(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気中に含まれる廃棄ダストの放射能濃度を測定する放射能測定装置であって、
排気から廃棄ダストを捕集する捕集空間が形成された捕集ブロックと、
前記捕集ブロックの下方に廃棄ダストからの放射線を検出するように配置された検出器と、
前記捕集ブロックと前記検出器の間に介在される断熱材と、
前記捕集ブロックの捕集空間を加熱するように前記捕集ブロックと前記断熱材の間に介在されるヒータとを備え、
前記捕集ブロックは前記断熱材を介して前記検出器に接触することを特徴とする放射能測定装置。
【請求項２】
前記断熱材及び前記ヒータが平板状又はシート状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射能測定装置。
【請求項３】
前記捕集ブロックと前記検出器の間に冷却路を形成する冷却ジャケットと、
前記冷却ジャケットの内側において前記検出器に装着された検出器キャップとを備え、
前記検出器キャップには、前記冷却ジャケットの内面に突き当たって前記冷却ジャケットの内面と前記検出器の外面の間に冷却路を形成する凸部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射能測定装置。
【請求項４】
前記冷却ジャケットには、前記検出器の外面を冷却する上流側の冷却路と、前記捕集ブロックと前記検出器の間を冷却する下流側の冷却路とが形成されており、
前記上流側の冷却路と前記下流側の冷却路が前記検出器を上下に貫く中心線上で連通していることを特徴とする請求項３に記載の放射能測定装置。
【請求項５】
前記捕集ブロックの捕集空間では、濾紙に向けて上方から排気が引き込まれることで前記濾紙によって排気から廃棄ダストを捕集しており、前記濾紙の上面に堆積した廃棄ダストからの放射線が前記検出器によって前記濾紙の背面側から検出されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射能測定装置。
【請求項６】
前記捕集ブロックには、前記捕集空間に排気を引き込む入口流路と、前記入口流路の側方において前記捕集空間から排気を排出する出口流路と、前記捕集空間と前記出口流路を連ねるように前記出口流路寄りに偏心した円形の扁平流路とが形成されていることを特徴とする請求項５に記載の放射能測定装置。
【請求項７】
前記捕集ブロックには、前記濾紙が保持された濾紙ホルダが取り付け可能な切欠きが形成されており、
前記切欠きは、前記捕集空間を挟んで前記出口流路と対向する外周位置から内側に向かって切り欠かれていることを特徴とする請求項６に記載の放射能測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却設備等から排出された廃棄ダストの放射能濃度を測定する放射能測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼却設備から排出された排気（高温ガス）中の廃棄ダストを捕集し、廃棄ダストの放射能濃度を測定する放射能測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の放射能測定装置は、濾紙が設置された捕集ブロックが装置チャンバの下側に設置され、捕集ブロックに対して所定の間隔を空けて上下で対向するように、装置チャンバの上側に検出器が吊り下げられている。捕集ブロック内の排気が濾紙を通過することで廃棄ダストが捕集され、廃棄ダストからの放射線が捕集ブロックの外壁を透過して検出器によって検出されている。
【０００３】
このとき、吸気管を通じて高温の排気が焼却設備から捕集ブロックに引き込まれるが、捕集ブロックに対して検出器が浮いているため、捕集ブロックから検出器に熱が直に伝わることがない。捕集ブロックと検出器の間の空気は捕集ブロックの熱気で温められているが、検出器に冷却空気が吹き付けられているため、温められた空気が冷却空気に置換されて捕集ブロックと検出器の間に熱が籠ることがない。このように、検出器の温度上昇を抑えながら捕集ブロックに検出器を近づけて検出することで、放射能濃度の十分な測定精度を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１９７０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の放射能測定装置では、捕集ブロックに対して検出器の距離が詰められているため、検出器の熱的条件が厳しいものになっていた。また、放射能測定装置の組み立て時に、装置チャンバから吊り下げられた検出器の位置決めが困難になっており、組み立て作業が煩雑になると共にコストが増加するという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、検出器を許容温度内に抑えつつ、簡易かつ安価な構成で廃棄ダストの放射能濃度を測定することができる放射能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】
