事故から4年を経て、私たちはどのような放射線計測を行い、これからどのように進めていこうとしているのか－サイトの現場よりー
鈴木敏和㈱ 千代田テクノル
技術アドバイサー
東京電力株式会社
技術アドバイサー
2015.07.14 放射線計測フォーラム

・4号機使用済み燃料プールから核燃料取り出し完了
・汚染水（RO濃縮塩水）の処理完了、フランジ型汚染水タンクの解体開始
・海水配管トレンチ内の汚染水除去
・敷地境界実効線量制限値未満の達成
・地下水バイパス運用開始（山側12本揚水井戸稼働）・イメージングによる1号機炉内調査
・新型ロボットによる1号機格納容器内調査
2-2号機タービン建屋からの漏えい2011年4月2日、2号機海水配管トレンチに流れ込んだ高レベル汚染水により、取水口付近のケーブルピットでは1000mSv/h以上の線量率が観測された
この事態が確認されるとすぐに、ケーブルピットにはコンクリートが流し込まれた。
しかし、漏えいを止めることはできなかった

Unit 2T/B

3

スクリーン

Seawater
海水トレンチ
trenchroom

滞留水位

pump
ポンプ室

Cabletrench
ケーブルトレンチ

太平洋

-2号機タービン建屋からの漏えい2011年4月2日、2号機海水配管トレンチに流れ込んだ高レベル汚染水により、取水口付近のケーブルピットでは1000mSv/h以上の線量率が観測された
この事態が確認されるとすぐに、ケーブルピットにはコンクリートが流し込まれた。
しかし、漏えいを止めることはできなかった

Unit 2
T/B

高レベル汚染水がトレンチ内に閉じ込められた

Seawater
海水トレンチ
trenchスクリーン

水ガラスを砂利部分に流し込み、止水実施

room

滞留水位

pump
ポンプ室

Cable
trenchケーブルトレンチ

太平洋

1号機ミューオンイメージング
KEK開発の透過法
検出器は厚さ10mmのプラスチックシンチレータ

核燃料と思われる物質
日本原電 東海第二発電所

5

1号機ミューオンイメージング
ミューオン（約1個/m2)

測定装置２

測定装置１

1号機ミューオンイメージング
原子炉建屋北側壁

格納容器

原子炉圧力容器

分解能は１m程度であることから、少なくとも1mを超えるデブリは無いとかんがえられる
7

2号機ミューオンイメージングへの期待
東芝がロスアラモスから技術導入した散乱型イメージング装置を使用
ポイントは炉内FPからの高線量率γ線による偶発同時計数等、妨害要素の除去

Konstantin Borozdin et al.,Phys. Rev. Lett.(2012)
doi:10.1103/PhysRevLett.109.152501)8告示濃度比東京電力株式会社福島第一原子力発電所原子炉施設の保安及び特定核燃料物質の防護に関する規則(平成二十五年四月十二日原子力規制委員会規則第二号)

9敷地境界実効線量評価値

制限値 2mSv/年
10

水モニタリング

南側

北側

東側

11

地下水・海水放射能測定
海洋モニタリング

港湾モニタリング

海底土被覆工事完了エリア拡大

地下水モニタリング12地下水・海水放射能測定

13地下水・海水放射能測定

14Ｋ排水路問題

南側

北側

東側

15

Ｋ排水路問題

北側

南側

東側

Ｋ排水路

16

Ｋ排水路問題の経緯
2013年8月の汚染水タンクからの漏えいに際し、従来、非管理であった一般排水路（Ｃ排水路）からの排水が問題となり、Ｋ排水路も対象となった
2014年2月頃から排水路の清掃や瓦礫撤去、山側法面フェーシングを実施してきたが、K排水路に関しては低減効果が確認できなかった

17

Ｋ排水路問題の経緯
2013年8月の汚染水タンクからの漏えいに際し、従来、非管理であった一般排水路（Ｃ排水路）からの排水が問題となり、Ｋ排水路も対象となった
2014年2月頃から排水路の清掃や瓦礫撤去、山側法面フェーシングを実施してきたが、K排水路に関しては低減効果が確認できなかった
Ｋ排水路は港湾内へは接続されておらず、直接外洋への放出構造となっていた。
降雨時に濃度の上昇がみられたことから、2014年11月より汚染源特定調査開始された

18

Ｋ排水路問題の経緯
2013年8月の汚染水タンクからの漏えいに際し、従来、非管理であった一般排水路（Ｃ排水路）からの排水が問題となり、Ｋ排水路も対象となった
2014年2月頃から排水路の清掃や瓦礫撤去、山側法面フェーシングを実施してきたが、K排水路に関しては低減効果が確認できなかった
Ｋ排水路は港湾内へは接続されておらず、直接外洋への放出構造となっていた。
降雨時に濃度の上昇がみられたことから、2014年11月より汚染源特定調査開始された
2015年1月に2号機原子炉建屋大物搬入口屋上の溜り水の濃度が高いことが確認された

