(57)【要約】【課題】電離箱の気密性を高める構造を採用し、信頼性の高い電離箱式放射線検出器を提供する。【解決手段】電離箱の鏡板１１と排気管１３との間に介在する排気管接合ジョイント１２は、アルミニウム製部材１２１と銅製部材１２２とを気密接合して流路１２３を有するように一体に形成されており、アルミニウム製部材１２１は電離箱の鏡板１１に気密溶接され、また、銅製部材１２２には排気管１３が気密溶接される電離箱式放射線検出器とした。【選択図】図２
2013047634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有するアルミニウム製の電離箱と、
電離箱の内部空間に配置される電荷収集電極と、
電離箱に固着され、電離箱の内部空間と連通する流路を有する排気管接合ジョイントと、
排気管接合ジョイントに固着され、排気管接合ジョイントの流路と連通する管路を有する銅製の排気管と、
を備え、排気管および排気管接合ジョイントを通じて電離箱の内部空間から排気後に所定のガスを充填し、内部空間に封入したガスの電離電荷を電荷収集電極により検出して放射線計測を行う電離箱式放射線検出器であって、
この排気管接合ジョイントは、アルミニウム製部材と銅製部材とを気密接合して流路を有するように一体に形成されており、アルミニウム製部材は電離箱に気密溶接され、また、銅製部材には排気管が気密溶接されることを特徴とする電離箱式放射線検出器。
【請求項２】
内部空間を有するアルミニウム製の電離箱と、
電離箱の内部空間に配置される電荷収集電極と、
電離箱に固着される高絶縁端子接合ジョイントと、
高絶縁端子接合ジョイントに固着され、電荷収集電極と電気的に接続される中心導体を支持する高絶縁端子と、
を備え、内部空間に封入したガスの電離電荷を電荷収集電極により検出して放射線計測を行う電離箱式放射線検出器であって、
高絶縁端子接合ジョイントは、アルミニウム製部材と銅製部材とを気密接合して孔を有する状態で一体に形成されており、
高絶縁端子は、コバール金属製部材である円筒体とこの円筒体の中に充填されるセラミック体と気密接合して孔を有する状態で一体に形成されており、
高絶縁端子接合ジョイントのアルミニウム製部材は電離箱に気密溶接され、また、高絶縁端子接合ジョイントの銅製部材には高絶縁端子の円筒体が気密溶接されることを特徴とする電離箱式放射線検出器。
【請求項３】
電離箱内にガスを封入し、封入したガスの電離電荷を電荷収集電極により検出して放射線計測を行う電離箱式放射線検出器であって、
電離箱は、アルミニウム製の蓋部と、アルミニウム製の円筒と、一方に蓋部の開口部が、また、他方に円筒の開口部が嵌め込まれる継ぎ手リングと、を有し、蓋部と円筒とを継ぎ手リングを介して突き合わせ、継ぎ手リングの一方に蓋部を、また、他方に円筒を気密溶接したことを特徴とする電離箱式放射線検出器。
【請求項４】
電離箱内にガスを封入し、封入したガスの電離電荷を電荷収集電極により検出して放射線計測を行う電離箱式放射線検出器であって、
電離箱は、アルミニウム製の２個の中空半球体と、両側に中空半球体の開口部が嵌め込まれる継ぎ手リングと、を有し、２個の中空半球体を継ぎ手リングを介して突き合わせ、継ぎ手リングの両側に２個の中空半球体を気密溶接したことを特徴とする電離箱式放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電離箱式放射線検出器に係り、特に低エネルギー光子（例えば、エックス線）測定に用いるアルミニウム製の電離箱式放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
低いエネルギー（数ｋｅＶ〜）の光子の測定に用いる電離箱式放射線検出器において、電離箱を透過する低エネルギー光子は、原子番号の５乗に比例して減弱し、またエネルギーの３．５乗に反比例して減弱する。そこで、エネルギー光子のレスポンスが低下しにくいように電離箱の材料は原子番号が小さい材料が採用され、アルミニウムや合成樹脂が用いられる。さらにその厚さを均一にして薄くすることが望ましい。
