(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度及び放射能が偏在するドラム缶詰放射性廃棄物固化体を仮想的に高さ方向にスライス状に分割し、同固化体を回転、昇降させて、コリメータ付ガンマ線スペクトル検出器により上記各スライスからのガンマ線計数率を測定し、各スライスについて放射能量を求め、これら各スライスの放射能量を加算して、前記固化体に含まれる核種の放射能量を算出するドラム缶詰放射性廃棄物固化体の非破壊による放射能のコリメータ測定方法において、
エネルギーが異なる２種のガンマ線を放出する核種を密度補正のための代表核種として選び、あらかじめ該代表核種の密度、線源位置を変化させて前記２種のガンマ線の直接線ピーク計数率比を関数とする核種別のピーク計数率の減衰率を求めておき、次いで各核種における直接線のピーク計数率を実際に測定し、該ピーク計数率の実測値を前記核種別の減衰率に基づいて補正して前記各スライスの放射能量を求めることを特徴とするドラム缶詰放射性廃棄物固化体の非破壊による放射能のコリメータ測定方法。
【請求項２】
密度及び放射能が偏在するドラム缶詰放射性廃棄物固化体を仮想的に高さ方向にスライス状に分割し、同固化体を回転、昇降させて、コリメータ付ガンマ線スペクトル検出器により上記各スライスからのガンマ線計数率を測定し、各スライスについて放射能量を求め、これら各スライスの放射能量を加算して、前記固化体に含まれる核種の放射能量を算出するドラム缶詰放射性廃棄物固化体の非破壊による放射能のコリメータ測定方法において、
エネルギーが異なる２種のガンマ線を放出する核種を密度補正のための代表核種として選び、所定のコリメータ開度において、あらかじめ該代表核種の密度、線源位置を変化させて前記２種のガンマ線の直接線ピーク計数率比を関数とする核種別のピーク計数率の減衰率を求め、さらに、前記所定のコリメータ開度における前記代表核種のピーク計数率と、該開度とは異なるコリメータ開度における前記代表核種のピーク計数率との比であるコリメータ開度計数率比を用いて、前記ピーク計数率比と、密度と、放射能位置との相関関係を得ておき、次いで、前記所定のコリメータ開度における各核種のピーク計数率と、前記異なるコリメータ開度におけるピーク計数率とを実際に測定し、これらピーク計数率の実測値を用いて前記相関関係から密度と放射能位置とを求め、さらに、このようにして求められた該密度と放射能位置とを用いて、前記各核種のピーク計数率実測値を前記核種別の減衰率に基づいて補正して前記各スライスの放射能量を求めることを特徴とするドラム缶詰放射性廃棄物固化体の非破壊による放射能のコリメータ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ドラム缶詰放射性廃棄物固化体の非破壊による放射能のコリメータ測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ドラム缶詰放射性廃棄物固化体（以下、固化体と称する）内の放射能量を非破壊で測定する測定方法には、固化体からのガンマ線を高さ方向にスライス状に分割し、固化体の横断面方向（径方向）に対してコリメータの開度を調整して測定することにより、固化体内の放射能量を測定する測定方法がある。
【０００３】
また他の従来例としては、固化体の高さ方向にセグメント状に分割し、固化体の径方向に対し外部線源を用いて密度の違いによるガンマ線の吸収効果を求め、固化体から放出されるガンマ線の密度の違いによる吸収効果を補正することにより、固化体内の放射能量を測定する測定方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前者の測定方法では、予め測定された固化体の重量から算出した平均密度を基にコリメータ開口幅を設定して測定しており、固化体に密度偏在がある場合、必ずしも測定精度が良くないという問題点があった。
また後者の測定方法では、固化体の密度が高い場合、強い外部線源が必要になるという問題点があった。
【０００５】
