可搬式ガンマカメラと遮蔽土壌リモナイトによる原発事故後の環境 γ 線低減に関する研究
Decontamination after Nuclear Accident with a portable Gamma-camera
and a Shielding Soil "Limonite"
水野義之 1・服部友紀 2・上坂りさ 1
1

京都女子大学現代社会学部・2 京都大学大学院農学研究科

要旨(Abstract)；福島原発事故後の土壌汚染の特徴は、放射性セシウムが広範囲に非一様分布しているため、空間線量率は周辺半径数百メートル全域の放射線影響を考慮しなければならないことである。このため現状では除染効率の改善が容易ではなく、社会的困難に逢着している。そこで本研究では可搬性の高い簡易型ガンマカメラを開発し、γ 線の飛来方向を確認しつつ、リモナイト等遮蔽性土壌を組み合わせた環境 γ 線低減方法を開発したので、その研究成果と実施報告を行う。
テーマ：土壌物理研究の最前線

Trend in Soil Physics

キーワード：除染、原発事故、ガンマカメラ、遮蔽性土壌、リモナイト
Key words: decontamination, nuclear accident, portable gamma camera, shielding soil, limonite
1.はじめにマカメラは大型で据え付け式であり、汚染地域

福島原発事故後の土壌汚染の特徴は、放射性での利用は困難である。福島原発事故以降、本セシウムが広範囲かつ非一様に分布している研究と同様の動機からガンマカメラが新規にことである。例えばセシウム 137 の 662keV ・γ開発されている。しかしこれらは高性能である

線の場合、空中の平均自由行程は 107 ｍもあるが高額なのが現状である。例えば三菱重工とため、この汚染状況においてはどの場所の空間JAXA のもの[1]は 2500 万円、日立製作所開発

線量率も、その周辺の半径約数百メートル全域のものは 3000 万円とされる。

からの放射線影響を考慮しなければならない。

本研究では、以下の機能仕様をガンマカメ

しかし現状の多くの除染作業では、家屋・施ラの新規開発目標とした。１）十分な角度分解設等の周辺を一律に表土除去している。このた能、２）十分なエネルギー分解能（134Cs とめ大量の汚染土壌が発生し、その置き場に困る

137Cs を分離）、３）高線量率下で背景ガンマ等の社会的困難に逢着している。

線を遮蔽可能、４）安価（100 万円以下）、そこで本研究では、まず可搬性の高い簡易型

５）持ち運び可能、６）室温での動作、７）簡ガンマカメラを開発し、実際に γ 線の飛来方向便（特別な知識・装置が不要）で一般市民もが可視化できることを確認した。またリモナイ使える。などである。

ト等遮蔽性土壌の物理的効果を解明し、これら(2) 簡易ガンマカメラの有効性確認の研究成果を組み合わせた環境 γ 線低減方法

我々は 25mm 立方の CsI(Tl)結晶・プリアンを提言する。

プ一体型検出器とその鉛シールドの形状を工２．開発研究の方法と結果夫することで、上記要求を満たすガンマカメラ(1) 簡易型ガンマカメラの開発を開発した。その有効性は次の実験で確認した。

ガンマ線の飛来方向の可視化装置は一般に福島第 1 原発から 27㎞地点のある集落では、空ガンマカメラと呼ばれ、実用化もされている。

間線量率・土壌汚染度の詳細な対データマッ

しかしながら、例えば医療現場で使われるガンプが得られていた。その中で空間線量率は高い

が土壌汚染度の低い地点で本ガンマカメラをそこで本簡易型ガンマカメラは次の使い方用い、ガンマ線の方向分布測定を行った。このが考えられる。１）民家の実生活の居住空間で解析の結果、その場所では崖からの放射線が強外部被曝を減らすことを目的とする。２）滞在いことが突き止められ、本ガンマカメラの実用時間が長い場所に本ガンマカメラを設置し、ガ可能性が示唆された[2, 3]。

ンマ線の飛来方向を測定し強度を比較する。

(3) 遮蔽性土壌の有効性原理の解明

３）最大強度の方向が特定できたら、その方向除染のための表土除去法では、大量の汚染に前進し、その場所で方向を再測定し、より詳土壌が発生し、その処理は社会的に困難である。 細な分布を得る。４）これを繰り返して空間方空間線量率を下げる方法の一つは、覆土である。 向分布を得る。５）減らしたい場所付近を除染
実際に汚染地域では、褐鉄鉱（リモナイト）粉または遮蔽した場合の効果を計算で予測する末を厚さ 2㎝程度撒くだけで、その場所の空間（例えばリモナイト等の遮蔽性土壌による遮線量率が顕著に下がることが知られていた。

蔽効果を確認する）。７）この予測計算と実測

この事象を解明するため、実験室でリモナを繰り返して環境 γ 線を低減する。

イト層によるガンマ線遮蔽効果を測定した。ま

この方法は実際に福島市内の民家で試行中たこの測定結果を説明する数学公式を導き、予である。その結果について現況報告を行う。

測結果を汚染地域での実証実験で立証した。

４．まとめ

この原理は単純である。ある地点での空間本研究では簡易ガンマカメラを開発し、遮蔽線量率は、その地点周辺の半径数百メートルに性土壌（リモナイト）を併用して、原発事故後及ぶ全地点からの放射線による被曝効果の積の環境 γ 線低減方法に関する研究を行い、一分である。従って遠方からの γ 線は、実質的に定の結果を得た。またこの結果を基礎として、斜めにその地点に到達することになり、従って実際の生活空間で外部被曝を減らす方法を提薄い遮蔽層（薄い覆土）でも有効な場合があ言した。

る。本研究ではこれを計算するための一般的積

今後はこの方法で実際にどの程度低減でき分公式を導き、これを使ってどの場所のどの程るかを様々な場合に予測し、実践的に低減効率度の遮蔽で効果があるか予測可能になった[3]。

を上げることが課題である。

３．簡易ガンマカメラと遮蔽性土壌の活用法
コンプトンカメラ方式のガンマカメラは、参考文献

当初は宇宙天体からの γ 線の方向特定に開発[1] 高橋忠幸、武田伸一郎、渡辺伸「コンプトンカメラで放射性物された。これは汚染地域の場合は、ホットスポ質の飛散状況を可視化する」、日本物理学会誌 68 巻(2013 年)6ットの特定に対応する。しかしこれは現状で、号 382 頁．

汚染度合の濃淡を知る目的には有効性が高く[2] 服部友紀『高指向性ガンマカメラ開発による環境 γ 線測定のないことが指摘され、工夫が必要とされる。

最適化に関する研究』、京都女子大学卒業論文、2013 年 1 月．

しかし本研究で開発した簡易ガンマカメラ[3]Y.Hattori and Y.Mizuno, “Development of a Gamma-Camera

は、原理も構造も極めて単純であり、視野角のto Locate Radioactivity for Effective Decontamination of Ground

平均の放射能濃度をいかなる状況であってもafter Nuclear Accident”; L.Uesaka and Y.Mizuno, "New Method

的確に知ることができる。しかしその欠点は、

for Radiation Shield of Cesium Isotopes Spread over an Infinitely

多数回の測定を必要とすることである（これExtended Land after Nuclear Accident", in Proceedings of 12thは安価であることの裏返しである）。

Asia Pacific Physics Conference,July 14-19, 2013.