Comparative study on performance of various environmental radiation monitors

様々な環境放射能(線)モニタの性能に関する比較研究

玉熊 佑紀*; 山田 椋平  ; 鈴木 崇仁*; 黒木 智広*; 佐賀 理貴哉*; 水野 裕元*; 佐々木 博之*; 岩岡 和輝*; 細田 正洋*; 床次 眞司*

Tamakuma, Yuki*; Yamada, Ryohei; Suzuki, Takahito*; Kuroki, Tomohiro*; Saga, Rikiya*; Mizuno, Hiroyuki*; Sasaki, Hiroyuki*; Iwaoka, Kazuki*; Hosoda, Masahiro*; Tokonami, Shinji*

東京電力福島第一原子力発電所事故後の放射能(線)監視データが不足していたため、第一陣の緊急対応者の放射線量は正確に評価されなかった。原子力事故で緊急対応をしている労働者の放射線量を評価することは重要である。本研究では、外部被ばく線量と内部被ばく線量の両方を評価できる新しい装置を開発し、緊急時の環境放射能(線)モニタリングの観点から、市販のモニタを含む様々な環境放射能(線)モニタの性能を比較した。福島県で各モニタのバックグラウンド計数値と周辺線量当量率を測定した。ベータ線の検出限界はISO11929に従って評価した。ZnS(Ag)とプラスチックシンチレータを用いたダストモニタのガンマ線に対する感度は高いが、CsI(Tl)結晶を有するシリコンフォトダイオードを用いた外部被ばくモニタの感度は比較的低かった。検出限界は100Sv hで190-280Bq mであり、日本の原子力規制委員会による要求下限値の100Bq mの検出限界を超えていた。要求下限値を達成するには、鉛によるシールドを用いることが必要である。これらの結果から、評価対象モニタの中でも、ZnS(Ag)シンチレータとプラスチックシンチレータを併用したダストモニタが外部被ばくモニタに適しており、開発された内部被ばくモニタが緊急時の内部被ばくモニタとして適していることがわかった。将来的には、アルファ線の計数効率, 相対不確かさ及び検出性能が評価され、さらに可搬性を考慮した上でどのタイプのモニタが適しているかが検討される予定である。

After the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident, the radiation dose for first responders was not evaluated accurately due to lack of the monitoring data. It has been important to evaluate a radiation dose for workers in emergency response at a nuclear accident. In this study, a new device which can evaluate both of external and internal exposure doses was developed and the performance of various environmental radiation monitors including commercially available monitors were tested and compared from the viewpoint of an environmental monitoring at emergency situation. Background counts of the monitors and the ambient dose equivalent rate were measured in Fukushima Prefecture. The detection limit for beta particles was evaluated by the method of ISO11929. The sensitivity for gamma-rays of the dust monitor using a ZnS(Ag) and a plastic scintillator was high, but that of the external exposure monitor using a silicon photodiode with CsI(Tl) crystal was relatively low. The detection limit ranged 190-280 Bq m at 100 Sv h, exceeding the detection limit of 100 Bq m in the minimum requirement by the National Regulation Authority in Japan. Use of the shielding with lead is necessary to achieve the minimum requirement. These results indicate that the dust monitor using a ZnS(Ag) scintillator and a plastic scintillator is suitable for the external exposure monitor and the developed internal exposure monitor is for the internal exposure monitor at emergency situation among the evaluated monitors. In the future study, the counting efficiency, the relative uncertainty and the performance of the detection for alpha particles will be evaluated, and it will be considered which type of a monitor is suitable after taking the portability into account.