(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽水とホウ素を含む水溶液とのうちの少なくとも一方を含む液体を測定対象物と放射線検出器との間に前記測定対象物と前記放射線検出器とを結ぶ線分の方向における幅の大きさが変化する横断面形状に形成されて前記液体を貯留させるための水槽を用いて介在させ、前記放射線検出器から出力される放射線の検出値に応じて前記測定対象物と前記放射線検出器とを結ぶ線分の方向と直交する方向に前記水槽を移動させることによって前記測定対象物と前記放射線検出器との間に介在する前記液体の前記測定対象物と前記放射線検出器とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させながら測定を行うことを特徴とする放射線測定方法。
【請求項２】
前記測定対象物と前記放射線検出器との間の距離及び前記放射線検出器に備えられたコリメータの通過孔の孔部形状を用いて前記放射線検出器の応答関数を計算して波高スペクトルをエネルギー毎のガンマ線に分解することを特徴とする請求項１記載の放射線測定方法。
【請求項３】
前記測定対象物と前記放射線検出器との間の距離及び前記放射線検出器に備えられたコリメータの通過孔の孔部形状を用いて前記放射線検出器の検出効率を計算して前記測定対象物のガンマ線発生数を算定することを特徴とする請求項１記載の放射線測定方法。
【請求項４】
軽水とホウ素を含む水溶液とのうちの少なくとも一方を含む液体の中に配設される測定対象物との間に前記液体を介在させた状態で計測を行う放射線検出器と、前記測定対象物と前記放射線検出器とを結ぶ線分の方向における幅の大きさが変化する横断面形状に形成されて前記液体を貯留させるための水槽と、前記放射線検出器から出力される放射線の検出値に応じて決定された前記測定対象物と前記放射線検出器との間の距離の変更に関する制御信号を出力する制御装置とを有し、前記制御信号に応じて前記測定対象物と前記放射線検出器とを結ぶ線分の方向と直交する方向に前記水槽を移動させることによって前記測定対象物と前記放射線検出器との間に介在する前記液体の前記測定対象物と前記放射線検出器とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させながら測定を行うことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項５】
軽水とホウ素を含む水溶液とのうちの少なくとも一方を含む液体の中に配設される測定対象物との間に前記液体を介在させた状態で計測を行う放射線検出器と、前記測定対象物と前記放射線検出器との間に配設されるコリメータと、前記測定対象物と前記放射線検出器とを結ぶ線分の方向における幅の大きさが変化する横断面形状に形成されて前記液体を貯留させるための水槽と、前記コリメータの通過孔の孔部形状を変更する開口面積変更手段と、前記放射線検出器から出力される放射線の検出値に応じて決定された前記測定対象物と前記放射線検出器との間の距離の変更に関する制御信号を出力すると共に前記放射線検出器から出力される前記放射線の検出値に応じて決定された前記コリメータの通過孔の孔部形状の変更に関する制御信号を前記開口面積変更手段に対して出力する制御装置とを有し、前記距離の変更に関する制御信号に応じて前記測定対象物と前記放射線検出器とを結ぶ線分の方向と直交する方向に前記水槽を移動させることによって前記測定対象物と前記放射線検出器との間に介在する前記液体の前記測定対象物と前記放射線検出器とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させながら測定を行うことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項６】
前記測定対象物と前記放射線検出器との間の距離及び前記コリメータの通過孔の孔部形状を用いて前記放射線検出器の応答関数を計算して波高スペクトルをエネルギー毎のガンマ線に分解する応答関数計算手段を更に有することを特徴とする請求項５記載の放射線測定装置。
【請求項７】
前記測定対象物と前記放射線検出器との間の距離及び前記コリメータの通過孔の孔部形状を用いて前記放射線検出器の検出効率を計算して前記測定対象物のガンマ線発生数を算定する検出効率計算手段を更に有することを特徴とする請求項５記載の放射線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線測定方法及び放射線測定装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば原子炉内で使用された使用済燃料やそれを含む溶融物や混合物などの放射線強度が不明である放射線源のスペクトル測定に用いて好適な放射線測定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用済燃料集合体から放出される例えばガンマ線等の放射線を測定する従来の放射線測定装置として、燃料集合体から放出される放射線を制限するコリメータ，当該コリメータを通過した放射線を検出するシンチレータ若しくは半導体検出器，及び放射線の入射によってシンチレータで発生する光に基づいて電気信号である第１放射線検出信号を生成する信号生成装置若しくは半導体検出器で放射線によって生成される電荷を収集して電気信号を生成する信号生成装置をケーシング内に配置して構成される第１放射線測定装置と、信号生成装置から出力される第１放射線検出信号の第１最大波高値を求めるデジタル波形処理装置と、当該デジタル波形処理装置で得られる複数の第１最大波高値を用いてターゲット核種を定量するデータ解析装置とを備えるものがある（例えば特許文献１が挙げられる）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９８０４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の放射線測定装置では、放射線源の放射線強度に応じて関心領域からの放射線検出率を調整し、適切な計測レンジでの計測、言い換えると、良好な精度が保証された適切な放射線計数率レベルでの計測が常に行われるようにすることはできない。このため、特許文献１の放射線測定装置は、多様な放射線源のスペクトル測定を行う装置として、特に、放射線強度が不明である放射線源のスペクトル測定を行う装置として、汎用性が高いとは言い難い。
