(57)【要約】【課題】放射性物質である溶融固化物について大がかりな加工を要することなく迅速かつ簡易に、精度良くウランやプルトニウムを測定すること。【解決手段】溶融固化した放射性物質Ｗの重量を計測する秤量部２と、放射性物質Ｗから放射されるα線核種のＬ−Ｘ線を検出するＬ−Ｘ線検出部３と、放射性物質Ｗの表面にレーザ光を照射して放射性物質Ｗの表面から出る微粒子の元素分析を行うレーザ分析部４と、秤量部２による計測結果およびＬ−Ｘ線検出部３による検出結果により放射性物質Ｗ内の放射性核種間の推定重量比を求め、かつ当該推定重量比を補正係数としてレーザ分析部４による分析結果を補正し、放射性物質Ｗ内のα線核種の濃度を算出する算出部６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融固化した放射性物質の重量を計測する秤量部と、
前記放射性物質から放射されるα線核種のＬ−Ｘ線を検出するＬ−Ｘ線検出部と、
前記放射性物質の表面にレーザ光を照射して前記放射性物質の表面から出る微粒子の元素分析を行うレーザ分析部と、
前記秤量部による計測結果および前記Ｌ−Ｘ線検出部による検出結果により前記放射性物質内の放射性核種間の推定重量比を求め、かつ当該推定重量比を補正係数として前記レーザ分析部による分析結果を補正し、前記放射性物質内のα線核種の濃度を算出する算出部と、
を備えることを特徴とする放射性物質分析装置。
【請求項２】
前記Ｌ−Ｘ線検出部は、超伝導転移端マイクロメータ検出器であることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質分析装置。
【請求項３】
前記レーザ分析部は、前記放射性物質を載置する載置部と、前記載置部を囲むレーザ照射空間を形成するセルと、前記載置部に向けてレーザ光を照射するレーザ照射部と、前記セルの外部に前記放射性物質の表面から出る微粒子を移送する微粒子移送管と、前記微粒子移送管により移送された微粒子を元素分析する誘導結合プラズマ質量分析部と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の放射性物質分析装置。
【請求項４】
前記Ｌ−Ｘ線検出部は、前記レーザ分析部の前記載置部に載置される前記放射性物質から放射されるＬ−Ｘ線を検出することを特徴とする請求項３に記載の放射性物質分析装置。
【請求項５】
前記載置部は、載置する前記放射性物質を３次元で移動可能に設けられた移動機構を有することを特徴とする請求項３または４に記載の放射性物質分析装置。
【請求項６】
前記載置部に載置される前記放射性物質を撮影可能に設けられたカメラを有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載の放射性物質分析装置。
【請求項７】
溶融固化した放射性物質の重量を計測する秤量工程と、
前記放射性物質から放射されるα線核種のＬ−Ｘ線を検出するＬ−Ｘ線検出工程と、
前記放射性物質の表面にレーザ光を照射して前記放射性物質の表面から出る微粒子の元素分析を行うレーザ分析工程と、
前記秤量工程で計測した重量および前記Ｌ−Ｘ線検出工程で検出したＬ−Ｘ線により前記放射性物質内の放射性核種間の推定重量比を求め、かつ当該推定重量比を補正係数として前記レーザ分析工程で分析した分析結果を補正し、前記放射性物質内のα線核種の濃度を算出する算出工程と、
を含むことを特徴とする放射性物質分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉格納容器や原子炉圧力容器の内部にある放射性物質を分析するための放射性物質分析装置および分析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントとして、例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）や沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）がある。加圧水型原子炉は、軽水を原子炉冷却材および中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する。一方、沸騰水型原子炉は、軽水を原子炉冷却材および中性子減速材として使用し、この軽水を炉心で沸騰させて蒸気を発生させ、この蒸気を直接タービン発電機に送って発電する。
