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JP6282540B2 - Radioactivity concentration measurement system - Google Patents
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  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

本発明は、例えば水底の堆積物の放射能濃度を測定するための放射能濃度測定システムに関する。   The present invention relates to a radioactivity concentration measurement system for measuring, for example, the radioactivity concentration of sediment on the bottom of water.

周知のように、東日本大震災を端緒として原子力発電所に事故が発生し、これに起因して広範囲に亘る環境中に放射性物質が放出されると共に、この放出された放射線物質が時間経過に伴って地上ならびに水面に降下し、地上や水底に堆積するという事態を招くに至った。その後に、上記のような放射性物質の降下量の調査が実施されている。   As is well known, an accident occurred at a nuclear power plant after the Great East Japan Earthquake, and as a result, radioactive materials were released into the environment over a wide area, and the released radioactive materials over time. It fell to the ground and the surface of the water, leading to the situation of depositing on the ground and the bottom of the water. Since then, the amount of radioactive material fall as described above has been investigated.

この放射性物質の降下量の調査結果は、一般に、地上や水底に堆積した土壌等の堆積物の放射能濃度(単位重量又は単位面積当たりの放射能)で表示される。従って、調査の際に使用される放射線の測定装置は、測定結果として、放射能濃度を出力することが要望されている。   The survey result of the amount of radioactive material fall is generally indicated by the radioactivity concentration (radioactivity per unit weight or area) of sediments such as soil deposited on the ground or at the bottom of the water. Therefore, the radiation measuring apparatus used in the survey is required to output the radioactivity concentration as the measurement result.

これに対し、一般に、放射線の検出器の検出結果は、カウント数と呼ばれる検出器で検出された放射線量である。従って、放射線の測定装置が、測定結果として、放射能濃度を出力するためには、次の2通りの手段が考えられる。   On the other hand, generally, the detection result of the radiation detector is a radiation dose detected by the detector called a count number. Therefore, in order for the radiation measuring apparatus to output the radioactivity concentration as a measurement result, the following two means can be considered.

第1の手段は、検出器の検出結果から得られた放射線のカウント数に基づき放射能濃度を算出することである。つまり、放射線のカウント数に所定の換算(変換)を実施するのである(例えば、特許文献1参照)。   The first means is to calculate the radioactivity concentration based on the radiation count obtained from the detection result of the detector. That is, predetermined conversion (conversion) is performed on the radiation count (see, for example, Patent Document 1).

第2の手段は、測定対象物を採取して、重量と放射線量(カウント数)を測定し、得られた放射線量を重量で除算することである(例えば、特許文献2参照)。   The second means is to collect a measurement object, measure the weight and the radiation dose (count number), and divide the obtained radiation dose by the weight (see, for example, Patent Document 2).

特開2013−205152号公報JP2013-205152A 特開2013−257159号公報JP 2013-257159 A

しかしながら、第1の手段では、算出された放射能濃度が、実際の放射能濃度に対して誤差を生じる場合があった。また、第2の手段では、測定対象物を採取する手段と、重量を測定する手段が必要となり、製造コストが増大する可能性がある。   However, in the first means, the calculated radioactivity concentration may cause an error with respect to the actual radioactivity concentration. Further, the second means requires a means for collecting the measurement object and a means for measuring the weight, which may increase the manufacturing cost.

本発明は、上記事情に鑑み、製造コストを抑制しつつ、測定誤差を抑制可能な放射能濃度測定システムを提供することを課題とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a radioactivity concentration measurement system capable of suppressing measurement errors while suppressing manufacturing costs.

本願発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ね、第1の手段で算出された放射能濃度が実際の放射能濃度に対して誤差を生じる原因の1つが、第1の手段の算出で、実際の堆積物における放射能濃度の分布を考慮していないことであるとの知見を得た。   The inventors of the present application have made extensive studies in order to solve the above problems, and one of the causes of the error in the radioactive concentration calculated by the first means with respect to the actual radioactive concentration is the first means. In the calculation of, the knowledge that the distribution of radioactivity concentration in the actual sediment was not taken into consideration was obtained.

本発明は、堆積物の上方に配置され、堆積物から放射される放射線を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果から得られた前記放射線のカウント数に基づき放射能濃度を算出する算出手段とを備え、該算出手段によって算出された前記放射能濃度を測定結果として出力する放射能濃度測定システムであって、前記堆積物内の複数の仮想の点線源から放出された放射線が、前記検出手段に入射することを仮定すると共に、前記堆積物が、前記検出手段の中央位置を中心として深さ方向と直角な横方向に延びる仮想円形面と該仮想円形面の外周に上端が連なり深さ方向に延びる仮想円筒面とで囲まれた仮想円柱形状をなすものと仮定し、且つ、前記複数の点線源が、前記堆積物の横方向に延びる面内では、前記検出手段の中央位置を中心に放射状に等間隔で配置され、前記堆積物の深さ方向に延びる面内では、メッシュ状に配置され且つ深さ方向と横方向のそれぞれで等間隔に配置されていると仮定し、更に、前記堆積物における深さ方向の仮想の放射能濃度分布を仮定し、前記複数の点線源のうちの1つの点線源から、該1つの点線源を中心とした所定の大きさの半球面に向かって放出される複数の放射線のそれぞれの放出強度を、それぞれの放出角度別に求めると共に、それら複数の放射線のうちの前記検出手段に入射する放射線の放出強度を、前記放出角度に応じて求め、この求められた放出強度に基づいて、前記複数の点線源のうちの1つの点線源からの受信強度を算出し、前記放射能濃度分布に基づき全ての前記点線源からの受信強度の合計として理論演算値を演算する演算手段が設けられ、前記算出手段は、前記理論演算値を使用して、前記放射能濃度を算出することを特徴とする。 The present invention provides a detection means that is disposed above a deposit and detects radiation emitted from the deposit, and calculates a radioactivity concentration based on a count number of the radiation obtained from the detection result of the detection means. A radioactivity concentration measurement system that outputs the radioactivity concentration calculated by the calculation means as a measurement result, wherein the radiation emitted from a plurality of virtual point sources in the deposit is the radioactivity concentration measurement system. It is assumed that the incident light is incident on the detection means, and the deposit is connected to a virtual circular surface extending in a transverse direction perpendicular to the depth direction around the center position of the detection means, and an upper end is connected to the outer periphery of the virtual circular surface. It is assumed that a virtual cylindrical shape surrounded by a virtual cylindrical surface extending in the vertical direction is formed, and the center position of the detection means is set within the plane extending in the lateral direction of the deposit. Free in the center Jo the equally spaced, in the plane extending in the depth direction of the deposit, and assumed to be equally spaced on each disposed and depth direction and the transverse direction into a mesh, further, the Assuming a hypothetical radioactive concentration distribution in the depth direction in the deposit, from one point source of the plurality of point sources toward a hemisphere of a predetermined size centered on the one point source The emission intensity of each of the plurality of emitted radiations is obtained for each emission angle, and the emission intensity of the radiation incident on the detection means among the plurality of radiations is obtained according to the emission angle, and is obtained. The received intensity from one point source of the plurality of point sources is calculated based on the emitted intensity, and the theoretical calculation value is calculated as the sum of the received intensities from all the point sources based on the radioactivity concentration distribution. Calculate Calculation means are provided, said calculation means, by using the theoretical calculated value, and calculates the radioactivity concentration.

この構成であれば、仮想の放射能濃度分布に基づき全ての仮想の点線源からの受信強度の合計として演算された理論演算値を使用して、放射能濃度を算出する。従って、理論演算値を使用することによって、堆積物の放射能濃度分布を反映させた放射能濃度を算出することが可能となる。これにより、測定結果として出力される放射能濃度が実際の放射能濃度に対して誤差を生じることを抑制できる。また、測定対象物を採取する手段や重量を測定する手段を必要としないので、製造コストを抑制することができる。すなわち、本発明の放射能濃度測定システムによれば、製造コストを抑制しつつ、測定誤差を抑制可能となる。   With this configuration, the radioactivity concentration is calculated using a theoretically calculated value calculated as the sum of the received intensities from all virtual point sources based on the virtual radioactivity concentration distribution. Therefore, it is possible to calculate the radioactive concentration reflecting the radioactive concentration distribution of the deposit by using the theoretical calculation value. Thereby, it can suppress that the radioactive concentration output as a measurement result produces an error with respect to an actual radioactive concentration. Further, since no means for collecting the measurement object and no means for measuring the weight are required, the manufacturing cost can be suppressed. That is, according to the radioactivity concentration measurement system of the present invention, it is possible to suppress measurement errors while suppressing manufacturing costs.