【０００５】
具体的には、原子炉内で使用された使用済燃料や使用済燃料が一部付着した廃棄物からの放射線を測定してこのような使用済燃料や廃棄物の物理的・化学的特性を把握する際に、表面の放射線（具体的には、ガンマ線）の発生強度が対象物によって数桁ないし十数桁も異なる場合がある。一般的なガンマ線スペクトル測定では１秒間に１０万程度のガンマ線計測が限界であり、これよりも計数率が大きい場合には何らかの調整措置を講じなければ測定を行うことができない。また、計数率が小さ過ぎる場合にも何らかの調整措置を講じなければ適切なガンマ線計測、言い換えると短時間でも良好な精度が保証されたガンマ線計測を行うことができない。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の放射線測定装置は、放射線の発生強度が数桁ないし十数桁の範囲で大きく異なる場合でも放射線の発生強度に対応して適切な放射線計数率レベルでの計測が行われるように関心領域からの放射線検出を調整する仕組みは備えていない。このため、特許文献１の放射線測定装置は、多様な放射線源のスペクトル測定を行う装置として、特に、放射線強度が不明である放射線源のスペクトル測定を行う装置として、汎用性が高いとは言い難い。
【０００７】
そこで、本発明は、何桁にも及ぶ測定対象物の放射線強度に対応して良好な精度が保証された放射線計測を行うことができ、しかも、測定対象物の放射線強度が不明であっても良好な精度が保証された放射線計測を行うことができる放射線測定方法及び放射線測定装置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】
【０００８】
かかる目的を達成するため、本発明の放射線測定方法は、軽水とホウ素を含む水溶液とのうちの少なくとも一方を含む液体を測定対象物と放射線検出器との間に測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向における幅の大きさが変化する横断面形状に形成されて液体を貯留させるための水槽を用いて介在させ、放射線検出器から出力される放射線の検出値に応じて測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向と直交する方向に水槽を移動させることによって測定対象物と放射線検出器との間に介在する液体の測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させながら測定を行うようにしている。
【０００９】
また、本発明の放射線測定装置は、軽水とホウ素を含む水溶液とのうちの少なくとも一方を含む液体の中に配設される測定対象物との間に液体を介在させた状態で計測を行う放射線検出器と、測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向における幅の大きさが変化する横断面形状に形成されて液体を貯留させるための水槽と、放射線検出器から出力される放射線の検出値に応じて決定された測定対象物と放射線検出器との間の距離の変更に関する制御信号を出力する制御装置とを有し、制御信号に応じて測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向と直交する方向に水槽を移動させることによって測定対象物と放射線検出器との間に介在する液体の測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させながら測定を行うようにしている。
【００１０】
したがって、これらの放射線測定方法や放射線測定装置によると、測定対象物と放射線検出器との間に液体を介在させて放射線の検出値に応じて測定対象物と放射線検出器との間に介在する液体の測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させながら測定を行うようにしているので、放射線の発生強度が対象物によって大きく異なる場合でも放射線の発生強度に対応して適切な放射線計数率レベルでの計測が実施されるように関心領域からの放射線検出の調整が行われる。
【００１３】
また、本発明の放射線測定装置は、軽水とホウ素を含む水溶液とのうちの少なくとも一方を含む液体の中に配設される測定対象物との間に液体を介在させた状態で計測を行う放射線検出器と、測定対象物と放射線検出器との間に配設されるコリメータと、測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向における幅の大きさが変化する横断面形状に形成されて液体を貯留させるための水槽と、コリメータの通過孔の孔部形状を変更する開口面積変更手段と、放射線検出器から出力される放射線の検出値に応じて決定された測定対象物と放射線検出器との間の距離の変更に関する制御信号を出力すると共に放射線検出器から出力される放射線の検出値に応じて決定されたコリメータの通過孔の孔部形状の変更に関する制御信号を開口面積変更手段に対して出力する制御装置とを有し、距離の変更に関する制御信号に応じて測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向と直交する方向に水槽を移動させることによって測定対象物と放射線検出器との間に介在する液体の測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させながら測定を行うようにしている。
【００１４】
したがって、この放射線測定装置によると、測定対象物と放射線検出器との間に液体を介在させて放射線の検出値に応じて測定対象物と放射線検出器との間に介在する液体の測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させると共にコリメータの通過  
【００１５】
孔の孔部形状を変化させながら測定を行うようにしているので、放射線の発生強度が対象物によって大きく異なる場合でも放射線の発生強度に対応して適切な放射線計数率レベルでの計測が実施されるように関心領域からの放射線検出の調整が行われる。特に、測定対象物と放射線検出器との間に介在する液体の前記方向の寸法の最大値に制約がある場合でも、コリメータの通過孔の孔部形状を変化させることを併用することにより、放射線の発生強度が非常に大きく異なっても適切な放射線計数率レベルでの計測が実施されるように関心領域からの放射線検出の調整が行われる。
