JP7606086B2 - Radioactive strontium measuring device, radioactive strontium measuring method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、放射性ストロンチウムのうちストロンチウム89の放射能量を正確に計測することができる放射性ストロンチウム計測装置、放射性ストロンチウム計測方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a radioactive strontium measuring device, a radioactive strontium measuring method, and a program that can accurately measure the radioactivity of strontium-89, a type of radioactive strontium.
原子力発電所を含む原子力関連施設において、様々な放射性物質(廃棄物や処理水)等が排出される。これらの放射性物質は、核種の放射能量に応じて所定の基準に従って管理される。放射性物質には、例えば、使用済み燃料由来のストロンチウム90(以下、Sr-90という)や、その放射性同位体であるストロンチウム89(以下、Sr-89という)などの放射性ストロンチウム(Sr)や、Sr-90が崩壊して生成されるイットリウム-90(以下、Y-90という)が含まれており、各放射性核種の放射能量を個別に計測が必要となる場合がある。Sr-90は、半減期が約29年であるのに対し、Sr-89は、半減期が約51日である。 At nuclear power plants and other nuclear facilities, various radioactive materials (waste, treated water, etc.) are discharged. These radioactive materials are managed according to prescribed standards according to the radioactivity of the nuclide. Radioactive materials include, for example, radioactive strontium (Sr) such as strontium-90 (hereinafter referred to as Sr-90) derived from spent fuel and its radioisotope strontium-89 (hereinafter referred to as Sr-89), as well as yttrium-90 (hereinafter referred to as Y-90) which is generated by the decay of Sr-90, and it may be necessary to measure the radioactivity of each radioactive nuclide individually. Sr-90 has a half-life of approximately 29 years, while Sr-89 has a half-life of approximately 51 days.
放射性ストロンチウムの放射能量は、試料から放射されるβ線の計測値により得られる。しかし、このβ線の計測値には、Sr-89、Sr-90、Y-90の放射能量が含まれている。従来、Sr-90及びSr-89を含む放射性Srの放射能量を個別に計測するために、以下の手法が提案されている。 The radioactivity of radioactive strontium is obtained by measuring the beta rays emitted from the sample. However, this beta ray measurement includes the radioactivity of Sr-89, Sr-90, and Y-90. To date, the following methods have been proposed to individually measure the radioactivity of radioactive Sr, including Sr-90 and Sr-89.
例えば、非特許文献1には、GM計数管などを用いて、ストロンチウムフラクションの放射能量及び同フラクションからミルキングによって分離したY-90の放射能量を計測し、その量からSr-90の放射能量を求め、ストロンチウムフラクション放射能量から差し引きによってSr-89の放射能量を求める手法が提案されている。この手法によれば、ストロンチウムフラクション中のSr-90からY-90が生成し、放射平衡状態になるのを待つ必要があり、計測値を得るために核分裂の発生から計測が終わるまで約3週間を要する。
For example,
また、非特許文献2には、GM計数管などを用いて、分離したストロンチウムフラクションの放射能を、異なった二つの時刻において計測し、その減衰あるいは増加から計算によってSr-89及びSr-90の放射能量をそれぞれ求める手法が提案されている。この手法によれば、ストロンチウムフラクション中のSr-90からY-90の生成により減衰曲線の変化を待つ必要があり、計測値を得るために核分裂の発生から約1週間を要する。
また、非特許文献3には、β線のスペクトルを計測可能な装置を用いて、β線のスペクトル解析手法であるβ線スペクトロメトリによりSr-89の放射能量とSr-90の放射能量とを直接分離して計測し、計測値に基づいて最小二乗法を用いてそれぞれの放射能量を求める手法が提案されている。この手法によれば、核分裂の発生から約2日程度で計測値を得ることができる。
Sr放射能計測結果を数日以内で求める必要がある場合、上記手法のうち、非特許文献3に記載されたβ線スペクトロメトリを用いた計測が最も有効である。しかしながら、この手法によれば、Sr-89量がSr-90量に比べ、例えば1/5(Sr-89/Sr-90≦0.2)程度以下となる場合は、Sr-89の濃度誤差(2σ)がSr-89の濃度と同等近くまで大きくなり、検出下限値がSr-90に比して大きくなる場合がある。
When Sr radioactivity measurement results must be obtained within a few days, the most effective method among the above methods is measurement using beta-ray spectrometry as described in
従って、Sr-90については,β線スペクトロメトリ法を用いて短期間にその放射能量を求めることができるのに対し、Sr-89の放射能量の計測については誤差が大きくなるという課題がある。そのため、Sr-89の放射能量についても共存するSr-90の量の影響を受けにくい放射性ストロンチウム計測手法が望まれている。 While it is possible to determine the amount of radioactivity of Sr-90 in a short period of time using beta ray spectrometry, there is an issue with the measurement of the radioactivity of Sr-89, which can lead to large errors. For this reason, there is a need for a method of measuring radioactive strontium that is less affected by the amount of coexisting Sr-90 when it comes to the radioactivity of Sr-89.
