(57)【要約】【課題】原子力発電プラントにおける多種多様の測定対象に対しても、精度よく放射線の測定が行える放射線測定装置値が望まれている。【解決手段】イオン収集手段８を備え、測定対象１を収納した測定室２内のイオン化された気体が循環される気体循環経路７を、気体収束手段５と、気体拡散手段６とを介して測定室２の気体出口２ｂと気体入り口２ａとに接続し、かつ測定室２内に気体の流れを案内誘導する整流板３を設け、放射線源の位置に起因する感度さを減少させるようなイオン化された気体の流れを形成する。【選択図】  図１
2004239762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を測定すべき測定対象を収納する測定室と、この測定室内の気体を吸引し循環させる気体循環経路と、この気体循環経路に設けられ、前記測定対象物の近傍から吸引された気体のイオンを収集するイオン収集手段と、イオン化された電離電流を測定する電流測定手段と、この電流測定手段により測定された電離電流の値から放射線量を演算処理するデータ解析手段と、前記測定室の気体出口に設けられ、測定室内の気体を気体循環経路に誘導する気体収束手段と、前記測定室の気体入口に設けられ、気体循環経路から流れてきた気体を測定室内に誘導する気体拡散手段と、前記測定室内を流れる気体を案内誘導する整流板とからなることを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
放射線を測定すべき測定対象を収納する測定室内に測定対象がない状態で、測定室内の気体を吸引し、少なくとも気体がイオン収集手段を備えた気体循環経路を２回循環する以上の時間を経過した後に、少なくとも４個以上のＮ個のバックグラウンド電流を少なくとも気体が２回循環する時間以上の範囲内で測定するとともに、測定室内に測定対象が有る状態で、測定室内の気体を吸引し、少なくとも気体がイオン収集手段を備えた気体循環経路を２回循環する以上の時間を経過した後に、少なくとも４個以上のＮ個のグロス電流を、少なくとも気体が２回循環する時間以上の範囲内で測定し、バックグラウンド電流の平均値をグロス電流の平均値から減算して求めた正味電流値より放射線強度を求めることを特徴とする放射線測定方法。
【請求項３】
測定室内の測定対象の一部の領域に気体を噴射する可動式噴射口と、この可動式噴射口を測定対象の全領域に渡って移動させる噴射口駆動機構と、噴射口各位置での測定した電離電流値を記憶する手段とを有し、測定した噴射口各位置での電離電流の測定値より測定対象の放射線の高い領域を求めることを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項４】
測定室内で測定対象を昇降させる昇降台と、昇降台が昇降する昇降レールと、内部に測定対象を格納し、測定対象の測定しようとする領域を限定する気体流通口を有する防風カバーとを有し、気体流通口で限定された領域ごとに測定対象の全長に渡って各領域の電離電流を測定することを特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項５】
測定室内で測定対象を回転させる回転台と、この回転台を回転させる回転駆動機構と、回転台の原点位置を検出する位置サンサと、所定の回転角度に対応した時間間隔で原点の電離電流を測定し記憶するデータ記憶手段と、位置センサの信号を受けて前記電離電流の測定開始信号を出力する測定開始制御手段と、測定記憶したデータを角度範囲ごとにデータ解析を行うデータ解析手段とを有することを特徴とする請求項１、３、４のいずれかに記載の放射線測定装置。
【請求項６】
イオン収集手段を気体循環経路からバイパスさせ、イオン収集手段を通らない気体循環経路に気体を循環させ、測定室の気体を浄化することを特徴とする請求項１、３、４、５のいずれかに記載の放射線測定装置。
【請求項７】
気体循環回路に循環され、イオン収集装置を通過した後の気体の一部を外部に放出するとともに、測定室にフィルタで浄化された外気を吸引するようにしたことを特徴とする請求項１、３、４、５、６のいずれかに記載の放射線測定装置。
【請求項８】
測定室をバイパスするバイパス管を設け、測定室に測定対象を収納した状態でバイパス管を通してバックグランド電流を測定することを特徴とする請求項１、３、４、５、６、７のいずれかに記載の放射線測定装置。
【請求項９】
