特許 6751331 放射性廃棄物測定装置、放射性廃棄物測定方法、及び放射性廃棄物の密度分布計算装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6751331

(24)【登録日】2020年8月18日

(45)【発行日】2020年9月2日

(54)【発明の名称】放射性廃棄物測定装置、放射性廃棄物測定方法、及び放射性廃棄物の密度分布計算装置

(51)【国際特許分類】

   G01T 1/167 20060101AFI20200824BHJP

   G01T 1/36 20060101ALI20200824BHJP

【ＦＩ】

   G01T1/167 C

   G01T1/36 A

【請求項の数】13

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-208560(P2016-208560)

(22)【出願日】2016年10月25日

(65)【公開番号】特開2018-72017(P2018-72017A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2019年7月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】名雲 靖

(72)【発明者】

【氏名】田所 孝広

(72)【発明者】

【氏名】上野 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】上野 克宜

(72)【発明者】

【氏名】岡田 耕一

(72)【発明者】

【氏名】畠山 修一

【審査官】 大門 清

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−２１９０４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０８７３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１２５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３７６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２３９４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６７４０８８６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第０４９６２３１５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｔ １／１６７

Ｇ０１Ｔ １／３６

Ｇ２１Ｆ ９／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

角型収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能を測定する装置であって、
前記放射性廃棄物の前記角型収納容器における収納パターンデータを記憶する収納パターン記憶部と、
前記収納パターンデータ及び領域分割情報に基づき前記角型収納容器に収納されている前記放射性廃棄物の密度分布を計算する密度分布計算部と、
前記密度分布を用いてシミュレーションにより前記放射性廃棄物から発生する放射線のエネルギスペクトルである計算スペクトルを計算するスペクトル計算部と、
前記角型収納容器に収納されている前記放射性廃棄物から発生する放射線のエネルギスペクトルである測定スペクトルを計測する放射線計測部と、
前記計算スペクトル及び前記測定スペクトルを用いて前記放射性廃棄物の放射能濃度分布を評価する評価部と、を備えた、放射性廃棄物測定装置。

【請求項2】

さらに、前記収納パターンデータを用いて前記領域分割情報を設定する領域分割情報入力部を備えた、請求項１記載の放射性廃棄物測定装置。

【請求項3】

さらに、計算スペクトルを記憶する計算スペクトル記憶部を備えた、請求項１又は２に記載の放射性廃棄物測定装置。

【請求項4】

さらに、測定スペクトルを記憶する測定スペクトル記憶部を備えた、請求項１〜３のいずれか一項に記載の放射性廃棄物測定装置。

【請求項5】

さらに、前記角型収納容器の外部に設けた放射線源から放射され前記放射性廃棄物を透過する放射線を測定する透過放射線計測部を備え、
前記透過放射線計測部のデータを用いて、前記角型収納容器に収納された前記放射性廃棄物の密度を補正する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の放射性廃棄物測定装置。

【請求項6】

前記収納パターンデータは、プラント解体計画支援システムから得られるものである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射性廃棄物測定装置。

【請求項7】

角型収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能を測定する方法であって、
前記放射性廃棄物の前記角型収納容器における収納パターンデータ及び領域分割情報に基づき前記角型収納容器に収納されている前記放射性廃棄物の密度分布を計算する工程と、
前記密度分布を用いてシミュレーションにより前記放射性廃棄物から発生する放射線のエネルギスペクトルである計算スペクトルを計算する工程と、
前記角型収納容器に収納されている前記放射性廃棄物から発生する放射線のエネルギスペクトルである測定スペクトルを計測する工程と、
前記計算スペクトル及び前記測定スペクトルを用いて前記放射性廃棄物の放射能濃度分布を評価する工程と、を含む、放射性廃棄物測定方法。

【請求項8】

さらに、前記収納パターンデータを用いて前記領域分割情報を設定する工程を含む、請求項７記載の放射性廃棄物測定方法。

【請求項9】

さらに、前記角型収納容器の外部に設けた放射線源から放射され前記放射性廃棄物を透過する放射線を測定する工程と、
この工程で測定して得られたデータを用いて、前記角型収納容器に収納された前記放射性廃棄物の密度を補正する工程と、を含む、請求項７又は８に記載の放射性廃棄物測定方法。

