測定目的に応じた多種の測定装置

測定目的に応じた多種の測定装置

NaI検出器・・ベクレルモニター&γ線スペクトロメーター (迅速・簡易検査に最適)

原子力発電所の事故を受け、最初に必要な対応策は、どの程度範囲まで放射性物質が拡散しているかの状況を把握する事です。NaI(ヨウ化ナトリウム)検出器は高感度であり、価格的に比較的安価な為、測定対象とする食品や水、土壌などが、どの程度の放射能量を持つのか、迅速に測定するのに非常に有効です。1つの検体の測定に要する時間は、10−15分程度です。

同位体研究所が使用しているNaIシンチレーション検出器による測定装置は、2種類あります。

ベルトールド・テクノロジー社製 LB200 ベクレルモニター

ベクレルモニター

食品や水の総放射能量をKG当たりのベクレル値で表示します。鉛の測定容器内に、サンプルをセットし、測定開始すれば10分程度で測定が完了します。食品や水を対象とする為、天然に存在する放射性カリウム(K-40)については、検出感度を落としてある為、検体中の放射性カリウムの影響を受けにくい特徴がありますが、カリウムを多く含む検体の場合、やはりカリウムを検出する為、値が高くなります。またNaIシンチレーション検出器は感度が高いですが、ラドンなどの周辺環境放射能についても検出する場合があり、定量性を含め放射能量で20Bq/kg以上の検出が有効です。扱いやすく、また価格的にも安価なので、工場での簡易検査などにも有効です。ただし、放射性ヨウ素、放射性セシウム134と137といった核種別の測定はできません。表示される放射能量は、検体から得られる総γ線量というものです。

ベルトールド・テクノロジー社製 NaIシンチレーションγ線スペクトロメーター LB2045

ベNaIガンマ線スペクトロメータ

γ線のスペクトルを解析する事で、どのような核種が含まれるか定量する簡易測定装置です。 精密測定に使用するゲルマニウム半導体検出器・γ線スペクトロメーターと比較した場合、感度は高いですが、核種を同定する精度は劣ります。

 

LB2045の場合、放射性セシウムは、Cs-134とCs-137の合算値として表示されます。Cs-134とCs-137の区別は困難です。

しかし、総放射性セシウムの測定値は良好な値を示し、放射性カリウム(K-40)については、測定に影響しない事から、簡易検査としては、精度の高い結果が得られます。 LB2045も扱いは容易な為、放射能測定について、熟練していない人でもすぐに測定を行う事ができます。測定に際しては、鉛製の容器内に検体をセットし、タッチパネルで測定項目を選択する事で測定が開始されます。牛肉や、米などがどの程度の総放射性セシウムを含むのか迅速・簡易に測定する上で、有効な測定装置です。

ゲルマニウム半導体γ線スペクトロメトリー(γ線の個別の核種を高精度に特定・定量が可能な、精密分析装置)


CANBERRA GC2020/SEIKO-EG&G SEG-EMS(GEM 20-70)。現在国内では2種類のゲルマニウム半導体検出器によるγ線スペクトロメトリーが使用されています。フランス・アレバグループのキャンベラ社とセイコーEG&G(検出器はORTEC社)が装置を供給しています。ゲルマニウム半導体検出器は、極低温で作動する為、液体窒素(又は電気冷却装置)が充填された容器内に検出器が組み込まれています。この検出器が厚さ10cmの鉛の遮蔽体の中にセットされており、装置の重量は1トンを超えます。このため装置を設置する場所にも制約があります。

ゲルマニウム半導体検出器は、微弱な装置周辺の放射能も検出する為、設置については、十分な配慮が必要です。周辺からの放射線が十分に低いほど、良好な測定結果が得られます。この装置では、測定対象の検体を鉛容器内にセットし、一定の時間測定を行い、その結果を解析します。ここの核種毎のエネルギースペクトルを精度良く測定しますから、個々の核種の特定、定量が可能です。ただし、検出限界は、装置の設定状況や、測定時間により変動する為、測定にはより長時間が必要となります。

また測定対象の検体については、2Lの測定容器に詰めて測定する方法、100g程度の小型容器に詰めて測定する方法、小型のタッパウエアを用いる方法など、いくつかの測定方法があります。測定対象の検体の放射能量に合わせて適切な測定容器・測定時間の設定が効率的な測定には不可欠です。

同位体研究所では、CANBERRA社のGC2020を主体に、SEIKO EG&G社のSEG-EMSを合わせて用いています。それぞれの装置については、短時間(20分)測定用、標準測定用(30分)長時間確定用(200分以上)などと装置によって目的に応じて測定形態を分け、効率的な測定を行っています。

低バックグラウンド α/β線測定装置

多くの放射性物質は、γ線を出すのでNaIシンチレーション式の検出器やゲルマニウム半導体検出器による測定が可能です。しかし、放射性ストロンチウムなどはγ線を出さず、β線を出すため、測定には異なる装置が必要となります。放射性ストロンチウムの測定に使用されるのは、鉛の遮蔽体を内蔵し、周辺からの放射線を遮断し、β線を効率よく測定できる低バックグラウンド・β線測定装置と呼ばれるものです。同位体研究所では、CANBERRA社のSeries 5 XLというガスフロー式の低バックグラウンドα/β線測定装置を使用しています。

その他の測定装置

分析室での測定用の装置の他、同位体研究所では野外での測定を行う為の、測定装置も使用します。 貨物などの表面に放射性物質の付着汚染がないか測定を行う為の表面汚染測定装置、NaIシンチレーション検出器γ線スペクトロメーター(携帯型)などを使用します。

これらの測定装置は、野外での放射能分布状況を把握する上で、重要な役割を果たします。