(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象とする物品側に検出面を向けて配置してなり、前記物品から放出されるβ線を捕獲することが可能であって、前記物品から放出されるγ線の透過が可能な検出部厚みを有し、前記物品の表面から放出されるβ線による計数率（Ｋ３）、前記物品の表面から放出されるγ線による計数率（Ｋ１）、および前記物品の内部から放出されるγ線の計数率（Ｋ４）を合計した合計計数率（Ｐ＝Ｋ１＋Ｋ３＋Ｋ４）を計数する第１の放射線検出器と、
前記第１の放射線検出器の検出面とほぼ同一寸法形状の検出面を有し、この検出面を前記第１の放射線検出器の検出面の非物品側の面に、前記第１の放射線検出器の検出面の外形とほぼ一致するように重ね合わせて配置し、前記物品から放出され、前記第１の放射線検出器を透過して入射するγ線を捕獲することが可能な検出部厚みを有し、前記物品の表面から放出されるγ線による計数率（Ｋ２）、および前記物品の内部から放出されるγ線による計数率（Ｋ５）を合計した合計計数率（Ｑ＝Ｋ２＋Ｋ５）を計数する第２の放射線検出器と、
前記物品の表面および内部から放出されるγ線の、前記第２の放射線検出器によって計数された計数率に対する前記第１の放射線検出器によって計数された計数率の比Ｋ（Ｋ＝Ｋ１／Ｋ２＝Ｋ４／Ｋ５）を用い、  
Ｋ３＝Ｐ−Ｑ＊Ｋ  
にしたがって前記物品の表面から放出されるβ線による計数率（Ｋ３）を求め、前記物品の表面からβ線およびγ線を放出する核種を特定することによって決定される定数Ｊ（Ｊ＝Ｋ１／（Ｋ１＋Ｋ３））を用い、  
Ｋ５＝Ｑ−Ｋ３＊Ｊ／（（１−Ｊ）×Ｋ）  
にしたがって前記物品の内部から放出されるγ線による計数率（Ｋ５）を求め、
Ｋ２＝Ｑ−Ｋ５  
にしたがって前記物品の表面から放出されるγ線による計数率（Ｋ２）を求める計数率演算手段と
を備えたことを特徴とする物品放射能検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物品放射能検出装置において、
前記第１の放射線検出器として、放射線のエネルギーを受けると蛍光を発するシンチレータを含んだプラスチックシンチレータ検出器を適用するとともに、前記第２の放射線検出器として、その厚みが前記プラスチックシンチレータ放射線検出器の厚みよりも厚く、放射線のエネルギーを受けると蛍光を発するＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを含んだＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器を適用したことを特徴とする物品放射能検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の物品放射能検出装置において、
前記プラスチックシンチレータ検出器と前記ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器との間に配置され、前記プラスチックシンチレータ検出器に含まれるシンチレータによって発せられた蛍光からエネルギーを受けると、蛍光を発するシンチレータを含み、このシンチレータが蛍光を発した場合には、この蛍光を端部側へと伝搬する第１の蛍光性光ファイバーと、
前記ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器の非物品側の面に配置され、前記ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器に含まれるＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータによって発せられた蛍光からエネルギーを受けると、蛍光を発するシンチレータを含み、このシンチレータが蛍光を発した場合には、この蛍光を端部側へと伝搬する第２の蛍光性光ファイバーと、
前記第１の蛍光性光ファイバーの両端部にそれぞれ備えられ、前記第１の蛍光性光ファイバーによって伝搬された蛍光を電気信号に変換し、変換した電気信号を前記プラスチックシンチレータ検出器によって計数された計数率として前記計数率演算手段に出力する一対の第１の光電子増倍管と、
前記第２の蛍光性光ファイバーの両端部にそれぞれ備えられ、前記第２の蛍光性光ファイバーによって伝搬された蛍光を電気信号に変換し、変換した電気信号を前記ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器によって計数された計数率として前記計数率演算手段に出力する一対の第２の光電子増倍管と
を付加したことを特徴とする物品放射能検出装置。
【請求項４】
請求項２に記載の物品放射能検出装置において、
前記プラスチックシンチレータ検出器と前記ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器との間に配置され、前記プラスチックシンチレータ検出器に含まれるシンチレータによって発せられた蛍光からエネルギーを受けると、蛍光を発するシンチレータを含み、このシンチレータが蛍光を発した場合には、この蛍光を端部側へと伝搬する第１の蛍光性光ファイバーと、
