JP6510340B2 - 放射線測定ユニット及び放射能濃度測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検液に浸漬されて放射線量を測定する放射線測定ユニット及びこの放射線測定ユニットを用いた放射濃度測定装置に関するものである。

従来、測定試料の放射線量又は放射能濃度は、特許文献１に示すように、収容容器に測定試料を入れずに放射線量を測定するバックグラウンド測定と、収容容器に測定試料を入れて放射線量を測定する本測定とを行うことで求めている。具体的に放射線量又は放射能濃度は、本測定の測定値からバックグラウンド測定の測定値を差し引いて得られる正味の値を用いて求めている。

しかしながら、従来の方式では、バックグラウンド測定を行い周囲環境の空間放射線量をキャンセルする必要があるため、測定作業が煩雑になってしまう。また、バックグラウンド測定の放射線量計の設置位置と、本測定の放射線量計の設置位置との位置ずれを防ぐためには、専用の固定冶具が必要となってしまう。さらに、例えば貯水槽等に収容された汚染水を直接測定する場合等では、バックグラウンド測定を行うことが難しい。

特開２０１３−３６９５７号公報

一方、本願発明者は、バックグラウンド測定を行うことなく、周囲環境の空間放射線量をキャンセルすべく、鋭意検討を行った。そして、本願発明者は、放射線量計を被検液に浸漬することで、当該被検液の放射線遮蔽効果により、周囲環境の空間放射線量が実質的に測定されないことに着目した。

ところが、放射線量計が、被検液の収容容器の底壁に近づきすぎると、地面又は沈殿物からの空間放射線量の影響を受け、被検液の水面に近づきすぎると、水面からの空間放射線量の影響を受けてしまう。さらに、被検液が懸濁している場合には、浸漬した放射線量計を視認することができず、放射線量計の浸漬深さを把握することはより一層難しくなる。

そこで本発明は、放射線量計の浸漬深さを容易に把握することにより、適切な位置に放射線量計を設置できる放射線測定ユニットを提供すべく図ったものである。

すなわち本発明に係る放射線測定ユニットは、被検液に浸漬されて当該被検液の放射線量を測定する放射線測定ユニットであって、前記被検液に浸漬される筒状体と、前記筒状体の先端部に収容された放射線量計と、前記筒状体に設けられて前記放射線量計の浸漬深さを示す深さ表示部とを具備することを特徴とする。

このようなものであれば、筒状体に放射線量計の浸漬深さを示す深さ表示部が設けられているので、放射線量計の浸漬深さを容易に把握することができる。これにより、被検液の水深に対して最適な浸漬深さに放射線量計を設置することができる。

放射線量計のセンシング部が、筒状体の内部に収容されている場合には、当該筒状体とセンシング部との間の空気層により放射線が減衰してしまい、放射線量に測定誤差が生じてしまう。このため、前記放射線量計のセンシング部が、前記先端部から外部に露出していることが望ましい。この構成であれば、空気層による減衰を防ぐことができ、測定感度を上げることができる。

筒状体を被検液に浸漬させる際には当該筒状体に浮力が作用することになる。そして、放射線量計の浸漬深さを深くすればするほど、浮力が大きくなり、浸漬作業が困難になってしまう。このため、前記筒状体の先端部よりも基端側の少なくとも一部が細くなっていることが望ましい。この構成であれば、先端部よりも基端側の少なくとも一部が細くなっているので、同一太さの筒状体を浸漬させる場合に比べて、浮力を小さくすることができ、浸漬作業を容易にすることができる。

また、筒状体に作用する浮力にかかわらず、浸漬作業を容易にするためには、前記筒状体に設けられ、前記先端部を前記被検液中で降下させるためのプロペラをさらに備えることが望ましい。また、このプロペラにより被検液を攪拌することができる。被検液を攪拌することによって、沈殿した放射性物質を分散させて、被検液の放射線量を正確に測定することができる。

前記放射線量計のセンシング部が、前記筒状体の軸方向先端面から外部に露出しており、前記プロペラが、前記軸方向先端面に対向して設けられていることが望ましい。この構成であれば、プロペラにより撹拌される被検液がセンシング部に当たり、センシング部を洗浄するとともに、センシング部への汚れの付着を防止することができる。

