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JP-2026076861-A - 放射能測定システム、及び、放射能測定方法

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Abstract

【課題】複雑な形状の測定対象物を測定し易くするとともに、放射線検出器が測定対象物に接触して汚染されることを防止する。 【解決手段】放射能測定システム１００は、測定対象物２０１の寸法を測定する寸法測定装置１１と、測定対象物２０１の放射線を検出する放射線検出器３１と、放射線検出器３１を任意の場所に配置する検出器配置装置３５と、放射線検出器３１を駆動制御して、放射線測定データを収集するデータ収集装置４２と、を備える。検出器配置装置３５は、寸法測定装置１１で取得された測定対象物２０１の寸法情報に基づいて検出部（ＰＳＦ３２）が測定対象物２０１の最大径（幅）よりも大きな径（幅）に形成されており、このように形成された検出部で構成された放射線検出器３１を、測定対象物２０１の周囲に配置する。 【選択図】図１

Inventors

  • 名雲 靖
  • 上田 清隆

Assignees

  • 日立ＧＥベルノバニュークリアエナジー株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (8)

  1. 測定対象物の寸法を測定する寸法測定装置と、 前記測定対象物の放射線を検出する放射線検出器と、 前記放射線検出器を任意の場所に配置する検出器配置装置と、 前記放射線検出器を駆動制御して、放射線測定データを収集するデータ収集装置と、を備え、 前記検出器配置装置は、前記寸法測定装置で取得された前記測定対象物の寸法情報に基づいて検出部が前記測定対象物の最大径よりも大きな径に形成されており、このように形成された検出部で構成された前記放射線検出器を、前記測定対象物の周囲に配置する ことを特徴とする放射能測定システム。
  2. 請求項１に記載の放射能測定システムにおいて、 前記放射線検出器は、前記検出部であるシンチレーションファイバがらせん状に配置されるシンチレーションファイバ型放射線検出器である ことを特徴とする放射能測定システム。
  3. 請求項２に記載の放射能測定システムにおいて、 前記検出器配置装置は、前記シンチレーションファイバをらせん状に配置する検出器らせん状配置装置である ことを特徴とする放射能測定システム。
  4. 請求項３に記載の放射能測定システムにおいて、 前記検出器配置装置は、前記寸法情報に基づいて前記シンチレーションファイバの径を調整する径可変装置を有する ことを特徴とする放射能測定システム。
  5. 測定対象物の寸法を測定する寸法測定工程と、 放射線検出器を任意の場所に配置する検出器配置工程と、 前記放射線検出器を駆動制御して、放射線測定データを収集するデータ収集工程と、を含み、 前記検出器配置工程では、前記寸法測定工程で取得された前記測定対象物の寸法情報に基づいて検出部が前記測定対象物の最大径よりも大きな径に形成されたており、このように形成された検出部で構成された前記放射線検出器を、前記測定対象物の周囲に配置する ことを特徴とする放射能測定方法。
  6. 請求項５に記載の放射能測定方法において、 前記検出器配置工程は、 前記測定対象物の前記寸法情報に基づいて前記放射線検出器の支持部の径を前記測定対象物の最大径よりも大きな径に調整する工程と、 前記放射線検出器の検出部であるシンチレーションファイバを前記支持部の周囲にらせん状に配置する工程と、 前記放射線検出器を前記測定対象物の周囲に配置する工程と、を含む ことを特徴とする放射能測定方法。
  7. 請求項５に記載の放射能測定方法において、 前記検出器配置工程は、 前記測定対象物の前記寸法情報に基づいて前記放射線検出器の支持部の径を前記測定対象物の最大径よりも大きな径に調整する工程と、 前記放射線検出器の検出部であるシンチレーションファイバを前記支持部の周囲にらせん状に配置する工程と、 前記支持部の径を調整することで前記シンチレーションファイバの径を前記測定対象物の最大径に近づけるように調整する工程と、 前記放射線検出器を前記測定対象物の周囲に配置する工程と、を含む ことを特徴とする放射能測定方法。
  8. 請求項５に記載の放射能測定方法において、 前記検出器配置工程は、 径が前記測定対象物の最大径よりも大きな径で配置された前記放射線検出器の支持部を前記測定対象物の周囲に配置する工程と、 前記支持部の径を前記測定対象物の最大径に近づけるように調整する工程と、 前記放射線検出器の検出部であるシンチレーションファイバを前記支持部の周囲にらせん状に配置する工程と、を含む ことを特徴とする放射能測定方法。

