(57)【要約】【課題】アスベストはサンプリングの際の検査物の破壊で、飛散する場合があり、検出にさえ危険が伴う。建物などの天井や壁に含まれた、若しくは壁材等の後ろに隠れたアスベストの検出は、サンプルリングさえ困難な場合があり、非破壊で検出する技術が必要とされていた。【解決手段】高感度放射線検出器を用いた放射線測定で、放射線の発生パターンを測定し、その発生パターンからアスベストの存在を推定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する放射線検出部と、
少なくとも、
前記放射線検出部からの検出値に基づいてアスベストの存在可能性を判断する判断処理と、
前記判断処理の結果に基づいてアスベストの存在可能性の表示を指示する表示指示処理とを行う処理部と、
前記処理部の指示に基づいた表示を行う表示部とを
有するアスベスト存在推定装置。
【請求項２】
前記アスベストの存在可能性の判断処理は、前記検出値の特定エネルギー帯のカウント数に基づいた判断である請求項１記載のアスベスト存在推定装置。
【請求項３】
前記処理部はさらに、前記検出値に基づいて放射性物質の存在の可能性を判断する異常判断処理と、
前記異常判断処理の結果に基づいて前記放射性物質の存在可能性の表示を指示する異常表示処理とを行う請求項１に記載のアスベスト存在推定装置。
【請求項４】
前記表示部は、前記検出量を２次元に表示する請求項１に記載のアスベスト存在推定装置。
【請求項５】
前記放射線検出部は、ゲルマニウムを用いた検出器を含む請求項１記載のアスベスト存在推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査物に含有される、若しくは別材料で遮断された壁の向こう側にあるアスベストの存在を非破壊状態で推定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アスベスト（石綿）は、耐久性、耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性に優れその上、加工が容易であるため、建設資材、自動車製品、電気製品などさまざまな用途で非常に有用であった。そのため、近年まで非常に多くの量が使用されてきた。しかし、石綿による中皮種などの有害性が問題となり、日本では平成７年から使用禁止が法制化されつつある。従って現在では１部の工業用製品を除き製造は禁止されているが、古い建物には建設時に使用したアスベストが残っている可能性があり、アスベスト曝露による有害性がとり立たされている。
【０００３】
このような問題に対しては、アスベストが飛散しているか否かといった検出する技術と、アスベストが発見されたとして、どのように処理するかという技術が開示されている。
【０００４】
アスベストの検出という観点からは、製品中のアスベスト、粉塵濃度の測定、水中の石綿量の把握について、以下の知見が一般的な知識として開示されている（非特許文献１参照）。製品中のアスベストについては、測定できるようにまず前処理を行い、その後光学顕微鏡やX線回折法などで測定を行う。
【０００５】
通常製品は、各種化学成分が含まれるので、石綿を消失させないように、前処理を行い、検出可能な状態にする。
【０００６】
前処理としては、熱処理、化学処理、粉砕処理などが考えられる。これらの処理に対する石綿の特性は次の通りである。すなわち、熱処理では、クリソタイル石綿は４００℃位から結晶水を徐々に失い、約８００℃位でフォルストライトに変質する。従って、熱処理をする場合は５００℃以下、できれば４５０℃以下での熱処理が好ましいと考えられる。
【０００７】
化学処理では、クリソタイル石綿はアルカリ性には強いが、強酸には弱いので、酸処理する場合は、弱酸性（酢酸、ぎ酸）を使用する。
【０００８】
粉砕処理では、粉砕する場合でも、極めて細かく粉砕すると、クリソタイルの一部表面が変質し、分析に影響を与える。
【０００９】
以上の点を踏まえた上で、前処理を行い(ｉ)光学顕微鏡（偏光顕微鏡、位相差顕微鏡による分散染色法）による定性分析、(ii)Ｘ線回折法による定性、定量分析により石綿の有無を確認する。具体的な分析方法には以下ものがある。
（１）光学顕微鏡（偏光顕微鏡、位相差顕微鏡による分散染色法）による定性分析