正と負のイオンを発生し帯電した測定対象を除電する除電器を設けたことを特徴とする請求項１に記載の放射線測定装置。
【請求項１０】
一端に開放された気体出口を有する外筒と、外筒の内側中心部に外筒と電気的に絶縁されてほぼ同心的に設置された中心電極と、この中心電極を外筒の気体出口と反対側端部に固定する内側絶縁材と外側絶縁材とこの両者間に設けたガードリングと、前記外筒の側面に形成された気体入口孔と、中心電極を非接触で通過させる孔を持ち、前記気体入口孔から気体出口に向けて滑らかな曲面を有する整流板から成るイオン収集手段を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の放射線測定装置。
【請求項１１】
中心電極の両端が内側絶縁材とガードリングと外側絶縁材とで固定され、中心電極を少なくとも２個以上有することを特徴とする請求項１０記載の放射線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電離作用を利用した放射線測定装置に関するもので、特にα線によって電離された空気を電離箱内に移送し、イオン化による電離電流を測定することによりα放射線を測定する放射線測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラントにおいては、プラントの各プロセスにおける放射能を観測して異常の早期発見をしたり、プラント施設及び作業環境の放射能レベルを監視したりするために放射線測定装置が用いられている。
【０００３】
放射線測定装置に使われる放射線検出器にはいろいろな種類のものがあるが、放射線が通過する際に検出器の内部で行われる電離作用を利用して放射線を検出する電離型の検出器が知られている。
【０００４】
これは、放射線を空気に入射させ、放射線により電離した空気を吸引して、電離箱により電離電流値を測定して放射線量を求めるもので、α線により電離した空気を吸引して、電離箱でα放射線を求める技術が知られている。（例えば特許文献１参照）
従来の知られている放射線測定装置は、図１２に示すように、イオン化された空気８０がファン８１によって接地された外板８２に囲まれた空間内に吸引され、電源８３によって電圧が印加されたグリッド８４にイオンが収集され、電流計８５によって電離電流を測定することにより放射線の強度が測定される。
【０００５】
このように、α線に対しては、従来閉空間内での電離作用に着目し、その限定された空間内の空気の電離量を測定している。α線１崩壊当たりの電離イオン数は多く、α線の飛程は空気中で約５ｃｍと短いため放射線源近傍の空気が高密度で電離されることから、前記の構成でα放射線が測定可能となる。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第５１９４７３７号明細書（発行日：Ｍａｒ．１６．１９９３．）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の電離作用を利用した放射線測定装置は、定められた条件の廃棄物に関する放射線測定には効果的である。しかし、現実に原子力施設で発生する廃棄物の放射能を測定する環境においては、各種形状、寸法の廃棄物、湿度の変動、汚染源の分布などがあって多種多様であり、これらに対しても放射線を精度よく測定することが望まれている。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑み、種々の環境および条件下においても、さらに簡便に精度よく放射線を測定することのできる放射線測定装置および放射線測定方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、放射線を測定すべき測定対象を収納する測定室と、この測定室内の気体を吸引し循環させる気体循環経路と、この気体循環経路に設けられ、前記測定対象物の近傍から吸引された気体のイオンを収集するイオン収集手段と、イオン化された電離電流を測定する電流測定手段と、この電流測定手段により測定された電離電流の値から放射線量を演算処理するデータ解析手段と、前記測定室の気体出口に設けられ、測定室内の気体を気体循環経路に誘導する気体収束手段と、前記測定室の気体入口に設けられ、気体循環経路から流れてきた気体を測定室内に誘導する気体拡散手段と、前記測定室内を流れる気体を案内誘導する整流板とからなