アプリケーションノート：効率校正における相関
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MIRIONのArgos-5AB人事汚染モニターによるラドン子孫除去
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MIRIONの人員汚染モニター、特にARGOSMIRIONの人員汚染モニター、特にARGOS-5ABガス流量比例モデルは、世界中の原子力産業で用いられています。一般的に、これらのモニターは、アルファ、ベータ、ガンマ線放出体からの表面汚染を検出するように設計されています（ガンマオプションがインストールされている場合）が、このユニットには、合成繊維素材やポリエステル衣類、フリース、ハードハットなどのプラスチック製品にしばしば付着するラドン子孫の存在を「拒絶」する機能もあります。 これらの子孫の活動レベルは、通常5,000dpmβ/1,000dpmα（それぞれ83.33Bqと16.67Bq）を検出するように設定されている外部表面汚染のアラーム設定ポイントを超える可能性があります。したがって、アラーム表示が天然に存在する放射性物質によるものであり、プラントや施設関連の認可を受けた物質ではない場合、「汚染」と思われる結果が得られます。 問題を複雑にするため、多くのプラントでは、INPOが推奨する「ステーション放射性核種ミックス中の検出が困難な同位元素」の存在を考慮して、より保守的なアラームレベル設定を設定しています。 （INPO 05-008）。
このアプリケーションノートでは、以下のトピックが取り上げられます。
- 問題のバックグラウンド
- 「拒絶」の方法
- ガイダンスと受け入れ基準
- アルゴスモニターとソフトウェア
- ラドン子孫の存在の決定
- 特定の設定
- 実用的なデモ例
- データ収集と分析
- 概要
バックグラウンド（放射線と問題）
ラドンとは、ラジウムの放射性崩壊によって生成される無色無臭の放射性ガスです。 ラジウムは、ウラン崩壊生成物であり、ほぼすべての岩石、土壌、地下水、建築材料、植物、動物、人体にも自然に微量で存在します。 ラドン関連汚染事象の既知の特徴の1つは、通常、放出限界（すなわち、低活性）に非常に近いことです。 前のページに示したラドン崩壊チェーンに注目してください。 ラドン子孫（Po-218、Pb-214、Bi-214、Po-214、Po-214）として存在する短寿命アルファとベータエミッターに注意してください。
崩壊チェーンから、このチェーンが平衡であった場合、特定の固定ベータとアルファ粒子比が予想されます。 しかし、実際には、空気中、特にオブジェクト上では、崩壊積は一定均衡ではありません。 さまざまな要因が測定比に影響を与える可能性があります。
- 空気中のアルファの減衰（すなわち、検出器からの距離）。
- 換気システムの種類。
- 監視対象物と空気中の子孫の濃度。
- 衣類にラドン子孫を取得してからモニタリングポイントまでの時間が経過しました。
この問題は、ある種のスペクトロスコピーなしでラドン子孫からの活動として原因を即座かつ積極的に特定する明確な方法がないという点でも起こります。 MIRIONのiSolo®およびiCAM™製品を使用して実施されているように、このスペクトロスコピーは、非常に近い一定のジオメトリを使用して実用的ですが、この方法は、検出器からの距離が（アルファ粒子の範囲に対して）可変でかなりの距離になる可能性があるため、ガスフローまたは固体シンチレーションベースのアルファ/ベータ検出器を使用することはできません。
典型的な原子力発電の状況では、RCA出口で汚染されていると判断され、ラドン子孫からそうであると判断された人員（またはハードハットなどの機器）は、脇に座って短寿命ラドン子孫が崩壊するのを待ちます。 一旦減衰が起きれば、「クリーン」の判定を得るためにモニターを通過しようとさらに試みます。 ラドン、ひいてはラドン子孫濃度が高い可能性がある日には、RCAを離れる前に、最大10人またはそれ以上の人員（およびオブジェクト）が「崩壊」するのを待つことは珍しくありません。
