JPH05650B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、放射能をもつ放射能物質の充填を受
けている容器内の該物質の充填変動レベルを動的
に測定する測定装置に関するものである。 原子力発電所における使用済燃料の如き廃棄物
は高い放射能濃度をもつた物質であるため、これ
の廃棄処理として、該廃棄物に添加剤を加えてガ
ラス固化を行つた後、ステンレス鋼製キヤニスタ
（容器）に納めて貯蔵することが行われる。この
際、キヤニスタ（容器）内にガラス状の溶融した
廃棄物を過不足無く、かつオーバフローを起こす
ことなしに、充填することが要求される。オーバ
フローを起こすと、高い放射能濃度をもつた溶融
ガラス状の廃棄物が流れ出て周辺の機器に付着
し、その後始末が大変だからであり、また不足を
生じるようであると、その分、キヤニスタの所要
個数が増し、廃棄物処理に要する費用が嵩むから
である。従つてキヤニスタ内に廃棄物を充填する
際は、そのキヤニスタ（容器）内充填レベルを精
度良く、高信頼度をもつて測定することが必要に
なる。 本発明はこのような用途に好適に用い得る放射
能物質の容器内充填レベルの測定装置に関するも
のである。 〔従来の技術〕 さて、放射性廃棄物の中で放射能濃度の高いも
のを高レベル放射性廃棄物（High LeveL
Radioactive Waste、以下HLWと略称すること
がある）と云うが、この安全な処理方法の一つ
に、すでに若干説明したようにガラス固化法があ
る。これは、高レベル放射性廃棄別HLWを1000
℃程度に熱してガラス成分と共に溶融し、それを
キヤニスタと呼ばれる金属製の罐につめて冷却固
化貯蔵する方法である。 第５図は、キヤニスタへ放射性廃棄物をガラス
状にして充填する状況を示した説明図である。同
図において、１はキヤニスタ、２は溶融ガラスレ
ベル、３はガラス溶融炉、４は棒、５は出口弁、
６はキヤニスタ受け台、である。 棒４を上下させることにより出口弁５の開度を
増減させ、ガラス溶融炉３からキヤニスタ１内へ
落下する溶融ガラスの量を調節することができ
る。 ここで必要な技術は、キヤニスタ１内に注入さ
れた溶融ガラスのレベル２を正確に検出すること
であり、これにより過不足やオーバフローのない
廃棄物のキヤニスタ内充填が可能になる。キヤニ
スタ１へのガラス注入はバツチで行なわれ、一定
のレベルまで注入すると注入を停止し、キヤニス
タ１を別の場所に移動して開口部を密封する。 この時、キヤニスタ１内の充填レベルが低い
と、一つのキヤニスタ当りの高レベル放射性廃棄
物処理量が低くなりこのシステム効率の低下（処
理コストの増加）を生じ、また、キヤニスタ１の
容積を超えて注入し続けると、内容物（溶融ガラ
ス）がオーバフローして外部に洩れてしまい次に
述べるような不都合を招くことは先にも説明し
た。すなわちこの内容物は、高放射能濃度である
ことの外にガラスでもあるので、洩れた分が他の
設備に附着固化すると取除くのが困難であり、シ
ステムの改修に多大のコストが必要となる。 このような次第で必要となり、現在までに開発
あるいは実用化されつつあるキヤニスタ内の溶融
ガラスのレベル測定法には次のものがある。 重量法 キヤニスタの下にその重量を測定するためのロ
ードセルを設定しておき、キヤニスタへの溶融ガ
ラスの充填度を重量として検出する方法である。
キヤニスタの製造寸法精度は相当高くとれるので
有効な方法であるが、溶融ガラスの密度が必らず
しも一定でない場合があり、密度が異なるとそれ
だけ充填量測定に誤差が生ずる欠点がある。 温度法 キヤニスタの側壁の外部に温度センサを配して
おき、溶融ガラスが高温であることを利用して、
そのレベル附近のキヤニスタ壁面の温度の急変点
を検出する方法である。この方法は、壁が金属で
熱伝導が高いので、内容物レベルに関しての垂直
方向の温度勾配が大きくなく、従つて分割能の高
い正確なレベル検出ができないし、時間応答が悪
い欠点をもつ。 内容物表面に直接熱電対等の温度センサを降ろ
して接触する所で温度検出量が急変する位置を測