（２）偏光顕微鏡による方法は、繊維形態をしていても、消光角により石綿の判別が可能である。しかし、鉱物繊維の中には、石綿と同様な消光角をもつもあり、注意が必要である。
（３）分散染色法は、繊維の屈折率を利用して着色により判断する方法であるが、繊維の中には同様な屈折率をもつものもあり注意が必要である。
（４）Ｘ線回折法による定性、定量分析は、石綿特有の繊維形態をX線回折パターンから検出する方法である。しかし、鉱物の中には、繊維形態をしていない場合でも、石綿と同様なＸ線回折パターンを示す場合もあるので、（１）乃至（３）の方法との併用が必要である。例えば、クリソタイルはリザルダイト、アンチゴライトと回折パターンが同じである。
【００１０】
石綿粉じん濃度を検出する方法は、以下のようなものである。浮遊中の石綿繊維を孔径0.8μｍのメンブランフィルター（直径25ｍｍ，47ｍｍ）で捕集し、捕集したメンブランフィルターを透明にして、４００倍の位相差顕微鏡を使用して石綿の本数を計数する。メンブランフィルター全面に付着した石綿繊維本数を吸引した空気量で除して石綿粉塵濃度を求める。
【００１１】
この際に、計数する石綿繊維とは、長さが５μｍ以上、幅(直径)３μｍ未満、アスペクト比（長さ／幅）３以上のものをいい、ｆ（ファイバー）という。また、石綿粉じん濃度の単位として、ｆ／cm3，ｆ／cc，ｆ／ml，本／cm3， f／リットル，本／リットルなどが使われる。
【００１２】
水の中の石綿量を把握する方法は以下のようなものである。目的とする水（水道水、井戸水、川の水等）を純水で洗浄したガラス瓶又はポリ容器に適当量採取する。この試料を孔径0.4μｍのメンブランフィルター（直径25〜47ｍｍ）を装着したガラスフィルターベースを有する吸引ろ過装置でろ過する。ろ過したフィルターを低温灰化装置で有機分を除去し、その残りを純水等の溶媒に超音波洗浄器で分散させ、懸濁液を作り、それをフィルターで吸引ろ過し、その表面にカーボン蒸着を施した後に、ＴＥＭメッシュに載せ、適当な溶剤でフィルターを溶解除去し、観察標本とする。観察標本を倍率10,000〜40,000倍でＴＥＭ(透過型電子顕微鏡)により計数する。
【００１３】
その他、特許文献としては、元素組成情報と形状情報に基づいて得られるマップを用いて特定組成のアスベストを定量的に把握するという発明（特許文献１参照）や、フッ化水素酸や濃硫酸等の危険な薬剤を使用しなくても可能な化学的スクリーニング法として、有機酸で前処理した後、非酸化性無機酸を用い、呈色試薬を使えるようにした技術（特許文献２参照）などが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２３３６５８号公報
【特許文献２】特開２０００−８８８３８号公報
【非特許文献１】日本石綿協会ホームページ（2006年3月13日現在）http://www.jaasc.or.jp/index.html
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記のアスベスト検出方法は、基本的にその場所のアスベストをサンプリングし、それがどのようなアスベストなのか、といった情報について調べる方法である。アスベストが使用されている建物などは、非常に古い建物なので、どこの部分にアスベストを使用したのか否かさえ不明な場合がある。
【００１５】
サンプリングは部分的な破壊であるから、アスベストが飛散するといった危険性もあり、非破壊的なアスベストの検出が要望されるところであるが、これまでは非破壊でアスベストを検出する方法については、開示された技術はなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記課題を解決すべく創作されたもので、アスベスト中にある放射性物質からの放射線量を測定することで、アスベストの存在を非破壊的に推定する装置に関するものである。
【００１７】
アスベストは、熱水変成を受けて、かんらん石や蛇紋岩、角閃石等の造岩鉱物が繊維状に変形したものであり、土類元素である天然放射性核種のウランやトリウムが、通常の土壌よりも多く含まれている。
【００１８】
