JPH10268055A - 放射性廃棄物計測装置及び計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放射性廃棄物中に存在する超ウラン元素の密度
分布を計測する放射性廃棄物計測装置及び計測方法を提
供する。 【解決手段】ペンシルビーム状γ線を被検査体１６に照
射するγ線照射部と、被検査体１６を透過したペンシル
ビーム状γ線を計測するγ線検出器４と、被検査体１６
から（γ、ｎ）反応により発生する中性子を計測する中
性子検出器６と、被検査体１６をペンシルビーム状γ線
の入射方向に対して移動させる移動装置９と、被検査体
１６のγ線線吸収係数分布を算出し、γ線線吸収係数分
布と中性子検出器６からの計測データとに基づき被検査
体１６中の（γ、ｎ）反応を起こす物質の密度分布を算
出する演算装置１１と、γ線線吸収係数分布と密度分布
とを重ねて表示する表示装置１２とで構成される放射性
廃棄物計測装置により解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射性廃棄物に含
まれる超ウラン元素の密度分布を計測する放射性廃棄物
計測装置及び計測方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子番号９２以上の超ウラン元素（以
下、ＴＲＵと略す）を含む放射性廃棄物中のＴＲＵの総
量を分析する技術として、特開平６―１６７５６９号公
報に記載の技術が知られている。この技術は、廃棄物中
のＴＲＵ、特に質量数２４４のキュリウムと質量数２４
１のアメリシウムのそれぞれの量を測定するものであ
る。

【０００３】また、文献「超ウラン元素の非破壊分析
法：ＲＡＤＩＯＩＳＯＴＯＰＳ、３７、６８７〜６９６
（１９８８）」に記載されている種々の技術もある。す
なわち、パッシブガンマ法、パッシブ中性子法、アクテ
ィブ中性子法、等である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の問題点は、廃棄物中のＴＲＵの総量を測定すること
はできるが、廃棄物中のどこに、どの程度のＴＲＵが存
在するかは判らない。すなわち、ＴＲＵの密度分布を知
ることはできない。

【０００５】本発明の目的は、放射性廃棄物中のＴＲＵ
の密度分布を計測する放射性廃棄物計測装置及び計測方
法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、放射性廃棄物中に含まれ（γ、ｎ）反応
を起す物質を計測する放射性廃棄物計測装置において、
ペンシルビーム状γ線を用いて、前記（γ、ｎ）反応を
起す物質の前記放射性廃棄物中における密度分布を計測
するように構成されていることを特徴とする。

【０００７】また、本発明の他の特徴は、放射性廃棄物
中に含まれ（γ、ｎ）反応を起す物質を計測する放射性
廃棄物計測装置において、ペンシルビーム状γ線を用い
て、前記（γ、ｎ）反応を起しかつ原子番号９２以上の
物質の前記放射性廃棄物中における密度分布を計測する
ように構成されていることにある。

【０００８】また、本発明の他の特徴は、放射性廃棄物
等の被検査体中に含まれ（γ、ｎ）反応を起す物質を計
測する放射性廃棄物計測装置において、ペンシルビーム
状γ線を生成し前記被検査体に照射するγ線照射部と、
前記被検査体を透過してくる前記ペンシルビーム状γ線
を計測するγ線検出器と、前記被検査体から前記（γ、
ｎ）反応により発生する中性子を計測する中性子検出器
と、前記被検査体を前記ペンシルビーム状γ線の入射方
向に対して並進移動、回転移動及び上下移動させる移動
装置と、前記γ線検出器からの計測データに基づき前記
被検査体のγ線線吸収係数分布を算出し、前記γ線線吸
収係数分布と前記中性子検出器からの計測データとに基
づき前記被検査体中の前記（γ、ｎ）反応を起こす物質
の密度分布を算出する演算装置と、前記γ線線吸収係数
分布と前記密度分布とを重ねて表示する表示装置とを有
することにある。

【０００９】また、本発明の他の特徴は、放射性廃棄物
等の被検査体中に含まれ（γ、ｎ）反応を起す物質を計
測する放射性廃棄物計測装置において、ペンシルビーム
状γ線を前記被検査体に照射することによって起る前記
（γ、ｎ）反応により前記被検査体から発生する中性子
を計測する中性子計測装置と、前記被検査体を透過して
くる前記ペンシルビーム状γ線を計測し、該計測した計
測データに基づき前記被検査体のγ線線吸収係数分布を
算出するγ線ＣＴ装置と、前記γ線線吸収係数分布と前
記中性子計測装置からの計測データに基づき前記被検査
体中の前記（γ、ｎ）反応を起こす物質の密度分布を求
める演算装置と、前記γ線線吸収係数分布と前記密度分
布を重ねて表示する表示装置とを有することにある。