【０００３】
原子炉にて、原子炉格納容器は、岩盤等の堅固な地盤上に立設され、鉄筋コンクリートなどにより内部に複数のコンパートメントが区画されている。そして、このコンパートメントを画成する筒形状をなすコンクリート構造物により、中心部に原子炉容器が垂下して支持され、その下方にキャビティが画成されている。この原子炉は、原子炉容器内に複数の燃料棒と所定数の制御棒が格子状に配列されて格納されている。
【０００４】
ところで、原子力発電プラントにて、過酷事故（シビアアクシデント）が発生した場合、緊急炉心冷却装置が作動し、原子炉容器の内部の炉心を冷却することで発生する熱を十分に除去する。ところが、この緊急炉心冷却装置が故障すると、炉心を冷却することができず、原子炉容器の内部の炉心が溶融し、溶融した燃料などの溶融物がキャビティへ落下する。そして、この溶融物は、キャビティで受け止められ、冷却水により冷却して安全性が確保される。その後、冷却されて固化した溶融物（以下、溶融固化物という）は、所定温度まで低下した後に、専用の収納容器などに収納されて外部に搬出される。
【０００５】
搬出された溶融固化物を分析設備にて分析することで、原子炉の破損状態などを把握することが可能である。ただし、分析設備での溶融固化物の受け入れにおいて、放射性のウラン（Ｕ）やプルトニウム（Ｐｕ）の受入量を管理することが必要になる。
【０００６】
従来、例えば、特許文献１〜特許文献３には、ウランやプルトニウムの測定について示されている。しかし、特許文献１〜特許文献３において測定対象となる放射性物質は、上述したような溶融固化物ではない。
【０００７】
また、上述したように、分析設備での溶融固化物の受け入れに当たって受入量の管理という観点でウランやプルトニウムの測定をする場合、大がかりな加工を要することなく迅速かつ簡易に、ある程度の精度をもって測定することが望まれている。しかし、溶融固化物は、形状が不確定でウランやプルトニウムの濃度分布が不均一であり、裁断や成形が必要である。裁断や成形は、測定までに日数を要し、受け入れ時での迅速な測定が困難である。
【０００８】
また、既存の分析手法の問題として、ウランやプルトニウムの定量精度が低いことがある。例えば、γ線スペクトロメトリを用いた分析では、α線核種であるウランやプルトニウムの検出感度が低く、かつ形状不確定のため測定効率の校正が困難である。中性子線計測では、限定された遮蔽空間のなかで長時間の計測を行わなければ検出感度が得られず、短時間ではウランやプルトニウムの識別および同位体の識別ができない。蛍光Ｘ線を用いた分析では、ウランやプルトニウム以外の他の放射線核種が存在している場合、検出器が飽和してノイズの影響が大きく、かつ浸透深さに限界があり深部の測定が困難である。従って、溶融固化物の迅速かつ簡易な計測について確立されていないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６１−２６２６８９号公報
【特許文献２】特開２００５−４３１７３号公報
【特許文献３】特開２０１２−２２０２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、放射性物質である溶融固化物について大がかりな加工を要することなく迅速かつ簡易に、精度良くウランやプルトニウムを測定することのできる放射性物質分析装置および分析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】
【００１１】