本発明は、試料に含まれる放射性Sr量を計測する場合において、Sr-89量がSr-90に比べ低くなる場合であっても、Sr-89量の誤差を低減し、その検出下限値を小さくすることができる放射性ストロンチウム計測装置、放射性ストロンチウム計測方法、及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a radioactive strontium measuring device, a radioactive strontium measuring method, and a program that can reduce the error in the amount of Sr-89 and lower the detection limit when measuring the amount of radioactive Sr contained in a sample, even when the amount of Sr-89 is lower than that of Sr-90.
本発明の一態様は、放射性物質であるSr-90、Y-90、Sr-89を含み、予めスカベンジング操作が行われ、前記Y-90が除去されている試料から放射されるβ線の計数と、前記β線のスペクトルとを計測する計測部と、前記計測部の出力値に基づいて前記試料の計数を算出すると共に、前記β線のスペクトル解析を行い、解析結果に基づいて前記試料におけるSr-90の放射能量を個別に算出し、算出結果と前記スカベンジング操作からの経過時間とに基づいて前記Y-90の放射能量を算出し、前記試料におけるSr-90及び前記Y-90から放射されるβ線の第1計数を算出し、前記試料の計数から前記第1計数を差し引いて前記Sr-89の第2計数を算出し、前記第2計数に基づいて、前記試料に含まれる前記Sr-89の放射能量を算出する演算部と、を備える放射性ストロンチウム計測装置である。 One aspect of the present invention is a radioactive strontium measuring device comprising: a measuring unit that measures the count of beta rays emitted from a sample containing radioactive materials Sr-90, Y-90, and Sr-89 , from which a scavenging operation has been performed in advance to remove the Y-90 , and the spectrum of the beta rays; and a calculation unit that calculates the count of the sample based on an output value of the measuring unit, performs a spectrum analysis of the beta rays, calculates the amount of radioactivity of Sr-90 in the sample individually based on the analysis result, calculates the amount of radioactivity of the Y-90 based on the calculation result and the elapsed time from the scavenging operation, calculates a first count of beta rays emitted from Sr-90 and the Y-90 in the sample, calculates a second count of Sr-89 by subtracting the first count from the count of the sample, and calculates the amount of radioactivity of the Sr-89 contained in the sample based on the second count.
本発明によれば、算出したSr-90の放射能量に基づいてSr-89の放射能量を算出するため、Sr-89量がSr-90に比べ低くなる場合であっても、Sr-89量の誤差を低減し、その検出下限値を小さくすることができる。 According to the present invention, the radioactivity of Sr-89 is calculated based on the calculated radioactivity of Sr-90, so even if the amount of Sr-89 is lower than that of Sr-90, the error in the amount of Sr-89 can be reduced and the lower detection limit can be made smaller.
また、本発明の一態様は、前記計測部は、前記試料から放射されるβ線の計数の計測が可能なGM計数管を有し、前記計測部は、前記β線により発光するシンチレータと、前記シンチレータの発光に基づいて出力値を出力する光電子倍増管と、を備え、前記演算部は、前記GM計数管の出力値と前記光電子倍増管からの出力値とに基づいて前記試料の計数を算出し、前記光電子倍増管からの出力値に基づいて前記スペクトル解析を行ってもよい。 In one aspect of the present invention, the measurement unit has a GM counter tube capable of counting β rays emitted from the sample, the measurement unit includes a scintillator that emits light in response to the β rays, and a photomultiplier tube that outputs an output value based on the light emitted by the scintillator, and the calculation unit calculates the count of the sample based on the output value of the GM counter tube and the output value from the photomultiplier tube, and may perform the spectral analysis based on the output value from the photomultiplier tube.
本発明によれば、既存の同時計数型の計測装置に適用可能であるため、装置導入コストを低減することができる。 The present invention can be applied to existing coincidence-type measurement devices, reducing the cost of introducing the device.
また、本発明の一態様は、前記計測部は、前記β線により発光する第1シンチレータと、前記β線により発光する第2シンチレータと、前記第1シンチレータ及び前記第2シンチレータの発光に基づいて出力値を出力する光電子倍増管とを備え、前記演算部は、前記光電子倍増管の出力値に基づいて前記試料の計数を算出すると共に、前記スペクトル解析を行ってもよい。 In one aspect of the present invention, the measurement unit includes a first scintillator that emits light in response to the β rays, a second scintillator that emits light in response to the β rays, and a photomultiplier tube that outputs an output value based on the light emitted by the first scintillator and the second scintillator, and the calculation unit may calculate the count of the sample based on the output value of the photomultiplier tube and perform the spectral analysis.
