人工放射能測定装置及び測定方法
【課題】人工放射能測定装置及び測定方法において、人工放射能の測定作業の簡素化を図る。
【解決手段】コンクリート１０の両側に極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２と平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３とアルミニウム製カット板１４，２４とからなる一対の放射線検出装置１１，２１を設け、この一対の放射線検出装置１１，２１によって同時間に計測される信号を計数する同時計測部３１が計測する同時計数率を求め、この同時計数率に基づいて人工放射能量を求める。
【解決手段】コンクリート１０の両側に極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２と平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３とアルミニウム製カット板１４，２４とからなる一対の放射線検出装置１１，２１を設け、この一対の放射線検出装置１１，２１によって同時間に計測される信号を計数する同時計測部３１が計測する同時計数率を求め、この同時計数率に基づいて人工放射能量を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電用原子炉の廃止措置に伴う原子炉建屋や放射性物質取扱施設の解体時などに発生する極めて放射能の低い汚染コンクリート中の人工放射能の濃度を測定する人工放射能測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート中には天然放射能であるカリウム40（K-40）、ウラン（U）、トリウム（Th）及びその娘核種などが含まれている。一方、施設の運転中に汚染する可能性のあるコンクリートについては、コバルト60（Co-60）、セシウム137（Cs-137）といった人工放射性核種により汚染されている可能性があるが、その想定汚染レベルは極めて低いものとなっている。
【０００３】
このような天然放射能を含有すると共に人工放射能により汚染されているコンクリートから、人工放射性核種の濃度を測定する場合、予め人工放射能を含有していないことが明白な代表的な試験体について測定し、その測定結果を、測定対象のコンクリート中の天然放射能からの放射線や宇宙線及び建屋の構造材中の天然放射能からの環境放射線による計数率（補足説明：２種類のＢＧがあり使い分けが必要）所謂、バックグラウンドとして試料の測定時の計数率から引き去ることにより、人工の放射能濃度に換算する方法が一般的である。
【０００４】
ところが、一般に、天然放射能の濃度は試験体の種類により変動する。そのため、この試験体中の天然放射能によるバックグランウンドは測定試料、つまりコンクリート試料の種類、材質、骨材の種類等により変える必要があり、人工放射性核種の汚染レベルが低い場合には、天然放射能濃度の変動が大きな誤差をもたらしてしまう。
【０００５】
このような問題を解決するものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された「コンクリート中の人工放射性核種の放射性濃度測定法」は、γ線エネルギー測定用小型検出器と、γ線用全計数率計測用大型検出器とを組み合わせ、小型検出器の人工放射能の濃度測定値から、大型検出器の天然放射能に起因する計数率分を計算評価し、引き去ることにより人工放射能に起因する正味計数率を求めて放射能換算するものである。ほぼ均一に分布している人工放射性核種のコンクリート中のほぼ均一放射能濃度を測定することができるとしている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３３３１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１にあっては、γ線用全計数率計測用大型検出器の全計数率から、天然放射能による計数率と宇宙線や建屋の構造材による環境バックグラウンドの計数率とを減算することで、人工放射能によるグロス計数率を算出している。この場合、天然放射能による計数率を求めるためには、事前に、コンクリート中の天然放射能濃度を求めるか、スペクトル検出器を併設して天然放射能濃度を算出して天然放射能によるグロス計数率を求める必要がある。また、コンクリート中にコバルト60がどのように分布しているかを設定する必要があった。測定しようとするコンクリート中の天然放射能による計数率を評価する為にはコンクリートの形状による計数率の違いやコンクリート中での放射線の減衰効果を補正する必要があり、また放射線の計測には計数誤差が含まれることにより、測定したグロス計数率より天然放射能による計数率や環境バックグラウンドの計数率を減算して人工放射性核種による計数率を算出することは測定誤差の大きい測定法である。また人工放射能による計数率から人工放射能量へ換算する為には人工放射能の分布に対する仮定が必要となる。コンクリート中の人工放射能の量が少くなると特に誤差が大きくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するものであり、人工放射能からの放射線を直接計測することにより、測定精度の良い人工放射能測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための請求項１の発明の人工放射能測定装置は、天然放射能を含有する測定対象物中の人工放射能を測定する人工放射能測定装置において、前記測定対象物の両側に該測定対象物に検出面を向けて配置され、前記測定対象物から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出手段と、前記一対の放射線検出手段によって同時間に計測された信号を計測する同時計数率測定手段と、前記同時計数率測定手段により測定した同時計数率と前記一対の放射線計測手段において計測された計数率から環境バックグランドによる計数率と測定対象物中の天然放射能濃度とに基づいて前記人工放射能量を求める人工放射能演算手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明の人工放射能測定装置では、前記人工放射能演算手段は、前記各放射線検出手段によって計数された２つの計数率より算出された人工放射能による計数率Ｃａ，Ｃｂと、前記各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率Ｃとに基づいて下記数式
Ｑ＝Ｃａ・Ｃｂ／２Ｃ
により前記人工放射能量Ｑを求めることを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明の人工放射能測定装置では、前記放射線検出手段は、前記測定対象物に検出面を向けて配置され、前記測定対象物から放出されるβ線を捕獲可能であると共に前記測定対象物から放出されるγ線を透過可能であって、前記天然放射能のβ線による計数率と、前記天然放射能のγ線による計数率と、前記人工放射能のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する第１の放射線検出器と、前記第１の放射線検出器の検出面とほぼ同一寸法形状の検出面を有し、該検出面が前記第１の放射線検出器の非検出面側に位置するように重ねて配置され、前記測定対象物から放出されて前記第１の放射線検出器を透過したγ線を捕獲可能であって、前記天然放射能のγ線による計数率と、前記人工放射能のγ線による計数率とをした合計計数率を計数する第２の放射線検出器と、前記第１の放射線検出器の検出面とほぼ同一寸法形状の遮断面を有し、前記第１の放射線検出器の検出面側に位置して前記測定対象物に前記遮断面を向けて重ねて配置され、前記測定対象物から放出された前記天然放射能のβ線を遮断する放射線遮断器とを有することを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明の人工放射能測定装置では、前記人工放射能演算手段は、前記第１の放射線検出器が計数した計数率中のγ線の寄与を考慮してβ線による計数率を求め、このβ線による計数率から検出効率に応じて前記天然放射能のγ線による計数率を求め、前記第２の放射線検出器が計数した計数率から前記天然放射能のγ線による計数率を減算することで前記人工放射能のγ線による計数率を求めることを特徴としている。
【００１３】
請求項５の発明の人工放射能測定装置では、前記放射線検出手段は、前記測定対象物に検出面を向けて配置され、前記測定対象物から放出されるγ線を捕獲可能で、前記天然放射能のγ線による計数率と、前記人工放射能のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する放射線検出器であって、前記人工放射能演算手段は、前記放射線検出器が計数した計数率から事前分析により設定した前記天然放射能のγ線による計数率を減算することで前記人工放射能のγ線による計数率を求めることを特徴としている。
【００１４】
請求項６の発明の人工放射能測定装置では、前記人工放射能演算手段は、前記測定対象物から前記放射線検出手段に入るγ線の入射割合を前記測定対象物の形状から推定し、該γ線の入射割合と前記放射線検出手段に入射したγ線の検出割合とに基づいて前記放射線検出手段の検出効率を求め、前記各放射線検出手段によって同時間に計数された前記同時計数率と前記検出効率とに基づいて前記人工放射能量を求めることを特徴としている。
【００１５】
請求項７の発明の人工放射能測定装置では、前記人工放射能演算手段は、前記各放射線検出手段によって計数された２つの計数率から環境バックグラウンドによる計数率を減算した計数率を求め、この環境バックグラウンド成分を除いた計数率と前記コンクリートに含有する天然放射能濃度と前記各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率とに基づいて前記人工放射能量を求めることを特徴としている。
【００１６】
請求項８の発明の人工放射能測定装置では、前記人工放射能演算手段は、前記各放射線検出手段によって計数された２つの計数率から環境バックグラウンドによる計数率を減算した計数率を求め、この環境バックグラウンド成分を除いた計数率と前記コンクリートに含有する全ての放射能量と前記各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率とに基づいて前記人工放射能量を求めることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項９の発明の人工放射能測定方法は、測定対象物の両側に配置された一対の放射線検出手段により前記測定対象物から放出されるγ線による計数率を計数し、前記一対の放射線検出手段によって同時間に計測された同時計数率とに基づいて人工放射能のγ線量を求めることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明の人工放射能測定装置によれば、測定対象物の両側にこの測定対象物から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出手段を配置し、一対の放射線検出手段によって同時間に計測される信号を計数する同時計数率測定手段を設け、人工放射能演算手段が、同時計数率測定手段により測定した同時計数率と一対の放射線計測手段において計測された計数率から環境バックグランドによる計数率と測定対象物中の天然放射能濃度とに基づいて人工放射能量を求めるので、人工放射能の誤差の少い測定及び測定作業の簡素化を図ることができる。
【００１９】
請求項２の発明の人工放射能測定装置によれば、人工放射能演算手段は、各放射線検出手段によって計数された２つの同時計数率より算出された人工放射能による計数率Ｃａ，Ｃｂと、各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率Ｃとに基づいて数式「Ｑ＝Ｃａ・Ｃｂ／２Ｃ」により人工放射能のγ線量Ｑを求めるので、人工放射能のコンクリート中の分布を仮定する必要がなく誤差の少い測定ができる。
【００２０】
請求項３の発明の人工放射能測定装置によれば、放射線検出手段を、天然放射能のβ線による計数率と、天然放射能のγ線による計数率と、人工放射能のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する第１の放射線検出器と、第１の放射線検出器を透過した天然放射能のγ線による計数率と、人工放射能のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する第２の放射線検出器と、測定対象物から放出された天然放射能のβ線を遮断する放射線遮断器とから構成したので、事前にコンクリート中の天然放射能濃度を求めておく必要はなく測定作業の簡素化を図ることができる。
【００２１】
請求項４の発明の人工放射能測定装置によれば、人工放射能演算手段は、第１の放射線検出器が計数した計数率中のγ線の寄与を考慮してβ線による計数率を求め、このβ線による計数率から検出効率に応じて天然放射能のγ線による計数率を求め、第２の放射線検出器が計数した計数率から天然放射能のγ線による計数率を減算することで人工放射能のγ線による計数率を求めるので、事前にコンクリート中の天然放射能濃度を求めておく必要はなく測定作業の簡素化を図ることができる。
【００２２】
請求項５の発明の人工放射能測定装置によれば、放射線検出手段を、天然放射能のγ線による計数率と人工放射能のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する放射線検出器とし、人工放射能演算手段は、放射線検出器が計数した計数率から事前分析により設定した天然放射能のγ線による計数率を減算することで人工放射能のγ線による計数率を求めるので、人工放射能のコンクリート中の分布を仮定する必要がなく誤差の少い測定ができる。
【００２３】
請求項６の発明の人工放射能測定装置によれば、人工放射能演算手段は、測定対象物から放射線検出手段に入るγ線の入射割合を測定対象物の形状から推定し、このγ線の入射割合と放射線検出手段に入射したγ線の検出割合とに基づいて放射線検出手段の検出効率を求め、各放射線検出手段によって同時間に計数された同時計数率と検出効率とに基づいて人工放射能量を求めるので、事前にコンクリート中の天然放射能濃度を求めておく必要はなく測定作業の簡素化を図ることができる。
【００２４】
