(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状であって収容空間を有する容器と、
前記収容空間内に配置され、放射性ガスに含まれる放射性物質を吸着する吸着剤と、
放射性ガスが透過する部材で形成されており、前記収容空間内に配置されて前記吸着剤を押圧する吸着剤充填蓋と、
前記吸着剤充填蓋との間に中間空間が形成されるように前記収容空間内に配置される封止部と、
前記収容空間内の底であって前記吸着剤の一端付近に開口が位置する放射性ガス流入路と、
前記収容空間内であって前記吸着剤の他端から離れた箇所である中間空間内に開口が位置するガス流出路と、
を備え、
前記ガス流出路を通じて吸引により前記中間空間内を負圧空間とし、前記放射性ガス流入路の開口から流入する放射性ガスが前記吸着剤を通過し、放射性物質が吸着された放射性ガスが前記吸着剤充填蓋と前記中間空間とを通過して前記ガス流出路の開口から流出することで放射性物質を捕集することを特徴とする捕集ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の前記捕集ユニットと、
前記捕集ユニットが装着されて検出を行う検出ユニットと、
を有する放射性ガスモニタ用検出器であって、
前記検出ユニットは、
穴の底に前記容器の底が対向するように設置され、前記吸着剤に吸着された放射性物質から放出される放射線をシンチレーション光に変換するウェル型のシンチレータと、
前記シンチレータの外周を多い、バックグラウンドを遮蔽する遮蔽シールドと、
前記シンチレータから照射されるシンチレーション光を電流信号に変換し増幅する光電子増倍管と、
を備えることを特徴とする放射性ガスモニタ用検出器。
【請求項３】
請求項１に記載の前記捕集ユニットと、
前記捕集ユニットが装着されて検出を行う検出ユニットと、
を有する放射性ガスモニタ用検出器であって、
前記検出ユニットは、
穴の底に前記捕集ユニットの前記容器の底が対向するように設置され、前記吸着剤に吸着された放射性物質から放出される放射線をシンチレーション光に変換するウェル型の内側シンチレータと、
前記内側シンチレータの底が穴の底に対向するように設置されており、外界からのバックグラウンドを前記内側シンチレータの波形と異なるシンチレーション光に変換するウェル型の外側シンチレータと、
前記内側シンチレータおよび前記外側シンチレータから照射されるシンチレーション光を電流信号に変換し増幅する光電子増倍管と、
を備えることを特徴とする放射性ガスモニタ用検出器。
【請求項４】
有底筒状であって収容空間を有する容器と、前記収容空間内に配置され、放射性ガスに含まれる放射性物質を吸着する吸着剤と、前記収容空間内の底であって前記吸着剤の一端付近に開口が位置する放射性ガス流入路と、前記収容空間内であって前記吸着剤の他端から離れた箇所である中間空間内に開口が位置するガス流出路と、を備え、前記放射性ガス流入路の開口から流入する放射性ガスが前記吸着剤を通過し、放射性物質が吸着された放射性ガスが前記ガス流出路の開口から流出することで放射性物質を捕集する捕集ユニットと、
前記捕集ユニットが装着されて検出を行う検出ユニットと、
を有する放射性ガスモニタ用検出器であって、
前記検出ユニットは、
穴の底に前記捕集ユニットの前記容器の底が対向するように設置され、前記吸着剤に吸着された放射性物質から放出される放射線をシンチレーション光に変換するウェル型の内側シンチレータと、
前記内側シンチレータの底が穴の底に対向するように設置されており、外界からのバックグラウンドを前記内側シンチレータの波形と異なるシンチレーション光に変換するウェル型の外側シンチレータと、
前記内側シンチレータおよび前記外側シンチレータから照射されるシンチレーション光を電流信号に変換し増幅する光電子増倍管と、
を備えることを特徴とする放射性ガスモニタ用検出器。
【請求項５】
請求項２または３に記載した前記放射性ガスモニタ用検出器であって、前記放射性ガス流入路に放射性ガス供給部が接続され、かつ、前記ガス流出路にガス排出部が接続される前記捕集ユニットが前記検出ユニットに装着される放射性ガスモニタ用検出器と、
前記光電子増倍管の電流信号を電圧に変換して増幅し電圧波形信号を出力するプリアンプと、
前記プリアンプの電圧波形信号を弁別してバックグラウンドを除いた放射線波形信号を出力する波形弁別演算部と、
前記波形弁別演算部からの放射線波形信号に基づいて放射性ガスに含まれる放射性物質の放射能濃度を算出する信号処理演算部と、
を備えたことを特徴とする放射性ガスモニタ。
【請求項６】
請求項５に記載の放射性ガスモニタにおいて、
前記捕集ユニットを複数収納する捕集ユニット収納部と、
前記捕集ユニット収納部から前記捕集ユニットを搬送する搬送部と、
前記放射性ガス流入路と前記放射性ガス供給部とを連通させ、かつ、前記ガス流出路と前記ガス排出部とを連通させつつ前記捕集ユニットと連結される連結部と、
前記連結部とともに前記捕集ユニットを前記検出ユニットに配置する装着部と、
を備え、
複数の前記捕集ユニットにより連続してモニタリングを行うことを特徴とする放射性ガスモニタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質を含む放射性ガスから放射性物質を捕集する捕集ユニット、この捕集ユニットに捕集された放射性物質から放射される放射線を検出する放射性ガスモニタ用検出器、および、この放射性ガスモニタ用検出器を用いてモニタリングを行う放射性ガスモニタに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所、使用済核燃料再処理施設、病院、または、検査機関は、非密封の放射性物質が空気中に飛散するおそれのある施設であり、放射性物質の厳重な管理がなされている（以下、単に管理施設という）。
【０００３】
この管理施設内の空気は、サンプリングされて放射性物質の有無や濃度がモニタリングされる。また、管理施設では各種プロセス中に放射性物質を含むガスが発生することもあり、このようなガスを一部サンプリングし、このガスの放射性物質の有無や濃度がモニタリングされる。以下、明細書中ではこれら空気やガスは放射性ガスであるものとして説明する。
【０００４】
次に、このようなモニタリングを行う放射性ガスモニタについて図を参照しつつ説明する。この従来技術は、具体的にはよう素ガスモニタであり、放射性物質とは放射性よう素であり、放射性ガスとはよう素ガスであるものとして説明する。図１１は、従来技術の放射性ガスモニタの要部構成図である。この放射性ガスモニタ１００では、管理施設内の空気、または、各種プロセスで発生するガスを、よう素ガスとしてガス流入路１０１から流入させる。よう素ガスは、ガス流路を経て捕集用カートリッジ１０２へ流入する。捕集用カートリッジ１０２はその内部に捕集剤を内包している。捕集剤は、よう素ガス中に存在する放射性よう素を捕集する機能を有している。この捕集用カートリッジ１０２をよう素ガスが通過すると放射性よう素が捕集される。放射性よう素が捕集された後のよう素ガスはガス流出路１０３を通じて排出される。捕集用カートリッジ１０２に捕集された放射性よう素がγ線やβ線を放射するが、この捕集用カートリッジ１０２の周囲は鉛シールド１０４で覆われており、外部へγ線やβ線が到達しないようになされている。
【０００５】