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、放射線を測定すべき測定対象を収納する測定室内に測定対象がない状態で、測定室内の気体を吸引し、少なくとも気体がイオン収集手段を備えた気体循環経路を２回循環する以上の時間を経過した後に、少なくとも４個以上のＮ個のバックグラウンド電流を少なくとも気体が２回循環する時間以上の範囲内で測定するとともに、測定室内にに測定対象が有る状態で、測定室内の気体を吸引し、少なくとも気体がイオン収集手段を備えた気体循環経路を２回循環する以上の時間を経過した後に、少なくとも４個以上のＮ個のグロス電流を、少なくとも気体が２回循環する時間以上の範囲内で測定し、バックグラウンド電流の平均値をグロス電流の平均値から減算して求めた正味電流値より放射線強度を求めることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態による放射線測定装置を示す図である。
図１において、１は放射線を測定すべき放射線源である測定対象、２は測定対象１を収納する閉空間を備えた測定室、３は前記測定室２内を流れる気体を効率的に案内誘導させるため測定室２の中心方向に曲率中心を有する曲面形状の整流板である。
【００１２】
前記測定室２の気体入口２ａと気体出口２ｂとには測定対象１に付着したダストを捕獲するためのフィルタ４ａ、４ｂが取り付けられている。
５は測定室２内の気体を広範囲に、かつ効率的に後述する気体循環経路７に誘導、流出させるために前記フィルタ４ｂを介して測定室２の気体出口２ｂに取り付けられた気体収束手段で、測定室２側の気体入口が反対側の気体出口側より広い空間を作る格子板を供え、測定室２の外側に向かって扇形に収束された形状を成している。
【００１３】
６は気体循環経路から流れてきた気体を広範囲に、かつ効率的に測定室２内に誘導、流入させるための気体拡散手段で、前記気体収束手段５とは逆に、測定室２側の気体出口側が反対側の気体入口側より広い空間を作る格子板を供え、測定室２の内側に向かって扇形に拡張された形状を成し、フィルタ４ａを介して測定室２の気体入口２ａに取り付けられている。
【００１４】
この気体拡散手段６と気体収束手段５との間には複数の気体移送管７ａを介して前記測定対象１の近傍から吸引された気体のイオンを収集するイオン収集手段８と、測定室２内の気体を吸引し気体を測定室２内に再循環させる吸引機９と、吸引機９が送り出す気体を清浄化するフィルタ１０と、測定室２内に再循環させる気体の速度を加速する送風機１１とが接続され気体循環経路７が構成されている。
【００１５】
また、イオン収集手段８には、このイオン収集手段８によって収集されたイオンの電離電流を測定するための例えばエレクトロメータ、電流計のような電流測定手段１２と、イオン収集手段がイオン収集のための電界を作る電源１３とが接続されている。更に、電流測定装置１２には測定された電離電流の値から放射線量を演算処理するデータ解析手段１４が接続されている。１５は前記測定室２の扉である。
【００１６】
前記イオン収集手段８は、図示しないが気体の流通経路に電界を作りこの電界でイオンを収集するための気体流通管と、前記電源から電圧が印可されるアノード電極とカソード電極との２つの電極を有している。そして、電流測定手段１２は測定された電離電流の測定値を前もって測定された測定対象がない状態のバックグラウンド電流測定値で減算補正して正味電流値を算出し、この正味電流値から放射線強度への換算定数を使用してデータ解析手段１４により放射線強度が求められる。
【００１７】
次に本発明の第１の実施の形態による放射線測定装置の作用について説明する。測定対象１の放射線源から放出された放射線は測定室２内の気体を電離し、測定対象１の表面近傍にイオンを生成する。ここで、測定室２内は前記格子板付の気体拡散手段６により気体が広範囲に拡散され測定対象１の各部の表面近傍を気体が流れる。そして、この測定室２内を流動する気体は生成されたイオンを伴って整流板３によって整流された流路に沿って案内誘導され、扇状に収束する格子板付の気体収束手段５の方向に移動する。気体が測定室２から出る前に、測定対象１に付着するダスト、水分などをフィルタ４ｂで除去し、イオン収集手段８のバックグラウンド電流を低減する。前記気体収束手段５は、扇状に収束する格子板により測定室２内の広範囲の空気を吸引する機能を有するので、効率的に測定室２内の気体を吸引して気体循環経路７に誘導し、イオン収集手段８にイオンを移送する。