【０００７】
本発明の放射能測定装置は、排気中に含まれる廃棄ダストの放射能濃度を測定する放射能測定装置であって、排気から廃棄ダストを捕集する捕集空間が形成された捕集ブロックと、前記捕集ブロックの下方に廃棄ダストからの放射線を検出するように配置された検出器と、前記捕集ブロックと前記検出器の間に介在される断熱材と、前記捕集ブロックの捕集空間を加熱するように前記捕集ブロックと前記断熱材の間に介在されるヒータとを備え、前記捕集ブロックは前記断熱材を介して前記検出器に接触することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、捕集ブロックからの熱は上方に向かい易いので、捕集ブロックの下方に位置する検出器の熱的条件を緩和することができる。また、放射能測定装置の組み立て時には、捕集ブロックの下方に検出器が設置されるため、検出器を上方から吊り下げる構成と比較して組み立て作業を簡略化してコストを低減することができる。また、捕集ブロックからの熱が断熱材によって断熱されるため、捕集ブロックに対して検出器が近づけられても検出器の温度が大きく上昇することがない。よって、検出器による放射線の検出精度を高めることができる。さらに、捕集ブロック内の排気の温度低下を抑えて、腐食性ガスの発生を抑えることができる。また、ヒータの熱が断熱材によって断熱されるため、ヒータに対して検出器が近づけられても検出器の温度が大きく上昇することがない。よって、捕集ブロック内では腐食性ガスの発生を抑えると共に、検出器では放射線の検出精度を高めることができる。
【００１１】
また本発明の上記放射能測定装置において、前記断熱材及び前記ヒータが平板状又はシート状に形成されている。この構成によれば、捕集ブロックを加熱すると共に断熱性を確保した状態で、捕集ブロックと検出器を近づけることができ、検出器による放射線の検出精度を向上させることができる。
【００１２】
また本発明の上記放射能測定装置において、前記捕集ブロックと前記検出器の間に冷却路を形成する冷却ジャケットと、前記冷却ジャケットの内側において前記検出器に装着された検出器キャップとを備え、前記検出器キャップには、前記冷却ジャケットの内面に突き当たって前記冷却ジャケットの内面と前記検出器の外面の間に冷却路を形成する凸部が形成されている。この構成によれば、冷却ジャケットの内面に検出器キャップの凸部を突き当てることで、冷却ジャケットに対する検出器を容易に位置決めすることができる。また、捕集ブロックと検出器の間の冷却路によって捕集ブロックからの熱が冷却されるため、検出器の温度上昇が抑えられる。
【００１３】
また本発明の上記放射能測定装置において、前記冷却ジャケットには、前記検出器の外面を冷却する上流側の冷却路と、前記捕集ブロックと前記検出器の間を冷却する下流側の冷却路とが形成されており、前記上流側の冷却路と前記下流側の冷却路が前記検出器を上下に貫く中心線上で連通している。この構成によれば、上流側の冷却路の流体によって検出器の外面が冷却され、この流体が下流側の冷却路を流れることで捕集ブロックから検出器に向かう熱が冷却される。よって、冷却ジャケット内の検出器を常に許容温度以下に保つことができる。
【００１４】
また本発明の上記放射能測定装置において、前記捕集ブロックの捕集空間では、濾紙に向けて上方から排気が引き込まれることで前記濾紙によって排気から廃棄ダストを捕集しており、前記濾紙の上面に堆積した廃棄ダストからの放射線が前記検出器によって前記濾紙の背面側から検出される。この構成によれば、廃棄ダストから濾紙を透過した放射線を検出器によって下側から検出させることができる。また、上方から排気が濾紙を通過することで濾紙の上面に廃棄ダストが堆積されるため、捕集ブロック内で排気ダストが散らばることがない。
【００１５】
