図１−１ 中規模米麦照射装置のフローシート
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米のγ線による照射技術を（１）バラ積み穀物を対象とした同心円筒型照射装置（２）貯蔵に用いられるクラフト紙袋詰の穀物を対象としたパッケージ照射について実験的検討を行った。これらの結果にもとづき実用規模装置の諸元、処理能力、照射コストを推算した。
図１−１にフローシートを、図１−２に照射サイロの断面を示す。照射サイロに投入された穀物は同心多重円筒状の隔壁で囲まれた照射領域（Ｎｏ．１〜３）を自重で流動しながら中心部におかれたＣｏ−６０γ線源により照射される。各照射領域の底部（流速制御部）に設けられた流速調整器により各照射領域内の穀物の流速が調節される。
流速調整器は、環状に配列された多数個のくさび型仕切弁によって構成されている。流速調整は、この仕切弁の開口面積、または、断続的開閉時間の調整によって行う。極低速の流速調整を仕切弁の開口面積の調整によって行うならば、開口面積を極端に小さくしなければならない。このため開口部付近に閉塞現象が生じやすくなり穀物の流動が不安定になる。これを避けて安定な流速調整を行うため、仕切弁の開口面積をあまり小さくしないで仕切弁を断続的に開閉することによって穀物の平均流速を調整した。この方法によって極低速でも流速を調整することができた。
本測定に用いた装置の諸元は下記のとおりである。
線 源： Ｃｏ−６０，６００ｍｍ×１０ｍｍφ，
２７７ｋＣｉ
線源導管 ： 外径２００ｍｍφ、２ｍｍ ｔ
隔 壁： 軸長１，２００ｍｍ，１．５ｍｍ ｔ
外径３３２、４９８、６８４ｍｍφ
流速調節器： 巾３０ｍｍ，高さ３〜４０ｍｍ（可変）の矩形スリ
ット
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昭和４７年度群馬県産玄米”日本晴”一等米、崇密度０．８２ｇ／ｃm3
熱蛍光線量計〜ＬｉＦ，１φ×６ｍｍ 空洞電離箱〜ラドコンＩＩ型
ａ）照射領域内の線量率分布：
隔壁の肉厚は、穀物層厚に比して極めて小さい。穀物は、近距離にある線源要素により、主として照射されることに着目して線量率の近似式を求めた（略）。図１−３に空洞電離箱で測定したサイロ各照射領域内の線量率と計算値を示す。実用上両者の一致は満足できるものであった。また表１−１に穀物とともに熱蛍光線量計を流しながら照射することによって穀物の吸収線量を求めた結果を示す。近似計算値は５．７％以内で一致した。
ｂ）穀物の照射領域内の流動状態：
照射領域内の米の流れは殆ど流速分布がなく、一様であった。
ｃ）米の機械的破損率：
米を破損するおそれのある照射装置の部分は、断続的開閉動作する仕切弁出口部分である。このため仕切弁を、実際の運転ではあり得ないほど激しく開閉し（毎秒１回）仕切弁通過前後における破損米の存在比は、それぞれ２１％、２２％であった。この結果によれば照射装置による破損率は０．１％であるが、仕切弁通過前の破損米の存在比は約±２％程度の誤差をもつので、照射装置による破損米の増加の有意差は認められない。
ｄ）処理能力、米の殺虫最低線量、２０ｋｒａｄ，を照射すると本装置の処理能力は約０．３ｔ／ｈであった。
| 照射領域 |
中心線との距離 |
穀物流速 |
測定線量 |
計算線量 |
誤差＊ |
| − |
ｃｍ |
ｃｍ／ｈ |
ｋｒａｄ |
ｋｒａｄ |
％ |
| Ｉ１ |
１０．０ |
３２６．１ |
２０．４ |
２０．１ |
１．５ |
| １６．４ |
１０．０ |
１０．０ |
０ |
||
| Ｉ２ |
１６．６ |
１４５．２ |
