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JPH0513592B2 - - Google Patents
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JPH0513592B2 - - Google Patents

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JPH0513592B2
JPH0513592B2 JP6689986A JP6689986A JPH0513592B2 JP H0513592 B2 JPH0513592 B2 JP H0513592B2 JP 6689986 A JP6689986 A JP 6689986A JP 6689986 A JP6689986 A JP 6689986A JP H0513592 B2 JPH0513592 B2 JP H0513592B2
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radioactivity
pipe
deposited
aqueous
coordinates
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JP6689986A
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Inventor
Masaki Katagiri
Naoaki Wakayama
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Japan Atomic Energy Agency
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Japan Atomic Energy Research Institute
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  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、配管内部の汚染した放射能から放出
されるガンマ線を配管外部からコリメータ窓を持
つたガンマ線検出システムによつてスキヤンニン
グ測定し、配管内部の沈着状放射能と水溶液状放
射能、または沈着状放射能とガス状放射能をそれ
ぞれ非破壊的に定量する測定法に関するものであ
る。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention scans and measures gamma rays emitted from contaminated radioactivity inside a pipe from outside the pipe using a gamma ray detection system having a collimator window. This invention relates to a measurement method for non-destructively quantifying precipitated radioactivity and aqueous radioactivity inside piping, or precipitated radioactivity and gaseous radioactivity.

(従来の技術) 従来、配管内部の放射能を測定するには、測定
箇所の一部を配管を切り出したり、内部の水溶液
やガスを抜き取つて測定試料とし、この試料を分
析室等で測定して各状態の放射能を求める測定法
が主に使用されてきた。この方法は、測定試料の
切り出し作業や放射能の非密封作業を伴うため、
測定箇所が限られかつ測定結果を得るまでに時間
がかかるという問題点があつた。
(Conventional technology) Conventionally, in order to measure radioactivity inside a pipe, a part of the pipe was cut out from the measuring point, or the aqueous solution or gas inside was extracted as a measurement sample, and this sample was then measured in an analysis room, etc. The measurement method that determines the radioactivity in each state has been mainly used. This method involves cutting out the measurement sample and unsealing the radioactivity.
There were problems in that the measurement locations were limited and it took time to obtain measurement results.

また、非破壊的方法としては第1図に示すよう
に、ガンマ線検出システム1のコリメータ窓2か
ら配管全体3を望み、配管内面の沈着状放射能4
を求める方法が用いられてきた。この方法では、
配管内部の放射能が沈着状、水溶液状又はガス状
の状態で存在した場合には、これを分離して測定
することができないという問題点があつた。
In addition, as a non-destructive method, as shown in FIG.
A method has been used to find in this way,
When the radioactivity inside the pipe exists in the form of a deposit, an aqueous solution, or a gas, there is a problem in that it is not possible to separate and measure the radioactivity.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、原子炉1次冷却系の放射能汚染した
配管内部の沈着状、水溶液状またはガス状の放射
能をそれぞれの状態ごとに非破壊的に定量するこ
とを目的に考案された方法である。
(Means for Solving the Problems) The present invention non-destructively quantifies radioactivity in the form of deposits, aqueous solution, or gas inside the radioactively contaminated pipes of the reactor primary cooling system in each state. This is a method devised for the purpose of

本発明の測定方法を示す原理図を第2図に示
す。長方形のコリメータ窓5をもつた遮蔽体6で
検出器7の周囲を覆つた構造のガンマ線検出シス
テム8を配管9の横の中央部において、内部を放
射能汚染した配管から放出されるガンマ線を、検
出器の前面を軸としてガンマ線検出システムの角
度10を変えて、スキヤンニング測定し、各測定
角度におけるガンマ線の計数を求める。
A principle diagram showing the measurement method of the present invention is shown in FIG. A gamma ray detection system 8, which has a structure in which a detector 7 is covered with a shield 6 having a rectangular collimator window 5, is placed in the center next to a pipe 9 to detect gamma rays emitted from the pipe whose interior is radioactively contaminated. Scanning measurements are performed by changing the angle 10 of the gamma ray detection system around the front surface of the detector, and the gamma ray count at each measurement angle is determined.

一方、各測定角度において、検出器に到達する
各状態のガンマ線の数は、配管内部の沈着状放射
能11と水溶液状放射能12またはガス状放射能
13がそれぞれ一様に分布し単位放射能存在する
として、配管の軸から検出器までの距離14、配
管の内側の半径15、配管外側の半径16と放射
線吸収計数、水の放射線吸収係数、ガスの放射線
吸収係数、コリメータ窓の縦巾17と厚さ18を
用いて計算し求めることができる。各測定角度に
おける測定結果は、沈着状、水溶液状またはガス
状の放射能から放出されガンマ線が検出器に計数
された数の和であることから、各状態の放射能が
単位放射能あつた場合について計算し求めた計数
と未知数となる各状態の放射能との積を足し合わ
せた数に一致する。
On the other hand, at each measurement angle, the number of gamma rays in each state reaching the detector is determined by the fact that the precipitated radioactivity 11 and aqueous radioactivity 12 or gaseous radioactivity 13 inside the pipe are uniformly distributed, and the unit radioactivity is If present, the distance from the axis of the pipe to the detector 14, the inner radius of the pipe 15, the outer radius of the pipe 16, the radiation absorption coefficient, the radiation absorption coefficient of water, the radiation absorption coefficient of gas, the vertical width of the collimator window 17 and thickness 18. The measurement result at each measurement angle is the sum of the number of gamma rays emitted from deposited, aqueous or gaseous radioactivity and counted by the detector, so if the radioactivity in each state is a unit of radioactivity. It corresponds to the sum of the products of the counts calculated for and the radioactivity of each state, which is an unknown quantity.