上述の目的を達成するために、第１の発明の放射性物質分析装置は、溶融固化した放射性物質の重量を計測する秤量部と、前記放射性物質から放射されるα線核種のＬ−Ｘ線を検出するＬ−Ｘ線検出部と、前記放射性物質の表面にレーザ光を照射して前記放射性物質の表面から出る微粒子の元素分析を行うレーザ分析部と、前記秤量部による計測結果および前記Ｌ−Ｘ線検出部による検出結果により前記放射性物質内の放射性核種間の推定重量比を求め、かつ当該推定重量比を補正係数として前記レーザ分析部による分析結果を補正し、前記放射性物質内のα線核種の濃度を算出する算出部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この放射性物質分析装置によれば、放射性物質の重量およびα線核種のＬ−Ｘ線から放射性物質内の放射性核種間の推定重量比を求め、放射性物質の表面から出る微粒子の元素分析結果を推定重量比で補正することで、放射性物質内のα線核種の濃度を算出するため、放射性物質である溶融固化物について大がかりな加工を要することなく迅速かつ簡易に、精度良くα線核種であるウランやプルトニウムを測定することができる。
【００１３】
第２の発明の放射性物質分析装置は、第１の発明において、前記Ｌ−Ｘ線検出部は、超伝導転移端マイクロメータ検出器であることを特徴とする。
【００１４】
この放射性物質分析装置によれば、超伝導転移端マイクロメータ検出器は、例えば、ゲルマニウム半導体検出器と比較してエネルギー分解能に優れ、数十〜数百ｅＶの分解能を有しており、かつ数〜数十ｋｅＶ程度の低エネルギー範囲のＬ−Ｘ線の検出が可能であり、かつウランやプルトニウム以外の他の放射性核種の高エネルギーγ線のノイズの影響が小さいため、ウランやプルトニウムのエネルギーを弁別することができる。
【００１５】
第３の発明の放射性物質分析装置は、第１または第２の発明において、前記レーザ分析部は、前記放射性物質を載置する載置部と、前記載置部を囲むレーザ照射空間を形成するセルと、前記載置部に向けてレーザ光を照射するレーザ照射部と、前記セルの外部に前記放射性物質の表面から出る微粒子を移送する微粒子移送管と、前記微粒子移送管により移送された微粒子を元素分析する誘導結合プラズマ質量分析部と、を有することを特徴とする。
【００１６】
この放射性物質分析装置によれば、大がかりな加工を要することなく迅速かつ簡易に、放射性物質の表面における元素分析を行って、放射性物質の表面における元素濃度のマッピングを実施することができる。
【００１７】
第４の発明の放射性物質分析装置は、第３の発明において、前記Ｌ−Ｘ線検出部は、前記レーザ分析部の前記載置部に載置される前記放射性物質から放射されるＬ−Ｘ線を検出することを特徴とする。
【００１８】
この放射性物質分析装置によれば、Ｌ−Ｘ線検出部によるＬ−Ｘ線の検出と、レーザ分析部による元素分析とを同じ載置部に載置される放射性物質に対して行うことができ、迅速かつ簡易なウランやプルトニウムの測定を実施することができる。
【００１９】
第５の発明の放射性物質分析装置は、第３または第４の発明において、前記載置部は、載置する前記放射性物質を３次元で移動可能に設けられた移動機構を有することを特徴とする。
【００２０】
この放射性物質分析装置によれば、移動機構により放射性物質を３次元で移動させることで、不定形状の放射性物質の表面へのレーザ光の照射を行うことができる。
【００２１】
第６の発明の放射性物質分析装置は、第３〜第５のいずれか一つの発明において、前記載置部に載置される前記放射性物質を撮影可能に設けられたカメラを有することを特徴とする。
【００２２】
この放射性物質分析装置によれば、カメラにより放射性物質へのレーザ光の照射位置の確認や焦点合わせを行うことができる。
【００２３】
上述の目的を達成するために、第７の発明の放射性物質分析方法は、溶融固化した放射性物質の重量を計測する秤量工程と、前記放射性物質から放射されるα線核種のＬ−Ｘ線を検出するＬ−Ｘ線検出工程と、前記放射性物質の表面にレーザ光を照射して前記放射性物質の表面から出る微粒子の元素分析を行うレーザ分析工程と、前記秤量工程で計測した重量および前記Ｌ−Ｘ線検出工程で検出したＬ−Ｘ線により前記放射性物質内の放射性核種間の推定重量比を求め、かつ当該推定重量比を補正係数として前記レーザ分析工程で分析した分析結果を補正し、前記放射性物質内のα線核種の濃度を算出する算出工程と、を含むことを特徴とする。