２１．４ |
２０．４ |
４．７ |
| ２４．５ |
１０．６ |
１０．０ |
５．７ |
||
| Ｉ３ |
２４．６ |
７０．３ |
２０．４ |
１９．８ |
２．９ |
| ３３．９ |
１０．１ |
１０．０ |
１．０ |
| ＊相対誤差： （測定線量／計算線量−１）×１００ |
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ロ 高速の流速調整は、仕切弁開口面積の調整で、極低速の流
速調整は仕切弁の断続的開閉時間の調整で行えるため流速
調整範囲は極めて広い。このため線量率の低い空間でも照
射に利用できる。したがって少量の線源で大量の穀物を照
射できる。
ハ 流速調整範囲が広いため穀物が受ける線量も広範囲に変え
ることができる。
ニ 仕切弁の開口面積を大きくした状態で流速調整ができるた
め粒径の大きい穀物の照射も行うことができる。また、雑
物の混入による仕切弁の閉塞を避けることができる。
ホ 穀物が主として照射を受ける照射領域内では、穀物は、粒
子相互間の位置を変えることなく流動する。このため従来
の照射装置内における穀物粒子のように勝手な振る舞いに
よる線量のバラツキが生じない。
ヘ 穀物は１回だけ照射装置内を静かに自重で流動するだけで
あるため照射装置による穀物の機械的破損は僅かである。
イ 流速調整器の構造が複雑である。
図１−４に示すパッケ−ジ連続照射用リニア−モ−ション、２パスタイプのコンベアを使用した。照射は、板状線源の両側のコンベア上で行なわれ、コンベア速度は、０．１〜３ｍ／ｍｉｎの範囲で連続的に可変でき、移送できるパッケ−ジの大きさは４５０（ｌ）×３００（ｈ）×２００（ｔ）〜４５０（ｔ）ｍｍである。試料パッケ−ジは照射部では、互いに間隙なく等速移送され、両面照射が行なわれる。
Ｃｏ−６０線源は、ペンシル型線源５本を収納した７５（ｌ）×１４（ｔ）×３００（ｈ）ｍｍの線源ケ−スを単位とし、３，０００（ｌ）×１４（ｔ）×３００（ｈ）ｍｍの板状線源組立枠に線源ケ−スを配置し、板状線源として使用した。本実験では、線源ケ−ス１３ケを用い、１，０８０（ｌ）×３００（ｈ）ｍｍの板状線源とした。
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米・・・新潟県産”コシヒカリ”の玄米および白米を用い、５ｋｇ
の袋詰めと段ボ−ルならびにＰＭＭＡ（板厚５ｍｍ）製照
射ケ−スにバラ詰め（嵩密度〜０．９９ｇ／ｃm3）して照
射実験に供した。
酸素飽和のフリッケ線量計を用い、３０４ｎｍにおける吸光度変化から吸収線量を求めた。測定点は、コンベア上の高さ１５ｃｍに統一し、試料パッケ−ジ中の最大線量および最低線量を示す位置に線量計の中心がくるように垂直に設置した。照射は、線源からパッケ−ジ表面までの距離１０〜３５ｃｍで行った。
ａ）米のバラ詰照射の線量均一度
表１−３に厚さ３００ｍｍのパッケージに米をバラ詰め（ρ
＝０．９９ｇ／ｃm3）した場合の線量均一度（最高線量／最低
線量、米では２．５以下）および線源１００ｋＣｉあたりの照
射能力を示す。線量均一度は、線源とパッケ−ジの距離がはな
れるほど向上するが、本実験範囲では、米の照射で要求される
値をすべて満足している。
ｂ）パッケ−ジ材質、米の充填方法の影響
パッケ−ジ材質、米の充填方法の相違による線量均一度の相
違を表１−４に示す。線量均一度は、段ボ−ルケ−スよりＰＭ
ＭＡケ−スを用いたほうが良く、これはＰＭＭＡ板が特に斜め
入射γ線を吸収して最高線量を低下させるためと考えられる。
段ボ−ルケ−スに米を充填したものは、コンベアの振動等によ
