JPH08220029A

JPH08220029A - 放射性汚染物質用非破壊検査装置と検査方法

Info

Publication number: JPH08220029A
Application number: JP7024014A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Goto; 哲夫後藤; Hiroyuki Ueda; 裕之上田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1995-02-13
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】機器構造材の劣化検査を照射あるいは放射線汚
染により発生するγ線から非破壊で被曝が少なく高精度
で判定する放射性汚染物質用非破壊検査装置と検査方法
を提供する。【構成】請求項１記載の発明に係る放射性汚染物質用非
破壊検査装置は、陽電子線源から発生する陽電子を被検
体に照射して被検体内の電子との反応で発生する0.511M
eV消滅γ線の光電子ピークの形状変化を検出器で測定す
る非破壊検査装置において、Ｇｅ検出器13の前面に被検
体７中からの放射線束数を制限する遮蔽体付きコリメー
タ16を設けると共に、陽電子線源１を遮蔽体付きコリメ
ータ16の開口部視野外に設置し、前記陽電子線源１の照
射領域をＧｅ検出器13の視野内に納めるようしたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉施設で使用され
ている配管や構造材などの放射能で汚染、あるいは放射
化した金属の健全性を確認するために定期点検時などで
使用する放射性汚染物質用非破壊検査装置と検査方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より陽電子を被検体に照射し、その
陽電子の寿命や消滅γ線のエネルギの広がりなどを測定
して、被検体の材質劣化を判定する技術が知られてい
る。物質中の陽電子は、減速及び熱化されて殆ど静止状
態で電子と反応し、消滅すると共に２本の0.511MeVγ線
を放出する。この際に消滅相手の運動エネルギに依存し
たドップラー効果の影響を受けるため、消滅γ線のエネ
ルギを精密に測定することにより、相手電子の運動エネ
ルギの情報を得ることが可能となる。

【０００３】通常、相手が殻内電子の場合には、エネル
ギの広がりは2keV程度まで広がる。一方、自由電子の場
合には、エネルギの広がりは前者に比べて無視し得るほ
ど少ない。したがって、Ｇｅ検出器のようなエネルギ分
解能が十分に高いγ線用検出器により、消滅γ線のエネ
ルギスペクトルを測定することで両者を弁別することが
可能である。

【０００４】被検体が完全結晶の場合に、熱化された陽
電子は正電荷であるため、イオン殻から離れた位置、す
なわち格子間位置での存在確率がもっとも高い。ところ
が結晶中に空孔や、その集合体などの欠陥が存在する
と、その部分は自由電子が回りから滲みだした状態とな
り、周囲からみた場合に負に帯電した状態となって陽電
子は捕獲される。

【０００５】なお、欠陥部は内殻電子は少なく、また自
由電子も少ないために消滅までの寿命は長くなる。な
お、欠陥の無い場合の陽電子の寿命は各金属に固有で、
100から 200ピコ秒程度であり、欠陥の存在する被検体
では平均して最大でその２倍まで寿命が延びる場合もあ
る。

【０００６】また、殻内電子との反応する確率が低く、
前述したようにドップラー効果によるエネルギの広がり
の影響は少なくなる。したがって、陽電子が生成してか
らの寿命、もしくは消滅γ線のエネルギの広がりを測定
すれば、欠陥の濃度の測定が可能となる。

【０００７】図22のブロック図は、陽電子の被検体内の
寿命測定法による検査装置を示すもので、陽電子線源１
としてはNa-22 などの陽電子及びγ線を同時に発生する
核種が用いられる。この陽電子線源１から発生するγ線
２ｂは、γ線用検出器３ｂにより検出されて、タイミン
グディスクリ４ｂ及びディレイ５を経て時間波高変換器
６のスタート信号に取り込まれる。

【０００８】また、被検体７内の電子と陽電子との反応
により発生する0.511MeVγ線２ａは、別のγ線用検出器
３ａにより検出され、タイミングディスクリ４ａを経て
前記時間波高変換器６のスタート信号に取り込まれ、両
者の時間差に相当する出力波高を持つパルスに変換され
て線形ゲート８の入力となる。

【０００９】一方、γ線用検出器３ａ，３ｂからのそれ
ぞれの信号は、前置増幅器９ａ，９ｂと、線形増幅器10
ａ，10ｂ、及びシングルチャネル波高弁別器11ａ，11ｂ
を経て、線形ゲート８の同時計数入力となる。最後に線
形ゲート８の出力は、マルチチャネルアナライザ12によ
りディジタル化され、時間スペクトルとして蓄積されて
平均的寿命が求められる。

【００１０】図23のブロック図は、γ線エネルギスペク
トル測定法による検査装置を示したもので、陽電子線源
１は被検体７間に挟んで設けられ、これに近接して配置
したＧｅ検出器13により検出した消滅γ線は、前置増幅
器９及び線形増幅器10と、マルチチャネルアナライザ12
により、0.511MeV消滅γ線がγ線エネルギスペクトルの
形で計測される。

【００１１】0.511MeVγ線に該当する光電ピークは、図
24の分布特性図で（ａ）に示すように、点線14のエネル
ギ広がり幅の広い殻内電子との消滅成分、及び実線15の
エネルギ広がり幅の狭い自由電子との消滅成分の和で表
し、図24（ｂ）で示されるような中央部面積Ａと、周辺
部面積（Ｂ₁＋Ｂ₂）との比である、Ｓパラメータの変
化率が欠陥濃度の目安となり、これは次の式(1) で示さ
れる。

【００１２】Ｓ＝Ａ／（Ｂ₁＋Ｂ₂）…(1)

【００１３】一例として図25の焼鈍し特性図に、423Kで
1.5×10¹⁸ｎ／cm²の線束で中性子を照射した、Ｍｎ−
Ｎｉ−Ｍｏ合金（Ａ533 −Ｂ）の焼鈍し後のＳパラメー
タの変化率を示す。温度の異なる各条件で１時間焼鈍し
を行い、473K以下では殆どの焼鈍しによる欠陥の除去が
できず、それ以上では欠陥の除去が進み、消滅γ線スペ
クトルにおけるエネルギ広がり幅の広い殻内電子との消
滅成分（Ｂ₁＋Ｂ₂）の増加に伴い、Ｓパラメータが減
少している。

【００１４】また、陽電子の寿命についても同様の変化
となっている。この変化は中性子照射による材質硬化減
少が、図26の焼鈍しと硬化度特性図に示すように、焼鈍
しの結果から無くなる現象と対応しており、Ｓパラメー
タもしくは陽電子の寿命測定を行うことで、中性子照射
による材質の変化が測定し得ることを示している。な
お、陽電子線源１としては上記Na-22 の他にGe-68 ，Co
-55 などの使用が可能である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術は、小
型の試検体に対する実験室における測定をもとにしたも
のであり、たとえば、原子炉施設での汚染機器などの測
定を行おうとする場合には、被検体７自体が放射能に汚
染していたり、あるいは中性子照射による放射化により
放射能を帯びている可能性がある。また、周辺汚染機器
などから放出されるγ線の影響下で測定を行う可能性が
あり、次のような課題があった。

【００１６】(1) 周辺汚染機器によるγ線の影響を避け
て、被検体からのγ線による検出器の飽和を避けるため
に、検出器前段に小径の開口部を有する遮蔽体付きコリ
メータを設置する方法が用いられる。

【００１７】このような方法では上記図22あるいは図23
に示すように、陽電子線源１を検出器３ａ，３ｂ，13の
視野に納めるような配置では、陽電子が検出器近傍の遮
蔽体付きコリメータの表面で消滅する結果、これにより
生じる0.511MeV消滅γ線２ｂと、本来の被検体７で消滅
した結果から生じる0.511MeV消滅γ線２ａとが重なっ
て、本来の検出器からの情報の信号／ノイズ弁別比（以
下Ｓ／Ｎ比と呼ぶ）が悪化する。

【００１８】(2) エネルギ計測を行う方法においては、
放射能汚染の主要構成核種であるCo-60 などの比較的高
いエネルギを放出する放射性核種から発生するγ線の散
乱線や、検出器内部での散乱の影響により、図27の光電
ピーク特性図に示すように0.511MeV消滅γ線の光電ピー
ク下部の計数率が増加する。

【００１９】この結果、外部からのγ線の影響のない場
合に比べて、図24（ｂ）に示した光電ピークの中央部面
積Ａ、及び周辺部面積Ｂ₁＋Ｂ₂の算出に当たっての誤
差が増加して、正確な評価ができなくなる。この対策と
しては、陽電子線源１の数量を増加させるか、あるいは
測定時間を長くとる必要があり、取扱い上の制約や測定
員に対する被曝が増加する問題が避けられない。

【００２０】(3) 陽電子の寿命を計測する手法について
は、100 ナノ秒オーダーの極めて短い時間の計測が要求
されるため、ＮａＩシンチレーション検出器などのパル
ス応答時間の遅い検出器（シンチレーション減衰時間 2
30ナノ秒）については使用することができない。

【００２１】このために、従来はパルス応答時間の極め
て早い検出器（シンチレーション減衰時間２ナノ秒程
度）であるプラスチックシンチレーション検出器が用い
られてきた。しかしなから、このプラスチックシンチレ
ーション検出器の場合は、密度が低く小型検出器を使用
した場合には検出効率を高く得られず、測定時間を長く
する必要がある。

【００２２】また、エネルギの弁別性に劣ることから、
被検体７あるいは周辺汚染機器などから発生するγ線
と、陽電子の放出とほぼ同時に発生するγ線、及び消滅
γ線とのエネルギ的弁別ができない。このために、被検
体７などが放射能を帯びているもの、あるいは周辺のγ
線による影響が強い場合は、こうしたバックグラウンド
に伴う計数率が増加すると、γ線の偶発同時計数が大き
くなり、時間差の測定精度が悪化する困難が生じる恐れ
があった。

【００２３】(4) 放射性物質で汚染された被検体７を測
定する場合には、測定員の被曝を避けることや、測定員
のアクセスが不可能な位置に被検体７が設置されている
場合も想定されることから、遠隔での操作が必要にな
る。このような場合に、湿度や温度などにより回路条件
が影響を受け、また、被検体７の放射能量によっては、
高計数率による信号のパイルアップの影響を補正するこ
とが必要になる。

【００２４】特に後者については、検出器に入射するγ
線計数率は被検体７の放射能量で変動し、高計数率にな
るほど光電ピークの幅（エネルギ分解能）が増加する計
数率の形状、あるいは寿命測定の時間シフトの影響が大
きくなる。またエネルギ測定法では、測定結果の判定に
おいて光電ピークにおけるエネルギ分解能の増加変動を
測定するものであり、エネルギ分解能の変動が、環境要
因あるいは計数率要因によるものか、被検体７の材質要
因によるものかを人手を要さずに、かつ現場で確認し得
る技術を必要とするという問題があった。

【００２５】(5) 測定対象物の放射能量が極めて大きい
場合には、測定対象物の耐放射線性や測定員の被曝防止
の観点から、被検体周囲に水を張った状態で測定を行う
場合も想定される。しかしこのような場合には、陽電子
の水中での飛程が短いため、陽電子線源１と被検体７を
密着した状態で測定する必要がある。

【００２６】この場合には陽電子線源１の放射能汚染、
あるいは被検体表面に付着した鉄錆などの影響で、陽電
子線源１から放出される陽電子にエネルギの損失と吸収
が生じ、消滅γ線の見かけ上の効率が低下する可能性が
あり、極端な場合には陽電子線源１を破損させる恐れが
あった。

【００２７】(6) 陽電子線源１を用いた方法では、被検
体７の放射能量が高い場合には、十分なＳ／Ｎ比を確保
するために、陽電子線源１の放射能量を増加する必要が
あり、その程度には法律上の制約や被曝防止上の制約が
避けられないという不具合があった。

【００２８】本発明の目的とするところは、機器構造材
の劣化検査を照射あるいは放射線汚染により発生するγ
線から非破壊で被曝が少なく高精度で判定する放射性汚
染物質用非破壊検査装置と検査方法を提供することにあ
る。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明に係る放射性汚染物質用非破壊検査
装置は、陽電子線源から発生する陽電子を被検体に照射
して被検体内の電子との反応で発生する0.511MeV消滅γ
線の光電子ピークの形状変化をＧｅ検出器で測定する非
破壊検査装置において、前記Ｇｅ検出器の前面に被検体
中からの放射線束数を制限する遮蔽体付きコリメータを
設けると共に陽電子線源を遮蔽体付きコリメータの開口
部視野外に設置して、前記陽電子線源の照射領域をＧｅ
検出器の視野内に納めるようしたことを特徴とする。

