(57)【要約】【課題】試料採集から放射性ストロンチウムの放射線計測までを簡単にかつ短時間で行う。【解決手段】実施形態によれば、測定対象水に含まれる放射性ストロンチウムを、固相抽出部を用いて測定する放射性ストロンチウム測定装置１００は、採水貯蔵部、試料調整部、乾燥部、取り扱い部、ベータ線計測部５０、振動防止装置３１０および移動機構９０を有する。採水貯蔵部は測定対象水を採取し固相抽出部に送る。試料調整部は、固相抽出部に測定対象水が供給される前に固相抽出部を洗浄し調整する。乾燥部は、測定対象水が固相抽出部に流入し、通過した後に、固相抽出部を乾燥させる。ベータ線計測部５０は乾燥部で乾燥した固相抽出部のベータ線を測定する。振動防止装置３１０は、これらを支持し制振可能に形成されている。移動機構９０はこれらを一体で移動可能とする。【選択図】図１
2015075378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象水に含まれる放射性ストロンチウムを、固相抽出部を用いて測定する放射性ストロンチウム測定装置において、
前記測定対象水を採取し前記固相抽出部に送る採水貯蔵部と、
前記固相抽出部に前記測定対象水が供給される前に前記固相抽出部を洗浄し調整する試料調整部と、
前記測定対象水が前記固相抽出部に流入し、通過した後に、前記固相抽出部を乾燥させる乾燥部と、
前記固相抽出部を取扱い、移動させる取り扱い部と、
前記乾燥部で乾燥した前記固相抽出部のベータ線を測定するベータ線計測部と、
前記採水貯蔵部、前記試料調整部、前記乾燥部、前記取り扱い部および前記ベータ線計測部を支持し、制振可能に形成された振動防止装置と、
前記採水貯蔵部、前記試料調整部、前記乾燥部、前記取り扱い部、前記ベータ線計測部、前記振動防止装置および駆動用の電源を一体で移動可能とする移動機構と、
を備えることを特徴とする放射性ストロンチウム測定装置。
【請求項２】
前記採水貯蔵部、前記試料調整部、前記乾燥部、前記取り扱い部、前記ベータ線計測部を収納する密閉筐体と、
外気を取り込み前記密閉筐体に当該外気を圧送するファンと、
前記外気の取り込み口に設けられたフィルタと、
を有する空気清浄装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の放射性ストロンチウム測定装置。
【請求項３】
前記固相抽出部は、放射性ストロンチウムの抽出と濃縮を行うキレート繊維体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射性ストロンチウム測定装置。
【請求項４】
測定対象水に含まれる放射性ストロンチウムを、固相抽出部を用いて測定する放射性ストロンチウム測定方法において、
前記測定対象水の貯留箇所と採水管を接続する接続ステップと、
前記固相抽出部の洗浄、調整を行う事前調整ステップと、
前記接続ステップおよび前記事前調整ステップの後に、前記測定対象水を採水する採水ステップと、
前記採水ステップの後に、前記固相抽出部を洗浄する洗浄ステップと、
前記洗浄ステップの後に、前記固相抽出部を乾燥部に移動し水分を除去、乾燥する乾燥ステップと、
前記乾燥ステップの後に、前記固相抽出部を取り外す固相抽出部取外しステップと、
前記固相抽出部取外しステップの後に、前記固相抽出部のベータ線計測を行う計測ステップと、
を有することを特徴とする放射性ストロンチウム測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、放射性ストロンチウム測定装置およびこれを用いた放射性ストロンチウム測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性ストロンチウム（９０Ｓｒ）は、５４６ｋｅｖのベータ線のみを放出する放射性同位体である。ベータ線はγ線のように固有のエネルギーを持たないので連続エネルギーとなり、試料に複数の放射性物質が含有される場合、そのままでは放射性ストロンチウムのみを弁別してその放射能濃度を定量化することができない。