【００１０】また、本発明の他の特徴として、前記
（γ、ｎ）反応を起す物質は、原子番号９２以上の物質
であることにある。

【００１１】また、本発明の他の特徴は、放射性廃棄物
中に含まれ（γ、ｎ）反応を起す物質を計測する放射性
廃棄物計測方法において、ペンシルビーム状γ線を用い
て、前記（γ、ｎ）反応を起す物質の前記放射性廃棄物
中における密度分布を計測することにある。

【００１２】また、本発明の他の特徴は、放射性廃棄物
中に含まれ（γ、ｎ）反応を起こす物質を計測する放射
性廃棄物計測方法において、ペンシルビーム状γ線を用
いて、前記（γ、ｎ）反応を起こしかつ原子番号９２以
上の物質の前記放射性廃棄物中における密度分布を計測
することにある。

【００１３】また、本発明の他の特徴は、被検査体中に
含まれ（γ、ｎ）反応を起こす物質を計測する放射性物
質計測装置において、ペンシルビーム状γ線を用いて、
前記（γ、ｎ）反応を起こす物質の前記被検査体中にお
ける密度分布を計測するように構成されていることにあ
る。

【００１４】また、本発明の他の特徴は、被検査体中に
含まれ（γ、ｎ）反応を起こす物質を計測する放射性物
質計測方法において、ペンシルビーム状γ線を用いて、
前記（γ、ｎ）反応を起こす物質の前記被検査体中にお
ける密度分布を計測することにある。

【００１５】本発明によれば、γ線照射部は、ペンシル
ビーム状γ線を生成し被検査体に照射する。γ線検出器
は、被検査体を透過してくるペンシルビーム状γ線を計
測する。中性子検出器は、被検査体から（γ、ｎ）反応
により発生する中性子を計測する。移動装置は、被検査
体をペンシルビーム状γ線の入射方向に対して並進移
動、回転移動及び上下移動させる。演算装置は、γ線検
出器からの計測データに基づき被検査体のγ線線吸収係
数分布を算出し、γ線線吸収係数分布と中性子検出器か
らの計測データとに基づき被検査体中の（γ、ｎ）反応
を起こす物質の密度分布を算出する。表示装置は、γ線
線吸収係数分布と密度分布とを重ねて表示する。

【００１６】これにより、放射性廃棄物中の（γ、ｎ）
反応を起こす物質、例えば原子番号９２以上の超ウラン
元素の密度分布を計測することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係る放
射性廃棄物計測装置及び計測方法を、図を用いて説明す
る。以下の記述では、「γ線」という言葉を「Ｘ線」と
換えることができる。

【００１８】まず、本発明の原理を、図と式を用いて説
明する。図４に、ＴＲＵを含む廃棄物の、ある断面の様
子を示す。この断面には廃棄物を構成する構造材とＴＲ
Ｕがある。このような断面に、細くコリメートしたγ線
（以下、ペンシルビーム状γ線と称す）を入射させる。
入射したペンシルビーム状γ線の経路上にＴＲＵが存在
すると（γ線１の場合）、γ線光子とＴＲＵが核反応で
ある（γ、ｎ）反応を起こし、中性子が発生する。入射
したペンシルビーム状γ線の経路上にＴＲＵがなければ
（γ線２の場合）、中性子は発生しない。

【００１９】したがって、中性子の発生の有無を、廃棄
物の外側に設置した中性子検出器で検出することによ
り、廃棄物中のどの線上にＴＲＵが存在するかを知るこ
とができる。（γ、ｎ）反応とは、原子核がγ線光子の
エネルギーを吸収し不安定化し、中性子を放出すること
で安定な状態になる核反応である。

【００２０】図５は、（γ、ｎ）反応が起こるγ線エネ
ルギーのしきい値を原子番号で整理した図を示す。この
反応では、物質毎に（γ、ｎ）反応が起こるγ線光子の
最低エネルギーが決まっている。また（γ、ｎ）反応の
反応断面積も物質毎に決まっている。

【００２１】ＴＲＵの密度分布を計測するには、構造材
では（γ、ｎ）反応が起こらないで、ＴＲＵでは（γ、
ｎ）反応が起こるようなγ線エネルギーを選ぶ必要があ
る。図５から判かるように、γ線エネルギーとして５メ
ガエレクトロンボルト（ＭｅＶ）以上７メガエレクトロ
ンボルト（ＭｅＶ）以下のエネルギーを選択すれば良
い。

