(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の単位重量当りの放射能量を測定する物体の放射能濃度測定方法であって、
前記物体の測定試料の厚さを変化させるとともに、放射能表面汚染密度計を用いて、各厚さにおける前記測定試料の表面からの透過放射線数を測定して、前記測定試料の各厚さにおける見かけの放射能量を算出し、
前記測定試料の厚さと前記見かけの放射能量との関係を１次減衰式で近似し、
前記測定試料の厚さと前記見かけの放射能量のデータから、前記測定試料の放射能濃度を推定することを特徴とする物体の放射能濃度測定方法。
【請求項２】
前記測定試料の厚さを、前記測定試料の密度、表面積を用いて、前記測定試料の重量に変換し、前記測定試料の重量と前記見かけの放射能量との関係を１次減衰式で近似することを特徴とする請求項１に記載の物体の放射能濃度測定方法。
【請求項３】
前記測定試料が、粒体又は粉体とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の物体の放射能濃度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の単位重量当りの放射能量〔Ｂｑ／ｇ〕を測定する物体の放射能濃度測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、土壌サンプルや水等の物体の放射能濃度（単位重量当りの放射能量）を測定する場合には、例えば特許文献１、２に記載されているように、Ｓｉ、Ｇｅ、化合物半導体等を用いた半導体放射線検出器が使用されている。
このような半導体放射線検出器においては、半導体に入射された放射線によって生成される電子とホールを利用して、放射能の核種を検出するとともに放射能濃度〔Ｂｑ／ｇ〕を測定するものである。
【０００３】
また、物体の表面汚染を測定する装置として、例えば特許文献３、４に記載されているように、放射能表面汚染密度計（サーベイメータ）が提供されている。この放射能表面汚染密度計（サーベイメータ）においては、物体の表面からの放射線量を測定するものであり、単位面積当たりの放射能量〔Ｂｑ／ｃｍ２〕が測定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１６２９８６号公報
【特許文献２】特開昭６３−２７４１８２号公報
【特許文献３】特開昭６１−２３５７８０号公報
【特許文献４】特開２００５−０７７３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１，２に記載された半導体放射線検出器においては、構成が複雑であって装置自体が非常に高価であった。また、放射能濃度の測定に多くの時間と労力とが必要であった。例えば、Ｇｅ半導体放射線検出器においては、外部からの放射線を遮蔽する遮蔽体（鉛容器等）にＧｅ検出器が配置されており、Ｇｅ結晶を液体窒素で冷却しながら、試料の放射能濃度の測定を実施することになる。このため、物体の放射能濃度の測定を低コストで簡単に実施することができなかった。また、物体の放射能濃度の測定を効率的に行うことができないといった問題があった。
【０００６】
また、特許文献３，４に記載された放射能表面汚染密度計（サーベイメータ）においては、上述の半導体放射線検出器に比べて非常に構造が簡単であり、低コストで簡単に放射線量を測定することができるが、物体自体の放射能濃度を測定することは困難であった。なお、物体表面からの放射線量から、測定点までの距離減衰と物体の内部減衰とを考慮して３次元モデル計算を行うことにより、物体の放射能濃度を推定することも考えられる。しかしながら、３次元モデル計算を実施する際に用いられる物体の密度分布や吸収係数等の設定値によって、放射能濃度の推定値が大きく変動することになる。特に、粒体や粉体等においては、粒度及び密度分布のばらつきが大きいことから、上述の３次元モデル計算では、精度良く放射能濃度を推定することは不可能であった。