り厚さが変化（ふくらむ）し、その度合は、バラ詰めが大きい
。また、充填密度もバラ詰めしたものが増大し、このため段ボ
−ルでは袋詰めした米の方が線量均一度が良好である。他方Ｐ
ＭＭＡケ−スにおいては、段ボ−ルケ−スのような厚さ変化が
ないため、線量均一度は、袋と袋の間隙による影響で、バラ詰
めに比べて袋詰めの方が悪くなっている。
| 包 装 材 料 |
試 料 米 |
線量均一度 |
| アクリル板（５ｍｍ） |
バラ詰 白 米 ＰＥ袋詰 |
１．８０ １．８８ |
| 段 ボ ー ル |
バラ詰 白 米 ＰＥ袋詰 |
１．９６ １．９４ |
| 玄 米 ＰＥ袋詰 |
１．９５ |
| 線源・包装距離 １０ｃｍ |
イ 多目的照射施設であるコンベアシステムを利用して厚さ３
５ｃｍ程度の米麦の適正照射が可能である。
ロ 本装置は、米・麦の照射を行わない場合は、他品目の照射
が容易に行え、照射施設が有効に利用できる。
ハ 紙袋詰穀物をそのまま照射することにより現行の流通、貯
蔵システムを乱すことなく、照射プロセスを付加すること
ができる。
ニ 袋詰のまま照射・貯蔵を行うため虫の再侵入がない。
ホ 穀物の損傷が無い。
イ 放射線の利用効率を高くするためには、コンベアシステム
を多段・多重にする必要がある。
Ｃｏ−６０、１，０００ｋＣｉを線源とする照射施設で、米の殺虫処理を行う場合の処理コストの試算を行った。また、パッケ−ジ照射については、照射施設の規模による影響を明らかにするためＣｏ−６０，２００ｋＣｉの場合についても試算を行った。
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（照射サイロ半径１５０ｃｍ、高さ４００ｃｍ、線源長２００ｃｍ） |
| 処理能力（ｔ／ｈ） |
１０．４ |
４８．２ |
９９．８ |
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| 線源半径（ｃｍ） |
２．７ |
１１．３ |
２２．９ |
| 内 径（ｃｍ） |
４６．８ |
４５．５ |
４６．４ |
| 外 径（ｃｍ） |
１５０．０ |
１５０．０ |
１５０．０ |
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| 線源強度（ｋＣｉ） |
９１ |
４１６ |
８４５ |
パッケ−ジ照射と同様な試算の結果を下記に示す。
１，０００ｋＣｉ
建築費（５６年度価格） 一式 ２億６、７００万円
照射装置（５６年度価格） 一式 ４億３，０００万円
線源（５６年度価格） 一式 ２億８，０００万円
合計 ９億７，７００万円
年間償却費 ５，４００万円
維持費 １億 ４６０万円
線源補充 ３，３６０万円
人件費 １，７００万円
電気・ガス・水・税 ３，０００万円
合計 ２億３，９６０万円
照射施設を通年運転（８，０００ｈ）し、９４４，９００ｔ（表１−２参照）の米を照射すると、処理コストは２５４円／ｔとなる。
図１−４と類似の照射施設を想定した。照射施設の概要を下記に示す。
| 線源・包装距離 （ｃｍ） |
線 量 均 一 度 （Ｄｍａｘ／Ｄｍｉｎ） |
コンベア速度 （ｍ／ｍｉｎ） |
処 理 容 量 （ｔｏｎ／ｈｒ） |
| １０ １１ １３ １５ １８ ２０ ２５ ３０ ３４ |
２．００ １．９７ １．８４ １．８４ １．７９ １．７３ １．５９ １．５７ １．５１ |
１．１６ １．１２ １．０９ １．００ ０．９１ ０．８８ ０．７９ ０．７０ ０．６５ |
５．４２ ５．２０ ５．０７ ４．６６ ４．２３ ４．１１ ３．６７ ３．２８ ３．０５ |
