(57)【要約】【課題】β線用検出器の位置特性の均一性と、γ線バックグラウンドの影響を除去できる大気放射能測定装置を提供する。【解決手段】大気中の粒子を捕捉するためのろ紙７と、粒子から放出される放射線を検出する検出部１を備え、検出部はβ線用検出器とγ線用検出器を有し、β線用検出器とγ線用検出器は、シンチレータ１１と光検出器１３とシンチレータで発生した光を光検出器に導くライトガイド１２で構成され、β線用検出器のシンチレータ１１ａはろ紙７に対向して配置され、β線用検出器とγ線用検出器のライトガイド１２ａ、１２ｂは、ライトガイドの各面のうち、シンチレータと接する面とは反対側の面同士が向き合うように配置され、β線用検出器の出力信号からγ線用検出器の出力信号を差し引き、γ線による信号を補償するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気中の粒子を捕捉するためのろ紙と、前記粒子から放出される放射線を検出する検出部を有した大気放射能測定装置において、
前記検出部はβ線用検出部とγ線用検出部を備え、前記β線用検出部と前記γ線用検出部は、シンチレータと光検出器と前記シンチレータで発生した光を前記光検出器に導くライトガイドで構成され、
前記β線用検出部のシンチレータは前記ろ紙に対向して配置され、前記β線用検出部と前記γ線用検出部のライトガイドは、前記ライトガイドの各面のうち、前記シンチレータと接する面とは反対側の面同士が向き合うように配置され、
前記β線用検出部の出力信号から前記γ線用検出部の出力信号を差し引き、γ線による信号を補償することを特徴とする大気放射能測定装置。
【請求項２】
前記光検出器は、前記ライトガイドと接する前記シンチレータの面を貫く法線と交わらない位置に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の大気放射能測定装置。
【請求項３】
前記ライトガイドの前記シンチレータと接する面とは反対側の面は、前記シンチレータ面に対して斜めに交わる面としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の大気放射能測定装置。
【請求項４】
前記ライトガイドは、三角柱と角錐台の組み合わせで構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の大気放射能測定装置。
【請求項５】
前記β線用検出部のシンチレータと前記γ線用検出部のシンチレータとの間隔は、ある物体がγ線に照射されたとき、その物体表面（深さ０）付近の線量と同等の線量となる深さと同程度としたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の大気放射能測定装置。
【請求項６】
前記γ線用検出部のシンチレータに対向する位置に配置されたγ線検出部用散乱体と、前記ろ紙に対して前記β線用検出部のシンチレータと反対側に対向する位置に配置されたβ線検出部用散乱体を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の大気放射能測定装置。
【請求項７】
前記γ線検出部用散乱体の厚さは、前記ろ紙の厚さと前記β線検出部用散乱体の厚さの和であることを特徴とする請求項６に記載の大気放射能測定装置。
【請求項８】
前記β線用検出部の出力信号と前記γ線用検出部の出力信号を同時に計数する同時計数回路を備え、前記同時計数回路で同時計数した信号を、前記β線用検出部の出力信号から前記γ線用検出部の出力信号を差し引いたものに足し合わせることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の大気放射能測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大気放射能測定装置に関わり、特に、大気中に含まれる放射性核種から放出されるβ線を検出することで、その放射能濃度を測定する大気放射能測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所や核燃料工場等の原子力関連施設において、事故が発生すると、大気中に放射性物質が放出される。事故後、作業員や住民の避難が必要になった場合、適切な時間帯に安全な経路で避難するための情報を把握するため、外部被ばく防護のための空間線量率と、内部被ばく防護のための大気中放射能濃度の両方をリアルタイムで監視する必要がある。このうち、大気中の放射能濃度の監視は、放射性核種が付着した粒子等を空気とともにポンプで吸引してろ紙上に捕集し、ろ紙から放出される放射線を検出することにより行う。
