JPH04147090A

JPH04147090A - 放射能汚染物の判別方法

Info

Publication number: JPH04147090A
Application number: JP2271390A
Authority: JP
Inventors: Shiro Furumura; 古村　史朗; Jiro Sakurai; 次郎櫻井; Hiroaki Kato; 裕明加藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1992-05-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、原子炉施設の廃止措置に伴い発生する廃棄物
が、放射性であるか否かの判別を効率的に実施するため
の方法に係り、特に、原子力発電施設等の廃止措置に伴
い発生する廃棄物の大部分を占め、しかもその放射能レ
ベルが非常に低い特徴を有する建屋コンクリートに対し
、それらが放射性であるか否かを迅速に判別することの
できる放射能汚染物の判別方法に関する。

（従来の技術）原子力施設の寿命は３０〜４０年と言われており、寿命
がきた原子力施設は停止後、所定の期間密閉管理された
後に施設全体が解体撤去される。

この原子力施設の廃止措置（解体）工程は、まず施設内
に配置されている放射性の機器や配管等が解体撤去され
、その後に建屋解体がなされる。建屋解体の際に発生す
る建屋コンクリート廃棄物は大量で、しかもそのほとん
どが非放射性であり、放射性のものでもその放射能レベ
ルは非常に低しかも放射能が存在するコンクリートは、
表面又借のみであるといった特徴を有している。これ１
のコンクリート廃棄物を、全く弁別しないで施読を解体
した場合には、一部の放射性コンクリ−が、膨大な量の
非放射性コンクリートと混合し、建屋コンクリート全体
を放射性コンクリート廃頃物としてしまうため、これを
収容するための大力模な貯蔵施設もしくは処分施設が必
要になると（う大きな問題が発生する。また、原子力施
設をル体した後に、建屋コンクリート廃棄物を各処分償
毎に測定弁別しようとする場合には、その対象１が膨大
なことから、かなりの数の測定システム篭もってしても
相当な測定・弁別時間がかかると（った問題が予想され
る。なお、施設解体前に建屋コンクリート表面を測定弁
別する従来技術としては、汚染サーベイメータによるス
キャンサーベイあるいは代表点のスミャサンプリング等
が挙げられるか、汚染サーベイの場合には、グロス線量
あるいは表面汚染密度の評価であり、またスミャサンプ
リング渭」定は、ルーズな表面汚染のみかわかるたけで
、汚染がコンクリート表面内に浸透した固着性の汚染に
ついての直接的な情報は得られない。つまり、浸透汚染
に対しては、汚染サーベイ後に拭き取り等の除染を行い
、再びサーベイを行い除去したはずの汚染がそのまま残
存していることを確認し、初めてこの汚染は浸透汚染で
あることがわかるような状況である。このような測定弁
別を要する対象範囲は、原子炉施設の管理区域内の床、
壁、あるいは天井表面と広範であり、これらを測定弁別
するためには膨大な人手と時間が必要になるとともに、
廃止措置工程が大幅に延びるといった問題も予想される
。

そのため、原子力施設に配置された機器・配管等が撤去
された建屋構造物の床、壁、天井面に対し、それらが非
放射性であるか放射性であるか、さらには放射性である
場合には、ルーズな表面汚染であるか表面内部に浸透し
ている汚染であるかの判別を、迅速に行える合理的な廃
棄物の判別方法を提供することにより、従来必要として
いた人手や測定時間を大幅に短縮できる。また、放射性
コンクリートについては、廃棄物を処分先毎に適切に区
分でき、かつ放射性コンクリート廃棄物の発生量を大幅
に低減する事が可能となり、放射能汚染物の貯蔵施設も
しくは処分施設を小さくできると共に、廃棄物の処分費
用を大幅に低減できる。

また、一般の廃棄物として取り扱える非放射性コンクリ
ート廃棄物については、埋立等の有効利用も可能となる
。さらに、放射能汚染物の発生量を大幅に低減でき、か
つ除染作業の効率化が図れるため、作業員の被曝を大幅
に低減することができる。

