JPH0682559A - 放射性廃棄物の汚染／放射化放射能識別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開口部を持つ放射性廃棄物の汚染／放射化を
識別できる汚染／放射化放射能識別方法を提供する。 【構成】 γ線スペクトル、またはβ線およびγ線を測
定する放射線検出器と、この放射線検出器からの信号を
分析するシステムと、この分析された信号を演算し、比
較し、表示する計算機とを用いて、開口部を持つ放射性
廃棄物の汚染／放射化放射能を識別する方法において、
前記放射線検出器により、前記放射性廃棄物の開口部方
向および開口部以外の方向からの散乱γ線と直接γ線の
比率、またはβ線とγ線の比率を測定・比較することに
より前記放射性廃棄物が汚染物か放射化物かを識別す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、老朽化した原子炉の解
体時などに発生する廃棄物の処理に際して用いられる放
射性廃棄物の汚染／放射化放射能識別方法に係わり、特
に配管や弁のような開口部を持つ廃棄物に対し、γ線の
散乱、あるいはβ線とγ線の割合を利用して汚染／放射
化放射能の識別を行う方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】老朽化した原子炉の解体等に際しては、
発生する廃棄物が汚染物か放射化物かを識別しておく必
要がある。

【０００３】従来、汚染／放射化放射能の識別方法とし
ては、図１３に示す方法が知られている。この方法で
は、同図（ａ）に示すように、廃棄物が汚染物であるか
放射化物であるかを識別するために、平板状の測定対象
物Ｓを挟んで、放射線検出器１ａ，１ｂを１８０度対称
の位置に配置して遮蔽容器２内に収納し、放射線検出器
１ａ，１ｂの散乱γ線／直接γ線の比率を比較すること
により、汚染物であれば汚染面と反対面の散乱γ線／直
接γ線の比率が異なるが、放射化物ではその比率が異な
らないことを利用して、測定対象物Ｓの汚染／放射化を
識別している。また、同図（ｂ）に示す方法では、４個
の放射線検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを９０度間隔で
配置し、測定対象物Ｓの測定位置に関係なく両面の測定
を行えるようにして、測定対象物Ｓの汚染／放射化を識
別するようにしている。また更に、同図（ｃ）に示す方
法では、１個の放射線検出器１ａのみを用い、この放射
線検出器あるいは測定対象物Ｓを１８０度回転して、２
回測定した散乱γ線／直接γ線の比率を比較することに
より、測定対象物Ｓの汚染／放射化を識別するようにし
ている。

【０００４】また、上記の散乱γ線／直接γ線の比率の
代りに、β線とγ線の割合を利用する方法も知られてい
る。この方法では、図１４に示すように、γ線検出部４
とβ線検出部５とを組み合わせた放射線検出器６を用
い、同図（ａ）のように、２個の放射線検出器６ａ，６
ｂを平板状の測定対象物Ｓを挟んで１８０度対称に配置
するか、あるいは同図（ｂ）のように、１個の放射線検
出器６を用い、この放射線検出器６あるいは測定対象物
Ｓを１８０度回転して、２回測定したβ線／γ線比率を
比較することにより、測定対象物Ｓの汚染／放射化を識
別するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明した従来の方法では、測定対象物が配管のような開口
部を持つ廃棄物に対しては、放射線検出器１ａ，１ｂ，
６ａ，６ｂを測定対象物の面を測定するように単に１８
０度対称に配置すると、放射線検出器から得られる散乱
γ線／直接γ線比率およびβ線／γ線比率は等しくなっ
てしまうため、開口部を持つ廃棄物の汚染／放射化を識
別することはできない。

【０００６】そこで、従来の方法において、開口部を持
つ廃棄物の汚染／放射化を識別する場合には、測定対象
物を回転させることになるが、大型の廃棄物の場合に
は、測定対象物を回転させることは極めて困難であり、
しかも同一の測定対象物を２度測定するため、大量の廃
棄物を処理する際には極めて非効率的であり、しかも作
業員が被曝する危険性もその分だけ増大するという欠点
があった。

