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森下 祐樹; 黒澤 俊介*; 山路 晃広*; 林 真照*; 笹野 理*; 牧田 泰介*; 東 哲史*
Scientific Reports (Internet), 11(1), p.5948_1 - 5948_11, 2021/03
被引用回数：3 パーセンタイル：37.09(Multidisciplinary Sciences)原子力施設内で二酸化プルトニウム粒子を吸入することによる作業者の内部被ばくは、放射線防護の観点から重要な問題である。核施設の作業現場において、内部被ばく評価のための二酸化プルトニウム粒子の空気力学的直径の放射能中央値(AMAD)をリアルタイム測定するため、ZnS(Ag)シンチレータ,光学顕微鏡、及び電子増倍CCD子カメラを用いた高分解能
イメージャーを開発した。開発したイメージャーを用い、実際の二酸化プルトニウム粒子を測定し、リアルタイムに個々の線の位置を特定することができた。複数の線の平均の空間分解能を評価したところ16.2
2.2umFWHMであった。また、二酸化プルトニウム粒子の空間分解能は、二酸化プルトニウム粒子とZnS(Ag)シンチレータの間の距離に起因して302.74.6umFWHMであった。
線の影響は無視でき、線と識別できた。測定した計数率から二酸化プルトニウム粒子の等価粒径を計算することができた。これらの結果から、開発したイメージャーが原子力施設の作業現場でのリアルタイムの二酸化プルトニウム粒子測定に有効であることが示唆された。
相澤 康介; 近澤 佳隆; 石川 信行; 久保 重信; 岡崎 仁*; 水戸 誠*; 戸澤 克弘*; 林 真照*
Proceedings of 2012 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '12) (CD-ROM), p.465 - 474, 2012/06
日本において、JSFRの設計研究が進められている。JSFRは2種類の破損燃料検出系を有している。一つは、炉内の燃料破損を検出するFFDである。もう一つは、破損した燃料集合体を位置決めするFFDLである。本研究では、FFDへの要求性能を整理し、それを満足する実証炉用FFD及び実用炉用FFDを設計した。実用炉FFDは、炉上部プレナムのナトリウムをサンプリングするシステムを採用し、炉上部プレナム内の流動解析を実施して性能を確認した。実証炉用FFDは、1次系配管の外側に検出器を設置するシステムを採用し、遮へい解析等を実施して性能を確認した。FFDLについては、既往炉及び過去の研究開発の経験を整理した。セレクタバルブ法FFDLはPhenixとS-Phenixの経験を調査し、タグガス法FFDLはEBR-IIとFFTFの経験を調査した。これらの調査結果をもとに、両システムのJSFRへの適合性を評価した。
森下 祐樹; 佐川 直貴; 藤澤 真; 黒澤 俊介*; 笹野 理*; 林 真照*; 田中 浩基*
no journal, ,
この研究では、電子増倍電荷結合素子(EMCCD)カメラを使用して開発された高解像度アルファ イメージャに対するさまざまな種類の放射線の影響を報告する。このイメージャは元々、ベータ粒子、ガンマ線、中性子などの他の種類の放射線も存在する廃止措置現場でPu酸化物粒子を可視化するために設計された。研究の目的は、これらの放射線がイメージャに及ぼす影響を確認し、アルファ粒子と他の放射線を区別する方法を開発することである。アルファ粒子、ベータ粒子、ガンマ線、中性子の測定を行った。識別方法は画像分布の特性に基づいており、画像値を2値化し、ガウスフィルターを適用してアルファ粒子スポットの数をカウントした。この結果は、強度の違いを利用してアルファ線とガンマ線(中性子)を区別できることを示している。この研究は、廃炉現場における放射線検出技術の開発に重要な情報を提供する。