本発明の着眼点は、上記測定方法で測定された
沈着状及び水溶液状あるいはガス状の放射能から
のガンマ線の計数の比が、各測定角度によつて異
なるため、測定数をnとすると、n元連立一次方
程式が独立に成立することにある。この連立方程
式を解くことによつて、配管内部の沈着状放射能
と水溶液状放射能または沈着状放射能とガス状放
射能とガス状放射能をそれぞれ状態ごとに定量す
ることができる。
The point of view of the present invention is that since the ratio of gamma ray counts from deposited and aqueous or gaseous radioactivity measured by the above measurement method differs depending on each measurement angle, when the number of measurements is n, The reason is that the n-dimensional simultaneous linear equations are established independently. By solving this simultaneous equation, the deposited radioactivity and aqueous radioactivity inside the pipe, or the deposited radioactivity, gaseous radioactivity, and gaseous radioactivity can be quantified for each state.

(実施例) 本発明の実施例を第3図に示す。配管19内部
の沈着状放射能20と水溶液状放射能21、また
はガス状放射能22がそれぞれ一様に分布し単位
放射能存在するとし、ガンマ線検出システム23
の角度を変えて測定した場合に検出器に到達する
各状態のガンマ線の数を求める。
(Example) An example of the present invention is shown in FIG. Assuming that the deposited radioactivity 20, aqueous radioactivity 21, or gaseous radioactivity 22 inside the pipe 19 is uniformly distributed and exists as a unit of radioactivity, the gamma ray detection system 23
Find the number of gamma rays in each state that reach the detector when measured at different angles.

計算に当たり、使用する各パラメータの以下の
ように定義する。
In the calculation, each parameter used is defined as follows.

配管内側の半径24:R1cm 配管外側の半径25:R2cm 検出器から配管軸までの距離26:Lcm コリメータの縦巾27:Wcm コリメータの厚さ28:Hcm 検出器システムの角度29:B度 配管の放射線吸収係数:Ap 水の放射線吸収係数:Aw ガスの放射線吸収係数:Ag 沈着状態の単位放射能:σp 水溶液状態の単位放射能:ρw ガス状態の単位放射能:ρg とする。座標の原点30をガンマ線検出器の前面
の中心とし、コリメータ窓の中心線31と配管と
の交点の座標を第3図に示すように、(x1、y1)
32、(x2、y2)33及び(x3、y3)34とす
る。
Piping inner radius 24: R1cm Piping outer radius 25: R2cm Distance from detector to piping axis 26: Lcm Collimator width 27: Wcm Collimator thickness 28: Hcm Detector system angle 29: B-degree piping Radiation absorption coefficient: Ap Radiation absorption coefficient of water: Aw Radiation absorption coefficient of gas: Ag Unit radioactivity in deposited state: σp Unit radioactivity in aqueous solution state: ρw Unit radioactivity in gas state: ρg. The origin 30 of the coordinates is the center of the front surface of the gamma ray detector, and the coordinates of the intersection of the center line 31 of the collimator window and the pipe are (x1, y1) as shown in Figure 3.
32, (x2, y2) 33 and (x3, y3) 34.

