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形状変化型放射線検出器を用いた放射性物質の3次元可視化手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19K15484
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分31010:原子力工学関連
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

佐藤 優樹  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉環境国際共同研究センター, 副主任研究員 (20632409)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード形状可変ガンマ線イメージャ / コンプトンカメラ / Structure from Motion / 形状変化型放射線検出器 / フォトグラメトリ / 3次元放射線イメージング
研究開始時の研究の概要

本研究では、これまでのガンマ線イメージャーでは導入や測定が難しかった福島第一原発建屋内の狭小部における放射性物質分布のイメージングを可能とするために、イメージャー自体の形状を変更し、変更したジオメトリを用いて放射線イメージングを行うことが可能な形状変化型コンプトンカメラを開発する。加えて、放射線計測とは異分野の技術であるフォトグラメトリ技術を用いることにより、測定環境の3次元モデルを構築し、ここにホットスポットのイメージを描画することにより、ホットスポットの位置を容易に3次元的に把握することが可能なシステムを構築するものである。

研究成果の概要

廃炉作業において、狭隘空間を通り抜けた先に存在する放射性物質の分布を把握することを目的とし、検出器形状を変更可能なコンプトンカメラを製作するとともに、137Cs照射場において放射線源を可視化できることを確認した。併せて、市販品を基盤としたコンプトンカメラで取得した線源イメージを、複数枚の写真から復元した作業環境の3次元モデルに投影することにより、線源位置を3次元的に可視化できることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

福島第一原子力発電所(1F)の廃止措置に向けて、1F建屋内に飛散した放射性物質の分布を可視化するための技術開発は、作業者の被ばく線量の低減や除染計画の立案のために重要である。形状可変コンプトンカメラによる放射線測定と、複数枚の写真から作業環境を3次元的に復元する技術を組み合わせることにより、廃炉現場において狭隘空間を通り抜けた先にある放射能汚染を3次元的にイメージングできる可能性が示された。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] A concept of mirror world for radioactive working environment by interactive fusion of radiation measurement in real space and radiation visualization in virtual space2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sato
    • 雑誌名

      Physics Open

      巻: 7 ページ: 100070-100070

    • DOI

      10.1016/j.physo.2021.100070

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Construction of virtual reality system for radiation working environment reproduced by gamma-ray imagers combined with SLAM technologies2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Yuki、Minemoto Kojiro、Nemoto Makoto、Torii Tatsuo
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 976 ページ: 164286-164286

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.164286

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 形状可変型γカメラの開発と特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      山岸 恵大、高田 英治、佐藤 優樹、鳥居 建男、浦風 和裕
    • 学会等名
      日本原子力学会 2019年秋の大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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