In-situ environmental radioactivity measurement in high dose rate areas using a CdZnTe semiconductor detector

CZT検出器を用いた高線量率地域におけるin-situ環境放射能測定

古渡 意彦; 窪田 卓見*; 芝原 雄司*; 藤井 俊行*; 高宮 幸一*; 水野 哲*; 山名 元*

Kowatari, Munehiko; Kubota, Takumi*; Shibahara, Yuji*; Fujii, Toshiyuki*; Takamiya, Koichi*; Mizuno, Satoshi*; Yamana, Hajimu*

福島第一原子力発電所事故後の環境モニタリングでは、Ge半導体検出器を用いたin-situ環境放射能測定により、土壌における放射性物質の沈着量が観測されている。この手法は広く一般化した技術であり、信頼できる結果が得られる。一方で、(1)液体窒素補給等による常時冷却が必要であること、(2)液体窒素デュワーを含めた検出部全体が大きく、測定機材一式が大掛かりであること、及び(3)波高分布でのピーク分解能が高く、検出下限値が小さい、という特徴は、高線量率地域において全て不利に働く。高線量率地域では、環境モニタリング作業自体を迅速に行う必要があり、大型の検出器は取り回しが悪い。また、線感度が高すぎてピークが重なり、Ge半導体検出器では、正当な測定を行えないケースがある。本研究では、in-situ環境放射能分析を迅速かつ簡便に行う研究の一環として、小型軽量で外部電源を要しないCZT検出器を、高線量率域下(40Sv h程度)でのin-situ環境放射能測定へ適用した。測定の結果、Cs及びCsについて、2011年3月11日沈着当時に換算して、6000kBq mを超えるものであり、航空機サーベイの結果と比較して、矛盾のない結果が得られている。この結果から、CZT検出器を使用することで、現在も一部に残る高線量率地域での迅速なin-situ放射能分析及び継続的な定点モニタリングが可能であることを示唆している。

For the purpose of determining a surface deposition density on soil for radio-cesiums, a CdZnTe (CZT) semiconductor detector whose crystal has dimensions of 1 cm cubic was applied to the in situ environmental radio-activity measurement in deeply contaminated areas in Fukushima region. Even in high dose rate areas where pulse height spectra weren't able to be properly obtained by the conventional high purity Ge semiconductor detector, proper pulse height spectra were obtained by the CZT detector with certain accuracy. Results of deposition density on soil for Cs and Cs derived from net peak areas by the CZT detector seemed consistent, comparing with those measured by the Japanese government. Air kerma rates were estimated by the same pulse height spectra for determining surface deposition density on soil for radio-cesiums and found to be almost the same values as obtained by the NaI(Tl) scintillation survey-meter.