捕集用カートリッジ１０２の上側にはシンチレータ１０５が配置されている。シンチレータ１０５は放射性よう素から放出されるγ線やβ線に応じて弱い光を放出する。このシンチレータ１０５から発せられた光は、光電子増倍管１０６へ入射される。光電子増倍管１０６はこの光に応じたパルス状の電流信号を出力する。プリアンプ１０７はこのパルス状の電流信号を増幅するとともに電圧によるパルス信号へＩ／Ｖ変換する。このパルス信号はＡ／Ｄ変換された上で信号処理演算部１０８へ入力される。信号処理演算部１０８は、パルス信号の大きさから放射線のエネルギーを推定することによって、特に放射性よう素からのγ線であるパルス信号を弁別し、このパルス信号を計数することでよう素ガスに含まれる放射性よう素の計数を行い、放射性よう素の濃度を算出する。
【０００６】
なお、放射性ガスモニタ１００では、捕集用カートリッジ１０２が一定期間毎に自動的に交換されるようになされている。この交換機能について説明する。捕集用カートリッジ１０２は捕集用カートリッジ収納部１０９に複数個が積層された状態で保管されている。最も下の捕集用カートリッジ１０２はベルトコンベアのような搬送部１１０の上に置かれている。交換時期が到来したとき、受け部１１１が下側へ下降して使用済みの捕集用カートリッジ１０２を移動自在にした状態で搬送モータ１１２が搬送部１１０を稼働させる。搬送部１１０上に置かれていた新しい捕集用カートリッジ１０２は搬送部１１０の上側で搬送されるとともに使用済みの捕集用カートリッジ１０２は搬送部１１０の下側で搬送される。そして新しい捕集用カートリッジ１０２が、シンチレータ１０５の下の検出位置に設置される。また、搬送部１１０の下側で搬送された使用済みの捕集用カートリッジ１０２は、捕集用カートリッジ回収部１１３へ入れられる。その後に受け部１１１が上昇してモニタリングが可能な状態となる。このような放射性ガスモニタ１００ではモニタリングが長期間にわたり連続して行われる。
【０００７】
また、放射線の検出に係る他の従来技術として、例えば、特許文献１（特開平８−２８５９４５号公報、発明の名称「放射線測定装置」）に記載の発明が知られている。特許文献１に記載の放射線測定装置は、シンチレータに穴を形成するウェル型シンチレータを用いる装置であり、試験管内の試料（動物、食物、土壌など）に含まれる放射性物質の検出を行うようになされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】平８−２８５９４５号公報（段落番号［００１８］〜［００２７］，図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
法令では、管理施設の排気口における排気中および管理施設境界における空気中の放射性物質に関して濃度を算定し、この濃度を、予め定められた排気中濃度限度よりも下回るようにすることが定められている。しかしながら、従来技術の放射性ガスモニタは放射性ガス中に含まれる放射性物質が少なく濃度が低いときには放射線の検出ができない、つまり検出下限濃度が高いというものであり、排気中濃度限度程度まで測定できないという問題があった。
【００１０】
例えば、図１１を用いて説明した放射性ガスモニタ１００がよう素をモニタリングする場合、検出下限濃度はＩ−１２９およびＩ−１２５に対して約１０−３Ｂｑ／ｃｍ３である。これは排気中濃度限度の５００〜１０００倍という大きい値である。この理由としては、よう素という核種の排気中濃度限度がきわめて低く設定されており、放射性ガスモニタ１００のよう素検出能力が追いつかないことに起因する。現状では放射性よう素の検出下限濃度限度を下回る低い濃度については検出できず、排気中濃度限度を上回るか下回るかが判定できないという致命的な能力の限界がある。
【００１１】
この理由について考察する。図１２は放射性物質から放射される放射線のシンチレータへの到達を説明する説明図である。捕集用カートリッジ１０２に捕集された放射性よう素Ａからの放射線が斜線内で放射されたならばシンチレータ１０５に到達して検出がなされる。放射性よう素Ａから放射線がランダム方向に放射されることを考慮すると、斜線の外、例えば、捕集用カートリッジ１０２の下側方向へ放射されたときなどはシンチレータ１０５へ到達しないため検出できない。このような幾何学的計数効率の低さのため、検出下限濃度が高いという問題があった。
【００１２】
加えて、捕集用カートリッジ方式では、捕集用カートリッジ交換のために外界と連通しており、鉛シールドを設置できない箇所が多くあり、外界から完全に遮蔽することが困難である。しがたって、バックグラウンドがシンチレータ１０５の検出面へ進入する。これによっても、放射性よう素Ａからの検出信号がバックグラウンドによる検出信号に埋もれて検出できなくなる。この結果、検出下限濃度が高くなるという問題があった。
【００１３】
さらに、捕集用カートリッジを使用する場合にはよう素ガスが捕集用カートリッジ以外の周囲を漏洩しつつ通過することもある。この場合、放射性よう素の捕集ができないという問題もあった。特によう素ガス中の放射性よう素の濃度が低いときは問題となるものであった。従来技術の捕集用カートリッジでは、よう素ガスを捕集剤に確実に通過させることは容易ではなかった。
【００１４】
このような従来技術の放射性ガスモニタがよう素をモニタリングするときに、検出下限濃度限度レベルの放射性よう素の検出ができなかったため、管理施設からの放射性よう素の流出量は、使用量からの推定による計算で行われてきた。計算では、通常、安全率を加味して算定する必要があるため、実際とは異なる値であることが考えられる。
【００１５】
そこで、排気中濃度限度レベルの微量の放射線でも検出できるようにしたいという要請があった。排気中濃度限度を上回らないという評価の確度を高めるためには、検出下限濃度は、その排気中濃度限度の１０分の１以下まで検出できることが望ましい。
【００１６】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、放射性ガスが吸着剤を確実に通過するとともに放射性物質を特定箇所で集中して捕集するようにして捕集能力を向上させた捕集ユニットを提供することにある。
また、この捕集ユニットの特定箇所から放射される放射線を検出する際の幾何学的計数効率の改善およびバックグラウンドの低減をともに実現し、検出下限濃度を大幅に低減した放射性ガスモニタ用検出器を提供することにある。
また、この放射性ガスモニタ用検出器を用いて信頼性が高いモニタリングを行う放射性ガスモニタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る捕集ユニットは、
有底筒状であって収容空間を有する容器と、
前記収容空間内に配置され、放射性ガスに含まれる放射性物質を吸着する吸着剤と、
放射性ガスが透過する部材で形成されており、前記収容空間内に配置されて前記吸着剤を押圧する吸着剤充填蓋と、
前記吸着剤充填蓋との間に中間空間が形成されるように前記収容空間内に配置される封止部と、
前記収容空間内の底であって前記吸着剤の一端付近に開口が位置する放射性ガス流入路と、
前記収容空間内であって前記吸着剤の他端から離れた箇所である中間空間内に開口が位置するガス流出路と、を備え、
前記ガス流出路を通じて吸引により前記中間空間内を負圧空間とし、前記放射性ガス流入路の開口から流入する放射性ガスが前記吸着剤を通過し、放射性物質が吸着された放射性ガスが前記吸着剤充填蓋と前記中間空間とを通過して前記ガス流出路の開口から流出することで放射性物質を捕集することを特徴とする。
【００１８】
請求項２に係る放射性ガスモニタ用検出器は、請求項１に記載の前記捕集ユニットと、