また本発明の上記放射能測定装置において、前記捕集ブロックには、前記捕集空間に排気を引き込む入口流路と、前記入口流路の側方において前記捕集空間から排気を排出する出口流路と、前記捕集空間と前記出口流路を連ねるように前記出口流路寄りに偏心した円形の扁平流路とが形成されている。この構成によれば、捕集空間に引き込まれた排気が円形の扁平流路内に広がるが、扁平流路が出口流路寄りに偏心することでスムーズな排気の流れが作り出される。円形の扁平流路内で高温の排気の流れが少ないところができないため、扁平流路内の温度が部分的に下がることがない。よって、扁平流路内の温度低下を抑えて、腐食性ガスの発生を防止することができる。
【００１６】
また本発明の上記放射能測定装置において、前記捕集ブロックには、前記濾紙が保持された濾紙ホルダが取り付け可能な切欠きが形成されており、前記切欠きは、前記捕集空間を挟んで前記出口流路と対向する外周位置から内側に向かって切り欠かれている。この構成によれば、切欠きによって温度が低下する箇所を出口流路から離すことができ、出口流路内の温度低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、捕集ブロックの下方に検出器を配置することで、検出器の熱的条件を緩和すると共に、放射能測定装置の組み立て作業を簡略化することができる。よって、検出器を許容温度内に抑えつつ、簡易かつ安価な構成で廃棄ダストの放射能濃度を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態に係る放射能測定装置の斜視図である。
【図２】図１の放射能測定装置の断面図である。
【図３】本実施の形態に係る捕集ブロックの説明図である。
【図４】本実施の形態に係る検出器の説明図である。
【図５】本実施の形態に係る検出器による放射線の検出動作の説明図である。
【図６】本実施の形態に係る放射能測定装置の熱分布図である。
【図７】本実施の形態に係る検出器表面からの距離と温度の関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本実施の形態に係る放射能測定装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る放射能測定装置の斜視図である。図２は、図１の放射能測定装置の断面図である。なお、放射能測定装置は、図１及び図２に示す構成に限定されない。図１及び図２に示す放射能測定装置は一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００２０】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施の形態に係る放射能測定装置１は、焼却設備の煙突２（図２参照）から排出される排気（高温ガス）を一部抜き出して、排気に含まれる放射性物質の濃度を測定するように構成されている。放射能測定装置１のフレーム１０は、ステンレス製（例えば、ＳＵＳ３０４）の４脚フレーム構造を有しており、内側に上下２段の設置部１１、１２が形成されている。上段の設置部１１には焼却設備の煙突２からの排気中の廃棄ダストを捕集する捕集ブロック２０が設置され、下段の設置部１２には廃棄ダストに含まれる放射線物質からの放射線を検出する検出器４０が設置されている。
【００２１】
フレーム１０には、上下２段の設置部１１、１２の間で４脚を囲むように矩形枠状の支持板１３が形成されている。上段の設置部１１では支持板１３に設置されたボックス状の鉛シールド１４によって捕集ブロック２０が覆われ、下段の設置部１１では中空円筒状の鉛シールド１５によって検出器４０の周囲が覆われている。これら鉛シールド１４、１５によって外部からの放射線が遮蔽されることで、検出器４０による検出精度が向上されている。また、捕集ブロック２０には排気用の吸気管３７及び排気管３８が接続され、検出器４０に装着された冷却ジャケット５０には計装空気用の吸気管６３及び排気管６４が接続されている。
【００２２】
図２に示すように、煙突２の下流側（図示上側）にはサンプリングノズル４が突出しており、サンプリングノズル４で取り込まれた高温の排気が吸気管３７を通じて捕集ブロック２０に送られる。捕集ブロック２０には、濾紙２６によって排気から廃棄ダストを捕集する捕集空間２７が形成されている。濾紙２６は、捕集ブロック２０に着脱可能な濾紙ホルダ２５に取り付けられている。濾紙ホルダ２５が捕集ブロック２０に取り付けられることで、捕集ブロック２０に捕集空間２７が形成されると共に捕集空間２７に濾紙２６がセットされる。排気が濾紙２６を通過することで排気中の廃棄ダストが濾紙２６で捕集されて上面に堆積される。
【００２３】