| 線源：１００ｋＣｉ 包装：段ボール ３００ｔ×４５０ｌ×３００ｈ 線量：２０〜５０ｋｒａｄ 線量均一度＜２．５ |
◎線 源 Ｃｏ−６０密封線源
◎線源格納方式 照射室内設置プ−ル水中格納
◎照射室寸法 内寸 ４．５Ｗ×６Ｌ×３Ｈ ｍ
遮 蔽 普通コンクリ−ト（ρ＝２．３）厚さ約２ｍ
出入口 照射室入口迷路形式 安全扉使用
プ−ル ＳＵＳライニング ４Ｗ×２Ｌ×６Ｈｍ、
水位５．７ｍ
空 調 オ−ルフレッシュ方式、換気能力２５回／ｈｒ
監 視 放射線遮蔽窓（窓保護用鉛シヤッタ−付）
ＩＴＶ装置（ＳＵＳ製カガミ併用）
操 作 オ−ルＳＵＳ製エンドレスチェ−ン駆動方式によ
る線源昇降装置ハンドマニプレ−タ
インタ−ロック γ線エリアモニタ−、電離箱式２チャンネル装置
、入口扉電気錠
照射コンベア リニアモーション２パスタイプ連続大量照射用コ
ンベア（照射部ＳＵＳ製）
貯蔵システムコンベア（夜間自動照射用ストックシステム）
線 源 板状組立
３ｍ×０．３ｍ［２００ｋＣｉ Ｃｏ−６０］
線源搬入 天井遮蔽コンクリートブロック製ハッチ、
１．４ｍ×１．４ｍ開孔
照 明 水銀、ナトリウム、カクテル照明
◎照射棟線源操作 ７．５ｔｏｎ モノレールクレーン、線源コンテ
ナー等の重量物に使用
照射貯蔵プール ＳＵＳライニング ４Ｗ×２Ｌ×６Ｈｍ、
水位５．７ｍ、照射室内プール排水貯蔵用及び施設
改修時の線源、貯蔵兼用プール
監 視 棟内、天井等のエリア用γ線モニターコンベアラ
イン監視用ＩＴＶ装置
図１−１ 中規模米麦照射装置のフローシート
水処理 プール水浄化装置、活性炭濾過、イオン交換処理
機械室 照射室迷路天井に設置
◎管理棟制御室 照射装置（線源昇降装置、コンベア装置、監視装
置）の制御操作盤を集中的に設置
管理室 放射線管理業務用の部屋
測定室 放射線測定を行う。
建物及び装置については、１８年で償却するものとし、装置等の維持費は毎年１５％とした。線源は常に最初のＣｏ−６０強度を保持することとし、毎年１２％のコバルトを補充するものとした。
２００ｋＣｉ １，０００ｋＣｉ
（５６年度価格）
建築費 一式 ２億４，９００万円 ３億５，２００万円
照射装置 一式 １億 円 ２億 ２００万円
線 源 ２００ｋＣｉ ５，６００万円 ２億８，０００万円
合 計 ４億 ５００万円 ８億３，４００万円
年間償却費 ２，２５０万円 ４，６４０万円
維持費 ３，１３５万円 ５，４８０万円
線源補充 ７００万円 ３，３６０万円
人件費 ５名 １，７００万円 １，７００万円
電気・ガス・水・税 １，５００万円 ３，０００万円
合 計 ９，２８５万円 １億８，１８０万円
照射施設を通年運転するものとすれば（年間１カ月はオーバホールで休止）、処理時間は、８，０００時間と見込まれる。Ｃｏ−６０ ２００ｋＣｉの施設は、処理容量１０．８ｔ／ｈ（表１−３参照）として、年間８６，４００ｔの米を処理でき、処理コストは１，０７０円／ｔとなる。また、Ｃｏ−６０ １，０００ｋＣｉの施設では、処理容量を５４ｔ／ｈとして年間４８２，０００ｔの米を処理でき処理コストは４２０円／ｔとなる。
２種類の穀類照射装置につき処理コストの試算を行った。１，０００ｋＣｉ規模の照射施設では、通年稼働を仮定すれば経済的にも米・麦の放射線殺虫を行うことができる。今回の試算では、金利を考慮に入れていないが、建設費を全て借入金でまかなうとしても処理コストは２倍まで上昇しないと考えられる。また、通年操業の場合は、同心円筒型装置での処理コストが低いが、年間稼働時間を低く仮定した場合は多目的に使用できるパッケージ照射が有利になると考えられる。