本発明によれば、既存の反同時計数型の計測装置に適用可能であるため、装置導入コストを低減することができる。 The present invention can be applied to existing anti-coincidence counting type measurement devices, which reduces the cost of introducing the device.
また、本発明の一態様は、前記試料は、予めスカベンジング操作が行われ、前記Y-90が除去されていてもよい。 In one aspect of the present invention, the sample may be subjected to a scavenging operation in advance to remove the Y-90.
本発明によれば、正確にSr-89の放射能量を算出するのに要する時間をβ線スペクトロメトリによるSr-90算出時間とほぼ同時で行うことができる。 According to the present invention, the time required to accurately calculate the amount of radioactivity of Sr-89 can be performed almost simultaneously with the time required to calculate Sr-90 using beta ray spectrometry.
前記Y-90の放射能量は、前記Y-90の放射能量と前記スカベンジング操作からの経過時間とに基づいて算出されてもよい。 The amount of radioactivity of the Y-90 may be calculated based on the amount of radioactivity of the Y-90 and the time elapsed since the scavenging operation.
本発明によれば、Y-90の放射能量をSr-90の関数として算出することができる。 According to the present invention, the radioactivity of Y-90 can be calculated as a function of Sr-90.
放射性物質であるSr-90、Y-90、Sr-89を含み、予めスカベンジング操作が行われ、前記Y-90が除去されている試料から放射されるβ線の計数と、前記β線のスペクトルとを計測し、前記β線の計測に基づいて前記試料の計数を算出し、前記β線の計測に基づいて前記β線のスペクトルを解析し、解析結果に基づいて前記試料におけるSr-90の放射能量を個別に算出し、算出結果と前記スカベンジング操作からの経過時間とに基づいて前記Y-90の放射能量を算出し、前記試料におけるSr-90及び前記Y-90から放射されるβ線の第1計数を算出し、前記試料の計数から前記第1計数を差し引いて前記Sr-89の第2計数を算出し、前記第2計数に基づいて、前記試料に含まれる前記Sr-89の放射能量を算出する処理をコンピュータが実行する、放射性ストロンチウム計測方法である。 a spectrum of the beta rays emitted from a sample containing radioactive substances Sr-90, Y-90, and Sr-89 , the sample having been previously subjected to a scavenging operation to remove the Y-90 ; a count of the beta rays emitted from the sample and a spectrum of the beta rays; a count of the sample based on the measurement of the beta rays; an analysis of the spectrum of the beta rays based on the measurement of the beta rays; an amount of radioactivity of Sr-90 in the sample based on a result of the analysis; an amount of radioactivity of the Y-90 in the sample based on the result of the analysis and the time elapsed since the scavenging operation ; a first count of beta rays emitted from Sr-90 and the Y-90 in the sample; a second count of Sr-89 by subtracting the first count from the count of the sample; and a calculation of the amount of radioactivity of the Sr-89 contained in the sample based on the second count, the method comprising the steps of:
本発明によれば、算出したSr-90の放射能量に基づいてSr-89の放射能量を算出するため、Sr-89量がSr-90に比べ低くなる場合であっても、Sr-89量の誤差を低減し、その検出下限値を小さくすることができる。 According to the present invention, the radioactivity of Sr-89 is calculated based on the calculated radioactivity of Sr-90, so even if the amount of Sr-89 is lower than that of Sr-90, the error in the amount of Sr-89 can be reduced and the lower detection limit can be made smaller.
本発明の一態様は、放射性物質であるSr-90、Y-90、Sr-89を含み、予めスカベンジング操作が行われ、前記Y-90が除去されている試料から放射されるβ線の計数と、前記β線のスペクトルとを計測させ、前記β線の計測に基づいて前記試料の計数を算出させ、前記β線の計測に基づいて前記β線のスペクトルを解析させ、解析結果に基づいて前記試料におけるSr-90の放射能量を個別に算出させ、算出結果と前記スカベンジング操作からの経過時間とに基づいて前記Y-90の放射能量を算出させ、前記試料におけるSr-90及び前記Y-90から放射されるβ線の第1計数を算出させ、前記試料の計数から前記第1計数を差し引いて前記Sr-89の第2計数を算出させ、前記第2計数に基づいて、前記試料に含まれる前記Sr-89の放射能量を算出させる処理をコンピュータに実行させる、プログラムである。 One aspect of the present invention is a program that causes a computer to execute the following processes: measure the count of beta rays emitted from a sample containing radioactive materials Sr-90, Y-90, and Sr-89, which has been previously subjected to a scavenging operation to remove the Y-90, and the spectrum of the beta rays; calculate the count of the sample based on the measurement of the beta rays; analyze the spectrum of the beta rays based on the measurement of the beta rays; calculate the amount of radioactivity of Sr-90 in the sample individually based on the analysis result; calculate the amount of radioactivity of the Y-90 based on the calculation result and the elapsed time from the scavenging operation ; calculate a first count of beta rays emitted from Sr-90 and the Y-90 in the sample; calculate a second count of Sr-89 by subtracting the first count from the count of the sample; and calculate the amount of radioactivity of the Sr-89 contained in the sample based on the second count.
