JPS6168576A - 試料からの放射線の検出方法及び装置 - 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】 本発明は、低レベルの放射能を有する試料からの放射線
の放射を検出するための方法および装置に係わう、特に
廉価で効率の良い方法および装置に関するものである。

原子力発電プラント等においては、低レベルの放射線を
有する廃棄物が発生する。このような廃棄物は、典型的
に原子力設備もしくは施設の実験室、事務所、作業現場
等で使用することが通常予測される紙、織布、靴、衣服
、工具、その他種々な物品を含む。廃棄物の処理前に、
廃棄物は容器内に収集されて、一連の検査を受け、この
検査過程でβ粒子およびγ線放射に関して検査される。

予め定められたレベルを越える放射線が検出されると、
廃棄物が詰められた容器は、危険物として処理され、管
制された処理場所に埋設されている。容器の内容物は汚
染されていない物品が検出される確率が低いために、そ
れ以上点検もしくは検査を受けることはない。通常、容
器からの２ミリレントゲン／時を越える放射線が、廃棄
物から利用可能な物質又は部分を見付ける確率が低いレ
ベルもしくは点と見做されている。２ミリレントゲン／
時よりも低い放射線を出す廃棄物は、非放射性物質又は
部分を取除く試みで、より綿密な検査を受ける。これに
より管制されている敷地に埋設しなければならない材料
の量は減少され、工具のような価値のある物品を回収す
る機会が与えられる。

廃棄物検査の１つの様相は、低レベルのγ線放射に関す
る検査に関係する。この検査を達成するために、一般に
は比較的にγ線放射から免れていると考えられる廃棄物
はプラスチック製のバッグ（袋）または厚紙製の箱内に
詰められる。所望により、検査前に、廃棄物を圧縮して
詰込んで、検査される材料の量を増加することができる
。

本明細書に開示する方法および装置がその一部分となる
ことができる廃棄物の予備検査方法は、１９８４年９月
１０日付けの米国特許願連番第６４８７８０号明細書に
開示されている。

本発明は、試料から放射される放射線の検出装置におい
て、該試料を支持するためにフレームに取付けられた試
料支持手段と、前記フレームに取付けられて前記試料か
ら放射される放射線を検出するための放射線検出器と、
前記フレームに取付けられて前記放射線検出器をバック
グラウンド放射線から遮蔽するための遮蔽手段とを備え
ていることを特徴とする試料からの放射線の検出装置に
在る。

本発明はまた、試料から放射される放射線を検出するた
めの方法において、放射線検出器に第１の遮蔽部を設け
ることにより、放射線を検出できる扇形領域を限定し、
第２の遮蔽部でバックグラウンド放射線の作用を最小に
して前記第１および第２の遮蔽部で試験領域を画定し、
そして前記試料の少なくとも一部分を前記試験領域内に
配置することを特徴とする試料からの放射線の検出方法
をも提案する。

本明細書に開示する方法および装置は、バックグラウン
ド放射線からの干渉を最小限度に抑制しつつ、試料から
放射されるγ放射線を検出することができる。これは、
γ線検出器ならびに装置の周りに遮蔽を設けることによ
り達成される。

以下、本発明のより明確な理解を得るために、単なる例
として、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施例に
関して説明する。

図面を参照するに、検出装置１０は、屋根１４、床１６
および複数の側部１８．２０．２２．２４および２６を
画定するフレーム１２を有する。

屋根１４は、端突合せ関係で組立てられたアングルブラ
ケッ１〜３０，３２，３４．３６および３８のような複
数の水平方向に配置された部材から構成されるフレーム
２８により画定される。」二記アングルブラゲットは、
追って詳細に述べるように、屋根遮蔽部を支持する他の
ブラケットからなる格子（図示せず）を支持する。屋根
１４は、ブラケッ１−３６により１つの角部が截頭され
ている点を除き、はぼ矩形である。

床１６は、端突合せ関係で組立てられたアングルブラケ
ット３０°、３２°、３４’、３６’　および３８′の
ような複数の水平方向に配置された部材から構成される
フレーム（枠）４０により画定される。フレーム４０は
、支持基部４２上に取付けることができる。

上側および下側のフレーム２８および４０ならびに支持
基部４２は同じ形状を有している。下側のフレーム４０
は、複数の垂直方向に延在するブラケット４４．４６．
４８．５０　　および５２により上側のフレーム２８か
ら離間した関係で保持されている。なお、ブラケット４
４．４６．４８．５０および５２は、水平方向に配置さ
れた部材３０゜３２．３４．３６および３８ならびに３
０°、３２’。