【０００３】
このため、一般にはイオン交換法などを用いて試料中から化学的に放射性ストロンチウムだけを分離精製する方法が用いられている。一方、放射性ストロンチウムが壊変して生成される放射性イットリウム（９０Ｙ）は２．２８Ｍｅｖのみのベータ線を放出する。放射性イットリウムのベータ線はエネルギーが高く測定し易いため、放射性ストロンチウムのみを抽出した後、壊変生成される放射性イットリウムが放射性ストロンチウムと放射平衡の条件を満たす２〜３週間程度の期間を経てから測定を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１２０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の放射性ストロンチウム測定方法では、放射能濃度の定量化に２〜３週間程度の時間を要している。更に、地下水などに含まれる放射性ストロンチウムを測定しようとする場合、現地で採集した試料を化学分析室まで運搬する必要があり、運搬に要する時間や運搬時の漏洩による汚染リスクに加えて、必要十分な試料量を確保しにくいといった問題がある。
【０００６】
本発明の実施形態は、試料採集から放射性ストロンチウムの放射線計測までを簡単にかつ短時間で行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本実施形態は、測定対象水に含まれる放射性ストロンチウムを、固相抽出部を用いて測定する放射性ストロンチウム測定装置において、前記測定対象水を採取し前記固相抽出部に送る採水貯蔵部と、前記固相抽出部に前記測定対象水が供給される前に前記固相抽出部を洗浄し調整する試料調整部と、前記測定対象水が前記固相抽出部に流入し、通過した後に、前記固相抽出部を乾燥させる乾燥部と、前記固相抽出部を取扱い、移動させる取り扱い部と、前記乾燥部で乾燥した前記固相抽出部のベータ線を測定するベータ線計測部と、前記採水貯蔵部、前記試料調整部、前記乾燥部、前記取り扱い部および前記ベータ線計測部を支持し、制振可能に形成された振動防止装置と、前記採水貯蔵部、前記試料調整部、前記乾燥部、前記取り扱い部、前記ベータ線計測部、前記振動防止装置および駆動用の電源を一体で移動可能とする移動機構と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本実施形態は、測定対象水に含まれる放射性ストロンチウムを、固相抽出部を用いて測定する放射性ストロンチウム測定方法において、前記測定対象水の貯留箇所と採水管を接続する接続ステップと、前記固相抽出部の洗浄、調整を行う事前調整ステップと、前記接続ステップおよび前記事前調整ステップの後に、前記測定対象水を採水する採水ステップと、前記採水ステップの後に、前記固相抽出部を洗浄する洗浄ステップと、前記洗浄ステップの後に、前記固相抽出部を乾燥部に移動し水分を除去、乾燥する乾燥ステップと、前記乾燥ステップの後に、前記固相抽出部を取り外す固相抽出部取外しステップと、前記固相抽出部取外しステップの後に、前記固相抽出部のベータ線計測を行う計測ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、試料採集から放射性ストロンチウムの放射線計測までを簡単にかつ短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る放射性ストロンチウム測定装置の構成を示す立断面図である。
【図２】実施形態に係る放射性ストロンチウム測定装置の密閉筐体内の構成を示す立断面図である。
【図３】実施形態に係る放射性ストロンチウム測定方法の手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る放射性ストロンチウム測定装置および放射性ストロンチウム測定方法について説明する。