前記ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器の非物品側の面に配置され、前記ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器に含まれるＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータによって発せられた蛍光からエネルギーを受けると、蛍光を発するシンチレータを含み、このシンチレータが蛍光を発した場合には、この蛍光を端部側へと伝搬する第２の蛍光性光ファイバーと、
前記第１の蛍光性光ファイバーの両端部にそれぞれ備えられ、前記第１の蛍光性光ファイバーによって伝搬された蛍光を電気信号に変換し、変換した電気信号を出力する一対の第１の光電子増倍管と、
前記第２の蛍光性光ファイバーの両端部にそれぞれ備えられ、前記第２の蛍光性光ファイバーによって伝搬された蛍光を電気信号に変換し、変換した電気信号を出力する一対の第２の光電子増倍管と、
前記一対の第１の光電子増倍管からそれぞれ出力される電気信号を比較し、同時に発生した電気信号のみを、前記第１の放射線検出器によって計数された計数率として、前記計数率演算手段に出力する第１の同時計測回路と、
前記一対の第２の光電子増倍管からそれぞれ出力される電気信号を比較し、同時に発生した電気信号のみを、前記第２の放射線検出器によって計数された計数率として、前記計数率演算手段に出力する第２の同時計測回路と
を付加したことを特徴とする物品放射能検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の複数の物品放射能検出装置を、前記物品の周囲に備え、前記周囲に備えられた各物品放射能検出装置によって測定された計数率に基づいて、前記物品における放射能分布情報を取得するようにしたことを特徴とする物品放射能検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品の内部および表面から放出される放射線を同時に測定し、内部から放出されるγ線による計数率、表面から放出されるβ線による計数率、および表面から放出されるγ線による計数率をそれぞれ分別して取得することが可能な低い放射能レベルの測定に適用できる物品放射能検出装置および物品放射能検出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所等の放射性管理区域に搬入された物品を、再び放射性管理区域外に搬出する場合には、その物品の放射能汚染レベルを測定し、放射能汚染が無いこと、あるいはその放射能量が所定基準値以下であることを確認する必要がある。
【０００３】
また、埋設処分される低レベル放射性廃棄物を収納したドラム缶のように、放射能によって汚染された可能性のあるものをその内部に収納すると共に、ドラム缶自体の表面もまた放射能によって汚染される可能性のあるものについては、内部放射能、および表面放射能との両方を測定する必要がある。
【０００４】
このようなことを確認するために、従来は、図１０に示すような物品搬出モニタによって物品の表面放射能（β放射能およびγ放射能）を測定し、図１１に示すような放射性廃棄物搬出検査装置においてはドラム缶表面の放射能とドラム缶の内部放射能（γ放射能）を測定している。
【０００５】
図１０に示す物品搬出モニタでは、物品２５はベルトコンベア２６によって搬送路の上下に設けられた一対の検出器２７の間にまで搬送され、物品２５の表面から放出される放射線が検出器２７によって検出される。この検出器２７には、例えばプラスチックシンチレータが適用される。そして、検出器２７によって検出された検出信号は信号処理回路２８によって処理され、その処理結果に基づいて物品２５の表面汚染の有無が判定される。
【０００６】
図１１に示す放射性廃棄物搬出検査装置では、ドラム缶等の物品２５がターンテーブル３０に載置され、物品２５の内部から放出されるγ線が、Ｇｅ検出器３１によって測定される。なお、物品２５とＧｅ検出器３１との間にはコリメータ３２が備えられており、物品２５の特定部位から放出された放射線のみが検出される。更に、ターンテーブル３０が物品２５を上下移動、あるいは回転移動させることによって、物品２５の様々な部位からの測定を行い、これに基づいて物品２５の内部の放射能分布を得ることができる。ドラム缶表面の放射能はスミアによるふき取り測定により求められる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、廃炉廃棄物の様に物品の表面汚染放射能と内部の放射能（放射化放射能）を測定する場合、このような従来の物品放射能検出方法では、以下のような問題がある。
【０００８】
すなわち、上述したような従来の物品放射能検出方法では、物品の表面放射能と、物品の内部放射能とを区別して同時に測定する装置はなく、各々、別の装置を用いて個別に測定しなければならない。
【０００９】
このため、測定対象とする物品の装置へのセッティングのみならず、測定に関してもおのおのの装置毎に行わねばならず、手間と時間とがかかるために、測定作業効率が低いという問題がある。
【００１０】
したがって、内部放射能と表面放射能との両方を同時に測定することによって、測定作業効率の向上を図ることが可能な物品放射能検出方法の開発が望まれている。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、測定対象とする物品の内部放射能と表面放射能との両方を同時に測定し、もって、測定作業効率の向上を図ることが可能な物品放射能検出装置および物品放射能検出システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１３】