【００３０】請求項２記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、陽電子線源から発生する陽電子を
被検体に照射して被検体内の電子との反応で発生する0.
511MeV消滅γ線の光電子ピークの形状変化をＧｅ検出器
で測定する非破壊検査装置において、前記Ｇｅ検出器の
前面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体付き
コリメータを設けて前記陽電子線源を遮蔽体付きコリメ
ータの開口部視野内で被検体及び被検体に近接して設置
すると共にこの陽電子線源と被検体の間に透過型検出器
を設置して、前記被検体に到達する陽電子のエネルギの
一部を前記透過型検出器内で損失させて電気的あるいは
光信号として取出して前記Ｇｅ検出器からの信号とを同
時計数することにより被検体内電子と陽電子と間の消滅
反応により生じた0.511MeV消滅γ線のエネルギスペクト
ルを得て、その光電ピーク形状から被検体の材質劣化を
判定することを特徴とする。

【００３１】請求項３記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、陽電子線源から発生する陽電子を
被検体に照射して被検体内電子と陽電子との間の消滅反
応で生じた0.511MeV消滅γ線に相当する信号をγ線用検
出器で測定する非破壊検査装置において、前記γ線用検
出器の前面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽
体付きコリメータを設けて前記陽電子線源を遮蔽体付き
コリメータの開口部視野内で被検体及び被検体に近接し
て設置すると共にこの陽電子線源と被検体の間に透過型
検出器を設置して、前記被検体に到達する陽電子のエネ
ルギの一部を前記透過型検出器内で損失させて電気的あ
るいは光信号として取出して前記γ線用検出器により測
定された被検体内電子と陽電子と間の消滅反応により生
じた0.511MeV消滅γ線に相当する信号との間の時間差か
ら被検体の材質劣化を判定することを特徴とする。

【００３２】請求項４記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、前記陽電子線源を前記消滅γ線用
検出器の測定視野外に配置したことを特徴とする。

【００３３】請求項５記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出
器の前面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体
付きコリメータを設けて前記陽電子線源を遮蔽体付きコ
リメータの開口部視野内で被検体及び被検体に近接して
設置すると共にこの陽電子線源と被検体の間に透過型検
出器を設置して前記被検体に到達する陽電子のエネルギ
の一部を前記透過型検出器内で損失させて電気的あるい
は光信号として取出す検出装置が、陽電子線源を被検体
面の反対面に沈着あるいは埋込んだ薄型シンチレータ板
を設けて、前記陽電子線源からの陽電子が被検体に到達
する間に当該電子のエネルギの一部を前記薄型シンチレ
ータ板内で損失させると共にこの損失エネルギに該当す
る光信号を直接あるいは光ガイドを介し光電子増倍管に
入力することを特徴とする。

【００３４】請求項６記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出
器の前面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体
付きコリメータを設けて前記陽電子線源を遮蔽体付きコ
リメータの開口部視野内で被検体及び被検体に近接して
設置すると共にこの陽電子線源と被検体の間に透過型検
出器を設置して前記被検体に到達する陽電子のエネルギ
の一部を前記透過型検出器内で損失させて電気的あるい
は光信号として取出す検出装置が、前記陽電子線源を透
過型シンチレータ板及びこの透過型シンチレータ板より
厚くかつシンチレータ光に対して透明な物質で層状に挟
み込んで陽電子のエネルギの一部を前記透過型シンチレ
ータ板内で損失させると共にこの損失エネルギに該当す
る光信号を透過型シンチレータ板から直接的あるいは光
ガイドを介して光電子増倍管に入力することを特徴とす
る。

【００３５】請求項７記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出
器の前面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体
付きコリメータを設けて前記陽電子線源を遮蔽体付きコ
リメータの開口部視野内で被検体及び被検体に近接して
設置すると共にこの陽電子線源と被検体の間に透過型検
出器を設置して前記被検体に到達する陽電子のエネルギ
の一部を前記透過型検出器内で損失させて電気的あるい
は光信号として取出して前記Ｇｅ検出器またはγ線用検
出器からの信号とを同時計数する検査装置において、前
記陽電子線源に最大エネルギ0.3MeV以上の陽電子を放出
する陽電子線源を用いると共に、前記被検体と透過型検
出器の間に80mg／cm²以下のβ線吸収体を配置すること
を特徴とする。

【００３６】請求項８記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出
器の前面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体
付きコリメータを設けてＧｅ検出器またはγ線用検出器
を水密に配置すると共に水中にある被検体に対峙させた
陽電子線源との間をエアカーテンなどを設けて、前記陽
電子線源と被検体間に空間を形成することを特徴とす
る。

【００３７】請求項９記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出
器の前面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体
付きコリメータ及び陽電子線源を設けると共に、前記被
検体と陽電子線源との間に陽電子の最大飛程以上の厚み
を有して前記被検体と同一材質もしくは異なるβ線吸収
体からなる陽電子線源校正用フィルタを校正用フィルタ
駆動機構により挿抜自在に設けたことを特徴とする。

【００３８】請求項10記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査方法は、陽電子線源から発生する陽電子を
被検体に照射して被検体内の電子との反応で発生する0.
511MeV消滅γ線を測定する非破壊検査装置において、前
記被検体と陽電子線源との間に挿抜自在に配置した陽電
子線源校正用フィルタを校正用フィルタ駆動機構により
自動的に挿抜して、陽電子線源校正用フィルタの挿入状
態及び引抜き状態のそれぞれにおける被検体測定時のγ
線スペクトルを測定して、この信号時間差もしくは0.51
1MeV消滅γ線の光電ピーク形状の差から被検体の劣化度
を判定することを特徴とする。

【００３９】請求項11記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出
器の前面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体
付きコリメータ及び陽電子線源を設けると共に前記Ｇｅ
検出器またはγ線用検出器の近傍に0.511MeV消滅γ線に
近いγ線エネルギを放出する校正用線源を校正用線源駆
動機構により挿抜自在に設けてさらに前記被検体と陽電
子線源との間にβ線吸収体をβ線吸収体用駆動機構によ
り挿抜自在に設けたことを特徴とする。

【００４０】請求項12記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査方法は、陽電子線源から発生する陽電子を
被検体に照射して被検体内の電子との反応で発生する0.
511MeV消滅γ線を測定する非破壊検査装置において、β
線吸収体用駆動機構によりβ線吸収体を挿入して陽電子
線源を被検体に対し非照射状態とし、校正用線源から放
出される当該γ線のエネルギスペクトルを得て当該γ線
の光電ピークの形状を求めると共に、校正用線源用駆動
機構により校正用線源の非設置状態及び陽電子線源を被
検体に対し照射状態で0.511MeV消滅γ線のエネルギスペ
クトルを得て、このスペクトルから消滅γ線の光電ピー
クの形状を求めて両者の変化率より材質の劣化度を判定
することを特徴とする。

【００４１】請求項13記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、陽電子線源を直接視野に納めない
位置で被検体表面の陽電子照射領域を視野に納めるよう
に配置した第１のγ線用検出器と、陽電子及びγ線をほ
ぼ同時に放出する陽電子線源の前方に遮蔽体付きコリメ
ータを設けて陽電子線源を通り直接被検体を視野に納め
ない位置に配置した第２のγ線用検出器を備えて、前記
第２のγ線用検出器により放出γ線を測定してこれを開
始時間とすると共に第１のγ線用検出器により消滅γ線
を測定しこれを終了時間とし、両者の差から陽電子の寿
命を求めることを特徴とする。

【００４２】請求項14記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、陽電子線源を直接見えない位置に
置かれて被検体表面の陽電子照射領域を視野に納めるＧ
ｅ検出器と、陽電子及びγ線をほぼ同時に放出する核種
を用いた陽電子線源の前方に遮蔽体付きコリメータを設
けて陽電子線源を通り直接被検体を視野に納めないγ線
用検出器を備えて、前記γ線用検出器により放出γ線を
測定してこれを同時計数信号とし、前記Ｇｅ検出器によ
り当該同時計数信号と同期させてγ線スペクトルを測定
して消滅γ線の光電ピーク形状から被検体の材質劣化を
判定することを特徴とする。

【００４３】請求項15記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、前記Ｇｅ検出器の前面に被検体中
からの放射線束数を制限する遮蔽体付きコリメータを設
けて被検体からの0.511MeV消滅γ線の照射領域をＧｅ検
出器の視野内に納めるようした検査装置において、被検
体の表層自体がZn-65 、Co-58 などの陽電子放出核種を
含む放射性物質により汚染もしくは被検体自体が中性子
による放射化によりZn-65 、Co-58 などの陽電子放出核
種を含む場合に、放射性汚染物質中から放出される陽電
子と被検体内電子と陽電子と間の消滅反応の結果生じる
0.511MeV消滅γ線のエネルギスペクトルを得て、その光
電ピーク形状から被検体の材質劣化を判定することを特
徴とする。

【００４４】請求項16記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、検出器相互の視野を納めることな
く被検体の同一位置を互いの視野に納めるよう配置した
遮蔽体付きコリメータを備えた第１のγ線用検出器と遮
蔽体付きコリメータを備えた第２のγ線用検出器を設け
た検査装置において、被検体の表層自体がZn-65 、Co-5
8 などの陽電子放出核種を含む放射性物質により汚染も
しくは被検体自体が中性子による放射化によりZn-65 、
Co-58 などの陽電子放出核種を含む場合に、それぞれの
γ線用検出器でCo-58 から陽電子発生と同時に発生する
0.810MeVγ線及び被検体内電子と陽電子と間の消滅反応
の結果から生じる0.511MeV消滅γ線を検出して両者の信
号の時間差から被検体の材質劣化を判定することを特徴
とする。

【００４５】請求項17記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、検出器相互の視野を納めることな
く被検体の同一位置を互いの視野に納めるよう配置した
遮蔽体付きコリメータを備えたγ線エネルギ弁別可能な
γ線エネルギ測定用検出器と遮蔽体付きコリメータを備
えたＧｅ検出器を設けた検査装置において、被検体の表
層自体がZn-65 、Co-58 などの陽電子放出核種を含む放
射性物質により汚染もしくは被検体自体が中性子による
放射化によりZn-65 、Co-58 などの陽電子放出核種を含
む場合に、γ線エネルギ測定用検出器からの信号のうち
でCo-58 の0.810MeVのエネルギ領域を含む狭いウインド
ウ領域の計数出力信号を前記Ｇｅ検出器のエネルギ信号
のゲート信号として用いて同時計数させることにより消
滅γ線のエネルギスペクトルを得て消滅γ線の光電ピー
ク形状から被検体の材質劣化を判定することを特徴とす
る。

【００４６】請求項18記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査装置は、検出器相互の視野を納めることな
く被検体の同一位置を視野に納めるよう配置した遮蔽体
付きコリメータを備えた２つの寿命測定用のγ線用検出
器を備えて、第１のγ線用検出器で陽電子消滅γ線を、
また第２のγ線用検出器で陽電子放出時に同時発生する
γ線を測定して両者の時間差から陽電子の寿命測定を行
う検査装置において、前記２つのγ線用検出器がＣａＦ
₂シンチレーション検出器であることを特徴とする。

【００４７】請求項19記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査方法は、陽電子及びγ線をほぼ同時に放出
する陽電子放出核種から放出される陽電子の被検体内で
第１のγ線用検出器は陽電子消滅γ線を測定し、第２の
γ線用検出器で陽電子放出時に同時発生するγ線を検知
して両検出器からの出力信号の高速成分パルスの時間差
信号を得ると共に、両検出器から発生する遅延成分の出
力信号から陽電子放出時に同時発生するγ線及び陽電子
消滅γ線エネルギに相当する狭いエネルギ領域の波高を
有する２つのゲート信号を取得して前記時間差信号にゲ
ートをかけることにより陽電子の寿命を測定することを
特徴とする。

【００４８】請求項20記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査方法は、陽電子の消滅γ線スペクトルの形
状判定において、２種類の標準偏差をもつγ線ピークの
和として消滅γ線スペクトルを近似し、それぞれのγ線
ピークの計数比率により被検体材質の劣化度を判定する
ことを特徴とする。

【００４９】請求項21記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査方法は、中性子を受ける可能性のある被検
体に対しＧｅ検出器のγ線スペクトルよりCo-60 の光電
ピーク計数率を得て幾何学的効率を考慮することによ
り、被検体中に含まれるCo-60の放射能濃度に換算する
と共にこの放射能濃度から被検体の中性子照射積分量を
評価して、同時に同γ線スペクトル上の陽電子消滅に伴
う0.511MeVγ線の光電ピーク形状を測定し、Co-60 の放
射能濃度及び0.511MeVγ線の光電ピーク形状の両者から
被検体材質の劣化度を判定することを特徴とする。

【００５０】請求項22記載の発明に係る放射性汚染物質
用非破壊検査方法は、放射性汚染物質である被検体材質
の劣化度を判定する際に、予め被検体表面に付着した鉄
錆などを物理的除染により除去することを特徴とする。

【００５１】

【作用】請求項１記載の発明は、陽電子線源により被検
体から発生する0.511MeV消滅γ線はＧｅ検出器に入力さ
れるが、遮蔽付きコリメータ中で発生する0.511MeV消滅
γ線は、遮蔽体に吸収されてＧｅ検出器13には到達しな
い。したがって、遮蔽付きコリメータ中で発生する0.51
1MeV消滅γ線はＧｅ検出器の入力と重ならず高いＳ／Ｎ
比が得られる。