（発明が解決しようとする課題）これまで放射性コンクリート廃棄物については、測定、
除染、容器詰め等の処分に係わる作業が個別に行われて
いる状態であり、発生するコンクリート廃棄物が放射性
であるか非放射性であるかの効率的な判別についてシス
テム化を図った検討はなされていなかった。

放射性コンクリート廃棄物は、放射化コンクリートと汚
染コンクリートに分類される。放射化コンクリートにつ
いては、炉心の廻りに配置された生体遮蔽壁等のコンク
リート構造物が主な対象となり、これらのものについて
は、炉心からの中性子束等を用いた放射化の解析評価に
より、放射化の範囲や放射化コンクリートの放射能レベ
ルを精度よく予測することが可能である。また、放射化
コンクリートは、内部全体が放射化されているため、除
染の効果は得られず放射能レベルに応じ適切に処分され
る。

一方汚染コンクリートは、原子力施設の運転中または保
守時に、何らかの原因で放射性物質が建屋コンクリート
表面に付着し発生するもので、コンクリート表面に付着
した放射性物質の一部は、コンクリートの表面内部に浸
透することもあり、汚染コンクリートの場合には、汚染
箇所（床、壁、天井）や汚染コンクリートの汚染形態（
表面のみ汚染／内部まで浸透した汚染）および汚染物の
放射能温度は、接触した炉水等の放射能濃度や接触時期
および接触時間等に大きく依存するため、放耐化コンク
リートのように、放射性の範囲や放射能濃度を容易に解
析的な手法により評価することは不可能である。もし仮
に、汚染コンクリートの範囲を明確にせぬまま建屋を解
体した場合、汚染コンクリートが非放射性の建屋コンク
リートと混合され、建屋コンクリート全体が放射能汚染
物となる可能性がある。よって、このようなことを避け
るためにも、建屋を解体する前に建屋各部屋の床、壁、
天井の汚染範囲並びにそれらの放射能濃度を明確にし、
汚染コンクリート部を完全に除去した上で建屋を解体す
ることか重要である。

また、原子力施設の廃止措置にともない発生するコンク
リート廃棄物については、機器解体撤去時に発生する前
記放射化コンクリートについての測定・弁別システムは
検討されているものの、建屋解体前に汚染コンクリート
廃棄物を合理的に測定・弁別するシステムについては検
討されていない。

本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、その
目的とするところは、原子力施設の廃止措置廃棄物の大
部分を占める建屋コンクリート廃棄物について、建屋を
解体する前に、各部屋の汚染状況（汚染の有無）ならび
に汚染形態（表面汚染／浸透汚染）を効率的に測定・弁
別可能な放射能汚染物の判別方法を提供することにある
。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、前記目的を達成する手段として、原子力発電
施設等の原子力施設の管理区域内の建屋構造物の床、壁
、天井面あるいはこれらの一部に測定対象面を設定し、
γ線スペクトル測定用の検出器により前記測定対象面か
らのγ線のスペクトルを測定し、測定したスペクトルの
光電ビーク成分および散乱線成分に基づき、前記測定対
象面が放射性であるか否かの判定、放射性である場合に
は測定対象面が表面汚染か浸透汚染かの判定、および浸
透汚染の場合には汚染が表面からどの程度まで浸透して
いるかの判定をそれぞれ行なうようにしたことを特徴と
する。

（作　用）本発明に係る放射能汚染物の判別方法においては、建屋
構造物に測定された測定対象面に対し、γ線スペクトル
測定用の検出器によりγ線のスペクトルか測定される。

そして、測定されたスペクトルの光電ピーク成分および
散乱線成分に基づき、前記測定対象面か放射性であるか
否かの判定、放射性である場合には測定対象面が表面汚
染か浸透汚染かの判定、および浸透汚染の場合には汚染
が表面からどの程度まで浸透しているかの判定がそれぞ
れ行なわれる。

すなわち、測定されたスペクトルのカウント数、測定対
象面の面積、および測定対象面から検出器までの距離に
基づき、単位面積当りの汚染密度が算出され、その値か
所定の放射能レベル超えているか否かにより、測定対象
面が放射性であるか否かが判定される。