請求項７の発明の人工放射能測定装置によれば、人工放射能演算手段は、各放射線検出手段によって計数された２つの計数率から環境バックグラウンドによる計数率を減算した計数率を求め、この環境バックグラウンド成分を除いた計数率とコンクリートに含有する天然放射能濃度と各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率とに基づいて人工放射能のγ線量を求めるので、コンクリート形状を基にコンクリート中の天然放射能濃度から天然放射能による計数率を評価する必要はなく、人工放射能の誤差の少い測定及び測定作業の簡素化を図ることができる。
【００２５】
請求項８の発明の人工放射能測定装置によれば、人工放射能演算手段は、各放射線検出手段によって計数された２つの計数率から環境バックグラウンドによる計数率を減算した計数率を求め、この環境バックグラウンド成分を除いた計数率とコンクリートに含有する全ての放射能量と各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率とに基づいて人工放射能のγ線量を求めるので、コンクリート形状を基にコンクリート中の天然放射能濃度から天然放射能による計数を評価する必要はなく、人工放射能の誤差の少い測定及び測定作業の簡素化を図ることができる。
【００２６】
また、請求項９の発明の人工放射能測定方法によれば、測定対象物の両側に配置された一対の放射線検出手段により測定対象物から放出されるγ線による計数率を計数し、一対の放射線検出手段によって同時間に計測された同時計数率に基づいて人工放射能量を求めるようにしたので、人工放射能によるγ線計数率を用いて人工放射能量を評価しているので、誤差の少い測定ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る人工放射能測定装置及び測定方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の実施例１に係る人工放射能測定装置の概略図、図２は、実施例１の人工放射能測定装置によるコンクリートから放出される放射線の測定方法を表す概略図、図３は、コバルト60の崩壊を説明するための説明図、図４は、実施例１の人工放射能測定装置に入力する測定信号波形を表す模式図ある。
【００２９】
実施例１の人工放射能測定装置は、図１に示すように、天然放射能を含有する測定対象物としてのコンクリート１０中の人工放射能を測定するものである。即ち、本実施例の人工放射能測定装置は、コンクリート１０の両側にこのコンクリート１０に検出面を向けて配置され、コンクリート１０から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出装置１１，２１と、この一対の放射線検出装置１１，２１によって同時間に計数された信号のみを計数する同時計測部（同時計数率測定手段）３１と、この同時計測部３１により計測される同時計測計数率と一対の放射線検出装置１１，２１により計数された２つの計数率に基づいて人工放射能の放射能量を求める人工放射能量演算部（人工放射能演算手段）３２とから構成されている。
【００３０】
この放射線検出装置１１，２１は、第１の放射線検出器としての極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２と、第２の放射線検出器としての平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３と、放射線遮断器としてのアルミニウム製カット板１４，２４と、計数率演算部１５，２５とを有している。ここで、天然放射能は、カリウム40（K-40）、ウラン（U）、トリウム（Th）及びその娘核種などがある。天然放射能の大部分はK-40であるため、以下天然放射能をK-40で代表させる。人工放射能は、コバルト60（Co-60）、セシウム137（Cs）がある。人工放射能はCo-60で代表させて考える。
【００３１】
図１及び図２に示すように、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２は、その検出面がコンクリート１０に向けて互いに対向して配置されており、コンクリート１０から放出されるβ線を捕獲可能であると共に、コンクリート１０から放出されるγ線を透過可能である。そして、この極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２は、天然放射能（カリウム40）のβ線による計数率ＡＰ，ＢＰと、天然放射能のγ線による計数率Ｋｐａ，Ｋｐｂと、人工放射能（コバルト60）のγ線による計数率Ｃｐａ，Ｃｐｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢｐａ，ＧＢｐｂとを合計した計数率ＡＰａ，ＡＰｂを計数することができる。この場合、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２の厚みは0.1〜0.3ｍｍ程度である。
【００３２】
平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３は、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２の検出面とほぼ同一寸法形状の検出面を有し、この検出面が極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，１３の非検出面側に位置するように重ねて配置され、コンクリート１０から放出されて極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２を透過したγ線を捕獲可能である。そして、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、人工放射線のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとを合計した計数率Ａａ，Ａｂを計数することができる。この場合、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３の厚みは1cm程度である。
【００３３】
アルミニウム製カット板１４，２４は、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２の検出面とほぼ同一寸法形状の遮断面を有し、この極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，１３の検出面側に位置してコンクリート１０に遮断面を向けて重ねて配置され、コンクリート１０から放出された人工放射能のβ線を遮断することができる。即ち、天然放射能であるカリウム40におけるβ線の最大エネルギは、1.314MeVであり、人工放射能としてのコバルト60におけるβ線の最大エネルギは、0.318MeVであり、また、最大エネルギのβ線のアルミニウム中での飛程は、カリウム40で約1.9mm、コバルト60で約0.3mmである。そのため、アルミニウム製カット板１４，２４の厚さを0.3mm以上とすることで、コバルト60におけるβ線（最大エネルギ＝0.318MeV）を遮断することができる。
【００３４】
従って、コンクリート１０から各放射線検出装置１１，２１に向けて放出された放射線は、まず、アルミニウム製カット板１４，２４の遮断面に到達するが、ここで、人工放射能のβ線だけがカットされ、天然放射能のβ線、天然放射能及び人工放射能の各γ線が透過する。次に、コンクリート１０から放出された残りの放射線は、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２の検出面に到達するが、このうち、天然放射能及び人工放射能の各γ線は透過力が強いため、そのほとんどが極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２を透過してしまい、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２の検出面に到達する。一方、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２に到達した天然放射能のβ線は、ここでエネルギが奪われて透過力がなくなるため、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２を透過して厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３に到達することができない。
【００３５】
なお、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２及び平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３はコンクリートからの放射線が検出器に入射する割合が増加する様、大面積の平板状の検出器とし、検出器で発行した螢光を信号として取り出すために検出器１２，２２，１３，２３の放射線が入射してくる側とは反対の面に螢光性ファイバーを設定し、検出器で発生した螢光を集光・伝搬して信号として取り出す様にすると良い。
【００３６】
そして、取り出した光信号は、図示しない光電子増倍管により電気信号に変換し、変換した電気信号を計数率演算部１５，２５に出力する。そして、この計数率演算部１５，２５では、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２が検出した計数率ＡＰａ，ＡＰｂと、平板ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３が検出した計数率Ａａ，Ａｂとに基づいて、人工放射能、つまり、コバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂを算出し、同時計測部３１では同時計数率Ｃを算出する。
【００３７】
ここで、計数率演算部１５，２５によるコバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂの算出方法について説明する。薄型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２による計数率ＡＰａ，ＡＰｂは、天然放射能のβ線による計数率ＡＰ，ＢＰと、天然放射能のγ線による計数率Ｋｐａ，Ｋｐｂと、人工放射能（コバルト60）のγ線による計数率Ｃｐａ，Ｃｐｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢｐａ，ＧＢｐｂとを合計したものであり、下記数式により表すことができる。
ＡＰａ＝ＡＰ＋Ｋｐａ＋Ｃｐａ＋ＧＢｐａ
ＡＰｂ＝ＢＰ＋Ｋｐｂ＋Ｃｐｂ＋ＧＢｐｂ
【００３８】
また、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３による計数率Ａａ，Ａｂは、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、人工放射線のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとを合計したものであり、下記数式により表すことができる。
Ａａ＝Ｋａ＋Ｃａ＋ＧＢａ
Ａｂ＝Ｋｂ＋Ｃｂ＋ＧＢｂ
ここで、求めるものは、天然放射線（コバルト60）γ線による計数率Ｃａ，Ｃｂであるため、上記数式を変形する。
Ｃａ＝Ａａ−Ｋａ−ＧＢａ
Ｃｂ＝Ａｂ−Ｋｂ−ＧＢｂ
【００３９】
この場合、コンクリート１０は平板形状であるため、天然放射能のβ線による計数率ＡＰ，ＢＰからその検出効率に基づいて天然放射能の濃度を設定し、コンクリート１０の形状測定データ（高さと面積）より天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂを求めることができる。なお、薄型プラスチックシンチレータ検出器１２，１３のγ線による計数率と厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３のγ線による計数率との比Ｍａ，Ｍｂは一定であることから下記数式が成り立つ。Ｍａ，Ｍｂは検出器に依存する値であり、事前に評価できる。
Ｃｐａ／Ｃａ＝Ｋｐａ／Ｋａ＝Ｍａ−ＧＢａ
Ｃｐｂ／Ｃｂ＝Ｋｐｂ／Ｋｂ＝Ｍｂ−ＧＢｂ
従って、天然放射能のβ線による計数率ＡＰ，ＢＰは、下記数式により求められる。
ＡＰ＝ＡＰａ−Ａａ・Ｍａ
ＢＰ＝ＡＰｂ−Ａｂ・Ｍｂ
【００４０】
また、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂは、コンクリートを計測器に設置しない時の計数率もしくは必要があれば環境バックグランド成分のγ線のコンクリートによる減衰効果を補正した計数率であり、事前に計測して求めるか、事前に計測した計数率に対してコンクリートの形状・密度を考慮して評価できる値である。
【００４１】
ところで、コバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂは、コンクリート１０中の人工放射能のγ線量Ｑから放出されるγ線発生数に、コンクリート１０から放射線検出装置１１，２１に入る人工放射能のγ線の入射割合ωａ，ωｂと、放射線検出装置のγ線検出器１３，２３に入射した人工放射能のγ線の検出割合εａ，εｂとを乗算して求めることができる。
Ｃａ＝Ｑ・ωａ・εａ
Ｃｂ＝Ｑ・ωｂ・εｂ
なお、γ線の入射割合ωａ，ωｂには、コンクリート１０中での減衰効率と立体角の効果を含んでおり、また、散乱によるエネルギが減少したγ線も含んだ、コバルト60のBq当たりの2γ／secの放出に対する割合である。
【００４２】
また、本実施例では、同時計測部３１は、γ線検出器１３，２３における同時計測の信号を計測し、同時計測の計数率を求めるようにしている。
【００４３】
即ち、図３に示すように、人工放射能であるコバルト60（Co-60）は、図３に示すように、β線を放出した後、1173KeVのガンマ線のエネルギを放出し、続いて1333KeVのガンマ線のエネルギを放出する。そして、上述した各γ線検出器１３，２３は、図４に示すように、人工放射能としてのコバルト60の信号Ｃ１（1173KeV），Ｃ２（1333Kevによる）他に、天然放射能としてのカリウム40の信号Ｋや環境γ線の信号Ｂを検出すると共に、ノイズの信号ｎを検出する。従って、同時計測部３１は、同時刻に、一方のγ線検出器１３がコバルト60から放出されるγ線の1つを検出し、他方のγ線検出器２３がコバルト60の残りのγ線を検出したとき、同時計測部３１は人工放射能であるコバルト60からのγ線を検出したものと判定し、同時計測信号Ｃを出力する。
