(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物から放出される放射線により電離した空気を吸引して電離電流値を測定してβ放射能を求めるβ放射能測定装置において、
前記測定対象物表面に開口部側を設置し、かつβ線を遮蔽するβ線遮蔽容器と、
このβ線遮蔽容器内の空気の電離電流を測定する電流値測定手段と、
この電流値測定手段に前記β線遮蔽容器内の空気を送るパイプと、
前記β線遮蔽容器に測定対象物の外部の空気を供給する吸気パイプとを備え、
前記β線遮蔽容器にて区画された測定対象物の領域のβ放射能を測定することを特徴とするβ放射能測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、β／γ放射性物質の全β放射能量を測定するβ放射能測定装置に係り、特にβ線によって電離された空気を電離箱内に移送し、イオン化による電流量を測定することによりβ放射能を求めるβ放射能測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、放射線により電離した空気を電離箱内に吸引し、イオン化による電流値を測定して放射能を求める装置あるいは方法においては、α線により電離した空気を吸引して、電離箱内でα放射能を求める発明が米国特許第５，１９４，７３７号明細書に開示されている。
【０００３】
この従来例は、図１６に示すようにイオン化された空気がファン１によって吸引され、イオンは接地された側板２に囲まれ、かつ電源３から電圧が印加されたグリッド４に収集され、このグリッド４と電源３との間に接続された電流計５により電離電流が測定される。
【０００４】
したがって、従来α線に対しては、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た。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高々約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により、前記従来例の構成によってα放射能が測定可能となる。
【０００５】
一方、β線についてはα線と比べて飛程が長く、より大きな体積における空気電離量を測定する必要があるため、上記のような小型閉空間の測定装置の構成では、電離電流の測定下限値の制約もあり測定することができなかった。このため、β汚染については、このような空気電離計測手段ではなく、表面サーベイ・計測の一般的手法が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の電離電流を利用した放射能測定装置では、α線による電離電流を測定し、α放射能を求めるものであって、β放射能を求めるためものではない。そのため、装置構成、測定方法などもβ線を求めるために設定された条件ではないため、測定精度が低いという課題があった。一般に、原子力発電所で発生する廃棄物はβ／γ放射性廃棄物であり、そのためβ放射能を簡便に測定可能な装置が求められている。
【０００７】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、簡便かつ高精度にβ放射能を測定することができるβ放射能測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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記載の発明では、測定対象物から放出される放射線により電離した空気を吸引して電離電流値を測定してβ放射能を求めるβ放射能測定装置において、前記測定対象物表面に開口部側を設置し、かつβ線を遮蔽するβ線遮蔽容器と、このβ線遮蔽容器内の空気の電離電流を測定する電流値測定手段と、この電流値測定手段に前記β線遮蔽容器内の空気を送るパイプと、前記β線遮蔽容器に測定対象物の外部の空気を供給する吸気パイプとを備え、前記β線遮蔽容器にて区画された測定対象物の領域のβ放射能を測定することを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、測定対象物の放射線源による電離イオンを発生する領域であるβ線遮蔽容器は、測定対象物とする領域からのみの放射線が入射する開口部を有しており、他の面は放射線遮蔽対策がなされている。一方、このβ線遮蔽容器へ供給される空気は、測定対象物の外部の放射線に電離されていない空気を使用しているので、β線遮蔽容器内での電離は、測定対象物の対象とする領域の放射線源の電離のみによって生じる。したがって、測定対象物以外の放射線源による電離の影響がなく、高精度にβ放射能を測定することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るβ放射能測定装置および測定方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
［第１実施形態］
図１は本発明に係るβ放射能測定装置の第１実施形態を示す構成図である。
【００３４】
図１に示すように、測定対象物１１は上部に開口部を有する有底の容器であり、この測定対象物１１の内部には、吸引パイプ１２の一端が挿入され、この吸引パイプ１２の他端が電流値測定手段としての電離電流測定装置１３を介して吸引ポンプ１４に接続されている。そして、この吸引ポンプ１４を駆動させることにより、測定対象物１１内の空気１５が電離電流測定装置１３まで導かれ、この電離電流測定装置１３により測定対象物１１内の空気１５の電離電流が測定される。