前記捕集ユニットが装着されて検出を行う検出ユニットと、
を有する放射性ガスモニタ用検出器であって、
前記検出ユニットは、
穴の底に前記容器の底が対向するように設置され、前記吸着剤に吸着された放射性物質から放出される放射線をシンチレーション光に変換するウェル型のシンチレータと、
前記シンチレータの外周を多い、バックグラウンドを遮蔽する遮蔽シールドと、
前記シンチレータから照射されるシンチレーション光を電流信号に変換し増幅する光電子増倍管と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に係る放射性ガスモニタ用検出器は、請求項１に記載の前記捕集ユニットと、
前記捕集ユニットが装着されて検出を行う検出ユニットと、
を有する放射性ガスモニタ用検出器であって、
前記検出ユニットは、
穴の底に前記捕集ユニットの前記容器の底が対向するように設置され、前記吸着剤に吸着された放射性物質から放出される放射線をシンチレーション光に変換するウェル型の内側シンチレータと、
前記内側シンチレータの底が穴の底に対向するように設置されており、外界からのバックグラウンドを前記内側シンチレータの波形と異なるシンチレーション光に変換するウェル型の外側シンチレータと、
前記内側シンチレータおよび前記外側シンチレータから照射されるシンチレーション光を電流信号に変換し増幅する光電子増倍管と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に係る放射性ガスモニタ用検出器は、有底筒状であって収容空間を有する容器と、前記収容空間内に配置され、放射性ガスに含まれる放射性物質を吸着する吸着剤と、前記収容空間内の底であって前記吸着剤の一端付近に開口が位置する放射性ガス流入路と、前記収容空間内であって前記吸着剤の他端から離れた箇所である中間空間内に開口が位置するガス流出路と、を備え、前記放射性ガス流入路の開口から流入する放射性ガスが前記吸着剤を通過し、放射性物質が吸着された放射性ガスが前記ガス流出路の開口から流出することで放射性物質を捕集する捕集ユニットと、
前記捕集ユニットが装着されて検出を行う検出ユニットと、
を有する放射性ガスモニタ用検出器であって、
前記検出ユニットは、
穴の底に前記捕集ユニットの前記容器の底が対向するように設置され、前記吸着剤に吸着された放射性物質から放出される放射線をシンチレーション光に変換するウェル型の内側シンチレータと、
前記内側シンチレータの底が穴の底に対向するように設置されており、外界からのバックグラウンドを前記内側シンチレータの波形と異なるシンチレーション光に変換するウェル型の外側シンチレータと、
前記内側シンチレータおよび前記外側シンチレータから照射されるシンチレーション光を電流信号に変換し増幅する光電子増倍管と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に係る放射性ガスモニタは、請求項２または３に記載した前記放射性ガスモニタ用検出器であって、前記放射性ガス流入路に放射性ガス供給部が接続され、かつ、前記ガス流出路にガス排出部が接続される前記捕集ユニットが前記検出ユニットに装着される放射性ガスモニタ用検出器と、
前記光電子増倍管の電流信号を電圧に変換して増幅し電圧波形信号を出力するプリアンプと、
前記プリアンプの電圧波形信号を弁別してバックグラウンドを除いた放射線波形信号を出力する波形弁別演算部と、
前記波形弁別演算部からの放射線波形信号に基づいて放射性ガスに含まれる放射性物質の放射能濃度を算出する信号処理演算部と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項６に係る放射性ガスモニタは、請求項５に記載の放射性ガスモニタにおいて、
前記捕集ユニットを複数収納する捕集ユニット収納部と、
前記捕集ユニット収納部から前記捕集ユニットを搬送する搬送部と、
前記放射性ガス流入路と前記放射性ガス供給部とを連通させ、かつ、前記ガス流出路と前記ガス排出部とを連通させつつ前記捕集ユニットと連結される連結部と、
前記連結部とともに前記捕集ユニットを前記検出ユニットに配置する装着部と、を備え、
複数の前記捕集ユニットにより連続してモニタリングを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、放射性ガスが吸着剤を確実に通過するとともに放射性物質を特定箇所で集中して捕集するようにして捕集能力を向上させた捕集ユニットを提供することができる。
また、この捕集ユニットの特定箇所から放射される放射線を検出する際の幾何学的計数効率の改善およびバックグラウンドの低減をともに実現し、検出下限濃度を大幅に低減した放射性ガスモニタ用検出器を提供することができる。
また、この放射性ガスモニタ用検出器を用いて信頼性が高いモニタリングを行う放射性ガスモニタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実施するための形態に係る捕集ユニットの構成図である。
【図２】本発明を実施するための形態に係る放射性ガスモニタ用検出器の構成図である。
【図３】幾何学的計数効率を説明する説明図である。
【図４】本発明を実施するための他の形態に係る放射性ガスモニタ用検出器の構成図である。
【図５】シンチレーション光の波形を示す図であり、図５（ａ）は外側シンチレータの波形を示す図、図５（ｂ）は内側シンチレータの波形を示す図である。
【図６】本発明を実施するための形態に係る放射性ガスモニタの構成図である。
【図７】本発明を実施するための他の形態に係る放射性ガスモニタの構成図である。
【図８】放射性ガスモニタの説明図であり、図８（ａ）は放射性ガスモニタのＡ−Ａ線断面図、図８（ｂ）は放射線ガスモニタの一部の平面図である。
【図９】放射性ガスモニタの説明図であり、図９（ａ）は連結部が連結された接続部付き捕集ユニットを平面から見た一部断面図、図９（ｂ）は連結部が連結された接続部付き捕集ユニットの側面から見た一部断面図である。
【図１０】連結部と接続部付き捕集ユニットとの着脱についての説明図であり、図１０（ａ）は連結部と接続部付き捕集ユニットとの固定状態を示す図、図１０（ｂ）は連結部と接続部付き捕集ユニットとの離脱動作を示す図、図１０（ｃ）は連結部と接続部付き捕集ユニットとの連結動作を示す図である。
【図１１】従来技術の放射性ガスモニタの要部構成図である。
【図１２】放射性物質から放射される放射線のシンチレータへの到達を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
続いて、本発明を実施するための形態について図を参照しつつ以下に説明する。まず捕集ユニットについて説明する。図１は、捕集ユニットの構成図である。なお、本明細書中では説明の具体化のため、本発明の放射性ガスの具体例として空気によう素を含むよう素ガスであるものとして説明する。また、放射性物質とは放射性よう素であるものとして説明する。また、吸着剤を通過した放射性ガスからはよう素が除去されるため単なるガスであるものとして説明する。
【００２６】
本形態の捕集ユニット１は、容器１１、放射性ガス流入路１２、吸着剤１３、吸着剤充填蓋１４、封止部１５、中間空間１６、ガス流出路１７を備える。
【００２７】
容器１１は、有底筒型であって収容空間を有する。例えば、図１で示すように収容空間は試験管の管内と同様の形状であって、先端が球体の筒体の形状を有している。また、容器１１の材質は、放射性物質からの放射線を透過し、充分な強度を有する部材である。本形態では放射性よう素のγ線を透過する物質であり、合成樹脂、アルミニウムなどの薄い金属やガラスなどで形成されている。