【００５２】また、Ｇｅ検出器からの信号は、前置増幅
器及び線形増幅器を経てマルチチャネルアナライザによ
りディジタル化され、Ｓパラメータに代表される消滅γ
線の光電ピークの形状パラメータが計算される。

【００５３】請求項２記載の発明は、陽電子線源から出
た陽電子は、エネルギの一部を透過型検出器で損失され
て信号として取り出され、また、一部のエネルギを損失
した陽電子は、被検体の電子と結合して0.511MeV消滅γ
線を放出し、Ｇｅ検出器にて電気信号に変換される。

【００５４】Ｇｅ検出器からの信号で透過型検出器と同
時に入射したもののみ、マルチチャネルアナライザの入
力となり、γ線スペクトルの形で蓄積され、このスペク
トルは、陽電子の透過に伴う信号と同時計数させたもの
で偶発的な事象を除き、陽電子の被検体７内での消滅に
伴う信号のみの寄与分しか含まれていない。また、γ線
スペクトルは、光電ピークの中心部と、周辺部の計数率
比であるＳパラメータを算出して材質劣化指標とされ
る。

【００５５】請求項３記載の発明は、電子線源より被検
体に到達する陽電子のエネルギの一部を透過型検出器内
で損失させると共に、この信号とγ線用検出器により測
定された、被検体内電子と陽電子と間の消滅反応の結果
から生じる0.511MeV消滅γ線に相当する信号との間の時
間差から、被検体の材質劣化を判定する。

【００５６】請求項４記載の発明は、Ｇｅ検出器と陽電
子線源及び透過型検出器は、別の遮蔽体付きコリメータ
内に設置されて互の視野には入らない、したがって、陽
電子が遮蔽体や陽電子線源の材質自体との反応で生ずる
消滅γ線、さらに陽電子線源から発生するγ線の妨害が
無いため、Ｇｅ検出器による被検体から発生した消滅γ
線の測定に際してＳ／Ｎ比が向上する。

【００５７】請求項５記載の発明は、陽電子が被検体に
到達する間に、陽電子のエネルギの一部はシンチレータ
薄板内で損失し、同損失エネルギに該当する光信号がシ
ンチレータ薄板からライトガイドを通じ、あるいは直接
的光電子増倍管に入力して測定される。

【００５８】請求項６記載の発明は、陽電子が被検体に
到達する間に、陽電子のエネルギの一部はシンチレータ
薄板内で損失し、同損失エネルギに該当する光信号が後
方ライドガイドで集光されて効率良くライドガイドを通
じ、あるいは直接的に光電子増倍管にて測定される。

【００５９】請求項７記載の発明は、陽電子線源に最大
エネルギ0.3MeV以上の陽電子を放出する陽電子線源を用
いると共に、被検体と透過型検出器の間に80mg／cm²以
下のβ線吸収体を配置しているので、被検体の表面汚染
によるCo-60 などからのβ線は、β線吸収体により吸収
されて透過型検出器に影響を与えず、また陽電子線源か
らの陽電子は支障なく被検体へ到達する。

【００６０】請求項８記載の発明は、陽電子線源を配置
した遮蔽体付きコリメータは、空洞形成用覆いを介して
水中にある被検体と対峙させ、エアカーテンなどにより
測定のための空間を確保する。請求項９記載の発明は、
陽電子線源を備えた検出器と被検体の間に設けた陽電子
線源校正用フィルタを校正用フィルタ駆動装置により、
設置状態あるいは非設置状態に切替えて、それぞれにお
けるγ線の測定を行う。

【００６１】請求項10記載の発明は、陽電子線源校正用
フィルタを自動的に挿抜して、フィルタの挿入状態及び
引抜き状態のそれぞれにおける被検体測定時のγ線スペ
クトルを測定し、この信号時間差もしくは0.511MeV消滅
γ線の光電ピーク形状の差から被検体の劣化度を判定す
る。請求項11記載の発明は、陽電子線源と被検体との間
にβ線吸収体をβ線吸収体用駆動機構により挿抜すると
共に、検出器の近傍に設けた校正用線源を校正用線源駆
動機構により検出器に対して照射、非照射させる。

【００６２】請求項12記載の発明は、陽電子線源と被検
体との間にβ線吸収体を挿入して陽電子線源を被検体に
対し非照射状態とし、校正用線源から放出される当該γ
線のエネルギスペクトルを得て当該γ線の光電ピークの
形状を求めると共に、校正用線源の非設置状態及び陽電
子線源を被検体に対し照射状態で0.511MeV消滅γ線のエ
ネルギスペクトルを得て、このスペクトルから消滅γ線
の光電ピークの形状あるいは陽電子寿命を求めて両者の
変化率より材質の劣化度を判定する。

【００６３】請求項13記載の発明は、被検体を視野に納
め陽電子線源を視野に納めない第１のγ線用検出器によ
り消滅γ線を測定し、被検体を視野に入れずに陽電子線
源を視野に納める第２のγ線用検出器により放出γ線を
測定して、これを開始時間とすると共に前記第１のγ線
用検出器による消滅γ線の測定を終了時間として、両者
の差から陽電子の寿命を求める。

【００６４】請求項14記載の発明は、直接被検体を視野
に納めないγ線用検出器で放出γ線を測定してこれを同
時計数信号とし、陽電子線源を直接見えない位置に置か
れて被検体表面の陽電子照射領域を視野に納めるＧｅ検
出器により当該同時計数信号と同期させてγ線スペクト
ルを測定して、消滅γ線の光電ピーク形状から被検体の
材質劣化を判定する。

【００６５】請求項15記載の発明は、遮蔽付きコリメー
タ内に設置した検出器により、被検体自体から放出され
る陽電子と被検体内電子と陽電子と間の消滅反応の結果
生じる0.511MeV消滅γ線のエネルギスペクトルを得て、
その光電ピーク形状から被検体の材質劣化を判定する。

【００６６】請求項16記載の発明は、被検体自体から放
出されるγ線を検出器相互の視野を納めることなく被検
体の同一位置を互いの視野に納めるよう配置した遮蔽体
付きコリメータを備えた第１のγ線用検出器で0.511MeV
消滅γ線を検出すると共に、第２のγ線用検出器で0.81
0MeVγ線をそれぞれ測定して、両者の信号の時間差から
被検体の材質劣化を判定する。

【００６７】請求項17記載の発明は、被検体自体から放
出されるγ線を検出器相互の視野を納めることなく被検
体の同一位置を互いの視野に納めるよう配置した遮蔽体
付きコリメータを備えたγ線用検出器で測定する。ま
た、γ線エネルギ測定用検出器からの信号のうちでCo-5
8 の0.810MeVのエネルギ領域を含む狭いウインドウ領域
の計数出力信号をＧｅ検出器のエネルギ信号のゲート信
号として用いて、同時計数させることにより消滅γ線の
エネルギスペクトルを得て消滅γ線の光電ピーク形状か
ら被検体の材質劣化を判定する。

【００６８】請求項18記載の発明は、陽電子放出時に同
時発生するγ線を測定して両者の時間差から陽電子の寿
命測定を行う、互いに検出器相互の視野を納めることな
く被検体の同一位置を視野に納めるよう配置した遮蔽体
付きコリメータを備えた消滅γ線を測定する第１のγ線
用検出器、及びγ線を測定する第２のγ線用検出器を、
ＣａＦ₂シンチレーション検出器としたので、ゲート信
号についてエネルギ的な弁別が可能となり、陽電子の寿
命測定精度を高く得られる。

【００６９】請求項19記載の発明は、被検体自体から放
出されるγ線を第１のγ線用検出器で消滅γ線を、また
第２のγ線用検出器でγ線を検知して、両検出器からの
出力信号の高速成分パルスの時間差信号を得ると共に、
両検出器から発生する遅延成分の出力信号から陽電子放
出時に同時発生するγ線及び陽電子消滅γ線エネルギに
相当する狭いエネルギ領域の波高を有する２つのゲート
信号を取得して前記時間差信号にゲートをかけることに
より陽電子の寿命を測定する。

【００７０】請求項20記載の発明は、陽電子の消滅γ線
スペクトルの形状判定において、２種類の標準偏差をも
つγ線ピークの和として消滅γ線スペクトルを近似し、
それぞれのγ線ピークの計数比率により被検体材質の劣
化度を判定する。

【００７１】請求項21記載の発明は、中性子を受ける可
能性のある被検体に対しＧｅ検出器のγ線スペクトルよ
りCo-60 の光電ピーク計数率を得て幾何学的効率を考慮
するし、被検体中のるCo-60 の放射能濃度に換算すると
共に、この放射能濃度から被検体の中性子照射積分量を
評価して、同時に同γ線スペクトル上の陽電子消滅に伴
う0.511MeVγ線の光電ピーク形状を測定し、Co-60 の放
射能濃度及び0.511MeVγ線の光電ピーク形状の両者から
被検体材質の劣化度を判定する。

【００７２】請求項22記載の発明は、放射性汚染物質で
ある被検体材質の検査に際して、クラッドにより照射し
た陽電子が消滅されることなく正確な材質特性が得られ
るように、予め被検体表面に付着した鉄錆などを物理的
除染により除去する。

【００７３】

【実施例】本発明においては上記の課題(1) に対して
は、陽電子線源１を検出器の前面に置かれた遮蔽体付き
コリメータにより被検体７に面して配置すると共に、陽
電子線源１が検出器から直接見られない位置に設定す
る。これにより、検出器に入射する0.511MeV消滅γ線２
ａは、被検体７中で発生したものに限定され、遮蔽体な
どによる消滅γ線２ｂは遮蔽体自体に吸収されて検出器
には到達しない。

【００７４】また、上記の課題(2) に対しては、別途陽
電子の発生時の信号を取り出し、Ｇｅ検出器13によるγ
線スペクトル解析時に、同信号を同時計数信号として入
力することにより達成される。この適用可能な方式とし
ては、同時計数によるバックグラウンド寄与の低減法、
及び消滅γ線光電ピークの形状識別法の改善の２種類の
方法に大別される。

【００７５】先ず、同時計数によるバックグラウンド寄
与の低減法としては、◎ （ａ）陽電子線源１としてNa-22 ，Co-58 などの陽電子
放出時にγ線を放出する核種を用い、別途、補助γ線用
検出器により陽電子発生時にほぼ同時に発生するγ線を
エネルギ的に選別計数して、同時計数入力としてＧｅ検
出器13により測定と同時計数する方法を採る。

【００７６】この場合にはCo-60 などの周辺機器、ある
いは被検体７中から放出されるγ線については偶発同時
計数を除き、時間的及びエネルギ的に選別されて、陽電
子消滅γ線２ａのみが選択的に計数される。なお、本方
法は２つのγ線用検出器による同時測定が必要で、全体
としての効率が低いことから測定時間の制約の少ない場
合に有効である。

【００７７】（ｂ）陽電子線源１と被検体７の間に透過
型検出器を挟設し、陽電子の透過型検出器内でのエネル
ギ損失に相当する信号を得て、これを後方に置かれた検
出器のγ線エネルギ信号と同時計数させるものである。
本方法は陽電子線源１としての核種的な制約がなく、陽
電子線源１そのものからのγ線による被曝など取り扱い
上の制約も少ない。

【００７８】また、周辺機器あるいは被検体７中から放
出されるγ線による妨害については、偶発同時計数を避
けるために透過型検出器をできる限り薄くすることによ
り無視できるものとなる。さらに、β線の透過に伴なう
信号を用いるため、同時計数出力としての計数効率をほ
ぼ 100％近くまで確保されて、測定系全体の効率を前記
（ａ）の方法に比べて高くできる。

【００７９】（ｃ）逆同時計数によるバックグラウンド
寄与の低減法としては、上記図27の光電ピーク特性図に
示すように、Ｇｅ検出器におけるγ線スペクトル上のい
わゆるコンプトン散乱部は、Ｇｅ検出器内でコンプトン
散乱により一部のエネルギを失い、散乱を受けたγ線が
検出器外に逃げることにより生じるものである。

【００８０】このような成分を減らすためには、Ｇｅ検
出器の回りを大型の遮蔽体で被検体７からの0.511MeV消
滅γ線２ａの入射方向を除いて覆い、Ｇｅ検出器に対し
て逆同時計数を行うことにより低減することができる。
すなわち、Ｇｅ検出器内でコンプトン散乱して一部のエ
ネルギを失い検出器外へ逃げた成分については、遮蔽体
内でコンプトン散乱、あるいは光電子吸収反応によりエ
ネルギを失う可能性が高い。

【００８１】したがって、このような事象においては、
遮蔽体からの信号とＧｅ検出器の信号との逆同時計数を
行うことにより、消滅γ線のエネルギ領域のコンプトン
散乱成分を減少させることが可能である。ただし本方法
は被検体７が大型化することから、被検体内部での散乱
線の寄与が大きい場合には余り有効でない。