本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その目的とする処は、密度及び放射能が偏在するドラム缶詰放射性廃棄物固化体内の核種別放射能量を外部線源を用いずにコリメータ付ガンマ線スペクトル検出器のみにより精度よく測定できるドラム缶詰放射性廃棄物固化体の非破壊による放射能のコリメータ測定方法を提供しようとする点にある。
【０００６】
【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、本発明のドラム缶詰放射性廃棄物固化体の非破壊による放射能のコリメータ測定方法は、密度及び放射能が偏在するドラム缶詰放射性廃棄物固化体を仮想的に高さ方向にスライス状に分割し、同固化体を回転、昇降させて、コリメータ付ガンマ線スペクトル検出器により上記各スライスからのガンマ線係数率を測定し、各スライスについて、複数のガンマ線を放出する核種のエネルギーの異なる２つの直接線の計数率比（ピーク計数率比）、若しくはコリメータ開度の異なる直接線の計数率の比（コリメータ開度計数率比）とピーク計数率比とにより各スライスでの直接線の減衰率を求め、上記測定された直接線の計数率を上記求めた減衰率により、密度及び放射能の偏在の効果を補正して、各スライスの放射能量を求め、各スライスの放射能量を加算して、固化体に含まれる核種の放射能量を算出することを特徴としている。
【０００７】
【作用】
原子力発電所では、軽水炉で発生する低レベルの放射性廃棄物（複数の放射性核種を内蔵する放射性廃棄物）をドラム缶に充填し、セメント等を充填して、固化体として搬出する。このドラム缶詰放射性廃棄物固化体のなかには、金属片等をセメント等により固化した雑固体を含むものがあり、このドラム缶詰放射性廃棄物固化体では、密度及び放射能が偏在する。
【０００８】
このように複数の放射性核種を内蔵し、密度及び放射能が偏在するドラム缶詰放射性廃棄物固化体の含有放射能量を外部からガンマ線検出器を用いて非破壊で測定するためには、固化体の密度偏在及び放射能偏在の効果を補正して測定する必要がある。
本発明の測定方法は、コリメータ付ガンマ線スペクトル検出器（例えばゲルマニウム検出器）を用いて、図２に示す固化体を高さ方向（軸方向）には回転昇降台により回転、昇降させて、仮想的にスライス状に分割し、コリメータにより１つのスライスからのガンマ線を計測することにより、固化体の高さ方向の密度、放射能の偏在の効果を補正する。高さ方向に分割した各スライス内の含有放射能量は、各スライス内では、それぞれ１つの代表密度を設定可能で、以下に示す方法により、各スライス内の含有放射能量を求め、各スライスの含有放射能量を加算して、固化体内の放射能量を求める。
（方法１・・・コリメータ測定法１重型）
複数のガンマ線を放出する核種（代表核種）に注目し、ある定められたコリメータ開度でのエネルギーの異なる２つの直接線（非散乱線）のピーク計数率比より放射能核種別の計数率の減衰率を求める。ピーク計数率比が与えられる密度及び放射能位置が変化しても、計数率の減衰割合の変化範囲は狭く（図５）、ピーク計数率比に対して図６に示すような代表的な減衰率を設定することが可能である。各スライスの代表核種のピーク計数率比により各スライスでの各放射能核種の減衰率を求め（図６）、測定された各放射能核種の直接線計数率に対して各減衰率を補正して、該当スライスに存在する放射能核種量を求める。
（方法２・・・コリメータ測定法２重型）
各スライスに対して図４に示すようにコリメータ開度の異なる測定を実施し、代表核種の異なるコリメータ開度での直接線のピーク計数率の比（コリメータ開度計数率比）と方法１で述べたピーク計数率比とより、図７の相関図から各スライスでの実効的な密度と放射能位置とを求める。求めた実効的な密度と放射能位置とを用いて、図５より各放射能核種の減衰率を求め、方法１と同様に各スライス内の放射能核種量を求める。
（方法３・・・代替法）
複数のガンマ線を放出する核種が存在しない場合は、方法１で述べたピーク計数率比の代わりにグロスの計数率とピーク計数率との比（グロスピーク計数率比）を用いて、各スライス内の放射能核種量を求める。
【０００９】
次に前記方法の具体例を説明する。
