(57)【要約】【課題】バックグランド線量率が比較的高い環境下での放射性物質汚染廃棄物が収納された容器の表面線量率について、機動性に富み、測定作業者への負担が少なく、精度の高い測定方法を提供する。【解決手段】本発明の表面線量率の測定方法は、（ａ）放射性物質汚染廃棄物が収納された容器の表面にハンディタイプの放射線検出器を当接して第１線量率Ｄ１を測定する工程と、（ｂ）容器の表面と放射線検出器との間にハンディタイプの放射線遮蔽体を入れた状態で第２線量率Ｄ２を測定する工程と、（ｃ）換算係数Ｒを含む式、Ｄｎ＝（Ｄ１−Ｄ２）×Ｒ、から容器の表面線量率Ｄｎを求める工程を含む。換算係数Ｒは、放射線遮蔽体の厚さと放射線検出器が検出する放射線の低減率との関係を基に選択した所定の定数からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面線量率の測定方法であって、
放射性物質汚染廃棄物が収納された容器の表面にハンディタイプの放射線検出器を当接して第１線量率Ｄ１を測定する工程と、
前記容器の表面と前記放射線検出器との間にハンディタイプの放射線遮蔽体を入れた状態で第２線量率Ｄ２を測定する工程と、
換算係数Ｒを含む下記の式（１）から前記容器の表面線量率Ｄｎを求める工程と、を含み、
Ｄｎ＝（Ｄ１−Ｄ２）×Ｒ      （１）
前記換算係数Ｒは、前記放射線遮蔽体の厚さと前記放射線検出器が検出する放射線の低減率との関係を基に選択した所定の定数からなる、測定方法。
【請求項２】
前記容器の表面は前記容器の側面の略中央部であり、前記放射線遮蔽体は、前記容器の側面の略全体からの前記放射線が前記放射線検出器へ入射することを遮蔽可能な表面サイズを有する、請求項１の測定方法。
【請求項３】
前記放射線はγ線であり、前記放射線検出器はＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器であり、前記放射線遮蔽体はステンレス鋼材（ＳＵＳ）を含む、請求項１または２の測定方法。
【請求項４】
前記容器は大型の土嚢袋からなり、前記放射性物質汚染廃棄物が収納された大型の土嚢袋が複数存在する環境下で前記表面線量率を測定する工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面線量率の測定方法に関し、具体的には、バックグランド線量率が比較的高い環境下での放射性物質汚染廃棄物が収納された容器の表面線量率の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
東日本大震災時の福島原発事故によって発生した汚染土壌や瓦などの汚染廃棄物（以下、放射性物質汚染廃棄物と呼ぶ）は、運搬・処理・移動等のため大型の土嚢袋に収納されている。その数は２０００万袋を超える。土嚢袋は、放射線環境の異なる様々な場所に仮置きや保管されている。土嚢袋内の放射性物質汚染廃棄物の放射能濃度や放射能量は土嚢表面で測定した放射線線量率（表面線量率）の値を目安として区分識別され、取り扱われている。
【０００３】
再利用やリサイクルのための区分線量率は、現在０．２〜０．５μＳｖ／ｈの値を目安としている。土嚢袋の置かれた場所の雰囲気線量率（環境における放射線の影響）が比較的高く場所により変動している場合（０．２μＳｖ／ｈ以上）や、近くに放射能濃度の高いものが収納されている土嚢袋が置かれている場合、サーベイメータによる土嚢袋の表面線量率の測定は、それらからの影響を受けるため、正確に測定することは困難となる。
【０００４】
環境のバックグランド線量率や他の土嚢袋の影響を避けるため、あらかじめ環境線量率の影響がわかっている場所に、測定対象の土嚢袋を移動して表面線量率を測る方法がある。この方法は正確であるが、測定の都度１〜２ｔある土嚢袋を移動しなければならず、その作業に手間がかかり測定の迅速性に欠ける。
【０００５】
周辺からの放射線の影響を避けるため、サーベイメータの検出部にコリメータ（測定対象面方向のみ開口部をもつ遮へい体）を設置して測定する方法がある。しかし、例えば１３７Ｃｓからのγ線の場合、その影響を１０分の１以下にするためには鉛の厚さで２２ｍｍ（ＪＡＥＡ発表）以上にする必要があり、相当の重量（５ｋｇ以上）となる。このコリメータを利用する方法では、現場での測定の作業性を悪化させる。また、周辺からの放射線を遮へいするものの一部は透過しているため、低線量の測定対象物を測定する場合、その分別ができず測定精度を欠くことなる。
