Estimation of 3D Radiation Source Distribution by Radiation Dose Measurement System Using Spiral-arranged Plastic Scintillation Fibers
S. Sato, T. Takase, K. Yamaguchi (Fukushima University, FU, Japan)
As the decommissioning work after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident progresses, it is an important issue to estimate the distribution of radioactive materials remaining in the building. Conventionally, in order to estimate the distmoribution of radioactive materials inside a building, it is necessary to systematically measure the radiation dose at a large number of measurement points, and a large-scale measurement system including a detector positioning mechanism has been used. On the other hand, the radiation dose measurement system using plastic scintillation fiber (PSF) can collect the radiation dose distribution on the line at once.
Using a radiation dose measurement system in which PSFs were spirally arranged on the surface of an acrylic pipe, the spatial distribution of radiation doses could be measured and then displayed as mapping data. When this measurement result was compared with the radiation dose simulation result, the actual measurement data could be reproduced by the simulation when there was only one radiation source.
らせん状配置プラスチックシンチレーションファイバを用いた線量分布測定による放射線源位置推定
S. Sato, T. Takase, K. Yamaguchi (福島大学、FU、日本)
福島第一原子力発電所事故の終息に向け廃炉作業が進む中で，建物内に残存する放射性物質の分布（核種，放射線量）を推定することは重要な課題である．従来，建物内部の放射性物質の分布を推定するためには，外周上の多数の測定点で放射線量やγ線スペクトルを系統的測定する必要があり，検出器の位置決め機構を含む大掛かりな計測システムが使用されてきた，これに対し，プラスチックシンチレーション・ファイバ（PSF）を用いた放射線量の測定システムは，「ライン上の放射線量の分布を１回の計測で収集することができる」という特色があり，放射線量の分布を簡便に測定することが可能である．今回，PSFをらせん状に配置した放射線量測定系を用いて，放射線源の３次元分布を推定することを試みた． PSFを用いた放射線量の位置スペクトルの測定手法は，「放射線照射によってPSF内部で発生したシンチレーション発光がPSF両端の検出器に到達するまでの時間差を計測することにより，PSF上での放射線の入射位置を特定する」という原理に基づいている．今回，発光寿命の短いPSF（発光寿命：2.5 nsec）と高速の電気計測系を組み合わせることにより，高分解能の放射線量のスペクトル（位置分解能：0.1m程度）を得ることができた．PSF（5m，単芯）をアクリル製の円筒（0.23m）表面にらせん状に巻き付けた測定系を用いて，円筒内部（外部）に置かれた放射線源（137Csまたは60Co）からの放射線量を測定し，円筒表面の各座標での放射線量をマッピングデータとして表示した． PSFによって測定された放射線量を円筒表面に射影して作成したマッピングデータは，放射線源と円筒との位置関係（距離，方向）を反映したパターンを示していた．放射線源と円筒表面の各測定点との位置関係に基づいて計算した放射線量のシミュレーション結果と実測データを比較したところ，放射線源が１つの場合には，シミュレーションによって実測データをほぼ再現することができた．この事実は，「PSFによる放射線量測定系を用いて放射線の３次元分布を推定することが原理的に可能である」ことを示唆している今後，PSFを用いた放射線量の本測定システムと『NaIシンチレータを用いたγ線スペクトル測定システム』や『機械学習を用いた放射線源の位置及び核種推定法』を組み合わせることにより，放射線源推定の正確性の向上を目指していく．
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