【００１６】
また、本発明の放射線測定方法は、測定対象物と放射線検出器との間の距離及び放射線検出器に備えられたコリメータの通過孔の孔部形状を用いて放射線検出器の応答関数を計算して波高スペクトルをエネルギー毎のガンマ線に分解するようにしても良く、また、本発明の放射線測定装置は、測定対象物と放射線検出器との間の距離及びコリメータの通過孔の孔部形状を用いて放射線検出器の応答関数を計算して波高スペクトルをエネルギー毎のガンマ線に分解する応答関数計算手段を更に有するようにしても良い。これらの場合には、コリメータの形状や測定対象物と放射線検出器との間の距離（両者の間に介在する液体の測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向の寸法）が定まると、測定対象となるガンマ線が放射線検出器に入るまでに受ける散乱やその飛行方向が定められるので放射線検出器で観測され計測される信号の波高スペクトル、即ち応答関数が演算できるところ、分解能が十分でない放射線検出器で複数のエネルギーのガンマ線を検出する場合に、この応答関数を使うことにより、測定された波高スペクトルを各エネルギーのガンマ線に分解することができる。すなわち、応答関数を計算することにより、複数のエネルギーのガンマ線を同時に測定し、その個々の発生率が評価され得る。
【００１７】
また、本発明の放射線測定方法は、測定対象物と放射線検出器との間の距離及び放射線検出器に備えられたコリメータの通過孔の孔部形状を用いて放射線検出器の検出効率を計算して測定対象物のガンマ線発生数を算定するようにしても良く、また、本発明の放射線測定装置は、測定対象物と放射線検出器との間の距離及びコリメータの通過孔の孔部形状を用いて放射線検出器の検出効率を計算して測定対象物のガンマ線発生数を算定する検出効率計算手段を更に有するようにしても良く、これらの場合には、コリメータの形状や測定対象物と放射線検出器との間の距離（両者の間に介在する液体の測定対象物と放射線検出器とを結ぶ線分の方向の寸法）が定まると、ガンマ線の透過や放射線検出器の有効部の限定などにより、発生したガンマ線が放射線検出器で信号を作る検出効率が定まり、ガンマ線計数率をその検出効率で除すことにより、ガンマ線発生数が算定され得る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の放射線測定方法や放射線測定装置によれば、放射線の発生強度が対象物によって大きく異なる場合でも放射線の発生強度に対応して適切な放射線計数率レベルでの計測が実施されるように関心領域からの放射線検出の調整を行うことができるので、放射線の発生強度が対象物によって大きく異なる場合でも良好な精度が保証された放射線計測を行うことが可能になり、このため、多様な放射線源の放射線測定を行う装置としての、しかも、放射線強度が不明である放射線源の放射線測定を行う装置としての汎用性を向上させることが可能になる。
【００１９】
さらに、本発明の放射線測定方法や放射線測定装置は、放射線検出器の応答関数を計算するようにしたり、放射線検出器の検出効率を計算するようにしたりしても良く、これらの場合には、応答関数を計算することによって複数のエネルギーのガンマ線を同時に測定して個々の発生率を評価することが可能になったり、検出効率を計算することによってガンマ線計数率をその検出効率で除してガンマ線発生数を算定することが可能になったりする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の放射線測定方法及び放射線測定装置の第一の実施形態の一例を示す概略構成図である（バケット，計測槽，及び検出器室は縦断面図である）。
【図２】本発明の放射線測定方法及び放射線測定装置の第一の実施形態の他の例を示す概略構成図である（制御装置に関する構成の図示は省略している）。（Ａ）は平面図である。（Ｂ）側面図である（バケット及び検出器室は縦断面図である）。
【図３】本発明の放射線測定装置の第二の実施形態の一例を示す概略構成図である（バケット及びケーシングは縦断面図である）。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１に、本発明の放射線測定方法及び放射線測定装置の第一の実施形態の一例を示す。
【００２３】
この放射線測定方法は、軽水とホウ素を含む水溶液とのうちの少なくとも一方を含む液体８を測定対象物１と放射線検出器２との間に介在させ、放射線検出器２から出力される放射線の検出値に応じて測定対象物１と放射線検出器２との間に介在する液体８の測定対象物１と放射線検出器２とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させながら測定を行うようにしている。
【００２４】
また、第一の実施形態の放射線測定装置は、軽水とホウ素を含む水溶液とのうちの少なくとも一方を含む液体８の中に配設される測定対象物１との間に液体８を介在させた状態で計測を行う放射線検出器２と、測定対象物１と放射線検出器２との間に配設されるコリメータ３と、測定対象物１と放射線検出器２との間の距離を変更してこれらの間に介在する液体８の測定対象物１と放射線検出器２とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させる距離変更手段４と、コリメータ３の通過孔３ａの孔部形状を変更する開口面積変更手段５と、放射線検出器２から出力される放射線の検出値に応じて決定された測定対象物１と放射線検出器２との間の距離の変更に関する制御信号を距離変更手段４に対して出力すると共に放射線検出器２から出力される放射線の検出値に応じて決定されたコリメータ３の通過孔３ａの孔部形状の変更に関する制御信号を開口面積変更手段５に対して出力する制御装置１０とを有する。
【００２５】
本発明における測定対象物１は放射線源である。本発明では、種々の放射線源を測定対象とすることができ、特に、放射線強度が不明である放射線源を測定対象とすることができる。本発明における測定対象物１としては、具体的には例えば使用済燃料やそれを含む溶融物や混合物（燃料デブリとも呼ばれる）が挙げられる。
