(57)【要約】      （修正有）【課題】放射性廃棄物に２種類以上の核種が存在する場合の放射能強度の定量精度向上。【解決手段】放射線検出器２の前面に設置されたコリメータ３から入射される被検体からの放射線エネルギースペクトルを求め、エネルギースペクトルから求まる放射線の散乱線強度と直接線強度に基づくスペクトル指標を求め、前記スペクトル指標から直接線の被検体内での放射線の減衰を補正して被検体内の放射能強度を定量する。被検体内に２種類以上の核種が存在する時には、当該核種が単独に存在する場合のスペクトル指標を求め、当該スペクトル指標に基づいて当該核種からの放射線の減衰を補正する。高いエネルギーの放射線を放出する核種が単独に存在する場合のスペクトル指標から、低いエネルギーの放射線を放出する核種のスペクトル指標を算定して求める。【選択図】図１
2008070309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器の前面に設置されたコリメータから入射される被検体からの放射線エネルギースペクトルを求め、前記エネルギースペクトルの波高分布から求まる前記放射線の散乱線強度と直接線強度に基づくスペクトル指標を求め、前記スペクトル指標から直接線の被検体内での放射線の減衰を補正して被検体内の放射能強度を定量する放射能測定方法であって、被検体内に２種類以上の核種が存在する時、当該核種が単独に存在する場合のスペクトル指標を求め、当該スペクトル指標に基づいて当該核種からの放射線の減衰を補正することを特徴とする放射性廃棄物の放射能測定方法。
【請求項２】
請求項１の核種が単独に存在する時のスペクトル指標を、当該核種の放出する放射線より高いエネルギーの放射線を放出する核種が単独に存在するスペクトル指標から求めることを特徴とする放射性廃棄物の放射能測定方法。
【請求項３】
被検体と放射線検出器を相対的に移動して走査しながら、放射線検出器と前記被検体との間に設置されたコリメータから入射される被検体からの放射線を被検体全域で積算測定し、被検体の垂直方向及び半径方向の放射能強度を定量する放射能測定方法であって、当該核種が単独に存在する場合のスペクトル指標を求め、当該スペクトル指標に基づいて当該核種からの放射線の減衰を補正することを特徴とする放射性廃棄物の放射能測定方法。
【請求項４】
被検体の周囲で放射線検出器を移動しながら、又は被検体を放射線検出器で走査しながら、被検体及びその領域外での放射能強度を測定することを特徴とする請求項３記載の放射性廃棄物の放射能測定方法。
【請求項５】
放射性固化体を載置するテーブル、該放射性固化体に対して上下方向及び周方向に相対的に移動されるコリメータを介して放射線が入射される放射線検出器、検出された放射線を解析する分析手段、及び解析結果を出力する手段、上記放射線検出器を上記放射性固化体に対して移動させる移動手段、及び分析手段によって得られる核種毎のスペクトル指標を演算する演算装置を備えることを特徴とする放射能測定装置。
【請求項６】
請求項５において、前記移動手段は前記テーブル及び／又は前記放射線検出器の移動を制御することを特徴とする放射能測定装置。
【請求項７】
請求項５において、前記分析手段は波高分布積算装置、波高分析装置及び放射能演算装置を備えることを特徴とする放射能測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラム缶などの放射性廃棄物貯蔵容器（以下、単に貯蔵容器という）内の被検体の放射能強度を非破壊的に測定する放射能測定技術に関するものである。本発明は特に低レベル放射性廃棄物固化体の放射能測定に適した測定方法及び測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明で低レベル放射性廃棄物と言う場合は、発電所廃棄物のうち、放射能レベルの比較的低い廃棄物例えば、廃液、フィルター、廃機材、消耗品等を固化したもの及び放射能レベルの極めて低い廃棄物例えば、コンクリート、金属等を含む。
【０００３】
貯蔵容器から放出された放射線を測定して、貯蔵容器内の放射能強度を求める放射能測定方法としては特許文献１が知られている。特許文献１記載の方式では、貯蔵容器内の密度と放射能分布が高さ方向に変化している場合を想定したものである。そして、検出器前面に設けた高さ方向のコリメータの開口幅を貯蔵容器の一断面を見込むように設定し、貯蔵容器を貯蔵容器の長軸方向に順次昇降しながら貯蔵容器の全断面を測定するものである。当該方式では、貯蔵容器内の放射性廃棄物が均一であり、その充填高さだけが異なる場合には、全断面での放射線測定値を加算して一つの放射線測定値として取り扱うことが可能である。