【００２８】
放射性ガス流入路１２は、充填された吸着剤１３の底まで挿入されており、一方の開口１２ａが容器１１の最も端にある底１１ａ（端部）付近、つまり吸着剤１３の最も端にある底（端部）に位置している。他方の開口は放射性ガスを供給する放射性ガス供給部に接続される。なお、この放射性ガス供給部は、管理施設内の空気をよう素ガスとして流入させる管、または、プロセス途中のガスをよう素ガスとして流入させる管である。よう素ガスは矢印ａのように放射性ガス流入路１２を通過し、開口１２ａから放出されたよう素ガスが、吸着剤１３へ流入する。なお、図１では開口１２ａの下側に吸着材１３がないように図示されているが、開口１２ａの下側に多少の吸着材１３が有っても吸着剤１３へ流入するため、このような位置としてもよい。開口１２ａは底１１ａ付近にあれば良い。
【００２９】
吸着剤１３は、よう素ガスに含まれる放射性よう素を吸着する機能を有するものであり、例えば、活性炭や添着炭である。添着炭とは、活性炭に添着する添着剤として低温状態においてよう素を効率よく捕集することのできるトリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）やヨウ化錫（ＳｎＩ２）などを使用したものである。活性炭や添着炭は容易かつ安価に入手可能である。よう素ガスは矢印ｂのように吸着剤１３の下側から上側へ向けて流れる。吸着剤１３は放射性ガス流入路１２から流入したよう素ガスに含まれる放射性よう素が全て吸収されるような適量が充填されたものであるが、例えば使用可能期間の長短に応じて充填量を変更するなど、運用環境なども考慮された量となる。
【００３０】
吸着剤充填蓋１４は、吸着剤１３の上側に配置され、吸着剤１３を移動・散逸させないように押さえる機能を有する。吸着剤充填蓋１４は、よう素ガスが透過する部材で形成されており、例えばスポンジ体である。吸着剤充填蓋１４は、吸着剤１３を通過して放射性よう素が全て吸着された後のガスを通過させる。
【００３１】
封止部１５は、吸着剤充填蓋１４から少し距離を開けた上側に配置される。ガス圧の変動に耐えられるような部材により強固に固定される。
【００３２】
中間空間１６は、吸着剤充填蓋１４と封止部１５との間に形成される空間である。吸着剤充填蓋１４を通過したガスがこの中間空間１６を通過する。
【００３３】
ガス流出路１７は、一方の開口１７ａが中間空間１６に配置されており、中間空間１６と連通している。他方の開口はガス排出部に接続される。なお、ガス排出部は、例えば排気ポンプである。排気ポンプが動作すると、中間空間１６内のガスを排気し、中間空間１６内が負圧に形成されるため、吸着剤充填蓋１４を介して下側の吸着剤１３からよう素ガスが吸引される。
捕集ユニット１の構成はこのようなものである。
【００３４】
続いて本形態の捕集ユニット１の捕集原理について説明する。ガス排出部である排気ポンプが動作すると、ガス流出路１７を介して中間空間１６内のガスを排気する。すると、吸着剤充填蓋１４の下側にあって吸着剤１３が充填されている収容空間内の気圧が低くなる。そして、放射性ガス流入路１２を介して吸着剤１３によう素ガスが流入する。よう素ガスは放射性ガス流入路１２の開口１２ａから流入するため、吸着剤１３の下側から上側へと流れていき、吸着剤充填蓋１４、中間空間１６を通過する。
【００３５】
ここに、放射性ガス流入路１２の開口１２ａとガス流出路１７の開口１７ａは、    
吸着剤１３の両端に位置しているため、吸着剤１３の端から端までをよう素ガスが確実に流れるようにし、この結果、吸着剤１３を流れるよう素ガス中の放射性よう素は余すことなく吸着剤１３に吸収されるように工夫している。また放射性ガス流入路１２は、断面で見ると収容空間の中央に位置しており、開口１２ａ付近の外周全てに吸着剤１３が取り囲むように位置しているため、やはりよう素ガスが吸着剤１３を確実に流れる。また、容器１１はよう素ガスを通過させないため、よう素ガスの漏洩は生じない。
【００３６】
このようなよう素ガスの流れにより、吸着剤１３は、よう素ガスに含まれる放射性よう素を確実に吸着する。この際、吸着剤１３下側の半球状の先端を含む先端領域１３ａでより多くの放射性よう素が吸着され、上側へ行くにつれて放射よう素の吸着が少なくなり、吸着剤充填蓋１４を通過するまでには全ての放射性よう素が吸着される。本発明の捕集ユニット１はこのようなものである。
【００３７】
以上本発明の捕集ユニット１について説明した。この捕集ユニット１では、特に吸着剤１３が閉鎖空間である容器１１の収容空間内に配置され、この収容空間内の吸着剤１３の端から端までをよう素ガスが漏洩なく通過するため、よう素ガス中の放射性よう素が確実に吸着される。
また、放射性よう素は、容器１１の収容空間内の吸着剤１３、特に先端領域１３ａという特定箇所に集中して捕集されるようにしており、先端領域１３ａの周囲でγ線を検出すれば確実な検出がなされるように工夫している。
【００３８】
また、本発明の吸着剤１３では、最大でも３Ｌ／ｍｉｎの流速で充分な能力を発揮することが実証されている。容器内の開口の直径を２０ｍｍとすると吸着剤に対する面速度は、０．９６Ｌ／ｃｍ２となる。
【００３９】
一方、従来技術のよう素モニタで用いられている活性炭による捕集用カートリッジ１０２の内径は５０ｍｍであり、流速５０Ｌ／ｍｉｎで作動させた場合の面速度は２．６Ｌ／ｃｍ２である。一般的に吸着剤１３の寿命は、基本的に、その吸着剤１３を通過したよう素ガスの体積に左右される。従来技術の活性炭の捕集剤による捕集用カートリッジ１０２の推奨交換時間は８時間である。よう素ガスの面速度で比較した場合、本発明によれば、約３倍の２４時間使用可能であることがわかる。
【００４０】
加えて、活性炭による捕集剤のよう素捕集寿命は、よう素ガスの面速度が少ないほど長くなるので、実際には、捕集ユニット１は１日以上使用可能である。捕集ユニット１の交換頻度が少ないことは、ガスモニタとして使用する場合、経済的効果が高いことを表わす。
【００４１】
なお、この捕集ユニット１は、よう素ガス以外の他の放射性ガスに用いても良く、この放射性ガス中の放射性物質が確実に吸着される。
【００４２】
これらの点は従来技術の捕集剤を繊維体で覆う捕集用カートリッジにはない特徴であり、捕集能力を大幅に向上させた捕集ユニット１としている。
【００４３】
続いて、本発明を実施するための形態に係る放射性ガスモニタ用検出器について図を参照しつつ以下に説明する。図２は、本形態の放射性ガスモニタ用検出器の構成図である。
本形態の放射性ガスモニタ用検出器２は、捕集ユニット１、検出ユニット２０を備える。この検出ユニット２０は、シンチレータ２１、光電子増倍管２２、遮蔽シールド２３を備える。なお、捕集ユニット１については先に図１を用いて説明した捕集ユニット１であり、同じ符号を付すとともに重複する説明を省略する。
【００４４】
シンチレータ２１は、例えばタリウム活性化ヨウ化ナトリウムシンチレーション検出器である。このシンチレータ２１は、捕集ユニット１の吸着剤１３で吸着保持されている放射性よう素から放射されるγ線を検出する。なお、吸着剤１３である活性炭・沃着炭はβ線を吸収するため、シンチレータ２１には透過性のγ線が入射されることとなる。シンチレータ２１は、穴２１ａを有し、この穴２１ａの底２１ｂに容器１１の底１１ａが対向するように設置される。このシンチレータ２１はウェル（井戸）のような穴２１ａが形成されており、穴２１ａで放射性物質からの放射線を検出することからウェル型シンチレータと呼ばれる。シンチレータ２１の穴２１ａは捕集ユニット１の容器１１が少しの隙間を形成する程度の形状であり、例えば断面が円状の穴である。そして、シンチレータ２１も円柱状の外形を有している。