【００３５】
また、電離電流測定装置１３は、データ処理装置１６と電気的に接続され、電離電流測定装置１３により測定された電離電流値がデータとしてデータ処理装置１６に入力され、このデータ処理装置１６でデータの演算処理が行われる。
【００３６】
さらに、測定対象物１１の内部には、例えばＣｏ−６０のような標準β線源１７が箱状の格納容器１８に収納されており、この格納容器１８が測定対象物１１の内部の所定位置に設置されている。そして、この格納容器１８には、測定対象物１１の空間内において標準β線源１７の照射・非照射を切り替える切替手段としての開閉可能な蓋１９が設けられている。
【００３７】
また、測定対象物１１の内部には、β線源２０が存在し、このβ線源２０によって測定対象物１１内の空気１５が電離されたイオン対２１になる。
【００３８】
さらに、データ処理装置１６は、標準β線源１７のβ線照射中の電流測定値からβ線非照射中の電流測定値を減算して放射能濃度既知の標準β線源１７からのβ線照射による正味の電離電流値を求め、単位放射能当たりの電離電流値を求める電離電流値演算手段１６ａを備えている。
【００３９】
また、データ処理装置１６は、この電離電流値演算手段１６ａにより求めた単位放射能当たりの電離電流値と予め測定したβ線標準試料の単位放射能当たりの電離電流値とを比較して変化率を補正する変化率補正手段１６ｂを備えている。
【００４０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４１】
まず、測定対象物１１の内部に例えばＣｏ−６０のような標準β線源１７が格納容器１８に収納されており、この格納容器１８を測定対象物１１の内部の所定位置に設置する。
【００４２】
そして、格納容器１８の蓋１９を閉じた状態で、吸引ポンプ１４を駆動して測定対象物１１内の空気１５を吸引すると、標準β線源１７が格納された状態で、測定対象物１１の内部に存在するβ線源２０によって電離されたイオン対２１による電離電流が電離電流測定装置１３により測定され、この測定結果がデータ処理装置１６に記録される。ここで、電離電流測定装置１３は、一例として、ガスフロー型電離箱または電流計が使用される。
【００４３】
次いで、格納容器１８の蓋１９を開放した状態で標準β線源１７を照射し、同様に吸引ポンプ１４を駆動して測定対象物１１内の空気１５を吸引しつつ、電離電流測定装置１３により電流を測定して、その測定結果をデータ処理装置１６に記録する。このデータ処理装置１６の電離電流値演算手段１６ａでは、前者の１９蓋を閉じた状態での電流値を、後者の蓋１９を開放した状態での電流値から減算し、標準β線源１７による正味の電離電流値を計算する。
【００４４】
また、データ処理装置１６の電離電流値演算手段１６ａでは、標準β線源１７による正味電流値を標準β線源１７の放射能で除算することにより、単位放射能当たりの電流値を計算し、この電流値を現在の測定値として記録する。
【００４５】
次いで、データ処理装置１６の変化率補正手段１６ｂは、基準値として予め記録していたβ線標準線源の単位放射能当たりの電流値に対する現在の電流測定値の比を計算する。この比の逆数を補正係数とし、電離電流の測定値を補正し、補正電流値に、電離電流からβ放射能への換算定数を乗ずることにより、β放射能を算出する。
【００４６】
このように構成された本実施形態においては、電離電流値演算手段１６ａで標準β線源１７により電離電流測定装置１３の感度を測定して、変化量補正手段１６ｂで基準値と比較することにより感度変化を補正して、測定した電離電流値からβ放射能を求める。
【００４７】
このように本実施形態によれば、測定系の感度変動の補正、β放射能を求めるための換算定数を使用して、測定した電流値からβ放射能を決定しているため、高精度のβ放射能測定を行うことができる。
【００４８】
また、本実施形態では、空気を吸引することにより高精度にβ放射能を測定することができるので、例えば、配管内部の放射能の汚染状態を測定する場合、従来の計測法では、配管の内部にセンサを挿入して放射能を測定する必要があるが、本実施形態では、内部にセンサを挿入せず、配管内部の空気を吸引して電離電流を測定する操作でβ放射能を測定することができるので、簡単な測定操作でβ放射能を測定することができる。
【００４９】
さらに、長い配管あるいは細い配管のように内部にセンサを挿入することが困難な場合でも、本実施形態では配管の内部の空気を吸引し、外部に設置した電離電流測定装置１３により簡便に測定することができる。
【００５０】
［第２実施形態］
図２は本発明に係るβ放射能測定装置の第２実施形態を示す構成図である。なお、前記第１実施形態と同一または対応する部分には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下の各実施形態も同様である。
【００５１】
本実施形態の測定対象物１１は、図２に示すように例えばパイプのように内部に空間を有し、内部が放射能によって汚染されているものとする。この測定対象物１１の内表面近傍には、例えば操作性も考慮し１ｍｍ程度のアルミニウム板のような遮蔽板２２が設置されている。
【００５２】
この遮蔽板２２は、α線源２３からのα線が遮蔽される一方、β線源２４からのβ線を透過する。このように内面が遮蔽板２２でカバーされた測定対象物１１は、密閉板２５を介して吸引パイプ１２と接続されている。
