(57)【要約】【課題】測定対象の放射能を精度よく測定する。【解決手段】測定対象１の放射能を測定する放射能測定装置は、気体容器１１と、その内部を測定対象１が収納される第１の空間６、並びに、第２および第３の空間に仕切る容器仕切手段３，７を有する。容器仕切手段３，７によって仕切られた第１ないし第３の空間６，１０，１４の内部の気体は、それぞれイオン計測手段１５，１６，１７に送られて、測定対象１から放出される放射線によって電離されて生成したイオンの量が計測される。予め、既知の放射能の試料を第１の空間６に配置して、測定の目的とする放射線ごとの放射能とイオンの量との関係を測定しておき、この関係と、測定対象１から放出される放射能によって第１ないし第３の空間６，１０，１４で生成されたイオンの量に基づいて、測定対象１の測定の目的とする放射線ごとの放射能が算出される。【選択図】図１
2008046030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の放射能を測定する放射能測定装置において、
気体容器と、
前記気体容器の内部に、前記測定対象を収納する収納空間、および、少なくとも１つの前記収納空間の外部の空間を形成させる仕切手段と、
前記仕切手段によって仕切られた空間ごとに、その空間の内部の気体が前記測定対象から放出される放射線によって電離されて生成したイオンの量を計測するイオン計測手段と、
を有することを特徴とする放射能測定装置。
【請求項２】
前記仕切手段によって仕切られた空間ごとに、その空間に前記気体容器の外部の気体を取り入れる気体取入経路と、
前記仕切手段によって仕切られた空間ごとに、その空間から気体を取り出して前記イオン計測手段に輸送する気体取出経路と、
を有することを特徴とする請求項１記載の放射能測定装置。
【請求項３】
前記気体取入経路に取り付けられた気体を浄化する気体浄化手段、を有することを特徴とする請求項２記載の放射能測定装置。
【請求項４】
前記気体取出経路に接続し、前記仕切手段によって仕切られた空間ごとに、その内部の気体のみが前記イオン計測手段に輸送されるように切り替える切替手段、
を有することを特徴とする請求項２または請求項３記載の放射能測定装置。
【請求項５】
測定の目的とする放射線ごとの放射能と前記イオン計測手段によって計測される前記仕切手段によって仕切られた空間ごとのイオンの量との関係、および、前記イオン計測手段によって計測された前記仕切手段によって仕切られた空間ごとのイオンの量に基づいて、前記測定対象の測定の目的とする放射線ごとの放射能を算出するデータ処理手段、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の放射能測定装置。
【請求項６】
前記気体容器の内部に配置された放射線センサと、
前記放射線センサによって測定された放射線の強さに基づいて、前記データ処理手段で算出した放射能を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする請求項４記載の放射能測定装置。
【請求項７】
前記測定対象は両端が開いた筒状であって、
前記測定対象の一端に取り付けられ、その測定対象の内部および外部の少なくとも一方の気体が前記イオン計測手段に輸送されるように切り替える可変開口部、
を有することを特徴とする請求項１記載の放射能測定装置。
【請求項８】
前記気体容器に取り付けられて、前記測定対象の内部および外部に気体を導く分流手段を有することを特徴とする請求項７記載の放射能測定装置。
【請求項９】
両端が開いた筒状の測定対象の放射能を測定する放射能測定装置において、
前記測定対象を収納する気体容器と、
前記気体容器の内部であって、前記測定対象の外部を流れる気体の平均流速よりも大きい流速でその測定対象の内部を流れる気体を供給する手段と、
前記気体容器の内部の気体が前記測定対象から放出される放射線によって電離されて生成したイオンの量を計測するイオン計測手段と、
を有することを特徴とする放射能測定装置。
【請求項１０】
前記イオン計測手段は、
両端が開いた外筒と、
前記外筒の軸方向に延びる電極と、
前記電極の一方の端部である固定端の近傍を電気的に絶縁して前記外筒に固定する固定手段と、
前記外筒の内部を流れる気体によって振動するように開放された状態の前記電極を振動しないように、その電極の固定端の反対側の端部である自由端を保持できる電極自由端保持解法手段と、
前記電極の自由端を開放した状態で計測されたイオン電流の振幅に基づいて前記外筒の内部を流れる気体の流速を求めて、その流速に基づいて前記電極の自由端を保持した状態で計測されたイオン電流を補正する流速補正手段と、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項記載の放射能測定装置。
【請求項１１】
前記イオン計測手段は、
両端が開いた外筒と、