【００４５】
シンチレータ２１の表面にはγ線は透過するがシンチレーション光は透過しない反射層が形成されている。なお、反射層は、光電子増倍管２２と接する面には形成されていない。ウェル型のシンチレータ２１内で発光したシンチレーション光は、内部で反射を繰り返しながら、光電子増倍管２２へ照射される。
【００４６】
光電子増倍管（photomultiplier tube, PMT、フォトマル）２２は、シンチレーション光が入射すると電子（光電子）を発生させ、その電子を増幅してパルス状の電流信号として出力する。光電子増倍管２２では電子を増幅するために図示しない高電圧電源から高圧電源が供給されている。
【００４７】
遮蔽シールド２３は、外界からのγ線によるバックグラウンドを遮蔽する。遮蔽シールド２３は、例えば、鉛により形成され、シンチレータ２１や光電子増倍管２２の外周を確実に覆うようにする。遮蔽シールド２３の穴はシンチレータ２１が少しの隙間を形成する程度の形状であり、例えば断面が円状の穴である。遮蔽シールド２３の外形も例えば円筒状に形成される。なお、遮蔽シールド２３は図２ではシンチレータ２１の外側を遮蔽しているが、例えば、遮蔽シールド２３を上下に長くして、捕集ユニット１や光電子増倍管２２も確実に覆うようにしても良い。遮蔽シールド２３が長くても捕集ユニット１の交換は容易である。
放射性ガスモニタ用検出器２はこのようなものである。
【００４８】
続いて本形態の放射性ガスモニタ用検出器２による放射線の検出について説明する。ガス排出部である排気ポンプが動作すると、捕集ユニット１の吸着剤１３によう素ガスが流れて放射性よう素が捕集されていく。先ほども説明したがよう素ガス中の放射性よう素は、吸着剤１３の流入経路に対し、始めに多く吸着され、その後に指数関数的に吸着量が減少していく。
【００４９】
したがって、よう素ガスを吸着剤１３の下部から導入することにより、容器１１の底１１ａ（図１の先端領域１３ａ）付近に多くの放射性よう素が捕集される。この容器１１の先端１１ａは、ウェル型のシンチレータ２１の底２１ｂと接している。容器１１の底１１ａ（図１の先端領域１３ａ）付近の多くの放射性よう素から放射されるγ線は、例えば図３で示すように、放射性よう素Ａから放射される放射線のうち、吸着剤充填蓋１４へ向かう斜線領域２４を通過する放射線はシンチレータ２１へ到達しないが、それ以外の、下方向や横方向へ放射される放射線は、確実にシンチレータ２１へ効率よく入射する。このように放射線がほぼ全方向（容器１１の上部の開口は除く）に対して入射するというものであり、幾何学的計数効率が高い。容器１１の開口を狭くし、容器１１の長さを長くすることでシンチレータ２１へ到達する放射線は増加する。このような放射性ガスモニタ用検出器２では、シンチレーション光を効率よく発光することができる。本発明の放射性ガスモニタ用検出器２はこのようなものである。
【００５０】
以上本発明の放射性ガスモニタ用検出器２について説明した。この放射性ガスモニタ用検出器２では、特に吸着剤１３の先端領域１３ａ付近により多く集中的に吸着された放射性よう素に対し、その周囲を覆うようにウェル型のシンチレータ２１が配置されているため幾何学的計数効率を著しく高めている。この幾何学的計数効率は、吸着剤１３の底部ほど高くなる。本発明では吸着剤１３の先端領域１３ａ付近により多く放射性よう素が集中的に吸着されており、この点で幾何学的計数効率を高める理由となっている。
【００５１】
図１１，図１２で示した従来技術の放射性ガスモニタでは捕集カートリッジ１０２の近傍にシンチレータ１０５を配置しているが、それでも捕集カートリッジ１０２内の放射性物質から放出された放射線の内、シンチレータ１０５に入射する確率は最大でも５０％、捕集用カートリッジ１０２内の捕集剤の形状を加味すると通常確率は２０〜３０％である。
一方、本発明の放射性ガスモニタ用検出器２は、吸着剤１３内の放射性物質から放出された放射線の内、ウェル型のシンチレータ２１に入射する確率は９０％以上であり、幾何学的計数効率は、従来のものと比較しても３〜５倍となり、優れている。
【００５２】
また、遮蔽シールド２３によりバックグラウンドの影響も大幅に排除しており、この点でも検出能力を高めている。
この放射性ガスモニタ用検出器２は、よう素ガス以外の他の放射性ガスに用いても良く、この放射性ガス中の放射性物質が確実に吸着される。
【００５３】
このような放射性ガスモニタ用検出器２では、特にこの捕集ユニット１の特定箇所から放射線が放射されるようにし、その特定箇所をウェル型のシンチレータ２１でその周囲を覆うようにしつつ放射線を検出するとともにシンチレータ２１を遮蔽シールド２３で覆うことで、幾何学的計数効率の改善およびバックグラウンドの低減をともに実現しており、検出下限濃度を大幅に低減した放射性ガスモニタ用検出器を提供することができる。
【００５４】
続いて、本発明を実施するための他の形態に係る放射性ガスモニタ用検出器３について図を参照しつつ以下に説明する。図４は、他の形態の放射性ガスモニタ用検出器の構成図である。
【００５５】
本形態の放射性ガスモニタ用検出器３は、捕集ユニット１、検出ユニット３０を備える。この検出ユニット３０は、内側シンチレータ３１、外側シンチレータ３２、光電子増倍管３３を備える。なお、捕集ユニット１については先に図１を用いて説明した捕集ユニット１であり、同じ符号を付すとともに重複する説明を省略する。
本形態では先に図２，図３を参照しつつ説明した検出ユニット２０と比較するとシンチレータ２１に代えて内側シンチレータ３１や外側シンチレータ３２を配置した点が相違する。この相違点を重点的に説明するとともに同じ構成・機能を有する光電子増倍管３３については光電子増倍管２３と同じ名称を付すともに重複する説明を省略する。
【００５６】
内側シンチレータ３１は、例えばタリウム活性化ヨウ化ナトリウムシンチレーション検出器である。この内側シンチレータ３１は、捕集ユニット１の吸着剤１３で吸着保持されている放射性よう素から放射されるγ線を検出する。なお、吸着剤１３である活性炭・沃着炭はβ線を吸収し、内側シンチレータ３１には透過性の良好なγ線が入射されることとなる。また、γ線は内側シンチレータ３１を超えて外側シンチレータ３２までは到達しないように内側シンチレータ３１の肉厚が設定されている。内側シンチレータ３１は、穴３１ａを有し、この穴３１ａの底３１ｂに容器１１の底１１ａが対向するように設置される。この内側シンチレータ３１はウェル（井戸）のような穴が形成されているウェル型のシンチレータである。内側シンチレータ３１の穴３１ａは捕集ユニット１の容器１１が少しの隙間を形成する程度の形状であり、例えば断面が円状の穴である。そして、内側シンチレータ３１も円柱状の外形を有している。
【００５７】
内側シンチレータ３１の表面にはγ線は透過するがシンチレーション光は透過しない反射層が形成されている。なお、反射層は、外側シンチレータ３２の穴３２ａの底３２ｂと接する面には形成されていない。ウェル型の内側シンチレータ３１内で発光したシンチレーション光は、内部で反射を繰り返しながら、外側シンチレータ３２の底３２ｂを経て光電子増倍管３３へ入射される。
【００５８】