【０００３】
さらに、電離箱式放射線検出器の出力信号（電離電流）を所定の精度で測定するためには、電離電流を測定するエレクトロメータの性能に応じた大きな電離電流を出力する必要がある。そこで電離箱式放射線検出器の出力信号（電離電流）を大きくするため、（１）電離箱の内部空間の容積を大きくする（容積増加）、（２）電離箱を気密構造にして電離箱に封入する不活性ガスの圧力を高くする（高圧化）、などが行われる。これらは電離電流を発する分子・原子を電離箱内で増加させるために行われる。
【０００４】
まず、（１）の容積増加について説明する。
電離箱の容積を大きくするに連れて設置空間も大きくなる。このため、容積は上限があり、通常は容積を１０リットル以下とする。
【０００５】
続いて（２）の高圧化について説明する。
電離箱の封入ガスの圧力を高くするためには、その圧力に十分に耐える強度が電離箱に要求される。そこで、強度が高い材料や耐圧構造を電離箱に採用する必要があり、合成樹脂よりもアルミニウムが採用されることが多い。
【０００６】
このような電離箱式放射線検出器の従来技術について、図を参照しつつ説明する。電離箱式放射線検出器５００は、図９に示すように、外側電極５０１、鏡板５０２、排気管５０３、電荷収集電極５０４、高絶縁端子５０５、中心導体５０６で構成されている。
【０００７】
外側電極５０１は、断面Ｕ字型であってガスが封入できるように内側に空間が設けられており、材料がアルミニウムで形成されている。測定対象である光子のエネルギーの下限を１０ｋｅＶとした場合、低エネルギー光子でも外側電極５０１への吸収を少なくするため、アルミニウム製の外側電極５０１の板厚は１ｍｍ以下にする必要がある。一方で機械強度や耐圧性等を考慮すると板厚は厚い方が良い。これらが考慮され、外側電極５０１の板厚は厚さ１ｍｍ程度が採用される。
【０００８】
鏡板５０２は、円板体であって材料がアルミニウムで形成されている。鏡板５０２の外側円周付近と、外側電極５０１の開口部と、は気密溶接（リークがないように隙間なく溶接される）により固定される。これら外側電極５０１と鏡板５０２とが固着されて電離箱が形成される。
【０００９】
排気管５０３は、先端が封止された筒体であって材料がアルミニウムで形成されている。排気管５０３は、図１０で示すように、鏡板５０２に気密溶接により取り付けられて溶接部５０７が形成される。排気管５０３は、半径方向の位置では外側電極５０１と高絶縁端子５０５との間で取り付けられる。排気管５０３は、最初はパイプであり、内部にガスを充填した後で先端を圧接により塞いで外界から封止して形成される。これにより、内部空間に高圧のガスが密封された状態になる。この先端には密着状態となっている圧接部５０８が形成される。
【００１０】
電荷収集電極５０４は、材料がアルミニウムで形成されている円柱体である。電荷収集電極５０４は、外側電極５０１の内側の内部空間に配置される。
【００１１】
高絶縁端子５０５は、鏡板５０２の中心孔において、溶接により鏡板５０２に固定される。この高絶縁端子５０５の詳細構造については後述する。
【００１２】
中心導体５０６は、高絶縁端子５０５の中央孔に嵌め込まれて支持される棒体である。高絶縁端子５０５は絶縁状態で中心導体５０６を支持する。そして中心導体５０６は、電荷収集電極５０４を内部空間内に支持固定する。そして、この中心導体５０６を通じて外部にて電離電流が検出される。
【００１３】
続いて高絶縁端子５０５の詳細構造について説明する。電離箱式放射線検出器５００では、放射線を検知した際に発生する微弱な電離電流を電荷収集電極５０４が収集し、中心導体５０６を通じて電離箱の外に導く必要がある。そこで中心導体５０６を支持する高絶縁端子５０５は、極めて小さい電離電流が鏡板５０２へ流れないようにするため、中心導体５０６に対して高い絶縁性を保っている。さらに、高絶縁端子５０５は、アルミニウムである鏡板５０２と気密接合されて、電荷収集電極５０４を支持できる機械的強度を有している。