多くの人員を待機させることは、会社/施設にとってコストとなります。なぜなら、人員はまだ「出勤中」であり、時には時間外手当を受け取ることもあるからであり、自宅や食事、その他の業務のためにRCAを離れることができない従業員にとってはストレスで迷惑となるからです。さらに、真の汚染の可能性も労働者の頭をよぎるかもしれません。潜在的に汚染された人員、ハードハットなどの物/衣類は、すでに人員不足である可能性がある放射線防護要員のための不要な作業/調査の追加ソースになるだけでなく、気を散らす可能性があります。 これは、多くの場合、「モニターにラドンを考慮する機能がない場合は、短寿命または自然放射能のアラームを評価するための手順を実施してください」（INPO 05-008）に該当します。 したがって、自動化システムが利用できない場合、ラドン子孫に対処するために、手順と人員が利用可能でなければなりません。
基本的な方法：
MIRIONが使用するメソッドは、ベータから身体位置の範囲でアルファ活動への使用を伴い、モニターアクションをトリガーし、適切な比率の選択に応じて設定します。 この比率を選択する際には、プラント操業に起因する汚染を「ラドン」に関連するものとして同定することを避けるために、いくつかの要因を考慮する必要があります。 故障燃料のない典型的なプラントは、ベータ線とアルファ線の放射能比は数十万から数百万対1です。 したがって、アルファ関連活性の放射能が存在すると予想されるのは、通常のプラント運転によるものではなく、ラドン関連の崩壊生成物による可能性が最も高いでしょう。 施設の条件/ソース項のために十分なアルファ活性が存在する場合は、このメソッドは、アルファ汚染が潜在的に高い地域で働いていない人員、またはまったく使用しない人に限って、細心の注意を払って/保守的に使用する必要があります。
適用ガイダンスと受け入れ基準
- 原子力事業研究所（INPO）と米国原子力保険会社（ANI）は、ラドン子孫核種などの自然に発生する物質を識別するモニター能力があることを認めています。 たとえば、INPOは次のように述べています。
「モニターにラドンを考慮する機能がない場合は、短寿命または自然放射能のアラームを評価するための手順を設けること」 - 同様に、米国原子力保険会社（ANI）は、ANI第8.5項放射線防護バイオアッセイに記載しています。
「バイオアッセイプログラムは、以下を記述する一連の手順によって管理されるべきである。- 8.5.2.7PCM/PMアラームがラドン、希ガス、内部汚染、分布外部汚染、または離散ホット粒子によって引き起こされているかどうかを判断する方法」と…
- EPRIは次のように述べています。
「放射線防護対応－指定汚染に対する放射線防護対応
人に汚染が指摘された場合、以下のステップを踏むべきである」と述べています。
.... 4. 汚染が短寿命放射能（すなわち、半減期< 2時間）によるものであるかどうかを判断します。 このような場合、PCEとはみなされない可能性があります。 EPRI PCEガイドライン（EPRI 2005）
と...
疑わしい汚染が、希ガス、ラドン、医療用放射性同位元素によるものであり、減衰計数、同位元素分析、作業員インタビュー、またはリークや環境反転などのプラント条件の知識/検証によって同定された場合、衣類は次のようになります。 - 崩壊のために指定された領域に放置し、後でリリースするために再サーベイランスされる可能性があります
したがって、ラドン子孫核種の問題を認識し、汚染モニターと方法を使用してこれらの問題に対処する方法を示すガイダンスが、業界文書や勧告から存在します。
モニター：
多くの原子力発電施設で典型的に構成されているARGOS-5ABモニターには、最大25（25）ガス流比例検出器が含まれ、各検出器は大型検出器ごとに3つの（3）別個の小さな検出器または「ゾーン」を備えています。 これらの小さなゾーンは、合計ゾーンとして仮想検出器として構成/結合できます。 合計ゾーン（s）の使用の背後にある原理は、検出器が露出していないフレームの最小領域（デッドゾーンとしても知られる）の検出器間で発生する汚染を検出できることです。 ソースがゾーン間であることを仮定した結果、効率は低く、ラドン子孫の沈着に特徴的な拡散/分散活性により、合計ゾーンは通常、ラドン子孫核種に対してより頻繁にアラームを発する傾向があります。 ただし、これは、モニターがそのような汚染を処理する方法で対処しており、このアプリケーションノートで後ほど説明します。 図1、2、3、4、5、6には、単一の検出器ゾーンが表示され、さまざまな種類の合計ゾーンが構成されています（ゾーンはクロスハッチングによって表示されます）。 グレーアウト検出器は、これらの検出器/合計ゾーン組み合わせが可能ではないことを示します。 これらの合計ゾーンを使用して、モニターのラドン拒絶作用を促進するために存在するベータ/アルファ比を決定することもできます。