外側シンチレータ３２は、例えばプラスチックシンチレーション検出器である。この外側シンチレータ３２は、外界からのγ線によるバックグラウンドを検出する。また、γ線は外側シンチレータ３２を超えて内側シンチレータ３１までは到達しないように外側シンチレータ３２の肉厚が設定されている。外側シンチレータ３２は、穴３２ａを有し、この穴３２ａの底３２ｂに内側シンチレータ３１の底３１ｂが対向するように設置される。この外側シンチレータ３２もウェル（井戸）のような穴が形成されたウェル型シンチレータである。外側シンチレータ３２の穴３２ａは内側シンチレータ３１が少しの隙間を形成する程度の形状であり、例えば断面が円状の穴である。そして、外側シンチレータ３２も円柱状の外形を有している。
【００５９】
外側シンチレータ３２の表面には放射線は透過するがシンチレーション光は透過しない反射層が形成されている。なお、反射層は、光電子増倍管３３および内側シンチレータ３１の底３１ｂと接する面には形成されていない。ウェル型の外側シンチレータ３２内で発光したシンチレーション光は、内部で反射を繰り返しながら、光電子増倍管３３へ入射される。
【００６０】
続いて本形態の放射性ガスモニタ用検出器３による放射線の検出について説明する。ガス排出部である排気ポンプが動作すると、捕集ユニット１の吸着剤１３によう素ガスが流入し、放射性よう素が捕集されていく。先ほども説明したがよう素ガス中の放射性よう素は、吸着剤１３の流入経路に対し、始めに多く吸着され、その後に指数関数的に吸着量が減少していくことが知られている。
【００６１】
したがって、よう素ガスを吸着剤１３の下部から導入することにより、容器１１の底１１ａ（図１の先端領域１３ａ）付近に多くの放射性よう素が捕集される。この容器１１の先端１１ａは、ウェル型の内側シンチレータ３１の底３１ａと接している。容器１１の底１１ａ（図１の先端領域１３ａ）付近の多くの放射性よう素から放射されるγ線は、例えば図３で示すように、放射性よう素Ａから放射される放射線のうち、吸着剤充填蓋１４へ向かう斜線領域２４を通過する放射線は内側シンチレータ３１へ到達しないが、それ以外の、下方向や横方向へ放射される放射線は、確実に内側シンチレータ３１へ効率よく入射する。このように放射線が全方向（容器１１の上部の開口は除く）に対して入射する。容器１１の開口を狭くし、容器１１の長さを長くすることで内側シンチレータ３１へ到達する放射線は増加する。このような放射性ガスモニタ用検出器３では、シンチレーション光を効率よく発光することができる。
【００６２】
一方で、外側シンチレータ３２は、外界から入射するバックグラウンドに応じたシンチレーション光を生成する。
【００６３】
しかしながら、このような内側シンチレータ３１と外側シンチレータ３２とではシンチレーション光の発光の立上り時間と立下り時間が異なるように設定されている。例えば、内側シンチレータ３１でのシンチレーション光の波形は図５（ｂ）で示すような急峻なパルス波形となり、外側シンチレータ３２でのシンチレーション光の波形は図５（ａ）で示すような、緩やかなパルス波形となる。従って、内側シンチレータ３１および外側シンチレータ３２から発光波形の異なるシンチレーション光が一つの光電子増倍管３３で受光され、波形が異なる電流信号に変換し出力される。しかしながら、波形弁別処理を行えば内側シンチレータ３１からの急峻な波形の電流信号のみ抽出することができ、バックグラウンドを除去することができるようになる。
【００６４】
更に、図１１，１２で示した従来技術の放射性ガスモニタ１００のシンチレータ１０５と捕集用カートリッジ１０２の配置では、構造上、捕集用カートリッジ１０２の下側から上方向へ入射してシンチレータ１０５へ到達するバックグラウンドの遮蔽が困難であったが、本発明では外側シンチレータ３２が、バックグラウンドを内側シンチレータ３１へ到達させないようにするとともに、バックグラウンドを識別可能な信号に変換することで、ほとんどのバックグラウンドを波高弁別で除去できるようにしたというものであり、これにより、バックグラウンドによる影響を大幅に低減することが可能となり、結果として検出下限濃度を下げることができる。
【００６５】
なお、本形態でも外側シンチレータ３２の外側に円筒形状の鉛製の遮蔽シールドを配置してバックグラウンドの影響をさらに少なくするようにしても良い。本発明の放射性ガスモニタ用検出器３はこのようなものである。
【００６６】
以上本発明の放射性ガスモニタ用検出器３について説明した。この放射性ガスモニタ用検出器３でも、特にこの捕集ユニット１の特定箇所から放射線が放射されるようにし、その特定箇所をウェル型の内側シンチレータおよび外側シンチレータで覆うようにしつつ放射線を検出することで、特にバックグラウンドを弁別除去できるようにして、幾何学的計数効率の改善およびバックグラウンドの低減をともに実現しており、検出下限濃度を大幅に低減した放射性ガスモニタ用検出器を提供することができる。
【００６７】
続いて、本発明の放射性ガスモニタ４について図を参照しつつ説明する。図６は本形態に係る放射性ガスモニタの構成図である。先に図４，図５を参照しつつ説明した放射性ガスモニタ用検出器３を用いる放射性ガスモニタ４である。放射性ガスモニタ４は、図４，図５を用いて説明した放射性ガスモニタ用検出器３、プリアンプ４１、波形弁別演算部４２、信号処理演算部４３、出力装置４４、放射性ガス流入管４５（放射性ガス供給部の具体例である。）、排気ポンプ４６（ガス排出部の具体例である。）を備える。
【００６８】
プリアンプ４１は、光電子増倍管３３から出力される光に応じたパルス状の電流信号を増幅するとともに電圧による電圧波形信号へＩ／Ｖ変換する。
【００６９】
波形弁別演算部４２は、電圧による電圧波形信号の立上り時間と立下り時間とから内側シンチレータ３１が検出した信号であるか、外側シンチレータ３２が検出した信号であるか、を判定し、内側シンチレータ３１の検出による電圧波形信号のみ抽出して新たに放射線波形信号として信号処理演算部４３へ出力し、外側シンチレータ３２の検出による電圧波形信号を破棄する。
【００７０】
信号処理演算部４３は、この弁別された放射線波形信号をＡ／Ｄ変換し、入力する。信号処理演算部４３は、放射線波形信号の波高スペクトルピークから放射線のエネルギーを推定することによって、特に放射性よう素からのγ線である放射線波形信号を弁別し、この放射線波形信号を計数することで、よう素ガスに含まれる放射性よう素からの放射線を計数し、この計数に基づいて放射性物質の濃度を算出する。
【００７１】
出力装置４４は、例えば、ディスプレイ装置であり、放射性物質の濃度、または、この濃度を用いて演算した各種値（例えば核種ごとの値（濃度）など）を表示することによって、事故等緊急時の計測を可能にする。
【００７２】
放射性ガス流入管４５は、放射性ガス供給部の具体例であり、例えば管理施設内空間まで連通するパイプである。放射性ガス流入管４５は、捕集ユニット１の放射性ガス流入路１２に接続される。
【００７３】
排気ポンプ４６は、ガス排出部の具体例であり、排気により捕集ユニット１内をよう素ガスが通過するようにする。排気ポンプ４６は、捕集ユニット１のガス流出路１７に接続される。
【００７４】
続いて、この放射性ガスモニタ４によるモニタリングについて説明する。放射性ガスモニタ４は、管理施設内の空気をよう素ガスとしてサンプリングする。ガス排出部である排気ポンプ４６が中間空間１６内を排気すると、捕集ユニット１内をよう素ガスが通過し、放射性よう素を捕集する。特に先端領域１３ａでほとんどの放射性よう素が捕集される。