【００２６】
測定対象物１は、計測槽９内に貯められた液体８に浸漬させられる。
【００２７】
液体８は、軽水とホウ素を含む水溶液とのうちの少なくとも一方を含むものであれば良く、具体的には、軽水のみ，ホウ素を含む水溶液のみ，または軽水とホウ素を含む水溶液との混合液でも良いし、或いは、軽水とホウ素を含む水溶液とのうちの少なくとも一方と例えば重水などの他の液体との混合液でも良い。
【００２８】
計測槽９は、液体８を貯留するために少なくとも側壁・周壁と床とを有すると共に水密性を備えるように形成され、また、必要に応じ、外部への放射線の漏洩を防止するために放射線遮蔽体によって形成される。
【００２９】
なお、測定対象物１である放射線源がもともと収容・貯蔵されているプールや貯留槽などが、具体的には例えば、測定対象物１としての使用済燃料が貯蔵されている使用済燃料プールが、計測槽９として用いられるようにしても良い。
【００３０】
そして、測定対象物１は、当該測定対象物１を当該測定対象物１と放射線検出器２とを結ぶ線分上を直線移動させ得る距離変更手段４により、計測槽９内の液体８の中に吊されて配置させられる。
【００３１】
距離変更手段４は、測定対象物１と放射線検出器２との間の距離の大きさを変化させると共に変化させた後の距離を保持させるものである。
【００３２】
距離変更手段４は、測定対象物１と放射線検出器２との間の距離が変化するように測定対象物１を移動させ得るものであれば特定の仕組みに限定されるものではなく、例えば天井クレーンとも呼ばれるクレーンなどが用いられ得る。具体的には例えば、図１に示す例のように、走行軌道４ａとトロリ４ｂなどを有するクレーンが用いられ得る。
【００３３】
距離変更手段４は、測定対象物１と放射線検出器２との間の距離を、無段階で連続的に変化させるものであることが好ましいものの、所定のピッチで段階的に変化させるものであっても構わない。
【００３４】
本実施形態では、また、トロリ４ｂに連結されたワイヤロープ４ｃに取り付けられたバケット４ｄの中に収容されて測定対象物１が液体８の中に吊されて配置させられる。
【００３５】
放射線検出器２は、測定対象物１から放出（言い換えると、放射）される放射線を入力部（図示されていない）を介して検出するものである。
【００３６】
放射線検出器２としては、あくまで一例として挙げれば、具体的には例えば、ゲルマニウム半導体検出器やＬａＢｒ３(Ｃｅ)シンチレーション検出器などが用いられ得る。
【００３７】
放射線検出器２は、本実施形態では、計測槽９に併設された検出器室６内に収容されて配設される。
【００３８】
検出器室６は、放射線検出器２の入力部側が開口している筐体状に形成され、計測槽９に対して固定されて設けられる。
【００３９】
検出器室６は、例えば鉛や鉄やステンレス鋼などの放射線遮蔽体によって形成されることが好ましいものの、放射線が完全に遮蔽される必要はない。具体的には例えば、コリメータ３の通過孔３ａを通じて透過し放射線検出器２に入射するガンマ線の時間あたりの入射率が適切であり、それ以外の箇所から放射線検出器２に入射するガンマ線の時間あたりの入射率がコリメータ３の通過孔３ａを通じて透過し放射線検出器２に入射するガンマ線の時間あたりの入射率の１割程度に遮蔽できれば問題ない。
【００４０】
図１に示す例では、計測槽９の側壁・周壁の外面側から当該側壁・周壁の肉厚のうちの液体８側の一部を残すように凹部が形成され、当該凹部に検出器室６の開口する部分の端部が嵌め合わされて検出器室６が計測槽９に固定されて取り付けられる。
【００４１】
検出器室６の設置の態様は、図１に示す例に限定されるものではなく、例えば計測槽９の側壁・周壁に凹部が形成されることなく側壁・周壁の外面に検出器室６の開口部分の端面が当接させられて固定されて取り付けられるようにしても良い。さらに言えば、検出器室６が計測槽９から離れた場所に位置固定されて設置されるようにしても良い。
【００４２】
放射線検出器２の入力部側と測定対象物１との間にコリメータ３が設けられる。
【００４３】
コリメータ３は、放射線遮蔽体によって形成されると共に放射線を通過させる通過孔３ａを有し、測定対象物１から放出（放射）されて放射線検出器２に入射する放射線を制限するものである。このため、コリメータ３の通過孔３ａは、放射線検出器２の入力部に正対する測定対象物１に向かう方向に設けられる。
【００４４】
なお、コリメータ３を形成する放射線遮蔽体としては、具体的には例えば、鉛，鉄，ステンレス鋼，炭素鋼，タングステンが用いられ得る。
【００４５】
コリメータ３は、本実施形態では、検出器室６内に配設され、更に詳細には、放射線検出器２の入力部側と計測槽９の側壁・周壁との間に配設される。
【００４６】
そして、コリメータ３に対して作用し得るように、開口面積変更手段５が設けられる。
【００４７】
開口面積変更手段５は、コリメータ３の通過孔３ａの孔部形状（言い換えると、通過孔３ａの開口面積）の大きさを変化させると共に変化させた後の孔部形状を保持させるものである。
【００４８】
開口面積変更手段５は、通過孔３ａの孔部形状（開口面積）を変化させ得るものであれば、特定の仕組みに限定されるものではない。具体的には例えば、コリメータ３の通過孔３ａがスリット状（即ち、細長矩形）に形成されてこのスリットの幅（言い換えると、矩形短辺方向の寸法）を変化させるものでも良いし、通過孔３ａが円形に形成されてこの円形の直径の寸法を変化させるものでも良い。
【００４９】
図１に示す例では、放射線遮蔽体で直方体状（インゴット）に形成されて上下に対向して配置された一対の遮蔽体３Ａ，３Ｂによってコリメータ３が構成され、これら上下一対の遮蔽体３Ａ，３Ｂの間の空間が通過孔３ａ（或いは、スリット３ａとも言い得る）として機能する。また、上下一対の遮蔽体３Ａ，３Ｂはそれぞれこれらを左右方向において挟むように配設された左右一対のレールスライダによって上下動可能に支持される。そして、上下一対の遮蔽体３Ａ，３Ｂの上下方向（符号２１の両矢印の方向）の間隔が開口面積変更手段５としての左右一対のレールスライダによって変化させられることにより、通過孔３ａの孔部形状が変化させられる。
【００５０】
開口面積変更手段５は、コリメータ３の通過孔３ａの孔部形状を、無段階で連続的に変化させるものであることが好ましいものの、所定のピッチで段階的に変化させるものであっても構わない。
【００５１】
