JP7154154B2 - Radioactive dust monitor and method for measuring radioactivity concentration - Google Patents
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Description
この出願は、放射性ダストモニタおよび放射能濃度測定方法、特に、原子力発電所をはじめとする放射性物質取扱施設などで使用する空気中の放射能濃度を監視する放射性ダストモニタおよび放射能濃度測定方法に関するものである。 This application relates to a radioactive dust monitor and a radioactivity concentration measuring method, in particular, a radioactive dust monitor and a radioactivity concentration measuring method for monitoring the radioactivity concentration in the air used in radioactive material handling facilities such as nuclear power plants. It is.
原子力発電所などでは測定対象物の放射線量または放射能量を測定核種毎に測定するため、複数の放射線検出器を搭載した放射線モニタまたは複数の放射線モニタを使用している。複数の放射線検出器を搭載した放射線モニタとして核分裂生成物および放射化生成物を測定対象とする放射性ダストモニタがある。 In a nuclear power plant or the like, a radiation monitor equipped with a plurality of radiation detectors or a plurality of radiation monitors are used in order to measure the radiation dose or the radioactivity amount of an object to be measured for each measured nuclide. As a radiation monitor equipped with multiple radiation detectors, there is a radioactive dust monitor that measures fission products and activation products.
従来の放射性ダストモニタは、測定対象から放射されるα線とβ線とを同時に検出するαβ検出器、γ線を検出するγ線検出器、検出器に対応する測定部、環境γ線の影響を低減するための鉛遮蔽体、サンプル空気をサンプリングするポンプと測定対象である粒子状放射性物質を補修するろ紙を搭載したサンプリング部を備える。 Conventional radioactive dust monitors consist of an αβ detector that simultaneously detects α-rays and β-rays emitted from the measurement target, a γ-ray detector that detects γ-rays, a measurement unit corresponding to the detector, and the effects of environmental γ-rays. Equipped with a lead shield for reducing , a sampling unit equipped with a pump for sampling the sample air and filter paper for repairing the particulate radioactive material to be measured.
測定点の空気をサンプリングしてろ紙を通して、そのサンプル空気に浮遊しているダストをろ紙に捕集し、そのダストから放出されるβ線を放射線検出器で検出し、ろ紙を通過したサンプル空気量と放射線検出器から出力されるパルス信号を計数して、測定点の空気中に存在する粒子状の測定対象核種の濃度を測定・監視している。 The air at the measurement point is sampled and passed through a filter paper, the dust suspended in the sample air is collected by the filter paper, the β rays emitted from the dust are detected by a radiation detector, and the amount of sample air that has passed through the filter paper and pulse signals output from the radiation detector to measure and monitor the concentration of particulate nuclides existing in the air at the measurement point.
核分裂生成物および放射化生成物のβ線を測定する場合、自然放射性核種であるラドンおよびトロンの娘核種のβ線およびγ線がバックグラウンドとして混入するため、測定対象物のβ線を高感度で計測しようとするときには、バックグラウンドの影響が無視できなくなり、ラドンおよびトロンの娘核種を補償することが不可欠となる。また環境の様々なγ線がバックグラウンドとして混入するため、その影響を補償することも必要となる。 When measuring β-rays from fission products and activation products, β-rays and γ-rays from daughter nuclides of radon and thoron, which are natural radionuclides, are mixed in the background, so the β-rays of the object to be measured are highly sensitive. When attempting to measure at , background effects become non-negligible and it becomes essential to compensate for daughter radon and thoron nuclides. In addition, since various γ-rays from the environment are mixed in as background, it is necessary to compensate for their effects.
測定対象物を正確に測定するために、従来から様々な手法が取られている。ラドン・トロンあるいはそれらの娘核種の影響を低減させる手法として、ダストを補修したサンプリングろ紙をサンプリング後、1~数日程度放置してそれら自然放射性核種を減衰させてから、β線の測定を行っていた。このタイプのダストモニタは、リアルタイムのモニタリングに用いることはできなかった。 2. Description of the Related Art Conventionally, various techniques have been used to accurately measure an object to be measured. As a method to reduce the effects of radon, thoron, or their daughter nuclides, after sampling the dust-repaired sampling filter paper, let the natural radionuclides decay for one to several days before measuring β-rays. was This type of dust monitor could not be used for real-time monitoring.