【００１２】
図１は、実施形態に係る放射性ストロンチウム測定装置の構成を示す立断面図である。本実施形態による放射性ストロンチウム測定装置１００は、測定対象水に含まれる放射性ストロンチウムの放射能濃度を、固相抽出部１０１（図２）を用いて測定する。
【００１３】
放射性ストロンチウム測定装置１００は、採水ポンプ１１、非吸着性ろ過部１２、試料作成ユニット８、ベータ線計測部５０、制御部８０、固相抽出部回収部４４、取り合い部７０（図２）、および電源８５を有する。また、放射性ストロンチウム測定装置１００は、制振装置（振動防止装置）３１０、空気清浄装置３２０および移動機構９０を有し、これらが一体で水平に移動可能に形成されている。以下、移動方向を前後方向、移動方向に垂直な水平方向を横方向と呼ぶ。
【００１４】
移動機構９０は、搭載駆動部９１、移動操作部９２および貨物筐体９３を有する。貨物筐体９３は、採水ポンプ１１、非吸着性ろ過部１２、試料作成ユニット８、ベータ線計測部５０、制御部８０、固相抽出部回収部４４、および電源８５を収納する。搭載駆動部９１は、貨物筐体９３を搭載し、水平方向に移動可能に形成されている。移動操作部９２は、搭載駆動部９１に対して移動方向、速度を指示する操作を行う。移動機構９０の一例としてはトラックなどを用いることができる。この場合、搭載駆動部９１がエンジン、ホイール等の駆動機構を含むシャシー、移動操作部９２が運転台、貨物筐体９３が貨物室（荷室）となる。車両の形態によっては搭載駆動部９１、移動操作部９２および貨物筐体９３を一体的に構成することも可能である。
【００１５】
制振装置３１０は、貨物筐体９３内に収納され、採水ポンプ１１、非吸着性ろ過部１２、試料作成ユニット８、ベータ線計測部５０、制御部８０、固相抽出部回収部４４の振動を防止する振動防止装置である。制振装置３１０は、複数の上下方向制振ダンパ３１１、上下方向制振用支持台３１１ａ、複数の前後方向制振ダンパ３１２、前後方向制振用支持台３１２ａ、複数の横方向制振ダンパ３１３、横方向制振用支持台３１３ａを有する。上下方向制振用支持台３１１ａは平板状であって水平に設けられている。上下方向制振用支持台３１１ａは、採水ポンプ１１、非吸着性ろ過部１２、試料作成ユニット８、ベータ線計測部５０、制御部８０、固相抽出部回収部４４を搭載している。
【００１６】
上下方向制振ダンパ３１１は上下方向制振用支持台３１１ａを下方から支持し、鉛直上下方向に対する上下方向制振用支持台３１１ａの振動を抑制する。複数の前後方向制振ダンパ３１２は、前後方向制振用支持台３１２ａを側部から支持し、前後方向に対する振動を抑制する。前後方向制振用支持台３１２ａは、複数の上下方向制振ダンパ３１１を下方から支持する。複数の横方向制振ダンパ３１３は、横方向制振用支持台３１３ａを側部から支持する。横方向制振用支持台３１３ａは、複数の前後方向制振ダンパ３１２を下方から支持する。
【００１７】
なお、制振装置３１０は、３次元のそれぞれの方向に対する制振部分を備えるものに限定されない。３次元に対する制振機能を有するものであればよい。
【００１８】
空気清浄装置３２０は、フィルタ３２１、ファン３２２、ダクト３２３、密閉筐体３２４を有する。ファン３２２は、外気を、フィルタ３２１を介して吸引し、吸引した外気を、ダクト３２３を経由して密閉筐体３２４に圧送する。ファン３２２は、たとえば数ｍｍＡｑないし数１０ｍｍＡｑ程度の低い揚程である。また、密閉筐体３２４は、完全密閉ではなく、ある程度のリークを許容している。したがって、ファン３２２で密閉筐体３２４に圧送することにより、密閉筐体３２４内を微正圧、すなわち、たとえば数ｍｍＡｑ程度に維持することが可能である。フィルタ３２１は、たとえばＨＥＰＡフィルタなどを使用できる。
【００１９】