すなわち、請求項１の発明の物品放射能検出装置では、測定対象とする物品側に検出面を向けて配置してなり、物品から放出されるβ線を捕獲することが可能であって、物品から放出されるγ線の透過が可能な検出部厚みを有し、物品の表面から放出されるβ線による計数率（Ｋ３）、物品の表面から放出されるγ線による計数率（Ｋ１）、および物品の内部から放出されるγ線の計数率（Ｋ４）を合計した合計計数率（Ｐ＝Ｋ１＋Ｋ３＋Ｋ４）を計数する第１の放射線検出器と、第１の放射線検出器の検出面とほぼ同一寸法形状の検出面を有し、この検出面を第１の放射線検出器の検出面の非物品側の面に、第１の放射線検出器の検出面の外形とほぼ一致するように重ね合わせて配置し、物品から放出され、第１の放射線検出器を透過して入射するγ線を捕獲することが可能な検出部厚みを有し、物品の表面から放出されるγ線による計数率（Ｋ２）、および物品の内部から放出されるγ線による計数率（Ｋ５）を合計した合計計数率（Ｑ＝Ｋ２＋Ｋ５）を計数する第２の放射線検出器と、第１および第２の放射線検出器によって計数された計数率に基づいて物品の表面から放出されるβ線による計数率（Ｋ３）、物品の内部から放出されるγ線による計数率（Ｋ５）、物品の表面から放出されるγ線による計数率（Ｋ２）を求める計数率演算手段とを備える。
ここで計数率演算手段は、具体的に、物品の表面および内部から放出されるγ線の、第２の放射線検出器によって計数された計数率に対する第１の放射線検出器によって計数された計数率の比Ｋ（Ｋ＝Ｋ１／Ｋ２＝Ｋ４／Ｋ５）を用い、
Ｋ３＝Ｐ−Ｑ＊Ｋ  
にしたがって物品の表面から放出されるβ線による計数率（Ｋ３）を求め、物品の表面からβ線およびγ線を放出する核種を特定することによって決定される定数Ｊ（Ｊ＝Ｋ１／（Ｋ１＋Ｋ３））を用い、  
Ｋ５＝Ｑ−Ｋ３＊Ｊ／（（１−Ｊ）×Ｋ）  
にしたがって物品の内部から放出されるγ線による計数率（Ｋ５）を求め、
Ｋ２＝Ｑ−Ｋ５  
にしたがって物品の表面から放出されるγ線による計数率（Ｋ２）を求める。
【００１５】
請求項２の発明では、請求項１の発明の物品放射能検出装置において、第１の放射線検出器として、放射線のエネルギーを受けると蛍光を発するシンチレータを含んだプラスチックシンチレータ検出器を適用するとともに、第２の放射線検出器として、その厚みがプラスチックシンチレータ放射線検出器の厚みよりも厚く、放射線のエネルギーを受けると蛍光を発するＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータを含んだＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器を適用する。
【００１６】
請求項３の発明では、請求項２の発明の物品放射能検出装置において、プラスチックシンチレータ検出器とＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器との間に配置され、プラスチックシンチレータ検出器に含まれるシンチレータによって発せられた蛍光からエネルギーを受けると、蛍光を発するシンチレータを含み、このシンチレータが蛍光を発した場合には、この蛍光を端部側へと伝搬する第１の蛍光性光ファイバーと、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器の非物品側の面に配置され、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器に含まれるＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータによって発せられた蛍光からエネルギーを受けると、蛍光を発するシンチレータを含み、このシンチレータが蛍光を発した場合には、この蛍光を端部側へと伝搬する第２の蛍光性光ファイバーと、第１の蛍光性光ファイバーの両端部にそれぞれ備えられ、第１の蛍光性光ファイバーによって伝搬された蛍光を電気信号に変換し、変換した電気信号をプラスチックシンチレータ検出器によって計数された計数率として計数率演算手段に出力する一対の第１の光電子増倍管と、第２の蛍光性光ファイバーの両端部にそれぞれ備えられ、第２の蛍光性光ファイバーによって伝搬された蛍光を電気信号に変換し、変換した電気信号をＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器によって計数された計数率として計数率演算手段に出力する一対の第２の光電子増倍管とを付加する。
【００１７】
