Vo
l.1 5 .
(19 7 8 )
資 料
0 0 5 原子炉施設の放射線管理設備の吏新と試験検査結果
森 嶋 禰 重 , 古 賀 妙 子 , 伊 藤 哲 夫 一 木 良 太 , 本 田 嘉 秀 *
C h a r a c t e r i s t i c T e s t o f t h e Renewed Radiation Monitoring System a t t h e Nu c 1 e a r Reactor F a c i l i t i e s o f Kinki U n i v e r s i t y .
H i r o s h i g e MORISHIMA
,Taeko KOGA
,T e t s u o ITO
,R y o t a MIKI and Y o s h i h i d e HONDA*
( R e c e i v e d O c t o b e r 2
,1 9 7 8 )
1 . は じ め に
近畿大学原子力研究所の原子炉施設は昭和
3 5
年4
月 に建設を開始し,それとともに施設内の放射線管理を 行うために神戸工業製(現富士電機製)の放射線管理 設備を設置し,過去1 7
年施設内の γ線線量率,空気 中放射性物質濃度,水中放射性物質濃度の連続測定,記録管理が行われてきた。原子炉施設の放射線管理は
「核原料物質, 核燃料物質および原子炉の規制に関す る法律
J r
原子炉設置, 運転等に関する規則」など法 的に実施が義務づけられ,さらに原子炉施設の定期自 主検査などの規定により保安上原子炉関連計器および 放射線測定器について点検,校正を定期的に実施し,計器の設置当初の性能の維持が要求される。しかし乙 乙数年.(1)機器の故障および誤信号の発生などの頻発,
(2)修理に要する経費および維持費の高騰.(3)修理部品 の製造中止などが重なってきた。
原子炉施設における作業従事者および周辺の公衆の 安全を確保し施設設置者としての責任を果たす上での 放射線管理設備の更新が計画され,昭和
5 3
年2月初旬 から第1
表に示した様な経過で順調に進み.8
月1 8
日お よび8
月2 9 . 3 0
日にそれぞれ,富士電機株式会社東京 工場および当研究所において科学技術庁原子力安全局 原子炉規制課検査官による使用前検査が実施され.10 月4
日に合格証が交付された。ここに乙れらの放射線 管理設備の使用前検査の試験結果の大要を報告する。*理工学部原子炉学科
第1表放射線管理設備更新経過
昭和
5 3
年2月上旬放射線管理設備更新を大学に申請3
月3 1
日 科学技術庁と打合せ4月
1 5
日 「施設更新に係る設計および工事 の方法認可申請」第l回打合せ 4月2 8
日 「向上」第2
回打合せ5
月8
日 「同上」草案提出5
月2 5
日 「向上」を科学技術庁に提出 (近大原研発第7 6 2
号)6
月2 0
日 「放射線管理設備更新に係る使用 前検査」第l回打合せ6月
2 8
日 「同上」第2
回打合せ6
月2 9
日 「施設更新に係る設計および工事 の方法の認可.5 3
安(原規)第1 8 1
号」受ける7月10日 「放射線管理設備更新に係る使用 前検査」申請(近大原研発第
7 6 9
号)7
月1 8
日 「向上」方法第1
回打合せ7
月2 5
日 「向上」方法第2
回打合せ8
月1 8
日 富士電機株式会社東京工場において使用前検査実施
8
月2 9 . 3 0
日 近畿大学原子力研究所において使 用前検査実施10月4日 放射線管理設備の使用前検査合格 証交付
2 . 構成機器の外観,員数,寸法検査
更新した放射線管理設備の γ線エリアモニタ4基, 連続ロ紙式ダストモニタ 1基,ガスモニタ 1基および 水モニタ 1基の各構成要素を第2表に示した。それぞ れの構成要素について外観検査では傷,よごれのない
第2表 放 射 線 管 理 設 備 の 構 成
モ ニ タ ! 機 器 名 │ 型 式 │ 数 量 │ モ ニ タ │ 機 器 名 │ 型 γ線 対 数 電 離 箱
1NDC22101
γ線エリア 1対数線量率表示
モニタ│ モジューjレ
NFU22121
警 報 表 示 器INAA10001
水 モ ニ タ (βγ)
水 サ ン プ ラ ー
1NAW21101
シ、チ レ 一 与 氾 3
とプIN、~DP2お5YY1トトト一一一一-一判-白-