これに対して、リアルタイムの測定をするための手法としては、従来、ダストから発せられるα線とβ線とを計数し、α線の計数率を用いてβ線の計数率を補償するという方法が取られていた。原子力発電所などの施設では、核燃料処理施設とは異なり、α線を発するのは自然放射性核種であるラドン、トロンおよびそれらの娘核種のみに限られるので、α線計数率がラドンなどの量を表すことになる。ラドンなどはα線のほかにβ線も発するが、α線とβ線の比率は実験などにより求めることができるので、ダストモニタのα線計数率にこの比率を乗じることにより、β線計数率に対するラドンなどの寄与分を求めることができる。すなわちこの比率は、β線計数率に対するラドンなどの寄与分を求めるための換算定数として用いられる。このラドンなどの寄与分をβ線計数率から減算することにより、人工放射性核種のみについてのβ線計数率を得ることができ、この値から空気中の人工放射性核種の濃度を求めることができる。 On the other hand, as a method for real-time measurement, conventionally, the α-ray and β-ray emitted from dust are counted, and the α-ray count rate is used to compensate the β-ray count rate. was taken. In facilities such as nuclear power plants, unlike nuclear fuel processing facilities, only the natural radionuclides radon, thoron and their daughter nuclides emit α-rays, so the α-ray count rate does not exceed the amount of radon. will represent. Radon emits β-rays in addition to α-rays, but the ratio of α-rays and β-rays can be obtained by experiments, etc. Therefore, by multiplying the α-ray count rate of the dust monitor by this ratio, the β-ray count rate can determine the contribution of radon, etc. to That is, this ratio is used as a conversion constant for determining the contribution of radon and the like to the β-ray count rate. By subtracting the contribution of radon and the like from the β-ray count rate, the β-ray count rate for only the artificial radionuclides can be obtained, and the concentration of the artificial radionuclides in the air can be obtained from this value.
この手法の場合、ラドンなどの自然放射性核種の濃度が高くなるとα線計数率の増大に伴ってβ線計数率への寄与分の誤差が大幅に増大するため、全β線計数率からラドンなどの寄与分を差し引いて得られる人工放射性核種のみについてのβ線計数率も極めて大きな誤差を含むことになる。 In the case of this method, when the concentration of natural radionuclides such as radon increases, the error in the contribution to the β-ray count rate increases as the α-ray count rate increases. The β-ray count rate for artificial radionuclides alone, which is obtained by subtracting the contribution of , also contains an extremely large error.
このような問題点に対しては別の手法が取られている。サンプリングろ紙上に捕集されたダストから発せられるγ線について、波高分析器によりエネルギースペクトルを測定し、各人工放射性核種が発するγ線のエネルギーに対応するウインドウを設定し、このウインドウにおける総計数率を求める。さらにラドン、トロンおよびその娘核種が発するγ線のエネルギーに対応するウインドウを設定し、このウインドウにおける計数率を求め、所定の換算定数を乗じて、各人工放射性核種が発するγ線のエネルギーに対応するウインドウにおける総計数率から減算することで人工放射性核種のみについてのγ線計数率を求める(例えば特許文献1)。 Another approach has been taken to deal with such problems. The energy spectrum of the gamma rays emitted from the dust collected on the sampling filter paper is measured with a pulse height analyzer, a window corresponding to the energy of the gamma rays emitted by each artificial radionuclide is set, and the total count rate in this window is calculated. Ask for Furthermore, a window corresponding to the energy of gamma rays emitted by radon, thoron, and their daughter nuclides is set, the counting rate in this window is calculated, multiplied by a predetermined conversion constant, and corresponds to the energy of gamma rays emitted by each artificial radionuclide. The γ-ray count rate for artificial radionuclides only is obtained by subtracting from the total count rate in the window (for example, Patent Document 1).
α線を放出する核種、例えばプルトニウムを測定する場合に対しては、波高分析器で取得したスペクトルに対し、プルトニウムの領域とラドンの娘核種の領域とトロンの娘核種の領域、これら3つの領域を計測し、ラドンの娘核種の領域とトロンの娘核種の領域の計測値にそれぞれの係数を乗じて、ラドンおよびトロンによるバックグラウンド分、すなわち、推定計数値を算出し、プルトニウムの測定値から推定計数値を差し引くことによりプルトニウムの計数値を求める手法を取り、バックグラウンドの影響を低減している(例えば特許文献2)。 When measuring a nuclide that emits α-rays, such as plutonium, the three regions of plutonium, radon daughter nuclides, and thoron daughter nuclides are shown in the spectrum obtained by the pulse height analyzer. is measured, and the measured values of the radon daughter nuclide area and the thoron daughter nuclide area are multiplied by their respective coefficients to calculate the background amount due to radon and thoron, that is, the estimated count value, and from the measured value of plutonium A method of obtaining the count value of plutonium by subtracting the estimated count value is adopted to reduce the influence of the background (for example, Patent Document 2).
しかし、従来の放射性ダストモニタは上記γ線計測の場合、ラドン、トロンおよびその娘核種の寄与分を所定の換算定数を乗じているため、測定している地点の温度、天候、時間、季節など環境条件が変わり、ラドン、トロンおよびその娘核種の寄与量が変動した場合において測定値の精度に影響が出てしまう。 However, in the case of gamma-ray measurement, the conventional radioactive dust monitor multiplies the contributions of radon, thoron and their daughter nuclides by a predetermined conversion constant. When the environmental conditions change and the contribution of radon, thoron and their daughter nuclides fluctuates, the accuracy of the measurements is affected.