請求項４の発明では、請求項２の発明の物品放射能検出装置において、プラスチックシンチレータ検出器とＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器との間に配置され、プラスチックシンチレータ検出器に含まれるシンチレータによって発せられた蛍光からエネルギーを受けると、蛍光を発するシンチレータを含み、このシンチレータが蛍光を発した場合には、この蛍光を端部側へと伝搬する第１の蛍光性光ファイバーと、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器の非物品側の面に配置され、ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器に含まれるＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータによって発せられた蛍光からエネルギーを受けると、蛍光を発するシンチレータを含み、このシンチレータが蛍光を発した場合には、この蛍光を端部側へと伝搬する第２の蛍光性光ファイバーと、第１の蛍光性光ファイバーの両端部にそれぞれ備えられ、第１の蛍光性光ファイバーによって伝搬された蛍光を電気信号に変換し、変換した電気信号を出力する一対の第１の光電子増倍管と、第２の蛍光性光ファイバーの両端部にそれぞれ備えられ、第２の蛍光性光ファイバーによって伝搬された蛍光を電気信号に変換し、変換した電気信号を出力する一対の第２の光電子増倍管と、一対の第１の光電子増倍管からそれぞれ出力される電気信号を比較し、同時に発生した電気信号のみを、第１の放射線検出器によって計数された計数率として、計数率演算手段に出力する第１の同時計測回路と、一対の第２の光電子増倍管からそれぞれ出力される電気信号を比較し、同時に発生した電気信号のみを、第２の放射線検出器によって計数された計数率として、計数率演算手段に出力する第２の同時計測回路とを付加する。
【００１８】
請求項５の発明の物品放射能検出システムでは、請求項１乃至４のうちいずれか１項の発明の複数の物品放射能検出装置を、物品の周囲に備え、周囲に備えられた各物品放射能検出装置によって測定された計数率に基づいて、物品における放射能分布情報を取得する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図５を用いて説明する。
【００２１】
図１は、第１の実施の形態に係る物品放射能検出装置の一例を示す構成概念図である。
【００２２】
すなわち、本実施の形態に係る物品放射能検出装置は、放射能検出部として、測定対象である物品２０に面して検出面を配置した薄型プラスチックシンチレータ検出器１と、その検出面のサイズが薄型プラスチックシンチレータ検出器１の検出面とほぼ同サイズであり、薄型プラスチックシンチレータ検出器１に重ね合わせるようにして配置された厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２とを備えている。この薄型プラスチックシンチレータ検出器１の厚みは０．１〜０．３ｍｍ程度である。それに対して、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２の厚みは１ｃｍ程度である。
【００２３】
一方、物品２０の表面に表面汚染２１ａがある場合には、そこから物品放射能検出装置に向けてβ線やγ線が放出される。また、物品２０の内部に内部汚染２１ｂがある場合にもまた、β線やγ線が放出されるが、β線は透過力が弱いために物品２０を透過することができずγ線のみが物品放射能検出装置に向けて放出される。表面汚染２１ａにおける代表的な核種としては、例えばコバルト６０（Ｃｏ−６０）がある。コバルト６０は、β線およびγ線を放出する放射性核種である。内部汚染２１ｂにおける代表的な核種としては、上述したコバルト６０の他に、マンガン５４（Ｍｎ−５４）、鉄５９（Ｆｅ−５９）等がある。マンガン５４、鉄５９ともにγ線を放出する核種である。
【００２４】
このようにして物品放射能検出装置に向けて放出されたβ線やγ線は、まず、薄型プラスチックシンチレータ検出器１の検出面に到達するが、このうちγ線は透過力が強いために、そのほとんどが薄型プラスチックシンチレータ検出器１を透過してしまい、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２の検出面に到達する。薄型プラスチックシンチレータ検出器１には、放射線からエネルギーを受けると蛍光を発するシンチレータが含まれているので、このシンチレータは、β線およびγ線からエネルギーを受けて蛍光を発する。なお、薄型プラスチックシンチレータ検出器１に到達したβ線は、ここでエネルギーを奪われて透過力が弱められ薄型プラスチックシンチレータ検出器１を透過して厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２に到達することができない。
【００２５】
一方、γ線はその大部分が、薄型プラスチックシンチレータ検出器１を透過して厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２の検出面に到達する。厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２にもまた、放射線からエネルギーを受けると蛍光を発するシンチレータが含まれている。厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２は、γ線のエネルギーを効率良く受けることができるような厚みに設計しているので、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２に到達したγ線は、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２でエネルギーを奪われ、このエネルギーによって蛍光を発光させる。
【００２６】