前記外筒の内部の気体の流れを整流する整流手段と、
前記整流手段に対して気体の流れの下流側に、前記外筒の軸の近傍で前記外筒の軸方向に延びる電極と、
前記整流手段に遠い側の前記電極の端部の近傍を電気的に絶縁して前記外筒に固定する固定手段と、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項記載の放射能測定装置。
【請求項１２】
前記整流手段は、前記外筒の軸方向に延びる複数の空気通過口を有するものであることを特徴とする請求項１１記載の放射能測定装置。
【請求項１３】
前記イオン計測手段に電圧を印加する電源と、
前記イオン計測手段に印加される電圧を平滑化する平滑手段と、
前記イオン計測手段に前記平滑手段を介して電圧を供給した場合の電圧の印加停止後の電流の変動幅と、前記イオン収集手段に前記平滑手段を介さずに電圧を供給した場合の電圧の印加停止後の電流の変動幅とを比較して電源のノイズを検知する手段と、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１１記載の放射能測定装置。
【請求項１４】
測定対象の放射能を測定する放射能測定方法において、
前記測定対象から放出された放射線によって、その測定対象が収納された空間の内部の気体が電離されて生成したイオンの量を計測する第１のイオン計測工程と、
前記測定対象から放出された放射線によって、その測定対象が収納された空間の外部の気体が電離されて生成したイオンの量を計測する第２のイオン計測工程と、
測定の目的とする放射線ごとの放射能と前記第１および第２のイオン計測工程で計測されるイオンの量との関係を求める予備工程と、
前記第１および第２のイオン計測工程で計測されたイオンの量、および、前記予備工程で求めた関係から、前記測定対象の測定の目的とする放射線ごとの放射能を算出する工程と、
を有することを特徴とする放射能測定方法。
【請求項１５】
両端が開いた筒状の測定対象の放射能を測定する放射能測定方法において、
前記測定対象の外部を流れる気体の平均流速よりも大きい流速でその測定対象の内部を流れる気体を供給する工程と、
前記測定対象から放出される放射線によって電離されて生成したイオンの量を計測する工程と、
を有することを特徴とする放射能測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象の放射能を測定する放射能測定装置および放射能測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放射能を測定する場合、測定対象から、たとえばα線、β線、γ線の３種類が放出されている場合には、それぞれの種類の放射線を測定する必要がある。α線はＳｉ半導体検出器やＺｎＳシンチレーション検出器、β線はプラスチック・シンチレーション検出器、γ線はＮａＩ（Ｔｌ）シンチレーション検出器やＧｅ半導体検出器などが一般的に使用される。したがって、たとえば３種類の放射線を測定する場合には、上述のような３種類の検出器が必要となる。
【０００３】
また、測定対象を測定室に収納して、その測定室の内部の気体が放射線で電離した空気を吸引してイオン電流を測定する装置が、たとえば特許文献１および特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−８５４９７号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
測定対象から放出されるα線、β線およびγ線の放射能強度を測定する場合、３種類の検出器、および、それらに対応した別々の測定システムが必要となり、測定装置の規模が増大する。また、筒状などの形状の測定対象を測定装置の測定室に収納して、その測定室の内部の気体が放射線で電離した空気を吸引してイオン電流を測定する方法を用いる場合には、生成されたイオンは、測定室の内部を流れる気体の速度が遅いためにイオン消滅率が高く、放射能の測定精度が低下する。イオンの再結合や壁への付着もイオン消滅率を大きくするため、測定精度が低下する。
【０００５】
そこで、本発明は、測定対象の放射能を精度よく測定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明は、測定対象の放射能を測定する放射能測定装置において、気体容器と、前記気体容器の内部に、前記測定対象を収納する収納空間、および、少なくとも１つの前記収納空間の外部の空間を形成させる仕切手段と、前記仕切手段によって仕切られた空間ごとに、その空間の内部の気体が前記測定対象から放出される放射線によって電離されて生成したイオンの量を計測するイオン計測手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、両端が開いた筒状の測定対象の放射能を測定する放射能測定装置において、前記測定対象を収納する気体容器と、前記気体容器