【０００７】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、物体の放射能濃度を精度良く測定でき、かつ、低コストで簡単に実施することが可能な物体の放射能濃度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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る物体の放射能濃度測定方法は、物体の単位重量当りの放射能量を測定する物体の放射能濃度測定方法であって、前記物体の測定試料の厚さを変化させるとともに、放射能表面汚染密度計を用いて、各厚さにおける前記測定試料の表面からの透過放射線数を測定して、前記測定試料の各厚さにおける見かけの放射能量を算出し、前記測定試料の厚さと前記見かけの放射能量との関係を１次減衰式で近似し、前記測定試料の厚さと前記見かけの放射能量のデータから、前記測定試料の放射能濃度を推定することを特徴としている。
【０００９】
本発明者らが鋭意検討した結果、測定試料の厚さと放射能表面汚染密度計の測定値から算出される見かけの放射能量との関係について１次減衰式を用いて近似することができることを見出した。
そこで、前記測定試料の厚さと前記見かけの放射能量との関係を１次減衰式で近似して、この近似式の未知パラメータを、前記測定試料の厚さと前記見かけの放射能量のデータから求めることにより、物体の放射能濃度を推定することが可能となる。
よって、簡単に測定が可能な放射能表面汚染密度計を用いて、物体の放射能濃度を精度良く測定することができる。
【００１０】
ここで、前記測定試料の厚さを、前記測定試料の密度、表面積を用いて、前記測定試料の重量に変換し、前記測定試料の重量と前記見かけの放射能量との関係を１次減衰式で近似することとしてもよい。
この場合、測定試料の重量を用いているので、測定試料の厚さを測定する必要がなく、さらに簡単に放射能濃度を測定することが可能となる。また、粒体の粒径が大きく、厚さの測定が困難な場合であっても、放射能表面汚染密度計を用いて、物体の放射能濃度を精度良く測定することができる。
【００１１】
また、前記測定試料が、粒体又は粉体としてもよい。
測定試料の厚さ又は重量と前記見かけの放射能量との関係から放射能濃度を測定していることから、粒度及び密度の分布の影響が少なく、精度良く放射能濃度を測定することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、物体の放射能濃度を精度良く測定でき、かつ、低コストで簡単に実施することが可能な物体の放射能濃度測定方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態である物体の放射能濃度測定方法において、測定試料の表面からの透過放射線数を測定するサーベイメータの模式図である。
【図２】図１における試料容器及び測定試料の上面説明図である。
【図３】本発明の一実施形態である物体の放射能濃度測定方法における測定試料の重量と見かけの放射能量との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態である物体の放射能濃度測定方法において未知パラメータを算出するためのグラフである。
【図５】実施例における測定試料の重量と見かけの放射能量との関係を示すグラフである。
【図６】実施例において未知パラメータを算出するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の一実施形態である物体の放射能濃度測定方法について、添付した図面を参照して説明する。
本実施形態である物体の放射能濃度測定方法は、土壌（土や砂等の粒体）の放射能濃度を測定するものである。
【００１５】
本実施形態である物体の放射能濃度測定方法では、測定対象である土壌（土や砂等の粒体）から測定試料１０のサンプリングを行い、試料容器１５内に測定試料１０を配置する。ここで、本実施形態では、図１及び図２に示すように、有底円筒状をなす試料容器１５内に測定試料１０を配置しており、測定試料１０の表面積ｓは、試料容器１５の開口面積と同一とされている。
【００１６】
そして、本実施形態である物体の放射能濃度測定方法では、図１に示すサーベイメータ２０を用いて測定試料１０の表面からの透過放射線数を測定する。このサーベイメータ２０は、測定プローブ２１と、測定器本体２５と、を備えている。測定プローブ２１は、円状をなす測定面２２を備えており、この測定面２２に入射される放射線量をカウントするものである。本実施形態では、図１に示すように、測定試料１０の表面（試料容器１５の開口面）を全て覆うように、測定プローブ２１が配設されている。
