(57)【要約】【課題】対象物の表面及び／又は深度方向における放射性物質の分布状況を評価するために有効な手段を提供する。【解決手段】評価対象物にエネルギー線を照射する工程、及び該評価対象物の被照射部分から分離した試料を１つの試料群として回収する工程、をエネルギー線の照射位置を移動させて繰り返した後、回収した複数の試料群の放射能強度を測定する工程、を含む、評価対象物の表面における放射性物質の分布状況の評価方法。評価対象物にエネルギー線を照射する工程、該評価対象物の同一の被照射部分から分離した試料を所定時間ごとに異なる試料群として回収する工程、及び回収した複数の試料群の放射能強度を測定する工程、を含む、評価対象物の深度方向における放射性物質の分布状況の評価方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象物にエネルギー線を照射する工程、及び
該評価対象物の被照射部分から分離した試料を１つの試料群として回収する工程、
をエネルギー線の照射位置を移動させて繰り返した後、
回収した複数の試料群の放射能強度を測定する工程、
を含む、評価対象物の表面における放射性物質の分布状況の評価方法。
【請求項２】
評価対象物にエネルギー線を照射する工程、
該評価対象物の同一の被照射部分から分離した試料を所定時間ごとに異なる試料群として回収する工程、及び
回収した複数の試料群の放射能強度を測定する工程、
を含む、評価対象物の深度方向における放射性物質の分布状況の評価方法。
【請求項３】
評価対象物にエネルギー線を照射する工程、及び
該評価対象物の同一の被照射部分から分離した試料を所定時間ごとに異なる試料群として回収する工程、
をエネルギー線の照射位置を移動させて繰り返した後、
回収した複数の試料群の放射能強度を測定する工程、
を含む、評価対象物の表面及び深度方向における放射性物質の分布状況の評価方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法により、評価対象物の表面における放射性物質の分布状況を評価した後、
請求項１に記載の方法においてエネルギー線を照射した位置の一部又は全部に対して、請求項２に記載の方法により、評価対象物の深度方向における放射性物質の分布状況を評価する、
評価対象物の表面及び深度方向における放射性物質の分布状況の評価方法。
【請求項５】
エネルギー線がレーザーである、請求項１〜４のいずれかに記載の放射性物質の分布状況の評価方法。
【請求項６】
評価対象物の被照射部分からの分離が昇華によるものである、請求項１〜５に記載の放射性物質の分布状況の評価方法。
【請求項７】
開口部と、当該開口部の背部に移動可能に配置されたフィルム状の基板とを備えた昇華物回収装置を用いて試料の回収を行う、請求項６に記載の放射性物質の分布状況の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質の分布状況を評価するための方法に関し、より詳細には、エネルギー線を用いて評価対象物の表面及び／又は深度方向における放射性物質の分布状況を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉の廃炉、原子炉建屋の解体などの際には、ＩＡＥＡ（国際原子力機関）により定められた仕様に基づいて、原子炉の炉壁、コンクリート構造物等に付着した放射性物質を除去する除染処理を行う必要がある。
【０００３】
従来から存在する除染処理技術としては、例えば、サンドブラストやウォーターブラストといった放射能汚染された物体表面を研削する機械的手法、放射能汚染された物体を酸化剤又は還元剤を含む溶液に浸漬し、汚染物質を溶出させる化学的手法などが知られている。しかしながら、これらの手法により除染処理を行う場合には、大量の二次汚染物が排出されることから環境面の問題点が指摘されている。
【０００４】
そのため、近年では、二次汚染物の排出を極力抑えた除染処理方法として、レーザーを用いたレーザー除染法が注目を集めている（特許文献１等参照）。
【０００５】
しかしながら、レーザー除染法により対象物の除染を行ったとしても、対象物表面の微細な亀裂等に侵入した放射性物質を完全に除去できない可能性がある。そのため、現状では、適切な除染処理を行うため、予め原子炉の運転経歴などから対象物に付着した放射性物質の分布状況などを評価している。