まず、x1とy1の関係を求めると、 y1=x1×tan(B) となる。一方、ピタゴラスの定理から、 R12=(L−x1)2+y12 が成立する。上記2つの式より座標(x1、y1)
を解くと、 x1=2×L−√4×L2−4×(1+tan(B)2)×L
2−R1)2/2×(1+tan(B)2) y1=2×L−√4×L2−4×(1+tan(B)2)×L
2−R1)2/2×(1+tan(B)2)×tan(B) となる。同様にして座標(x2、y2)座標(x3、
y3)について求めると、 x2=2×L+√4×L2−4×(1+tan(B)2)×L
2−R1)2/2×(1+tan(B)2) y2=2×L+√4×L2−4×(1+tan(B)2)×L
2−R1)2/2×(1+tan(B)2)×tan(B) x3=2×L−√4×L2−4×(1+tan(B)2)×L
2−R2)2/2×(1+tan(B)2) y3=2×L−√4×L2−4×(1+tan(B)2)×L
2−R12)/2×(1+tan(B)2)×tan(B) となる。次に、コリメータ窓が配管を望む範囲の
最も上側の線35と配管との交点の座標を第3図
に示すように、座標(x4、y4)36及び座標
(x5、y5)37とすると、上記と同様にして x4=2×(L+(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B)2)※ ※−√4×(L+(W/2)/sin(B))−4×(1+
tan(B)2)×((L+(W/2)/sin(B))2−Rl2)/
y4=2×(L+(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B)2)※ ※−√4×(L+(W/2)/sin(B))−4×(1+
tan(B)2)×((L+(W/2)/sin(B))2−Rl2)/
×tan(B) x5=2×(L+(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B)2)※ ※−√4×(L+(W/2)/sin(B))−4×(1+
tan(B)2)×((L+(W/2)/sin(B))2−Rl2)/
y5=2×(L+(W/2)/sin(B))−√4×(L+(
W/2)/sin(B))/2×(1+tan(B)2)※ ※−4×(1+tan(B)2)×((L+(W/2)/sin
(B))2−Rl2)/ ×tan(B) と求まる。また、コリメータ窓が配管を望む範囲
の最も下側の線38と配管との交点の座標を第3
図に示すように、座標(x6、y6)39及び座標
(x7、y7)40とすると、上記と同様にして x6=2×(L−(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B)2)※ ※−√4×(L−(W/2)/sin(B))−4×(1+
tan(B)2)×((L+(W/2)/sin(B)2−R12)/ y6=2×(L−(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B)2)※ ※−√4×(L−(W/2)/sin(B))−4×(1+
tan(B)2)×((L+(W/2)/sin(B)2−R12) ×t
an(B) x7=2×(L−(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B)2)※ ※+√4×(L−(W/2)/sin(B))−4×(1+
tan(B)2)×((L+(W/2)/sin(B)2−R12)/ y7=2×(L−(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B)2)※ ※+√4×(L−(W/2)/sin(B))−4×(1+
tan(B)2)×((L+(W/2)/sin(B)2−R12) ×t
an(B) となる。
First, finding the relationship between x1 and y1, we get y1=x1×tan(B). On the other hand, from the Pythagorean theorem, R1 2 =(L−x1) 2 +y1 2 holds true. Coordinates (x1, y1) from the above two formulas
Solving, x1=2×L−√4×L 2 −4×(1+tan(B) 2 )×L
2 −R1) 2 /2×(1+tan(B) 2 ) y1=2×L−√4×L 2 −4×(1+tan(B) 2 )×L
2 −R1) 2 /2×(1+tan(B) 2 )×tan(B). Similarly, coordinates (x2, y2) and coordinates (x3,
y3), x2=2×L+√4×L 2 −4×(1+tan(B) 2 )×L
2 −R1) 2 /2×(1+tan(B) 2 ) y2=2×L+√4×L 2 −4×(1+tan(B) 2 )×L
2 −R1) 2 /2×(1+tan(B) 2 )×tan(B) x3=2×L−√4×L 2 −4×(1+tan(B) 2 )×L
2 −R2) 2 /2×(1+tan(B) 2 ) y3=2×L−√4×L 2 −4×(1+tan(B) 2 )×L
2 −R1 2 )/2×(1+tan(B) 2 )×tan(B). Next, if the coordinates of the intersection of the uppermost line 35 of the range where the collimator window views the pipe and the pipe are coordinates (x4, y4) 36 and coordinate (x5, y5) 37, as shown in FIG. In the same way as above, x4=2×(L+(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B) 2 ) * *−√4×(L+(W/2)/sin(B))−4×(1+
tan(B) 2 )×((L+(W/2)/sin(B)) 2 −Rl 2 )/
y4=2×(L+(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B) 2 ) * *−√4×(L+(W/2)/sin(B))−4×(1+
tan(B) 2 )×((L+(W/2)/sin(B)) 2 −Rl 2 )/
×tan(B) x5=2×(L+(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B) 2 ) * *−√4×(L+(W/2)/sin(B))−4×(1+
tan(B) 2 )×((L+(W/2)/sin(B)) 2 −Rl 2 )/
y5=2×(L+(W/2)/sin(B))−√4×(L+(
W/2)/sin(B))/2×(1+tan(B) 2 )* *-4×(1+tan(B) 2 )×((L+(W/2)/sin
(B)) 2 −Rl 2 )/ ×tan(B). In addition, the coordinates of the intersection of the lowermost line 38 of the range where the collimator window views the piping and the piping are determined by the third
As shown in the figure, if the coordinates (x6, y6) are 39 and the coordinates (x7, y7) are 40, x6 = 2 x (L-(W/2)/sin(B))/2 x (1+tan(
B) 2 ) * *−√4×(L−(W/2)/sin(B))−4×(1+
tan(B) 2 )×((L+(W/2)/sin(B) 2 −R1 2 )/y6=2×(L−(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B) 2 ) * *−√4×(L−(W/2)/sin(B))−4×(1+
tan(B) 2 )×((L+(W/2)/sin(B) 2 −R1 2 )×t
an(B) x7=2×(L-(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B) 2 )* *+√4×(L-(W/2)/sin(B))-4×(1+
tan(B) 2 )×((L+(W/2)/sin(B) 2 −R1 2 )/y7=2×(L−(W/2)/sin(B))/2×(1+tan(
B) 2 )* *+√4×(L-(W/2)/sin(B))-4×(1+
tan(B) 2 )×((L+(W/2)/sin(B) 2 −R1 2 )×t
an(B).