放射線検出器２には、制御指令や種々のデータ等の信号の送受信（即ち出入力）が相互に行われ得るように制御装置１０が電気的に接続される。
【００５２】
放射線検出器２と制御装置１０とは、図１に示す例では、検出器室６に設けられた貫通孔を通過するケーブルが用いられる信号送受の仕組みを介して信号の送受信が可能であるように接続される。
【００５３】
なお、放射線検出器２と制御装置１０とは、各々に接続された無線信号送受信機が用いられる無線による信号送受の仕組みを介して信号の送受信が可能であるように接続されるようにしても良い。
【００５４】
そして、放射線検出器２により、測定対象物１から放出（放射）された放射線が検出され、その検出値が制御装置１０に対して出力される。
【００５５】
制御装置１０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）や必要に応じて記憶領域や入力部（入力用インターフェイス）などを備え、例えばパーソナルコンピュータによって構成される。
【００５６】
制御装置１０は、図１に示す例では、入力受部１０ａと、計数算定部１０ｂと、距離制御部１０ｃと、開口面積制御部１０ｄと、出力部１０ｅとを有する。
【００５７】
なお、制御装置１０は、測定対象物１及び計測槽９から十分に離れた位置に設置されて測定対象物１若しくは測定対象物１以外の物質から放出（放射）される放射線の影響を受けない若しくは殆ど受けない場合には放射線遮蔽体に囲われる必要はないものの、測定対象物１及び計測槽９から十分に離れた位置ではないなどのために測定対象物１若しくは測定対象物１以外の物質から放出（放射）される放射線の影響を受け得る場合には放射線遮蔽体に囲われて設置されることが好ましい。
【００５８】
制御装置１０による処理としては、まず、放射線検出器２から制御装置１０に対して出力された放射線の検出値が入力受部１０ａに入力され、続いて、入力受部１０ａによって前記放射線の検出値が計数算定部１０ｂに対して出力される。
【００５９】
次に、計数算定部１０ｂにより、入力受部１０ａから入力された放射線の検出値に基づいて、予め定められた時間間隔における放射線の計数の時間平均、即ち、放射線計数率（＝放射線計数／放射線計測時間）が算定される。
【００６０】
続いて、計数算定部１０ｂにより、算定された放射線計数率が距離制御部１０ｃと開口面積制御部１０ｄとに対して出力される。
【００６１】
次に、距離制御部１０ｃにより、計数算定部１０ｂから入力された放射線計数率に基づいて、測定対象物１と放射線検出器２との間の距離（図１に示す例では、符号２０の両矢印の方向における両者の間隔）の変更に係る演算・処理が行われる。
【００６２】
具体的には、距離制御部１０ｃにより、計数算定部１０ｂから入力された放射線計数率の大きさが予め定められた下限値よりも小さいときには前記距離を短くする内容の信号が距離制御信号として決定・準備され、一方、前記放射線計数率の大きさが予め定められた上限値よりも大きいときには前記距離を長くする内容の信号が距離制御信号として決定・準備され、或いは、前記放射線計数率の大きさが前記下限値以上であり且つ前記上限値以下であるときには前記距離を変更しない内容の信号が距離制御信号として決定・準備される。
【００６３】
測定対象物１と放射線検出器２との間の距離をどの程度短くしたり長くしたりするかについては、予め定められた一定距離だけ短くしたり長くしたりするようにしても良いし、下限値と放射線計数率との差の大きさや放射線計数率と上限値との差の大きさに応じてどの程度短くしたり長くしたりするかの距離が具体的に決定されるようにしても良い。
【００６４】
例えば、放射線計数率が下限値よりも小さい場合に、下限値と放射線計数率との差が大きければ前記距離を大幅に短くする内容の距離制御信号が決定・準備され、一方、下限値と放射線計数率との差が小さければ前記距離を若干短くする内容の距離制御信号が決定・準備される。また、放射線計数率が上限値よりも大きい場合に、放射線計数率と上限値との差が大きければ前記距離を大幅に長くする内容の距離制御信号が決定・準備され、一方、放射線計数率と上限値との差が小さければ前記距離を若干長くする内容の距離制御信号が決定・準備される。
【００６５】
続いて、距離制御部１０ｃにより、決定・準備された距離制御信号（場合により、距離の具体的な変更の大きさが含まれる）が出力部１０ｅに対して出力される。
【００６６】
また、開口面積制御部１０ｄにより、計数算定部１０ｂから入力された放射線計数率に基づいて、コリメータ３の通過孔３ａの孔部形状（図１に示す例では、符号２１の両矢印の方向における上下一対の遮蔽体３Ａ，３Ｂの間隔）の変更に係る演算・処理が行われる。
【００６７】
具体的には、開口面積制御部１０ｄにより、計数算定部１０ｂから入力された放射線計数率の大きさが予め定められた下限値よりも小さいときには前記孔部形状を大きくする内容の信号が断面積制御信号として決定・準備され、一方、前記放射線計数率の大きさが予め定められた上限値よりも大きいときには前記孔部形状を小さくする内容の信号が断面積制御信号として決定・準備され、或いは、前記放射線計数率の大きさが前記下限値以上であり且つ前記上限値以下であるときには前記孔部形状を変更しない内容の信号が断面積制御信号として決定・準備される。
【００６８】
コリメータ３の通過孔３ａの孔部形状をどの程度大きくしたり小さくしたりするかについては、予め定められた一定面積だけ大きくしたり小さくしたりするようにしても良いし、下限値と放射線計数率との差の大きさや放射線計数率と上限値との差の大きさに応じてどの程度大きくしたり小さくしたりするかの面積が具体的に決定されるようにしても良い。
【００６９】
例えば、放射線計数率が下限値よりも小さい場合に、下限値と放射線計数率との差が大きければ前記孔部形状を大幅に大きくする内容の断面積制御信号が決定・準備され、一方、下限値と放射線計数率との差が小さければ前記孔部形状を若干大きくする内容の断面積制御信号が決定・準備される。また、放射線計数率が上限値よりも大きい場合に、放射線計数率と上限値との差が大きければ前記孔部形状を大幅に小さくする内容の断面積制御信号が決定・準備され、一方、放射線計数率と上限値との差が小さければ前記孔部形状を若干小さくする内容の断面積制御信号が決定・準備される。
【００７０】