【００５３】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００５４】
遮蔽板２２を測定対象物１１の内表面近傍に設置すると、α線源２３からのα線は、この遮蔽板２２で遮蔽される一方、β線源２４からのβ線がこの遮蔽板２２を透過し、測定対象物１１内の空気１５を電離する。ここで、γ線による電離も存在するものの、これは無視できるレベルである。
【００５５】
このように内面が遮蔽板２２でカバーされた測定対象物１１に、吸引パイプ１２を密閉板２５を介して接続すると、測定対象物１１内の空気１５は吸引パイプ１２を通じて、電離電流測定装置１３に導かれ、測定対象物１１の内部でβ線によってのみ電離されたイオンが測定される。
【００５６】
このように構成された本実施形態において、測定対象物１１の内面に付着したα線源２３のα線は遮蔽板２２を透過しないため、測定対象物１１内の空気１５を電離しない。一方、β線源２４のβ線は遮蔽板２２を透過するので、空気を電離する。したがって、測定対象物１１の内部のイオンはβ線の電離で生じたものである。なお、遮蔽板２２によるβ線の減衰率が補正されれば、一段とβ放射能測定精度を向上させることができる。
【００５７】
このように本実施形態によれば、α線の影響を除き、β線により電離したイオンを収集、測定しているので、高精度にβ放射能の測定を行うことができる。
【００５８】
［第３実施形態］
図３は本発明に係るβ放射能測定装置の第３実施形態を示す構成図である。
【００５９】
図３に示すように、測定対象物１１は、α線源２３およびβ線源２４が設置された近傍空間（周辺部）２６と、この近傍空間２６から離れた離間空間（中心部）２７とが隔離板２８により互いに隔離して形成されている。
【００６０】
この放射線源の近傍空間２６における密閉板２５には、近傍空間吸引パイプ２９が連結され、この近傍空間吸引パイプ２９に吸引パイプ１２が接続される一方、離間空間２７における密閉板２５には、離間空間吸引パイプ３０が連結され、この離間空間吸引パイプ３０に吸引パイプ１２が接続されている。
【００６１】
そして、吸引ポンプ１４を駆動し、近傍空間２６から近傍空間吸引パイプ２９および吸引パイプ１２を経て空気を吸引することにより、α線による電離が支配的となるα線電離電流値が電離電流測定装置１３により求められる一方、離間空間２７から離間空間吸引パイプ３０および吸引パイプ１２を経て空気を吸引することにより、β線による電離が支配的となるβ線電離電流値が電離電流測定装置１３により求められる。
【００６２】
また、データ処理装置１６は、上記α線電離電流値とβ線電離電流値との比を求め、この比と予め求めた基準の比率とを比較してα線およびβ線の放射能を評価する。
【００６３】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００６４】
測定対象物１１は、例えばパイプのような内部に空間を有し、内部が放射能によって汚染されているものとする。今、α線源２３のエネルギ−が５〜６ＭｅＶとすると、空気中での飛程は３．５ｃｍから４．６ｃｍであるので、５ｃｍの距離でこれらのα線が停止する。したがって、測定対象物１１の内表面近傍から５ｃｍ程度を境界として隔離板２８が設置される。
【００６５】
測定対象物１１の内表面から隔離板２８までの近傍空間２６の空気は、α線とβ線によって電離される一方、隔離板２８から測定対象物１１の離間空間２７の空気はβ線によって電離される。
【００６６】
ここで、α線とβ線によって電離された測定対象物１１の内表面近傍の空気は、吸引ポンプ１４により近傍空間吸引パイプ２９および吸引パイプ１２を経て電離電流測定装置１３まで吸引され、β線とα線による電離イオンの電流値Ａが測定される。
【００６７】
一方、隔離板２８から測定対象物１１の離間空間２７の空気は、吸引ポンプ１４により離間空間吸引パイプ３０および吸引パイプ１２を経て電離電流測定装置１３まで吸引され、β線による電流値Ｂが測定される。
【００６８】
これら電流値Ａ、電流値Ｂは、データ処理装置１６に記録され、次に、この処理装置１６により電流値Ａ／電流値Ｂの比を計算し、この比と予め求めたβ線源のみで汚染された測定対象物１１の電流値Ａ／電流値Ｂの基準値比とを比較する。
【００６９】
ここで、基準電流値比に対する測定電流値比が１以下であれば、α線の混在が少ないので測定対象物１１の電流値Ｂからβ放射能を求める。また、基準電流値比に対する測定電流値比が１未満であれば、α線の混在があるので、測定対象物１１の電流値Ｂからは前述のようにしてβ放射能を求め、測定対象物１１の電流値Ａからは、測定対象物１１の電流値Ｂに補正係数を乗じて算出したβ線の寄与分の電流値を電流値Ａから減算すれば、α線の電離による電流値を得ることができ、α線の電離電流からα放射能への換算定数を使用することにより、α放射能を算出する。
【００７０】
このように構成された本実施形態において、測定対象物表面から５ｃｍの位置に設置された隔離板２８に対し、測定対象物１１の離間空間２７の空気の電離イオンを収集して測定すれば、β線の電離に起因した電流が測定されるので、高精度にβ放射能の測定を行うことができる。
【００７１】
なお、隔離板２８の設置位置は、α線のエネルギ−、測定対象物１１の寸法と深く関係し、これらの関係に応じて測定対象物１１の内表面から２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍに適宜設置することも可能である。