【００２４】
この放射性物質分析方法によれば、放射性物質の重量およびα線核種のＬ−Ｘ線から放射性物質内の放射性核種間の推定重量比を求め、放射性物質の表面から出る微粒子の元素分析結果を推定重量比で補正することで、放射性物質内のα線核種の濃度を算出するため、放射性物質である溶融固化物について大がかりな加工を要することなく迅速かつ簡易に、精度良くα線核種であるウランやプルトニウムを測定することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、放射性物質である溶融固化物について大がかりな加工を要することなく迅速かつ簡易に、精度良くウランやプルトニウムを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る放射性物質分析装置の構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る放射性物質分析装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２８】
原子力発電プラントにおいて、過酷事故（シビアアクシデント）が発生した際に、緊急炉心冷却装置が故障し、炉心を冷却することができず、原子炉容器の内部の炉心が溶融し、溶融した燃料などの溶融物が原子炉容器の下方にあるコンクリート製のキャビティへ落下した場合を想定したものである。溶融物は、キャビティで受け止められ、冷却水により冷却されて安全性が確保される。その後、溶融物は、冷却により固化した溶融固化物となり、所定温度まで低下した後、例えば、分析設備にて分析することが検討されている。本実施形態の放射性物質分析装置は、放射性物質としての溶融固化物の分析設備における受入量の管理のため、溶融固化物に含まれ得る放射性のウラン（Ｕ）やプルトニウム（Ｐｕ）の濃度を分析するものである。また、分析対象となる放射性物質としての溶融固化物は、キャビティから取り出されたままの状態であり、分析のための裁断や成形が行われていないものである。
【００２９】
図１は、本実施形態に係る放射性物質分析装置の構成図である。放射性物質分析装置１は、主に、秤量部２と、Ｌ−Ｘ線検出部３と、レーザ分析部４と、カメラ５と、算出部６と、を有する。
【００３０】
秤量部２は、溶融固化した放射性物質Ｗの重量を計測（秤量）するもので、例えば、ロードセルなどからなる。この秤量部２は、本実施形態ではレーザ分析部４にて放射性物質Ｗを載置するための後述する載置部４１に配置されている。
【００３１】
Ｌ−Ｘ線検出部３は、放射性物質Ｗから放射されるＬ−Ｘ線を検出するものである。放射性物質Ｗにウランやプルトニウムのようなα線核種が含まれる場合において、α崩壊の際にＬ殻の軌道に電子が遷移して発生する電磁波であるＸ線であるＬ−Ｘ線が発生する。Ｌ−Ｘ線検出部３は、超伝導転移端マイクロメータ検出器（ＴＥＳ検出器：Superconducting  Phase  Transition  Edge  Sensor  Microcalorimeter）であり、超伝導を利用してＸ線などの微小な熱量を測定する。そのため、Ｌ−Ｘ線検出部３は、Ｌ−Ｘ線を検知するＸ線検出器３１と、Ｘ線検出器３１を冷却するための冷凍機３２およびケーシング３３と、で構成される。
【００３２】
レーザ分析部４は、放射性物質Ｗの表面にレーザ光を照射して放射性物質Ｗの表面から出る微粒子の元素分析を行うものである。レーザ分析部４は、放射性物質Ｗを載置する載置部４１と、載置部４１を囲むレーザ照射空間Ｓを形成するセル４２と、載置部４１に向けてレーザ光を照射するレーザ照射部４３と、セル４２の外部に放射性物質Ｗの表面から出る微粒子を移送する微粒子移送管４４と、微粒子移送管４４により移送された微粒子を元素分析する誘導結合プラズマ質量分析部（ＩＣＰ−ＭＳ）４５と、を有する。