【００１７】
まず、測定試料１０の厚さｔを変化させ、サーベイメータ２０を用いて、各厚さｔにおける測定試料１０の表面からの透過放射線数を測定して、測定試料１０の各厚さｔにおける見かけの放射能量Ｉを算出する。すなわち、サーベイメータ２０でカウントされた放射線量〔Ｂｑ／ｃｍ２〕に測定試料１０の表面積ｓ〔ｃｍ２〕を掛けることにより、見かけの放射能量Ｉ〔Ｂｑ〕を算出しているのである。ここで、測定試料１０の厚さｔと見かけの放射能量Ｉとの関係は、下記の（１）式で表される。すなわち、測定試料１０の厚さと見かけの放射能量Ｉとの関係を１次減衰式で近似しているのである。
Ｉ  ＝  ｃ×Ａ×{１−ｅｘｐ（−ｂ×ρ×ｓ×ｔ）}  ・・・（１）
Ａ：測定試料１０の放射能濃度〔Ｂｑ／ｇ〕、ｂ，ｃ：未知パラメータ
ρ：測定試料１０の密度
【００１８】
ここで、本実施形態では、測定試料１０の厚さｔを、測定試料１０の密度ρ、表面積ｓを用いて、測定試料１０の重量ｗに変換し、測定試料１０の重量ｗを変化させ、サーベイメータ２０を用いて、各重量ｗにおける測定試料１０の表面からの透過放射線数を測定して、測定試料１０の各重量ｗにおける見かけの放射能量Ｉを算出している。測定試料１０の重量ｗと見かけの放射能量Ｉとの関係を図３に示す。また、上述の（１）式は、次の（２）式で表現される。すなわち、測定試料１０の重量ｗと見かけの放射能量Ｉとの関係を１次減衰式で近似しているのである。
Ｉ  ＝  ｃ×Ａ×{１−ｅｘｐ（−ｂ×ｗ）}  ・・・（２）
【００１９】
（２）式から、未知パラメータであるｂ，ｃを求めることで、測定試料１０の放射能濃度Ａを算出することが可能となる。
そこで、まず、（２）式をｗで微分する。
ｄＩ／ｄｗ  ＝  ｃ×Ａ×ｂ×ｅｘｐ（−ｂ×ｗ）  ・・・（３）
【００２０】
ここで、ｗ→０（すなわちｔ→０）とすると、測定試料１０の内部減衰が０とみなせることから、「測定試料１０の単位重量増分当たりの放射能量増分」、すなわち、図３における傾き（ｄＩ／ｄｗ）が、測定試料１０の放射能濃度Ａになる。そこで、（３）式において、ｗ＝０、ｄＩ／ｄｗ＝Ａとすると、（４）式の関係を得ることができる。
ｄＩ／ｄｗ  ＝  ｃ×Ａ×ｂ×ｅｘｐ（−ｂ×０）  ＝  Ａ
→  ｃ×Ａ×ｂ  ＝  Ａ
→  ｃ＝１／ｂ  ・・・（４）
【００２１】
この（４）式から、上記（２）式は次のように表される。
Ｉ  ＝  （Ａ／ｂ）×{１−ｅｘｐ（−ｂ×ｗ）}  ・・・（５）
すなわち、未知パラメータｂと、求める測定試料１０の放射能濃度Ａと、の２つの未知数で測定試料１０の重量ｗと見かけの放射能量Ｉとの関係を表現できるのである。
【００２２】
次に、ｗ→∞（すなわちｔ→∞）とし、測定試料１０の厚さｔを十分に厚くした場合の見かけの放射能量Ｉ＝αを求める。すると、図３のグラフからαを求めることができる。
α  ＝  （Ａ／ｂ）×{１−ｅｘｐ（−ｂ×∞）}  ＝  Ａ／ｂ・・・（６）
【００２３】
次に、（５）式を変換して、対数をとると、以下の（７）式を得る。
Ｉ  ＝  （Ａ／ｂ）×{１−ｅｘｐ（−ｂ×ｗ）}  
→  １−Ｉ／（Ａ／ｂ）＝ｅｘｐ（−ｂ×ｗ）
→  Ｌｎ{１−Ｉ／（Ａ／ｂ）}＝−ｂ×ｗ
→  Ｌｎ（１−Ｉ／α）＝−ｂ×ｗ  ・・・（７）
【００２４】
（７）式から、Ｌｎ（１−Ｉ／α）は、測定試料１０の重量ｗに比例することになる。よって、図４に示すように、縦軸をＬｎ（１−Ｉ／α）、横軸を測定試料１０の重量ｗとして、データをプロットする。すると、このデータを１次式で近似した際の傾きが、−ｂとなる。
【００２５】
そして、（６）式から、求める測定試料１０の放射能濃度Ａは、次の（８）式で表現されることになる。
Ａ  ＝  α・ｂ  ・・・（８）
ここで、α、ｂは、図３及び図４から求められていることから、測定試料１０の放射能濃度Ａを算出することが可能となる。
このような手順により、サーベイメータ２０を用いて、測定試料１０（土壌）の放射能濃度〔Ｂｑ／ｇ〕を測定することができるのである。
【００２６】
本実施形態である物体の放射能濃度測定方法によれば、土壌からサンプリングされた測定試料１０を、試料容器１５内に配置して、この試料容器１５の開口面から放射させる放射線量をサーベイメータ２０によって測定していることから、測定試料１０の表面積ｓは、試料容器１５の開口面積と同一となる。よって、測定試料１０の厚さｔを、測定試料１０の密度ρ、表面積ｓを用いて、測定試料１０の重量ｗに変換することができる。