【００２２】ＴＲＵの密度分布を決定するためには、ペ
ンシルビーム状γ線を、あらゆる方向、あらゆる位置か
ら廃棄物に入射させ、それぞれのペンシルビーム状γ線
に対して発生中性子量を測定することが必要である。こ
のような測定からどのようにＴＲＵの密度分布を求める
かを、次に説明する。

【００２３】図６に示すように、座標系を設定し、この
座標系での構造材のγ線線吸収係数分布をμ（ｘ、ｙ）
で、ＴＲＵの密度分布をσ（ｘ、ｙ）で表わす。ある点
（ｘ１、ｙ１）において発生する中性子の量Ｎ（ｘ１、
ｙ１：ｒ、θ）は、その点におけるペンシルビーム状γ
線の強度Γ（ｘ１、ｙ１：ｒ、θ）と、その点（ｘ１、
ｙ１）におけるＴＲＵ密度σ（ｘ１、ｙ１）の積に比例
する。

【００２４】点（ｘ１、ｙ１）におけるペンシルビーム
状γ線の強度Γ（ｘ１、ｙ１：ｒ、θ）は、ペンシルビ
ーム状γ線の入射方向と位置により（数１）式を用いて
計算できる。

【００２５】

【数１】

【００２６】ここで、ペンシルビーム状γ線の入射方向
と位置は、それぞれ図６に示したθとｒであり、（数
１）式中のΓ０は入射ペンシルビーム状γ線の初期強度
である。したがって、点（ｘ１、ｙ１）において発生す
る中性子の量Ｎ（ｘ１、ｙ１：ｒ、θ）は（式２）で表
わせる。

【００２７】ここで（数２）式中のＣは比例定数であ
る。

【００２８】

【数２】

【００２９】入射ペンシルビーム状γ線の経路に沿って
発生する中性子量Ｎ（ｒ、θ）は、（数２）式をペンシ
ルビーム状γ線経路で線積分したもので（数３）式およ
び（数４）式で表わせる。

【００３０】

【数３】

【００３１】

【数４】

【００３２】ここで（数４）式中のδ（・）は、Ｄｉｒ
ａｃのデルタ関数である。（数３）式では、左辺のＮ
（ｒ、θ）は測定値であり、右辺の積分中の関数Ｋ
（ｘ、ｙ：ｒ、θ）は、構造材のγ線線吸収係数分布μ
（ｘ、ｙ）とペンシルビーム状γ線の入射方向と位置が
わかれば計算できる。したがって、（数３）式をσ
（ｘ、ｙ）について解くことができる。

【００３３】実際に（数３）式を解く方法のひとつに、
代数的再構成法（Ａｌｇｅｂｒａｉｃ Ｒｅｃｏｎｓｔ
ｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）と呼ばれる手
法がある。この代数的再構成法は、あらゆる方向あらゆ
る位置から入射したペンシルビーム状γ線による発生中
性子量を測定し、その測定量からＴＲＵ密度分布σ
（ｘ、ｙ）を求めるものである。

【００３４】ここで、あらゆる方向、あらゆる位置と
は、次の条件を満足することを言う。すなわち、θに関
しては０≦θ＜２π、ｒに関しては―∞＜ｒ＜∞であ
る。実際には検査体の大きさは有限であるので、検査体
を覆う半径Ｒの円を見い出すことができて、ｒの条件は
―Ｒ＜ｒ＜Ｒとなる。

【００３５】なお、（数３）式を解くには、構造材のγ
線線吸収係数分布μ（ｘ、ｙ）を知る必要がある。この
目的のためにはγ線ＣＴを使う。γ線ＣＴを使うと、ま
さに構造材のγ線線吸収係数分布μ（ｘ、ｙ）を知るこ
とができる。

【００３６】本発明を達成する実施例を、図を用いて説
明する。図１は、本発明を達成する第一の実施例に係る
放射性廃棄物計測装置の平面構成を示す。本実施例で示
す放射性廃棄物計測装置を、γ線ＣＴ／中性子計測装置
と呼ぶ。

【００３７】図１に示すように、γ線ＣＴ／中性子計測
装置は、γ線源１とプリコリメータ２を有するγ線照射
部、ポストコリメータ３、γ線検出器４、γ線用信号処
理装置５、中性子検出器６、中性子減速材７、中性子用
信号処理装置８、スキャナー装置９、制御装置１０、演
算装置１１、表示装置１２、記憶装置１３、入力装置１
４、出力装置１５から構成されている。