【請求項10】

角型収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能を測定する際に用いる装置であって前記放射性廃棄物の密度分布を計算するものであって、
前記放射性廃棄物の前記角型収納容器における収納パターンデータ及び領域分割情報に基づき前記角型収納容器に収納されている前記放射性廃棄物の密度分布を計算する、放射性廃棄物の密度分布計算装置。

【請求項11】

前記領域分割情報は、前記収納パターンデータを用いて設定される、請求項１０記載の放射性廃棄物の密度分布計算装置。

【請求項12】

前記角型収納容器の外部に設けた放射線源から放射され前記放射性廃棄物を透過する放射線を測定する透過放射線計測部を有し、
前記透過放射線計測部のデータを用いて、前記角型収納容器に収納された前記放射性廃棄物の密度を補正する、請求項１０又は１１に記載の放射性廃棄物の密度分布計算装置。

【請求項13】

前記収納パターンデータは、プラント解体計画支援システムから得られるものである、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の放射性廃棄物の密度分布計算装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射性廃棄物測定装置、放射性廃棄物測定方法、及び放射性廃棄物の密度分布計算装置に関する。

【背景技術】

【0002】

原子力発電施設等の廃止措置においては、施設の解体に伴い、放射化された廃棄物や放射能により汚染された廃棄物などの放射性廃棄物が発生する。これらの廃棄物については、放射能濃度のレベルに応じた処理・処分が義務付けられているため、その放射能濃度を測定する必要がある。放射能濃度の測定では、Ｃｏ‐６０やＣｓ‐１３７等のガンマ線源から放射されるガンマ線が主な対象となる。

【0003】

放射性廃棄物には配管や弁等の金属や、建屋の解体に伴い発生するコンクリート等がある。これらの廃棄物は、従来、ドラム缶に収納され、さらにドラム缶にはモルタルや砂等が充填された上で管理、あるいは処理・処分が実施されている。管理、あるいは処理・処分にあたっては、ドラム缶に収納された廃棄物の放射能濃度を測定し、定量化する必要がある。

【0004】

ドラム缶内の放射能濃度を測定する方法として、例えば特許文献１に示す方法がある。特許文献１では、ドラム缶の回転対称性を利用して、ドラム缶を回転させながらドラム缶内の放射性廃棄物から放出されるガンマ線のエネルギスペクトルを測定し、Ｃｏ−６０やＣｓ−１３７等の放射性核種の放射能濃度を定量化している。定量化にあたっては、測定したエネルギスペクトルから得られる散乱線強度と非散乱線強度の比率に基づいて、ドラム缶内の廃棄物自身によるガンマ線の減衰の影響を評価し、考慮している。特許文献１の技術によれば、ドラム缶内において、放射能濃度分布や偏在がある場合でも、ドラム缶を回転しながら測定することにより、平均化した値として測定することが可能である。

【0005】

一方、近年、廃棄物の輸送や処理・処分を合理化するため、廃棄物の収納容器をドラム缶から角型の容器とすることが議論されている。

【0006】

角型の容器を対象に、容器内の放射能を測定する装置の一例として、特許文献２に示す方法がある。特許文献２では、放射能装置に設置した質量測定部や高さ測定部、平均密度算出部での測定情報を取得して、角型の収納容器の周囲に配置した放射線検出部の測定データから、放射能量を評価している。

【0007】

また、最近では、放射性廃棄物の長期間にわたる管理費削減等を目的に、廃止措置計画時に、解体工程において発生する解体廃棄物の廃棄物収納容器への収納パターンをシミュレーションし、収納容器個数を削減する方法を支援する、特許文献３に示すようなプラント解体計画支援装置がある。

【0008】

特許文献４には、領域分割をし、領域ごとの計算スペクトルと実測スペクトルとを比較し、各分割領域の放射能量あるいは放射能濃度を決定する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０００−５６０２５号公報