このようにして、薄型プラスチックシンチレータ検出器１は、物品２０の表面汚染２１ａから発せられたβ線およびγ線及び内部汚染２１ｂから発せられたγ線のエネルギーを受けて蛍光を発する。また、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２は、物品２０の表面汚染２１ａおよび内部汚染２１ｂから発せられたγ線のエネルギーを受けて蛍光を発する。
【００２７】
各プラスチックシンチレータ検出器１，２の上面には、多数の蛍光性光ファイバー３，４をほぼ一定ピッチで配置している。蛍光性光ファイバー３，４は、各プラスチックシンチレータ検出器１，２で発する蛍光のエネルギーよりも低エネルギーで蛍光を発するシンチレータをコア１３に含んでいる。したがって、図２に示すように、各プラスチックシンチレータ検出器１，２で蛍光が発すると、そのエネルギーによって、内部に含んでいるシンチレータ１５を蛍光させる。そして、この蛍光をコア１３内に閉じ込め、屈折させながら端部側へと伝搬する。
【００２８】
例えば、薄型プラスチックシンチレータ検出器１に、放射線からエネルギーを受けると、約４１０ｎｍの蛍光を発するシンチレータ１４が含まれており、薄型プラスチックシンチレータ検出器１の上面に配されている蛍光性光ファイバー３に、光からエネルギーを受けると、約５２０ｎｍの蛍光を発するシンチレータ１５が含まれている場合を用いて説明する。この場合、薄型プラスチックシンチレータ検出器１に放射線（β線およびγ線）のエネルギーが吸収されると、シンチレータ１４が約４１０ｎｍの蛍光を発する。この蛍光のエネルギーは、薄型プラスチックシンチレータ検出器１の上面に配されている蛍光性光ファイバー３に含まれているシンチレータ１５を励起し、約５２０ｎｍの蛍光を発させる。
【００２９】
このようにして、物品２０の表面汚染２１ａあるいは内部汚染２１ｂから放出された放射線を、蛍光性光ファイバー３，４において蛍光に変換する。図１に示すように、各プラスチックシンチレータ検出器１，２は、サイズの大きい物品２０に対しても検出可能なように広域な検出面としているが、これら蛍光性光ファイバー３，４を、各プラスチックシンチレータ検出器１，２の上面全域に亘って配することにより、検出面全域で発せられた蛍光を捉えて、蛍光性光ファイバー３内の蛍光に変換することを可能としている。
【００３０】
蛍光性光ファイバー３，４の両端部にはそれぞれ光電子増倍管５，６を接続している。光電子増倍管５，６は、それぞれ数本の蛍光性光ファイバー３，４が接続しており、蛍光性光ファイバー３，４によって伝搬された蛍光を電気信号に変換し、変換した電気信号を同時計測回路７，８に出力する。
【００３１】
すなわち、蛍光性光ファイバー３は、薄型プラスチックシンチレータ検出器１によって検出された放射線のエネルギーに対応する蛍光を光電子増倍管５に伝搬し、光電子増倍管５は、この蛍光を電気信号に変換して、同時計測回路７に出力する。一方、蛍光性光ファイバー４は、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２によって検出された放射線のエネルギーに対応する蛍光を光電子増倍管６に伝搬し、光電子増倍管６は、この蛍光を電気信号に変換して、同時計測回路８に出力する
図３は、光電子増倍管５（＃Ｒ１，＃Ｌ１）から同時計測回路７（＃１）に出力された電気信号の信号波形を示す模式図である。
【００３２】
蛍光性光ファイバー３の右端部に接続された光電子増倍管５（＃Ｒ１）と、左端部に接続された光電子増倍管５（＃Ｌ１）とはそれぞれ図３に示すように、蛍光を変換した電気信号Ｓのみならずノイズ信号Ｎをも含んだ信号を同時計測回路７（＃１）に出力する。しかしながら、図３に示すように、光電子増倍管５（＃Ｒ１）および光電子増倍管５（＃Ｌ１）から出力される電気信号Ｓのタイミングは一致するが、光電子増倍管５（＃Ｒ１）および光電子増倍管５（＃Ｌ１）から出力されるノイズ信号Ｎのタイミングは一致しない。同時計測回路７（＃１）は、このことを利用して、ノイズ信号Ｎと電気信号Ｓとを分別し、ノイズ信号Ｎを除去して検出器による電気信号Ｓのみを抽出し、その結果を加算回路９に出力する。このようにしてノイズ信号Ｎを除去する方法を同時計測法という。
【００３３】
なお、放射線による信号が大きく、電気信号Ｓがノイズ信号Ｎに対して十分識別可能であるような場合には、このような同時計測回路７，８によるノイズ除去は必ずしも行わなくても良い。一般的に、γ線のエネルギーは大きく厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータの信号も大きいいので、光電子増倍管６から出力される電気信号Ｓはノイズ信号Ｎに対して十分大きい。したがって、蛍光性光ファイバー４に関しては、同時計測回路７を省略すると共に、左端部かあるいは右端部かのいずれかにのみ光電子増倍管６を設け、光電子増倍管６から出力される電気信号Ｓを波高により電気ノイズを弁別して直接加算回路１１に出力するようにしてもよい。
【００３４】
加算回路９は、同時計測回路７（＃１）および同時計測回路７（＃２）から出力された電気信号Ｓをそれぞれ加算して、加算結果である計数率を計数率演算回路１２に出力する。加算回路１１もまた、同時計測回路８（＃１）および同時計測回路８（＃２）から出力された電気信号Ｓをそれぞれ加算して、加算結果である計数率を計数率演算回路１２に出力する。
【００３５】