フラスチツクシンチレータ
INSB2μ4YYO
一1 1 1
1.L'''''''.LILI:t.L.LV .1.1
増 幅 器
1NFLll001
直線計数恕ューノレ INFR13121
チ ェ ッ ク 用 線 源1 4 C
ガ ス サ ン プ ラ ー
INAG21101
シンチレーデ3
とプ!NDP25YYl‑6! 1
ガスモニタ│プラスチック(βγ)I I . / . / ‑ " ' : . ,
シンチレータ:>~_, , ̲
hI INSB24YYO‑11 1
I.1L"hJ¥TC'n n 'uL.':Á~T",(T/'\ i J. J. V ‑1
'1 II
増 I~ffi -?,~
1 NFLll001
間数宣言~-JV 1 NFR13121
1 1 1 i τ i
一 一 一
ハU 1 i n u
引
V Y
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G D S N N N 管 プ タ
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日一 川町
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τ A A
ヨ
84
増 幅 探
INFL
1l0 0 1 I 2
直 線 計 数 百 ュ ーjレ1NFR13121 I 2
収納盤 INBK
(1
6 1 0 x 5 4 0 x 7 5 0 r n r n ) 1
記 録 計
lPGN8EYYl‑41 1
警 報 モ ジ ュ ー jレINFA13021
放射線監視盤 低圧電源モジューノレINFV12021 I 2
高圧電源、モジューノレ
INFV12021
4 ブ ザ ー 停11:ノfネノレピ ン I
NFK
I 4 ア ン カ ポ ノ レ ト I ,戸 空 1 6 0 …
l) 生グ ラ フ 、 イ ツ ク 駒 川 伽
5 0 0 x 1 5 0 r n r n ) 1 1
タスよ
J
タ ス ト サ 川 ‑I NAD2
肌I 1 I
ローカル指示│ローカ jレ 指 示 盤(βγ;
可 1G
M プ ロ ー プINDP12AG1
ー1 1 1 I
監 視 盤 │ 対 数 線 量 率 表 示 メ ー タ1NFU22121 I 3
とと,員数検査では機器の員数に過不足のないことお よびす法検査では主要す法について許容誤差範囲以内 (土
1 0 9 6 )
であるととを充分満足出来る結果が得られ,問題となる事例は認められなかった。
3 . 指示精度試験
3 . 1
γ線エリアモニタγ線対数電離箱の印加電圧を徐々に上げ,指示値の 変動を計数し,飽和プラトー領域内に作動電圧
( 5 5 0 ‑ ‑ 6 5 0 V )
があることを確認し,2 2 6Ra
,1 3 7 C S
および6 0 C O
標準線源で γ線を照射した時の対数線量率表示モジューノレの指示値を読み,パックグラウンドを差引いた 正味指示値は照射線量率に対し,変動の範囲が最高の ものに対して土
0 . 1 0
デカードであり,判定基準土0 . 1 6
デカード以内であった。3 . 2
直線計数率計連続ロ紙式ダストモニタ,ガスモニタおよび水モニ タについて,各検出器からの信号を模擬してパJレスゼ
ネレータから
1 02 ‑ ‑ 1 0 6
cpmの信号を入れ,白線計数率 計の指示を読み,その指示値の変動巾の最大のものは 入力信号の2%
で,判定基準の:t39o
以内であった。4 . 動作確認試験
連続ロ紙式ダストモニタ,ガスモニタおよび水モニ タについて。
( 1 )
I~j,低圧電源、のスイッチ操作で測定系に電源供給 が出来ること。(2) 直線計数率計のスイッチ操作で内部ノマJレス発振器 を作動し,校正および測定ができること。
(3) 入力信号を与えて設定値以上にした時,警報ラン プが点灯し,指示が設定値以下の時リセットできる。
(4) 吸水装置および空気吸引装置の電源スイッチ操作 でコントロール系, !及水および吸引装置への電源が 供給でき,吸水および吸引装置,コントローJレ系の スイッチでポンプの起動,停止ができる。
以上の各項が正常に動作することを確認した。
‑ 5 2
ーVol. 15. (1978)
5 . 性 能 検 査
蔽タンク下
P ( N o .