【０００７】本発明は、従来技術における上述のごとき
欠点を除去すべくなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の放射性廃棄物の
汚染／放射化放射能識別方法は、γ線スペクトル、また
はβ線およびγ線を測定する放射線検出器と、この放射
線検出器からの信号を分析するシステムと、この分析さ
れた信号を演算し、比較し、表示する計算機とを用い
て、開口部を持つ放射性廃棄物の汚染／放射化放射能を
識別する方法において、前記放射線検出器により、前記
放射性廃棄物の開口部方向および開口部以外の方向から
の散乱γ線と直接γ線の比率、またはβ線とγ線の比率
を測定・比較することにより前記放射性廃棄物が汚染物
か放射化物かを識別することを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】上記構成の本発明方法によれば、汚染物と放射
化物の識別の目的を失うことなく作業効率を向上させ、
作業員の被曝の危険を低減し、老朽化した原子炉の解体
時などに発生する多種多量の廃棄物を迅速かつ正確に測
定することができる。即ち、図２（ａ）に示すように、
開口部を持つ測定対象物Ｐが内面汚染物であった場合、
開口部を向いた放射線検出器１ａは主に測定対象物Ｐか
らの直接γ線を多く検出するが、開口部を向いていない
放射線検出器１ｂは測定対象物Ｐの中で散乱されたγ線
を、開口部を向いた放射線検出器１ａに比べて多く検出
するため、両放射線検出器１ａ，１ｂの散乱γ線の計数
値と直接γ線の計数値との比率（以下、散乱γ線／直接
γ線比率という）には差が生ずることになる。一方、図
３（ａ）に示すように、測定対象物Ｐが放射化物であっ
た場合、開口部を向いた放射線検出器１ａおよび開口部
を向いていない放射線検出器１ｂは、ともに多くの散乱
γ線を検出することになり、両放射線検出器１ａ，１ｂ
から得られる散乱γ線／直接γ線比率には殆ど差は生じ
ない。よって、両放射線検出器１ａ，１ｂの散乱γ線／
直接γ線比率を比較することにより、汚染物と放射化物
を識別することが可能である。

【００１０】これは、図４（ａ）に示すように、γ線検
出部４とβ線検出部５とを組み合わせた放射線検出器６
ａ，６ｂを用いて計測する場合にもほぼ同じである。即
ち、開口部を持つ測定対象物Ｐが内面汚染物であった場
合、開口部を向いた放射線検出器６ａのβ線検出部５は
内面汚染面からのβ線を検出し、開口部を向いた放射線
検出器６ａのγ線検出部４は内面汚染面からのγ線を多
く検出する。これに対して、開口部を向いていない放射
線検出器１ｂのβ線検出部５は、β線が測定対象物Ｐ自
体に遮蔽されるためβ線を検出できないが、物質透過能
力の大きいγ線は測定対象物Ｐによって遮蔽されないた
め、開口部を向いていない放射線検出器６ｂのγ線検出
部４によっても検出される。従って、開口部を向いた放
射線検出器６ａのβ線検出部５によるβ線計数率とγ線
検出部４によるγ線の計数率の比と、開口部を向いてい
ない放射線検出器６ｂのβ線検出部５によるβ線計数率
とγ線検出部４によるγ線の計数率の比の間には差を生
ずることになる。一方、図５（ａ）に示すように、測定
対象物Ｐが放射化物であった場合、開口部を向いた放射
線検出器６ａのβ線検出部５によるβ線計数率とγ線検
出部４によるγ線の計数率の比と、開口部を向いていな
い放射線検出器６ｂのβ線検出部５によるβ線計数率と
γ線検出部４によるγ線の計数率の比の差は小さい。従
って、開口部を向いた放射線検出器６ａと、開口部を向
いていない放射線検出器６ｂによって検出されるβ線と
γ線の計数率比の差は少なく、それ故、両放射線検出器
６ａ，６ｂのβ線／γ線計数率比を比較することによ
り、汚染物と放射化物を識別することが可能である。

【００１１】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【００１２】図１において、例えば配管のような開口部
を持つ測定対象物Ｐを中心に置き、その周囲に、開口部
を向く位置に放射線検出器１ａを配置し、開口部を向か
ない位置に放射線検出器１ｂを配置し、それらの周囲を
遮蔽容器２で覆う。放射線検出器１ａ，１ｂの出力を信
号処理手段１０ａ，１０ｂにて処理し、得られた信号を
計算機１１で演算し、結果を表示する。

