JPH0711573B2 - 放射能測定方法およびその装置 - Google Patents
放射能測定方法およびその装置Info
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- JPH0711573B2 JPH0711573B2 JP63323350A JP32335088A JPH0711573B2 JP H0711573 B2 JPH0711573 B2 JP H0711573B2 JP 63323350 A JP63323350 A JP 63323350A JP 32335088 A JP32335088 A JP 32335088A JP H0711573 B2 JPH0711573 B2 JP H0711573B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ドラム缶などの放射性廃棄物貯蔵容器（以
下、単に貯蔵容器という）内の放射能を非破壊的に測定
する放射能測定方法及び装置に係わり、特に貯蔵容器内
の密度及び放射能分布状態が未知である貯蔵容器内のγ
線放出核種の放射能を簡便に定量するのに好適な放射能
測定方法及びその装置に関する。
下、単に貯蔵容器という）内の放射能を非破壊的に測定
する放射能測定方法及び装置に係わり、特に貯蔵容器内
の密度及び放射能分布状態が未知である貯蔵容器内のγ
線放出核種の放射能を簡便に定量するのに好適な放射能
測定方法及びその装置に関する。
貯蔵容器内の密度が未知である場合の従来の放射能測定
方法としては、特開昭56−115974号公報，及び特開昭61
−107183号公報に示されたものが知られている。
方法としては、特開昭56−115974号公報，及び特開昭61
−107183号公報に示されたものが知られている。
特開昭56−115974号公報に示された放射能測定方法は、
貯蔵容器内の重量を測定し、その測定値を測定対象の容
積で除することにより貯蔵容器内の平均密度を求め、そ
の平均密度を用いて貯蔵容器内の放射線を測定する。し
かし、この方法は、内容物密度が貯蔵容器長軸方向に大
きく変化している場合には適用できないという問題点が
ある。
貯蔵容器内の重量を測定し、その測定値を測定対象の容
積で除することにより貯蔵容器内の平均密度を求め、そ
の平均密度を用いて貯蔵容器内の放射線を測定する。し
かし、この方法は、内容物密度が貯蔵容器長軸方向に大
きく変化している場合には適用できないという問題点が
ある。
特開昭61−107183号公報に示された放射能測定方法は、
貯蔵容器を挟んで放射線検出器と対向する位置に設けた
放射能が既知の外部線源を利用して密度を求め、その密
度を用いて貯蔵容器内の放射能を測定する。貯蔵容器内
の放射能測定は、放射線検出器の前面に設置されたコリ
メータで決る貯蔵容器長軸方向の高さを持つ断面毎に行
い、貯蔵容器内全体の放射能を定量する。従つて、本方
法では、外部線源からのγ線と貯蔵容器内部から放射さ
れたγ線とを識別するために、一断面当たり外部線源が
ある場合とない場合の２回のγ線測定をする必要があ
り、測定時間が長くなるという問題点がある。
貯蔵容器を挟んで放射線検出器と対向する位置に設けた
放射能が既知の外部線源を利用して密度を求め、その密
度を用いて貯蔵容器内の放射能を測定する。貯蔵容器内
の放射能測定は、放射線検出器の前面に設置されたコリ
メータで決る貯蔵容器長軸方向の高さを持つ断面毎に行
い、貯蔵容器内全体の放射能を定量する。従つて、本方
法では、外部線源からのγ線と貯蔵容器内部から放射さ
れたγ線とを識別するために、一断面当たり外部線源が
ある場合とない場合の２回のγ線測定をする必要があ
り、測定時間が長くなるという問題点がある。
本発明の目的は、貯蔵容器内の内容物密度が未知であつ
ても、一断面当り一回の放射能測定で貯蔵容器内の放射
能を定量できる測定時間の短い放射能測定方法及びその
装置を提供することにある。
ても、一断面当り一回の放射能測定で貯蔵容器内の放射
能を定量できる測定時間の短い放射能測定方法及びその
装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、貯蔵容器内の放射能を定量すると
共に、貯蔵容器内の未知の内容物密度を求めることがで
きる装置構成の簡単な放射能測定方法及びその装置を提
供することにある。
共に、貯蔵容器内の未知の内容物密度を求めることがで
きる装置構成の簡単な放射能測定方法及びその装置を提
供することにある。
さらに、本発明の第３の目的は、貯蔵容器内の内容物密
度を求めなくても、貯蔵容器内の放射能を定量すること
ができる放射能測定方法及びその装置を提供することに
ある。
度を求めなくても、貯蔵容器内の放射能を定量すること
ができる放射能測定方法及びその装置を提供することに
ある。
本発明の特徴は、放射線検出器の前面に設置されたコリ
メータを通して入射される被検体（貯蔵容器内内容物）
からの放射線のエネルギースペクトルを求め、前記エネ
ルギースペクトルの波高分布から求まる前記放射線の散
乱線強度と非散乱線強度に基づいてスペクトル指標を求
め、前記スペクトル指標から被検体の密度に関係する密
度関連値を求め、前記密度関連値と前記非散乱線強度か
ら被検体の放射能を定量することにある。
メータを通して入射される被検体（貯蔵容器内内容物）
からの放射線のエネルギースペクトルを求め、前記エネ
ルギースペクトルの波高分布から求まる前記放射線の散
乱線強度と非散乱線強度に基づいてスペクトル指標を求
め、前記スペクトル指標から被検体の密度に関係する密
度関連値を求め、前記密度関連値と前記非散乱線強度か