【特許文献2】特開２０１５−１２１５０５号公報

【特許文献3】特開２０１５−８７３００号公報

【特許文献4】特開２０１５−２１９０４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ところで、廃棄物容器としてドラム缶を使用した場合、ドラム缶の輸送や処分場への埋設の際に隙間が生じるため、空間を有効に活用できないといった課題があり、輸送や処理・処分の合理化を目的に、ドラム缶に替えて角型の容器を収納容器として利用することが議論されていることは、背景技術で述べたとおりである。

【0011】

また、ドラム缶であるか角型容器であるかにかかわらず、廃棄物を容器に収納した場合、放射性廃棄物密度の分布や偏在が容器内に生じる可能性がある。放射性廃棄物密度の分布や偏在の可能性を考慮せず、容器内の密度が一様であると仮定して放射能を評価した場合、評価誤差が非常に大きくなる可能性があることは想像に難くない。

【0012】

ドラム缶の場合、特許文献１に記載の方法によれば、ドラム缶内において、放射性廃棄物密度分布や偏在がある場合でも、ドラム缶を回転しながら測定することにより、平均化した値として測定することが可能である。一方、角型容器の場合には、ドラム缶のような回転対称性がないため、特許文献１に記載の方法を適用することが困難である。そのため、容器内に密度分布がある場合にその影響を評価することが難しいという課題がある。特許文献２の装置は、主に角型容器を対象とした測定装置であるが、評価にあたっての密度は、容器内一様の平均密度を使用しており、上に述べた評価誤差が大きくなる課題は解決されない。

【0013】

一方、特許文献３に記載の装置で評価される、解体廃棄物の容器への収納パターンデータは、ＣＡＤデータであり、廃棄物データの属性情報として材質、寸法等が存在することが容易に想像される。

【0014】

特許文献４には、領域分割をし、領域ごとの計算スペクトルを求める際、容器内の放射性廃棄物の密度分布に関する実際の値等を用いることは記載されていない。

【0015】

以上の点に鑑み、本発明の目的は、角型収納容器に収納された放射性廃棄物に密度分布や偏在がある場合でも、放射能濃度を高精度に評価することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明の放射性廃棄物測定装置は、角型収納容器に収納された放射性廃棄物の放射能を測定する装置であって、放射性廃棄物の角型収納容器における収納パターンデータを記憶する収納パターン記憶部と、収納パターンデータ及び領域分割情報に基づき角型収納容器に収納されている放射性廃棄物の密度分布を計算する密度分布計算部と、密度分布を用いてシミュレーションにより放射性廃棄物から発生する放射線のエネルギスペクトルである計算スペクトルを計算するスペクトル計算部と、角型収納容器に収納されている放射性廃棄物から発生する放射線のエネルギスペクトルである測定スペクトルを計測する放射線計測部と、計算スペクトル及び測定スペクトルを用いて放射性廃棄物の放射能濃度分布を評価する評価部と、を備えている。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、角型収納容器に収納された放射性廃棄物に密度分布や偏在がある場合でも、放射能濃度を高精度に評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施例１の放射性廃棄物測定装置を示す概略構成図である。

【図2】実施例１の放射性廃棄物測定装置において使用する収納パターンデータの一例を示す図である。

【図3】実施例１の放射性廃棄物測定方法における密度分布計算プロセスを示すフロー図である。

【図4】収納パターンデータに対する領域分割の一例を示す図である。

【図5】収納パターンデータに対して領域分割情報を入力するための画面の一例を示す図である。

【図6】実施例１の放射性廃棄物測定装置において生成される分割廃棄物データの一例を示す図である。

【図7】実施例１の放射性廃棄物測定装置において計算された密度分布の表示画面の一例を示す図である。

【図8】実施例２の放射性廃棄物測定装置を示す概略構成図である。

【図9】実施例２の放射性廃棄物測定方法における密度分布計算プロセスを示すフロー図である。

【図10】実施例２の放射性廃棄物測定装置における密度分布の補正のための測定の概念を表す図である。

【図11】実施例２の放射性廃棄物測定装置における密度分布の補正に使用する、解体廃棄物が収納されていない状態を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本明細書において、「放射能濃度」とは、単位質量当たりの放射能（ＳＩ単位はＢｑ／ｋｇである。）をいう。

