(57)【要約】【課題】クサビ状狭隘部の放射線測定において、広い面積を一度に効率よく測定することができる放射線測定器を提供する。【解決手段】入り口部分に対して奥の部分が狭いクサビ状狭隘部を有する放射線測定対象物の放射線を測定する為の放射線測定器であって、放射線で励起され、励起された箇所にレーザ光を照射すると蛍光を発する物質を塗布したイメージングプレートに校正された線源が取り付けられており、線源を備えたイメージングプレートが、放射線測定対象物のクサビ状狭隘部に挿入されて使用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入り口部分に対して奥の部分が狭いクサビ状狭隘部を有する放射線測定対象物の放射線を測定する為の放射線測定器であって、
放射線で励起され、励起された箇所にレーザ光を照射すると蛍光を発する物質を塗布したイメージングプレートに校正された線源が取り付けられており、線源を備えたイメージングプレートが、前記放射線測定対象物のクサビ状狭隘部に挿入されて使用されることを特徴とする放射線測定器。
【請求項２】
請求項１記載の放射線測定器において、
前記校正された線源は、固定冶具により前記イメージングプレートの面から所定の距離をおいて取り付けられると共に、前記所定の距離は放射線測定対象物と前記イメージングプレートの間の距離に応じて決定されていることを特徴とする放射線測定器。
【請求項３】
請求項２記載の放射線測定器において、
前記入り口部分に対して奥の部分が狭いクサビ状狭隘部について、当該クサビ状狭隘部は前記イメージングプレートを挿入したときの放射線測定対象物とイメージングプレートの間の距離が狭い第１段部分と、該第１段部分よりも広い第２段部分とを有し、前記校正された線源は、前記第２段部分に前記第１段部分の放射線測定対象物とイメージングプレートの間の距離を保って配置されていることを特徴とする放射線測定器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の放射線測定器において、
前記イメージングプレートの表面をβ線遮蔽体で覆っていることを特徴とする放射線測定器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射線測定器において、
前記放射線測定対象物の測定面とイメージングプレートの間に、β線遮蔽体が設けられていることを特徴とする放射線測定器。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の放射線測定器において、
前記放射線測定対象物のクサビ状狭隘部に前記イメージングプレートを挿入して放射線の測定を行っているときに、クサビ状狭隘部の入り口部分を遮蔽体で覆うことを特徴とする放射線測定器。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線測定器において、
クサビ状狭隘部の入り口部分を覆う遮蔽体は、プラスチック板を含むことを特徴とする放射線測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線測定器にかかり、特にクサビ状狭隘部の放射線測定において、広い面積を一度に効率よく測定することができる放射線測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所の廃止措置や、長寿命化のための大型改造では、多量の放射性廃棄物が発生する。これらの放射性廃棄物は、その放射能レベルなどに応じて分別され、それぞれに適切な処理がなされている。
【０００３】
これらの放射性廃棄物のうち、放射性物質の含有量・付着量が極めて少ない廃棄物については、一般廃棄物と同等の取り扱い（処分や再利用）を可能とするクリアランス制度が整備されている。この制度では、放射能レベルが判断基準（クリアランスレベル）以下であるものを、特に、放射性物質として扱う必要のない廃棄物（クリアランス廃棄物）と規定している。
【０００４】
このため、放射性廃棄物をクリアランス廃棄物として放射線管理区域外に搬出する際には、その放射性廃棄物の放射線量を測定し、放射能レベルがクリアランスレベル以下であることを確認する必要がある。
【０００５】
この場合に、放射性廃棄物は種々の形状をしているので、これらの形状に適した放射線測定器あるいは測定方法が要求される。例えば平面形状の放射性廃棄物であれば、これを可能とする放射線量の測定方法として特許文献１が知られている。また、細い配管内の放射線量を効率的に測定する棒状の測定器が、特許文献２で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−４７５７号公報