【００３８】次に、図１に示した第一の実施例を構成す
る機器の働きを詳細に説明する。γ線照射部のγ線源１
は、γ線を発生する装置であり、本実施例では電子線形
加速器を使用し、発生するγ線のエネルギーは６メガエ
レクトロンボルト（ＭｅＶ）とする。プリコリメータ２
は、γ線源１から発生したγ線をペンシルビーム状に整
形するものである。

【００３９】ペンシルビーム状γ線とは、線源から発生
したγ線であって、線源から離れてもビームの幅が広が
らないようなものである。ペンシルビーム状γ線は、被
検査体１６、例えば放射性廃棄物に入射し、被検査体１
６の内容物よる減衰を受けると共にＴＲＵが存在すれば
（γ、ｎ）反応を起こす。

【００４０】γ線検出器４は、被検査体１６を透過して
きたペンシルビーム状γ線の強度を計測するものであ
る。なお、本実施例では、γ線検出器４には、被検査体
１６による散乱γ線を除去するためにポストコリメータ
３が設けられている。

【００４１】γ線用信号処理装置５は、γ線検出器４で
計測したペンシルビーム状γ線強度をディジタル化し、
演算装置１１に転送するものである。（γ、ｎ）反応に
より発生する中性子は、等方的であり、そのエネルギー
は１ミリエレクトロンボルト（ｍｅＶ）から１メガエレ
クトロンボルト（ＭｅＶ）の範囲である。

【００４２】中性子減速材７は、上記エネルギー範囲に
ある中性子エネルギーを１ミリエレクトロンボルト（ｍ
ｅＶ）から１エレクトロンボルト（ｅＶ）の範囲にする
ものである。また中性子減速材７は、中性子検出器６の
周りを取り囲むように配置する。

【００４３】中性子検出器６は、中性子減速材７により
減速された中性子の強度を検出するものである。（γ、
ｎ）反応により発生する中性子は等方的であるので、中
性子検出器６は被検査体１６の周りを囲むように配置す
る。

【００４４】中性子用信号処理装置８は、中性子検出器
６で計測した中性子強度をディジタル化し、演算装置１
１に転送するものである。被検査体１６中のＴＲＵ密度
分布を計測するためには、あらゆる方向、あらゆる位置
からペンシルビーム状γ線を被検査体１６に入射する必
要があるので、移動装置９により被検査体１６を並進移
動、回転移動、上下移動する（これらの移動に関しては
後述する）。

【００４５】この移動制御をするものが制御装置１０で
ある。特に制御装置１０はペンシルビーム状γ線の入射
方向と位置を演算装置１１に転送する。

【００４６】演算装置１１の働きは、以下の通りであ
る。 (１).制御装置１０からの入射ペンシルビーム状γ線の
方向と位置、γ線用信号処理装置５からの計測データ、
さらに中性子用信号処理装置８からの計測データを記憶
装置１３に格納する。

【００４７】(２).ある方向と位置をもつ入射ペンシル
ビーム状γ線の経路状で発生した中性子量を、中性子用
信号処理装置８の計測データに基づき計算し、記憶装置
１３に格納する。

【００４８】(３).γ線用信号処理装置５からの計測デ
ータに基づき、検査体１６のγ線線吸収係数分布を計算
し、記憶装置１３に格納する。

【００４９】(４).(２)と(３)の計算結果に基づき、Ｔ
ＲＵ密度分布を計算し、記憶装置１３に格納する。

【００５０】(５).(３)の計算結果と(４)の計算結果に
基づき、表示用の画像を作成する。

【００５１】表示装置１２は、演算装置１１により作成
された表示用画像を表示する装置である。出力装置１５
は、表示装置１２に表示されている画像を出力するため
の装置である。

【００５２】ＴＲＵ密度分布を計測するための被検査体
１６の移動について、次に、詳細に説明する。移動は、
並進移動、回転移動および上下移動である。並進移動の
方向は図１では紙面内で上下方向でγ線源１とγ線検出
器４とを結ぶ線に垂直である。また、上下移動は紙面に
垂直な方向である。被検査体１６の形を直径１００ｍ
ｍ、高さ１００ｍｍの円柱とする。

【００５３】また、被検査体１６の移動を説明するため
の座標系を図２のように設定する。図２の位置にある被
検査体１６を初期位置とする。すなわち、並進位置ー５
５ｍｍ、回転位置０°、上下位置０ｍｍである。