の内部であって、前記測定対象の外部を流れる気体の平均流速よりも大きい流速でその測定対象の内部を流れる気体を供給する手段と、前記気体容器の内部の気体が前記測定対象から放出される放射線によって電離されて生成したイオンの量を計測するイオン計測手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、測定対象の放射能を測定する放射能測定方法において、前記測定対象から放出された放射線によって、その測定対象が収納された空間の内部の気体が電離されて生成したイオンの量を計測する第１のイオン計測工程と、前記測定対象から放出された放射線によって、その測定対象が収納された空間の外部の気体が電離されて生成したイオンの量を計測する第２のイオン計測工程と、測定の目的とする放射線ごとの放射能と前記第１および第２のイオン計測工程で計測されるイオンの量との関係を求める予備工程と、前記第１および第２のイオン計測工程で計測されたイオンの量、および、前記予備工程で求めた関係から、前記測定対象の測定の目的とする放射線ごとの放射能を算出する工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、両端が開いた筒状の測定対象の放射能を測定する放射能測定方法において、前記測定対象の外部を流れる気体の平均流速よりも大きい流速でその測定対象の内部を流れる気体を供給する工程と、前記測定対象から放出される放射線によって電離されて生成したイオンの量を計測する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、測定対象の放射能を精度よく測定できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る放射能測定装置の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明に係る第１の実施の形態における放射能測定装置の断面図である。
【００１３】
この放射能測定装置は、第１ないし第３のイオン計測手段１５，１６，１７と気体容器１１を有している。気体容器１１は、たとえば軸方向の全長が２ｍの角管である。
【００１４】
気体容器１１の内部には、第１の容器仕切手段３が配置されている。また、気体容器１１の内部には、第１の容器仕切手段３を取り囲む第２の容器仕切手段７が配置されている。気体容器１１の内部には、第１の容器仕切手段３で仕切られた第１の空間６と、第１の容器仕切手段３と第２の容器仕切手段７で囲まれた第２の空間１０と、第２の容器仕切手段７と気体容器１１で囲まれた第３の空間１４が形成されている。
【００１５】
第１の容器仕切手段３には、第１の空間６を気体容器１１の外部に連絡させる第１の気体取入経路４が取り付けられている。また、第１の容器仕切手段３には、第１の空間６を第１のイオン計測手段１５に連絡させる第１の気体取出経路５が取り付けられている。
【００１６】
第２の容器仕切手段７には、第２の空間１０を気体容器１１の外部に連絡させる第２の気体取入経路８が取り付けられている。また、第２の容器仕切手段７には、第２の空間１０を第２のイオン計測手段１６に連絡させる第２の気体取出経路９が取り付けられている。
【００１７】
また、気体容器１１には、第３の空間１４を気体容器１１の外部に連絡させる第３の気体取入経路１２が形成されている。また、気体容器１１には、第３の空間１４を第３のイオン計測手段１７に連絡させる第３の気体取出経路１３が取り付けられている。
【００１８】
なお、図１では、第１ないし第３の気体取入経路４，８，１２および第１ないし第３の気体取出経路５，９，１３は、全て同じ断面に配置されているが、異なる断面に配置されていてもかまわない。
【００１９】
第１の空間６に配置された測定対象１の放射線源２からα線、β線、γ線などの放射線が放出されると、第１ないし第３の空間６，１０，１４の内部の気体は、放射線によって電離されてイオンになる。
【００２０】
気体容器１１の外部の空気などの気体は、たとえば対流によって第１の気体取入経路４から第１の空間６に流れ込み、さらに、第１の気体取出経路５を通って第１のイオン計測手段１５に流れる。同様に、気体容器１１の外部の気体は、対流によって第２の気体取入経路８から第２の空間１０に流れ込み、さらに、第２の気体取出経路９を通って第２のイオン計測手段１６に流れる。また、気体容器１１の外部の気体は、対流によって第３の気体取入経路１２から第３の空間１４に流れ込み、さらに、第３の気体取出経路１３を通って第３のイオン計測手段１７に流れる。
【００２１】
第１ないし第３の空間６，１０，１４の形状およびその間の仕切手段３，７の材質および板厚は、第１の空間６に生成されるイオンはα線、β線およびγ線によって電離されたもの、第２の空間１０に生成されるイオンはβ線およびγ線によって電離されたもの、第３の空間１４に生成されるイオンはγ線によって電離されたものとなるように決定する。たとえば、第１の容器仕切手段３の内幅は２０ｃｍ、第１の容器仕切手段３と第２の容器仕切手段７との間隔は１０ｃｍ、第２の容器仕切手段７と気体容器１１との間隔は８０ｃｍである。