ら被検体の放射能を定量することにある。
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図及び第２図は、本発明の第１の実施例による放射
線測定装置を示す。本実施例では、被検体の貯蔵容器と
してドラム缶を用い、さらに話を簡単にするためにドラ
ム缶には単一エネルギーE0のγ線を放出する核種のみが
存在している場合を示す。
線測定装置を示す。本実施例では、被検体の貯蔵容器と
してドラム缶を用い、さらに話を簡単にするためにドラ
ム缶には単一エネルギーE0のγ線を放出する核種のみが
存在している場合を示す。
第１図及び第２図において、１は被検体としてのドラム
缶であり、図示されていない回転装置によりＲ方向に回
転可能であり、また、図示されていない昇降装置により
ドラム缶長軸方向Ｌに移動可能である。ドラム缶１の内
部から放出されるγ線は放射線検出器２により測定され
る。この放射線検出器２としては、例えばNaI（Tl）シ
ンチレータを用いることができる。放射線検出器２の前
面には、放射線検出器２がドラム缶長軸方向Ｌの一断面
３内の放射能から放出されたγ線のみを測定できるよう
に、垂直コリメータ４が設けられている。また放射線検
出器２の前面には、断面３内のγ線放出核種の位置に対
する検出効率を補正するための水平コリメータ５が設け
られている。
缶であり、図示されていない回転装置によりＲ方向に回
転可能であり、また、図示されていない昇降装置により
ドラム缶長軸方向Ｌに移動可能である。ドラム缶１の内
部から放出されるγ線は放射線検出器２により測定され
る。この放射線検出器２としては、例えばNaI（Tl）シ
ンチレータを用いることができる。放射線検出器２の前
面には、放射線検出器２がドラム缶長軸方向Ｌの一断面
３内の放射能から放出されたγ線のみを測定できるよう
に、垂直コリメータ４が設けられている。また放射線検
出器２の前面には、断面３内のγ線放出核種の位置に対
する検出効率を補正するための水平コリメータ５が設け
られている。
放射線検出器２の出力は波高分析装置６に入力され、波
高分析装置６ではドラム缶１の内部で放出されドラム缶
１を透過してきた非散乱線７とドラム缶内部で一旦散乱
後に透過してきた散乱線８に起因するエネルギースペク
トルを求める。波高分析装置６の出力は光電ピーク演算
装置９に入力され、この光電ピーク演算装置９では非散
乱線７と散乱線８に起因した各々の計数率を求める。こ
れらの計数率は各々非散乱線７と散乱線８の強度を表わ
す。光電ピーク演算装置９の出力はスペクトル指標演算
装置10に入力され、このスペクトル指標演算装置10では
スペクトル指標の一例として散乱線８と非散乱線７の強
度比を求める。スペクトル指標演算装置10の出力は、密
度関連値演算装置11に入力され、この密度関連値演算装
置11ではスペクトル指標からドラム缶一断面３内の内容
物の平均密度を求める。光電ピーク演算装置９及び密度
関連値演算装置11の出力は放射能演算装置12に入力さ
れ、この放射能演算装置12では非散乱線７の計数率と平
均密度から該断面３内の放射能を演算すると共に、全断
面の放射能を加算してドラム缶内の総放射能を演算す
る。その結果は、プリンターあるいはCRTからなる出力
装置13から出力される。
高分析装置６ではドラム缶１の内部で放出されドラム缶
１を透過してきた非散乱線７とドラム缶内部で一旦散乱
後に透過してきた散乱線８に起因するエネルギースペク
トルを求める。波高分析装置６の出力は光電ピーク演算
装置９に入力され、この光電ピーク演算装置９では非散
乱線７と散乱線８に起因した各々の計数率を求める。こ
れらの計数率は各々非散乱線７と散乱線８の強度を表わ
す。光電ピーク演算装置９の出力はスペクトル指標演算
装置10に入力され、このスペクトル指標演算装置10では
スペクトル指標の一例として散乱線８と非散乱線７の強
度比を求める。スペクトル指標演算装置10の出力は、密
度関連値演算装置11に入力され、この密度関連値演算装
置11ではスペクトル指標からドラム缶一断面３内の内容
物の平均密度を求める。光電ピーク演算装置９及び密度
関連値演算装置11の出力は放射能演算装置12に入力さ
れ、この放射能演算装置12では非散乱線７の計数率と平
均密度から該断面３内の放射能を演算すると共に、全断
面の放射能を加算してドラム缶内の総放射能を演算す
る。その結果は、プリンターあるいはCRTからなる出力
装置13から出力される。
光電ピーク演算装置9,スペクトル指標演算装置10,密度
関連値演算装置11及び放射能演算装置12はマイクロコン
ピユータで構成することができる。
関連値演算装置11及び放射能演算装置12はマイクロコン
ピユータで構成することができる。
次に、このように構成された放射能測定値装置の動作を
説明する。
説明する。
ドラム缶周囲で測定したγ線強度からドラム缶内部のγ
線放出核種の放射能を求めるためには、放射能分布及び
ドラム缶内容物の密度分布に依存する測定系の検出効率
に基づいて測定γ線強度を補正しなければならない。そ
の為に、一連のドラム缶内の放射能を定量する前に、少
なくとも１回以上ドラム缶1,コリメータ4,5、及び放射
線検出器２からなる測定系の設定を行う。
線放出核種の放射能を求めるためには、放射能分布及び
ドラム缶内容物の密度分布に依存する測定系の検出効率
に基づいて測定γ線強度を補正しなければならない。そ
の為に、一連のドラム缶内の放射能を定量する前に、少
なくとも１回以上ドラム缶1,コリメータ4,5、及び放射
線検出器２からなる測定系の設定を行う。
ドラム缶長軸方向の放射能分布及びドラム缶内容物の密
度分布の補正は、垂直コリメータ４の開口幅を放射線検
