成果報告書詳細
管理番号20140000000017
タイトル平成23年度-平成24年度成果報告書 災害対応無人化システム研究開発プロジェクト 計測・作業要素技術の開発 ガンマカメラの開発
公開日2014/3/19
報告書年度2011 - 2012
委託先名株式会社日立製作所
プロジェクト番号P11018
部署名技術開発推進部
和文要約高放射線環境対応型ガンマカメラの開発
 原子炉建屋内では、放射能汚染状況を把握し、環境改善のための除染もしくは遮へい等の計画を行うためにガンマ線の強度分布調査が必要とされている。
 日立グループでは、これまでもガンマ線の強度分布を測定可能なガンマカメラの開発を行っていたが、今回の開発では、より高い放射線量率環境下でも正確な測定が可能となるガンマカメラの開発を行った。
 本ガンマカメラは、信号処理機能の一部をハードウェアへ組み込むと共に、遮へい構造の適正化を行うことで、より高線量率の環境での測定を可能とし、シャッター機構を設けることで測定の高精度化を図り、300mSv/hの高線量率環境下でのガンマ線強度分布の測定を可能にした。以下に特徴を示す。
(1)高線量率環境での測定が可・br> 高線量率環境に対応するために、信号処理機能の一部を、大規模集積回路に組込みハードウェア化を実施した。信号処理性能を向上することで、ガンマ線の測定レートを高速化した。さらに、ガンマ線強度分布測定のために内部に組込んでいる2次元ピクセル型ガンマ線検出モジュールの遮へい体を適正化することで、高線量率環境での測定を可能とした。
 本ガンマカメラを高線量率環境での測定に用いるには、遠隔移動ロボットに搭載して運用することが有効である。そこで、遠隔移動ロボットへの搭載を考慮して重量を80kg以下とし、また、遠隔移動ロボットの通信機能にガンマカメラの映像・制御信号を搭載するシステムとすることで、原子炉建屋内での遠隔操作による測定を実現した。
(2)ガンマ線測定の高精度化
 原子炉建屋内は周囲の床・壁が広く汚染されているため、計測対象物以外の汚染体から放射されるガンマ線が誤差要因となり、測定精度の低下が懸念される。この誤差を取り除くために、ガンマカメラのコリメータ前方にシャッター機構を設け、シャッターの開閉の両場合のデータを比較することで、周囲の誤差要因となるガンマ線とカメラの視野部分からのガンマ線を区別可能とし、ホットスポット等の線量集積箇所の特定性能を向上した。また、スキャン型レーザ距離計を適用し、カメラから測定対象までの距離を撮影範囲全体に測定し、測定距離により生じる計測強度の差異を補正処理することで、より高精度な測定を可能とした。
英文要約DEVELOPMENT OF HIGH RADIATION ENVIRONMENT COMPATIBLE-TYPE GAMMA CAMERA
For the purpose of grasping the state of radioactive contamination and establishing plans for the implementation of decontamination to improve the environment or shielding work and so forth, a survey of gamma-ray intensity distribution is considered indispensable.
The development work has been conducted so far for a gamma camera capable of measuring gamma-ray intensity distributions. In this development work conducted this time, however, emphasis has been placed on the development of a gamma camera that allows an accurate measurement even under the environment of higher radiation dose rates.
The optimization of shielding structure as well as the incorporation of part of signal processing functions into hardware enabled this gamma camera to perform the measurement under the environment of higher radiation dose rates, and an attempt made to enhance the accuracy in measurement by providing a shuttering mechanism made it possible to measure the gamma-ray intensity distributions under the environment of a high radiation dose rate of 300 mSv/h.
Measurement under the environment of high radiation dose rates possible
To respond to the environment of high radiation dose rates, part of the signal processing functions was incorporated into a large-scale integrated circuit, thus promoting the use of more hardware. The enhancement in signal processing performances contributed to an increase in the speed of measurement rates. Furthermore, the optimization of shielding for a two-dimensional pixel-type gamma-ray detection module incorporated into the inside of the gamma camera with the aim of measuring gamma-ray intensity distributions allowed the measurement under the high radiation dose rate environment.
To use this camera for measurement under the high radiation dose rates environment, effective operation of this camera is enabled by mounting it on a remotely moving robot. So it is intended to reduce the weight of the camera to 80kg or less in consideration of mounting it on the remotely moving robot, and in addition the use of a system where the pictures and control signals of the gamma camera are mounted on a communication function of the remotely moving robot has successfully realized the measurement by means of remote control within the reactor building.
Enhancement of accuracy in gamma-ray measurement
Since the walls and floors within the reactor building are widely contaminated, the gamma-rays emitted from the contaminated objects other than those to be measured become a factor causing errors, which leads to concerns about a reduction in the measurement accuracy. To eliminate these errors, a shuttering mechanism is provided in front of the collimator of a gamma camera so that a comparison made between the data for a shutter opening case and those for a shutter closing case makes it possible to distinguish the gamma-rays becoming a factor of errors caused by the surroundings from those emitted from the visible portion of cameras, thus improving the identifying capability of the radiation dose accumulated portions such as hot spots. Moreover, the measurement with higher accuracy was made possible by measuring the distance from cameras to the objects to be measured over an entire photographing range using a scan-type laser distance meter, followed by corrections made for the differences in measured intensity caused by measured distances.
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