JPH0690288B2

JPH0690288B2 - 放射性廃棄物検査方法及び装置

Info

Publication number: JPH0690288B2
Application number: JP2251430A
Authority: JP
Inventors: 愼玉田; 信一住谷
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-09-20
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 1994-11-14
Anticipated expiration: 2009-11-14
Also published as: JPH04130290A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は放射性廃棄物等の検査における放射能濃度、表
面線量率、及び表面汚染密度を精確かつ迅速に測定する
方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

放射性廃棄物を処分する場合は、廃棄物ごとに含まれて
いる各核種ごとの含有放射能量（もしくは放射能濃
度）、表面汚染濃度を確認する必要がある。これは処分
場では処分可能な含有放射能量（もしくは放射能濃度）
が各核種ごとに規定されているためである。また、廃棄
物を輸送する上で、廃棄物の充填された容器（一般に20
0lドラム缶）の表面が放射性物質により汚染されていな
いことが必要であり、放射線管理区域外への搬出に当た
っては、表面汚染有無の測定，確認をする必要がある。

原子力発電所などの原子力プラントの運転に伴って発生
する放射性廃棄物は、ドラム缶の中にセメント等により
固形化された形もしくは、そのままの形で充填されてい
る。金属やセメント等のような自己遮蔽効果の生じる廃
棄物を充填したドラム缶や固形化された廃棄物ドラム缶
を処分する場合は、ドラム缶表面のγ線計測データか
ら、含有されている核種を特定し、含有放射能量（もし
くは放射能濃度）を推定している。

〔発明が解決しようとする課題〕

固化体表面で測定された線量率等から含有される全放射
性核種ごとの放射能量を推定することは難しい。含有さ
れる全放射性核種ごとの放射能量を推定する方法として
現在、Co60及びCs137の放射能量（もしくは放射能濃
度）を測定し、他の放射性核種の濃度はこれらCo60及び
Cs137とのあらかじめ確認されている存在比から推定す
る方法が知られている。

これは固形化された放射性廃棄物等の固化体表面から
は、γ線しか測定できない（α線，β線はドラム缶ない
しは固形化材により遮蔽されて固化体表面からは検知で
きない）ため、γ線核種の代表としてCo60及びCs137が
採用されているのである。ドラム缶表面のγ線計測デー
タは、廃棄物の含有放射能濃度と廃棄物，固形化材料の
遮蔽の結果として得られるものであり、含有放射能濃度
は同一でも、廃棄物，固形化材料の遮蔽性能（比重）に
依存する。

このため、含有放射能量（もしくは放射能濃度）を知る
には、ドラム缶表面のγ線計測データに加えて、廃棄
物，固形化材料の遮蔽の効果を加味して検討する必要が
ある。さらに、ドラム缶に充填されている廃棄物の分
布，固形化材料の密度は均一ではない場合もあり、この
ような場合には、ドラム缶表面のγ線計測データは、こ
れらの条件により高い計数率を示したり、低い計数率を
示したりする。

一般にγ線の高精度の測定は、Ge検出器ないしはNaI検
出器等を用いて単位時間に放出される中性子数をカウン
トして行われる。つまり廃棄物表面の所定面積ごとに、
単位時間に放出される中性子数をカウントし、これは全
表面積について合計されるのである。しかし、上記検出
器は測定レンジが狭く、低い放射能濃度までの測定しよ
うと検出効率の良い検出器を用いて測定する場合、廃棄
物分布の不均一性等により、ある部分に放射性物質が偏
在していると、その部分で検出器の計数能力がオーバフ
ローしデッドタイム（検出器が能力のオーバーウローを
起こしたため計数できなかった時間）賀生じる。このた
め、部分的に放射性物質が偏在している場合、検出器の
検知できる計数率は真値に比べて低い値となり、特に計
数率が大きい部位（放射能濃度が高い部位）でデッドタ
イムによるγ線の数え落としが生じ、大きな誤差が生じ
ることになる。

一方、表面汚染の有無の確認方法としてはスミヤ法が広
く用いられている。これはスミヤ濾紙により被測定面を
こすり、この濾紙の放射能量を測定することにより被測
定面の放射能汚染密度（μCi/cm²）を測定するものであ
る。