【０００３】
測定対象の放射性核種は、セシウム１３７やヨウ素１３１などの核分裂生成物や放射化により生じた核種であり、その多くはβ線とγ線を放出する。そのため、大気中の放射能濃度の測定器は、主としてβ線を検出するタイプとγ線を検出するタイプがある。
一方で、環境中の大気放射能濃度を測定するためには、地表に付着した放射性物質からの放射線と明確に区別して測る必要がある。γ線は空気中を容易に透過できるため、γ線を検出するタイプでは、放射性物質が付着したろ紙からのγ線と外来のγ線を区別するため適切な遮蔽体が必要となるので、装置が大型化する。それに対し、β線の場合、地表に付着した放射性物質からのβ線のほとんどは空気中で停止するので、ろ紙からのβ線が効率良く検出器に入射するように配置すれば、大型の遮蔽体無しで地表由来の放射性物質による放射線を除去することができる。そのため、大気放射能測定装置ではβ線を検出するタイプが多く用いられる。
【０００４】
大気放射能測定装置はリアルタイムでの監視を要求されるため、放射能濃度に対する感度は高いものが要求される。空気中の放射能濃度に対する感度を高くするには、短時間に大量の空気を吸引して多くの放射性核種をろ紙に吸着させ、高感度の放射線検出器でろ紙からのβ線を測定する必要がある。短時間に大量の空気を吸引するにはポンプの流量を大きくする必要があるが、圧力損失を小さくするために捕集面積をある程度大きくする必要がある。
【０００５】
さらに、ろ紙に捕集された放射性核種からのβ線を効率良く測定するには、β線検出器の面積はろ紙の捕集面積と同程度を確保する必要がある。すなわち、比較的大面積のβ線検出器が必要となる。大面積のβ線検出器は、薄いプラスチックシンチレータと光電子増倍管の組み合わせで構成されることが多い。大面積の光電子増倍管は製作コストが高くなるため、比較的小面積の光電子増倍管と大面積のプラスチックシンチレータを、円錐台や角錐台のような形状をしたライトガイドを介して接続する形態（例えば、特許文献１、２参照）や、小面積のフォトダイオードと大面積のプラスチックシンチレータを、ライトガイドを介して接続する形態（例えば、特許文献３参照）が採用されることがある。
【０００６】
また、放射能測定装置がβ線を検出するタイプであっても、γ線のバックグラウンドが問題になる場合がある。例えば、場所や時間帯にもよるが、事故直後は空間線量率が１０μＳｖ／ｈを超え、さらには数ｍＳｖ／ｈから数十ｍＳｖ／ｈの高線量率になることも想定される。このような場合でも、大気中の放射性物質の濃度を１０Ｂｑ／ｍ３から１００Ｂｑ／ｍ３程度の低濃度から測定することが要求される。この場合、β線による信号に対しγ線の信号が無視できないほど大きくなることも想定される、β線を検出するタイプであっても、γ線の影響を除去することが必須となる。
【０００７】
代表的な方法としては、鉛等の必要な遮蔽体をβ線検出器の周囲に設け、外来のγ線を遮蔽することであるが、装置が大型化し重量も重くなるので、コスト増大や取扱いしにくくなるなどの問題が生じる。その対応策として、β線検出器に加え、バックグラウンドを測定する専用のγ線検出器を備え、γ線に相当する信号を差し引く（補償する）方法が採用されることがある（例えば、特許文献４、５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−２２３９９１号公報
【特許文献２】特開２００９−２００４６号公報
【特許文献３】特開平９−２５７９４１号公報
【特許文献４】特開２００６−３２９７８４号公報
【特許文献５】特開２００６−９０９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
