(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】
(24)【登録日】2024-01-22
(45)【発行日】2024-01-30
(54)【発明の名称】放射線測定方法および放射線測定装置
(51)【国際特許分類】
G01T 1/169 20060101AFI20240123BHJP
G01T 1/17 20060101ALI20240123BHJP
G21F 9/00 20060101ALI20240123BHJP
G01T 1/167 20060101ALN20240123BHJP
【ＦＩ】
G01T1/169 A
G01T1/17 D
G21F9/00 Z
G01T1/167 C
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020114441
(22)【出願日】2020-07-01
(65)【公開番号】P2022022693
(43)【公開日】2022-02-07
【審査請求日】2023-04-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000142791
【氏名又は名称】株式会社アトックス
(74)【代理人】
【識別番号】110000800
【氏名又は名称】デロイトトーマツ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】桑原 均
(72)【発明者】
【氏名】大橋 秀道
(72)【発明者】
【氏名】古川 浩司
(72)【発明者】
【氏名】鶴巻 麻美
(72)【発明者】
【氏名】小柴 毅士
【審査官】大門 清
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－１９６９６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１３３８３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平９－２３００５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００１８７６３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｔ １／００ － １／１６
Ｇ０１Ｔ １／１６７－ ７／１２
Ｇ２１Ｆ ９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
放射能物質の種類分析型の放射線検出器を使用して、配管のコバルト６０による放射線を計測し、放射能物質の種類を分析することでコバルト６０の１１７３ｋｅＶと１３３２ｋｅＶの放射線信号を求め、１１７３ｋｅＶの放射線信号が１３３２ｋｅＶの放射線信号よりも所定値以上大きい場合には、前記配管の外面が汚染されていると判定することを特徴とする放射線測定方法。
【請求項2】
請求項１に記載の放射線測定方法であって、前記１１７３ｋｅＶの放射線信号が前記１３３２ｋｅＶの放射線信号以下の場合には、前記配管の内面が汚染されていると判定することを特徴とする放射線測定方法。
【請求項3】
請求項１に記載の放射線測定方法であって、前記所定値は、前記配管の肉厚に対応させて変更することを特徴とする放射線測定方法。
【請求項4】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の放射線測定方法を用いた放射線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放射線測定方法、放射線測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
原子力発電施設などの設備解体に伴い、廃棄物が発生するとき、廃棄物に放射能で汚染されたものが含まれている虞があるので、廃棄物の放射能濃度を測定し、測定結果に応じて廃棄物を処理する必要がある。
【0003】
そして、廃棄物の放射能濃度の測定方法として、従来、ドラム缶に廃棄物を収容し、ドラム缶を回転させながら廃棄物から放出される放射線をエネルギースペクトルとして測定し、このエネルギースペクトルから得られる放射線計数に換算係数（Bq/cps）を乗じて放射能濃度を測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０００－５６０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