また、煙突２の上流側（図示下側）には排気管３８が接続されており、濾紙２６を通過した排気が排気管３８を通じて捕集ブロック２０から煙突２に戻されている。また、排気が冷えると窒素酸化物ＮＯｘや硫黄酸化物ＳＯｘ等の腐食性ガスが生じて配管や機器が劣化するため、排気の通り路は断熱材やヒータによって約１２０℃以上に加熱されている。この場合、捕集ブロック２０の下面には平板状のヒータ７０が取り付けられて、捕集空間２７が加熱されている。また、捕集ブロック２０の外周面には帯状のヒータ７１が取り付けられて捕集ブロック２０が外側から加熱されている。
【００２４】
捕集ブロック２０の下方には、濾紙２６に対向するように検出器４０が配置されている。検出器４０は、濾紙２６の上面の廃棄ダスト中に含まれる放射性物質からの放射線（主にγ線）を検出する。検出器４０には、検出器４０の周囲に冷却路を形成する冷却ジャケット５０が装着されている。冷却ジャケット５０には吸気管６３を通じて計装空気が供給されて検出器４０が冷却され、冷却後の計装空気が冷却ジャケット５０から排気管６４を通じて排出される。検出器４０は冷却ジャケット５０内を流れる計装空気によって検出器４０の表面温度が４０℃以下の許容温度に保たれている。
【００２５】
捕集ブロック２０と検出器４０の間には、シリコンスポンジ等の平板状の断熱材７５が介在されている。断熱材７５はヒータ７０の下面に配置されており、断熱材７５によって捕集ブロック２０及びヒータ７０からの熱が断熱されて検出器４０の温度上昇が抑えられている。捕集ブロック２０と検出器４０の間に断熱材７５を設けることで、捕集ブロック２０をヒータ７０によって加熱させる一方で、検出器４０を冷却ジャケット５０によって許容温度に抑えることが可能になっている。また、ヒータ７０及び断熱材７５が平板状に形成されているため、濾紙２６に対して検出器４０を近づけて放射線の検出精度が向上されている。
【００２６】
また、放射能測定装置１には、装置各部を統括制御する制御部（不図示）が設けられている。制御部によって排気の流量調整や、計装空気の流量調整や、ヒータ７０、７１の温度調整や、検出器４０の検出結果に基づく放射能濃度測定等が実施される。制御部は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。なお、本実施の形態では、安定した計装空気を検出器４０の冷却に用いているが、冷却ファンからの冷却風を検出器４０の冷却に用いてもよい。
【００２７】
ところで、一般的な放射能測定装置では、本実施の形態に係る放射能測定装置１とは異なり、捕集ブロックの上方に検出器が取り付けられている。これは、捕集ブロック内で廃棄ダストが散らばらないように濾紙の上面に廃棄ダストを堆積させており、検出精度を向上させるためには廃棄ダストに検出器を上側から近づける必要があるからである。しかしながら、捕集ブロックからの熱気は上方に向かい易いため、検出器の熱的条件が厳しくなっている。ここで、本件発明者らが濾紙の背面側から検出器で廃棄ダストの放射線を検出したところ、濾紙の背面側からでも十分な検出精度が得られることを発見した。
【００２８】
そこで、本実施の形態に係る放射能測定装置１では、捕集ブロック２０の下方に検出器４０を配置して検出器４０の熱的条件を緩和させている。また、捕集ブロック２０の下方に検出器４０を設置することで、放射能測定装置１の組み立て時には検出器４０を上方から吊り下げる構成と比較して組み立て作業を簡略化してコストを低減することが可能になっている。さらに、捕集ブロック２０が断熱材７５を介して検出器４０に接触している。このため、組み立て時に検出器４０の接触面を基準にして検出器４０からの濾紙２６の高さ位置を容易に位置決めすることが可能になっている。
【００２９】
図３及び図４を参照して、捕集ブロック及び検出器について詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る捕集ブロックの説明図である。図４は、本実施の形態に係る検出器の説明図である。図３Ａは捕集ブロックの斜視図、図３Ｂは図３Ａの断面図、図３Ｃは捕集ブロックの内部流路の斜視図をそれぞれ示している。図４Ａは検出器及び冷却ジャケットの断面斜視図、図４Ｂは検出器上部及び検出器キャップの斜視図をそれぞれ示している。
【００３０】
図３Ａに示すように、捕集ブロック２０は、耐食性の高いステンレス（例えば、ＳＵＳ３０４）製であり、外周から中央に向かって部分的に切り欠かれた略円筒状のブロック本体２１を有している。ブロック本体２１の切欠き２２は濾紙ホルダ２５が取り付け可能であり、切欠き２２からブロック本体２１の中央に向けて濾紙ホルダ２５の先端側を差し込むことで捕集ブロック２０に濾紙２６（図３Ｂ参照）がセットされる。また、ブロック本体２１の中央には、吸気管３７（図１参照）に接続されるジョイント２３が設けられている。この捕集ブロック２０は、ＰＥＥＫ材で板状に形成されたベース部材２４上に設置されている。
