＜ 参考資料 ＞
平成23年11月19日
東京電力株式会社

福島第一原子力発電所
発電所内の放射線モニタリング～放射線の計測方法～

放射線と放射能放射線：放射性物質の原子（不安定な原子）が安定な状態になる際に放出される粒子線または電磁波。
放射能：物質が放射線を出す能力。（放射性物質のことを指す場合もある）
線香花火に例えると・・・
・出てくる火花＝放射線
・花火の先の火の玉＝放射性物質
・火花を出す能力＝放射能放射性物質の崩壊： 放射性物質が放射線を出しながら違う物質に変わり、最終的に放射線を出さない安定した物質に変わっていくこと。
半減期： 最初にあった放射線を出す能力（放射能）が半分になるまでの期間。
1身の回りに存在する放射線（１）
私たちの周りにはもともと自然放射線が存在し、食べ物や呼吸によっても放射性核種を体内に取り込んでいます。たとえばカリウム40の量は体重60kgの日本人の場合で4,000Bqと言われています。

出典：当社資料2

身の回りに存在する放射線（２）宇宙や大地からの放射線の量は地域によって異なります。
たとえば、マグマが冷えて固まった花崗岩が多い地域は放射線量が高くなり、関東では関東ローム層が被っているので放射線量は関西より低めです。
世界に目を向けてみると、ブラジルのガラパリでは、大地から受ける放射線は10mSv／年にもなります。

出典：当社資料3

放射性核種と核分裂のしくみ
発電所で主に管理する必要がある放射性核種には、ウラン235などの核分裂で生成された以下のようなものがあります。
ヨウ素（I）セシウム（Cs）：ガンマ線被ばく管理上重要な核種
ストロンチウム（Sr）トリチウム（T）：ベータ線被ばく管理上重要な核種
プルトニウム（Pu）アメリシウム（Am）キュリウム（Cm）：アルファ核種、核実験や原子力事故由来
キセノン（Xe）クリプトン（Kr）：希ガス、臨界管理上重要な核種

ヨウ素131など

核分裂のしくみウラン235
セシウム137など

中性子を吸収して ENERGY
不安定になった
ウラン236

イットリウム103など

ウラン235ENERGY
中性子を吸収して不安定になった
ウラン236

ルビジウム95など①プルトニウム(Pu)、アメリシウム(Am)、キュリウム(Cm)などの超ウラン元素はウラン238が中性子を吸収して質量数が増え、更にベータ壊変することで生成します。
②またトリチウムは、水の中に含まれる重水素が中性子を吸収することで生成します。

：中性子

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放射線の種類と性質

表．α粒子及びβ粒子の空気中におけるおよその飛程※（２MeVの粒子の例）

α粒子
β粒子

エネルギー（MeV）
22

飛程（ｍ）
0.01
8.5

出典；α粒子（アイソトープ手帳）
β粒子（Nuclear Reactor Engineering 3rd Edition）※ 飛程；電荷をもつ粒子（荷電粒子）が、その運動エネルギーを全て失うまでに進む距離。
（γ線や中性子線は電荷をもたないので、あるところまで進んで止まるというものではなく、散乱等によって減衰していく。）

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放射線と放射能の単位測定器

cpm（counts per minute）＝単位時間あたりに測定器が検知した放射線の数※測定器は放射線全てを検知するわけではない①測定器に入射しないもの②測定器に入射しても検知しないもの①②6ｃｐｍとμSv/h
1．cpmからBq/cm2への換算
既知の放射能a（ Bq/cm2 ）を持つ線源（標準線源）を使用。
標準線源を測定器で計数率X（cpm）を測定。
aとXを比較して換算定数ｆ（Bq/cm2/ cpm)を求める。ｆ=a／X
2．Bq/cm2からμSv/hの推定
Bq/cm2からμSv/hへの換算は、核種・放射能の広がり方・距離等の条件により異なる。ただし、条件を仮定することで算出は可能。
測定器 線量率Ｄ

例．放射性物質が円上に一様に分布している場合

測定器との距離（ｒ２＋ｈ２）１／２

a :放射能の汚染密度 (Bq/m2)
c :放射線源の線量当量率定数(μSv・ｍ2/Bq・ｈ）
位置（ｒ、θ）における点線源の線源強度 : a*dr*rdθ
位置（ｒ、θ）の点線源からの線量率