【００８２】（ｄ）消滅γ線光電ピークの形状識別法の
改善で、消滅γ線のエネルギ計測を行う方法において、
またエネルギ測定法に対してＧｅ検出器で取得されるγ
線スペクトルデータについて、次に示す手法で解析を行
うことにより大幅なＳ／Ｎ比の改善が可能である。すな
わち、消滅γ線の光電ピークを次の式(2) に示す２つの
ガウス関数の和、及び平坦なコンプトン散乱部の和とし
て近似する。

【００８３】

【数１】

【００８４】ここでｎ_jはｊ番目のチャンネルにおける
計数、Ａ₁及びＡ₂は定数、σ₁及びσ₂は欠陥部と非
欠陥部からのそれぞれの消滅γ線のエネルギ幅を標準偏
差（単位：チャンネル）で示したもので、Ｊ_aveは光電
ピークの平均チャンネルである。この式(2) の未知数は
Ａ₁、Ａ₂、σ₁、σ₂及びｎ_constであり、最小自乗
法によって求められる。判定の指標パラメータとして
は、Ａ₁／Ａ₂が上記従来の説明で述べた式(1)に定義
されるＳパラメータの代わりに用いられる。

【００８５】従来の消滅γ線光電ピーク解析法では、ピ
ークの裾部の影響がＳパラメータ評価上大きな誤差要因
となっていたが、本方法では中心部の形状データと中央
部のデータが等価な重みで計算に取り入れられるため、
従来のＳパラメータに比べてバックグラウンドによる統
計的変動を受けることの少ない評価法となる。

【００８６】（ｅ）上記課題の(3) に対して第１の解決
方法は、Na-22 を陽電子線源１として用い、陽電子線源
１を視野に納めるγ線用検出器、及び被検体７の陽電子
照射部を視野に納めるγ線用検出器の双方に対して、Ｂ
Ｆ₂シンチレーション検出器を採用して、次に示す手段
により時間測定にエネルギ的な弁別を取り入れることに
よりγ線バックグラウンドの影響を除去する。

【００８７】なお、ＢＦ₂シンチレーション検出器は、
シンチレーション成分における高速成分（ 0.6ナノ
秒）、遅延成分（ 630ナノ秒）の両者を含み、後者につ
いては入射エネルギに比例するエネルギ弁別性を有して
いる。

【００８８】したがって、検出器における高速成分の信
号時間差信号から陽電子の寿命を測定し、遅延成分から
陽電子放出に付随するγ線エネルギ信号、及び消滅γ線
エネルギ信号の双方を識別して、３者の同時計数したも
ののみを寿命情報として選別すれば、測定時にγ線バッ
クグラウンドの寄与の大きい場合でも良好な寿命測定性
能が得られる。

【００８９】（ｆ）陽電子線源１と被検体７間に透過型
検出器を配設し、時間測定法におけるスタート信号とす
る方法が第２の解決方法である。これによれば、透過型
検出器を薄くすることによりγ線バックグラウンドの影
響を少なくでき、また、プラスチックシンチレーション
検出器の使用が可能なため、高速な時間信号が得られ
る。さらに、従来のγ線の計数に伴う寿命時間測定法に
比べて、上記課題(2) に対する（ｂ）に述べたと同様な
理由で、計測信号処理系の検出効率を高めることが可能
である。

【００９０】（ｇ）上記課題の(4) に対しては、エネル
ギ計測法と寿命計測法がある。先ずエネルギ計測法につ
いては、計数率の変動などによる消滅γ線光電ピークに
対するエネルギ分解能の変動については、消滅γ線（0.
511MeV）とエネルギ的に近い核種によるスペクトル形状
測定を行い、被検体測定時の消滅γ線のスペクトル形状
との差から判定を行う。

【００９１】（ｈ）次の寿命計測法については、被検体
測定時に検出器の視野と陽電子線源の照射部との交差部
に被検体対象と同一あるいは別の標準試料を置き、被検
体測定時との寿命差から材質劣化の判定を行うものであ
る。上記課題の(5) に対しては、水中にて陽電子線源１
と被検体７間に空洞を形成する方法が有効である。この
空洞形成法としては、被検体７及び陽電子線源１をエア
カーテン、あるいは物理的空洞で覆い内部に気体を送
る。

【００９２】上記課題の(6) に対しては、被検体７の汚
染状況によって被検体７中の放射能汚染、あるいは放射
化した放射能中に含まれる陽電子放出核種を用いる方法
が適用可能である。原子炉中で放射化によって生成する
放射性物質のうちで、比較的半減期が長いものにはCr-5
1 、Mn-54 、Co-60 、Fe-55 、Co-58 、Zn-65 、Ni-59
などがある。ただし、運転時間をある程度経過した後で
は、Co-60 が主要な核種となる。

【００９３】陽電子を放出する核種としては、このうち
にCo-58 、Zn-65 があり、Co-58 は半減期71.3日で、最
大エネルギ0.474MeVの陽電子を一崩壊あたり15％の割合
で放出して、残りは電子捕獲によりいずれもFe-58 の励
起状態に崩壊し、 9.4ピコ秒で 8.11MeVのγ線を放出し
て安定なFe-58 となる。また、Zn-65 は1.14％の分岐比
で陽電子崩壊し、Cu65の基底状態に崩壊して、この場合
にはγ線の同時放射は伴わない。

【００９４】こうした核種は、被検体７の内面及び汚染
した構造材にあっては、表面から陽電子を放出して外部
から陽電子を照射したのと同様に、被検体７の内部の電
子と結合して消滅γ線を放出し、陽電子の寿命あるいは
消滅γ線のエネルギ分解能の変化により内部の欠陥の量
の診断が可能である。このように、被検体の放射能量が
高い場合については、陽電子線源１を外部から被検体７
に当てる代りに、このような自発性の消滅γ線を用いて
材料の劣化診断を行おうとするものである。

【００９５】この際に、γ線を放出する核種のうちで最
も放射能量の大きいと予想されるのはCo-60 であり、外
部から陽電子を照射する方法と同様に、エネルギ測定法
や寿命測定法のいずれについても、上記課題(2) 及び課
題(3) に示すような妨害効果が避けられない。

【００９６】このため、Co-58 における陽電子と同時に
放出される 8.11MeVγ線を消滅γ線の測定用とは別の検
出器で測定し、上記エネルギ測定法における（ａ）に示
す同時計数、あるいは時間測定法による（ｅ）に示す同
時計数によるバックグラウンドの影響除去が有効であ
る。

【００９７】本発明の一実施例につき図面を参照して説
明する。なお、上記した従来技術と同じ構成部分には同
一符号を付して詳細な説明を省略する。第１実施例は、
図１の構成図に示すように検査装置はエネルギ計測法の
場合である。検出装置におけるＧｅ検出器13は、被検体
７中に含まれる放射性物質からのγ線によるＧｅ検出器
13の飽和、あるいは高計数率によるパイルアップによる
光電ピーク部のエネルギ分解能の悪化を防止するため、
遮蔽体付きコリメータ16あるいは図示しない遮蔽が設け
られている。

【００９８】また、陽電子線源１は遮蔽体付きコリメー
タ16の開口部に近接しては設置されていて、Ｇｅ検出器
13には出力信号を増幅する前置増幅器９、及び線形増幅
器10とマルチチャネルアナライザ12が接続されて構成し
ている。

【００９９】上記構成による作用は、前記遮蔽体付きコ
リメータ16を構成する物質中で発生する0.511MeV消滅γ
線は、遮蔽体付きコリメータ16中で吸収されてＧｅ検出
器13には到達しない。陽電子線源１から放出された陽電
子は、被検体７内で運動エネルギを失い、被検体７の電
子と結合して互いに反対方向に放出される0.511MeV消滅
γ線２ａを放出して消滅する。

【０１００】Ｇｅ検出器13からの信号は、前置増幅器９
及び線形増幅器10を経てマルチチャネルアナライザ12に
よりディジタル化され、このマルチチャネルアナライザ
12内のメモリにγ線のエネルギスペクトルの形で蓄積さ
れる。また、当該データは図示しない計算機に取り込ま
れて、Ｓパラメータに代表される消滅γ線の光電ピーク
の形状パラメータが計算される。したがって、被検体７
からＧｅ検出器13に入力する0.511MeVγ線は、遮蔽体付
きコリメータ16中で発生する0.511MeV消滅γ線と重なら
ず高いＳ／Ｎ比が得られる。

【０１０１】第２実施例は図２の構成図に示すように、
検査装置は遮蔽体付きコリメータ16内に設置したＧｅ検
出器13の前面で、被検体７に近接して置いた陽電子線源
１と被検体７の間に薄い透過型検出器17を設置して検出
装置が構成されている。また、Ｇｅ検出器13には前置増
幅器９ａ及び線形増幅器10ａと、遅延増幅器18が、透過
型検出器17には前置増幅器９ｂ及び線形増幅器10ｂと、
シングルチャネル波高弁別器11及びゲートアンドディレ
イジェネレータ19が接続されている。

【０１０２】さらに、前記遅延増幅器18とゲートアンド
ディレイジェネレータ19は、線形増幅器10とマルチチャ
ネルアナライザ12に接続されて構成している。なお、前
記陽電子線源１としてはNa-22 の他にGe-68 などが用い
られ、透過型検出器17としてはライトガイドで囲まれた
薄いプラスチックシンチレーション検出器、透過型Ｓｉ
半導体検出器などの使用が可能である。また、被検体７
の放射性汚染物質から放出されるγ線の影響をでき得る
限り避けるためには、透過型検出器17の厚みはでき得る
限り薄いことが望ましい。

【０１０３】上記構成による作用は、陽電子線源１から
放出された陽電子は、エネルギの一部を透過型検出器17
内で損失させられて、電気的あるいは光信号として取出
される。また、一部のエネルギを損失した陽電子は、被
検体７内で運動エネルギを失い、被検体７の電子と結合
して互いに反対方向に放出される0.511MeV消滅γ線２ａ
を放出して消滅する。

【０１０４】これにより、透過型検出器17からの信号は
前置増幅器９ｂ、線形増幅器10ｂ、シングルチャネル波
高弁別器11により増幅と整形後に、ゲートアンドディレ
イジェネレータ19により適当に遅延して、矩形パルスに
整形後に線形ゲート８のゲート信号に入力される。

【０１０５】一方、被検体７中で発生する0.511MeV消滅
γ線２ａは、陽電子線源１及び透過型検出器17の後方に
設置されたＧｅ検出器13により電気信号に変換され、前
置増幅器９ａ、線形増幅器10ａと遅延増幅器18により一
定時間遅延後に線形ゲート８の線形入力となる。また、
透過型検出器17と同時に入射したもののみ、マルチチャ
ネルアナライザ12の入力となりパルス波高に比例したデ
ィジタル信号に変換されて、γ線スペクトルの形でマル
チチャネルアナライザ12内のメモリに蓄積される。

【０１０６】このスペクトルは、陽電子の透過に伴う信
号と同時計数させたもので偶発的な事象を除き、陽電子
の被検体７内での消滅に伴う信号のみの寄与分しか含ま
れていない。また、γ線スペクトルは、上記した図24に
示す0.511MeVγ線の光電ピークの中心部Ａと、周辺部Ｂ
₁＋Ｂ₂の計数率比であるＳパラメータを算出し、材質
劣化指標とされる。

【０１０７】第３実施例は図３の構成図に示すように、
検査装置において検出装置は前記図２に示す第２実施例
と同様の構成であるが、遮蔽体付きコリメータ16内には
γ線用検出器３が設置され、このγ線用検出器３の前面
で被検体７との間には、電子線源１と薄い透過型検出器
17を設置している。また、γ線用検出器３には前置増幅
器９ａとタイミングディスクリ４ａが接続され、前置増
幅器９ａは線形増幅器10ａとシングルチャネル波高弁別
器11ａを介してマルチチャネルアナライザ12と接続した
線形ゲート８に接続している。

【０１０８】一方、透過型検出器17には前置増幅器９ｂ
とタイミングディスクリ４ｂが接続されていて、前置増
幅器９ｂは線形増幅器10ｂとシングルチャネル波高弁別
器11ｂを介して前記線形ゲート８に接続している。また
タイミングディスクリ４ｂは、ディレイ５を介して前記
タイミングディスクリ４ａと共に時間波高変換器６に接
続され、この時間波高変換器６は前記線形ゲート８に接
続して構成されている。

【０１０９】上記構成による作用としては、電子線源１
より被検体７に到達する陽電子のエネルギの一部を透過
型検出器17内で損失させて、電気的あるいは光信号とし
て取出す。この信号と陽電子線源１の後方に設置された
γ線用検出器３により測定された、被検体７内電子と陽
電子と間の消滅反応の結果から生じる0.511MeV消滅γ線
２ａに相当する信号との間の時間差から、被検体７の材
質劣化を判定する。