本発明によれば、算出したSr-90の放射能量に基づいてSr-89の放射能量を算出するため、Sr-89量がSr-90に比べ低くなる場合であっても、Sr-89量の誤差を低減し、その検出下限値を小さくするプログラムを実現することができる。 According to the present invention, the radioactivity of Sr-89 is calculated based on the calculated radioactivity of Sr-90, so even if the amount of Sr-89 is lower than that of Sr-90, it is possible to realize a program that reduces the error in the amount of Sr-89 and lowers the detection limit.
本発明によれば、試料に含まれる放射性Sr量を計測する場合において,Sr-89量がSr-90に比べ低くなる場合(例えば,Sr-89/Sr-90≦0.2)であっても、Sr-89量の誤差を低減し,その検出下限値を小さくすることができる。 According to the present invention, when measuring the amount of radioactive Sr contained in a sample, even if the amount of Sr-89 is lower than that of Sr-90 (for example, Sr-89/Sr-90≦0.2), it is possible to reduce the error in the amount of Sr-89 and lower the detection limit.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る放射性ストロンチウム計測装置、放射性ストロンチウム計測方法、及びプログラムについて説明する。 The following describes a radioactive strontium measurement device, a radioactive strontium measurement method, and a program according to an embodiment of the present invention, with reference to the drawings.
本発明の実施形態に係る放射性ストロンチウム計測装置は、ストロンチウムが単離された試料から放射される放射線を計測し、計測結果に基づいて試料に含まれる核種毎に放射能量を算出する。特にSr-89の放射能量を正確に算出する。試料から放射されるβ線の計測に関しては、一般的な放射線計測機器を用いることができる。以下、放射性ストロンチウム計測装置の概略的な構成について説明する。 A radioactive strontium measuring device according to an embodiment of the present invention measures radiation emitted from a sample from which strontium has been isolated, and calculates the amount of radioactivity for each nuclide contained in the sample based on the measurement results. In particular, it accurately calculates the amount of radioactivity of Sr-89. A general radiation measuring device can be used to measure beta rays emitted from the sample. The following is a description of the schematic configuration of the radioactive strontium measuring device.
図1に示されるように、放射性ストロンチウム計測装置1は、例えば、試料Sのβ線を計測する計測部2と、計測部2に接続された演算装置10とを備える。試料Sは、β崩壊する放射性核種であるストロンチウム(Sr)である。試料Sは、例えば、使用済み核燃料から採取された後、Srが単離されたものである。試料Sは、単離されたSrから更に、スカベンジング操作が行われ、イットリウム90(Y-90)が除去される。
As shown in FIG. 1, the radioactive
試料Sにおいて、スカベンジング操作の後、時間経過に従ってSr-90がベータ崩壊してY-90が生成される。従って、試料Sは、放射性のSr-90と、放射性同位体のSr-89と、Y-90とを含んでいる。試料S中のSr-90、Y-90、Sr-89は、それぞれβ線を放出している。 In sample S, after the scavenging operation, Sr-90 undergoes beta decay over time to produce Y-90. Therefore, sample S contains radioactive Sr-90 and the radioisotopes Sr-89 and Y-90. Sr-90, Y-90, and Sr-89 in sample S each emit beta rays.