出器２がドラム缶長軸方向の一断面のみを見込むように
設定し、ドラム缶をドラム缶長軸方向に順次昇降しなが
らドラム缶の全断面を測定することで行う。
度分布の補正は、垂直コリメータ４の開口幅を放射線検
出器２がドラム缶長軸方向の一断面のみを見込むように
設定し、ドラム缶をドラム缶長軸方向に順次昇降しなが
らドラム缶の全断面を測定することで行う。
一方、ドラム缶断面内の補正は次のように行う。放射能
分布に関しては、γ線発生位置に係らず放射線検出器２
で測定する非散乱線に対して検出効率がほぼ一様になる
ような水平コリメータ５の開口幅10があり、その開口幅
10用いて測定することで対処する。最適開口幅10は、密
度が既知の基準物質を入れたドラム缶を用意して行う。
基準物質としては、例えば、水，セメントあるいは空気
等を用いる。内容物密度分布に関しては、水平コリメー
タ５の開口幅として最適な開口幅10を用い、内容物密度
或いは内容物密度に関係した値（以下、これらの値を密
度関連値と呼ぶ）とスペクトル指標との関係を予め校正
曲線として求めることで放射能を正確に定量できるよう
に補正する。
分布に関しては、γ線発生位置に係らず放射線検出器２
で測定する非散乱線に対して検出効率がほぼ一様になる
ような水平コリメータ５の開口幅10があり、その開口幅
10用いて測定することで対処する。最適開口幅10は、密
度が既知の基準物質を入れたドラム缶を用意して行う。
基準物質としては、例えば、水，セメントあるいは空気
等を用いる。内容物密度分布に関しては、水平コリメー
タ５の開口幅として最適な開口幅10を用い、内容物密度
或いは内容物密度に関係した値（以下、これらの値を密
度関連値と呼ぶ）とスペクトル指標との関係を予め校正
曲線として求めることで放射能を正確に定量できるよう
に補正する。
以上述べたように測定を設定系した後、ドラム缶の各断
面毎に放射能を次のように定量する。
面毎に放射能を次のように定量する。
まず、波高分析装置６においては、ドラム缶１を回転装
置により１回転させ、放射線検出器２で測定したγ線の
エネルギースペクトルを求める。このエネルギースペク
トルの波高分布はドラム缶１内の内容物密度に依存して
変化し、ドラム缶１内に単一エネルギーE0のγ線のみを
放出する核種だけが存在する場合の波高分布は第３図に
示すようになる。一般的に、内容物の密度が高くなると
γ線は透過しにくくなり非散乱線の強度Ｐは弱くなる
が、非散乱線強度Ｐに対する散乱線の強度Ｃの相対値は
強くなる。内容物に一度も散乱されず放射線検出器２に
到達したエネルギE0の非散乱線の光電ピーク値で規格す
れば、波高分布は内容物が高密度ρＨの場合は破線とな
り、内容物が低密度ρＬの場合は実線となる。第３図に
おいて、非散乱線７に起因するスペクトルは、エネルギ
ーE0近傍の光電ピーク領域であり、該光電ピーク領域内
のエネルギーE0を含むエネルギー範囲ΔE1を与えると、
このエネルギー範囲ΔE1内の計数率の和Ｐは、非散乱線
７の強度に対応する。エネルギー範囲ΔE1は、例えば放
射線検出器２のエネルギー分解能にとることができる。
従つて光電ピーク演算装置９においては、光電ピーク領
域内のエネルギーE0を含むエネルギー範囲ΔE1を与え、
その範囲内の計数率の和Ｐを求める。即ち非散乱線７の
強度を求める。
置により１回転させ、放射線検出器２で測定したγ線の
エネルギースペクトルを求める。このエネルギースペク
トルの波高分布はドラム缶１内の内容物密度に依存して
変化し、ドラム缶１内に単一エネルギーE0のγ線のみを
放出する核種だけが存在する場合の波高分布は第３図に
示すようになる。一般的に、内容物の密度が高くなると
γ線は透過しにくくなり非散乱線の強度Ｐは弱くなる
が、非散乱線強度Ｐに対する散乱線の強度Ｃの相対値は
強くなる。内容物に一度も散乱されず放射線検出器２に
到達したエネルギE0の非散乱線の光電ピーク値で規格す
れば、波高分布は内容物が高密度ρＨの場合は破線とな
り、内容物が低密度ρＬの場合は実線となる。第３図に
おいて、非散乱線７に起因するスペクトルは、エネルギ
ーE0近傍の光電ピーク領域であり、該光電ピーク領域内
のエネルギーE0を含むエネルギー範囲ΔE1を与えると、
このエネルギー範囲ΔE1内の計数率の和Ｐは、非散乱線
７の強度に対応する。エネルギー範囲ΔE1は、例えば放
射線検出器２のエネルギー分解能にとることができる。
従つて光電ピーク演算装置９においては、光電ピーク領
域内のエネルギーE0を含むエネルギー範囲ΔE1を与え、
その範囲内の計数率の和Ｐを求める。即ち非散乱線７の
強度を求める。
また第３図において、光電ピーク領域以下の領域は、非
散乱線７が放射線検出器２内で散乱した成分とドラム缶
断面３内で散乱した散乱線に起因する。この内、前者の
成分は放射線検出器２に固有のものであり、その成分の
非散乱線強度に対する比率はドラム缶内容物の密度が変
化しても変わらない。従つて、光電ピーク領域以下のあ
るエネルギー範囲、例えば光電ピーク領域以下でこれに
直接燐接する領域にエネルギー範囲ΔE2を与えれば、こ
のエネルギー範囲ΔE2内の計数率の和Ｃは、散乱線８の
強度に対応する。エネルギー範囲ΔE2も、例えば放射線
検出器２のエネルギー分解能にとることができる。この
ようにして、光電ピーク演算装置９は、散乱線８の強度
Ｃを求める。
散乱線７が放射線検出器２内で散乱した成分とドラム缶
断面３内で散乱した散乱線に起因する。この内、前者の
成分は放射線検出器２に固有のものであり、その成分の
非散乱線強度に対する比率はドラム缶内容物の密度が変
化しても変わらない。従つて、光電ピーク領域以下のあ
るエネルギー範囲、例えば光電ピーク領域以下でこれに