Description

本発明は、放射能測定システム、及び、放射能測定方法に関する。 原子力発電施設等の運用中あるいは廃止措置では、機器の交換や施設の解体に伴い、放射化された廃棄物、あるいは放射能により汚染された廃棄物など、大量の廃棄物が発生する。これらの廃棄物は、放射化あるいは放射能汚染の程度等、放射能濃度のレベルに応じて分類される。このうち、低レベル放射性廃棄物と総称されるものについては、放射能濃度が比較的高いもの、放射能濃度が比較的低いもの、放射能濃度が極めて低いものに分類して、それぞれ、中深度処分、浅地中ピット処分、トレンチ処分といった地中埋設処分が実施される。また、低レベル放射性廃棄物よりも放射能濃度が高い高レベル放射性廃棄物については、地層処分が実施される。 一方、原子力発電施設の解体物の中には、その放射線の汚染程度が、自然界の放射線レベルと比較して十分に小さく、人の健康に対するリスクが無視できる程度であることから、放射線防護に係る規制から除外してもよいものがある。これらは、クリアランス物と呼ばれる。 クリアランス物は、放射性物質として取り扱う必要がない。そのため、放射能濃度がクリアランスレベル以下と判定されることにより、原子力発電所外に搬出できる。その際に、再利用できるものについては資源として再利用される。また、再利用が合理的でないものについては、通常の産業廃棄物と同様に処分することができる。クリアランスレベル以下であるか否かの判定は、測定対象となる解体物を放射線測定し、測定結果から放射能を評価することにより実施される。 解体物の放射能を測定・評価する方法として、特許文献１に記載の方法がある。特許文献１に記載の方法は、あらかじめ解体物を形状を測定しておき、形状を測定結果に基づき長尺のＰＳＦを解体物の表面にある一定の距離まで近接させる。そして特許文献１に記載の方法は、解体物の表面を近接距離を維持したまま倣い走査させて測定するものである。なお、ＰＳＦは、プラスチックによって構成されたシンチレーションファイバ（プラスチックシンチレーションファイバ）である。このような特許文献１に記載の方法は、大型の解体物全体の放射能を高精度に、かつホットスポットを見逃すことなく測定することができる。 特開２０２２-７００４９号公報 実施形態に係る放射能測定システム全体の模式構成図である。実施形態に係る放射能測定システムに用いる検出器配置装置の模式構成図である。放射能測定システムの第１実施例の動作を示すフローチャートである。放射能測定システムの第１実施例の動作説明図（１）である。放射能測定システムの第１実施例の動作説明図（２）である。放射能測定システムの第１実施例の動作説明図（３）である。放射能測定システムの第２実施例の動作を示すフローチャートである。放射能測定システムの第２実施例の動作説明図（１）である。放射能測定システムの第２実施例の動作説明図（２）である。放射能測定システムの第２実施例の動作説明図（３）である。放射能測定システムの第２実施例の動作説明図（４）である。放射能測定システムの第３実施例の動作を示すフローチャートである。放射能測定システムの第３実施例の動作説明図（１）である。放射能測定システムの第３実施例の動作説明図（２）である。放射能測定システムの第３実施例の動作説明図（３）である。放射能測定システムの第３実施例の動作説明図（４）である。 以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）について詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示しているに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。 なお、特許文献１に記載された従来技術には、以下の課題もある。 （１）個々の形状に対応して測定することは非効率であり、複雑な形状の解体物（測定対象物）に対して共通的な測定（共通化した測定）を行うことが望まれるという課題。 （２）また、放射線検出器の検出部のサイズに合わせて解体物（測定対象物）を切断せずに、放射能を測定することが望まれるという課題。 本実施形態は、これらの課題も解決することができる放射能測定システム、及び、放射能測定方法を提供することも意図している。 ＜放射能測定システム全体の構成＞ 以下、図１を参照して、本実施形態に係る放射能測定システム１００全体の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る放射能測定システム１００の模式構成図である。 図１に示すように、本実施形態に係る放射能測定システム１００は、寸法測定装置１１と、寸法測定制御装置１２と、搬送装置２１と、搬送制御装置２２と、を備える。また、放射能測定システム１００は、放射能測定装置３０と、配置制御装置４１と、データ収集装置４２と、放射能換算装置４３と、を備える。 寸法測定装置１１は、測定対象物２０１の形状・寸法を測定して、測定対象物２０１の寸法情報を取得する構成要素である。ここでは、測定対象物２０１が原子力発電施設の解体物であるものとして説明する。寸法測定装置１１は、ステレオカメラや、レーザ距離計、赤外線等を用いる非接触の距離測定装置等で構成することができる。 寸法測定制御装置１２は、寸法測定装置１１の動作を制御する構成要素である。寸法測定制御装置１２は、配置制御装置４１と電気的に接続されており、寸法測定装置１１で取得された測定対象物２０１の寸法情報を配置制御装置４１に出力する。 搬送装置２１は、測定対象物２０１を搬送する構成要素である。 搬送制御装置２２は、搬送装置２１の動作を制御する構成要素である。搬送制御装置２２は、搬送装置２１に、放射能測定装置３０の外部から内部に測定対象物２０１を搬送させ、放射能測定装置３０が測定対象物２０１の放射能を測定すると、放射能測定装置３０の内部から外部に測定対象物２０１を搬送させる。 放射能測定装置３０は、測定対象物２０１の放射能を測定する構成要素である。放射能測定装置３０は、放射線検出器３１と、検出器配置装置３５と、を有する。 放射線検出器３１は、測定対象物２０１の放射線を検出する構成要素である。放射線検出器３１は、検出部として機能するらせん状に配置されたＰＳＦ３２と、ＰＳＦ３２を支持するＰＳＦ支持部３３と、を有する。ＰＳＦ３２は、プラスチックによって構成されたシンチレーションファイバ（プラスチックシンチレーションファイバ）である。ＰＳＦ３２は、ＰＳＦ送り装置３４に予め用意されており、ＰＳＦ送り装置３４から放射線検出器３１に送り出される（供給される）。なお、放射線検出器３１は、検出部として少なくとも１台以上のサーベイメータ等を用いる構成にすることも可能である。しかしながら、ここでは、放射線検出器３１は、検出部としてらせん状に配置されたＰＳＦ３２を用いるものとして説明する。検出部としてＰＳＦ３２を用いる理由は、ＰＳＦ３２が多様形状や寸法を有する複雑な形状の解体物（測定対象物２０１）の放射能の測定を効率良く行うことができるからである。放射能測定システム１００は、放射線検出器３１の検出部としてＰＳＦ３２を用いることで、多様形状や寸法を有する複雑な形状の解体物（測定対象物２０１）に対して共通的な測定（共通化した測定）を行うことができる。また、放射能測定システム１００は、放射能の測定にかかる時間を短縮してスループット性能を向上させることができる。 検出器配置装置３５は、放射線検出器３１を任意の場所（例えば、搬送装置２１によって放射能測定装置３０の内部に搬送された測定対象物２０１の周囲）に配置する構成要素である。検出器配置装置３５は、放射線検出器３１にＰＳＦ３２をらせん状に配置する検出器らせん状配置装置として機能する。 