【００７２】
また、測定対象物１１の内部を２個以上の隔離板により、３個以上の隔離領域を設定し、これらの内部の空気をそれぞれ独立に吸引してイオン化による電流を測定し、前述したように、これらの電流値を比較すれば、β線のエネルギーに関するデータを収集することが可能となり、一段と高精度にβ放射能を評価することができる。
【００７３】
このように本実施形態によれば、隔離板２８によりα線の空気中の飛程より長い位置からの空気を吸引することによりα線の影響をなくして、β線のみにより電離したイオンを測定しているので、高精度にβ放射能の測定を行うことができる。
【００７４】
［第４実施形態］
図４は本発明に係るβ放射能測定装置の第４実施形態を示す構成図である。
【００７５】
図４に示すように、電離空間容器であるβ線遮蔽容器３１は、β線を透過しない板で一面を開放して箱状に形成され、その開口部側が測定対象物１１の内表面底部に接するように設置されている。
【００７６】
このβ線遮蔽容器３１により空気吸引領域３２が区画形成され、β線遮蔽容器３１の開口部を通して測定対象物表面３３からのβ線が空気吸引領域３２に入射し、この領域３２の空気を電離する。
【００７７】
また、β線遮蔽容器３１の上部には、吸引パイプ１２の一端が接続され、この吸引パイプ１２の他端が電流値測定手段としての電離電流測定装置１３を介して吸引ポンプ１４に接続され、この吸引ポンプ１４を駆動することで、β線遮蔽容器３１内の空気が吸引パイプ１２を通して電離電流測定装置１３に吸引される。
【００７８】
さらに、β線遮蔽容器３１の上部には、測定対象物１１の外部の空気を供給するための吸気パイプ３４が吸引パイプ１２と並設されている。
【００７９】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００８０】
例えば、測定対象物１１が容器で、この容器内表面のβ放射能を測定する場合には、通常容器の底面まで吸引パイプを延長しており、容器底部表面の空気を吸引する場合は、測定対象物となる底部表面以外に付着するβ放射性物質が電離した空気も吸引することになり、測定精度が低下する。
【００８１】
本実施形態では、空気吸引部がβ線を遮蔽した壁で囲まれた空気吸引領域３２であり、β線遮蔽容器３１は測定対象物表面３３に接する側のみが開口され、この開口部を通じて測定対象物表面３３からのβ線が空気吸引領域３２に入射し、この領域３２の空気を電離する。この電離された空気は電離電流測定装置１３まで吸引ポンプ１４により吸引されるものの、この空気吸引領域３２への空気の供給は、測定対象物１１の内部の空気からではなく、測定対象物１１の外部まで延長された吸気パイプ３４によって外部から行われる。
【００８２】
このように本実施形態においては、β線遮蔽容器３１によって区画された空気吸引領域３２の空気を吸引するので、この領域３２で電離される空気は、測定対象物表面３３からβ線遮蔽容器３１の開口部を通じて空気吸引領域３２に入射するβ線のみである。
【００８３】
一方、測定対象物外表面３５のβ線源は、β線遮蔽容器３１によって遮蔽され、また、空気吸引領域３２に供給される空気は、測定対象物１１のβ線の電離を受けない外部から吸気パイプ３４を通じて供給される。
【００８４】
このように本実施形態によれば、測定対象物表面３３からのβ線が空気吸引領域３２で電離した空気のみを電離電流測定装置１３まで吸引し、この電離電流測定装置１３により電離電流を測定するとともに、この空気吸引領域３２に供給する空気は、測定対象物１１の測定対象物外表面３５のβ線の電離を受けていない空気が供給されるので、高精度のβ放射能の測定を行うことができる。
【００８５】
なお、本実施形態において、吸気パイプ３４および吸引パイプ１２をβ線の遮蔽材料で製作すれば、移送中の空気も測定対象物１１の内部に存在するβ線源の影響を受けず、一段とβ放射能の測定精度を向上させることができる。
【００８６】
また、本実施形態の測定対象物１１は、容器型の形状であるが、これに限らず床，壁などのような平面形状の測定対象物に対しても適用することができる。
【００８７】
［第５実施形態］
図５は本発明に係るβ放射能測定装置の第５実施形態を示す構成図、図６は第５実施形態における電離電流の時間変化をタイミングチャートである。
【００８８】
図５に示すように、本実施形態は、予め測定対象物１１内の空気を高速度で吸引し、内部のイオンを吸引する高速吸引手段としての速度可変吸引ポンプ３６と、この速度可変吸引ポンプ３６により空気を高速で吸引した後に測定対象物１１内の空気を吸引しつつ、電離電流値の時間的変化を連続的に測定する電流値測定手段としての電離電流測定装置１３と、この測定した電離電流値の時間変化に基づいて電離電流値の変化形態を求める手段としてのデータ処理装置１６とを備え、データ処理装置１６は、この求めた変化形態から放射能による汚染位置を求める。
【００８９】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００９０】
測定対象物１１内部の空気は、速度可変吸引ポンプ３６により高速度で吸引され、測定対象物１１の内部にイオンが存在しない状態を初期状態とし、その直後から測定対象物１１の内部の空気を通常の速度で吸引しつつ、電離電流値の時間的変化を電離電流測定装置１３により連続的に測定し、その測定結果をデータ処理装置６に記録する。
【００９１】