固化体がＣｏ−６０とＣｓ−１３７とを内蔵する場合を例にとり、本発明のコリメータ測定方法を説明する。Ｃｏ−６０は、１．３３ＭｅＶと１．１７ＭｅＶとのガンマ線を放出し、Ｃｓ−１３７は、０．６６２ＭｅＶのガンマ線を放出する。密度補正のための代表核種としてＣｏ−６０を選択する。固化体の高さ方向には図２に示すように回転昇降台を用いて昇降、回転させながら、各スライスからのガンマ線をコリメータ付ゲルマニウム検出器で測定する。各スライス別の放射能量の算出は次の方法で求め、各スライスに含まれる放射能量を加算して固化体の放射能量とする。
【００１０】
（方法１……コリメータ測定法１重型）
▲１▼  基準状態（例えば密度が零で放射能位置がスライスの中心）に定めたコリメータ開度でＣｏ−６０、Ｃｓ−１３７が各１Ｂｑ存在した時のＣｏ−６０の１．３３ＭｅＶのピーク計数率Ｎ３  ＊、Ｃｓ−１３７の０．６６２ＭｅＶのピーク計数率Ｎｃ＊を設定する。
【００１１】
▲２▼  定めたコリメータ開度に対して、Ｃｏ−６０の１．１７ＭｅＶのピーク計数率（Ｎ１  ）と１．３３ＭｅＶのピーク計数率（Ｎ３  ）との比Ｎ１  ／Ｎ３  の関数で密度及び線源位置を変化させて、図５に示すような規格化したピーク計数率の減衰率（ｆ３  、ｆｃ）の存在範囲を求める（図５は、Ｃｏ−６０についての直接線減衰割合の評価例を示す）。
【００１２】
▲３▼  Ｎ１  ／Ｎ３  比に対してピーク計数率の減衰率の存在領域巾が狭いので、図５から例えば存在領域巾の中央をとる等の操作により、図６に示すようなＣｏ−６０のピーク計数率（Ｎ３  ）とＣｓ−１３７のピーク計数率（Ｎｃ）との代表減衰曲線をそれぞれ設定する（Ｃｏ−６０：ｆ３  （Ｎ１  ／Ｎ３  ）、Ｃｓ−１３７：ｆｃ（Ｎ１  ／Ｎ３  ））。図６は、Ｃｏ−６０の直接線減衰割合の評価例を示している。
【００１３】
▲４▼  各スライスの測定されたピーク計数率（Ｃｏ−６０：Ｎ１  とＮ３  、Ｃｓ−１３７：Ｎｃ）とを基に各スライスの放射能量を次の手順で求める。
Ｃｏ−６０の放射能量＝Ｎ３  ／Ｎ３  ＊×１／ｆ３  （Ｎ１  ／Ｎ３  ）
Ｃｓ−１３７の放射能量＝Ｎｃ／Ｎｃ＊×１／ｆｃ（Ｎ１  ／Ｎ３  ）
（方法２……コリメータ測定法２重型）
▲１▼  方法１と同様に基準状態での計数率Ｎ３  ＊、Ｎｃ＊を設定する。
【００１４】
▲２▼  方法１と同様に定めたコリメータ開度に対してピーク計数率比（Ｎ１  ／Ｎ３  ）と密度、放射能位置とを変化させて、図５に示すようなピーク計数率の減衰率を放射能核種別に求める。
▲３▼  異なるコリメータ開度での代表核種のピーク計数率Ｎ３Ａと所定コリメータ開度でのピーク計数率の比（コリメータ開度計数率比Ｎ３Ａ／Ｎ３  ）とを用いて、図７に示すピーク計数率比（Ｎ１  ／Ｎ３  ）と密度（ρ）と放射能位置（γ）との相関図を作成する。
【００１５】
▲４▼  測定された所定のコリメータ開度でのピーク計数率（Ｎ１  、Ｎ３  、Ｎｃ）と異なるコリメータ開度でのピーク計数率（Ｎ３Ａ）とからピーク計数率比（Ｎ１  ／Ｎ３  ）、コリメータ開度計数率比（Ｎ３Ａ／Ｎ３  ）を求める。図７を用いて、Ｎ１  ／Ｎ３  比、Ｎ３Ａ／Ｎ３  比より実効的な密度（ρ）と放射能位置（γ）とを求める。
【００１６】
▲５▼  Ｃｏ−６０、Ｃｓ−１３７に対して求めた実効的なρとＮ１  ／Ｎ３  比とを用いて、図５に示すような放射能核種別ピーク計数率の減衰曲線より、Ｃｏ−６０とＣｓ−１３７とのピーク計数率の減衰率を求める。
▲６▼  方法１と同様にピーク計数率と求めたピーク計数率の減衰率より各スライスに含まれるＣｏ−６０とＣｓ−１３７の放射能量を算出する。
【００１７】
【実施例】
次に本発明のドラム缶詰放射性廃棄物固化体の非破壊による放射能のコリメータ測定方法の実施に使用する放射能量非破壊測定装置の一構成例を図１により説明する。
１が固化体で、同固化体１は、回転昇降台２の回転中心と固化体１の中心とが一致するように回転昇降台２上に設定される。コリメータ３は、高さ方向には図２に示すように所定のスライス巾をみて設定され、水平方向には図３または図４に示すように所定の開口幅に設定される。
【００１８】
コリメータ３の設定を確認したら、回転昇降台２により回転させながら回転昇降台２を上昇させる。回転及び上昇は、１回転若しくは適切な複数回転の間に図２に示す仮想的な軸方向のスライスが１つ進むようにスパイラル状に固化体１を移動させるか、または１回転の後、次のスライスが計測できるようにステップ状に上昇させる。