定する方法も、レベルに近づくと温度センサの検
出量が急に増大して、レベル面を正確に検出でき
ないし、レベルで接触した部分に溶融ガラスが附
着してしまうので１回測定する毎にセンサを交換
しなければならない欠点をもつ。 放射線法 (a) 外部線源法 γ線源を含む線源容器と、これから出るγ線を
キヤニスタへ水平に照射しキヤニスタを透過して
くるγ線量の変化を検出して、内容物のレベルが
γ線照射ビーム位置に達しているか否かを検知す
るγ線透過型レベル計がある。しかし内容物が高
放射能濃度をもつものであるとそれからのγ線が
測定用γ線に混入する。 混入の仕方は、内容物レベルがγ線照射ビーム
位置に達すると、外部線源からのレベル検出用γ
線は内容物によつて減衰して検出される量が減る
のに対し、内容物自体からのγ線は逆に増大する
という丁度逆の関係になる。従つて確実にレベル
検出をしようとすると、内容物からのγ線に比較
して多くの測定用γ線を使用することになり、γ
線強度の大きな、例えば、1000Ci以上の⁶⁰Co線源
などを使用しなくてはならなくなる。これは、輸
送する場合にＢ形輸送物として非常にコストのか
かる方法で輸送しなければならない上に、安全上
からも線源容器が大形になりその附帯設備も大き
くなつて、装置全体の操作取扱いが不便な上にコ
スト高になる欠点がある。 この間の事情を第６図によつて説明する。第６
図は、ON−OFF式外部線源形のγ線透過形レベ
ル計を示す説明図である。 γ線源１１を収納した線源容量１２から所定の
方向に、この場合は水平方向に、キヤニスタ１に
向けて限定された断面積をもつ測定用γ線１３を
照射する。測定用γ線１３はキヤニスタ１の両側
壁（厚さｔcm）を通り、内容物１４があればこれ
も透過して、検出器用コリメータ１５の開口１５
ａを通りγ線検出器１６に入射する。検出器１６
は入射したγ線を所定の検出効率εで検出し、そ
の量を出力（16−Ｏ）として図示せざる信号処理
系に伝える。 この出力（16−Ｏ）と内容物レベルとの関係を
簡単化して表わしたのが第７図ａのグラフであ
る。ここでは横軸が内容物レベルｘcm、縦軸がγ
線検出量（16−Ｏ）である。 測定量γ線１３は高さ方向に位置xcを中心に
して高さx1からx2にわたつたレベル範囲に照射
されている。内容物１４に放射能がない場合を考
える。 ｘ＜x1なる内容物１４のレベル高さｘでは、
測定用γ線１３は内容物１４による減衰を受けな
いので、第７図ａにおいてFMUの値になつてい
る。やがて内容物レベルｘが上つて、x1→xc→
x2へと移るにつれてγ線検出器出力（16−Ｏ）
FMは内容物１４による減衰を受けて次第に小さ
くなり、FMLに達する。ｘx2なる内容物１４
のレベル高さｘでは、もはや内容物１４による減
衰量は一定し、これ以上は変らないので、γ線検
出器出力（16−Ｏ）FMはFMLに留まる（実線
の特性曲線21参照）。 γ線検出器出力（16−Ｏ）を受けた信号処理系
（図示せず）で該出力（16−Ｏ）の値を評価し、
該出力（16−Ｏ）FMが、位置xcに対応したγ線
検出量Fcより大きいか小さいかでレベル判定を
下すようにすれば、大きい場合には、内容物１４
のレベルｘが位置xcより低く、小さい場合には、
内容物１４のレベルｘが位置xcより高いという
測定を行なうことができる。γ線検出器出力（16
−Ｏ）FMは特性曲線２１に見られるようにレベ
ルx1〜x2の範囲で変化するだけであるので、測
定用γ線の照射断面積を狭くしてx1〜x2の範囲
を小さくしてやれば、精度の高い、分解能の高い
レベル計測が可能である。 以上が一般的なON−OFF式γ線透過形レベル
計の測定原理であるが、高レベル放射性廃棄物
HLWとしての溶融ガラスが内容物であるキヤニ
スタのレベル計測の場合は、内容物自体が大量の
γ線を発生するので、上記のレベル計測原理は成
立しない。すなわち第７図ａにおいて、破線の特
性曲線２２で表わしたのが、キヤニスタ内容
（HLW）からのγ線検出量FWの内容物レベルｘ
に対する変化特性である。 第７図ａにおいて、ｘ線上、x3〜x4の範囲は、
第６図において検出器16側からキヤニスタ内容物