【００１４】
そこで、高絶縁端子５０５は、詳しくは、図１１で示すように、セラミック体５０５ａ、円筒５０５ｂを備える。
セラミック体５０５ａは、中央に中心導体５０６を保持する程度に細い孔を有する円柱体であり、材料として高い絶縁性を有する特殊なセラミックにより形成されている。
円筒５０５ｂは、円筒体であり、材料としてアルミニウムにより形成されている。
【００１５】
セラミック体５０５ａが円筒５０５ｂに嵌め込まれ気密接合により一体化されて高絶縁端子５０５となっている。さらに、鏡板５０２と円筒５０５ｂとが隙間なく溶接されて気密溶接部５０９が形成されており、気密を維持するとともに強固に固定される。このような電離箱式放射線検出器５００では、微弱な電離電流を中心導体５０６を通じて損失なく取得することができる。
【００１６】
また、他の従来技術として、例えば、図１２で示すような構成の電離箱式放射線検出器５００’が知られている。
先の図９〜図１１を用いて説明した従来技術では断面Ｕ字型の外側電極５０１の製作が容易ではないのに対し、この従来技術では、外側電極の製作を容易にするため、円筒体５１０ａと蓋部５１０ｂとが溶接により一体化されて外側電極５１０が形成される点が相違する。この外側電極５１０は、円筒体５１０ａの一方の開口部に蓋部５１０ｂの開口部を突き合わせた状態で溶接する。この溶接箇所では、図１３（ａ）のＡ部拡大図で示すように外側へ盛り上がった状態の全周溶接部５１１が形成される。
【００１７】
また、鏡板５０２の外側円周付近と円筒体５１０ａの他方の開口部とを突き合わせた状態で溶接する。この溶接箇所では、図１３（ｂ）のＢ部拡大図で示すように外側へ盛り上がった状態の全周溶接部５１２が形成される。
他は先の説明と同じであり、同じ符号を付するとともに重複する説明を省略する。このような電離箱式放射線検出器５００’では、微弱な電離電流を中心導体５０６を通じて取得する検出能力を維持しつつ、機械的に製造し易くしてコスト低減も実現している。
【００１８】
また、他の従来技術として、例えば、図１４で示すような構成の電離箱式放射線検出器５００”が知られている。
先の図９〜図１１を用いて説明した従来技術と比較すると、まず、外側電極５１３が球形となっている点が相違する。この外側電極５１３は、中空半球体５１３ａ，５１３ｂを備え、これらの開口部を突き合わせた状態で溶接する。この溶接箇所では、図１５（ａ）のＣ部拡大図で示すように外側へ盛り上がった状態の全周溶接部５１４が形成される。
【００１９】
また、鏡板５０２の突出部５０２ａと半球体５１３ａの他方の開口部とを突き合わせた状態で溶接する。この溶接箇所では、図１５（ｂ）のＤ部拡大図で示すように内側へ盛り上がった状態の全周溶接部５１６が形成される。順番としてはこちらが先に溶接される。
そして電荷収集電極５１５も球形である点が相違する。他は先の説明と同じであり、同じ符号を付するとともに重複する説明を省略する。このような電離箱式放射線検出器５００”では、入射方向に影響されることなく低エネルギー光子が電荷収集電極５１５へ到達して検知能力を高めており、微弱な電離電流を中心導体５０６を通じて取得することができる。
【００２０】
また、電離箱式放射線検出器の従来技術として、例えば、特許文献１（特開昭６３−１１５０８２号公報、発明の名称「深部線量当量測定用電離箱」）に記載の発明が知られている。
【００２１】
この従来技術では、生体組織と同等又はそれ以下の実効原子番号を有する物質で構成した電離箱の内面に、適宜の厚さ又は面積の物質を付加している。このため、そのまま読み取っても、１ｃｍ深部線量当量値の直接測定が可能となる。例えばサーベイメータ等の身体に直接装着しない可搬型の測定器においても、人体への被爆量評価として規定されている１ｃｍ深部線量当量値の直読を実現している。
【００２２】
また、電離箱式放射線検出器の従来技術として、例えば、特許文献２（特開平２−３０４８５１号公報、発明の名称「電離箱式放射線検出器」）に記載の発明が知られている。
【００２３】
