(57)【要約】【課題】簡易な測定機器で必要な分解能で大よその放射性物質による汚染域の方向・その距離が推定できる距離推定法を提供する。【解決手段】予めシミュレーション計算により、汚染域からの距離が異なる複数の測定位置でのガンマ線光スペクトルを求め、求めた各光スペクトルについてフルエンス比、すなわち      フルエンス比＝高エネルギー光子の光子数／中低エネルギー光子の光子数を求め、求めたフルエンスと前記汚染域からの距離との関係を表す検量線を求めておき、次に、被測定位置でガンマ線光スペクトロメータを被測定方向にコリメートして光スペクトルを測定し、測定した光スペクトルから前記フルエンス比を求め、求めたフルエンス比を、前記予め求めていた検量線に当てはめることにより被測定位置の汚染域からの距離を求める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予めシミュレーション計算により、放射性物質による汚染域からの距離が異なる複数の測定位置でのガンマ線光スペクトルを求め、求めた各光スペクトルについてフルエンス比、すなわち
フルエンス比＝高エネルギー光子の光子数／中低エネルギー光子の光子数
を求め、当該フルエンス比と前記汚染域からの距離との関係を表す検量線を求めておき、次に、被測定位置でガンマ線光スペクトロメータを被測定方向にコリメートして光スペクトルを測定し、測定した光スペクトルから前記フルエンス比を求め、求めたフルエンス比を、前記予め求めていた検量線に当てはめることにより被測定位置の汚染域からの距離を求める距離推定法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線計測に関し、特に、放射性物質による汚染域までの距離を推定する距離推定法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性物質により汚染された地域では除染が必要であり、汚染地域の除染作業は宅地等の除染が進んでいるが、除染したにもかかわらずまだ空間線量が高いという問題も生じている。これは、周辺の未除染の山林などに付着している放射性物質からの寄与と考えられているが、いまだ明確に測定する手段がない。
従来、汚染域の方向・その距離を測定する測定機器には、ガンマカメラ（特許文献１、２参照）といった装置があるが、非常に高額であり、また重量も大きく一般に使用することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１２２３８８号公報
【特許文献２】特開２０１４−７１０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のガンマカメラを利用した装置は１台１千万円程度と高価であり、また重量も数十キロと大型であった。
そこで、本発明の解決しようとする課題は、簡易な測定機器で必要な分解能で大よその汚染域の方向・その距離が推定できる距離推定法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明者等は、光子スペクトルの測定により、付着している放射性物質から直接放出されるガンマ線成分と、空気によって散乱された低エネルギー光子が観測されることから、測定された光子スペクトルをエネルギー群に分けて、その比率によって汚染域の距離を推定する推定法を開発した。
すなわち、本発明は、予めシミュレーション計算により、汚染域からの距離が異なる複数の測定位置でのガンマ線光スペクトルを求め、求めた各光スペクトルについてフルエンス比、すなわち
フルエンス比＝高エネルギー光子の光子数／中低エネルギー光子の光子数
を求め、当該フルエンス比と前記汚染域からの距離との関係を表す検量線を求めておき、次に、被測定位置でガンマ線光スペクトロメータを被測定方向にコリメートして光スペクトルを測定し、測定した光スペクトルから前記フルエンス比を求め、求めたフルエンス比を、前記予め求めていた検量線に当てはめることにより被測定位置の汚染域からの距離を求める距離推定法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の推定法によれば、従来のガンマカメラを用いたものに比べて簡易な測定機器で、汚染域の方向、および距離を推定することができ、敷地内の汚染が残っているのか、それとも遠方の未除染の山林からの影響が大きいのか判断することができる。本発明の推定法で用いるガンマ線スペクトロメータとそれをコリメートする測定機器は、価格も数十万円程度で、重量も２キロ程度のもので実現でき、安価で小型軽量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、未除染の場所ＰｏｉｎｔＡ（○印）、Ｂ（□印）、及び、Ｄ（×印）と除染済みの場所ＰｏｉｎｔＣ（◇印）で測定した光子スペクトルを示した図である。横軸が光子のエネルギー［ｋｅＶ］で、縦軸は光子数を表すがＣｓ１３７のピークの光子数を１として正規化し、各ポイントでの光子スペクトルの比較を容易にしたものである。