【００２２】
なお、第１ないし第３の気体取入経路４，８，１２から、第１ないし第３の空間６，１０，１４を通って、第１ないし第３の気体取出経路５，９，１３に流れる気体の流れは、たとえば送風機などを用いて、強制的に作ってもよい。
【００２３】
次に、この放射線計測器を用いて、測定対象１の放射線源２から放出される放射線を測定する方法を説明する。
【００２４】
測定対象１の放射線源２から放出される放射線の測定の前に、既知の放射能を有する基準試料を第１の空間６に配置しておいて、第１ないし第３のイオン計測手段１５，１６，１７で電流を測定しておく。
【００２５】
まず、既知のα線放射能ａ０のα線基準試料を第１の空間６に配置する。これにより、第１の空間６の内部の気体は、α線によって電離されてイオンになる。そこで、第１のイオン計測手段１５で電流Ｉ１ａ０を計測する。この計測によって、第１の空間６に配置された未知の物質のα線の放射能ａと第１のイオン計測手段１５で計測される電流Ｉ１ａとの関係を求めることができる。この関係は、たとえばａ０＝Ａ１×Ｉ１ａ０を満たす換算係数Ａ１を用いて、ａ＝Ａ１×Ｉ１ａと表される。
【００２６】
なお、このとき、第２および第３のイオン計測手段１６，１７で電流が計測されないことを、併せて確認しておいてもよい。
【００２７】
次に、既知のβ線放射能ｂ０のβ線基準試料を第１の空間６に配置する。これにより、第１および第２の空間６，１０の内部の気体は、β線によって電離されてイオンになる。そこで、第２のイオン計測手段１６で電流Ｉ２ｂ０を計測する。この計測によって、第１の空間６に配置された未知の物質のβ線の放射能ｂと第２のイオン計測手段１６で計測される電流Ｉ２ｂとの関係を求めることができる。この関係は、たとえばｂ０＝Ｂ２×Ｉ２ｂ０を満たす換算係数Ｂ２を用いて、ｂ＝Ｂ２×Ｉ２ｂと表される。
【００２８】
また、第１のイオン計測手段１５で電流Ｉ１ｂ０を計測する。第１の空間に配置された未知の物質のβ線の放射能ｂと第１のイオン計測手段１５で計測される電流Ｉ１ｂとの関係を求めることができる。この関係は、たとえばｂ０＝Ｂ１×Ｉ１ｂ０を満たす換算係数Ｂ１を用いて、ｂ＝Ｂ１×Ｉ１ｂと表される。
【００２９】
なお、このとき、第３のイオン計測手段１７で電流が計測されないことを、併せて確認しておいてもよい。
【００３０】
さらに、既知のγ線放射能ｃ０のγ線基準試料を第１の空間に配置する。これにより、第１ないし第３の空間６，１０，１４の内部の気体は、放射線によって電離されてイオンになる。そこで、第３のイオン計測手段１７で電流Ｉ３ｃ０を計測する。この計測によって、第１の空間６に配置された未知の物質のγ線の放射能ｃと第３のイオン計測手段１７で計測される電流との関係を求めることができる。この関係は、たとえばｃ０＝Ｃ３×Ｉ３ｃ０を満たす換算係数Ｃ３を用いて、ｃ＝Ｃ３×Ｉ３ｃと表される。
【００３１】
また、第２のイオン計測手段１６で電流Ｉ２ｃ０を計測する。この計測によって、第１の空間６に配置された未知の物質のγ線の放射能ｃと第２のイオン計測手段１６で計測される電流Ｉ２ｃとの関係を求めることができる。この関係は、たとえばｃ０＝Ｃ２×Ｉ２ｃ０を満たす換算係数Ｃ２を用いて、ｃ＝Ｃ２×Ｉ２ｃと表される。
【００３２】
同様に、第１のイオン計測手段１５で電流Ｉ１ｃ０を計測する。この計測によって、第１の空間に配置された物質のγ線の放射能ｃと第１のイオン計測手段１５で計測される電流Ｉ１ｃとの関係を求めることができる。この関係は、たとえばｃ０＝Ｃ１×Ｉ１ｃ０を満たす換算係数Ｃ１を用いて、ｃ＝Ｃ１×Ｉ１ｃと表される。
【００３３】
このようにして、第１の空間に配置された物体からα線、β線またはγ線が放出されたときの、第１ないし第３のイオン計測手段１５，１６，１７で計測される電流の関係が求められる。これらの関係から、次のように、未知の放射能の測定対象１の放射能を求めることができる。
【００３４】
まず、測定対象１を第１の空間６に配置する。測定対象１に放射線源２が付着している場合には、その放射線源２の種類に対応して、α線、β線、γ線などの放射線が放出される。第１ないし第３の空間６，１０，１４の内部の気体は、放射線によって電離されてイオンになる。これらのイオンは、第１ないし第３のイオン計測手段１５，１６，１７によって計測される。第１ないし第３のイオン計測手段１５，１６，１７によって計測される電流を、それぞれ、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３とする。
【００３５】
このとき、第３のイオン計測手段１７によって計測される電流Ｉ３は、γ線にのみ起因していることから、測定対象１のγ線の放射能ｃは、ｃ＝Ｃ３×Ｉ３によって求められる。
