(57)【要約】  【課題】  作業員等が携行しやすい、小型で安価な装着型軟Ｘ線検出器を提供する。  【解決手段】  透明樹脂製の円筒形チャンバの側面に形成した開口部に、軟Ｘ線透過フィルムを配設し、このチャンバの底部に、絶縁体を介して金属製の帯電プレートを配設すると共に、チャンバの内部に、誘電体部材からなるボールの表面を導電化してなる導電性ボールを封入し、帯電プレートとチャンバの上面内側との間に、導電性ボールの移動を規制するストッパーを配設し、本検出器の装着前に、帯電プレートと導電性ボールとを同極に帯電することにより、導電性ボールをストッパーに沿って浮上させ、本検出器の装着後に、軟Ｘ線の被曝量に応じて、導電性ボールが下方に移動するように構成する。【選択図】  図１
2005172431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂製の円筒形チャンバの側面に形成した開口部に、軟Ｘ線透過フィルムが配設され、
前記チャンバの底部には、絶縁体を介して金属製の帯電プレートが配設されると共に、前記チャンバの内部には、誘電体部材からなるボールの表面を導電化してなる導電性ボールが封入され、
前記帯電プレートと前記チャンバの上面内側との間に、前記導電性ボールの移動を規制するストッパーが配設され、
本検出器の装着前に、前記帯電プレートと導電性ボールとを同極に帯電することにより、前記導電性ボールを前記ストッパーに沿って浮上させ、
本検出器の装着後に、軟Ｘ線の被曝量に応じて、前記導電性ボールが下方に移動するように構成されていることを特徴とする静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器。
【請求項２】
前記ストッパーが、前記導電性ボールの周囲に、前記帯電プレートと同心円上に複数個配設されていることを特徴とする請求項１に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器。
【請求項３】
前記導電性ボールに、その中心を貫通する孔が形成され、この孔内に前記ストッパーが貫通配置されていることを特徴とする請求項１に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器。
【請求項４】
前記導電性ボールが、前記チャンバ内に、複数個積層されて封入されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器。
【請求項５】
前記チャンバの内面に、光電子放出材からなる膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器。
【請求項６】
前記チャンバの外面に、前記導電性ボールの移動量を測定するための目盛りが形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器。
【請求項７】
前記帯電プレートを帯電する所定の電荷量が、軟Ｘ線の被曝量が予め設定した限度量を超えた場合に前記導電性ボールが落下するような値に設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者が容易に携行することができる静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギーが３〜９．５ｋｅＶで、主波長が２オングストロームの軟Ｘ線を用いたイオナイザー等の装置が市販されている。この種の軟Ｘ線（３〜９．５ｋｅＶ）は、エネルギーが低いために測定が困難であり、その検出器としては、従来、電離箱式サーベーメータ（例えば、米国ビクトリーン社  ４５０Ｂ−ＳＩ）が使用されていた。その他の測定器や個人被曝線量測定用具は、約２０〜５０ｋｅＶ以上の放射線線量の測定に用いられるものであるため、軟Ｘ線（３〜９．５ｋｅＶ）のような低エネルギーの放射線線量の測定には不適当であったからである。なお、電離箱式のＸ線検出器としては、特許文献１に示したような技術が知られている。
【特許文献１】特開平１１−３１７１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような電離箱式サーベーメータは、測定に必要な線量を確保するために、サイズを大きくする必要があるため（例えば、米国ビクトリーン社  ４５０Ｂ−ＳＩは、約１２０×１２０×２００ｍｍ）、個人被曝線量測定用具として、作業員が胸部等に装着して作業中の被曝量を測定することは困難であった。そのため、現状では、作業者がどの程度被曝したか、あるいは被曝限度を超えているかどうかを知るための手段がなかった。また、電離箱式サーベーメータは高価であるため、それに代わって、安価で簡単に被曝量を測定できる検出器の開発が切望されていた。