なお、図１では、各加算回路９，１１は、それぞれ２つの同時計測回路７（＃１，＃２），８（＃１，＃２）から出力された電気信号Ｓの入力を受けるものとしているが、同時計測回路７，８は２つに限るものではなく、それ以上であってもよい。たとえば、所定本数の蛍光性光ファイバー３の端部に接続された光電子増倍管５を３対備え、各対の光電子増倍管５から電気信号が出力される同時計測回路７もまた３つ備えるようにしてもよい。
【００３６】
計数率演算回路１２は、加算回路９から出力された計数率、および加算回路１１から出力された計数率に基づいて以下に示すような演算を行い、物品２０の表面汚染２１ａから放出されたβ線とγ線、および物品２０の内部汚染２１ｂから放出されたγ線からの計数率をそれぞれ分別して取得する。
【００３７】
図４は、物品２０から放出されるβ線およびγ線が、薄型プラスチックシンチレータ検出器１に検出されることによって計数される計数率と、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２に検出されることによって計数される計数率との関係を説明するための模式図である。
【００３８】
すなわち、物品２０の表面汚染２１ａからは、上述したようにβ線およびγ線が物品放射能検出装置に向けて放出されるが、このβ線およびγ線は薄型プラスチックシンチレータ検出器１に吸収され、蛍光を発する。更に、このγ線は薄型プラスチックシンチレータ検出器１を透過して厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２に吸収され、蛍光を発する。なお、β線は薄型プラスチックシンチレータ検出器１を透過して厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２に到達しない。また、物品２０の内部汚染２１ｂからは、上述したようにγ線が物品放射能検出装置に向けて放出されるが、このγ線は薄型プラスチックシンチレータ検出器１に吸収され、蛍光を発する。更に、このγ線は薄型プラスチックシンチレータ検出器１を透過して厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２に吸収され、蛍光を発する。
【００３９】
したがって、薄型プラスチックシンチレータ検出器１による計数率Ｐは、表面汚染２１ａからのγ線によってもたらされる計数率Ｋ１と、表面汚染２１ａからのβ線によってもたらされる計数率Ｋ３と、内部汚染２１ｂからのγ線によってもたらされる計数率Ｋ４との和となり、以下に示す（１）式が成立する。
Ｐ＝Ｋ１＋Ｋ３＋Ｋ４    ・・・・・（１）
また、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２による計数率Ｑは、表面汚染２１ａからのγ線によってもたらされる計数率Ｋ２と、内部汚染２１ｂからのγ線によってもたらされる計数率Ｋ５との和となり、以下に示す（２）式が成立する。
Ｑ＝Ｋ２＋Ｋ５          ・・・・・（２）
更に、表面汚染２１ａの場合、特定の汚染核種については、薄型プラスチックシンチレータ検出器１におけるβ線とγ線との合計計数率に対するγ線による計数率の比（Ｊ）は一定となる。したがって、汚染核種が既知のものである場合、以下に示す（３）式を得る。
Ｊ＝Ｋ１／（Ｋ１＋Ｋ３）・・・・・（３）
更にまた、薄型プラスチックシンチレータ検出器１におけるγ線による計数率と、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２におけるγ線による計数率との比は一定（Ｋ）であることから、以下に示す（４）式を得る。
Ｋ１／Ｋ２＝Ｋ４／Ｋ５＝Ｋ  ・・・（４）
上述した（１）式から（４）式を用いて、表面汚染２１ａからのβ線によって薄型プラスチックシンチレータ検出器１において計数される計数率Ｋ３を以下に示す（５）式から、内部汚染２１ｂからのγ線によって厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２において計数される計数率Ｋ５を以下に示す（６）式から、表面汚染２１ａからのγ線によって厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２において計数される計数率Ｋ２を以下に示す（７）式からそれぞれ取得する。
【００４０】
Ｋ３＝Ｐ−Ｑ＊Ｋ    ・・・・・・・（５）
Ｋ５＝Ｑ−Ｋ３＊Ｊ／（（１−Ｊ）＊Ｋ）・・・・（６）
Ｋ２＝Ｑ−Ｋ５      ・・・・・・・（７）
本実施の形態に係る物品放射能検出装置は、上述したようにして物品２０の表面汚染２１ａから放出されるβ線による計数率と、表面汚染２１ａから放出されるγ線による計数率と、内部汚染２１ｂから放出されるγ線による計数率とを同時に取得する。更に、物品２０の形状による検出効率、物品２０の表面積、物品２０の重量等の定数を格納した定数ライブラリを計数率演算回路１２に備え、この定数ライブラリに格納された定数を適宜使用することによって、物品２０の表面汚染密度や放射化放射能濃度を演算することも可能としている。
【００４１】
このような演算処理の流れを図５に示す動作流れ図を用いて説明する。すなわち、薄型プラスチックシンチレータ検出器１と厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２とによって物品２０から放出される放射線の同時測定を行い（Ｓ１）、同時測定結果に基づいて、計数率演算回路１２は、表面汚染２１ａによるβ線の計数率（Ｓ２）と、内部汚染２１ｂによるγ線の計数率（Ｓ３）とをそれぞれ取得する。更に計数率演算回路１２は、これらの結果に基づいて、定数ライブラリから物品２０の形状による検出効率、物品２０の表面積、物品２０の重量等の定数を用いた演算を行い（Ｓ４）、表面汚染密度（Ｓ５）および放射化放射能濃度（Ｓ６）をそれぞれ取得する。