放射性廃棄物を処分するには、表面汚染の有無の確認、
核種ごとの含有放射能量（もしくは放射能濃度）の測定
及び所定容器が使用されていることの確認を行う必要が
ある。これらの作業を従来作業者が手作業で行っている
が、作業者が廃棄物が充填されたドラム缶に近づくた
め、放射線による被曝量が増加するし、手作業では効率
も低い。

本発明の課題は、固化体ないしはドラム缶等に充填され
ている廃棄物中の放射性物質の量を、従来は考慮されて
いなかった廃棄物中の固化体密度や放射性物質の偏在を
考慮して、測定精度を向上させるにある。

本発明の他の課題は、表面汚染の有無の確認、核種ごと
の含有放射能量（もしくは放射能濃度）の測定及び所定
容器が使用されていることの確認を遠隔自動で行い、作
業者の被曝量を低減させ、作業効率を向上させるにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、放射性廃棄物を外部に配置された検出器
に対して相対的に回転させながら前記検出器により放射
能を測定する方法において、検出器に生じたデッドタイ
ムの値に応じて前記放射性廃棄物の回転速度を変化させ
ることによって達成される。

上記の課題はまた、放射性廃棄物を外部に配置された検
出器に対して相対的に回転させながら前記検出器により
放射能を測定する方法において、所定の初期速度で放射
性廃棄物を相対的に回転させ、検出器に生じたデッドタ
イムの値に応じて前記放射性廃棄物の回転速度を変化さ
せることによっても達成される。

上記の課題はまた、微小時間Δｔごとに該Δｔ間に生じ
たデッドタイムが出力され、該デッドタイムが出力され
てからのちの微小時間Δｔ間の回転速度が、その直前に
出力されたデッドタイムの値に基づいて制御される請求
項２に記載の放射性廃棄物検査方法によっても達成され
る。

上記の課題はまた、検出器に生じたデッドタイムがα％
のとき、放射性廃棄物の配転速度を検出時の回転速度に
関係なく、初期速度の1/（１−α/100）に変化させる請
求項１ないし３のいずれかに記載の放射性廃棄物検査方
法によっても達成される。

上記の課題はまた、放射性廃棄物を載置して回転するタ
ーンテーブルと、該ターンテーブルを昇降させる昇降装
置と、前記放射性廃棄物が放射するγ線を検出する検出
器と、前記ターンテーブルと前記昇降装置とを制御する
制御手段とを含んでなる放射性廃棄物検査装置におい
て、前記検出器をデッドタイムを表す信号を前記制御手
段に出力するものとし、前記制御手段を入力された前記
デッドタイムを表す信号に基づいて前記ターンテーブル
の回転速度を制御するものとすることによっても達成さ
れる。

上記の課題はまた、検出器はデッドタイム（α％）を表
す信号を前記制御手段に出力するものであり、制御手段
は入力された前記デッドタムを表す信号（α％）に基づ
いてターンテーブルの回転速度をデッドタイム検出時の
回転速度に関係なく、初期速度の1/（１−α100）倍に
制御するものである請求項５に記載の放射性廃棄物検出
装置によっても達成される。

上記の課題はまた、検出器は微小時間Δｔごとに該Δｔ
感に生じたデッドタイム（α％）を表す信号を前記制御
手段に出力するものであり、制御手段は入力された前記
デッドタイムを表す信号（α％）に基づいてその後微小
時間Δｔ間のターンテーブルの回転速度を初期速度の1/
（１−α/100）倍に制御するものである請求項５または
６に記載の放射性廃棄物検査装置によっても達成され
る。

上記の課題はまた、放射性廃棄物を載置するテーブル
と、該テーブルを昇降させる昇降装置と、前記放射性廃
棄物を載置するテーブルの周囲を回転し該放射性廃棄物
が放射するγ線を検出する検出器と、前記検出器の回転
と前記昇降装置とを制御する制御手段とを含んでなる放
射性廃棄物検査装置において、前記検出器をデッドタイ
ムを表す信号を前記制御手段に出力するものとし、前記
制御手段を入力された前記デッドタイムを表す信号に基
づいて前記検出器の回転速度を制御するものとすること
によっても達成される。