【００３１】
図３Ｂに示すように、濾紙ホルダ２５の先端側には濾紙２６を保持する環状の保持部２８が形成されている。保持部２８の内側は開口されており、開口を塞ぐように保持部２８に濾紙２６が水平に設置されている。この濾紙ホルダ２５の開口によって捕集ブロック２０に濾紙２６で廃棄ダストを捕集する捕集空間２７が形成される。ジョイント２３には捕集空間２７に排気を引き込む入口流路３１が形成されており、ブロック本体２１には入口流路３１の側方において捕集空間２７から排気を排出する出口流路３２が形成されている。また、ブロック本体２１の下面側には捕集空間２７と出口流路３２を連ねる円形の扁平流路３３が形成されている。
【００３２】
ブロック本体２１の下面には窪み３４が形成されており、窪み３４とベース部材２４の開口によってヒータ７０及び断熱材７５が設置される設置空間３９が形成されている。設置空間３９にはブロック本体２１と断熱材７５の間に介在するようにヒータ７０が設置され、ヒータ７０によってブロック本体２１の捕集空間２７が加熱される。この場合、窪み３４の分だけブロック本体２１の底壁が薄厚（例えば、１ｍｍ）に形成されるため、ヒータ７０によって捕集ブロック２０の流路を効果的に加熱することが可能になっている。また、ブロック本体２１の外周面にもテープ状のヒータ７１が巻き付けられている。
【００３３】
ヒータ７１によってブロック本体２１が外周側から加熱されるが、ブロック本体２１の切欠き２２が形成された箇所は加熱されない。すなわち、濾紙ホルダ２５はブロック本体２１の中心から離れる基端側に向かって温度が低下している。仮に図３Ｃの２点鎖線で示すように、入口流路３１と同心円状に円形の扁平流路３５が形成されていると、捕集空間２７に引き込まれた排気が扁平流路３５内に広がるが、出口流路３２から離れた位置Ｐ付近で高温の排気の流れが悪くなる。さらに、位置Ｐ付近はヒータ７１によって加熱されない濾紙ホルダ２５の基端側であるため、排気の温度が低下して腐食性ガスが生じるおそれがある。
【００３４】
そこで本実施の形態では、図３Ｃの実線で示すように、ブロック本体２１の扁平流路３３が、捕集空間２７と出口流路３２を連なるように出口流路３２寄りに偏心して形成されている。円形の扁平流路３３が出口流路３２寄りに偏心することでスムーズな排気の流れが作り出される。円形の扁平流路３３内で排気の流れが少ないところができないため、扁平流路３３内の温度が部分的に下がることがない。また、温度が低下し易い位置Ｐ付近を避けて扁平流路３３が形成されるため、扁平流路３３内の排気の温度が下がり難くなっている。このように、扁平流路３３内の温度低下を抑えて腐食性ガスの発生が防止される。
【００３５】
また、図３Ａ及び図３Ｃに示すように、ブロック本体２１の切欠き２２は、捕集空間２７を挟んで出口流路３２と対向する外周位置から内側に向かって切り欠かれている。この構成により、上記した切欠き２２によって温度が低下し易い位置Ｐ付近を出口流路３２から離すことができ、出口流路３２内の温度低下が抑えられている。なお、捕集ブロック２０の熱分布の詳細について後述する。
【００３６】
図４Ａに示すように、検出器４０は、ジュラコン（登録商標）（ＰＯＭ：Polyoxymethylene）製の円筒形の外装を有しており、廃棄ダストに含まれる放射性物質からの放射線を検出するように構成されている。検出器４０には、ステンレス製（例えば、ＳＵＳ３０４）の冷却ジャケット５０が検出器４０の周囲に隙間を空けるようにして装着されている。冷却ジャケット５０の下側は、矩形状のフランジ５２が形成された肉厚の基台部５１になっている。基台部５１のフランジ５２がフレーム１０の設置部１２（図１参照）に設置されることで、検出器４０が捕集ブロック２０の下方に立設される。
【００３７】
基台部５１の外周面には、検出器４０の周囲に冷却用の計装空気を引き込む入口流路６１が設けられている。基台部５１の下面は冷却ジャケット５０内に検出器４０を収容させるように開口されており、この開口に樹脂製（例えば、ＭＣナイロン（登録商標））の検出器押え６５が装着されて検出器４０が抜け止めされる。検出器押え６５は、検出器４０の外周面に当接すると共に基台部５１の内周面に当接することで、冷却ジャケット５０と検出器４０の隙間が封止されるだけでなく、冷却ジャケット５０の中心に検出器４０が位置決めされる。冷却ジャケット５０の基台部５１よりも上側は、検出器４０を覆う薄肉の内筒部５３になっている。
【００３８】