【００７５】
検出ユニット３０では内側シンチレータ３１および外側シンチレータ３２がシンチレーション光を発し、光電子増倍管３３がこのシンチレーション光に応じた電流信号を出力する。プリアンプ４１はこの電流信号を電圧に変換するとともに増幅して、電圧波形信号へＩ／Ｖ変換する。この電圧波形信号は波形弁別演算部４２へＡ／Ｄ変換された上で入力される。波形弁別演算部４２は、電圧波形信号の立上り時間と立下り時間とから内側シンチレータ３２が検出した信号のみ抽出した放射線波形信号を信号処理演算部４３へ出力する。信号処理演算部４３は、放射線波形信号の波高スペクトルピークから放射線のエネルギーを推定することによって、特に放射性よう素からのγ線である放射線波形信号を弁別し、この放射線波形信号を計数し、よう素ガスに含まれる放射性よう素の数から放射性よう素の濃度を検出する。そして、出力装置４４に濃度、または、この濃度を用いて演算した各種値（例えば核種ごとの値（濃度）など）を出力させる。モニタリングはこのようなものとなる。
【００７６】
続いて本発明による放射性ガスモニタ４の性能について説明する。
気体状のよう素ガスから吸着剤１３に放射性よう素を吸着させ、検出下限濃度を測定した。Ｉ−１２５に対しては、１ｌ／ｍｉｎの場合、計測時間２分で空気中濃度限度の１０分の１以下、６０分で排気中濃度限度の１０分の１以下まで測定できた。Ｉ−１２９に対しては、計算によって、１ｌ／ｍｉｎの場合、計測時間５分で空気中濃度限度の１０分の１以下、流量３ｌ／ｍｉｎの場合、１３０分で排気中濃度限度の１０分の１以下まで測定できることを確認した。本発明の放射性ガスモニタ４はこのようなものである。
【００７７】
本発明の放射性ガスモニタ４では、リアルタイムで濃度限度の１０分の１まで測定でき、検出下限濃度付近でも充分な精度で濃度を測定することが可能である。これにより、作業環境の安全を確保でき、また、周辺環境の安全に有用なデータを提供することができ、放射線管理上、きわめて有効である。
【００７８】
なお、本実施形態では、検出器として放射性ガスモニタ用検出器３を用いるものとして説明したが、図２，図３を参照しつつ説明した放射性ガスモニタ用検出器２を採用しても良い。入力されるバックグラウンドもエネルギーの相違などから波形が異なる場合には波形弁別が可能である。このような構成を採用しても良い。
【００７９】
以上本発明の放射性ガスモニタ４について説明した。この放射性ガスモニタ４では、特にこの捕集ユニット１の特定箇所から放射される放射線の幾何学的計数効率の改善およびバックグラウンドの低減をともに実現し、検出下限濃度を大幅に低減した放射性ガスモニタ用検出器を用いることで、信頼性が高いモニタリングを行う放射性ガスモニタを提供することができる。また、放射性物質の濃度、または、この濃度を用いて演算した各種値（例えば核種ごとの値（濃度）など）を表示することによって、事故等緊急時の計測を可能とすることができる。
【００８０】
続いて、本発明の放射性ガスモニタ５について図を参照しつつ説明する。図７〜図１０は他の形態に係る放射性ガスモニタの構成図である。この放射性ガスモニタ５は、特に  捕集ユニットの連結、捕集ユニットの検出ユニットへの装着、使用前の捕集ユニット供給、および、使用済みの捕集ユニットの回収を自動的に行うようにする自動交換機能を備え、連続運転を可能にする放射性ガスモニタ５とする。
【００８１】
本形態の放射性ガスモニタ５では、図７，図８（ａ），（ｂ）で示すように、接続部付き捕集ユニット６、接続部付き捕集ユニット収納部５１、搬送部５２、接続部付き捕集ユニット回収部５３、連結部５４、シャフト５５、装着部５６、回転軸５７、搬送用モータ５８を備える。
【００８２】
接続部付き捕集ユニット６は、特に自動交換用に捕集ユニット１の構成が追加されたものであり、詳しくは、図７，図８，図９，図１０で示すように、捕集ユニット１、接続部６１を備え、これらは一体構成として扱われる。接続部付き捕集ユニット６の捕集ユニット１は、図１を参照しつつ説明したものと同じである。捕集ユニット１の開口端では、図９，図１０（ａ）で示すように、接続部６１が強固に固着されている。接続部６１は立方体状の接続部本体６１１を有し、この接続部本体６１１の内部では捕集ユニット１の放射性ガス流入路１２と連通する放射性ガス流入路６１２、ガス流出路１７と連通するガス流出路６１３が、形成され、それぞれ開口６１２ａ，６１３ａが開けられている。また、角状の磁性体６１４が固定されている。
【００８３】
この開口６１２ａ，６１３ａの周囲にはシール体が設けられており、図９（ｂ），図１０（ａ）で示すように接続部６１の端面と連結部５４の端面とが密着した状態で連結すると、シールにより封止された状態で放射性ガス流入路５４２と放射性ガス流入路６１２とが連通し、および、ガス流出路５４３とガス流出路６１３とが連通し、流路が形成されるようになっている。また、磁性体６１４が角穴に嵌め込まれて位置決めされるようになっている。
【００８４】
続いて、装置全体について説明する。
図７で示すように、接続部付き捕集ユニット収納部５１は、複数の接続部付き捕集ユニット６を積層した状態で収納する。なお、上下方向に積層する構成としたが、例えば横置きに並べて収納するような構成としても良い。接続部付き捕集ユニット収納部５１の詳細は適宜選択される。
【００８５】
搬送部５２は、接続部付き捕集ユニット収納部５１から供給された接続部付き捕集ユニット６を搬送する。例えば、ベルトコンベアなどである。
【００８６】
接続部付き捕集ユニット回収部５３は、所定期間にわたりよう素ガスが通過して放射性よう素の捕集がなされた使用済みの接続部付き捕集ユニット６を回収する容器である。なお、上下方向に積層する構成としたが、例えば横置きに並べて回収するような構成としても良い。接続部付き捕集ユニット回収部５３の詳細は適宜選択される。
【００８７】
連結部５４は、接続部付き捕集ユニット６の接続部６１と連結されるように構成されており、さらに、図１０で示すように、連結部本体５４１、放射性ガス流入路５４２、ガス流出路５４３、電磁石５４４、内側ばね５４５、外側ばね５４６、シャフト支持部５４７、コネクタ５４８（図９（ｂ）参照）、チューブ５４９を備える。
【００８８】
連結部本体５４１は、図１０（ａ）で示すように、立方体状の部材であり、この連結部本体５４１には放射性ガス流入路５４２、ガス流出路５４３が形成されている。連結部５４と接続部６１とが連結されたとき、放射性ガス流入路５４２は接続部６１の放射性ガス流入路６１２と連通し、ガス流出路５４３は接続部６１のガス流出路６１３と連通する。放射性ガス流入路５４２、ガス流出路５４３の上側には、図９（ｂ）で示すようにコネクタ５４８を介してチューブ５４９が接続されており、これらチューブ５４９を介して放射性ガス供給部やガス排出部と接続されることとなる。
【００８９】
電磁石５４４は、図１０（ａ）で示すように、連結部本体５４１に対して内側ばね５４５により矢印ｄ方向に付勢され、また、鉄心５４４ａに外側ばね５４６が挿入され後述するが外側ばね５４６が磁性体６１４を押すようになされている。連結部本体５４１には、電磁石５４４の周囲を覆うシャフト支持部５４７が連結固定されている。連結部５４はこのようなものである。
【００９０】
シャフト５５は、その一端がシャフト支持部５４７に固定されており、図７，図８で示すように他端が装着部５６に挿通されており、装着部５６により移動するようになされている。
【００９１】