しかしながら、このような評価方法は非常に煩雑であることから、より簡便で正確に放射性物質の分布状況を評価できる方法が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１０２８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、評価対象物の表面及び／又は深度方向における放射性物質の分布状況を評価するために有効な手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記した目的を達成すべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、評価対象物にレーザー等のエネルギー線を照射することにより、エネルギー線の被照射部分を昇華などにより対象物から分離させた後、分離した試料を回収し、照射位置又は照射深度を変えてこれを繰り返した後、その放射能強度を測定することによって、非常に簡便な方法で、評価対象物における放射能性物質の分布状況を評価することができることを見出した。本発明者は、かかる知見に基づき、さらなる研究を重ねることにより本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、代表的には、以下の項に記載の放射性物質の分布状況の評価方法を提供するものである。
項１．
評価対象物にエネルギー線を照射する工程、及び
該評価対象物の被照射部分から分離した試料を１つの試料群として回収する工程、
をエネルギー線の照射位置を移動させて繰り返した後、
回収した複数の試料群の放射能強度を測定する工程、
を含む、評価対象物の表面における放射性物質の分布状況の評価方法。
項２．
評価対象物にエネルギー線を照射する工程、
該評価対象物の同一の被照射部分から分離した試料を所定時間ごとに異なる試料群として回収する工程、及び
回収した複数の試料群の放射能強度を測定する工程、
を含む、評価対象物の深度方向における放射性物質の分布状況の評価方法。
項３．
評価対象物にエネルギー線を照射する工程、及び
該評価対象物の同一の被照射部分から分離した試料を所定時間ごとに異なる試料群として回収する工程、
をエネルギー線の照射位置を移動させて繰り返した後、
回収した複数の試料群の放射能強度を測定する工程、
を含む、評価対象物の表面及び深度方向における放射性物質の分布状況の評価方法。
項４．
上記項１に記載の方法により、評価対象物の表面における放射性物質の分布状況を評価した後、
上記項１に記載の方法においてエネルギー線を照射した位置の一部又は全部に対して、上記項２に記載の方法により、評価対象物の深度方向における放射性物質の分布状況を評価する、
評価対象物の表面及び深度方向における放射性物質の分布状況の評価方法。
項５．
エネルギー線がレーザーである、上記項１〜４のいずれかに記載の放射性物質の分布状況の評価方法。
項６． 
評価対象物の被照射部分からの分離が昇華によるものである、上記項１〜５に記載の放射性物質の分布状況の評価方法。
項７．
開口部と、当該開口部の背部に移動可能に配置されたフィルム状の基板とを備えた昇華物回収装置を用いて試料の回収を行う、上記項６に記載の放射性物質の分布状況の評価方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、評価対象物の表面及び／又は深度方向における放射性物質の分布状況を簡便にかつ的確に評価することができる。特に、対象物の除染を行う前に本発明により評価対象物の放射性物質の位置及び／又は深度分布を評価することにより、個々の除染対象物の放射能汚染状況に即して、除染処理を迅速にかつ精度良く行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】エネルギー線の照射位置の移動の概略を示す図面。
【図２】昇華物回収装置の概略を示す図面。
【図３】昇華物回収装置を用いて試料を回収したフィルム状の基板を示す図面。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１３】
評価対象物
本発明における評価対象物は、当該対象物に放射性物質が付着している又は当該対象物それ自体が放射化していると予測されるものであって、後述するエネルギー線の照射によって被照射部分を分離させることができるものであれば、その種類、材質などは特に限定されない。
【００１４】
評価対象物に放射性物質が付着している又は評価対象物それ自体が放射化していると予測されるものとしては、通常、放射性物質を取扱う施設又はその周辺地域における構造物などが挙げられる。具体的には、原子炉、加速器、原子炉建屋、加速器施設、放射性物質の保管施設、再処理工場、核燃料保管施設等における構造物自体の内壁面、床面、天井面、外壁面、屋根等、さらに、これらの構造物内に設置されている装置、機器、備品等を例示することができる。また、評価対象物の材質としては、鉛、チタン、アルミニウム、ジルコニウム等の金属；ステンレス鋼、炭素鋼等の合金；その他、コンクリート、セラミックス、ガラス、合成樹脂など、上記した構造物等において通常用いられる材質が挙げられる。
【００１５】
エネルギー線の照射
