JP2017191026A - 放射線量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチコプターを用いて放射線量を計測する際の測定精度を向上させることができ、作業員が実地調査を行うことが難しい高所の空間の放射線量を効率的に計測することが可能な放射線量測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる放射線量測定装置（測定装置１００）の構成は、空中を飛行可能なマルチコプター１１０と、マルチコプターに固定され放射線量を測定するセンサ１１２と、マルチコプターから垂下されマルチコプターを所定高さに規定するケーブル１１４と、地表面近傍でケーブルの下端を保持する保持具１２２と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、空中を飛行して移動可能なマルチコプターを含む放射線量測定装置に関する。

地表面の放射能汚染の程度や分布を判断する指標として、地表面における放射線の線量率（以下、地表面の線量率と称する）がある。地表面の線量率の測定には、コリメータと呼ばれる厚さ１０ｍｍ以上の鉛製のカバーをつけたサーベイメータを使って、求める分布の精度に応じた間隔（例えば５ｍ間隔）で測定する手法が用いられている。しかし、コリメータは重量が重く、測定間隔ごとに移動と安定設置を繰り返しながら測定しなければならないため、作業効率が低い。故に上記の手法では、放射線汚染の分布の精度を向上させるために測定間隔を短くする（狭くする）と、作業時間が非常に長くなってしまう。

厳密には地表面の線量率ではないが、地表面近傍の空間線量率を測定可能な測定器として、非特許文献１に示すような可搬性に優れた放射線測定器が開発されている。非特許文献１の放射線測定器は、高さ方向において任意の間隔（例えば地表５ｃｍおよび１００ｃｍの位置）で２つの放射線検出部（プラスチックシンチレータ器）が配置されたステッキ状の放射線測定器である。２つの放射線検出部の高さは、大人と子供の高さの差を考慮するなどして設定される。これにより、作業員が放射線測定器を持ちながら歩くことで、２つの高さでの放射線量を同時に計測することができ、作業効率の向上ひいては作業時間の大幅な短縮を図ることができる。

γプロッター（ガンマプロッター）Ｈを使った放射線量測定デモンストレーションを実施、[online]、［平成２４年１０月４日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.jaea.go.jp/fukushima/other/2012-082902.pdf＞

ここで近年、除染作業が完了した土地への建築物の建築が計画されている。この場合、建築物の完成後にそこで仕事や生活をする人が年間に受ける被ばく線量について、自然放射線を除く追加の被ばく線量が、法律に基づき年間１ｍＳｖ以下に必ずなることを予測する必要がある。このとき、建築物が１階建てであれば、上述した非特許文献１のような放射線測定器によって、建築物建設予定地の放射線量を測定して空間の放射線量から建築物の完成後にそこで仕事や生活する人の個人の被ばく線量を推定することができると考えられる。

しかしながら、建築物が２階建てや３階建てであった場合、建築物の完成後に仕事や生活をする空間は、地表面よりもかなり上方まで広がる。その場合、非特許文献１のような放射線測定器であると、放射線検出部を取り付けるステッキ状の部材を、２階フロアや３階フロアの高さに到達する程度まで長くする必要があるが、実際にはそのような長い棒を作業員が持ちながら実地調査を行うことは極めて困難である。

そこで、高所の放射線量を測定する方法として、空中を飛行して移動可能なマルチコプター（ドローンとも呼ばれる）を用いることが検討されている。この場合、放射線量を測定するセンサをマルチコプターに搭載する。そして、マルチコプターを計測エリアまで飛行させ、そこに到着したら放射線量の測定を行う。このとき、マルチコプターは、測定箇所においてセンサが測定高さに位置するように飛行しながら（ホバリングしながら）放射線量を測定する。

しかしながら、マルチコプターは水平方向の位置精度は比較的高いものの、垂直方向の位置精度は低い。すなわち、垂直方向において所定高さで横風などの自然環境の外乱を受けながら正確に飛行し続ける（とどまり続ける）ことが難しい。このため所定高さで測定すべき放射線測定においては、データの精度（信頼性）が低下してしまうという問題がある。