【００３３】
載置部４１は、セル４２の内部に配置され、放射性物質Ｗを載置する。上述したように、放射性物質Ｗとしての溶融固化物は、キャビティから取り出されたままの状態であり、分析のために裁断や成形されていない。そのため、載置部４１は、放射性物質Ｗを保持する保持機構４１ａを有する。保持機構４１ａは、例えば、放射性物質Ｗを挟み持つものである。また、載置部４１は、レーザ照射部４３からのレーザ光を放射性物質Ｗに対して所定距離および所定角度で照射させるため、レーザ光と放射性物質Ｗを相対的に３次元で移動可能に設けられた移動機構４１ｂを有する。移動機構４１ｂは、載置部４１に固定される放射性物質Ｗに対してレーザ光の距離および角度を変えられるようにレーザ照射部４３側に設けられていてもよいが、本実施形態における移動機構４１ｂは、Ｘ線検出器３１に対して載置部４１に載置される放射性物質Ｗを相対的に３次元で移動できるように載置部４１に設けられていることが好ましい。
【００３４】
セル４２は、レーザ照射空間Ｓを形成する。本実施形態においてセル４２は、アルゴン（Ａｒ）ガスが注入されるガス注入部４２ａを有し、アルゴンガスが封入されたレーザ照射空間Ｓを形成する。
【００３５】
レーザ照射部４３は、レーザユニット（ＹＡＧレーザユニット）４３ａと、光学系４３ｂを有する。レーザユニット４３ａは、レーザ光源およびレーザ発振器を有する。光学系４３ｂは、レーザユニット４３ａから発振されたレーザ光を、載置部４１に載置される放射性物質Ｗに向けて照射させるもので、本実施形態では、ミラーレンズ４３ｂａと集光レンズ４３ｂｂとを備えるが、ミラーレンズ４３ｂａに代えて光ファイバ（図示せず）を用いてもよい。
【００３６】
誘導結合プラズマ質量分析部４５は、上述したように、微粒子移送管４４により移送された微粒子を元素分析する。レーザ照射部４３により載置部４１に載置される放射性物質Ｗの表面にレーザ光を照射させる（レーザアブレーション）。すると、放射性物質Ｗの表面に存在する元素（微粒子）が瞬間的に気化して電離しプラズマ化する。このプラズマ化された元素を、高周波電圧を印可した電極内に通過させる事によって目的イオンを質量電荷比の違いで分離し、それらのイオン強度を測定することで放射性物質Ｗの表面に含有する元素濃度を特定する。そして、移動機構４１ｂにより放射性物質Ｗを３次元で移動させてレーザ光を照射させることで、放射性物質Ｗの異なる部分の元素濃度を計測でき、この元素濃度をマッピングできる。なお、この誘導結合プラズマ質量分析部４５により計測される元素濃度は、放射線核種以外の元素濃度も含む。
【００３７】
カメラ５は、載置部４１に載置される放射性物質Ｗを撮影するものである。
【００３８】
算出部６は、秤量部２で計測される放射性物質Ｗの重量と、Ｌ−Ｘ線検出部３で検出される放射性物質Ｗから放射されるＬ−Ｘ線と、レーザ分析部４で分析される放射性物質Ｗの表面の元素濃度と、に基づき、対象とする放射性核種（本実施形態ではウランやプルトニウム）の濃度を算出する。具体的に、算出部６は、秤量部２で計測される放射性物質Ｗの質量、およびＬ−Ｘ線検出部３で検出されるＬ−Ｘ線により放射性物質Ｗ内の放射性核種間の推定重量比を求める。ある特定の核種の公知の１Ｂｑ当たりの重量（Ｍｂ（ｇ／Ｂｑ）とする）に、Ｌ−Ｘ線検出部３で検出されるＬ−Ｘ線の検出数である崩壊数をかけると、分析対象である放射性物質Ｗにおける核種の推定重量（Ｗ１（ｇ）＝Ｎ１×Ｍｂとする）が求められる。そして、この推定重量の計算を各核種で行うことにより、放射性物質Ｗ中の放射線核種間の推定重量比が求められる。さらに、算出部６は、この推定重量比を補正係数とし、レーザ分析部４で分析される放射性物質Ｗの表面の元素濃度を補正することで、マッピングされた放射性物質Ｗ内の放射性核種の濃度を算出する。この算出部６は、制御部６１に内蔵または接続されている。
【００３９】