19

Ｋ排水路問題経緯

20Ｋ排水路問題の経緯
2013年8月の汚染水タンクからの漏えいに際し、従来、非管理であった一般排水路（Ｃ排水路）からの排水が問題となり、Ｋ排水路も対象となった
2014年2月頃から排水路の清掃や瓦礫撤去、山側法面フェーシングを実施してきたが、K排水路に関しては低減効果が確認できなかった
Ｋ排水路は港湾内へは接続されておらず、直接外洋への放出構造となっていた。
降雨時に濃度の上昇がみられたことから、2014年11月より汚染源特定調査開始された
2015年1月に2号機原子炉建屋大物搬入口屋上の溜り水の濃度が高いことが確認された2014年年4月から採取していたＫ排水路排水濃度測定値を2015年2月まで公表しなかったことに対し、情報公開の在り方に厳しい批判が寄せられた
21

Ｋ排水路問題の物理的対策 12号機原子炉建屋

22

Ｋ排水路問題の物理的対策 2
Ｋ排水路内

23

Ｋ排水路問題の物理的対策 3
K排水路のルート変更工事完了までの間、暫定的にＣ排水路（港湾内に接続）へのポンプ移送実施

24

Ｋ排水路の現状

降雨時の影響25

放射能分析室

中低レベル

微弱レベル

高レベル
ホットラボ
26

放射線計測項目
高レベル放射能場所

５，６号機ホットラボ 滞留水等

中低レベル放射能 環境管理棟ラボ

積算空間線量

地下水等

地下水バイ
パス等
モニタリングポスト 地上1.6ｍ
線量率
8地点
環境線量測定点 地上1.0ｍ
21地点
積算線量

微弱レベル放射能 化学分析棟ラボ
空間線量率

測定対象

γ線
Ｇｅ半導体検出器（ORTEC)Ｇｅ半導体検出器（ORTEC)Ｇｅ半導体検出器（ORTEC)
4気圧Ar封入式
球形電離箱
ガラス線量計（SC-1)

全β線

低ＢＧ GFC
LBC-4211低ＢＧ ＬＳＣ 低ＢＧ GFC
LSC-LB5B
LBC-4202B
低ＢＧ ＬＳＣ 低ＢＧ GFC
LSC-LB7
LBC-4202B

Sr
β線スペクトロメータ
ピコβH3-

低ＢＧ ＬＳＣ
LSC-LB5B
β線スペクトロメータ 低ＢＧ ＬＳＣ
ピコβ
LSC-LB7-

26年度最大 4.471μGy/h
26年度最大 30.54mGy/3M

27β線スペクトロメータ

又はクラウンエーテルによる選択吸着ラドン・トロン自動補正型連続ダストモニタ
環境中のγ線、ラドン・トロンの影響を受けずに空気中のαダスト、βダストを高い安定度で計測

一般的な連続ダストモニタ（対数軸）ラドン・トロンの日変動を受けている自動補正型連続ダストモニタ（リニア軸）

ラドン・トロン自動補正型連続ダストモニタ

2重PIPS（Passivated Ion-implanted Planar Silicon)検出器による自動γ補正

空気取入れ

空気取入れ

γ線バックグラウンド
補償用半導体検出器（計数率 B ）α/β線吸収体

検出器内部のA-B演算によりγ線補正済み計数率(cps)が得られる

濾紙

α/β線用
半導体検出器（計数率 A ）マスフローメータにより流量（m3/h)が得られる

ラドン・トロン自動補正型連続ダストモニタ
IEC61578に基づくラドン・トロン補正
放射能（Bq)=γ補正済み計数率(cps)/検出効率(%)で定義される。
積算空気中濃度(Bqh/m3)=放射能(Bq)/流量(m3/h)= γ補正済み計数率(cps)/{検出効率(%)×流量(m3/h)}
空気中濃度(Bq/m3)=積算空気中濃度（1時間)n－積算空気中濃度（1時間)n-1の演算を300秒毎の移動平均として行っている。
従って、定期的な校正要素は①検出効率(%)校正＝標準面線源放射能(Bq)/ICAMの計数率(cps)
代表値 ~ 23-30% (4π）程度②流量(m3/h)校正=基準流量計を用いたマスフローメータの校正ラドン・トロン自動補正型連続ダストモニタ
海外での使用例：ＩＡＥＡ サイバーズドルフ研究所

ラドン・トロン自動補正型連続ダストモニタ
海外での使用例：英国 セラフィールド

指向性モニタリング装置
・360度全方位を45度ずつ26分割して計測
・空間線量率に及ぼす影響が大きい方向・対象物を定量的に把握することが可能
・鉛遮蔽板を着脱して計測することにより、計測精度を高めている。