0223),西壁W(No.
0224), 移動 型(遮蔽タンク上)R (N o .
0225)および実験室L ( N o .
0226)の60COのγ線による校正係数はそれぞ れ1 . 1 6
,1 . 1 9
,1 . 1 0
および1.1 1
であった。電離箱の中 心より水平方向に線源を置いて校正を行ったが乙の検 出器の方向依存性および、γ線エリアモニタの時定数特 性をそれぞれ第3図および第4図に示した。これによると
1mR/hr
およびO . l m R / h r
のγ線線 量率の測定の場合,時定数はそれぞれ約2秒および20 秒であった。5.1γ 線エリアモニタ
5 .
1. 1. 60COおよび 137CSによる校正γ線対数電離箱の中心より水平方向に0.5mより5m までの距:~t に 60CO 標準線源(昭和 53年 7 月, 2.78 mCi)を設置してγ線を照射し,その時の指示値から 得た校正曲線を第1,2図に示した。原子炉室内, 遮
︑ ︑
E︐
tJ
r '
' nu / /
n ‑口 氏
Jl l︑
原子炉遮蔽タンクド(P) No. 0223
K=
1.1 6 ぷ
/IJ;(子炉iHi四壁(W) No.0224 K = 1.
1 9
10
iWJ
1
[1( / 9ol
l L
。 /
4 o
~
(昭和53年8月26日)
10 10 30(mR/
hr)
照射線量率
第1図 的
Co
による γ線エリアモニタの校正曲線( 1 )
汁 則 直
i i f
移動型(R) No. 0225
K=
1.10︐ ︐
︐ ︐
︐
,/‑‑実験室(L) No. 0226
K=
1.l1︐ '
‑
/
' •
(昭和53年8月26日)0.1 10
照 射 線 量 率
10 fm R r ' ︐肱 ︑ ︑ ︐ ︐ ︐ ︐
l︑ o v
円 ︒
第2図 的
Co
による γ線エリアモニタの校正曲線( 2 )
1.0
照射線量率50mR/hr 線 源 60Co,10Ci 水平方向を1として表示 (富士電機肱提供)
10 20 30 40 経過時間50 60
日 十
0.01
2 3 4 5 ‑‑6 ‑‑7 経過時間 (sec.) 第3図 γ線エリアモニタの方向依存性(垂直方向) 第4図 γ線エリアモニタ時定数特性〈記録紙より)
O
5. 1. 2エネルギー特性試験
γ線電離箱に 137CS,60Coおよび226Raの各標準線 源、を用いて,照射線量率10,30, 5OmR/hr における 測定値から各γ線エネノレギーによる測定値のズレの 最大値は::t10%であった。それぞれの校正曲線および
( m 日
校正係数を第 5,6図に示した。用いた線源は60COお よび 137CSそれぞれ 10Ci,226Ra は 29.73mgで線 源校正は昭和53年
4
月25日にピクトーリン線量計l
とよ り行った。測定は高線量では1分後に,低線量は10分 後に行った。一ー̲..̲.226Ra Kニ0.96
‑‑0‑‑‑ 60CO K=0.92
→ ー
137CS K=101/i則 値
円向.' ケ
t γ
j dy
︐a y
︐Y一
J /
y
10
グ'原子炉遮蔽タンク下(P)
f /
No. 0223一 ‑ ・ 一 一
22GRaK=O.98ー ー ト ‑60CO K=O.95
(W)
10 102 10
照 射 線 量 率
)
V&
﹂HP
内 /
m
リ
f'
tt
︑ ︑
ハリ
' E ‑ ‑
第5図 γ線エリアモニタの 226Ra,60CO, 137CS による校正曲線 (1) (昭和53年8月18日富士電機東京工場において)
‑ 54ー
Vo
l. 15. (1978)K=0.91 K=0.92
日ケ
実験室(L) No. 0226
‑・ー 226Ra
‑‑0‑‑60CO
‑‑‑8‑‑‑‑137CS