【００４２】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係る物品放射能検出装置の動作について説明する。
【００４３】
すなわち、本実施の形態に係る物品放射能検出装置の所定位置に測定対象である物品２０が配置されると、物品２０の表面汚染２１ａからはβ線およびγ線が、内部汚染２１ｂがある場合にはそこからγ線がそれぞれ物品放射能検出装置に向けて放出される。なお、内部汚染２１ｂからβ線が放出される場合であっても、β線は透過力が弱いために物品２０を透過することができず、内部汚染２１ｂからはγ線のみが物品放射能検出装置に向けて放出される。
【００４４】
物品放射能検出装置に向けて放出されたβ線やγ線は、まず、薄型プラスチックシンチレータ検出器１の検出面に到達し、このうちγ線は透過力が強いために、そのほとんどが薄型プラスチックシンチレータ検出器１を透過してしまい、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２の検出面に到達する。薄型プラスチックシンチレータ検出器１に含まれているシンチレータは、これらβ線およびγ線からエネルギーを受けて蛍光を発する。
【００４５】
一方、薄型プラスチックシンチレータ検出器１の検出面に到達したβ線は、ここでエネルギーを奪われて透過力が弱められ厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２の検出面まで到達しない。したがって、γ線のみが厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２の検出面に到達し、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２ではこのγ線のエネルギーによって蛍光が発せられる。
【００４６】
各シンチレータ検出器１，２の上面には、ほぼ全域に亘って多数の蛍光性光ファイバー３，４がほぼ一定ピッチで配置されている。蛍光性光ファイバー３，４には、各シンチレータ検出器１，２で発する蛍光のエネルギーよりも低エネルギーで蛍光を発するシンチレータがコア１３に含まれているので、図２に示すように、各プラスチックシンチレータ検出器１，２に含まれているシンチレータ１４が蛍光すると、その蛍光エネルギーによって、コア１３に含まれているシンチレータ１５が蛍光し、この光がコア１３内を介して端部側へ伝搬される。
【００４７】
蛍光性光ファイバー３，４の両端部にはそれぞれ光電子増倍管５，６が接続されている。この光電子増倍管５，６には、それぞれ数本の蛍光性光ファイバー３，４が接続されている。そして、蛍光性光ファイバー３，４によって伝搬された蛍光は、光電子増倍管５，６によって電気信号に変換され、更に同時計測回路７，８に出力される。
【００４８】
光電子増倍管５，６には高圧電圧が印加されているので、電気信号Ｓのみならずノイズ信号Ｎをも含んだ信号が同時計測回路７に出力される。このノイズ信号Ｎは、同時計測回路７において同時計測法を用いて除去される。これによって電気信号Ｓのみが抽出され、その結果が加算回路９に出力される。
【００４９】
加算回路９では、同時計測回路７（＃１）および同時計測回路７（＃２）から出力された電気信号Ｓがそれぞれ加算されて、加算結果である計数率が計数率演算回路１２に出力される。加算回路１１でもまた、同時計測回路８（＃１）および同時計測回路８（＃２）から出力された電気信号Ｓがそれぞれ加算されて、加算結果である計数率が計数率演算回路１２に出力される。
【００５０】
計数率演算回路１２では、加算回路９から出力された計数率、および加算回路１１から出力された計数率に基づいて、物品２０の表面汚染２１ａから放出されたβ線とγ線、および物品２０の内部汚染２１ｂから放出されたγ線からの計数率がそれぞれ演算によって求められる。
【００５１】
更に、物品２０の形状による検出効率、物品２０の表面積、物品２０の重量等のデータを用いた演算を行うことによって、物品２０の表面汚染密度や放射化放射能濃度もまた求められる。
【００５２】
上述したように、本実施の形態に係る物品放射能検出装置においては、上記のような作用により、測定対象である物品２０の内部放射能と表面放射能とを同時に分別測定することができる。内部放射能についてはγ線放射能を、また表面放射能についてはγ線放射能とβ線放射能との両方を分別測定することができる。
【００５３】
これによって、測定時間を短縮することができるのみならず、表面汚染測定および内部放射能測定、あるいは放射線の線質に応じて別の装置へセッティングするようなことも不要となるので、測定作業効率を格段に向上することが可能となる。
【００５４】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図６から図９を用いて説明する。
【００５５】
すなわち、本実施の形態に係る物品放射能検出システムは、図６に示すように、検出部１６ａ〜１６ｆを、測定する物品２０の六面に備えた構成としている。
【００５６】