この従来技術では、集電極などに調整板を設け、１ｃｍ深部線量当量を直接的に測定できるようにしたので、生物学的効果を考慮した放射線量を測定器でリアルタイムに読み取ることができ、従来において行っていた換算演算等をする手間を省くことができ、放射線管理を迅速かつ容易に行うことを可能としている。
【００２４】
また、電離箱式放射線検出器の従来技術として、例えば、特許文献３（特開平４−４５４９号公報、発明の名称「１ｃｍ深部線量当量検出用電離箱」）に記載の発明が知られている。
【００２５】
この従来技術では、電離箱容器を透過した放射線としてのγ線が該容器内の空気を電離するほか、該容器を透過したγ線が集電極における第１導電領域のニッケルに入射することによってこのニッケルから叩き出された電子さらに電離箱容器内の空気を電離するので、放射線検出信号の値が一般に大きくなり、かつ、フィルタによってこのフィルタを透過して電離箱容器内に入射しようとする低エネルギーのγ線が吸収されるので電離箱容器に入射する放射線の低エネルギー領域では放射線検出信号の値が小さくなって、結局、電離箱のエネルギー特性がＨ１ｃｍ特性に近似した特性になるため放射線のＨ１ｃｍを容易に検出し得る電離箱としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開昭６３−１１５０８２号公報
【特許文献２】特開平２−３０４８５１号公報
【特許文献３】特開平４−４５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
従来技術の電離箱式放射線検出器において、内部空間に封入するガスの圧力を更に高くして、検出能力を高めたいという要請があった。しかしながら、従来技術の電離箱式放射線検出器では圧力を高くするには以下の点で問題があった。
【００２８】
（１）排気管５０３のガス封止の信頼性
排気管５０３は、図１０で示すように先端が尖塔状となっているが、最初の形状は円筒のパイプで、このパイプを介してガスの封入を行う。ガスを充填した後の封止は、排気管５０３の先端を押し潰して、排気管５０３の内側を圧接して圧接部５０８を形成する。しかし、アルミニウム製の排気管は、封止時において、圧接部５０８に酸化膜ができやすく、その酸化膜が接合を阻害するように作用するため、排気管製作後、酸化膜が生成されないように保管環境や電離箱式放射線検出器の組み立て工程を管理しないと封止の信頼性を低下させる欠点がある。
【００２９】
（２）高絶縁端子５０５のガス封止の信頼性
図１１に示した高絶縁端子５０５は、セラミック体５０５ａと、アルミニウム製の円筒５０５ｂとを気密接合したもので、両者の膨張係数はアルミニウムのほうが大きく、温度が変化すると接合面に熱応力がかかることになる。製造工程における温度変化や使用時の環境温度変化により熱応力が許容限度を超えると接合面が剥離し気密リークが発生するため信頼性が低い欠点がある。
【００３０】
（３）外側電極５１０，５１３の溶接部の信頼性
アルミニウム製の外側電極５１０（図１２）や外側電極５１３（図１４）の場合、上記のように薄い板厚にすると、加工誤差が大きく、かつ機械的強度が弱いので、図１２で示す円筒体５１０ａと蓋部５１０ｂとを突き合わせて溶接する溶接面や、図１４で示す半球体５１３ａ，５１３ｂと突き合わせて溶接する溶接面が、歪みにより全円周で一致しないため気密を確保して溶接することが困難になり、その信頼性は溶接技能者の技量に大きく依存するようになり、気密溶接の信頼性が低下する。
【００３１】
このような問題は特許文献１，２，３に記載の従来技術でも同様に内包するものであった。
【００３２】
そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、総じて電離箱の気密性を高める構造を採用し、信頼性の高い電離箱式放射線検出器を提供することにある。
詳しくは溶接に相性が良い材料を選択することで、強固な気密溶接を可能にし、電離箱の気密性を高める構造にしたいという要請があった。