また、本発明に係る放射能濃度測定装置は、上述した放射線測定ユニットと、前記放射線測定ユニットにより得られた放射線量をパラメータとして、前記被検液の放射能濃度を演算する演算ユニットとを備えることを特徴とする。
このようなものであれば、放射線測定ユニットにより適切な位置に放射線量計を設置することができる。したがって、バックグラウンド（周囲環境の空間放射線量）の影響を受けない放射線量を用いて、正確な放射能濃度を求めることができる。

以上のように構成した本発明によれば、筒状体に放射線量計の浸漬深さを示す深さ表示部が設けられているので、放射線量計の浸漬深さを容易に把握することができ、被検液の水深に対して最適な浸漬深さに放射線量計を設置することができる。

本発明の一実施形態における放射能濃度測定装置を示す全体模式図である。 同実施形態の放射線測定ユニットの構成を示す一部断面を含む模式図である。 空間放射線量率と放射能濃度との関係を示す図である。 変形実施形態の放射線測定ユニットの構成を示す模式図である。

以下に本発明に係る放射能濃度測定装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態の放射能濃度測定装置１００は、例えば高圧洗浄機などを使った放射性物質の除染作業時に出る汚染水の放射能レベルを測定し、当該汚染水を監視・管理する放射能簡易モニタリングシステムに用いられるものである。なお、前記汚染水は、貯水槽で保管されて、しかるべき方法で処理し、上澄みは排水として処理される。

具体的に放射能濃度測定装置１００は、図１に示すように、貯水槽ＷＴ内の汚染水（被検液）に浸漬されて汚染水の放射線量（μＳｖ／ｈ又はｃｐｓ）を測定する放射線測定ユニット２と、この放射線測定ユニット２により得られた放射線量をパラメータとして、汚染水の放射能濃度（Ｂｑ／Ｌ）を演算する演算ユニット３とを備えている。

放射線測定ユニット２は、図２に示すように、汚染水に浸漬される筒状体２１と、当該筒状体２１の先端部に収容された放射線量計２２とを備えている。

筒状体２１は、例えば樹脂製の概略直管形状をなすものであり、本実施形態では円筒管である。また、筒状体２１の先端開口は先端壁２１１により閉塞されている。この筒状体２１は、その先端部２１Ａから汚染水に浸漬されるものであり、先端部２１Ａとは反対側の基端部２１Ｂが、ユーザにより把持される把持部となる。その他の具体的構成は後述する。

放射線量計２２は、空間放射線量（ガンマ線）を測定する携帯型のものであり、放射線（ガンマ線）により発光するＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータ２２１と、当該ＣｓＩシンチレータ２２１の発光を検出するフォトダイオード（シリコンフォトダイオード）２２２と、当該フォトダイオード２２２により得られた検出信号（電流信号）により放射線量を算出する演算器２２３とを有する。また、この放射線量計２２においてＣｓＩシンチレータ２２１がセンシング部となる。図２に示す＋印は、センシング部（ＣｓＩシンチレータ）２２１の正面視における中央部を示している。

なお、図示しないが、放射線量計２２には、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信機器が内蔵されており、外部機器と無線通信可能に構成されている。筒状体２１に放射線量計２２を収容しているので、当該筒状体２１の内部空間を通じて無線通信やＧＰＳの取得が可能である。また、図示しないが、放射線量計２２には、ＵＳＢケーブル等の通信ケーブルＣが接続されるコネクタも設けられている。なお、放射線量計２２に接続された通信ケーブルＣは、筒状体２１の基端部２１Ｂから外部に延出しており、外部の演算ユニット３に接続されている。

この構成において、放射線量計２２のセンシング部２２１が、筒状体２１の先端部２１Ａから外部に露出するように収容されている。具体的には、放射線量計２２のセンシング部２２１が、筒状体２１の軸方向先端面（先端壁２１１の外面２１１ａ）から外部に露出している。より詳細には、放射線量計２２が、筒状体２１の先端壁２１１に形成された貫通孔に嵌め込まれることにより、センシング部２２１が、外部に露出するように構成されている。なお、筒状体２１の軸方向先端面２１１ａから外部に露出した部分は、保護カバー２１ｐにより覆われている。ここで、前記露出した部分と保護カバー２１ｐとは、放射線の減衰影響が無視できる程度で近接又は接触している。また、保護カバー２１ｐは、放射線量計２２と貫通孔との液密を確保する役割も担っている。

