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公開番号2025162858
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-28
出願番号2024066324
出願日2024-04-16
発明の名称放射線監視システム、及び、放射線監視方法
出願人日立GEベルノバニュークリアエナジー株式会社
代理人弁理士法人信友国際特許事務所
主分類G21C 17/00 20060101AFI20251021BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】性状が一部不明瞭な核燃料を含む物体の臨界裕度を把握することが可能な放射線監視システムを提供する。
【解決手段】ガンマ線を計測するガンマ線検出器と、ガンマ線検出器の出力からガンマ線エネルギーを分析するガンマ線エネルギー分析装置と、中性子を計測する中性子検出器と、中性子検出器の出力から中性子束を分析する中性子束分析装置と、ガンマ線エネルギー分析装置から取得した高エネルギーガンマ線量、代替ガンマ線量、及び、中性子束分析装置で取得した中性子束を基に、逆増倍度データを演算する逆増倍度分析装置と、高エネルギーガンマ線量、及び、逆増倍度データから臨界裕度を算出する逆増倍度曲線処理装置とを備える放射線監視システムを構成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ガンマ線を計測するガンマ線検出器と、
前記ガンマ線検出器の出力からガンマ線エネルギーを分析するガンマ線エネルギー分析装置と、
中性子を計測する中性子検出器と、
前記中性子検出器の出力から中性子束を分析する中性子束分析装置と、
前記ガンマ線エネルギー分析装置から取得した高エネルギーガンマ線量、代替ガンマ線量、及び、前記中性子束分析装置で取得した前記中性子束を基に、逆増倍度データを演算する逆増倍度分析装置と、
前記高エネルギーガンマ線量、及び、前記逆増倍度データから臨界裕度を算出する逆増倍度曲線処理装置と、を備える
放射線監視システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記逆増倍度曲線処理装置は、最新の前記高エネルギーガンマ線量と前記逆増倍度がゼロとなる前記高エネルギーガンマ線量の推定値との差分を前記臨界裕度として算出する
請求項１に記載の放射線監視システム。
【請求項３】
前記ガンマ線エネルギー分析装置は、水素と中性子の核反応によって生じるガンマ線エネルギーよりも高い値を閾値として前記高エネルギーガンマ線量を取得する
請求項１に記載の放射線監視システム。
【請求項４】
前記ガンマ線エネルギー分析装置は、前記代替ガンマ線として、測定対象物内部の外部中性子源の代替となる代替ガンマ線源によるガンマ線を取得する
請求項１に記載の放射線監視システム。
【請求項５】
作業エリアのガス中の放射能濃度の測定するガス管理システムと、
前記ガス管理システムが取得した前記ガス中の放射能濃度と、前記臨界裕度の前記高エネルギーガンマ線の値とから、前記ガス中の放射能濃度の出力裕度を演算するガス管理システム出力変換処理装置と、を備える
請求項１に記載の放射線監視システム。
【請求項６】
前記逆増倍度曲線処理装置が出力した方法を表示する表示装置を備える
請求項１に記載の放射線監視システム。
【請求項７】
前記ガンマ線検出器、及び、前記中性子検出器を搭載する遠隔アクセス装置を備える
請求項１に記載の放射線監視システム。
【請求項８】
前記ガンマ線検出器よりも高いガンマ線量で動作可能な非エネルギー分析型ガンマ線量計を備える
請求項１に記載の放射線監視システム。
【請求項９】
前記逆増倍度分析装置は、前記ガンマ線検出器が出力飽和する前に、前記非エネルギー分析型ガンマ線量計の出力に切り替える
請求項８に記載の放射線監視システム。
【請求項１０】
前記ガンマ線検出器は、Ｅｕ－１５４、Ｃｓ－１３７、Ｃｓ－１３４、Ｓｂ－１２５、Ｃｅ－１４４、Ｂａ１４０／Ｌａ－１４０、Ｚｒ－９５／Ｎｂ－９５、及び、Ｒｕ－１０６／Ｒｈ１０６から選ばれる少なくとも１種の代替ガンマ線源に由来のガンマ線を計測する
請求項１に記載の放射線監視システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線監視システム、及び、放射線監視方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