また、詳しくは機械形状を工夫することで、強固な気密溶接を可能にし、電離箱の気密性を高める構造にしたいという要請があった。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明の請求項１に係る電離箱式放射線検出器は、
内部空間を有するアルミニウム製の電離箱と、
電離箱の内部空間に配置される電荷収集電極と、
電離箱に固着され、電離箱の内部空間と連通する流路を有する排気管接合ジョイントと、
排気管接合ジョイントに固着され、排気管接合ジョイントの流路と連通する管路を有する銅製の排気管と、
を備え、排気管および排気管接合ジョイントを通じて電離箱の内部空間から排気後に所定のガスを充填し、内部空間に封入したガスの電離電荷を電荷収集電極により検出して放射線計測を行う電離箱式放射線検出器であって、
この排気管接合ジョイントは、アルミニウム製部材と銅製部材とを気密接合して流路を有するように一体に形成されており、アルミニウム製部材は電離箱に気密溶接され、また、銅製部材には排気管が気密溶接されることを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の請求項２に係る電離箱式放射線検出器は、
内部空間を有するアルミニウム製の電離箱と、
電離箱の内部空間に配置される電荷収集電極と、
電離箱に固着される高絶縁端子接合ジョイントと、
高絶縁端子接合ジョイントに固着され、電荷収集電極と電気的に接続される中心導体を支持する高絶縁端子と、
を備え、内部空間に封入したガスの電離電荷を電荷収集電極により検出して放射線計測を行う電離箱式放射線検出器であって、
高絶縁端子接合ジョイントは、アルミニウム製部材と銅製部材とを気密接合して孔を有する状態で一体に形成されており、
高絶縁端子は、コバール金属製部材である円筒体とこの円筒体の中に充填されるセラミック体と気密接合して孔を有する状態で一体に形成されており、
高絶縁端子接合ジョイントのアルミニウム製部材は電離箱に気密溶接され、また、高絶縁端子接合ジョイントの銅製部材には高絶縁端子の円筒体が気密溶接されることを特徴とする。
【００３５】
また、本発明の請求項３に係る電離箱式放射線検出器は、
電離箱内にガスを封入し、封入したガスの電離電荷を電荷収集電極により検出して放射線計測を行う電離箱式放射線検出器であって、
電離箱は、アルミニウム製の蓋部と、アルミニウム製の円筒と、一方に蓋部の開口部が、また、他方に円筒の開口部が嵌め込まれる継ぎ手リングと、を有し、蓋部と円筒とを継ぎ手リングを介して突き合わせ、継ぎ手リングの一方に蓋部を、また、他方に円筒を気密溶接したことを特徴とする。
【００３６】
また、本発明の請求項４に係る電離箱式放射線検出器は、
電離箱内にガスを封入し、封入したガスの電離電荷を電荷収集電極により検出して放射線計測を行う電離箱式放射線検出器であって、
電離箱は、アルミニウム製の２個の中空半球体と、両側に中空半球体の開口部が嵌め込まれる継ぎ手リングと、を有し、２個の中空半球体を継ぎ手リングを介して突き合わせ、継ぎ手リングの両側に２個の中空半球体を気密溶接したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、電離箱の気密性を高める構造を採用し、信頼性の高い電離箱式放射線検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を実施するための形態に係る電離箱式放射線検出器の全体構成図である。
【図２】排気管接合ジョイントおよび排気管の説明図である。
【図３】他の形態に係る電離箱式放射線検出器の全体構成図である。
【図４】高絶縁端子接合ジョイントおよび高絶縁端子の説明図である。
【図５】他の形態に係る電離箱式放射線検出器の全体構成図である。
【図６】気密溶接部の説明図である。
【図７】他の形態に係る電離箱式放射線検出器の全体構成図である。
【図８】気密溶接部の説明図である。
【図９】従来技術の電離箱式放射線検出器の全体構成図である。