ここで、測定対象物１１の内部に２個の点状のβ線源２４が存在すると仮定すると、上記のようにして測定された電離電流値の時間変化は図６に示すようになる。
【００９２】
図６に示すように、測定開始時は電離イオンが存在しないので、電離電流は緩やかに上昇し、β線源２４の近傍に存在した空気が吸引されて測定されたとき、電離電流は急激に増加し減少する。この電流値の変化は、β線汚染源であるβ線源２４の存在によるものであり、空気の吸引速度を測定し、電流値の変化の時間を測定値から求めることにより、β線源２４の存在位置を求めることができる。
【００９３】
また、電流値のピーク形状の変化形態からは、ピークからバックグラウンド電流成分を減算して正味のピーク電流値を求める演算処理を行い、β放射能を求めることができる。
【００９４】
このように構成された本実施形態において、β線源２４などの局在する測定対象物１１は、本実施形態により存在位置およびβ放射能強度が分かるため、これらの情報をイオンの減衰時間の補正、あるいは詳細分布測定の判断材料に使用することができることから、高精度にβ放射能の測定を行うことができる。
【００９５】
［第６実施形態］
図７は本発明に係るβ放射能測定装置の第６実施形態を示す構成図、図８は第６実施形態の処理手順を示すフローチャートである。
【００９６】
図７に示すように、測定対象物１１にはβ線源２４が設置されるとともに、その一端は密閉板２５により閉止されている。この密閉板２５には、吸引パイプ１２の一端が接続され、この吸引パイプ１２の他端が電流値測定手段としての電離電流測定装置１３を介して吸引ポンプ１４に接続されている。そして、この吸引ポンプ１４を駆動させることにより、測定対象物１１の内部の空気が電離電流測定装置１３まで導かれ、この電離電流測定装置１３により電離電流が測定される。
【００９７】
この測定された電離電流は、データ処理装置１６に入力され、このデータ処理装置１６でデータの演算処理が行われる。
【００９８】
次に、本実施形態の処理手順を図８に基づいて説明する。
【００９９】
図８において、ステップＳ１では測定対象物１１の内部の空気を吸引して電離電流測定装置１３により電離電流を測定し、この電流測定結果をデータ処理装置１６に記録する（ステップＳ２）。
【０１００】
ここで、データ処理装置１６には、予め測定された測定環境のバックグラウンド電流値、測定対象物１１に存在するα線源からのα線による電離電流値、放射性物質からのγ線による電離電流値が記録されているので、ステップＳ３ではこれらのバックグラウンド電流値を測定対象物１１の電離電流測定値から減算し、ステップＳ４でβ線による正味の補正済電離電流値を算出する。
【０１０１】
一方、データ処理装置１６には、測定対象物１１と同形状の標準試料および標準β線源、例えばＣｏ−６０β線源を使用して、標準試料の各位置にβ線源を設置した場合の各電離電流値を測定し、この結果に基づき、ステップＳ５では例えば電離電流の平均値よりβ放射能へ変換する換算定数も記録されており、この換算定数に上記のようにして求めた補正済電離電流値を乗じて全β放射能を算出する（ステップＳ６）。
【０１０２】
このように構成された本実施形態において、バックグランド電流を補正するとともに、標準β線源を使用した測定により求めた換算定数からβ放射能を求めているため、高精度のβ放射能の評価を行うことができる。
【０１０３】
［第７実施形態］
図９は本発明に係るβ放射能測定装置の第７実施形態を示す構成図である。
【０１０４】
図９に示すように、測定対象物１１には、吸引手段としての吸引位置可変パイプ３８の一端が挿入され、この吸引位置可変パイプ３８の他端が電流値測定手段としての電離電流測定装置１３を介して吸引ポンプ１４に接続されている。そして、この吸引ポンプ１４を駆動させることにより、測定対象物１１の内部の空気が電離電流測定装置１３まで導かれ、この電離電流測定装置１３により電離電流が測定される。
【０１０５】
この測定された電離電流は、データ処理装置１６に入力され、このデータ処理装置１６でデータの演算処理が行われる。
【０１０６】
なお、吸引位置可変パイプ３８は、図示しない駆動機構により伸縮または移動させて、その先端位置が変更可能に構成されている。
【０１０７】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【０１０８】
測定対象物１１の空気吸引位置Ｐ１においては、吸引位置可変パイプ３８により空気を吸引して、電離電流測定装置１３により電離電流を測定し、空気吸引位置Ｐ１における電流測定結果Ｉ１をデータ処理装置１６に記録する。
【０１０９】
次いで、測定対象物１１の空気吸引位置Ｐ２においては、吸引位置可変パイプ３８により空気を吸引して、電離電流測定装置１３により電離電流を測定し、空気吸引位置Ｐ２における電流測定結果Ｉ２をデータ処理装置１６に記録する。
【０１１０】
ここで、以下のように変数、定数を定義するものとする。
【０１１１】
【外１】
0004427175.tif 000002
【０１１２】
空気吸引位置Ｐ１の電流測定値Ｉ１は、以下の式で求めることができる。
【０１１３】
【数１】
Ｉ１＝Ｂ１・Ｆ１１＋Ｂ２・Ｆ１２
【０１１４】
空気吸引位置Ｐ１の電流測定値Ｉ１は、空気吸引位置Ｐ１に対するそれぞれの感度（Ｆ１１、Ｆ１２）を考慮した領域Ａ１のβ放射能Ｂ１と領域Ａ２のβ放射能Ｂ２の和で表される。
【０１１５】
また、同様に空気吸引位置Ｐ２の電流測定値Ｉ２は、以下の式となる。
【０１１６】
【数２】