また、上記α線計測の場合についてもラドンとトロンの寄与分に対し、所定の換算定数を乗じているため、測定地点の環境条件に変動があった場合、測定値の精度に影響が出てしまう。さらにラドン・トロンの寄与分の推定計数値が精度良く一致するようになるためには、ラドン・トロンの娘核種がろ紙の内部に多く捕集され、定常状態となる、捕集を開始してから数日後となるため、長い予備収集時間が必要となるという問題点があった。 Also, in the case of the above α-ray measurement, the contribution of radon and thoron is multiplied by a predetermined conversion constant, so if the environmental conditions at the measurement point fluctuate, the accuracy of the measured value will be affected. put away. Furthermore, in order for the estimated count values of the contributions of radon and thoron to agree with each other with good accuracy, a large amount of daughter nuclides of radon and thoron must be collected inside the filter paper to reach a steady state. There was a problem that a long preparatory collection time was required because it was several days after the collection.
この出願の目的は、測定している地点の環境条件が変わり、ラドン、トロンおよびその娘核種などの寄与量が変化する場合あるいは定常状態になる前の過渡状態の場合でもリアルタイムに測定結果に対する補償を行い、精度良く測定対象の放射能濃度を測定する放射性ダストモニタを提供すること、および精度の良い放射能濃度の測定方法を提供することである。 The purpose of this application is to compensate for the measurement results in real time even when the environmental conditions at the measuring point change and the contribution of radon, thoron and their daughter nuclides changes or even in the transient state before reaching the steady state. and to provide a radioactive dust monitor capable of measuring the radioactivity concentration of an object to be measured with high accuracy, and to provide a method of measuring the radioactivity concentration with high accuracy.
この出願に係る放射性ダストモニタは、測定地点における粒子状放射性物質を含む空気を検出対象として捕集する対象捕集部と、前記検出対象から放射される放射線量を検出する放射線検出器と、前記検出対象に含まれる複数の自然放射性物質について放射線量を求める自然放射線量演算部と、複数の前記自然放射性物質における放射線量比率に応じた補償量をデータベースとして保有する補償量データベース保管部と、前記自然放射線量演算部による演算結果によって複数の前記自然放射性物質における放射線量比率に応じた補償量を前記補償量データベース保管部で保有するデータの中から決定する補償量決定部とを備え、前記放射線検出器で検出し前記放射線量と、前記補償量決定部にて決定した補償量と、前記対象捕集部で捕集した空気の量とに基づいて前記検出対象の放射能濃度を求める放射能濃度演算部を有することを特徴とする。 A radioactive dust monitor according to this application includes a target collection unit that collects air containing particulate radioactive material at a measurement point as a detection target, a radiation detector that detects the radiation dose emitted from the detection target, and the a natural radiation dose calculation unit that obtains radiation doses of a plurality of naturally radioactive substances contained in a detection target; a compensation amount database storage unit that holds, as a database, compensation amounts corresponding to radiation dose ratios of the plurality of naturally radioactive substances; a compensation amount determination unit that determines, from data held in the compensation amount database storage unit, a compensation amount corresponding to a radiation dose ratio in the plurality of natural radioactive substances based on a calculation result of the natural radiation dose calculation unit; Radioactivity for determining the radioactivity concentration of the detection target based on the radiation dose detected by the detector, the compensation amount determined by the compensation amount determination unit, and the amount of air collected by the target collection unit It is characterized by having a density calculator.
また、この出願に係る放射能濃度測定方法は、測定地点における粒子状放射性物質を含む空気を検出対象として対象捕集部により捕集し、前記検出対象から放射される放射線量を放射線検出器により検出するとともに、前記検出対象に含まれる複数の自然放射性物質について放射線量を自然放射線量演算部により求めるものであって、前記検出対象に含まれる複数の前記自然放射性物質における放射線量比率に応じた補償量をデータベースとして保有し、前記自然放射線量演算部による演算結果によって複数の前記自然放射性物質における放射線量比率に応じた補償量を補償量決定部により前記データベースとして保有するデータの中から決定して、前記放射線検出器で検出した前記放射線量と、前記補償量決定部にて決定した補償量と、前記対象捕集部で捕集した空気の量とに基づいて前記検出対象の放射能濃度を求めることを特徴とする。 Further, in the method for measuring radioactivity concentration according to this application, air containing particulate radioactive material at a measurement point is collected as a detection target by a target collection unit, and the radiation dose emitted from the detection target is measured by a radiation detector. In addition to detecting, the radiation dose of a plurality of natural radioactive substances contained in the detection target is obtained by a natural radiation dose calculation unit, and the radiation dose ratio of the plurality of natural radioactive substances contained in the detection target is calculated according to the radiation dose ratio. A compensation amount is stored as a database, and a compensation amount determination unit determines a compensation amount according to the radiation dose ratio of the plurality of natural radioactive materials from the data stored as the database based on the calculation result of the natural radiation dose calculation unit. radioactivity concentration of the detection target based on the radiation dose detected by the radiation detector, the compensation amount determined by the compensation amount determination unit, and the amount of air collected by the target collection unit is characterized by asking for
この出願に開示される放射線ダストモニタによれば、自然放射性物質による影響を的確に補償することによって精度良い放射性ダストモニタを得ることができる
また、この出願に開示される放射線ダストモニタならびに放射能濃度測定方法によれば、自然放射性物質による影響を的確に補償することによって放射能濃度測定を精度良く行うことができる
According to the radiation dust monitor disclosed in this application, it is possible to obtain a highly accurate radioactive dust monitor by accurately compensating for the effects of natural radioactive substances. According to the measurement method, it is possible to accurately measure the radioactivity concentration by accurately compensating for the effects of natural radioactive substances.