直接燐接する領域にエネルギー範囲ΔE2を与えれば、こ
のエネルギー範囲ΔE2内の計数率の和Ｃは、散乱線８の
強度に対応する。エネルギー範囲ΔE2も、例えば放射線
検出器２のエネルギー分解能にとることができる。この
ようにして、光電ピーク演算装置９は、散乱線８の強度
Ｃを求める。
スペクトル指標演算装置10は、光電ピーク演算装置９の
散乱線と非散乱線の各々の強度C,Pから、両者の比C/Pを
スペクトル指標として求める。
散乱線と非散乱線の各々の強度C,Pから、両者の比C/Pを
スペクトル指標として求める。
このスペクトル指標C/Pは、第３図からわかるようにド
ラム缶断面３内の密度に依存して、第４図のように変化
する。第４図は、一定の放射能を持つγ線線源をドラム
缶内に設置し、ドラム缶内の内容物密度を変えて、その
時のスペクトル指標との関係から定まる。密度関連値演
算装置11には、第４図に示す内容物密度ρとスペクトル
指標C/Pの関係 ρ＝ｆ（C/P） …（１） 示す校正式が記憶されている。第５図は、密度関連値演
算装置11をマイコンで構成した場合の処理フローを示し
た図である。この処理フローに従い内容物密度ρを求め
る。即ち、エネルギー範囲ΔE1とΔE2内の計数率の和Ｐ
及びＣからスペクトル指標C/Pを求め、このスペクトル
指標C/Pと上記校正式（１）とから内容物の密度ρを求
める。そしてその値ρを放射能演算装置12に出力する。
ラム缶断面３内の密度に依存して、第４図のように変化
する。第４図は、一定の放射能を持つγ線線源をドラム
缶内に設置し、ドラム缶内の内容物密度を変えて、その
時のスペクトル指標との関係から定まる。密度関連値演
算装置11には、第４図に示す内容物密度ρとスペクトル
指標C/Pの関係 ρ＝ｆ（C/P） …（１） 示す校正式が記憶されている。第５図は、密度関連値演
算装置11をマイコンで構成した場合の処理フローを示し
た図である。この処理フローに従い内容物密度ρを求め
る。即ち、エネルギー範囲ΔE1とΔE2内の計数率の和Ｐ
及びＣからスペクトル指標C/Pを求め、このスペクトル
指標C/Pと上記校正式（１）とから内容物の密度ρを求
める。そしてその値ρを放射能演算装置12に出力する。
放射能演算装置12においては、上記光電ピーク演算装置
９及び密度関連値演算装置11の出力からドラム缶断面３
内の放射能を次のようにして演算する。
９及び密度関連値演算装置11の出力からドラム缶断面３
内の放射能を次のようにして演算する。
ドラム缶断面３内の放射能をＡとすると、放射能Ａと非
散乱線の強度Ｐは、一般的に、次式の関係を満足する。
散乱線の強度Ｐは、一般的に、次式の関係を満足する。
Ｐ＝ηA exp（−μｍρｔ） …（２） ここでμｍはエネルギーに依存したγ線の質量吸収係数
であり、約300Kev以上のエネルギーのγ線に対しては物
質に殆ど依存しない。ｔはγ線がドラム缶断面３内を透
過する平均距離であり、例えばドラム缶１の半径ｒにと
ることができる。また、ηは検出効率の一要素である検
出感度である。検出感度ηは、主に幾何効率と非散乱線
エネルギーに依存した放射線検出器の固有効率の積で表
わすことができ内容物密度が変化しても殆ど一定であ
る。垂直コリメータと水平コリメータの各々の開口幅が
決まれば、幾何効率は一定となる。そこで、設定したコ
リメータの開口幅を持つ測定系で密度ρ０の基準物質に
放射能が既知A0である核種を入れて非散乱線の強度P0を
求める。P0を求めれば、式（２）を変形して得られる式
（３）により、検出感度ηを定めることができる。
であり、約300Kev以上のエネルギーのγ線に対しては物
質に殆ど依存しない。ｔはγ線がドラム缶断面３内を透
過する平均距離であり、例えばドラム缶１の半径ｒにと
ることができる。また、ηは検出効率の一要素である検
出感度である。検出感度ηは、主に幾何効率と非散乱線
エネルギーに依存した放射線検出器の固有効率の積で表
わすことができ内容物密度が変化しても殆ど一定であ
る。垂直コリメータと水平コリメータの各々の開口幅が
決まれば、幾何効率は一定となる。そこで、設定したコ
リメータの開口幅を持つ測定系で密度ρ０の基準物質に
放射能が既知A0である核種を入れて非散乱線の強度P0を
求める。P0を求めれば、式（２）を変形して得られる式
（３）により、検出感度ηを定めることができる。
従つて、種々の核種、言い換えれば、核種に１対１に対
応する非散乱線のエネルギーＥに対して、検出効率ηを
求めれば、 η＝ｇ（Ｅ） …（４） なる効正式を予め求めておことができる。
応する非散乱線のエネルギーＥに対して、検出効率ηを
求めれば、 η＝ｇ（Ｅ） …（４） なる効正式を予め求めておことができる。
放射能演算装置12は、検出感度ηの校正式、質量吸収係
数μｍ及び平均透過距離ｒを予め記憶している。まず、
放射能演算装置12は、光電ピーク演算装置９から入力さ
れた非散乱線のエネルギーＥと校正式（４）から、検出
効率ηを求める。その後、求めた検出効率η、光電ピー
ク演算装置９からの非散乱線の強度Ｐ及び密度関連値演
算装置11からの内容物密度ρを用いて、 Ａ＝P exp（μｍργ）／η …（５） の式から、断面３の放射能Ａを演算する。
数μｍ及び平均透過距離ｒを予め記憶している。まず、
放射能演算装置12は、光電ピーク演算装置９から入力さ
れた非散乱線のエネルギーＥと校正式（４）から、検出
効率ηを求める。その後、求めた検出効率η、光電ピー
ク演算装置９からの非散乱線の強度Ｐ及び密度関連値演
算装置11からの内容物密度ρを用いて、 Ａ＝P exp（μｍργ）／η …（５） の式から、断面３の放射能Ａを演算する。
このようにして放射能演算装置12はドラム缶断面３内の