廃止措置等でクリアランス対象としての配管に汚染が認められる場合は除染が必要である。汚染が二次汚染であれば除染作業を実施してクリアランス可能なレベルまで線量を下げる必要がある。
【0006】
この場合、汚染が配管の外面汚染なのか内面汚染なのか判断して適当な除染作業を実施する必要がある。また、汚染が内面の場合、除染するためには配管を半割にしてから内面をブラスト等で除染する必要がある。このため、配管外面の汚染なのか内面の汚染なのかを事前に把握することが望ましいが、通常のスミヤー検査やサーベイメーター等を使用して判断することは難しい場合が多く、一律半割作業を実施することになり、作業効率が悪い。
【0007】
本発明は、以上の点に鑑み、半割が必要でない配管の半割作業を軽減することができる放射線測定装置及び放射線測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
［１］上記目的を達成するため、本発明の放射線測定方法又は放射線測定装置は、
放射能物質の種類分析型の放射線検出器を使用して、配管のコバルト６０による放射線を計測し、放射能物質の種類を分析することでコバルト６０の１１７３ｋｅＶと１３３２ｋｅＶの放射線信号を求め、１１７３ｋｅＶの放射線信号が１３３２ｋｅＶの放射線信号よりも所定値以上大きい場合には、前記配管の外面が汚染されていると判定することを特徴とする。
放射能物質の種類分析型の放射線検出器を使用して、配管のコバルト６０による放射線を計測し、放射能物質の種類を分析することでコバルト６０の１１７３ｋｅＶと１３３２ｋｅＶの放射線信号を求め、１１７３ｋｅＶの放射線信号が１３３２ｋｅＶの放射線信号よりも所定値以上大きい場合には、前記配管の外面が汚染されていると判定することを特徴とする。
【0009】
本発明によれば、１１７３ｋｅＶの放射線信号が１３３２ｋｅＶの放射線信号よりも所定値以上大きい場合には、前記配管の外面が汚染されていると判定して、配管外面を除染することにより、汚染を除去できるため、半割が必要でない配管の半割作業を軽減することができる。
【0010】
［２］また、本発明においては、
前記１１７３ｋｅＶの放射線信号が前記１３３２ｋｅＶの放射線信号以下の場合には、前記配管の内面が汚染されていると判定することができる。
前記１１７３ｋｅＶの放射線信号が前記１３３２ｋｅＶの放射線信号以下の場合には、前記配管の内面が汚染されていると判定することができる。
【0011】
本発明によれば、１１７３ｋｅＶの放射線信号が１３３２ｋｅＶの放射線信号よりも小さい場合には、配管の内面が汚染されていると判定して、配管外面の不要な除染作業を行うことなく、半割した後、配管内面を除染することにより、汚染を除去できるため、不要な配管外面除染作業を行うことなく、除染作業を効率的に実施することができる。
【0012】
［３］また、本発明においては、前記所定値は、前記配管の肉厚に対応させて変更するようにすることもできる。
【0013】
本発明によれば、配管の肉厚に基づいて配管の外面汚染、内面汚染、内外面両汚染の判定を予め実験で求めておき、肉厚と所定値とを関連付けて記憶装置などに記憶させておくことにより、肉厚に基づいて所定値を変更して、より正確な汚染判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態の放射線測定工程を示すフローチャート。
【図2】コバルト６０の測定スペクトルの一例を示すグラフ。
【図3】鉄遮蔽に対するコバルト６０の１１７３ｋｅＶと１３３２ｋｅＶの計数比較実験結果を示すグラフ。
【図4】配管汚染とコバルト６０の計測データの関係イメージを示す説明図。
【図6】本実施形態の放射線測定装置の機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図を参照して、本発明の実施形態の放射線測定装置及び方法を説明する。
【0016】
本実施形態の放射線測定方法及び装置は、原子力発電所の廃止措置の一環として実施されるクリアランス検認用放射線測定の実施前に対象品に対する事前サーベイで汚染が認められた場合の除染手順に関し合理的な手法を提供するものである。
【0017】