上記の課題はまた、検出器はデッドタイム（α％）を表
す信号を前記制御手段に出力するものであり、制御手段
は入力された前記デッドタイムを表す信号（α％）に基
づいて検出器の回転速度をデッドタイム検出時の回転速
度に関係なく、初期速度の1/（１−α/100）倍に制御す
るものである請求項８に記載の放射性廃棄物検査装置に
よっても達成される。

上記の課題はさらに、検出器は微小時間Δｔごとに該Δ
ｔ間に生じたデッドタイム（α％）を表す信号を前記制
御手段に出力するものであり、制御手段は入力された前
記デッドタイムを表す信号（α％）に基づいてその後微
小時間Δｔ間の検出器の回転速度を初期速度の1/（1/α
/100）倍に制御するものである請求項８また９に記載の
放射性廃棄物検査装置によっても達成される。

〔作用〕

放射能測定の前記課題は、測定時の廃棄物と検出器の相
対的回転速度を制御して、廃棄物周面での有効測定時間
を等しくすることによって解決される。例えば、放射性
廃棄物を固形化した固化体中に放射性廃物が偏在した場
合は、廃棄物量が少ない無為では、γ線の飛んでくる数
が少ないため、検出器にてすべての計測可能となるが、
放射性廃棄物が多い部位では、γ線の飛んでくる数が多
いために、γ数の数え落としを生じ、デッドタイムが発
生する。測定結果は、固化体の全周囲について計数率
（CPS,カウント毎秒）として出力される。しかし、この
ときに、廃棄物と検出器とが相対的に、60秒で１回転し
たとすると、デッドタイムが生じたために、有効な測定
時間（ライブタイム）は60秒より少ない値となる。計数
率は廃棄物１周分のγ線のカウント数をライブタイムで
除して算出されるが、現実には計数率の高い高放射線下
領域にてデットタイムが生じてγ線の数え落としがあ
り、真値に比べて低い値となってしまう。

特に雑固体廃棄物の場合には、廃棄物が容器にランダム
に充填されており、出力される計数率が、真値に比べて
低くなる傾向が大きい。例えば、廃棄物を1RPMで回転さ
せながら１周60秒かけて測定する場合に、廃棄物が偏在
し、60秒の測定時間のうち10秒間に相当する部位に全体
の廃棄物の90％が集中的に存在し、他の部分に残りの10
％が存在するとする。この時に、放射能濃度が高い10秒
間に５秒間のデッドタイムが生じたとする。廃棄物１％
からの検出器のカウント数を１カウントと仮定すると、
デッドタイムが生じたことにより、トータルライブタイ
ムは、50秒＋（10秒/2）＝55秒となる。一方、カウント
数は、10カウント＋（90カウント/2）＝55カウントとな
り、計数率は、55カウント/55秒＝1CPSとなる。しか
し、真値は１周60秒で、10カウント＋90カウント＝100
カウントであるので、100カウント/60秒＝1.67CPSとな
り、測定値1CPSは、真値の60％の値となってしまう。本
発明では、デッドタイムが発生した場合、廃棄物と検出
器の相対回転速度を遅くして廃棄物全周の各部位でのラ
イブタイムの割合が等しくなるように制御が行われる。

前述の例のように、10秒間中５秒間のデッドタイムが生
じる（デッドタイム率50％）場合には、デッドタイム率
50％が検知された時点で、相対回転速度が1/2の0.5RPM
に下げられ、初期速度1RPMであれば10秒間で通過すると
ころを20秒間かけて通過するように速度制御される。こ
れにより、20秒×50％＝10秒間のライブタイムが確保さ
れる。

このように、検出器によってデッドタイムの割合α％が
検知され、廃棄物と検出器の相対回転速度が、初期速度
の1/（１−α/100）となるように制御されるので、デッ
ドタイムが生じても廃棄物全周にわたり各部位ごとのラ
イブタイムが等しくなる。ライブタイムが等しくなる結
果、計数率の誤差発生が抑制され、測定精度が向上す
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。
図示の廃棄体検査装置は、基台11と、該基台11上に設置
された回転昇降装置10と、該回転昇降装置10に装着され
該回転昇降装置10に駆動されて昇降するターンテーブル
４と、前記回転昇降装置10を変速機12を介して回転駆動
する昇降駆動モータ２と、前記ターンテーブル４に装着
されて該ターンテーブル４を回転駆動する回転駆動モー
タ３と、該回転駆動モータ３を制御するモータ制御装置
９と、該モータ制御装置９に接続された制御装置８と、
該制御装置８に接続された波高分析器（MCA）７と、該
波高分析器（MCA）７に接続されてγ線を検出する検出
器６と、該検出器６に付設されたコリメータ５とを含ん
で構成されている。