バックグラウンドを測定する専用のγ線検出器を備えてγ線の影響を補償する場合、β線検出器とγ線検出器の場所が離れていると、周辺部材による散乱の影響などにより両者の場所は異なったγ線場となるため、γ線による信号を正確に補償することができない。特に、大面積のβ線検出器の場合、ライトガイドを含めた検出器全体が大きくなるため、有感部であるβ線検出器のプラスチックシンチレータとγ線検出器のプラスチックシンチレータを互いに近接して配置することは困難となる。
【００１０】
逆に、両検出器のプラスチックシンチレータを近づけるために、薄いプラスチックシンチレータの側面、または、プラスチックシンチレータに取り付けられた薄いライトガイドの側面に光検出器を接続し、薄いプラスチックシンチレータ同士を近接させることが考えられるが、この場合、光検出器から遠い側での光の収集効率が顕著に悪化するため、検出器の感度の位置特性が均一にならず、γ線を正しく補償することができなくなる。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、β線用検出部の位置特性の均一性と、γ線補償の精度確保の両方を同時に満足し、高感度かつγ線バックグラウンドの影響を高精度に除去できる大気放射能測定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係わる大気放射能測定装置は、大気中の粒子を捕捉するためのろ紙と、粒子から放出される放射線を検出する検出部を有した大気放射能測定装置において、検出部はβ線用検出部とγ線用検出部を備え、β線用検出部とγ線用検出部は、シンチレータと光検出器とシンチレータで発生した光を光検出器に導くライトガイドで構成され、β線用検出部のシンチレータはろ紙に対向して配置され、β線用検出部とγ線用検出部のライトガイドは、ライトガイドの各面のうち、シンチレータと接する面とは反対側の面同士が向き合うように配置され、β線用検出部の出力信号からγ線用検出部の出力信号を差し引き、γ線による信号を補償するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、大面積β線用検出部の位置特性の均一性と、γ線補償の精度確保の両方を同時に満足し、高感度かつγ線バックグラウンドの影響を高精度に除去できるので
、γ線線量率が高い場合でも、γ線による信号を高精度に補償することができ、大気中の放射能濃度を高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１における大気放射能測定装置の構成を示す全体図である。
【図２】この発明の実施の形態１における大気放射能測定装置の検出部の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における大気放射能測定装置の検出部の部材を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１における大気放射能測定装置の検出部の構成と光の伝搬経路を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１における大気放射能測定装置の検出部内の線量分布を示す模式図である。
【図６】この発明の実施の形態２における大気放射能測定装置の検出部の構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２における大気放射能測定装置の検出部内の線量分布を示す模式図である。
【図８】この発明の実施の形態３における大気放射能測定装置の構成を示す全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る大気放射能測定装置について図１から図５に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係わる大気放射能測定装置の全体構成を示している。この発明に係わる大気放射能測定装置は、屋外で、大気中に含まれる放射性核種から放出されるβ線を検出するのに適している。
【００１６】
この発明の実施の形態１における大気放射能測定装置は、図１に示すように、放射線が入射すると電気パルス信号を出力する検出部１と、電気パルス信号を増幅する増幅器２ａ、２ｂと、電気パルスを計数する計数部３ａ、３ｂと、電気パルスの計数率から放射能濃度を求める演算部４と、放射能濃度の測定結果を表示する表示部５と、大気中の粒子６を捕捉するためのろ紙７と、吸引する大気の流量を測定する流量計８と、大気を吸い込むためのポンプ９などから構成されている。