続いて、開口面積制御部１０ｄにより、決定・準備された断面積制御信号（場合により、面積の具体的な変更の大きさが含まれる）が出力部１０ｅに対して出力される。
【００７１】
なお、測定対象物１と放射線検出器２との間の距離の変更やコリメータ３の通過孔３ａの孔部形状の変更を制御するための放射線計数率の大きさに関する下限値及び上限値は、放射線の測定に用いられる放射線検出器２の仕様などに基づいて適当な値に予め決定され、また、実際に測定を行いながら適当な値に適宜変更されるようにしても良い。
【００７２】
そして、これら放射線計数率の大きさに関する下限値及び上限値は、制御装置１０の例えば記憶領域や外部接続の記憶媒体などに、距離制御部１０ｃや開口面積制御部１０ｄが読み込み可能であるように予め記憶される。また、これら放射線計数率の大きさに関する下限値及び上限値は、入力部（入力用インターフェイス）を介して入力されて設定されたり更に適宜変更されたりするようにしても良い。
【００７３】
なお、距離制御部１０ｃや開口面積制御部１０ｄにおける処理は、上述の説明では放射線計数率（＝放射線計数／放射線計測時間）が用いられるようにしているが、これに限られず、予め定められた一定時間での放射線の計数の積分値が用いられるようにしても良い。
【００７４】
次に、出力部１０ｅにより、距離制御部１０ｃから入力された距離制御信号が距離変更手段４に対して出力され、また、開口面積制御部１０ｄから入力された断面積制御信号が開口面積変更手段５に対して出力される。
【００７５】
そして、制御装置１０からの距離制御信号が入力された距離変更手段４が作動し、予め定められた一定距離若しくは具体的に決定された距離だけ測定対象物１が移動させられ、これにより、測定対象物１と放射線検出器２との間の距離が変更される。
【００７６】
また、制御装置１０からの断面積制御信号が入力された開口面積変更手段５が作動し、予め定められた一定面積若しくは具体的に決定された面積だけコリメータ３の通過孔３ａの孔部形状が変更される。
【００７７】
このように、本実施形態では、放射線検出器２から出力された放射線の検出値に応じて測定対象物１と放射線検出器２との間の距離を変更する動作やコリメータ３の通過孔３ａの孔部形状を変更する動作が制御装置１０を含む構成によって自動的に行われる。
【００７８】
ここで、測定対象物１と放射線検出器２との間の距離の変更と、コリメータ３の通過孔３ａの孔部形状の変更とは、どちらか一方のみを行うようにしても良いし、両方を交互に行うようにしても良いし、両方を同時に行うようにしても良いし、或いは、どちらか一方の変更のみを先に行ってその一方の変更がそれ以上できなくなった場合（即ち、距離が、更に短くすることができない最小値になったり更に長くすることができない最大値になったりした場合、または、孔部形状が、更に大きくすることができない最大値になったり更に小さくすることができない最小値になったりした場合）にもう一方の変更を次に行うようにしても良い。
【００７９】
なお、測定対象物１と放射線検出器２との間の距離の変更のみを行う場合には、開口面積変更手段５及び制御装置１０の開口面積制御部１０ｄを有しない構成になる。一方、コリメータ３の通過孔３ａの孔部形状の変更のみを行う場合には、距離変更手段４及び制御装置１０の距離制御部１０ｃを有しない構成になる。
【００８０】
制御装置１０と距離変更手段４や開口面積変更手段５とは、図１に示す例のように検出器室６に設けられた貫通孔を通過するケーブルが用いられる信号送受の仕組みを介して信号の送受信が可能であるように接続されるようにしても良いし、各々に接続された無線信号送受信機が用いられる無線による信号送受の仕組みを介して信号の送受信が可能であるように接続されるようにしても良い。
【００８１】
以上の構成によって放射線の発生強度に対応して適切な放射線計数率レベルでの計測が実施されるものの、制御装置１０により、さらに、放射線検出器２の応答関数や検出効率が計算されるようにしても良い。
【００８２】
具体的には、制御装置１０が応答関数計算部１０ｆを更に有し、距離変更手段４が作動して変更された後の測定対象物１と放射線検出器２との間の距離と開口面積変更手段５が作動して変更された後のコリメータ３の通過孔３ａの孔部形状とが用いられて放射線検出器２の応答関数が計算されるようにしても良い。応答関数が計算されることにより、測定された波高スペクトルがエネルギー毎のガンマ線に分解され、複数のエネルギーのガンマ線が同時に測定されてその個々の発生率が評価されるようになる。
【００８３】
なお、応答関数の計算の方法自体は周知の技術であるのでここでは詳細については省略するが、具体的には例えば、米国ロスアラモス国立研究所で開発されたＭＣＮＰコード（例えば、X-5 Monte Carlo Team，「MCNP - A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5」，LA-UR-03-1987，２００３年）や日本の高エネルギー加速器研究機構等で開発されたＥＧＳコード（例えば、Hideo Hirayamaら，「The EGS5 Code System」，SLAC-R-730, 2005 and KEK Report 2005-8，２００５年）でガンマ線と電子の輸送を計算することによって応答関数は計算される。なお、応答関数を計算する際に必要に応じ、測定対象物１の形状が周知若しくは新規の適当な方法によって測定される。
【００８４】
また、制御装置１０が検出効率計算部１０ｇを更に有し、距離変更手段４が作動して変更された後の測定対象物１と放射線検出器２との間の距離と開口面積変更手段５が作動して変更された後のコリメータ３の通過孔３ａの孔部形状とが用いられて放射線検出器２の検出効率が計算されるようにしても良い。検出効率が計算されることにより、ガンマ線計数率を検出効率で除すことによって測定対象物１のガンマ線発生数が算定される。
【００８５】
なお、検出効率の計算の方法自体は周知の技術であるのでここでは詳細については省略するが、具体的には例えば、前述のＭＣＮＰコードやＥＧＳコードでガンマ線と電子の輸送を計算することによって検出効率は計算される。なお、検出効率を計算する際に必要に応じ、測定対象物１の形状が周知若しくは新規の適当な方法によって測定される。
【００８６】