放射能を演算する。このような放射能の演算をドラム缶
１の全断面について行い、放射能演算装置12は、またそ
の全断面の放射能を加算してドラム缶内の放射能を演算
する。
放射能を演算する。このような放射能の演算をドラム缶
１の全断面について行い、放射能演算装置12は、またそ
の全断面の放射能を加算してドラム缶内の放射能を演算
する。
以上説明したように本実施例によれば、一連のドラム缶
内の放射能を定量する前に、垂直コリメータと水平コリ
メータの各々の開口幅、検出感度及び平均透過距離など
の測定条件を一度設定すれば、ドラム缶内部から放射さ
れたγ線を一断面につき一回測定するだけで、次々と異
なるドラム缶の放射能を定量することができ、測定時間
を短縮することができる。また、外部線源を用いること
なくドラム缶内の密度を求めることができるので、装置
を簡単にすることができる。
内の放射能を定量する前に、垂直コリメータと水平コリ
メータの各々の開口幅、検出感度及び平均透過距離など
の測定条件を一度設定すれば、ドラム缶内部から放射さ
れたγ線を一断面につき一回測定するだけで、次々と異
なるドラム缶の放射能を定量することができ、測定時間
を短縮することができる。また、外部線源を用いること
なくドラム缶内の密度を求めることができるので、装置
を簡単にすることができる。
以上は、被検体であるドラム缶内に単一の核種が存在し
ている場合の実施例であるが、本発明はドラム缶内に複
数の核種が存在している場合にも適用できる。以下この
ような本発明の第２の実施例を第６図を参照して説明す
る。第６図は、ドラム缶に複数の核種が存在している場
合の放射線検出器２で測定したγ線の波高分布を示す。
ここでE01,E02,E03が、異なる核種の非散乱線７のエネ
ルギーである。本実施例の光電ピーク演算装置９では、
次のようにして各核種毎の非散乱線強度Ｐ0i（ｉ＝1,2,
3）及び最も高いエネルギーに対する散乱線強度を求め
る。最も非散乱線エネルギーの大きいE01の核種に対し
て、単一核種の場合の第３図と同様に、非散乱線強度P
01と散乱線強度C01を求める。E01より低い非散乱線エネ
ルギーに対する強度P02,P03は、測定スペクトル上に光
電ピーク領域に接するようななめらかな曲線あるいは直
線（第６図では破線で図示）を引き、それより上にある
領域の計数値の和あるいは面積として求める。これは、
測定対象であるドラム缶内から放出される散乱線のスペ
クトルはなだらかな形状をしているのに対して、非散乱
線のスペクトルは、ピーク形状（たとえば、正規分布
等）をしているからである。すなわち、このようにして
求めたP02,P03の値は、ほとんど、非散乱線強度に依存
していると考えてよい。
ている場合の実施例であるが、本発明はドラム缶内に複
数の核種が存在している場合にも適用できる。以下この
ような本発明の第２の実施例を第６図を参照して説明す
る。第６図は、ドラム缶に複数の核種が存在している場
合の放射線検出器２で測定したγ線の波高分布を示す。
ここでE01,E02,E03が、異なる核種の非散乱線７のエネ
ルギーである。本実施例の光電ピーク演算装置９では、
次のようにして各核種毎の非散乱線強度Ｐ0i（ｉ＝1,2,
3）及び最も高いエネルギーに対する散乱線強度を求め
る。最も非散乱線エネルギーの大きいE01の核種に対し
て、単一核種の場合の第３図と同様に、非散乱線強度P
01と散乱線強度C01を求める。E01より低い非散乱線エネ
ルギーに対する強度P02,P03は、測定スペクトル上に光
電ピーク領域に接するようななめらかな曲線あるいは直
線（第６図では破線で図示）を引き、それより上にある
領域の計数値の和あるいは面積として求める。これは、
測定対象であるドラム缶内から放出される散乱線のスペ
クトルはなだらかな形状をしているのに対して、非散乱
線のスペクトルは、ピーク形状（たとえば、正規分布
等）をしているからである。すなわち、このようにして
求めたP02,P03の値は、ほとんど、非散乱線強度に依存
していると考えてよい。
次に、スペクトル指標演算装置10は、最も非散乱線エネ
ルギーの大きい第６図に示すE01のみに注目し、光電ピ
ーク演算装置９で求めた散乱線と非散乱線の各々の強度
C01,P01からスペクトル指標C/Pを求める。
ルギーの大きい第６図に示すE01のみに注目し、光電ピ
ーク演算装置９で求めた散乱線と非散乱線の各々の強度
C01,P01からスペクトル指標C/Pを求める。
密度関連値演算装置11は、上記のスペクトル指標値よ
り、第５図の処理フローに従い内容物密度ρを求める。
り、第５図の処理フローに従い内容物密度ρを求める。
放射能演算装置12では、まず、光電ピーク演算装置９で
求められた各核種の非散乱線の強度Ｐ0iと内部に記憶さ
れている式（４）から、各非散乱線のエネルギーＥ0iに
対する検出効率η0iを求める。次に、求めた検出効率η
0i、非散乱線の強度Ｐ0i及び密度関連値演算装置11で得
られた内容物密度ρから、式（５）を用いて各核種の放
射能Ａ0i（ｉ＝1,2,3）を求める。この時、質量吸収係
数μｍは単一の核種の場合と同様一定にしたが、測定精
度を高めるために、非散乱線のエネルギーＥに対して校
正式を予め作成しておき、非散乱線のエネルギーＥに対
応した値とすることも可能である。
求められた各核種の非散乱線の強度Ｐ0iと内部に記憶さ
れている式（４）から、各非散乱線のエネルギーＥ0iに
対する検出効率η0iを求める。次に、求めた検出効率η
0i、非散乱線の強度Ｐ0i及び密度関連値演算装置11で得
られた内容物密度ρから、式（５）を用いて各核種の放
射能Ａ0i（ｉ＝1,2,3）を求める。この時、質量吸収係