【００１７】
吸気口４０から検出部１とろ紙７が収納された容器に大気が吸い込まれ、排気口５０から排出されるが、大気の経路中にあるろ紙７を大気が通過する際に、放射性核種を含む粒子６がろ紙７に捕集される。ろ紙７に捕集された粒子６から放出されるβ線を検出部１で検出する。検出部１は、後述する２つの検出器から成り、それぞれの検出器で検出した電気パルス信号を増幅器２ａ、２ｂによって増幅し、計数部３ａ、３ｂにて電気パルスの数を数える。演算部４では、単位時間あたりのパルス数をろ紙７に吸着した放射能の量に換算し、ろ紙７を通過した空気の流量で除す等の所定の演算を行うことにより、単位体積当たりの大気中の放射能濃度を算出して、表示部５にて測定結果を表示する。
【００１８】
この発明の実施の形態１における大気放射能測定装置の測定方法について、図２を参照して説明する。図２はろ紙７から放出されるβ線を検出する検出部１の詳細を示した図である。
検出部１は２つの部分に大別される。一方は、ろ紙７に捕集された放射性核種を含む粒子６から放出されるβ線を検出するための部分であり、β線用シンチレータ１１ａ、ライ
トガイド１２ａ、光検出器１３ａから成るもので、これを「β線用検出部」と呼ぶこととする。他方は、ろ紙７とは反対側の位置にあるγ線用シンチレータ１１ｂ、ライトガイド１２ｂ、光検出器１３ｂから成るものであり、これを「γ線用検出部」と呼ぶこととする。
【００１９】
シンチレータ１１ａ、１１ｂは、粒子６等から放出された放射線を入射して、放射線との相互作用でシンチレーション光を発光する。β線用検出部のβ線用シンチレータ１１ａは、ろ紙７に対向して配置されて大気中のβ線を検出するためのものである。一方、γ線用検出部のγ線用シンチレータ１１ｂは、バックグラウンドのγ線を検出してγ線による信号を補償するためのものである。
β線用シンチレータ１１ａおよびγ線用シンチレータ１１ｂは、厚さがおよそ０．５ｍｍ以下のプラスチックシンチレータが好ましい。β線用シンチレータ１１ａとγ線用シンチレータ１１ｂは同じ寸法であることが望ましいが、同一である必要は無い。
ライトガイド１２ａ、１２ｂは、シンチレータ１１ａ、１１ｂで発生した光を光検出器１３ａ、１３ｂに導光するもので、アクリルやガラスなど、シンチレータ１１で発生する光の波長に対して透明であればよい。光検出器１３ａ、１３ｂは光電子増倍管のほか、ＰＩＮフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、ＭＰＰＣ（マルチピクセルフォトンカウンタ）など、放射線による微弱光を電気信号に変換するものであれば、いずれでもよい。なお、以下の説明では、上記した添字ａ、ｂは総称する場合は省略する。
【００２０】
ライトガイド１２ａ、１２ｂ（１２）は、例えば図３に示すように、直角三角柱１２１の部分と四角錐台１２２の部分を組み合わせた形状であり、それぞれ別々の部材をつなぎ合わせて作成してもよいし、大きな部材から削り出して作成された一つの部材であってもよい。
図３では、直角三角柱１２１の部分は矩形のシンチレータ１１と、四角錐台１２２の部分は光検出器１３の光電変換面とそれぞれ結合し、各部材はオプティカルセメントなどの接着剤で光学的に結合されている。ライトガイド１２のうち、シンチレータ１１と結合する面と、光検出器１３に結合する面以外の表面には、炭酸マグネシウムや白色ペイントなど、乱反射する反射率の高い材料が塗布されている。
【００２１】
ライトガイド１２がこのような形状をしている理由は、光検出器１３のシンチレータ面（シンチレータ１１がライトガイド１２と接する面）に垂直な方向（図のＺ軸方向）の厚さを薄くすることと、シンチレータ１１から発生した光を効率良く光検出器１３に伝送することを両立するためである。
シンチレータ面に垂直な方向（Ｚ軸方向）の厚さを薄くするためには、光検出器１３はシンチレータ１１からＸ軸方向に離れた位置に直角（シンチレータ面と光検出器１３の光電変換面が直交する）に配置することが有効である。
【００２２】