アスベストの放射線量は、自然物からの放射線とあまり変わらない。しかし、ウランやトリウムの含有量が通常の土壌に比べ、わずかに高いので、非常に高感度な放射線測定を行うと、その発生パターンが通常の土壌とは異なる。従って、放射線の発生パターン（エネルギーと発生数）を調べてマップにすることで、通常の土壌やいわゆる放射線源との違いを明確に分けることができる。
【００１９】
より具体的には、ゲルマニウム検出器等の高感度放射線検出器を用い、放射線の発生パターンを求め、その発生パターンからアスベストの存在を推定する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、アスベストの存在を非破壊的に推定することができるため、実際にアスベスト処理をする前に、どのような処理が必要かを判断できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に本発明のアスベスト存在推定装置（１０）の構成図を示す。アスベスト存在推定装置（１０）は、放射線検出器（１２）、プリアンプ（１４）、マルチチャンネルアナライザー（１６）、処理装置（１８）を含む。放射線検出器（１２）は、放射線を検出する部分であり、シリコンやゲルマニウム、カドミ・テルル、ヨウ化水銀、ガリウム砒素などの検出器があるが、高純度ゲルマニウム検出器が望ましい。
【００２２】
超高純度ゲルマニウムから作られた放射線検出器は、真性ゲルマニウムまたは高純度ゲルマニウム検出器と呼ばれる。この高純度のゲルマニウムの結晶に平板状または同軸状に対向したＰ型及びＮ型の半導体層を設け、それぞれに電極を取り付けたものが検出器となる。通常５０００ボルト程度の電圧を電極に供給し、液体窒素の温度（−１９６度）に冷却することによりガンマ線のエネルギースペクトルを超高分解能で測定できる。
【００２３】
この高純度ゲルマニウムは、放射線が入るとエネルギーに対応した信号を出力する。プリアンプ（１４）は、放射線検出器（１２）に逆電圧をかけ、出力された信号を後段のマルチチャンネルアナライザー（１６）が扱えるように増幅する。マルチチャンネルアナライザー（１６）は、プリアンプの出力を、一定のエネルギー幅のフィルターを多数並列に並べて受け、フィルターのエネルギー幅と一定時間内のカウント数を出力する。検出器（１２）とプリアンプ（１４）とマルチチャンネルアナライザー（１６）を含めて検出部と呼ぶ。処理装置（１８）は通常パソコンを利用される。また、近年は、マルチチャンネルアナライザーもパソコンに接続されるボード状になっており、見かけは１台のＰＣとしても見える。
【００２４】
処理装置（１８）は、アスベスト存在推定装置（１０）全体を制御し、マルチチャンネルアナライザー（１６）のデータに基づいてエネルギー値とカウント数をグラフとして表示画面上に表示する。また、処理装置（１８）は、表示画面上に表示したグラフのパターンから、アスベストの存在の虞の有無を判断し表示する。
【００２５】
図２は処理装置（１８）の構成を示す。処理装置（１８）は、基本的にソフトウェア処理になり、ハードとしての構成は、ＣＰＵ（２０）とメモリ（２４および３２）と入出力制御部（２２）と表示装置駆動部（２６）と表示器（２８）である。
【００２６】
入出力制御部（２２）は、マルチチャンネルアナライザー（１６）との間のデータのやり取りを制御する。内部時計（３０）は、処理装置（１８）内部の時間を計測する。内部時計は後述のＣＰＵ（２０）内のレジスタを用いてもよいし、ソフトウェア処理によって実現されてもよい。メモリ（２４）および外部メモリ（３２）は、データを蓄積し、処理の際に利用する。表示駆動部（２６）は、表示器（２８）へのデータ転送や表示のタイミング、表示データの取り扱いを制御する。表示駆動部（２６）と表示器（２８）を含めて表示部と呼ぶ。
【００２７】
ＣＰＵ（２０）は、処理装置（１８）全体を制御し、主としてメモリ（２４）上のプログラムによって、動作を行う。本願に特有な処理については、フローに基づいて別途説明を行う。また、ＣＰＵ（２０）は後述するフローの処理を行う際に、処理部とも呼ぶ。
【００２８】
次にアスベストの存在の虞の有無を判断するための測定例について説明する。図３乃至図７には、高純度ゲルマニウム（以下「ゲルマ」という。）でのいくつかの典型的な測定結果を示す。
【００２９】
