(57)【要約】  本発明は、放射線モニタリングの分野に関し、詳細には、ガンマ放射線源の探索および検出を実行するための方法に関する。不均一な放射能汚染状態下でガンマ放射線源を探索し検出するための方法はさらに、最大限に活性な放射線の線源が決定される段階と、コリメータ付き検出器を用いて放射線強度が測定され、それと同時にレーザ検出距離計を用いて線源までの距離が決定される段階と、レーザ距離計の読取り値、および検出器によって確立された線量率の値が記録される段階と、生成されたデータに基づいて、実際の線源の放射線の線量率が計算される段階と、その後、その放射線源までの測定された距離を検証するために、距離計の照準軸が水平方向にある距離にわたって移動される段階と、測定が繰り返されて距離が記録される段階と、距離を連続して測定した結果同士が比較される段階と、レーザ距離計誤差限度内の測定の開きが生じた場合には、情報が信頼できるものと認められる段階とを備える。その技術的成果は、ガンマ放射線源までの距離を測定する精度を向上させることにある。
2019536054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不均一な放射能汚染状態下でガンマ放射線源を探索し検出するための方法であって、該方法は、放射線源の検出と、放射線量率の測定と、プラットフォーム上に取り付けられた検出器の照準軸を相次いで放射線源に向けることにより検出器によって確立された値の記録と、を備え、
最大限に高いレベルの放射線を伴う線源が決定され、コリメータ付き検出器を用いて放射線強度が測定され、レーザ距離計を用いて前記線源までの距離が同時に決定され、ここで、前記コリメータ付き検出器の軸と前記レーザ距離計の軸が平行に照準合わせされているとともに水平方向に分離されており、前記レーザ距離計の読取り値、および前記コリメータ付き検出器によって確立された線量率の値が記録され、これらのデータに基づいて、実際の線源からの放射線の線量率が記録され、その後、前記放射線源までの測定された距離の精度を検証するために、前記レーザ距離計の照準軸が水平方向に一定距離移動され、測定が繰り返されて距離が記録され、前記距離を連続して測定した結果同士が比較され、測定の差異が前記レーザ距離計の誤差限度内である場合には、情報が信頼性のあるものと見なされることを特徴とする、ガンマ放射線源を探索し検出するための方法。
【請求項２】
前記レーザ距離計の誤差限度を超える測定の差異が生じた場合には、結果間の前記差異の原因が視覚的に決定されるようにするために、測定の結果がオペレータにもたされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
モバイルプラットフォームまたはモバイルロボット上に取り付けられたＴＶカメラが使用されること特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
測定の結果が、ソフトウェアプログラムを使用して処理されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線モニタリングの分野に関し、より詳細には、ガンマ放射線源を探索し検出するための方法に関する。本発明は、放射線事故の結果を、遠隔操作型ロボットシステムを使用して是正するように設計されており、放射線によって汚染されたエリア内で無人の非常時動作が実行されることを可能にするものである。
【背景技術】
【０００２】
関心物体付近での１．５〜２．０ＭｅＶの範囲内のガンマ放射線流の強度の決定と、その後に続く、約１０．８３ＭｅＶのガンマ放射線流の強度のさらなる決定と、指定された時間間隔内でのバックグラウンド放射線の決定と、測定された値間の関係の決定と、電荷の存在を検出するのに適した不等式の使用とを含む、核電荷を遠隔検出するための方法が知られている。ＲＵ特許第２０６８５７１号、ＩＰＣ  Ｇ０１Ｔ  １／２９、１０／２７／１９９６。
【０００３】
この方法では、物体にごく近接して測定を実行するときは、関心物体内部の核電荷の有無が決定されることが可能であるが、開放エリアにおける線源の位置、または測定ユニットから遠方の、線源の放射線強度（radiation power）が決定されることは可能ではなく、これが、この方法の使用を妨げる要因の１つである。
【０００４】
吸収性媒体の層によって弱められた各放射性核種エネルギーライン（radionuclide energy line）における光子放出強度間の関係を測定することによる、放射線源までの距離および放射線源の放射線モニタリング性（radiation monitoring characteristics）の決定を含む、放射性物体の遠隔検出のための方法が知られている。この方法では、放射線源までの距離、および線源の放射線モニタリング性が決定されることが可能である。ＲＵ特許第２１９５００６号、ＩＰＣ  Ｇ０１Ｔ  １／１６９、１２／２０／２００２。
【０００５】
この方法の欠点としては、検出された線源の方向が決定される精度が低いこと、および測定の結果が、吸収性媒体における特性の変化に依存することがあり得る。