実施の形態1.
実施の形態1に係る放射性ダストモニタを図1および図2に基づいて説明する。図1は実施の形態1に係る放射性ダストモニタの全体構成を示すブロック図である。図2は測定で得られるγ線のエネルギースペクトルの例を示す曲線図である。
放射性ダストモニタのサンプリング部SPを構成する遮蔽容器3の内部には空気の流れる流路1が形成されており、この流路1の一方側にはポンプ6が接続されている。このポンプ6を作動させることによって流路1に設けられた吸入口1aから外界の空気が流路1内に導入される。導入された空気の量は流量計5にて測定されている。導入された空気はサンプリングろ紙4を通過し、ポンプ6を通って排気口1bから排気される。サンプリングろ紙4には吸入された空気に含まれるダストが捕集される。図1に示す構成ではろ紙4は固定ろ紙の構成となっているが、リール状のサンプリングろ紙を用いた連続式または間欠式の構成としてもよい。
A radioactive dust monitor according to
A
サンプリングろ紙4に捕集されたダストから放出されるγ線を検出するための放射線検出器2がサンプリングろ紙4に対面する位置に設置されている。放射線検出器2にはシンチレーション検出器を用いる。サンプリングろ紙4と放射線検出器2は、サンプリングろ紙4に捕集されたダスト以外からの放射線検出器2に入射するバックグラウンドγ線を低減するために、高い放射線遮蔽能力を有する材料、例えば、鉛あるいは鉄などで構成された遮蔽容器3内に設置する。遮蔽容器3の内側には、銅材などで構成されるシールドを設けてもよい。
A
サンプリングろ紙4に捕集されたダストから放出されたγ線が放射線検出器に入射すると、シンチレータにおいてシンチレーション光を放出する。このシンチレーション光を光電子増倍管で電気パルス信号に変換する。信号処理部7にて増幅・波形整形され、同部に有している波高分析器においてパルス信号の波高分析を行い、波高分析器のチャンネルごとに係数を求め、ダストから放出されたγ線のエネルギースペクトルを求める。
When the gamma rays emitted from the dust collected by the
求められたエネルギースペクトルの例を図2に示す。自然放射線量演算部8では、自然放射性核種であるラドン、トロンの娘核種の内、主要なものであるビスマスBiの同位体としてのBi-214およびタリウムTlの同位体としてのTl-208に対応するピーク部分にウインドウを設定し、各ウインドウの計数を基に、その比率Bi-214/Tl-208を計算する。 An example of the obtained energy spectrum is shown in FIG. The natural radiation dose calculation unit 8 corresponds to Bi-214 as the isotope of bismuth Bi and Tl-208 as the isotope of thallium Tl, which are major daughter nuclides of radon and thoron, which are natural radionuclides. A window is set on the peak portion where the peak is observed, and the ratio Bi-214/Tl-208 is calculated based on the counts in each window.
例えば測定対象としてCo-60の測定を行う場合、Co-60部分のピークに相当するウインドウ範囲にBi-214あるいはTl-208の寄与による係数が混入することになる。この混入をCo-60のウインドウの計数から差し引くことによりCo-60の正確な係数を求めることができる。 For example, when measuring Co-60 as a measurement target, the coefficient due to the contribution of Bi-214 or Tl-208 is mixed in the window range corresponding to the peak of the Co-60 portion. By subtracting this contamination from the Co-60 window counts, an accurate Co-60 factor can be obtained.
Bi-214/Tl-208の各比率におけるCo-60のウインドウへの混入率をシミュレーションあるいは実験をすることによって事前に求めておき、下記に示す表1のようにデータベース化し、補償量データベース保管部10に記憶しておく。Bi-214とTl-208をばらばらに各計数について混入率をデータベース化してもよいが、比率としてデータベース化することにより、データベースを簡素化し、容量を小さくすることができる。 The mixing ratio of Co-60 in the window at each ratio of Bi-214/Tl-208 is obtained in advance by simulation or experiment, and is stored in a database as shown in Table 1 below. Store in 10. A database may be created for each count of Bi-214 and Tl-208 separately, but by creating a database as a ratio, the database can be simplified and the capacity can be reduced.