これらの座標を用いて、配管内部の沈着状放射
能(μCi/cm2)、水溶液状放射能(μCi/cm3)及び
ガス状放射能(μCi/cm3)は、以下のように計算
できる。
Using these coordinates, the deposited radioactivity (μCi/cm 2 ), aqueous radioactivity (μCi/cm 3 ), and gaseous radioactivity (μCi/cm 3 ) inside the pipe can be calculated as follows: .

まず、配管内部の沈着状放射能について求め
る。座標(x4、y4)及び座標(x5、y5)にはさ
まれた沈着放射能の面積41をS1cm2とし、座標
(x6、y6)及び座標(x7、y7)にはさまれた沈着
放射能の面積42をS2cm2とすれば、 S1=R1×(sin-1((L+(W/2)/sin(B)−x4)/R
1)−sin-1((x5−(L+(W/2)/sin(B))/R1)
) S2=R1×(sin-1((L+(W/2)/sin(B)−x6)/R
1)−sin-1((x7−(L+(W/2)/sin(B))/R1)
) として求まる。
First, determine the deposited radioactivity inside the pipe. Let the area 41 of the deposited radioactivity sandwiched between the coordinates (x4, y4) and the coordinates (x5, y5) be S1cm 2 , and the deposited radioactivity sandwiched between the coordinates (x6, y6) and the coordinates (x7, y7) If the area 42 of
1) −sin -1 ((x5−(L+(W/2)/sin(B))/R1)
) S2=R1×(sin -1 ((L+(W/2)/sin(B)−x6)/R
1) −sin -1 ((x7−(L+(W/2)/sin(B))/R1)
).

また、これらの放射能がコリメータの中心線を
通つて検出器に到達するものと近似すると、配管
によつて放射線吸収をうける距離43Tは座標
(x1、y1)から(x3、y3)までの長さであるの
で、 T=√(1−3)2+(1−3)2 によつて求まる。
Furthermore, if we approximate that these radioactivities reach the detector through the center line of the collimator, the distance 43T where radiation is absorbed by the pipe is the length from the coordinates (x1, y1) to (x3, y3). Therefore, it can be found by T=√(1-3) 2 + (1-3) 2 .

従つて、S1の沈着状放射能によるガンマ線検
出器の係数Np1及びS2の沈着放射能によるガン
マ線検出器の計数Np2は、沈着状態で単位放射能
σp存在していたとすると、上記によつて求めた
値と座標を用いて、 Np1=σp×S1/4×π×(x1/sin(B))2×e-Ap×T Np2=σp×S2/4×π×(x2/sin(B))2×e-Ap×T として求めることができる。従つて、配管の内に
ガスが入つていた場合には、NpはS2についての
吸収を考慮すれば良いので、沈着状放射能による
ガンマ線検出器の計数Npは Np=Np1+Np2×e-Ag×(x2-x1) として求められる。
Therefore, the coefficient Np1 of the gamma ray detector due to the deposited radioactivity of S1 and the count Np2 of the gamma ray detector due to the deposited radioactivity of S2 are calculated as above, assuming that unit radioactivity σp exists in the deposited state. Using the values and coordinates, Np1=σp×S1/4×π×(x1/sin(B)) 2 ×e -Ap×T Np2=σp×S2/4×π×(x2/sin(B)) It can be obtained as 2 ×e -Ap×T . Therefore, if there is gas in the pipe, Np only needs to consider the absorption of S2, so the gamma ray detector count Np due to deposited radioactivity is Np = Np1 + Np2 × e -Ag × It is calculated as (x2-x1) .

上記の条件で、配管内に水が入つていた場合に
は、NpはS2について水の吸収を考慮すれば良い
ので、沈着状放射能によるガンマ線検出器の計数
Npは、 Np=Np1+Np2×e-Aw×(x2-x1) として求めることができる。
Under the above conditions, if there is water in the pipe, Np only needs to take into account water absorption for S2, so the gamma ray detector counts due to deposited radioactivity.
Np can be obtained as Np=Np1+Np2×e -Aw×(x2-x1) .