【図１０】従来技術の排気管の説明図である。
【図１１】従来技術の高絶縁端子の説明図である。
【図１２】従来技術の他の電離箱式放射線検出器の全体構成図である。
【図１３】溶接部の説明図である。
【図１４】従来技術の他の電離箱式放射線検出器の全体構成図である。
【図１５】溶接部の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
続いて、本発明を実施するための形態に係る電離箱式放射線検出器について説明する。なお、先に図９〜図１１を用いて説明した従来技術の電離箱式放射線検出器と一部重複する説明があるが、説明の明瞭化のため再掲する。
このような発明を実施するための形態の電離箱式放射線検出器について、図を参照しつつ説明する。電離箱式放射線検出器１は、図１に示すように、外側電極１０、鏡板１１、排気管接合ジョイント１２、排気管１３、電荷収集電極１４、高絶縁端子１５、中心導体１６で構成されている。
【００４０】
外側電極１０は、断面Ｕ字型であってガスが封入できるように内側に空間が設けられており、材料がアルミニウムで形成されている。測定の対象とする光子のエネルギーの下限を１０ｋｅＶとした場合、アルミニウム製の外側電極１０の板厚は１ｍｍ以下にする必要がある。強度等を考慮すると外側電極１０の板厚は厚さ１ｍｍ程度が採用される。
【００４１】
鏡板１１は、アルミニウム製の円板体であって中央に孔が設けられている。鏡板１１の外側円周部付近と、外側電極１０の開口部と、は気密溶接により固定される。外側電極１０と鏡板１１とが組み立てられて電離箱が形成される。
【００４２】
排気管接合ジョイント１２は、図２で示すように、アルミニウム製部材１２１、銅製部材１２２を備える。このような排気管接合ジョイント１２は、半径方向の位置では外側電極１０と高絶縁端子１５との間に取り付けられる。排気管接合ジョイント１２の内部には流路１２３が形成されている。この排気管用接合ジョイント１２の詳細については後述する。
【００４３】
排気管１３は、先端が封止された筒体であって材料が銅で形成されている。排気管１３は、図２で示すように、排気管接合ジョイント１２に気密溶接により取り付けられる。排気管１３は、最初は管路１３１を有するパイプであり、内部にガスを充填した後で先端を圧接により塞いで外界から封止する。すると、内部空間に高圧のガスが密封された状態になる。先端には圧接部１３２が形成される。なお、この排気管１３の詳細についても後述する。
【００４４】
電荷収集電極１４は、材料がアルミニウムで形成されている円柱体である。電荷収集電極１４は、外側電極１０の内側の内部空間に配置される。
高絶縁端子１５は、鏡板１１の中心孔において、溶接により鏡板１１に固定される。高絶縁端子１５は、高い絶縁性を有し、放射線を検知した際に発生する微弱な電離電流を電荷収集電極１４が収集し中心導体１６を通じて電離箱の外に導く際に、鏡板１１へ電離電流を流さないようにする。
【００４５】
中心導体１６は、アルミニウム等導電性金属により形成される棒体であって、高絶縁端子１５の中央孔に嵌め込まれて支持されており、電荷収集電極１４を内部空間内に支持固定する。そして、この中心導体１６を通じて電離電流が検出される。
【００４６】
続いて本発明の特徴をなす排気管用接合ジョイント１２および排気管１３の詳細構造、並びに、この排気管用接合ジョイント１２への排気管１３の接続について説明する。
排気管用接合ジョイント１２は、詳しくは図２で示すように、アルミニウム製部材１２１、銅製部材１２２を備える。アルミニウム製部材１２１は、リング形状であり、材料としてアルミニウムにより形成されている。アルミニウム製部材１２１は、アルミニウム製である鏡板１１側にある。銅製部材１２２は、多段リング体であり、材料として銅により形成されている。銅製部材１２２は、銅製である排気管１３側にある。
【００４７】