また、放射性である場合には、測定されたスペクトルの
光電ビーク成分および散乱線成分が詳しく検討され、散
乱領域にγ線スペクトルが発生しているかに基づき、表
面汚染が表面汚染か浸透汚染かが判定される。

さらに、浸透汚染である場合には、測定されたスペクト
ルの光電ピーク成分および散乱線成分がさらに詳しく検
討され、浸透汚染がない場合の散乱線成分との比較に基
づき、汚染が表面からどの程度の深さまで浸透している
のかが判定される。

（実施例）以下、本発明の実施例について、第１図ないし第４図を
参照して説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る放射能汚染物の弁別
方法を示す全体の概略フローチャートである。

放射能汚染物の判別に当っては、機器・配管等の撤去後
の建屋構造物の床面、壁面、天井面に対し、まず測定対
象面の形状を把握しくステップＳ１）、これに基づき、
１回で測定する測定対象面積を決定する（ステップＳ２
）。

次いて、この測定対象面積の縦横比率に合うように、γ
線スペクトル測定用の検出器のコリメ−夕の縦横比率を
設定しくステップＳ３）、測定対象面積が測定視野とな
るように前記検出器を移置させ、測定距離の調整を行な
う（ステップＳ４）次いで、検出器にて、測定対象面積
から入射ｊるγ線のスペクトル測定を実施しくステップ
Ｓ５）、この測定結果と処分の放射能レベルとに基づき
、測定対象面積が非放射性であるかの判π（ステップＳ
６）、および放射性であるかの判が（ステップＳ７）を
行なう。

測定対象面積が放射性であると判定された場合には、ス
テップＳ５におけるγ線スペクトル測廷の結果をさらに
詳細に分析し、測定対象面積がΔ面汚染であるかの判定
（ステップＳ８）、および浸透汚染であるかの判定（ス
テップＳ９）を行なう。

第２図は、第１図に示すフローチャートをより詳細に示
したものである。

第２図においては、まず遠隔操作により上下左右３６０
度任意の角度に可変設定できるアーム等に装着されたγ
線スペクトル測定用の検出器（ｆｌ。

えば、Ｇｅ半導体検出器やＮａ１（Ｔ、ｐ）シンチレー
ション検出器等）の測定面を、測定を行なう床、壁、天
井面に向ける。そして、この検出器の近傍に取付けた画
像モニタの画像に基づき（ステップ５１０）、測定対象
面の大きさや縦横比率等の形状を把握しくステップ５ｌ
ｌ）、これに基づき、測定を実施する測定対象面積を決
定する（ステップ５１２）。

測定対象面積を決定したならば、検出器のコリメータの
縦横比を測定対象面積の縦横比と同−比に設定しくステ
ップ８１３）、コリメータ内に装着検出器の視野に測定
対象面積全体が入る距離まで検出器を移動させ、測定距
離を調整する（ステップ５１４）。

この調整は、検出器の近傍に取付けた超音波発振器から
超音波を照射しくステップ５１５）、同位置に取付けた
超音波受信器により超音波の反射を検出しくステップ５
１６）、その時間差を測定する（ステップ５１７）。そ
してこの時間差から、測定間距離〔（検出時間／２）Ｘ
ｍＪ定定数〕を精度よく測定する（ステップ５１８）。

この測定間距離は微調整可能であり、この調整により、
測定上外乱を与える測定対象面積以外からの余分な放射
能の入射を排除することができ、測定精度の向上が図ら
れる。

次いで、検出器により、測定対象面積からのγ線スペク
トルを測定する（ステップ５１９）。測定対象面積から
検出器に入射したγ線の信号は、増幅器、線形増幅器、
波高弁別器、計算機等を有する信号処理系により、信号
の増幅や各エネルギレベルに相当するチャネルへの振分
けがさなれて積算等が行なわれ、測定対象面積に対する
γ線スペクトル（エネルギ別カウント数）が得られる（
ステップ５２０）。

このγ線スペクトルは、光電ピーク成分と散乱線成分と
に大別され（ステップ８２１．５２２）かつ測定間距離
による幾何効率の補正等を行なった後（ステップ５２Ｂ
）、次式を用いて測定対象面積が有する放射能量を算定
する（ステップＳ２４，５２５）。