計測部2は、例えば、試料Sに含まれる核種の放射能量を個別に算出する。計測部2は、後述のように一般的な計測機器により構成されている。計測部2は、試料Sから放射されるβ線の計数に関する第1出力値と、β線のエネルギーのスペクトルに関する第2出力値とを出力する。計測部2が出力する第1出力値及び第2出力値は、計測部2の種類に応じたデータ形式により設定されている。
The
演算装置10は、例えば、計測部2から出力された出力値に基づいて所定の演算を行う演算部12と、演算に必要なデータを記憶する記憶部14と、演算結果を出力する表示部16とを備える。
The
演算部12は、計測部2から出力された出力値に基づいて試料Sから放射されるβ線の計数を算出すると共に、スペクトル解析を行う。演算部12は、後述の様に、試料Sから放射されるβ線の計数とスペクトル解析結果に基づいて試料Sに含まれるSr-89の放射能量を算出する。
The
演算部12は、例えば、CPUなどのプロセッサが、記憶部14に記憶されたプログラム(ソフトウェア)を実行することで実現される。また、これらの構成要素の機能のうち一部または全部は、LSIやASIC、FPGA、GPU等のハードウェア(回路部:circuitryを含む)によって実現されていてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されていてもよい。プログラムは、予めHDDやフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROMなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。演算部12の演算処理の詳細内容は後述する。
The
記憶部14は、演算部12の演算に必要なプログラムや各種データが記憶されている。記憶部14は、例えば、RAM、ROM、HDD、フラッシュメモリなどの記憶媒体によって実現される。
The
表示部16は、演算部12の演算結果が出力されるディスプレイ装置である。表示部16は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等の表示装置である。表示部16は、パーソナルコンピュータ、タブレット型端末、スマートフォン等により別体に構成されていてもよい。
The
次に、具体的な放射性ストロンチウム計測装置1の構成について説明する。放射性ストロンチウム計測装置1は、一般的な放射線計測機器を用いた計測部2により構成される。
Next, we will explain the specific configuration of the radioactive
図2には、同時計数型の放射性ストロンチウム計測装置1の概略的な構成が示されている。放射性ストロンチウム計測装置1は、試料Sから放射されるβ線を計測する計測部2と、計測値に基づいて試料Sに含まれる核種の放射能量を個別に算出する演算装置10とを備える。
Figure 2 shows the schematic configuration of a coincidence-type radioactive
計測部2は、鉛等の放射線を遮蔽する筐体2Aに覆われている。計測部2の内部には、試料Sが配置される計測室3が設けられている。計測室3の上方には、GM計数管4が配置されている。GM計数管4の上方には、シンチレータ5が配置されている。シンチレータ5の上方には、光電子倍増管6が配置されている。
The
GM計数管4は、試料Sから放射されるβ線が入力されるとその計数をカウントする。GM計数管4は、計数をカウントすると出力値を出力する。シンチレータ5は、例えば、プラスチック等の有機物により形成されたプラスチックシンチレータである。シンチレータ5は、試料Sから放射されGM計数管4を透過したβ線に励起され発光する。光電子倍増管6は、シンチレータ5からの発光の波高のレベルを検出する。光電子倍増管6は、シンチレータ5からの発光に基づく検出値を出力する。
When β rays emitted from the sample S are input, the
演算部12は、GM計数管4においてカウントされた計数の出力値と、光電子倍増管6において検出された発光の検出値が出力される計数とが同時となる場合をカウントした同時計数を算出する。これにより、宇宙放射線や自然放射線によりカウントされる計数を排除することができる。この同時計数は、試料Sの計数である。試料Sの計数は、試料Sから放射される複数の核種から放射される複数のβ線の計数を含んでいる。
The
演算部12は、また、光電子倍増管6において検出された発光の波高のレベルに基づく検出値に基づいて試料Sから放射されるβ線のエネルギーのスペクトルをβ線スペクトロメトリにより算出する。
The
図3には、反同時計数型の放射性ストロンチウム計測装置1の概略的な構成が示されている。放射性ストロンチウム計測装置1は、試料Sから放射されるβ線を計測する計測部2と、計測値に基づいて試料Sに含まれる核種の放射能量を個別に算出する演算装置10とを備える。
Figure 3 shows the schematic configuration of an anti-coincidence type radioactive
計測部2は、例えば、内部の計測室3が鉛等の放射線を遮蔽するアクティブシールド2Bに覆われている。アクティブシールド2Bは、宇宙放射線や自然放射線のバックグラウンドを低減する。計測室3の上方には、第1シンチレータ5Aが配置されている。第1シンチレータの上方には、第2シンチレータ5Bが配置されている。第2シンチレータ5Bの上方には、光電子倍増管6が配置されている。第1シンチレータ5A及び第2シンチレータ5Bは、プラスチックシンチレータである。第2シンチレータ5Bの上下方向における厚さは、第1シンチレータ5Aの上下方向の厚さに比して厚く形成されている。
The
アクティブシールド2Bは、宇宙放射線や自然放射線を検出した場合、検出値を出力する。第1シンチレータ5Aは、試料Sから放射されGM計数管4を透過したβ線に励起され発光する。第2シンチレータ5Bは、試料Sから放射され第1シンチレータ5Aを透過したβ線に励起され発光する。光電子倍増管6は、第1シンチレータ5A及び第2シンチレータ5Bからの発光の波高のレベルを検出する。光電子倍増管6は、第1シンチレータ5A及び第2シンチレータ5Bからの発光に基づく検出値を出力する。
When the
演算部12は、光電子倍増管6において検出された第1シンチレータ5A及び第2シンチレータ5Bからのスペクトルの波長の違いにより生じる発光の検出値が出力される計数をカウントし試料Sから放射されるβ線の計数を算出する。演算部12は、アクティブシールド2Bの検出と光電子倍増管6の検出が同時である場合は反同時計数として、計数をカウントしない。
The
これにより、宇宙放射線や自然放射線によりカウントされる計数を排除することができる。演算部12は、また、光電子倍増管6において検出された発光の波高のレベルに基づく検出値に基づいて、試料Sから放射されるβ線のエネルギーのスペクトルをβ線スペクトロメトリにより算出する。
This makes it possible to eliminate counts due to cosmic radiation and natural radiation. The
次に、放射性ストロンチウム計測装置1における放射性ストロンチウム計測方法について説明する。
Next, we will explain the radioactive strontium measurement method using the radioactive
図4に示されるように、試料Sから放射されるβ線のエネルギーのスペクトルは、複数の核種Sr-90、Sr-89、Y-90から放射されるβ線の合計値である。 As shown in Figure 4, the energy spectrum of beta rays emitted from sample S is the sum of the beta rays emitted from multiple nuclides Sr-90, Sr-89, and Y-90.