鍋島 邦彦; 相澤 康介; 近澤 佳隆; 岡崎 仁*; 林 真照*
no journal, ,
DN法FFDは、燃料破損時に燃料から冷却材中に放出される遅発中性子先行核からの遅発中性子束を計測することにより、燃料破損を検出する計装設備である。ここでは、安全設計クライテリア等の新たな指針類を踏まえ、DN法FFDへ要求される役割について整理するとともに、配置への影響低減のために配管を囲っていた部分の遮蔽体を削除した検出体系で、燃料破損伝播前に原子炉トリップが可能であることを確認した。
森下 祐樹; 黒澤 俊介*; 山路 晃広*; 林 真照*; 笹野 理*; 牧田 泰介*; 東 哲史*
no journal, ,
原子力施設内の作業員がプルトニウム粒子を吸入した恐れがある場合、内部被ばくを考慮することが重要である。そこで、原子力施設の作業現場におけるPu粒子のAMAD値をリアルタイムに測定するために、高感度CCDカメラと光学顕微鏡を用いた高分解能イメージング検出器を開発し、これを実際のプルトニウム粒子の測定に応用した。ZnS(Ag)シンチレータにより線はシンチレーション光に変換され、シンチレーション光を電子増倍(EM)CCDカメラで撮像した。ズーム範囲は5倍
20倍の範囲で調整した。20倍のズーム範囲を使用した場合、解像度は0.81um/pixel、視野は412.9um
412.9umであった。アルファ粒子の半値最大全幅(FWHM)は17.9umと評価された。プルトニウム粒子からの放出される線の位置をリアルタイムで特定することができ、その計数率は、市販のZnS(Ag)シンチレーションカウンターを用いて測定した数と一致した。測定された数は、AMAD値に変換することができる。このように、超高分解能イメージャは、原子力施設の作業現場でのプルトニウム粒子のAMADの測定手法として有望である。
線イメージング検出器による線と他の放射線の弁別手法の開発森下 祐樹; 佐川 直貴; 藤澤 真; 黒澤 俊介*; 笹野 理*; 林 真照*; 田中 浩基*
no journal, ,
電子増倍型冷却CCDカメラ(EMCCD)カメラを使用して開発した高分解能線イメージング検出器に対するさまざまな種類の放射線の影響を調べた。この線イメージング検出器は元々、線、
線、中性子などの他の種類の放射線が存在する現場でプルトニウム酸化物粒子を可視化するために開発された。本研究の目的は、このイメージング検出器を用いて、線と他の放射線を識別する方法を開発することである。線、線、線、中性子の測定を行い、EMCCDカメラのセンサーが自体が線や中性子線に感度を有することが分かった。線との識別方法は画像処理によって行った。画像の画素値を2値化し、ガウシアンフィルタを適用して線のスポットの数をカウントした。その結果、強度の違いを利用して線と線(中性子)を識別できることを示した。本研究は、廃炉現場等における多様な放射線の混在場で線を弁別計測するのに有効と考えられる。
佐川 直貴; 森下 祐樹; 藤澤 真; 黒澤 俊介*; 笹野 理*; 林 真照*
no journal, ,
プルトニウムを取り扱う原子力施設において、Pu粒子の可視化は、作業者の内部被ばく線量を評価するうえで重要である。本研究では、先行研究の撮像装置に耐ノイズ性能、読み出し速度が向上した新型のqCMOS(相補性金属酸化膜半導体)カメラを適用することで、線に対する空間分解能を向上させ、より詳細にPu粒子の可視化ができる可能性があることから、様々な放射線を照射して、その効果を確認した。その結果、線、線、中性子の影響はなく、ノイズが発生しても面積で閾値を設けることで、線のみ特異的に測定することができることが分かった。
藤澤 真; 森下 祐樹; 佐川 直貴; 黒澤 俊介*; 笹野 理*; 林 真照*
no journal, ,
