(57)【要約】【課題】現場における作業時間を短くすることが可能な、コンクリートにおける非放射化部分推定方法を提供する。【解決手段】放射化部分と非放射化部分の境界位置が異なる複数のコンクリートを対象とし、それぞれのコンクリートの他方の表面側からγ線を測定した場合のγ線エネルギーと強度との関係を求め、γ線エネルギーと強度との関係からγ線の第一エネルギー値と第二エネルギー値との強度比を求める第一の工程と、それぞれのコンクリートの強度比と境界位置との関係から近似曲線を求める第二の工程と、測定対象であるコンクリートのγ線を、他方の表面側から測定してエネルギーと強度との関係を求め、測定したエネルギーと強度との関係から第一エネルギー値における強度と第二エネルギー値における強度との比を求め、比と第二の工程で求めた近似曲線とから境界位置を推定する第三の工程と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の表面側から放射化されているコンクリートの放射化部分と非放射化部分の境界位置を求めるコンクリートの非放射化部分測定方法であって、
一方の表面側から放射化されているコンクリートであって、放射化部分と非放射化部分の境界位置が異なる複数のコンクリートを対象とし、それぞれの前記コンクリートの他方の表面側からγ線を測定した場合のγ線エネルギーと強度との関係を求め、前記γ線エネルギーと強度との関係から前記γ線の第一エネルギー値と第二エネルギー値との強度比を求める第一の工程と、
それぞれの前記コンクリートの前記強度比と前記境界位置との関係から近似曲線を求める第二の工程と、
測定対象であり、一方の表面側から放射化されているコンクリートのγ線を、他方の表面側から測定してエネルギーと強度との関係を求め、前記測定したエネルギーと強度との関係から前記第一エネルギー値における強度と前記第二エネルギー値における強度との比を求め、前記比と第二の工程で求めた近似曲線とから前記境界位置を推定する第三の工程と、
を有することを特徴とするコンクリートにおける非放射化部分推定方法。
【請求項２】
前記第一の工程では、前記境界位置が異なる複数のコンクリートをコンピュータ上でモデル化し、前記放射化部分から放出される放射線の挙動をシミュレーションすることにより、前記複数のコンクリートの他方の表面側からγ線を測定した場合のγ線エネルギーと強度との関係を求めることを特徴とする請求項１に記載のコンクリートにおける非放射化部分推定方法。
【請求項３】
前記第一エネルギー値は、１２２ｋｅＶであり、前記第二エネルギー値は、１４０８ｋｅＶであることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリートにおける非放射化部分推定方法。
【請求項４】
一方の表面にγ線放出源があるコンクリートの前記一方の表面から他方の表面に至るまでの遮蔽距離を求めるコンクリートの非放射化部分推定方法であって、
一方の表面にγ線放出源があるコンクリートであって、前記遮蔽距離が異なる複数のコンクリートを対象とし、それぞれの前記コンクリートの他方の表面側からγ線を測定した場合のγ線エネルギーと強度との関係を求め、前記γ線エネルギーと強度との関係から前記γ線の第一エネルギー値と第二エネルギー値との強度比を求める第一の工程と、
それぞれの前記コンクリートの前記強度比と前記遮蔽距離との関係から近似曲線を求める第二の工程と、
測定対象であるコンクリートのγ線を、γ線放出源がある一方の表面とは反対側の他方の表面側から測定し、前記第一エネルギー値における強度と前記第二エネルギー値における強度との比を求め、前記比と第二の工程で求めた近似曲線とから前記遮蔽距離を求める第三の工程と、
を有することを特徴とするコンクリートにおける非放射化部分推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートにおける非放射化部分推定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
設計寿命となった原子力発電所は、解体撤去される。その際に発生する放射性廃棄物は、長期保管管理する必要があり、貯蔵施設が必要となる。従って、放射性廃棄物をなるべく減らしたいという要請がある。原子力発電所を構成する建屋等のコンクリートの中には、炉心から漏れてくる中性子線を吸収し放射能を帯びる（以降この現象を「放射化」という）コンクリートがある。この放射化コンクリートは、炉心側が放射化している一方、炉心側とは反対側は、放射化していない場合がある。放射化していない部分のコンクリートは、非放射性廃棄物として、安全に廃棄することができる。従って、表面が放射化しているコンクリートであっても、放射化していない部分を求めたいという要請がある。また、放射化していないコンクリートの表面に放射性物質が付着している場合もある。
【０００３】