をみた時の、内容物レベルの検出視野の高さ範囲
で、一般的には測定用γ線の照射範囲x1〜x2に
比較してx3＜x1，x4＞x2の関係にある。ｘx3
なる内容物レベルｘでは、内容物１４からのγ線
は検出されないので、内容物（HLM）からのγ
線検出量FWとしては、測定系と環境条件とで決
まる或るバツクグラウンド出力FBGとなる。 やがて内容物レベルｘがｘ３の範囲に達する
と、内容物１４からのγ線が検出され始め、その
検出量FWは内容物レベルｘがｘ＝x4になるまで
増大する。内容物レベルｘがｘx4の範囲では、
内容物１４からのγ線検出量は飽和する。 このように、測定用γ線のほかに、内容物１４
からのγ線も検出される場合には、γ線検出器１
６の出力（16−Ｏ）の値ETは、前述のFMとFW
の和になり、第７図ａにおいて一点鎖線で示した
特性曲線２３のようになる。内容物１４の放射能
濃度が高いと、内容物１４からのγ線検出量FW
の特性は測定用γ線の検出量FMの特性とは逆の
増減特性を示してその結果、検出器１６による全
γ線検出量FTの特性がレベル計測に不向きな特
性となつたり、或いは内容物１４の放射能濃度に
変動があると全γ線検出量FTの特性そのものが
異なつてくるのでレベル計測が不可能になる。 従来は、このレベル計測不能になる問題を避け
るため、内容物による減衰を受けないときの測定
用γ線の検出量FMUが内容物からのγ線検出量
FWの最大値より大となるようにγ線源１１自体
に大きな容量の線源を採用するという方法がとら
れている。この場合は各特性曲線２１〜２３は第
７図ｂに示す如くなり、その結果、全γ線検出量
FTの内容物レベルによる変化特性２３は、x1〜
x2のレベル範囲で一定の傾向を示すようになる
ので、内容物の放射能濃度に多少の変化があつて
も、全γ線検出量FTを或る基準量Fcと比較し
て、内容物レベルをON−OFF式に検出すること
ができる。しかしこの場合でも、内容物の放射能
濃度の変化は、レベル検出に誤差を発生させるも
のであることは明らかであり、これが欠点とな
る。 (b) 内部線源法 また内容物から発生するγ線を、キヤニスタ外
側面に取り付けたγ線コリメータ付検出器で絞つ
て検出し、検出器からみた検出視野内に内容物レ
ベルが入つてくるとそれからのγ線検出量が増大
するのでレベルがそこに達したことを知る方法も
考案されている。これを内部線源法と呼称する。 この場合検出器の検出可能視野、つまり第６図
におけるx3〜x4のレベル範囲は、外部線源法に
おける測定用γ線の照射断面積の高さに対応する
レベル範囲x1〜x2より大きくなり、レベル検出
分解能が小さくなる上に、内容物の放射能濃度が
変化すると、第７図ａにおける内容物からのγ線
検出量FWの特性曲線が変化し、レベルの検出誤
差が大きくなるという欠点がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、キヤニスタ内の高レベル放射性廃棄
物HLWとしての溶融ガラスのレベル測定に、外
部線源法（γ線透過形レベル計）を採用し、その
際使用線源が大きくなるという欠点を改良して極
めて少量の線源ですむようにすると共に、溶融ガ
ラス（内容物）の放射能濃度が変化してもそのこ
とに関係なく、高精度でレベル測定を可能にする
ことを解決すべき問題点とする。 〔問題点を解決するための手段〕 問題点解決のため、本発明では放射能をもつ放
射能物質（溶融ガラス）の充填を受けている容器
（キヤニスタ）内の該物質の充填変動レベルを動
的に測定する測定装置において、その強度が周期
的に変動するように変調された放射線（以下、被
変調放射線と云う）を前記容器の外から該容器に
対して照射する放射線発生器と、前記容器を透過
した被変調放射線と前記容器内に存在する放射能
物質から容器外に放射される放射線（以下、区別
する意味で物質放射線と云う）を入力されて検出
する放射線検出器と、該放射線検出器による検出
出力の中から、前記被変調放射線が前記容器の透
過に際し容器内放射能物質のレベル変動により更
に振幅変調を受けて形成された第１の信号成分