【０００４】
当該方式では、貯蔵容器内に２種類以上の放射性核種が存在する場合には、最も高いエネルギーの放射線を放出する核種のスペクトル指標に基づいて、全ての核種の放射線の貯蔵容器内での減衰を補正し、放射能強度を求める方式である。これは、図３に示すように、貯蔵容器内にＣｏ−６０とＣｓ−１３７が存在している場合、Ｃｏ−６０は２種類の放射線を放出するので、Ｃｏ−６０のスペクトル指標である散乱線強度（Ｃ１）と直接線強度（Ｐ１１＋Ｐ１２）の比の測定値はＣｏ−６０だけに依存している。しかし、Ｃｓ−１３７のスペクトル指標である散乱線強度（Ｃ２）と直接線強度（Ｐ２）の比の測定値はＣｓ−１３７だけでなく、Ｃｏ−６０の影響を受けることになる。これは、Ｃｓ−１３７の散乱線強度（Ｃ２）には、Ｃｏ−６０の散乱線が含まれるからである。
【０００５】
貯蔵容器から放出される放射線を測定して、貯蔵容器内の放射能強度を求める放射能測定方法としては、上記のほか、特許文献２−５が知られている。
【０００６】
特許文献２においては、ガラス固化体に対してマーク検出光学系からレーザ光を照射し、反射光を検出して固化体の周方向の位置決めを行い、周方向の放射能分布を測定する技術を開示する。また、特許文献３は、核燃料物質の再処理等において発生する高レベル放射性ガラス固化体に含まれる放射性核種毎の放射能を非破壊的に測定する方法を開示している。ここで、放射能濃度既知のＲＩ線源を備えた放射能校正用模擬試験体を用いて放出γ線の測定を行って放射能検出効率を求め、対象となる放射性廃棄物固化体のγ線の計測を行う。この計測結果を先に求めた検出効率によって補正することが示されている。
【０００７】
特許文献４においては、放射線検出器の前面に設置したコリメータから入射される放射性廃棄体の放射線をエネルギースペクトルとして測定し、エネルギースペクトルから得られる前記放射線の散乱線強度と直接線強度に基づくスペクトル指標を求める。そして、金属層とスラグ層の境界及び密度を求め、更に放射線の減衰値を求める方法を開示する。
【０００８】
特許文献５は、水平コリメータ付き放射線検出器と垂直コリメータ付き放射線検出器を用いて、上下方向及び周方向に移動する放射性廃棄物固化体から放出される放射線をエネルギースペクトルとして測定し、散乱線強度と非散乱線強度に基づくスペクトル指標を求める。そして、放射線減衰量と非散乱線強度から放射性廃棄体内の放射能量を定量する方法が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特公平０７−１１５７３号公報
【特許文献２】特開平０７−４９３８５号公報
【特許文献３】特開平０５−２７０４４号公報
【特許文献４】特開２００１−２６４４９３号公報
【特許文献５】特開２０００−５６０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
貯蔵容器内に２種類以上の核種が存在し、それらの放射能分布が異なる等の場合、それらの核種が単独で存在する場合のスペクトル指標に基づいて、それぞれの核種の貯蔵容器内での減衰を補正して放射能強度を求めた方が、定量精度が向上する場合がある。しかし、波高分布測定値から求めたスペクトル指標は、それより高いエネルギーの放射線を放出する核種が存在する場合には、その核種の放射能強度を受けてしまい、その核種が単独で存在する場合のスペクトル指標にはならない、という課題があった。
【００１１】
貯蔵容器内のＣｏ−６０とＣｓ−１３７の放射能分布が異なる場合や、Ｃｏ−６０の直接線強度よりもＣｓ−１３７の直接線強度が非常に大きい場合には、Ｃｓ−１３７の直接線の貯蔵容器内での減衰は、Ｃｓ−１３７が単独で存在している場合のスペクトル指標に基づいて補正してＣｓ−１３７放射能強度を定量する方が、定量精度が高くなることが想定される。
【００１２】
そこで本発明の目的は、２種類以上の核種が存在する場合、より低いエネルギーの放射線を放出する核種が単独で存在する場合のスペクトル指標を求めることにより、放射能強度の定量精度を向上することができる放射性廃棄物の放射能測定方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、放射線検出器の前面に設置されたコリメータから入射される被検体からの放射線エネルギースペクトルを求め、前記エネルギースペクトルの波高分布から求まる前記放射線の散乱線強度と直接線強度に基づくスペクトル指標を求め、前記スペクトル指標から直接線の被検体内での放射線の減衰を補正して被検体内の放射能強度を定量する放射能測定方法である。