従来、一方の表面側が放射化しているコンクリートにおける非放射化部分推定方法としては、コアボーリングを行い、試料を深さ毎に分け、各試料の発する放射能を測定することにより、非放射化部分を推定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、測定対象であるコンクリートに穴をあけ、放射性物質の位置検出可能な検出器を穴に挿入して、放射性物質の位置を測定することにより、非放射化部分を推定する方法がある。また、放射化していないコンクリートの表面に放射性物質が付着している場合も同様の方法でその状態を確認することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５７６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のような方法であるとコアボーリングを行う時間もしくは、測定用の穴をあける時間が必要であり、現場における作業に時間がかかるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コアボーリングを行う方法や測定用の穴を開ける方法と比較して、現場における作業時間を短くすることが可能な、コンクリートにおける非放射化部分推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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るコンクリートにおける非放射化部分推定方法は、一方の表面側から放射化されているコンクリートの放射化部分と非放射化部分の境界位置を求めるコンクリートの非放射化部分測定方法であって、一方の表面側から放射化されているコンクリートであって、放射化部分と非放射化部分の境界位置が異なる複数のコンクリートを対象とし、それぞれの前記コンクリートの他方の表面側からγ線を測定した場合のγ線エネルギーと強度との関係を求め、前記γ線エネルギーと強度との関係から前記γ線の第一エネルギー値と第二エネルギー値との強度比を求める第一の工程と、それぞれの前記コンクリートの前記強度比と前記境界位置との関係から近似曲線を求める第二の工程と、測定対象であり、一方の表面側から放射化されているコンクリートのγ線を、他方の表面側から測定してエネルギーと強度との関係を求め、前記測定したエネルギーと強度との関係から前記第一エネルギー値における強度と前記第二エネルギー値における強度との比を求め、前記比と第二の工程で求めた近似曲線とから前記境界位置を推定する第三の工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るコンクリートにおける非放射化部分推定方法においては、前記第一の工程では、前記境界位置が異なる複数のコンクリートをコンピュータ上でモデル化し、前記放射化部分から放出される放射線の挙動をシミュレーションすることにより、前記複数のコンクリートの他方の表面側からγ線を測定した場合のγ線エネルギーと強度との関係を求めるとよい。
【０００９】
本発明に係るコンクリートにおける非放射化部分推定方法においては、前記第一エネルギー値は、１２２ｋｅＶであり、前記第二エネルギー値は、１４０８ｋｅＶであるとよい。
【００１０】
本発明に係るコンクリートにおける非放射化部分推定方法は、一方の表面にγ線放出源があるコンクリートの前記一方の表面から他方の表面に至るまでの遮蔽距離を求めるコンクリートの非放射化部分推定方法であって、一方の表面にγ線放出源があるコンクリートであって、前記遮蔽距離が異なる複数のコンクリートを対象とし、それぞれの前記コンクリートの他方の表面側からγ線を測定した場合のγ線エネルギーと強度との関係を求め、前記γ線エネルギーと強度との関係から前記γ線の第一エネルギー値と第二エネルギー値との強度比を求める第一の工程と、それぞれの前記コンクリートの前記強度比と前記遮蔽距離との関係から近似曲線を求める第二の工程と、測定対象であるコンクリートのγ線を、γ線放出源がある一方の表面とは反対側の他方の表面側から測定し、前記第一エネルギー値における強度と前記第二エネルギー値における強度との比を求め、前記比と第二の工程で求めた近似曲線とから前記遮蔽距離を求める第三の工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上述の構成によれば、コンクリートの非放射化部分を求める際に、現場では、γ線を測定するだけの作業を行えばよく、コアボーリングを行う方法や測定用の穴を開ける方法と比較して、現場での作業時間を短くすることができる。
【００１２】
また、上述の構成によれば、コアボーリングを行う方法や測定用の穴を開ける方法を使用せずとも、放射化していない、表面が放射性物質で汚染されたコンクリートの厚さを求めることができる。従って、現場では、γ線を測定するだけの作業を行えばよく、現場での作業時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるγ線の強度とエネルギーとの関係を示すグラフである。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１におけるピーク強度比と非放射化部分の厚さとの関係を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１におけるγ線測定方法を示した模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２におけるγ線測定方法を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るコンクリートにおける非放射化部分推定方法の好適な実施の形態について図１〜図４に基づいて詳細に説明する。本発明方法は、原子力発電所の建屋における生体遮蔽壁等の遮蔽体を解体する際等に適用できる。