【００５４】並進移動間隔（Δｘ）は１ｍｍ、回転移動
間隔（Δθ）は１°、上下移動間隔（Δｚ）は１ｍｍと
する。これらの移動間隔は、ＴＲＵ密度分布測定の精度
により決定されるが、ここでは上記数値で説明する。

【００５５】以上の条件の下で、被検査体１６の移動フ
ローチャートを、図３に示す。始めに、ステップ１０１
で、被検査体１６の初期位置が制御装置１０に設定され
る。この設定は操作者が入力装置１４を用いて実施す
る。その後γ線源１からγ線が照射され（１０２）、γ
線計測と中性子計測が実施される（１０３）。

【００５６】被検査体１６は、γ線照射が終わると並進
移動をする（１０４）。この並進移動により検査体１６
の並進位置は（並進初期位置―Δｘ＊ｉ）となる。すな
わち並進位置は―５４ｍｍである。この並進位置は５５
ｍｍ以下であるので（１０５）、ステップ１０２に戻
る。

【００５７】ステップ１０５の判定でＮＯの判定となる
と、回転移動となる（１０６）。この回転により回転位
置は（回転初期位置＋Δθ＊ｊ）になる。すなわち１°
である。この回転移動後、並進位置は並進初期位置に戻
る（１０７）。回転位置が３６０°より小さいか判定し
（１０８）、小さければステップ１０２に戻り、３６０
°以上であればステップ１０９に進む。

【００５８】ステップ１０９では、被検査体１６を上下
移動する。この上下移動で被検査体１６の上下位置は
（上下初期位置＋Δｚ＊ｋ）となる。すなわち１ｍｍで
ある。上下移動後、回転位置は回転初期位置に戻る（１
１０）。上下移動が実施される度に、検査体１６のγ線
線吸収係数分布が演算装置１１により計算される（１１
１）。

【００５９】その後、ＴＲＵ密度分布の計算が演算装置
１１により実施される（１１２）。上下位置が、検査体
１６の高さ１００ｍｍより大きいか判定し（１１３）、
小さければステップ１０２に戻り、大きければ検査は終
了となる。

【００６０】上述した第一の実施例は、ＴＲＵ密度分布
を計測するためのγ線ＣＴ／中性子計測装置であるが、
同じ構成でγ線のエネルギーを換えることで、（γ、
ｎ）反応を起こす物質の密度分布を計測することができ
る。また、上述した第１の実施例（ＴＲＵ密度分布を計
測するためのγ線ＣＴ／中性子計測装置）は、γ線ＣＴ
の機能と中性子計測の機能を合わせ持った装置である。

【００６１】次に示す実施例は、γ線ＣＴ装置と中性子
計測装置をそれぞれ独立した装置としてもったものであ
る。

【００６２】図７は、本発明を達成する第二の実施例に
係る放射性廃棄物計測装置の平面構成を示す。本実施例
では、中性子計測装置とγ線計測装置が独立した装置と
して設置されている。図７に示すように、コンベア１
７、コンベア制御装置１８、中性子計測装置１９、γ線
ＣＴ装置２０、演算装置１１、表示装置１２、記憶装置
１３、入力装置１４、出力装置１５から構成されてい
る。

【００６３】被検査体１６はコンベア１７上にあり、中
性子計測装置１９からγ線ＣＴ装置２０へと移動する。
コンベア１７の制御はコンベア制御装置１８が行い、こ
のコンベア制御装置１８は演算装置１１の指示により検
査体１６の移動を制御する。

【００６４】本実施例では、中性子計測装置１９におい
て中性子発生が起こった断面についてγ線ＣＴ２０を実
施する。これを実現するために、記憶装置１３には中性
子発生が起こった検査体断面が記憶される。

【００６５】中性子計測装置１９の平面構成を、図８に
示す。図８に示すように、中性子計測装置１９は、中性
子用γ線源２１、プリコリメータ２、中性子検出器６、
中性子減速材７、移動装置９、中性子計測制御装置２
２、中性子用信号処理装置８から構成されている。

【００６６】次に、中性子計測装置１９を構成する機器
の働きを、詳細に説明する。中性子用γ線源２１は、γ
線を発生する装置であり、この実施例では電子線形加速
器を使用し、発生するγ線のエネルギーは６メガエレク
トロンボルト（ＭｅＶ）とする。

【００６７】プリコリメータ２は、中性子用γ線源２１
からから発生したγ線をペンシルビーム状に整形するも
のである。ペンシルビーム状γ線とは、線源から発生し
たγ線であって、線源から離れてもビームの幅が広がら
ないようなものである。