この方法において、被検体内に２種類以上の核種が存在する時、当該核種が単独に存在する場合のスペクトル指標を求め、当該スペクトル指標に基づいて当該核種からの放射線の減衰を補正することを特徴とする放射性廃棄物の放射能測定方法を提供するものである。上記方法において、上記核種が単独に存在する時のスペクトル指標は、当該核種の放出する放射線より高いエネルギーの放射線を放出する核種が単独に存在するスペクトル指標から求めることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、被検体と放射線検出器を相対的に移動して走査しながら、放射線検出器と前記被検体との間に設置されたコリメータから入射される被検体からの放射線を被検体全域で積算測定し、被検体の垂直方向及び半径方向の放射能強度を定量する放射能測定方法である。この方法において、当該核種が単独に存在する場合のスペクトル指標を求め、当該スペクトル指標に基づいて当該核種からの放射線の減衰を補正することを特徴とする放射性廃棄物の放射能測定方法を提供する。上記方法において、被検体の周囲で放射線検出器を移動しながら、又は被検体を放射線検出器で走査しながら、被検体及びその領域外での放射能強度を測定することができる。
【００１５】
本発明は更に、放射性固化体を載置するテーブル、該放射性固化体に対して上下方向及び周方向に相対的に移動されるコリメータを介して放射線が入射される放射線検出器、検出された放射線を解析する分析手段、及び解析結果を出力する手段、上記放射線検出器を上記放射性固化体に対して移動させる移動手段、及び分析手段によって得られる核種毎のスペクトル指標を演算する演算装置を備えることを特徴とする放射能測定装置を提供する。上記装置において、前記移動手段は前記テーブル及び／又は前記放射線検出器の移動を制御することができる。また、前記解析手段は波高分布積算装置、波高分析装置及び放射能演算装置を備えることが好ましい。上記コリメータは広視野角であり、測定対象の分割領域及びその上下領域からの放射線が通過可能な視野角を有することが好ましい。
【００１６】
核種が単独で存在する時のスペクトル形状は、その時のスペクトル指標の関数で近似的に表すことができることを利用することで、高いエネルギーの放射線を放出する核種が、それより低いエネルギーの放射線を放出する核種の散乱線領域に与える影響を評価することが可能になる。したがって、２種類以上の核種が存在している場合であっても、それらの核種が単独で存在している場合のスペクトル指標を求めることが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、貯蔵容器内に２種類以上の核種が存在し、それらの分布が異なっている場合でも、貯蔵容器内の放射能濃度を核種別に精度良く定量することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施例１）
本発明に関わる、一実施例である放射性廃棄物の放射能測定方法を説明する。本実施例での測定体系を図１と図２に示す。１はテーブル（図示せず）に載置された貯蔵容器としての２００リットルドラム缶であり、図示されていない回転装置によりＲ方向に回転可能であり、また、図示されていない昇降装置により貯蔵容器長軸方向Ｌに移動可能である。貯蔵容器１の内部から放出される放射線は放射線検出器２で測定される。放射線検出器２としては、例えばＧｅ半導体検出器を用いることができる。
【００１９】
放射線検出器２の前面には、放射線検出器２が貯蔵容器長軸方向Ｌの主として一段面５内の放射能から放出された放射線のみを測定できるように、垂直コリメータ４が設けられている。また放射線検出器２の前面には、主として断面５内の放射線放出核種の位置６に対する検出効率を補正するための水平コリメータ３が設けられている。
【００２０】
放射線検出器２の出力は波高分析装置９に入力され、波高分析装置９では貯蔵容１内の内部で放出され貯蔵容器１を透過してきた直接線７と貯蔵容器内部で一旦散乱後に透過してきた散乱線８に起因するエネルギースペクトルを求める。
【００２１】
波高分析装置９の出力は光電ピーク演算装置１０に入力され、この光電ピーク演算装置１０では核種毎の散乱線強度と直接線強度を求める。光電ピーク演算装置１０の出力は核種毎のスペクトル指標演算装置１１に入力され、それぞれの核種が単独で存在する場合のスペクトル指標である散乱線強度と直接線強度の比を求める。放射能演算装置１２では、核種別のスペクトル指標演算装置１１と光電ピーク演算装置１０の出力結果に基づいて、核種毎の放射線の貯蔵容器１内部での減衰を補正し、貯蔵容器１内の核種別放射能強度を演算する。その結果は、プリンターあるいはＣＲＴからなる出力装置１３から出力される。
【００２２】