本発明では、評価対象物にエネルギー線を照射することによって、エネルギー線の被照射部分を分離させる。照射するエネルギー線は、被照射部分を分離させることができ、かつ後述する放射能強度の測定の際に必要となる最低限以上の量の試料を得ることができるものであればその種類、照射条件などは特に限定されない。エネルギー線の種類としては、例えば、レーザー、イオンビームなどが挙げられるが、中でも、評価対象物の種類や材質などに影響されることなく、被照射部分を効率良く分離させることができることから、エネルギー線はレーザーであることが好ましい。
【００１６】
レーザーを用いる場合、その波長、エネルギー密度などの照射条件、種類、発振方式等はレーザーの被照射部分を分離させることができるものであれば特に限定されない。例えば、高いエネルギー密度でレーザーを照射する場合、評価対象物の表面の微細な凹凸形状に合わせてより精密にレーザーを照射する場合などには、連続発振レーザーを用いることが好ましい。例えば、波長１０７０ｎｍ、エネルギー密度１〜１０ＧＷ／ｃｍ２程度の連続発振レーザーを照射することにより、レーザーの被照射部分を分離させることができる。
【００１７】
エネルギー線の照射による被照射部分の分離の態様は、被照射部分の材質によって異なる。例えば、ステンレス鋼などの合金や金属を材質とする評価対象物にエネルギー線を照射する場合には、エネルギー線の被照射部分が昇華することにより評価対象物から分離される。また、コンクリートを材質とする評価対象物にエネルギー線を照射する場合には、エネルギー線の被照射部分が剥離、破砕等することにより評価対象物から分離される。
【００１８】
また、本発明では、エネルギー線の照射位置及び／又は照射深度を変化させてエネルギー線を照射し、分離した試料を回収することにより、評価対象物の表面及び／又は深度方向における放射性物質の分布状況を評価することができる。
【００１９】
具体的には、評価対象物の表面における放射性物質の分布状況を評価したい場合には、評価対象物の表面の各位置に応じて異なる試料群を回収できるようにエネルギー線を照射すればよい。例えば、評価対象物の任意の位置にエネルギー線を照射し、被照射部分から分離した試料を後述する方法により１つの試料群となるように回収することにより、評価対象物のある位置における試料群を得ることができる。そして、図１に示すように、エネルギー線の照射位置を別の位置へと移動させ、上記と同様にして、当該別の位置にエネルギー線を照射し、被照射部分から分離した試料を回収することにより、当該別の位置における試料群を得ることができる。このように、エネルギー線の照射、試料の回収及び照射位置の移動という工程を繰り返すことにより、評価対象物の表面の各位置に応じた試料群を得ることができる。そして、得られた各試料群の放射能強度を後述する方法により測定することによって、評価対象物の表面における放射性物質の分布状況（放射性物質の位置分布）を評価することができる。
【００２０】
エネルギー線の照射位置の移動間隔は、後述する放射能強度の測定の際に必要となる最低限以上の量の試料を対象物から分離させることが可能な時間であれば特に限定されず、照射するエネルギー線の種類、照射条件、評価対象物の材質などに応じて適宜設定すればよい。
【００２１】
例えば、ステンレス鋼を材質とする評価対象物のある位置に対して特定条件のエネルギー線を照射した場合に、１０秒で当該対象物表面から試料を分離させることができることが予め分かっているような場合には、エネルギー線をある位置に１０秒間照射した後、照射位置を移動させればよい。
【００２２】
エネルギー線の照射位置の移動距離、即ち、エネルギー線を照射した位置と、移動後の位置との間隔は特に限定されず、照射するエネルギー線の集光径、所望する放射性物質の位置分布の精度等に応じて適宜決定すればよい。
【００２３】
エネルギー線の照射、試料の回収及び照射位置の移動の各工程を繰り返す回数は、特に限定されず、評価対象物の表面積、所望する放射性物質の位置分布の精度等に応じて適宜決定すればよい。
【００２４】
また、評価対象物の深度方向における放射性物質の分布状況を評価したい場合には、評価対象物の任意の位置における深さごとに異なる試料群を回収できるようにエネルギー線を照射すればよい。例えば、評価対象物の任意の位置にエネルギー線を照射し、同一の被照射部分から分離した試料を後述する方法により所定時間ごとに回収することによって、評価対象物の任意の位置における深さごとの試料を得ることができる。そして、得られた試料群の放射能強度を後述する方法により測定することによって、評価対象物の任意の位置における深度方向の放射性物質の分布状況（放射性物質の深度分布）を評価することができる。
【００２５】
エネルギー線を照射する時間は、後述する放射能強度の測定の際に必要となる最低限以上の量の試料を対象物から分離させることができる時間であれば特に限定されず、照射するエネルギー線の種類、照射条件、対象物の材質などに応じて適宜設定すればよい。
【００２６】
