資料4

開発課題名「高感度広視野ガンマ線画像分析装置の実用化開発」

放射線計測領域 実用化タイプ(中期開発型)

開発実施期間 平成24年10月〜平成27年3月

チームリーダー :  坂東 直人【(株)堀場製作所 経営戦略本部環境・プロセス事業戦略室 放射線担当部長兼γ線カメラプロジェクトリーダー】
サブリーダー :  谷森 達【京都大学 大学院理学研究科 教授】
中核機関 :  (株)堀場製作所
参画機関 :  京都大学、キヤノン(株)
T.開発の概要
 宇宙・医療分野で用いられているカメラ技術を応用することにより、地面や植物に含まれたり、建築物などの表面に沈着した放射性セシウムおよび多様な放射性物質の放射能濃度や分布状況を、広域(画像視野角:100°)かつ高精度(検出感度:0.05 μSv/h、角度分解能:6°)に画像で把握できるガンマ線カメラ装置を実用化開発する。本装置は軽量性を有しており(15 kg以下)、さまざまな場所においてホットスポットの探査のみならず、バックグラウンドレベル程度の低レベル放射能濃度や分布を画像化することができます。これにより、復旧復興に大きく貢献するものと期待される。
U.開発項目
(1)高感度広視野ガンマ線画像分析装置の製品化モデルの完成
 ガンマ線検出エネルギー範囲:122 keV〜1.3 MeV、エネルギー分解能:10 % (662 keVにおいて)、視野角:100°(感度1/2視野)を得た。中心の強度を100とした時の相対強度は100°内において、-15 % 〜 +5 %を達成し、コンプトンカメラでは、Angular Resolution Measure (ARM) を用いて評価し、角度分解能6°を得た。また、検出感度は0.05 μSv/h (at 26分)、測定精度は0.05 μSv/h時で±20 %、0.9 μSv/h時で±3 %が得られた。可視画像とガンマ線画像の重ね合わせ表示を可能とした。電源はAC100Vおよび充電池両使用可能である。しかし、当初予定の重量 15 kg から124 kg(キャスターにより運搬)と大幅なアップとなってしまった。
(2)生産体制、サービス体制の構築
 生産能力は月産10台以上可能であり、定期校正、修理点検対応については、堀場製作所本社(京都)または、福島営業所にて、必要に応じて対応可能である。
(3)フィールドでの実証実験
 輸送耐性について、福島での実験時等にトラック輸送 (約650 km/約9時間)を2往復行い、いずれも動作不良等の問題がないことを確認した。環境耐性については、福島での実験は、夏と冬に行い、動作実績温度および湿度:-4°〜 +30° / 35 % 〜 80 %で動作不良等の問題がないことを確認した。除染現場で除染前後の測定を行った。サーベイメータ で測定した空間線量率は、除染前:0.24 μSv/h / 除染後:0.12 μSv/hを参考に、実用化モデルで測定を行った結果、 除染前:視野範囲内の空間線量率 = 0.07 μSv/h/FOV、除染後:視野範囲内の空間線量率 = 0.04 μSv/h/FOVとなった。除染により、空間線量率が下がった (- 0.12 μSv/h) ことを反映した結果となっており、視野範囲内の空間線量率も約1/2となっている。また、ガンマ線画像でも、同様の傾向がみられ、除染前後のガンマ線分布を定量的に可視化できた。
V.評 価
 本課題は、電子飛跡検出型コンプトンカメラを利用したγ線画像分析装置を開発することである。特に、遮へい体を使用せずに観察視野に入力するγ線線量率を画像として観察できるようにすることと、入力したγ線スペクトルからどのような核種からの寄与が高いかを知ることができる核種ごとの表示機能を備えることである。検出感度を26分間測定で、0.05 μSv/hを達成できたことは、実用化に向けての可能性が十分に高く、装置開発に当たっては、主に10項目の目標性能を掲げていたが、装置重量を除いてすべての項目で達成されたことは評価に値する。検出器部分に関して環境温度依存性を温度校正用ファイルからの参照で行うように設計されたが、大幅な温度変化がある環境での使用にどれだけの精度を担保できるか今後の課題である。γ線線量率変化を観察する装置では観察空間が広く、除染作業のための観察装置として再考の余地があり、今一歩の開発が望まれることと、データ収集の短時間化が望まれる。今後、実現場でどのように活用されるかについて見通しが弱く、まだ種々のデータを収集する必要があり、本事業の趣旨に相応しい成果は得られなかったと評価する[B]。