Ｉ２＝Ｂ１・Ｆ２１＋Ｂ２・Ｆ２２
【０１１７】
空気吸引位置Ｐ２の電流測定値Ｉ２は、空気吸引位置Ｐ２に対するそれぞれの感度（Ｆ２１、Ｆ２２）を考慮した領域Ａ１のβ放射能Ｂ１と領域Ａ２のβ放射能Ｂ２の和で表される。
【０１１８】
次に、空気吸引位置がｎ個、放射能領域がｎ個の場合で、空気吸引位置がｉ番目で測定した電離電流測定値Ｉｉは以下の式で表される。
【０１１９】
【数３】
0004427175.tif 000003
【０１２０】
各空気吸引位置での電離電流測定値を求める式をマトリックスで表現すると以下の式で表される。
【０１２１】
【数４】
Ｉ  ＝  Ｂ・Ｆ
【０１２２】
電離電流値Ｉおよび感度定数Ｆは既知であるので、放射能Ｂは、Ｆの逆行列Ｆ−１を使用して、次の式で求められる。
【０１２３】
【数５】
Ｂ  ＝  Ｆ−１  ・Ｉ
【０１２４】
このように、少なくとも２個所以上の位置で空気を吸引して各位置の電離電流を測定し、感度定数を使用して演算処理することにより各位置での放射能が求められるため、高精度のβ放射能の測定を行うことができる。
【０１２５】
なお、本実施形態において、得られた各位置における放射能値より、これらの放射能比を求め、空気の吸引位置を変化させないで測定した電離電流を補正し、β放射能を求めることも可能である。
【０１２６】
［第８実施形態］
図１０は本発明に係るβ放射能測定装置の第８実施形態を示す構成図である。
【０１２７】
本実施形態では、前記第６実施形態における吸引ポンプ１２に代えて少なくとも２種類以上の空気吸引速度で空気を吸引する吸引手段としての多変速吸引ポンプ４０を用いるとともに、この多変速吸引ポンプ４０による吸引速度を検出する流速センサ４１が測定対象物１１の内部に設置され、この流速センサ４１によって検出された吸引速度が流速測定装置４２で測定される。その他の構成は前記第６実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２８】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【０１２９】
多種類の吸引速度に設定可能な多変速吸引ポンプ４０により吸引速度をＶ１に設定し、この吸引速度Ｖ１で吸引パイプ２を通して測定対象物１１の内部の空気を吸引して、電離電流測定装置１３により電離電流を測定し、これを吸引速度Ｖ１における電流測定結果Ｉ１をデータ処理装置１６に記録する。
【０１３０】
なお、ここで、空気の吸引速度は測定対象物１１内に設置された流速センサ４１で検出された後、流速測定装置４２で測定される。
次に、多変速吸引ポンプ４０の吸引速度を変更し、吸引速度Ｖ２に設定し、測定対象物１１の内部の空気を吸引パイプ１２介して吸引し、電離電流測定装置１３により電離電流を測定し、吸引速度Ｖ２における電流測定結果Ｉ２をデータ処理装置１６に記録する。
【０１３１】
ここで、以下のように変数、定数を定義するものとする。
【０１３２】
【外２】
0004427175.tif 000004
【０１３３】
空気吸引速度Ｖ１の電流測定値Ｉ１は、以下の式で求めることができる。
【０１３４】
【数６】
Ｉ１＝Ｂ１・Ｆ１１＋Ｂ２・Ｆ１２
【０１３５】
空気吸引速度Ｖ１の電流測定値Ｉ１は、空気吸引速度Ｖ１に対するそれぞれの感度（Ｆ１１、Ｆ１２）を考慮した領域Ａ１のβ放射能Ｂ１と領域Ａ２のβ放射能Ｂ２の和で表される。
【０１３６】
また、同様に空気吸引速度Ｖ２の電流測定値Ｉ２は、以下の式となる。
【０１３７】
【数７】
Ｉ２＝Ｂ１・Ｆ２１＋Ｂ２・Ｆ２２
【０１３８】
空気吸引速度Ｖ２の電流測定値Ｉ２は、空気吸引速度Ｖ２に対するそれぞれの感度（Ｆ２１、Ｆ２２）を考慮した領域Ａ１のβ放射能Ｂ１と領域Ａ２のβ放射能Ｂ２の和で表される。
【０１３９】
次に、空気吸引速度がｎ個、放射能領域がｎ個の場合で、空気吸引速度Ｖｉがｉ番目で測定した電離電流測定値Ｉｉは以下の式で表される。
【０１４０】
【数８】
0004427175.tif 000005
【０１４１】
各空気吸引速度での電離電流測定値を求める式をマトリックスで表現すると以下の式で表される。
【０１４２】
【数９】
Ｉ  ＝  Ｂ・Ｆ
【０１４３】
電離電流値Ｉおよび感度定数Ｆは既知であるので、放射能Ｂは次の式で求められる。
【０１４４】
【数１０】
Ｂ  ＝  Ｆ−１  ・Ｉ
このように本実施形態によれば、少なくとも２種類以上の空気吸引速度で電離電流を測定し、感度定数を使用して演算処理することにより吸引速度での放射能が求められるため、高精度のβ放射能の測定を行うことができる。
【０１４５】
なお、得られた空気吸引速度における放射能値より、これらの放射能比を求め、空気の吸引速度を変化させないで測定した電離電流を補正することも可能である。
【０１４６】
［第９実施形態］
図１１は本発明に係るβ放射能測定装置の第９実施形態を示す構成図である。
【０１４７】
図１１に示すように、測定対象物１１の内部には、空気流通型電離電流測定装置４５が設置され、この電離電流測定装置４５は電離箱４６および電流測定部４７から構成され、この電離箱４６は中心電極４８および一部もしくは多数部分が開口された周辺電極４９で構成され、この周辺電極４９により電離箱４６内の空気を自由に流出入可能としている。
【０１４８】
測定対象物１１内には、攪拌パイプ５０の一端が挿入され、この攪拌パイプ５０の他端は空気攪拌手段としての空気攪拌器５１に接続され、測定対象物１１内の空気は、空気攪拌器５１および攪拌パイプ５０により攪拌される。
