JPS6345583A

JPS6345583A - 表面汚染検査装置

Info

Publication number: JPS6345583A
Application number: JP18849086A
Authority: JP
Inventors: Satoru Suzuki; 知鈴木; Hiroshi Kitaguchi; 博司北口; Masahiro Kondo; 正弘近藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-08-13
Filing date: 1986-08-13
Publication date: 1988-02-26

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、放射線を測定する装置に係り、特に、その放
射線が物体の表面から発せられているか否かを判別し、
放射性物質による表面汚染を検査するのに好適な装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来、放射性物質の表面汚染検査では、対象表面物質を
ろ紙等でこすり取り、このろ紙に付着した比較的取れ易
い物質の放射能を調べるというスミア法を採用している
。このスミア法は、確実な検査法であるが、検査対象が
広くなると、検査員の労力は非常に大きくなる。そこで
、特開昭５８−７０１９０号公報に記載のように、この
スミア法を自動化したような装置が考えられている。

また、この表面汚染検査では、飛程の短かいα線又はβ
線に感度を高くした０Ｍ計数管や比例計数管等の検出器
で直接対象表面の放射能を？ｌＩＩ！定するサーベイ法
も並用されている（たとえば、石原豊秀編著、放射線の
管理計測、通商産業研究社１９７８年参照）〔発明が解決しようとする問題点〕上記従来技術におけるスミア法の自動化装置は装置が大
がかりになり、測定対象も限定されるため、汎用的には
使えない。従って、表面汚染検査をより簡単に、しかも
、検査員の検査労力をより軽減するには、できるだけ、
上述のサーベイ法を活用し、スミア法による検査の必要
性を最少限にすることが望まれる。このためには、従来
の表面汚染検査用サーベイメータの検出感度を高め、サ
ーベイメータで表面汚染の有無の判定能力を向上させる
必要がある。

ところで放射性核種のほとんどは、γ線も一緒に放出す
る。従って、これらの核種の汚染検査では、従来のα線
β線を検出する方法だけでなくγ線も検出し、このγ線
も表面汚染の有無の判定に利用できれば、情報が増す分
だけ表面汚染の検出感度が向上する。ところが、γ線は
、その飛程が長く、容易に物質を通り抜けることができ
るため、検出されたγ線が、その物体表面から放出され
ているのか、内部からなのか、あるいは、裏側のある場
所からなのか区別がつかない、このため、γ線をα、β
線と一緒に測定すると、そのままでは。

表面汚染の検出感度を下げるように働いてしまう。

これが、従来のサーベイ法でα線または、β線に感度の
高いサーベイメータを利用している理由である。

本発明の目的は、α線β線に加えγ線も同時に測定し、
このγ線の効果が表面汚染の検出感度を高めるように作
用する表面汚染検査装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は１表面の同一部位からのα、β、γ線を同時
に測定できるようにし、しかも、γ線については、γ線
スペクトルを分析し、あらかじめ用意しておく表面汚染
の標準スペクトルと比較することにより達成される。

今、物体の後方、内部、あるいは、検出器側の表面に、
γ線源を置いて、シンチレーション検出器により、γ線
のエネルギスペクトルを分析すると、それぞれのγ線源
の位置に応じて、スペクトルの形状が異なる。従って、
このスペクトルの形状の違いから、逆に、γ線源の深さ
方向の位置、すなわち、物体の表面か、内部か、それと
も、その物体の後方にあるかどうか相定できる。この事
実を利用して、γ線からの表面汚染の判定をするため、
あらかじめ、放射性核種ごとに表面汚染がある場合の標
準イベクトルを用意しておき、測定されたγ線スペクト
ルとの比較ができるようにしておく、また、検出器は、
α、β線検出部とγ線検出部を重ね合わすように構成し
ておく。

〔作用〕

このような放射線検出器を構成することにより、もし、
検査対象表面から、α、β線が検出されれば、これらの
放射線の飛程が短かいことにより。

直ちに表面汚染が有ると判定できる。また、もしγ線が
検出されれば、そのスペクトルが測定され。

測定スペクトルの形状（又は、フォトピーク面積とコン
プトン散乱部面積との比等の特徴量）が、あらかじめ求
めておいた出側核種の表面汚染の標準スペクトル（又は
、その特徴量）に近いかどうかが調べられ、もし、近け
れば、表面汚染ありと判定できる。