冷却ジャケット５０の上部は、内筒部５３の外側に薄肉の外筒部５４が形成された２重構造になっている。内筒部５３によって検出器４０の外面を冷却する冷却路５５（上流側の冷却路）が形成され、外筒部５４によって捕集ブロック２０（図５Ａ参照）と検出器４０の間を冷却する冷却路５６（下流側の冷却路）が形成されている。内筒部５３の上面中央には開口が形成されており、開口を通じて上下の冷却路５５、５６が検出器４０を上下に貫く中心線上で連通されている。また、外筒部５４には、冷却路５６から検出器４０の冷却用の計装空気を排出する出口流路６２が設けられている。
【００３９】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、検出器４０の上部には樹脂製（例えば、ポリ塩化ビニル）の検出器キャップ４５が装着されている。検出器キャップ４５は上底を有する有底筒状であり、外周部分の４カ所にキャップ周面４６から外方に突出すると共にキャップ上面４７から上方に突出する凸部４８が設けられている。各凸部４８の上面は冷却路５５の所望幅分だけキャップ上面４７から突出し、凸部４８の側面は内筒部５３とキャップ周面４６の隙間分だけキャップ周面４６から突出している。各凸部４８が内筒部５３の内面に突き当たることで、冷却ジャケット５０に検出器４０が位置決めされ、内筒部５３と検出器４０の間に冷却路５５が形成される。
【００４０】
このように、検出器４０の上部に検出器キャップ４５を装着し、これを冷却ジャケット５０に押し込むことで、冷却ジャケット５０内で検出器４０を容易に位置決めすることができる。よって、冷却ジャケット５０に対する検出器４０の組み付け作業を簡略化することができる。また、凸部４８は冷却路５５内の計装空気の流れを阻害しない程度の大きさに形成されており、冷却ジャケット５０内の冷却効果に悪影響を与えることがない。なお、各凸部４８は、冷却ジャケット５０に検出器４０を位置決め可能に設けられていればよく、図４Ｂに示すような周方向で等間隔に設けられる構成に限定されない。
【００４１】
図５を参照して、検出器による放射線の検出動作について説明する。図５は、本実施の形態に係る検出器による放射線の検出動作の説明図である。図５Ａは検出器による放射線の検出状況、図５Ｂは検出器の冷却状況をそれぞれ示している。
【００４２】
図５Ａに示すように、捕集ブロック２０の捕集空間２７に入口流路３１によって上方から排気が引き込まれており、捕集空間２７に水平に設置された濾紙２６で排気から廃棄ダストＤが捕集される。これにより、濾紙２６上に廃棄ダストＤが堆積され、廃棄ダストＤに含まれる放射性物質から放射線が放射される。検出器４０は濾紙２６に対向するように捕集ブロック２０の下方に配置されており、濾紙２６上の廃棄ダストＤからの放射線が検出器４０によって濾紙２６の背面側から検出される。このように、廃棄ダストＤから放射されて濾紙２６を透過した放射線が検出器４０で検出される。
【００４３】
この場合、濾紙２６と検出器４０の間には、ヒータ７０、断熱材７５、冷却ジャケット５０、検出器キャップ４５が介在されているが、測定対象核種が１３７Ｃｓ等でありそのγ線を検出する場合、これら介在物を透過したγ線を検出器４０で検出することができる。また、これらの介在物がそれぞれ薄厚に形成されているため、濾紙２６に堆積された廃棄ダストＤと検出器４０の距離が近づけられて検出精度が向上されている。そして、検出器４０で放射線が検出されると、検出結果が検出器４０から不図示の制御部に出力されて、制御部において検出結果に基づいて放射能濃度が測定される。
【００４４】
濾紙２６を透過した排気は、捕集ブロック２０内の流路を温めながら、扁平流路３３を通じて出口流路３２から排出される。捕集ブロック２０と断熱材７５の間には、排気の温度低下を抑えるために板状のヒータ７０が介在されており、ヒータ７０によって捕集ブロック２０の捕集空間２７が加熱されている。この場合、ヒータ７０の熱は断熱材７５によって断熱されているため、ヒータ７０の熱による検出器４０の温度上昇が抑えられている。このように、ヒータ７０と検出器４０の間に断熱材７５を介在させることで、検出器４０を濾紙２６から遠ざけることなく、検出器４０の温度上昇が抑えられている。よって、検出器４０に十分な検出精度を確保した状態で、ヒータ７０によって捕集ブロック２０を加熱することができる。
【００４５】
