Improvement of analysis results from the GAGG scintillator Compton camera operated on an unmanned helicopter by selecting stable flight conditions

安定した飛行条件の選択による無人ヘリ搭載コンプトンカメラの解析結果の改善

志風 義明 ; 島添 健次*

Shikaze, Yoshiaki; Shimazoe, Kenji*

無人ヘリコプター搭載用のコンプトンカメラシステムは、高汚染地域での放射性物質の分布を調査するためにこれまで開発されてきた。この研究では、フライトの状態をより適切に記録してホットスポット位置をより正確に検出するために、小型カメラ,レーザー距離計,姿勢角センサー,温度センサー、およびリアルタイムモニタリングソフトウェアが、コンプトンカメラシステムに装備された。それらの変更によって検出結果がどのように改善されたかを確認するために、福島県大熊町のフィールド上でホバリングフライトおよびプログラミングフライトによる測定が行われた。フライトデータを処理することによって、地上での周辺線量当量率分布が得られ、次に地上でサーベイメータを用いて歩行して測定した値と比較された。ホバリングフライトでは、飛行の位置と姿勢の安定した期間を選択することや姿勢角のブレを制限することにより、データセット間の相関が改善された。また、1分間のデータウィンドウを使用した場合でも、安定した飛行期間のデータを使用することで、6.0%-7.6%の位置分解能の向上が得られた。このように、コンプトンカメラで得られたホットスポットの検出精度および周辺線量当量率分布の精度は、システムへの前述の変更によって改善された。

A Compton camera system for use on an unmanned helicopter was previously developed for characterizing the distribution of radioactive materials in highly contaminated areas. For this study, a small camera, a laser distance meter, an attitude angles sensor, temperature sensors, and real-time monitoring software were equipped to the Compton camera system to better measure flight parameters and to more precisely detect hot spot locations. To confirm if detection results were improved by the modifications, measurements were taken from hovering and programmed flights over a field in Okuma, Fukushima Prefecture (Japan). Ambient dose equivalent rate distributions at ground level were obtained by processing the flight data, then compared against measurements taken at ground level on foot using a survey meter. For one hovering flight, the correlation between the datasets was improved by selecting a period of stable flight position and attitude, and by restricting the deviation of the attitude angles. Between 6.0%-7.6% improvement in the position resolution was achieved by using the data from stable flight periods, even when using 1 minute data windows. The precision of hot spot detections and ambient dose equivalent rate distributions obtained from the Compton camera were thus improved by the aforementioned modifications to the system.