位置（ｒ、θ）における点線源hR

dD=c*a*dr*rdθ/(r2+h2)=c*a*r/(r2+h2)*dr*dθ[r:0→Ｒ,θ：０→2θ]
計測器における線量率(μSv/h)
D=π*c*a*ln{1+(R/h)2}
D=π*c*Ｘ* ｆ*ln{1+(R/h)2}

Cs-137、汚染半径40ｃｍ、距離1mの場合
13,000cpmは約0.04μSv/h
7放射線の測定原理
放射線は空気中や物質の中を通過する時、通過する道筋の周りにある原子などに放射線が持っているエネルギーを与える。代表的なものとしては・・・①電離作用
気体などをプラスやマイナスの電気を帯びた粒子（イオン、電子）に変化させる作用。
（例）電離箱式サーベイメータ、GM管式サーベイメータ②蛍光作用
ヨウ化ナトリウムなどの物質が放射線のあたった量に応じて光を出す作用。
（例）シンチレーションサーベイメータ③光電作用
ゲルマニウムなどの物質が放射線のあたった量やエネルギーに応じて光電子を出す作用。
（例）Ｇｅ半導体検出器，電子個人線量計④相互作用
中性子があたるとアルファ線を出す作用（例）レムカウンター8実際に使用している計測器＜表面汚染密度の測定＞

汚染測定用放射線計測器 (ＧＭ管式サーベイメータ)
・表面の汚染密度を測定
・ＧＭ計数管を使用（測定範囲 ：0～100kcpm）

・校正頻度：１回／６ヶ月
・校正方法：標準線源(Co-60)から放出されるβ線の数と、GM管のカウント数(cpm)との割合で校正■汚染測定用放射線計測器 (ゲートモニタ)

・体表面の汚染密度を測定
・プラスチックシンチレーション検出器17個を利用

・校正頻度：１回／６ヶ月
・校正方法：標準線源(Co-60)から放出されるβ線の数と、検出器からのカウント数(cpm)との割合で校正9実際に使用している計測器＜空間線量率の測定＞

電離箱式サーベイメータ
・γ線の測定に使用・構造が簡単・計測範囲が広い
・放射線の物質との相互作用の中の「電離作用」を利用
・管理区域内の線量当量率測定
・校正頻度：１回／年・校正方法：放射線計測器校正装置(Cs-137)より照射されるγ線線量当量率により校正

レムカウンター（中性子線測定器）
・格納容器内等の中性子の可能性のある作業で使用・中性子は電荷を有せず、直接電離能力がない→中性子の測定は中性子と相互作用を生じやすい物質と、二次的な荷電粒子を測定する検出器とを組み合わせて行う。
・３Ｈｅ比例計数管を検出器に使用・校正頻度：１回／年(外部の専門機関へ依頼)
・校正方法：放射線計測器校正装置(Am-Be)より照射される中性子線量率により校正10実際に使用している計測器＜個人被ばく線量の測定＞

外部被ばく評価用計測器（電子個人線量計（γ・βＡPD））
・外部被ばく評価用・Si半導体検出器を利用・高感度で、容易に積算線量の読取りが可能（測定範囲(γ) ：0.01～999.9mSv、 (β)： 0. 1～999.9mSv ）・校正頻度：１回／６ヶ月 (β校正は外部の専門機関へ依頼)・校正方法：放射線計測器校正装置(Cs-137(γ)、 90Sr-90Y(β)) より照射されるγ(β)線線量当量率により校正

内部被ばく評価用計測器（ホールボディーカウンタ）
・内部部被ばく評価用・プラスチックシンチレーション検出器を利用・核種分析をする場合はNaＩシンチレータ
またはＧｅ半導体検出器を使用
・校正頻度：１回／年・校正方法：ファントム線源(Cs-137、Co-60)の放射能量(Bq)と検出器からのカウント数(cpm)との割合で校正11実際に使用している計測器＜個人被ばく線量の測定＞

外部被ばく評価用計測器（電子個人線量計（ガラスバッチ））
・外部被ばく評価用・蛍光作用を利用
・1ヶ月間の積算線量を測定(専用の読取り装置を使用)（測定範囲(γ) ：0. 1～１００００mSv、 (β)： 0. 1～１００００mSv ）・校正頻度：ＪＩＳ等に基づいて、専門機関において実施している。
・校正方法：放射線計測器校正装置(Cs-137(γ)、 90Sr-90Y(β))
より照射されるγ(β)線線量当量率により校正(外部の専門機関へ依頼)