次に、配管内部の水溶液状放射能及びガス状放
射能を第4図にもとずいて求める。求める放射能
は、コリメータが配管を望む上側の線と下側の線
に囲まれた部分、即ち座標(x4、y4)44、座
標(x5、y6)45、座標(x6、y6)46及び座
標(x7、y7)47に囲まれた部分の放射能であ
る。計算を行うため、積分範囲を第3図のように
台形48に近似することとし、積分する範囲を座
標(x1、y1)49から座標(x2、y2)50まで
として計算する。
Next, the aqueous radioactivity and gaseous radioactivity inside the pipe are determined based on FIG. The radioactivity to be sought is the area surrounded by the upper line and lower line where the collimator wants the piping, namely coordinates (x4, y4) 44, coordinates (x5, y6) 45, coordinates (x6, y6) 46, and coordinates (x7, y7) This is the radioactivity of the area surrounded by 47. In order to perform the calculation, the integration range is approximated to a trapezoid 48 as shown in FIG. 3, and the integration range is calculated from coordinates (x1, y1) 49 to coordinates (x2, y2) 50.

第4図において、任意の点の座標を(x、y)
51とし、その次のコリメータが望むy方向の長
さ52をuとすると、三角形の相似の関係から、 u:W=x:H が成り立ち、uは u=(W×x)/H となる。
In Figure 4, the coordinates of any point are (x, y)
51, and if the desired length 52 of the next collimator in the y direction is u, then from the relationship of similarity of triangles, u:W=x:H holds, and u becomes u=(W×x)/H. .

従つて、微小体積dv53は、 dv=u×dx/cos(B)=(W×x)/(H×cos
(B)) となり、水溶液状放射能Nwは、水溶液状態で単
位放射能ρw存在していたとすると、水による放
射線の自己吸収を考慮しこの微小体積dvをx1か
らx2まで積分し、 Nw=∫x2 x1〔ρw×W×cos(B)/4×π×x2×e-Aw×(x-
x1)/cos
(B)×e-AP×T〕dx によつて求まることができる。
Therefore, the minute volume dv53 is dv=u×dx/cos(B)=(W×x)/(H×cos
(B)), and the aqueous radioactivity Nw is given by unit radioactivity ρw in the aqueous state. Considering the self-absorption of radiation by water, this minute volume dv is integrated from x1 to x2, and Nw = ∫ x2 x1 [ρw×W×cos(B)/4×π×x 2 ×e -Aw×(x-
x1)/cos
(B)×e -AP×T 〕dx.

また、ガス状放射能Ngは、ガス状態で単位放
射能ρg存在していたとすると、上記と同様にガ
スによる自己吸収を考慮しこの微小体積dvをx1
からx2まで積分し、 Ng=∫X2 X1〔ρg×W×cos(B)/4×π×x2×e-Ag×(X-
X1)/cos
(B)×e-AP×T〕dx によつて求めることができる。
In addition, if gaseous radioactivity Ng exists in a gaseous state with unit radioactivity ρg, this minute volume dv can be calculated as x1 by considering self-absorption by the gas as above.
Integrate from to x2, Ng=∫ X2 X1 [ρg×W×cos(B)/4×π×x 2 ×e -Ag
X1)/cos
(B)×e -AP×T 〕dx.

以上の計算例として、配管外径20cm、厚さ1cm
の配管内部に放射能核種としてCo−60が、沈着
状と水溶液状、または沈着状とガス状で存在し、
本測定法にもとずいてエネルギーが1.33MeVの
ガンマ線を測定した場合について行つた。各パラ
メータを、 配管内側の半径:R1=9cm 配管外側の半径:R2=10cm 検出器から配管軸までの長さ:L=20cm コリメータの厚さ:H=5cm コリメータの縦巾:W=0.5cm 配管の放射線吸収係数: Ap=0.414(cm-1) 水の放射線吸収係数:Ah=0.0204(cm-1) ガスの放射線吸収係数:Ag=0.0000242(cm-1) 沈着状態の単位放射能:σp=37000(1μCi/cm2) 水溶液状態の単位放射能:ρw=37000(1μCi/cm2) ガス状態の単位放射能:ρg=37000(1μCi/cm2) とし、上記式に代入し、ガンマ線検出システムが
配管を望む角度を0度から30度まで上げていつた
場合について計算を行つた。配管内部に沈着状放
射能と水溶液状放射能が存在しした場合について
の計算結果54,55を第5図に示す。配管内部
に沈着状放射能とガス状放射能が存在した場合に
ついての計算結果56,57を第6図に示す。以
上の計算結果は、沈着状と水溶液状、または沈着
状とガス状の放射能のガンマ線の計数の比が配管
を望む角度によつて異なることを示している。
As an example of the above calculation, the outer diameter of the pipe is 20 cm, and the thickness is 1 cm.
Co-60 exists as a radionuclide inside the pipes in the form of a deposit and an aqueous solution, or in the form of a deposit and a gas.
Based on this measurement method, gamma rays with an energy of 1.33 MeV were measured. Each parameter is as follows: Inside radius of the pipe: R1 = 9cm Outside radius of the pipe: R2 = 10cm Length from detector to pipe axis: L = 20cm Collimator thickness: H = 5cm Collimator length: W = 0.5cm Radiation absorption coefficient of piping: Ap = 0.414 (cm -1 ) Radiation absorption coefficient of water: Ah = 0.0204 (cm -1 ) Radiation absorption coefficient of gas: Ag = 0.0000242 (cm -1 ) Unit radioactivity of deposited state: σp = 37000 (1μCi/cm 2 ) Unit radioactivity in aqueous solution state: ρw = 37000 (1μCi/cm 2 ) Unit radioactivity in gas state: ρg = 37000 (1μCi/cm 2 ) Substitute into the above formula to detect gamma rays. Calculations were performed for increasing the angle at which the system desired piping from 0 degrees to 30 degrees. FIG. 5 shows calculation results 54 and 55 for the case where deposited radioactivity and aqueous radioactivity exist inside the pipe. Calculation results 56 and 57 for the case where deposited radioactivity and gaseous radioactivity exist inside the pipe are shown in FIG. The above calculation results show that the ratio of the gamma ray counts of radioactivity in the deposited form and in the aqueous form, or in the deposited form and that in the gaseous form, differs depending on the angle at which the piping is viewed.