【０１４９】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【０１５０】
電離箱４６および電流測定部４７で構成される空気流通型電離電流測定装置４５を測定対象物１１の内部に設置し、この内部の空気を空気攪拌器５１と攪拌パイプ５０により攪拌して測定対象物１１の空間の空気を均一化し、電離箱４６の周辺電４９でイオン検出領域内に空気の流出入が自由に行えるようにし、電流測定部４７でイオン化した空気の電流を測定することによりβ放射能を求める。
【０１５１】
なお、本実施形態における周辺電極４９は、例えば円筒容器に多数の孔が穿設された周辺電極であり、上部円板の蓋が取り付けられておらず、円筒側板のみからなる周辺電極であり、円筒側板が複数個に分割されて空気の流出入空間が設けられた周辺電極である。
【０１５２】
また、測定対象物１１の電離電流の測定においては、内部空気の攪拌中の電離電流測定、および攪拌後一定時間経過した後の電離電流測定のいずれも可能である。
【０１５３】
このように構成された本実施形態において、測定対象物１１の内部にイオン検出領域に空気の流出入可能な電離箱４６を設置し、測定対象物１１の内部の空気を空気攪拌器５１により攪拌して均一化を図った上で、電流測定部４７により電離電流を測定する。
【０１５４】
このように本実施形態によれば、空気の吸引手段を必要とせず、平均化された電離電流を測定することができるので、高精度のβ放射能の測定を行うことができる。
【０１５５】
［第１０実施形態］
図１２は本発明に係るβ放射能測定装置の第１０実施形態を示す構成図である。
【０１５６】
図１２に示すように、測定対象物１１の内部には、吸引パイプ１２の一端が挿入され、この吸引パイプ１２の他端が電離電流測定装置１３を介して吸引ポンプ１４に接続されている。そして、この吸引ポンプ１４を駆動させることにより、測定対象物１１の内部の空気が電離電流測定装置１３まで導かれ、この電離電流測定装置１３により電離電流が測定され、これを信号測定系とする。
【０１５７】
一方、第２の吸引パイプ５３の一端は、測定対象物１１の外部に配置され、その他端が第２の電離電流測定装置５４を介して第２の吸引ポンプ５５に接続されている。そして、この第２の吸引ポンプ５５を駆動させることにより、測定環境の空気が第２の電離電流測定装置５４まで導かれ、この電離電流測定装置５４により電離電流が測定され、これをバックグラウンド測定系とする。
【０１５８】
したがって、上記信号測定系によって測定された電離電流値から、上記バックグラウンド測定系によって測定された電流値をデータ処理装置１６により減算することにより、バックグラウンドを補正し、正味のβ放射能を評価することができる。
【０１５９】
このように本実施形態によれば、測定環境のバックグラウンドを実測して補正するため、高精度のβ放射能の測定を行うことができる。
【０１６０】
なお、本実施形態において、切換バルブなどにより切り換えるようにすれば、第２の吸引パイプ５３、第２の電離電流測定装置５４および第２の吸引ポンプ５５は、前記吸引パイプ１２、電離電流測定装置１３および吸引ポンプ１４で代用することが可能である。
【０１６１】
［第１１実施形態］
図１３は本発明に係るβ放射能測定装置の第１１実施形態を示す構成図、図１４は第１１実施形態における電離電流の時間変化を示す図である。
【０１６２】
図１３に示すように、測定対象物１１の内部には、吸引パイプ１２の一端が挿入され、この吸引パイプ１２の他端が電離電流測定装置１３を介して吸引ポンプ１４に接続されている。そして、この吸引ポンプ１４を駆動させることにより、測定対象物１１の内部の空気が電離電流測定装置１３まで導かれ、この電離電流測定装置１３により電離電流が測定される。
【０１６３】
また、電離電流測定装置１３は、データ処理装置１６と電気的に接続され、電離電流測定装置１３により測定された電離電流がデータ処理装置１６に入力され、このデータ処理装置１６でデータの演算処理が行われる。
【０１６４】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【０１６５】
測定対象物１１の内部の空気を吸引パイプ１２により連続的に吸引し、電離電流測定装置１３で電離電流を一定時間間隔で連続的に測定し、この測定した電離電流値をデータ処理装置１６に記録する。次いで、電離電流の一定時間測定と測定値の記録を所定の回数繰り返す。
【０１６６】
このようにして得られ、かつデータ処理装置１６に記録された図１４に示す電離電流の時間変化により、電離電流値の平均値を求め、この平均値から所定の値だけ離れた判別値を超えるデータを省き、残りのデータからの平均値を計算してβ放射能を評価する。
【０１６７】
このように本実施形態によれば、ノイズなどにより異常値となったデータを省いてβ放射能を決定しているため、高精度にβ放射能を評価することができる。
【０１６８】
［第１２実施形態］
図１５は本発明に係るβ放射能測定装置の第１２実施形態を示す構成図である。
【０１６９】
図１５に示すように、測定対象物１１の内部には、空気流通型電離電流測定装置４５が設置され、この電離電流測定装置４５は電離箱４６および電流測定部４７から構成され、この電離箱４６は中心電極４８および一部もしくは多数部分が開口された周辺電極４９で構成され、この周辺電極４９により電離箱４６内の空気を自由に流出入可能としている。
【０１７０】