Argosモニターソフトウェア
モニターソフトウェアには、データ収集、結果ファイル、アーカイブ機能が含まれ、ラドン子孫拒絶または「ラドン拒絶」のベータ対アルファ比を確立することに関連するモニタリングデータを簡単に収集できます。 ソフトウェアでラドン拒絶を有効にしたり、データをキャプチャして、ベータ/アルファ比と設定を調整したりできます。 Argosモニターに存在するデータファイルを見て、どのラドン子孫拒絶関連データと設定が利用可能かを確認しましょう。
基本設定は、ラドン子孫拒絶が有効になっている場合にのみ利用できます。 したがって、モニターのサービスメニュー（モニターのコンピューターに差し込まれたUSBキーボードを使用して利用可能）から、エスケープキーを押します。 サービスメニューでCTRL-F10キーの組み合わせを押すと、「隠し」キーの組み合わせになります。工場セットアップメニューからF1 – モデル選択を選択します。 モニターの種類やその他の構成を変更して、元のモニター設定を失う可能性があるため、このメニューでは注意が必要です。 このメニューに入る前に、ユーザーマニュアルを参照して、設定をバックアップしたことを確認してください。
キーボードの下向き矢印を使用して、メニューの下部にある「ラドン拒絶サポート」を強調表示し、±キーをトグルして「はい」に設定します。 「ESC」キーを2回押すと、設定を保持し、サービスメニューに戻ります。 （これらの画面キャプチャは、モニターのデモソフトウェアバージョンで生成されているため、他の設定ではメニューが異なる場合があります。）
モデル選択レベルでモニターが有効になったので、セットアップメニューで拒否設定を有効にしてください。 セットアップメニューは、サービスメニューの「F3」を押して選択し、「F10 - ラドン拒絶」を選択してラドン子孫拒絶セットアップ画面に入ります。
デフォルトでは、ラドン[子孫]拒絶は、「無効」状態に設定されます。 有効にするには±キーをトグルします。 有効にすると、モニターは、工場デフォルト設定で表示されます。
現在、以下に見られるように、「有効」になっていても、「ラドン（子孫）が検出された場合（ベータ/アルファ比が制限内）」の設定を変更するためのモニターによるアクションは、実際には行われないことに注意してください。 ただし、この「有効」状態では、何のアクションも取られていないにもかかわらず、モニターはRADON.csvというファイルでデータを収集し始めます。 このファイル、およびRESULTYYYYYMMDDHHMMSS.TXTファイルには、発生する可能性のあるすべての変更、および変更が行われる時期のベータ/アルファ比が含まれます。 これらについては、以下の段落で説明します
ラドン子孫が検出されたかどうかを、モニターはどのように判断するのでしょうか？
アプリケーションノートの冒頭で説明した基本的な前提を使用して、モニターソフトウェアは、ベータ/アルファ比に基づいてこの決定を行います。 比率は、2つの方法で計算されます。 一つは、ベータ/アルファカウント率のcpsの「正味率」、もう一つは（ベータカウント率/効率）を（アルファカウント率/効率）で割った「活性」です。
モニターに入ると、前側でカウントされ、その後向きを変えると背面側でカウントされます。 各サイドのカウントが完了した後、モニターは、個々のゾーンのベータ/アルファ比を計算し、上記の設定の場合、いずれかの合計ゾーンにおける活性のベータ/アルファ比（「有効」に設定されている比率合計ゾーン）も考慮されます。
その後、モニターは、以下の比較を行います。
- 監視された各エリアのLo限度と高限度との比をチェックします。
- ベータ/アルファ比が設定で指定された制限（図Xで0.6から6.0）以内である場合、それらのゾーンに「ラドン（子孫）検出」フラグを「はい」に設定します。
- ベータ/アルファ比が限界外（この場合、0.6未満または6.0以上）である場合、「ラドン（子孫）検出」フラグは、それらのゾーンについて「NO」に設定されます。
決定フラグが設定されたので、モニタープログラムによっていくつかのアクションが取られる/取られないようになりました。