【００１８】
吸引機９で吸引した気体は、イオン収集手段８を経て、フィルタ１０で清浄化され、送風機１１により加速され、気体循環経路７を流れて扇状に拡張する格子板付の気体拡散手段６により、測定室２内に再びに広範囲に誘導される。このような気体の再循環が行われ、定常状態に達した後に、電流測定手段１２により電離電流が測定され、前記のようなデータ解析手段１４により放射線強度が求められる。
【００１９】
このように本発明の第１の実施の形態によれば、格子板付の気体収集手段５と、格子板付の気体拡散手段６と、整流板３とにより測定室２内に効果的な気体の流れを作るので、放射線源の位置に起因する感度差を減少させ、精度の高い放射線測定を行なうことができる。
なお、放射線測定の感度を上げるためにフィルタ４ｂを省略してもよい。
【００２０】
次に本発明の第２の実施の形態による放射線の具体的な測定方法について説明する。図２は本実施の形態による放射線の測定方法を示すフローチャートである。
図２において、まず、測定室２内にに測定対象１がない状態で、測定室２内の気体を吸引し（Ｓ１）、少なくとも気体が再循環系を２回循環する以上の時間を経過した（Ｓ２）後に、少なくとも気体が２回循環する時間以上の範囲内で少なくとも４個以上のＮ個のバックグラウンド電流を測定する（Ｓ３）。測定したバックグランド電流のデータを平均演算して（Ｓ４）バックグラウンド電流の平均値Ｉｂａと、統計演算してバックグラウンド電流の標準偏差σｂを求め、これより、バックグラウンド電流の平均値の標準偏差σｂ／√Ｎをもとめる。
【００２１】
同様にして、測定室２内に測定対象１が有る状態で、測定室２内の気体を吸引し（Ｓ５）、少なくとも気体が再循環系を２回循環する以上の時間を経過した（Ｓ６）後に、少なくとも気体が２回循環する時間以上の範囲内で、少なくとも４個以上のＮ個のグロス電流を測定する（Ｓ７）。測定したグロス電流のデータを平均演算して（Ｓ８）グロス電流の平均値Ｉｇａと、統計演算してグロス電流の標準偏差σｇをもとめ、これより、グロス電流の平均値の標準偏差σｇ／√Ｎを求める。
以上のようにして求めたグロス電流平均値からバックグラウンド電流平均値を減算すれば、正味電流値Ｉｎ（＝Ｉｇａ−Ｉｂａ）が求められる（Ｓ９）。
【００２２】
さらに、この正味電流値Ｉｎに、前もって測定した電流から放射線強度への換算定数（Ｂｑ／Ａ）を乗算すれば（Ｓ１０）放射線強度（Ｂｑ）が求められる（Ｓ１１）。さらに、前もって測定した測定対象の重量データを使用して（Ｓ１２）放射線濃度（Ｂｑ／ｇ）を求めることができる（Ｓ１３）。
ここで、上記の正味電流値Ｉｎの標準偏差は、√（σｇ２＋σｇ２）／√（Ｎ）で求められ、多数個のデータを測定することにより、測定精度が向上する。
【００２３】
このように本実施の形態によれば、気体を少なくとも２回以上循環した後にダストが除去されるとともに、速度が定常状態に達し、均一化された気体を測定するので、精度のよい測定を行うことができる。
【００２４】
次に本発明の第３の実施の形態による放射線測定装置について図３を参照して説明する。なお以下の実施の形態の説明において、図１に示す本発明の第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２５】
図３に示すように本実施の形態においては、測定室２には、格子板付の気体拡散手段６に加えて、気体移送管７ａから分岐管１６により分岐され測定対象１の一部の領域に気体を噴射する可動式噴射口１７を設けている。そして、可動式噴射口１７が測定対象１の全領域に渡って移動するように噴射口移動レール１８と、噴射口駆動機構１９と、可動式噴射口１７の各噴射口位置での測定した電離電流値を記憶する記憶手段２０とを有する。
分岐管１６と気体移送管７ａには気体の流れを調整するための開閉バルブ２１ａ、２１ｂが設けられている。
【００２６】
このような構成の本発明の第３の実施の形態によれば、通常は、格子板付の気体拡散手段６と、格子板付の気体収束手段５とを使用して気体循環経路７に測定室２内の気体を循環させてイオンを収集し、測定対象１の放射線測定を行う。測定の結果、設定した強度以上の値が測定され、測定対象１の除染、あるいは分割を行う場合には、放射線源の位置情報が必要になる。
【００２７】
