(57)【要約】
【課題】  放射線の飛跡を観察するための簡易霧箱において、鋭利で危険な部品を用いることなく製作できる霧箱を提供することを目的とする。また、必要な部品数を少なくした製作が容易な霧箱を提供することを目的とする。更に、放射線観察の際の視野を広くとることのできる霧箱を提供することを目的とする。
【解決手段】  角柱型フタ付き密閉容器と、前記容器の内部に配置されたアルコール保持体と、前記アルコール保持体に保持されたアルコールと、前記容器の底面に配置される黒色プラスチック板とを備えた、放射線の飛跡を観察するための簡易霧箱であって、前記容器が透明プラスチック製であり、高さ方向の側面が底面となるよう配置されたことを特徴とする簡易霧箱。
【選択図】  図２
0003100601.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
角柱型フタ付き密閉容器と、前記容器の内部に配置されたアルコール保持体と、前記アルコール保持体に保持されたアルコールと、前記容器の底面に配置される黒色プラスチック板とを備えた、放射線の飛跡を観察するための簡易霧箱であって、前記容器が透明プラスチック製であり、高さ方向の側面が底面となるよう配置されたことを特徴とする簡易霧箱。
【請求項２】
前記アルコール保持体として粘着スポンジテープのみを使用することを特徴とする、請求項１記載の簡易霧箱。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、基礎科学、特に物理学、及び測定技術、特に原子力分野における放射線測定技術に関する考案であり、アルファ線・ベータ線などの放射線の測定という高度な内容を簡易にかつ安全、安価に実験できる教育用機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、目に見えない放射線を可視化する霧箱の原理は1912年にC. T. R. Wilsonによって開発された。この霧箱は、平衡状態のアルコールを含む容器内空間を瞬間的に拡大する断熱膨張の原理によって過飽和状態を達成する方式であった。その後、様々な方式の霧箱が提案されており、例えば、密閉加熱方式でアルコールを蒸発させペルティエ素子を用いて冷却し放射線を観察する方式の霧箱（特許文献１）や、導電薄膜を用いてアルコールを加熱する機構を採用した霧箱（特許文献２）などがある。
【０００３】
一方、電子回路や特殊な装置を使わずに、アルコールを自然蒸発させ、密閉容器底部にドライアイスをおいて内部空間を冷却することにより温度勾配をつくり、アルコールの過飽和状態をつくりだす拡散型の霧箱も考案されている。日本原子力研究所により開発され、現在、科学教育用あるいは原子力・放射線の分野の現象を紹介するデモンストレーション用に広く使用されている霧箱もその一つである。
【０００４】
この霧箱は、円筒型のプラスチック容器（口径11cm、深さ6cm）を逆さにして利用し、頂部内側にスポンジテープを円形に巻き付けてピアノ線で固定し、黒く塗装したアルミニウム板を円形に切り抜いたもので底部開口部にフタをし、これを粘着テープで貼り付けて密封容器としたものである。放射線源はあらかじめ容器側面にドリルで開けられた約1cm径の孔からさし込み、その放射線を観察する。この方式は比較的容易に装置を製作できることから、教育用実験器具として広く利用されてきた。
【０００５】
従来使用されてきたプラスチック容器を用いるこの霧箱は、高度な電子機器を必要とせず安価で比較的簡単に放射線を観察できるという点で便利な装置であり、小学生から一般成人までを対象にした教育機器としても有用なものである。しかしながら、この従来型の簡易霧箱は製作に30から45分程度の時間がかかり、限られた時間での教育実験には難があった。また、ハサミを使用して鋭利なアルミ板を正確に切断する作業や、ピアノ線を用いたスポンジテープの固定など、若干の危険性を伴う作業もあった。さらに観察窓が円形プラスチック容器の底面であるため、市販の容器の底面中央部にある凹凸によって観察視野が妨げられるという不具合もあった。
【特許文献１】特開平９−１８４８８７号公報
【特許文献２】特開平８−２６２１４６号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本考案は、放射線の飛跡を観察するための簡易霧箱において、鋭利で危険な部品を用いることなく製作できる霧箱を提供することを目的とする。また、本考案は、必要な部品数を少なくした製作が容易な霧箱を提供することを目的とする。更に、本考案は、放射線観察の際の視野を広くとることのできる霧箱を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、まず鋭利で危険な部品を使わずに組み立てられる部品構成を考慮した。また視野を広くとれ、霧箱の製作も容易な角柱型透明プラスチック容器を横にして用いる方式を採用した。更に、アルコール保持体として粘着テープ付きのスポンジを利用して霧箱製作に必要な部品数を少なくし、製作作業を安全かつ簡易にした。
【０００８】
要するに、本考案は、角柱型フタ付き密閉容器と、前記容器の内部に配置されたアルコール保持体と、前記アルコール保持体に保持されたアルコールと、前記容器の底面に配置される黒色プラスチック板とを備えた、放射線の飛跡を観察するための簡易霧箱であって、前記容器が透明プラスチック製であり、高さ方向の側面が底面となるよう配置されたことを特徴とする簡易霧箱を解決手段とするものである。
【０００９】