と、前記物質放射線が容器内放射能物質のレベル
変動により振幅変調を受けて形成された第２の信
号成分とを周波数的に分離して出力する信号成分
分離手段と、該信号成分分離手段により分離出力
された前記第１の信号成分から容器内の放射能物
質の充填レベルを判定する手段と、を具備した。 〔作用〕 この発明は、キヤニスタ内溶融ガラスのレベル
を検出するために、要するにγ線透過形レベル計
を構成するわけであるが、ここではON−OFF形
の場合について説明する。すなわち、上下方向に
コリメートされたγ線を放出するγ線源容器（放
射線発生器）を用意し、これより出るγ線をキヤ
ニスタの側面から水平に照射する。そしてキヤニ
スタを透過してくるγ線を検出し、その検出量が
所定の値より高ければ内容物レベルはγ線照射の
位置レベルの下にあり、低ければ上にあると判断
する。 この際、γ線源容器から放出するレベル検出用
γ線強度に一定周期の変調をかけてから放出する
点に特徴がある。また検出したγ線検出量信号の
内、この変調周波数の附近の周波数成分のみを選
択的に抽出し、これをレベル検出用信号として利
用する点にも特徴がある。すなわち、この抽出さ
れた信号が所定値より大きければ、キヤニスタ内
容物のレベルは、γ線照射の位置レベルより下に
あり、小さければ、その上にレベルがあると判断
する この方法は、比較的強度の小さなγ線源を測定
用に使用するにもかかわらず、測定用γ線検出量
を内容物からのγ線検出量と分離して測定するこ
とを可能にする方法であるから、内容物の放射能
濃度が変化した場合でも、キヤニスタ内容物のレ
ベルを正確に測定することができる。 〔発明の実施例〕 本発明は、すでに説明したように、外部線源形
γ線透過形レベル計において、外部線源からキヤ
ニスタを透過して検出器に入力する測定用γ線量
を、キヤニスタの内容物から検出器に入力するγ
線量から分離することを可能ならしめるため、前
者に予め強度変調をかけておき、検出器において
検出されたγ線全検出量の内のこの変調周波数附
近の周波数成分のみを選択し、これによつてレベ
ルを測定するという手法を採るものである。 以下、定性的に説明する。第６図において、測
定用γ線１３はキヤニスタ１に入射する前に強度
が周期的に変るように変調をかけられている。す
ると検出器１６において検出される全γ線量FT
の内、測定用γ線の成分量FMは勿論強度変調が
なされている。以下、γ線を検出して得られる信
号を周波数領域において第１図を参照して説明す
る。 第１図は本発明の実施例の動作原理を示すため
の周波数特性図である。横軸に周波数ωを、縦軸
にレベル変動の振幅（信号の振幅）をとつてい
る。ここでは、信号の大きさを問題にするので位
相特性は省いて振幅特性について説明する。 キヤニスタ内で内容物のレベルは変動している
と考え、そのレベル変動つまり振幅変動は、或る
時間区間内の波形で表わされる。従つてこれをフ
ーリエ分析して周波数スペクトルで表わすことが
できるが、その周波数スペクトルは、或る周波数
帯（０〜ωL）に分布しているものとする。 このように考えると、上述の振幅変動としての
或る時間区間内の波形は、周波数ωの関数として
表わされるので、これをfL（ω）と表わし、振幅
をその絶対値｜fL（ω）｜で示す。 結局、キヤニスタ内の内容物のレベル変動は、
第１図において３１で示した如き周波数スペクト
ル分布をとるものと考えることができる。 次に、測定用γ線に予め施こす強度変調の周波
数をωmとすると、測定用γ線の検出出力FMは、
周波数ωmの搬送波に対して、キヤニスタ内容物
のレベル変動を信号波（周波数領域０〜ωL）と
して振幅変調を行つて得られる信号出力と考えら
れるから、その振幅（これを｜fM（ω）｜と表わ
す）のスペクトル分布は、第１図において３２で
示したように、搬送周波数ωmを中心として、の
上側波帯（ωm＋ωL）と下側波帯（ωm−ωL）
との間にまたがつて分布する。 一方、内容物からのγ線検出量FWは、内容物
のレベル変動（振幅変動）の周波数と同じ周波数
で変動するわけであるから、その振幅｜fW（ω）