密閉筐体３２４は、上下方向制振用支持台３１１ａ上に搭載されている。密閉筐体３２４内には、採水ポンプ１１、非吸着性ろ過部１２、試料作成ユニット８、ベータ線計測部５０、制御部８０、固相抽出部回収部４４が収納されている。なお、貨物筐体９３全体を密閉筐体３２４とした構成を採用することもできる。
【００２０】
採水ポンプ１１は、ボーリング孔２０１に貯留する測定対象である水（以下、測定対象水）を、ボーリング孔２０１内に挿入された挿入配管５および採水管７を経由して汲み上げる。接続部６は、貨物筐体９３の外部で、採水管７と挿入配管５との接続、取り外しが可能に形成されている。採水管７の、貨物筐体９３を貫通して密閉筐体３２４までの部分は、貨物筐体９３と密閉筐体３２４との相対変位を吸収するフレキシブルチューブ７ａを有する。
【００２１】
非吸着性ろ過部１２は、測定対象水に含まれる分析対象の物質を吸着する際にその妨げとなる物質、たとえば、地下水に含まれる浮遊物や微生物などを除去する。非吸着性ろ過部１２には、例えばガラス繊維製ろ紙など不活性なフィルタが適用できる。
【００２２】
図２は、実施形態に係る放射性ストロンチウム測定装置の密閉筐体内の構成を示す立断面図である。放射性ストロンチウム測定装置１００は、採水貯蔵部１０、試料調整部２０、取り扱い部７０およびベータ線計測部５０および制御部８０を有する。
【００２３】
採水貯蔵部１０は、測定対象水を固相抽出部１０１まで導くための部分であり、採水ポンプ１１、非吸着性ろ過部１２、採水貯蔵タンク１３および採水供給弁１４を有する。採水貯蔵タンク１３、採水供給弁１４および試料調整部２０は、試料作成ユニット８を構成する。採水貯蔵タンク１３は、非吸着性ろ過部１２で浮遊物や微生物が除去された測定対象水を貯蔵する。採水貯蔵タンク１３の内面は、化学物質などが付着し難いフッ素などをコーティングし、タンク形状も逆円錐状とすることが望ましい。
【００２４】
固相抽出部１０１は、放射性ストロンチウムを選択捕獲して放射性ストロンチウムの抽出と濃縮を行うキレート繊維体であり、通水を確実にするために、たとえば、カートリッジに内包される。キレート繊維体を内包するカートリッジとしては、たとえば、３Ｍ（商標）エムポア（商標）ラドディスクストロンチウム（住友３Ｍ社）が適用できる。
【００２５】
また、３Ｍ（商標）エムポア（商標）ラドディスクストロンチウムを用いて試料水の放射性ストロンチウムの抽出と濃縮を全自動で行う装置としては、例えばＡＱＵＡ  Ｔｒａｃｅ（登録商標）  ＡＳＰＥ７９９（ジーエルサイエンス社）などが適用できる。ＡＱＵＡ  Ｔｒａｃｅ（登録商標）  ＡＳＰＥ７９９を使用することで、試料水の放射性ストロンチウムを濃縮して乾燥された状態のキレート繊維体ができる。
【００２６】
ストロンチウムの抽出と濃縮が完了したカートリッジに内包されたキレート繊維体は、そのままではβ線を計測することができないため、従来は人手を介して分析者などがカートリッジに内包されたキレート繊維体を取り出した後、測定装置にセットして計測を行っていた。本実施形態では、カートリッジからキレート繊維体を取り出す際、人手を介することなく取り扱い部７０で取り出して自動計測を行う。キレート繊維体である固相抽出部１０１を内包したカートリッジは一般に用いられているようなたとえばルアーテーパで上下が結合し、通液し易く、かつ上下に分割可能に形成されている。
【００２７】
試料調整部２０は、測定対象水を固相抽出部１０１に通水する前に、固相抽出部１０１の洗浄、調整を行う部分であり、回転テーブル（搭載部）２１、洗浄液供給部３０、メタノール液供給部３４および硝酸液供給部３７を有する。回転テーブル２１は、固相抽出部１０１の搭載部であり、鉛直方向の中心軸周りを回転する水平の円形の板状で、複数の固相抽出部１０１を互に周方向に間隔をもって同心円状に並べて搭載可能に形成されている。なお、搭載部は回転テーブル２１に限定されない。一周を循環するものであれば、搭載部分が移動するものでもよい。