図３は、自然土壌の測定結果である。縦軸はカウント数で対数表示である。横軸はエネルギーである。自然土壌でさえわずかではあるが、放射線を放出しているため、図３のような測定結果となる。４０Kはカリウムの放射する放射線であり、自然界に普通に存在する。この場合は１時間の測定によってこのような結果を得ることができる。
【００３０】
図４は、アルミニウムの測定結果である。アルミニウムには放射線源となるものはないので、測定したエネルギー領域に渡って低いカウント数を示している。４０Kのカリウムについては、図３同様にカウントされている。
【００３１】
図３と図４を比較すると、図３の６０ないし６４は、アルミニウムにはない高い値を示している。これが、通常の土壌中に含まれる放射線である。
【００３２】
図５は、標準線源として用いるＣｏ６０（コバルト６０）の場合の測定結果である。非常に広いエネルギー範囲に渡って高いカウント数が見られる。特に符号６８や符号６９の部分の高エネルギー帯に顕著なピークが見られる。また測定時間も短く、多くの放射線が放出されていることがわかる。
【００３３】
図６は、同じく標準線源として用いるＢａ１３３（バリウム１３３）の測定結果で、比較的低エネルギー帯の部分に多くの放射線が観測される。
【００３４】
図７は、アスベストを含む物質の測定結果である。距離は１０ｍｍで、測定時間は１時間である。検出パターン自体は自然土壌に非常に近いものの、広い範囲で部分的にカウント数の多い部分がある。これはアスベスト中に残されたウランやトリウムという放射性物質による放射線によるものである。自然土壌との違いはわずかであるが、図７中の符号７１、７２、７３は明らかに自然土壌と比較して数倍の値になっている。具体的には、ピーク７１は６４６カウントであり、同じエネルギー帯の土壌（カウント数は８０）と比較すると、８倍も大きい。同様にピーク７２は、４５３カウント、ピーク７３は１０５カウントであり、同じエネルギー帯の土壌と比較すると、それぞれ６３カウントで７．１倍、１８カウントで５．８倍となっている。しかも試料の総重量は土壌163gに対してアスベストは46ｇである。
【００３５】
これらは、放射線源であるウランやトリウムといった放射能物質に起源するものであるので、観測されるエネルギー帯は限定されており、そのエネルギー帯だけを測定していてもアスベストの存在が推定される。
【００３６】
図８は、アスベスト推定のための測定処理のフローを示す。このフローは、図１で示したＣＰＵ（２０）によって行われ、ソフトウェア処理である。図８を参照して、測定開始は処理装置（１８）への指示によって開始される（Ｓ１０００）。処理装置（１８）は、マルチチャンネルアナライザー（１６）に測定開始の指示を出すとともに、内部時計（３０）をスタートさせる。
【００３７】
放射線検出器（１２）は放射線を感知するごとにプリアンプ（１４）に信号を出す。プリアンプ（１４）は、マルチチャンネルアナライザー（１６）に測定データを送信する。マルチチャンネルアナライザー（１６）は処理装置（１８）に測定エネルギー帯およびカウント数を送信する。処理装置（１８）は、その度にこのデータを受信する（Ｓ１００２）。
【００３８】
処理装置（１８）は、データを受信する毎に予め用意しておいたエネルギー帯のメモリーにカウント数を追加記録する。例えば、５００ｅＶに対応するメモリ領域に３０カウントを加えるなどである。そして、全てのエネルギー帯のカウント数を計算する（Ｓ１００４）。
【００３９】
次に計測時間をチェックする（Ｓ１００６）。この測定ルーチンは一定時間の計測で終了するようにしているため、計測時間がＴｍａｘより大きくなると測定は終了する（Ｓ１０１２）。一方このＴｍａｘの以下の時間で、カウント数が一定量（Ｄｍａｘ）を超える場合は、異常測定とみなす（Ｓ１００８）。
【００４０】
例えば、図５に示すように、わずか１００秒の間に２９万カウントを超えるような場合は、アスベストの存在よりも強力な放射性物質の存在が予想される。従って、このような場合は異常測定処理（Ｓ１０１０）を行い終了する（Ｓ１０１４）。以上のフローにより、エネルギー帯毎のカウント数を記録した計測データを得ることができる。
【００４１】