‑‑‑‑*‑‑‑226Ra
‑‑0‑‑60Co
‑‑‑‑(p‑‑‑‑137CS
( m ¥ r )
102 計 測 値
10
クグ
移動型 (R) No. 0225
102 (mR/ hr) γ線エリアモニタの 226Ra,60CO, 137CSによる校正曲線 (2)
(昭和53年8月18日富士電機東京工場において〉
102 10 照 射 線 量 率 10
第 6図
水モニタの検出限界
時 ( 定秒) 数 (μ校Ci正Iml係Icp数m) 検(μ出Cij限ml)界 10 4.9X10‑8 2.1 X 10‑6 30 5.0X 10‑8 1.2 X 10‑6 100 4.9X 10‑8 6.3x10‑7
第3表
で求めた。乙れによると時定数100秒の場合の 40Kに よる校正係数は 4.9x10一弘Ci/cm3,/cpm検出感度は 6.3 X 10‑7μCi/cm3となった。
5.3 ダストモニタの校正
連続ロ紙式ダストモニタの検出器は α放射能に対 しては φ5cmの
Z n S
シンチレータを, β放射能に 対しては φ5cmの G M計数管を用い,まずノぜック グラウンド計数率 (Nb)を測定した後, 集 塵 器lと実 装状態を模擬して放射能の異なる3種 のU02標 準 線 源を用いて,それぞれの計数率値(Ns)を測定して次 式で計数効率を求めた。計数効率=((N s ‑N b)/A X2.22 x 106
J
x 100 (%) 乙乙にAはU02標準線源の放射能(μCi)である。β放射能については α粒子を遮蔽できるアルミニウ ムフィルタ C27mg/cm2)をつけて, α放射能について は乙のフィルタをつけずに測定し,計数効率は αお よび β放射能に対してそれぞれ5労および10;ぢ以上 で,経時的に計数効率の低下の有無を検査する。検出 感度はパックグラウンドの 2σ として,パックグラウ
ンド
O
の場合には最小目盛l
とより計算した。5.2 71<モニタの校正
吸水装置に水道水を流しパックグラウンドの計数を 測 定 し た 後 , 市 販 試 薬 塩 化 カ リ ウ ム の 任 意 の 各 濃 度 ( 5 X 10‑6, 1 X 10‑5, 5 x 1O‑'jtCi/cm3) の水溶液を それぞれ流入し 40Kの β放射能による計数率値を 直線計数率計で測定した。計数率計の時定数は1‑‑100 秒の切替が出来るが,今回は(乙のモニタのパックグ
ラウンドに近い測定が主流になるため10,30, 100秒 について行い,校正曲線は第7図に, 校 正 係 数 (K) および検出感度を第3表に示した。検出感度はパック グラウンドの標準偏差の2倍とし,
検出感度=1/2nb̲xK
T (μCi/cm3) ,T =時 定 数 (min) nb:パックグラウンド計数率(cpm) K:校 正 係 数(μcijcm3/cpm)
500
2 3 4 5 6 7 40Kの放射能濃度 (xl0・5μCijmQ) 40KIとよる水モニタの校正曲線
(昭和53年8月25日) 第7図
‑‑‑一時定数 10秒 一 + 一 時 定 数 30秒 一一+一時定数100秒
〆ノ 〆 / ノ fノ ' / ノ ノ
︐ / ノ ノ〆 /
︐
︐ /
ソ タ
J / ''/ 〆ノ''/ ︐/ /JY/
/ ︐
y
〆 / ︐ ︐ fi//
J Y
ノ︐edrノノノ
〆'
'ノ
〆 '︐ ︐
ン
JJ ︐y y '/
/ ︐h'ノ
'γ
γ ぷ
a a
恢Y
得V
(cpm)]
n u
ハu
m
計 数 率
Im=l/担竺/2.22X10
7' 6•
F. T. ec・む・ 103・0.5 Im:検出感度 (μCi/cm3) ε 計数効率 nb:自然計数率 (cpm)ε
捕集効率(0.99) 7':計数率計の時定数 (min)F:平均流量 (Nl/min)
T:
捕集時間(144min)0.5 :流量に係る補正係数 (β放射能を測定する 場合のみ, α放射能の時は1とする。)
しかしダストモニタの線源実装状態での検出器の校 正ほ特製の線源、を必要とするので,当所では標準線源 としてはU02の平面線源 (10x10cm)を用い, 中央 にφ5cmの円を抜いた鋼板(10x10cm) を検出器 との聞におき測定を行った。富士電機K.K.所有の実 装状態用線源(α:208pCi/cm九φ5cm,β:208pCi/ cm
九
6x3.45cm)についても同時に校正を行い,両 者の比較から計数の補正係数を求めた。第4表lとその 結果を示し, αおよび β放射能測定に対する補正係 第4表 連 続 ロ 紙 式 ダ ス ト モ ニ タ の 検 出 限 界数) 一 0 0 0
定秒一
1 3 m
時(一
;1
一 有
m
一 時 一 所 必
I
機3一 電 い 源 一 士 山 和 一 官
∞ 件 一 一 態 タ 状 条 一 ニ モ 装 実 定 一 一 ト ス 測 一 ダ
門 ー
βγ
実補装正状態係へ数白
I~校μCi正/m1/係cpm数51
検(μC出i/m限1)界0.86 1.9X10‑13 3.4 X 10‑12 0.90 1.8x 10‑13 1.6x 10‑12 0.86 1. 9 X 10‑13 9.8 X 10‑13
1.13 1.2 X 10‑13 2.4XlO‑13 1.09 1.1 X 10‑13 2.2X 10‑13 1.09 1.0x 10‑13 2.0X 10‑13 10
線源5 mよmりの距離
I
近UO
畿z大(φ学5c所m有r l
30100 10 α
│
ダスト実モ装ニ状タ態 ! 富UO
士z電(φ機5c所uJ
有│
│1l 13000線3源.3よm mり白距離 I 近
UO
畿zφ(大学5c所m有) │1│ 3100 100数はそれぞれ1.09および0.86であった。
計数率計の時定数100秒の場合における α およびβ 放射能測定の最小検出限界はそれぞれ2.0X 10‑13 ,pCi/ cm3および 9.8X10‑1乍Ci/cmぺ校正係数はそれぞれ 1.0 X 10‑1弘Ci/cm3/cpmおよび1.9X 10‑13
,
μCi/cm3/(cpm)!
n u
nu
nU つd
ι l
歪ロ KAY=l山 13μC畑 /cpm/
測 値
20001 ,‑‑
,/
ラ"
/む=1.9x10・13
〆 '
..',....,. . μ C
i !
cm'/cpm../'
. . . .
4'.' 〆 /
o
2 3U021こよる換算値(x10‑10μCijcm') 第 8図 連 続 ロ 紙 式 ダ ス ト モ ニ タ の 校 正 曲 線
cpmで, U02標準線源による校正曲線を第8図に示 した。
5.4 ガスモニタ
校正係数としては同型式ガスモニタについて,日本 原子力研究所
J R R ‑ 3
の被照射空気系で発生する4 1 A r
を使用して求めたものを基準にしたが,定期的な校正 には 14C標準線源(昭和53年7月20日113.4dps)を用 いて,プラトー特性および計数効率をチェックする。今回の検査においては校正係数は 2.5x10一弘C
i !
cm3/ cpmで,計数効率は26.75ぢであった。ガスモニタに ついて若干の改良を行い, 14Cチェック用線源をガス サンプラー(第 9図〉の(d)部に挿入し校正出来る様に した。正常のモニタリング測定中には14Cチェック用 線源は取りはずす。5.5連続動作試験
エリアモニタ,水モニタ,ガスモニタおよびダスト モニタを所定の場所に設置し,その信号を計数および
︽h u
t ‑u
1 . (1
γ 線 コ ニ ア
排気ダ ス ト
第9図 ガスサンプラー a.ガス吸引口
b .
ガス流出口 c.検出部d .