上記の構成において、前記演算手段が、複数の仮想の放射能濃度分布のそれぞれに基づき前記理論演算値を演算し、これら複数の前記理論演算値のうちから、前記算出手段に使用される前記理論演算値を選択可能であってもよい。   In the above configuration, the calculation means calculates the theoretical calculation value based on each of a plurality of virtual radioactivity concentration distributions, and the theory used for the calculation means is selected from the plurality of the theoretical calculation values. The calculation value may be selectable.

この構成であれば、実際の測定現場の放射能濃度分布に近いと考えられる仮想の放射能濃度分布に基づいて演算された理論演算値を選択して、放射能濃度を算出することができる。これによって、より正確な放射能濃度の測定結果を得ることができる。   With this configuration, the radioactivity concentration can be calculated by selecting a theoretically calculated value calculated based on a virtual radioactivity concentration distribution that is considered to be close to the radioactivity concentration distribution at the actual measurement site. Thereby, a more accurate measurement result of the radioactivity concentration can be obtained.

上記の何れかの構成において、前記カウント数をI、前記理論演算値をSとした場合に、前記放射能濃度を算出するために前記算出手段が使用する数式が、I/Sを因数として含んでいてもよい。   In any one of the configurations described above, when the count number is I and the theoretical calculation value is S, the mathematical formula used by the calculation unit to calculate the radioactivity concentration includes I / S as a factor. You may go out.

この構成であれば、より正確な放射能濃度の測定結果を得ることができる。この構成において、前記数式の定数である係数が、標準線源から実際に放射される放射線の前記検出手段の検出結果から得られた標準カウント数と、前記標準線源における深さ方向の実際の放射能濃度分布に基づき全ての前記点線源からの受信強度の合計として前記演算手段によって演算された標準理論演算値とに基づいて得られていれば、更に正確な放射能濃度の測定結果を得ることができる。ここで、標準線源とは、放射能濃度、放射能濃度分布、寸法、密度等が既知である実在する放射線源である(以下、同様)。   With this configuration, a more accurate measurement result of radioactivity concentration can be obtained. In this configuration, the coefficient which is a constant of the mathematical formula is obtained by calculating the standard count number obtained from the detection result of the detection means of the radiation actually radiated from the standard radiation source and the actual depth direction in the standard radiation source. If it is obtained on the basis of the standard theoretical calculation value calculated by the calculation means as the sum of the received intensities from all the point sources based on the radioactive concentration distribution, a more accurate measurement result of the radioactive concentration is obtained. be able to. Here, the standard radiation source is an existing radiation source whose radioactivity concentration, radioactivity concentration distribution, size, density, etc. are known (the same applies hereinafter).

上記の何れかの構成において、前記堆積物が水底に堆積したものであってもよい。   In any one of the configurations described above, the deposit may be deposited on a water bottom.

水底に堆積した堆積物の場合には、サンプルを採取すること自体が難しい場合が多い。従って、サンプルを採取する必要が無い本発明が好適である。   In the case of sediment deposited on the bottom of the water, it is often difficult to collect the sample itself. Therefore, the present invention which does not need to collect a sample is preferable.

本発明によれば、製造コストを抑制しつつ、測定誤差を抑制可能な放射能濃度測定システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the radioactivity concentration measuring system which can suppress a measurement error can be provided, suppressing manufacturing cost.

本発明の実施形態に係る放射能濃度測定システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a radioactivity concentration measurement system according to an embodiment of the present invention. 検出手段を含む放射能測定部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the radioactivity measurement part containing a detection means. 理論演算値を演算する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of calculating a theoretical calculation value. 理論演算値を演算する時の条件を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the conditions at the time of calculating a theoretical calculation value. 理論演算値を演算する時の条件を説明するための平面図と側面図である。It is the top view and side view for demonstrating the conditions at the time of calculating a theoretical calculation value. 図3の工程W1の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the process W1 of FIG. 図6の工程W14を説明するための図である。It is a figure for demonstrating process W14 of FIG. 図3の工程W2を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process W2 of FIG. 仮想の放射能濃度分布の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of virtual radioactivity concentration distribution. 本発明の実施例に係る放射能濃度測定システムによる測定濃度と実際の濃度とを比較するための図である。It is a figure for comparing the measurement density | concentration by the radioactive concentration measurement system which concerns on the Example of this invention, and an actual density | concentration. 本発明の実施例に係る放射能濃度測定システムによる測定濃度と実際の濃度とを比較するための図である。It is a figure for comparing the measurement density | concentration by the radioactive concentration measurement system which concerns on the Example of this invention, and an actual density | concentration. 本発明の実施例に係る放射能濃度測定システムによる測定濃度と実際の濃度とを比較するための図である。It is a figure for comparing the measurement density | concentration by the radioactive concentration measurement system which concerns on the Example of this invention, and an actual density | concentration. 本発明の実施例に係る放射能濃度測定システムによる測定濃度と実際の濃度とを比較するための図である。It is a figure for comparing the measurement density | concentration by the radioactive concentration measurement system which concerns on the Example of this invention, and an actual density | concentration. 本発明の実施例に係る放射能濃度測定システムによる測定濃度と実際の濃度とを比較するための図である。It is a figure for comparing the measurement density | concentration by the radioactive concentration measurement system which concerns on the Example of this invention, and an actual density | concentration. 本発明の実施例に係る放射能濃度測定システムによる測定濃度と実際の濃度とを比較するための図である。It is a figure for comparing the measurement density | concentration by the radioactive concentration measurement system which concerns on the Example of this invention, and an actual density | concentration.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る放射能濃度測定システムの概略構成図である。この実施形態の放射能濃度測定システム1は、検出手段2と、算出手段3と、演算手段4と、記憶手段5と、出力手段6とを主要な構成要素として備える。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a radioactivity concentration measurement system according to an embodiment of the present invention. The radioactivity concentration measurement system 1 of this embodiment includes a detection unit 2, a calculation unit 3, a calculation unit 4, a storage unit 5, and an output unit 6 as main components.

検出手段2は、堆積物Pの上方に配置され、堆積物Pから放射される放射線を検出する。堆積物Pは、本実施形態では、水底に堆積したものである。算出手段3は、検出手段2の検出結果から得られた放射線のカウント数に基づき放射能濃度を算出する。   The detection means 2 is disposed above the deposit P and detects radiation emitted from the deposit P. In the present embodiment, the deposit P is deposited on the bottom of the water. The calculation means 3 calculates the radioactivity concentration based on the radiation count obtained from the detection result of the detection means 2.

本実施形態では、検出される放射線の種類は、セシウム134およびセシウム137に起因するγ線であるが、特にこれに限定されるものでは無く、その他の放射性物質に起因するγ線でもよい。なお、その場合には、その放射線の検出に好適な検出手段を使用するとよい。   In the present embodiment, the type of radiation detected is γ-rays attributed to cesium 134 and cesium 137, but is not particularly limited thereto, and may be γ-rays attributed to other radioactive substances. In that case, a detection means suitable for detecting the radiation may be used.

後で詳述するが、演算手段4は、堆積物P内に仮想の複数の点線源を仮定すると共に、堆積物Pにおける深さ方向の仮想の放射能濃度分布を仮定し、仮想の放射能濃度分布に基づき全ての仮想の点線源からの受信強度の合計として理論演算値を演算する。算出手段3は、演算手段4が演算した理論演算値を使用して、放射能濃度を算出する。   As will be described in detail later, the calculation means 4 assumes a plurality of virtual point sources in the deposit P, and assumes a hypothetical radioactive concentration distribution in the depth direction in the deposit P. Based on the density distribution, the theoretical calculation value is calculated as the sum of the received intensities from all virtual point sources. The calculation means 3 calculates the radioactivity concentration using the theoretical calculation value calculated by the calculation means 4.