【００４４】
そして、人工放射能量演算部３２は、このときのコバルト60のγ線による同時計数率Ｃとγ線検出器１３，２３の計数率から天然放射能によるγ線計数率と環境γ線による計数率を除いて求めたコバルト60のγ線による計数率Ｃａ，ＣｂとよりCo-60の放射能量Ｑを算出する。
ここで、
Ｃａ＝Ｑ・ωａ・εａ
Ｃｂ＝Ｑ・ωｂ・εｂ
であるため、コバルト60のγ線による同時計数率Ｃは、次の様に記述できる。
Ｃ＝Ｑ・ωａ・εａ・ωｂ・εｂ・（１／２）
そして、上記３つの数式より下記数式を求めることができ、この数式にコバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂ及びコバルト60のγ線による同時計数率Ｃを入力することで、コンクリート１０中の人工放射能の量Ｑを求めることができる。
Ｑ＝（Ｃａ・Ｃｂ）／２Ｃ
【００４５】
このように実施例１の人工放射能測定装置及び測定方法にあっては、コンクリート１０の両側に極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２と平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器（γ線検出器）１３，２３とアルミニウム製カット板１４，２４とからなる一対の放射線検出装置１１，２１を設け、この一対のγ線検出器である平板型ＮａＩ（T？）シンチレータ検出器１３，２３により同時に計測された信号を検出する同時計測部３１で計測される同時計測計数率Ｃに基づいて人工放射能量を求めるようにしている。この場合、コンクリート１０が平板形状であるため、天然放射能のβ線による計数率ＡＰ，ＢＰからその検出効率に基づいて天然放射能の濃度を設定し、コンクリート１０の形状測定データより天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂを求めている。
【００４６】
従って、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３が検出した計数率Ａａ，Ａｂと、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２が検出した計数率ＡＰａ，ＡＰｂから求めた天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂに基づいて、コバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、同時計測したコバルト60のγ線による同時計数率Ｃと求め、これらに基づいてコンクリート１０中の人工放射能量Ｑを求めることができ、コンクリート１０から放射線検出装置１１，２１に入る人工放射能のγ線の入射割合ωａ，ωｂや、放射線検出装置１１，２１に入射した人工放射能のγ線の検出割合εａ，εｂを直接求めることなく、人工放射能量または人工放射能濃度を求めることができ、その結果、人工放射能の誤差の少ない測定及び測定作業の簡素化を図ることができる。
【実施例２】
【００４７】
図５は、本発明の実施例２に係る人工放射能測定装置の概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４８】
実施例２の人工放射能測定装置は、図５に示すように、測定対象物としてのコンクリート４０の両側にこのコンクリート４０に検出面を向けて配置され、コンクリート４０から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出装置４１，５１と、この一対の放射線検出装置４１，５１によって同時間に計測された信号を計数する同時計測部（測定時期設定手段）６１と、この同時計測部６１により計測された同時計数率に基づいて人工放射能量を求める人工放射能量演算部（人工放射能演算手段）６２とから構成されている。
【００４９】
そして、この放射線検出装置４１，５１は、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器であって、計数率演算部４２，５２を有している。即ち、放射線検出装置（平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器）４１，５１は、コンクリート４０から放出されたγ線を捕獲可能であり、人工放射能のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとを合計した合計計数率Ａａ，Ａｂを計数することができる。
【００５０】
そして、求めたコンクリート４０から放出された放射能のγ線による計数率Ａａ，Ａｂに基づいて、計数率演算部４２，５２では、人工放射能であるコバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂを算出し、人工放射能量演算部６２に出力する。
【００５１】
ここで、計数率演算部４２，５２によるコバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂの算出方法について説明する。放射線検出装置４１，５１による計数率Ａａ，Ａｂは、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、人工放射能のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとが合計されたものであり、下記数式により表すことができる。
Ａａ＝Ｋａ＋Ｃａ＋ＧＢａ
Ａｂ＝Ｋｂ＋Ｃｂ＋ＧＢｂ
ここで、求めるものは、人工放射能（コバルト60）のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂであるため、上記数式を変形する。
Ｃａ＝Ａａ−Ｋａ−ＧＢａ
Ｃｂ＝Ａｂ−Ｋｂ−ＧＢｂ
【００５２】
この場合、事前分析、つまり、コンクリート４０の形状、重量、組成により天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂを設定する。
【００５３】
また、本実施例では、同時計測部６１が、各放射線検出装置４１，５１によって同時間に計測される信号を計数にする同時計測部６１により計測される同時計数率Ｃを求めるようにしている。なお、コバルト60のγ線による同時計数率Ｃの同時計測方法は、前述した実施例と同様である。
【００５４】
そして、下記数式にコバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂ及びコバルト60のγ線による合計計数率Ｃを入力することで、コンクリート４０中の人工放射能量Ｑを求めることができる。
Ｑ＝（Ｃａ・Ｃｂ）／２Ｃ
【００５５】
このように実施例２の人工放射能測定装置及び測定方法にあっては、コンクリート４０の両側に平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器からなる一対の放射線検出装置４１，５１を設け、同時計測部６１で同時計数率を求め、この同時計数率に基づいて人工放射能量を求めるようにしている。この場合、コンクリート４０の天然放射能による計数率が不明であるため、事前の分析により天然放射能の密度を求め、コンクリート中の天然放射能濃度は均一としコンクリートの形状を基に天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂを求めている。
【００５６】
従って、放射線検出装置４１，５１が検出した合計計数率Ａａ，Ａｂと、事前分析により求めた天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂに基づいて、コバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、同時計測したコバルト60のγ線による同時計数率Ｃと求め、これらに基づいてコンクリート４０中の人工放射能のγ線量Ｑを求めることができ、コンクリート中の人工放射能の分布について仮定を設けることなくコンクリート中の人工放射能量又は人工放射能濃度を求めることができ、その結果精度の良い測定ができる。
【実施例３】
【００５７】
図６−１は、本発明の実施例３に係る人工放射能測定装置の概略図、図６−２は、放射能の分布位置に対する単位放射能量当りの同時計数率を表すグラフ、図７−１は、異なるコンクリート形状に対応した実施例３の人工放射能測定装置の概略図、図７−２は、放射能の分布位置に対する単位放射能量当りの同時計数率を表すグラフある。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５８】
実施例３の人工放射能測定装置は、図６−１及び図７−１に示すように、測定対象物としてのコンクリート７０，８０の両側にこのコンクリート７０，８０から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出装置４１，５１と、この一対の放射線検出装置４１，５１によって同時間に計測される信号を計数する同時計測部６１と、この同時計測部６１により計測される同時計数率を求め、この合計計数率に基づいて人工放射能量を求める人工放射線量演算部６２とから構成されている。
【００５９】
そして、この放射線検出装置４１，５１は、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器であって、計数率演算部４２，５２を有している。即ち、放射線検出装置４１，５１は、コンクリート４０から放出されたγ線を捕獲可能であり、人工放射能のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとを合計した合計計数率Ａａ，Ａｂを計数することができる。
【００６０】
そして、求めたコンクリート７０，８０から放出されたγ線による計数率Ａａ，Ａｂに基づいて、計数率演算部４２，５２では、人工放射能、つまり、コバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂを算出し、人工放射能量演算部６２に出力する同時計測部６１に出力する。なお、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとの求め方は、前述した実施例２と同様である。
【００６１】
また、同時計測部６１は、各放射線検出装置４１，５１によって同時間に計測される信号を計数する同時計測部６１により同時計測される同時計数率Ｃを求める。
【００６２】
ところで、本実施例では、コンクリート７０，８０が平板形状ではなく、異形をなしており、人工放射能の分布状態が不明となっている。ところが、コンクリート７０にて、図６-２に示すように、人工放射能が均一に分布しているものと、人工放射能が中心部に分布しているものと、人工放射能が表面７０ａに分布しているもので、放射線検出装置４１，５１を用いた同時計測により求めた単位放射能量当りの同時計数率はほぼ同程度となっている。また、コンクリート８０にて、図７-２に示すように、人工放射能が均一に分布しているものと、人工放射能が上面８０ａに分布しているものと、人工放射能が側面８０ｂに分布しているものと、工放射能が下面８０ｃに分布しているものとで、放射線検出装置４１，５１を用いた同時計測により求めた単位放射能当りの同時計数率はほぼ同程度となっている。
【００６３】
従って、コンクリート７０，８０の形状に拘らず、放射線検出装置４１，５１への放射能の検出効率ＺTを人工放射能の分布が均一であるとしてコンクリートの形状を基に評価し、下記数式によりこの検出効率ＺTを設定する。
ＺT＝ωａ・ωｂ・εａ・εｂ・（１／２）
そして、下記数式にこの検出効率ＺTとコバルト60のγ線による同時計数率Ｃを入力することで、コンクリート１０中の人工放射能のγ線量Ｑを求めることができる。
Ｑ＝Ｃ／ＺT
【００６４】
このように実施例３の人工放射能測定装置及び測定方法にあっては、コンクリート７０、８０の両側に平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器からなる一対の放射線検出装置４１，５１を設け、同時計測部６１が設定した計測する同時計数率Ｃを求め、この同時計数率Ｃに基づいて人工放射能量を求めるようにしている。この場合、コンクリート７０，８０の形状に拘らず、放射線検出装置４１，５１での同時計測の検出効率ＺTを人工放射能の分布が均一と設定して同コンクリート形状を基に評価している。
【００６５】
従って、放射線検出装置４１，５１での同時計測の検出効率ＺTと、放射線検出装置４１，５１の同時計測により求めた同時計数率Ｃに基づいて、コンクリート７０，８００中の人工放射能量Ｑを求めることができ、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂや、天然放射能の濃度情報がなくても、人工放射能量または人工放射能の濃度を求めることができ、その結果、事前にコンクリート中の天然放射能濃度を求めておく必要はなく、人工放射能の測定作業の簡素化を図ることができる。
【実施例４】
【００６６】
実施例４の人工放射能測定装置の構成は、前述した実施例２と同様であるため、図５を用いて説明する。実施例４の人工放射能測定装置は、図５に示すように、コンクリート４０の両側にこのコンクリート４０に検出面を向けて配置され、コンクリート４０から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出装置４１，５１と、この一対の放射線検出装置４１，５１によって同時間に計測される信号を計数する同時計測部６１と、この同時計測部６１により計測する同時計数率を求め、この合計計数率に基づいて人工放射能のγ線量を求める人工放射線量演算部６２とから構成されている。
【００６７】
放射線検出装置４１，５１は、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器であり、人工放射能のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとを合計した計数率Ａａ，Ａｂを計数することができるが、実施例４では、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた計数率Ａａ-BG，Ａｂ-BGについて考える。
【００６８】
即ち、前述したように、
Ａａ＝Ｋａ＋Ｃａ＋ＧＢａ
Ａｂ＝Ｋｂ＋Ｃｂ＋ＧＢｂ
であり、この数式を変形すると、下記数式となる。
Ａａ-BG＝Ａａ−ＢＧａ＝Ｃａ＋Ｋａ＝Ｑωａ・εａ＋βａＳ
Ａｂ-BG＝Ａｂ−ＢＧｂ＝Ｃｂ＋Ｋｂ＝Ｑωａ・εｂ＋βｂＳ