さらに、筒状体２１において、放射線量計２２が取り付けされた先端部２１Ａよりも基端側の少なくとも一部が細くなっている。本実施形態の筒状体２１は、先端部分を除く基端側全体が細くなっている。つまり、筒状体２１は、放射線量計２２が取り付けられる先端部２１Ａを含む大径部２１ｘと、当該大径部２１ｘよりも径の小さい小径部２１ｙとを有している。なお、この小径部２１ｙの基端側が、ユーザにより把持される把持部となる。

しかして、本実施形態の筒状体２１には、放射線量計２２の浸漬深さを示す深さ表示部２３が設けられている。
この深さ表示部２３は、筒状体２１の外側周面に軸方向に沿って表示された目盛である。この目盛は、複数の目盛線２３ａを有している。この目盛線２３ａは、放射線量計２２のセンシング部２２１の位置を基準に表示されており、当該センシング部２２１からの距離を示すものである。また、本実施形態では、所定の目盛線２３ａに併記して、センシング部２２１からの距離の数値や単位などの表記２３ｂが表示されている。

演算ユニット３は、前記放射線量計２２から空間放射線量率（μＳｖ／ｈ）を示す放射線量データを受信して、放射能濃度（Ｂｑ／Ｌ）を算出するものである。その機器構成は、図示しないＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェース、ＡＤ変換器等からなる汎用又は専用のコンピュータであり、前記メモリの所定領域に格納してあるプログラムに基づいてＣＰＵやその周辺機器等が作動する。なお、ＣＰＵを用いず、アナログ回路のみで前記各部としての機能を果たすように構成してもよいし、その一部の機能を外部のパソコン等と兼用するなど、物理的に一体である必要はなく、有線乃至無線によって互いに接続された複数の機器からなるものであってもよい。

具体的に演算ユニット３は、図１に示すように、空間放射線量率（μＳｖ／ｈ）と放射能濃度（Ｂｑ／Ｌ）との関係を示す関係式データを格納する関係式データ格納部３１と、前記関係式データ及び放射線量データを用いて放射能濃度を演算する濃度演算部３２とを有する。

関係式データ格納部３１は、図３に示すように、空間放射線量率と放射能濃度との関係を示す関係式を示す関係式データを格納している。この関係式データは、貯水槽ＷＴ内の汚染水から予め求められたものであり、具体的には、放射性セシウム（Ｃｓ１３４、Ｃｓ１３７）によるガンマ線の空間放射線量率（μＳｖ／ｈ）と、放射性セシウムの放射能濃度（Ｂｑ／Ｌ）との関係を示すものである。

濃度演算部３２は、関係式データ格納部３１から関係式データを取得するとともに、放射線量計２２から放射線量データを取得して、これらを用いて、放射能濃度を演算する。そして、濃度演算部３２は、その放射能濃度を示す放射能濃度データをディスプレイ等の出力装置４に出力する。

このように構成した放射能濃度測定装置１００によれば、以下のような効果を奏し得る。
すなわち、筒状体２１に放射線量計２２の浸漬深さを示す深さ表示部２３が設けられているので、放射線量計２２の浸漬深さを容易に把握することができる。これにより、汚染水の水深に対して最適な浸漬深さに放射線量計２２を設置することができる。したがって、バックグラウンド測定を行うことなく、周囲環境の空間放射線量の影響を受けずに、放射線量及び放射能濃度を測定することができる。
なお、深さ表示部２３を設けることで、筒状体２１を貯留槽ＷＴの縁から斜めに放射線量計２２を設置する場合でも、水面における目盛と、筒状体２１の傾きから、水面からの浸漬深さを把握することができる。これにより、筒状体２１を必ずしも鉛直方向に沿って設置する必要が無くなり、鉛直方向に沿って設置するための専用の取付部材を不要にすることができる。
また、放射線量計２２のセンシング部２２１が、先端部２１Ａから外部に露出しているので、空気層による減衰を防ぐことができ、測定感度を上げることができる。
さらに、筒状体２１において、先端部２１Ａよりも基端側の少なくとも一部が細くなっている、特に本実施形態では先端部２１Ａ以外の部分２１Ｂが先端部２１Ａよりも細くなっているので、同一太さの筒状体を浸漬させる場合に比べて、浮力を小さくすることができ、浸漬作業を容易にすることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、深さ表示部としては、前記実施形態の目盛及び数値の併記に限られず、深さが認識可能なものであれば良く、目盛、数値、文字、記号等であっても良い。