本発明は、このような課題に鑑み、マルチコプターを用いて放射線量を計測する際の測定精度を向上させることができ、作業員が実地調査を行うことが難しい高所の空間の放射線量を効率的に計測することが可能な放射線量測定装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる放射線量測定装置の代表的な構成は、空中を飛行可能なマルチコプターと、マルチコプターに固定され放射線量を測定するセンサと、マルチコプターから垂下されマルチコプターを所定高さに規定するケーブルと、地表面近傍でケーブルの下端を保持する保持具と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、ケーブルによってマルチコプターの位置を所定高さに規制することができる。これにより、マルチコプターを正確、迅速且つ容易に所定高さに配置することが可能となり、マルチコプターを用いて放射線量を計測する際の測定精度を向上させることができる。したがって、作業員が実地調査を行うことが難しい高所の空間の放射線量を効率的に計測することが可能となる。

上記保持具は、ケーブルを巻取および繰出可能であるとよい。これにより、保持具によってケーブルの長さを調節することで、マルチコプターの所定高さを調整することが可能となる。

上記ケーブルには、マルチコプターの地表面からの高さを示すマーキングが施されているとよい。これにより、マルチコプターを所定高さに容易に配置することができる。

当該放射線量測定装置は、地表面を走行可能なクローラーを更に備え、保持具はクローラーに固定されているとよい。これにより、クローラーを移動させることにより、マルチコプターを測定箇所まで移動させることができる。

上記マルチコプターとケーブルの取付箇所に配置され衝撃を吸収する衝撃吸収部材を更に備えるとよい。これにより、衝撃吸収部材において衝撃や振動を吸収することができ、マルチコプターひいては測定装置の損傷を防ぐことが可能となる。

上記ケーブルを介してマルチコプターに給電可能であるとよい。これにより、マルチコプターに電力を継続して供給することができるため、長時間の測定を行うことが可能となる。

本発明によれば、マルチコプターを用いて放射線量を計測する際の測定精度を向上させることができ、作業員が実地調査を行うことが難しい高所の空間の放射線量を効率的に計測することが可能な放射線量測定装置を提供することができる。

本実施形態にかかる放射線量測定装置を説明する図である。 本実施形態の測定装置を用いた放射線量の測定方法を説明する図である。 図１の測定装置の詳細図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態にかかる放射線量測定装置（以下、測定装置１００と称する）を説明する図である。図１に示すように、本実施形態の測定装置１００は、空中を飛行可能なマルチコプター１１０と、地表面を走行可能なクローラー１２０とを含んで構成される。

マルチコプター１１０には、放射線量を測定するセンサ１１２が固定される。本実施形態では、マルチコプター１１０の上部に支柱１１２ａが取り付けられていて、かかる支柱１１２ａを介してセンサ１１２が固定されている。なお、かかる構成は例示にすぎず、これに限定するものではない。例えば、センサ１１２は、マルチコプター１１０の本体の上部または下部に直接固定されていてもよいし、マルチコプター１１０の下部に支柱を設け、そこに固定する構成とすることも可能である。

マルチコプター１１０からは、かかるマルチコプター１１０を所定高さＨに規定するケーブル１１４が垂下されている。本実施形態では、ケーブル１１４の下端は、後述するクローラー１２０に固定されている保持具１２２に保持されている。またマルチコプター１１０の下部には、着陸用脚部１１６ａ・１１６ｂが取り付けられている。これにより、マルチコプター１１０を安定して着陸させることができる。

クローラー１２０には、地表面近傍でケーブル１１４の下端を保持する保持具１２２が固定されている。本実施形態では、保持具１２２はリール機構を有していて、ケーブル１１４を巻取および繰出可能である。これにより、ケーブル１１４の長さを調節し、マルチコプター１１０の所定高さＨを調整することができる。

図２は、本実施形態の測定装置１００を用いた放射線量の測定方法を説明する図である。本実施形態の測定装置１００を用いて高所の放射線量を測定する際には、図２（ａ）に示すように、まずクローラー１２０にマルチコプター１１０を積載し、測定箇所まで移動する。そして、測定箇所まで移動したら、図２（ｂ）に示すように、保持具１２２によってケーブル１１４を繰り出し、マルチコプター１１０を飛行させてセンサ１１２を所定高さＨ（図１参照）に配置し、放射線量の測定を開始する。

その後、同じ測定箇所において異なる高さの放射線量を測定する場合には、ケーブル１１４を更に繰り出すことにより、より高い空間の放射線量を測定することができる。反対に、保持具１２２によってケーブル１１４を巻き取れば、所定高さＨよりも低い位置の放射線量を測定することが可能となる。