図４（ａ）は、シンチレータ１１と、シンチレータ面に直交する光電変換面１４を持つ光検出器１３を、直方体の形状をしたライトガイド１２で結合する場合を示している。シンチレータ１１で発生した光は四方八方に放射するが、例えば図４（ａ）で示した矢印方向に発生した光が光検出器１３の光電変換面１４に向かう場合、光は複数回の反射をしなければ光電変換面１４に到達できない。ライトガイド１２の各面は白色乱反射面としているため反射率は９０％以上と比較的高いものの、反射回数が多ければ反射を重ねるごとに光量は少なくなっていく。その結果、光検出器１３に到達する光量が少なくなり、光の収率が低下してしまう。
これにより、光検出器１３から遠い側の光の収集効率が顕著に悪化するため、光検出器１３の感度の位置依存性が均一にならず、β線またはγ線の入射位置によって感度が変化してしまう。
【００２３】
それに対し、図４（ｂ）のように、シンチレータ１１と光検出器１３を、三角柱の形状をしたライトガイド１２で結合する場合を考える。シンチレータ１１で発生した光のうち、図４（ａ）と同様の矢印方向に発生した光が光検出器１３の光電変換面１４に向かう場合、反射回数はほぼ１回で済む。そのため、光量の低下を最小限に抑えることができる。
すなわち、三角柱の形状をしたライトガイド１２のように、ライトガイド１２のシンチレータ１１と接する面（シンチレータ面）とは反対側の面は、シンチレータ面に対して斜めに交わる面を持つライトガイド１２とすることで、シンチレータ１１で発生した光を効率よく光検出器１３に伝送することができる。その結果、β線またはγ線がどの位置に入射したとしても、光の反射回数がおよそ１回となるため、光の収集効率の低下はほとんど無く、位置依存性がほとんど無い均一な感度の光検出器が得られる。
【００２４】
このような構造をした「β線用検出部」と「γ線用検出部」は、図２のように、ライトガイド１２の各面のうち、シンチレータ１１と接する面とは反対側の面は、シンチレータ面に対して斜めに交わる面とし、この面同士が互いに向き合うように配置すれば、シンチレータ１１ａと１１ｂはほぼ平行となる。
なお、「β線用検出部」と「γ線用検出部」は光学的に絶縁されており、一方のシンチレータ１１で発生した光は、他方の光検出器１３に到達することはない。β線のアクリル中の飛程は数ｍｍ程度であるので、シンチレータ１１ａと１１ｂの距離Ｌを約１０ｍｍから数十ｍｍとすれば、ろ紙７に捕集された粒子６から放出するβ線は、β線用シンチレータ１１ａには入射するが、γ線用シンチレータ１１ｂには入射することができない。したがって、ろ紙７上の粒子６からのβ線は、「β線検出部」では検出するが、「γ線検出部」では検出しない。
【００２５】
ところで、プラスチックのシンチレータ１１は、β線を効率良く検出する放射線検出器であるが、γ線に対しても感度を持つ。そのため、外来γ線のバックグラウンドによる信号が問題となる場合がある。特に、原子力施設の事故直後は空間線量率が１０μｍＳｖ／ｈを超え、さらには数ｍＳｖ／ｈから数十ｍＳｖ／ｈの高線量率になることも想定されるが、このような場合でも、γ線バックグラウンドの影響を極力低減することが必要である。
【００２６】
そのための１つの有効な対策としては、空間γ線線量率を測定する別の検出器を備え、γ線の寄与を差し引く、すなわち補償する方法がある。ただし、この場合、差し引くべきγ線量が、β線用検出器により測定されたγ線量と同一であることが前提であり、これはすなわち、両検出器の位置におけるγ線線量率（γ線場）が同一でなければならない。
一般に、γ線は周辺に配置されている物体により散乱される。例えば、室内ではコンクリートの壁や構造体により散乱され、その影響は無視できないことが多い。そのため、両検出器の場所が異なると、周辺部材の配置が異なるため散乱特性が変化してしまうため、同一のγ線場とみなすことが困難となる。そのため、両検出器をできるだけ近くに配置することが重要となる。
【００２７】
図２のような配置の場合、有感部である両シンチレータ１１の間には、ライトガイド１２が介在する。しかし、ライトガイド１２の代表的な材料であるアクリルの場合、エネルギーにもよるが、γ線の平均自由行程は数十ｍｍから数百ｍｍである。両シンチレータ１１の距離Ｌを数十ｍｍ以下とすれば、アクリルによるγ線の減衰は無視できるほど小さくなり、ほとんど同一場とみなすことができる。