また、深さ表示部として、筒状体の先端部又は放射線量計の近傍に水深センサを設け、当該水深センサにより得られた水深を表示する構成としても良い。

さらに、関係式データは、時間の経過とともに、関係式（具体的には傾き）が変化する。このため、関係式データを生成した時からの経過時間に基づいて、関係式の傾き等を補正する関係式データ補正部を有するものであっても良い。

その上、前記実施形態の放射線測定ユニットが、図４に示すように、筒状体２１の先端部２１Ａを汚染水中で降下させるためのプロペラ５を備えるものであっても良い。

具体的には、プロペラ５が、軸方向先端面２１１ａ及び当該先端面２１１ａに露出したセンシング部２２１に対向して設けられている。このプロペラ５は、支持部材６により筒状体２１に固定されており、筒状体２１１の軸方向と同軸の回転軸周りに回転する回転翼５１と、当該回転翼５１を回転させるためのモータ５２とを備えている。そして、モータ５２が回転翼５１を回転させることによって、先端部２１Ａを浸漬させる方向に水流が生じ、先端部２１Ａが降下する。また、プロペラ５により生じる水流によって汚染水を攪拌することができ、沈殿した放射性物質を分散させて、汚染水の放射線量を正確に測定することができる。さらに、プロペラ５により撹拌される汚染水がセンシング部２２１に当たり、センシング部２２１を洗浄するとともに、センシング部２２１への汚れの付着を防止することができる。

なお、前記プロペラ５は、軸方向先端面２１１ａに対向した位置の他に、筒状体２１の先端部２１Ａの側方など、先端部２１Ａを降下させることができる位置であれば上記に限定されない。

また、プロペラのモータの回転数を変更可能としても良い。具体的には、放射線量計の浸漬深さが深くなるにつれて浮力が大きくなるため、浸漬深さに応じてモータの回転数を手動又は自動で変更可能とすることが考えられる。

さらに、前記実施形態の放射線量計は、ＣｓＩ（Ｔｌ）シンチレータを用いたものであったが、その他、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ等のγ線空間線量計を用いても良い。

加えて、前記実施形態の放射能濃度測定装置は、除染作業により発生した排水の放射能レベルを測定するものであったが、その他、上水、下水、農業集落排水、漁業集落排水等の放射能レベルの測定に用いることもできる。

その他、本発明は前記実施形態に限られること無く、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

１００ ・・・放射能濃度測定装置
２ ・・・放射線測定ユニット
２１ ・・・筒状体
２１Ａ ・・・先端部
２１１ａ・・・軸方向先端面
２２ ・・・放射線量計
２３ ・・・深さ表示部
２２１ ・・・センシング部
３ ・・・演算ユニット
５ ・・・プロペラ
６ ・・・支持部材

Claims (6)

1. 被検液に浸漬されて当該被検液の放射線量を測定する放射線測定ユニットであって、
   前記被検液に浸漬される筒状体と、
   前記筒状体の先端部に収容された放射線量計と、
   前記筒状体に設けられて前記放射線量計の浸漬深さを示す深さ表示部とを具備する放射線測定ユニット。
2. 前記放射線量計のセンシング部が、前記先端部から外部に露出している請求項１記載の放射線測定ユニット。
3. 前記筒状体の先端部よりも基端側の少なくとも一部が細くなっている請求項１又は２記載の放射線測定ユニット。
4. 前記筒状体に設けられ、前記先端部を前記被検液中で降下させるためのプロペラをさらに備える請求項１乃至３の何れか一項に記載の放射線測定ユニット。
5. 前記放射線量計のセンシング部が、前記筒状体の軸方向先端面から外部に露出しており、
   前記プロペラが、前記軸方向先端面に対向して設けられている請求項４記載の放射線測定ユニット。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の放射線測定ユニットと、
   前記放射線測定ユニットにより得られた放射線量をパラメータとして、前記被検液の放射能濃度を演算する演算ユニットとを備える放射能濃度測定装置。