【００３６】
第２のイオン計測手段１６によって計測される電流Ｉ２は、β線およびγ線に起因している。このＩ２のうち、γ線に起因する分は、上で求めたγ線の放射能ｃを用いて、ｃ／Ｃ２と表されることから、測定対象１のβ線の放射能ｂは、ｂ＝Ｂ２×（Ｉ３−ｃ／Ｃ２）と求めることができる。
【００３７】
第１のイオン計測手段１５によって測定される電流Ｉ１は、α線、β線およびγ線に起因している。このＩ１のうち、γ線に起因する分は、上で求めたγ線の放射能ｃを用いてｃ／Ｃ１と表される。また、β線に起因する分は、上で求めたβ線の放射能ｂを用いて、ｂ／Ｂ１と表される。したがって、測定対象１のα線の放射能ａは、ａ＝Ａ１×（Ｉ１−ｂ／Ｂ１−ｃ／Ｃ１）と求めることができる。
【００３８】
このように、第１ないし第３のイオン計測手段１５，１６，１７で計測される電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３から、測定対象１のα線、β線およびγ線のそれぞれの放射能を求めることができる。
【００３９】
なお、以上の説明は測定対象の放射線をα線、β線、γ線としたが、β線、低エネルギーγ線、高エネルギーγ線など、あるいは低、中、高エネルギ−γ線などの異なるエネルギーの放射線としてもよい。測定対象の放射線が２種類の場合には、第１の空間６と第２の空間１０の２種類を利用してもよい。
【００４０】
また、測定対象１は、図示しない昇降する回転テーブルに積載し、連続回転あるいはステップ状に回転しながら測定を実施してもよい。
【００４１】
このように、α線、β線およびγ線を放出する測定対象１に対しても、３種類の空間のイオンを収集し、測定した電流値を演算処理してα線、β線およびγ線の放射能を求めることができるので、種々の放射線が混在した測定対象１でも、簡便な測定装置で精度よく放射線を測定することができる。
【００４２】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明に係る第２の実施の形態における放射能測定装置の断面図である。
【００４３】
本実施の形態の放射能測定装置は、第１の実施の形態の放射能測定装置に、経路切替手段１８を導入してイオン計測手段を１つにするとともに、気体浄化手段２１を導入したものである。
【００４４】
この放射能測定装置では、第１ないし第３の空間６，１０，１４から延びる第１ないし第３の気体取出経路５，９，１３は、経路切替手段１８に接続されている。経路切替手段１８は、気体経路１９を介してイオン計測手段２０に接続されている。
【００４５】
イオン計測手段２０には、第１ないし第３の空間６，１０，１４のうち一つの空間を流れる気体のみが到達するように、経路切替手段１８によって切り替えられるようになっている。この経路切替手段１８によって、第１ないし第３の空間６，１０，１４のそれぞれの空間で発生したイオンによる電流は、独立してイオン計測手段２０で測定できる。このため、第１の実施の形態の放射能測定装置と同様の計測を行うためのイオン計測手段の数を、低減することができる。
【００４６】
また、第１ないし第３の気体取入経路４，８，１２には、気体浄化手段２１が取り付けられている。第１ないし第３の気体取入経路４，８，１２に流入する大気などの気体に含まれるイオンは、気体浄化手段２１により吸着される。このため、測定精度に影響する気体容器１１の外部のイオンの影響を低減でき、測定精度よく放射能を測定することができる。
【００４７】
［第３の実施の形態］
図３は、本発明に係る第３の実施の形態における放射能測定装置の断面図である。
【００４８】
本実施の形態の放射能測定装置は、第２の実施の形態の放射能測定装置におけるイオン計測手段２０を、イオン収集手段２２などに代えたものである。
【００４９】
本実施の形態の放射能測定装置において、経路切替手段１８は、イオン収集手段２２に接続されている。また、イオン収集手段２２は、気体容器１１の内部の気体をイオン収集手段２２に輸送する気体輸送手段２７に気体排出経路６１を介して接続されている。気体輸送手段２７は、気体を浄化する気体浄化手段２８に接続されている。気体浄化手段２８には、たとえばＨＥＰＡフィルタを用いることができる。
【００５０】
イオン収集手段２２には、イオン収集手段の電極に電圧を印加する電源２３と、収集したイオンを電流として測定する電流測定手段２４が接続されている。電流測定手段２４としては、たとえばエレクトロメータを用いることができる。電流測定手段２４には、データ処理手段２５が接続されている。
【００５１】
この放射能測定装置でも、第２の実施の形態の放射能測定装置と同様に、経路切替手段１８によって、第１ないし第３の空間６，１０，１４の気体は、独立してイオン収集手段２２に送られる。第１ないし第３の空間６，１０，１４において、測定対象１から放出される放射線の電離作用によって生成されたイオンの量は、イオン収集手段２２で収集され、電流測定手段２４によって電流として測定される。