なお、両検出器（シンチレータ１１）の位置でのγ線場の同一度をさらに上げ、高精度なγ線補償を行うためには、以下の考え方を適用し、適切に設計すればよい。
【００２８】
ある物体がγ線に照射されたとき、その物体内部の線量分布は一般に図５のように、最大となる点が存在する。例えば、放射線防護における周辺線量当量Ｈ＊（１０）は、人体を
模擬したＩＣＲＵ球の深さ１０ｍｍにおける線量と定義されている。これは、深さ約１０ｍｍにおける吸収線量がほぼ最大となるので、放射線管理上、安全側の評価を与えるためである。実際にはエネルギーにより最大線量となる深さは若干変わるが、おおよそ深さ１０ｍｍ程度であるとしてよい。
図５のように、深さ１０ｍｍ付近で吸収線量が最大となるので、表面（深さ０）付近の線量と同等の線量となる深さｄが存在するはずである。両シンチレータの距離Ｌを、この深さｄと同程度になるように設計すれば、両シンチレータ１１の位置では、同じγ線線量とすることができる。その結果、差し引く（補償する）γ線量が、β線検出器により測定されるγ線量と同等になるので、高精度なγ線補償が可能となる。
【００２９】
なお、両シンチレータ１１の寸法は同一であることが好ましいが、必ずしも同一である必要はない。異なる寸法の場合、γ線に対する計数率は当然異なるが、それぞれの光検出器１３のγ線量に対する計数率、すなわち感度換算係数を求めておけば、計数率をγ線量率に換算することで両者を差し引くことができる。重要なことは、両シンチレータ１１の位置でのγ線線量率（γ線場）を同一にすることである。
【００３０】
以上のように、実施の形態１による大気放射能測定装置は、大面積β線検出部の位置特性の均一性と、γ線補償の精度確保の両方を同時に満足し、高感度かつγ線バックグラウンドの影響を高精度に除去できるので、周辺のγ線線量率が高い場合でも、γ線による信号を高精度に補償することができ、大気中の放射能濃度を高精度に測定することができる。
【００３１】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る大気放射能測定装置について図６および図７に基づいて説明する。図６は、実施の形態１による図２の構成に、β線検出部用散乱体２０ａとγ線検出部用散乱体２０ｂを追加したものであり、その他の構成は図２と同一である。図６において、図２と同じまたは相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
ここで、γ線検出部用散乱体２０ｂの厚さをａ、ろ紙７の厚さをｂ、β線検出部用散乱体２０ａの厚さをｃとする。そしてγ線検出部用散乱体２０ｂの厚さａは、ろ紙７の厚さｂとβ線検出部用散乱体２０ａの厚さｃの和と同じにしておく。
【００３２】
図６では、検出部１の外側にβ線検出部用散乱体２０ａとγ線検出部用散乱体２０ｂを配置することによって、散乱体２０ａ、２０ｂ、シンチレータ１１ａ、１１ｂ、ライトガイド１２ａ、１２ｂなどから成る構造体内の線量分布が、図７のようになる。
すなわち、例えばγ線が図６の上方から飛来する場合、深さａのところにγ線用シンチレータ１１ｂが、深さ（ａ＋Ｌ）のところにβ線用シンチレータ１１ａがある。
同様にγ線が図６の下方から飛来する場合、深さ（ｂ＋ｃ）のところにβ線用シンチレータ１１ａが、深さ（ｂ＋ｃ＋Ｌ）のところにγ線用シンチレータ１１ｂがある。
なお、散乱体２０、シンチレータ１１、ライトガイド１２以外のところは空気であり、空気の密度はこれら構造体の１／１０００程度なので、相互作用する確率も１／１０００程度となるため、深さについて議論するときは空気の厚さを無視しても差し支えない。
【００３３】
図６のような構成の場合、シンチレータ１１の位置における吸収線量が、図５の場合に比べ、最大値により近くなる。その結果、図７に示すように、シンチレータ１１の位置では線量分布の傾きが緩やかとなる。これにより、γ線のエネルギーが例えばＥ１からＥ２へ変化したとしても、シンチレータ１１の位置における吸収線量の変化量を小さく抑えることができる。
【００３４】
また、γ線の入射方向が変化した場合でも同様のことが言える。すなわち、γ線が斜めから入射した場合、γ線の透過長は垂直に入射したときよりも長くなるが、シンチレータ１１の位置は線量分布の傾きが緩やかなところなので、透過長（実質的には深さ）が変化したとしても、線量の変化は小さくなる。よって、γ線の入射方向が変化しても、シンチレータ１１の位置における吸収線量の変化量を小さく抑えることができる。