ここで、Ｓは、コンクリート４０中の天然放射能としてのカリウム40の放射能量（濃度とコンクリート重量で算出できる）であり、βａ、βｂは、このカリウム40の放射能量に比例した検出効率である。
【００６９】
そして、人工放射線としてのコバルト60とこのカリウム40は、コンクリート４０中で均一に分布すると考えると、下記数式が成り立つ。ここで、β0は、比例定数であり、天然放射能によるγ線と人工放射能によるγ線との放射線検出装置４１，５１での応答性の違いである。
βａ／（ωａ・ωｂ）＝βｂ／（εａ・εｂ）＝β0
この数式を上記Ａａ-BG、Ａｂ-BGの数式に適合すると、
Ａａ-BG＝ωａ・εａ（Ｑ＋β0Ｓ）
Ａｂ-BG＝ωｂ・εｂ（Ｑ＋β0Ｓ）
また、
２Ｃ＝Ｑ・ωａ・εａ・ωｂ・εｂ
そして、
Ａａ-BG・Ａｂ-BG＝（２Ｃ／Ｑ）・（Ｑ＋β0Ｓ）2
また、
ｆ＝（Ａａ-BG・Ａｂ-BG）／２Ｃとおくと、人工放射能量Ｑは下記数式より求められる。
【００７０】
【数１】
【００７１】
従って、人工放射線量演算部６２は、この数式１にｆ（環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた計数率Ａａ-BG、Ａｂ-BG、コンクリート４０中の人工放射能による同時計数率Ｃより求められる、比例定数β0、コンクリート４０中の天然放射能としてのカリウム40の放射能量Ｓを代入することで、コンクリート４０中の人工放射能のγ線量Ｑを求めることができる。
【００７２】
このように実施例４の人工放射能測定装置及び測定方法にあっては、コンクリート４０の両側に厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器からなる一対の放射線検出装置４１，５１を設け、同時計測部６１が計測する同時計数率Ｃを求め、この同時計数率に基づいて人工放射能量を求めるようにしている。この場合、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた計数率Ａａ-BG，Ａｂ-BGを用いて人工放射能のγ線量Ｑを求めている。
【００７３】
従って、放射線検出装置４１，５１が検出した同時計測よるコバルト60のγ線の同時計数率Ｃと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた計数率Ａａ-BG，Ａｂ-BGと、コンクリート４０中の天然放射能としてのカリウム40の放射能量Ｓとを求め、これらに基づいてコンクリート４０中の人工放射能量Ｑを求めることができ、コンクリート４０の形状データを求めることなく、人工放射能量または人工放射能の濃度を求めることができ、その結果、人工放射能算出時の演算操作に伴う誤差が少なく、人工放射能量が少くても測定でき、人工放射能の測定作業の簡素化を図ることができる。
【実施例５】
【００７４】
実施例５の人工放射能測定装置の構成は、前述した実施例２、４と同様であるため、図５を用いて説明する。実施例５の人工放射能測定装置は、図５に示すように、コンクリート４０の両側にこのコンクリート４０に検出面を向けて配置され、コンクリート４０から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出装置４１，５１と、この一対の放射線検出装置４１，５１によって同時間に計測される信号を計数する同時計測部６１と、この同時計測部６１により計測する同時計数率を求め、この同時計数率に基づいて人工放射能量を求める人工放射線量演算部６２とから構成されている。
【００７５】
放射線検出装置４１，５１は、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器であり、人工放射線のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとを合計した計数率Ａａ，Ａｂを計数することができるが、コンクリート４０中にコバルト60以外の人工放射能が存在する場合、または、コンクリート４０中の天然放射線能量が不明の場合、実施例５では、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた計数率Ａａ-BG，Ａｂ-BGによりコンクリート４０中の総放射能量Ｔを求める。このコンクリート４０中の総放射能量Ｔは、例えば、前述した実施例１の装置または、特開２００３−４８８６号公報に記載されたもので求める。
【００７６】
コンクリート４０中の天然放射能の放射能量もしくは天然放射能量とCo-60を除いた人工放射能量を加算した放射能量Ｓ（Ｓは放射能濃度とコンクリート重量の積で求まる）は、下記数式のように、コンクリート４０中の総放射能量Ｔから人工放射能のCo-60量Ｑを減算して求めることができる。
Ｓ＝Ｔ−Ｑ
ここで、前述した実施例４の測定方法を用いると、
Ａａ-BG・Ａｂ-BG＝（２Ｃ／Ｑ）・｛（１−β0*）Ｑ＋β0*Ｔ）2
また、上記数式は、Ｑについての２次式であるため、コンクリート４０中の人工放射能のCo-60量Ｑを求めることができる。β0*は比例定数である。
【００７７】
また、比例定数β0*が１に近似した数値の場合、下記数式でもコンクリート４０中の人工放射能のγ線量Ｑを求めることができる。
Ｑ＝（２Ｃ・β*02・Ｔ2）／Ａａ-BG・Ａｂ-BG
【００７８】
従って、人工放射線量演算部６２は、この上記各数式に各数値を代入することで、コンクリート４０中のCo-60人工放射能量Ｑを求めることができる。
【００７９】
このように実施例５の人工放射能測定装置及び測定方法にあっては、コンクリート４０の両側に平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器からなる一対の放射線検出装置４１，５１を設け、同時計測部６１が計測した同時計数率Ｃを求め、この同時計数率に基づいて人工放射能のCo-60量を求めるようにしている。この場合、コンクリート４０中にコバルト60以外の人工放射能が存在する場合、また、コンクリート４０中の天然放射能量が不明の場合に、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた合計計数率Ａａ-BG，Ａｂ-BGによりコンクリート４０中の総放射能量Ｔを求めてから、人工放射能Co-60量Ｑを求めている。
【００８０】
従って、放射線検出装置４１，５１が検出した合計計数率Ａａ，Ａｂに基づいて同時計測したコバルト60のγ線による同時計数率Ｃと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた合計計数率Ａａ-BG，Ａｂ-BGと、コンクリート４０中の総放射能量Ｔとを求め、これらに基づいてコンクリート４０中の人工放射能Co-60量Ｑを求めることができ、コンクリート４０の形状データを求めることなく、また、コンクリート４０中にコバルト60以外の天然放射能が存在していたり、コンクリート４０中の天然放射能量が不明であっても、人工放射能量または人工放射能濃度を求めることができ、その結果、コンクリート形状を基にコンクリート中の天然放射能濃度から天然放射能による計数率を評価する必要もなく、人工放射能の誤差の少い測定及び測定作業の簡素化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明に係る人工放射能測定装置及び測定方法は、２つの検出器による同時計測で人工放射線量を検出するものであり、いずれの種類の測定対象物の人工放射能測定装置及び方法にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例１に係る人工放射能測定装置の概略図である。
【図２】実施例１の人工放射能測定装置によるコンクリートから放出される放射線の測定方法を表す概略図である。
【図３】コバルト60の崩壊を説明するための説明図である。
【図４】実施例１の人工放射能測定装置に入力する測定信号波形を表す模式図である。
【図５】本発明の実施例２に係る人工放射能測定装置の概略図である。
【図６−１】本発明の実施例３に係る人工放射能測定装置の概略図である。
【図６−２】放射能の分布位置に対する単位放射能量当りの同時計数率を表すグラフである。
【図７−１】異なるコンクリート形状に対応した実施例３の人工放射能測定装置の概略図である。
【図７−２】放射能の分布位置に対する単位放射能量当りの同時計数率を表すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１０，４０，７０，８０ コンクリート（測定対象物）
１１，２１，４１，５１ 放射線検出装置
１２，２２ 極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器（第１の放射線検出器）
１３，２３ 平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器（第２の放射線検出器）
１４，２４ アルミニウム製カット板（放射線遮断器）
３１，６１ 同時計測部（同時計数率測定手段）
３２，６２ 人工放射能量演算部（人工放射能演算手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電用原子炉の廃止措置に伴う原子炉建屋や放射性物質取扱施設の解体時などに発生する極めて放射能の低い汚染コンクリート中の人工放射能の濃度を測定する人工放射能測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート中には天然放射能であるカリウム40（K-40）、ウラン（U）、トリウム（Th）及びその娘核種などが含まれている。一方、施設の運転中に汚染する可能性のあるコンクリートについては、コバルト60（Co-60）、セシウム137（Cs-137）といった人工放射性核種により汚染されている可能性があるが、その想定汚染レベルは極めて低いものとなっている。
【０００３】
このような天然放射能を含有すると共に人工放射能により汚染されているコンクリートから、人工放射性核種の濃度を測定する場合、予め人工放射能を含有していないことが明白な代表的な試験体について測定し、その測定結果を、測定対象のコンクリート中の天然放射能からの放射線や宇宙線及び建屋の構造材中の天然放射能からの環境放射線による計数率（補足説明：２種類のＢＧがあり使い分けが必要）所謂、バックグラウンドとして試料の測定時の計数率から引き去ることにより、人工の放射能濃度に換算する方法が一般的である。
【０００４】
ところが、一般に、天然放射能の濃度は試験体の種類により変動する。そのため、この試験体中の天然放射能によるバックグランウンドは測定試料、つまりコンクリート試料の種類、材質、骨材の種類等により変える必要があり、人工放射性核種の汚染レベルが低い場合には、天然放射能濃度の変動が大きな誤差をもたらしてしまう。
【０００５】
このような問題を解決するものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された「コンクリート中の人工放射性核種の放射性濃度測定法」は、γ線エネルギー測定用小型検出器と、γ線用全計数率計測用大型検出器とを組み合わせ、小型検出器の人工放射能の濃度測定値から、大型検出器の天然放射能に起因する計数率分を計算評価し、引き去ることにより人工放射能に起因する正味計数率を求めて放射能換算するものである。ほぼ均一に分布している人工放射性核種のコンクリート中のほぼ均一放射能濃度を測定することができるとしている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３３３１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１にあっては、γ線用全計数率計測用大型検出器の全計数率から、天然放射能による計数率と宇宙線や建屋の構造材による環境バックグラウンドの計数率とを減算することで、人工放射能によるグロス計数率を算出している。この場合、天然放射能による計数率を求めるためには、事前に、コンクリート中の天然放射能濃度を求めるか、スペクトル検出器を併設して天然放射能濃度を算出して天然放射能によるグロス計数率を求める必要がある。また、コンクリート中にコバルト60がどのように分布しているかを設定する必要があった。測定しようとするコンクリート中の天然放射能による計数率を評価する為にはコンクリートの形状による計数率の違いやコンクリート中での放射線の減衰効果を補正する必要があり、また放射線の計測には計数誤差が含まれることにより、測定したグロス計数率より天然放射能による計数率や環境バックグラウンドの計数率を減算して人工放射性核種による計数率を算出することは測定誤差の大きい測定法である。また人工放射能による計数率から人工放射能量へ換算する為には人工放射能の分布に対する仮定が必要となる。コンクリート中の人工放射能の量が少くなると特に誤差が大きくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するものであり、人工放射能からの放射線を直接計測することにより、測定精度の良い人工放射能測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための請求項１の発明の人工放射能測定装置は、天然放射能を含有する測定対象物中の人工放射能を測定する人工放射能測定装置において、前記測定対象物の両側に該測定対象物に検出面を向けて配置され、前記測定対象物から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出手段と、前記一対の放射線検出手段によって同時間に計測された信号を計測する同時計数率測定手段と、前記同時計数率測定手段により測定した同時計数率と前記一対の放射線計測手段において計測された計数率から環境バックグランドによる計数率と測定対象物中の天然放射能濃度とに基づいて前記人工放射能量を求める人工放射能演算手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明の人工放射能測定装置では、前記人工放射能演算手段は、前記各放射線検出手段によって計数された２つの計数率より算出された人工放射能による計数率Ｃａ，Ｃｂと、前記各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率Ｃとに基づいて下記数式
Ｑ＝Ｃａ・Ｃｂ／２Ｃ