また、本考案は、上記簡易霧箱において、アルコール保持体として粘着スポンジテープのみを使用することを特徴とするものである。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の簡易霧箱を用いた実験においては、部品及び工作道具に金属や鋭利な道具を用いないため、子供でも危険がなく、また製作時間が5分程度と、従来の方式より所要時間が大幅に短縮された。そのため通常1時間程度の実験時間内にいくつかの実験を行い、更に現象に関する解説をすることも可能となった。また、視野が従来方式より広くなり、側面からの観察も可能となった。更に、従来方式では不可能だった観測途中での容器の開閉・内部試料の交換が可能となり、これにより実験内容の多様化につながった。
【００１１】
以上のような本考案の簡易霧箱により、原子核物理あるいは原子力に直結する高度な物理現象を子供から一般の人々に広くまた容易に体験、学習する機会を提供することが可能になった。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
本考案の簡易霧箱を製作するために使用する部品を図１に示す。本考案の簡易霧箱は、図１に示すようにわずか3種類の部品、すなわち、透明プラスチック製角柱型フタ付き密閉容器（１，２）、粘着スポンジテープ（３）及び黒色プラスチック板（４）から製作することができる。黒色プラスチック板は、塩化ビニルやポリスチレンなどの軟質プラスチック製の黒い（可能な限り黒い）薄板を用いることができる。
【００１３】
製作作業は、プラスチック製密閉容器（１）内側の適当な位置にスポンジテープ（３）を貼るだけでよい。したがって、製作は、初心者に製作法を説明しながらでもおよそ5分程で完成させることができる。簡易霧箱の大きさは、使用の目的、条件等に依存して変更することができる。
【００１４】
本考案の一実施態様においては、実験用途を目的とし、例えば、底面7.4×7.4cm、高さ12cm程度の容器（１）、1×lcm、長さ約6cmの粘着スポンジテープ（３）、6.6×10cm、厚さ約0.3mmの黒色塩ビ板（４）を用いる。
【００１５】
このようにして製作した簡易霧箱を用いて放射線の観測を行うことができる。放射線の観測実験の様子を図２及び図３に示し、外観写真を図４に示す。実験のためには、ドライアイス（５）が必要となる。テーブル上で実験を行う場合、好ましくは、ドライアイスを乗せるための段ボール紙（６）等の断熱材をテーブルに敷き、その上にドライアイス（５）を載せる。段ボールなどの比較的丈夫な断熱材を利用することは、霧箱の水平調節をするために利点がある。容器内部のスポンジテープ（３）には予めエチルアルコールを数m1滴下し含浸させておく。
【００１６】
本考案の簡易霧箱は特別な放射線管理区域での実験を前提としていないため、放射線を観察するための放射線源は、法的規制のない自然レベルの放射能を有する天然のウラン含有鉱石などを使用する。直径数mm程度の小さなウラン含有鉱石を針金の先に付け、ゴム栓などの台に刺し、簡易霧箱内部の中央部に配置しフタをする。この際、線源部分は、エチルアルコールの過飽和層が容器の底面近くに形成されるため、底面から3〜10mm程度の高さに位置していることが必要である。本考案の別の態様においては、線源として、法的規制値以下のトリウムを含むガスランプ用マントルなども利用することができる。マントルから発生するガス（ラドン）を、簡易霧箱のフタを開けて導入してからフタを閉めて1,2分ほどすると、放射線の飛跡を観察できるようになる。観察の際には部屋を暗くし、簡易霧箱側面から線源部をライトで照らすことにより放射線の飛跡を鮮明に見ることができる。観察する際には、簡易霧箱の底面を水平に保つことが重要である。そのため、ドライアイスの下に敷いた段ボール紙の下に、例えば、小さく切った別の段ボール紙をさし込むことにより水平を調節する。
【００１７】
本考案の簡易霧箱を用いれば、ウラン鉱石からの放射線の観察、ガスマントルからのラドンガスの観察、あるいはまた集塵した空気中の塵を試料として空気中に天然に存在するラドンガスの観察も可能である。また、簡易霧箱に何も入れずにしばらく観察すると、宇宙線や空気中の天然放射能を見ることもできる。図５及び図６に、本考案の簡易霧箱で観察した放射線の飛跡の例を示す。図５は、簡易霧箱で観察された天然ウラン鉱石からのアルファ線の飛跡写真である（但し、右側から伸びた太い線は天然ウラン鉱石を支持するための金属線である）。また、図６は、簡易霧箱で観察されたラドン−220からのアルファ線の飛跡写真である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本考案の簡易霧箱の部品を示す平面図である。
【図２】図２は、放射線の観測実験の様子を示す概略側面図である。
【図３】図３は、放射線の観測実験の様子を示す概略上面図である。
【図４】図４は、放射線の観測実験の様子を示す外観写真である。
【図５】図５は、簡易霧箱で観察された天然ウラン鉱石からのアルファ線の飛跡写真である。
【図６】図６は、簡易霧箱で観察されたラドン−220からのアルファ線の飛跡写真である。
【符号の説明】
【００１９】
１  透明プラスチック製角柱型フタ付密閉容器
２  塩ビ製のフタ
３  粘着スポンジテープ
４  黒色塩ビ板（黒色プラスチック板）
５  ドライアイス
６  段ボール紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003100601.tif 000006
【図５】
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【図６】
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