数μｍは単一の核種の場合と同様一定にしたが、測定精
度を高めるために、非散乱線のエネルギーＥに対して校
正式を予め作成しておき、非散乱線のエネルギーＥに対
応した値とすることも可能である。
このように本実施例によれば、複数核種が存在する場合
であつても、それぞれ核種別に放射能を求めることがで
きる。
であつても、それぞれ核種別に放射能を求めることがで
きる。
以上の実施例においては、密度関連値演算装置11は内容
物密度ρを求めている。しかし、必ずしも内容物密度ρ
を陽に求める必要がない場合がある。そこで、以下、内
容物密度ρを陽に求めることなく、内容物密度に関連し
た値を用いてドラム缶内部の放射能を定量する第３の実
施例について説明する。
物密度ρを求めている。しかし、必ずしも内容物密度ρ
を陽に求める必要がない場合がある。そこで、以下、内
容物密度ρを陽に求めることなく、内容物密度に関連し
た値を用いてドラム缶内部の放射能を定量する第３の実
施例について説明する。
式（２）において、γ線のエネルギーが約300Kev以上の
場合、質量吸収係数μｍは、内密物密度に殆ど依存しな
いこと、ドラム缶断面を透過する平均距離ｔは、ドラム
缶の半径ｒと一定であることから、exp（−μｍρｒ）
は内容物密度ρと１対１対応する。そこで、内容物密度
関連値として、 Ｆ＝exp（μｍργ）／η …（８） を考える。式（２）より内容物密度関連値Ｆを違う形で
表現すると Ｆ＝A/P …（９） となる。そこで、密度が不明な内容物に放射能が既知A0
である核種を入れて、非散乱線強度P0と散乱線強度C0を
求める。両強度を放射能A0から、スペクトル指示C0/P0
と内容物密度関連値E0を求め、スペクトル指示C0/D0と
内容物密度関連値F0との関係を求める。この関係を値は
不明だが種々の密度の異なつた内容物に対して求めるこ
とにより、第７図に示す内容物密度関連値Ｆとスペクト
ル指標C/Pとの関係を示す校正式 Ｆ＝ｈ（C/P） …（10） を得ることができる。また、式（９）を変形すると Ａ＝PF …（11） が得られる。そこで、未知の放射能にもつドラム缶に対
しても非散乱線強度Ｐとスペクトル指標C/Pより得られ
た内容物密度関連値Ｆとによりその放射能の量を定量す
ることができる。本実施例では、検出感度ηを各核種に
対して予め求めておく必要がないこと、校正式（10）を
作る時に内容物密度を測定する必要がないなどの優れた
利点がある。
場合、質量吸収係数μｍは、内密物密度に殆ど依存しな
いこと、ドラム缶断面を透過する平均距離ｔは、ドラム
缶の半径ｒと一定であることから、exp（−μｍρｒ）
は内容物密度ρと１対１対応する。そこで、内容物密度
関連値として、 Ｆ＝exp（μｍργ）／η …（８） を考える。式（２）より内容物密度関連値Ｆを違う形で
表現すると Ｆ＝A/P …（９） となる。そこで、密度が不明な内容物に放射能が既知A0
である核種を入れて、非散乱線強度P0と散乱線強度C0を
求める。両強度を放射能A0から、スペクトル指示C0/P0
と内容物密度関連値E0を求め、スペクトル指示C0/D0と
内容物密度関連値F0との関係を求める。この関係を値は
不明だが種々の密度の異なつた内容物に対して求めるこ
とにより、第７図に示す内容物密度関連値Ｆとスペクト
ル指標C/Pとの関係を示す校正式 Ｆ＝ｈ（C/P） …（10） を得ることができる。また、式（９）を変形すると Ａ＝PF …（11） が得られる。そこで、未知の放射能にもつドラム缶に対
しても非散乱線強度Ｐとスペクトル指標C/Pより得られ
た内容物密度関連値Ｆとによりその放射能の量を定量す
ることができる。本実施例では、検出感度ηを各核種に
対して予め求めておく必要がないこと、校正式（10）を
作る時に内容物密度を測定する必要がないなどの優れた
利点がある。
第1,第２の実施例は、非散乱線強度Ｐを光電ピーク領域
内にとり、散乱線強度Ｃを光電ピーク領域以下にとつた
実施例であるが、散乱線強度Ｃと非散乱線強度Ｐの取り
方はこれに限られるものではない。以下、散乱線強度Ｃ
と非散乱線強度Ｐの別の取り方を示す他の実施例（第４
の実施例）を第８図を参照して説明する。本実施例で
は、被検体であるドラム缶には単一のエネルギーE0のγ
線を放出する核種が存在している場合を想定しており、
第８図は、放射線検出器２の出力から波高分析装置６で
得られたγ線の波高分布を示している。ここで線ｍは、
波高分布曲線上における光電ピーク領域の始点と終点と
を結んだ直線である。この場合、エネルギーE0を含むエ
ネルギー範囲ΔＥを与えると、このΔＥの範囲内での直
線ｍ以上のピーク領域の部分の面積が非散乱線の強度
Ｐ、それ以外の面積が散乱線強度Ｃになる。このΔＥの
とり方は任意である。
内にとり、散乱線強度Ｃを光電ピーク領域以下にとつた
実施例であるが、散乱線強度Ｃと非散乱線強度Ｐの取り
方はこれに限られるものではない。以下、散乱線強度Ｃ
と非散乱線強度Ｐの別の取り方を示す他の実施例（第４
の実施例）を第８図を参照して説明する。本実施例で
は、被検体であるドラム缶には単一のエネルギーE0のγ
線を放出する核種が存在している場合を想定しており、
第８図は、放射線検出器２の出力から波高分析装置６で
得られたγ線の波高分布を示している。ここで線ｍは、
波高分布曲線上における光電ピーク領域の始点と終点と
を結んだ直線である。この場合、エネルギーE0を含むエ
ネルギー範囲ΔＥを与えると、このΔＥの範囲内での直
線ｍ以上のピーク領域の部分の面積が非散乱線の強度
Ｐ、それ以外の面積が散乱線強度Ｃになる。このΔＥの
とり方は任意である。
以上の説明では、単一核種について述べたが、上記実施
例においても、第２の実施例に示した考え方を導入する