｜のスペクトル分布は３３で示すように（０〜
ωL）の周波数領域にあると考えられる。 第１図において、測定用γ線の検出出力FMの
振幅スペクトル分布３２をカバーするに足る３４
の如きゲイン特性｜GF（ω）｜をもつ信号処理系
（具体的にはフイルタ）を用意しておき、これに、
検出器による全γ線検出出力FTを通せば、測定
用γ線検出出力FMを、内容物からのγ線検出出
力FWから周波数的に分離できることは明らかで
ある。 但し、３４で示したゲイン特性｜GF（ω）｜の
上限周波数を（ωm＋ωF）とし、下限周波数を
（ωm−ωF）するとき、 （ωm−ωF）》ωL …(3-1) の周波数関係が必要であることは勿論である。 このようにして分離された測定用γ線検出出力
FMを用いることにより、内容物が放射能をもた
ない場合のON−OFF式γ線透過形レベル計にお
けるのと同様な高精度なレベル測定を、高レベル
放射性廃棄物HLW（溶融ガラス）のレベル測定
において実現することができる。 第２図は、測定用γ線に強度変調を施して放射
する変調器付線源容器の具体例を示す断面図であ
る。第６図における線源容器１２に相当するもの
であるから、この変調器付線源容器に１２ａと符
号を示す。 その他、第２図において、１２ｂはγ線の照射
路、１１はγ線源、１３は照射される測定用γ
線、４１が測定用γ線に強度変調を施す機械的な
変調器、４１ａがその一部としての円筒形のγ線
遮蔽体、４１ｂが開口、４１ｃが軸、である。つ
まり軸４１ｃを回転軸として遮蔽体４１ａを矢印
方向に回転させると、それと共に開口４１ｂも回
転するので、照射される測定用γ線１３が断続さ
れて変調を受けるわけである。 第３図は、第２図における機械的変調器４１を
線源容器１２ａから取り出して示した斜視図であ
る。第３図において、４１ａは円筒形の遮蔽体、
４１ｂは開口、４１ｃは回転軸、４１ｄはトルク
伝達機構、４１ｅは駆動モータ、４１ｇは回転角
発信器、４１ｈは角度発信出力、である。 第２図、第３図を併せ参照すれば、より良く理
解されるように、円筒形の遮蔽体４１ａは、その
中心軸４１ｃを回転軸として回転するように、ト
ルク伝達機構４１ｄを介して駆動モータ４１ｅに
より駆動される。そしてその回転角は、回転角発
信器４１ｇより角度発信出力４１ｈとして発信さ
れる。 回転角発信器４１ｇは、基本的には、遮蔽体４
１ａの回転に同期してパルスを発生する装置と考
えて良く、後で述べるように、変調周波数と同期
のとれた正弦波を発生するのに用いられる。 遮蔽体４１ａの中央部には、その軸方向に直角
に開口４１ｂが開けられており、また遮蔽体４１
ａの回転軸４１ｃがγ線照射路１２ｂに直交する
ように位置ずけられているので、遮蔽体４１ａが
回転して開口４１ｂがγ線照射路１２ｂに一致し
て該照射路１２ｂとつながつたり、或いは該照射
路１２ｂを閉じたりして測定用γ線１３を断続す
るようになつている。 従つて、遮蔽体４１ａが一定の角速度ωmで回
転すると、線源容器１２ａから照射されるγ線１
３の強度は角周波数ωmで変調されることにな
る。 変調された測定用γ線の検出出力の波形は、変
調器の形状、寸法、材質などにより、矩形波、台
形波など正弦波に近い色々な波形にすることが出
来る。 測定用γ線１３は、変調を受けて線源容器１２
ａから放射された後は、第６図における測定用γ
線１３と同じに、測定対象としてのキヤニスタ１
に照射されコリメータ開口１５ａを経由してγ線
検出器１６に入射する。検出器１６は、毎秒当た
り検出したγ線の数に比例した出力（16−Ｏ）を
発信する。 第３Ａ図は、測定用γ線に強度変調を施して放
射する変調器付線源容器の他の具体例を示す斜視
図である。同図において明らかなように、周囲に
多数の穴を穿つた穴明円板４５をモータ４１ｅの
動力を利用して回転させることにより、γ線源１
１から照射されるγ線を断続させて変調を施すこ
とが出来る。この場合、円板４５の周囲に穿つ穴
の数が多ければ多いほど、変調周波数を高めるこ
とが容易に可能になる。 第３Ｂ図は、測定用γ線に強度変調を施して放
射する変調器付線源容器の更に他の具体例を示す
