(57)【要約】【課題】  従来法では、許可無く取り扱うことが可能な放射性同位元素の放射能が法律上規制されているために、放射性同位元素から生じるべータ線の単位時間当たりの発生頻度が低い。したがって粒子群の有無により、フィルターを透過した後のベータ線のエネルギー差を高精度で計測するためには高感度なエネルギー測定器が必要であるとともに、Ｓ／Ｎ比向上のための積算には比較的長い照射時間が必要であった。【解決手段】  ガス中のダスト（固体粒子）をフィルター等の固体薄膜上に捕集し、これに電子ビーム（ＥＢ）発生器で生じた電子を照射し、固体薄膜上にダストが存在しない場合と存在する場合における固体薄膜を透過したＥＢのエネルギーの差をとることによって、粒子の重量濃度を計測する方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス中のダストをフィルター等の固体薄膜上に捕集し、これに電子ビーム（ＥＢ）発生器で生じた電子を照射し、固体薄膜上にダストが存在しない場合と存在する場合における固体薄膜を透過したＥＢのエネルギーの差をとることによって、粒子の重量濃度を計測する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス中に含まれたダストの重量濃度の計測に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス中のダストの重量濃度測定に当たっては、環境庁の告示（非特許文献１）及び施行規則（非特許文献２）に記載されているように、ある粒径以上或いはある粒径範囲内の大きさを有する固体粒子群をフィルター等の固体薄膜に捕集し（ＪＩＳ  Ｚ  ８８０８）、放射性同位元素から生じるべータ線（原子核の壊変により生じる高エネルギーの電子の流れ）を用いて、フィルター上に粒子が存在しない場合とする場合とで生じるフィルターを透過した後のべータ線エネルギーの差から粒子群の重量濃度を測定する方法や、又ＪＩＳ  Ｂ  ７９５４に記載されているように、ダストの捕集及び重量の計測が一体となった装置により測定する。
【非特許文献１】大気の汚染に係る環境基準について（昭和４８年環境庁告示第２５号）
【非特許文献２】大気汚染防止法施行規則第１８条
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来法では、許可無く取り扱うことが可能な放射性同位元素の放射能が法律上規制されているために、放射性同位元素から生じるべータ線の単位時間当たりの発生頻度が低い。したがって粒子群の有無により、フィルターを透過した後のベータ線のエネルギー差を高精度で計測するためには高感度なエネルギー測定器が必要であるとともに、Ｓ／Ｎ比（信号に対するノイズ強度比）向上のための積算には比較的長い照射時間が必要であった。
【０００４】
また、フィルター上に捕集された粒子群の面積密度（フィルター上に捕集した単位面積あたりの粒子群の重量）の測定に適したべータ線のエネルギー（１ベータ線当たり）を用いる場合には、ベータ線のエネルギーを減弱するために放射性同位元素とフィルターとの間に均一厚さの金属板等を挿入したり、あるいは異なるエネルギーのベータ線を生じる放射性同位元素に交換する必要がある。さらに、放射性同位元素を密封した状態で用いており汚染上の問題は無いが、常にベータ線が放出されているために、粒子計測を行わない揚合にも放射線防護の上で安全への配慮が必要である。そこで、本発明においては、これらの問題点の解決を図った。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の問題点を解決するため、放射性同位元素から生じるベータ線の替わりとして、電子ビーム（ＥＢ：electron beam）発生器からのＥＢを用いた。
このＥＢ発生器から生じるＥＢは、単位時間の発生頻度が極めて高いためにフィルター等の固体薄膜を透過した後のエネルギーを簡易なエネルギー測定器により高精度で計測すること、及び極めて短いＥＢ発生時間で、大きいＳ／Ｎ比を得ることができる。
【０００６】
また、単位時間当たりのビーム本数や１ビーム当たりのエネルギーを、粒子群の面積密度に適したエネルギーで任意に変えて、照射及び計測を行うことができる。さらに、自己遮蔽型のエネルギー１ＭｅＶ未満のＥＢ発生器を用いることにより、装置の設置や運転に関して資格等の許認可が不要となる。またビームの発生及び停止がスイッチ操作で可能となる。
【０００７】
