SrI(Eu)シンチレーション検出器のin-situガンマ線スペクトロメトリへの適用性に関する検討

Study of the applicability of SrI(Eu) scintillation detector to in-situ gamma-ray spectrometry

竹安 正則 ; 三上 智   ; 安藤 真樹  ; 外間 智規 

Takeyasu, Masanori; Mikami, Satoshi; Ando, Masaki; Hokama, Tomonori

In-situガンマ線スペクトロメトリを簡便に行うための検出器開発を目的とした研究の一環として、取り扱いが容易なSrI(Eu)検出器をin-situガンマ線スペクトロメトリへ適用することを試みた。本研究では、in-situガンマ線スペクトロメトリに必要なSrI(Eu)検出器の特性評価を行った。また、SrI(Eu)検出器とGe検出器を用いたin-situガンマ線スペクトロメトリの相互比較試験を行い、SrI(Eu)検出器のin-situガンマ線スペクトロメトリへの適用性について検討を行った。SrI(Eu)検出器の特性評価として、入射ガンマ線のエネルギーの変化に対するSrI(Eu)検出器のピーク効率を測定した。また、SrI(Eu)検出器のピーク効率の角度依存性を測定した。SrI(Eu)検出器とGe検出器を用いたin-situガンマ線スペクトロメトリの相互比較試験の結果、Ge検出器で定量されたCs-134、Cs-137、Pb-214、Bi-214、Tl-208、Ac-228及びK-40のうち、SrI(Eu)検出器では、放射能強度が比較的強いCs-137とK-40が定量された。SrI(Eu)検出器での測定により得られたCs-137の地表面沈着量及びK-40の土壌中濃度は、Ge検出器での測定により得られたそれらと比較的良い一致を示した。これらの結果より、放射能強度が強く、かつガンマ線スペクトル上で他の核種のガンマ線ピークが妨害ピークとならない核種に対して、SrI(Eu)検出器を用いたin-situガンマ線スペクトロメトリは有効であることが示された。原子力発電所等の事故時には様々な放射性核種が環境中へ放出されるが、短半減期核種が減衰し、長半減期核種のみが存在する事故後中長期における環境モニタリングにおいてSrI(Eu)検出器により簡便にin-situガンマ線スペクトロメトリが可能である。

As part of the research aimed at developing a detector to easily perform in-situ gamma-ray spectrometry, the applicability of a SrI(Eu) scintillation detector to in-situ gamma-ray spectrometry was investigated. In this study, the characteristics of the SrI(Eu) detector were evaluated for in-situ gamma-ray spectrometry. Intercomparison measurements of in-situ gamma-ray spectrometry using the SrI(Eu) detector and Ge semiconductor detectors were conducted, and the applicability of the SrI(Eu) detector was examined. To characterize the SrI(Eu) detector, the peak efficiency of the SrI(Eu) detector was measured with respect to the change of incident gamma-ray energy. The angular dependence of the peak efficiency of the SrI(Eu) detector was also measured. As the result of the intercomparison measurement of in-situ gamma-ray spectrometry, the radionuclides quantified by Ge detectors were Cs-134, Cs-137, Pb-214, Bi-214, Tl-208, Ac-228 and K-40. On the other hand, those by SrI(Eu) detector were only Cs-137 and K-40 which had relatively high radioactive intensity. The deposition density of Cs-137 and the concentration of K-40 in soil measured by the SrI(Eu) detector showed relatively good agreements with those by Ge detectors. From these results, it was suggested that the in-situ measurement using a SrI(Eu) detector was available for radionuclides which had high radioactive intensity and whose gamma-ray peaks were not interfered by those of other radionuclides in gamma-ray spectrum. During an accident at nuclear power plant, various radionuclides are released into the environment, but radionuclides with short half-life decayed and radionuclides with long half-life only exist at mid-to-long term environmental monitoring situations, when in-situ gamma-ray spectrometry using a SrI(Eu) detector is applicable.