Measurement of Naturally-Occurring Radioactive Materials (NORM) using a scintillator-based alpha detector

シンチレータを用いたアルファ検出器による自然起源放射性物質(NORM)の測定

森下 祐樹   ; 富岡 哲史; 藤澤 真; 井崎 賢二 

Morishita, Yuki; Tomioka, Akifumi; Fujisawa, Makoto; Izaki, Kenji

原子力施設では、天然放射性物質とプルトニウムのような人工放射性物質を区別することが重要である。本研究では、YAP:Ceシンチレータと多ノード光電子増倍管を用いたシンチレータ型粒子検出器を開発した。この検出器を用いて、ラドン子孫核種、鉛板、ランタンマントル、ラジウムセラミックボールを含むさまざまな自然起源放射性物質(NORM)試料を測定した。測定結果はモンテカルロ・シミュレーション計算と比較され、一致することがわかった。検出器のエネルギー分解能は8.6%FWHMである。ラドン子孫核種の測定結果では、Bi(6.1MeV)、Po(7.7MeV)、Po(8.8MeV)のピークが観測された。鉛板はPoを含み、5.3MeVのアルファ粒子を放出する。同じエネルギーでシミュレーションを行った結果、実測値を再現することができた。この結果は、NORM試料から放出されるアルファ粒子のエネルギーと分布を示した。この研究により、開発したアルファ粒子検出器がNORMを識別できることが実証された。

It is important to differentiate between natural and artificial radioactive materials such as plutonium in nuclear facilities. In this study, a scintillator-based alpha-particle detector was developed using YAP:Ce scintillator and Multi-Anode PhotoMultiplier Tube. The detector was used to measure various naturally occurring radioactive materials (NORM) samples including radon progeny, lead plate, lantern mantle, and radium ceramic ball. The measurement results were compared with Monte Carlo simulation calculations and were found to be in agreement. The energy resolution of the detector is 8.6%FWHM. In the measurement results of radon progeny, peaks of Bi (6.1 MeV), Po (7.7 MeV), and Po (8.8 MeV) can be observed. The lead plate contains Po and emits 5.3 MeV alpha particle. The simulation with the same energy was able to reproduce the actual measurement. The results showed the energy and distribution of the alpha particles emitted by the NORM samples. The study successfully demonstrated the capability of the developed alpha-particle detector in identifying NORM.