装着部５６は、例えば、エアシリンダであり、シャフト５５および連結部５４とともに接続部付き捕集ユニット６を検出ユニット３０に装着する。装着部５６のシャフト移動範囲は予め決定されており、機械的な衝突もなく、検出に最適な位置となるように接続部付き捕集ユニット６が検出ユニット３０に装着される。
【００９２】
回転軸５７は、搬送部５２の回転ローラと連結されている。
搬送用モータ５８は、回転軸５７を介して搬送部５２へ搬送力を付与し、搬送部５２上で接続部付き捕集ユニット６を搬送させる。
【００９３】
続いて、放射性ガスモニタ５の動作について説明する。まず、接続部付き捕集ユニット６の交換について説明する。放射性ガスモニタ５の図示しない管理制御部が、接続部付き捕集ユニット６の交換時期であると判定したものとする。この場合、装着部５６が接続部付き捕集ユニット６を引き出し、接続部付き捕集ユニット６を搬送部５２上に位置させる。この場合、図１０（ａ）に示すように連結された状態であるものとする。
【００９４】
図１０（ａ）で示すような状態で、電磁石５４４の磁力を消失させると、図１０（ｂ）で示すように、内側ばね５４５が電磁石５４４の本体をシャフト側の矢印ｅ方向へ移動させ、また、外側ばね５４６が磁性体６１４を矢印ｆ方向へ押して接続部付き捕集ユニット６を検出ユニット側の矢印ｇ方向へ移動させて、連結部５４から接続部付き捕集ユニット６を切り離し、図８（ｂ）で示すような状態とする。
【００９５】
そして、搬送モータ５８が搬送部５２を移動させる。すると、未使用の接続部付き捕集ユニット６が連結部５４の前に設置されるとともに使用済みの接続部付き捕集ユニット６が接続部付き捕集ユニット回収部５３に回収される。この場合も図８（ｂ）で示すような状態となる。
【００９６】
図１０（ｂ）で示すような状態で、電磁石５４４の磁力を発生させつつ連結部５４を接続部６１へ近づけると、図１０（ｃ）で示すように、鉄心５４４ａが磁性体６１４を吸着する。この力は強力であり、内側ばね５４５および外側ばね５４６に抗して吸着される。そして、内側ばね５４５が電磁石５４４の本体をシャフト側の矢印ｈ方向へ移動させて連結部５４側へ接続部６１を引っ張り、強固に固定する。この際に、放射性ガス流入路１２，５４２，６１２が連通し、また、ガス流出路１７，５４３，６１３が連通して流路が形成される。
【００９７】
続いて、装着部５６がシャフト５５を押し出して、連結部６１に連結されている接続部付き捕集ユニット６を移動させ、検出ユニット３０の内側シンチレータ３１の穴３１ａ内へ接続部付き捕集ユニット６を挿入し、図７，図９（ａ），（ｂ）で示すような状態とする。続いて、排気ポンプ４６を稼働させてよう素ガスを流入させる。検出処理は、先に説明した放射性ガスモニタ４と同様の動作である。このような検出を所定期間行い、接続部付き捕集ユニット６の交換時期が到来したときにはこの説明の先頭まで戻り同様の動作を繰り返す。以下、複数の接続部付き捕集ユニット６を交換しつつ、連続してモニタリングを行う。放射性ガスモニタ４はこのようなものである。
【００９８】
なお、本形態では、図９，図１０で示すような連結部５４、装着部５６により接続部付き捕集ユニット６を交換する構成を採用した。しかしなら、交換機構はこれら構成に限定されるものではないことはいうまでもなく、例えば、装着部として市販のロボットハンドを採用し、このロボットハンドにより使用済みの接続部付き捕集ユニット６を、接続付き捕集ユニット回収部５３へ廃棄し、その後に接続付き捕集ユニット収納部５１から未使用の接続部付き捕集ユニット６を取り出して連結部５４に連結するとともに検出ユニット３０へ装着するような構成としても良い。接続部付き捕集ユニット６の交換機構は各種選択することができる。
また、本実施形態では、検出器として放射性ガスモニタ用検出器３を用いるものとして説明したが、図２，図３を参照しつつ説明した放射性ガスモニタ用検出器２を採用しても良い。
【００９９】
このような本発明の放射性ガスモニタによれば、捕集ユニットを交換しながら連続して放射性物質のモニタリングを行うようにしたので、作業員の保守の手間を大幅に低減できる。また、本発明の放射性ガスモニタ用検出器を採用しており、バックグラウンドの影響も受けにくくしている。
上記した捕集ユニットや放射性ガスモニタ用検出器を用いて上記した効果を奏するようにしており信頼性が高いモニタリングを行う放射性ガスモニタを提供することができる。
【０１００】
以上、本発明の捕集ユニット、放射性ガスモニタ用検出器、および、放射性ガスモニタについて説明した。
なお、本発明では放射性物質の具体例が放射性よう素であり、また、放射性ガスの具体例がよう素ガスであるものとして説明した。加えて、放射性よう素の吸着剤の具体例が活性体・沃着炭であるものとして説明した。
しかしながら、活性炭・沃着炭に限定するものではなく、同様の機能と性能を有する吸着剤を用いることができる。さらには、よう素以外の他の放射性物質でもその吸着が可能な各種の吸着剤を用いることで、その放射性物質の捕集・検出が可能になる。これにより、放射性よう素・よう素ガスに限定するものではなく、各種の放射性物質・放射性ガスの検出に用いることができる。
このように各種の放射性物質に対応する捕集ユニット、放射性ガスモニタ用検出器、および、放射性ガスモニタとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明に係る捕集ユニット、放射性ガスモニタ用検出器、および、放射性ガスモニタは、原子力発電施設、核燃料再処理施設、核燃料施設、粒子線利用施設、放射性同位元素使用施設、病院・検査機関などの医療施設、固体廃棄物の焼却・溶融施設というような各種施設で使用されるものであり、施設の空気中および施設から環境に放出される排気ガス中に含まれる放射性物質（例えば、放射性よう素やその化合物）の放出管理や漏洩検知のためのモニタリング用途に適している。さらに、これ以外にも微量の放射線の検出に適しており、その用途は広い。
【符号の説明】
【０１０２】
１：捕集ユニット
１１：容器
１１ａ：底
１２：放射性ガス流入路
１２ａ：開口
１３：吸着剤
１３ａ：先端領域
１４：吸着剤充填蓋
１５：封止部
１６：中間空間
１７：ガス流出路
１７ａ：開口
２：放射性ガスモニタ用検出器
２０：検出ユニット
２１：シンチレータ
２１ａ：穴
２１ｂ：底
２２：光電子増倍管
２３：遮蔽シールド
２４：斜線領域
３：放射性ガスモニタ用検出器
３０：検出ユニット
３１：内側シンチレータ
３１ａ：穴
３１ｂ：底
３２：外側シンチレータ
３２ａ：穴
３２ｂ：底
３３：光電子増倍管
４：放射性ガスモニタ
４１：プリアンプ
４２：波形弁別演算部
４３：信号処理演算部
４４：出力装置
４５：放射性ガス流入管
４６：排気ポンプ
５：放射性ガスモニタ
５１：接続部付き捕集ユニット収納部
５２：搬送部
５３：接続部付き捕集ユニット回収部
５４：連結部
５４１：連結部本体
５４２：放射性ガス流入路
５４３：ガス流出路
５４４：電磁石
５４４ａ：鉄心
５４４ｂ：電源供給部
５４５：内側ばね
５４６：外側ばね
５４７：シャフト支持部
５４８：コネクタ
５４９：チューブ
５５：シャフト
５６：装着部
５７：回転軸
５８：搬送用モータ
６：接続部付き捕集ユニット
６１：接続部
６１１：接続部本体
６１２：放射性ガス流入路
６１２ａ：開口
６１３：ガス流出路
６１３ａ：開口
６１４：磁性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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