記憶手段5は、演算手段4が演算した理論演算値を記憶する。本実施形態では、演算手段4が、複数の種類の仮想の放射能濃度分布のそれぞれに基づいて理論演算値を演算し、これら複数の理論演算値を記憶手段5に記憶させる。そして、記憶手段5に記憶された複数の理論演算値のうちから算出手段に使用される理論演算値を選択するように構成されている。この理論演算値の選択は、本実施形態では、ユーザーの判断によって測定現場の状況に合わせて実施されるが、本発明は、これに限定されること無く、自動で選択するようにしてもよいし、また、理論演算値を選択せずに、全ての理論演算値を使用してもよい。   The storage unit 5 stores the theoretical calculation value calculated by the calculation unit 4. In the present embodiment, the calculation means 4 calculates theoretical calculation values based on each of a plurality of types of virtual radioactivity concentration distributions, and stores the plurality of theoretical calculation values in the storage means 5. And it is comprised so that the theoretical calculation value used for a calculation means may be selected from the some theoretical calculation values memorize | stored in the memory | storage means 5. FIG. In this embodiment, the selection of the theoretical calculation value is performed according to the situation at the measurement site based on the judgment of the user. However, the present invention is not limited to this and may be automatically selected. In addition, all the theoretical calculation values may be used without selecting the theoretical calculation values.

算出手段3、演算手段4、記憶手段5は、例えば、パーソナルコンピュータ等の電子情報処理装置によって構成することが可能である。   The calculation unit 3, the calculation unit 4, and the storage unit 5 can be configured by an electronic information processing apparatus such as a personal computer, for example.

出力手段6は、例えばモニター等の表示手段やプリンター等であり、算出手段3によって算出された放射能濃度を出力する。これにより、放射能濃度測定システム1は、算出手段3によって算出された放射能濃度を測定結果として出力する。   The output means 6 is, for example, a display means such as a monitor or a printer, and outputs the radioactivity concentration calculated by the calculation means 3. Thereby, the radioactivity concentration measurement system 1 outputs the radioactivity concentration calculated by the calculation means 3 as a measurement result.

次に、放射能濃度を算出するために算出手段3が使用する数式について説明する。   Next, mathematical formulas used by the calculation means 3 for calculating the radioactivity concentration will be described.

ここで、放射能濃度をB、検出手段2の検出結果から得られた放射線のカウント数をI、理論演算値をSとする。なお、Sには単位が無い(無次元数)。   Here, the radioactivity concentration is B, the radiation count obtained from the detection result of the detection means 2 is I, and the theoretical calculation value is S. Note that S has no unit (dimensionless number).

例えば、放射能濃度Bを、単位重量当たりのベクレル量([Bq/kg])で表したものをB1とし、検出手段2の検出結果から得られた放射線のカウント数をI[cpm]とした場合には、測定対象の堆積物の密度ρ[g/cm3]を含む次の数式1を使用する。
(数式1) B1=α×I/(ρ×S)=(α/ρ)×(I/S)
αは、実際に堆積物を測定する時には定数となる係数である。なお、ここでは、ρは、測定対象によって変動する変数であるが、定数(例えば1)としてもよい。この場合には、この数式1の定数となる係数は、α/ρとなる。
For example, the radioactivity concentration B expressed by the amount of becquerel per unit weight ([Bq / kg]) is B1, and the radiation count obtained from the detection result of the detection means 2 is I [cpm]. In this case, the following formula 1 including the density ρ [g / cm 3 ] of the deposit to be measured is used.
(Formula 1) B1 = α × I / (ρ × S) = (α / ρ) × (I / S)
α is a coefficient that becomes a constant when the deposit is actually measured. Here, ρ is a variable that varies depending on the measurement target, but may be a constant (for example, 1). In this case, the coefficient that becomes the constant of Equation 1 is α / ρ.

また、例えば、放射能濃度Bを、単位面積当たりのベクレル量[Bq/m2]で表したものをB2とし、検出手段2の検出結果から得られた放射線のカウント数をI[cpm]とした場合には、次の数式2を使用する。
(数式2) B2=β×I/S
βは、実際に堆積物を測定する時には定数となる係数である。なお、B2は検出手段2が感知している放射性物質量(Bq)と感知している空間を堆積物Pと水との境界面に投影した面積から算出する。これは例えば、ある広い領域の放射能レベルを把握する際に有効な指標になると思われる。
Further, for example, the radioactivity concentration B expressed by the amount of becquerel per unit area [Bq / m 2 ] is B2, and the radiation count obtained from the detection result of the detection means 2 is I [cpm]. In such a case, the following formula 2 is used.
(Formula 2) B2 = β × I / S
β is a coefficient that becomes a constant when the deposit is actually measured. B2 is calculated from the amount of radioactive substance (Bq) sensed by the detection means 2 and the area projected on the boundary surface between the sediment P and water. For example, this is considered to be an effective index for grasping the radioactivity level in a certain wide area.

このように、数式1と数式2は、(I/S)を因数として含む。   Thus, Equations 1 and 2 include (I / S) as a factor.

数式1の係数αと数式2の係数βは、実際に堆積物を測定する時には定数となるもので、実在する放射線源(標準線源)を使用して予め求められるものである。   The coefficient α in Expression 1 and the coefficient β in Expression 2 are constants when the deposit is actually measured, and are obtained in advance using an existing radiation source (standard radiation source).

係数α,係数βは、標準線源から実際に放射される放射線の検出手段2の検出結果から得られたカウント数(標準カウント数)と、標準線源における深さ方向の実際の放射能濃度分布に基づき全ての仮想の点線源からの受信強度の合計として前記演算手段4によって演算された理論演算値(標準理論演算値)とに基づいて得られる。演算手段4による標準理論演算値の演算方法は、演算手段4による堆積物Pにおける仮想の放射能濃度分布に基づき全ての仮想の点線源からの受信強度の合計として理論演算値を演算する方法において、「堆積物Pにおける仮想の放射能濃度分布」の代わりに「標準線源における深さ方向の実際の放射能濃度分布」を用いたものである。   The coefficient α and the coefficient β are the count number (standard count number) obtained from the detection result of the radiation detecting means 2 actually emitted from the standard radiation source and the actual radioactive concentration in the depth direction of the standard radiation source. It is obtained based on the theoretical calculation value (standard theoretical calculation value) calculated by the calculation means 4 as the sum of the received intensities from all virtual point sources based on the distribution. The calculation method of the standard theoretical calculation value by the calculation means 4 is a method of calculating the theoretical calculation value as the sum of the received intensities from all virtual point sources based on the virtual radioactivity concentration distribution in the deposit P by the calculation means 4. , Instead of “virtual activity concentration distribution in the sediment P”, “actual activity concentration distribution in the depth direction in the standard radiation source” is used.

具体的には、係数α,係数βは、標準線源の放射能濃度をB1o[Bq/kg],B2o[Bq/m2]、標準カウント数をIo[cpm]、標準理論演算値をSo、標準線源の密度をρo[g/cm3]とした場合、数式1,2により、次の値となる。
α=B1o×ρo×So/Io
β=B2o×So/Io
Specifically, the coefficient α and the coefficient β are the radioactivity concentration of the standard radiation source B1o [Bq / kg], B2o [Bq / m 2 ], the standard count number Io [cpm], and the standard theoretical calculation value So. When the density of the standard radiation source is ρo [g / cm 3 ], the following values are obtained according to the mathematical formulas 1 and 2.
α = B1o × ρo × So / Io
β = B2o × So / Io

次に、検出手段2の具体例について説明する。   Next, a specific example of the detection unit 2 will be described.

図2は、本発明の検出手段2を含む放射能測定部の縦断面図である。放射能測定部は、円柱状の検出器具7と、この検出器具7を密閉状態(水密状態)で収容する耐圧容器8と、この耐圧容器8を包囲して保持する枠組体(不図示)とを主たる構成要素とする。そして、検出器具7からの信号を送る信号線のケーブル9が、耐圧容器8の内部を密閉状態に維持した状態で外部に引き出されている。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a radioactivity measurement unit including the detection means 2 of the present invention. The radioactivity measurement unit includes a cylindrical detection instrument 7, a pressure-resistant container 8 that houses the detection instrument 7 in a sealed state (watertight state), and a frame assembly (not shown) that surrounds and holds the pressure-resistant container 8. Is the main component. And the cable 9 of the signal wire | line which sends the signal from the detection instrument 7 is pulled out outside in the state which maintained the inside of the pressure-resistant container 8 in the airtight state.