【特許文献２】特開２００８−１４５４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、これらの従来技術では、タービンロータのクサビ状狭隘部のように、内部に平面的な広い面積を有する狭隘部の測定はできない。特許文献１の平面用の測定器は、クサビ状狭隘部内部に入れることができない。また、特許文献２の棒状の測定器は、クサビ状狭隘部内部に挿入することはできるが、一度に広い面積を測定することができないため、測定には非常に多くの時間が必要であった。
【０００８】
本発明は、クサビ状狭隘部の放射線測定において、広い面積を一度に効率よく測定することができる放射線測定器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】
【０００９】
上記課題の解決のために本発明においては、入り口部分に対して奥の部分が狭いクサビ状狭隘部を有する放射線測定対象物の放射線を測定する為の放射線測定器であって、放射線で励起され、励起された箇所にレーザ光を照射すると蛍光を発する物質を塗布したイメージングプレートに校正された線源が取り付けられており、線源を備えたイメージングプレートが、放射線測定対象物のクサビ状狭隘部に挿入されて使用される。
【００１０】
また、校正された線源は、固定冶具によりイメージングプレートの面から所定の距離をおいて取り付けられると共に、所定の距離は放射線測定対象物とイメージングプレートの間の距離に応じて決定されている。
【００１１】
また、入り口部分に対して奥の部分が狭いクサビ状狭隘部について、当該クサビ状狭隘部はイメージングプレートを挿入したときの放射線測定対象物とイメージングプレートの間の距離が狭い第１段部分と、第１段部分よりも広い第２段部分とを有し、校正された線源は、第２段部分に第１段部分の放射線測定対象物とイメージングプレートの間の距離を保って配置されている。
【００１２】
また、イメージングプレートの表面をβ線遮蔽体で覆っている。
【００１３】
また、放射線測定対象物の測定面とイメージングプレートの間に、β線遮蔽体が設けられている。
【００１４】
また、放射線測定対象物のクサビ状狭隘部に前記イメージングプレートを挿入して放射線の測定を行っているときに、クサビ状狭隘部の入り口部分を遮蔽体で覆う。
【００１５】
また、クサビ状狭隘部の入り口部分を覆う遮蔽体は、鉛板を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、クサビ状狭隘部内部の広い測定面を一度に測定できる。
【００１７】
また、本発明の実施例によれば、イメージングプレートの個体差や熱影響による減衰の影響を排除して精度の良い定量評価ができる。また、β線の影響を排除しγ線のみ測定ができ、これにより、測定面の錆の影響を排除できる。また、バックグラウンドを低減し検出限界を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】クサビ状狭隘部の放射線測定を実施する概念図を示した図。
【図２】クサビ状狭隘部を有する測定対象例であるタービンロータ取り付け部を示す図。
【図３】線源とイメージングプレートとの距離を、測定面とイメージングプレートとの距離に合致させて測定する例を示す図。
【図４】イメージングプレートの表面をアクリル板で覆った例を示す図。
【図５】バックグラウンド侵入を防ぐ例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２０】
本発明では、クサビ状狭隘部を測定しようとしているが、この一例対象となるタービンロータ取り付け部は、図２のように構成されている。
【００２１】
図２は、タービンロータの軸方向断面を示しており、ロータ中心１に対し、その周方向にロータ動翼取り付け部２を備えている。ロータ動翼取り付け部２の周方向先端は例えば５つの凸部３を備えており、凸部３自体が先端になるほど細くなる多段構造とされている。図の例では凸部３は、３段構造であり、各断部の同じ高さ位置にピン孔４が形成されている。
【００２２】
ロータ動翼取り付け部２の係る構造により、複数の凸部３の間には奥に行くほど狭くなる空間が形成される。これが、本発明において測定対象とするクサビ状狭隘部５の一例である。
【００２３】
なお、この５つの凸部３で形成された４つのクサビ状狭隘部５には、クサビ状狭隘部５に対応する形状の４つの動翼根部６が嵌装される。動翼根部６には動翼７が一体に形成されている。動翼根部６も凸部３と同様に３段構造であり、各断部の同じ高さ位置にピン孔８が形成されている。このため、動翼根部６を凸部３に嵌装した状態で、ピン孔４とピン孔８をピンにより貫装固定することでタービンロータに動翼７を固定する。