【００２８】
洗浄液供給部３０は、洗浄液を貯蔵する洗浄液タンク３１、洗浄液供給弁３２および洗浄液を固相抽出部１０１にスプレイするスプレイ部３３を有する。メタノール液供給部３４は、メタノール液を貯蔵するメタノール液供給タンク３５およびメタノール液供給弁３６を有する。硝酸液供給部３７は、硝酸液を貯蔵する硝酸液タンク３８および硝酸液供給弁３９を有する。
【００２９】
取り扱い部７０は、たとえば、ロボットアームであり、固相抽出部１０１を取り扱い、固相抽出部１０１を順次移動させる。固相抽出部１０１は、未使用の固相抽出部１０１が複数格納されている図示しない固相抽出部格納部から取り扱い部７０により自動的に取り出され、回転テーブル２１上に搭載される。測定対象水の通水の後に、固相抽出部１０１は、乾燥部４８での乾燥工程を経た後、ベータ線計測部５０に移動する。
【００３０】
ベータ線計測部５０は、放射性ストロンチウムが吸着されたキレート繊維体のβ線を計測する。ベータ線計測部５０は、例えば４π（または２π）ガスフロー比例計数管によるβ線計測が適用できる。
【００３１】
ベータ線計測部５０での計測の後に、固相抽出部１０１は、固相抽出部回収部４４に回収される。取り扱い部７０は、以上の固相抽出部１０１の移動を行う。
【００３２】
制御部８０は、採水ポンプ１１、回転テーブル２１、スプレイ部３３、乾燥部４８、ベータ線計測部５０および取り扱い部７０への動作指令を発する。また、制御部８０は、採水供給弁１４、洗浄液供給弁３２、メタノール液供給弁３６および硝酸液供給弁３９への開閉指令を発する。
【００３３】
なお、使用済の測定対象水、洗浄液を貯蔵する廃液回収タンク４１、使用済のメタノール液を貯蔵する廃液回収タンク４２、および使用済の硝酸液を貯蔵する廃液回収タンク４３が設けられている。
【００３４】
図３は、実施形態に係る放射性ストロンチウム測定方法の手順を示すフロー図である。
【００３５】
まず、測定対象水の貯留箇所、すなわち地下水採取のためのボーリング孔２０１に挿入した挿入配管５と採水管７を接続部６にて接続する（ステップＳ０１）。また、固相抽出部１０１への通水前に、固相抽出部１０１の洗浄、調整を行う（ステップＳ０２）。ここで、ステップＳ０１とステップＳ０２の前後関係は問わず、並行して実施してもよい。
【００３６】
ステップＳ０１およびステップＳ０２の後に、測定対象水が固相抽出部１０１を通過するように、採水管７から測定対象水を採水する（ステップＳ０３）。すなわち、制御部８０から採水ポンプ１１に起動指令が発せられ、採水ポンプ１１は採水管７を通じて測定対象水を取り出し、固相抽出部１０１に移送する。固相抽出部１０１を通過した測定対象水は廃液回収タンク４１に排出され廃液回収タンク４１に貯蔵される。
【００３７】
ステップＳ０３の後に、固相抽出部１０１を洗浄する（ステップＳ０４）。すなわち、制御部８０は、洗浄液供給弁３２に開信号を発する。洗浄液供給弁３２が開くことにより洗浄液タンク３１から洗浄液が固相抽出部１０１に送られ、固相抽出部１０１が洗浄される。
【００３８】
ステップＳ０４の後に、固相抽出部１０１を乾燥部４８に移動し水分を除去、乾燥する（ステップＳ０５）。すなわち、制御部８０は取り扱い部７０に固相抽出部１０１を回転テーブル２１から乾燥部４８に移動するよう指令信号を発する。乾燥部４８に移された固相抽出部１０１は水分除去、乾燥処理を受ける。
【００３９】
ステップＳ０５の後に、固相抽出部１０１のカートリッジを取り外す（ステップＳ０６）。すなわち、制御部８０は取り扱い部７０に固相抽出部１０１を乾燥部４８から取り出し、固相抽出部１０１のカートリッジの取り外しを指令する。取り扱い部７０は、固相抽出部１０１のカートリッジを取外し、カートリッジ容器に内包されていた固相抽出部１０１を取り出す。
【００４０】