即ち、本発明は、制動Ｘ線遮蔽体内に、金属薄膜で遮蔽され、電子発生用フィラメント等を備えた電子ビーム発生器とエネルギー測定器とを組み合わせて構成されたガス中ダストの重量濃度測定装置を使用し、ダストが捕集されていない固体薄膜に電子ビームを照射し、その透過電子ビームエネルギーをエネルギー測定器で測定し、次に、ガス中ダストを捕集した固体薄膜に電子ビームを照射し、その透過電子ビームのエネルギーをエネルギー測定器で測定し、上記２つの測定されたエネルギーの差から固体薄膜上のダストの重量を評価し、ダストを固体薄膜上に捕集するために流通させたガス体積からガス中のダストの重量濃度を求めることからなる、電子ビームによるガス中ダストの重量濃度測定方法である。
【発明の効果】
【０００８】
ＥＢは、放射線同位元素から生じるベータ線に比べて短時間に高密度のエネルギーを固体、液体並びに気体に付与することができ、またＥＢ発生器を用いる場合にはビーム１本あたりのエネルギーや単位時間当たりのビーム数を簡単な操作で任意に可変することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明でいうＥＢ発生器とは、真空中で金属製フィラメントを熱したり、金属電極等に強電場を印加したりすることにより金属表面から生じた電子を、電場により加速し、金属等の無機物あるいは有機物の薄い隔膜を通過させて、加速した電子を大気圧ガスに取り出す装置である。装置はそれ自体で、ＥＢ発生に伴って制動Ｘ線が外部に漏洩しない構造であることが望ましい。
【００１０】
本発明でいうＥＢとは大気圧ガス中の電子の流れであり、ダストが付着した固体薄膜に入射する際に、１ビームあたりのエネルギーが５０ｋｅＶ以上が望ましい。ダストとは、ガス中の固体或いは液体の浮遊粒子であり、粒径が１０μｍ以下のものである。
【００１１】
図１に、本発明の電子ビームによるガス中ダストの重量濃度測定法において使用される測定装置の構造が示される。１は制動Ｘ線遮蔽体、２は電子ビーム発生器、３は電子発生用のフィラメント等であり、４は金属等の薄膜、５は電源、６は電子ビーム、７は透過電子ビーム、８はフィルター等の固体薄膜、９はダスト、そして１０はエネルギー測定器を示す。
【００１２】
本発明における計測手順を説明すると、次のとおりである。
（１）ダストが捕集されていないフィルター等の固体薄膜８を、電子ビーム発生器２下方の電子ビーム６の照射位置に設置する。
【００１３】
（２）この固体薄膜に電子ビーム発生器２からの電子ビーム６を照射し、透過する電子ビーム７のエネルギーをエネルギー測定器１０で測定した後に取り外し、これをバックグランドとして使用する。
【００１４】
（３）次に、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０８方法に基づき、ガス中ダストを捕集したフィルター等の固体薄膜８を電子ビーム発生器２下方の電子ビーム６の照射位置に設置する。
（４）この固体薄膜８及びこの固体薄膜に捕集されたダスト９に電子ビーム発生器２からの電子ビーム６を照射し、透過する電子ビーム７のエネルギーをエネルギー測定器１０で測定する。
【００１５】
（５）上記（２）で測定されたエネルギーと上記（４）測定されたエネルギーの差から固体薄膜上のダストの重量を評価する。
（６）上記（３）で、ダストを固体薄膜８上に捕集するために流通させたガス体積から、ガス中のダストの重量濃度を求める。
【実施例】
【００１６】
試験用ダストＪＩＳ  Ｎｏ．１１（中位径：１．６〜２．３μｍ）を含む空気を、テフロン（登録商標）製フィルター（孔径が０．２５μｍ）に３０分程度通過させた。そのフィルターにダストが付着した側から、加速エネルギー２００ｋｅＶのＥＢを０．５秒間照射し、フィルターを透過したＥＢをアルミ製板で全て捕捉し、その吸収エネルギーによる板の温度上昇からＥＢのエネルギーを測定した。
【００１７】
またダスト捕集前のフィルターについても、同様にして照射及び透過ＥＢのエネルギー測定を行った。このエネルギー差からフィルターに捕集されたダスト重量は１．２５ｍｇと計算された。ＪＩＳ  Ｚ  ８８０８に従ったダストの重量は１．２３ｍｇであり、上記の結果と非常によい一致を示した。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明により、ガス中ダストの重量濃度が迅速に、かつ簡便に分析可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の電子ビームによるガス中のダストの重量濃度測定装置を示す図である。
【図１】
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