【0020】

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0021】

図１は、本実施例の放射性廃棄物測定装置の構成を示したものである。

【0022】

本図において、放射性廃棄物測定装置は、収納パターン記憶装置２（収納パターン記憶部）と、領域分割情報入力装置３（領域分割情報入力部）と、密度分布計算装置４（密度分布計算部）と、スペクトル計算装置５（スペクトル計算部）と、計算スペクトル記憶装置６（計算スペクトル記憶部）と、濃度分布評価装置７（評価部）と、出力装置８と、で構成されている。収納パターン記憶装置２は、解体廃棄物１０２が収納容器１０１に収納されている状態について、プラント解体計画支援システム１からの情報を収納パターンデータとして受け取り、蓄積するものである。収納パターンデータは、プラント解体計画支援システム１により評価された情報である。なお、プラント解体計画支援システム１の詳細については、特許文献３に記載されているため、ここでは説明を省略する。

【0023】

図２は、収納パターンデータの一例を示したものである。

【0024】

本図に示す収納パターンデータ２００は、収納容器の内部に解体廃棄物が収納されている状態をデータとして記録したものである。本図は、収納容器の上部から俯瞰した状態を示すデータを図示したものである。言い換えると、収納パターンデータ２００は、収納容器データ２０１と解体廃棄物データ２０２とが結合したデータである。本図においては、解体廃棄物データ２０２の一例として、切断された配管が収納されている場合を示している。

【0025】

図１に戻る。

【0026】

収納パターン記憶装置２の収納パターンデータを用いて密度分布を計算する際には、領域分割情報入力装置３及び密度分布計算装置４が使用される。領域分割情報入力装置３は、収納パターンデータ（図２の符号２００）を呼び出し、この収納パターンデータから解体廃棄物の密度分布を評価するために、解体廃棄物データ（図２の符号２０２）をどのように領域分割するかについての情報を入力する。密度分布計算装置４は、領域分割情報入力装置３への入力情報に基づき、収納容器内における解体廃棄物の密度分布を計算する。

【0027】

計算された密度分布は、スペクトル計算装置５に入力される。スペクトル計算装置５は、その密度分布の情報に基づき、測定体系を模擬した検出器応答シミュレーションを実施し、計算スペクトルを計算する。その計算スペクトルの結果は、計算スペクトル記憶装置６に記憶される。

【0028】

なお、計算スペクトルの計算は、後述する放射能濃度評価の段階で実施してもよい。この場合、計算スペクトル記憶装置６は不要となる。しかし、計算スペクトルの計算は、あらかじめ実施しておくことが望ましい。なぜならば、計算スペクトルの計算には、通常、モンテカルロ法と呼ばれるシミュレーション手法が用いられるが、この計算は一般的に時間がかかるためである。さらに、あらかじめ実施しておいた計算スペクトルをデータベースの形式で計算スペクトル記憶装置６に保存しておくことで、後述する放射能濃度評価の段階での計算スペクトルの呼び出しが簡便になる。

【0029】

以上の流れとは別に、あるいは並行して、実際に解体廃棄物１０２が収納された収納容器１０１に対して、放射線検出器１１による放射線測定を実施する。放射線測定では、放射性物質に汚染された解体廃棄物１０２から放射されるガンマ線のエネルギスペクトルをデータ収集装置１２にて収集する。そのため、放射線検出器１１は、ゲルマニウム検出器や半導体検出器のように、ガンマ線のエネルギスペクトルを測定できるものが望ましい。収集されたガンマ線のエネルギスペクトルは、エネルギスペクトルデータとして測定スペクトル記憶装置１３（測定スペクトル記憶部）に記憶される。なお、図１においては、放射線検出器１１は、収納容器１０１の各側面に配置されているが、本発明は、これに限定されるものではなく、１つの放射線検出器１１を用いて走査してもよい。放射線検出器１１及びデータ収集装置１２は、放射線計測部を構成する。