【０１１０】ここで陽電子が発生して消滅するまでの時
間差としては数 100ナノ秒程度で、透過型検出器17とし
てはプラスチックシンチレーション検出器などが最適で
あり、このプラスチックシンチレーション検出器の場合
には、時間信号は高速が要求される。

【０１１１】このため、プラスチックシンチレータに接
続された光電子増倍管のダイノード出力を直接タイミン
グディスクリ４ｂに入力し、短い幅の矩形信号に変換し
てからディレイ５により一定時間遅延し、時間波高変換
器６のスタート信号入力としている。

【０１１２】一方、陽電子線源１及び透過型検出器17の
後方に設置されたγ線用検出器３には信号の高速性が要
求されるところから、プラスチックシンチレーション検
出器などの使用が望ましい。当該γ線用検出器３として
シンチレーション検出器を用いる場合には、前記透過型
検出器17と同様に光電子増倍管のダイノード出力を直接
タイミングディスクリ４ａに入力し、短い幅の矩形信号
に変換して時間波高変換器６のストップ信号として入力
する。

【０１１３】最後に前記スタート信号とストップ信号と
の時間差に比例した出力波高に変換され、線形ゲート８
の線形入力信号とする。一方、γ線用検出器３及び透過
型検出器17のそれぞれのアノード信号は、前記前置増幅
器９ａ，９ｂ及び線形増幅器10ａ，10ｂで整形増幅後
に、シングルチャネル波高分析器11ａ，11ｂにより一定
波高ウインドウ領域の信号のみが選別される。

【０１１４】陽電子線源１としてNa-22 を用いた場合に
は、β⁺崩壊後のK-22励起状態により生じる1.275MeVγ
線のピークエネルギに相当するウインドウ領域のみに限
った方が信号のＳ／Ｎ比が改善される。なお、シングル
チャネル波高分析器11ａ，11ｂからの信号は、ディレイ
５により遅延時間調整後に線形ゲート８のゲート入力と
されて、時間波高変換器６からの信号を含む３者の信号
が、同時に入力した場合のみ出力信号が発生する。

【０１１５】これによる線形ゲート８からの信号は、マ
ルチチャネルアナライザ12の入力として、図４の分布特
性図に示すような陽電子の寿命分布が得られ、この平均
寿命の変化として被検体７の材質劣化度が判定できる。

【０１１６】第４実施例は図５の構成図に示すように、
検査装置は遮蔽体付きコリメータ16内に設置したＧｅ検
出器13と、別の遮蔽体付きコリメータ16ａ内に設置した
陽電子線源１及び透過型検出器17とを、互に視野に入ら
ず、かつ被検体７に対峙して配置して検出装置が構成さ
れている。

【０１１７】またＧｅ検出器13には、前置増幅器９ａ及
び線形増幅器10ａと遅延増幅器18が接続され、透過型検
出器17には前置増幅器９ｂ及び線形増幅器10ｂと、シン
グルチャネル波高弁別器11及びゲートアンドディレイジ
ェネレータ19が接続されている。さらに、前記遅延増幅
器18とゲートアンドディレイジェネレータ19は、線形増
幅器10とマルチチャネルアナライザ12に接続されて構成
している。

【０１１８】本第４実施例は上記第２実施例及び第３実
施例に比べて、陽電子が遮蔽付きコリメータ16や、陽電
子線源１を構成する材質自体との反応で生ずる消滅γ
線、及び陽電子線源１自体から発生するγ線の妨害が無
いため、被検体７から発生する消滅γ線の測定に際して
Ｓ／Ｎ比が大幅に改善できる。

【０１１９】第５実施例は図６の構成図に示すように、
検出装置は上記第４実施例の図５と同様に、それぞれ遮
蔽体付きコリメータ16，16ａ内に設置されたγ線用検出
器３と陽電子線源１及び透過型検出器17で、互いの視野
に入らないように配置している。また、計測信号処理系
については、上記第３実施例の図３と同様に構成されて
いる。

【０１２０】上記構成による作用としては、上記第３実
施例に比べて、陽電子が遮蔽体付きコリメータ16及び陽
電子線源１を構成する材質自体との反応で生ずる消滅γ
線と、陽電子線源１自体から発生するγ線の妨害が無い
ため、被検体７から発生する消滅γ線の測定において、
Ｓ／Ｎ比を大幅に向上することができる。

【０１２１】第６実施例は図７の構成図に示すように検
出装置に係り、上記第２実施例乃至第５実施例において
は、陽電子線源１と透過型検出器17を離して設置した場
合を示している。本第６実施例は、被検体７に接触ある
いは近接させたシンチレータ薄板20上に陽電子線源１
を、図７（ａ）に示すように被検体７面と反対面に沈
着、あるいは図７（ｂ）に示すようにシンチレータ薄板
20内に埋込んだもので、シンチレータ薄板20の両側にラ
イトガイド21を設け、さらに光電子増倍管22と結合して
構成する。

【０１２２】なお、シンチレータ薄板20は、被検体７か
ら発生するγ線による信号のパイルアップや、偶発同時
計数の影響をできる限り防止する観点からでき得る限り
薄いことが望ましい。このシンチレータの種類として
は、出力信号の時間的特性や加工性、及び強度などの観
点からプラスチックシンチレーション検出器、あるいは
ガラスシンチレーション検出器などが用いられる。ま
た、シンチレータ薄板20はアクリルなどより加工される
ライドガイド21により側面を覆われて、光電子増倍管22
に光学的に結合している。

【０１２３】上記構成によれば、陽電子が被検体７に到
達する間に、陽電子のエネルギの一部をシンチレータ薄
板20内で損失させて、同損失エネルギに該当するシンチ
レータ薄板20からの光信号を、ライトガイド21を通じ、
あるいは直接的に光信号として光電子増倍管22にて検出
する。

【０１２４】第７実施例は図８の構成図で（ａ）の側面
図及び（ｂ）の平面図に示すように検出装置に係り、陽
電子線源１を被検体７に接触あるいは近接させたシンチ
レータ薄板20、及びこのシンチレータ薄板20に比較して
厚く、かつシンチレータ光に対して透明であるライトガ
イド21を後方ライドガイド21ａにより層状に挟み込む。
さらに、透明なライトガイド21を介して光電子増倍管22
に光学的に結合した構成としている。

【０１２５】上記構成による作用は、陽電子が被検体７
に到達する間に、陽電子のエネルギの一部をシンチレー
タ薄板20内で損失させて、同損失エネルギに該当するシ
ンチレータ薄板20からの光信号をライドガイド21，21ａ
を通じ、あるいは直接的に光信号として光電子増倍管22
により取得する。

【０１２６】この第７実施例では、陽電子線源１の後方
に比較的厚い板状の後方ライドガイド21ａを設置してあ
るので、上記第６実施例に比べて、集光効率を大幅に高
めることが可能であり、信号のＳ／Ｎ比が向上すると共
に、物理的な強度、集光効率を考慮することなくシンチ
レータ薄板20を薄くできる。

【０１２７】したがって、γ線によるパイルアップまた
は偶発同時計数の影響を低減できて、測定系のダイナミ
ックレンジの改善が図れ、より高い放射能を有する被検
体７についても測定が可能となる。また、被検体７で発
生した消滅γ線に対しては、シンチレータ薄板20、ある
いはシンチレータ薄板20の後部に置かれた後方ライドガ
イド21ａによってはほとんど減衰しないため、後方の光
電子増倍管22に及ぼす影響は少ない。

【０１２８】また、副次的には被検体７の反対面に放出
される陽電子を、後方ライドガイド21ａ中で後方散乱さ
せて、シンチレータ薄板20を通過して前方方向に向かい
被検体７中で消滅する陽電子量を増やす効果もあり、そ
の結果として陽電子線源１の放射能量を増やした形とな
り測定時間を短縮することができる。

【０１２９】第８実施例は図９の構成図に示すように、
表面が放射性物質に汚染している被検体７に用いる場合
の対策を施した検査装置で、この検査装置における検出
装置の構成は、上記第２実施例の図２に示すものとほぼ
同様であるが、遮蔽体付きコリメータ16の開口部をフィ
ルタとしてβ線吸収体23により封止して構成している。
なお、計測信号処理系についても、上記第２実施例の図
２に示すものと同様に構成されている。

【０１３０】上記構成による作用は、透過型検出器17を
表面が放射性物質に汚染している被検体７に用いる場合
の問題の解決方法であり、原子炉施設においては放射化
あるいは汚染物との接触などにより表面及び内面が放射
能により汚染されている。

【０１３１】汚染物中に含まれるCo-60 などからのβ線
は、被検体７近傍に置かれた透過型検出器17に入射し
て、陽電子の信号とパイルアップに伴う透過型検出器17
の計数率特性を悪化させ、偶発同時計数による寿命測定
法における精度の悪化、あるいはエネルギ測定法におけ
る偶発同時計数によるバックグラウンドの増加といった
悪影響を及ぼす。

【０１３２】しかしながら原子炉施設の場合には、主要
なβ線放出核種はCo-60 であり、このCo-60 の崩壊に伴
って放出されるβ線の最大エネルギは0.3MeVである。し
たがって、陽電子線源１の前面に0.3MeVを完全に遮蔽し
得るβ線吸収体23を設置すれば、陽電子線源１から被検
体７の表面に到達する陽電子の数を余り減らすことな
く、前段に置かれた同時計数用の透過型検出器17に入射
する表面汚染からのβ線による計数寄与を減らすことが
できる。

【０１３３】なお、Co-60 から放出されるβ線を完全に
除去するためには、アルミニウムの場合で最小80mg／cm
²の厚さが必要である。本第８実施例においては、上記
第１実施例乃至第７実施例に、最大エネルギ0.3MeV以上
の陽電子を放出する陽電子線源１を用い、被検体７及び
透過型検出器17の間に80mg／cm²以下のβ線吸収体23を
置くことで適用できる。

【０１３４】ここで陽電子線源１としては、Ge-68 （Ga
-68 ）、最大エネルギ1.9MeV、Na-22 、最大エネルギ
0.54MeVなどの使用が可能である。なお、陽電子線源１
からの陽電子自体の当該β線吸収体23の設置に伴う吸収
率は、高々数10％に過ぎないため測定には殆んど影響は
無い。

【０１３５】第９実施例は図10の構成図に示すように、
陽電子線源１を用いた非破壊検査を水中で実施する場合
の対策に係る。これは、被検体７の放射能が極めて高い
場合には、検査作業を水中で行う必要が生じる。なお、
水中における陽電子の飛程は１mm以下であることから、
水中では陽電子線源１を被検体７とほぼ接触させる必要
があり、陽電子線源１の汚染、あるいは破損に注意する
必要がある。

【０１３６】図10に示すように検出装置としては、内部
にＧｅ検出器13を設置し、開口側先端に陽電子線源１を
配置した遮蔽体付きコリメータ16で、この開口を水密蓋
24で封止すると共に、遮蔽体付きコリメータ16の被検体
７と対峙する部分に、陽電子線源１及び被検体７を覆っ
て空間を確保する空洞形成用覆い25を設けた構成として
いる。なお、計測信号処理系については、上記第２実施
例の図２に示すものと同様に構成されている。

【０１３７】上記構成による作用としては、空洞形成用
覆い25には加圧ガス注入孔26が設けてあり、さらに空洞
形成用覆い25は遮蔽体付きコリメータ16及び被検体７に
密接させて、加圧ガス注入孔26から圧搾空気27を供給す
ることにより、陽電子線源１及び被検体７間に空洞とエ
アカーテンを形成させて、陽電子線源１と被検体７との
空間による陽電子の飛程距離を維持する。

【０１３８】第10実施例はエネルギ測定法に係るもの
で、検査装置は図11の構成図に示すように、検出装置と
して内部にＧｅ検出器13を設置し、開口側先端に陽電子
線源１を配置した遮蔽体付きコリメータ16が、被検体７
と陽電子線源１間に陽電子線源校正用フィルタ28と、校
正用フィルタ駆動機構29を設けている。なお、計測信号
処理系については、上記第２実施例の図２に示すものと
同様に構成している。

【０１３９】また、被検体７と陽電子線源１間に設ける
陽電子線源校正用フィルタ28は、陽電子の最大飛程以上
の厚みを有する板で、校正用フィルタ駆動機構29により
遠隔で自動的に矢印29ａの方向に移動して陽電子線源１
を遮蔽及び開放させる。

【０１４０】陽電子線源１から放出される陽電子は、す
べて陽電子線源校正用フィルタ28内の電子と反応して、
0.511MeV消滅γ線を発生するが、この陽電子線源校正用
フィルタ28の材質としては、アルミニウムあるいは被検
体７と同一材質の試料を焼鈍し、十分欠陥などを取り除
いたものを使用する。なお、アルミニウムは内部の欠陥
などの影響が少なく欠陥を持たない被検体７のリファレ
ンス用として最適である。