例えば、ステンレス鋼を材質とする評価対象物のある位置に対して特定条件のエネルギー線を照射した場合に、４０秒で当該対象物の任意の位置を４０μｍの深さまで分離させることができることが予め分かっているような場合には、単位時間当たりに分離できる深さが１μｍ／秒であると概算できる。よって、評価対象物の表面から５０μｍの深さまでの放射性物質の分布状況を評価したい場合には、５０秒間エネルギー線を同一の位置に照射すればよく、エネルギー線の照射により同一の被照射部分から分離した試料を後述する方法により所定時間ごとに異なる試料群となるように回収すればよい。
【００２７】
さらに、評価対象物の表面及び深度方向の放射性物質の分布状況を同時に評価したい場合には、上記した２つのエネルギー線の照射方法を組み合わせればよい。
【００２８】
具体的には、評価対象物の任意の位置にエネルギー線を照射し、同一の被照射部分から分離した試料を後述する方法により所定時間ごとに回収し、評価対象物の任意の位置の深度ごとの試料群を得る。その後、エネルギー線の照射位置を別の位置に移動させ、同様にして移動後の位置にエネルギー線を照射する。これらの工程を繰り返すことにより、評価対象物の表面及び深度方向の試料群を得ることができる。そして得られた試料群の放射能強度を後述する方法により測定することで、評価対象物の表面及び深度方向の放射性物質の分布状況（放射性物質の位置及び深度分布）を評価することができる。
【００２９】
また、その他の方法としては、評価対象物の任意の位置にエネルギー線を照射し、被照射部分から分離した試料を後述する方法により回収した後、エネルギー線の照射位置を別の任意の位置へ移動する工程を繰り返し行い、評価対象物の表面の試料群を得る。そして、得られた試料群の放射能強度を後述する方法により測定することにより、先ず評価対象物の表面の放射性物質の分布状況を評価することができる。その後、上記においてエネルギー線を照射した位置の一部又は全部に再びエネルギー線を照射し、同一の被照射部分から分離した試料を後述する方法により所定時間ごとに異なる試料群として回収することにより、評価対象物の深度方向における試料群を得ることができる。そして得られた試料群の放射能強度を後述する方法により測定することで、評価対象物の深度方向の放射性物質の分布状況を評価することができる。この例では、先ず評価対象物における放射性物質の位置分布を評価することができるため、得られた位置分布の評価結果に基づいて、深度分布を評価したい位置に対してエネルギー線を照射すればよい。
【００３０】
評価対象物から分離した試料の回収
本発明では、評価対象物にエネルギー線を照射することにより被照射部分から分離した試料を回収する。当該試料の回収手段は、後述する放射能強度の測定の際に必要となる最低限以上の量の試料を回収できる手段であれば特に限定されない。
【００３１】
また、試料の回収の際に用いる装置なども特に限定されず、エネルギー線の照射によって起こる被照射部分の分離の態様に応じて適宜設定すればよい。
【００３２】
例えば、ステンレス鋼などの合金又は金属を材質とする評価対象物にエネルギー線を照射する場合には、エネルギー線の被照射部分が昇華することにより対象物から分離される。この場合、昇華した試料を基板に蒸着させることによって、評価対象物から分離した試料を回収することができる。昇華した試料を蒸着させる基板としては、蒸着時の条件下において変質の生じないものであればよい。具体的にはマイラー（登録商標）、アルミ箔などのフィルム状物を例示することができる。
【００３３】
また、コンクリートなどを材質とする評価対象物にエネルギー線を照射する場合には、エネルギー線の被照射部分が剥離、破砕等することにより評価対象物から分離される。この場合には、剥離、破砕等した試料を吸引することにより捕集可能な装置を用いることにより、評価対象物から分離した試料を回収することができる。このような装置としては、集塵機などが挙げられる。
【００３４】
本発明では、前記したエネルギー線の照射方法に応じて回収方法を設定することにより、評価対象物の表面及び／又は深度方向における放射性物質の分布状況を評価することができる。
【００３５】
具体的には、評価対象物の表面における放射性物質の分布状況を評価したい場合には、上記したように、評価対象物の任意の位置にエネルギー線を照射し、被照射部分から分離した試料を回収した後、エネルギー線の照射位置を当該位置から別の任意の位置に移動させる。この場合、エネルギー線の照射位置ごとに異なる試料群となるように試料を回収すればよい。そして、回収した各試料群の放射能強度を後述する方法により測定することで、評価対象物の表面における放射性物質の分布状況を評価することができる。
【００３６】