図３は、貯蔵容器１内にＣｏ−６０とＣｓ−１３７の２種類の核種が存在している場合のＧｅ半導体検出器でのエネルギースペクトルの一例である。Ｃｏ−６０は２種類の放射線エネルギーを放出するので、Ｃｏ−６０に対するスペクトル指標は、散乱線強度（Ｃ１）と直接線強度（Ｐ１１＋Ｐ１２）の比率になる。またＣｓ−１３７のスペクトル指標は、散乱線強度（Ｃ２）と直接線強度（Ｐ２）の比率になる。
【００２３】
図４は、Ｃｏ−６０とＣｓ−１３７が単独で存在する時のスペクトル指標と貯蔵容器内での減衰率の関係の一例を示したものであり、校正試験により容易に求めることが可能である。図４のスペクトル指標は、図７に示す体系における校正試験から求める。まず密度均一で、密度が異なるドラム缶を用意し、高さ方向の所定の１箇所に線源をセットし、それと同じ高さになるような検出器位置で放射線スペクトルを測定する。そのスペクトルをデータ処理して、図４のスペクトル指標を得る。このスペクトルデータを再度処理し、測定データをフィッティングして図５の関数を求める。図５では、セメントを主成分とした密度均一の校正用のドラム缶を作成し、密度は約０．４ｇ／ｃｍ３の範囲の６種類の校正用ドラム缶を測定したデータから、ｇ１２の関数を求めた。
【００２４】
Ｃｏ−６０とＣｓ−１３７が単独で存在する時のスペクトル指標を図３に示す測定エネルギースペクトルから求めることができれば、図４の関係式からＣｏ−６０とＣｓ−１３７の放射線の貯蔵容器内での減衰割合を評価することができる。その結果、それらの核種の貯蔵容器内での放射能強度を精度良く求めることが可能である。
【００２５】
図３のＣｏ−６０のスペクトル指標はＣｏ−６０だけの影響を受けているので、Ｃｏ−６０が単独で存在する場合のスペクトル指標そのものになっている。しかし、Ｃｓ−１３７のスペクトル指標測定値は、その散乱線強度（Ｃ２）にＣｏ−６０の散乱線強度が含まれているので、Ｃｏ−６０の影響を受けている。Ｃｏ−６０の散乱線強度がＣｓ−１３７の散乱線強度（Ｃ２）にどの程度含まれているかは、図５に示すように、Ｃｏ−６０のスペクトル指標の関数ｇ１２としてあらかじめ校正試験により求めておくことが可能である。したがって、図６と式１に示す方法により、Ｃｓ−１３７が単独で存在している場合のスペクトル指標を演算評価することが可能になる。
【００２６】
【数１】
2008070309.tif 000003
【００２７】
式１は貯蔵容器内にＣｏ−６０とＣｓ−１３７が存在する場合、Ｃｓ−１３７が単独
で存在する時のスペクトル指標の求める式である。
【００２８】
本発明の実施例によれば、核種が単独で存在する時のスペクトル形状は、その時のスペクトル指標の関数で近似的に表すことができることを利用することで、高いエネルギーの放射線を放出する核種が、それより低いエネルギーの放射線を放出する核種の散乱線領域に与える影響を評価することが可能になる。したがって、２種類以上の核種が存在している場合であっても、それらの核種が単独で存在している場合のスペクトル指標を求めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の好適な一実施例を示す放射能測定装置の概略図。
【図２】図１における固化体と放射線検出器の関係を示す立面図。
【図３】貯蔵容器内にＣｏ−６０とＣｓ−１３７が存在する場合の測定スペクトルと核種毎の散乱線強度と直接線強度のとり方を示すスペクトル図。
【図４】貯蔵容器内にＣｏ−６０とＣｓ−１３７が単独で存在する場合のスペクトル指標と放射線の貯蔵容器内での減衰の関係を示すグラフ。
【図５】貯蔵容器内にＣｏ−６０がある時、Ｃｓ−１３７の散乱線領域に与える強の関係式を示す図。
【図６】貯蔵容器内にＣｏ−６０とＣｓ−１３７が存在する場合、Ｃｓ−１３７が単独で存在する時のスペクトル指標の求め方を示す図。
【図７】図４のスペクトル指標の求め方を示す固化体と放射線検出器の関係を示す図。
【符号の説明】
【００３０】
１…貯蔵容器（２００リットルドラム缶）、２…放射線検出器、３…水平コリメータ、４…垂直コリメータ、５…貯蔵容器内の一断面、６…貯蔵容器一断面内の放射能位置、７…直接線、８…散乱線、９…波高分析装置、１０…光電ピーク演算装置、１１…核種別スペクトル指標演算装置、１２…放射能演算装置、１３…出力装置。
【図１】
2008070309.tif 000004
【図２】
2008070309.tif 000005
【図３】
2008070309.tif 000006
【図４】
2008070309.tif 000007
【図５】
2008070309.tif 000008
【図６】
2008070309.tif 000009
【図７】
2008070309.tif 000010