【００２４】
以上のようにして１枚の動翼がタービンロータに取り付けられ、かつ円周に沿って複数動翼を取り付け、かつロータ軸方向にも複数動翼を取り付ける。このため、タービンロータの放射能レベルが判断基準（クリアランスレベル）以下であることの判定には、多数箇所の測定と共に、特殊形状の判定であることの課題が生じる。狭隘部の先端までの広い領域を、かつ多数箇所において計測することを以下に容易に実現するかについての課題が付きまとう。
【００２５】
本発明ではこのためにイメージングプレートを使用する。このイメージングプレート自体は、例えば特開昭５５−１２４２９号公報などですでに知られた素材である。イメージングプレートは、蛍光を発する物質を塗布した薄板であり、この蛍光物質は放射線で励起され、励起された箇所にレーザ光を照射すると蛍光を発する。このようにイメージングプレートは放射線に反応するプレートであり、感度良く二次元画像が得られることと、消去処理により繰り返し使用できることを特徴としている。そのため、医療用Ｘ線画像や配管Ｘ線画像用に用いられている。
【００２６】
イメージングプレートは広い領域の放射線測定に適しているが、ここで得られる情報は濃淡画像情報であり、放射線の相対強度しか数値化して把握することができない。またイメージングプレートごとの個体差や熱影響による減衰があるため、放射能量の定量評価が困難であり測定器としては使用されていない。
【００２７】
係るイメージングプレートを、ロータ動翼取り付け部２のクサビ状狭隘部５に適用することを検討すると、イメージングプレートは薄い板状である。このため、タービンロータのクサビ状狭隘部５に挿入可能であり、クサビ状狭隘部５内の広い領域を一度で測定可能であり、また同様手順により多数箇所の測定も可能である。この測定によれば放射能の強弱を濃淡画像情報として確認可能である。また放射能の強弱を定量評価することはできないが、ここに校正された線源（放射線量が既知の線源）を設置することで基準値に対する放射能量の大小として定量評価が可能となる。
【００２８】
さらにイメージングプレートの適用に当たり、これは数桁の幅の放射線強度を識別できるが、精度良く測定するためには、線源は測定対象と強度が同等のものが好ましい。また、測定場所に設置するため、線源は可能な限り小さい方が良い。更に、１つの線源を複数の濃度で構成することにより、更に精度良く測定が可能となる。小さな面積に複数の放射能濃度を設定可能な線源として、特開２００３−１６７０９７に示すインクジェットプリンタを使用した放射線源が有効である。
【００２９】
図１は、イメージングプレート１０を複数の凸部３で形成するクサビ状狭隘部５に設置して、クサビ状狭隘部５における放射線測定を実施する概念図を示している。この測定により、イメージングプレート１０は凸部３からの放射線で励起されるので、十分な励起時間経過後にクサビ状狭隘部５から取り出して、励起された箇所にレーザ光を照射し蛍光状況を確認する。
【００３０】
この場合に、取り出したイメージングプレート１０の表面に得られたのは濃淡の画像情報のみであり、基準となる濃度を得るために、校正された線源１１（放射線量が既知の線源）をイメージングプレート１０に設置しておく。これにより、校正された線源１１に対応する部分での濃度と、他の部位の濃度を比較することで、このタービンロータの当該凸部３部分が、放射性物質として扱う必要のない廃棄物（クリアランス廃棄物）に該当するかしないかが一目瞭然として判定可能である。
【００３１】
概念的には、図１のようにしてクサビ状狭隘部５における放射線測定を実施可能であるが、実際問題としては、例えば線源１１とイメージングプレート１０との距離により放射線強度が変動する問題を考慮すべきである。
【００３２】
そのため図３に示す本発明の実施例では、線源１１とイメージングプレート１０との距離を考慮している。測定面とイメージングプレートとの距離と等しくなれば、補正の必要が無く簡易に放射能量を定量化することができる。
【００３３】
タービンロータのクサビ状狭隘部５は、外側へ向けて段階的に広くなる構造となっている。図３の例では、クサビ状狭隘部５は３段構造となっている。例えば、最奥部の第１段狭隘部５１では、イメージングプレート面と測定面（凸部３の面）との間の距離がＬ１、中間部の第２段狭隘部５２では、イメージングプレート面と測定面（凸部３の面）との間の距離がＬ２、上部の第３段狭隘部５３では、イメージングプレート面と測定面（凸部３の面）との間の距離がＬ３である。
【００３４】