補償量決定部9では、自然放射線量演算部8にて計算したBi-214/Tl-208の比率におけるCo-60への混入率を補償量データベース保管部10より抽出、決定し、放射能濃度演算部11へ送る。
In the compensation
放射能濃度演算部11では信号処理部7にて求めたエネルギースペクトルから測定対象のCo-60に相当するウインドウの計数から、補償量決定部9で決定した混入率と実測したBi-214あるいはTl-208の計数を乗じた混入量を引き去ることでCo-60のみの計数を求め、流量計5で測定した流量と、測定時間およびCo-60の放出するγ線の分岐比、放射線検出器の検出効率を基に下記数1に示す式(1)および式(2)の計算式に則って放射能濃度を算出する。算出した放射能濃度は表示部12に表示される。
In the radioactivity
以上のように実施の形態1では、Bi-214/Tl-208の各比率に対する測定対象への混入率を補償量データベース保管部にデータベースとして保管し、測定したエネルギースペクトルのそれぞれのウインドウの計数を基に補償量をリアルタイムに算出し、測定対象の計数から差し引くことにより、測定対象の放射能濃度を高精度かつリアルタイムに測定することができる。
As described above, in
実施の形態1における放射性ダストモニタは、図1および図2に示す通り、次の構成が適用されている。
測定地点における粒子状放射性物質を含む空気を検出対象として捕集するサンプリング部SPからなる対象捕集部と、前記検出対象から放射される放射線量を検出する放射線検出器2と、前記検出対象に含まれる複数の自然放射性物質について放射線量を求める自然放射線量演算部8と、複数の前記自然放射性物質における放射線量比率に応じた補償量をデータベースとして保有する補償量データベース保管部10と、自然放射線量演算部8による演算結果によって複数の前記自然放射性物質における放射線量比率に応じた補償量を前記補償量データベース保管部10で保有するデータの中から決定する補償量決定部9とを備え、放射線検出器2で検出した前記放射線量と、補償量決定部9にて決定した補償量と、サンプリング部SPからなる前記対象捕集部で捕集した空気の量とに基づいて前記検出対象の放射能濃度を求める放射能濃度演算部11を有することを特徴とする。
そして、自然放射線量演算部8は複数の前記自然放射性物質としてのBi-214とTl-208とについて放射線量を求めるものであり、補償量データベース保管部10は複数の前記自然放射性物質におけるBi-214とTl-208との放射線量比率Bi-214/Tl-208 に応じた補償量をデータベースとして保有するものであることを特徴とする。
As shown in FIGS. 1 and 2, the following configuration is applied to the radioactive dust monitor in the first embodiment.
A target collection unit consisting of a sampling unit SP that collects air containing particulate radioactive material at a measurement point as a detection target, a
Then, the natural radiation dose calculation unit 8 obtains the radiation dose for Bi-214 and Tl-208 as the plurality of natural radioactive substances, and the compensation amount
すなわち、測定地点の空気をポンプ等で吸引しサンプリングしてサンプル空気に含まれる粒子状放射性物質をろ紙に捕集するサンプリング部SPと、サンプリング部SPから放射されるγ線を検出してパルス信号を発する放射線検出器2と、そのサンプリング信号を増幅、成形し、波高を測定して、その波高データに基づいて波高スペクトルを測定する信号処理部7と、自然放射線核種であるラドン、トロンおよびその娘核種として主要なBi-214とTl-208が発するγ線のエネルギーに対応するウインドウを設定し、そのウインドウ内の計数から自然放射線核種の放射線量を求める自然放射線量演算部8と、Bi-214/Tl-208の各比率において、測定対象核種のエネルギーに対応するウインドウに混入する混入率をデータべースとして保有する補償量データベース保管部10と、自然放射線量演算部8が求めた結果から最適な補償量を前記補償量データベース保管部で保有するデータの中から決定する補償量決定部9と、信号処理部7で求めた測定対象から発するγ線のエネルギーに対応するウインドウの計数と補償量決定部9にて決定した補償量とサンプリング部SPで吸引した空気の量に基づいて測定対象の放射能濃度を求める放射能濃度演算部と、求めた放射性濃度を表示する表示部12とを有することを特徴とする。
That is, the sampling unit SP sucks the air at the measurement point with a pump or the like and samples it, collects the particulate radioactive substances contained in the sample air on a filter paper, and detects the gamma rays emitted from the sampling unit SP to generate a pulse signal. A
この構成により、自然放射性物質による影響を的確に補償することによって精度良い放射性ダストモニタを得ることができる。
すなわち、従来のように補償のための換算定数を固定するのではなく、自然放射性核種であるラドン、トロンおよびその娘核種として主要なBi-214とTl-208が発するγ線に対応するウインドウにおける計数の各比率に対する補償量をデータベースとして保管しておくことにより、環境条件が変化した場合あるいは捕集された自然放射性核種が過渡状態の場合においても、リアルタイムに最適な補償量を適用することにより、精度の高い放射能濃度測定が可能となる放射性ダストモニタを得ることができる。
With this configuration, it is possible to obtain a highly accurate radioactive dust monitor by accurately compensating for the effects of natural radioactive substances.