図5に示されるように、従来の放射性ストロンチウム計測装置において実行される放射性ストロンチウム計測方法では、β線スペクトルを5つのフラクションに分割し、各フラクションにおける3核種の寄与を、以下の式(1)に基づく最小二乗法により算出している。
図6には、従来の放射性ストロンチウム計測方法の処理の流れが記載されている。試料Sのβ線の計数を計測する(ステップS100)。β線スペクトロメトリを行い、β線のエネルギーのスペクトルを解析する(ステップS102)。最小二乗法を用いて試料Sに含まれるSr-89、Sr-90、Y-90の放射能量を個別に算出する(ステップS104)。この手法によれば、上記の通りSr-89量がSr-90量に比べ、例えば1/5程度以下となる場合は、検出下限値がSr-90に比して大きくなる場合がある。 Figure 6 shows the process flow of a conventional method for measuring radioactive strontium. The beta ray count of sample S is measured (step S100). Beta ray spectrometry is performed to analyze the energy spectrum of beta rays (step S102). The least squares method is used to individually calculate the amounts of radioactivity of Sr-89, Sr-90, and Y-90 contained in sample S (step S104). With this method, when the amount of Sr-89 is, for example, about 1/5 or less of the amount of Sr-90 as described above, the lower detection limit may be higher than that of Sr-90.
図7には、実施形態の放射性ストロンチウム計測方法の処理の流れが示されている。放射性ストロンチウム計測装置1において、計測部2の計測室3にスカベンジング操作後のY-90が除去された試料Sがセットされる。計測部2により、放射性物質であるSr-90、Y-90、Sr-89を含む試料Sから放射されるβ線を計測する(ステップS200)。演算部12は、計測部2の出力値に基づいて試料Sの計数を算出する(ステップS202)。
Figure 7 shows the process flow of the radioactive strontium measurement method of the embodiment. In the radioactive
このとき、同時計数型の放射性ストロンチウム計測装置1(図2参照)の場合、GM計数管4において計測された試料Sの計数の出力値は、演算装置10において取得され、計数のデータとして取り込まれる。同時計数型の放射性ストロンチウム計測装置1においては、GM計数管4と光電子倍増管6との出力が同時である場合のバックグラウンドの影響を低減した同時計数が試料Sの計数として用いられる。
At this time, in the case of a coincidence type radioactive strontium measuring device 1 (see FIG. 2), the output value of the counting of the sample S measured in the
反同時計数型の放射性ストロンチウム計測装置1(図3参照)の場合、光電子倍増管6の出力値に基づいて、第1シンチレータ5Aと第2シンチレータ5Bとのβ線スペクトルの波長の違いを利用して演算装置10において試料Sの計数が算出される。反同時計数型の放射性ストロンチウム計測装置1においては、アクティブシールド2Bの検出と光電子倍増管6の検出が同時である場合の反同時計数をカウントしない、バックグラウンドの影響を低減した光電子倍増管6の出力回数が計数として用いられる。
In the case of the anti-coincidence type radioactive strontium measuring device 1 (see FIG. 3), the count of the sample S is calculated in the
演算部12は、計測部2の出力値に基づいてβ線のエネルギーのスペクトル解析を行う(ステップS204)。このとき、同時計数型の放射性ストロンチウム計測装置1においては、シンチレータ5の発光を検知した光電子倍増管6の出力値に基づいて、演算部12はβ線のエネルギーのスペクトルを算出する。反同時計数型の放射性ストロンチウム計測装置1においては、第1シンチレータ5A及び第2シンチレータ5Bの発光を検知した光電子倍増管6の出力値に基づいて、演算部12はβ線のエネルギーのスペクトルを算出する。
The
演算部12は、解析結果に基づいて試料SにおけるSr-90の放射能量(濃度)を個別に算出する(ステップS206)。このとき、演算部12は、光電子倍増管6から出力された波高のレベルの出力値に基づいて、β線のエネルギーのスペクトルを最小二乗法近似により解析し、Sr-90の単独のスペクトルに分解した後、Sr-90の単独の放射能量を算出する。
The
演算部12は、算出結果に基づいて試料Sの精製後の経過時間に基づいてY-90の放射能量をSr-90の関数として算出するステップS208)。演算部12は、算出したSr-90の単独の放射能量と、Sr-90の関数として算出されたY-90の単独の放射能量との合計値を、試料SにおけるSr-90及びY-90から放射されるβ線の計数の合計値となる第1計数に換算して算出する(ステップS210)。
The
演算部12は、ステップS202において算出した試料Sの計数から第1計数を差し引いてSr-89の第2計数を算出する(ステップS212)。演算部12は、第2計数に基づいて、試料Sに含まれるSr-89の放射能量に換算して算出する(ステップS214)。
The
従来、同時計数型の放射性ストロンチウム計測装置1においては、GM計数管4の計測値は、バックグラウンドの影響を低減した同時計数を算出するために用いられていた。また、反同時計数型の放射性ストロンチウム計測装置1においては、光電子倍増管6の出力に基づいて算出される反同時計数を除いた計数は、バックグラウンドの影響を低減するために用いられていた。