【００１５】
（実施の形態１）
一方の表面側から放射化されているコンクリートの放射化部分と非放射化部分の境界位置を求める方法について説明する。
【００１６】
第一の工程：先ず、一方の表面側から放射化されているコンクリートであって、一方の表面から他方の表面に至る距離は同一であるが、放射化部分と非放射化部分の境界位置が異なるコンクリートを複数用意する。そして、それぞれのコンクリートの他方の表面側からγ線を測定した場合のγ線エネルギーと強度との関係を求め、このγ線エネルギーと強度との関係からγ線の第一エネルギー値と第二エネルギー値との強度比（第一エネルギー値／第二エネルギー値）を求める。ここで、第一エネルギー値＜第二エネルギー値とする。この工程は、実際の放射化されたコンクリートを複数用意して、測定してもよいし、全てコンピュータ上でシミュレーションしてもよい。
【００１７】
非放射化部分とは、産業廃棄物として廃棄可能な放射能レベルもしくは、非放射化物として再利用可能な放射能レベル等の放射能が所定レベル以下の部分である。コンピュータシミュレーションは、所謂、放射線の輸送計算コードを使用して行うとよい。放射線の輸送計算コードとしては、モンテカルロ法によるものを用いるとよい。
【００１８】
第一の工程をコンピュータシミュレーションで行う場合は、次のように行う。先ず、一方の表面側にある放射線源によって一方の表面側から放射化されているコンクリートをコンピュータ上でモデル化する。具体的には、コンクリートの大きさ、形状を入力する。例えば、コンクリートが直方体の場合、直方体であることと、３辺の長さを入力する。この場合、直方体の一面側から放射化されていると仮定する。尚、コンクリートの寸法としては、最低限、コンクリートの遮蔽厚さを入力すればよい。ここで、遮蔽厚さとは、コンクリートの放射線源側面である一方の表面からその反対側の面である他方の表面までの距離である。また、コンクリートの元素組成とその密度等を入力する。
【００１９】
コンクリート中には、放射化されたユーロピウム１５２が生成されているとし、放射化されたユーロピウム１５２の深度分布を入力する。尚、コンクリート等に中性子等が照射されて生成した放射能は、中性子等が照射された面から遠ざかるに従って指数関数的に減ることが知られており、ユーロピウム１５２の深度分布はそのような分布とする。また、ゲルマニウム半導体検出器（γ線検出器）をコンピュータ上でモデル化を行う。具体的には、ゲルマニウム半導体検出器の元素組成と密度と構造と設置場所とを入力する。
【００２０】
そして、半減期等の核データを用いて、放射化されたユーロピウム１５２から放射されるγ線の挙動をシミュレーションし、ゲルマニウム半導体検出器で得られるγ線の強度とエネルギーとの関係を求める。これを、放射化されているコンクリートの放射化部分と非放射化部分との境界位置を変えて、繰り返しシミュレーションを行う。即ち、放射化されたユーロピウム１５２の深度分布を変えて、繰り返しシミュレーションを行う。尚、境界位置は、放射化部分の他方の表面側端部から他方の表面までの距離として求めるとよい。即ち、境界位置は、他方の表面から境界位置までの距離として求めると良い。図１にシミュレーションから得られたエネルギースペクトルの例を表す図を示す。図１は、上から順に、境界位置が０ｃｍ，２．５ｃｍ，１０ｃｍの場合のエネルギースペクトルを表している。このコンピュータシミュレーションの結果から、放射線のエネルギーが例えば、１２２ｋｅＶ（第一エネルギー値）付近におけるピーク強度と１４０８ｋｅＶ（第二エネルギー値）付近におけるピーク強度との比（強度比）を、放射化部分と非放射化部分との境界位置の異なるコンクリートについてそれぞれ求める。
【００２１】
第二の工程：第一の工程で求めたγ線の１２２ｋｅＶ付近におけるピーク強度及び１４０８ｋｅＶ付近におけるピーク強度の比（１２２ｋｅＶ／１４０８ｋｅＶ）と、放射化部分及び非放射化部分の境界位置（非放射化部分のコンクリート厚さ）と、の関係から、図２に示すように、近似曲線を求める。近似曲線は指数関数となる。図２は、γ線ピーク強度の比（１２２ｋｅＶ／１４０８ｋｅＶ）と非放射化部分のコンクリート厚さとの関係を示すグラフである。
【００２２】
第三の工程：現場において、図３に示すように、測定対象であり、一方の表面５側にある放射線源によって一方の表面５側から放射化されているコンクリート１のγ線を、放射線源側の一方の表面５とは反対側の他方の表面６側からゲルマニウム半導体検出器２で測定する。測定結果から１２２ｋｅＶ付近におけるピーク強度と１４０８ｋｅＶ付近におけるピーク強度との比を求め、この強度比と第二の工程で求めた近似曲線とから放射化部分と非放射化部分との境界位置Ｗ１を推定することができる。境界位置は、他方の表面６からの距離として求めている。尚、符号３は放射化部分を示している。符号４は、非放射化部分を示している。符号Ｗは、コンクリート１の遮蔽厚さを示している。