【００６８】ペンシルビーム状γ線は、被検査体１６に
入射し、ＴＲＵが存在すれば（γ、ｎ）反応を起こす。
（γ、ｎ）反応により発生する中性子は、等方的であ
り、そのエネルギーは１ミリエレクトロンボルト（ｍｅ
Ｖ）から１メガエレクトロンボルト（ＭｅＶ）の範囲で
ある。

【００６９】中性子減速材７は、上記エネルギー範囲に
ある中性子エネルギーを１ミリエレクトロンボルト（ｍ
ｅＶ）から１エレクトロンボルト（ｅＶ）の範囲にする
ものである。また中性子減速材７は、中性子検出器６の
周りを取り囲むように配置する。

【００７０】中性子検出器６は、中性子減速材７により
減速された中性子の強度を検出するものである。（γ、
ｎ）反応により発生する中性子は等方的であるので、中
性子検出器６は検査体１６の周りを囲むように配置す
る。

【００７１】中性子用信号処理装置８は、中性子検出器
６で計測した中性子強度をディジタル化し、演算装置１
１に転送するものである。中性子発生があった場合に
は、中性子用信号処理装置８から演算装置１１を介して
記憶装置１３に中性子発生断面の位置が記憶される。

【００７２】被検査体１６中のＴＲＵ密度分布を計測す
るためには、あらゆる方向、あらゆる位置からペンシル
ビーム状γ線を被検査体１６に入射する必要があるの
で、移動装置９により、被検査体１６を並進移動、回転
移動、上下移動する（これらの移動に関しては後述す
る）。

【００７３】この移動制御をするものが中性子計測制御
装置２２である。特に中性子計測制御装置２２はペンシ
ルビーム状γ線の入射方向と位置を演算装置１１に転送
もする。

【００７４】γ線ＣＴ装置２０の平面構成を、図９に示
す。図９に示すように、γ線ＣＴ装置２０は、ＣＴ用γ
線源２３、プリコリメータ２、γ線検出器４、ポストコ
リメータ３、移動装置９、ＣＴ制御装置２４、ＣＴ用信
号処理装置２５から構成されている。

【００７５】本実施例では、医療用第二世代方式と呼ば
れるスキャン方式を採用している。γ線ＣＴ装置による
γ線線吸収係数の測定は従来技術として確立しているの
でここでは詳細は説明しない。

【００７６】演算装置１１の働きは、以下の通りであ
る。 (１).中性子計測制御装置２２からの入射ペンシルビー
ム状γ線の方向と位置、中性子用信号処理装置８からの
計測データを記憶装置１３に格納する。中性子発生があ
った場合には、被検査体１６の上下位置を記憶装置１３
に格納する。

【００７７】(２).ある方向と位置をもつ入射ペンシル
ビーム状γ線の経路状で発生した中性子量を、中性子用
信号処理装置８の計測データに基づき計算し、記憶装置
１３に格納する。

【００７８】(３).被検査体１６を、中性子計測装置１
９からγ線ＣＴ装置２０に移動する旨、コンベア制御装
置１８に指示する。 (４).中性子発生のあった検査体断面の位置をγ線ＣＴ
装置２０に指示する。

【００７９】(５).ＣＴ制御装置２４からの入射γ線の
方向と位置、ＣＴ用信号処理装置２５からの計測データ
を記憶装置１３に格納する。 (６).ＣＴ用信号処理装置２５からの計測データに基づ
き、被検査体１６のγ線線吸収係数分布を計算し、記憶
装置１３に格納する。

【００８０】(７).(２)と(６)の計算結果に基づき、Ｔ
ＲＵ密度分布を計算し、記憶装置１３に格納する。 (８).(６)の計算結果と(７)の計算結果に基づき、表示
用の画像の作成。

【００８１】表示装置１２は、演算装置１１により作成
された表示用画像を表示する装置である。出力装置１５
は、表示装置１２に表示されている画像を出力するため
の装置である。

【００８２】本発明を達成する第二の実施例における被
検査体１６の移動について、次に、詳細に説明する。

【００８３】被検査体１６の移動は、コンベア１７によ
る中性子計測装置１９への移動、中性子計測装置１９か
らγ線ＣＴ装置２０への移動、γ線ＣＴ装置２０からの
搬出の他に、中性子計測装置１９での計測にかかる移動
とγ線ＣＴ装置２０での計測にかかる移動がある。