【００５２】
第１の実施の形態において説明したように、第１ないし第３の空間６，１０，１４で発生したイオンの量を測定することにより、第１の空間６に配置された測定対象１の放射能を求めることができる。本実施の形態では、測定対象１の放射能は、電流測定手段２４によって測定された電流に基づいてデータ処理手段２５によって算出される。
【００５３】
さらに、第１ないし第３の空間６，１０，１４のいずれかに放射線センサを配置して測定対象１から放出される、たとえばγ線などの特定の放射線を直接測定し、データ処理手段２５は、イオン計測手段２０で測定されたイオンの量に基づいて算出した測定対象１の放射能を補正するようにしてもよい。
【００５４】
このように、この放射能測定装置では、第１ないし第３の空間６，１０，１４の気体を気体輸送手段２７により輸送するので、気体輸送速度が向上し、イオン減衰率が低下する。このため、高効率でイオンを収集することができ、精度よく放射能を測定することができる。
【００５５】
［第４の実施の形態］
図４は、本発明に係る第４の実施の形態における放射能測定装置の断面図である。
【００５６】
本実施の形態の放射能測定装置は、放射線源５２，５３が付着し、両端が開口している筒状測定対象５１から放出される放射線を測定するものである。
【００５７】
この放射能測定装置は、筒状測定対象５１を収納できる筒状の気体容器１１を有している。気体容器１１の一端には、可変開口部３０が取り付けらる。可変開口部３０には開口部切替手段３１が取り付けられている。可変開口部３０は、筒状測定対象５１の内部の気体が透過する開口、外部の気体が透過する開口、および、内部と外部の気体の気体が透過する開口を有している。開口部切替手段３１は、可変開口部３０を、これらの開口のうちの目的とする開口に切り替えることができる。
【００５８】
また、可変開口部３０には気流収束手段３３を介してイオン収集手段２２が取り付けられている。イオン収集手段２２は、気体容器１１の内部の気体をイオン収集手段２２に輸送する気体輸送手段２７に気体排出経路６１を介して接続されている。気体輸送手段２７は、たとえばファンである。気体輸送手段２７は、気体浄化手段２８に接続されている。気体浄化手段２８は、気体容器１１の可変開口部３０が取り付けられた端部と反対側の端部に気体導入経路６２を介して接続されている。気体容器１１の可変開口部３０が取り付けられた端部と反対側の端部の近傍には、筒状測定対象５１の内部および外部に気体を導くようにした分流手段３２が配設されている。
【００５９】
気体容器１１の内部の気体は、気体輸送用手段２７によって、可変開口部３０、イオン収集手段２２および気体排出経路６１を通って、気体浄化手段２８に送られる。気体浄化手段２８で浄化された気体は、気体導入経路６２を通って、再び気体容器１１に導入される。
【００６０】
イオン収集手段２２には、電圧を平滑化する電源バッファ２９を介して電源２３が接続されている。また、イオン収集手段２２には、収集したイオンを電流として測定する電流測定手段２４が接続されている。電流測定手段２４には、データ処理手段２５が接続されている。
【００６１】
この放射能測定装置では、次のようにして、筒状測定対象５１の内部および外部に付着した放射線源５２，５３の放射能をそれぞれ測定することができる。
【００６２】
たとえば、放射線源５２，５３は、α線を放出するウランであるとする。
【００６３】
分流手段３２により気体容器１１に供給される気体は、分流手段３２により、筒状測定対象５１の一端から、その外部と内部に気体が輸送される。そこで、可変開口部３０を、筒状測定対象５１の外部の気体を輸送するように切り替えると、内部の気体は可変開口部３０により他の端が閉鎖されているので、筒状測定対象５１の外部を流れる気体のみが可変開口部３０を経て、イオン収集手段２２に輸送される。
【００６４】
つまり、筒状測定対象５１の外部に付着した放射線源５３の放出する放射線により気体が電離された結果、生成したイオンが空気とともに可変開口部３０を通過してイオン収集手段２２に到達して収集されて、電流測定手段２４により電流として測定される。
【００６５】
次に、可変開口部３０を筒状測定対象５１の内部の気体を通すように開口部切替手段３１で開口部を設定する。この場合には、筒状測定対象５１の内部に付着した放射線源５２の放出する放射線により生成したイオンが、筒状測定対象５１の内部を流れる空気とともに可変開口部３０を経て、イオン収集手段２２に輸送され電流として測定される。
【００６６】
以上のように、筒状測定対象５１の外部に付着した放射線源５３による電流と、筒状測定対象５１の内部に付着した放射線源５２による電流が、それぞれ独立して測定できる。これらの電流値と、予め求めた筒状測定対象５１の外部および内部を流れる気体に含まれるイオンに起因する電流から放射能への換算定数を使用して、筒状測定対象５１の外部と内部の放射能を、それぞれ求めることができる。また、これら外部と内部の放射能を加算すれば、筒状測定対象５１の総放射能が求められる。