Ａ−Ｃ／　（Ｉｒ　　ＸεＸＧ）　　　　　　−＝−［
）ただし、Ａ：γ線の放射能量Ｃ：γ線スペクトル測定用検出器のカウント数Ｉｒ：γ線放出率 ε：検出器の計数効率Ｇ：検出器の幾何効率前記（１）式中のＩｒは測定の着目核種により、またε
は使用する検出器により決定できる値である。またＧは
、（２）式に示すように測定対象面積と検出器との間の
測定間距離により変化するが、前述のように、検出器近
傍に取付けた超音波発振器等により正確な値が判る。検
出器の半径は、使用した検出器の半径を用いればよい。

よって、放射能量Ａは、容易に算出することができる。

算出された放射能量Ａは、これを測定対象面積で割るこ
とにより、単位面積当りの汚染密度を算出することがで
きる（ステップ５２６）。そして、その値か、所定の放
射能レベルを超えているか否かにより、測定対象面積か
放射性であるか非放射性であるかの判断を行なう。

ところで、測定対象面積に汚染浸透が存在している場合
には、第３図に示すようなγ線スペクトルが得られる。

第３図において、横軸はエネルギレベル、縦軸はγ線ス
ペクトル測定用検出器のカウント数である。

表面内部に汚染が浸透していない場合には、測定対象の
核種が有するエネルギレベルにシャープなγ線のピーク
波形（光電ピーク）が得られるが、表面内部に汚染か浸
透している場合には、表面内部に存在する汚染核種のγ
線がコンクリート内よりエネルギをロスしながらコンク
リート外へ散乱してくる効果が表われるため、光電ピー
ク以外の散乱領域（光電ピーク成分よりエネルギの低い
領域）にその散乱線成分のγ線スペクトルが生じる。

また、この散乱領域のγ線スペクトルは、コンクリート
内部に存在する汚染量に比例する。

すなわち、散乱領域にγ線スペクトルが発生しているか
否かにより、汚染浸透があるか否かを判定することがで
き、また汚染があると判定された場合には、浸透汚染が
ない場合の散乱線成分と比較することにより、汚染が表
面からどの程度の深さまで浸透しているのかを判定する
ことができる。

第４図は、汚染の浸透深さとγ線スペクトル比（浸透汚
染と表面汚染とのγ線スペクトル比）との関係を示す。

第４図からも明らかなように、汚染形態が表面汚染の場
合には、放射能比は１となる。そして、汚染浸透が進む
と、コンクリート内部に存在する放射能量が増加するた
め、浸透汚染側の散乱γ線スペクトルが大きくなる。し
たがって、第２図に示すように、浸透汚染で発生する散
乱成分のγ線スペクトル値と表面汚染時のγ線スペクト
ル値とを比較する（ステップ５２７）ことにより、第４
図に示すように汚染浸透の深さを同定することができる
（ステップ８２８）。

汚染浸透部については、その浸透度合に応じてスキャブ
ラ、ブレーカ、ブレーナ等の機械的切削工法を用いて除
去することにより、残りの大部分の建屋コンクリートを
非放射能汚染物にすることができる（ステップＳ２９，
５３０）。

除去した放射性のコンクリートの放射能濃度については
、適用した除染技術の剥離厚さにより除去量か判ること
から、測定した放射能量より算定することかできる（ス
テップ５３１）。

本発明者等が、総量５０万トン発生する原子力発電施設
の建屋廃棄物を、本発明に係る廃棄物判別方法を用いて
判別試算したが、第１表のような結果を得た。

第１表本　一般廃棄物と放射能汚染物の区分を１０４Ｂ　ｑ／
ｌとした場合。

第１表は、原子力発電施設の建屋構造物のコンクリート
５０万トンについて、本発明に係る放射能汚染物の判別
方法を適用した後の一般廃棄物と放射性（汚染）廃棄物
のレベルと重量の関係を示したものである。汚染廃棄物
の重量は、本発明の方法の適用により、浸透汚染がある
と判明した管理区域内の中で約１．５万イの範囲に対し
、汚染浸透部に鑑み１５ｍｍ除去した場合に発生する放
射能汚染物量を試算した一例であり、本方法により大量
の建屋コンクリートを処分光層に区分できることが判か
る。また、建屋解体後に測定弁別を実施する従来例では
、５０万トン全てが放射能汚染物となる可能性があった
ものを、本方法を適用することにより第１表の例では、
放射能汚染物を約１／１０００まで大幅に低減すること
が可能である。

