計測

放射線について

放射線計測と防護における低減係数

放射線を測る機械の中には、放射線の強さをパルス信号の数で測るものがあります。この機械では、パルス信号を電気信号に変換し、その数を数えることで放射線の強さを知ることができます。 計測されたパルス信号は、その後、計数回路という部分を通り、記録装置に送られます。計数回路は、パルス信号を数え、その数を記録装置に伝える役割をします。しかし、記録装置には処理速度の限界があり、あまりにも大量のパルス信号が入力されると、処理しきれず、正確な値を記録できないことがあります。この現象を「数え落し」と呼びます。 「数え落し」を防ぐために、計数回路から記録装置に送る信号の数を減らす方法があります。例えば、100個のパルス信号を1個にまとめたり、1000個のパルス信号を1個にまとめたりします。このとき、100や1000という値を「低減係数」と呼びます。 低減係数を適切に設定することで、記録装置が処理できる範囲内の信号数に抑え、正確な測定が可能になります。しかし、低減係数を大きくしすぎると、放射線の強弱の変化を細かく捉えられなくなる可能性もあります。そのため、測定対象の放射線の強さに応じて、適切な低減係数を設定することが重要です。
原子力施設

原子炉の安全を守る!プラッギング計の役割

- プラッギング計とは?プラッギング計は、高速増殖炉のような原子炉で使用される液体金属の純度を測定する装置です。原子炉では、核分裂反応によって生じる莫大な熱を取り除くために冷却材が循環しています。特に高速増殖炉では、熱伝導率と中性子吸収特性に優れた液体金属ナトリウムが冷却材として広く利用されています。しかし、このナトリウムには、微量ながらも不純物が含まれています。これらの不純物は、原子炉の運転に伴って増加し、配管や機器の腐食を引き起こしたり、熱伝達効率を低下させたりする可能性があります。そのため、ナトリウム中の不純物の量を正確に把握することは、原子炉を安全かつ安定的に運転するために非常に重要です。プラッギング計は、この重要な役割を担う装置の一つです。この装置は、ナトリウムを冷却しながら細いオリフィスを通過させることで、不純物の量を測定します。ナトリウム中の不純物は、温度が低下するとオリフィス部分で結晶化し始め、オリフィスを閉塞させます。この時の温度を測定することで、不純物の濃度を推定することができます。プラッギング計は、その測定原理から、ナトリウム中の不純物の濃度を連続的に監視することができ、異常を早期に検知することが可能です。高速増殖炉のような高度な技術を用いた原子炉において、プラッギング計は、安全運転を支える重要な技術の一つと言えるでしょう。
原子力発電の基礎知識

原子炉の静寂から目覚め:中性子源領域

原子炉の出力を変化させる様子は、まるで夜明け前から太陽が燦々と輝き昼間になるまでのように、徐々に変化していきます。静かな闇夜に包まれた原子炉を目覚めさせる最初の段階、それが「中性子源領域」です。 原子炉は停止状態からいきなり最大出力になるわけではありません。原子炉内の核分裂反応は、中性子と呼ばれる粒子がウランなどの核燃料に衝突することで始まり、さらに中性子を放出して連鎖的に反応が進んでいきます。しかし、停止状態の原子炉内には、この核分裂反応を引き起こすのに十分な中性子が存在しません。 そこで、「中性子源」を用いて原子炉内に中性子を注入し、核分裂反応を促します。中性子源から供給される中性子によって、わずかながら核分裂反応が始まり、徐々に中性子の数が増えていきます。この、中性子源によって原子炉内の出力レベルをゆっくりと上昇させていく領域が「中性子源領域」と呼ばれます。 原子炉の出力はこの中性子源領域から始まり、徐々に上昇していきます。そして、中性子源からの供給がなくても自ら安定して核分裂反応を維持できる状態へと移行していきます。原子炉の出力変化を朝日に例えるなら、「中性子源領域」はまさに夜明け前にほのかに明るくなっていく、そんな最初の瞬間を捉えていると言えるでしょう。
放射線について

放射線計測の立役者:光電子増倍管

- 光電子増倍管微弱な光を捉える技術光電子増倍管は、人間の目ではほとんど感知できないほどの、極めて弱い光を検出し、電気信号に変換して増幅する、非常に優れた装置です。医療機器、天体観測、放射線計測といった幅広い分野で利用され、科学技術の発展に大きく貢献しています。その仕組みは、まず光を電子に変換することから始まります。光電子増倍管の内部には、光電効果を持つ特殊な金属板(光電面)が設置されており、そこに微弱な光が入射すると、金属表面から電子が飛び出します。この現象を光電効果と呼び、飛び出した電子は光電子と呼ばれます。次に、飛び出した光電子を増倍していきます。光電子増倍管の内部には、ダイノードと呼ばれる電極が複数段にわたって配置されています。光電面から飛び出した光電子は、まず最初のダイノードに衝突します。すると、ダイノードの表面からは、さらに多くの電子が飛び出す現象(二次電子放出)が起こります。こうして増えた電子は、次のダイノードに衝突し、また電子が増えるという過程を繰り返すことで、最初の光電子は数百万倍から数億倍にも増幅されます。最終的に、増幅された電子は陽極と呼ばれる電極に集められ、電気信号として取り出されます。このようにして、光電子増倍管は、極めて微弱な光であっても、それを電気信号に変換して増幅することで、検出することを可能にしています。