上記説明したように、本実施形態の測定装置１００によれば、マルチコプター１１０から垂下されるケーブル１１４の長さを保持具１２２によって調節することにより、かかるケーブル１１４によってマルチコプター１１０の所定高さＨを規定することができる。したがって、マルチコプター１１０を正確、迅速且つ容易に所定高さに配置することができる。これにより、マルチコプター１１０を用いて放射線量を計測する際の測定精度を向上させることができ、作業員が実地調査を行うことが難しい高所の空間の放射線量を効率的に計測することが可能となる。

また図１に示すように、ケーブル１１４には、地表面からのマルチコプター１１０の高さを示すマーキング１１８が施されているとよい。これにより、マルチコプター１１０をより正確且つ効率的に所定高さに配置することができるとともに、マルチコプター１１０の高さを把握すること可能となる。

図３は、図１の測定装置１００の詳細図であり、図３（ａ）はマルチコプター１１０の詳細図であり、図３（ｂ）はケーブル１１４の模式的な断面図である。図３（ａ）に示すように、本実施形態では、マルチコプター１１０へのケーブル１１４の取付箇所である取付板１１４ａに、衝撃吸収部材としてのスプリング１３０を配置している。

マルチコプター１１０を飛行させた状態でクローラ１２０を移動させたり、保持具１２２によってケーブル１１４を巻取り・繰り出ししたり、突風が吹いたりした場合には、ケーブル１１４に衝撃的な振動や引張り、緩みが発生する。するとマルチコプター１１０は瞬間的な張力変化に対応できずに姿勢が不安定になってしまったり、姿勢を維持しようとする制御によって急上昇や急降下など必要以上の動作を行ってしまって却って不安定になってしまうおそれがある。しかしスプリング１３０によって衝撃や振動を吸収することにより、マルチコプター１１０の飛行を安定させ、ひいては測定装置１００の損傷を防ぐことができる。

なお、本実施形態では、衝撃吸収部材としてスプリング１３０を例示したが、これに限定するものではなく、他の部材を用いることも可能である。例えばマルチコプター１１０とケーブル１１４とを、マグネットで接続するように構成してもよい。これにより、衝撃的な引張応力がかかった場合には接続が外れるため、マルチコプター１１０の墜落を防止することができる。

また本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、ケーブル１１４の被覆材１４２とワイヤー１４４との間に電線１４６を配置している。かかる電線１４６は、図１に示すようにクローラー１２０に搭載されているバッテリー１２４に接続されている。これにより、本実施形態の測定装置１００では、ケーブル１１４を介してバッテリー１２４からマルチコプター１１０に給電可能となる。

上述したようにマルチコプター１１０に給電可能であることにより、より長時間の測定を行うことが可能となる。またマルチコプター１１０のバッテリー（不図示）を小型化または不要とすることができるため、マルチコプター１１０の軽量化を図ることも可能となる。

なお、本実施形態では、保持具１２２をクローラー１２０に固定する構成を例示したが、これに限定するものではない。例えばクローラー１２０を備えない場合には、保持具１２２をアンカーや錘（おもり）で地表面に固定したり、ペダルを取り付けて作業員が足で踏んだりすることにより、上記と同様にマルチコプター１１０の高さを規定する効果を得ることが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、空中を飛行して移動可能なマルチコプターを含む放射線量測定装置として利用することができる。

１００…測定装置、１１０…マルチコプター、１１２…センサ、１１２ａ…支柱、１１４…ケーブル、１１４ａ…取付板、１１６ａ…着陸用脚部、１１６ｂ…着陸用脚部、１１８…マーキング、１２０…クローラー、１２２…保持具、１２４…バッテリー、１３０…スプリング、１４２…被覆材、１４４…ワイヤー、１４６…電線

Claims (6)

1. 空中を飛行可能なマルチコプターと、
   前記マルチコプターに固定され放射線量を測定するセンサと、
   前記マルチコプターから垂下され該マルチコプターを所定高さに規定するケーブルと、
   地表面近傍で前記ケーブルの下端を保持する保持具と、
   を備えることを特徴とする放射線量測定装置。
2. 前記保持具は、前記ケーブルを巻取および繰出可能であることを特徴とする請求項１に記載の放射線量測定装置。
3. 前記ケーブルには、前記マルチコプターの地表面からの高さを示すマーキングが施されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線量測定装置。
4. 地表面を走行可能なクローラーを更に備え、
   前記保持具は前記クローラーに固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線量測定装置。
5. 前記マルチコプターと前記ケーブルの取付箇所に配置され衝撃を吸収する衝撃吸収部材を更に備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線量測定装置。
6. 前記ケーブルを介して前記マルチコプターに給電可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線量測定装置。

Images