粒径分解型ダストモニタ開発; 初期データによる概念検証

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黒江 彩萌; 坪田 陽一   ; Laffolley, H.; 狩野 貴宏 

Kuroe, Ayame; Tsubota, Yoichi; Laffolley, H.; Karino, Takahiro

核燃料施設等の放射線管理において、作業者の内部被ばく評価のためのダストモニタリングは不可欠である。通常の施設運転における放射線管理では、一般的に空気力学的放射能中央径(AMAD)は、ICRP Publication 68に基づきデフォルト値5mが適用されている。しかし、エアロゾルの呼吸気道内の沈着挙動は粒径に強く依存し、粒子が微細であるほど深部に到達しやすいため、実効線量係数は大きくなる。核燃料施設の廃止措置では、通常運転時とは異なるエアロゾル発生源が想定される。これにより、AMADがデフォルト値から乖離する可能性が想定される。万が一、作業者が内部取り込みをした場合、その後の医療措置や健康影響の予測のためには、可能な限り正確な線量を評価する必要がある。正確な評価のためにも、平時から作業環境におけるエアロゾルの特性を把握することが極めて重要である。本研究では、核燃料施設の廃止措置する作業環境において、エアロゾルの粒径情報をリアルタイムで取得可能な線ダストモニタの概念を設計し、その実現可能性を検討することを目的とする。従来から粒径分離に用いられてきたカスケードインパクターは、構造的に検出器の内蔵が困難であることに加え、作業現場での捕集媒体の交換がコンタミネーションリスクを増大させるため、本モニタへの適用は現実的ではない。そこで本研究では、原子力機構で開発を進めている10m, 1-10m, 1mの3つの空気動力学径に分級・捕集するバーチャルインパクターと、多チャンネル線検出器を組み合わせたシステムで設計を行った。バーチャルインパクターとは、エアロゾルを慣性の違いに基づき、特定の粒径で分級する装置である。当該装置は平面状のコンパクトな構造を持つため、捕集領域を検出器に直接対向させることができ、リアルタイム測定が実現可能である。後は、廃止措置作業で想定されるエアロゾルの粒径分布に基づき、現在設定している設定目標値(1m, 10m)の妥当性を評価する。また、シミュレーションや実測データを用いて分級性能の最適化を図り、より精度の高い内部被ばく評価に資するモニタの開発を目指す。

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