米乐m6官方网站[理事长中钵良二]（以下简称“AIST”）功能材料计算设计研究中心[研究中心主任Yoshihiro Asai]综合宏观计算方法开发团队小川浩高级首席研究员，纳米材料研究部[研究部部长佐佐木刚]纳米粒子功能设计组首席研究员南公隆、研究组组长河本彻等人与东京电力技术株式会社[代表董事兼社长原秀雄]（以下简称“东京电力技术”）合作，对水库等水底的泥浆（沉积物）进行研究放射性铯我们开发了一种可以基于新分析方法测量浓度深度分布的装置。
铯137的半衰期很长，水库沉积物放射性污染的影响会持续几代人。新开发的装置呈圆柱形，长15 m，重量不到2 kg，插入水库底部沉积物中进行测量。γ射线（伽马射线）分布是广泛使用的数据处理方法之一最大熵法和放射性铯浓度 (Bq/kg-湿)的深度分布。它具有内置电源，无需电缆连接，操作方便。每个地点的测量时间约为10分钟，可通过Wi-Fi从智能手机或平板电脑上进行操作，并可在现场检查测量结果。我们还开发了多点同时测量系统，使用多个设备使测量更加高效。不需要传统的收集土壤和泥土（沉积物）的工作，并且可以减轻放射性分析的负担。此外，由于可以使用市售零件以10万日元左右的价格自行制作，因此居民可以监控放射性污染，并将设备连接到互联网。物联网事态发展。研究结果将很快发表在《环境放射性净化协会杂志》上。
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| 使用新开发的装置测量水库底部沉积物的放射性污染 |
2011年福岛第一核电站事故释放到环境中的放射性铯已积聚在农业池塘和水坝的底部，从食品安全和其他角度造成了问题。继居民区周边的净化工程之后，水库池塘的净化工程也在进行中，但这是调查池塘底污染的常用方法。核心采样该方法涉及使用空心管收集和切割土壤和沉积物核心（圆柱形样品），然后进行放射性分析，这需要大量的劳动力和时间。此外，放射性铯有可能继续从周围的森林流入，并且还存在如何为子孙后代继续监测水库污染的问题。
自福岛第一核电站事故以来，AIST 一直致力于支持福岛重建的研究，包括开发使用普鲁士蓝（一种蓝色颜料）的放射性铯吸附剂，以及开发从焚烧灰中提取放射性铯的方法。除了实验室的研发外，我们还与东京电力技术公司（前身为东京电力环境工程有限公司）一起，在福岛县双叶区川内村和岩濑区天荣村积极进行现场测试。特别是，产业技术研究所开发的方法，在农林水产省的净化手册中推荐的水库底泥净化中，受到了高度评价。 2017年，我们提出了一种新的利用最大熵法的深度分布分析方法，这是针对噪声观测值的数据处理方法之一（小川等，J环境。放射性., 175-176，158-163（2017））。东京电力技术公司和日本产业技术研究院通过一项名为“从水库中回收放射性铯和环境测量相关的技术开发研究（从2015财年开始）”的联合研究项目，致力于开发这种测量装置。
10730_11055γ射线传输计算求出将铯浓度的深度分布转换为γ射线的深度分布的系数。接下来，通过使用最大熵法对测量的γ射线深度分布进行反转换，可以获得铯浓度的深度分布。该方法抗误差性强，能够在较短的测量时间内获得原始的深度分布。
基于这种新方法，最新的设备被设计为可以在水库中轻松测量（图 1）。主体是一根直径约4cm、长约15m的管道，内部装有多个伽马射线传感器、用于逆转换的计算板、用于位置测量的GPS模块、电池等设备。该设备重量不到 2 公斤，易于运输，单块电池可运行约 5 小时。它可以通过智能手机、平板电脑或计算机的 Wi-Fi 连接进行操作。该管插入水库底部，测量底部沉积物中伽马射线的深度分布，然后将其转换为放射性铯浓度的深度分布。使用最大熵法的转换与伽马射线测量并行进行，因此可以实时发送到控制终端。伽马射线传感器采用高灵敏度商业产品，计算板用于物联网领域（设备等直接连接到互联网的技术和领域）树莓派零价格便宜，每张几千日元。零件总成本约为10万日元，也可以自己制作。
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图1 新开发的装置（测量管道）（1）轮廓，（2）照片
将其插入水箱底部，石头端朝下，并通过智能手机等 Wi-Fi 设备进行无线操作。 |
图2左侧是使用新开发的装置和传统岩心取样方法测量的福岛县三个水库底部沉积物中放射性铯浓度深度分布的比较。该装置的测量时间为10分钟。尽管每个池塘的深度分布和峰值浓度的形状不同，但该装置进行的测量几乎准确地再现了所有池塘的核心采样测量结果。图2右侧是采用两种方法在三个池塘深度方向上积分的单位面积放射性铯量测量值的相关图。新开发的装置的测量值与岩心取样方法有很好的对应关系。
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图2左：福岛县三个水库测量的底部沉积物中放射性铯浓度的深度分布示例
蓝线是通过岩芯取样法测得的值，其中以5厘米间隔切割来分析放射性，红线是用该装置测量10分钟的值。
右：三个水库多点测量的单位面积放射性铯量比较
从沉积物表面到10厘米和20厘米深度的累计量 |
由于沉积物污染状况根据池内位置的不同而不同，通过不同点的测量，可以了解整个水库沉积物的三维污染分布情况。为了更高效地进行大范围测量，我们还开发了可以使用多个测量设备的多点同时测量系统。图3显示了使用该系统的测量图像。它可以用单个端子控制，并且可以同时并行测量多个点，从而可以高效测量。
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| 图3 多点同时测量系统水库泥沙测量示意图 |
核电站事故中释放的铯137半衰期长达30年，其影响会持续数代人。山林大部分净化工作尚未完成，且不少水库位于下游，预计未来水库污染状况将因大雨而发生变化。新开发的装置能够快速测量水库底部污染的深度分布。
我们目前正在研究一种方法，利用新开发的设备轻松测量放射性铯在山林、稻田、田地等土壤中以及储存在柔性集装袋中的去污废物中的分布情况。