放射性廃棄物を内蔵するドラム缶１は、検査対象物とし
てターンテーブル４上に載置される。ターンテーブル４
は回転昇降装置10に駆動されて所定の高さにセットされ
る。所定の位置にセットされたドラム缶は、回転駆動モ
ータ３に駆動され初期速度にて回転し、放射能の測定が
開始される。検出器はドラム缶の回転に伴い、ドラム缶
各位置でのγ線の数を検出する。Δｔ時間ごとにMCA7よ
り制御装置８へデッドタイムの発生の有無とその割合が
入力される。Δｔ時間ごとのこの情報に基づき、制御装
置８は、デッドタイムがα％発生した場合には回転速度
を初期速度の1/（１−に変更し、つぎのΔｔ時間この回
転速度で回転させる。デッドタイムが発生しない場合は
回転速度は変更されない。前記Δｔ時間の間にデッドタ
イムの発生の割合がβ％となった場合は、さらにつぎの
Δｔ時間の間、初期速度の1/（１−β/100）倍で回転さ
せる。デッドタイムが次のΔｔ時間に発生しなければ、
回転速度は初期速度に戻される。第３図に上記手順の例
を示す。

このように、直前のΔｔ時間でのデッドタイムの発生割
合に応じて次のΔｔ時間の間の回転速度が順次変更され
るので、ドラム缶の外周のどの部位でのライブタイムも
同等とすることが可能となり、ドラム缶１周の測定によ
りえられるスペクトルがドラム缶外周の影響を同等に受
けることが可能となって、測定精度が向上する。この回
転速度の変更は、制御装置８よりモータ制御装置９へ伝
えられ、回転駆動モータ３の回転速度が変更される。

回転速度の変更幅が大きく、ドラム缶とターンテーブル
の間でスリップが生じる可能性がある場合は、必要に応
じて１回で変更できる速度変化の幅を決めておけば良
い。ドラム缶１周（整数回転数でもよい）にて測定され
たデータは、第２図に示されるように、一つの波形とし
て波高分析器に記録される。ターンテーブル４の回転に
伴って昇降駆動モータ２が駆動され、検出器６はドラム
缶１の表面を上下方向にも走査する。