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、検出器４０には冷却ジャケット５０が装着されており、冷却ジャケット５０によって検出器４０の周囲に流路が形成されている。上記したように、冷却ジャケット５０の内筒部５３によって検出器４０の外面を冷却する冷却路５５が形成され、外筒部５４によって検出器４０と捕集ブロック２０の間を冷却する冷却路５６が形成されている。入口流路６１（図４Ａ参照）から冷却路５５に計装空気が引き込まれると、検出器４０の外面に沿って計装空気が冷却路５５を上方に向かって流れる。このとき、計装空気は検出器４０の外面から熱を奪いながら流れている。
【００４６】
そして、検出器４０の上面中央の開口を通じて、内筒部５３の冷却路５５から外筒部５４の冷却路５６に計装空気が流れ込む。計装空気が冷却路５６内を径方向に広がることで、断熱材７５と検出器４０の間に計装空気によって空気層が形成される。このとき、計装空気は断熱材７５を透過したヒータ７０や捕集ブロック２０からの熱を奪いながら流れている。このように、冷却路５５を流れる計装空気によって検出器４０の外面が冷却され、この計装空気が冷却路５６を流れることで捕集ブロック２０やヒータ７０から検出器４０に向かう熱が冷却される。よって、冷却ジャケット５０の内側が常に検出器４０の許容温度以下に保たれている。計装空気は冷却路５６から出口流路６２を通じて外部に排出される。
【００４７】
このように、断熱材７５と冷却ジャケット５０によって、放射能測定装置１を高温領域と低温領域に分けることが可能になっている。よって、装置上側の高温領域ではヒータ７０によって捕集ブロック２０内を加熱して排気の温度低下による腐食性ガスの発生を抑えることができる。一方で、装置下側の低温領域では冷却ジャケット５０によって検出器４０を冷却して、十分な検出精度が得られる許容温度内に抑えることができる。また、捕集ブロック２０からの熱気は上方に向かいやすいため、検出器４０を捕集ブロック２０の下方に配置させることで検出器４０の熱的条件が緩和されている。
【００４８】
ここで、図６及び図７を参照して、放射能測定装置の熱分布について説明する。図６は本実施の形態に係る放射能測定装置の熱分布図である。図７は、本実施の形態に係る検出器表面からの距離と温度の関係図である。図６Ａは捕集ブロックの斜視図の温度分布を示し、図６Ｂは図６Ａの断面図の温度分布を示している。なお、図７は、図６ＢのＡ−Ａ線における距離と温度の関係を示している。
【００４９】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、捕集ブロック２０は、板状のヒータ７０によって下方から加熱されると共に、テープ状のヒータ７１（図６Ｂ参照）によって側方から加熱されている。このため、ヒータ７０、７１の設置付近の温度は１２０℃以上に加熱されている。この場合、捕集ブロック２０の切欠き２２はヒータ７１で加熱されていない分だけ、切欠き２２付近や濾紙ホルダ２５の温度がヒータ７１の設置付近の温度よりも低くなっている。ここで、捕集ブロック２０の流路は、ヒータ７０、７１によって１２０℃以上に加熱される箇所に形成されているため、排気の温度が１２０℃以下になることがなく、腐食性ガスの発生が抑えられている。
【００５０】
一方、図７に示すように、検出器４０の表面から捕集ブロック２０内の排気までの間に、検出器キャップ４５、計装空気の空気層、冷却ジャケット５０の外筒部５４、断熱材７５、ヒータ７０、捕集ブロック２０の底壁が介在されている。検出器４０の表面から１０ｍｍ以上離れたヒータ７０よりも奥側は１２０℃以上であり、検出器４０の表面から６ｍｍから１０ｍｍに位置する断熱材７５によって４０℃付近まで温度が低下している。検出器４０の表面から５ｍｍから６ｍｍに位置する外筒部５４では略温度が変化せず、検出器４０の表面から１ｍｍから５ｍｍに位置する計装空気の空気層によって４０℃以下に温度が低下している。
【００５１】
このように、断熱材７５と冷却ジャケット５０を介在させることで、検出器４０の表面から１６ｍｍまでの間に、１２０℃以上の箇所と４０℃以下の箇所が作り出されている。よって、捕集ブロック２０内では腐食性ガスの発生を抑えると共に、検出器４０の表面温度を許容温度に抑えることが可能になっている。
【００５２】
以上のように、本実施の形態に係る放射能測定装置１では、捕集ブロック２０からの熱が上方に向かいやすいので、捕集ブロック２０の下方に検出器４０を設置することで検出器４０の熱的条件を緩和することができる。また、放射能測定装置１の組み立て時には、捕集ブロック２０の下方に検出器４０が設置されるため、検出器４０を上方から吊り下げる構成と比較して組み立て作業を簡略化してコストを低減することができる。また、捕集ブロック２０からの熱が断熱材７５によって断熱されるため、捕集ブロック２０に対して検出器４０が近づけられても検出器４０の温度が大きく上昇することがない。よって、検出器４０による放射線の検出精度を高めることができる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００５４】