制御部６１は、コンピュータであって、上述した秤量部２、Ｌ−Ｘ線検出部３（Ｘ線検出器３１および冷凍機３２）、レーザ分析部４（保持機構４１ａ、移動機構４１ｂ、レーザ照射部４３、および誘導結合プラズマ質量分析部４５）、カメラ５、算出部６に電気的に接続され、放射性物質分析装置１を統括的に制御する。
【００４０】
図２は、本実施形態に係る放射性物質分析装置の動作であって制御部６１の制御動作を示すフローチャートである。図２に示すように、制御部６１は、秤量部２により載置部４１に載置された放射性物質Ｗの重量を測定した測定結果を取得する（ステップＳ１［秤量工程］）。次に（または同時に）、制御部６１は、Ｌ−Ｘ線検出部３により載置部４１に載置された放射性物質Ｗから放射されるＬ−Ｘ線を検出した検出結果を取得する（ステップＳ２［Ｌ−Ｘ線検出工程］）。ステップＳ２の検出において、ウラン（Ｕ）やプルトニウム（Ｐｕ）が検出されない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御部６１は、この放射性物質Ｗを計量対象外として（ステップＳ４）、本制御を終了する。一方、ステップＳ２の検出において、ウランやプルトニウムが検出された場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御部６１は、算出部６において、秤量部２による計測結果およびＬ−Ｘ線検出部３による検出結果により放射性物質Ｗ内の放射性核種間の推定重量比を求める（ステップＳ５［算出工程］）。また、ステップＳ２の検出において、ウランやプルトニウムが検出された場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御部６１は、レーザ分析工程で分析した分析結果を取得する（ステップＳ６〜ステップＳ８［レーザ分析工程］）。具体的には、ステップＳ６において、レーザ照射部４３により載置部４１に載置された放射性物質Ｗの表面にレーザ光を照射させる（レーザアブレーション）。そして、ステップＳ７において、レーザアブレーションにより放射性物質Ｗの表面から瞬間的に気化して電離した元素（微粒子）を、微粒子移送管４４で誘導結合プラズマ質量分析部４５に移送させる（微粒子の移送）。そして、ステップＳ８において、移送された元素を誘導結合プラズマ質量分析部４５でプラズマ化させ、放射性物質Ｗの表面に含有する元素濃度を特定する。このレーザ分析工程の後、制御部６１は、算出部６において、ステップＳ５で求めた推定重量比を補正係数とし、レーザ分析工程で分析した分析結果を補正し、放射性物質Ｗ内のウランやプルトニウムの濃度を算出し（ステップＳ９［算出工程］）、本制御を終了する。なお、ステップＳ９では、制御部６１は、算出部６において、ウランやプルトニウム以外の元素濃度も算出する。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態の放射性物質分析装置１は、溶融固化した放射性物質Ｗの重量を計測する秤量部２と、放射性物質Ｗから放射されるα線核種のＬ−Ｘ線を検出するＬ−Ｘ線検出部３と、放射性物質Ｗの表面にレーザ光を照射して放射性物質Ｗの表面から出る微粒子の元素分析を行うレーザ分析部４と、秤量部２による計測結果およびＬ−Ｘ線検出部３による検出結果により放射性物質Ｗ内の放射性核種間の推定重量比を求め、かつ当該推定重量比を補正係数としてレーザ分析部４による分析結果を補正し、放射性物質Ｗ内のα線核種の濃度を算出する算出部６と、を備える。
【００４２】
この放射性物質分析装置１によれば、放射性物質Ｗの重量およびα線核種のＬ−Ｘ線から放射性物質Ｗ内の放射性核種間の推定重量比を求め、放射性物質Ｗの表面から出る微粒子の元素分析結果を推定重量比で補正することで、放射性物質Ｗ内のα線核種の濃度を算出するため、放射性物質である溶融固化物について大がかりな加工を要することなく迅速かつ簡易に、精度良くα線核種であるウランやプルトニウムを測定することができる。
【００４３】