により前記人工放射能量Ｑを求めることを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明の人工放射能測定装置では、前記放射線検出手段は、前記測定対象物に検出面を向けて配置され、前記測定対象物から放出されるβ線を捕獲可能であると共に前記測定対象物から放出されるγ線を透過可能であって、前記天然放射能のβ線による計数率と、前記天然放射能のγ線による計数率と、前記人工放射能のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する第１の放射線検出器と、前記第１の放射線検出器の検出面とほぼ同一寸法形状の検出面を有し、該検出面が前記第１の放射線検出器の非検出面側に位置するように重ねて配置され、前記測定対象物から放出されて前記第１の放射線検出器を透過したγ線を捕獲可能であって、前記天然放射能のγ線による計数率と、前記人工放射能のγ線による計数率とをした合計計数率を計数する第２の放射線検出器と、前記第１の放射線検出器の検出面とほぼ同一寸法形状の遮断面を有し、前記第１の放射線検出器の検出面側に位置して前記測定対象物に前記遮断面を向けて重ねて配置され、前記測定対象物から放出された前記天然放射能のβ線を遮断する放射線遮断器とを有することを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明の人工放射能測定装置では、前記人工放射能演算手段は、前記第１の放射線検出器が計数した計数率中のγ線の寄与を考慮してβ線による計数率を求め、このβ線による計数率から検出効率に応じて前記天然放射能のγ線による計数率を求め、前記第２の放射線検出器が計数した計数率から前記天然放射能のγ線による計数率を減算することで前記人工放射能のγ線による計数率を求めることを特徴としている。
【００１３】
請求項５の発明の人工放射能測定装置では、前記放射線検出手段は、前記測定対象物に検出面を向けて配置され、前記測定対象物から放出されるγ線を捕獲可能で、前記天然放射能のγ線による計数率と、前記人工放射能のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する放射線検出器であって、前記人工放射能演算手段は、前記放射線検出器が計数した計数率から事前分析により設定した前記天然放射能のγ線による計数率を減算することで前記人工放射能のγ線による計数率を求めることを特徴としている。
【００１４】
請求項６の発明の人工放射能測定装置では、前記人工放射能演算手段は、前記測定対象物から前記放射線検出手段に入るγ線の入射割合を前記測定対象物の形状から推定し、該γ線の入射割合と前記放射線検出手段に入射したγ線の検出割合とに基づいて前記放射線検出手段の検出効率を求め、前記各放射線検出手段によって同時間に計数された前記同時計数率と前記検出効率とに基づいて前記人工放射能量を求めることを特徴としている。
【００１５】
請求項７の発明の人工放射能測定装置では、前記人工放射能演算手段は、前記各放射線検出手段によって計数された２つの計数率から環境バックグラウンドによる計数率を減算した計数率を求め、この環境バックグラウンド成分を除いた計数率と前記コンクリートに含有する天然放射能濃度と前記各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率とに基づいて前記人工放射能量を求めることを特徴としている。
【００１６】
請求項８の発明の人工放射能測定装置では、前記人工放射能演算手段は、前記各放射線検出手段によって計数された２つの計数率から環境バックグラウンドによる計数率を減算した計数率を求め、この環境バックグラウンド成分を除いた計数率と前記コンクリートに含有する全ての放射能量と前記各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率とに基づいて前記人工放射能量を求めることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項９の発明の人工放射能測定方法は、測定対象物の両側に配置された一対の放射線検出手段により前記測定対象物から放出されるγ線による計数率を計数し、前記一対の放射線検出手段によって同時間に計測された同時計数率とに基づいて人工放射能のγ線量を求めることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明の人工放射能測定装置によれば、測定対象物の両側にこの測定対象物から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出手段を配置し、一対の放射線検出手段によって同時間に計測される信号を計数する同時計数率測定手段を設け、人工放射能演算手段が、同時計数率測定手段により測定した同時計数率と一対の放射線計測手段において計測された計数率から環境バックグランドによる計数率と測定対象物中の天然放射能濃度とに基づいて人工放射能量を求めるので、人工放射能の誤差の少い測定及び測定作業の簡素化を図ることができる。
【００１９】
請求項２の発明の人工放射能測定装置によれば、人工放射能演算手段は、各放射線検出手段によって計数された２つの同時計数率より算出された人工放射能による計数率Ｃａ，Ｃｂと、各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率Ｃとに基づいて数式「Ｑ＝Ｃａ・Ｃｂ／２Ｃ」により人工放射能のγ線量Ｑを求めるので、人工放射能のコンクリート中の分布を仮定する必要がなく誤差の少い測定ができる。
【００２０】
請求項３の発明の人工放射能測定装置によれば、放射線検出手段を、天然放射能のβ線による計数率と、天然放射能のγ線による計数率と、人工放射能のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する第１の放射線検出器と、第１の放射線検出器を透過した天然放射能のγ線による計数率と、人工放射能のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する第２の放射線検出器と、測定対象物から放出された天然放射能のβ線を遮断する放射線遮断器とから構成したので、事前にコンクリート中の天然放射能濃度を求めておく必要はなく測定作業の簡素化を図ることができる。
【００２１】
請求項４の発明の人工放射能測定装置によれば、人工放射能演算手段は、第１の放射線検出器が計数した計数率中のγ線の寄与を考慮してβ線による計数率を求め、このβ線による計数率から検出効率に応じて天然放射能のγ線による計数率を求め、第２の放射線検出器が計数した計数率から天然放射能のγ線による計数率を減算することで人工放射能のγ線による計数率を求めるので、事前にコンクリート中の天然放射能濃度を求めておく必要はなく測定作業の簡素化を図ることができる。
【００２２】
請求項５の発明の人工放射能測定装置によれば、放射線検出手段を、天然放射能のγ線による計数率と人工放射能のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する放射線検出器とし、人工放射能演算手段は、放射線検出器が計数した計数率から事前分析により設定した天然放射能のγ線による計数率を減算することで人工放射能のγ線による計数率を求めるので、人工放射能のコンクリート中の分布を仮定する必要がなく誤差の少い測定ができる。
【００２３】
請求項６の発明の人工放射能測定装置によれば、人工放射能演算手段は、測定対象物から放射線検出手段に入るγ線の入射割合を測定対象物の形状から推定し、このγ線の入射割合と放射線検出手段に入射したγ線の検出割合とに基づいて放射線検出手段の検出効率を求め、各放射線検出手段によって同時間に計数された同時計数率と検出効率とに基づいて人工放射能量を求めるので、事前にコンクリート中の天然放射能濃度を求めておく必要はなく測定作業の簡素化を図ることができる。
【００２４】
請求項７の発明の人工放射能測定装置によれば、人工放射能演算手段は、各放射線検出手段によって計数された２つの計数率から環境バックグラウンドによる計数率を減算した計数率を求め、この環境バックグラウンド成分を除いた計数率とコンクリートに含有する天然放射能濃度と各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率とに基づいて人工放射能のγ線量を求めるので、コンクリート形状を基にコンクリート中の天然放射能濃度から天然放射能による計数率を評価する必要はなく、人工放射能の誤差の少い測定及び測定作業の簡素化を図ることができる。
【００２５】
請求項８の発明の人工放射能測定装置によれば、人工放射能演算手段は、各放射線検出手段によって計数された２つの計数率から環境バックグラウンドによる計数率を減算した計数率を求め、この環境バックグラウンド成分を除いた計数率とコンクリートに含有する全ての放射能量と各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率とに基づいて人工放射能のγ線量を求めるので、コンクリート形状を基にコンクリート中の天然放射能濃度から天然放射能による計数を評価する必要はなく、人工放射能の誤差の少い測定及び測定作業の簡素化を図ることができる。
【００２６】
また、請求項９の発明の人工放射能測定方法によれば、測定対象物の両側に配置された一対の放射線検出手段により測定対象物から放出されるγ線による計数率を計数し、一対の放射線検出手段によって同時間に計測された同時計数率に基づいて人工放射能量を求めるようにしたので、人工放射能によるγ線計数率を用いて人工放射能量を評価しているので、誤差の少い測定ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る人工放射能測定装置及び測定方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の実施例１に係る人工放射能測定装置の概略図、図２は、実施例１の人工放射能測定装置によるコンクリートから放出される放射線の測定方法を表す概略図、図３は、コバルト60の崩壊を説明するための説明図、図４は、実施例１の人工放射能測定装置に入力する測定信号波形を表す模式図ある。
【００２９】
実施例１の人工放射能測定装置は、図１に示すように、天然放射能を含有する測定対象物としてのコンクリート１０中の人工放射能を測定するものである。即ち、本実施例の人工放射能測定装置は、コンクリート１０の両側にこのコンクリート１０に検出面を向けて配置され、コンクリート１０から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出装置１１，２１と、この一対の放射線検出装置１１，２１によって同時間に計数された信号のみを計数する同時計測部（同時計数率測定手段）３１と、この同時計測部３１により計測される同時計測計数率と一対の放射線検出装置１１，２１により計数された２つの計数率に基づいて人工放射能の放射能量を求める人工放射能量演算部（人工放射能演算手段）３２とから構成されている。
【００３０】
この放射線検出装置１１，２１は、第１の放射線検出器としての極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２と、第２の放射線検出器としての平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３と、放射線遮断器としてのアルミニウム製カット板１４，２４と、計数率演算部１５，２５とを有している。ここで、天然放射能は、カリウム40（K-40）、ウラン（U）、トリウム（Th）及びその娘核種などがある。天然放射能の大部分はK-40であるため、以下天然放射能をK-40で代表させる。人工放射能は、コバルト60（Co-60）、セシウム137（Cs）がある。人工放射能はCo-60で代表させて考える。
【００３１】
図１及び図２に示すように、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２は、その検出面がコンクリート１０に向けて互いに対向して配置されており、コンクリート１０から放出されるβ線を捕獲可能であると共に、コンクリート１０から放出されるγ線を透過可能である。そして、この極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２は、天然放射能（カリウム40）のβ線による計数率ＡＰ，ＢＰと、天然放射能のγ線による計数率Ｋｐａ，Ｋｐｂと、人工放射能（コバルト60）のγ線による計数率Ｃｐａ，Ｃｐｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢｐａ，ＧＢｐｂとを合計した計数率ＡＰａ，ＡＰｂを計数することができる。この場合、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２の厚みは0.1〜0.3ｍｍ程度である。
【００３２】
平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３は、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２の検出面とほぼ同一寸法形状の検出面を有し、この検出面が極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，１３の非検出面側に位置するように重ねて配置され、コンクリート１０から放出されて極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２を透過したγ線を捕獲可能である。そして、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、人工放射線のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとを合計した計数率Ａａ，Ａｂを計数することができる。この場合、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３の厚みは1cm程度である。
【００３３】
アルミニウム製カット板１４，２４は、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２の検出面とほぼ同一寸法形状の遮断面を有し、この極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，１３の検出面側に位置してコンクリート１０に遮断面を向けて重ねて配置され、コンクリート１０から放出された人工放射能のβ線を遮断することができる。即ち、天然放射能であるカリウム40におけるβ線の最大エネルギは、1.314MeVであり、人工放射能としてのコバルト60におけるβ線の最大エネルギは、0.318MeVであり、また、最大エネルギのβ線のアルミニウム中での飛程は、カリウム40で約1.9mm、コバルト60で約0.3mmである。そのため、アルミニウム製カット板１４，２４の厚さを0.3mm以上とすることで、コバルト60におけるβ線（最大エネルギ＝0.318MeV）を遮断することができる。