３４”、３６“および３８゛の接６箇所で各フレームに
連結されている。

屋根１４および床１６は双方共に、上側および下側のフ
レーム２８および４０内に配置されている鉛遮蔽層５６
および５８により画成されている。

屋根の鉛遮蔽層５６は、フレーム２８から構成さ＝８− れな上述の格子により支持され、他方、床の鉛遮蔽層５
８はフレーム４０および支持基部４２によって支持され
ている。遮蔽層の厚さは、約４インチ（約１０ｃ「Ｉ＋
）とするのが好ましい。この厚さは、γ線を適当なレベ
ルに減衰するのに十分であると考えられる。

支持基部４２は、検出装置１０を必要に応じて成る場所
から成る場所に移動することができるように、複数の脚
車６０により支持することができる。

はぼ円形のブラットホーノ＼（試料支持手段）６４が垂
直の軸６６によって画定される垂直軸線を中心に回転す
ることができるように、床１６に回転自在に支持されて
いる。円形のプラットホーノ＼６４を回転するために適
当な回転手段を設けることかできる。ここで、好ましい
回転手段と考えられる１つの回転手段は、軸６６と共に
回転運動するように固定された水平方向に配置されてい
るスプロケット６８と、該スプロケット６８に係合する
チェーン７０とから構成されている。スプロケットのチ
ェーン７０を駆動するための動力は、ブラケット４６に
隣接する箇所で床１６上に取付けることができる適当な
モータ７２から発生することができる。

鉛から形成することができる第２の遮蔽部もしくはシー
ルド８０は、プラットホーム６４の周辺の一部分を取巻
いて配置される。遮蔽部もしくはシールド８０は屋根１
４と床１６との間に延在する。このシールド８０の厚さ
は約４インチ（約１．０ｃｍ）とするのが好ましい。

遮蔽部８０は一体の要素とすることもできるし或いはま
た図示のように複数の部分から構成することもできる。

後者の場合、第１の比較的狭い部分８２は、側部２６に
沿って配設することができる。この部分８２は、一方の
縁で、該部分８２よりも若干広い第２の部分８４に連結
される。なお、第２の部分８４は部分８２に対して成る
角度をもって配置される。部分８４は、角部８６　（第
２図）を截頭し、それによりモータ７２が遮蔽部の外側
に位置するようにすることができる。第３の部分８８は
側部１８に沿って延在する。この部分８８の一方の縁は
部分８４に連結されている。他方の縁は部分９０に接続
されている。

第１の遮蔽部９４は遮蔽部８０と対置して配置されてい
る。この第１の遮蔽部９４はほぼＵ字形であって、第３
の部分１０２によって接続された対向部分９８および１
００を有する。部分９８゜１００および１０２は、円形
プラットホーム６４および第２の遮蔽部８０に対し実質
的に対向する位置関係にある。対向部分９８の末端部１
０８は、その内面１］２が、対向部分１００の内面１１
４に対して成る角度をもって位置するように、部分１０
０に対して発散している。

第２の遮蔽部９４には、適当なγ線検出器１１６が取付
けられている。この検出器１１６は、対向する部分９８
および１００によって画定される渭状部１０６内に配設
するのが好ましい。即ち、γ線検出器１１６は、プラッ
トホーム６４の回転軸線に対しほぼ平行な関係にある細
長い配列で垂直方向に配設されて、その面１１７は、回
転軸線６６から延びる半径に対しほぼ直角に配置される
。

検出器１１６はγ線放射を検出するのに周知である型の
ヨウ化ナトリウムシンチレーション検出器とするのが好
ましい。溝もしくは凹状部１０６は、検出器１１６が対
向する部分間に着脱可能に摩擦で支持することができる
ように、コルクのような適当な弾性変形可能な材料を内
張すすることができる。

第１の出し入れ開口１２０が部分９０と垂直ブラケット
５０との間で検出装置の側部に設けられている。出し入
れ開口１２０は、プラットホーム上に容器を容易に設置
しそしてγ線放射に関しての検査後容易に取出すことが
できるように、円形プラットホーム６４の直径と少なく
とも同じ大きさである。第２の出し入れ開口１２２が、
遮蔽部の部分８２と対向部分９８の末端部１０８との間
に設けられている。この出し入れ開口は、該出し入れ開
口を介して物品をプラットホーム６４上に置いたり或い
は取出したりすることができる程該物品が十分に小さい
場合、必要に応じて、検査中の物品の点検を可能にする
。