【０００４】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、作業員等が携行しやすい、小型で安価な静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器は、透明樹脂製の円筒形チャンバの側面に形成した開口部に、軟Ｘ線透過フィルムが配設され、前記チャンバの底部には、絶縁体を介して金属製の帯電プレートが配設されると共に、前記チャンバの内部には、誘電体部材からなるボールの表面を導電化してなる導電性ボールが封入され、前記帯電プレートと前記チャンバの上面内側との間に、前記導電性ボールの移動を規制するストッパーが配設され、本検出器の装着前に、前記帯電プレートと導電性ボールとを同極に帯電することにより、前記導電性ボールを前記ストッパーに沿って浮上させ、本検出器の装着後に、軟Ｘ線の被曝量に応じて、前記導電性ボールが下方に移動するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００６】
上記のような構成を有する請求項１に記載の発明によれば、静電気的な斥力によって導電性ボールを浮上させるように構成されているため、摩擦力等の不安定要因が少なく、軟Ｘ線の電離作用により発生した正負イオンによる帯電プレート上の静電荷量の変化に追随しやすい。その結果、導電性ボールの移動距離と移動にかかった時間から線量率を測定することができる。また、移動した距離から積算線量をも測定することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器において、前記ストッパーが、前記導電性ボールの周囲に、前記帯電プレートと同心円上に複数個配設されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項２に記載の発明によれば、帯電プレートと同極に帯電した導電性ボールが静電気的な斥力によって浮上する際に、前記導電性ボールを、常に、静電気的斥力が最も大きい部位である帯電プレートの中央上方に位置させることができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器において、前記導電性ボールに、その中心を貫通する孔が形成され、この孔内に前記ストッパーが貫通配置されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項３に記載の発明によれば、帯電プレートと同極に帯電した導電性ボールが静電気的な斥力によって浮上する際に、前記導電性ボールを、常に、静電気的斥力が最も大きい部位である帯電プレートの中央上方に位置させることができる。さらに、複数個のストッパーを配設する必要がないので、導電性ボールの移動規制部材の構成がより簡略化される。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器において、前記導電性ボールが、前記チャンバ内に、複数個積層されて封入されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項４に記載の発明によれば、導電性ボールの蓄積電荷量を１個の場合の数倍とすることができ、下にある導電性ボールほど、少ない軟Ｘ線量で反応するようになるので、軟Ｘ線に対する感度を向上させることができる。また、導電性ボールの移動距離だけでなく、落下個数により、軟Ｘ線の被爆線量を簡易的に測定することもできる。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器において、前記チャンバの内面に、光電子放出材からなる膜が形成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項５に記載の発明によれば、入射した軟Ｘ線の電離作用でイオンができるだけでなく、軟Ｘ線が光電子放出材からなる膜に当たると、その線量に応じて光電子が放出され、それが空気分子に付着して負のイオンを生成し、その結果、イオン量が増幅されるため、少ない軟Ｘ線量でも導電性ボールの位置が変わり、検出感度を上げることが可能となる。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器において、前記チャンバの外面に、前記導電性ボールの移動量を測定するための目盛りが形成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項６に記載の発明によれば、透明樹脂からなるチャンバの外側から、導電性ボールの移動量を容易に測定することができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器において、前記帯電プレートを帯電する所定の電荷量が、軟Ｘ線の被曝量が予め設定した限度量を超えた場合に前記導電性ボールが落下するような値に設定されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項７に記載の発明によれば、軟Ｘ線の被曝量が予め設定した限度量を超えると導電性ボールが落下するので、被爆量がある一定値を超えたことを、検出器の外部から目視で容易に確認することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、作業員等が携行しやすい、小型で安価な静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な実施の形態（以下、実施形態という）を、図面を参照して説明する。