このような場合、開閉バルブ２１ａ、２１ｂの開閉調整を行い、分岐管１６を用いて可動式気体噴射口１７に気体を送り、可動式気体噴射口１７により、測定対象１の限定された領域に気体を移送し、その領域で生成したイオンを移送して収集する。そして電離電流を測定して、その気体噴射口位置での電流測定値として記憶する。次に気体噴射口の位置を変え、各位置での電流値を測定／記憶してまとめれば、測定対象の放射線強度の分布を求めることができる。
【００２８】
これにより、除染あるいは分断に必要な放射線源の位置情報として得られ、放射線の高い領域を精度よく求めることができ、測定対象１の除染あるいは分断を確実に行うことができる。
【００２９】
なお、前記説明では可動式気体噴射口を使用したが、気体噴射口として可動式プレートで構成された気体噴射口で、プレートを可動し、限定された気体を測定対象に移送するようにしても良い。
【００３０】
次に本発明の第４の実施の形態による放射線測定装置について図４を参照して説明する。
図４に示すように本実施の形態においては、測定室２内において、測定対象１を載せて昇降させる昇降台２２と、昇降台２２を昇降案内する昇降レール２３と、内部に測定対象１を昇降自在に格納し、測定対象１の測定しようとする領域を限定する気体流通口２４を形成した防風カバー２５とを設けている。
【００３１】
このような構成の本発明の第４の実施の形態によれば、昇降台２２を昇降させることによって気体流通口２４に対向した測定対象１の領域が限定され、この限定された領域の近傍の気体を気体循環経路７に移送し、この気体に含まれるイオンをイオン収集手段で収集し、電離電流として測定することにより、測定対象１の限定された領域の放射線強度を求めることができる。
【００３２】
次に、昇降台２２を駆動して気体流通口２４で限定される測定対象１の領域を変え、このようにして放射線強度を測定する操作を、測定対象１の全長に渡って行い、測定対象１の各領域の放射線強度を測定することができる。
【００３３】
本実施の形態によれば、測定対象１の各領域ごとに放射線強度が測定されるので、精度良く放射線の測定が行え、測定対象１の除染あるいは分断を確実に行うことができる。
【００３４】
なお、測定対象１が長い場合には、測定室２に形成した天井板２６と底板２７を外し、それによって形成された貫通孔２８内を通過させて測定対象１を昇降させるようにしてもよい。
【００３５】
次に、本発明の第５の実施の形態による放射線測定装置について図５を参照して説明する。
図５に示すように本実施の形態においては、測定対象１を載せて回転する回転台２９と、この回転台２９を回転させる回転駆動機構３０と、回転台２９の原点位置を検出する位置サンサ３１と、電流測定手段１２の出力側に接続され、前もって定めた回転角度に対応じた時間間隔で測定された電離電流を記憶するデータ記憶手段３２と、位置センサ３１の信号を受けて前記電離電流の測定開始信号を電流測定手段１２に出力する測定開始制御手段３３と、データ記憶手段３２により記憶したデータを基に角度範囲ごとにデータ解析を行うデータ解析手段１４とを設けている。
【００３６】
このような構成の本発明の第５の実施の形態によれば、測定対象１を回転台２９の上に載せ、回転駆動機構３０により回転台２９を回転させるとともに、測定室２内の気体を気体循環経路７に循環させる。位置センサ３１により回転台２９の原点を検出した時に測定開始制御手段３３は測定開始信号を発生し、この測定開始信号を受けて電流測定手段１２が電離電流の測定を開始する。測定対象１を回転しながら、前もって定めた微小時間間隔で電離電流を測定し、その電流データを順次データ記憶手段３２に各時間に相当する各角度位置ごとのデータとして記憶する。この測定は次の原点の信号を測定開始制御手段３３が受けるまで行う。
回転台２９の１回転分の電流測定データとして、例えば１度の間隔で電流測定を行えば、最大３６０個のデータを収集することができる。
【００３７】
ここで、測定対象１は放射線源が不均一分布をしているので、例えば、回転台２９の回転角度を１０度間隔毎に１０度で１０個の放射線強度を求めるものとする。なお、１０度間隔ごとに１００個の電流値を測定して平均値を求めるものとすると、回転台２９の１０回転分のデータが必要になり、１０回転分の電離電流を測定する。ここで、例えば原点０度から１０度の範囲の角度のデータに着目すると、１回目の回転で１０個の電流測定データが収集され、１０回転分として合計１００個のデータが収集される。このデータを基にして、この角度間の平均電流値の標準偏差を求めると、１００個の測定データの標準偏差を１００の平方根つまり１０で除算した値となる。このように、多点測定を行い平均値を求めれば、測定誤差を減少でき、精度よい測定を行うことができる。