In other words, instead of fixing the conversion constant for compensation as in the past, the window corresponding to the gamma rays emitted by the natural radionuclides radon and thoron and their major daughter nuclides, Bi-214 and Tl-208, is By storing the amount of compensation for each ratio of counts as a database, even if the environmental conditions change or the collected natural radionuclides are in a transient state, the optimum amount of compensation can be applied in real time. , it is possible to obtain a radioactive dust monitor that enables highly accurate measurement of radioactive concentration.
実施の形態1における放射能濃度測定方法は、図1および図2に示す通り、次の内容が適用されている。
測定地点における粒子状放射性物質を含む空気を検出対象としてサンプリング部SPからなる対象捕集部により捕集し、前記検出対象から放射される放射線量を放射線検出器2により検出するとともに、前記検出対象に含まれる複数の自然放射性物質について放射線量を自然放射線量演算部8により求めるものであって、前記検出対象に含まれる複数の前記自然放射性物質における放射線量比率に応じた補償量を補償量データベース保管部10においてデータベースとして保有し、自然放射線量演算部8による演算結果によって複数の前記自然放射性物質における放射線量比率に応じた補償量を補償量決定部9により補償量データベース保管部10において前記データベースとして保有するデータの中から決定して、放射線検出器2で検出した前記放射線量と、補償量決定部9にて決定した補償量と、サンプリング部SPからなる前記対象捕集部で捕集した空気の量とに基づいて前記検出対象の放射能濃度を求めることを特徴とする。
As shown in FIGS. 1 and 2, the following contents are applied to the radioactive concentration measuring method according to the first embodiment.
The air containing particulate radioactive material at the measurement point is collected as a detection target by the target collection unit consisting of the sampling unit SP, the radiation dose emitted from the detection target is detected by the
これにより、自然放射性物質による影響を的確に補償することによって精度良い放射能濃度測定を行える放射能濃度測定方法を得ることができる。
すなわち、従来のように補償のための換算定数を固定するのではなく、自然放射性核種であるラドン、トロンおよびその娘核種として主要なBi-214とTl-208が発するγ線に対応するウインドウにおける計数の各比率に対する補償量をデータベースとして保管しておくことにより、環境条件が変化した場合あるいは捕集された自然放射性核種が過渡状態の場合においても、リアルタイムに最適な補償量を適用することにより、精度の高い放射能濃度測定が可能となる。
As a result, it is possible to obtain a radioactivity concentration measuring method capable of accurately measuring radioactivity concentration by accurately compensating for the influence of natural radioactive substances.
In other words, instead of fixing the conversion constant for compensation as in the past, the window corresponding to the gamma rays emitted by the natural radionuclides radon and thoron and their major daughter nuclides, Bi-214 and Tl-208, is By storing the amount of compensation for each ratio of counts as a database, even if the environmental conditions change or the collected natural radionuclides are in a transient state, the optimum amount of compensation can be applied in real time. , it is possible to measure radioactivity concentration with high accuracy.
実施の形態2.
実施の形態2を図3に基づいて説明する。図3は実施の形態2に係る放射性ダストモニタの検出器の構成を示す概略図であり、図3(a)はマルチアノード光電子増倍管21と柱状シンチレータ22からなる放射線検出器2aの概略構成を示す側面図、図3(b)はマルチアノード光電子増倍管21の受光面を概略的に示す平面図である。
実施の形態2における放射性ダストモニタにおける放射線検出器2aは、マルチアノード光電子増倍管21と各アノードの受光面サイズに一致した細い柱状のシンチレータ22を組み合わせたものを適用している。各シンチレータ22の間にはクロストークを防ぐために反射材等をコーティングしており、反射材等でコーティングすることは集光率の向上にも寄与する。また信号処理部7では放射線検出器2aの各チャンネルのパルス信号を処理する構造としている。それ以外の部分については実施の形態1と同一構成としている。
The
通常、放射線検出器の検出効率はろ紙部分に一様に放射性核種が付着した面線源を使用して求めた値を適用している。実際の測定においては吸引したダストがろ紙4に一様に付着しているとは限らない。ダストがろ紙4に一様に付着していない状態で、一様に放射性核種が付着した面線源を使用して求めた検出効率の値を用いて放射能濃度を計算した場合、その測定精度に影響が出る。
Normally, the detection efficiency of a radiation detector is applied to a value determined using a plane radiation source in which radionuclides are evenly attached to the filter paper portion. In actual measurement, the sucked dust does not necessarily adhere uniformly to the
実施の形態2の放射線検出器2aを用いると、ろ紙4上に多くダストが付着している付近のチャンネルにおいて放射線のカウント数が多く観測されることとなる。すなわち、ろ紙4上のダストの分布を測定することができるようになる。
When the
ろ紙4上の各位置にダストが付着している場合の各チャンネルの検出効率を事前に求めておき、測定したろ紙4上のダスト分布にあわせて、下記数2に示す式(3)および式(4)を用いて測定結果について各ろ紙4上の位置からの計数より、実施の形態1と同様に自然放射性核種の影響を差し引いて、足し合わせたのち、放射能濃度を求める。
The detection efficiency of each channel when dust is attached to each position on the
実施の形態2における放射性ダストモニタは、実施の形態1における構成において、図3に示す通り、次の構成が適用されている。
前記放射線検出器2aは、マルチアノード光電子増倍管21と、マルチアノード光電子増倍管21における各アノードの受光面に対応した複数の柱状シンチレータ22とを備え、各シンチレータ22の間にはクロストーク防止部材を配設した構成であり、マルチアノード光電子増倍管21におけるマルチアノードの各チャンネルに対してパルス信号を処理する信号処理部を設けたことを特徴とする。
すなわち、放射線検出器2aは、マルチアノード光電子増倍管21と各アノードの受光面サイズに対応した細い柱状のシンチレータ22を組み合わせたものを適用し、各シンチレータ22の間にはクロストークを防ぎために反射材等をコーティングした構成であり、前記信号処理部は放射線検出器2aのマルチアノードの各チャンネルに対してパルス信号を処理する構成としていることを特徴とする。
この構成により、放射線検出器による放射線量の検出を正確に行うことができ、自然放射性による影響を的確に補償することによって精度良い放射性ダストモニタを得ることができる。
The radioactive dust monitor according to the second embodiment has the following configuration applied to the configuration according to the first embodiment, as shown in FIG.