また、検出器の一体構造により、同じ表面部位のα、β
、γ線を同時に検出でき、すべての放射線を利用して、
表面汚染の有無を判定可能にし、表面汚染の検出感度を
高めることができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を詳細に説明する。第１図は本
発明の全体構成である。同図において１は、放射線検出
器で、α、β線検出部１０１とγ線検出部１０２から成
り、これらは、それぞれ有機シンチレータおよび、Ｎａ
Ｉ　　シンチレータ等。

それぞれの線質に感度の高いシンチレータ等で構成され
ている。２及び３は光電子増倍管、４及び５は増幅器で
あり、各シンチレータから出た光子を増倍し、電気信号
の形で放射線を検出する。６は、波高分析器で、γ線の
エネルギスペクトルを測定する。７はメモリーで、現在
測定したスペクトルを記憶する。８は、プロセッサでメ
モリ７の内容を用いて、スペクトルの特徴量（たとえば
、フォトピーク面′ｖＸｈｇｊｋとコンプトン散乱部の
面積ａｂｅｆの比等）を計算する。Ｋ点、及びｇ点のエ
ネルギは、６＝１ピークＪのエネルギーに点、又は、ｇ
点のエネルギ１／（Ｊのエネルギ）をあらかじめ設定し
ておくことで決まる。また、ｆとｇｓｅとｈは同じ点で
もよい、プロセッサ８は、また、スペクトルのフォトピ
ークエネルギＥｐと、メモリ９に記憶させておくＥｐ　
と核種の関係を用いて、測定スペクトルの核種を同定す
る。メモリ９は、また表面汚染のある場合の標準スペク
トルの特徴量を、放射性物質の種類（すなわち核種）毎
に記憶している。１０及び１１は、比較器であり１４は
１表面汚染判定器で次のような原理で表面汚染の有無の
判定をする。

いま、第３図に示すような物体と放射線源の位置の三つ
の場合を考える。同図で１７は物体、１８は放射線源、
１９はγ線検出器であり第１図のγ線検出系１〜７に対
応したγ線エネルギスペクトル分析装置を考えればよい
、このとき、第３図の各（Ａ）、（Ｂ）、ＣＣ）の線源
と検出器の位置関係に対応して得られるγ線エネルギス
ペクトルは、それぞれ第４図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に
示すようなスペクトルとなる。すなわち、（Ａ）は物体
の表面に汚染源があって、その汚染源の放射線を検出器
１９が検出している場合であるが、この配置で得られる
スペクトルは、図に示すように、エネルギＥ、ではっき
りとしたピークが生じる。

前述のように、このスペクトルの特徴量をメモリー９に
記憶させておく、（Ｂ）の場合は、物体を隔てて、検出
器と反対側に線源がある場合であるが、この配置では、
物体１４で散乱された放射線が検出器に入射するため、
そのスペクトルは、第４図（Ｂ）にようにフォトピーク
が小さくなる。

さらに、第３図（Ｃ）に配置におけるスペクトルは、第
４図（Ｃ）に示すようなスペクトルとなり、同図（Ａ）
、（Ｂ）の中間的な形状を示す。このように、三つの配
置で得られるスペクトルはその形状を異にする。従って
、現在測定されたスペクトルについて、第２図に示すよ
うな特産を求めればこの値の大小で、第４図のどれに近
いかでこの三つを分離できる。ただし、得られたスペク
トルをたとえばフォトピークの計数値等で規格化してお
く必要がある。たとえば第２図Ａ　ｐ　／　Ａ　ｃを特
徴量として、第３図の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を区別す
るには、二つの境界値（Ａ　ｐｌ　Ａ　Ｃ）Ａ＞　Ｐ　１＞　（Ａ　ｐｌ　Ａ
ｃ）Ｂ＞　Ｐ　ｘ＞　（Ａ　ｐｌ　Ａｃ）ｃ　（１）（
ただし、サフィックスＡ−Ｃは、第４図（Ａ）。

（Ｂ）、（Ｃ）に対応する）を満たすしきい値Ｐｉ。

Ｐ２をあらかじめ核種毎に用意し、現在、測定されたス
ペクトルの特徴量と比較すればよい。第１図における比
較器１０及び１１は、上述のように、現在のスペクトル
の特徴量Ｐと、ある核種のしきい値Ｐ１及びＰ２とをそ
れぞれ比較する６表面汚染判定装置１４は、もしＰがＰ
ｘを越えていれば第３図（Ａ）のような表面汚染である
こと、また。