Conventionally, in coincidence-type radioactive
これに対して放射性ストロンチウム計測装置1によれば、算出された同時計数や反同時計数を除いた計数からβ線のエネルギーのスペクトル解析により算出されたSr-90及びY-90の計数の合計値である第1計数を差し引きして第2計数を算出し、第2計数に基づいてSr-89の放射能量を正確に算出することができる。
In contrast, with the radioactive
上述した放射性ストロンチウム計測装置1は、従来の同時計数型の放射性ストロンチウム計測装置や、反同時計数型の放射性ストロンチウム計測装置の構成を変更することなく、演算手法を変更することで実現することができる。放射性ストロンチウム計測装置1によれば、Sr-89の検出限界によらずに、Sr-90の放射能量の算出値に基づいてSr-89の放射能量を算出することができる。放射性ストロンチウム計測装置1によれば、スカベンジング操作後の短期間にSr-89の放射能量を算出することができる。
The radioactive
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。例えば、上記実施形態においてはプラスチックシンチレータを用いたものを例示したが、これに限らず液体シンチレータを用いてもよい。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are within the scope of the invention and its equivalents as well as the scope and gist of the invention. For example, the above embodiments have been exemplified by those using a plastic scintillator, but this is not limiting and a liquid scintillator may also be used.
液体シンチレータを用いてSr放射能量を計測する場合、予め、Sr放射能によるβ線計数を求め、チェレンコフ光に基づく光電子倍増管の出力値を利用してβ線スペクトロメトリを行い、算出したSr-90放射能量に基づいて求めたSr-90の計数をβ線計数から差し引いても同様の処理を行ってもよい。 When measuring the amount of Sr radioactivity using a liquid scintillator, the same process can be performed by first determining the beta ray count due to Sr radioactivity, performing beta ray spectrometry using the output value of the photomultiplier tube based on Cherenkov light, and then subtracting the Sr-90 count determined based on the calculated amount of Sr-90 radioactivity from the beta ray count.
1 放射性ストロンチウム計測装置
2 計測部
2A 筐体
2B アクティブシールド
3 計測室
4 GM計数管
5 シンチレータ
5A 第1シンチレータ
5B 第2シンチレータ
6 光電子倍増管
10 演算装置
12 演算部
14 記憶部
16 表示部
S 試料
Claims (5)
前記計測部の出力値に基づいて前記試料の計数を算出すると共に、前記β線のスペクトル解析を行い、解析結果に基づいて前記試料におけるSr-90の放射能量を個別に算出し、算出結果と前記スカベンジング操作からの経過時間とに基づいて前記Y-90の放射能量を算出し、前記試料におけるSr-90及び前記Y-90から放射されるβ線の第1計数を算出し、前記試料の計数から前記第1計数を差し引いて前記Sr-89の第2計数を算出し、前記第2計数に基づいて、前記試料に含まれる前記Sr-89の放射能量を算出する演算部と、を備える、
放射性ストロンチウム計測装置。 A measuring unit that measures the number of beta rays emitted from a sample that contains radioactive materials Sr-90, Y-90, and Sr-89 and that has been previously subjected to a scavenging operation to remove the Y-90 , and measures the spectrum of the beta rays;
a calculation unit which calculates the count of the sample based on the output value of the measurement unit, performs spectrum analysis of the beta rays, calculates the amount of radioactivity of Sr-90 in the sample individually based on the analysis result, calculates the amount of radioactivity of the Y-90 based on the calculation result and the elapsed time from the scavenging operation , calculates a first count of Sr-90 in the sample and beta rays emitted from the Y-90, calculates a second count of Sr-89 by subtracting the first count from the count of the sample, and calculates the amount of radioactivity of the Sr-89 contained in the sample based on the second count.
