加速器施設で発生する放射化物の放射性核種濃度評価法の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380240
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 柴田 徳思 高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 教授 (80028224)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 沼尻 正晴 高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助手 (20189385) ; 三浦 太一 高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助教授 (80209717) ; 桝本 和義 高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助教授 (60124624) ; 平山 英夫 高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 教授 (00044785) ; 伴 秀一 高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 教授 (70141976)
• Keywords: 加速器 / 放射化物 / クリアランス / トリチウム / 塩素-36 / EGS-4 / コンクリート

Research Abstract

加速器施設の廃止の際には施設、建屋から極微弱ではあるが大量の放射化物が発生する可能性がある。その際、放射化物をクリアランスできるかどうかを判定するには信頼性があり、しかも簡便な検認手法を確立しておくことが必要である。同時に様々な加速器施設での放射化状況を調べ、加速粒子、エネルギー、使用形態毎のデータを収集しておくことが必要である。特に、コンクリートは廃止の際に最も大量に発生することが予想されるだけでなく、金属に比べてその組成が複雑でかつ、分析のための試料の処理が難しい。そこで、今年度は、コンクリート放射化物中に含まれる可能性が有る測定が困難であった核種に焦点を絞り、ガンマ線放出核種の濃度評価を行うとともに、これまで濃度評価が困難とされている核種のうち、トリチウム分析のための赤外炉による分離法および塩素-36の加速器質量分析のための試料処理法を検討し、それぞれ定量法として確立することができた。
さらに、国内のサイクロトロン施設、電子加速器施設からコンクリート試料を採取し、実際に放射性核種の表層分布、深度分布を求めた。多くの施設で主に熱中性子によって放射化が生じており、壁内部でビルドアップ現象が生じていることが分かった。
上記研究に並行して、放射化の原因となる中性子の加速器室内での挙動を調べるため、本機構の中性子・中間子研究施設において、コンクリート遮蔽体内に放射化検出器を設置し、中性子束を算出するとともに、放射化状況の調査を行った。
同時に、放射化物の放射性核種濃度と表面線量率の関係を実際に測定するとともに、EGS4モンテカルロシュミレーション法により計算し、サーベイメータの実測値から放射性核種濃度の評価が可能であることを示すことができた。

Research Products

• [Publications] K.Masumoto, A.Toyoda, K.Eda, Y.Izumi, T.Shibata: "Evaluation of radioactivity induced in the acceleraotor building and its application to decontamination work"J.Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 255. 465-469 (2003)
• [Publications] M.Numajiri, K.Masumoto, T.Miura, Y.Oki, T.Suzuki, K.Kondo: "Production cross sections of 14C in aluminum by nuclear spallation"J.Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 255. 481-483 (2003)
• [Publications] T.Miura, K.Bessho, S.Ishihama, N.Ohtsuka: "Migration of radionuclides induced in the soil below the 12 GeV proton accelerator facility at KEK"J.Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 255. 543-546 (2003)
• [Publications] K.Masumoto, A.Toyoda, K.Eda, T.Ishihara: "Measurement of the spatial distribution of nutrons in an accelerator room by the combination of activation detectors and an imaging plate"Radiation Safety Managcment. 1. 12-16 (2003)