日本核能研究開發機構福島研究開發部門福島研究開發基地廢堆環境國際共同研究中心遠程技術部的森下祐樹研究員8月3日宣佈，與東北大學未來科學技術共同研究中心的黑澤俊介副教授和山路晃廣助教以及三菱電機公司合作，共同開發出了可在現場即時測量釋放α射線粒子尺寸的超高位置解析度「α射線成像偵檢器」。該偵檢器的原型是醫療領域推進開發的α射線成像偵檢器。透過將其應用於鈈樣本，證實能以16微米的位置解析度逐一檢測出α射線。該儀器將爲提高福島第一核能電廠和核燃料設施等的安全做出貢獻。相關成果已經發布在國際科學期刊「Scientific Reports」上。
爲了保障核設施内的安全，有必要確保工作區域不存在會釋放出放射線、可能會導致人活體內部輻射的鈈等α射線放射粒子。此前一直利用成像板等來評估放射α射線的粒子，但這些方法無法即時測量，也無法區分α射線與β射線和γ射線。
因此，研究團隊此次以醫療領域的α射線成像偵檢器爲基礎，開發出了超高位置解析度的α射線成像偵檢器。偵檢器由帶電子倍增（EM）功能的高靈敏度CCD攝影頭、光學顯微鏡和僅捕捉α射線的超薄ZnS（Ag）閃爍體構成。
閃爍體在放射線入射時會吸收輻射能量而發光。新開發的偵檢器的閃爍體調查了僅對α射線敏感的最佳厚度，由此將厚度設計爲約8微米。另外，CCD攝影頭爲降低熱噪音被冷卻至-65℃，爲阻斷外部光線用黑色幕布進行了遮擋。透過以恆定的曝露時間和短時間延遲獲取α射線入射時產生的發光的影像，可以在避免α射線相互重疊的情況下即時實施視覺化。
新開發的偵檢器的位置解析度（25微米）高於以往用於檢測的成像板，並且還證實對X射線、γ射線和β射線不敏感。以往的偵檢器無法帶到現場，測量時必須將成像板帶回偵檢器的設置場所。而新開發的偵檢器可以設置在現場，因此有助於快速制定作業計劃和分區，還有助於提高參與廢堆作業的工作人員的安全。組裝偵檢器費用據說約爲800萬日元。
此外，研究團隊還設計了直接評估檢測到的每個α射線放射粒子的計數率，並計算粒子尺寸（等效粒徑）的方法。由此，預計可用於在作業現場即時評估鈈粒子的粒經分佈。
目前設想用於灰塵過濾器和表面污染擦拭材料（擦拭濾紙）等的測量。
今後計劃應用於各種樣本，以提高精度和便攜性。目前還在與東京電力協呼叫於福島第一核能電廠的樣本。
黑澤副教授表示：「今後打算投入現場，將其改良成方便現場的工作人員使用並且可靠的偵檢器。例如，確保當放射核種混入時識別是哪種核素（輻射同位素），透過進一步提高檢測效率來防止α射線的漏測，透過提高位置解析度來提高α射線放射核素的定位準確性，以及提高操作性等。」
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
