(57)【要約】【課題】実際に土をサンプリングすることなく、土壌中の放射性物質の深さ方向の分布を推定できる推定法を提供する。【解決手段】予めシミュレーション計算により、土壌中のある深度にのみ放射性物質が分布する場合（「不均一分布」）と、土壌中のある深度まで一様に放射性物質が分布する場合（「一様分布」）について、地表面に届く光子の低エネルギー、中間エネルギー、高エネルギーの３成分の光子数の比率を求め、求めた比率を用いてグラフに表した不均一分布の検量線と、一様分布の検量線を作成しておき、次に、被測定対象の土壌の地表面に光子スペクトロメータを設置し土壌からくる放射線を計測し、得られた低エネルギー、中間エネルギー、高エネルギーの３成分の光子数の比率を求め、予め求めていた２つの検量線とのマッチングにより土壌中の放射性物質の深度分布を推定する。【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、土壌中のある深度にのみ放射性物質が分布する場合（以下これを「不均一分布」という）と、土壌中のある深度まで一様に放射性物質が分布する場合（以下これを「一様分布」という）について、地表面に届く光子の低エネルギー、中間エネルギー、高エネルギーの３成分の光子数の比率をもとめ、一方の軸を光子数の比率「低エネルギー／中間エネルギー」とし、他方の軸を光子数の比率「（高エネルギー＋中間エネルギー）／低エネルギー」としたグラフに不均一分布の検量線と、一様分布の検量線をそれぞれの検量線に沿って深度数値を付して作成しておき、
次に、被測定対象の土壌の地表面に光子スペクトロメータを設置し土壌からくる放射線を計測して得られた光スペクトルから、低エネルギー、中間エネルギー、高エネルギーの３成分の光子数の比率として「低エネルギー／中間エネルギー」および「（高エネルギー＋中間エネルギー）／低エネルギー」を求め、予めシミュレーション計算により求めていた前記不均一分布の検量線と前記一様分布の検量線のどちらにマッチングするかを求めることにより土壌中の放射性物質の深度分布を推定することを特徴とする放射性物質深度分布推定法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌中の放射性物質深度分布推定法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性物質により汚染された地域では土壌の除染が必要であり、汚染土の量やその保管、処理が問題となっている。また、汚染地域の土壌の除染は、宅地が優先され、その後田畑や山林なども除染することになるが、効果的・効率的に除染するには、除染深さを確認する必要がある。
土壌中の放射性物質の深さ方向の分布の測定には、実際に土をサンプリングして測定する方法が従来とられている（特許文献１参照）。しかしながら、この土をサンプリングして測定する方法では、サンプリング測定に非常に手間がかかり、測定結果が得られるまで時間がかかるという問題があった。また、測定に要するコストも高く、さらに、サンプリングした土の測定後の処分についても考える必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の解決しようとする課題は、実際に土をサンプリングすることなく、土壌中の放射性物質の深さ方向の分布を推定できる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、本発明は、予めシミュレーション計算により、土壌中のある深度にのみ放射性物質が分布する場合（以下これを「不均一分布」という）と、土壌中のある深度まで一様に放射性物質が分布する場合（以下これを「一様分布」という）について、地表面に届く光子の低エネルギー、中間エネルギー、高エネルギーの３成分の光子数の比率をもとめ、一方の軸を光子数の比率「低エネルギー／中間エネルギー」とし、他方の軸を光子数の比率「（高エネルギー＋中間エネルギー）／低エネルギー」としたグラフに不均一分布の検量線と、一様分布の検量線をそれぞれの検量線に沿って深度数値を付して作成しておき、次に、被測定対象の土壌の地表面に光子スペクトロメータを設置し土壌からくる放射線を計測して得られた光スペクトルから、低エネルギー、中間エネルギー、高エネルギーの３成分の光子数の比率として「低エネルギー／中間エネルギー」および「（高エネルギー＋中間エネルギー）／低エネルギー」を求め、予めシミュレーション計算により求めていた前記不均一分布の検量線と前記一様分布の検量線のどちらにマッチングするかを求めることにより土壌中の放射性物質の深度分布を推定することを特徴とする放射性物質深度分布推定法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の推定法によれば、汚染土壌をサンプリングする必要がないので従来必要であったサンプリングのための時間と手間がかからない。
また、本発明の推定法によれば、光子スペクトロメータを地表面に設置して計測するだけでよく、現場でのデータ取得が可能となることから、効率的・効果的な除染作業が行え、除染土の削減によりその保管に要する費用なども大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の測定原理を説明するための図である。
【図２】図２は、本発明の試験片の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明者等は、シミュレーション計算により、汚染土壌中の放射性物質の深度分布によって、土表面で計測される光子スペクトルの形状が変化することに着目し、この深度分布の違いによる光子スペクトル形状をデータベース化することによって、迅速に、また非破壊で土壌中の放射性物質の深度分布を推定するものである。