配置制御装置４１は、検出器配置装置３５の動作を制御する構成要素である。 データ収集装置４２は、放射線検出器３１を駆動制御して、放射線測定データを収集する構成要素である。 放射能換算装置４３は、データ収集装置４２によって収集された放射線測定データに基づいて測定値を測定対象物２０１の放射能または放射能濃度に換算する構成要素である。 ＜検出器配置装置の構成＞ 以下、図２を参照して、検出器配置装置３５の構成について説明する。図２は、検出器配置装置３５の模式構成図である。 図２に示すように、検出器配置装置３５は、支柱３０１と、支持装置３０２と、径可変装置３０３と、支持部３０４と、を有する。 支柱３０１は、支持装置３０２を張架する構成要素である。図示例では、支柱３０１は、１本で支持装置３０２を張架しているが、複数本で支持装置３０２を張架するようにしてもよい。支柱３０１は、頑丈な金属製の棒状の部材が好ましいが、要求される強度を確保することができるのであれば、金属以外の材料（例えば、強化プラスチック）等を用いることができる。 支持装置３０２は、支持部３０４を移動可能に支持する構成要素である。支持装置３０２は、ＰＳＦ送り装置３４から送り出されるＰＳＦ３２の高さを変更しながら、支柱３０１を中心に矢印Ａ１２の方向に支持部３０４を移動（回転）させることで、支持部３０４の周囲（外周部）にＰＳＦ３２をらせん状に配置する（巻きつける）。このような支持装置３０２は、ＰＳＦ３２をらせん状に巻き取るらせん巻取装置として機能する。 径可変装置３０３は、支持部３０４の径（幅）を調整（変更）する構成要素である。径可変装置３０３は、矢印Ａ１１の方向に支持部３０４を移動させることで、支持部３０４の径（幅）を調整（変更）する。このような径可変装置３０３は、支持部３０４の径（幅）を調整（変更）することで、ＰＳＦ３２径（幅）を調整（変更）するらせん径調整機構として機能する。 支持部３０４は、ＰＳＦ３２が巻き付けられ、ＰＳＦ３２を支持する構成要素である。支持部３０４は、支持装置３０２によって支柱３０１を中心に矢印Ａ１２の方向に支持部３０４を移動（回転）させられることで、その周囲にＰＳＦ３２がらせん状に配置される（巻きつけられる）らせん巻取装置として機能する。図示例では、６本の支持部３０４が示されているが、支持部３０４の数は６本に限定されない。支持部３０４は、数が多くなるほど、円形に近似した形状の上に配置される。 ＰＳＦ３２は、ガンマ線との相互作用によりシンチレーション光を発生するシンチレータ材を、光ファイバ状に成型したものであり、ファイバの両端に設置した光検出器に入射するシンチレーション光の到達時間差から、ファイバ上におけるガンマ線の入射位置とその強度を測定するものである。ＰＳＦ３２は１０～２０ｍ程度の長さのものがあり、例えば１０ｃｍの間隔でガンマ線の強度を出力可能である。また、光ファイバと同様に曲げることができる等、形状の柔軟性を有する。長尺かつ形状柔軟性を有するＰＳＦ３２を複雑な形状の測定対象物２０１の外周部にらせん状に配置することで、個々の複雑な形状に個別に対応することなく共通的に測定（共通化した測定）を行うことできる。放射能測定システム１００は、配置制御装置４１でＰＳＦ送り装置３４を駆動制御することにより、放射線検出器３１へのＰＳＦ３２の送り出し量を調整する。また、放射能測定システム１００は、配置制御装置４１で検出器配置装置３５を駆動制御することにより、支持部３０４の周囲でのＰＳＦ３２の配置位置を調整する。これにより、放射能測定システム１００は、ＰＳＦ３２のらせん配置を実現する。 また、放射能測定システム１００は、放射能測定装置３０による解体物（測定対象物２０１）の放射能の測定を実施する前段階の装置として、寸法測定装置１１と寸法測定制御装置１２、搬送装置２１と、搬送制御装置２２と、を備える。 ＜放射能測定システムの動作＞ ここでは、放射能測定システム１００の