【００３８】
このような構成の本発明の第５の実施の形態によれば、測定対象１を角度分割し、その分割角度ごとに多数の電離電流を測定し、平均化の統計処理行うことにより統計誤差を減少することができるので、不均一な線源分布の測定対象に対しても、精度良く放射線を測定することができる。
【００３９】
次に本発明の第６の実施の形態の放射線測定装置について図６を参照して説明する。
図６に示すように本実施の形態においては、イオン収集手段８を気体循環経路７の気体移送管７ａからバイパス管３４ａ、３４ｂを介してバイパスさせている。
バイパス管３４ａ、３４ｂにはそれぞれ開閉バルブ３５ａ、３５ｂが、また、気体移送管７のバイパス管３４ａ、３４ｂとの接続部の中間に位置する部分には開閉バルブ３６が設けられている。
【００４０】
このような構成の本発明の第６の実施の形態によれば、まず開閉バルブ３５ａ、３５ｂを閉じ、開閉バルブ３６を開いた状態で気体循環経路７に測定室２内の気体を循環させる。開閉バルブ３５ａ、３５ｂが閉じているので気体はイオン収集手段８を通過せずに循環される。
【００４１】
この循環を何度か繰り返すことにより、気体中に含まれるダスト、水分はフィルタ１０により除去され、気体循環経路７を流れる気体は浄化される。この浄化が終了した時点で、開閉バルブ３５ａ、３５ｂを開き、開閉バルブ３６を閉じることによって測定室２内の気体はイオン収集手段８を経由して循環される。この状態でイオン収集手段８により気体のイオンを収集し、電流測定手段１２により電離電流を測定し、データ解析手段１４により放射線強度を測定する。このように、浄化された気体の循環によるイオンの収集と電離電流の測定が行えるため、漏れ電流の少ない状態で測定でき、精度よく放射線を測定することができる。
【００４２】
次に本発明の第７の実施の形態の放射線測定装置について図７を参照して説明する。
図７に示すように本実施の形態においては、気体循環経路７に設けたフィルター１０と送風機１１との間の気体移送管７ａにパッファ容器３７と開閉バルブ３８とが設けられている。パッファ容器３７にはフィルター３９と開閉バルブ４０とが設けられ、気体循環経路７外部からの外気が取り入れられるように成っている。
更にフィルター１０と開閉バルブ３８との間には気体循環経路７を流れる気体の一部を気体循環経路７外部に放出するための開閉バルブ４１が設けられている。
【００４３】
このような構成の本発明の第７の実施の形態によれば、バッファ容器３７とフィルター１０との間に設けた開閉バルブ３８を調節して部分開放とし、開閉バルブ４１も調節して部分開放とし、更にバッファ容器３７に設けた外気取り入れ用の開閉バルブ４０も部分開放とする。
【００４４】
このような状態では、測定室２内の気体を気体循環経路７に循環させることによってイオン収集手段８によってイオンが収集される。イオンが収集された気体はフィルター１０を経た後、開閉バルブ４１を通して一部が外気に放出され、一部が送風機１１により測定室２内に再循環される。さらに、開閉バルブ４０を通過し、フィルタ３９で浄化された外気をバッファ容器３７を介して気体循環経路７に取り入れる。
【００４５】
本実施の形態によれば、イオン収集手段８を通過した後の測定室２内に再循環させる気体を一部減少させ、その代わりに気体循環経路７の外部からの浄化された気体を循環させるので、寿命が数秒から数１０秒のイオンがイオン収集手段８を通過した後も消滅せずに、再度測定室２を通過してイオン収集手段８で再収集される割合が減少するので、高速で気体を吸引する場合にも、精度よく放射線を測定することができる。
【００４６】
次に本発明の第８の実施の形態の放射線測定装置について図８を参照して説明する。
図８に示すように本実施の形態においては、測定室２の扉１５を開閉駆動する扉駆動機構４２と、測定対象１を収納するメッシュ構造の測定対象収納容器４３と、測定対象収納容器４３を載せて測定室２内に搬入／搬出する移動台４４と、移動台４４を駆動する移動台駆動機構４５とを設けている。
【００４７】
また、測定室２はバイパス管４６によりバイパスされ、このバイパス管４６には開閉バルブ４７ａ、４７ｂが設けられ、さらに気体拡散手段６の入口側と気体収束手段５の出口側に開閉バルブ４８ａ、４８ｂが設けられている。更にまた前記移動台駆動機構４５及び開閉バルブの制御手段４９を備えている。