【００１３】図２（ａ）において、測定対象物Ｐが例え
ば放射化部のないＣｏ−６０による汚染物であった場
合、開口部を向いた放射線検出器１ａおよび開口部を向
いていない放射線検出器１ｂの測定結果の出力表示は、
それぞれ図２（ｂ）のγ線スペクトル２０ａ，２０ｂの
ようになる。同図中、２１ａ，２１ｂは放射線検出器１
ａ，１ｂで測定した直接γ線の計数を示し、２２ａ，２
２ｂは放射線検出器１ａ，１ｂで測定した散乱γ線の計
数を示す。なお、γ線スペクトル２０ａの直接γ線の計
数２１ａは、γ線スペクトル２０ｂの直接γ線の計数２
１ｂに規格化して示してある。この図から明らかなよう
に、開口部を向いた放射線検出器１ａにより測定される
散乱γ線の計数２２ａは、開口部を向いていない放射線
検出器１ｂにより測定される散乱γ線の計数２２ｂより
比較的少ない。

【００１４】図３（ｂ）は、測定対象物Ｐが汚染部のな
い放射化物であった場合の、放射線検出器１ａ，１ｂの
γ線スペクトル２３ａ，２３ｂを示す。同図中、２４
ａ，２４ｂは放射線検出器１ａ，１ｂで測定した直接γ
線の計数を示し、２５ａ，２５ｂは放射線検出器１ａ，
１ｂで測定した散乱γ線の計数を示す。なお、γ線スペ
クトル２３ａの直接γ線の計数２４ａは、γ線スペクト
ル２３ｂの直接γ線の計数２４ｂに規格化して示してあ
る。図３の放射化物の場合は、図２に示した汚染物の場
合とは異なり、開口部を向いた放射線検出器１ａが測定
する散乱γ線の計数２５ａの割合と、開口部を向いてい
ない放射線検出器１ｂが測定する散乱γ線の計数２５ｂ
の割合はほぼ等しい。

【００１５】図６は、汚染部と放射化部が混在する開口
部を持つ測定対象物において、汚染部と放射化部の割合
を種々に変えて図２（ｂ）に示すγ線スペクトルを測定
し、開口部を向いていない放射線検出器１ｂで測定した
直接γ線の計数２１ｂと散乱γ線の計数２２ｂの比に対
する、開口部を向いた放射線検出器１ａで測定した汚染
部の直接γ線の計数２１ａと散乱γ線の計数２２ａの比
の割合を縦軸とし、測定対象物の汚染部の放射能と放射
化部の放射能の比を横軸にとって示した図である。この
図から明らかなように、測定対象物の汚染部の割合が増
すにつれて縦軸の比率は約１から約３．５へ増加する
が、特に、汚染部の放射能／放射化部の放射能の比が約
０．１から約１０の領域での変化が急激であるため、汚
染物と放射化物の識別性が良いことが分かる。なお、図
６に示すような散乱γ線と直接γ線の比率の変化は測定
対象物の形状により若干変化するが、測定対象物の測定
に先立ち、図６に示す測定データを用意しておくことに
よって、汚染／放射化を容易に識別することができる。

【００１６】以上の説明から明らかなように、本実施例
は図１に示すように、測定対象物Ｐの周囲に開口部を向
く放射線検出器１ａと開口部を向かない放射線検出器１
ｂを配置してγ線スペクトルを測定し、それらを比較演
算することにより、測定対象物を破壊することなく汚染
／放射化の識別をすることができる。

【００１７】次に、本発明の他の実施例を説明する。

【００１８】上述したように、開口部を持つ廃棄物の汚
染／放射化を識別する場合、管状の測定対象物Ｐに対し
て、放射線検出器を互いに直交して配置してもよいが、
この配置において平板状の廃棄物を測定する場合は、図
７に示すように汚染物と放射化物の識別ができなくな
る。即ち、図７（ａ）の放射線検出器１ａは平板状の汚
染物である測定対象物Ｓの汚染面を向いており、放射線
検出器１ｂは測定対象物Ｓを横から覗く位置、すなわち
放射線検出器１ａに直交して配置されている。図７
（ｂ）は放射線検出器１ｂを汚染面の反対面を覗くよう
に角度θ方向に位置を変化させた場合の、放射線検出器
１ａによる汚染面の散乱γ線の計数値／直接γ線の計数
値比に対する、放射線検出器１ｂによる反対面の散乱γ
線の計数値／直接γ線の計数値比の比率の変化の様子を
示す。この比率は０に近づくほど汚染物であることを示
し、この比率が０より大きくなるにつれて放射化部が増
えることを示す指標である。この図から明らかなよう
に、放射線検出器１ｂの角度θが６０度より大きくなる
と、汚染物としての誤認性が急激に大きくなる。よっ
て、放射線検出器１ａ，１ｂを、直交する位置より所定
の角度だけずらして配置することにより、管状の廃棄物
と平板状の廃棄物を選り分けることなく汚染／放射化の
識別をすることができる。