Radioactive strontium measuring device.
前記計測部は、前記β線により発光するシンチレータと、
前記シンチレータの発光に基づいて出力値を出力する光電子倍増管と、を備え、
前記演算部は、前記GM計数管の出力値と前記光電子倍増管からの出力値とに基づいて前記試料の計数を算出し、
前記光電子倍増管からの出力値に基づいて前記スペクトル解析を行う、
請求項1に記載の放射性ストロンチウム計測装置。 the measurement unit has a GM counter capable of counting β rays emitted from the sample,
The measurement unit includes a scintillator that emits light by the β rays,
a photomultiplier tube that outputs an output value based on the light emitted by the scintillator;
The calculation unit calculates a count of the sample based on an output value of the GM counter and an output value from the photomultiplier tube,
performing the spectral analysis based on an output value from the photomultiplier tube;
2. The radioactive strontium measuring device according to claim 1.
前記演算部は、前記光電子倍増管の出力値に基づいて前記試料の計数を算出すると共に、前記スペクトル解析を行う、
請求項1に記載の放射性ストロンチウム計測装置。 the measurement unit includes a first scintillator that emits light in response to the β rays, a second scintillator that emits light in response to the β rays, and a photomultiplier tube that outputs an output value based on the light emitted by the first scintillator and the second scintillator,
The calculation unit calculates the count of the sample based on the output value of the photomultiplier tube and performs the spectrum analysis.
2. The radioactive strontium measuring device according to claim 1.
前記β線の計測に基づいて前記試料の計数を算出し、
前記β線の計測に基づいて前記β線のスペクトルを解析し、
解析結果に基づいて前記試料におけるSr-90の放射能量を個別に算出し、
算出結果と前記スカベンジング操作からの経過時間とに基づいて前記Y-90の放射能量を算出し、
前記試料におけるSr-90及び前記Y-90から放射されるβ線の第1計数を算出し、
前記試料の計数から前記第1計数を差し引いて前記Sr-89の第2計数を算出し、
前記第2計数に基づいて、前記試料に含まれる前記Sr-89の放射能量を算出する処理をコンピュータが実行する、放射性ストロンチウム計測方法。 Counting the number of beta rays emitted from a sample containing radioactive materials Sr-90, Y-90, and Sr-89 , from which a scavenging operation has been performed in advance to remove the Y-90 , and measuring the spectrum of the beta rays;
Calculating the count of the sample based on the measurement of the beta rays;
Analyzing a spectrum of the beta rays based on the measurement of the beta rays;
The amount of radioactivity of Sr-90 in each sample is calculated based on the analysis results.
Calculate the amount of radioactivity of the Y-90 based on the calculation result and the elapsed time from the scavenging operation ;
Calculate the first count of beta rays emitted from Sr-90 and the Y-90 in the sample;
calculating a second count of Sr-89 by subtracting the first count from the count of the sample;
A radioactive strontium measuring method, comprising: a computer executing a process of calculating the amount of radioactivity of the Sr-89 contained in the sample based on the second count.
前記β線の計測に基づいて前記試料の計数を算出させ、
前記β線の計測に基づいて前記β線のスペクトルを解析させ、
解析結果に基づいて前記試料におけるSr-90の放射能量を個別に算出させ、
算出結果と前記スカベンジング操作からの経過時間とに基づいて前記Y-90の放射能量を算出させ、
前記試料におけるSr-90及び前記Y-90から放射されるβ線の第1計数を算出させ、
前記試料の計数から前記第1計数を差し引いて前記Sr-89の第2計数を算出させ、
前記第2計数に基づいて、前記試料に含まれる前記Sr-89の放射能量を算出させる処理をコンピュータに実行させる、プログラム。 Counting the number of beta rays emitted from a sample containing radioactive materials Sr-90, Y-90, and Sr-89 , from which a scavenging operation has been performed in advance to remove the Y-90 , and measuring the spectrum of the beta rays;
Calculating the count of the sample based on the measurement of the beta rays;
analyzing a spectrum of the beta rays based on the measurement of the beta rays;
The amount of radioactivity of Sr-90 in each sample is calculated based on the analysis results.
Calculating the amount of radioactivity of the Y-90 based on the calculation result and the elapsed time from the scavenging operation ;
Calculating the first count of beta rays emitted from Sr-90 and the Y-90 in the sample;
calculating a second Sr-89 count by subtracting the first count from the sample count;
A program that causes a computer to execute a process of calculating the amount of radioactivity of the Sr-89 contained in the sample based on the second count.
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