The
That is, the
With this configuration, the radiation dose can be accurately detected by the radiation detector, and a highly accurate radioactive dust monitor can be obtained by accurately compensating for the influence of natural radioactivity.
実施の形態3.
次に実施の形態3における放射性ダストモニタを図4に基づいて説明する。図4は実施の形態3に係る放射性ダストモニタの検出器の構成を示す概略図である。
図4において、放射線検出器2bは、光電子増倍管31とシンチレータ32とからなる。この実施の形態3ではシンチレータ32がろ紙4をコの字に囲む形状としている。ろ紙4に捕集されたダストから放出されるγ線は4π方向に発せられている。そのため、ろ紙4の片面側のみに放射線を測定することが可能な有効面を持たせる検出器の構造とすると、半分以上の放射線を測定に利用していないこととなる。
Next, a radioactive dust monitor according to
In FIG. 4, the
この実施の形態3のように、ろ紙4をコの字に囲む形状にシンチレータ32をすると、測定される放射線の数は片面のみにシンチレータを設置している検出器と比較して多くなる。すなわち検出効率が増大することになるため、測定時間を短縮することが可能となる。よって本構成に実施の形態1と同様の手法で自然放射性核種の影響を差し引くことにより、高精度な放射能濃度測定を短時間に実施する放射性ダストモニタを提供することが可能となる。
When the
実施の形態3における放射性ダストモニタは、実施の形態1または実施の形態2における構成において、図4に示す通り、次の構成が適用されている。
サンプリング部SPからなる前記対象捕集部は、前記粒子状放射性物質を含む空気を検出対象として捕集するためのろ紙4を有するとともに、放射線検出器2bは、光電子増倍管31と、シンチレータ32とを備え、シンチレータ32はろ紙4を少なくとも三方から囲む形状とされていることを特徴とする。
すなわち、放射線検出器2bは、光電子増倍管31と各アノードの受光面サイズに対応した細い柱状のシンチレータ32を組み合わせたものを適用し、前記シンチレータ32部分においてろ紙4をコの字型に囲む形状としていることを特徴とする。
この構成により、放射線検出器による放射線量の検出を確実に行うことができ、自然放射性による影響を的確に補償することによって精度良い放射性ダストモニタを得ることができる。
The radioactive dust monitor according to
The target collection unit consisting of the sampling unit SP has a
That is, the
With this configuration, the radiation dose can be reliably detected by the radiation detector, and a highly accurate radioactive dust monitor can be obtained by accurately compensating for the influence of natural radioactivity.
実施の形態4.
次に実施の形態4における放射性ダストモニタを図5に基づいて説明する。図5は実施の形態4に係る放射性ダストモニタの構成を示すブロック図である。
図5において、放射線検出器2cに半導体検出器を適用する。半導体検出器はn型半導体とp型半導体で構成されており、逆電圧を印加することにより空乏層を生成する。この空乏層にγ線が入射すると、電離が発生し、正孔と電子が生じる。この電荷を収集し、増幅してパルス信号とすることで、放射線を検出することができる。
Next, a radioactive dust monitor according to
In FIG. 5, a semiconductor detector is applied to the
半導体検出器は一般にシンチレータ検出器よりエネルギー分解能が高い。そのためエネルギースペクトルにおける自然放射性核種の各ピークおよび測定対象核種のピークはシャープとなる。故に各ピークを検出するウインドウの幅を狭めることができる。ウインドウ幅を狭めることができれば測定対象核種のピークに含まれる自然放射性核種の寄与そのものが小さくなり、さらに自然放射性核種のピーク自体の測定精度も高くなる。よってBi-214/Tl-208の比率の測定精度も向上するため、より正確に測定対象核種への混入率を決定することができる。 Semiconductor detectors generally have higher energy resolution than scintillator detectors. Therefore, each peak of the natural radionuclides and the peak of the radionuclides to be measured in the energy spectrum become sharp. Therefore, the width of the window for detecting each peak can be narrowed. If the window width can be narrowed, the contribution itself of the natural radionuclides contained in the peaks of the radionuclides to be measured becomes smaller, and the measurement accuracy of the peaks of the natural radionuclides themselves also increases. Therefore, the measurement accuracy of the ratio of Bi-214/Tl-208 is also improved, so that the contamination rate of the nuclide to be measured can be determined more accurately.