？・線検出器１１６は、その面１１７全体に渡りγ線放
射を検出し得る。したがって、γ線放射を直接検出する
ことができる扇形領域もしくはセクタ領域が、検出器１
１６の角１２６，１．２８　　と、遮蔽部９４の対向部
分９８，１００の各端面１３４．１３６および内側面１
１２，１１４　の接合部により画定される角１３０，１
３２　　との間に延びる直線によって定められる。これ
ら直線間の内角αは約６７°である。したがって、扇形
領域は、出し入れ開口１２０に隣接する部分９０の端部
近傍から、出し入れ開口１２２に隣接する部分８２の端
部近傍にまで延在する。角度αによって定められる扇形
領域の側辺は、不必要な遮蔽材料の量を最小にするため
に、各出し入れ開口から約１インチ（２、５４，ｃａ＋
）だけ内側に位置すべきである。

角度α、遮蔽部８０および９４によって定められる領域
が試験領域１４０を画定する。遮蔽部の位置関係からし
て、試験領域外から構成される装置線放射は、検出器１
１６によって直接検出することができる。試験領域１４
０の外側から到来するγ線放射は遮蔽部８０または遮蔽
部９４により減衰され、それによりこのようなγ線放射
が検出器１１６に与える影響は最小限度に抑制される。

このようにして、バックグラウンド放射線に対する一試
料の放射線の比は最大となり、検出感度が高められる。

角度αは、プラットホーム６４上の試料の対向する表面
の２分の１よりも若干大きい領域を包摂するように選択
される。この配列で、試料の中心が常に試験領域にある
間、試料の表面は試験領域内で運動する。したがって試
料の中心と表面との間に位置する試料の部分は、その位
置に対応してそれぞれ長い期間および短い期間試験領域
内に存在することになる。これは望ましいことである。

なぜならば、所与のγ線放射量に対して、検出器の応答
が、できるだけ、γ線放射源と検出器との間の距離に左
右されず、はぼ同じになるようにするためには、試料の
内部をより長い期間検査するのが好ましいからである。

遮蔽部９４は、対向部分９８および１００の内側面１１
２および１１４によって定められる角度がプラットホー
ム６４の回転軸線６６を包摂するように配設される。そ
の結果として、回転軸線６６上に位置する試料の部分か
ら出る放射線は、検出器の面１１７に対して直角に入射
する。その結果、回転中心からの放射線は最大の強さで
検出されることになる。

遮蔽部８０および９４ならびに床および屋根の内側表面
は、銅の層１４４により被覆することができる（第４図
参照）。この層１４４は、約１６分の１インチ（約１．
５８＋６ｍ）の厚さにするのが好ましい。このように層
１４４を設けることは、低エネルギレベルでのγ線の入
射時における鉛からの特性Ｘ線の放射を制御するのに有
用である。この構成は次の点で望ましい。即ち、さもな
ければ、低エネルギの特性Ｘ線が検出器１１６によって
低レベルのγ線として読取られてしまい、それにより実
際の低レベルのγ線放射の強度に関し誤った読取りが生
じてしまう恐れがあるからである。

したがって低レベルのγ線放射、即ち２５０ＫｅＶ　よ
り壬低いγ線放射を検査する必要がなかったり或いは検
査することが望まれない場合には、上述の銅層は省略す
ることができる。

検出装置１．０のための内張りもしくはライナと舗 して取外し可能なをシート材が設けられる。このシート
材は、プラットホーム６４の実質的に全周の端面１３４
からブラケット５２まで延在しており、遮蔽部８０を完
全に覆う。対向部分１００の端面１３６から垂直ブラケ
ット５０に第２の内張りもしくはライナ部分１４８が延
びている。これら内張り部分１４６および１４８は、ネ
ジ、スナップ取付は具、クランプ等のような適当な取付
は具により、遮蔽部８０および９４の内側表面ならびに
各垂直ブラケット５０および５２から容易に取外すこと
ができる。

以上に述べた検出装置１０は、廃棄処分前に、試料から
出るγ線放射を検出するのに用いることができる。

この検出装置はまた、低レベルの放射能を有する廃棄物
の容器に予備検査を行って危険な廃棄物として取り扱う
べきかどうかを判定するための予備選別装置として使用
することもできる。別法として、この装置は、γ線が放
射性廃棄物の容器から出ている場合に、その放射線の量
が放射線医学上の危険を表さない程低レベルであること
を確認するための最終チェック手段として用いることが
できる。

厚紙製の箱１５０のような試料を収容する容器を円形プ
ラットホーム６４上に置く。別法として、容器は、プラ
スチック製廃物バッグ（袋）として市場で入手可能なポ
リエチレンのような適当なサーモプラスチック材料から
造ることもできる。モータ７２を付勢すると、プラット
ホームは回転し始める。この場合、ブラットホーノ＼６
４は毎分約２回転の速度で回転し、そして一完全回転さ
せるのが好ましい。