【０１４１】上記構成による作用としては、陽電子線源
校正用フィルタ28を設置状態、及び非設置状態に切替え
て被検体７に対する測定を行い、それぞれにおけるγ線
スペクトルをＧｅ検出器３で得て、図示しない計算機に
より消滅γ線の光電ピークを対象として、Ｓパラメータ
をそれぞれ計算する。Ｓパラメータを同吸収物質の設置
状態、及び被設置状態で上記式(1) からそれぞれ計算
し、これをＳ₁，Ｓ₂とすれば、（Ｓ₁−Ｓ₂）を新た
な指標として被検体７の材質状態の判定が行える。

【０１４２】第11実施例は寿命測定法に係るもので、検
査装置は図12の構成図に示すように、検出装置として内
部にγ線用検出器３を設置し、開口部に陽電子線源１と
透過型検出器17を配置した遮蔽体付きコリメータ16と、
この遮蔽体付きコリメータ16と被検体７との間に陽電子
線源校正用フィルタ28と、校正用フィルタ駆動機構29を
設けている。なお、計測信号処理系については、上記第
３実施例の図３に示すものと同様に構成されている。

【０１４３】上記構成による作用は、上記第10実施例に
おけるＳパラメータ計算の代りに陽電子の寿命の測定
を、校正用フィルタ駆動機構29により陽電子線源校正用
フィルタ28を矢印29ａの方向に自動的に移動して、それ
ぞれの状態で実施し、寿命時間差を新たな指標として被
検体７の材質状態の判定を行う。

【０１４４】第12実施例は図13の構成図に示すように、
検査装置に上記第10実施例におけるエネルギ測定法にお
いては、環境要件や計数率の変動などに伴う検出器固有
のエネルギ分解能測定を実際の測定の都度行う必要性が
あり、0.511MeV近傍に放出γ線のエネルギを有するγ線
放出核種を標準線源による現場での校正を可能とする機
能を付与したものである。

【０１４５】内部にＧｅ検出器13を設置した遮蔽体付き
コリメータ16は、開口側で被検体７に対峙して陽電子線
源１を配置し、さらに、陽電子線源１と被検体７の間に
吸収体用駆動機構32により矢印32ａで示す方向に自動的
に移動可能としたβ線吸収体23を設置する。

【０１４６】また、前記Ｇｅ検出器13とβ線吸収体23の
間でＧｅ検出器13に近接して校正用線源30を設けて、こ
の校正用線源30は校正用線源駆動装置31により矢印31ａ
方向に移動可能とし、校正用線源30の正面で校正測定が
可能な位置か、遮蔽体付きコリメータ16内の凹部に設け
た収納部31ｂのいずれかに配置される。なお、計測信号
処理系については、上記第１実施例の図１に示すものと
同様に構成されている。

【０１４７】上記構成による作用としては、β線吸収体
23を吸収体用駆動機構32により移動することにより、陽
電子線源１により被検体７に対して、開状態にして陽電
子照射状態に、また閉状態として非照射状態とすること
ができる。校正測定時には、陽電子線源１の前面をβ線
吸収体23により閉状態として、被検体７からの放射線の
影響化でＧｅ検出器３による消滅γ線のγ線スペクトル
の測定が行われる。

【０１４８】なお、使用可能な核種としてはRu-106（0.
51186MeV）、Ru-103（0.49708MeV）、Be-7（0.477605Me
V ）などがある。また、測定時には陽電子線源１の前面
のβ線吸収体23は開状態として、被検体７は陽電子線源
１から陽電子照射下で材料中の消滅γ線のγ線スペクト
ルの測定を行う。

【０１４９】この状態で得られたγ線スペクトルから、
図示しない計算機により消滅γ線の光電ピークを対象と
して、Ｓパラメータをそれぞれ計算する。このＳパラメ
ータ計算値をβ線吸収体23の配置状態、及び非配置状態
をＳ₁，Ｓ₂とすれば（Ｓ₂−Ｓ₁）を新たな指標とし
て被検体７の材質状態の判定が行える。

【０１５０】第13実施例は図14の構成図に示すように、
検査装置における検出装置は、消滅γ線用として第１の
γ線用検出器33が、遮蔽体付コリメータ16内で被検体７
を視野に納めているが、遮蔽体付コリメータ16開口側の
先端に配置された陽電子線源１が、直接照射しない位置
に設置されている。

【０１５１】また、同時放出γ線用である第２のγ線用
検出器34は、前記第１のγ線用検出器33の遮蔽体付コリ
メータ16の軸と斜めに交差した、別の遮蔽体付コリメー
タ16ａ内に設置されて陽電子線源１を視野に納めてい
る。しかし、被検体７は直接視野に納めることがないよ
うな形状の遮蔽体付コリメータ16ａにより構成されてい
る。

【０１５２】したがって、陽電子線源１は第２のγ線用
検出器34を視野に納めるが、第１のγ線用検出器33には
直接照射しないように配置され、さらに陽電子線源１か
らの陽電子による遮蔽体付コリメータ16の照射部位を、
第１のγ線用検出器33が視野に納めないように配置して
ある。

【０１５３】第１のγ線用検出器33及び第２のγ線用検
出器34としては、プラスチックシンチレーション検出器
が時間的応答性の速さから有効であり、本第13実施例も
同検出器を用いた場合を示している。なお、計測信号処
理系については、上記第３実施例の図３に示すものと同
様に構成されている。

【０１５４】上記構成による作用は、陽電子線源１とし
てはNa-22 が使用可能であり、同時放出γ線用である第
２のγ線用検出器34により陽電子線源１からの陽電子崩
壊に伴う 1.275MeV 放出γ線に対応した信号が、タイミ
ングディスクリ４ｂを経由して時間波高変換器６のスタ
ート信号入力となる。

【０１５５】この第２のγ線用検出器34は、被検体７を
直接視野に納めることはないので、入射するγ線は陽電
子線源１からの陽電子崩壊に伴う 1.275MeV 放出γ線、
及び陽電子の周辺遮蔽体から発生する0.511MeVγ線のみ
となる。一方、陽電子の被検体７上の照射領域を眺める
ように配置した、消滅γ線用である第１のγ線用検出器
33では、0.511MeV消滅γ線及び被検体７中に含まれる放
射性核種から放出されるγ線が含まれる。

【０１５６】両者に対応した信号がそれぞれのタイミン
グディスクリ４ａ，４ｂを経由して時間波高変換器６の
ストップ及びスタート信号入力となることから、基本的
に両者の同期するのは偶発同時計数を除き、陽電子崩壊
に伴う 1.275MeV 放出γ線、及び陽電子の被検体７中で
発生する0.511MeVγ線のみである。

【０１５７】このことから、両者の差は陽電子の被検体
７中の寿命となる。なお、本第13実施例では従来の寿命
測定法の配置と異なり、被検体７中に含まれる可能性の
高い核種である２本のγ線を放出するCo-60 について
は、上記図22で示した従来例の配置では、一方のγ線用
検出器３ｂが被検体７を視野に含まないことから、Co-6
0 のγ線による同時計数の可能性を従来に比べて減らす
ことができる。

【０１５８】第14実施例は図15の構成図に示すように、
エネルギ測定法に対する発明で、検査装置における検出
装置は、上記第13実施例と同じ構造であるが、遮蔽体付
コリメータ16内には消滅γ線用であるγ線用検出器13
が、また、遮蔽体付コリメータ16内には同時放出γ線用
として、例えばNaI シンチレーション検出器のγ線用検
出器３が設置されて構成している。なお、計測信号処理
系については、上記第２実施例の図２に示すものと同様
に構成されている。

【０１５９】上記構成による作用は、陽電子線源１から
放出される陽電子は被検体７内で運動エネルギを失い、
被検体７の電子と結合し、互いに反対方向に放出される
0.511MeV消滅γ線を放出して消滅する。この0.511MeV消
滅γ線はＧｅ検出器13により電気信号に変換される。こ
のＧｅ検出器13からの信号は、前置増幅器９ａと線形増
幅器10ａ、遅延増幅器18により一定時間遅延後に線形ゲ
ート８に入力される。

【０１６０】一方、同時に発生するγ線はγ線用検出器
３で電気信号に変換され、前置増幅器９ｂ、線形増幅器
10ｂにより増幅と整形後に、シングルチャネル波高弁別
器11により放出γ線のエネルギに相当する狭いエネルギ
領域に相当するもののみ選別され、ゲートアンドジェネ
レータ19による適当な遅延及びアナログディジタル変換
の同時計数入力に適合した矩形パルスに整形後に線形ゲ
ート８のゲート信号に入力される。

【０１６１】線形ゲート８では、Ｇｅ検出器13からの信
号γ線用検出器３と同時に入射して信号を発したものの
み、マルチチャネルアナライザ12の入力となりパルス波
高に比例したディシタル信号に変換されて、マルチチャ
ネルアナライザ12内のメモリにγ線スペクトルの形で蓄
積される。

【０１６２】同スペクトルは、陽電子の発生時にほぼ同
時に発生するγ線と同時計数させたもので、偶発的な事
象を除いて陽電子の被検体７内での消滅に伴う信号のみ
の寄与分しか含まれていない。上記γ線スペクトルか
ら、上記図24（ｂ）に示す0.511MeVγ線の光電ピークの
中心部Ａ、及び周辺部Ｂ₁，Ｂ₂の計数率比であるＳパ
ラメータを、上記式(1)により算出して材質劣化指標と
する。

【０１６３】第15実施例は、被検体７自体が中性子によ
り汚染、もしくは放射化されている場合に陽電子線源１
を必要とせずに測定を行うもので、たとえば、被検体７
の表面あるいは被検体７内面中に含まれるZn-65 、Co-5
8 などの陽電子放出核種より放出される陽電子と、被検
体７内電子及び陽電子との間の消滅反応の結果から生じ
る0.511MeV消滅γ線のエネルギスペクトルを得るもので
ある。

【０１６４】図16の構成図に示すように検査装置は、前
方に検出器の窒息防止のために開口した遮蔽体付コリメ
ータ16内にＧｅ検出器13を設置して構成され検出装置
と、このＧｅ検出器13からの信号を増幅する前置増幅器
９、及び波形整形する線形増幅器10と、この出力をパル
ス波高に比例したディジタル信号に変換するマルチチャ
ネルアナライザ12による計測信号処理系とで構成してい
る。

【０１６５】上記構成による作用は、被検体７自体にお
ける陽電子放出核種より放出される陽電子と、被検体７
内電子及び陽電子との間の消滅反応の結果から生じる0.
511MeV消滅γ線のエネルギスペクトルをＧｅ検出器13に
より検出して、その光電ピーク形状から被検体７の材質
劣化を判定する。

【０１６６】マルチチャネルアナライザ12内のメモリに
γ線スペクトルの形で蓄積されたスペクトルは、陽電子
の被検体７内での消滅に伴なう信号のみの寄与分を含
み、上記図24に示す0.511MeVγ線の光電ピークの中心部
Ａ及び、周辺部Ｂ₁，Ｂ₂の計数率比であるＳパラメー
タを算出することで、材質劣化の指標とされる。

【０１６７】第16実施例は図17の構成図に示すように、
検査装置は遮蔽体付コリメータ16内に設置した消滅γ線
用である第１のγ線用検出器33と、別の遮蔽体付コリメ
ータ16ａ内に設置した同時放出γ線用である第２のγ線
用検出器34とを、互いが視野に入らず、かつ被検体７に
対峙して配置して検出装置が構成されている。

【０１６８】また、第１のγ線用検出器33と第２のγ線
用検出器34としては、信号の高速性が要求されるところ
からプラスチックシンチレーション検出器が最適であ
る。なお、計測信号処理系については、上記第３実施例
の図３に示すものと同様に構成されている。

【０１６９】上記構成による作用は、被検体７中にはCo
-60 などのγ線を放出する核種が含まれているが、この
うちCo-58 については、陽電子発生と同時に0.811MeVγ
線を発生する。このため、同γ線と被検体７内電子と陽
電子と間の消滅反応の結果により生じる0.511MeV消滅γ
線に相当する信号との間の時間差から陽電子寿命の測定
をする。

【０１７０】第17実施例は図18の構成図に示すように、
検査装置は遮蔽体付コリメータ16内に設置した主検出器
であるＧｅ検出器13と、別の遮蔽体付コリメータ16ａ内
に設置した副検出器としてのγ線エネルギ測定用検出器
としてＧｅ検出器13ａを設置し、Ｇｅ検出器13，13ａは
互いに視野に入らず、かつ被検体７に対峙して配置して
検出装置が構成されている。

【０１７１】また、γ線エネルギ測定用検出器としてＧ
ｅ検出器13，13ａを用いており、エネルギ分解能の点で
最適であるが、NaI シンチレーション検出器などの有機
シンチレーション検出器についても使用することができ
る。なお、計測信号処理系については、上記第２実施例
の図２に示すものと同様に構成している。