チェック用線源挿入部記録できる状態で,24時関連続動作試験を行った。ダ ストモニタについてはパックグラウンドレベソレの空気 の吸引中においても空中のラドンおよびトロンの崩 壊 生成物の変動によって計数率値が影響 さ れ る ので,
U02の標準線源によって一定の計数率値を得るよう にしたが,他の検出器についてはパックグラウンド測 定状態で行った。それらの結果はいずれも判定基 準の 許容範囲内の計数率値が記録され,各機器の安定性が 確認出来た。
6 . 警 報 試 験
放射線管理設備の各モニタの警報レベルの設定には γ線エリアモニタについては原子炉施設,放射線作業 場所における許容週線量,100mR/W をもとに2mR/ hrとした。ダストモニタ (αおよび βγ)およびガ スモニタについては注目する核種の許容濃度の10分の l以下に相当する計数率をそれぞれのパックグラウン ドの3σに加えたものを響 報レベルとして設定した。
第5表に更新した放射線管理設備の管理基準値(警報 レベソレとした)などを示した。排気ダストのパックグ ラウンドレベルは,天然、のラドンおよびトロンの崩壊 生成物を含むが,気象条件および時間的因子などによ っても大きく変動するので昭和53年8月末より 6週 間
第5表 放射線管理設備の管理基準値(暫定)
(昭和53年9月10日現在)
モ ーー タ 校換正算係数係また数は 最 小 検 出 限 界 校線正源 鋼 管 理 基 準 値
原子タ炉ン遮ク蔽下(p) 1.16 O.OlmR/hr 60CO 2.0mR/hr
原子炉室西 壁(W) 1.19 O.OlmR/hr 60CO 2.0mR/hr
移 動 型(R) 1.10 O.OlmR/hr
。
OCo 2.0mR/hr 実 験 室(L) 1.10 O.OlmR/hr 60CO 2.0mR/hrα 1.0X 10‑13
2 X 10‑13μCi/cm3 238U 235U 50(01c.p5m ×1042μCi/cm3) μCi/cm3/cpm
βγ 1. 9 X 10‑13
9.8 X 10‑13μCi/cm3 238U 131 1 30(060.c7p
×
m 10‑1MCi/cms) μCi/cm3/cpm
排 気 ガ ス (βγ)
i 2 5
×10‑9μCi/cm3/cpm│ I l 3J.,,)^3X1.lV 0‑μC8,.. i/cm3廃 水 (βγ) 1
4.9 X JO‑:C
i/cm' /cpm~~l I 6.3 X 10‑7μCi/cm3 μCi/cm3/cpml
の変動をもとに暫定的に設定した。今後長期間の観測 のもとに順次調整する必要がある。
各モニタの対数線量率表示計および直線計数率計の 警報レベソレを一定値に設定し,外部線源などで擬似信 号を出し警報を発生させ,警報回路のブザー停止およ び計数率計のリセット回路についてもその動作を確認 した。グラフィック警報パネjレおよび、ローカノレ指示監 視盤についても同様に試験し異常のないことを確認し た。その他放射線監視盤の外線ケーフ勺レ接続端子台と 監視盤アース聞の絶縁抵抗検査および耐電圧検査につ いても異常はなかった。
7 . 総 括
原子炉施設内の放射線管理を十分に行えるように今 回各放射線モニタを更新し,それらの諸特性について 試験した。 γ線エリアモニタの検出器としては円筒形 電離箱(101)を用いパックグラウンドレベルが充分測 定可能となった。空気中放射性物質濃度の測定は連続
的に吸引し,検出器には β(γ) 線用としてG M計数 管(ゆ
5cm)
を,α
線用としとはZnS
シンチレータ(φ5cm)
を用い,天然のラドンおよびトロンの崩壊 生成物の濃度の測定が十分可能であった。 β線用ガス および水モニターの検出器にはプラスチックシンチレ ータ(φ20cm)
を用い,検出部は鉛で遮蔽し, パッ クグラウンドの影響を少なくし低エネルギー β 線に 対し検出感度をよくした。旧モニタに比べ更新したモ ニタの検出感度はおよそ1桁改良された。また放射線 監視盤はアンカーボルトを用いて施工され,機器の耐 震設計についても十分な配慮がなされた。今回更新した放射線管理設備は原子炉施設内の放射 線レベルを監視し,職員の作業環境の安全を確認する とともに,万一の放射線レベルの異常に対してその早 期発見を行い,それらの事態に敏速かっ確実に対処す るに十分であり,職員および周辺一般公衆の放射線障 害を未然に防止しうるものである。
n6
Fh
u