容器１５０から７・線が放射されている場き、この放射
は全ての方向に無規則に指向する。殆どの放射は、第２
および第１の遮蔽部８０および９４または床或いは屋根
の遮蔽部５６および５８によって吸収される。成る放射
線の１部分は、開口１２０および１２２を通る９残りの
放射線は遮蔽部の対向部分９８および１００の末端部に
当たるか或いは直接γ線検出器１１６に入射するか或い
は遮蔽部によって散乱された後に７・線検出器１１６に
入射する。このγ線検出器１１６は、予め定められたレ
ベルを越える放射線が検出された時に警報を起動するよ
うに周知の仕方で設けることができる。

試験領域１４０は角度αで発散しているという事実から
して、試験領域内に起源を有し容器から直接検出器１１
６に向けられているγ線或いは遮蔽部による散乱後に検
出器に向けられるγ線が主に検出されることになる。

開口１２０および１２２を経て試験領域１４０に入り得
るバックグラウンドγ線放射が直接検出器１１６に入射
することは不可能である。なぜならば、これら開口１２
０および１２２は試験領域の外側に位置しているからで
ある。さらに、試験領域の端は、遮蔽部８０および９４
によって閉ざされている。その結果、開口１２０および
１２２に対して高価な遮蔽された閉鎖部を設けることな
く、容器から放射される？・線放射の忠実な読取りを行
うことができる。

７・線を発生する廃棄物が容器１５０内で不規則に位置
している可能性を考慮して、プラットホーノ、６４は、
容器の各部分が試験領域１４０を通り検出器１１６に対
し比較的接近して位置するように回転される。

さらに第２図を見れば明らかなように、対向する表面１
１２および１１４間の角度によって画定される扇形領域
の部分には回転中心６６が含まれていることを想起され
度い。したがって、容器をプラットホーム６４上にラン
ダムな仕方で配置したとしても回転軸線の上に位置する
部分（容器内の他の材料によって多分に阻止される可能
性のある部分）は、検出器１１６の而１１７に対して直
角に試験領域を移動し、検出器１１６から一定の距離に
留とまる。このように、回転軸線を試験領域］４０内に
検出器に対して直角をなすように設けることにより、容
器全体が均等に標本化されることを確保する安全性が実
現される。仮に、回転軸線が、内側面１１２および１１
４により画定される扇形領域部分の一方の側に全体的に
偏位されているとすれば、回転軸上に位置する試料の部
分は扇形領域もしくは試験領域内の位置に出たり入った
りすることになって、試料（容器）の中心から直角に検
出器１１６に入射するγ線放射の連続的な読取りは達成
されないことになろう。

遮蔽材を、内側面１］２および１１４によって画定され
る扇形領域の縁が回転軸線を通るように配置することは
可能ではあるが、このような配列によれば、機械の公差
、部品の摩耗等が原因で扇形領域は遷移して回転軸線を
包摂しないようになるために、思わぬ危険を招来し得る
。例えば、試料の１部分が適切に検査されないという危
険が生ずる。

長い期間を経れば、箱や容器１５０の表面上に在る放射
性の塵や粒子が遮蔽部８０および９４の内壁に転移する
ことが予想される。その結果として、これらの壁上にお
ける放射能の累積に伴い、試料内のγ線放射レベルが予
め定められたレベルよりも十分に低い場合でも、検出器
１−１６はγ線放射の危険なレベルの存在を指示する事
態が起こり得る。したがって、時々、装置の内壁の汚染
除去を行う必要がある。このような汚染除去では、単に
、壁から汚染された粒子をブラシで拭き払うことにより
実施しても良いし或いはまた必要に応じ、より周到な方
法で壁の汚染除去を行うことができよう。

検出装置の内壁の汚染除去は、鋼製のライナ（内張り）
部分１４６および１４８を用いることにより非常に簡略
化される。これら内張り部分は容易に取外し可能である
ので、汚染除去の目的で単純で簡便な仕方で取外すこと
ができる。したがって、内張り部分を汚染除去している
間、代替内張りを装置に設置して装置を連続的に使用す
ることが可能である。