検出器具7は、下部に存する放射線検出器10と、その上部に連結された波高分析器11とを有し、放射線検出器10は、その下端部に放射線の検出手段2(放射線検出センサーとしての例えばヨウ化ナトリウムまたは臭化ランタンの結晶)を格納する格納容器10aを有すると共に、波高分析器11は、この実施形態ではセシウム137とセシウム134とを判別する核種判別手段(マルチチャンネルアナライザー:MCA)を内蔵している。従って、この実施形態に係る検出器具7は、放射性物質としてのセシウム137と、セシウム134との量を、別々に測定するように構成されている。   The detection instrument 7 has a radiation detector 10 located in the lower part and a wave height analyzer 11 connected to the upper part, and the radiation detector 10 has a radiation detection means 2 (as a radiation detection sensor) at its lower end part. In this embodiment, the wave height analyzer 11 is a nuclide discriminating means (multichannel analyzer: MCA) for discriminating between cesium 137 and cesium 134. Built in. Therefore, the detection instrument 7 according to this embodiment is configured to separately measure the amounts of cesium 137 and cesium 134 as radioactive substances.

耐圧容器8は、検出器具7の外周側を、隙間を介して覆う透明のアクリル等の耐圧性樹脂からなる円筒形の筒状体12と、この筒状体12の上下両端にそれぞれOリング13、14を介在させて密に嵌合された円板形の上蓋体15及び下蓋体16とから構成されている。この場合、上蓋体15と下蓋体16とは何れも、筒状体12の材質よりも軟質の耐圧性樹脂(例えばMCナイロン(登録商標)等)で形成され、締付バンド17、18により筒状体12の上下両端にそれぞれ締め付け固定されている。   The pressure vessel 8 includes a cylindrical tubular body 12 made of a pressure resistant resin such as transparent acrylic covering the outer peripheral side of the detection instrument 7 through a gap, and O-rings 13 at both upper and lower ends of the tubular body 12. , 14 and a disc-shaped upper lid body 15 and a lower lid body 16 which are closely fitted to each other. In this case, both the upper lid body 15 and the lower lid body 16 are made of a pressure-resistant resin (for example, MC nylon (registered trademark)) softer than the material of the cylindrical body 12, and are fastened by the fastening bands 17 and 18. The tubular body 12 is fastened and fixed to both upper and lower ends.

耐圧容器8の内部においては、検出器具7における波高分析器11と放射線検出器10との間のくびれ部19を挟持して筒状体12の内周面に密に嵌合された器具固定部材20を有し、この器具固定部材20が、検出器具7を耐圧容器8内に固定支持している。この器具固定部材20は、例えば、平面視形状が円形の板状体を中央で二分割し、その一対の板状体をボルト21により締め付ける構造とされる。   Inside the pressure vessel 8, an instrument fixing member that is tightly fitted to the inner peripheral surface of the cylindrical body 12 with a constriction 19 between the wave height analyzer 11 and the radiation detector 10 in the detection instrument 7 interposed therebetween. 20, and this instrument fixing member 20 fixes and supports the detection instrument 7 in the pressure vessel 8. The instrument fixing member 20 has, for example, a structure in which a plate-like body having a circular shape in plan view is divided into two at the center, and the pair of plate-like bodies are fastened with bolts 21.

更に、耐圧容器8の内部においては、上蓋体15の下面に形成された凹部15aと器具固定部材20との間に、波高分析器11の外周側を覆う上部固定パイプ22が配設されると共に、下蓋体16の下面に形成された凹部16aと器具固定部材20との間に、放射線検出器10の外周側を覆う下部固定パイプ23が配設されている。そして、耐圧容器8の筒状体12と下部固定パイプ23との間の隙間には、放射線を遮蔽する材質である鉛等からなる円筒状の遮蔽体24が配設されている。   Further, in the pressure vessel 8, an upper fixing pipe 22 that covers the outer peripheral side of the wave height analyzer 11 is disposed between a recess 15 a formed on the lower surface of the upper lid 15 and the instrument fixing member 20. A lower fixing pipe 23 that covers the outer peripheral side of the radiation detector 10 is disposed between the recess 16 a formed on the lower surface of the lower lid 16 and the instrument fixing member 20. A cylindrical shield 24 made of lead or the like, which is a material that shields radiation, is disposed in the gap between the cylindrical body 12 of the pressure vessel 8 and the lower fixed pipe 23.

換言すると、検出器具7における放射線検出器10の下端部は、耐圧容器8の下蓋体16の凹部16aに挿入され、且つ、放射線検出器10の外周側は、遮蔽体24により覆われている。これにより、放射線検出器10の放射線検出手段2は、耐圧容器8の下端面(下蓋体16の下端面)に可能な限り近づくと共に、外周側からの放射線が遮蔽体24によって遮蔽されて、下方からの放射線を主として受けることになる。   In other words, the lower end portion of the radiation detector 10 in the detection instrument 7 is inserted into the recess 16 a of the lower lid body 16 of the pressure-resistant container 8, and the outer peripheral side of the radiation detector 10 is covered with the shield 24. . Thereby, the radiation detection means 2 of the radiation detector 10 is as close as possible to the lower end surface of the pressure-resistant container 8 (lower end surface of the lower lid body 16), and the radiation from the outer peripheral side is shielded by the shielding body 24, You will receive mainly radiation from below.

また、検出器具7の上端には、放射線検出手段2及び波高分析器11によって得られたデータを電気信号として取り出す信号線9aが接続されている。   In addition, a signal line 9 a that extracts data obtained by the radiation detection means 2 and the wave height analyzer 11 as an electrical signal is connected to the upper end of the detection instrument 7.

具体的には、信号線9aに取り出されるデータは、γ線によるエネルギーごとの放射線量(カウント数)であり、これは、検出手段2の検出結果から波高分析器11を介して得られるものである。   Specifically, the data extracted to the signal line 9a is a radiation dose (count number) for each energy by γ-rays, which is obtained from the detection result of the detection means 2 via the pulse height analyzer 11. is there.

そして、この信号線9aは、上蓋体15の中央部に固定されたプラグ25を介してケーブル9として外部に引き出されている。この場合、上蓋体15の中央領域(プラグ25の周辺領域)は、水密状態にシールされている。従って、耐圧容器8の内部空間は、完全に密閉状態とされ、且つ、水深100m〜150m程度であっても押し潰されない構造とされている。   The signal line 9 a is drawn out as a cable 9 through a plug 25 fixed to the center portion of the upper lid 15. In this case, the central region of the upper lid 15 (the peripheral region of the plug 25) is sealed in a watertight state. Therefore, the internal space of the pressure vessel 8 is completely sealed and is not crushed even when the water depth is about 100 m to 150 m.

更に、検出器具7からの信号を送るケーブル9は、水面上(例えば船上または船中)に配備されているパーソナルコンピュータ等の電子情報処理装置(算出手段3)に接続される構成とされている。加えて、検出器具7は、水深の相違に伴う温度変化に対して感度変化を補償する温度補償機能を有している。   Further, the cable 9 for sending a signal from the detection instrument 7 is configured to be connected to an electronic information processing apparatus (calculation means 3) such as a personal computer provided on the surface of the water (for example, on the ship or in the ship). . In addition, the detection instrument 7 has a temperature compensation function that compensates for a sensitivity change with respect to a temperature change caused by a difference in water depth.

次に、演算手段4が理論演算値Sを演算する方法を説明する。   Next, a method in which the calculation means 4 calculates the theoretical calculation value S will be described.

本実施形態では、演算手段4による理論演算値Sの演算方法は、図3に示すように、点線源からの受信強度を算出する工程W1と、点線源の深さごとに受信強度の総和を算出する工程W2と、仮想の放射能濃度分布に基づき全ての点線源からの受信強度の合計を算出する工程W3とを備える。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the calculation method of the theoretical calculation value S by the calculation means 4 includes the step W1 of calculating the reception intensity from the point source and the sum of the reception intensity for each depth of the point source. A step W2 for calculating, and a step W3 for calculating the sum of the received intensities from all the point source based on the virtual radioactivity concentration distribution.

本実施形態では、理論演算値Sは、工程W3で仮想の放射能濃度分布に基づき算出される全ての点線源からの受信強度の合計である。そして、この受信強度の合計は、点線源の放射線の放出強度に対する比率(相対強度)で表示されるものである。なお、本実施形態では、1つの点線源から放出される全ての放射線の放出強度の合計を1とする。   In the present embodiment, the theoretical calculation value S is the sum of the received intensities from all point sources calculated in step W3 based on the virtual radioactivity concentration distribution. The total received intensity is displayed as a ratio (relative intensity) to the radiation emission intensity of the dotted line source. In the present embodiment, the sum of the emission intensities of all the radiations emitted from one point source is 1.