【００６７】
また、可変開口部３０を、筒状測定対象５１の外部と内部の両方を通る気体を通過させる開口に設定した場合には、筒状測定対象５１の外部に付着した放射線源５３と内部に付着した放射線源５２の放射線の電離作用により生成したイオンを同時に収集して測定することになる。このため、筒状測定対象５１の総放射能を１回の測定操作で求めることもできる。
【００６８】
なお、筒状測定対象５１の外部および内部に付着した放射線源５２，５３としてα線を放出するウランを例に説明したが、放射線源５２，５３が放出する放射線は、β線でもよい。また、筒状測定対象５１の内部と外部の放射線透過率が小さい場合には、γ線でもよい。γ線の透過率が大きい場合には、内部に付着した放射線源５２の放射能の算出では、外部に付着した放射線源５３の影響の補正、および、外部に付着した放射線源５３の放射能の算出では、内部に付着した放射線源５２の影響の補正を行えばよい。
【００６９】
また、データ処理手段２５に、イオン収集手段２２に電源バッファ２９を介して電圧を供給した場合の電圧の印加停止後の電流の変動幅と、イオン収集手段２２に電源バッファ２９を介さずに電圧を供給した場合の電圧の印加停止後の電流の変動幅とを比較して、電源のノイズを検知させてもよい。
【００７０】
このように、この放射能測定装置では、筒状の測定対象の内部および外部に付着した放射線源の放射能をそれぞれ独立して測定することができる。また、測定対象に接した気体は、外部に排出されることなく、この放射能測定装置を循環しているため、放射線源が外部に拡散するおそれは低減される。
【００７１】
［第５の実施の形態］
図５は、本発明に係る第５の実施の形態における放射能測定装置の断面図である。
【００７２】
本実施の形態の放射能測定装置は、第４の実施の形態の放射能測定装置から可変開口部、開口部切替手段および分流手段を削除して、筒状測定対象５１の内部に気流を供給する気流吹付手段を追加したものである。
【００７３】
気流吹付手段は、吹付口３４、吹付経路３５、吹付用送風手段３６および気体浄化手段３７を有している。吹付口３４は、気体容器１１の気体導入経路６２と接続する部分の近傍に配置され、筒状測定対象５１の端部に向かって気流を吹付けることができるように構成されている。この吹付口３４からは、筒状測定対象５１の外部７２を流れる平均流速よりも速い速度で流れる気流が、筒状測定対象５１の内部７１に供給される。
【００７４】
筒状測定対象５１の内部７１の断面積が狭い場合には、気体の速度が小さく、イオン収集手段２２に到達する前にイオンが消滅する率が高くなる場合がある。本実施の形態の放射能測定装置では、吹付口３４から供給される気流によって、気体を輸送することにより、筒状測定対象５１の内部７１で生成されたイオンの消滅率を低減させることができる。
【００７５】
また、吹付口３４から供給される気流が、筒状測定対象５１の内部７１の断面の中心にのみに供給されると、その気流に内面の表面の空気が巻き込まれることによって、内面に平均的に同じ流れを設けるよりも測定効率を向上させることができる。
【００７６】
このように、気流吹付手段によって、筒状測定対象５１の外部７２を流れる気体の平均速度よりも速い速度の気流を、筒状測定対象５１の内部７１に吹付ければ、イオン消滅率を改善し、精度よく放射能を測定することができる。
【００７７】
［第６の実施の形態］
図６は、本発明に係る第６の実施の形態の放射能測定装置に用いるイオン収集手段２２の断面図である。
【００７８】
このイオン収集手段２２は、両端が開いた筒状の外筒４３を有している。外筒４３の一方の端部９１の近傍には、電極３８が、絶縁材３９とガードリング４０と絶縁材４１と支持棒４２を介して外筒４３に固定されている。また、外筒４３の他方の端部９２の近傍には、電極自由端保持解放手段８２が取り付けられている。電極自由端保持解放手段８２は、絶縁材４４と固定棒４５と固定棒調整手段４６を有している。電極３８は外筒４３の軸方向に延びており、電極３８の固定されていない自由端８１は、電極自由端保持解放手段８２の絶縁材４４の近傍に位置している。
【００７９】
電極３８の自由端８１に固定棒調整手段４６によって絶縁材４４を接触させ、保持した状態で、イオン収集手段２２の内部を流れる気体中のイオンを収集し、イオン電流を測定する。
【００８０】
また、固定棒調整手段４６を調整して電極３８の自由端８１から絶縁材４４を離して、自由端８１を解放すると、電極３８の自由端８１は、気体の流速に応じて振動する。このため、電極３８の自由端８１が解放されているときには、イオン電流に、気体の流速に応じた時間変化が生じる。
【００８１】