排気管接合ジョイント１２は、アルミニウム製部材１２１、銅製部材１２２を摩擦圧接により予め固着しておいたものである。摩擦圧接は、アルミニウム製部材１２１か銅製部材１２２かの何れか一方を高速で回転させながら他方に押し付けて、摩擦熱で両者を接合させたものである。摩擦圧接は、一般的に使用されている接合方法である。
さらに、そのアルミニウム製部材１２１が同じくアルミニウム製の鏡板１１に気密溶接により取り付けられて気密溶接部１７が形成される。アルミニウム同士であり強固に固着される。このようにして排気管接合ジョイント１２が鏡板１１に固定される。
【００４８】
排気管１３は、材料が銅で形成されている。排気管１３と排気管接合ジョイント１２の銅製部材１２２とは気密溶接により取り付けられて気密溶接部１８が形成される。銅同士であり強固に固着される。
排気管用接合ジョイント１２および排気管１３はこのようなものである。
【００４９】
以上本発明について説明した。このような電離箱式放射線検出器１によれば、同じ材料である鏡板１１と排気管接合ジョイント１２のアルミニウム製部材１２１とを強固に気密溶接し、また、同じ材料である排気管接合ジョイント１２の銅製部材１２２と排気管１３とを強固に気密溶接したため、電離箱に対して排気管１３を気密性を保ちつつ強固に固着することができる。
【００５０】
さらに、排気管１３は銅製であり、外気に触れない圧接部１３２では酸化膜ができにくく、酸化膜により接合が阻害されないように配慮している。これら強固な固着および圧接を実現しており、気密性を高め、封入されるガスが高圧であってもガスがリークするおそれを低減させている。
【００５１】
続いて、本発明を実施するための他の形態に係る電離箱式放射線検出器について図を参照しつつ説明する。
電離箱式放射線検出器２は、図３に示すように、外側電極１０、鏡板１１、排気管接合ジョイント１２、排気管１３、電荷収集電極１４、高絶縁端子１９、中心導体２０、高絶縁端子接合ジョイント２１で構成されている。先に図１，図２を用いて説明した電離箱式放射線検出器と比較すると、高絶縁端子１９および中心導体２０の構成が変更され、また、高絶縁端子接合ジョイント２１が追加されている点が相違する。そこで、本形態では高絶縁端子１９、中心導体２０および高絶縁端子接合ジョイント２１について重点的に説明するものとし、他の外側電極１０、鏡板１１、排気管接合ジョイント１２、排気管１３、電荷収集電極１４については、同じ符号を付するとともに重複する説明を省略する。
【００５２】
電離箱式放射線検出器２では、放射線を検知した際に発生する微弱な電離電流を電荷収集電極１４が収集し、中心導体２０を通じて電離箱の外に導く必要がある。そこで中心導体２０を支持する高絶縁端子１９は、極めて小さい電離電流が鏡板１１へ流れないように中心導体２０に対して高く絶縁されている。さらに、高絶縁端子１９には、アルミニウムである鏡板１１と気密接合しつつ、電荷収集電極１４および中心導体２０を支持できる機械的強度が要求される。そこで、高絶縁端子１９および中心導体２０の構成を変更し、かつ高絶縁端子接合ジョイント２１を追加した。
【００５３】
続いて各構成について説明する。
高絶縁端子１９は、詳しくは、図４で示すように、セラミック体１９１、円筒１９２を備える。
セラミック体１９１は、中央に中心導体２０を保持する程度に細い孔を有する円柱体であり、材料として高い絶縁性を保つ特殊なセラミックにより形成されている。
円筒１９２は、円筒体であり、材料としてセラミック体１９１と膨張係数が近いコバール金属により形成されている。
高絶縁端子１９では、セラミック体１９１が円筒１９２に嵌め込まれ気密接合により一体化されている。
【００５４】
中心導体２０は、高絶縁端子１９の中央孔に嵌め込まれて支持されており、セラミック体１９１と膨張係数が近いコバール金属製の棒体であって、電荷収集電極１４を内部空間内に支持固定する。そして、この中心導体２０を通じて電離電流が検出される。
【００５５】