いくつかの典型的な設定とアクション
多くのお客様は、0.6〜6.0の範囲のベータ/アルファ比の設定が効果的であると感じています。 一方で、15という高い比も使用されています。 以下のスクリーンキャプチャは、ラドン子孫誤警報を低減するために、最も攻撃的でない設定から最も攻撃的な設定へと進みます。これは、ラドン子孫を有することがわかっている個人が検査に利用可能である一方、 ラドン子孫拒絶をリアルタイムで実験的にセットアップできる方法です。最も攻撃性の低い設定から始めて、個人の許容可能なレベルが「クリーン」になるまで、設定を使用して措置を講じ続けます。 設定が実験的に調整されたら、新しく作られた代表的な植物塗抹標本を作成して、モニターを通過する個人に装着して、実際の汚染がRCAから出ないことを確認する必要があります。 この考え方は、植物塗料は、比設定の上位レベルを超えるように、ベータ/アルファ比を十分に高くする/すべきであるというものです。
最小の攻撃性（1）：（ベータ/アルファ比が0.6から6.0の範囲内にある検出器にのみ、合計ゾーンアラームをオフにする）「ラドン（子孫）を示す検出器」で合計ゾーンアラームを許可させないでください。したがって、通常、汚染されていると考えられる合計ゾーン（名目上5,000dpm以上、ベータまたは1,000dpm以上）は、アラームではなく、「クリーン」結果を提供します。 これは、合計ゾーン（合計ゾーン内の少なくとも1つの検出器が「はい」に設定されている個々の検出器部の組み合わせ）でのみ起こることに注意してください。 単一ゾーン、または単一検出器セクションは、それぞれ5,000dpmと1,000dpmのアルファ活性またはベータ活性であると判断された場合、依然として汚染されていると見なされます。
より攻撃的（2）：いずれかの1つの（1）検出器セクション、またはいずれかの（1）合計ゾーンが正しいベータ/アルファ比を持っている場合は、すべての合計ゾーンをアラームさせないでください。 たとえば、検出器セクション6a（脚）が、0.6以上、6.0以下のベータ/アルファ比を有していた場合、合計ゾーンがアラームを発しません。 繰り返しますが、単一検出器セクションは、アラームセットポイントよりも上であった場合、まだアラームを発します。
より攻撃的（3）：ラドン（限界内の比）を示す検出器のみについて合計ゾーンアラームはオフになっていますが、CTP（間違いなく汚染）アラームレベルが使用されています。 詳細については、アルゴスマニュアルのALS、ATP、CTP、UTPの定義をご覧ください。
より攻撃的（4）：
より攻撃的（5）：この時点で、単一の検出器が限界内にベータ/アルファ制限を持っている場合、モニターの検出器に5,000dpm×2.25 = 11,250dpmのマルチプライヤー（アラームレベル設定倍の乗数）を使用します。 正しい比を持たない検出器または合計ゾーンには、アラームマルチプライヤーが適用されていません。 このアプローチの攻撃性は、乗数値で調整できます。
最も攻撃的（6）： この時点で、単一の検出器または合計ゾーンが限界内にベータ/アルファ制限を持っている場合、モニターのすべての検出器に5,000dpm×2.25 = 11,250dpmのマルチプライヤー（アラームレベル設定倍の乗数）を使用します。 このアプローチの攻撃性は、マルチプライヤーの値によってのみ制限されます。 注：マルチプライヤーの値は、最も問題のあるエリアをターゲットにしたり、アラームレベルセットポイントを増加したくないエリアを1.0（効果なし）で左にしたりできます。
最終的な安全フォールバック： について。最終的な安全フォールバックポジションはどこなのか？その答えは、共通値セクション（セットアップメニューのF1）で高汚染アラームを有効にするというものです。このときのモニターはグローバル設定でグローバルに設定された高活性制限（F3、セットアップメニューのShift+F5、ベータ版、Alt+2でアルファ版）です。 汚染レベルが設定されたレベルを超えた場合、ラドン子孫拒絶反応によるすべての潜在的な作用は、上書きされます。 この値は、それぞれベータまたはアルファの検出器の効率値の22,200dpmに設定されています。 公称効率値10％の場合、高汚染アラームは、正味計数率2,220正味cpsでトリガーされます。 F5グループ設定を使用すると、さまざまなエリア（足、靴の上部、ボディ、頭、手）でレベルを異なるように設定できます。