【００２３】
本発明方法は、低エネルギーのγ線は透過力が弱く、高エネルギーのγ線は透過力が強い性質を利用するものである。本発明方法は、γ線がコンクリート中を通過する距離により、低エネルギーのγ線と高エネルギーのγ線との強度比が変わるということに着目したものである。放射化部分と非放射化部分の境界位置が異なると、他方の表面側に透過してくる放射線の強度が異なる。そこで、透過力の弱い低エネルギーのγ線の強度である第一エネルギー値における強度を、透過力の強い高エネルギーのγ線の強度である第二エネルギー値における強度で割ることにより、その影響を少なくしている。
【００２４】
上述したように、現場では、ゲルマニウム半導体検出器２によって、γ線を測定するだけの作業で済むので、コアボーリングを行う方法や測定用の穴を開ける方法と比較して、現場での作業時間を短くすることができる。また、原子力発電所の建屋等において、コアボーリングや、測定用の穴を開けることができない部位にも、本発明方法を適用することができ、コアボーリングを行う方法や測定用の穴を開ける方法と比較して、適用範囲が広い。
【００２５】
原子力発電所の運転に伴い放射化されるコンクリート中には、主に、コバルト６０と、ユーロピウム１５２が生成される。ユーロピウム１５２から発せられるγ線の主なピークが表れるのは、１２２ｋｅＶ、３４４ｋｅＶ、７７８ｋｅＶ、９６４ｋｅＶ、１０８６ｋｅＶ、１１１２ｋｅＶ、１４０８ｋｅＶである。そこで、本発明方法では、強度のピークが表れる一番小さなエネルギーである１２２ｋｅＶと、一番大きなエネルギーである１４０８ｋｅＶとにおける強度の比を用いている。
【００２６】
尚、本実施の形態１では、強度の比は、１２２ｋｅＶにおける強度と１４０８ｋｅＶにおける強度との比を用いているがこれに限られない。例えば、３４４ｋｅｖにおける強度と１１１２ｋｅｖにおける強度との比を用いても良い。強度の比は、１００ｋｅＶ付近の強度のピークと１０００ｋｅＶ以上の強度のピークとの比であればよい。
【００２７】
もちろん、ユーロピウム１５２以外の核種が発するγ線のピーク比を使用してもよい。即ち、ユーロピウム１５２以外の核種の深度分布を入力してシミュレーションを行っても良い。また、第一の工程では、コンピュータシミュレーションによって強度比を求めたが、実際の放射化コンクリートを使用して強度比を求めてもよい。
【００２８】
本実施の形態１では、境界位置は、他方の表面からの距離として求めたが、これに限られない。例えば、境界位置を一方の表面からの距離として求めても良い。この場合、他方の表面からの距離も知りたい場合、一方の表面から他方の表面までの距離から、一方の表面から境界位置までの距離を減算すればよい。
【００２９】
モンテカルロ法を用いた放射線の輸送計算コードとしては、ＭＣＮＰやＰＨＩＴＳ等がある。
【００３０】
（実施の形態２）
上述の実施の形態１では、測定対象が、放射化されているコンクリートであったが、本発明方法は、図４に示すように、放射化されていないコンクリート１１の一方の表面１３に放射性物質１２（γ線放射源）が付着した汚染コンクリート１０にも適用できる。ここで、コンクリート１１に付着している放射性物質１２は、コンクリートを放射化しないレベルのものであるとする。コンクリートを放射化しないとは、放射化によってコンクリートがγ線を発しないことである。上述の実施の形態１では、放射化部分と非放射化部分との境界位置を変えて強度比を求めたが、本実施の形態２では、放射化部分と非放射化部分との境界位置を変えることに換えて、コンクリート自体の寸法（遮蔽距離）Ｗ２を変えて強度比を求めればよい。寸法Ｗ２は、一方の表面１３からそれと反対側の面である他方の表面１４までの距離である。勿論、γ線は、放射性物質が付着する可能性のある面である一方の表面１３とは反対側の面である他方の表面１４側から測定する。本発明方法によれば、測定対象となるコンクリートの寸法Ｗ２を推定することができる。本発明方法によれば、放射化コンクリートと、放射化されていないコンクリートの一方の表面に低レベルの放射性物質が付着した汚染コンクリートと、を識別することができる。
【００３１】
上述の実施の形態１及び実施の形態２では、何れも直方体状のコンクリートを仮定しているが、これに限られるものではなく、実際の原子炉建屋等の遮蔽壁の構造をコンピュータ上でモデル化してシミュレーションを行っても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１    コンクリート
２    ゲルマニウム半導体検出器
３    放射化部分
４    非放射化部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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