すなわち、本発明では、光子スペクトロメータを地表面に設置して土壌からくる放射線を計測することにより、その放射性物質の深度分布、およびその放射能濃度を推定するものであり、非破壊での測定により、またその場で結果が得られるため、従来のサンプリングによる手法にくらべて効率的な測定が可能となる。
土壌中の放射性物質が浅い位置では、放射性物質から直接放出されるγ線成分が検出器に届く確率が高くなる。一方深い位置にある放射性物質では、同様にγ線が放出されるが、地表面にある検出器に届くまでに土と相互作用して、持っているエネルギーを失い中間、また低エネルギー光子となる。土壌はこのように散乱体として働くが、さらに吸収体としても作用する。すなわち深部になればなるほど、低エネルギー成分は吸収されてしまい、地表に到達するのは中間エネルギーの光子が多くなる。この３成分の比率を考慮することによって、どの深さまで放射性物質が分布しているか、またその量について推定することができる。
なお、この３成分の比率だけでは、土壌中の分布の仕方によっては、正しく推定できない可能性があるので、あらかじめ分布を仮定してデータセットを準備しておく必要がある
【実施例】
【０００９】
図１は、本発明の測定原理を説明するための図であり、地表に設置した光子スペクトロメータでの測定結果をシミュレーション計算により示したものであり、横軸が光子エネルギー［ＭｅＶ］、縦軸が光子数［＃／ｃｍ2］（単位平方ｃｍ当たりの個数）である。シミュレーション計算にはモンテカルロ法による光子輸送コードを用い、地中に分布した放射性物質から放出されるγ線を模擬して地上まで到達する光子を計算した。土壌としてＳｉＯ2（３９.８３％），ＣａＯ（１.６５％），Ａｌ2Ｏ3（２８.６７％），Ｈ2Ｏ（１６.８％），Ｋ2Ｏ（０.２４），ＭｇＯ（６.０５％），Ｆｅ2Ｏ3（１７.７％），ＴｉＯ2（１.７２％），Ｐ2Ｏ3（０.１％）としている。ガンマ線源としてＣｓ−１３７を想定し、０.６６２ＭｅＶの光子が発生するものとした。白抜き丸のプロット○は、放射性物質が深さ５ｃｍにのみ分布している場合の光子スペクトルを示し、白抜き四角のプロット□は、放射性物質が深さ２０ｃｍのところまで一様に分布している場合の光子スペクトルを示している。そして、光子エネルギーの大きさにより、図１のごとく低エネルギー（図では約０.２２［ＭｅＶ］以下）、中間エネルギー（図では、約０.２２［ＭｅＶ］〜約０.５［ＭｅＶ］）、高エネルギー（図では約０.５［ＭｅＶ］以上）の３成分に分けてその比率を考える。
未除染地域の土壌では土壌中の放射性物質はある深さにのみ分布（以下これを「不均一分布」と表記することがある）し、耕作地などでは土壌を撹拌しているため土壌中の放射性物質はある深さまで一様に分布（以下これを「一様分布」と表記することがある）すると考えられる。そこでこの２パターンを考慮したデータを予め準備しておき、マッチングにより分布の深さ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、土壌中の放射性物質が深さ５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、２５ｃｍに不均一分布している場合についてそれぞれ図１に示した光スペクトルのグラフを得、低エネルギー、中間エネルギー、高エネルギーの３成分の光子数の比率として「低エネルギー／中間エネルギー」および「（高エネルギー＋中間エネルギー）／低エネルギー」を求め、横軸に比率「低エネルギー／中間エネルギー」を、縦軸に比率「（高エネルギー＋中間エネルギー）／低エネルギー」を取ったグラフにプロットしたものが図２の白抜き四角□の破線で示したグラフである。同様に、土壌中の放射性物質が深さ５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、２５ｃｍまで一様分布している場合についてそれぞれ図１に示した光スペクトルのグラフを得、低エネルギー、中間エネルギー、高エネルギーの３成分の光子数の比率として「低エネルギー／中間エネルギー」および「（高エネルギー＋中間エネルギー）／低エネルギー」を求め、横軸に比率「低エネルギー／中間エネルギー」を、縦軸に比率「（高エネルギー＋中間エネルギー）／低エネルギー」を取ったグラフにプロットしたものが図２の白抜き丸○の実線で示したグラフである。
上記の説明では、不均一分布と一様分布について、それぞれ５ｃｍ刻みでシミュレーション計算を行うとしたが、これに限定されるものではない。
【００１０】
本発明の推定法では、予めシミュレーション計算より求めた、図２の実線グラフ（白抜き丸○）に深度数値を付したものを一様分布の検量線として用い、破線グラフ（白抜き四角□）に深度数値を付したものを不均一分布の検量線として用いる。次に測定現場では、被測定対象の土壌の地表面に光子スペクトロメータを設置し土壌からくる放射線を計測して得られた光スペクトルから、低エネルギー、中間エネルギー、高エネルギーの３成分の光子数の比率として「低エネルギー／中間エネルギー」および「（高エネルギー＋中間エネルギー）／低エネルギー」を求め、予めシミュレーション計算により求めていた２つの検量線のどちらにマッチングするかを求めることにより土壌中放射性物質の深度分布を推定する。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
本発明により放射性物質による土壌の除染状況が現場で且つ非破壊で迅速に推定できるので、土壌の汚染域の推定や、除染の事業計画等に利用可能である。
【図１】
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【図２】
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