検出部１６は、図７に示すように、図１における薄型プラスチックシンチレータ検出器１、蛍光性光ファイバー３、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２、蛍光性光ファイバー４を重ねてなる部分に相当する。したがって、図６に示す各検出部１６ａ〜１６ｆは、図１に示す構成のように、それぞれ光電子増倍管５，６、同時計測回路７，８、加算回路９，１１、計数率演算回路１２を備えているが、図６ではそれらの記載を省略している。この検出部１６は、図８の断面図に示すように、薄型プラスチックシンチレータ検出器１側の面を、測定する物品２０の面に向けて配置している。
【００５７】
物品２０の放射能測定を行う場合には、図９に示す様にコンベア１７上のトレイ１８の上に物品２０を載せ、検出器１６の作動範囲（検出器１６が近接できる位置）に設定する。検出部１６ａ、１６ｂで物品２０の上下面を、検出部１６ｃ、１６ｄで左右面を、検出部１６ｅ、１６ｆで前後面を測定する。物品２０が長尺であれば物品２０を移動させて測定する。測定が終了すればコンベア１７により検出器１６が配置された場所から搬出される。
【００５８】
物品２０の上面に位置する検出部１６ａ、左右に位置する検出部１６ｃ、１６ｄ、前面に位置する検出部１６ｅ、および後面に位置する検出部１６ｆは、図示しない昇降手段によって、図６中の矢印に示すように移動可能な構成としている。
【００５９】
以上のような構成とすることによって、本実施の形態に係る物品放射能検出システムは、第１の実施の形態で奏された作用効果に加えて、以下のような作用効果を奏することができる。
【００６０】
すなわち、物品２０の上下、左右、前後にそれぞれ検出部１６を配置していることから種々の形状の物品２０を測定することが可能となる。特に、物品２０の上面に位置する検出部１６ａは上下方向に、左右に位置する検出部１６ｃ、１６ｄは左右方向に、前面に位置する検出部１６ｅ、および後面に位置する検出部１６ｆは、上下方向に移動可能であるので、検出部１６ａ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆを移動させながら測定することによって、長尺な物品２０であっても、その高さ方向全域に亘った測定が可能となる。
【００６１】
また、各検出部１６ａ〜１６ｆによって測定された測定結果を比較することによって、汚染の有無のみならず、汚染の部位を判定することも可能となる。更に、各検出部１６ａ〜１６ｆによる測定結果に基づいて演算された計数率の分布から、放射能の偏在を評価することも可能となる。
【００６２】
更にまた、物品２０の重量を測定する重量計や、例えばレーザ光を用いて物品２０の形状を計測する形状測定装置を適宜付加し、重量計によって測定された物品２０の重量や、形状測定装置によって計測された物品２０の形状データを用いることによって、放射能濃度や、放射能分布を演算することも可能である。
【００６３】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、測定対象とする物品の内部放射能と表面放射能との両方を同時に測定し、もって、測定作業効率の向上を図ることが可能な物品放射能検出装置および物品放射能検出システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る物品放射能検出装置の一例を示す構成概念図
【図２】蛍光性光ファイバーによる光変換の原理を説明するための模式図
【図３】光電子増倍管から同時計測回路に出力された電気信号の信号波形を示す模式図
【図４】物品から放出されるβ線およびγ線の薄型プラスチックシンチレータ検出器による計数率と、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器による計数率との関係を説明するための模式図
【図５】計数率に基づいて表面汚染密度や放射化放射能濃度を演算する工程を説明するための動作流れ図
【図６】第２の実施の形態に係る物品放射能検出システムの検出部の配置例を示す斜視図
【図７】各検出部の一例を示す構成概念図
【図８】検出部の断面図
【図９】測定時の物品の搬入概念図
【図１０】物品搬出モニタの概念図
【図１１】放射性廃棄物搬出検査装置の斜視図
【符号の説明】
１…薄型プラスチックシンチレータ検出器
２…厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器
３，４…蛍光性光ファイバー
５，６…光電子増倍管
７，８…同時計測回路
９，１１…加算回路
１２…計数率演算回路
１３…コア
１４，１５…シンチレータ
１６…検出部
１７…コンベア
１８…トレイ
２０，２５…物品
２１ａ…表面汚染
２１ｂ…内部汚染
２６…ベルトコンベア
２７…検出器
２８…信号処理回路
３０…ターンテーブル
３１…Ｇｅ検出器
３２…コリメータ
【図１】
0003616036.tif 000002
【図２】
0003616036.tif 000003
【図３】
0003616036.tif 000004
【図４】
0003616036.tif 000005
【図５】
0003616036.tif 000006
【図６】
0003616036.tif 000007
【図７】
0003616036.tif 000008
【図８】
0003616036.tif 000009
【図９】
0003616036.tif 000010
【図１０】
0003616036.tif 000011
【図１１】
0003616036.tif 000012