外部被ばく評価用計測器（ベータ線用ガラスリング）
・測定範囲 0.1mSv～1Sv
・1ヶ月間の積算線量を測定(専用の読取り装置を使用)
・70μm線量当量を測定
・水回り作業等のベータ線被ばく管理・校正頻度：ＪＩＳ等に基づいて、専門機関において実施している。
・校正方法：放射線計測器校正装置(90Sr-90Y)より照射される
β線線量当量率により校正(外部の専門機関へ依頼)

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アルファ核種計測（プルトニウム）（所要日数）

外部の専門機関へ依頼

試料移送

１日

前処理

４日

プルトニウムの分離・精製
電気炉で灰化⇒加熱浸出⇒ろ過⇒ろ液
濃縮⇒煮沸⇒放冷⇒ろ過⇒イオン交換による溶出⇒蒸発乾固⇒加熱溶解⇒電着⇒焼付け

測定

１日

アルファ線スペクトロメトリ

(22ｈ）

結果の評価
結果の評価・確認

１日

アルファ線は物質透過力が小さい
ことなどから、・試料中の不純物を除き、極めて薄い試料を作る（試料中での自己吸収を小さくする）
・真空容器内で測定（空気層での吸収をなくす）
・検出器の窓を極力薄くするか、なくす。などが必要

１日
低バックグラウンドα･β線測定装置

実際は計測待ちの混雑状況、最終確認時のデータ整理量などの影響により、試料採取から計測結果の最終確認まで、上記所要日数よりも多くの日数が必要です。
13ベータ核種計測（ストロンチウム）（所要日数）

試料移送

前処理（１）
外部の専門機関へ依頼

ストロンチウムの分離・精製

１日
４日

電気炉で灰化⇒加熱浸出⇒ろ過⇒ろ液
濃縮⇒煮沸⇒放冷⇒ろ過⇒イオン交換による溶出⇒蒸発乾固⇒加熱溶解⇒電着⇒焼付け

前処理（２）

７日

ベータ線は連続スペクトルをもつので、複数のベータ線放出核種を含む試料のそれぞれの同定、定量は困難であるため、アルファー線と同様、測定試料の自己吸収や外部吸収による分解能の低下に注意する。
低エネルギーのβ線を放出する核種（トリチウム等）の場合は、液体シンチレーションカウンタを用いるため、前処理が必要。

Ｙ－９０ミルキング操作

測定
ガンマ線スペクトロメトリ

１日

結果の評価

１日

結果の評価・確認１日
低バックグラウンドα･β線測定装置

実際は計測待ちの混雑状況、最終確認時のデータ整理量などの影響により、試料採取から計測結果の最終確認まで、上記所要日数よりも多くの日数が必要です。
14ベータ核種計測（トリチウム）（所要日数）

試料移送

１日

前処理（１）

２日

蒸留

前処理（２）
低カリガラスバイアル瓶に分取後、液体シンチレータ（9mL）添加

測定

１日

ベータ線は連続スペクトルをもつので、複数のベータ線放出核種を含む試料のそれぞれの同定、定量は困難であるため、アルファー線と同様、測定試料の自己吸収や外部吸収による分解能の低下に注意する。
低エネルギーのβ線を放出する核種（トリチウム等）の場合は、液体シンチレーションカウンタを用いるため、前処理が必要。

１日

液体シンチレーション測定装置

結果の評価

１日

結果の評価・確認

１日

アロカ(株)HPより

液体シンチレーションカウンタ

実際は計測待ちの混雑状況、最終確認時のデータ整理量などの影響により、試料採取から計測結果の最終確認まで、上記所要日数よりも多くの日数が必要です。
15ガンマ線測定
γ線は放出される核種毎に特定のエネルギーを持つエネルギー毎の計測値から核種毎の放射能の同定が可能。
γ線測定は、以下に示す利点により応用面が広い。
・多くの放射性核種がγ線を放出する・γ線の透過力が高く自己吸収が少ない

カウント

・試料の化学分析などの前処理を必要としないエネルギー keV
ゲルマニウム(Ge)半導体検出器

16おわりに以上のように、放射性物質の測定体制を整え、現場の作業環境を適切に監視しております。
特に、作業現場の空間線量率やダスト中の放射性物質の量を把握した上で、個人の被ばく線量を適切に管理することで、作業員の安全確保に努めております。
あわせて、人体や物品（車両等を含む）の表面をサーベイし、放射性物質の域外への持ち出しを的確に監視しております。
これらを確実に遂行しながら、今後も引き続き事故収束に向けた作業を進めていきたいと考えております。

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