廃止措置等でクリアランス対象としての配管に汚染が認められる場合は除染が必要である。汚染が二次汚染であれば除染作業を実施してクリアランス可能なレベルまで線量を下げる必要がある。
【0018】
この場合、汚染が配管の外面汚染なのか内面汚染なのか判断して適当な除染作業を実施する必要がある。また、汚染が内面の場合、除染するためには配管を半割にしてから内面をブラスト等で除染する必要がある。このため、配管外面の汚染なのか内面の汚染なのかを事前に把握することが好ましいが、通常のスミヤー検査やサーベイメーター等を使用して判断することは難しい場合が多く、一律半割作業を実施することになり、作業効率が悪い。
【0019】
本実施意形態の放射線測定装置及び方法を適用することで、半割が必要でない配管の半割作業を軽減することが出来るので効率的な作業を実施することが可能となる。
【0020】
高濃度放射能汚染施設における撤去対象配管の事前汚染状況調査において、配管の放射能二次汚染の汚染部位が配管の外面汚染の場合は外部を除染してからでないと配管を移動できないが、内面汚染と判断できる場合には、汚染の程度にもよるが配管両端の開口部を封止しての移動可能という手段もある。
【0021】
廃止措置等で配管に汚染が認められる場合は除染が必要である。汚染が二次汚染であれば除染作業を実施してクリアランス可能なレベルまで線量を下げる必要があるがこの場合、汚染が配管の内側か外側かを判断して適当な除染作業を実施する必要がある。また、汚染が内部の場合、除染するためには配管を半割にしてから内面をブラスト等で除染する必要がある。このため、配管外部の汚染なのか内部の汚染なのかを事前に判断する必要があるが、従来の様な通常のスミヤー検査やサーベイメーター等を使用して判断することは難しい場合が多く、結果的に一律半割作業を実施することになり、無駄作業が発生することで作業効率が悪い。
【0022】
まず、比較例を説明すると、通常のスミヤー検査やサーベイメーター等を使用して配管外部の汚染なのか内部の汚染なのかを判断することは難しい場合が多く、一律半割作業を実施した場合は半割れ作業が不必要な配管に対しても半割作業を実施することとなり、作業効率が悪い。また、とりあえず配管表面の除染と当たりを付け表面除染した場合、計測結果から除染が出来ておらず内面汚染と判断して、半割作業を実施して内面を除染後に再度計測を実施してクリアランス検認用計測へと移行するという手順となり、作業効率が悪い。
【0023】
図１に、本実施形態の放射線測定装置及び方法を用いた、事前計測による半割作業実施要否検討フローチャートを示す。まず、ＳＴＥＰ１で、除染が必要な線量が検出されたか否かを確認する。除染が必要な線量が確認された場合には、ＳＴＥＰ２に進み、ゲルマニウム半導体検出器により事前計測を実施し、コバルト６０の１１７３ｋｅＶの信号（計数）がコバルト６０の１３３２ｋｅＶの信号（計数）よりも大きいかを確認する。
【0024】
ゲルマニウム半導体検出器等により事前計測を実施しコバルト６０の１１７３ｋｅＶの信号が１３３２ｋｅＶの信号に比べ大きい場合は、汚染は主に配管表面に存在するものと判断し、ＳＴＥＰ３に進んで配管表面の除染を実施する。そして、ＳＴＥＰ４に進み、測定される線量が除染が必要な線量を十分に下回っているか否かを再計測する。
【0025】
除染が必要な線量を十分に下回っている場合には、ＳＴＥＰ５に進み、配管を収容した容器内に配管の放射能汚染が一部に偏って局所的に高い放射線を放出するようなことがないように適切に分布されているか否かを確認して今回の処理を終了する。
【0026】
ＳＴＥＰ１で、除染が必要な線量が検出されなかった場合には、ＳＴＥＰ５に進み、配管を収容した容器内に配管の放射能汚染が一部に偏って局所的に高い放射線を放出するようなことがないように適切に分布されているか否かを確認して今回の処理を終了する。
【0027】
ＳＴＥＰ２で、１１７３ｋｅＶの信号が１３３２ｋｅＶの信号以下の場合には、汚染は主に配管内面に存在するものと判断し、ＳＴＥＰ６に分岐し、配管半割工程を実施する。そして、ＳＴＥＰ７に進み、配管の内面を除染する内面除染工程を実施する。そして、ＳＴＥＰ８に進み、除染が必要な線量以下まで低下しているか否かを再計測する。
【0028】
除染が必要な線量を十分に下回っている場合には、ＳＴＥＰ５に進み、配管を収容した容器内に配管の放射能汚染が一部に偏って局所的に高い放射線を放出するようなことがないように適切に分布されているか否かを確認して今回の処理を終了する。まだ、除染が必要な場合には、ＳＴＥＰ９に分岐し、配管の内外面を除染して、ＳＴＥＰ８に戻る。