【００４８】
このような構成の本発明の第８の実施の形態によれば、測定対象１を気体の透過性のよいメッシュ構造の収納容器４３に収め、この収納容器４３を移動台４４に載せ、測定室２の扉１５を扉駆動機構４２により開放して、移動台駆動機構４５により移動台４４を移動させて測定対象１を測定室２内まで移送する。その後、測定室２の扉１５を閉鎖するとともに、測定室２への気体の供給を停止するように測定室前後の開閉バルブ４８ａ、４８ｂを閉じ、一方、バイパス管４６の開閉バルブ４７ａ、４７ｂを開放する。この状態で、気体を吸引機９で吸引しつつ、イオン収集手段８でイオンを収集し、これをバックグラウンド電流として測定する。次に、測定室の前後の開閉バルブ４８ａ、４８ｂを開放にするとともに、バイパス管４６の開閉バルブ４７ａ、４７ｂを閉じる。この状態で、測定室２内の気体を吸引し、同時に測定対象１から放出された放射線の電離作用で生成したイオンも合わせて吸引し、イオン収集手段８でイオンを収集し、電離電流を測定する。前者のバックグラウンド電流測定値に係数を掛けて求めた電流値を後者の電流測定値からの減算し、正味の電流値を求める。この電流値に、前もって定めた電流から放射線強度への換算定数を乗じて、放射線強度を求める。電流測定が終了すれば、測定室の扉を開放し、測定対象を移動台により測定室内から移動し、全測定操作が終了する。
【００４９】
本実施の形態によれば、気体の透過性のよいメッシュ構造の収納容器４３に測定対象１を収納するので、イオンを高効率で収集することができるとともに、バックグラウンド電流を測定する際に気体を測定室２をバイパスさせて流し、計測するので、測定室２に測定対象１が収納された状態でもバックグランド電流が測定でき、測定時間を短縮できるとともに、バックグラウンドの補正が行えるので、精度よく放射線を測定することができる。
【００５０】
次に本発明の第９の実施の形態の放射線測定装置について図９を参照して説明する。
図９に示すように本実施の形態においては、正と負のイオンを発生し帯電した測定対象１を除電する除電器５０と、測定室２の扉１５と、その駆動機構４２と、測定対象１を載せて測定室２への搬入／搬出を行う移動台４４と、扉駆動機構４２と移動台駆動機構４５と吸引機９と送風機１１とを制御する制御手段５１と、電流測定手段１２の制御とデータ解析を行う測定制御／データ解析手段５２とを備えている。
【００５１】
このような構成の本発明の第９の実施の形態によれば、流動する気体に帯電しやすい物質を含む測定対象１を測定する場合には大きな測定誤差が伴う場合がある。そこで、このような構成により、測定対象１を移動台４４に載せ、測定室２の扉１５を開放し、測定対象１を測定室２内に設置して、扉１５を閉める。ここで、除電器５０により、測定対象１に＋または−のイオンを供給し、除電する。次に、測定対象１の放出する放射線が測定室２の気体を電離し、イオンの生成と消滅でイオン濃度が平行に達するまで測定対象１を放置する。一定時間放置後、測定室２の扉１５を開放し、測定対象１を移動台４４により測定室２外へ移動し、測定室２の扉１５を閉める。そうすると、密閉された測定室２内には、気体と寿命が数秒から数１０秒で減衰するイオンが残存している。この状態で、測定室２内の空気を吸引し、イオン収集手段８で残存するイオンを連続的に収集し、電離電流を短時間間隔で連続的に測定する。このようにして求めた多数の電流値で、前もって定めた一定の範囲の電流値を積算して積算電流値を求める。この積算電流値をバックグラウンド補正して正味の積算電流値を求め、前もって定めた積算電流から放射線強度への換算定数を乗じて放射線強度を求める。
【００５２】
本実施の形態によれば、例えば塩化ビニール、ポリエチレン、ナイロンなどの帯電しやすい物質を含む測定対象１に対しても、高速流体中に測定対象１を設置しないので、摩擦によるイオンを発生させることなく、精度よく放射線を測定することができる。
【００５３】
次に本発明の第１０の実施の形態における放射線測定装置のイオン収集手段について図１０を参照して説明する。