次にこの計測データのパターン解析について図９を参照して処理のフローを説明する。処理のフローは、測定ルーチンの終了後、自動的に開始される（Ｓ１０３０）ことが望ましいが、利用者の指示に基づいてスタートされてもよい。上記の計測データを順次メモリ上に読み込む（Ｓ１０３２）。読み込む計測データは、エネルギー帯とカウント数がペアになっている。
【００４２】
読み込んだデータが予め定めておいた、エネルギー帯であるか否かを判断する（Ｓ１０３４）。アスベストの放射線源はウランやトリウムといった放射性元素であるので、必ず決まったエネルギー帯での放射線のカウント値が高くなっていることが想定できる。このパターン解析では、そのエネルギー帯のカウント値をチェックする。従って、チェックすべきエネルギー帯でなければ、また計測データの読み込みに戻る（Ｓ１０３４のＮ分岐）。
【００４３】
所望のエネルギー帯であった場合は、カウント数が一定値（Ｄｔｈ）以上であるか否かを判断する。カウント値が一定値以下であれば、アスベストの可能性はないからである。一定値以上であった場合は、条件リストに記録する（Ｓ１０３６）。条件リストとは、チェックすべきエネルギー帯のカウント数が一定値以上であったかなかったかを記録するリストである。例えば、図７において符号７１、７２、７３のエネルギー帯でカウント数が一定以上であったかどうかを記録するリストである。
【００４４】
この操作を読み込むデータがなくなるまで続ける（Ｓ１０４０）。全ての計測データを読み込んだらこのルーチンを終了する（Ｓ１０４２）。このルーチンが終了した後には、所定のエネルギー帯のカウントが一定値以上であったかなかったかを示す条件リストを得ることができる。
【００４５】
次にアスベストの存在の虞を判断する判断し、それに基づいて表示を指示するフローを図１０に示す。このルーチンは、図９で示したパターン解析のルーチンが終了後直ちに始まる（Ｓ１０６０）。まず、メモリに読み込んだ計測データを画面に表示する（Ｓ１０６２）。次に条件リストが満たされているか否かを確認する（Ｓ１０６４）。全ての所定エネルギー帯で所定値以上のカウントがあれば、次に異常終了であるか否かを判断する（Ｓ１０６８）。特に高い放射能を有する放射性物質を測定してしまった場合は、所定のエネルギー帯で一定値以上になるが、これはアスベストの存在とは区別しなければならない。
【００４６】
異常終了でなければ、アスベスト存在の可能性が高いとして表示画面上にその旨表示する（Ｓ１０７０）。ここでの処理の実行は、ＣＰＵ（２０）が表示駆動部（２６）に表示する内容を転送し、表示駆動部（２６）が表示器（２８）に表示することで実現される。図１１は、表示例を示す。表示部（２８）には、測定結果のプロット（８０）と、アスベスト存在の可能性を示す表示（８２）を行う。
【００４７】
もし、異常終了であるならば、その旨の表示（８４）を行う（Ｓ１０７２）。図１２に表示例を示す。条件リストが満足されていない場合は、アスベストはないとして、その旨の表示（８６）を行う（Ｓ１０７４）。図１３に表示例を示す。
【００４８】
以上でパターンの解析は終了する（Ｓ１０７６）。このルーチンが終了すると、表示画面上にアスベストの存在が推認されるか、されないかという点について表示をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のアスベスト測定装置の構成を示す図
【図２】処理装置の内部構成を示す図
【図３】通常の土壌を測定した結果図
【図４】アルミを測定した結果図
【図５】コバルト６０を測定した結果図
【図６】バリウム１３３を測定した結果図
【図７】アスベスト含有物を測定した結果図
【図８】アスベスト測定装置の測定動作のフローを示す図
【図９】測定結果のパターン解析動作のフローを示す図
【図１０】パターン解析から結果を判断するフローを示す図
【図１１】アスベストの存在を表示する例を示す図
【図１２】放射能物質があり注意を喚起する表示の例を示す図
【図１３】アスベストはない旨の表示をする例を示す図
【符号の説明】
【００５０】
１２  検出器
１４  プリアンプ
１６  マルチチャンネルアナライザー
１８  処理装置
２０  ＣＰＵ
２８  表示部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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