以」二、容器内に収容されている放射性廃棄物の試料内
のγ線放射を検出するための装置および方法について説
明した。検出装置には、試料の試験中、検出器に対する
バックグラウンド放射線の入射を減少することを可能に
する最小限の遮蔽が設けられる。さらに、試料全体が検
出器に照準される機会を有することを確保するための手
段が設けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、試料からの放射線の放射を検出するための装
置を一部切除して示す斜視図、第２図は第１図の線２−
２における断面図、第３図は第２図の線３−３における
断面図、そして第４図は第り図の線４−４における断面
図である。 １０・・・検出装置、１２，２８，４．０・・・フレー
ム、６４・・・プラットホーム（試料支持手段）、６６
・・・垂直軸線（試料支持手段の回転中心）、６８，７
０゜７２・・・スプロケット、チェーン、モータ（回転
手段）、８ｏｂ　９４・・・遮蔽部（遮蔽手段）、１１
６・・・γ線検出器（放射線検出器）、１．１２，１１
．４と１３４゜１３６・・・遮蔽部の対向部分の内側面
と端面（扇形領域の限定手段）、　１．４０・・・試験
領域、１４４・・・銅の層、１５０・・・試料を収容す
る箱。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）試料から放射される放射線を検出するための方法に
   おいて、放射線検出器に第１の遮蔽部を設けることによ
   り、放射線を検出できる扇形領域を限定し、第２の遮蔽
   部でバックグラウンド放射線の作用を最小にして前記第
   １および第２の遮蔽部で試験領域を画定し、そして前記
   試料の少なくとも一部分を前記試験領域内に配置するこ
   とを特徴とする試料からの放射線の検出方法。 ２）試料および放射線検出器を相対的に運動して該放射
   線検出器が試料全体を検査できるようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の試料からの放射線の
   検出方法。 ３）試料の周辺を、該試料の内部が放射線検出器に露出
   される時間の約半分の期間前記放射線検出器に対して露
   出して、それにより前記試料の内部から放射される放射
   線が前記試料の表面から放射される放射線と同じ応答を
   惹起するようにした特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の試料からの放射線の検出方法。 ４）試料から放射される放射線の検出装置において、該
   試料を支持するためにフレームに取付けられた試料支持
   手段と、前記フレームに取付けられて前記試料から放射
   される放射線を検出するための放射線検出器と、前記フ
   レームに取付けられて前記放射線検出器をバックグラウ
   ンド放射線から遮蔽するための遮蔽手段とを備えている
   ことを特徴とする試料からの放射線の検出装置。 ５）放射線検出器が試料内の複数の場所から放射される
   放射線を検出することができるように、前記放射線検出
   器と試料支持手段との間に相対運動を行わせる相対運動
   手段を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第４
   項記載の試料からの放射線の検出装置。 ６）相対運動が、回転軸線を中心に行なわれ、そして放
   射線検出器が該回転軸線に対して平行に位置しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の試料からの
   放射線の検出装置。 ７）遮蔽手段および放射線検出器が試料支持手段の周辺
   に配置され、さらに、前記放射線検出器が放射線を検出
   できる扇形領域を限定するための限定手段を備え、前記
   遮蔽手段が、前記放射線検出器に対するバックグラウン
   ド放射線の作用が最小になるように前記扇形領域に延在
   していることを特徴とする特許請求の範囲第４項ないし
   第６項のいずれかに記載の試料からの放射線の検出装置
   。 ８）試料支持手段が垂直軸線を中心に回転可能にフレー
   ム上に取付けられ、放射線検出器が該垂直軸線に対して
   ほぼ平行な関係で配置される細長い配列形態で設けられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第４項ないし第
   ７項のいずれかに記載の試料からの放射線の検出装置。 ９）回転軸線を中心に試料支持手段を回転するための回
   転手段を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ８項記載の試料からの放射線の検出装置。 １０）回転手段が、試料支持手段を少なくとも１回回転
   するように動作することを特徴とする特許請求の範囲第
   ９項記載の試料からの放射線の検出装置。 １１）扇形領域が、少なくとも、試料支持手段の回転中
   心を包摂することを特徴とする特許請求の範囲第８項な
   いし第１０項のいずれかに記載の試料からの放射線の検
   出装置。 １２）放射線検出器がγ線を検出するように動作するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項ないし第１１項の
   いずれかに記載の試料からの放射線の検出装置。 １３）放射線検出器の遮蔽手段は、試料の対向表面の約
   ２分の１を放射線検出器に露出することを特徴とする特
   許請求の範囲第４項ないし第１２項のいずれかに記載の
   試料からの放射線の検出装置。 １４）遮蔽手段が、鉛を含み、そしてその内表面の少な
   くとも一部分が銅層によって覆われていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１３項記載の試料からの放射線の
   検出装置。 １５）鉛が少なくとも１０ｃｍ厚さであり、銅層が少な
   くとも１．６ｍｍ厚さであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１４項記載の試料からの放射線の検出装置。