【０００６】
特許文献１は、複数の線源が混在する環境下において特定の機器・配管等の被測定部の表面線量を測定する表面線量測定器を開示する。この表面線量測定器は、バックグラウンド遮蔽体と線源遮蔽体を用い、その線源遮蔽体の有無による線量測定値の差から線源方向からの線量を求める。
【０００７】
しかし、特許文献１の表面線量測定器は、バックグラウンド遮蔽体と線源遮蔽体の２つの遮蔽体を必要とし、それらを含めた全体重量が重く、屋外等で場所を変えながらの迅速で効率的な測定に対応するものではない。したがって、機動性に富み、測定作業者に負担の少ない精度の高い測定方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平３−３３６７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、バックグランド線量率が比較的高い環境下での放射性物質汚染廃棄物が収納された容器の表面線量率について、機動性に富み、測定作業者への負担が少なく、精度の高い測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、表面線量率の測定方法を提供する。その測定方法は、（ａ）放射性物質汚染廃棄物が収納された容器の表面にハンディタイプの放射線検出器を当接して第１線量率Ｄ１を測定する工程と、（ｂ）容器の表面と放射線検出器との間にハンディタイプの放射線遮蔽体を入れた状態で第２線量率Ｄ２を測定する工程と、（ｃ）換算係数Ｒを含む式：
Ｄｎ＝（Ｄ１−Ｄ２）×Ｒ  （１）
から容器の表面線量率Ｄｎを求める工程を含む。換算係数Ｒは、放射線遮蔽体の厚さと放射線検出器が検出する放射線の低減率との関係を基に選択した所定の定数からなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の測定方法の工程を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態の測定方法で使用する放射線検出器を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態の第１線量率Ｄ１を測定する様子を示した（ａ）上面図と（ｂ）側面図である。
【図４】本発明の一実施形態の第２線量率Ｄ２を測定する様子を示した（ａ）上面図と（ｂ）側面図である。
【図５】本発明の他の一実施形態の第２線量率Ｄ２を測定する様子を示した側面図である。
【図６】本発明の一実施形態の放射線遮蔽体の構造を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態の第２線量率Ｄ２を測定する時の放射線検出器と放射線遮蔽体の様子を示す模式図である。
【図８】本発明の一実施形態の放射線遮蔽体の厚さと放射線の低減率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態の表面線量率の測定方法の工程を示す図である。工程Ｓ１において、放射性物質汚染廃棄物が収納された容器の表面にハンディタイプの放射線検出器を当接して第１線量率Ｄ１を測定する。本明細書で言う放射性物質汚染廃棄物は、放射性物質により汚染された廃棄物を意味し、その中には、例えば東京電力福島第一原子力発電所の事故により大気中に放出された放射性物質によって汚染された汚染物（汚染廃棄物）が含まれる。
【００１３】
放射性物質汚染廃棄物を収納する容器は、廃棄物専用の容器、大型の土嚢袋、あるいはドラム缶等の表面での測定が可能な任意の形態の容器が含まれる。大型の土嚢袋は、例えば少なくとも１辺が１ｍ以上の縦×横×高さを有する繊維製の袋が該当する。また、放射性物質汚染廃棄物は測定対象となるγ線を放出するγ線源（核種）を含むものとし、以下の説明ではそのγ線を検出し表面線量率を求める例として説明を行う。そのγ線源としては、例えば１３７Ｃｓが含まれる。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態の測定方法で使用する放射線検出器を示す図である。図２はハンディタイプの放射線検出器（サーベイメータ）１０の一例である。放射線検出器１０は、円柱形の検出筒１と、検出筒１からの検出信号を受けて表面線量率を計算し、その値を保管し表示するための本体部２と、手で持ち運ぶための保持部３を含む。検出筒１は、放射線（以下、γ線と示す）を検出する物質を含む検出部５を内蔵する。