【0029】
図２にコバルト６０の測定スペクトルの一例を示す。１１７３ｋｅＶの信号と１３３２ｋｅＶの信号はほぼ１：１で存在するがそのエネルギー差から鉄板等で遮蔽された場合にその透過率が微妙に異なるため、遮蔽厚に応じ検出する信号が変化する。
【0030】
図３に、鉄遮蔽に対するコバルト６０の１１７３ｋｅＶと１３３２ｋｅＶの計数比較実験結果のグラフを示す。この実験では、４．５ｍｍ厚の鉄板を複数枚重ね合わせて、重ね合わせた鉄板の裏にコバルト６０のコイン形状の線源１０ｋＢｑを配置し、鉄板の厚さ（以下、必要に応じて遮蔽厚ともいう。）とコバルト６０の１１７３ｋｅＶと１３３２ｋｅＶの計数を同時に記録した。遮蔽厚が小さい領域では１１７３ｋｅＶの信号が１３３２ｋｅＶの信号に比べ大きく、逆に遮蔽厚が大きい領域では１１７３ｋｅＶの信号よりも１３３２ｋｅＶの信号が大きくなっていることがわかる。
【0031】
図４に、配管汚染とコバルト６０の計測データの関係イメージを示す。配管表面のコバルト６０の汚染の場合は直接線が支配的となるが、逆に配管内面のコバルト６０汚染の場合は必ず配管の肉厚分の鉄遮蔽を透過してからの計測となりグラフの様なコバルト６０の１１７３ｋｅＶと１３３２ｋｅＶの特性となることがわかる。
【0032】
図５は図４の鉄遮蔽に対するコバルト６０の１１７３ｋｅＶと１３３２ｋｅＶの計数特性を相対効率５０%のゲルマニウム半導体検出器を使用し３０分計測したデータのグラフである。遮蔽厚さが大きくなるに従って統計誤差の影響でデータにバラツキが増える傾向はある。しかし、図５に示す表示方法では遮蔽厚とコバルト６０の１１７３ｋｅＶと１３３２ｋｅＶの計数特性との相関がより明確となり、この特性をデータベース化しパソコン等で自動演算させることで半割除染の要否を判断する放射線計測装置を提供可能となる。遮蔽厚が４０ｍｍ以上については測定時間を長くすることで統計誤差を少なくすることが可能である。
【0033】
図６に放射線測定装置１の機能ブロック図を示す。ゲルマニウム半導体検出器２にて計測された信号は、パソコンなどのスペクトル分析部３にてコバルト６０の１１７３ｋｅＶと１３３２ｋｅＶの信号として分析される。そして、計数寄与率判定部４にてコバルト６０の１１７３ｋｅＶと１３３２ｋｅＶの寄与率から配管の内外汚染が判定される。この結果をディスプレイやランプの点灯などで構成される判定表示部５にて表示する。
【0034】
本実施形態の放射線測定装置１及び放射線測定方法によれば、１１７３ｋｅＶの放射線信号が１３３２ｋｅＶの放射線信号よりも大きい場合には、配管の外面が汚染されていると判定して、配管外面を除染することにより、汚染を除去できるため、半割が必要でない配管の半割作業を軽減することができる。
【0035】
また、本実施形態によれば、１１７３ｋｅＶの放射線信号が１３３２ｋｅＶの放射線信号以下の場合には、配管の内面が汚染されていると判定することにより、配管外面の不要な除染作業を行うことなく、半割した後、配管内面を除染することにより、汚染を除去できるため、不要な配管外面除染作業を行うことなく、除染作業を効率的に実施することができる。
【0036】
なお、本実施形態においては、所定値として、コバルト６０の１１７３ｋｅＶの放射線信号が１３３２ｋｅＶの放射線信号よりも大きいか否か、すなわち、１３３２ｋｅＶの放射線信号自体を所定値としているものを説明した。しかしながら、本発明の所定値は、これに限らず、例えば、本発明の所定値を、配管の肉厚に対応させて変更するようにすることもできる。
【0037】
この場合、配管の肉厚に基づいて配管の外面汚染、内面汚染、内外面両汚染の判定を予め実験で求めておき、肉厚と所定値とを関連付けて記憶装置などに記憶させておくことにより、肉厚に基づいて所定値を変更するようにしてもよい。これにより、より正確な汚染判定を行うことができる。
【符号の説明】
【0038】
１ 放射線測定装置
２ ゲルマニウム半導体検出器
３ スペクトル分析部
４ 計数寄与率判定部
５ 判定表示部
６ 配管
２ ゲルマニウム半導体検出器
３ スペクトル分析部
４ 計数寄与率判定部
５ 判定表示部
６ 配管
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】