【０１７２】上記構成による作用としては、γ線エネル
ギ測定用のＧｅ検出器13，13ａでは、被検体７中に含ま
れたCo-58 より放出される0.811MeVγ線の光電ピークを
含むエネルギウインドウ領域に、シングルチャンネル波
高弁別器11を設定する。この信号をＧｅ検出器13ａの同
時計数ゲート信号とすることにより、Co-58 のγ線に付
随した陽電子の消滅γ線のみによるγ線エネルギスペク
トルを得ることができる。

【０１７３】また、Co-60 などの同時に複数のγ線を放
出する核種については、両者の検出器でエネルギ的な弁
別を受けることにより同時計数の対象とならず、陽電子
による消滅γ線測定において、Co-60 などの他のγ線核
種より放出されるγ線の影響を除去した計測が可能とな
る。

【０１７４】第18実施例は図19の構成図で示すように、
検査装置は遮蔽体付コリメータ16内に設置した消滅γ線
用の第１の検出器33ａと、別の遮蔽体付コリメータ16ａ
内に設置した同時放出γ線用の第２の検出器34ａを設置
し、この第１の検出器33ａと第２の検出器34ａは互いに
視野に入らず、かつ被検体７に対峙して配置して検出装
置が構成されている。なお、この第１の検出器33ａと第
２の検出器34ａは、いずれもＣａＦ₂シンチレーション
検出器を採用している。

【０１７５】計測信号処理系について、第１の検出器33
ａには前置増幅器９ａとハイパスフィルタ35ａが接続し
てあり、前置増幅器９ａは線形増幅器10ａ及びシングル
チャンネル波高弁別器11ａを介して、線形ゲート８に接
続されている。また、ハイパスフィルタ35ａはタイミン
グディスクリ４ａを介して時間波高変換器６に接続して
いる。

【０１７６】第２の検出器34ａには前置増幅器９ｂとハ
イパスフィルタ35ｂが接続してあり、前置増幅器９ｂは
線形増幅器10ｂ及びシングルチャンネル波高弁別器11ｂ
を介して、線形ゲート８に接続する。また、ハイパスフ
ィルタ35ｂはタイミングディスクリ４ｂ及びディレイ５
を介して時間波高変換器６に接続している。さらに、時
間波高変換器６の出力は、前記線形ゲート８を経由して
マルチチャネルアナライザ12に接続されて構成してい
る。

【０１７７】上記構成による作用としては、消滅γ線用
の第１の検出器33ａ及び、同時放出γ線用の第２の検出
器34ａのＣａＦ₂シンチレーション検出器における出力
信号には、高速成分については、ハイパスフィルタ35
ａ，35ｂを通してタイミングディスクリ４ａ，４ｂの入
力となり、時間波高変換器６により時間差に比例した信
号に変換される。

【０１７８】一方、遅延成分については、前置増幅器９
ａ，９ｂ、及び線形増幅器10ａ，10ｂを経て、入射γ線
の検出器内部でのエネルギ損失に比例した信号となり、
シングルチャンネル波高弁別器11ａ，11ｂにより陽電子
の放出と同時に放出されるγ線の光電ピークエネルギに
相当するウインドウを設定する。時間差に相当する信号
に対し線形ゲート８によりゲートをかけ、時間スペクト
ルとしてマルチチャネルアナライザ12にて得られる。

【０１７９】なお、本第18実施例は、上記した第13実施
例あるいは第16実施例と比較して、時間測定に通常用い
られるエネルギ分解能の悪いプラスチックシンチレーシ
ョン検出器の代りに、ＣａＦ₂シンチレーション検出器
を用いることにより、ゲート信号についてエネルギ的な
弁別が可能となり、偶発同時計数による時間スペクトル
のゆがみが防止できるので、陽電子の寿命測定精度を高
く得られる。

【０１８０】第19実施例は、消滅γ線の光電ピーク形状
評価方法の具体的手順に係り、上記（ｄ）に示すように
γ線スペクトルデータの取得は、上記第１実施例の図１
を例にすると、マルチチャンネルアナライザ12に蓄積さ
れた消滅γ線近傍のスペクトルデータは、インターフェ
イスを介して図示しない計算機へ伝送される。計算機に
おいては上記（ｄ）の記載にしたがって解析が行われ、
２種類の標準偏差をもつγ線ピークの和として消滅γ線
スペクトルを近似され、それぞれのγ線ピークの計数比
率により材質の劣化度が判定される。

【０１８１】第20実施例は、構造物材質の健全性の評価
に係り、Co-60 の濃度は被検体の成分や中性子照射の履
歴によっても異なるが、被検体成分及び中性子照射履歴
が既知である場合は、図20の放射能濃度特性図に示すよ
うに、Co-60 放射能濃度と一定の関係として求められ
る。

【０１８２】上記の各実施例において、Co-60 の放射能
濃度とＧｅ検出器などのγ線用検出器の全計数率、また
はCo-60 の放出γ線に相当する光電ピーク計数率が求め
られ、遮蔽体との距離や被検体７の幾何学的形状が既知
の場合には、予め求められた換算定数によりCo-60 放射
能濃度に換算される。

【０１８３】一方、各実施例により求められた陽電子寿
命、あるいは消滅γ線の形状パラメータ変化を勘案し、
図21の陽電子寿命などの相関図に示すように、中性子照
射履歴を考慮した中性子照射量との関連を、予めＧｅ検
出器のγ線スペクトルよりCo-60 の光電ピーク計数率を
得て、幾何学的効率を考慮することにより、被検体７中
に含まれるCo-60 の放射能濃度に換算できる。

【０１８４】この換算の際にＧｅ検出器あるいはNaI シ
ンチレーション検出器といったエネルギ分解能の良好な
γ線用検出器を採用した場合では、消滅γ線の0.511MeV
γ線がCo-60 の光電ピーク（1.173MeV及び1.332MeV）が
影響を与えることはなく、光電ピークの計数率を求め
る。あるいは他の核種の混在が無視し得る場合には、計
数の際に消滅γ線を含まないようなエネルギ弁別を行う
ことにより、Co-60 濃度測定が当該非破壊検査の実施と
平行して行える。

【０１８５】しかしながら、プラスチックシンチレーシ
ョン検出器などのエネルギ分解能の良好でないγ線用検
出器を用いた場合には、消滅γ線の寄与が無視し得ると
判断される場合を除き、上記第11実施例の図12に示すよ
うに、陽電子線源１を収納あるいは遮蔽する機構を持た
せる必要がある。

【０１８６】さらに同放射能濃度から被検体７の中性子
照射積分量を既知のデータにより評価し、エネルギ計測
法についてはγ線スペクトル上の陽電子消滅に伴う0.51
1MeVγ線の光電ピーク形状を測定し、また、寿命測定法
にては陽電子の寿命を測定して被検体７の各点で両者の
情報を取得して図21に示すような相関図からより適切な
判定を行うことが可能となる。

【０１８７】第21実施例は、被検体７の表面が非放射性
あるいは放射性のクラッドで汚染している場合には、外
部から照射される陽電子の一部は表面のクラッドで消滅
し、内面の材質的特性を代表しない場合が有り得る。ま
た、すでに述べたように表面に付着した放射能による測
定への影響も大きい。このためには検査に先立って除染
を行い表面クラッドを除去する。この除染法としては高
圧ジェット洗浄、ブラシ洗浄などの比較的固着性の低い
表面汚染に適した物理的除染が望ましい。

【０１８８】

【発明の効果】以上本発明によれば、特に原子炉施設に
おける各種機器及び構造材に対する金属の健全性が、被
検体の放射能汚染あるいは放射化したものであっても、
測定員の放射線被曝を低減して、定期点検時などにおい
て高精度で安全に検査することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の非破壊検査装置の構
成図。