このことを利用して、最奥部の第１段狭隘部５１での放射線測定に基準とする線源１１１を中間部の第２段狭隘部５２に設置し、中間部の第２段狭隘部５２での放射線測定に基準とする線源１１２を上部の第３段狭隘部５３に設置し、上部の第３段狭隘部５３での放射線測定に基準とする線源１１３を段狭隘部５の外部に設置する。
【００３５】
また、線源１１１，１１２，１１３を、線源固定冶具１２１，１２２，１２３を用いてイメージングプレート１０に取り付けておく。そのうえで、線源１１１，１１２，１１３と、イメージングプレート１０の間のそれぞれの距離Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を、先のイメージングプレート面と測定面（凸部３の面）との間の距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と同じ距離に保つように位置づける。
【００３６】
図３左側には、十分な時間経過後に狭隘部５から取り出してレーザ光を照射したときの蛍光状況を示している。このとき、第１段狭隘部５１に相当する第１段領域Ａ１の濃度と、線源１１１に対応する基準領域Ｓ１の濃度を比較し、第２段狭隘部５２に相当する第２段領域Ａ２の濃度と、線源１１２に対応する基準領域Ｓ２の濃度を比較し、第３段狭隘部５３に相当する第３段領域Ａ３の濃度と、線源１１３に対応する基準領域Ｓ３の濃度を比較することにより、全ての領域を同じ基準で測定することができる。
【００３７】
イメージングプレートによりクサビ状狭隘部５を測定するに際しての次に実際的に解決すべき問題は、γ線のみの測定に留意することである。
【００３８】
イメージングプレートは、１ＭｅＶ（メガエレクトロンボルト）以上のγ線よりもβ線の感度が高いため、Ｃｏ−６０を測定する場合はβ線を測定することが適していると考えられる。しかし、β線は測定面の錆により遮蔽されてしまい、イメージングプレートに到達する放射線量が減衰する。錆の厚さは一定ではないためβ線を正しく測定することはできない。一方γ線は、錆による遮蔽量はわずかである。そのため、β線を除去してγ線のみで測定することで、錆の影響を除去した測定が可能である。
【００３９】
β線の影響を除去する方法としては、５ｍｍ程度のアクリル板で遮蔽する方法が考えられる。５ｍｍのアクリル板では、Ｃｏ−６０のβ線は１／５０程度となる。一方γ線の減衰率は３％程度であり、ほとんど影響しない。
【００４０】
図４は、イメージングプレート１０の表面をアクリル板１３で覆ったものである。これより、イメージングプレート１０と、測定面および線源１１の間に５ｍｍ程度のアクリル板１３を設置することで、γ線のみの測定が可能となる。なお、β線遮蔽体としてはアクリルの他にアルミニウム板およびプラスチック板が考えられる。
【００４１】
イメージングプレートによりクサビ状狭隘部５を測定するに際しての次に実際的に解決すべき問題は、遮蔽による検出限界の向上に留意することである。
【００４２】
クリアランスレベルの廃棄物を測定する際、バックグラウンドが大きいと、その影響により廃棄物からの放射線を検知できないため、バックグラウンドを低減する必要がある。タービンロータのクサビ状狭隘部５を測定する場合、狭隘部５に測定治具（イメージングプレート１０、固定冶具１２及び線源１１）を入れ、その外側を鉛板で遮蔽することでバックグラウンドを低減することができる。なお、鉛は天然放射性同位体としてＰｂ−２１０を含み、数１０ｋｅＶのβ線およびγ線を発する。そのため、鉛を露出せずにプラスチックシートで覆った上で鉛板を設置する必要がある。
【００４３】
図５は、これを実現する具体構成を示しており、測定治具（イメージングプレート１０、固定冶具１２及び線源１１）をクサビ状狭隘部５に設置している。その上で、外部からのバックグラウンド侵入を塞ぐために、測定治具の上部をプラスチックシート１４で覆った上で鉛板１５を設置している。
【符号の説明】
【００４４】
１：ロータ中心１
２：ロータ動翼取り付け部２
３：凸部
４：ピン孔
５：クサビ状狭隘部
６：動翼根部
７：動翼
８：ピン孔
１０：イメージングプレート
１１：線源
１２：固定冶具
１３：アクリル板
１４：プラスチックシート
１５：鉛板
５１：最奥部の第１段狭隘部
５２：中間部の第２段狭隘部
５３：上部の第３段狭隘部
Ｌ：イメージングプレート面と測定面（凸部３の面）との間の距離
Ｄ：線源と、イメージングプレートの間の距離
【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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