【図２】図２は、本発明の推定法で用いる検量線の一例を示した図であり、横軸が汚染域からの距離［ｍ］、縦軸がフルエンス比（高エネルギー／中低エネルギー）であって、高エネルギー光子と中・低エネルギー光子の光子数の比である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本発明者等が、東日本大震災による福島第一原子力発電所の事故後、福島県内の複数の箇所で光子スペクトル測定を行いその測定結果をグラフにしたものであり、ＰｏｉｎｔＡ（○印）、ＰｏｉｎｔＢ（□印）、及び、ＰｏｉｎｔＤ（×印）が放射性物質の未除染の場所での光スペクトル測定結果を示すものであり、ＰｏｉｎｔＣ（◇印）が放射性物質の除染済みの場所での光スペクトル測定結果を示すものである。図１の横軸は光子のエネルギー［ｋｅＶ］を表し、縦軸は光子数を表すが、縦軸についてはＰｏｉｎｔＡ〜Ｄにおける各光子スペクトルの形状の比較がしやすいように、Ｃｓ１３７のピークの光子数を１として正規化している。
図１のグラフから未除染（Ａ，Ｂ，Ｄ）また除染済み（Ｃ）でスペクトル形状が異なっていることが確認でき、Ｃｓ−１３７，Ｃｓ−１３４のピークとそれよりもエネルギーの低い光子が確認できる。このエネルギーの低い光子は、空気によって散乱されたものである。未除染の地域では、測定位置のすぐ下に放射性物質が拡散しており、そこから直接放出されるガンマ線のピークが顕著に確認できる。一方、測定位置周辺は放射性物質がなく、周りに汚染域がある場合、ガンマ線のピーク光子よりも低エネルギーの散乱線成分が増加していることが分かる。この違いを利用して、汚染域の距離を推定することができる。すなわち汚染域の距離が遠いほど、測定位置と汚染域間の空気層が増えるため、散乱される中低エネルギーの光子数が増加することになる。したがって、フルエンス比＝高エネルギー（図１では約０.５［ＭｅＶ］以上）の光子数／中低エネルギー（約０.５［ＭｅＶ］以下）の光子数から汚染域の距離が推定できる。
【実施例】
【０００９】
図２は、本発明の測定原理を説明した図であり、シミュレーション計算により、測定位置の汚染域からの距離が０［ｍ］、１［ｍ］、５［ｍ］、１０［ｍ］、２０［ｍ］、５０［ｍ］、１００［ｍ］について高エネルギー光子と散乱された中低エネルギー光子の光子数の比（＝フルエンス比）を求め、縦軸をフルエンス比、横軸を汚染域からの距離のグラフに表したものである。このように、汚染域からの距離によってフルエンス比が変化していることが分かる。あらかじめこの関係性を把握しておけば、測定位置から放射性物質による汚染域までの大よその距離を推定することができる。
すなわち、予めシミュレーション計算により、放射性物質による汚染域からの距離が異なる複数の測定位置でのガンマ線光スペクトルを求め、さらに各光スペクトルの高エネルギー光子（例えば約０.５［ＭｅＶ］以上）の光子数／中低エネルギー光子の光子数（＝フルエンス比）を求め、求めたフルエンス比から、フルエンス比と汚染域からの距離の関係を表す検量線を求めておく。次に、被測定位置でガンマ線光スペクトロメータを被測定方向にコリメートして光スペクトルを測定し、測定した光スペクトルから高エネルギー光子（例えば約０.５［ＭｅＶ］以上）の光子数／中低エネルギー光子の光子数（＝フルエンス比）を求め、求めたフルエンス比を、シミュレーション計算により予め求めていた検量線に当てはめることにより汚染域からの距離を推定することができる。なお、汚染域の方向は、ガンマ線光スペクトロメータをコリメートした方向にほかならない。
上記の推定方法は、空間分解能では従来のガンマカメラ利用のものより劣るものの、ガンマ線スペクトロメータをコリメートすることにより、放射性物質による汚染域の方向、また距離を推定することができ、敷地内の汚染が残っているのか、それとも遠方の山林からの影響が大きいのか等を簡便に判断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
本発明の距離推定法は、放射性物質の除染を行っている事業者、また除染が必要な地方自治体等がその汚染域の推定のために活用されること等が考えられる。
【図１】
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【図２】
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