【００１５】
本体部２は、検出筒１からの検出信号を受けて表面線量率を計算するための演算部と、その演算結果である表面線量率を保管するためのメモリとを内蔵し、その表面線量率等を表示するための表示画面６を含む。放射線検出器１０は、例えばＮａ（Ｔｌ）シンチレーション検出器を用いることができる。その検出感度が、少なくとも０．１μＳv／ｈよりも高いもの、例えば０．０１〜１００μＳv／ｈの範囲の感度を有するものを用いることができる。
【００１６】
図３は、本発明の一実施形態の第１線量率Ｄ１を測定する様子を示した（ａ）上面図と（ｂ）側面図である。測定対象物（放射性物質汚染廃棄物が収納された容器）１２の表面に放射線検出器１０の検出筒１の先端の検出面が当接され、γ線の検出値が本体部２に送られる。本体部２では、検出値から求めた第１線量率Ｄ１がその表示画面６にリアルタイムに測定結果として表示され、同時に測定データとして内蔵するメモリに保管される。この測定では、検出筒１には、その先端の検出面以外の側面に、容器の表面からのγ線に加えて近くに在る他の放射性物質汚染廃棄物が収納された容器からのγ線や他のバックグラウンド放射線（以下、雰囲気放射線と記す）が入射する。したがって、測定結果である第１線量率Ｄ１は、それらの雰囲気放射線の影響を含んだ値となる。
【００１７】
図１の工程Ｓ２において、容器の表面と放射線検出器との間にハンディタイプの放射線遮蔽体を入れた状態で第２線量率Ｄ２を測定する。図４は、本発明の一実施形態の第２線量率Ｄ２を測定する様子を示した（ａ）上面図と（ｂ）側面図である。容器１２の表面（側面）と放射線検出器１０の間にハンディタイプの放射線遮蔽体１４を入れて、容器１２の表面（側面）から検出筒１５内の検出部５に入射するγ線量を減少させ制限する。
【００１８】
図４（ａ）の上面図では、放射線遮蔽体１４の端部が容器１２の端部（左右部）と検出部５を結ぶ線７に掛かっており、容器１２の表面（側面）からのγ線が放射線遮蔽体１４によって遮蔽される。一方、図４（ｂ）の側面図では、放射線遮蔽体１４の端部が容器１２の端部（上下部）と検出部５を結ぶ線８の内側にあり、容器１２の表面（側面）の端部（上と下）領域からのγ線が放射線遮蔽体１４に入射する可能性がある。したがって、容器１２の表面（側面）からのγ線は、放射線遮蔽体１４によって側面の上下領域の一部を除きほぼ全面的に遮蔽されることになる。
【００１９】
第２線量率Ｄ２を測定手順は、上述した第１線量率Ｄ１の測定手順と同様であり、放射線遮蔽体１４を入れた状態でのγ線の検出値が本体部２に送られる。本体部２では、検出値から求めた第１線量率Ｄ１がその表示画面６にリアルタイムに測定結果として表示され、同時に測定データとして内蔵するメモリに保管される。この測定では、検出筒１には、その先端の検出面へのγ線の入射は遮蔽され、検出面以外の側面に容器の表面からのごく少量のγ線に加えて上述した雰囲気放射線が入射する。したがって、測定結果である第２線量率Ｄ１は、主にそれらの雰囲気放射線の影響を含んだ値となる。
【００２０】
図５は、本発明の他の一実施形態の第２線量率Ｄ２を測定する様子を示した側面図である。上面図は図４（ａ）と同じなので省略している。容器１２の表面（側面）と放射線検出器１０の間にハンディタイプの放射線遮蔽体１４を入れて、容器１２の表面（側面）からのγ線をほぼ全て遮蔽する。図５は放射線遮蔽体１４のサイズ（縦×横、表面積）を容器１２の表面（側面）のサイズ（縦×横、表面積）に合わせて調整して、容器１２の表面（側面）からのγ線をほぼ全面的に遮蔽する場合の例である。図４（ｂ）の側面図と比較して、放射線遮蔽体１４の上下方向の長さが長く、放射線遮蔽体１４の端部が容器１２の端部（上下部）と検出部５を結ぶ線９に掛かっており、容器１２の表面（側面）の端部（上と下）領域からのγ線が放射線遮蔽体１４に遮蔽される。したがって、容器１２の表面（側面）からのγ線は、放射線遮蔽体１４によってほぼ全面的に遮蔽されることになる。