例えば、本実施の形態において、焼却設備に放射能測定装置１が設置される構成について説明したが、この構成に限定されない。放射能測定装置１は、廃棄ダストの放射能濃度が測定可能であれば、どのような設備に設置されてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態において、捕集ブロック２０と検出器４０の間に断熱材７５が介在される構成にしたが、この構成に限定されない。捕集ブロック２０と検出器４０との間に断熱材７５が介在される代わりに十分な隙間が設けられてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態において、ヒータ７０及び断熱材７５が板状に形成される構成にしたが、ヒータ７０及び断熱材７５はシート状に形成されてもよい。また、ヒータ７０及び断熱材７５は、検出器４０による放射線の検出を妨げない厚みを有していれば、特に形状は限定されない。
【００５７】
また、本実施の形態において、捕集ブロック２０がヒータ７０、７１で加熱される構成にしたが、この構成に限定されない。捕集ブロック２０に引き込まれる高温の排気だけで捕集ブロックが十分に加熱可能であれば、ヒータ７０、７１のいずれか一方だけが設けられてもよいし、両方とも設けられなくてもよい。
【００５８】
また、本実施の形態において、冷却ジャケット５０内の計装空気によって検出器４０が冷却される構成にしたが、この構成に限定されない。冷却ジャケット５０内には検出器４０を冷却可能な流体が供給されていればよく、例えば、冷却ジャケット５０内には気体に限らず、液体が供給されてもよい。
【００５９】
また、本実施の形態において、冷却ジャケット５０の上部が内筒部５３と外筒部５４で２重構造に形成されたが、この構成に限定されない。冷却ジャケット５０の上部は、捕集ブロック２０と検出器４０との間に冷却路を形成されていれば、１重構造で形成されてもよいし、３重構造で形成されてもよい。
【００６０】
また、本実施の形態において、検出器キャップ４５の外周部分の４カ所に凸部４８を設ける構成にしたが、凸部４８の位置、個数、形状は特に限定されない。凸部４８は、冷却ジャケット５０の内面に突き当たって冷却ジャケット５０の内面と検出器４０の外面の間に冷却路を形成可能であればよい。
【００６１】
また、本実施の形態において、捕集ブロック２０内に捕集空間２７と出口流路３２が円形の扁平流路３３で連通される構成にしたが、この構成に限定されない。捕集ブロック２０内には、捕集空間２７から出口流路３２に排気のスムーズな流れを作れれば、どのような形状の流路が形成されてもよい。
【００６２】
また、本実施の形態において、捕集ブロック２０の切欠き２２が、捕集空間２７を挟んで出口流路３２に対向する外周位置から内側に向かって切り欠かれる構成にしたが、この構成に限定されない。切欠き２２は、捕集ブロック２０に濾紙ホルダ２５が取り付け可能に形成されていればよい。
【００６３】
また、本実施の形態において、捕集ブロック２０が濾紙２６によって排気から廃棄ダストを捕集する構成にしたが、この構成に限定されない。捕集ブロック２０は、排気から廃棄ダストを捕集可能なダスト捕集部を備える構成であればよく、濾紙２６はその一例であり、フィルター等によってダストを捕集してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上説明したように、本発明は、検出器を許容温度内に抑えつつ、簡易かつ安価な構成で廃棄ダストの放射能濃度を測定することができるという効果を有し、特に、焼却設備等から排出された廃棄ダストの放射能濃度を測定する放射能測定装置に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１  放射能測定装置
２０  捕集ブロック
２１  ブロック本体
２２  切欠き
２５  濾紙ホルダ
２６  濾紙
２７  捕集空間
３１  入口流路
３２  出口流路
３３  扁平流路
４０  検出器
４５  検出器キャップ
４８  凸部
５０  冷却ジャケット
５５  上流側の冷却路
５６  下流側の冷却路
７０  ヒータ
７５  断熱材
Ｄ  廃棄ダスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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