【００３４】
従って、コンクリート１０から各放射線検出装置１１，２１に向けて放出された放射線は、まず、アルミニウム製カット板１４，２４の遮断面に到達するが、ここで、人工放射能のβ線だけがカットされ、天然放射能のβ線、天然放射能及び人工放射能の各γ線が透過する。次に、コンクリート１０から放出された残りの放射線は、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２の検出面に到達するが、このうち、天然放射能及び人工放射能の各γ線は透過力が強いため、そのほとんどが極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２を透過してしまい、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器２の検出面に到達する。一方、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２に到達した天然放射能のβ線は、ここでエネルギが奪われて透過力がなくなるため、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２を透過して厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３に到達することができない。
【００３５】
なお、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２及び平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３はコンクリートからの放射線が検出器に入射する割合が増加する様、大面積の平板状の検出器とし、検出器で発行した螢光を信号として取り出すために検出器１２，２２，１３，２３の放射線が入射してくる側とは反対の面に螢光性ファイバーを設定し、検出器で発生した螢光を集光・伝搬して信号として取り出す様にすると良い。
【００３６】
そして、取り出した光信号は、図示しない光電子増倍管により電気信号に変換し、変換した電気信号を計数率演算部１５，２５に出力する。そして、この計数率演算部１５，２５では、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２が検出した計数率ＡＰａ，ＡＰｂと、平板ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３が検出した計数率Ａａ，Ａｂとに基づいて、人工放射能、つまり、コバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂを算出し、同時計測部３１では同時計数率Ｃを算出する。
【００３７】
ここで、計数率演算部１５，２５によるコバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂの算出方法について説明する。薄型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２による計数率ＡＰａ，ＡＰｂは、天然放射能のβ線による計数率ＡＰ，ＢＰと、天然放射能のγ線による計数率Ｋｐａ，Ｋｐｂと、人工放射能（コバルト60）のγ線による計数率Ｃｐａ，Ｃｐｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢｐａ，ＧＢｐｂとを合計したものであり、下記数式により表すことができる。
ＡＰａ＝ＡＰ＋Ｋｐａ＋Ｃｐａ＋ＧＢｐａ
ＡＰｂ＝ＢＰ＋Ｋｐｂ＋Ｃｐｂ＋ＧＢｐｂ
【００３８】
また、厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３による計数率Ａａ，Ａｂは、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、人工放射線のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとを合計したものであり、下記数式により表すことができる。
Ａａ＝Ｋａ＋Ｃａ＋ＧＢａ
Ａｂ＝Ｋｂ＋Ｃｂ＋ＧＢｂ
ここで、求めるものは、天然放射線（コバルト60）γ線による計数率Ｃａ，Ｃｂであるため、上記数式を変形する。
Ｃａ＝Ａａ−Ｋａ−ＧＢａ
Ｃｂ＝Ａｂ−Ｋｂ−ＧＢｂ
【００３９】
この場合、コンクリート１０は平板形状であるため、天然放射能のβ線による計数率ＡＰ，ＢＰからその検出効率に基づいて天然放射能の濃度を設定し、コンクリート１０の形状測定データ（高さと面積）より天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂを求めることができる。なお、薄型プラスチックシンチレータ検出器１２，１３のγ線による計数率と厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３のγ線による計数率との比Ｍａ，Ｍｂは一定であることから下記数式が成り立つ。Ｍａ，Ｍｂは検出器に依存する値であり、事前に評価できる。
Ｃｐａ／Ｃａ＝Ｋｐａ／Ｋａ＝Ｍａ−ＧＢａ
Ｃｐｂ／Ｃｂ＝Ｋｐｂ／Ｋｂ＝Ｍｂ−ＧＢｂ
従って、天然放射能のβ線による計数率ＡＰ，ＢＰは、下記数式により求められる。
ＡＰ＝ＡＰａ−Ａａ・Ｍａ
ＢＰ＝ＡＰｂ−Ａｂ・Ｍｂ
【００４０】
また、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂは、コンクリートを計測器に設置しない時の計数率もしくは必要があれば環境バックグランド成分のγ線のコンクリートによる減衰効果を補正した計数率であり、事前に計測して求めるか、事前に計測した計数率に対してコンクリートの形状・密度を考慮して評価できる値である。
【００４１】
ところで、コバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂは、コンクリート１０中の人工放射能のγ線量Ｑから放出されるγ線発生数に、コンクリート１０から放射線検出装置１１，２１に入る人工放射能のγ線の入射割合ωａ，ωｂと、放射線検出装置のγ線検出器１３，２３に入射した人工放射能のγ線の検出割合εａ，εｂとを乗算して求めることができる。
Ｃａ＝Ｑ・ωａ・εａ
Ｃｂ＝Ｑ・ωｂ・εｂ
なお、γ線の入射割合ωａ，ωｂには、コンクリート１０中での減衰効率と立体角の効果を含んでおり、また、散乱によるエネルギが減少したγ線も含んだ、コバルト60のBq当たりの2γ／secの放出に対する割合である。
【００４２】
また、本実施例では、同時計測部３１は、γ線検出器１３，２３における同時計測の信号を計測し、同時計測の計数率を求めるようにしている。
【００４３】
即ち、図３に示すように、人工放射能であるコバルト60（Co-60）は、図３に示すように、β線を放出した後、1173KeVのガンマ線のエネルギを放出し、続いて1333KeVのガンマ線のエネルギを放出する。そして、上述した各γ線検出器１３，２３は、図４に示すように、人工放射能としてのコバルト60の信号Ｃ１（1173KeV），Ｃ２（1333Kevによる）他に、天然放射能としてのカリウム40の信号Ｋや環境γ線の信号Ｂを検出すると共に、ノイズの信号ｎを検出する。従って、同時計測部３１は、同時刻に、一方のγ線検出器１３がコバルト60から放出されるγ線の1つを検出し、他方のγ線検出器２３がコバルト60の残りのγ線を検出したとき、同時計測部３１は人工放射能であるコバルト60からのγ線を検出したものと判定し、同時計測信号Ｃを出力する。
【００４４】
そして、人工放射能量演算部３２は、このときのコバルト60のγ線による同時計数率Ｃとγ線検出器１３，２３の計数率から天然放射能によるγ線計数率と環境γ線による計数率を除いて求めたコバルト60のγ線による計数率Ｃａ，ＣｂとよりCo-60の放射能量Ｑを算出する。
ここで、
Ｃａ＝Ｑ・ωａ・εａ
Ｃｂ＝Ｑ・ωｂ・εｂ
であるため、コバルト60のγ線による同時計数率Ｃは、次の様に記述できる。
Ｃ＝Ｑ・ωａ・εａ・ωｂ・εｂ・（１／２）
そして、上記３つの数式より下記数式を求めることができ、この数式にコバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂ及びコバルト60のγ線による同時計数率Ｃを入力することで、コンクリート１０中の人工放射能の量Ｑを求めることができる。
Ｑ＝（Ｃａ・Ｃｂ）／２Ｃ
【００４５】
このように実施例１の人工放射能測定装置及び測定方法にあっては、コンクリート１０の両側に極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２と平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器（γ線検出器）１３，２３とアルミニウム製カット板１４，２４とからなる一対の放射線検出装置１１，２１を設け、この一対のγ線検出器である平板型ＮａＩ（T？）シンチレータ検出器１３，２３により同時に計測された信号を検出する同時計測部３１で計測される同時計測計数率Ｃに基づいて人工放射能量を求めるようにしている。この場合、コンクリート１０が平板形状であるため、天然放射能のβ線による計数率ＡＰ，ＢＰからその検出効率に基づいて天然放射能の濃度を設定し、コンクリート１０の形状測定データより天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂを求めている。
【００４６】
従って、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器１３，２３が検出した計数率Ａａ，Ａｂと、極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器１２，２２が検出した計数率ＡＰａ，ＡＰｂから求めた天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂに基づいて、コバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、同時計測したコバルト60のγ線による同時計数率Ｃと求め、これらに基づいてコンクリート１０中の人工放射能量Ｑを求めることができ、コンクリート１０から放射線検出装置１１，２１に入る人工放射能のγ線の入射割合ωａ，ωｂや、放射線検出装置１１，２１に入射した人工放射能のγ線の検出割合εａ，εｂを直接求めることなく、人工放射能量または人工放射能濃度を求めることができ、その結果、人工放射能の誤差の少ない測定及び測定作業の簡素化を図ることができる。
【実施例２】
【００４７】
図５は、本発明の実施例２に係る人工放射能測定装置の概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４８】
実施例２の人工放射能測定装置は、図５に示すように、測定対象物としてのコンクリート４０の両側にこのコンクリート４０に検出面を向けて配置され、コンクリート４０から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出装置４１，５１と、この一対の放射線検出装置４１，５１によって同時間に計測された信号を計数する同時計測部（測定時期設定手段）６１と、この同時計測部６１により計測された同時計数率に基づいて人工放射能量を求める人工放射能量演算部（人工放射能演算手段）６２とから構成されている。
【００４９】
そして、この放射線検出装置４１，５１は、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器であって、計数率演算部４２，５２を有している。即ち、放射線検出装置（平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器）４１，５１は、コンクリート４０から放出されたγ線を捕獲可能であり、人工放射能のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとを合計した合計計数率Ａａ，Ａｂを計数することができる。
【００５０】
そして、求めたコンクリート４０から放出された放射能のγ線による計数率Ａａ，Ａｂに基づいて、計数率演算部４２，５２では、人工放射能であるコバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂを算出し、人工放射能量演算部６２に出力する。
【００５１】
ここで、計数率演算部４２，５２によるコバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂの算出方法について説明する。放射線検出装置４１，５１による計数率Ａａ，Ａｂは、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、人工放射能のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとが合計されたものであり、下記数式により表すことができる。
Ａａ＝Ｋａ＋Ｃａ＋ＧＢａ
Ａｂ＝Ｋｂ＋Ｃｂ＋ＧＢｂ
ここで、求めるものは、人工放射能（コバルト60）のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂであるため、上記数式を変形する。
Ｃａ＝Ａａ−Ｋａ−ＧＢａ
Ｃｂ＝Ａｂ−Ｋｂ−ＧＢｂ
【００５２】
この場合、事前分析、つまり、コンクリート４０の形状、重量、組成により天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂを設定する。
【００５３】
また、本実施例では、同時計測部６１が、各放射線検出装置４１，５１によって同時間に計測される信号を計数にする同時計測部６１により計測される同時計数率Ｃを求めるようにしている。なお、コバルト60のγ線による同時計数率Ｃの同時計測方法は、前述した実施例と同様である。
【００５４】
そして、下記数式にコバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂ及びコバルト60のγ線による合計計数率Ｃを入力することで、コンクリート４０中の人工放射能量Ｑを求めることができる。
Ｑ＝（Ｃａ・Ｃｂ）／２Ｃ
【００５５】