【0030】

解体廃棄物１０２の放射能濃度評価では、濃度分布評価装置７において、測定スペクトル記憶装置１３に保存された測定スペクトルデータを呼び出し、計算スペクトル記憶装置６から対応する計算スペクトルを呼び出し、測定スペクトルと計算スペクトルとの比較により、測定スペクトルを再現する放射能濃度分布を評価し、出力装置８により放射能濃度分布の評価結果を出力する。

【0031】

図３は、図１の収納パターン記憶装置２、領域分割情報入力装置３及び密度分布計算装置４を用いて密度分布を計算する方法について具体的な処理フローの一例を示したものである。

【0032】

初めに、収納パターンデータ（図２の符号２００）を呼び出す（処理Ｓ１００１）。収納パターンデータは、通常、ＣＡＤデータが使用されるが、形状表面を三角メッシュで表現するＳＴＬデータのように、一般的なＣＡＤソフトウェアにて読み込みが可能なデータ形式であってもよい。ここで、ＣＡＤは、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎの略称である。また、ＳＴＬは、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ Ｌａｎｇｕａｇｅの略称である。

【0033】

次に、この収納パターンデータに対して、領域分割情報を入力する（処理Ｓ１００２）。領域分割は、密度分布の計算における空間的な分布の細かさの最小単位を設定するために実施する。

【0034】

図４に領域分割の一例を示す。図４は、図２と同様、収納容器データ２０１に解体廃棄物データ２０２が収納されている様子を収納容器データ２０１の上部から俯瞰したものである。これに、収納容器データ２０１の内部を区切るための幾何形状データである領域分割面データ２５１、２５２を設定する。この領域分割面データ２５１、２５２により区切られた領域、具体的には図４に示す点線により区切られた９つの領域のそれぞれが分割された領域を表す。ここでは、水平方向に３×３の領域への分割を図示しているが、必要精度やスループット等の条件に合わせて、分割数を変更する、鉛直方向にも分割する等としてもよい。また、領域分割のための幾何形状データは、３次元空間の各軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に垂直な面に限られるものではなく、斜めの平面データであってもよい。さらには、領域分割のための幾何形状データは平面に限られるものではなく、必要に応じて曲面データ等他の幾何形状データを利用してもよい。

【0035】

なお、領域分割面データ２５１、２５２は、収納容器ごとにあらかじめ定めておいてもよい。すなわち、領域分割情報を収納容器ごとにあらかじめ定めておいてもよい。この場合、次に示すような領域分割面データ２５１、２５２の設定、領域分割情報の入力等をすることなく、放射性廃棄物の密度分布を計算することができる。もちろん、領域分割面データ２５１、２５２は、修正可能としておくことが望ましい。

【0036】

図５は、領域分割情報を入力する場合の画面の一例を示したものである。

【0037】

本図においては、これまでに説明してきた体系を例に、上記の領域分割面データ２５１、２５２を設定する画面を示している。

【0038】

領域分割情報入力画面６１には、Ｘ軸に垂直な領域分割面データ２５１を設定する表示部６２ａと、Ｙ軸に垂直な領域分割面データ２５２を設定する表示部６２ｂと、をそれぞれ左右に示している。それぞれの表示部６２ａ、６２ｂの下方には、領域分割面データ２５１の設定情報を数値的に表示する表示部６３ａ、及び領域分割面データ２５２の設定情報を数値的に表示する表示部６３ｂも示している。

【0039】

領域分割面データ２５１、２５２は、一般的なＣＡＤソフトウェアが提供している、平面データの部品を画面上で選択し、設定しようとする場所までドラッグして設定することが可能である。また、表示部６３ａ、６３ｂに示される数値情報を入力または修正できる機能を設けておくことで、領域分割面データ２５１、２５２の位置をさらに正確に設定することが可能となる。この図の例では、表示部６２ａ、６２ｂを画面６１上に左右別々に表示しているが、表示部６２ａ、６２ｂを一つの表示部に統合してもよい。また、領域分割面データ２５１、２５２の設定をより簡便にするために、三面図のような表示とすることも可能である。

【0040】

図３に戻る。

【0041】

次に、解体廃棄物データ（図２の符号２０２）を分割する処理を実施する（Ｓ１００３）。領域分割面データ（図４の２５１、２５２）の設定座標値などの位置情報から、解体廃棄物データ（図２の符号２０２）を、その領域分割面データ（図４の２５１、２５２）の位置で分割し、分割廃棄物データを生成する。