このため、求めるべき配管内の沈着状放射能を
Cp(μCi/cm2)、水溶液状放射能をCw(μCi/cm3
として以下のように求める。ガンマ線検出システ
ムの配管を望む角度を変えてn個の測定を行つた
場合、n個の各測定角度についての測定したガン
マ線の計数をM(1)〜M(n)とし、また上記計算によ
つて求めた沈着状放射能による計数をNp(1)〜Np
(n)、水溶液状放射能による計数をNw(1)〜Nw(n)
とすると、各測定点について、 Cp×Np(1)+Cw×Nw(1)=M(1) Cp×Np(2)+Cw×Nw(2)=M(2) Cp×Np(n)+Cw×Nw(n)=M(n) のn元連立一次方程式が成立する。このn個の式
は、上記計算により示したように、各状態の放射
能による計数の比が測定角度によつて異なること
から独立に成り立つ。従つて、この連立方程式は
未知数がCpとCwの2つなので、2箇所、または
2箇所以上で角度を変えて測定を行えば、解くこ
とができ、沈着状放射能及び水溶液状放射能をそ
れぞれ定量できる。
For this reason, the deposited radioactivity in the piping that should be determined is
Cp (μCi/cm 2 ), aqueous radioactivity Cw (μCi/cm 3 )
It is calculated as follows. If n measurements are performed by changing the desired angle of the piping of the gamma ray detection system, let the counts of gamma rays measured for each of the n measurement angles be M(1) to M(n), and according to the above calculation, Np(1) ~ Np
(n), count by aqueous radioactivity is Nw(1) ~ Nw(n)
Then, for each measurement point, Cp×Np(1)+Cw×Nw(1)=M(1) Cp×Np(2)+Cw×Nw(2)=M(2) Cp×Np(n)+Cw× An n-element simultaneous linear equation of Nw(n)=M(n) is established. These n equations are independently established because, as shown by the above calculation, the ratio of counts due to radioactivity in each state differs depending on the measurement angle. Therefore, since this simultaneous equation has two unknowns, Cp and Cw, it can be solved by changing the angle at two or more locations, and can calculate the deposited radioactivity and aqueous radioactivity, respectively. Can be quantified.

また、求めるべき配管内の沈着状放射能をCp
(μCi/cm2)及びガス状放射能をCw(μCi/cm3)と
した場合についても上記と同様に求めることがで
きる。
In addition, the deposited radioactivity in the pipe to be determined is Cp
(μCi/cm 2 ) and when gaseous radioactivity is Cw (μCi/cm 3 ), it can be determined in the same manner as above.

(発明の効果) 本発明の測定方法は、配管内部の放射能から放
出されるガンマ線のスキヤンニング測定を検出器
の前面を軸としてガンマ線検出システムの角度を
変えて行うことが可能なため、配管全体を測定す
るスキヤンニング装置の機構を小型化することが
できる。
(Effects of the Invention) The measurement method of the present invention enables scanning measurement of gamma rays emitted from radioactivity inside the pipe by changing the angle of the gamma ray detection system with the front surface of the detector as an axis. The mechanism of the scanning device that measures the whole can be downsized.