このように実施例２の人工放射能測定装置及び測定方法にあっては、コンクリート４０の両側に平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器からなる一対の放射線検出装置４１，５１を設け、同時計測部６１で同時計数率を求め、この同時計数率に基づいて人工放射能量を求めるようにしている。この場合、コンクリート４０の天然放射能による計数率が不明であるため、事前の分析により天然放射能の密度を求め、コンクリート中の天然放射能濃度は均一としコンクリートの形状を基に天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂを求めている。
【００５６】
従って、放射線検出装置４１，５１が検出した合計計数率Ａａ，Ａｂと、事前分析により求めた天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂに基づいて、コバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、同時計測したコバルト60のγ線による同時計数率Ｃと求め、これらに基づいてコンクリート４０中の人工放射能のγ線量Ｑを求めることができ、コンクリート中の人工放射能の分布について仮定を設けることなくコンクリート中の人工放射能量又は人工放射能濃度を求めることができ、その結果精度の良い測定ができる。
【実施例３】
【００５７】
図６−１は、本発明の実施例３に係る人工放射能測定装置の概略図、図６−２は、放射能の分布位置に対する単位放射能量当りの同時計数率を表すグラフ、図７−１は、異なるコンクリート形状に対応した実施例３の人工放射能測定装置の概略図、図７−２は、放射能の分布位置に対する単位放射能量当りの同時計数率を表すグラフある。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５８】
実施例３の人工放射能測定装置は、図６−１及び図７−１に示すように、測定対象物としてのコンクリート７０，８０の両側にこのコンクリート７０，８０から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出装置４１，５１と、この一対の放射線検出装置４１，５１によって同時間に計測される信号を計数する同時計測部６１と、この同時計測部６１により計測される同時計数率を求め、この合計計数率に基づいて人工放射能量を求める人工放射線量演算部６２とから構成されている。
【００５９】
そして、この放射線検出装置４１，５１は、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器であって、計数率演算部４２，５２を有している。即ち、放射線検出装置４１，５１は、コンクリート４０から放出されたγ線を捕獲可能であり、人工放射能のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとを合計した合計計数率Ａａ，Ａｂを計数することができる。
【００６０】
そして、求めたコンクリート７０，８０から放出されたγ線による計数率Ａａ，Ａｂに基づいて、計数率演算部４２，５２では、人工放射能、つまり、コバルト60のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂを算出し、人工放射能量演算部６２に出力する同時計測部６１に出力する。なお、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとの求め方は、前述した実施例２と同様である。
【００６１】
また、同時計測部６１は、各放射線検出装置４１，５１によって同時間に計測される信号を計数する同時計測部６１により同時計測される同時計数率Ｃを求める。
【００６２】
ところで、本実施例では、コンクリート７０，８０が平板形状ではなく、異形をなしており、人工放射能の分布状態が不明となっている。ところが、コンクリート７０にて、図６-２に示すように、人工放射能が均一に分布しているものと、人工放射能が中心部に分布しているものと、人工放射能が表面７０ａに分布しているもので、放射線検出装置４１，５１を用いた同時計測により求めた単位放射能量当りの同時計数率はほぼ同程度となっている。また、コンクリート８０にて、図７-２に示すように、人工放射能が均一に分布しているものと、人工放射能が上面８０ａに分布しているものと、人工放射能が側面８０ｂに分布しているものと、工放射能が下面８０ｃに分布しているものとで、放射線検出装置４１，５１を用いた同時計測により求めた単位放射能当りの同時計数率はほぼ同程度となっている。
【００６３】
従って、コンクリート７０，８０の形状に拘らず、放射線検出装置４１，５１への放射能の検出効率ＺTを人工放射能の分布が均一であるとしてコンクリートの形状を基に評価し、下記数式によりこの検出効率ＺTを設定する。
ＺT＝ωａ・ωｂ・εａ・εｂ・（１／２）
そして、下記数式にこの検出効率ＺTとコバルト60のγ線による同時計数率Ｃを入力することで、コンクリート１０中の人工放射能のγ線量Ｑを求めることができる。
Ｑ＝Ｃ／ＺT
【００６４】
このように実施例３の人工放射能測定装置及び測定方法にあっては、コンクリート７０、８０の両側に平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器からなる一対の放射線検出装置４１，５１を設け、同時計測部６１が設定した計測する同時計数率Ｃを求め、この同時計数率Ｃに基づいて人工放射能量を求めるようにしている。この場合、コンクリート７０，８０の形状に拘らず、放射線検出装置４１，５１での同時計測の検出効率ＺTを人工放射能の分布が均一と設定して同コンクリート形状を基に評価している。
【００６５】
従って、放射線検出装置４１，５１での同時計測の検出効率ＺTと、放射線検出装置４１，５１の同時計測により求めた同時計数率Ｃに基づいて、コンクリート７０，８００中の人工放射能量Ｑを求めることができ、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂや、天然放射能の濃度情報がなくても、人工放射能量または人工放射能の濃度を求めることができ、その結果、事前にコンクリート中の天然放射能濃度を求めておく必要はなく、人工放射能の測定作業の簡素化を図ることができる。
【実施例４】
【００６６】
実施例４の人工放射能測定装置の構成は、前述した実施例２と同様であるため、図５を用いて説明する。実施例４の人工放射能測定装置は、図５に示すように、コンクリート４０の両側にこのコンクリート４０に検出面を向けて配置され、コンクリート４０から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出装置４１，５１と、この一対の放射線検出装置４１，５１によって同時間に計測される信号を計数する同時計測部６１と、この同時計測部６１により計測する同時計数率を求め、この合計計数率に基づいて人工放射能のγ線量を求める人工放射線量演算部６２とから構成されている。
【００６７】
放射線検出装置４１，５１は、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器であり、人工放射能のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとを合計した計数率Ａａ，Ａｂを計数することができるが、実施例４では、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた計数率Ａａ-BG，Ａｂ-BGについて考える。
【００６８】
即ち、前述したように、
Ａａ＝Ｋａ＋Ｃａ＋ＧＢａ
Ａｂ＝Ｋｂ＋Ｃｂ＋ＧＢｂ
であり、この数式を変形すると、下記数式となる。
Ａａ-BG＝Ａａ−ＢＧａ＝Ｃａ＋Ｋａ＝Ｑωａ・εａ＋βａＳ
Ａｂ-BG＝Ａｂ−ＢＧｂ＝Ｃｂ＋Ｋｂ＝Ｑωａ・εｂ＋βｂＳ
ここで、Ｓは、コンクリート４０中の天然放射能としてのカリウム40の放射能量（濃度とコンクリート重量で算出できる）であり、βａ、βｂは、このカリウム40の放射能量に比例した検出効率である。
【００６９】
そして、人工放射線としてのコバルト60とこのカリウム40は、コンクリート４０中で均一に分布すると考えると、下記数式が成り立つ。ここで、β0は、比例定数であり、天然放射能によるγ線と人工放射能によるγ線との放射線検出装置４１，５１での応答性の違いである。
βａ／（ωａ・ωｂ）＝βｂ／（εａ・εｂ）＝β0
この数式を上記Ａａ-BG、Ａｂ-BGの数式に適合すると、
Ａａ-BG＝ωａ・εａ（Ｑ＋β0Ｓ）
Ａｂ-BG＝ωｂ・εｂ（Ｑ＋β0Ｓ）
また、
２Ｃ＝Ｑ・ωａ・εａ・ωｂ・εｂ
そして、
Ａａ-BG・Ａｂ-BG＝（２Ｃ／Ｑ）・（Ｑ＋β0Ｓ）2
また、
ｆ＝（Ａａ-BG・Ａｂ-BG）／２Ｃとおくと、人工放射能量Ｑは下記数式より求められる。
【００７０】
【数１】
【００７１】
従って、人工放射線量演算部６２は、この数式１にｆ（環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた計数率Ａａ-BG、Ａｂ-BG、コンクリート４０中の人工放射能による同時計数率Ｃより求められる、比例定数β0、コンクリート４０中の天然放射能としてのカリウム40の放射能量Ｓを代入することで、コンクリート４０中の人工放射能のγ線量Ｑを求めることができる。
【００７２】
このように実施例４の人工放射能測定装置及び測定方法にあっては、コンクリート４０の両側に厚型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器からなる一対の放射線検出装置４１，５１を設け、同時計測部６１が計測する同時計数率Ｃを求め、この同時計数率に基づいて人工放射能量を求めるようにしている。この場合、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた計数率Ａａ-BG，Ａｂ-BGを用いて人工放射能のγ線量Ｑを求めている。
【００７３】
従って、放射線検出装置４１，５１が検出した同時計測よるコバルト60のγ線の同時計数率Ｃと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた計数率Ａａ-BG，Ａｂ-BGと、コンクリート４０中の天然放射能としてのカリウム40の放射能量Ｓとを求め、これらに基づいてコンクリート４０中の人工放射能量Ｑを求めることができ、コンクリート４０の形状データを求めることなく、人工放射能量または人工放射能の濃度を求めることができ、その結果、人工放射能算出時の演算操作に伴う誤差が少なく、人工放射能量が少くても測定でき、人工放射能の測定作業の簡素化を図ることができる。
【実施例５】
【００７４】
実施例５の人工放射能測定装置の構成は、前述した実施例２、４と同様であるため、図５を用いて説明する。実施例５の人工放射能測定装置は、図５に示すように、コンクリート４０の両側にこのコンクリート４０に検出面を向けて配置され、コンクリート４０から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出装置４１，５１と、この一対の放射線検出装置４１，５１によって同時間に計測される信号を計数する同時計測部６１と、この同時計測部６１により計測する同時計数率を求め、この同時計数率に基づいて人工放射能量を求める人工放射線量演算部６２とから構成されている。
【００７５】
放射線検出装置４１，５１は、平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器であり、人工放射線のγ線による計数率Ｃａ，Ｃｂと、天然放射能のγ線による計数率Ｋａ，Ｋｂと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂとを合計した計数率Ａａ，Ａｂを計数することができるが、コンクリート４０中にコバルト60以外の人工放射能が存在する場合、または、コンクリート４０中の天然放射線能量が不明の場合、実施例５では、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた計数率Ａａ-BG，Ａｂ-BGによりコンクリート４０中の総放射能量Ｔを求める。このコンクリート４０中の総放射能量Ｔは、例えば、前述した実施例１の装置または、特開２００３−４８８６号公報に記載されたもので求める。
【００７６】
コンクリート４０中の天然放射能の放射能量もしくは天然放射能量とCo-60を除いた人工放射能量を加算した放射能量Ｓ（Ｓは放射能濃度とコンクリート重量の積で求まる）は、下記数式のように、コンクリート４０中の総放射能量Ｔから人工放射能のCo-60量Ｑを減算して求めることができる。
Ｓ＝Ｔ−Ｑ
ここで、前述した実施例４の測定方法を用いると、
Ａａ-BG・Ａｂ-BG＝（２Ｃ／Ｑ）・｛（１−β0*）Ｑ＋β0*Ｔ）2
また、上記数式は、Ｑについての２次式であるため、コンクリート４０中の人工放射能のCo-60量Ｑを求めることができる。β0*は比例定数である。
【００７７】
また、比例定数β0*が１に近似した数値の場合、下記数式でもコンクリート４０中の人工放射能のγ線量Ｑを求めることができる。
Ｑ＝（２Ｃ・β*02・Ｔ2）／Ａａ-BG・Ａｂ-BG
【００７８】
従って、人工放射線量演算部６２は、この上記各数式に各数値を代入することで、コンクリート４０中のCo-60人工放射能量Ｑを求めることができる。
【００７９】
このように実施例５の人工放射能測定装置及び測定方法にあっては、コンクリート４０の両側に平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器からなる一対の放射線検出装置４１，５１を設け、同時計測部６１が計測した同時計数率Ｃを求め、この同時計数率に基づいて人工放射能のCo-60量を求めるようにしている。この場合、コンクリート４０中にコバルト60以外の人工放射能が存在する場合、また、コンクリート４０中の天然放射能量が不明の場合に、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた合計計数率Ａａ-BG，Ａｂ-BGによりコンクリート４０中の総放射能量Ｔを求めてから、人工放射能Co-60量Ｑを求めている。
【００８０】