【0042】

図６は、生成される分割廃棄物データの一例を示したものである。

【0043】

本図において、分割廃棄物データ２０３は、領域分割面データ２５１、２５２で区切られた１つの領域の状態を示すデータである。

【0044】

再度、図３に戻る。

【0045】

次に、分割廃棄物データの質量を算出する処理を実施する（処理Ｓ１００４）。

【0046】

分割廃棄物データ（図６の符号２０３）は、ＣＡＤデータであるため、切断後の寸法（空間座標値）の他、材質または質量といった属性情報が付随しているか、あるいは属性情報を付与することが可能である。分割後の分割廃棄物データ（図６の符号２０３）の質量を、分割前の解体廃棄物データ（図２の符号２０２）から直接求めることができればよいが、それが難しい場合であっても、分割後の寸法と材質情報に対応する密度値を与えることにより、分割廃棄物データ（図６の符号２０３）の質量を算出することが可能である。

【0047】

次に、分割領域ごとに密度を算出する処理を実施する（処理Ｓ１００５）。処理Ｓ１００４にて算出されたそれぞれの分割領域に対する質量と、各分割領域の体積とから、各分割領域の密度を個別に算出する。

【0048】

以上求めた各分割領域の密度から、解体廃棄物データ２０２の密度分布が決定される（処理Ｓ１００６）。

【0049】

図７は、処理Ｓ１００６の結果である密度分布を表示した画面６４の一例を示したものである。

【0050】

以降は、本実施例の冒頭に説明したとおり、計算スペクトルの生成、測定スペクトルの収集、及び濃度分布の評価のプロセスを経過し、出力する。

【0051】

以上に記載したとおり、本実施例により、収納容器内に解体廃棄物の密度分布がある場合や偏在がある場合でも、高精度に放射能濃度を評価することが可能である。

【実施例2】

【0052】

本実施例については、図８〜１０を用いて説明する。

【0053】

本実施例は、実施例１（図１）のように、収納パターンデータに従い、実際に収納容器１０１に解体廃棄物１０２を収納した場合であっても、コンピュータ上で評価された収納パターンデータに基づく密度と、実際の密度との間に誤差が発生することが否定できないため、実際に解体廃棄物１０２が収納された状況に基づき、密度分布を補正するための方法の一例である。

【0054】

図８は、実施例２の放射性廃棄物測定装置の構成を示したものである。

【0055】

本図においては、収納容器１０１に収納された解体廃棄物１０２の密度分布を補正するために、外部の放射線源３０を用いた測定を実施する。ここでは、外部の放射線源３０として、非破壊検査に使用される電子線形加速器を用いたＸ線源を例として示している。放射線源３０は、解体廃棄物１０２のサイズや密度に応じて、Ｘ線管球タイプのＸ線発生装置や、Ｃｏ−６０やＩｒ−１９２等、非破壊検査で使用されるガンマ線源を選択することも可能である。

【0056】

ただし、Ｃｏ−６０線源を使用する場合には、解体廃棄物１０２から放射されるＣｏ−６０のガンマ線と区別する必要がある。例えば、解体廃棄物１０２を収納した収納容器１０１の外部の放射線源３０を用いないガンマ線測定を先に実施し、外部の放射線源３０を用いた測定は後から実施し、後から実施した測定値から、先に実施した測定値を差し引くことで、区別可能である。また、外部の放射線源３０の放射線３２の測定に用いる放射線検出器は、解体廃棄物１０２の測定するものと同じものでもよいし、異なっていてもよい。また、外部の放射線源３０の放射線３２を測定する際には、放射線の飛来方向を特定するためのコリメータ（図示せず）を装着する方が、より精度の高い測定が可能である。