また、本実施形態の放射性物質分析装置１では、Ｌ−Ｘ線検出部３は、超伝導転移端マイクロメータ検出器であることが好ましい。
【００４４】
この放射性物質分析装置１によれば、超伝導転移端マイクロメータ検出器は、例えば、ゲルマニウム半導体検出器と比較してエネルギー分解能に優れ、数十〜数百ｅＶの分解能を有しており、かつ数〜数十ｋｅＶ程度の低エネルギー範囲のＬ−Ｘ線の検出が可能であり、かつウランやプルトニウム以外の他の放射性核種のノイズの影響が小さいため、ウランやプルトニウムのエネルギーを弁別することができる。
【００４５】
また、本実施形態の放射性物質分析装置１では、レーザ分析部４は、放射性物質Ｗを載置する載置部４１と、載置部４１を囲むレーザ照射空間Ｓを形成するセル４２と、載置部４１に向けてレーザ光を照射するレーザ照射部４３と、セル４２の外部に放射性物質Ｗの表面から出る微粒子を移送する微粒子移送管４４と、微粒子移送管４４により移送された微粒子を元素分析する誘導結合プラズマ質量分析部４５と、を有する。
【００４６】
この放射性物質分析装置１によれば、大がかりな加工を要することなく迅速かつ簡易に、放射性物質Ｗの表面における元素分析を行って、放射性物質Ｗの表面における元素濃度のマッピングを実施することができる。
【００４７】
また、本実施形態の放射性物質分析装置１では、Ｌ−Ｘ線検出部３は、レーザ分析部４の載置部４１に載置される放射性物質Ｗから放射されるＬ−Ｘ線を検出する。
【００４８】
この放射性物質分析装置１によれば、Ｌ−Ｘ線検出部３によるＬ−Ｘ線の検出と、レーザ分析部４による元素分析とを同じ載置部４１に載置される放射性物質Ｗに対して行うことができ、迅速かつ簡易なウランやプルトニウムの測定を実施することができる。
【００４９】
また、本実施形態の放射性物質分析装置１では、載置部４１は、載置する放射性物質Ｗを３次元で移動可能に設けられた移動機構４１ｂを有する。
【００５０】
この放射性物質分析装置１によれば、移動機構４１ｂにより放射性物質Ｗを３次元で移動させることで、不定形状の放射性物質Ｗの表面へのレーザ光の照射を行うことができる。
【００５１】
また、本実施形態の放射性物質分析装置１では、載置部４１に載置される放射性物質Ｗを撮影可能に設けられたカメラ５を有する。
【００５２】
この放射性物質分析装置１によれば、カメラ５により放射性物質Ｗへのレーザ光の照射位置の確認や焦点合わせを行うことができる。
【００５３】
また、本実施形態の放射性物質分析方法は、溶融固化した放射性物質Ｗの重量を計測する秤量工程と、放射性物質Ｗから放射されるα線核種のＬ−Ｘ線を検出するＬ−Ｘ線検出工程と、放射性物質Ｗの表面にレーザ光を照射して放射性物質Ｗの表面から出る微粒子の元素分析を行うレーザ分析工程と、秤量工程で計測した重量およびＬ−Ｘ線検出工程で検出したＬ−Ｘ線により放射性物質Ｗ内の放射性核種間の推定重量比を求め、かつ当該推定重量比を補正係数としてレーザ分析工程で分析した分析結果を補正し、放射性物質Ｗ内のα線核種の濃度を算出する算出工程と、を含む。
【００５４】
この放射性物質分析方法によれば、放射性物質Ｗの重量およびα線核種のＬ−Ｘ線から放射性物質Ｗ内の放射性核種間の推定重量比を求め、放射性物質Ｗの表面から出る微粒子の元素分析結果を推定重量比で補正することで、放射性物質Ｗ内のα線核種の濃度を算出するため、放射性物質Ｗである溶融固化物について大がかりな加工を要することなく迅速かつ簡易に、精度良くα線核種であるウランやプルトニウムを測定することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  放射性物質分析装置
２  秤量部
３  Ｌ−Ｘ線検出部
４  レーザ分析部
４１  載置部
４１ｂ  移動機構
４２  セル
４３  レーザ照射部
４４  微粒子移送管
４５  誘導結合プラズマ質量分析部
５  カメラ
６  算出部
Ｓ  レーザ照射空間
Ｗ  放射性物質
【図１】
2015187554.tif 000003
【図２】
2015187554.tif 000004