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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

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(1)

Vo

l. 

1 5 .  

(1

9 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

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

1 8

日お よび

8

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

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

8

日 「同上」草案提出

5

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

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

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

1 8

日 「向上」方法第

1

回打合せ

7

2 5

日 「向上」方法第

2

回打合せ

8

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

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

(2)

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

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

1 1 1 

1.L'''''''.LILI:t.L.LV .1.

増 幅 器

1NFLll001 

直線計数恕ューノレ I

NFR13121 

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:>~_

, , ̲  

I INSB24YYO‑11  1 

I.1L"hJ¥TC'n n  'uL.':Á~T",(T/'\ i J.  J. V ‑

'1 

増 I~ffi -?,~

1  NFLll001 

間数宣言~-JV NFR13121 

1 1 1 i τ i  

一 一 一

U 1 i n u

V Y

C A

P仁 つ

u s

M m m  

G D S   N N N   管 プ タ

Mン一一式G

ヨロレ 滅型シプヂ 消 窓 一 十 ン 端 レ ぺ ゲ チ シ ロ ン

S

ハ シ 白 々 /

モL

'γ   ス

ω

by 

a

τ A A

84

増 幅 探

INFL

1l

0 0 1   I  2 

直 線 計 数 百 ュ ーj

1NFR13121  I  2 

収納盤

NBK 

(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

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)

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

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

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:t

39o

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

(3)

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

'

' nu   / /  

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( 

ol

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

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538月26日)

0.1  10 

照 射 線 量 率

10  f r '   ︑ ︑ ︐ ︐ ︐ ︐

l︑ o v  

円 ︒

第2図

Co

による γ線エリアモニタの校正曲線

( 2 )

(4)

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)

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。

̲..̲.226Ra K0.96

‑‑0‑‑‑ 60CO  K=0.92 

→ ー

137CS K=101/ 

i則 値

.'

t γ

j   dy  

a y

Y  

J /

 

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

/

f'

tt

︑ ︑

' 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

(5)

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 )  

10 計 測 値

10 

移動型 (R) No.  0225 

10(mR/ hr γ線エリアモニタの 226Ra60CO, 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〉

10 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)  (μ出Cij限ml)界 10  4.9X10‑ 2.1 X 10‑ 30  5.0X 10‑ 1.2 X 10‑ 100  4.9X 10‑ 6.3x10‑

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 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 N b)/A X2.22 x 106

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 

(μCi/cm3T =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 (xl05μCijmQ) 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

/ f ' /  

/   /

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ソ タ

  J / ''/  

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J Y  

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JJ '/ 

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γ  ぷ

a a

Y

V

(cpm)] 

n u 

u

m

計 数 率

(6)

Im=l/担竺/2.22X10

7'  6

F. T. ec・む・ 1030.5 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

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

(μCi/m1)

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

UO

z(φ5cm

r l

30 

100  10  α 

│ 

ダスト実モ装ニ状タ態

UO

士z電(φ機5c所

uJ

│ 

1l  13000  

線3源.3よm mり白距離

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 d

ι l  

KAY=l山 13μC畑 /cpm/

測 値

20001 

,/ 

ラ"

/む=1.9x1013

〆 '

..'..... . μ C

i !

cm'/cpm 

../' 

. . . .  

4'.' 〆 /

2  3 

U021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  

(7)

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 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/hr 

α  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

×109μCi/cm3/cpm│ 3J.,,)^3X1.lV 0‑μC8,..  i/cm3 

廃 水 (βγ) 1

4.9 X JO‑:C

i/cm' /cpm~~I 6.3 X 10‑7μCi/cm3  μCi/cm3/cpml 

(8)

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。

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参照

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