本実施形態では、図4に示すように、縦方向(本実施形態では鉛直方向)に堆積した堆積物P内の複数の仮想の点線源Fから放出された放射線Aが、図2で説明した放射線測定部の検出手段2に入射することを仮定している。なお、以下の説明では、特に注釈が無い限り、図4に示すように仮想の点線源Fは配置されていると仮定する。つまり、堆積物Pは、検出手段2の中央位置を中心として深さ方向と直角な横方向に延びる仮想円形面と該仮想円形面の外周に上端が連なり深さ方向に延びる仮想円筒面とで囲まれた仮想円柱形状をなすものと仮定する。そして、U1部に示すように、点線源Fは、横方向に延びる面(本実施形態では水平面)内では、検出手段2の中央位置を中心に放射線状に等間隔で配置されていると仮定する。さらに、U2部に示すように、点線源Fは、縦方向に延びる面(本実施形態では鉛直面)では、メッシュ状に配置され、縦方向と横方向のそれぞれで等間隔に配置されていると仮定する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the radiation A emitted from a plurality of virtual point sources F in the deposit P deposited in the vertical direction (vertical direction in the present embodiment) has been described with reference to FIG. It is assumed that the light enters the detection means 2 of the radiation measurement unit. In the following description, it is assumed that a virtual point source F is arranged as shown in FIG. 4 unless otherwise noted. That is, the deposit P is composed of a virtual circular surface extending in the lateral direction perpendicular to the depth direction around the center position of the detection means 2 and a virtual cylindrical surface extending in the depth direction with the upper end connected to the outer periphery of the virtual circular surface. Assume that it is surrounded by a virtual cylinder. As shown in the U1 part, the point source F is assumed to be radially arranged at equal intervals around the center position of the detection means 2 in the laterally extending surface (horizontal plane in the present embodiment). To do. Furthermore, as shown in the U2 part, the point source F is arranged in a mesh shape on a surface extending in the vertical direction (vertical surface in the present embodiment), and is arranged at equal intervals in each of the vertical direction and the horizontal direction. Assume that

本実施形態では、図5に示すように、1つの点線源Fを通るようにX軸を配置し、1つの点線源Fから放射される放射線Aの方向を特定するために、水平面での放射線AのX軸に対する角度(以下、水平角θと記す)と、鉛直面での放射線AのX軸に対する角度(以下、仰角φと記す)を考える。そして、点線源Fの深さをLとし、点線源Fと検出手段2の中心軸Oとの離間距離をDとする。そして、深さL、離間距離Dに存在する1つの点線源Fから放出される放射線の受信強度をR(L,D)とする。なお、図5に示すように、点線源Fを通るようにX軸を配置すると、離間距離Dは、点線源FのX座標となる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the X-axis is arranged so as to pass through one point source F, and in order to specify the direction of the radiation A emitted from one point source F, the radiation on the horizontal plane Consider an angle of A with respect to the X axis (hereinafter referred to as horizontal angle θ) and an angle of X-ray of radiation A on the vertical plane (hereinafter referred to as elevation angle φ). The depth of the point source F is L, and the distance between the point source F and the center axis O of the detection means 2 is D. The received intensity of the radiation emitted from one point source F existing at the depth L and the separation distance D is R (L, D). As shown in FIG. 5, when the X axis is arranged so as to pass through the point source F, the separation distance D becomes the X coordinate of the point source F.

説明の便宜上、深さLの値はm個存在するとして、L=l1,l2,・・・,lmとし、離間距離Dの値はn個存在するとして、D=d1,d2,・・・,dnとする。深さLの値と離間距離Dの値はそれぞれ等間隔である。点線源Fの位置は、全ての深さLと全ての離間距離Dで決定されるので、m×n個存在する。   For the convenience of explanation, it is assumed that there are m values of the depth L, L = l1, l2,..., Lm, and n values of the separation distance D are present, and D = d1, d2,. , Dn. The value of the depth L and the value of the separation distance D are equally spaced. Since the positions of the point source F are determined by all the depths L and all the separation distances D, there exist m × n.

本実施形態では、工程W1で、点線源Fからの受信強度R(L,D)を算出するために、図6に示す工程W11〜工程W18を実施する。   In the present embodiment, in order to calculate the reception intensity R (L, D) from the point source F in Step W1, Steps W11 to W18 shown in FIG. 6 are performed.

工程W11では、1つの点線源の深さLと離間距離Dを設定する。そして、工程W12では、放射線の水平角θを設定し、工程W13では、放射線の仰角φを設定する。   In step W11, the depth L and the separation distance D of one point source are set. In step W12, the horizontal angle θ of the radiation is set, and in step W13, the elevation angle φ of the radiation is set.

工程W14では、1つの点線源Fが放出する1つの放射線Aの放出強度E(φ)を算出する。例えば、図7に示すように、1つの点線源Fを中心とした所定の大きさの半球面Caを考える。そして、半球面Caと仰角φごとの放射線Aの交点Vを考える。仰角φは、等間隔で変更される。そして、各仰角φの交点Vを含むように、半球面Caの中心と頂点を通る半径に対して垂直に、半球面Caを輪切りする。これにより、複数(図示例では8個)の輪切り状の球面C1,C2,・・・,C8が形成される。なお、半球面Caの中心と頂点を通る縦断面で考えた時、半球面Caの輪郭線上で輪切り状球面C1,C2,・・・,C8の長さは同一である。また、半球面Caの中心と頂点と交点Vを通る縦断面で考えた時、その交点Vは、半球面Caの輪郭線上で輪切り状球面C1,C2,・・・,C8の中央位置に存在する。そして、それぞれの輪切り状球面C1,C2,・・・,C8内における複数の交点Vの間隔Gが、何れの輪切り状球面C1,C2,・・・,C8でも同一と仮定する。   In step W14, the emission intensity E (φ) of one radiation A emitted from one point source F is calculated. For example, as shown in FIG. 7, a hemispherical surface Ca having a predetermined size centered on one point source F is considered. Then, consider the intersection V of the radiation A for each hemispherical surface Ca and elevation angle φ. The elevation angle φ is changed at equal intervals. Then, the hemispherical surface Ca is cut into a circle perpendicular to the radius passing through the center and the apex of the hemispherical surface Ca so as to include the intersection V of each elevation angle φ. As a result, a plurality (eight in the illustrated example) of round spherical surfaces C1, C2,..., C8 are formed. In addition, when considering the longitudinal section passing through the center and the apex of the hemispherical surface Ca, the lengths of the ring-shaped spherical surfaces C1, C2,..., C8 are the same on the outline of the hemispherical surface Ca. Further, when considering a longitudinal section passing through the center and apex of the hemispherical surface Ca and the intersection V, the intersection V exists at the center position of the ring-shaped spherical surfaces C1, C2,. To do. Then, it is assumed that the intervals G between the plurality of intersection points V in the respective ring-shaped spherical surfaces C1, C2,..., C8 are the same in any of the ring-shaped spherical surfaces C1, C2,.

従って、それぞれの輪切り状球面上の交点Vの数は、輪切り状球面C1,C2,・・・,C8の各面積に比例する。このため、1つの点線源Fから仰角φの方向に放出される放射線Aの放出強度E(φ)は、仰角φで決まる輪切り状球面C1,C2,・・・,C8の各面積に比例する。従って、例えば、輪切り状球面C1,C2,・・・,C8の各面積の比率をc1:c2:・・・:c8とすると、1つの点線源Fから放出される全ての放射線Aの放出強度の合計は1なので、各仰角φでの放射線Aの放出強度E(φ)は、c1,c2,・・・,c8となる。   Therefore, the number of intersection points V on each ring-shaped spherical surface is proportional to the area of each of the ring-shaped spherical surfaces C1, C2,. Therefore, the emission intensity E (φ) of the radiation A emitted from one point source F in the direction of the elevation angle φ is proportional to the area of each of the ring-shaped spherical surfaces C1, C2,. . Therefore, for example, assuming that the ratio of the area of each of the circular spherical surfaces C1, C2,..., C8 is c1: c2:..., C8, the emission intensity of all the radiation A emitted from one point source F. , The emission intensity E (φ) of the radiation A at each elevation angle φ is c1, c2,..., C8.