【０００６】
エリア全体にわたって放射能汚染の分布が非一様な状態下で線源を検出するために、モバイルロボット（ＭＲ）プラットフォーム上に取り付けられたいくつかの検出器によって放射線を記録することからなる、不均一な放射能汚染状態下でガンマ放射線源を探索し検出するための方法が知られている。この目的で、スクリーンによって分離されている第１および第２の検出器からの信号が記録される。信号は、ＭＲの長手方向軸を放射線がより強度であるエリアの方に向けることによって、均等化される。ＭＲは、これらの検出器からの信号がばらつき始めるまで、指定された方向に移動される。第３の検出器からの信号が、ガンマ放射線源に近づけられたときの線量率の増加によって生成されて記録され、これらの動作が、線源位置が検出されたことを表す減少された線量率を示す信号を第３の検出器から受領するまで、繰り返される。ＲＵ特許第２１９５００５号、ＩＰＣ  Ｇ０１Ｔ  １／１６９、１２／２０／２００２。この技術的解決策は、プロトタイプとして受け入れられている。
【０００７】
この方法の欠点の１つは、この方法では、遠隔線源の放射線強度が決定されることが可能ではない、ということである。放射線検出器をロボットシステム車両のボディ上に取り付けることで、線源位置の方向が決定されることが可能になっているが、地上でのその特定の位置が決定されることは可能ではない。
【発明の概要】
【０００８】
放射線源の検出と、放射線量率の測定と、モバイルロボットプラットフォーム上に取り付けられた検出器の照準軸を相次いで放射線源に向けることにより検出器によって確立された値の記録とを備える、不均一な放射能汚染状態下でモバイルロボットを使用してガンマ放射線源を探索し検出するための方法。最大限に高いレベルの放射線を伴う線源が決定され、コリメータ付き検出器（collimated detector）を用いて放射線強度が測定され、レーザ検出距離計（laser detector rangefinder）を用いて線源までの距離が同時に決定され、ここにおいて、コリメータ付き検出器の軸とレーザ距離計の軸が平行に照準合わせされているとともに水平方向に分離されており、レーザ距離計の読取り値、および検出器によって確立された線量率の値が記録され、これらのデータに基づいて、実際の線源からの放射線の線量率が計算され、その後、その放射線源までの測定された距離の精度を検証するために、距離計の照準軸が水平方向に一定距離移動され、測定が繰り返されて距離が記録され、距離を連続して測定した結果同士が比較され、レーザ距離計誤差限度内の測定の差異が生じた場合には、情報が信頼性のあるものと見なされる。レーザ距離計誤差限度を超える測定の差異が生じた場合には、結果間の差異の原因が視覚的に決定されるようにするために、測定の結果がオペレータに渡される。この目的で、モバイルプラットフォームまたはモバイルロボット上に取り付けられたＴＶカメラが使用される。測定の結果は、ソフトウェアプログラムを使用して処理される。
【０００９】
本発明を創造した目的は、放射線源を探索する過程で行われる測定の結果の信頼性（妥当性）を、偶然誤差を排除することによって改善することであった。
技術的成果
技術的成果は、吸収性媒体の特性とは無関係の、線源までの距離が測定される精度の向上と、その結果として、線源までの距離の測定が不正確なことによる遠隔線源の強度の誤測定の、完全なる排除にある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】放射線事故の結果を是正するための方法を実施するためのものである遠隔操作型処理機器の、モバイルロボット上への取付けを示す略図を含み、  １がコリメータ付きガンマ放射線検出器であり、  ２がレーザ距離計であり、  ３が耐放射線性ＴＶカメラであり、  ４がプラットフォームであり、  ５がプラットフォームスイベルドライブ（swivel drive）であり、  ６がプラットフォーム回転ドライブであり、  ７がガンマ放射線強度測定軸であり、  ８が物体までの距離測定軸である図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本方法は、以下のように実施される。
【００１２】
動作は、最大限に高い放射線を伴う線源の決定から開始する。この目的で、関心エリアが、コリメータ付き検出器の立体角を超えない寸法をもつ矩形エリアに人工的に分割され、コリメータ付き検出器（１）のＭＲドライブ（５）またはパンアンドチルトドライブ（pan and tilt drive）（６）を用いて、各エリア内のガンマ放射線強度が測定される。この目的で、コリメータ付き検出器（１）を用いて強度測定軸（７）に沿ってガンマ放射線強度が測定され、それと同時にレーザ検出距離計（２）を用いて距離測定軸（８）に沿って線源までの距離が決定される。コリメータ付きガンマ放射線検出器（１）は、強度測定軸（７）に沿った狭い立体角（約１．５〜２度）内のガンマ放射線強度を測定し、それにより機器が、線源、および互いに近くに位置する区別されるべき線源に、精密に照準合わせされることが可能になる。これらの測定を行うために、検出器（１および２）の軸は互いに平行に照準合わせされているが水平方向に互いに一定距離、間隔が空けられており、その後、レーザ距離計（２）からの読取り値、およびコリメータ付き検出器（１）によって確立された線量率の値が記録される。