また、測定対象物１１は、パッキン６０を介して密閉手段としての密閉用蓋６１が複数のボルト６２を締め付けることにより密閉され、この密閉用蓋６１には加圧手段としての加圧ポンプ６３に接続された加圧用パイプ６４が取り付けられ、この加圧用パイプ６４にバルブ６５が介挿されている。
【０１７１】
さらに、密閉用蓋６１には、加圧用パイプ６４とともにパイプ６６が取り付けられ、このパイプ６６にバルブ６７が介挿されている。そして、加圧用ポンプ６３にも同様にパイプ６８が取り付けられ、このパイプ６８にバルブ６９が介挿されている。
【０１７２】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【０１７３】
前記第９実施形態と同様に、空気流通型電離電流測定装置４５が測定対象物１１の内部に設置され、測定対象物１１にボルト６２により密閉用蓋６１を密閉する。測定対象物１１の密閉後、加圧ポンプ６３を作動することにより、測定対象物１１の内部を加圧し、加圧状態で電流測定部４７により電離電流を測定する。
【０１７４】
このように本実施形態によれば、測定対象物１１内の空気の密度が増加するので、β汚染源近傍の電離密度増加し、そのため加圧前は測定対象物１１内の空気のβ線透過距離がβ線の飛程より短かった測定対象物においては、測定される電離電流が増加し、その結果、β放射能の測定精度を向上させることができる。
【０１７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、β線標準線源による感度補正、バックグラウンド要因となるα線の影響の除去、測定対象物面からのβ線の電離によるイオン電流のみを限定して測定する手段、バックグラウンドの測定による補正手段などの手段により、感度変化に伴う誤差の低減効果、α線による誤差の低減効果、測定範囲を限定することによる測定位置精度の向上、バックグラウンド補正効果を実現することができ、その結果、簡便に高精度にβ放射能を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るβ放射能測定装置の第１実施形態を示す構成図。
【図２】本発明に係るβ放射能測定装置の第２実施形態を示す構成図。
【図３】本発明に係るβ放射能測定装置の第３実施形態を示す構成図。
【図４】本発明に係るβ放射能測定装置の第４実施形態を示す構成図。
【図５】本発明に係るβ放射能測定装置の第５実施形態を示す構成図。
【図６】第５実施形態における電離電流の時間変化をタイミングチャート。
【図７】本発明に係るβ放射能測定装置の第６実施形態を示す構成図。
【図８】第６実施形態の処理手順を示すフローチャート。
【図９】本発明に係るβ放射能測定装置の第７実施形態を示す構成図。
【図１０】本発明に係るβ放射能測定装置の第８実施形態を示す構成図。
【図１１】本発明に係るβ放射能測定装置の第９実施形態を示す構成図。
【図１２】本発明に係るβ放射能測定装置の第１０実施形態を示す構成図。
【図１３】本発明に係るβ放射能測定装置の第１１実施形態を示す構成図。
【図１４】第１１実施形態における電離電流の時間変化を示す図。
【図１５】本発明に係るβ放射能測定装置の第１２実施形態を示す構成図。
【図１６】従来のβ放射能測定装置の一例を示す構成図。
【符号の説明】
１１  測定対象物
１２  吸引パイプ
１３  電離電流測定装置（電流値測定手段）
４  吸引ポンプ
１５  測定対象物内の空気
１６  データ処理装置
１６ａ  電離電流値演算手段
１６ｂ  変化率補正手段
１７  標準β線源
１８  格納容器
１９  蓋（切替手段）
２０  β線源
２１  イオン対
２２  遮蔽板
２３  α線源
２４  β線源
２５  密閉板
２６  近傍空間
２７  離間空間
２８  隔離板
２９  近傍空間吸引パイプ
３０  離間空間吸引パイプ
３１  β線遮蔽容器
３２  空気吸引領域
３３  測定対象物表面
３４  吸気パイプ
３５  測定対象物外表面
３６  速度可変吸引ポンプ（吸引手段）
３８  吸引位置可変パイプ
４０  多変速吸引ポンプ（吸引手段）
４１  流速センサ
４２  流速測定装置
４５  空気流通型電離電流測定装置
４６  電離箱
４７  電流測定部
４８  中心電極
４９  周辺電極
５０  攪拌パイプ
５１  空気攪拌器（空気攪拌手段）
５３  第２の吸引パイプ
５４  第２の電離電流測定装置
５５  第２の吸引ポンプ
６１  密閉用蓋（密閉手段）
６３  加圧ポンプ（加圧手段）
６４  加圧用パイプ
【図１】
0004427175.tif 000006
【図２】
0004427175.tif 000007
【図３】
0004427175.tif 000008
【図４】
0004427175.tif 000009
【図５】
0004427175.tif 000010
【図６】
0004427175.tif 000011
【図７】
0004427175.tif 000012
【図８】
0004427175.tif 000013
【図９】
0004427175.tif 000014
【図１０】
0004427175.tif 000015
【図１１】
0004427175.tif 000016
【図１２】
0004427175.tif 000017
【図１３】
0004427175.tif 000018
【図１４】
0004427175.tif 000019
【図１５】
0004427175.tif 000020
【図１６】
0004427175.tif 000021