日本原子能研究开发机构福岛研究开发部门福岛研究开发基地废堆环境国际共同研究中心远程技术部的森下祐树研究员8月3日宣布，与东北大学未来科学技术共同研究中心的黑泽俊介副教授和山路晃广助教以及三菱电机公司合作，共同开发出了可在现场实时测量释放α射线粒子尺寸的超高位置分辨率“α射线成像检测器”。该检测器的原型是医疗领域推进开发的α射线成像检测器。通过将其应用于钚样本，证实能以16微米的位置分辨率逐一检测出α射线。该仪器将为提高福岛第一核电站和核燃料设施等的安全性做出贡献。相关成果已经发布在国际科学期刊“Scientific Reports”上。
为了保障核设施内的安全，有必要确保工作区域不存在会释放出放射线、可能会导致人体内部辐射的钚等α射线放射粒子。此前一直利用成像板等来评估放射α射线的粒子，但这些方法无法实时测量，也无法区分α射线与β射线和γ射线。
因此，研究团队此次以医疗领域的α射线成像检测器为基础，开发出了超高位置分辨率的α射线成像检测器。检测器由带电子倍增（EM）功能的高灵敏度CCD摄像头、光学显微镜和仅捕捉α射线的超薄ZnS（Ag）闪烁体构成。
闪烁体在放射线入射时会吸收辐射能量而发光。新开发的检测器的闪烁体调查了仅对α射线敏感的最佳厚度，由此将厚度设计为约8微米。另外，CCD摄像头为降低热噪声被冷却至-65℃，为阻断外部光线用黑色幕布进行了遮挡。通过以恒定的曝光时间和短时间间隔获取α射线入射时产生的发光的图像，可以在避免α射线相互重叠的情况下实时实现可视化。
新开发的检测器的位置分辨率（25微米）高于以往用于检测的成像板，并且还证实对X射线、γ射线和β射线不敏感。以往的检测器无法带到现场，测量时必须将成像板带回检测器的设置场所。而新开发的检测器可以设置在现场，因此有助于快速制定作业计划和分区，还有助于提高参与废堆作业的工作人员的安全。组装检测器费用据说约为800万日元。
此外，研究团队还设计了直接评估检测到的每个α射线放射粒子的计数率，并计算粒子尺寸（等效粒径）的方法。由此，预计可用于在作业现场实时评估钚粒子的粒经分布。
目前设想用于灰尘过滤器和表面污染擦拭材料（擦拭滤纸）等的测量。
今后计划应用于各种样本，以提高精度和便携性。目前还在与东京电力协调用于福岛第一核电站的样本。
黑泽副教授表示：“今后打算投入现场，将其改良成方便现场的工作人员使用并且可靠的检测器。例如，确保当放射性核素混入时识别是哪种核素（辐射同位素），通过进一步提高检测效率来防止α射线的漏测，通过提高位置分辨率来提高α射线放射核素的定位准确性，以及提高操作性等。”
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