工程W15では、1つの点線源Fが放出する1つの放射線Aの受信強度Ro(θ,φ)を算出する。工程W15では、まず、図5に示すように、1つの点線源から水平角θ,仰角φで放出される1つの放射線Aが、堆積物P、水、耐圧容器8、遮蔽体24、パイプ23、格納容器10a、検出手段2のそれぞれを通過する距離を算出する。これらの距離は、耐圧容器8、遮蔽体24、パイプ23、格納容器10a、検出手段2の寸法や位置と、点線源Fの深さL、離間距離D、仰角φ,水平角θによって算出する。これらの距離と、堆積物P、水、耐圧容器8、遮蔽体24、パイプ23、検出手段2のそれぞれの放射線透過率(減衰率)と、工程W14で算出した放射線Aの放出強度E(φ)とから、1つの放射線Aの受信強度Ro(θ,φ)を算出する。   In step W15, the reception intensity Ro (θ, φ) of one radiation A emitted from one point source F is calculated. In step W15, first, as shown in FIG. 5, one radiation A emitted from one point source at a horizontal angle θ and an elevation angle φ is deposited P, water, pressure vessel 8, shield 24, and pipe 23. The distance passing through each of the storage container 10a and the detection means 2 is calculated. These distances are calculated from the dimensions and positions of the pressure vessel 8, the shield 24, the pipe 23, the storage container 10 a, and the detection means 2, the depth L of the point source F, the separation distance D, the elevation angle φ, and the horizontal angle θ. . These distances, the radiation transmittance (attenuation rate) of the deposit P, water, the pressure vessel 8, the shield 24, the pipe 23, and the detection means 2, and the emission intensity E (φ of the radiation A calculated in the step W14 ), The reception intensity Ro (θ, φ) of one radiation A is calculated.

本実施形態では、工程W15で放射線Aの通過距離を算出する場合、例えば、図5に示すように、X軸に直交すると共に水平面に沿ったY軸、検出手段2の中心軸Oに沿ったZ軸を配置する。そうすれば、これらを使用した座標によって放射線Aと検出手段2の交点を算出し、そこから放射線Aが検出手段2内の通過距離を計算し、この距離から格納容器10a、パイプ23、遮蔽体24、水、堆積物Pの通過距離を算出することができる。   In this embodiment, when calculating the passage distance of the radiation A in the step W15, for example, as shown in FIG. 5, the Y axis is perpendicular to the X axis and is along the horizontal plane, and is along the central axis O of the detection means 2. Arrange the Z-axis. If it does so, the intersection of the radiation A and the detection means 2 will be calculated by the coordinate using these, the radiation A will calculate the passage distance in the detection means 2 from there, and the containment container 10a, the pipe 23, and the shielding body from this distance 24, the passage distance of water and sediment P can be calculated.

工程W16では、1つの点線源Fが放出する放射線Aの受信強度Rt(θ)を水平角θごとに算出する。詳述すれば、工程W16では、まず、水平角θを一定としたまま、仰角φを等間隔で変更して工程W13〜工程W15を繰り返し、1つの放射線の受信強度Ro(θ,φ)を仰角φごとに得る。次に、これらの受信強度Ro(θ,φ)の総和を算出し、一定とした水平角θでの受信強度Rt(θ)とする。   In step W16, the reception intensity Rt (θ) of the radiation A emitted from one point source F is calculated for each horizontal angle θ. More specifically, in step W16, first, while maintaining the horizontal angle θ constant, the elevation angle φ is changed at equal intervals, and the steps W13 to W15 are repeated to obtain the reception intensity Ro (θ, φ) of one radiation. Obtained for each elevation angle φ. Next, the sum of these received intensities Ro (θ, φ) is calculated and set as the received intensity Rt (θ) at a constant horizontal angle θ.

工程W17では、1つの点線源Fからの受信強度R(L,D)を算出する。詳述すれば、工程W17では、まず、深さLと離間距離Dを一定としたまま、水平角θを等間隔で変更して工程W12〜工程W16を繰り返し、受信強度Rt(θ)を水平角θごとに得る。次に、これらの受信強度Rt(θ)の総和を算出し、一定とした深さLと離間距離Dの1つの点線源Fからの受信強度R(L,D)とする。   In step W17, the reception intensity R (L, D) from one point source F is calculated. More specifically, in step W17, first, the horizontal angle θ is changed at equal intervals while the depth L and the separation distance D are kept constant, and the steps W12 to W16 are repeated to set the reception intensity Rt (θ) to the horizontal. Obtained for each angle θ. Next, the sum of these received intensities Rt (θ) is calculated and set as a received intensity R (L, D) from one point source F having a constant depth L and separation distance D.

具体的に説明すれば、水平角θの値をk個として水平角θ=θ1,θ2,・・,θkとし、仰角φの値をl個として仰角φ=φ1,φ2,・・,φlとすると、
Rt(θ1)=Ro(θ1,φ1)+Ro(θ1,φ2)+・・+Ro(θ1,φl)
Rt(θ2)=Ro(θ2,φ1)+Ro(θ2,φ2)+・・+Ro(θ2,φl)


Rt(θk)=Ro(θk,φ1)+Ro(θk,φ2)+・・+Ro(θk,φl)
R(L,D)=Rt(θ1)+Rt(θ2)+・・・+Rt(θk)
More specifically, the horizontal angle θ is k and the horizontal angles θ = θ1, θ2,..., Θk, and the elevation angle φ is l and the elevation angles φ = φ1, φ2,. Then
Rt (θ1) = Ro (θ1, φ1) + Ro (θ1, φ2) + .. + Ro (θ1, φl)
Rt (θ2) = Ro (θ2, φ1) + Ro (θ2, φ2) +... + Ro (θ2, φl)


Rt (θk) = Ro (θk, φ1) + Ro (θk, φ2) + .. + Ro (θk, φl)
R (L, D) = Rt (θ1) + Rt (θ2) +... + Rt (θk)

これで、深さLと離間距離Dの1つの点線源Fからの受信強度R(L,D)が求められたことになる。そして、工程W18では、離間距離Dを変更した点線源Fからの受信強度R(L,D)を算出する。詳述すれば、工程W18では、離間距離Dを変更して、工程W11〜工程W17を繰り返し、全ての離間距離Dで位置が決定される点線源Fについて、受信強度R(L,D)を算出する。例えば深さL=l1の時、工程W18で算出されるのは、以下に示すn個の受信強度R(L,D)である。
R(l1,d1),R(l1,d2),・・・,R(l1,dn)
Thus, the reception intensity R (L, D) from one point source F having the depth L and the separation distance D is obtained. In step W18, the reception intensity R (L, D) from the point source F with the separation distance D changed is calculated. More specifically, in step W18, the separation distance D is changed, and the steps W11 to W17 are repeated, and the reception intensity R (L, D) is determined for the point source F whose position is determined at all the separation distances D. calculate. For example, when the depth L = 11, n reception intensities R (L, D) shown below are calculated in step W18.
R (l1, d1), R (l1, d2), ..., R (l1, dn)

工程W18を完了すると工程W1が完了である。ここで、図3に戻って、工程W1の次の工程W2について説明をする。工程W2では、点線源Fの深さLごとに受信強度の総和を算出する。この受信強度の総和をRa(L)とする。工程W1で算出した受信強度R(L,D)は、深さLと離間距離Dで決まる1つの点線源Fからの受信強度なので、同じ離間距離Dに複数の点線源Fが存在することが考慮されていない。そこで、受信強度の総和Ra(L)を次のようにして求める。   When the process W18 is completed, the process W1 is completed. Here, returning to FIG. 3, the process W2 subsequent to the process W1 will be described. In step W2, the sum of received intensities is calculated for each depth L of the point source F. Ra (L) is the sum of the received strengths. Since the reception intensity R (L, D) calculated in the process W1 is the reception intensity from one point source F determined by the depth L and the separation distance D, there may be a plurality of point sources F at the same separation distance D. Not considered. Therefore, the total received intensity Ra (L) is obtained as follows.