【００１９】
その間、ガンマ線スペクトル検出器４によりコリメータ３を通ってきたガンマ線を計測し、信号処理系５により当該スライスからのガンマ線スペクトルを求める。各スライスからのガンマ線スペクトルを算出したら、測定データは、計算機６（パーソナル計算機）へ送られる。計算機６には、回転昇降台２から位置データ（固化体の高さ位置）が送られる。
【００２０】
方法１のコリメータ測定法１重型の場合は、各スライスのピーク計数率比より求めた各放射能核種のピーク計数率の減衰率によりピーク計数率を補正し、各スライスの各放射能核種の含有量を求め、各スライス内の放射能量を加算して、固化体内の各放射能核種量を求める。
方法２のコリメータ測定法２重型の場合は、コリメータ３の開口幅を調整し、回転昇降台２により同様の手順で固化体１を回転、昇降させて、各スライスからのコリメータ開口幅の異なるピーク計数率を求める。各スライスのピーク計数率比とコリメータ開度計数率比とより求めた実質的な密度、放射能位置を使って各放射能核種のピークの計数率の減衰率を求める。求めた減衰率によりピーク計数率を補正して、各スライスの各放射能核種の含有量を求め、各スライス内の放射能量を加算して、固化体１内の各放射能核種量を求める。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のドラム缶詰放射性廃棄物固化体の非破壊による放射能のコリメータ測定方法は前記のように密度及び放射能が偏在するドラム缶詰放射性廃棄物固化体を仮想的に高さ方向にスライス状に分割し、同固化体を回転、昇降させて、コリメータ付ガンマ線スペクトル検出器により上記各スライスからのガンマ線係数率を測定し、各スライスについて、複数のガンマ線を放出する核種のエネルギーの異なる２つの直接線の計数率比（ピーク計数率比）、若しくはコリメータ開度の異なる直接線の計数率の比（コリメータ開度計数率比）とピーク計数率比とにより各スライスでの直接線の減衰率を求め、上記測定された直接線の計数率を上記求めた減衰率により、密度及び放射能の偏在の効果を補正して、各スライスの放射能量を求め、各スライスの放射能量を加算して、固化体に含まれる核種の放射能量を算出するので、密度及び放射能が偏在するドラム缶詰放射性廃棄物固化体内の核種別放射能量を外部線源を用いずにコリメータ付ガンマ線スペクトル検出器のみにより精度よく測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるドラム缶詰放射性廃棄物固化体の非破壊による放射能のコリメータ測定方法の実施に使用する放射能量非破壊測定装置の一構成例を示す系統図である。
【図２】固化体をコリメータにより仮想的に高さ方向にスライス状に分割して測定する状態を示す側面図である。
【図３】固化体の横断面（分割したスライス）を１つのコリメータ開度により測定する状態を示す平面図である。
【図４】固化体の横断面（分割したスライス）をコリメータの開度を変えて測定する状態を示す平面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は１つのスライスで密度及び放射能位置が変化した時のＣｏ−６０の直接線のピーク計算機率比と直接線の計数率の減衰率との対応の評価例を示す説明図である。
【図６】１つのコリメータ開度で評価する場合（コリメータ測定法１重型）でのＣｏ−６０の直接線のピーク計数率比と直接線の代表減衰率の対応の評価例を示す説明図である。
【図７】コリメータ測定法２重型での密度及び放射能位置に対するＣｏ−６０の直接線のピーク計数率比とコリメータ開度の異なる直接線の計数率比（コリメータ開度計数率比）の依存性を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ドラム缶詰放射性廃棄物固化体
２  回転昇降台
３  コリメータ
４  ガンマ線スペクトル検出器
５  信号処理系
【図１】
0003581413.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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