実用的なデモンストレーション
これらすべてが実際にどのように機能するかを示す最も簡単な方法は、ラドン子孫レベルがかなりの施設でモニターから実際の予備ファイル/設定を使用することです。 この施設では、モニターから報告されたいくつかの衣類（ポリエステルブレンドパンツ）とハードハットのベータ活性レベルが15,000dpmを超えました。 この施設の典型的なアラームレベル設定は次のとおりです。
アラームレベル設定：
- ベータ：4,500dpm（4p）
- アルファ：1,000dpm（4p）
下のようなラドン子孫拒絶設定は、SETUP.TXTファイルとモニタープログラムの画面キャプチャで見ることができます。 モニターが最初にCTPを決定し、乗算値を適用するため、通常、CTPとマルチプライヤーの両方を同時に使用しないことに注意してください。 マルチプライヤーを単独で調整し、CTPとマルチプライヤーを併用しないことで、より正確な制御を実現できます。
モニタープログラムで見た通り：
ラドン子孫が上にいる個人から生成された「汚染スクリーン」ビットマップは、汚染結果が見つかったときに生成されます。
比率は、個々の検出器ゾーンごとに計算されます。たとえば、検出器5（「脚」検出器）には、3つのセクション5a、5b、5cがあります。 ベータ/アルファ比は、各シングルゾーンで計算されます。 さらに、検出器5には、関連するSUMゾーン（例示のために単一の検出器セクションゾーンを考慮します）があり、これらはイントラペア5a-5bと5b-5cです。 前面側のRESULT.TXTファイル（結果が 「C」と前面側の位置1「P1」が汚染されたことを示すために、ファイル上の「P1 C」で示される）（下の図）を見ると、これらの検出器のベータ/アルファ比を見ることができます。 検出器5cの場合、「ラドン比」は、0.6から9.0ベータ/アルファ比の間の4.3です。 したがって、ファイルのヘッダー表示は、「ラドン検出 = はい」です。 つまり、モニターは以下のアクションを実行しています。「ラドン」が検出された場合、アラームレベルは2.25を掛けられたため、75Bq×2.25のアラームが168.8Bqに設定されています。 また、この場合、CTPの代わりに使用されるため、この新しいアラームレベルのCTPは、180.5Bqです。 これは、ボディセクションの検出器に設定されています。 ただし、フットの乗数は1.0に設定されているため、アラーム設定は変更されません。 ただし、ATPの代わりに「ラドンがある場合はすべての検出器」を使用しているため、アラームに使用されたトリップポイントは、CTPの値に設定されています。 したがって、実行されるすべてのアクションが適用されました。
ラドン子孫拒絶反応はこれらの検出器には機能しましたが、それでもいくつかの検出器は汚染されていると考えられ、ラドン子孫による可能性があります。 それでは、なぜこれらの検出器がラドン子孫拒絶に反応しなかったのでしょうか。身体の前面の検出器16aを見てみましょう。6,706dpmの「汚染」画像に見られます。 RESULT.TXTファイルの検出器16aを探す場合は、以下が表示されます。
ラドン比なし（ベータ/アルファ比は見出されなかった）。 比がない場合、ラドン子孫フラグはNOに設定され、モニターに応じて適切な比は存在しません。 したがって、ベータ/アルファ比がゼロであったため、セットアップごとに、「ラドンを示す検出器」にのみ使用されるようになりました。 乗数は適用されませんでした。 ただし、CTPはモニター全体で使用されるため、ラドンを示す検出器があれば、すべての検出器でATPの代わりにCTPを使用してください。 しかし、10.1のCTPは、実際の正味計数率10.8の0.7cpsを下回ったため、結果は「汚染」と見なされました。
ベータ対アルファ比の実用的な決定
ベータ対アルファ比の決定は、RESULT.TXTファイルの結果を分析することで達成できますが、多くのファイルを評価する必要があるため、時間がかかります。 ラドン子孫拒絶反応がモニターで有効になると、モニターは、RADON.CSVファイルでモニターされたすべての個人のモニターの各ゾーンのベータ/アルファ比データを収集します。 ベータ/アルファ比を決定するためにデータを収集しているため、これらのトライアルではラドン検出フラグがNOになる可能性があります。比が設定と一致しない場合、NOフラグが設定されます。