従って、放射線検出装置４１，５１が検出した合計計数率Ａａ，Ａｂに基づいて同時計測したコバルト60のγ線による同時計数率Ｃと、環境バックグラウンド成分による計数率ＧＢａ，ＧＢｂを除いた合計計数率Ａａ-BG，Ａｂ-BGと、コンクリート４０中の総放射能量Ｔとを求め、これらに基づいてコンクリート４０中の人工放射能Co-60量Ｑを求めることができ、コンクリート４０の形状データを求めることなく、また、コンクリート４０中にコバルト60以外の天然放射能が存在していたり、コンクリート４０中の天然放射能量が不明であっても、人工放射能量または人工放射能濃度を求めることができ、その結果、コンクリート形状を基にコンクリート中の天然放射能濃度から天然放射能による計数率を評価する必要もなく、人工放射能の誤差の少い測定及び測定作業の簡素化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明に係る人工放射能測定装置及び測定方法は、２つの検出器による同時計測で人工放射線量を検出するものであり、いずれの種類の測定対象物の人工放射能測定装置及び方法にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例１に係る人工放射能測定装置の概略図である。
【図２】実施例１の人工放射能測定装置によるコンクリートから放出される放射線の測定方法を表す概略図である。
【図３】コバルト60の崩壊を説明するための説明図である。
【図４】実施例１の人工放射能測定装置に入力する測定信号波形を表す模式図である。
【図５】本発明の実施例２に係る人工放射能測定装置の概略図である。
【図６−１】本発明の実施例３に係る人工放射能測定装置の概略図である。
【図６−２】放射能の分布位置に対する単位放射能量当りの同時計数率を表すグラフである。
【図７−１】異なるコンクリート形状に対応した実施例３の人工放射能測定装置の概略図である。
【図７−２】放射能の分布位置に対する単位放射能量当りの同時計数率を表すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１０，４０，７０，８０ コンクリート（測定対象物）
１１，２１，４１，５１ 放射線検出装置
１２，２２ 極薄平板型プラスチックシンチレータ検出器（第１の放射線検出器）
１３，２３ 平板型ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータ検出器（第２の放射線検出器）
１４，２４ アルミニウム製カット板（放射線遮断器）
３１，６１ 同時計測部（同時計数率測定手段）
３２，６２ 人工放射能量演算部（人工放射能演算手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然放射能を含有する測定対象物中の人工放射能を測定する人工放射能測定装置において、
前記測定対象物の両側に該測定対象物に検出面を向けて配置され、前記測定対象物から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出手段と、
前記一対の放射線検出手段によって同時間に計測された信号を計測する同時計数率測定手段と、
前記同時計数率測定手段により測定した同時計数率と前記一対の放射線計測手段において計測された計数率から環境バックグランドによる計数率と測定対象物中の天然放射能濃度とに基づいて前記人工放射能量を求める人工放射能演算手段と
を具えたことを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の人工放射能測定装置において、前記人工放射能演算手段は、前記各放射線検出手段によって計数された２つの計数率より算出された人工放射能による計数率Ｃａ，Ｃｂと、前記各放射線検出手段によって同時に計数された同時計測計数率Ｃとに基づいて下記数式
Ｑ＝Ｃａ・Ｃｂ／２Ｃ
により前記人工放射能のγ線量Ｑを求めることを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の人工放射能測定装置において、前記放射線検出手段は、
前記測定対象物に検出面を向けて配置され、前記測定対象物から放出されるβ線を捕獲可能であると共に前記測定対象物から放出されるγ線を透過可能であって、前記天然放射能のβ線による計数率と、前記天然放射能のγ線による計数率と、前記人工放射能のγ線による計数率とを合計した合計計数率を計数する第１の放射線検出器と、
前記第１の放射線検出器の検出面とほぼ同一寸法形状の検出面を有し、該検出面が前記第１の放射線検出器の非検出面側に位置するように重ねて配置され、前記測定対象物から放出されて前記第１の放射線検出器を透過したγ線を捕獲可能であって、前記天然放射能のγ線による計数率と、前記人工放射線のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する第２の放射線検出器と、
前記第１の放射線検出器の検出面とほぼ同一寸法形状の遮断面を有し、前記第１の放射線検出器の検出面側に位置して前記測定対象物に前記遮断面を向けて重ねて配置され、前記測定対象物から放出された前記天然放射能のβ線を遮断する放射線遮断器と
を有することを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の人工放射能測定装置において、前記人工放射能演算手段は、前記第１の放射線検出器が計数した計数率中のγ線の寄与を考慮してβ線による計数率を求め、このβ線による計数率から検出効率に応じて前記天然放射能のγ線による計数率を求め、前記第２の放射線検出器が計数した合計計数率から前記天然放射能のγ線による計数率を減算することで前記人工放射能のγ線による計数率を求めることを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載の人工放射能測定装置において、前記放射線検出手段は、前記測定対象物に検出面を向けて配置され、前記測定対象物から放出されるγ線を捕獲可能で、前記天然放射能のγ線による計数率と、前記人工放射能のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する放射線検出器であって、前記人工放射能演算手段は、前記放射線検出器が計数した計数率から事前分析により設定した前記天然放射能のγ線による計数率を減算することで前記人工放射能のγ線による計数率を求めることを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項６】
請求項１に記載の人工放射能測定装置において、前記人工放射能演算手段は、前記測定対象物から前記放射線検出手段に入るγ線の入射割合を前記測定対象物の形状から推定し、該γ線の入射割合と前記放射線検出手段に入射したγ線の検出割合とに基づいて前記放射線検出手段の検出効率を求め、前記各放射線検出手段によって同時間に計数された前記同時計数率と前記検出効率とに基づいて前記人工放射能量を求めることを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項７】
請求項１に記載の人工放射能測定装置において、前記人工放射能演算手段は、前記各放射線検出手段によって計数された２つの同時計数率から環境バックグラウンドによる計数率を減算した計数率を求め、この環境バックグラウンド成分を除いた計数率と前記コンクリートに含有する天然放射能濃度と前記各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率とに基づいて前記人工放射能量を求めることを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項８】
請求項１に記載の人工放射能測定装置において、前記人工放射能演算手段は、前記各放射線検出手段によって計数された２つの同時計数率から環境バックグラウンドによる計数率を減算した計数率を求め、この環境バックグラウンド成分を除いた計数率と前記コンクリートに含有する全ての放射能量と前記各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率とに基づいて前記人工放射能量を求めることを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項９】
測定対象物の両側に配置された一対の放射線検出手段により前記測定対象物から放出されるγ線による計数率を計数し、前記一対の放射線検出手段によって同時間に計測された同時計数率とに基づいて人工放射能のγ線量を求めることを特徴とする人工放射能測定方法。
【請求項１】
天然放射能を含有する測定対象物中の人工放射能を測定する人工放射能測定装置において、
前記測定対象物の両側に該測定対象物に検出面を向けて配置され、前記測定対象物から放出されるγ線による計数率を計数する一対の放射線検出手段と、
前記一対の放射線検出手段によって同時間に計測された信号を計測する同時計数率測定手段と、
前記同時計数率測定手段により測定した同時計数率と前記一対の放射線計測手段において計測された計数率から環境バックグランドによる計数率と測定対象物中の天然放射能濃度とに基づいて前記人工放射能量を求める人工放射能演算手段と
を具えたことを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の人工放射能測定装置において、前記人工放射能演算手段は、前記各放射線検出手段によって計数された２つの計数率より算出された人工放射能による計数率Ｃａ，Ｃｂと、前記各放射線検出手段によって同時に計数された同時計測計数率Ｃとに基づいて下記数式
Ｑ＝Ｃａ・Ｃｂ／２Ｃ
により前記人工放射能のγ線量Ｑを求めることを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の人工放射能測定装置において、前記放射線検出手段は、
前記測定対象物に検出面を向けて配置され、前記測定対象物から放出されるβ線を捕獲可能であると共に前記測定対象物から放出されるγ線を透過可能であって、前記天然放射能のβ線による計数率と、前記天然放射能のγ線による計数率と、前記人工放射能のγ線による計数率とを合計した合計計数率を計数する第１の放射線検出器と、
前記第１の放射線検出器の検出面とほぼ同一寸法形状の検出面を有し、該検出面が前記第１の放射線検出器の非検出面側に位置するように重ねて配置され、前記測定対象物から放出されて前記第１の放射線検出器を透過したγ線を捕獲可能であって、前記天然放射能のγ線による計数率と、前記人工放射線のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する第２の放射線検出器と、
前記第１の放射線検出器の検出面とほぼ同一寸法形状の遮断面を有し、前記第１の放射線検出器の検出面側に位置して前記測定対象物に前記遮断面を向けて重ねて配置され、前記測定対象物から放出された前記天然放射能のβ線を遮断する放射線遮断器と
を有することを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の人工放射能測定装置において、前記人工放射能演算手段は、前記第１の放射線検出器が計数した計数率中のγ線の寄与を考慮してβ線による計数率を求め、このβ線による計数率から検出効率に応じて前記天然放射能のγ線による計数率を求め、前記第２の放射線検出器が計数した合計計数率から前記天然放射能のγ線による計数率を減算することで前記人工放射能のγ線による計数率を求めることを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載の人工放射能測定装置において、前記放射線検出手段は、前記測定対象物に検出面を向けて配置され、前記測定対象物から放出されるγ線を捕獲可能で、前記天然放射能のγ線による計数率と、前記人工放射能のγ線による計数率とを合計した計数率を計数する放射線検出器であって、前記人工放射能演算手段は、前記放射線検出器が計数した計数率から事前分析により設定した前記天然放射能のγ線による計数率を減算することで前記人工放射能のγ線による計数率を求めることを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項６】
請求項１に記載の人工放射能測定装置において、前記人工放射能演算手段は、前記測定対象物から前記放射線検出手段に入るγ線の入射割合を前記測定対象物の形状から推定し、該γ線の入射割合と前記放射線検出手段に入射したγ線の検出割合とに基づいて前記放射線検出手段の検出効率を求め、前記各放射線検出手段によって同時間に計数された前記同時計数率と前記検出効率とに基づいて前記人工放射能量を求めることを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項７】
請求項１に記載の人工放射能測定装置において、前記人工放射能演算手段は、前記各放射線検出手段によって計数された２つの同時計数率から環境バックグラウンドによる計数率を減算した計数率を求め、この環境バックグラウンド成分を除いた計数率と前記コンクリートに含有する天然放射能濃度と前記各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率とに基づいて前記人工放射能量を求めることを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項８】
請求項１に記載の人工放射能測定装置において、前記人工放射能演算手段は、前記各放射線検出手段によって計数された２つの同時計数率から環境バックグラウンドによる計数率を減算した計数率を求め、この環境バックグラウンド成分を除いた計数率と前記コンクリートに含有する全ての放射能量と前記各放射線検出手段によって同時に計数された同時計数率とに基づいて前記人工放射能量を求めることを特徴とする人工放射能測定装置。
【請求項９】
測定対象物の両側に配置された一対の放射線検出手段により前記測定対象物から放出されるγ線による計数率を計数し、前記一対の放射線検出手段によって同時間に計測された同時計数率とに基づいて人工放射能のγ線量を求めることを特徴とする人工放射能測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図７−１】
【図７−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図７−１】
【図７−２】
【公開番号】特開２００６−２０８１９２（Ｐ２００６−２０８１９２Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０５４１（Ｐ２００５−２０５４１）
【出願日】平成１７年１月２８日（２００５．１．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月２８日（２００５．１．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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