核物質を含む放射性物質を取り扱う施設として原子力発電プラントや核燃料加工・製造施設、事故原子炉、廃棄物処理施設、加速器施設、放射性物質等管理区域を有する施設等がある。核燃料を含む物体の加工プロセスや使用プロセスにおいては、そのプロセス中に核燃料を含む物体が破損することがある。さらに破損の状況によっては、核燃料を含む物体が周囲の物質との混合状態を形成することがある。このような性状が一部不明瞭な物体を取り扱う場合において、作業性を向上させるためには安全確保を実施しながら作業を実施する必要がある。安全確保を実施するうえでは、一部不明瞭な物体の臨界裕度がどの程度か把握することが重要である。
臨界裕度の把握を目的として、核燃料物質の未臨界状態を精度良く監視する手法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。特許文献１に記載された技術では、核燃料物質のγ線計数率と、中性子計数率とから、核燃料物質の未臨界状態を精度良く監視している。また、特許文献２に記載された技術では、収集した核分裂生成（ＦＰ：Fission Product）ガスのガンマ線や放射能濃度から、放射能比、及び、中性子増倍率を算出し、計測中性子増倍率を放射能比を含めた近似式を用いて未臨界状態を監視している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６１６８５８２
特許第６１１０９１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に記載された技術は、Ｅｕ－１５４のピークのガンマ線計数率を用いることでストレーナ内部に蓄積した核燃料物質の重量を評価する。さらに、複数の測定機会を経て、中性子逆増倍法で演算されたプロットから予測曲線を外挿することで臨界までの裕度を推定する。しかしながら、特許文献１に記載された技術では、測定対象物に含まれる水や中性子吸収材の量、さらには金属やセラミックの量の一部が不明瞭の場合には、材料の影響で逆増倍度が変化することがある。つまり、逆増倍度の変化量が、単純には核燃料物質の重量、つまりＥｕ－１５４のピークのガンマ線計数率の変化と相関を持たない場合がある。このため、性状が一部不明瞭な核燃料を含む物体の臨界裕度を把握する手法として適用することは困難である。
【０００５】
また、特許文献２に記載された技術は、測定対象物が存在する空間のガスを吸引し、ガス中に含まれるＦＰガスを捕集するステップを設けることで、遠隔で測定対象物の状態を監視する。しかしながら、特許文献２に記載された技術では、測定対象物が存在する空間が大きくなると、空間のガスを吸引する時間が長くなることから、適切な時間間隔での臨界裕度を把握することが困難となる。さらに、空間が広く測定対象物が広範囲に広がっている場合には、ＦＰガスを捕集するステップにおいては空間に存在するＦＰガスの平均値を計測することになる。監視したい測定対象物が部分的、局所的である場合には、監視したい測定対象物である性状が一部不明瞭な核燃料を含む物体の臨界裕度を把握することは困難である。
【０００６】
上述した問題の解決のため、本発明においては、性状が一部不明瞭な核燃料を含む物体の臨界裕度を把握することが可能な放射線監視システム、及び、放射線監視方法を提供する。
【０００７】
また、本発明の上記の目的及びその他の目的と本発明の新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の放射線監視システムは、ガンマ線を計測するガンマ線検出器と、ガンマ線検出器の出力からガンマ線エネルギーを分析するガンマ線エネルギー分析装置と、中性子を計測する中性子検出器と、中性子検出器の出力から中性子束を分析する中性子束分析装置とを備える。さらに、ガンマ線エネルギー分析装置から取得した高エネルギーガンマ線量、代替ガンマ線量、及び、中性子束分析装置で取得した中性子束を基に、逆増倍度データを演算する逆増倍度分析装置と、高エネルギーガンマ線量、及び、逆増倍度データから臨界裕度を算出する逆増倍度曲線処理装置とを備える。
【０００９】
また、本発明の放射線監視方法は、測定対象物の近傍にガンマ線検出器、及び、中性子検出器を配置し、ガンマ線検出器、及び、中性子検出器で放射線を計測して、高エネルギーガンマ線量と逆増倍度データとを分析し、高エネルギーガンマ線量と逆増倍度データによる逆増倍予測曲線から、臨界裕度を算出する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、性状が一部不明瞭な核燃料を含む物体の臨界裕度を把握することが可能な放射線監視システム、及び、放射線監視方法を提供することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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