ここでは、Argos-5ABモニターのDATALOGフォルダからRADON.CSVファイルがコピーされています。 すべての汚染結果について、CONTAM.CSVファイルでも対応するデータとタイムスタンプ付きエントリが行われます。 これらは、ゾーン9とゾーン16にズボンの脚にラドン子孫があると判断された単一の個人の抽出結果です（これらのゾーンは、下のゾーン図で見られるように、検出器セクション3cと6aと相関します）。 Excelシートには、ゾーン9のデータのみが表示されます。
ボランティア要員のコレクションに関連するすべてのデータが収集されると、RADON.CSVファイルは、ボディエリアと選択された平均比によって分析できます。 モニターで試用用に選択される平均、範囲、および最も適切な比を決定するために、さまざまな分析を実行できます。
データの収集と分析：
以下の要素を含めることを考慮して、ラドン子孫データの収集を実行し、文書化する設定。
- テスト計画とテストを完了するために必要な手順の概要。 ラドン子孫の供給源として特定した施設内の場所と、ライセンスを受けた物質がないかどうかを決定します。
- データを収集できるようにモニターを構成します。 すべてのモニターが動作し、最近、定期的な性能/アラームテストを正常に完了していることを確認します。
- ボランティア要員には、マイクロフリース、プラスチック製のハードハット、ポリエステル/合成ブレンド材料などの衣類材料を着用させてください。 問題のある衣類を特定した場合は、テストにこれを含めるようにしてください。
- ラドン子孫を蓄積する材料を着用しないいくつかの「制御」要員の使用を検討してください。
- ラドン子孫の領域に入る前に、アルゴスユニットのすべての人員を監視し、各個人の「クリーン」判定を得ます。 自宅のラドン濃度や、自宅から職場までの移動時間に応じて、ラドン子孫物質が衣服に付着している可能性があります。
- データが収集され、分析され、ラドン子孫拒絶のためにモニターが設定された後、ラドン子孫を蓄積した後、拒絶設定の効率を判断するために、モニターを介して人を送り返します。 ラドン関連アラームの典型的な低減率は、約60〜75％の範囲があります。 アラームを減らすための受け入れ基準目標を定義します。 ラドン子孫アラームを減らすために、どのように「攻撃的」かを決定します。 これは、ラドン問題の範囲と深刻さによって異なります。
- ラドン子孫拒絶設定が植物塗抹標本で人を「クリーン」としてそれらに透過しないことをテストするため、最近作成された代表的な植物塗抹標本を用意してください。 これは、ラドン子孫拒絶設定を検証するために必要です。 INPOのウェブサイトで利用可能な最新のINPOハウツー、RP 1-4文書で説明されている方法を使用して、代表的な植物塗抹標本を準備します。
- ラドン子孫のみ、ラドン子孫と代表的な植物塗抹標本の存在下、ラドン子孫拒絶反応が有効で無効になっているモニターの応答と性能に注目してください。
- 全体的な性能の受け入れ基準を決定します。 ラドン拒絶設定は、ラドン子孫の存在下で許容レベルで実際の汚染を特定するのでしょうか？モニターは、ラドン子孫拒絶機能が有効で、ラドン子孫物質がない場合にも許容範囲内で稼働するのでしょうか？モニターは、ラドン子孫がない場合、INPOハウツー、RP 1-4を90％以上、理想的にはラドン子孫が存在する場合と同じ割合で透過する必要があります。 重要なラドン子孫が存在し、拒絶設定が成功すると考える割合を決定します。 80％以上は成功するでしょうか？
テストを完了するための支援やサービスについては、ユーザーマニュアルとMIRIONサービスおよびアプリケーションサポートグループ（ASG）をご覧ください。
概要
MIRIONのラドン子孫拒絶アルゴリズムは、正しく実装されたときにラドン子孫による誤アラームの数を大幅に減らすことが実証されています。 これらのアラームを減らすことで、生産性の大幅な向上にもつながり、放射線防護スタッフは、誤アラームやラドン子孫関連アラームの担当者の管理を妨げることなく、真の汚染事象に集中できます。 ラドン子孫拒絶アルゴリズムをどのようにお客様の施設に導入できるか、また顧客参考例を入手するには、担当営業にお問い合わせください。