また、建屋解体前に従来技術を用いて床、壁および天井
面の汚染サーベイを実施する場合、高さの高い壁部およ
び天井面を測定するためには、北おむね３００もある部
屋に対して全て足場等を糾んだ上で測定を行うこととな
り、測定および足埴組み等の作業に係る工数は膨大なも
のとなり、混定効率も極めて悪く、作業員の被曝も問題
となる一方本発明の判別方法を適用した場合には、１部
屋当たりおおよそ１時間程度で汚染の有無および汚染浸
透の有無まで確実に判別可能であり、さらに遠隔操作に
よる測定も可能なことから、測定に係わる人手を要さず
、しかも測定効率を大幅に向上させることができる。従
って、従来の方法で要していた工数を大幅に削減できる
とともに、測定の効率を大幅に向上でき、被曝の低減、
費用低減および作業員の被曝低減が期待できる。

第５図は、本発明実施の他の例を示すもので、各測定対
象面に対し実施するγ線スペクトル測定に先立ち、部屋
単位でその部屋が汚染しているか否かの判断を行なうよ
うにしたものである。

すなわち、各測定対象面に対し実施するγ線スペクトル
測定に先立ち、部屋単位で汚染しているか否かの一括測
定を行なう（ステップ５４１）。

その方法としては、例えば測定対象となる室内中央に、
コリメーションしない条件で検出器（例えば、ＮａＩシ
ンチレーション検出器等）を置き、検出器内に部屋全体
からのγ線を入射させ、そのγ線スペクトルを測定する
ことが考えられる。

この測定により、部屋内に汚染部が存在するか否かの判
定を行ない（ステップ５４２）、部屋内に汚染部がある
と判定された場合には、第２図に示す測定フローに従っ
て各対象面の詳細な測定に入り（ステップ３４Ｂ）、部
屋内に汚染部がないと判定された場合には、その部屋の
詳細な測定は行なわない（ステップ５４４）。

このように、部屋単位−括測定により、詳細な測定を必
要とする部屋を絞ることができ、作業の効率化および測
定時間の短縮を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、原子力施設等の管
理区域内の残存放射能を効率的に測定・評価するこさが
でき、膨大な量のコンクリート廃棄物を、その放射能レ
ベルに応じ合理的に処理することができる。このため、
放射能汚染物量を大幅に低減でき、かつ合理的な廃棄物
の区分・弁別か可能となる。そしてこれにより、作業時
間の大幅な短縮および作業工数の大幅な削減が可能とな
る−とともに、作業員の大幅な被曝低減も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る放射能汚染物の判別方
法を示す概略フローチャート、第２図は同様の詳細フロ
ーチャート、第３図は測定対象面積に汚染浸透が存在し
ている場合のγ線スペクトルを示すグラフ、第４図は汚
染の浸透深さとγ線スペクトル比との関係を示すグラフ
、第５図は本発明の他の実施例を示す要部フローチャー
トである。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄エネルギ弗閥Ｓ選２Ｉさ第図

Claims

【特許請求の範囲】

原子力発電施設等の原子力施設の管理区域内の建屋構造
物の床、壁、天井面あるいはこれらの一部に測定対象面
を設定し、γ線スペクトル測定用の検出器により前記測
定対象面からのγ線のスペクトルを測定し、測定したス
ペクトルの光電ピーク成分および散乱線成分に基づき、
前記測定対象面が放射性であるか否かの判定、放射性で
ある場合には測定対象面が表面汚染か浸透汚染かの判定
、および浸透汚染の場合には汚染が表面からどの程度ま
で浸透しているかの判定をそれぞれ行なうことを特徴と
する放射能汚染物の判別方法。