斜視図である。同図においては、プロペラ４７を
モータ４１ｅの動力を利用して回転させることに
より、γ線源１１から照射されるγ線を断続させ
て変調を施すようにしており、原理的には第３Ａ
図に示したものと変わる所がない。 第４図は、本発明の一実施例における信号処理
系（検出器１６からの検出出力を受けてキヤニス
タ１内の内容物のレベル測定を行う回路）を示す
ブロツク図である。 第４図において、５１は検出γ線入力、５２は
変調器角度入力、５３はレートメータ回路、５３
ａはプリアンプ、５３ｂはデイスクリミネータ、
５３ｃは波形整形回路、５３ｄはポンピング回
路、５４は波形整形回路、５５は位相敏感検出器
（PSD）、５６は低域通過フイルタ（LPF）、５７
は基準電圧発生器、５８は電圧比較器、である。 入力５１には、γ線検出器の出力（16−Ｏ）が
接続される。ここでは、γ線検出器として一般に
広く採用されているNaI（Tl）をシンチレータと
するシンチレーシヨン検出器を使用するものとす
る。すると、入力５１には、検出されたγ線１つ
ずつについて、そのγ線のエネルギーに比例した
電流パルスが入つてくる（厳密にはこの比例は正
確ではないし、検出されたγ線に対応しないノイ
ズパルスも含まれているが、大体において、上記
の動作を示す。）。 この入力はレートメータ回路５３に入り、ここ
で各種の信号処理がなされて、その出力（53−
Ｏ）には毎秒検出されたγ線数に比例した電圧が
作られる。この出力（53−Ｏ）は次の位相敏感検
出器（Phase Sensitive Detector，PSDと略す）
５５の１つの入力側（55−Ia）に入力される。 一方、変調器の遮蔽体回転角出力４１ｈ（第３
図参照）が、変調器角度入力５２に接続され、次
いで波形整形回路５４に入力される。波形整形回
路５４では、遮蔽体回転角出力４１ｈを用いて、
γ線の変調周波数と等しい位相をもつた正弦波電
圧 Fr＝Vro cos（ωm・ｔ） …(3-2) Vro：電圧振幅 を発生する。 そしてこれは、位相敏感検出器５５のもう１つ
の入力側（55−Ib）に導入される。位相敏感検出
器５５の機能は、入力される２つの信号の積をと
り出力するものである。位相敏感検出器５５の出
力は次の低域通過フイルタ５６に送られる。該フ
イルタ５６の機能は、入力信号の内の周波数が
ωFより低い周波数成分を選択的に出力するもの
である。 位相敏感検出器５５，低域通過フイルタ５６を
経た信号（56−Ｏ）は、測定用γ線検出出力成分
を主としたものになる。低域通過フイルタ５６の
出力（56−Ｏ）は、次の電圧比較器５８の１つの
入力側に送られる。 基準電圧発生器５７は、所定の範囲の任意の直
流電圧を基準電圧として発生することができる。
この出力を電圧比較器５８のもう１つの入力側に
接続する。電圧比較器５８の機能はその２個の入
力側に与えられた電圧を比較し、次の論理で２個
の出力側Ｎ（58−Oa），（58−Ob）に論理出力を
発生するものである。

〔発明の効果〕

この発明によれば、変調放射線をレベル測定用
放射線として利用し、それをキヤニスタに照射し
て透過してくる量を検出して、この内の変調周波
数附近の周波数成分を選択的に抽出して測定する
ことにより、キヤニスタ内容物からのγ線検出量
の影響を低減して、小さな測定用線源による透過
形ON−OFF式レベル計を構成することができ
る。 以下、本発明の応用例について説明する。 (1) 放射性物質またはそれを含んだ物体の厚さ，
密度，成分等の放射線応用計測に応用できる。 放射線を応用して、物体の厚さ，密度，成分
（水分，特殊な元素の組成等）を測定する方法
は、既に製品化されて産業現場で使用されてい
たり、実験室や研究室での分析測定に利用され
ているのは周知の通りである。これらの方法
は、透過能力をもち、物体内部の情報を非破壊
的に取り出すことができる放射線を応用する点
にその特徴がある。 しかし、測定物体そのものから放射線が発し
ていると、測定用放射線と区別がつかなかつた
り、測定物体からの放射線量の揺動がノイズと
して測定放射線量に影響して、本来の放射線応