【００１５】
（１）第１実施形態
（１−１）構成
本実施形態の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器は、図１に示すように構成されている。すなわち、図１（Ａ）に示したように、透明樹脂製の円筒形チャンバ（以下、チャンバという）１の長手方向の側面（正面）に、軟Ｘ線を透過するポリイミド樹脂（カプトン（登録商標））等からなるフィルム２を貼った窓（請求項の開口部に対応）３が形成されている。また、図１（Ｂ）に示したように、前記窓３が形成された面に隣接する側面には、後述する導電性ボールの移動距離を測定するための移動距離指示目盛り１１が形成されている。
【００１６】
また、図１（Ｃ）及び図１（Ｄ）に示したように、チャンバ１の内面には、金メッキ等の光電子放出材膜１２が形成され、さらに、チャンバ１の底部には、テフロン等からなる絶縁体７が配設され、この絶縁体７の上面に、電気的に高絶縁された金属製の帯電プレート５が配設されている。また、この帯電プレート５の底面には、前記絶縁体７を貫通してチャンバ１の下面から外部に引き出された帯電プレート帯電用電極（以下、帯電用電極という）６が接続されている。
【００１７】
また、チャンバ１の内部には、発泡ポリスチレン等からなる軽量ボールの表面を導電化した導電性ボール８が封入されている。本実施形態の装着型軟Ｘ線検出器は、主として作業者の胸部にピン等で留めて使用するため、導電性ボール８は、できるだけ軽い（密度の小さい）発泡ポリスチレン等を使用して、作業者の動作による慣性力をできるだけ受けないように構成されている。
【００１８】
また、前記導電性ボール８の周囲には、前記帯電プレート５とチャンバ１の上面との間に、細い絶縁性の樹脂柱あるいは樹脂糸等からなる導電性ボール用ストッパー（以下、ストッパーという）９が、前記帯電プレート５の同心円上に複数個配設され、チャンバ１の内部に封入された導電性ボール８の移動を規制することができるように構成されている。
【００１９】
このように、ストッパー９を前記帯電プレート５の同心円上に設けた理由は、以下の通りである。すなわち、後述するように、帯電プレート５と同極に帯電した導電性ボール８が静電気的な斥力によって浮上する際、導電性ボール８は帯電プレート５の中央上方にあるときが、一番、静電気的斥力が大きいため、導電性ボールを常に、静電気的斥力が最も大きい部位である帯電プレートの中央上方に位置させることができるようにするためである。また、ストッパー９として細い絶縁性の樹脂柱あるいは樹脂糸等を用いるのは、導電性ボール８の持つわずかな電荷がリークするのをできるだけ防止するためである。
【００２０】
なお、帯電プレート５の帯電後は、帯電用電極６に触れると電荷がリークするので、チャンバ１の下面には、外部に露出している帯電用電極６を保護するための保護キャップ１０が着脱可能に設けられている。
【００２１】
（１−２）作用
上記のような構成を有する本実施形態の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器は、以下のようにして、軟Ｘ線の被曝量を検出することができる。
まず、作業員が本実施形態の装着型軟Ｘ線検出器を装着する前の操作について説明する。すなわち、チャンバ１を、帯電用電極６が設けられている面を下にすることにより、導電性ボール８を帯電プレート５と接合させる。その状態で、帯電プレート５を外部の帯電用電極６により帯電させ、帯電プレート５と導電性ボール８を同極に帯電させ、静電気的な斥力によって導電性ボール８を浮上させる。なお、帯電プレート５の帯電後は、帯電用電極６に触れると電荷がリークするので、帯電用電極６部分を被覆するために保護キャップ１０をかけた後、帯電用電極６部分を下にして作業員の胸部等に装着させる。
【００２２】
そして、本実施形態の装着型軟Ｘ線検出器を装着した作業員が軟Ｘ線に被曝すると、軟Ｘ線透過フィルム２を貼った窓３より入射した軟Ｘ線は、その電離作用により、入射した軟Ｘ線量に応じて帯電した帯電プレート５と導電性ボール８を中和する。その結果、軟Ｘ線の線量に応じて帯電プレート５と導電性ボール８上の静電荷量が減少し、電界強度が低下して、静電気力Ｎｅが低下する。
【００２３】
すなわち、図２に示したように、静電気力Ｎｅと導電性ボール自体の重量ｍｇがバランスしている場合には、導電性ボール８は当初の浮上位置に静止しているが、軟Ｘ線に被曝したことにより静電気力Ｎｅが低下すると、導電性ボール自体の重量ｍｇが静電気力Ｎｅを上回ることになり、導電性ボール８は下方に移動する。この移動量によって、軟Ｘ線の被曝量を検出することができる。
【００２４】
なお、本実施形態においては、チャンバ１の内面に、金メッキ等の光電子放出材膜１２が形成されているため、少ない軟Ｘ線量でも導電性ボール８の位置が変わり、検出感度を上げることが可能となる。
