風評被害を根絶する食品放射線検出装置独立行政法人理化学研究所戎崎俊一、戎崎俊一、Marco Casolino 羽場弘光、羽場弘光、東出一洋 Lech Wiktor Piotorowski 株式会社株式会社ジーテック会社ジーテック後藤昌幸、後藤昌幸、久永勇背景 • 福島第一原発の事故後、大量の放射性物質が環境に放出され、日本の国土に広く分布している。 • 特に福島県では事故から4年となる今でも、食品に関する風評被害に悩まされている。すべての食品の放射能を測定し客観的に安全性を示すことが必要になる。 2 従来型のガンマ線検出器 • ガンマ線を検知する部分（シンチレータ）が底面にあることから、食品の形によっては、正確な測定が難しい • 正確に測定を行うために食品を小さく破砕して、シンチレータに対する距離を一定にする必要がある。 →測定を行った食品をそのまま店頭に並べて販売することができない。鉛遮蔽食品シンチレータ検出器従来型のガンマ従来型のガンマ線検出器のガンマ線検出器 3 検出器の開発目標 1. 食品を破壊せずに放射線測定が行える。 2. 有形の食品の測定が可能で感度が一様である。 3. ほぼ全立体角をカバーしていて、高い幾何学的効率を持つ。 • プラスチックシンチレータで試料を覆い、大きな立体角を得る。 • 光ファイバーを使って検出感度を一様にする。シンチレータ検出器鉛遮蔽食品開発したガンマ開発したガンマ線検出器したガンマ線検出器 4 装置概要 20cm 25cm Si-PM 10cm • 円筒形プラスチックシンチレータとCsIシンチレー Si-PM タで出来ている。 • 円筒形プラスチックシンチレータの側面に光ファイバーを巻いて光を読み出す。光ファイバー • シンチレータからの読み出しは全てSi-PMを使用。プラスチック • プラスチックシンチレーシンチレータタのみの測定と底のCsI Si-PM シンチレータも用いたハイブリッド測定の２種類 CsIシンチレータの測定モード。 5 円筒形プラスチックシンチレータ（上面）試作器の写真 CsIシンチレータ円筒形プラスチックシンチレータ（側面） 6 試作機の写真 7 解析方法：プラスチックシンチレータ • コンプトン散乱による発光が中心となり、CsとKからのガンマ線スペクトルが重なる。 →立ち上がりの位置の違いからCsのカウント数を推定する。頻度 137Cs+40K 40K 137Cs 光子数 8 解析方法：プラスチックシンチレータ plastic 線量[Bq] A[/s] B[/s] Total[/s] 検出効率単一線源を用いて、検出効率の評価を行う。  A Cs  α  B  = M  K , M =  γ      β  δ a b  Cs  −1  A −1  K  = M  B , M =  c d        土 15000 894±1 37.1±0.3 931±1 0.06179 ±0.00009 塩化カリウム 893 108.89±0.07 34.47±0.03 143.36±0.08 0.16044 ±0.00008 単一線源の結果から関係式を求めて混合線源でのセシウムとカリウムの割合を計算した。 9 解析方法：ハイブリッド測定 • カウント数が多いプラスチックシンチレータと線源ごとのピークを確認できるCsIシンチレータによるハイブリッド測定 • プラスチックシンチレータによるカウント数 • プラスチックシンチレータのセシウムとカリウムの検出効率 40K 137Cs + CsIシンチレータによるセシウムとカリウムの割合 137Cs 40K 10 測定結果：玄米認証標準物質試料の線量線源線量[Bq] セシウム137,134 135 カリウム40 38 • 日本分析化学会から購入した玄米認証標準物質 • プラスチックのボトルに詰めて測定 • 質量：489.52g バックグランド測定1時間カウント数[/s] 線量[Bq] A B Cs K 8.2 0.350 137 0 ±0.2 ±0.08 ±8 ±3 30分 138 ±4 11 測定時間プラスチックシンチレータハイブリッド測定測定結果：玄米認証標準物質 -プラスチックカプセル試料の線量線源線量[Bq] セシウム137,134 35.20 カリウム40 9.6 • 玄米認証標準物質 • プラスチックカプセルに詰めて測定 • 野菜や果物を想定した形 • 質量：125g バックグランド測定1時間カウント数[/s] 線量[Bq] A B Cs K 2.5 0.07 44 0 ±0.2 ±0.07 ±7 ±2 1時間 33 ±1112 測定時間プラスチックシンチレータハイブリッド測定測定結果：50Bq/Kgセシウム137溶液試料の線量線源線量[Bq] セシウム137,134 25 カリウム40 0 • 50Bq/Kgに調整したセシウム137溶液 • 500mlプラスチックのボトルに詰めて測定 • 質量：501g バックグランド測定1時間プラスチックシンチレータハイブリッド測定測定カウント数[/s] 線量[Bq] A B Cs K 時間 1.2 0 0以下 28 ±0.2 ±7 ±2 1時間 19 ±4 13 検出感度とスクリーニングレベル • 検出感度（バックグランド測定1時間）試料500g、試料測定30分で標準偏差が約12Bq/Kg になる。 • スクリーニングレベル（基準値：100Bq/Kg、バックグランド測定1時間）試料500g、試料測定10分で誤差も含めて基準値以下になる。（80Bq/Kg以下） 14 現地での実地試験 • 福島県南相馬市で行われた「JAまつり」に参加し、 LANFOSを使って実際の食品の放射能を測定した。 • 生産者の方からは「測定装置が簡便であり便利であると同時に、実際の放射能を示すことで、消費者に安心して買っていただける」と好評だった。 15 想定される用途 • 販売する食品の放射能を測定し、そのまま販売できる。 • 大型化によって、箱詰めされた食品の放射能を測定することができる。 16 実用化に向けた課題 • すべての食品の放射能を測定することを考えると、測定時間が長い →今後大型装置を開発する 17 企業への期待 • 低コスト化による本装置の普及の推進 18 本技術に関する知的財産権 • 発明の名称：放射能測定装置、食品用冷蔵庫、放射線算出装置、放射能算出方法及びプログラム • 出願番号：特願2014-039414 • 出願人：独立行政法人理化学研究株式会社ジーテック • 発明者：Marco Casolino 戎崎俊一後藤昌幸 19 産学連携の経歴（任意） • 2012年-2015年 JST研究成果展開事業（先端計測分析技術・機器開発プログラム）に採択 20 お問い合わせ先独立行政法人理化学研究所主任研究員戎崎俊一ＴＥＬ０４８－４６７－９４１４ＦＡＸ０４８－４６７－９０７４ e-mail [email protected] 21