エネルギー線の照射位置ごとに異なる試料群となるように回収する方法について具体的に説明すると、例えば、１０秒間隔でエネルギー線の照射位置を移動させる場合、１０秒間エネルギー線を照射することにより評価対象物から分離した試料を第１の試料群として回収し、照射位置を移動させて１０秒間エネルギー線を照射することにより評価対象物から分離した試料を第２の試料群として回収すればよい。
【００３７】
また、昇華した試料を効率よく回収できる装置として、図２に示すように、開口部と当該開口部の背部に移動可能に配置されたフィルム状の基板を有する昇華物回収装置などが挙げられる。この装置において用いるフィルム状物は、容易に移動できるように巻き取り可能なものであることが好ましい。
【００３８】
上記した昇華物回収装置を用いて試料を回収する場合には、照射位置の移動に応じてフィルム状の基板を移動させ、照射位置ごとに試料が蒸着していないフィルム面が開口部に現れるようにすればよい。例えば、上記の例において当該装置を用いる場合には、エネルギー線の照射位置の移動に応じて１０秒ごとにフィルム状の基板を移動させればよい。
【００３９】
また、評価対象物の深度方向における放射性物質の分布状況を評価したい場合には、上記したように、評価対象物の任意の位置にエネルギー線を照射し、所定時間ごとに同一の被照射部分から分離した試料を異なる試料群となるように回収する。このように、エネルギー線を任意の位置において照射し、同一の被照射部分から分離した試料を所定時間ごとに回収することにより、評価対象物の任意の位置における深さごとに異なる試料群を得ることができる。そして得られた試料群の放射能強度を後述する方法により測定することで、評価対象物の任意の位置における深度方向の放射性物質の分布状況を評価することができる。
【００４０】
エネルギー線の被照射部分から分離した試料を回収する間隔は、照射するエネルギー線の種類、照射条件、評価対象物の材質などに応じて適宜設定すればよい。例えば、ステンレス鋼を材質とする評価対象物のある位置に対して特定条件のエネルギー線を照射した場合に、４０秒で当該対象物の任意の位置を４０μｍの深さまで分離させることができることが予め分かっているような場合には、単位時間当たりの分離できる深さが１μｍ／秒であると概算できる。よって、評価対象物の表面から５０μｍの深さまで、２μｍの深さごとの放射性物質の分布状況を評価したい場合には、２秒間で評価対象物から分離した試料を第１の試料群として回収し、次の２秒間で評価対象物から分離した試料を第２の試料群となるように回収間隔を設定すればよい。即ち、この例では、同一の被照射部分から分離した試料を合計で２５個の試料群となるように試料の回収間隔を２秒間に設定すればよい。
【００４１】
また、上記した昇華物回収装置を用いて試料を回収する場合には、エネルギー線の照射時間に応じてフィルム状の基板を移動させ、設定した照射時間ごとに試料が蒸着していないフィルム面が開口部に現れるようにすればよい。例えば、上記の例において当該装置を用いる場合には、２秒ごとにフィルム状の基板を移動させればよい。
【００４２】
さらに、評価対象物の表面及び深度方向の放射性物質の分布状況を評価したい場合には、上記した２つの回収方法をエネルギー線の照射方法に応じて組み合わせればよい。
【００４３】
放射能強度の測定
本発明では、回収した試料の放射能強度を測定する。放射能強度の測定の際に使用する機器については特に限定されず、放射性物質の核種、放射線の種類等に応じて適切な機器を用いて測定すればよい。
【００４４】
放射能強度の測定は、回収した試料群ごとに行えばよい。例えば、評価対象物の表面の位置に応じて異なる試料群となるように試料を回収した場合には、各試料群の放射能強度を測定することにより、評価対象物表面の各位置における放射能強度のデータを得ることができる。また、評価対象物の深度に応じて異なる試料群となるように試料を回収した場合には、各試料群の放射能強度を測定することにより、評価対象物の任意の位置における各深度における放射能強度のデータを得ることができる。
【００４５】
また、上記した昇華物回収装置を用いて試料を回収した場合には、図３に示すように、評価対象物の各位置又は各深度に応じて異なる試料群となるように試料が蒸着したフィルム状の基板が得られる。よって、フィルム状の基板に蒸着した試料群ごとに放射能強度を測定することにより、評価対象物の各位置又は各深度における放射能強度のデータを得ることができる。
【００４６】
このようにして得られた放射能強度のデータに基づいて、評価対象物の表面及び／又は深度方向における放射性物質の分布状況を評価することができる。
【００４７】
また、上記の方法により得られた放射能強度のデータに基づいて、コンピュータ処理などにより、グラフ化、地図化（マッピング）等することにより、評価対象物の表面及び／又は深度方向における放射性物質の分布状況を視覚的に評価することができる。
【図１】
2015175699.tif 000002
【図２】
2015175699.tif 000003
【図３】
2015175699.tif 000004