【図２】本発明に係る第２実施例の検査装置の構成図。

【図３】本発明に係る第３実施例の検査装置の構成図。

【図４】本発明に係る第３実施例の陽電子寿命分布特性
図。

【図５】本発明に係る第４実施例の検査装置の構成図。

【図６】本発明に係る第５実施例の検査装置の構成図。

【図７】本発明に係る第６実施例の検出装置の構成図
で、（ａ）は陽電子線源沈着の切欠き側面図、（ｂ）は
陽電子線源埋込の切欠き側面と平面図。

【図８】本発明に係る第７実施例の検出装置の構成図
で、（ａ）は切欠き側面図、（ｂ）は平面図。

【図９】本発明に係る第８実施例の検査装置の構成図。

【図１０】本発明に係る第９実施例の検査装置の構成
図。

【図１１】本発明に係る第10実施例の検査装置の構成
図。

【図１２】本発明に係る第11実施例の検査装置の構成
図。

【図１３】本発明に係る第12実施例の検査装置の構成
図。

【図１４】本発明に係る第13実施例の検査装置の構成
図。

【図１５】本発明に係る第14実施例の検査装置の構成
図。

【図１６】本発明に係る第15実施例の検査装置の構成
図。

【図１７】本発明に係る第16実施例の検査装置の構成
図。

【図１８】本発明に係る第17実施例の検査装置の構成
図。

【図１９】本発明に係る第18実施例の検査装置の構成
図。

【図２０】本発明に係る第20実施例の放射能濃度特性
図。

【図２１】本発明に係る第20実施例の陽電子寿命などの
相関図。

【図２２】従来の陽電子寿命測定法による検査装置のブ
ロック図。

【図２３】従来のγ線エネルギ測定法による検査装置の
ブロック図。

【図２４】従来の陽電子消滅によるγ線のエネルギスペ
クトルの分布特性図で、（ａ）は殻内電子と欠陥内自由
電子分布、（ｂ）は中央部と周辺部分布を示す。

【図２５】従来の被検体における焼鈍し温度とＳパラメ
ータの特性図。

【図２６】従来の被検体における焼鈍し温度と硬化度の
特性図。

【図２７】検出器内における光電ピーク特性図。

【符号の説明】１…陽電子線源、２ａ…0.511MeVγ線、２ｂ…γ線、
３，３ａ，３ｂ…γ線用検出器、４ａ，４ｂ…タイミン
グディスクリ、５…ディレイ、６…時間波高変換器、７
…被検体、８…線形ゲート、９，９ａ，９ｂ…前置増幅
器、10，10ａ，10ｂ…線形増幅器、11，11ａ，11ｂ…シ
ングルチャネル波高弁別器、12…マルチチャネルアナラ
イザ、13，13ａ…Ｇｅ検出器、14…殻内電子との消滅成
分曲線（点線）、15…自由電子との消滅成分曲線（実
線）、16，16ａ…遮蔽体付コリメータ、17…透過型検出
器、18…遅延増幅器、19…ゲートアンドディレイジェネ
レータ、20…シンチレータ薄板、21…ライドガイド、21
ａ…後方ライトガイド、22…光電子増倍管、23…β線吸
収体、24…水密蓋、25…空洞形成用覆い、26…加圧ガス
注入孔、27…圧縮空気、28…陽電子線源校正用フィル
タ、29…校正用フィルタ駆動機構、29ａ…校正用フィル
タ移動方向（矢印）、30…校正用線源、31…校正用線源
駆動機構、31ａ…校正用線源移動方向（矢印）、31ｂ…
校正用線源収納部、32…β線吸収体用駆動機構、32ａ…
β線吸収体移動方向（矢印）、33，33ａ…第１のγ線用
検出器、34，34ａ…第２のγ線用検出器、35ａ，35ｂ…
ハイパスフィルタ、Ａ…中央部面積、Ｂ₁，Ｂ₂…周辺
部面積。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽電子線源から発生する陽電子を被検体
に照射して被検体内の電子との反応で発生する0.511MeV
消滅γ線の光電子ピークの形状変化をＧｅ検出器で測定
する非破壊検査装置において、前記Ｇｅ検出器の前面に
被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体付きコリメ
ータを設けると共に陽電子線源を遮蔽体付きコリメータ
の開口部視野外に設置して、前記陽電子線源の照射領域
をＧｅ検出器の視野内に納めるようしたことを特徴とす
る放射性汚染物質用非破壊検査装置。
【請求項２】陽電子線源から発生する陽電子を被検体
に照射して被検体内の電子との反応で発生する0.511MeV
消滅γ線の光電子ピークの形状変化をＧｅ検出器で測定
する非破壊検査装置において、前記Ｇｅ検出器の前面に
被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体付きコリメ
ータを設けて前記陽電子線源を遮蔽体付きコリメータの
開口部視野内で被検体及び被検体に近接して設置すると
共にこの陽電子線源と被検体の間に透過型検出器を設置
して、前記被検体に到達する陽電子のエネルギの一部を
前記透過型検出器内で損失させて電気的あるいは光信号
として取出して前記Ｇｅ検出器からの信号とを同時計数
することにより被検体内電子と陽電子と間の消滅反応に
より生じた0.511MeV消滅γ線のエネルギスペクトルを得
て、その光電ピーク形状から被検体の材質劣化を判定す
ることを特徴とする放射性汚染物質用非破壊検査装置。
【請求項３】陽電子線源から発生する陽電子を被検体
に照射して被検体内電子と陽電子との間の消滅反応で生
じた0.511MeV消滅γ線に相当する信号をγ線用検出器で
測定する非破壊検査装置において、前記γ線用検出器の
前面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体付き
コリメータを設けて前記陽電子線源を遮蔽体付きコリメ
ータの開口部視野内で被検体及び被検体に近接して設置
すると共にこの陽電子線源と被検体の間に透過型検出器
を設置して、前記被検体に到達する陽電子のエネルギの
一部を前記透過型検出器内で損失させて電気的あるいは
光信号として取出して前記γ線用検出器により測定され
た被検体内電子と陽電子と間の消滅反応により生じた0.
511MeV消滅γ線に相当する信号との間の時間差から被検
体の材質劣化を判定することを特徴とする放射性汚染物
質用非破壊検査装置。
【請求項４】前記陽電子線源を前記消滅γ線用検出器
の測定視野外に配置したことを特徴とする請求項１乃至
請求項３記載の放射性汚染物質用非破壊検査装置。
【請求項５】前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出器の前
面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体付きコ
リメータを設けて前記陽電子線源を遮蔽体付きコリメー
タの開口部視野内で被検体及び被検体に近接して設置す
ると共にこの陽電子線源と被検体の間に透過型検出器を
設置して前記被検体に到達する陽電子のエネルギの一部
を前記透過型検出器内で損失させて電気的あるいは光信
号として取出す検出装置が、陽電子線源を被検体面の反
対面に沈着あるいは埋込んだ薄型シンチレータ板を設け
て、前記陽電子線源からの陽電子が被検体に到達する間
に当該電子のエネルギの一部を前記薄型シンチレータ板
内で損失させると共にこの損失エネルギに該当する光信
号を直接あるいは光ガイドを介し光電子増倍管に入力す
ることを特徴とする請求項２乃至請求項４記載の放射性
汚染物質用非破壊検査装置。
【請求項６】前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出器の前
面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体付きコ
リメータを設けて前記陽電子線源を遮蔽体付きコリメー
タの開口部視野内で被検体及び被検体に近接して設置す
ると共にこの陽電子線源と被検体の間に透過型検出器を
設置して前記被検体に到達する陽電子のエネルギの一部
を前記透過型検出器内で損失させて電気的あるいは光信
号として取出す検出装置が、前記陽電子線源を透過型シ
ンチレータ板及びこの透過型シンチレータ板より厚くか
つシンチレータ光に対して透明な物質で層状に挟み込ん
で陽電子のエネルギの一部を前記透過型シンチレータ板
内で損失させると共にこの損失エネルギに該当する光信
号を透過型シンチレータ板から直接的あるいは光ガイド
を介して光電子増倍管に入力することを特徴とする請求
項２乃至請求項４記載の放射性汚染物質用非破壊検査装
置。
【請求項７】前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出器の前
面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体付きコ
リメータを設けて前記陽電子線源を遮蔽体付きコリメー
タの開口部視野内で被検体及び被検体に近接して設置す
ると共にこの陽電子線源と被検体の間に透過型検出器を
設置して前記被検体に到達する陽電子のエネルギの一部
を前記透過型検出器内で損失させて電気的あるいは光信
号として取出して前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出器か
らの信号とを同時計数する検査装置において、前記陽電
子線源に最大エネルギ0.3MeV以上の陽電子を放出する陽
電子線源を用いると共に、前記被検体と透過型検出器の
間に80mg／cm²以下のβ線吸収体を配置することを特徴
とする請求項２乃至請求項６記載の放射性汚染物質用非
破壊検査装置。
【請求項８】前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出器の前
面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体付きコ
リメータを設けてＧｅ検出器またはγ線用検出器を水密
に配置すると共に水中にある被検体に対峙させた陽電子
線源との間をエアカーテンなどを設けて、前記陽電子線
源と被検体間に空間を形成することを特徴とする請求項
１乃至請求項６記載の放射性汚染物質用非破壊検査装
置。
【請求項９】前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出器の前
面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体付きコ
リメータ及び陽電子線源を設けると共に、前記被検体と
陽電子線源との間に陽電子の最大飛程以上の厚みを有し
て前記被検体と同一材質もしくは異なるβ線吸収体から
なる陽電子線源校正用フィルタを校正用フィルタ駆動機
構により挿抜自在に設けたことを特徴とする放射性汚染
物質用非破壊検査装置。
【請求項１０】陽電子線源から発生する陽電子を被検
体に照射して被検体内の電子との反応で発生する0.511M
eV消滅γ線を測定する非破壊検査装置において、前記被
検体と陽電子線源との間に挿抜自在に配置した陽電子線
源校正用フィルタを校正用フィルタ駆動機構により自動
的に挿抜して、陽電子線源校正用フィルタの挿入状態及
び引抜き状態のそれぞれにおける被検体測定時のγ線ス
ペクトルを測定して、この信号時間差もしくは0.511MeV
消滅γ線の光電ピーク形状の差から被検体の劣化度を判
定することを特徴とする請求項９記載の放射性汚染物質
用非破壊検査方法。
【請求項１１】前記Ｇｅ検出器またはγ線用検出器の
前面に被検体中からの放射線束数を制限する遮蔽体付き
コリメータ及び陽電子線源を設けると共に前記Ｇｅ検出
器またはγ線用検出器の近傍に0.511MeV消滅γ線に近い
γ線エネルギを放出する校正用線源を校正用線源駆動機
構により挿抜自在に設けてさらに前記被検体と陽電子線
源との間にβ線吸収体をβ線吸収体用駆動機構により挿
抜自在に設けたことを特徴とする放射性汚染物質用非破
壊検査装置。
【請求項１２】陽電子線源から発生する陽電子を被検
体に照射して被検体内の電子との反応で発生する0.511M
eV消滅γ線を測定する非破壊検査装置において、β線吸
収体用駆動機構によりβ線吸収体を挿入して陽電子線源
を被検体に対し非照射状態とし、校正用線源から放出さ
れる当該γ線のエネルギスペクトルを得て当該γ線の光
電ピークの形状を求めると共に、校正用線源用駆動機構
により校正用線源の非設置状態及び陽電子線源を被検体
に対し照射状態で0.511MeV消滅γ線のエネルギスペクト
ルを得て、このスペクトルから消滅γ線の光電ピークの
形状を求めて両者の変化率より材質の劣化度を判定する
ことを特徴とする放射性汚染物質用非破壊検査方法。
【請求項１３】陽電子線源を直接視野に納めない位置
で被検体表面の陽電子照射領域を視野に納めるように配
置した第１のγ線用検出器と、陽電子及びγ線をほぼ同
時に放出する陽電子線源の前方に遮蔽体付きコリメータ
を設けて陽電子線源を通り直接被検体を視野に納めない
位置に配置した第２のγ線用検出器を備えて、前記第２
のγ線用検出器により放出γ線を測定してこれを開始時
間とすると共に第１のγ線用検出器により消滅γ線を測
定しこれを終了時間とし、両者の差から陽電子の寿命を
求めることを特徴とする放射性汚染物質用非破壊検査装
置。
【請求項１４】陽電子線源を直接見えない位置に置か
れて被検体表面の陽電子照射領域を視野に納めるＧｅ検
出器と、陽電子及びγ線をほぼ同時に放出する核種を用
いた陽電子線源の前方に遮蔽体付きコリメータを設けて
陽電子線源を通り直接被検体を視野に納めないγ線用検
出器を備えて、前記γ線用検出器により放出γ線を測定
してこれを同時計数信号とし、前記Ｇｅ検出器により当
該同時計数信号と同期させてγ線スペクトルを測定して
消滅γ線の光電ピーク形状から被検体の材質劣化を判定
することを特徴とする放射性汚染物質用非破壊検査装
置。
【請求項１５】前記Ｇｅ検出器の前面に被検体中から
の放射線束数を制限する遮蔽体付きコリメータを設けて
被検体からの0.511MeV消滅γ線の照射領域をＧｅ検出器
の視野内に納めるようした検査装置において、被検体の
表層自体がZn-65 、Co-58 などの陽電子放出核種を含む
放射性物質により汚染もしくは被検体自体が中性子によ
る放射化によりZn-65 、Co-58 などの陽電子放出核種を
含む場合に、放射性汚染物質中から放出される陽電子と
被検体内電子と陽電子と間の消滅反応の結果生じる0.51
1MeV消滅γ線のエネルギスペクトルを得て、その光電ピ
ーク形状から被検体の材質劣化を判定することを特徴と
する放射性汚染物質用非破壊検査装置。
【請求項１６】検出器相互の視野を納めることなく被
検体の同一位置を互いの視野に納めるよう配置した遮蔽
体付きコリメータを備えた第１のγ線用検出器と遮蔽体
付きコリメータを備えた第２のγ線用検出器を設けた検
査装置において、被検体の表層自体がZn-65 、Co-58 な
どの陽電子放出核種を含む放射性物質により汚染もしく
は被検体自体が中性子による放射化によりZn-65 、Co-5
8 などの陽電子放出核種を含む場合に、それぞれのγ線
用検出器でCo-58 から陽電子発生と同時に発生する0.81
0MeVγ線及び被検体内電子と陽電子と間の消滅反応の結
果から生じる0.511MeV消滅γ線を検出して両者の信号の
時間差から被検体の材質劣化を判定することを特徴とす
る放射性汚染物質用非破壊検査装置。
【請求項１７】検出器相互の視野を納めることなく被
検体の同一位置を互いの視野に納めるよう配置した遮蔽
体付きコリメータを備えたγ線エネルギ弁別可能なγ線
エネルギ測定用検出器と遮蔽体付きコリメータを備えた
Ｇｅ検出器を設けた検査装置において、被検体の表層自
体がZn-65 、Co-58 などの陽電子放出核種を含む放射性
物質により汚染もしくは被検体自体が中性子による放射
化によりZn-65 、Co-58 などの陽電子放出核種を含む場
合に、γ線エネルギ測定用検出器からの信号のうちでCo
-58 の0.810MeVのエネルギ領域を含む狭いウインドウ領
域の計数出力信号を前記Ｇｅ検出器のエネルギ信号のゲ
ート信号として用いて同時計数させることにより消滅γ
線のエネルギスペクトルを得て消滅γ線の光電ピーク形
状から被検体の材質劣化を判定することを特徴とする放
射性汚染物質用非破壊検査装置。
【請求項１８】検出器相互の視野を納めることなく被
検体の同一位置を視野に納めるよう配置した遮蔽体付き
コリメータを備えた２つの寿命測定用のγ線用検出器を
備えて、第１のγ線用検出器で陽電子消滅γ線を、また
第２のγ線用検出器で陽電子放出時に同時発生するγ線
を測定して両者の時間差から陽電子の寿命測定を行う検
査装置において、前記２つのγ線用検出器がＣａＦ₂シ
ンチレーション検出器であることを特徴とする放射性汚
染物質用非破壊検査装置。
【請求項１９】陽電子及びγ線をほぼ同時に放出する
陽電子放出核種から放出される陽電子の被検体内で第１
のγ線用検出器は陽電子消滅γ線を測定し、第２のγ線
用検出器で陽電子放出時に同時発生するγ線を検知して
両検出器からの出力信号の高速成分パルスの時間差信号
を得ると共に、両検出器から発生する遅延成分の出力信
号から陽電子放出時に同時発生するγ線及び陽電子消滅
γ線エネルギに相当する狭いエネルギ領域の波高を有す
る２つのゲート信号を取得して前記時間差信号にゲート
をかけることにより陽電子の寿命を測定することを特徴
とする請求項１８記載の放射性汚染物質用非破壊検査方
法。
【請求項２０】陽電子の消滅γ線スペクトルの形状判
定において、２種類の標準偏差をもつγ線ピークの和と
して消滅γ線スペクトルを近似し、それぞれのγ線ピー
クの計数比率により被検体材質の劣化度を判定すること
を特徴とする放射性汚染物質用非破壊検査方法。
【請求項２１】中性子を受ける可能性のある被検体に
対しＧｅ検出器のγ線スペクトルよりCo-60 の光電ピー
ク計数率を得て幾何学的効率を考慮することにより、被
検体中に含まれるCo-60 の放射能濃度に換算すると共に
この放射能濃度から被検体の中性子照射積分量を評価し
て、同時に同γ線スペクトル上の陽電子消滅に伴う0.51
1MeVγ線の光電ピーク形状を測定し、Co-60 の放射能濃
度及び0.511MeVγ線の光電ピーク形状の両者から被検体
材質の劣化度を判定することを特徴とする放射性汚染物
質用非破壊検査方法。
【請求項２２】放射性汚染物質である被検体材質の劣
化度を判定する際に、予め被検体表面に付着した鉄錆な
どを物理的除染により除去することを特徴とする請求項
１乃至請求項20記載の放射性汚染物質用非破壊検査方
法。