以上のように、本発明の測定法を用いることに
よつて、従来技術ではできなかつた配管内部の沈
着状と水溶液状、またはガス状の各放射能ごとの
定量が非破壊的に可能となるため、原子炉一次系
配管の切断作業時などにあらかじめ存在状態をふ
くめた配管内部の放射能の測定が容易にできるよ
うになる。また、原子炉運転時における配管内の
放射能の監視作業やメインテナンス作業等を容易
に行うことができるようになる。
As described above, by using the measurement method of the present invention, it is possible to nondestructively quantify each type of radioactivity in the form of deposits, aqueous solution, or gas inside a pipe, which was not possible with conventional techniques. Therefore, it becomes easy to measure the radioactivity inside the piping, including the existing state, when cutting the reactor primary system piping. Furthermore, it becomes possible to easily perform monitoring work for radioactivity in the pipes and maintenance work during the operation of the nuclear reactor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、配管内部の沈着状放射能を従来の非
破壊測定法によつて行う図である。第2図は、本
発明の測定法の原理図である。第3図は、本発明
の測定法によつて配管内部の沈着状放射能を測定
する場合の説明図である。第4図は、本発明の測
定法によつて配管内部の水溶液状放射能及びガス
状放射能を測定する場合の説明図である。第5図
は、本発明の測定法によつて配管内部の沈着状放
射能と水溶液状放射能とを測定計算した結果を示
す分布図である。 (配管内部の沈着状放射能(1μCi/cm2)と水
溶液状放射能(1μCi/cm3)がそれぞれ一様に分
布しているとして、エネルギーが1.33MeVのガ
ンマ線について、ガンマ線検出システムが配管を
望む角度を1度間隔で0度から30度まで上げてい
つた場合について計算を行つた)第6図は、本発
明の測定法によつて配管内部の沈着状放射能とガ
ス状放射能とを測定計算した結果を示す分布図で
ある。(配管内部の沈着状放射能(1μCi/cm2)と
ガス状放射能(1μCi/cm3)がそれぞれ一様に分
布しているとして、エネルギーが1.33MeVのガ
ンマ線について、ガンマ線検出システムが配管を
望む角度を1度間隔で0度から30度まで上げてい
つた場合について計算を行つた) 1……ガンマ線測定システム、2……コリメー
タ窓、3……配管、4……配管内面の沈着状放射
能、5……長方形のコリメータ窓、6……遮蔽
体、7……ガンマ線検出器、8……ガンマ線検出
システム、9……内部が放射能汚染した配管、1
0……ガンマ線検出システムの角度(測定角度)、
11……配管内部の沈着状放射能、12……水溶
液状放射能、13……ガス状放射能、14……配
管の軸から検出器までの距離、15……配管内側
の半径、16……配管外側の半径、17……コリ
メータの縦巾、18……コリメータの厚さ、19
……測定する配管、20……配管内部の沈着状放
射能、21……水溶液状放射能、22……ガス状
放射能、23……ガンマ線検出システム、24…
…配管内側の半径、25……配管外側の半径、2
6……検出器から配管軸までの距離、27……コ
リメータの縦巾、28……コリメータの厚さ、2
9……検出システムの角度(測定角度)、30…
…座標の原点、31……コリメータの中心線、3
2……座標(x1、y1)、33……座標(x2、y2)、
34……座標(x3、y3)、35……コリメータが
配管を望む範囲の最も上側の線、36……座標
(x4、y4)、37……座標(x5、y5)、38……コ
リメータが配管を望む範囲の最も下側の線、39
……座標(x6、y6)、40……座標(x7、y7)、
41……沈着状放射能の面積(近地点)、42…
…沈着放射能の面積(遠地点)、43……配管に
よつて放射線吸収をうける距離、44……座標
(x4、y4)、45……座標(x5、y5)、46……座
標(x6、y6)、47……座標(x7、y7)、48…
…台形に近似した積分範囲、49……座標(x1、
y1)、50……座標(x2、y2)、51……任意の
点の座標、52……コリメータが望むy方向の長
さ、53……微小体積、54……配管内に水があ
る場合の沈着状放射能の計算結果、55……配管
内の水溶液状放射能の計算結果、56……配管内
にガスがある場合の沈着状放射能の計算結果、5
7……配管内のガス状放射能の計算結果。
FIG. 1 is a diagram showing deposited radioactivity inside a pipe measured by a conventional non-destructive measurement method. FIG. 2 is a diagram showing the principle of the measurement method of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram when measuring deposited radioactivity inside a pipe by the measuring method of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram when measuring aqueous radioactivity and gaseous radioactivity inside a pipe by the measuring method of the present invention. FIG. 5 is a distribution diagram showing the results of measurement and calculation of deposited radioactivity and aqueous radioactivity inside a pipe using the measuring method of the present invention. (Assuming that the deposited radioactivity (1 μCi/cm 2 ) and the aqueous radioactivity (1 μCi/cm 3 ) inside the pipe are uniformly distributed, the gamma ray detection system detects gamma rays with an energy of 1.33 MeV inside the pipe. Calculations were made for the case where the desired angle was increased from 0 degrees to 30 degrees in 1 degree increments.) Figure 6 shows that the deposited radioactivity and gaseous radioactivity inside the pipe can be determined by the measurement method of the present invention. It is a distribution diagram showing the results of measurement and calculation. (Assuming that the deposited radioactivity (1 μCi/cm 2 ) and gaseous radioactivity (1 μCi/cm 3 ) inside the pipe are uniformly distributed, the gamma ray detection system detects gamma rays with an energy of 1.33 MeV inside the pipe. Calculations were made for the case where the desired angle was increased from 0 degrees to 30 degrees in 1 degree intervals) 1... Gamma ray measurement system, 2... Collimator window, 3... Piping, 4... Deposited radiation on the inner surface of the pipe. Function, 5... Rectangular collimator window, 6... Shielding body, 7... Gamma ray detector, 8... Gamma ray detection system, 9... Piping with radioactive contamination inside, 1