【００２１】
図６は、本発明の一実施形態の放射線遮蔽体１４の構造を示す図である。放射線遮蔽体１４は、図４及び図５を参照して説明したように、放射線検出器１０の検出部５からみて容器１２の側面を遮るサイズ（縦×横、表面積）を有するように設計される。図６の例は、遮蔽部１７ほぼ円形（直径Ａ）の外形で、その一部（右上）が方形になっている形状を有する。遮蔽部１７の右上端部には内壁がネジ切りされている開口１８が設けられ、把手１９の先端のネジ部２０が挿入され固定されるようになっている。遮蔽部１７の形状は、図６のほぼ円形に限定されず、４隅が縁取りされた方形（正方形、長方形）、縦長または横長の楕円形等の任意の形状を容器１２の側面の形状等に応じて選択することができる。また、把手１９の取り付け箇所も図６の遮蔽部１７の右上端部に限定されず、中央部以外の任意の位置を選択することが可能である。
【００２２】
遮蔽部１７の中央の破線円２１は、放射線検出器１０の検出筒１の先端の検出面とほぼ同じ円形サイズを有し、ここに検出面を当接することを示している。破線円２１は例えばパルス状のレーザ光を用いて遮蔽部の表面上に形成される。図６の下側のＺ−Ｚ‘での断面図に示すように、遮蔽部１７は所定の厚さＤを有する。その断面図では開口１８が遮蔽部１７を貫通しているが、把手１９のネジ部２０の長さに応じて貫通しない開口にすることもできる。厚さＤは遮蔽部１７の材料に応じて決まるγ線の低減率ｒを考慮して設定する。厚さＤと低減率ｒとの関係については後述する。遮蔽部１７の材料は、γ線の減衰率の大きな鉛や鉄などの重金属を用いることができるが、加工性や耐久性から考えてステンレス（ＳＵＳ）が望ましい。図６中の各寸法（長さ）Ａ(φ)、Ｂ(φ)、Ｃ、Ｄは、測定対象の容器のサイズ等に応じて設定する。一例として、遮蔽部１７の材料としてステンレス鋼材（ＳＡＳ）を用いた場合、Ａ(φ)＝１５０ｍｍ、Ｂ(φ)＝５０ｍｍ、Ｃ＝６０ｍｍ、Ｄ＝１６ｍｍといった長さにすることができる。
【００２３】
図７は、図２の一実施形態の放射線検出器と図６の一実施形態の放射線遮蔽体を用いた場合の本発明の一実施形態の第２線量率Ｄ２を測定する時の様子を示す模式図である。図７は一人の作業者による測定例である。作業者は一方の手（例えば左手）で放射線検出器１０の保持部３を持ち、他方の手（例えば右手）で放射線遮蔽体１４の把手１９を持った状態で、放射線遮蔽体１４の遮蔽部１７の前面を放射性物質汚染廃棄物が収納された容器１２（図７では土嚢袋を想定）の表面に当接し、同時に放射線検出器１０の検出筒１の先端面を放射線遮蔽体１４の裏面に当接する。この状態で上述したように第２線量率Ｄ２を測定する。
【００２４】
図７に例示される本発明の一実施形態の第２線量率Ｄ２の測定では、１人の作業者が放射線遮蔽体１４を保持しながら簡易にかつ測定箇所及び測定対象を任意に変えて移動しながら測定を行うことができる。なお、作業効率をより高めるために２人の作業者で図７の測定を行うこともできる。その場合、１人が放射線検出器１０を持ち、もう一人が放射線遮蔽体１４を持ちながら測定を行う。
【００２５】
図１の工程Ｓ３において、換算係数Ｒを含む下記の式（１）
Ｄｎ＝（Ｄ１−Ｄ２）×Ｒ    （１）
から容器の表面線量率Ｄｎを求める。換算係数Ｒは、放射線遮蔽体１４の厚さＤと放射線検出器１０が検出する放射線（γ線）の低減率ｒとの関係を基に選択した所定の定数からなる。式（１）の表面線量率Ｄｎ（μＳｖ／ｈ）の計算は、上述したように図２の放射線検出器１０の本体部２が内蔵する演算部によって行われる。なお、表面線量率Ｄｎは、下記に例示するように換算係数Ｒとして整数などの簡易な数値を用いた場合は作業者が暗算でもあるいは手計算でも行うことができる。
【００２６】
図８は、本発明の一実施形態の放射線遮蔽体の厚さ（ｍｍ）と低減率ｒ（＝（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄｎ、以下ｒと記す）との関係を示す図である。図８は、放射線遮蔽体１４の遮蔽部１７にステンレス（ＳＵＳ）を用い、γ線源として１３７Ｃｓを想定した場合の遮蔽部１７の厚さ（ｍｍ）と低減率ｒとの関係を示している。低減率ｒは、遮蔽部１７の厚さ（ｍｍ）に対して線形に変化する。図８から放射線遮蔽体１４のステンレス（ＳＵＳ）製の遮蔽部１７の厚さを例えば１６ｍｍにした場合、低減率ｒは０．５となる。この場合、式（１）から換算係数Ｒは２．０の簡易な数値となる。なお、１６ｍｍは、１３７Ｃｓに対する鉄の半価層１５ｍｍとほぼ同等の値である。