ことにより、ドラム缶内に複数の核種が存在している場
合にも適用できる。
例においても、第２の実施例に示した考え方を導入する
ことにより、ドラム缶内に複数の核種が存在している場
合にも適用できる。
第４の実施例では、光電ピーク演算装置９及び密度関連
値演算装置11において、このようにして直線ｍによって
分けられた領域から非散乱線の強度Ｐと、スペクトル指
標C/Pとをそれぞれ求めるものである。
値演算装置11において、このようにして直線ｍによって
分けられた領域から非散乱線の強度Ｐと、スペクトル指
標C/Pとをそれぞれ求めるものである。
また、第１から第４の実施例において、スペクトル指標
として散乱線強度Ｃと非散乱線強度Ｐの比C/Pを用いて
いたが、スペクトル指標の取り方はこれに限られるもの
ではない。第３図の説明で述べたように、一般的に、内
容物の密度が高くなるとγ線は散乱されやすくなり散乱
線の強度Ｃは強くなり、非散乱線の強度Ｐは弱くなる。
内容物に散乱されず放射線検出器２に到達したエネルギ
E0の非散乱線で言い換えれば非散乱線強度Ｐで規格すれ
ば、散乱線強度Ｃは、内容物が高密度の場合は相対的に
弱くなり、逆に内容物が低密度の場合は相対的に強くな
る。以上のことは、密度関連値を求めるためのスペクト
ル指標としては、散乱線強度Ｃと非散乱線強度Ｐの両者
の比C/P又はP/Cが構成項となることが必要であることを
示している。従つてスペクトル指標としては、C/P又はP
/Cの関数であれば何でもよい。
として散乱線強度Ｃと非散乱線強度Ｐの比C/Pを用いて
いたが、スペクトル指標の取り方はこれに限られるもの
ではない。第３図の説明で述べたように、一般的に、内
容物の密度が高くなるとγ線は散乱されやすくなり散乱
線の強度Ｃは強くなり、非散乱線の強度Ｐは弱くなる。
内容物に散乱されず放射線検出器２に到達したエネルギ
E0の非散乱線で言い換えれば非散乱線強度Ｐで規格すれ
ば、散乱線強度Ｃは、内容物が高密度の場合は相対的に
弱くなり、逆に内容物が低密度の場合は相対的に強くな
る。以上のことは、密度関連値を求めるためのスペクト
ル指標としては、散乱線強度Ｃと非散乱線強度Ｐの両者
の比C/P又はP/Cが構成項となることが必要であることを
示している。従つてスペクトル指標としては、C/P又はP
/Cの関数であれば何でもよい。
以上明らかなように本発明によれば、貯蔵容器内の内容
物密度が未知であつても、一断面当り一回の放射能測定
で貯蔵容器内の放射能を定量できる測定時間の短い放射
能測定方法及びその装置を提供できる。
物密度が未知であつても、一断面当り一回の放射能測定
で貯蔵容器内の放射能を定量できる測定時間の短い放射
能測定方法及びその装置を提供できる。
また、貯蔵容器内の放射能を定量すると共に、貯蔵容器
内の未知の内容物密度を求めることができる装置構成の
簡単な放射能測定方法及びその装置を提供できる。
内の未知の内容物密度を求めることができる装置構成の
簡単な放射能測定方法及びその装置を提供できる。
さらに、貯蔵容器内の内容物密度を求めなくても、貯蔵
容器内の放射能を定量することができる放射能測定方法
及びその装置を提供できる。
容器内の放射能を定量することができる放射能測定方法
及びその装置を提供できる。
第１図は本発明の好適な一実施例による放射能測定装置
を示す概略図、第２図はその一部の立面図、第３図はそ
の放射能測定装置における放射線検出器で測定した波高
分布及び非散乱線強度と散乱線強度の取り方を示す図、
及び第４図は密度関連値を被検体の平均密度とした場合
のスペクトル指標に対する密度関連値を示す図、第５図
は密度関連値演算装置において第４図に示す較正曲線か
ら平均密度を演算する手順を示すフローチヤートを示す
図、第６図は本発明の他の実施例による放射能測定装置
における非散乱線強度と散乱線強度の取り方を示す図、
第７図は密度関連値を放射能と非散乱強度の比とした場
合のスペクトル指標に対する密度関連値を示す図、第８
図は本発明のさらに他の実施例による放射能測定装置に
おける非散乱線強度と散乱線強度の取り方を示す図であ
る。 １……ドラム缶、２……放射線検出器、３……ドラム缶
長軸方向の一断面、4,5……コリメータ、６……波高分
析装置、７……非散乱線、８……散乱線、９……光電ピ
ーク演算装置、10……スペクトル指標演算装置、11……
密度関連値演算装置、12……放射能演算装置、13……出
力装置。
を示す概略図、第２図はその一部の立面図、第３図はそ
の放射能測定装置における放射線検出器で測定した波高
分布及び非散乱線強度と散乱線強度の取り方を示す図、
及び第４図は密度関連値を被検体の平均密度とした場合
のスペクトル指標に対する密度関連値を示す図、第５図
は密度関連値演算装置において第４図に示す較正曲線か
ら平均密度を演算する手順を示すフローチヤートを示す
図、第６図は本発明の他の実施例による放射能測定装置
における非散乱線強度と散乱線強度の取り方を示す図、
第７図は密度関連値を放射能と非散乱強度の比とした場
合のスペクトル指標に対する密度関連値を示す図、第８
図は本発明のさらに他の実施例による放射能測定装置に
おける非散乱線強度と散乱線強度の取り方を示す図であ
る。 １……ドラム缶、２……放射線検出器、３……ドラム缶
長軸方向の一断面、4,5……コリメータ、６……波高分
析装置、７……非散乱線、８……散乱線、９……光電ピ
ーク演算装置、10……スペクトル指標演算装置、11……
密度関連値演算装置、12……放射能演算装置、13……出
力装置。
Claims (9)
- 【請求項１】放射線検出器の前面に設置されたコリメー
タから入射される被検体からの放射線のエネルギースペ