34

指向性モニタリング装置

周辺線量当量率と分割線量率総和はほぼ等しい

0.90μSv/hの場でΣ＝0.94μSv/h
35

空間イメージングへ
コンプトンカメラ

検出器の構成GAGGシンチレータ

MPPC+θ
137Cs 分布領域

散乱検出器

吸収検出器

吸収検出器(keV)

相互作用点（この部分を実画像に重ねる）

10-156keV

散乱検出器(keV)コンプトンカメラ
下記方程式から散乱検出器と吸収検出器で測定されたγ線の相互作用点を結ぶ直線を軸とし、散乱検出器における相互作用点を頂点とした、散乱角θの2倍の開角を持つ1つの円錐面が定まる。
その円錐面はγ線源の位置を通るため、多数の測定から定められる円錐面の重ね合わせから、γ線源の位置の描出が可能となる。
コンプトンカメラ方式の大きな特徴は、機械的なコリメータを必要としないγ線撮像装置であるという事に尽きるθEγ：入射γ線のエネルギー
E1：散乱検出器で測定されたエネルギー
E2：吸収検出器で測定されたエネルギー
mec2：電子の静止質量エネルギー

相互作用点
散乱検出器

吸収検出器

高分解能コンプトンカメラへ
現コンプトンカメラ

次世代コンプトンカメラ

38

シリコンフォトマルへ

コンプトンカメラで用いる光検出器

MPPC (Multi Pixel Photon Counter)はシリコンフォトマルとも呼ばれるAPDの集合体で、機器を大幅に小型軽量化できる
これは一つ一つのAPDが微小のGM管のような働きをする光子が同一pixel（すなわちAPD)に何個入っても、出てくるパルスは同じ高さの1個だが、別のpixelに入ればパルス波高は加算される
クエンチング抵抗

反射防止層

バイアス
一つ一つのpixelはAPD(Avalanche Photo Diode)で構成される

電子なだれ領域

N層

光子が3つのpixelに入った場合
光子が2つのpixelに入った場合

P層光子が1つのpixelに入った場合

50mV

等価回路

10nsec39

港湾口海水放射線モニタ
港湾口海水放射線モニタ

海洋モニタリング

港湾モニタリング

拡大地下水モニタリング

40

港湾口海水放射線モニタ
目的：定期的に行っている海洋モニタリングを連続監視
サンプリングラック

港湾口海水放射線モニタ

陸上ストレーナ

サンプリングラック

エアコンストレーナ

42

港湾口海水放射線モニタ
核種
Sr-90
Cs-134
Cs-137Ｈ-3
全β告示濃度限度（Bq/ℓ）
平均実測値（Bq/ℓ）
検出限界値（Bq/ℓ）
30
分離測定機能無0.02
60
0.11
90
0.46
0.05
分離測定機能無60000
9.6
8.7

・主として海水中のＫ-40寄与分
・サンプリング分析によるSr-90濃度は1Bq/ℓ以下

清掃に伴う欠測、手分析評価
43

高線量率γ線スペクトロメータ

CZT常温半導体検出器

44

外観と構成試料容器0.1mmΦコリメータ付鉛シールド（自然ＢＧ遮蔽と高線量率γ線コリメート機能を兼ねる）
CZTスペクトロメータ

to PC
USBケーブルでPC直結
45高線量率用コリメータ使用時の137Cs出力波高分布
K-X ray from Pb shield

66mSv/h (without shield)
695mSv/h
624mSv/h
66mSv/h662keV photo peak

コリメータに入れることで95mSv/hを超える線量率でスペクトル計測が可能
エネルギー分解能は2.01%@ 662keV at 95mSv/h

エネルギー分析例
81keV(133Ba)59.5keV(241Am)303keV(133Ba)276keV(133Ba)26℃

有感層10mmを確保したことで、241Amから60Coまでのスペクトル分析が可能となった

356keV(133Ba)384keV(133Ba)662keV(137Cs)1333keV(60Co)
1173keV(60Co)

ゲイン安定性
peak channel drift (ch-max 4096)

900

Stability on continuous operation

898
896
894
892
890
888
886
884

25℃ 恒温制御

882
880
経過時間
00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00

662keV channel 889

888

889

890

890

890

890

889

889

8時間の連続動作で662keV相当
ピークチャンネルドリフトは±1ch（全4096ch)であった

光電ピークの温度依存性

625℃
60℃

20℃以上でゲイン変動は見られないがエネルギー分解能は低下する
20℃以下では温度の低下と共にゲインは低下する
エネルギー分解能は15℃における1.46%@662keVを最高として温度が下がっても、上がっても低下する

645℃

リアルタイム線量率モニタ
0.1μSv/h～100mSv/h
70か所リアルタイム線量率モニタ

リアルタイム線量率モニタ
免震重要棟、入退管理棟に大型画面を設置

測定ポイントのタッチにより現在線量率値とトレンドが自動表示