以上のように構成された第一の実施形態の放射線測定方法及び放射線測定装置によれば、測定対象物１と放射線検出器２との間に液体８を介在させて放射線の検出値に応じて測定対象物１と放射線検出器２との間に介在する液体８の測定対象物１と放射線検出器２とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させながら測定を行うようにしているので、放射線の発生強度が対象物によって大きく異なる場合でも放射線の発生強度に対応して適切な放射線計数率レベルでの計測が実施されるように関心領域からの放射線検出の調整を行うことができ、このため、放射線の発生強度が対象物によって大きく異なる場合でも良好な精度が保証された放射線計測を行うことが可能になる。
【００８７】
以上のように構成された第一の実施形態の放射線測定方法及び放射線測定装置によれば、また、コリメータ３の通過孔３ａの孔部形状を変化させながら測定を行うようにしているので、放射線の発生強度が対象物によって大きく異なる場合でも放射線の発生強度に対応して適切な放射線計数率レベルでの計測が実施されるように関心領域からの放射線検出の調整を行うことができ、このため、放射線の発生強度が対象物によって大きく異なる場合でも良好な精度が保証された放射線計測を行うことが可能になる。
【００８８】
特に、測定対象物１の放射線強度が不明である場合には、例えば、測定対象物１と放射線検出器２との間の距離を最も長くして測定対象物１と放射線検出器２との間に介在する液体８の測定対象物１と放射線検出器２とを結ぶ線分の方向の寸法を最も大きくしたり（具体的には例えば、２〜３ ｍ 程度が好ましい）コリメータ３の通過孔３ａの孔部形状を最も小さくしたり（具体的には例えば、１ mm２ よりも小さいことが好ましい）することによって放射線検出器２に入射する放射線が最も制限される状態にし、この状態での放射線計数率の大きさが予め定められた下限値よりも小さいときには測定対象物１と放射線検出器２との間に介在する液体８の前記方向の寸法を小さくしたりコリメータ３の孔部形状を大きくしたりし、さらに、必要に応じて液体８の前記方向の寸法を更に小さくしたりコリメータ３の孔部形状を更に大きくしたりすることによって放射線検出器２に入射する放射線の制限を次第に緩和することにより、良好な精度が保証された適切な放射線計数率レベルでの計測が行われるようにすることが可能になる。
【００８９】
なお、上述の説明では測定対象物１は液体８に浸漬させられる一方で放射線検出器２及びコリメータ３は計測槽９の外側に配設されるようにしているが、これに限られず、測定対象物１と共に射線検出器２及びコリメータ３も液体８に浸漬させられるようにしても良い。
【００９０】
この場合には、放射線検出器２及びコリメータ３は、例えば、水密性を備える防水ケーシングに収容されて液体８に浸漬させられる。なお、この場合の防水ケーシングは、放射線検出器２の入力部側を除いて放射線遮蔽体によって形成されることが望ましいものの、放射線が完全に遮蔽される必要はない。具体的には例えば、コリメータ３の通過孔３ａを通じて透過し放射線検出器２に入射するガンマ線の時間あたりの入射率が適切であり、それ以外の箇所（具体的には例えば、防水ケーシング等）から放射線検出器２に入射するガンマ線の時間あたりの入射率がコリメータ３の通過孔３ａを通じて透過し放射線検出器２に入射するガンマ線の時間あたりの入射率の１割程度に遮蔽できれば問題ない。
【００９１】
この場合には、また、測定対象物１と放射線検出器２との間に介在する液体８の測定対象物１と放射線検出器２とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させるために、上述の説明と同様に測定対象物１が移動させられるようにしても良いし、防水ケーシングが移動させられることによって放射線検出器２が移動させられるようにしても良いし、或いは、測定対象物１と放射線検出器２との両方が移動させられるようにしても良い。
【００９２】
また、上述の説明では計測槽９を用いて測定対象物１と放射線検出器２との間に液体８を介在させると共に測定対象物１と射線検出器２との間の距離を変化させることによって、言い換えると、測定対象物１と放射線検出器２とのうちの少なくとも一方を移動させることによって、測定対象物１と放射線検出器２との間に介在する液体８の測定対象物１と放射線検出器２とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させるようにしているが、液体８を介在させると共に当該液体８の前記方向の寸法を変化させる方法・態様は上述の説明における方法・態様に限定されるものではない。
【００９３】
具体的には例えば、図２に示すように、測定対象物１と放射線検出器２とを結ぶ線分の方向における幅の大きさが変化する横断面形状に形成された、液体８を貯留させるための水槽１１が用いられるようにしても良い。そして、測定対象物１と放射線検出器２とを結ぶ線分の方向と直交する方向（符号２２の両矢印の方向）にこの水槽１１を移動させることにより、測定対象物１と放射線検出器２との間に介在する液体８の測定対象物１と放射線検出器２とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させるようにしても良い。
【００９４】
この場合も、放射線検出器２から出力される放射線の検出値に基づいて水槽１１を移動させることによって当該水槽１１の幅としての測定対象物１と放射線検出器２との間に介在する液体８の所定方向の寸法が変化させられる。
【００９５】
具体的には、放射線検出器２から出力される放射線の検出値に基づく放射線計数率の大きさが予め定められた下限値よりも小さいときには液体８の測定対象物１と放射線検出器２とを結ぶ線分の方向の寸法を小さくするように水槽１１が移動させられ（即ち、図２の符号２２の両矢印の方向のうちの上向きに移動させられ）、一方、前記放射線計数率の大きさが予め定められた上限値よりも大きいときには液体８の前記方向の寸法を大きくするように水槽１１が移動させられる（即ち、図２の符号２２の両矢印の方向のうちの下向きに移動させられる）。
【００９６】
なお、図２に示す例では、水槽１１の下面に取り付けられて当該水槽１１を走行可能にするための複数の車輪１２と、これら車輪１２の走行を規制するための複数のレール１３を有する。また、水槽１１は、車輪１２が駆動系（図示していない）を備えて自走するようにしても良いし、一端が駆動系に連結されると共に他端が水槽１１に連結されるロッド（図示していない）を介して走行するようにしても良い。