その理由は、入射した軟Ｘ線の電離作用でイオンができるだけでなく、軟Ｘ線が光電子放出材膜１２に当たると、その線量に応じて光電子が放出され、それが空気分子に付着して負のイオンを生成し、その結果、イオン量が増幅されるためである。ただし、チャンバ内は負イオンが多くなるため、導電性ボール８は正に帯電している必要がある。
【００２５】
（１−３）効果
上述したように、本実施形態の装着型軟Ｘ線検出器は、静電気的な斥力によって導電性ボールを浮上させるように構成されているため、摩擦力等の不安定要因が少なく、軟Ｘ線の電離作用により発生した正負イオンによる帯電プレート上の静電荷量の変化に追随しやすい。
【００２６】
また、本実施形態の装着型軟Ｘ線検出器は、被曝した軟Ｘ線の電離作用により発生した正負イオンが帯電プレート５及び導電性ボール８上の静電荷を中和し、その結果、軟Ｘ線の線量に応じて帯電プレート５と導電性ボール８上の静電荷量が減少し、電界強度が低下することにより、導電性ボール８が移動する距離を測定するため、導電性ボール８の移動距離と移動にかかった時間から線量率を測定することができる。また、移動した距離から積算線量をも測定することができる。
【００２７】
（２）第２実施形態
本実施形態の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器は、上記第１実施形態の変形例であって、導電性ボールの移動規制部材の構成を変更したものである。
すなわち、図３に示したように、導電性ボール１８には、その中心部を貫通する孔２０が形成され、この孔２０に、細い絶縁性の樹脂柱あるいは樹脂糸等２１を通すことにより、導電性ボール１８の移動を規制することができるように構成されている。その他の構成は、上記第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００２８】
上記のような構成を有する本実施形態の装着型軟Ｘ線検出器においては、上記第１実施形態と同様にして、軟Ｘ線の被曝量を検出することができるだけでなく、導電性ボール１８の移動を規制するストッパーを複数個設置する必要がないので、移動規制部材の構成がより簡単なものとなる。
【００２９】
（３）第３実施形態
本実施形態の静電気斥力を利用した装着型軟Ｘ線検出器は、上記第１実施形態及び第２実施形態の変形例であって、チャンバ１内に封入する導電性ボールを複数個としたものである。
すなわち、チャンバ１内に封入する導電性ボールを複数個として、これらすべての導電性ボールを積層し、帯電プレートと同極に帯電させて、静電気斥力によって浮上させることにより、蓄積電荷量を１個の場合の数倍とすることができる。
【００３０】
例えば、４個の導電性ボールを用いた場合、一番下の導電性ボールには、自身の重さを含む４個分の重さが掛かり、２個目のボールには３個分の重さが掛かる。これにより、下にある導電性ボールほど、少ない軟Ｘ線量で反応するようになるので、軟Ｘ線に対する感度を向上させることができる。
さらに、導電性ボールの移動距離だけでなく、落下個数により、軟Ｘ線の被爆線量を簡易的に測定することもできる。
【００３１】
（４）他の実施形態
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、具体的な各部材の形状、あるいは取付位置及び方法は適宜変更可能である。また、帯電プレートの静電容量は既知であるので、帯電プレートの帯電用電極の電位を非接触型の表面電位計で測定することによっても電荷量の変化量を測定することができるので、それにより線量率や積算線量を測定することもできる。
【００３２】
また、帯電プレートを帯電させる場合の電荷量を、帯電プレートの静電容量と印加電圧とにより、軟Ｘ線の被曝限度量を超えると導電性ボールが落下するような値に設定することもできる。このように構成することにより、軟Ｘ線の被曝量が予め設定した限度量を超えたことを、検出器の外部から目視で容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る装着型軟Ｘ線検出器の第１実施形態の構成を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）はＡ−Ａ’断面図、（Ｄ）はＢ−Ｂ’断面図である。
【図２】帯電プレートと導電性ボールの状態を示す図である。
【図３】本発明に係る装着型軟Ｘ線検出器の第２実施形態の構成を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）はＡ−Ａ’断面図、（Ｄ）はＢ−Ｂ’断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…チャンバ
２…軟Ｘ線透過フィルム
３…窓
５…帯電プレート
６…帯電用電極
７…絶縁体
８…導電性ボール
９…ストッパー
１０…保護キャップ
１１…移動距離指示目盛り
１２…光電子放出材膜
２０…孔
２１…樹脂柱あるいは樹脂糸
【図１】
2005172431.tif 000003
【図２】
2005172431.tif 000004
【図３】
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