ステップＳ０６の後に、固相抽出部１０１のベータ線計測を行う（ステップＳ０７）。すなわち、制御部８０は取り扱い部７０に固相抽出部１０１をベータ線計測部５０に移送するよう指令を発する。取り扱い部７０が固相抽出部１０１をベータ線計測部５０に移送した後に、制御部８０はベータ線計測部５０に固相抽出部１０１のベータ線計測を指令する。
【００４１】
以上のように、本実施形態における放射性ストロンチウム測定装置１００は、移動可能に構成されていることから、採取した測定対象水を試料作成ユニット８まで運搬する等の作業が不要となり、取扱時間の短縮を図ることができる。また、放射性物質を含む対象物の取扱いにおける作業上の安全性が向上する。
【００４２】
また、固相抽出部１０１の作成およびベータ線計測においては、振動の影響を受けるが、本実施形態における放射性ストロンチウム測定装置１００は、上下方向、進行方向および横方向のそれぞれに制振機能を有している。この結果、測定対象水を採取した後、次の測定対象物が貯留されている場所に移動している途中であっても、固相抽出部１０１の作成およびベータ線計測を継続することができる。
【００４３】
さらに、地中から大気中にはラドン（Ｒｎ）がガス状に上昇しており、ラドンが放射性ストロンチウム測定装置１００に流入すると、装置内に吸着されベータ線計測に大きく影響する。本実施形態における放射性ストロンチウム測定装置１００は、空気清浄装置３２０を備えており、ラドン等の影響を抑制することができる。
【００４４】
また、放射性ストロンチウムを抽出した固相抽出部１０１は固相抽出部回収部４４に収納されるため、放射性ストロンチウムが環境に拡がることもない。
【００４５】
以上のように、本実施形態によれば、試料採集から放射性ストロンチウムの放射能濃度定量化までを簡単にかつ短時間で行うことができる。
【００４６】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、振動防止装置として、制振装置の場合を説明したが、免震装置であってもよい。また、実施形態では、測定対象水は、ボーリング孔２０１内に貯留されている例を示したが、これに限定されない。たとえば、水道水、あるいは湖沼内の水であってもよい。また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。
【００４７】
さらに、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００４８】
実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４９】
５…挿入配管、６…接続部、７…採水管、７ａ…フレキシブルチューブ、８…試料作成ユニット、１０…採水貯蔵部、１１…採水ポンプ、１２…非吸着性ろ過部、１３…採水貯蔵タンク、１４…採水供給弁、２０…試料調整部、２１…回転テーブル（搭載部）、３０…洗浄液供給部、３１…洗浄液タンク、３２…洗浄液供給弁、３３…スプレイ部、３４…メタノール液供給部、３５…メタノール液供給タンク、３６…メタノール液供給弁、３７…硝酸液供給部、３８…硝酸液タンク、３９…硝酸液供給弁、４１、４２、４３…廃液回収タンク、４４…固相抽出部回収部、４８…乾燥部、５０…ベータ線計測部、７０…取り扱い部、８０…制御部、８５…電源、９０…移動機構、９１…搭載駆動部、９２…移動操作部、９３…貨物筐体、１００…放射性ストロンチウム測定装置、１０１…固相抽出部、２０１…ボーリング孔、３１０…制振装置（振動防止装置）、３１１…上下方向制振ダンパ、３１１ａ…上下方向制振用支持台、３１２…前後方向制振ダンパ、３１２ａ…前後方向制振用支持台、３１３…横方向制振ダンパ、３１３ａ…横方向制振用支持台、３２０…空気清浄装置、３２１…フィルタ、３２２…ファン、３２３…ダクト、３２４…密閉筐体
【図１】
2015075378.tif 000003
【図２】
2015075378.tif 000004
【図３】
2015075378.tif 000005