0... Angle of gamma ray detection system (measurement angle),
11... Deposited radioactivity inside the pipe, 12... Aqueous radioactivity, 13... Gaseous radioactivity, 14... Distance from the axis of the pipe to the detector, 15... Radius inside the pipe, 16... ...Radius of the outside of the pipe, 17...Length of the collimator, 18...Thickness of the collimator, 19
... Piping to be measured, 20 ... Deposited radioactivity inside the pipe, 21 ... Aqueous radioactivity, 22 ... Gaseous radioactivity, 23 ... Gamma ray detection system, 24 ...
...Radius inside the pipe, 25...Radius outside the pipe, 2
6... Distance from detector to piping axis, 27... Vertical width of collimator, 28... Thickness of collimator, 2
9... Angle of detection system (measurement angle), 30...
...Origin of coordinates, 31...Center line of collimator, 3
2... Coordinates (x1, y1), 33... Coordinates (x2, y2),
34...Coordinates (x3, y3), 35...The uppermost line of the range where the collimator wants the piping, 36...Coordinates (x4, y4), 37...Coordinates (x5, y5), 38...The collimator The lowest line of the range where you want the piping, 39
...Coordinates (x6, y6), 40...Coordinates (x7, y7),
41...Area of deposited radioactivity (perigee), 42...
...Area of deposited radioactivity (apogee), 43...Distance at which radiation is absorbed by piping, 44...Coordinates (x4, y4), 45...Coordinates (x5, y5), 46...Coordinates (x6, y6), 47...coordinates (x7, y7), 48...
...integration range approximated to a trapezoid, 49...coordinates (x1,
y1), 50...Coordinates (x2, y2), 51...Coordinates of any point, 52...Length in the y direction desired by the collimator, 53...Minimum volume, 54...When there is water in the pipe Calculation results of deposited radioactivity, 55... Calculation results of aqueous radioactivity in piping, 56... Calculation results of deposited radioactivity when there is gas in piping, 5
7...Calculation results of gaseous radioactivity in the pipe.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 配管内面にほぼ一様に沈着した放射能と配管
内部にほぼ一様に分布した水溶液状放射能、また
は配管内面にほぼ一様に沈着した放射能と配管内
部にほぼ一様に分布したガス状放射能で内部を汚
染した配管の放射能核種から放出される特定のエ
ネルギーをもつガンマ線を、配管の横から長方形
のコリメータ窓を持つ遮蔽体で検出器の周囲を覆
つた構造のガンマ線検出システムを用いてスペク
トル測定し、配管内部の放射能を求める方法にお
いて、配管の横の中央に置いたガンマ線検出シス
テムのガンマ線検出器の前面を軸としガンマ線検
出システムの配管を望む角度を変え、コリメータ
窓から望む配管内部の放射能核種から放出される
ガンマ線を2箇所、または2箇所以上で測定し、
測定角度によつて沈着状放射能と水溶液状放射
能、または沈着状放射能とガス状放射能から放出
されるガンマ線の計数値の比がそれぞれ異なるこ
とを利用して、測定したガンマ線の計数値、配管
の内側の半径と外側の半径、配管の軸から検出器
までの距離、配管の放射線吸収係数、水の放射線
吸収係数、ガスの放射線吸収係数、コリメータの
窓の寸法と厚さを使つて、配管内部の沈着状放射
能と水溶液状放射能、または沈着状放射能とガス
状放射能をそれぞれ定量することを特徴とした配
管内部放射能測定法。
1 Radioactivity almost uniformly deposited on the inside of the pipe and aqueous radioactivity almost uniformly distributed inside the pipe, or radioactivity almost uniformly deposited on the inside of the pipe and gas almost uniformly distributed inside the pipe A gamma ray detection system in which gamma rays with a specific energy emitted from radioactive nuclides in piping contaminated with radioactivity are covered around the detector by a shield with a rectangular collimator window from the side of the piping. In the method of determining the radioactivity inside the pipe by measuring the spectrum using Measure gamma rays emitted from radionuclides inside the pipe at two or more locations,
The measured gamma ray counts are calculated by taking advantage of the fact that the ratio of gamma ray counts emitted from deposited radioactivity and aqueous radioactivity, or between deposited radioactivity and gaseous radioactivity, differs depending on the measurement angle. , the inner and outer radii of the pipe, the distance from the axis of the pipe to the detector, the radiation absorption coefficient of the pipe, the radiation absorption coefficient of water, the radiation absorption coefficient of gas, and the dimensions and thickness of the collimator window. , a pipe internal radioactivity measuring method characterized by quantifying deposited radioactivity and aqueous radioactivity, or deposited radioactivity and gaseous radioactivity inside the pipe.
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