【００１９】また更に、複雑な形状の廃棄物、例えばＴ
字管やエルボ管あるいは弁などの汚染／放射化識別測定
に際しては、必ずしも放射線検出器が廃棄物の開口部を
向くとは限らない。図８は、Ｔ字管Ｔに対して多数個の
放射線検出器１ａ〜１ｈを、角度を種々に変え全天方向
に配置した実施例を示す。このようにすれば、大型の廃
棄物の場合でも、測定対象物Ｔの開口部が放射線検出器
１ａ〜１ｈを向くように測定対象物を移動することなし
に、汚染／放射化を識別することができる。

【００２０】また、図９に示すように、１台の放射線検
出器１ａを用い、これを全天方向に移動できる駆動部
（図示せず）により駆動し、複数回の測定を行うことに
より、複雑な形状の廃棄物の汚染／放射化の識別を行う
ことができる。

【００２１】以上の実施例では、放射線検出器としてγ
線スペクトルを測定する放射線検出器を用い、散乱γ線
の計数値と直接γ線の計数値との比率に基づいて汚染／
放射化を識別する方法について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、γ線検出部とβ線検出部
とを組み合わせた放射線検出器を用いることもできる。
即ち、図１０に示すように、γ線検出部４とβ線検出
部５とを組み合わせた放射線検出器６ａ，６ｂを用い、
これらを測定対象物Ｐの周りに適度の角度をおいて配置
し、それらの出力を信号処理手段１０ａ，１０ｂにて処
理し、得られた信号を計算機１１で演算し、結果を表示
する。

【００２２】図４（ａ）において、開口部を持つ測定対
象物Ｐが放射化部のない汚染物であった場合、開口部を
向いた放射線検出器６ａのβ線検出部５によるβ線計数
率と、γ線検出部４によるγ線計数率の比率は、図４
（ｂ）の曲線７ａのようになる。また、開口部を向いて
いない放射線検出器６ｂのβ線検出部５によるβ線計数
率と、γ線検出部４によるγ線計数率の比率は、図４
（ｂ）の曲線７ｂのようになる。これは、開口部を向い
た放射線検出器６ａのβ線検出部５によって検出される
β線に対して、開口部を向いていない放射線検出器６ｂ
のβ線検出部５は、β線が測定対象物Ｐ自体によって遮
蔽されるために検出できないからである。

【００２３】また、図５（ａ）において、開口部を持つ
測定対象物Ｐが汚染部のない放射化物であった場合、開
口部を向いた放射線検出器６ａのβ線検出部５によるβ
線計数率と、γ線検出部４によるγ線計数率の比率は、
図５（ｂ）の曲線８ａのようになる。また、開口部を向
いていない放射線検出器６ｂのβ線検出部５によるβ線
計数率と、γ線検出部４によるγ線計数率の比率は、図
５（ｂ）の曲線８ｂのようになる。

【００２４】図４（ｂ）と図５（ｂ）とを比較すれば明
らかなように、開口部を持った測定対象物Ｐが内面汚染
物であった場合、開口部を向いた放射線検出器６ａのβ
線／γ線計数率比率は測定対象物Ｐの口径に関わらず差
が大きいのに対して、測定対象物Ｐが放射化物であった
場合は、β線／γ線計数率比率は測定対象物Ｐの口径に
関わらず差が小さい。

【００２５】なお、開口部を持つ測定対象物Ｐに対し、
開口部を向いた放射線検出器６ａと、開口部を向いてい
ない放射線検出器６ｂのβ線／γ線計数率比率の比を弁
別指標とすると、図１１に示すように、開口部を持った
測定対象物Ｐの汚染部の割合が増すにつれて、弁別指標
は１から１８へ増加し、特に汚染部の放射能／放射化部
の放射能比が０．１から１００の領域での変化が顕著で
ある。従って、開口部を持った放射性廃棄物の汚染／放
射化放射能を高い識別性能で識別することができる。

【００２６】このように、本実施例においては、β線検
出部とγ線検出部とを組み合わせた放射線検出器を使用
し、これを開口部を向いた位置と、開口部を向いていな
い位置に配置してβ線とγ線を測定し、それらの出力を
信号処理手段にて処理し、得られた信号を計算機で演算
することによって、開口部を持つ放射性廃棄物を破壊す
ることなく、汚染／放射化放射能の識別が可能である。