図１０に示すように本実施の形態においては、一端に開放された気体出口５３を有する外筒５４と、外筒５４の内側中心部に外筒５４と電気的に絶縁されてほぼ同心的に設置された中心電極５５と、この中心電極５５を外筒５４の気体出口５３と反対側端部に固定する内側絶縁材５６と外側絶縁材５７とこの両者間に設けたガードリング５８と、これらを覆うカバー５９と、前記外筒５４の側面に形成された気体入口孔６０と、中心電極５５を非接触で通過させる孔を持ち、前記気体入口孔５９から気体出口５３に向けて滑らかな曲面を有する整流板６１とによりイオン収集手段８を構成している。
【００５４】
ここで、気体入口孔６０の気体が流通する断面の面積は、外筒５４の気体が流通する断面の面積の１／１０以上の断面積とする。また、ガードリング５８と外筒５４間に電圧が印加され、中心電極５５とガードリング５８間の電流が計測されるものとする。
【００５５】
このような構成の本発明の第１０の実施の形態によれば、イオン収集手段の気体入口孔６０から流入する気体は直進し、滑らかな曲面の整流板６１で、乱流の発生が少なく、流れの方向を９０度変える。その後、気体は中心電極５５に沿って移動し、移動過程で、イオンが中心電極５５に収集される。このように、イオン収集手段８は、大容量の気体を乱流の発生を抑えて通過させ、同時に効率的にイオンを収集できる構造になっているので、効率よくイオンを収集し、効率良く電離電流を測定することができる。
なお、イオン収集手段への気体の吸引は、方向が逆でもよい。
【００５６】
次に本発明の第１１の実施の形態における放射線測定装置のイオン収集手段について図１１を参照して説明する。
図１１に示すように本実施の形態においては、中心電極５５の両端が内側絶縁材５６と、ガードリング５８と外側絶縁材５７とで固定され、中心電極５５を少なくとも２個以上有するイオン収集手段８を構成している。このうち、気体の流通経路内にある外側絶縁材５７は、気体の流通路を広く保つため、面積の小さい固定棒６２で外筒５４に固定される。
【００５７】
このような構成の本発明の第１１の実施の形態によれば、中心電極５５の両側が固定された状態になっているので、必要に応じて中心電極５５及びイオン収集手段全体の長さを延長することができ、そのためイオン収集効率を向上することができる。また、少なくとも２個以上の中心電極５５を備えるため、印加電圧を一定とした場合、気体の流通断面を中心電極５５の数に応じて拡大することができる。そのため、多くの容積の気体を吸引することができ、大型の測定対象にたいしても、精度よく放射線を測定することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、種々の環境および条件下においても、さらに簡便に精度よく放射線を測定することのできる放射線測定装置および放射線測定方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による放射線測定装置を示す平面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態による放射線測定方法を説明するフローチャート。
【図３】本発明の第３の実施の形態による放射線測定装置を示す平面図。
【図４】本発明の第４の実施の形態による放射線測定装置を示す正面図。
【図５】本発明の第５の実施の形態による放射線測定装置を示す平面図。
【図６】本発明の第６の実施の形態による放射線測定装置を示す平面図。
【図７】本発明の第７の実施の形態による放射線測定装置を示す平面図。
【図８】本発明の第８の実施の形態による放射線測定装置を示す平面図。
【図９】本発明の第９の実施の形態による放射線測定装置を示す平面図。
【図１０】本発明の第１０の実施の形態による放射線測定装置のイオン収集手段を示す平面図。
【図１１】本発明の第１１の実施の形態による放射線測定装置のイオン収集手段を示す平面図。
【図１２】従来の放射線測定装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１…測定対象、２…測定室、２ａ…測定室の気体入口、２ｂ…測定室の気体出口、３…整流板、４ａ、４ｂ…フィルタ、５…気体収束手段、６…気体拡散手段、７…気体循環経路、７ａ…気体移送管、８…イオン収集手段、９…吸引機、１０…フィルタ、１１…送風機、１２…電流測定手段、１３…電源、１４…データ解析手段、１５…測定室の扉。
【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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