【0057】

放射線源３０から放射された放射線３２は、収納容器１０１および解体廃棄物１０２を透過し、放射線検出器１１により測定される。放射線３２は、収納容器１０１および解体廃棄物１０２を透過する際に、収納容器１０１および解体廃棄物１０２の構成材との相互作用により減衰する。この減衰量から、放射線３２の透過経路上における密度を算出する。具体的な算出方法については後述する。放射線検出器１１の測定データは、データ収集装置１２を介して、測定条件・透過データ記憶装置４１に記憶される。また、測定条件・透過データ記憶装置４１には、放射線３２の透過データ測定における、放射線源３０や放射線検出器１１の、収納容器１０１または解体廃棄物１０２に対する設置位置、すなわち放射線３２の透過経路、放射線源３０から放射される放射線３２の照射条件等の測定条件も記憶される。

【0058】

このように、本実施例においては、密度分布計算装置４は、領域分割情報入力装置３及び測定条件・透過データ記憶装置４１から得られる情報に基いて密度分布を算出する。

【0059】

本実施例において、放射線源３０、放射線検出器１１及びデータ収集装置１２は、透過放射線計測部を構成する。

【0060】

なお、図８には、収納容器１０１及び解体廃棄物１０２が２か所に記載されているが、これらは、同一の収納容器１０１及び解体廃棄物１０２であり、同一の対象物について異なる測定により、異なるデータを取得しているため、便宜的に２か所に記載したものである。

【0061】

図９は、本実施例における、密度分布の計算方法の具体的な処理フローの一例を示したものである。

【0062】

本実施例の場合、図８の収納パターン記憶装置２、領域分割情報入力装置３及び密度分布計算装置４だけでなく、図８の測定条件・透過データ記憶装置４１も用いて密度分布を計算する。

【0063】

図９に示すように、処理Ｓ１００１〜Ｓ１００５までは、実施例１の場合と同様である。以下、図９において実施例１と異なる工程について説明する。

【0064】

処理Ｓ１００５にて分割領域ごとの密度を算出したのち、密度分布計算装置４は、測定条件・透過データ記憶装置４１から測定条件および透過データを呼び出す（処理Ｓ２００１）。その後、測定条件から、放射線源３０や放射線検出器１１の、収納容器１０１または解体廃棄物１０２に対する設置位置の情報、すなわち放射線３２の透過経路の情報を抽出する（処理Ｓ２００２）。

【0065】

ここで、透過経路について図１０を用いて説明する。

【0066】

図１０は、本実施例における密度分布の補正のための測定の概念を表したものである。

【0067】

本図においては、放射線源３０から放射線検出器１１に向かう透過経路５１が収納容器１０１の中央部を貫く場合を示している。放射線源３０から放射される放射線３２は、破線で示す範囲に照射される。収納容器１０１の内部の透過経路５１を３つに分割し、それぞれの分割領域の密度をρ_１、ρ_２、ρ_３で表している。また、透過経路５１に沿った方向におけるそれぞれの分割領域の長さ（透過長）をそれぞれｔ_１、ｔ_２、ｔ_３で表している。

【0068】

次に、処理Ｓ１００５にて算出した各分割領域の密度のうち、透過経路５１上にある分割領域の密度と透過長の積（密度×透過長）の比を算出する（処理Ｓ２００３）。

【0069】

密度×透過長の比の算出について、図１０を用いて説明する。

【0070】

放射線３２の物質透過に伴う減衰は、下記式（１）により表される。

【0071】

Ｉ／Ｉ_ｏ＝ｅｘｐ（−ρμ_ｍｔ） …（１）
ここで、Ｉは、物質透過により減衰した放射線３２の強度である。Ｉ_ｏは、減衰のない場合の放射線３２の強度である。ρは、物質の密度である。μ_ｍは、質量減弱係数と呼ばれる、単位質量当たりのＸ線またはガンマ線との相互作用確率の値である。ｔは、放射線３２が物質中を透過する長さである。

【0072】

図１０に示す場合においては、上記式（１）は、次の式（２）のように表される。

【0073】

Ｉ／Ｉ_ｏ＝ｅｘｐ（−｛ρ_１ｔ_１＋ρ_２ｔ_２＋ρ_３ｔ_３｝μ_ｍ） …（２）
ところで、μ_ｍは、物質にはあまり依存せず、Ｘ線またはガンマ線のエネルギに強く依存することが知られている。このため、以降の処理における測定による透過データと比較では、ρｔ、すなわち（密度×透過長）がパラメータとなる。そこで、処理Ｓ２００３では、透過経路５１上の分割領域における密度×透過長の比を求める。ここでは、例えば、下記式（３）に示す比が得られるものとする。