【００８４】コンベア１７による移動は、非常に単純
で、中性子計測装置１９での計測が終了すると被検査体
１６をγ線ＣＴ装置２０に送出すものである。また、γ
線ＣＴ装置２０による被検査体１６の移動は従来技術と
して確立しているのでここでは述べない。

【００８５】中性子計測装置１９での計測にかかる被検
査体１６の移動は、並進移動、回転移動と上下移動であ
る。並進移動の方向は図８では紙面内で上下方向で中性
子用γ線源２１から放射されるペンシルビームγ線に垂
直である。また上下移動は紙面に垂直な方向である。

【００８６】被検査体１６の形を直径１００ｍｍ、高さ
１００ｍｍの円柱とする。また、被検査体１６の移動を
説明するための座標系を図１０のように設定する。図１
０の位置にある被検査体１６を初期位置とする。

【００８７】すなわち、並進位置ー５５ｍｍ、回転位置
０°、上下位置０ｍｍである。並進移動間隔（Δｘ）は
１ｍｍ、回転移動間隔（Δθ）は１°、上下移動間隔
（Δｚ）は１ｍｍとする。これらの移動間隔は、ＴＲＵ
密度分布測定の精度により決定されるが、ここでは上記
数値で説明する。

【００８８】以上の条件の下で、被検査体１６の移動フ
ローチャートを、図１１に示す。始めに、ステップ２０
１で、被検査体１６の初期位置が中性子計測制御装置２
２に設定される。この設定は操作者が入力装置１４を用
いて実施する。その後中性子用γ線源２１からγ線が照
射され（２０２）、中性子計測が実施される（２０
３）。

【００８９】被検査体１６は、γ線照射が終わると並進
移動をする（２０４）。この並進移動により被検査体１
６の並進位置は（並進初期位置―Δｘ＊ｉ）となる。す
なわち並進位置は―５４ｍｍである。この並進位置は５
５ｍｍ以下であるので（２０５）、ステップ２０２に戻
る。

【００９０】ステップ２０５の判定でＮＯの判定となる
と、回転移動となる（２０６）。この回転により回転位
置は（回転初期位置＋Δθ＊ｊ）になる。すなわち１°
である。この回転移動後、並進位置は並進初期位置に戻
る（２０７）。回転位置が３６０°より小さいか判定し
（２０８）、小さければステップ２０２に戻り、３６０
°以上であればステップ２０９に進む。

【００９１】ステップ２０９では、被検査体１６を上下
移動する。この上下移動で被検査体１６の上下位置は
（上下初期位置＋Δｚ＊ｋ）となる。すなわち１ｍｍで
ある。上下移動後、回転位置は回転初期位置に戻る（２
１０）。上下移動が実施される度に、上下位置が、被検
査体１６の高さ１００ｍｍより大きいか判定し（２１
１）、小さければステップ２０２に戻り、大きければ検
査は終了となる。

【００９２】

【発明の効果】本発明によれば、放射性廃棄物中にある
ＴＲＵの密度分布を計測することができるので、廃棄物
の処理及び処分管理を合理的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を達成する第一の実施例に係る放射性廃
棄物計測装置の平面構成図である

【図２】第一の実施例における被検査体の移動を説明す
るのに用いる座標系を示した図である。

【図３】第一の実施例における被検査体の移動のフロー
チャートを示す図である。

【図４】ＴＲＵの存在とペンシルビーム状γ線による中
性子発生の様子を模式的に表わした図である。

【図５】（γ、ｎ）反応が起こるγ線エネルギーのしき
い値を原始番号で整理した図である。

【図６】ＴＲＵ密度分布計測を説明するための座標系を
示した図である。

【図７】本発明を達成する第二の実施例に係る放射性廃
棄物計測装置の平面構成図である。

【図８】図７の中性子計測装置の平面構成図である。

【図９】図７のγ線ＣＴ装置の平面構成図である。

【図１０】第二の実施例における被検査体の移動を説明
するのに用いる座標系を示した図である。

【図１１】第二の実施例における検査体の移動のフロー
チャートを示す図である。

【符号の説明】

１…γ線源、２…プリコリメータ、３…ポストコリメー
タ、４…γ線検出器、５…γ線用信号処理装置、６…中
性子検出器、７…中性子減速材、８…中性子用信号処理
装置、９…移動装置、１０…制御装置、１１…演算装
置、１２…表示装置、１３…記憶装置、１４…入力装
置、１５…出力装置、１６…被検査体、１７…コンベ
ア、１８…コンベア制御装置、１９…中性子計測装置、
２０…γ線ＣＴ装置、２１…中性子用γ線源、２２…中
性子計測制御装置、２３…ＣＴ用γ線源、２４…ＣＴ制
御装置、２５…ＣＴ用信号処理装置