用計測を阻害するのでそのまゝではこれを応用
できない。 この状況とそれへの本発明の適用対策は、こ
れまで高レベル放射性廃棄物（HLW）用レベ
ル計の例で説明して来た。 本発明は、すでに述べたその原理からして当
然のことながら、放射性物質またはそれを含ん
だ物体用放射線レベル計のみならず、厚さ計，
密度計，成分計等の他の放射線応用計測に利用
できる。 (2) 高い放射線バツグラウンドを有する環境にお
ける放射線計測に応用できる。 本発明の本質をさらに広義に応用すれば、高
い放射線バツクグラウンドにおける放射線計測
に、バツクグラウンドの影響を低減する方法と
して応用可能である。 すなわち、測定したい放射線の検出経路のみ
に何等かの手段で変調をかけることができれ
ば、その信号のみを選択的に検出できるので、
バツクグラウンドの影響を大幅低減することが
できる。また逆に、バツクグラウンド成分のみ
に変調をかけてもよい。その場合の信号処理の
方法は異なるが、本発明の考え方から容易に実
現できる。 これらの技術が実現できると、この種の測定
装置が従来構成しているバツクグラウンド低減
用の放射線遮蔽体が不要か小形軽量にすること
が可能となる。そうすれば、装置全体が小形軽
量になり、コストが下がると共に、操作性，保
守性が向上して応用分野が拡張される可能性が
ある。 また、本技術を従来の放射線しやへい体と併
用すれば、バツクグラウンドの影響を一層減ら
すことが可能となり、検出感度の高い放射線測
定装置を実現できる可能性がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の動作原理を示すため
の周波数特性図、第２図は測定用γ線に強度変調
を施して放射する変調器付線源容器の具体例を示
す断面図、第３図は、第２図における機械的変調
器４１を線源容器１２ａから取り出して示した斜
視図、第３Ａ図は測定用γ線に強度変調を施して
放射する変調器付線源容器の他の具体例を示す斜
視図、第３Ｂ図は測定用γ線に強度変調を施して
放射する変調器付線源容器の更に他の具体例を示
す斜視図、第４図は本発明の一実施例における信
号処理系を示すブロツク図、第５図はキヤニスタ
へ放射性廃棄物をガラス状にして充填する状況を
示した説明図、第６図は従来のON−OFF式外部
線源形のγ線統過形レベル計を示す説明図、第７
図は従来のγ線透過形レベル計におけるγ線検出
量と内容物レベルの関係を示すグラフ、である。 符号の説明、１１…γ線源、１２ａ…線源容
器、１２ｂ…γ線の照射路、１３…測定用γ線、
４１…変調器、５１…検出γ線入力、５２…変調
器角度入力、５３…レートメータ回路、５４…波
形整形回路、５５…位相敏感検出器（PSD）、５
６…低域通過フイルタ（LPF）、５７…基準電圧
発生器、５８…電圧比較器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射能をもつ放射能物質の充填を受けている
   容器内の該物質の充填変動レベルを動的に測定す
   る測定装置において、 その強度が周期的に変動するように変調された
   放射線（以下、被変調放射線と云う）を前記容器
   の外から該容器に対して照射する放射線発生器
   と、前記容器を透過した被変調放射線と前記容器
   内に存在する放射能物質から容器外に放射される
   放射線（以下、区別する意味で物質放射線と云
   う）を入力されて検出する放射線検出器と、該放
   射線検出器による検出出力の中から、前記被変調
   放射線が前記容器の透過に際し容器内放射能物質
   のレベル変動により更に振幅変調を受けて形成さ
   れた第１の信号成分と、前記物質放射線が容器内
   放射能物質のレベル変動により振幅変調を受けて
   形成された第２の信号成分とを周波数的に分離し
   て出力する信号成分分離手段と、該信号成分分離
   手段により分離出力された前記第１の信号成分か
   ら容器内の放射能物質の充填レベルを判定する手
   段と、を具備したことを特徴とする放射能物質の
   容器内充填レベルの測定装置。