【0074】

ρ_１ｔ_１：ρ_２ｔ_２：ρ_３ｔ_３＝ａ：ｂ：ｃ …（３）
次に、密度×透過長の比と透過データから透過経路上の密度分布を補正する処理を実施する（処理Ｓ２００４）。

【0075】

透過データに基づく、透過経路５１上における物質透過により減衰した放射線３２の強度をＩ_ｍ、平均密度をρ_ｍとすると、物質の透過に伴う減衰の上記式（１）は、下記式（４）の形で表される。

【0076】

Ｉ_ｍ／Ｉ_ｏ＝ｅｘｐ（−ρ_ｍ｛ｔ_１＋ｔ_２＋ｔ_３｝μ_ｍ） …（４）
なお、減衰のない場合の放射線３２の強度Ｉ_ｏについては、図１１に示すように、解体廃棄物１０２が収納されていない状態で測定して求めることができる。図１１に示す測定体系・条件は、図１０と同じである。この場合、図１０と図１１の違いは、解体廃棄物１０２の有無だけである。このため、放射線３２の減衰は、解体廃棄物１０２のみによることになり、収納容器１０１の影響を考慮する必要がない。

【0077】

収納容器１０１への解体廃棄物１０２の収納は、収納パターンデータ２００に基づき実施されるため、分割領域ごとの密度×透過長の比は維持されていると考えられる。すなわち、各分割領域の補正密度をそれぞれρ_１’、ρ_２’、ρ_３’とすると、補正密度に対する密度×透過長はそれぞれ、以下の式により求められる。

【0078】

ρ_１’ｔ_１＝ａρ_ｍ｛ｔ_１＋ｔ_２＋ｔ_３｝／（ａ＋ｂ＋ｃ） …（５）
ρ_２’ｔ_２＝ｂρ_ｍ｛ｔ_１＋ｔ_２＋ｔ_３｝／（ａ＋ｂ＋ｃ） …（６）
ρ_３’ｔ_３＝ｃρ_ｍ｛ｔ_１＋ｔ_２＋ｔ_３｝／（ａ＋ｂ＋ｃ） …（７）
ここで、ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３は、処理Ｓ１００２において設定した分割領域サイズであるため、上記式（５）〜（７）からそれぞれ補正密度ρ_１’、ρ_２’、ρ_３’が求められる。

【0079】

処理Ｓ２００４の後、処理Ｓ１００６により実際の解体廃棄物に基づいた収納容器１０１内の密度分布が算出される。

【0080】

以降、放射能濃度分布の評価、結果の出力に至るプロセスは、実施例１と同様である。

【0081】

以上に記載したとおり、本実施例によれば、実際の解体廃棄物の状況を考慮することができ、より高精度に放射能濃度を評価することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0082】

本発明は、さまざまな放射能濃度レベルを有する放射性廃棄物に対して、容器内廃棄物に放射性廃棄物の密度分布や偏在がある場合であっても、高精度の放射能濃度の評価を可能とする。

【符号の説明】

【0083】

１：プラント解体計画支援システム、２：収納パターン記憶装置、３：領域分割情報入力装置、４：密度分布計算装置、５：スペクトル計算装置、６：計算スペクトル記憶装置、７：濃度分布評価装置、８：出力装置、１１：放射線検出器、１２：データ収集装置、３０：放射線源、３２：放射線、１３：測定スペクトル記憶装置、４１：測定条件・透過データ記憶装置、５１：透過経路、６１、６４：画面、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６３ｂ：表示部、１０１：収納容器、１０２：解体廃棄物、２００：収納パターンデータ、２０１：収納容器データ、２０２：解体廃棄物データ、２０３：分割廃棄物データ、２５１、２５２：領域分割面データ、Ｓ１０００〜Ｓ１００５、Ｓ２００１〜Ｓ２００４：処理ステップ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】