【００１３】
線源強度は、オンボードのコンピューティングユニットによって、放射線源からコリメータ付きガンマ放射線検出器（１）までの距離の逆２乗として計算される。距離測定軸（８）上に関心線源とは無関係の異物が現れる場合、線源までの距離に関する不正確なデータのため、線源の強度が不正確に計算されるおそれがある。誤測定を排除し、放射線源までの測定された距離の精度を検証するために、距離計（２）の照準軸（８）が水平方向に一定距離移動され、測定が繰り返されて結果が記録される。距離を連続して測定した結果として取得されたデータ同士が比較され、レーザ距離計（２）誤差限度内の測定の差異が生じた場合には、情報が信頼性のあるものと見なされる。
【００１４】
レーザ距離計（２）誤差限度を超える測定の差異が生じた場合には、結果間の差異の原因が視覚的に決定されるようにするために、測定の結果がオペレータに渡され、視覚的な決定のために、モバイルプラットフォーム（４）またはモバイルロボット上に取り付けられた耐放射線性ＴＶカメラ（３）が使用される。
【００１５】
提案された本方法は、テストサイト（Ｚｅｌｅｎｏｇｒａｄ市街）において60Соガンマ放射線源を用いてテストされた。
【００１６】
本方法が使用され得る、当該の汚染レベルおよび線源のガンマ放射線レベルは、主としてコリメータ付き検出器の指向性係数（directivity coefficient）（または防護（protection））および負荷容量に応じて決まる。
【００１７】
コリメータ付き検出器の軸とレーザ距離計の軸との間の距離は、使用される材料およびこれらのデバイスの設計に応じて決まる。テストの間、次の間隔距離、８０ｍｍ、１００ｍｍ、１２０ｍｍが使用された。
【００１８】
測定は、バックグラウンド放射線レベルが比較的低い室内、およびバックグラウンド放射線レベルが８Ｒ／ｈ未満である特別な地下室内で実行された。
【００１９】
水平方向に間隔が空けられた平行光線間の距離（６５〜２００ｍｍ）に匹敵する直径をもつパイプラインが、地下室内に設置された。レーザ光線がパイプラインによって反射されるとともに、点線源がパイプライン（光学的障害物）をはるかに超えて、またはその逆に位置付けられる状況が観察された。この状況は、事故の起こる散乱した生産施設の典型である。（平行光線が水平方向に１００ｍｍの距離で間隔が空けられた状態で）強度が測定され、そのサイトで線源までの距離が決定された。これらのデータに基づいて、実際の線源の線量率が計算された。次いで、測定された距離の精度を検証するために、距離計の照準軸が１００ｍｍ（光線間の水平方向距離）だけ移動され、測定が繰り返されて距離が記録された。
【００２０】
結果同士が比較された。測定の差異がない場合、情報は信頼性のあるものと見なされた。
【００２１】
線量率は、放射線源までの距離の２乗を使用して計算されるので、距離を決定する際に２倍の誤差があると、線量率が４倍狂うことを必然的に意味し、距離の測定を３倍誤ると、線量率を９倍狂わせることになり、以下同様である。
【００２２】
測定結果の差異が生じた場合には、オペレータが、モバイルプラットフォーム上に取り付けられたＴＶカメラを使用して状況を評価した。次いで、光学的障害物を排除するために、別の観察点から測定が繰り返された。
【００２３】
以前、放射線源の検出時に、提案された方法を適用せずに測定が実行されていたときは、疑わしい場合（関心エリア全体にわたって物体が分散されている場合）には他の観察点から測定が繰り返されなければならなかったが、それは、サイトの幾何形状および散乱した状態のため常に可能であるとは限らなかった。
【００２４】
提案された本方法に従って遠隔から得られた結果を、直接測定の結果と比較すると、明らかにされた「ホットスポット」の座標間の完全な一致が実証された。
【００２５】
かなり遠方の測定を実行する際、ＴＶカメラの画素解像度が光線間のシフトを精密に補償するには不十分となり得るとき、疑わしい結果が生じることがある。具体的な値は、ＴＶカメラの品質（解像度、ズームなど）および処理ハードウェアに応じて決まる。使用されたハードウェアは、８〜１０メートルまでの距離においてシフトが補償されることを可能にした。
【００２６】
提案された方法を、企業テストサイトで較正放射性線源を使用して実際の状態に類似した状態下でテストする間、遠隔線源の強度の誤測定は記録されなかった。
【００２７】
したがって、本方法のテストにより、前述の技術的成果、すなわち、吸収性媒体の特性とは無関係の、線源までの距離が測定される精度の大幅な向上と、その結果として、線源までの距離の測定が不正確なことによる遠隔線源の強度の誤測定の、完全なる排除とを達成したことが、十分に証明された。
【図１】
2019536054.tif 000003
【国際調査報告】
2019536054.tif 000004
2019536054.tif 000005