福島第一原子力発電所(FDNPS)の廃炉作業において、アルファ線(アルファ汚染)の測定は重要である。アルファ線、ベータ線、ガンマ線が混在する状況において、アルファ粒子を可視化できるかどうかを検証することは非常に重要である。本研究では、新たに開発したアルファイメージャを、アルファ線、ベータ線、ガンマ線が混在する実試料の測定に適用し、その有効性を検証した。イメージャはqCMOSカメラ(ORCA-Quest(C15550-20UP))と光学顕微鏡(オリンパス製BX53MRF-S)で構成されている。厚さ3.25mg/cm
のZnS(Ag)シンチレータを試料に密着させてアルファ線を測定した。アルファ粒子が測定できるかどうかを確認するために、
Amアルファ標準線源を測定した。さらに、アルファ、ベータ、ガンマ核種の混合試料も測定した。アルファ粒子のクラスターを抽出するために画像処理を行った。画像処理を施すことで、アルファ粒子のクラスターを抽出することに成功した。アルファ核種、ベータ核種、ガンマ核種が混在する試料を測定したところ、アルファ粒子のクラスターを確認することができた。アルファ核種よりもベータ核種の方が高い試料であったが、アルファ核種のみを抽出することに成功した。開発したアルファイメージャは、FDNPSの敷地内の汚染測定に有用である。
小玉 翔平*; 黒澤 俊介*; 森下 祐樹; 宇佐美 博士; 林 真照*; 田中 浩基*; 吉野 将生*; 鎌田 圭*; 吉川 彰*; 鳥居 建男
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉に向け、長尺光ファイバーと赤色発光シンチレータを用いた放射線の遠隔測定技術の開発および使用シンチレータの選定について検討した。従来から検討されているルビーシンチレータと、われわれが開発した新規材料であるセシウム・ハフニウム沃化物をプローブとして用い、京都大学複合原子力科学研究所・コバルト60ガンマ線照射装置にて光ファイバーでの光読み出し試験を行った。シンチレーション光はSi-フォト・ダイオードまたはCCD分光器を用いて検出を行い、空間線量率と信号強度の線形性を評価した結果、すべてのシンチレータ・検出器の組み合わせで線形性が確認できた。
林 真照*; 牧田 泰介*; 東 哲史*; 笹野 理*; 吉田 浩子*; 津田 修一
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所事故によって現在も避難している住民の安全な帰還を判断する上で、土壌に沈着した人工核種による線量評価は極めて重要である。本研究では、福島県内の家屋内外におけるNaI(Tl)シンチレータを用いた測定データに対してアンフォールディング法を適用し、線核種のエネルギースペクトルを評価した。環境中の放射性核種から放出される線は測定器に到達するまでに空気や土壌等によって散乱されるが、天然核種(カリウム, ウラン・トリウム系列等)起源の直達線の線量に対する散乱線による線量の比率を評価した結果、人工核種が存在しない場合におけるその比率は線量率によらずおおよそ一定であることがわかった。この結果は、人工核種の残存する場所において天然核種のみの線量率を差し引くことで、人工核種のみによる線量率を精度よく評価できる可能性を示唆する。
吉田 浩子*; 林 真照*; 牧田 泰介*; 東 哲史*; 笹野 理*; 津田 修一
no journal, ,
2012年から旧・現避難指示区域の住家において継続して住家内外の空間線量率を測定している。飯舘村及び南相馬市小高区の住家54戸について、除染前の数値に対する、除染直後、2019年, 2020年での各空間線量低下率を屋外・屋内それぞれについて比較した。除染直後における屋外の空間線量低下率は、屋内よりも高い値を示していたが、2019・2020年の評価では、屋外・屋内での両者の低下率に差は見られないことがわかった。これは、屋内での空間線量率の減少率が屋外より小さいことを意味する。スペクトル解析及び住家屋根への放射性物質の沈着データの解析結果から、除染範囲以遠からの除染範囲及び住家へのあらたな放射性物質の飛散・沈着が原因のひとつと推定される。