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射性廃棄物中に含まれ（γ、ｎ）反応を
   起す物質を計測する放射性廃棄物計測装置において、 ペンシルビーム状γ線を用いて、前記（γ、ｎ）反応を
   起す物質の前記放射性廃棄物中における密度分布を計測
   するように構成されていることを特徴とする放射性廃棄
   物計測装置。
2. 【請求項２】放射性廃棄物中に含まれ（γ、ｎ）反応を
   起す物質を計測する放射性廃棄物計測装置において、 ペンシルビーム状γ線を用いて、前記（γ、ｎ）反応を
   起しかつ原子番号９２以上の物質の前記放射性廃棄物中
   における密度分布を計測するように構成されていること
   を特徴とする放射性廃棄物計測装置。
3. 【請求項３】放射性廃棄物等の被検査体中に含まれ
   （γ、ｎ）反応を起す物質を計測する放射性廃棄物計測
   装置において、 ペンシルビーム状γ線を生成し前記被検査体に照射する
   γ線照射部と、前記被検査体を透過してくる前記ペンシ
   ルビーム状γ線を計測するγ線検出器と、前記被検査体
   から前記（γ、ｎ）反応により発生する中性子を計測す
   る中性子検出器と、前記被検査体を前記ペンシルビーム
   状γ線の入射方向に対して並進移動、回転移動及び上下
   移動させる移動装置と、前記γ線検出器からの計測デー
   タに基づき前記被検査体のγ線線吸収係数分布を算出
   し、前記γ線線吸収係数分布と前記中性子検出器からの
   計測データとに基づき前記被検査体中の前記（γ、ｎ）
   反応を起こす物質の密度分布を算出する演算装置と、前
   記γ線線吸収係数分布と前記密度分布とを重ねて表示す
   る表示装置とを有することを特徴とする放射性廃棄物計
   測装置。
4. 【請求項４】放射性廃棄物等の被検査体中に含まれ
   （γ、ｎ）反応を起す物質を計測する放射性廃棄物計測
   装置において、 ペンシルビーム状γ線を前記被検査体に照射することに
   よって起る前記（γ、ｎ）反応により前記被検査体から
   発生する中性子を計測する中性子計測装置と、前記被検
   査体を透過してくる前記ペンシルビーム状γ線を計測
   し、該計測した計測データに基づき前記被検査体のγ線
   線吸収係数分布を算出するγ線ＣＴ装置と、前記γ線線
   吸収係数分布と前記中性子計測装置からの計測データに
   基づき前記被検査体中の前記（γ、ｎ）反応を起こす物
   質の密度分布を求める演算装置と、前記γ線線吸収係数
   分布と前記密度分布を重ねて表示する表示装置とを有す
   ることを特徴とする放射性廃棄物計測装置。
5. 【請求項５】請求項３または請求項４において、前記
   （γ、ｎ）反応を起す物質は、原子番号９２以上の物質
   であることを特徴とする放射性廃棄物計測装置。
6. 【請求項６】放射性廃棄物中に含まれ（γ、ｎ）反応を
   起す物質を計測する放射性廃棄物計測方法において、 ペンシルビーム状γ線を用いて、前記（γ、ｎ）反応を
   起す物質の前記放射性廃棄物中における密度分布を計測
   することを特徴とする放射性廃棄物計測方法。
7. 【請求項７】放射性廃棄物中に含まれ（γ、ｎ）反応を
   起こす物質を計測する放射性廃棄物計測方法において、 ペンシルビーム状γ線を用いて、前記（γ、ｎ）反応を
   起こしかつ原子番号９２以上の物質の前記放射性廃棄物
   中における密度分布を計測することを特徴とする放射性
   廃棄物計測方法。
8. 【請求項８】被検査体中に含まれ（γ、ｎ）反応を起こ
   す物質を計測する放射性物質計測装置において、 ペンシルビーム状γ線を用いて、前記（γ、ｎ）反応を
   起こす物質の前記被検査体中における密度分布を計測す
   るように構成されていることを特徴とする放射性物質計
   測装置。
9. 【請求項９】被検査体中に含まれ（γ、ｎ）反応を起こ
   す物質を計測する放射性物質計測方法において、 ペンシルビーム状γ線を用いて、前記（γ、ｎ）反応を
   起こす物質の前記被検査体中における密度分布を計測す
   ることを特徴とする放射性物質計測方法。