【００２７】
また、遮蔽部１７の厚さを例えば７ｍｍにした場合、低減率ｒは０．２５となる。この場合の換算係数Ｒも４．０の簡易な数値となる。このように、図１の工程Ｓ３では、図８に例示するような放射線遮蔽体の厚さ（ｍｍ）と低減率ｒとの関係を予め求めておき、その関係（グラフ）から適切な低減率の逆数（１／ｒ）である換算係数Ｒを選択する。なお、放射線遮蔽体の厚さ（ｍｍ）と低減率ｒとの関係は、遮蔽部１７の材料とγ線源に応じてそれぞれ求めておく必要がある。
【００２８】
上述した工程Ｓ１及びＳ２の測定では、放射線検出器１０の測定精度が高くなるような測定、例えば、時定数を大きくする、測定時間を長くとって誤差表示が小さくなるのを待つ、といったことを行うことによって、放射線環境がどのような場所でも高い精度で測定対象物の表面線量率を測定することができる。また、放射線遮蔽体１４の設置前後の指示値の差（Ｄ１−Ｄ２）は、測定対象の容器からの線量率に対する低減とみなせる。何故ならば、容器の収納物が周辺からの放射線をほぼ遮へいするため、純粋にその差は測定対象の容器の表面から出る放射線（γ線）量となるからである。
【００２９】
本発明の実施形態について、図を参照しながら説明をした。しかし、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１  円柱形の検出筒
２  本体部
３  保持部
５  検出部
６  表示画面
７、８、９  検出部から遮蔽体端部へ伸ばした線
１０  放射線検出器（サーベイメータ）
１２  測定対象物（放射性物質汚染廃棄物が収納された容器）
１４  放射線遮蔽体
１７  遮蔽部
１８  開口
１９  把手
２０  ネジ部
２１  検出筒当接の目印円
【図１】
2020030169.tif 000003
【図２】
2020030169.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020030169.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020030169.tif 000009
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月7日(2019.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面線量率の測定方法であって、
放射性物質汚染廃棄物が収納された容器の鉛直方向の側面にハンディタイプの放射線検出器を当接して第１線量率Ｄ１を測定する工程と、
前記容器の前記側面と前記放射線検出器との間にハンディタイプの放射線遮蔽体を入れた状態で第２線量率Ｄ２を測定する工程と、
換算係数Ｒを含む下記の式（１）から前記容器の表面線量率Ｄｎを求める工程と、を含み、
Ｄｎ＝（Ｄ１−Ｄ２）×Ｒ      （１）
前記換算係数Ｒは、前記放射線遮蔽体の厚さと前記放射線検出器が検出する放射線の低減率との関係を基に選択した所定の定数からなり、
前記２つの測定工程は、測定環境下でのバックグラウンド放射線を遮蔽することなく行われる、測定方法。
【請求項２】
前記第１線量率Ｄ１を測定する工程は、前記放射線検出器を前記容器の前記側面の中央部に当接して測定することを含み、
前記放射線遮蔽体は、前記容器の前記側面の全体からの前記放射線が前記放射線検出器へ入射することを遮蔽可能な表面サイズを有する、請求項１の測定方法。
【請求項３】
前記放射線はγ線であり、前記放射線検出器はＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器であり、前記放射線遮蔽体はステンレス鋼材（ＳＵＳ）を含む、請求項１または２の測定方法。
【請求項４】
前記容器は、前記側面の１辺が１ｍ以上の長さを有する土嚢袋からなり、前記放射性物質汚染廃棄物が収納された土嚢袋が複数存在する環境下で、前記２つの測定工程を行うことを含む、請求項１〜３のいずれか一項の測定方法。