Ｐ　１　＞　Ｐ　＞　Ｐ　２であれば、第３図（Ｃ）の
場合のスペクトルであり、表面汚染の可能性があること
、また４Ｐｘ＞Ｐ　であれば、第３図（Ｂ）のスペクト
ルで１表面汚染でないと判定を下す。

１５．１６は表示器で、この判定結果を表示し、同定さ
れた核種も同時に表示する。

一方、α、β線検出部で検出された放射線についても、
光電子増倍管３、増幅器５を通して、電気信号に変換し
、計数率装置１２で、単位時間当りの計数値を求め、こ
の値がメモリ９に貯えられている設定値Ｒａ（バックグ
ラウンドの数倍の値に任意に設定可能）と比較器１１に
よって、比較される０表面汚染判定器１４は、また、こ
の比較器１１の比較結果に基づいて現在の計数率ＲがＲ
ｓより大きいとき、表面汚染ありと判定器１３で判定を
下し、表示器１６にその結果を表示する。

このような構成で、α、β及び、γ線のすべての情報を
用いて、表面汚染の有無を検出できる。

なお、検出器１のα、β線検出部と、γ線検出部の間に
は、α、β線検出部（シンチレータ）でのシンチレーシ
ョン光子がγ線検出部に達し、ないような薄い光しやへ
い体を設けておく。

次に、複数のγ線放出核種が存在する場合の表面汚染の
判定器を説明する。複数の核種が存在する場合には、第
５図に示すようなγ線エネルギスペクトルが得ら匙る。

このスペクトルは、存在する各々の単一核種のγ線スペ
クトルの重ね合わせである。従って、まず、高エネルギ
側のフォトピークエネルギをもとにして、γ線エネルギ
の高い核種を同定し、この同定核種に対して、第２図の
ような特徴量を求める。第５図は、また、この状況を説
明している。すなわち、面積Ａｐ（点ｈ　＋　ｇ　ｒＪ
＋にで囲まれる面積）と面積Ａ　ｃ　（点ａ、ｂ、ｆ、
ｅで囲まれる面積）の比を求める１次に、次の高エネル
ギピークについて、同様にＡｐ’及びＡ　ｃ　’の比を
求め、この手順を最後のフォトピークについて繰返えせ
ば、すべての核種について単一核種の場合と同様表面汚
染の有無を判定できる。たりし、一つの核種で二つ以上
のピークがあるものについては、たとえば高エネルギ側
のピークに関連した特徴量を求め、その他のピークにつ
いては特徴量を計算しなくてもよい、もちろん全部計算
して。

これらの結果から表面汚染を判定することもできる。こ
のような処理は、プロセッサー８に実行させることが可
能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、対象表面を直接測定することで表面汚
染の有無を判定できα線、β線の他γ線の情報も使って
いることで、本装置の検出感度は従来の装置に比べて高
くなる。また、サーベイ法の表面汚染検査で核種も同定
できる。従って、本装置を利用すれば、スミア法の必要
性をかなり省略でき、検査員の労力も軽減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の全体構成図、第２図は、
γ線エネルギスペクトルと特徴量を示す図、第３図は、
汚染源と検出器の位置関係を示す図、第４図は、第３図
の位置関係に対応するγ線エネルギスペクトルの図、第
５図は、複数核種が存在する場合のγ線エネルギスペク
トルと特徴量の計算方法を示す図である。１４・・・表面汚染判定装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１、α線とβ線を検出する検出器と、γ線を検出する検
出器とを重ね合わせた構造のα、β、γ線検出器と、γ
線エネルギスペクトルの形状の特徴量を計算する装置と
、あらかじめ放射性物質の核種毎に、表面汚染のある場
合の前記γ線エネルギスペクトルの標準特徴量を記憶す
る装置と、現在測定された前記γ線エネルギスペクトル
の特徴量と標準特徴量とを比較して、表面汚染の判定を
行なう装置と、α及びβ線が検出されれば表面汚染と判
定する装置とで構成され、検査対象表面のα、β、γ線
を同時に検出して、これらすべての情報から対象表面の
表面汚染の有無を複数核種があつても判定できるように
したことを特徴とする表面汚染検査装置。