まず、例えば、図8に示すように、X軸上にn個(離間距離Dの数)の点線源Fが存在するとし、X軸上のn個の点線源Fをそれぞれ含む検出手段2の中心軸Oを中心とする円環領域H1,H2,・・・,Hnを考える。なお、円環領域H1,H2,・・・,HnのそれぞれのX軸方向中央に点線源Fが配置されるように円環領域H1,H2,・・・,Hnは定義されている。ここでは、点線源Fは、水平面内に均等に配置されていると仮定する。従って、円環領域H1,H2,・・・,Hnのそれぞれに存在する点線源Fの数(不図示のX軸上以外の分も含む)は、円環領域H1,H2,・・・,Hnの各面積に比例する。   First, for example, as shown in FIG. 8, it is assumed that there are n (the number of separation distances D) point source F on the X axis, and each of the detection means 2 including n point sources F on the X axis. Consider circular regions H1, H2,..., Hn centered on the central axis O. The annular regions H1, H2,..., Hn are defined so that the point source F is arranged at the center in the X-axis direction of each of the annular regions H1, H2,. Here, it is assumed that the point source F is evenly arranged in the horizontal plane. Therefore, the number of point source F existing in each of the annular regions H1, H2,..., Hn (including portions other than those on the X axis not shown) is equal to the annular regions H1, H2,. It is proportional to each area of Hn.

従って、受信強度の総和Ra(L)は、X軸線上の点線源Fの各受信強度に、その点線源Fを含む円環領域Hの各面積の比率を乗算し、これらの総和として算出する。例えば、円環領域H1,H2,・・・,Hnの各面積の比率をh1:h2:・・・:hnとすれば、深さL=l1の時、Ra(L)は次式で表される。
Ra(l1)=R(l1,d1)×h1+R(l1,d2)×h2+,・・・,+R(l1,dn)×hn
Therefore, the total received intensity Ra (L) is calculated by multiplying each received intensity of the point source F on the X-axis by the ratio of each area of the annular region H including the point source F, and calculating the sum of these. . For example, if the ratio of each area of the annular regions H1, H2,..., Hn is h1: h2:...: Hn, Ra (L) is expressed by the following equation when the depth L = l1. Is done.
Ra (l1) = R (l1, d1) × h1 + R (l1, d2) × h2 +,..., + R (l1, dn) × hn

そして、深さLの値を変更して、工程W1を実施して、変更した深さLに対応する受信強度R(L,D)を算出し、この受信強度R(L,D)を使用して受信強度の総和Ra(L)を算出する。これを繰り返すことによって、全ての深さLについて受信強度の総和Ra(L)を算出する。   Then, the value of the depth L is changed, the process W1 is performed, the reception strength R (L, D) corresponding to the changed depth L is calculated, and this reception strength R (L, D) is used. Then, the sum Ra (L) of the received intensity is calculated. By repeating this, the total received intensity Ra (L) for all depths L is calculated.

次の工程W3では、理論演算値Sを、堆積物Pにおける深さ方向の仮想の放射能濃度分布に基づき全ての点線源Fからの受信強度の合計として算出する。   In the next step W3, the theoretical calculation value S is calculated as the sum of the received intensities from all the point sources F based on the virtual radioactivity concentration distribution in the depth direction in the deposit P.

堆積物Pにおける深さ方向の仮想の放射能濃度分布としては、例えば、図9(A)〜(D)に示すように、所定の縦方向範囲(深さ範囲)で、所定の放射能濃度を有するものが挙げられる。図示例では、放射能濃度は、相対値で表示されている。図9(A)〜(C)は、それぞれ、深さ5cm,10cm,15cmまで放射能濃度が均等に分布する例であり、図9(D)は、深くなるにしたがって、放射能濃度が逓減する例である。   As the hypothetical radioactivity concentration distribution in the depth direction in the deposit P, for example, as shown in FIGS. 9A to 9D, a predetermined radioactivity concentration in a predetermined longitudinal range (depth range). The thing which has is mentioned. In the illustrated example, the radioactivity concentration is displayed as a relative value. 9 (A) to 9 (C) are examples in which the radioactivity concentration is evenly distributed to depths of 5 cm, 10 cm, and 15 cm, respectively, and FIG. 9 (D) shows a decrease in radioactivity concentration as the depth increases. This is an example.

理論演算値Sの算出方法については次のように考える。工程W2までは、点線源Fは、鉛直方向(深さ方向)に均等に配置されていると仮定しているため、単に、深さLごとの受信強度の総和Ra(L)の総和を算出すると、深さ方向の放射能濃度分布が均一の場合における全ての点線源Fからの受信強度の合計を算出したことになる。そこで、深さ方向の仮想の放射能濃度分布を反映させるために、理論演算値Sを、受信強度の総和Ra(L)のそれぞれに深さ方向の仮想の濃度分布の相対比率を乗算し、これらの総和として算出する。例えば、深さ方向の仮想の濃度分布の相対比率をj1:j2:・・・:jmとすると、Sは次式で表される。
S=Ra(l1)×j1+Ra(l2)×j2+・・・+Ra(lm)×jm
The calculation method of the theoretical calculation value S is considered as follows. Until the process W2, since it is assumed that the point sources F are evenly arranged in the vertical direction (depth direction), the sum of the received intensity sum Ra (L) for each depth L is simply calculated. Then, the sum of the received intensities from all the point source F in the case where the radioactive concentration distribution in the depth direction is uniform is calculated. Therefore, in order to reflect the virtual radioactivity concentration distribution in the depth direction, the theoretical calculation value S is multiplied by the relative ratio of the virtual concentration distribution in the depth direction to each of the sum Ra (L) of the received intensity, Calculated as the sum of these. For example, if the relative ratio of the virtual density distribution in the depth direction is j1: j2:...: Jm, S is expressed by the following equation.
S = Ra (l1) × j1 + Ra (l2) × j2 +... + Ra (lm) × jm

例えば、図9(D)の例で、Lの間隔が1cmとすれば、l1=1,l2=2,l3=3,l4=4,・・・,l15=15であり、j1:j2:j3:j4:・・・:j15=1:0.8:0.5:0.5:・・・:0.1とすれば、Sは次式で表される。
S=Ra(1)+0.8Ra(2)+0.5Ra(3)+0.5Ra(4)+・・・+0.1Ra(15)
For example, in the example of FIG. 9D, if the interval of L is 1 cm, l1 = 1, l2 = 2, l3 = 3, l4 = 4,..., L15 = 15, and j1: j2: If j3: j4: ...: j15 = 1: 0.8: 0.5: 0.5: ...: 0.1, S is expressed by the following equation.
S = Ra (1) + 0.8Ra (2) + 0.5Ra (3) + 0.5Ra (4) + ... + 0.1Ra (15)

本実施形態では、図9(A)〜(D)のそれぞれの濃度分布に関して、工程W3を実施することで、それぞれの濃度分布に対応する理論演算値を4種類演算し、記憶手段5に記憶させる。そして、図9(A)〜(D)の濃度分布のうち、測定現場の状況に近いと考えられるものに対応する理論演算値をユーザーが選択し、算出手段によって、放射能濃度を算出する。   In the present embodiment, four types of theoretical calculation values corresponding to the respective concentration distributions are calculated and stored in the storage unit 5 by performing the process W3 for the respective concentration distributions of FIGS. 9 (A) to (D). Let 9A to 9D, the user selects a theoretical calculation value corresponding to what is considered to be close to the situation at the measurement site, and the radioactivity concentration is calculated by the calculation means.

以上のように構成された放射能濃度測定システム1であれば、仮想の放射能濃度分布に基づき全ての仮想の点線源Fからの受信強度の合計として演算された理論演算値Sを使用して、放射能濃度を算出する。従って、理論演算値Sを使用することによって、堆積物Pの放射能濃度分布を反映させた放射能濃度を算出することが可能となる。これにより、測定結果として出力される放射能濃度が実際の放射能濃度に対して誤差を生じることを抑制できる。また、測定対象物を採取する手段や重量を測定する手段を必要としないので、製造コストを抑制することができる。すなわち、本実施形態の放射能濃度測定システム1によれば、製造コストを抑制しつつ、測定誤差を抑制可能となる。   In the case of the radioactivity concentration measuring system 1 configured as described above, the theoretical calculation value S calculated as the sum of the received intensities from all the virtual point sources F based on the virtual radioactivity concentration distribution is used. Calculate the radioactivity concentration. Therefore, by using the theoretical calculation value S, it is possible to calculate the radioactivity concentration reflecting the radioactivity concentration distribution of the deposit P. Thereby, it can suppress that the radioactive concentration output as a measurement result produces an error with respect to an actual radioactive concentration. Further, since no means for collecting the measurement object and no means for measuring the weight are required, the manufacturing cost can be suppressed. That is, according to the radioactivity concentration measurement system 1 of the present embodiment, it is possible to suppress measurement errors while suppressing manufacturing costs.