【００３５】
以上のように、実施の形態２による大気放射能測定装置は、様々なエネルギーの、かつ、様々な方向からの周辺γ線に対してもγ線補償を高精度に行うことができるので、大気中の放射能濃度を高精度に測定することができる。
【００３６】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る大気放射能測定装置について図８に基づいて説明する。図８は、実施の形態１による図１の構成に、同時計数回路３０と計数部３ｃを追加したものであり、その他の構成は図１と同一である。図８において、図１と同じまたは相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
同時計数回路３０は、β線用検出部の出力信号とγ線用検出部の出力信号の２つの信号が同時に入力された場合のみ、出力信号を発生するものである。したがって、計数部３ｃは、２つの信号が同時に入力されたイベントを数えることになる。計数部３ｃの情報は演算部４に入力される。なお、ここで言う「同時」とは、検出する電圧パルスの幅程度の時間差が許容され、概ね数マイクロ秒程度の間に２つの信号の入力があった場合は「同時」とみなされる。
ここで、計数部３ａの出力をＡ、計数部３ｂの出力をＢ、計数部３ｃの出力をＣとする。演算部４では、各計数部で得られた出力から、Ａ−Ｂ＋Ｃの値を得る。すなわち、実施の形態１または２で演算される、γ線による信号が補償されたβ線用検出部の信号（Ａ−Ｂ）に、同時に計数されたイベントを１回分足し合わせる。
【００３８】
同時に計数されたイベントを１回分足す理由は以下による。ろ紙７に捕集された放射性核種を含む粒子６からはβ線が放出するが、放射性核種の多くはβ線と同時にγ線も放出する。例えば、セシウム１３７は、最大エネルギー５１４ｋｅＶのβ線と、６６２ｋｅＶのγ線を、１壊変あたり０．８５の割合でほぼ同時に放出する。β線用検出部で粒子６から放出されたβ線を測定すると同時に、γ線用検出部で粒子６から放出されたγ線を測定する場合、同時計数回路３０が無ければ、β線用検出部の信号からγ線用検出部の信号を差し引くことになり、計数値がゼロとなってしまう。
【００３９】
すなわち、粒子６からのβ線を計数すべきところが、計数ゼロとなってしまう。これを回避するため、β線用検出部とγ線用検出部を同時に測定する場合は、粒子６からのβ線およびγ線による信号を検出したとみなし、これを計数する。これにより、同時計数したイベントも計数ロスすること無く測定できるので、ろ紙７に捕集された放射性物質が付着した粒子６によるβ線を精度良く測定することができる。
【００４０】
以上のように、実施の形態３による放射能測定装置は、大面積β線検出部の位置特性の均一性と、γ線補償の精度確保の両方を同時に満足し、高感度かつγ線バックグラウンドの影響を高精度に除去できると同時に、ろ紙に付着した放射性物質を高精度に測定できるので、周辺のγ線線量率が高い場合でも、大気中の放射能濃度を高精度に測定することができる。
【００４１】
以上、この発明の実施の形態を記述したが、この発明は実施の形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行うことが可能であり、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１：検出部、２ａ、２ｂ：増幅器、３ａ、３ｂ、３ｃ：計数部、４：演算部、
５：表示部、６：粒子、７：ろ紙、８：流量計、９：ポンプ、
１１ａ：β線用シンチレータ、１１ｂ：γ線用シンチレータ、１１：シンチレータ、
１２ａ、１２ｂ、１２：ライトガイド、１３ａ、１３ｂ、１３：光検出器、
１４：光電変換面、２０ａ：β線検出部用散乱体、２０ｂ：γ線検出部用散乱体、
３０：同時計数回路、４０：吸入口、５０：排気口、１２１：直角三角柱、
１２２：四角錐台
【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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