検出器にデッドタイムが生じないようにするには、コリ
メータを絞って検出器が見込む範囲を狭くする方法や検
出器とドラム缶の距離を広くする方法がある。しかしこ
れらの方法は、放射能濃度や放射能濃度の偏在の程度が
不明のもとには適用できず、適用するためには事前の予
備測定が必要となり、かつ個々のドラム缶ごとに、検出
器やコリメータを調整せねばならず、実用的ではない。
上記実施例においては、ドラム缶を回転，昇降させ、検
出器を一定位置に固定して測定する装置を例にとって説
明したが、廃棄物の重量が大きい場合は、検出器の方を
回転，昇降させるようにしたほうが、速度制御が容易で
ある。また、ドラム缶は回転させるだけで昇降させず、
検出器の方を昇降させるようにしても良い。逆にドラム
缶は昇降させるだけとし、検出器の方を一定位置で回転
させるようにしても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、放射性廃棄物を検出器に対して相対的
に回転させながら放射能を測定するに際し、検出器にデ
ッドタイムが生じたとき、その値に応じて前記相対回転
速度が調整されるので、測定対象の廃棄物の全周での検
出器のライブタイムを同等とすることが可能となり、放
射性物質が偏在する廃棄物の放射能の測定精度を向上さ
せる効果が得られる。また、本発明によれば、放射性物
質が偏在する廃棄物の放射能の測定精度を向上させるた
めの予備測定が不要であり、作業者の被曝量を低減する
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部構成を示すブロック図、
第２図は第１図に示す装置でえられる検出波形の例を示
す概念図、第３図は本発明の実施例を示す手順図であ
る。１……放射性廃棄物、２……昇降駆動モータ、３……回
転駆動モータ、４……ターンテーブル、６……検出器、
7,8……制御手段、10……昇降装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射性廃棄物を外部に配置された検出器に
対して相対的に回転させながら前記検出器により放射能
を測定する方法において、検出器に生じたデッドタイム
の値に応じて前記放射性廃棄物の回転速度を変化させる
ことを特徴とする放射性廃棄物検査方法。
【請求項２】放射性廃棄物を外部に配置された検出器に
対して相対的に回転させながら前記検出器により放射能
を測定する方法において、所定の初期速度で放射性廃棄
物を相対的に回転させ、検出器に生じたデッドタイムの
値に応じて前記放射性廃棄物の回転速度を変化させるこ
とを特徴とする放射性廃棄物検査方法。
【請求項３】微小時間Δｔごとに該Δｔ間に生じたデッ
ドタイムが出力され、該デッドタイムが出力されてから
のちの微小時間Δｔ間の回転速度が、その直前に出力さ
れたデッドタイムの値に基づいて制御されることを特徴
とする請求項２に記載の放射性廃棄物検査方法。
【請求項４】検出器に生じたデッドタイムがα％のと
き、放射性廃棄物の回転速度を検出時の回転速度に関係
なく、初期速度の１・（１−α/100）に変化させること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の放射
性廃棄物検査方法。
【請求項５】放射性廃棄物を載置して回転するターンテ
ーブルと、該ターンテーブルを昇降させる昇降装置と、
前記放射性廃棄物が放射するγ線を検出する検出器と、
前記ターンテーブルと前記昇降装置とを制御する制御手
段とを含んでなる放射性廃棄物検査装置において、前記
検出器はデッドタイムを表す信号を前記制御手段に出力
するものであり、前記制御手段は入力された前記デッド
タイムを表す信号に基づいて前記ターンテーブルの回転
速度を制御するものであることを特徴とする放射性廃棄
物検査装置。
【請求項６】検出器はデッドタイム（α％）を表す信号
を前記制御手段に出力するものであり、制御手段は入力
された前記デッドタイムを表す信号（α％）に基づいて
ターンテーブルの回転速度をデッドタイム検出時の回転
速度に関係なく、初期速度の1/（１−α/100）倍に制御
するものであることを特徴とする請求項５に記載の放射
性廃棄物検査装置。
【請求項７】検出器は微小時間Δｔごとに該Δｔ間に生
じたデッドタイム（α％）を表す信号を前記制御手段に
出力するものであり、制御手段は入力された前記デッド
タイムを表す信号（α％）に基づいてその後微小時間Δ
ｔ間のターンテーブルの回転速度を初期速度の1/（１−
α/100）倍に制御するものであることを特徴とする請求
項５または６に記載の放射性廃棄物検査装置。
【請求項８】放射性廃棄物を載置するテーブルと、該テ
ーブルを昇降させる昇降装置と、前記放射性廃棄物を載
置するテーブルの周囲を回転し該放射性廃棄物が放射す
るγ線を検出する検出器と、前記検出器の回転と前記昇
降装置とを制御する制御手段とを含んでなる放射性廃棄
物検査装置において、前記検出器はデッドタイムを表す
信号を前記制御手段に出力するものであり、前記制御手
段は入力された前記デッドタイムを表す信号に基づいて
前記検出器の回転速度を制御するものであることを特徴
とする放射性廃棄物検査装置。
【請求項９】検出器はデッドタイム（α％）を表す信号
を前記制御手段に出力するものであり、制御手段は入力
された前記デッドタイムを表す信号（α％）に基づいて
検出器の回転速度をデッドタイム検出時の回転速度に関
係なく、初期速度の1/（１−α/100）倍に制御するもの
であることを特徴とする請求項８に記載の放射性廃棄物
検査装置。
【請求項１０】検出器は微小時間Δｔごとに該Δｔ間に
生じたデッドタイム（α％）を表す信号を前記制御手段
に出力するものであり、制御手段は入力された前記デッ
ドタイムを表す信号（α％）に基づいてその後微小時間
Δｔ間の検出器の回転速度を初期速度の1/（１−α/10
0）倍に制御するものであることを特徴とする請求項８
または９に記載の放射性廃棄物検査装置。