本発明者らは、本発明の実施例に係る放射能濃度測定システムについて評価を行なった。   The present inventors evaluated the radioactivity concentration measurement system according to the example of the present invention.

この評価は次のように実施した。本発明の実施例に係る放射能濃度測定システムによって、図2で説明した放射能測定部を実際の水底に配置し、放射能濃度を測定(算出)した。その後、放射能測定部を配置した水底の堆積物(土壌)を採取して、ゲルマニウム半導体検出器により分析し、放射線量と重量から実際の放射能濃度を求めた。同様の測定を4箇所で行なった。   This evaluation was performed as follows. With the radioactivity concentration measurement system according to the example of the present invention, the radioactivity measurement unit described in FIG. 2 was placed on the actual bottom of the water, and the radioactivity concentration was measured (calculated). Then, the bottom sediment (soil) where the radioactivity measuring unit was arranged was collected and analyzed by a germanium semiconductor detector, and the actual radioactivity concentration was determined from the radiation dose and weight. Similar measurements were taken at four locations.

セシウム137についての結果を、図10、図11に示す。セシウム134についての結果を、図12、図13に示す。セシウム134とセシウム137を合わせた(区別しない)場合の結果を、図14、図15に示す。図10、図12、図14は、4つの測定地点別に、本発明の実施例に係る放射能濃度測定システムによる測定濃度と実際の放射能濃度を示したものである。図11、図13、図15は、実際の放射能濃度を横軸とし、本発明の実施例に係る放射能濃度測定システムによる測定濃度を縦軸として、図10、図12、図14のデータを示したものである。これらの図より、本発明の実施例に係る放射能濃度測定システムによる測定濃度と、実際の放射能濃度とが、概ね一致していることが理解できる。   The results for cesium 137 are shown in FIGS. The results for cesium 134 are shown in FIGS. The results in the case where cesium 134 and cesium 137 are combined (not distinguished) are shown in FIGS. 10, FIG. 12, and FIG. 14 show the measured concentration and the actual radioactive concentration by the radioactive concentration measuring system according to the embodiment of the present invention for each of the four measurement points. 11, 13, and 15, the horizontal axis represents the actual radioactivity concentration, and the vertical axis represents the concentration measured by the radioactivity concentration measurement system according to the embodiment of the present invention. Is shown. From these figures, it can be understood that the measured concentration by the radioactive concentration measuring system according to the embodiment of the present invention and the actual radioactive concentration substantially coincide.

本発明は、上記の説明に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲で、様々な変形が可能である。例えば、上記説明では、測定対象の堆積物は水底に堆積したものであったが、地上に堆積したものであってもよい。   The present invention is not limited to the above description, and various modifications are possible within the scope of the technical idea. For example, in the above description, the deposit to be measured is deposited on the bottom of the water, but may be deposited on the ground.

1 放射能濃度測定システム
2 検出手段
3 算出手段
4 演算手段
A 放射線
F 点線源
P 堆積物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radioactivity concentration measurement system 2 Detection means 3 Calculation means 4 Calculation means A Radiation F Point source P Deposit

Claims (5)

堆積物の上方に配置され、堆積物から放射される放射線を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果から得られた前記放射線のカウント数に基づき放射能濃度を算出する算出手段とを備え、該算出手段によって算出された前記放射能濃度を測定結果として出力する放射能濃度測定システムであって、
前記堆積物内の複数の仮想の点線源から放出された放射線が、前記検出手段に入射することを仮定すると共に、前記堆積物が、前記検出手段の中央位置を中心として深さ方向と直角な横方向に延びる仮想円形面と該仮想円形面の外周に上端が連なり深さ方向に延びる仮想円筒面とで囲まれた仮想円柱形状をなすものと仮定し、且つ、前記複数の点線源が、前記堆積物の横方向に延びる面内では、前記検出手段の中央位置を中心に放射状に等間隔で配置され、前記堆積物の深さ方向に延びる面内では、メッシュ状に配置され且つ深さ方向と横方向のそれぞれで等間隔に配置されていると仮定し、
更に、前記堆積物における深さ方向の仮想の放射能濃度分布を仮定し、
前記複数の点線源のうちの1つの点線源から、該1つの点線源を中心とした所定の大きさの半球面に向かって放出される複数の放射線のそれぞれの放出強度を、それぞれの放出角度別に求めると共に、それら複数の放射線のうちの前記検出手段に入射する放射線の放出強度を、前記放出角度に応じて求め、この求められた放出強度に基づいて、前記複数の点線源のうちの1つの点線源からの受信強度を算出し、
前記放射能濃度分布に基づき全ての前記点線源からの受信強度の合計として理論演算値を演算する演算手段が設けられ、
前記算出手段は、前記理論演算値を使用して、前記放射能濃度を算出することを特徴とする放射能濃度測定システム。
A detecting unit that is disposed above the deposit and detects radiation emitted from the deposit; and a calculating unit that calculates a radioactivity concentration based on a count number of the radiation obtained from a detection result of the detecting unit. , A radioactivity concentration measurement system that outputs the radioactivity concentration calculated by the calculation means as a measurement result,
It is assumed that radiation emitted from a plurality of virtual point sources in the deposit is incident on the detection means, and the deposit is perpendicular to the depth direction around the center position of the detection means. It is assumed that the virtual circular surface extending in the lateral direction and the virtual circular cylindrical surface surrounded by the virtual cylindrical surface extending in the depth direction with the upper end connected to the outer periphery of the virtual circular surface, and the plurality of point sources are In the plane extending in the lateral direction of the deposit, the detectors are arranged radially at equal intervals around the center position of the detection means, and in the plane extending in the depth direction of the deposit, the deposit is arranged in a mesh shape and has a depth. Assuming that they are equally spaced in each direction and
Furthermore, assuming a hypothetical radioactive concentration distribution in the depth direction in the deposit,
The emission intensity of each of a plurality of radiations emitted from one point source among the plurality of point sources toward a hemisphere having a predetermined size centered on the one point source is set to each emission angle. The emission intensity of the radiation incident on the detection means among the plurality of radiations is determined according to the emission angle, and one of the plurality of point sources is determined based on the determined emission intensity. Calculate the received intensity from one point source,
Calculating means are provided for calculating a theoretical calculation value as the sum of the reception intensity from all of the point source on the basis of the radioactivity concentration distribution,
The radioactivity concentration measurement system characterized in that the calculation means calculates the radioactivity concentration using the theoretical calculation value.
前記演算手段が、複数の仮想の放射能濃度分布のそれぞれに基づき前記理論演算値を演算し、これら複数の前記理論演算値のうちから、前記算出手段に使用される前記理論演算値を選択可能であることを特徴とする請求項1に記載の放射能濃度測定システム。   The calculation means calculates the theoretical calculation value based on each of a plurality of virtual radioactivity concentration distributions, and the theoretical calculation value used for the calculation means can be selected from the plurality of the theoretical calculation values. The radioactivity concentration measurement system according to claim 1, wherein 前記カウント数をI、前記理論演算値をSとした場合に、前記放射能濃度を算出するために前記算出手段が使用する数式が、I/Sを因数として含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の放射能濃度測定システム。   2. The mathematical formula used by the calculation means for calculating the radioactivity concentration, where I is the count number and S is the theoretical calculation value, includes I / S as a factor. Or the radioactivity concentration measurement system according to 2; 前記数式の定数である係数が、標準線源から実際に放射される放射線の前記検出手段の検出結果から得られた標準カウント数と、前記標準線源における深さ方向の実際の放射能濃度分布に基づき全ての前記点線源からの受信強度の合計として前記演算手段によって演算された標準理論演算値とに基づいて得られたことを特徴とする請求項3に記載の放射能濃度測定システム。   The coefficient which is a constant of the mathematical formula is the standard count number obtained from the detection result of the detection means of the radiation actually radiated from the standard radiation source, and the actual radioactive concentration distribution in the depth direction in the standard radiation source. The radioactivity concentration measurement system according to claim 3, wherein the radioactivity concentration measurement system is obtained based on a standard theoretical calculation value calculated by the calculation means as a sum of reception intensities from all the point sources based on the above. 前記堆積物が水底に堆積したものであることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の放射能濃度測定システム。   The radioactive concentration measuring system according to any one of claims 1 to 4, wherein the deposit is deposited on a water bottom.
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