【００２７】
そして、測定試料１０の重量ｗを変化させ、サーベイメータ２０を用いて、各重量ｗにおける測定試料１０の表面からの透過放射線数を測定して、測定試料１０の各重量ｗにおける見かけの放射能量Ｉを算出している。ここで、図３に示すように、測定試料１０の重量ｗと見かけの放射能量Ｉとの関係は、１次減衰式で近似することが可能となる。
この近似式の未知パラメータｂ，ｃを、測定試料１０の重量ｗと見かけの放射能量Ｉのデータから求めることにより、測定試料１０の放射能濃度Ａを推定することができるのである。
【００２８】
よって、簡単に測定が可能なサーベイメータ２０を用いて、物体の放射能濃度Ａを精度良く測定することができるのである。これにより、数多くの物体に関して、効率的に放射能濃度Ａを測定することが可能となる。
また、本実施形態では、測定試料１０の重量ｗを用いているので、測定試料１０の厚さｔを測定する必要がなく、さらに簡単に放射能濃度を測定することが可能となる。
さらに、本実施形態では、測定試料１０の重量ｗと見かけの放射能量Ｉとの関係から放射能濃度Ａを測定していることから、粒度及び密度の分布の影響が少なく、精度良く放射能濃度Ａを測定することができる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態である物体の放射能濃度測定方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、土壌を測定対象として説明したが、これに限定されることはなく、固体や液体等を対象としてもよい。
【００３０】
また、試料容器やサーベイメータの構造は、本実施形態に例示されるものに限定されることはなく、他の構造のものを用いてもよい。
さらに、データの数についても、本実施形態に例示されるものに限定されることはなく、１次減衰式で近似できる程度のデータ数があればよい。
【実施例】
【００３１】
以下に、本発明の効果を確認すべく実施した確認実験の結果について説明する。
測定試料として土壌サンプルを用いた。表１に示すように、測定試料の重量を４段階に変えて、各重量における測定試料の表面からの透過放射線数をサーベイメータ（日立アロカメディカル株式会社製ＴＧＳ−１４６Ｂ）を用いて測定し、測定試料の各重量における見かけの放射能量Ｉを算出した。なお、重量ｗを６５．１ｇ（厚さ３．０ｃｍ）とした場合の見かけの放射能量Ｉを、ｗ→∞（すなわちｔ→∞）とし、測定試料の厚さｔを十分に厚くした場合の見かけの放射能量Ｉ＝αとした。
【００３２】
見かけの放射能量Ｉの算出結果を表１に示す。また、測定試料の重量ｗと見かけの放射能量Ｉとの関係を図５に示す。また、縦軸をＬｎ（１−Ｉ／α）、横軸を測定試料の重量ｗとしたグラフを図６に示す。
【００３３】
【表１】
0005533813.tif 000002
【００３４】
これらの結果から、α＝２．９〔Ｂｑ〕、−ｂ＝−０．１４〔１／ｇ〕となる。
よって、土壌サンプルの放射能濃度Ａは、
Ａ  ＝  α×ｂ  ＝  ２．９×０．１４  ＝  ０．４０  〔Ｂｑ／ｇ〕
となる。
【００３５】
ここで、この土壌サンプルの放射能濃度をＧｅ半導体放射線検出器によって測定した結果、０．４４  〔Ｂｑ／ｇ〕であった。
以上のことから、本発明の物体の放射能濃度測定方法によれば、簡単な放射能表面汚染密度計（サーべメータ）を用いて、Ｇｅ半導体放射線検出器と同等の精度で、物体の放射能濃度を測定可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００３６】
１０  測定試料
２０  サーベイメータ（放射能表面汚染密度計）
Ｉ  見かけの放射能量〔Ｂｑ〕
Ａ  放射能濃度〔Ｂｑ／ｇ〕
ｗ  測定試料の重量
ｔ  測定試料の厚さ
【図２】
0005533813.tif 000003
【図３】
0005533813.tif 000004
【図４】
0005533813.tif 000005
【図５】
0005533813.tif 000006
【図６】
0005533813.tif 000007
【図１】
0005533813.tif 000008