クトルを求め、前記エネルギースペクトルの波高分布か
ら求まる前記放射線の散乱線強度と非散乱線強度に基づ
くスペクトル指標を求め、前記スペクトル指標から被検
体の密度又は密度に関係する密度関連値を求め、前記密
度関連値と前記非散乱線強度から被検体の放射能を定量
することを特徴とする放射能測定方法。 - 【請求項２】放射線検出器の前面に設置されたコリメー
タから入射される被検体からの放射線のエネルギースペ
クトルを求め、前記エネルギースペクトルの波高分布か
ら求まる前記放射線の散乱線と非散乱線の強度比の関数
で定義されるスペクトル指標を求め、予め求めた前記ス
ペクトル指標と被検体の密度又は密度に関係する密度関
連値の関係から前記被検体の密度又は密度に関係する密
度関連値を求めることによつて、一回の測定で前記被検
体の一断面の放射能を定量することを特徴とする放射能
測定方法。 - 【請求項３】放射線検出器の前面に設置されたコリメー
タから入射される被検体からの放射線のエネルギースペ
クトルを求め、前記エネルギースペクトルの波高分布か
ら求まる前記放射線の散乱線と非散乱線の強度比の関数
で定義されるスペクトル指標を求め、予め求めた前記ス
ペクトル指標と被検体の密度に関係する密度関連値の関
係から前記被検体の密度を求めることなしに、前記被検
体の放射能を定量することを特徴とする放射能測定方
法。 - 【請求項４】光量ピーク領域以下の所定のエネルギー範
囲内の計数率の和を散乱線強度とし、光電ピーク領域内
の所定のエネルギー範囲内の計数率を非散乱線強度とし
たことを特徴とする請求項１の放射能測定方法。 - 【請求項５】波高分布曲線上における光電ピーク領域の
始点と終点とを結んだ直線で光電ピーク領域を分け、所
定のエネルギー範囲内で前記直線より上部にある光電ピ
ーク領域を除いた計数率の和を散乱線強度とし、前記直
線より上部の光電ピーク領域の計数率の和を非散乱線強
度としたことを特徴とする請求項１の放射能測定方法。 - 【請求項６】ドラム缶を回転し、上下に移動する駆動機
構を有するドラム缶を被検体とする請求項１の放射能測
定方法。 - 【請求項７】被検体からの放出された放射線を検出する
放射線検出器と放射線検出器の前面に設置されたコリメ
ータを具備し、該放射線のエネルギースペクトルを求め
る手段と、該エネルギースペクトルの波高分布から該放
射線の散乱線強度と非散乱線強度を求める手段と、該散
乱線強度と該非散乱線強度から定まるスペクトル指標を
求める手段と、該スペクトル指標から被検体の密度に関
係する密度関連値を求める手段と、前記密度関連値と前
記非散乱線強度から被検体の放射能を定量する手段を有
することを特徴とする放射能測定装置。 - 【請求項８】ドラム缶を回転し、上下に移動する駆動機
構を有するドラム缶を被検体とする請求項７の放射能測
定装置。 - 【請求項９】ドラム缶を回転し、上下に移動する機構の
みを有するドラム缶駆動機構と請求項７の放射能測定装
置からなるドラム缶の放射能測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63323350A JPH0711573B2 (ja) | 1987-12-29 | 1988-12-23 | 放射能測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33410187 | 1987-12-29 | ||
| JP62-334101 | 1987-12-29 | ||
| JP63323350A JPH0711573B2 (ja) | 1987-12-29 | 1988-12-23 | 放射能測定方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01257292A JPH01257292A (ja) | 1989-10-13 |
| JPH0711573B2 true JPH0711573B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=26571149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63323350A Expired - Fee Related JPH0711573B2 (ja) | 1987-12-29 | 1988-12-23 | 放射能測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711573B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4869192B2 (ja) * | 2007-09-18 | 2012-02-08 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 放射性廃棄物の放射能測定方法 |
| JP6139391B2 (ja) * | 2013-12-06 | 2017-05-31 | 株式会社東芝 | 放射能検査装置及び方法 |
-
1988
- 1988-12-23 JP JP63323350A patent/JPH0711573B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HEALTH PHYSICS=1969 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01257292A (ja) | 1989-10-13 |
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