【００２７】なお、図１２に示すように、β線検出部５
とγ線検出部４とを組み合わせた放射線検出器６ａ，６
ｂを直交して配置し、これらを使用して平板状の廃棄物
Ｓを測定する場合、図１２（ｂ）に示すように、弁別指
標が検出器の角度θによって変化し、θ＝９０°付近で
低下するため、平板状廃棄物Ｓの汚染部と放射化部が識
別できなくなることがある。それを避けるためには、放
射線検出器６ａ，６ｂの配置角度を９０°付近からずら
せておけばよい。

【００２８】また、β線検出部とγ線検出部とを組み合
わせた放射線検出器を使用する場合においても、図８の
場合と同様に、多数個の放射線検出器を、角度を種々に
変え全天方向に配置してもよく、あるいは図９の場合と
同様に、１台の放射線検出器を用い、これを全天方向に
移動できる駆動部（図示せず）により駆動して、複数回
の測定を行うことにより、複雑な形状の廃棄物の汚染／
放射化の識別を行うことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放射線検出器を、開口部を持つ廃棄物の開口部を向く位
置および開口部を向かない位置に配置して測定すること
により、測定対象物を形状別に弁別することなく汚染物
と放射化物の識別が可能となり、作業効率の低下と作業
員の被曝を招くことなく、多種多様かつ多量の廃棄物の
放射能の測定が可能にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す構成図である。

【図２】（ａ）は放射線検出器の角度による汚染物の散
乱γ線の相違を示す概略図であり、（ｂ）はγ線のエネ
ルギー分布を示すグラフである。

【図３】（ａ）は放射線検出器の角度による放射化物の
散乱γ線の相違を示す概略図であり、（ｂ）はγ線のエ
ネルギー分布を示すグラフである。

【図４】（ａ）は放射線検出器の角度による汚染物のβ
線とγ線の比率の相違を示す概略図であり、（ｂ）は測
定対称物の口径に対するβ線計数率／γ線計数率比率の
関係を示すグラフである。

【図５】（ａ）は放射線検出器の角度による放射化物の
β線とγ線の比率の相違を示す概略図であり、（ｂ）は
測定対称物の口径に対するβ線計数率／γ線計数率比率
の関係を示すグラフである。

【図６】廃棄物の汚染部および放射化部の割合を変えて
散乱γ線の割合を測定した結果を表すグラフである。

【図７】（ａ）は放射線検出器の角度と平板状の測定対
称物の関係を示す概略図であり、（ｂ）は放射線検出器
の配置角度と散乱γ線の割合の関係を示すグラフであ
る。

【図８】本発明において、放射線検出器を全天方向に複
数配置した実施例を示す説明図である。

【図９】本発明において、全天方向に移動できる放射線
検出器による測定方法を説明する説明図である。

【図１０】本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図１１】測定対象物の汚染部と放射化部の割合を変え
た場合における弁別指標の変化の様子を示すグラフであ
る。

【図１２】（ａ）は放射線検出器の角度と平板状の測定
対称物の関係を示す概略図であり、（ｂ）は放射線検出
器の配置角度と弁別指標の関係を示すグラフである。

【図１３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来技術の平板状
廃棄物の汚染／放射化識別装置を示す概略図である。

【図１４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ従来技術の平板状
廃棄物の汚染／放射化識別装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｈ…放射線検出器 ２……遮蔽容器 ４……γ線検出部 ５……β線検出部 ６ａ，６ｂ…放射線検出器 １０ａ，１０ｂ…信号処理手段 １１……計算機

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【手続補正書】

【提出日】平成５年８月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図１０】

【図２】

【図３】

【図８】

【図９】

【図４】

【図５】

【図１１】

【図６】

【図１３】

【図７】

【図１４】

【図１２】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】γ線スペクトル、またはβ線およびγ線を
   測定する放射線検出器と、この放射線検出器からの信号
   を分析するシステムと、この分析された信号を演算し、
   比較し、表示する計算機とを用いて、開口部を持つ放射
   性廃棄物の汚染／放射化放射能を識別する方法におい
   て、前記放射線検出器により、前記放射性廃棄物の開口
   部方向および開口部以外の方向からの散乱γ線と直接γ
   線の比率、またはβ線とγ線の比率を測定・比較するこ
   とにより前記放射性廃棄物が汚染物か放射化物かを識別
   することを特徴とする放射性廃棄物の汚染／放射化放射
   能識別方法。