そこで、予めイオン電流の振動幅と気体の流速との関係を求めておくことにより、イオン収集手段２２の内部を流れる気体の流速を求めることができる。この気体の流速に基づいて、イオン電流を補正することによって、気体の流速が変化した場合であっても、精度よくイオン電流を測定することができるため、測定対象に付着した放射線源の放射能を精度よく測定することができる。
【００８２】
［第７の実施の形態］
図７は、本発明に係る第７の実施の形態の放射能測定装置に用いるイオン収集手段２２の断面図である。
【００８３】
このイオン収集手段２２は、両端が開いた筒状の外筒４３を有している。外筒４３の一方の端部９１の近傍には、電極３８が、絶縁材３９とガードリング４０と絶縁材４１と支持棒４２を介して外筒４３に固定されている。また、外筒４３の他方の端部９２の近傍には、固定棒４８で外筒４３に固定された整流手段４７が取り付けられている。整流手段４７は、外筒４３の端部９２に向かって凸の、たとえば半球状をしたものであって、外筒４３の中心軸付近に配置されている。電極３８は外筒４３の軸方向に、整流手段４７の近傍まで延びている。
【００８４】
このイオン収集手段２２において、気体は、外筒４３の整流手段４７が配置された近傍の端部９２から流入する。整流手段４７によって、電極３８の近傍の気流を乱すことなく、気体は輸送されるため、電極３８に捕捉されるイオン量のゆらぎを小さくすることができる。このため、測定されるイオン電流のゆらぎを小さくすることができ、精度よく測定対象の放射能を測定することができる。
【００８５】
［第８の実施の形態］
図８は、本発明に係る第８の実施の形態の放射能測定装置に用いるイオン収集手段２２の断面図である。
【００８６】
本実施の形態のイオン収集手段２２は、第７の実施の形態のイオン収集手段２２と整流手段の形状が異なるものである。この整流手段４９は、電極３８の自由端８１の上流側に設置されていて、外筒４３の中心軸付近以外に、外筒４３の軸方向に延びる複数の気体通過経路９３を有する。この整流手段４９は、その下流の気体を整流し、また、電極３８の自由端８１に直接気体がぶつかることを抑制する。このため、電極３８の近傍の気流を乱すことなく、気体を輸送することができ、測定されるイオン電流のゆらぎを小さくして、精度よく測定対象の放射能を測定することができる。
【００８７】
なお、以上の説明は単なる例示であり、本発明は上述の各実施の形態に限定されず、様々な形態で実施することができる。また、各実施の形態の特徴を組み合わせて実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の放射能測定装置の断面図である。
【図２】本発明に係る第２の実施の形態の放射能測定装置の断面図である。
【図３】本発明に係る第３の実施の形態の放射能測定装置の断面図である。
【図４】本発明に係る第４の実施の形態の放射能測定装置の断面図である。
【図５】本発明に係る第５の実施の形態の放射能測定装置の断面図である。
【図６】本発明に係る第６の実施の形態の放射能測定装置に用いるイオン収集手段の縦断面図である。
【図７】本発明に係る第７の実施の形態の放射能測定装置に用いるイオン収集手段の縦断面図である。
【図８】本発明に係る第８の実施の形態の放射能測定装置に用いるイオン収集手段の縦断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１…測定対象、２…放射線源、３…第１の容器仕切手段、４…第１の気体取入経路、５…第１の気体取出経路、６…第１の空間、７…第２の容器仕切手段、８…第２の気体取入経路、９…第２の気体取出経路、１０…第２の空間、１１…気体容器、１２…第３の気体取入経路、１３…第３の気体取出経路、１４…第３の空間、１５…第１のイオン計測手段、１６…第２のイオン計測手段、１７…第３のイオン計測手段、１８…経路切替手段、１９…気体経路、２０…イオン計測手段、２１…気体浄化手段、２２…イオン収集手段、２３…電源、２４…電流測定手段、２５…データ処理手段、２７…気体輸送手段、２８…気体浄化手段、２９…電源バッファ、３０…可変開口部、３１…開口部切替手段、３２…分流手段、３３…気流収束手段、３４…吹付口、３５…吹付経路、３６…吹付用送風手段、３７…気体浄化手段、３８…電極、３９…絶縁材、４０…ガードリング、４１…絶縁材、４２…支持棒、４３…外筒、４４…絶縁材、４５…固定棒、４６…固定棒調整手段、４７…整流手段、４８…固定棒、４９…整流手段、６１…気体排出経路、６２…気体導入経路
【図１】
2008046030.tif 000003
【図２】
2008046030.tif 000004
【図３】
2008046030.tif 000005
【図４】
2008046030.tif 000006
【図５】
2008046030.tif 000007
【図６】
2008046030.tif 000008
【図７】
2008046030.tif 000009
【図８】
2008046030.tif 000010