本実施の形態4により、自然放射性核種の寄与および測定対象核種の放射能濃度の測定精度が向上した放射性ダストモニタを提供することができる。 According to the fourth embodiment, it is possible to provide a radioactive dust monitor with improved accuracy in measuring the contribution of natural radionuclides and the radioactivity concentration of radionuclides to be measured.
以上のように、この出願に係る放射性ダストモニタによれば、従来のように補償のための換算定数を固定するのではなく、自然放射性核種であるラドン、トロンおよびその娘核種として主要なBi-214とTl-208が発するγ線に対応するウインドウにおける計数の各比率に対する補償量をデータベースとして保管しておくことにより、環境条件が変化した場合あるいは捕集された自然放射性核種が過渡状態の場合においても、リアルタイムに最適な補償量を適用することにより、精度の高い放射能濃度測定が可能となる。 As described above, according to the radioactive dust monitor according to this application, instead of fixing the conversion constant for compensation as in the past, natural radionuclides such as radon and thoron and major Bi- By storing the amount of compensation for each ratio of the counts in the window corresponding to the gamma rays emitted by 214 and Tl-208 as a database, when the environmental conditions change or when the collected natural radionuclides are in a transient state Also, by applying the optimum amount of compensation in real time, it is possible to measure radioactivity concentration with high accuracy.
またγ線測定のため、α線測定時のようにろ紙の捕集深さなどによる減衰の考慮が不要となり、測定結果の解析が容易となる。
また自然放射性核種の寄与を減衰させるために数日置く必要が無くなり、予備捕集に数日費やす必要が無くなるため、放射性ダストモニタの稼働率を上げることができる。
また放射線検出器、信号処理部がそれぞれ1つでよいため、装置構成が簡素となる。
さらに高温のガスを吸引するダストモニタのように検出器保護のため断熱容器を用いているため、α線とβ線測定が困難な場合においても、γ線測定にて自然放射性核種の影響を低減した精度の高い測定対象物の放射能濃度測定をすることができる。
In addition, because gamma rays are measured, there is no need to consider attenuation due to the collection depth of the filter paper, etc., as in the case of alpha ray measurements, and the analysis of the measurement results is facilitated.
In addition, since it is not necessary to wait several days for the contribution of natural radionuclides to decay, and it is not necessary to spend several days for preliminary collection, the availability of the radioactive dust monitor can be increased.
Moreover, since only one radiation detector and one signal processing unit are required, the configuration of the apparatus is simplified.
In addition, since a heat-insulating container is used to protect the detector, like a dust monitor that draws in high-temperature gas, the effects of natural radionuclides are reduced in gamma-ray measurements even when α-ray and β-ray measurements are difficult. It is possible to measure the radioactivity concentration of the object to be measured with high accuracy.
実施の形態4における放射性ダストモニタは、実施の形態1から実施の形態3までの何れかにおける構成において、図5に示す通り、次の構成が適用されている。
放射線検出器2cは、回路要素をn型半導体およびp型半導体からなる半導体素子とする半導体検出器によって構成されていることを特徴とする。
この構成により放射線検出器による放射線量の検出をより確実に行うことができ、自然放射性物資による影響を的確に補償することによって精度良い放射性ダストモニタを得ることができる。
In the radioactive dust monitor according to the fourth embodiment, the following configuration is applied to any of the configurations according to the first to third embodiments, as shown in FIG.
The
With this configuration, the radiation dose can be detected more reliably by the radiation detector, and a highly accurate radioactive dust monitor can be obtained by accurately compensating for the effects of natural radioactive substances.
なお、この出願における技術思想としての開示事項は、その技術範囲内において、実施の形態を自由に組合せたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that, within the technical scope of the disclosed matter as the technical concept of this application, the embodiments can be freely combined, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
1 流路、1a 吸入口、1b 排気口、2、2a、2b、2c 放射線検出器、3 遮蔽容器、4 ろ紙、5 流量計、6 ポンプ、7 信号処理部、8 自然放射線量演算部、9 補償量決定部、10 補償量データベース保管部、11 放射能濃度演算部、12 表示部、21 マルチアノード光電子増倍管、22 柱状シンチレータ、31 光電子増倍管、32 シンチレータ。
1 flow path, 1a suction port, 1b exhaust port, 2, 2a, 2b, 2c radiation detector, 3 shielding container, 4 filter paper, 5 flow meter, 6 pump, 7 signal processing unit, 8 natural radiation dose calculation unit, 9 Compensation
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