【００９７】
また、図２に示す例では、開口面積変更手段５を有してコリメータ３の通過孔３ａの孔部形状が変更されるようにしているが、開口面積変更手段５を有しない構成としても良い。開口面積変更手段５を有しない場合でも、測定対象物１と放射線検出器２との間に液体８を介在させて放射線の検出値に応じて測定対象物１と放射線検出器２との間に介在する液体８の測定対象物１と放射線検出器２とを結ぶ線分の方向の寸法を変化させながら測定を行うことができる。
【００９８】
なお、図２では制御装置１０及び当該制御装置１０との信号の送受信に関する構成の図示を省略しているが、図２に示す例においても制御装置１０に纏わる構成は図１に示す例をはじめとして上述において説明されたものと同様である。
【００９９】
次に、図３に、本発明の放射線測定装置の第二の実施形態の一例を示す。なお、以下に説明する第二の実施形態において上述の実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１００】
第二の実施形態の放射線測定装置は、測定対象物１と放射線検出器２との間に液体８を介在させるものではなく、したがって測定対象物１と放射線検出器２との間に介在する液体８の所定方向の寸法を変化させるものではない点において、上述の第一の実施形態の放射線測定装置と異なる。
【０１０１】
そして、液体８を介在させるものではないと共に液体８の所定方向の寸法を変化させるものではないため、第二の実施形態の放射線測定装置は、液体８が用いられないと共に計測槽９及び距離変更手段４を有しない。
【０１０２】
第二の実施形態の構成を順に説明すると、まず、測定対象物１の考え方は第一の実施形態と同様である。ただし、測定対象物１は液体８の中に配設されることなく、図３に示す例ではバケット４ｄの中に収容される。なお、本実施形態では、測定対象物１はバケット４ｄの中に収容される必要はなく、露出した状態で載置されていても良い。
【０１０３】
また、放射線検出器２並びにコリメータ３及び開口面積変更手段５の構成も第一の実施形態と同様である。
【０１０４】
一方で、本実施形態では、放射線検出器２はハウジング７内に収容されて配設される。
【０１０５】
ハウジング７は、放射線検出器２の入力部側が開口している筐体状に形成され、例えば測定対象物１が載置されている地表面に載置される。
【０１０６】
ハウジング７は、放射線遮蔽体によって形成されることが望ましいものの、放射線が完全に遮蔽される必要はない。具体的には例えば、コリメータ３の通過孔３ａを通じて透過し放射線検出器２に入射するガンマ線の時間あたりの入射率が適切であり、それ以外の箇所（具体的には例えば、ハウジング７等）から放射線検出器２に入射するガンマ線の時間あたりの入射率がコリメータ３の通過孔３ａを通じて透過し放射線検出器２に入射するガンマ線の時間あたりの入射率の１割程度に遮蔽できれば問題ない。
【０１０７】
なお、図３に示す例ではハウジング７内に更にコリメータ３及び開口面積変更手段５も収容されるようにしているが、これらコリメータ３及び開口面積変更手段５はハウジング７の外部に配設されるようにしても良い。
【０１０８】
放射線検出器２に制御装置１０が電気的に接続される構成は、具体的には接続の態様や接続の考え方は、第一の実施形態と同様である。
【０１０９】
一方で、本実施形態の制御装置１０は、第一の実施形態と同様の入力受部１０ａ，計数算定部１０ｂ，開口面積制御部１０ｄ，及び出力部１０ｅを有するが、距離制御部１０ｃは有しない。したがって、距離制御部１０ｃから出力部１０ｅに対して距離制御信号が出力されることがないと共に出力部１０ｅから距離変更手段４に対して距離制御信号が出力されることもない。
【０１１０】
また、制御装置１０が応答関数計算部１０ｆや検出効率計算部１０ｇを更に有するようにしても良い点は、第一の実施形態と同様である。
【０１１１】
以上のように構成された第二の実施形態の放射線測定方法及び放射線測定装置によれば、コリメータ３の通過孔３ａの孔部形状を変化させながら測定を行うようにしているので、放射線の発生強度が対象物によって大きく異なる場合でも放射線の発生強度に対応して適切な放射線計数率レベルでの計測が実施されるように関心領域からの放射線検出の調整を行うことができ、このため、放射線の発生強度が対象物によって大きく異なる場合でも良好な精度が保証された放射線計測を行うことが可能になる。
【０１１２】
なお、上述の形態は本発明を実施する際の好適な形態の一例ではあるものの本発明の実施の形態が上述のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において本発明は種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態では放射線検出器２から出力された放射線の検出値に基づいて放射線の計数に関する指標を算定する仕組み（即ち、計数算定部１０ｂ）と測定対象物１と放射線検出器２との間の距離の変更に係る演算・処理を行う仕組み（即ち、距離制御部１０ｃ）とコリメータ３の通過孔３ａの孔部形状の変更に係る演算・処理を行う仕組み（即ち、開口面積制御部１０ｄ）とが全て一体の制御装置１０によって構成・実現されるようにしているが、これに限られず、これらの仕組みの一部が別体の装置によって構成・実現されるようにしても良いし、これらの仕組みが全て別々の装置によって構成・実現されるようにしても良い。
【０１１３】
また、上述の実施形態では放射線検出器２から出力された放射線の検出値に応じて測定対象物１と放射線検出器２との間の距離を変更する動作やコリメータ３の通過孔３ａの孔部形状を変更する動作が制御装置１０を含む構成によって自動的に行われるようにしているが、これに限られず、放射線の検出値に応じて作業者によって距離の変更や孔部形状の変更が判断され決定されるようにしても良い。
【符号の説明】
【０１１４】
１  測定対象物
２  放射線検出器
３  コリメータ
４  距離変更手段
５  開口面積変更手段
６  検出器室
７  ハウジング
８  液体
９  計測槽
１０  制御装置
【図１】
0006534252.tif 000002
【図２】
0006534252.tif 000003
【図３】
0006534252.tif 000004