射線測定を行う。こうした測定放射線エネルギと測
定距離に応じた計数効率を均一化する放射線吸収体15を
種々用意しておくことで、任意の測定面に対してより適
切な測定が可能となり、さらに大幅な測定時間の短縮が
図れると共に、限られた汚染領域を同定することも容易
となる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、原子力発電施設等の管
理区域内の残存放射能を簡便に測定・評価することがで
き、膨大な量のコンクリート廃棄物をその放射能レベル
に応じ合理的に処分することができる。その結果、放射
性廃棄物量を大幅に低減でき、かつ合理的な放射性廃棄
物の区分・弁別が可能となる。これにより、作業時間お
よび工数を大幅に短縮できると共に、作業者および一般
公衆の大幅な放射線被曝低減に寄与し、廃棄物処分費用
を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射能汚染測定システムの一実施
例を示すフローチャート。

【図２】図１における放射線検出部の概念図。

【図３】図１における測定回路系の一例を示すブロック
図。

【符号の説明】

１…事前情報、２…代表汚染核種、３…放射線エネル
ギ、４…対象面寸法、５…測定距離、６…放射線吸収体
の装着、７…放射線測定、８…表面汚染密度、９…放射
能濃度、10…非放射性廃棄物、11…低レベル廃棄物、12
…極低レベル廃棄物、13…放射線検出器、14…放射線遮
蔽体、15…放射線吸収体、16…測定対象面、17…ケーブ
ル、18…高圧電源、19…前置増幅器、20…線形増幅器、
21…ＡＤ変換器、22…波高分析器、23…計算機、ｌ…測
定面−測定対象面間最短距離、ｌ′…測定面−測定対象
面間最長距離。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子力発電施設等に設置された機器・配
   管等撤去後の管理区域内のコンクリート製建屋構造物の
   床、壁および天井面に対して各々の測定対象面からの特
   定放射線に対する計数効率を均一化するため放射線検出
   器に放射線吸収体および放射線遮蔽体を装着して放射線
   測定を行い、表面汚染密度および放射能濃度から非放射
   性廃棄物、低レベル廃棄物および極低レベル廃棄物に分
   類する工程を含むことを特徴とする放射能汚染測定シス
   テム。