また、高絶縁端子接合ジョイント２１は、アルミニウムリング２１１、銅リング２１２を備える。アルミニウムリング２１１は、材料としてアルミニウムにより形成されている。銅リング２１２は、多段リング体であり、材料として銅により形成されている。アルミニウムリング２１１および銅リング２１２は、図４で示すような形状となるように予め整合させて加工したものである。本形態では、アルミニウムリング２１１は、内部空間側にある。また、銅リング２１２は、外側にある。
【００５６】
高絶縁端子接合ジョイント２１は、アルミニウムリング２１１、銅リング２１２を摩擦圧接により予め固着しておいたものである。摩擦圧接は、アルミニウムリング２１１か銅リング２１２かの何れか一方を高速で回転させながら他方に押し付けて、摩擦熱で両者を接合させたものである。摩擦圧接は、一般的に使用されている接合方法である。
さらに、そのアルミニウムリング２１１が同じくアルミニウム製の鏡板１１に気密溶接により取り付けられて気密溶接部２２が形成される。アルミニウム同士であり強固に固着される。また、銅リング２１２がコバール製の円筒１９２に気密溶接により取り付けられて気密溶接部２３が形成される。コバール製金属と銅とは溶接性が良く、強固に固着される。気密溶接部２２が外周側、気密溶接部２３が内周側に形成される。このようにして高絶縁端子接合ジョイント２１が鏡板１１に固定され、また、高絶縁端子１９が高絶縁端子接合ジョイント２１に固定される。
【００５７】
以上本発明について説明した。なお、本形態では排気管接合ジョイント１２を用いて排気管１３を固着しているが、排気管接合ジョイント１２を用いずに、図９を用いて説明した従来技術のようにアルミニウム製の排気管５０３を、アルミニウム製の鏡板１１に気密溶接により固着する形態であっても良い。
この場合でも本形態のように鏡板１１、高絶縁端子１９、中心導体２０および高絶縁端子接合ジョイント２１の強固な密着を実現することができる。
【００５８】
このような電離箱式放射線検出器２によれば、同じ材料である鏡板１１と高絶縁端子接合ジョイント２１のアルミニウムリング２１１とを強固に気密溶接し、また、高絶縁端子接合ジョイント２１の銅リング２１２とコバール製の円筒１９２とを強固に気密溶接したため、電離箱に対して高絶縁端子１９、中心導体２０および高絶縁端子接合ジョイント２１を気密性を保ちつつ強固に固着することができる。
このように強固な固着を実現しており、気密性を高め、封入されるガスが高圧であってもガスがリークするおそれを低減させている。
【００５９】
続いて、本発明を実施するための他の形態に係る電離箱式放射線検出器について図を参照しつつ説明する。
電離箱式放射線検出器３は、図５に示すように、外側電極２４、鏡板１１、排気管接合ジョイント１２、排気管１３、電荷収集電極１４、高絶縁端子１９、中心導体２０、高絶縁端子接合ジョイント２１で構成されている。先に図３，図４を用いて説明した電離箱式放射線検出器と比較すると、外側電極２４の構成が変更されている点が相違する。そこで、本形態では外側電極２４について重点的に説明するものとし、他の鏡板１１、排気管接合ジョイント１２、排気管１３、電荷収集電極１４、高絶縁端子１９、中心導体２０、高絶縁端子接合ジョイント２１については、同じ符号を付するとともに重複する説明を省略する。
【００６０】
本形態では、外側電極２４は、円筒体２４１、蓋体２４２、継ぎ手リング２４３を備える。
円筒体２４１は、薄いアルミニウム板から形成されており、中空円筒体を有している。円筒体２４１は、その端面を鏡板１１の当たり面と平行かつ直径が合致するように加工したものであり、溶接面を確保し、溶接強度を維持して気密溶接ができるようにしている。
蓋体２４２は、薄いアルミニウム板から形成されており、略半球体を有している。蓋体２４２は、中空球体の一部を円筒体２４１の当たり面と平行かつ直径が合致するように切断加工したものであり、溶接面を確保し、溶接強度を維持して気密溶接ができるようにしている。
継ぎ手リング２４３は、図６（ａ）のａ部拡大図に示すように、リング部２４３ａから凸部２４３ｂが突出しており、断面が凸状のリング体である。
【００６１】
図６（ａ）のａ部拡大図に示すように、円筒体２４１の開口部と蓋体２４２の開口部との突き合わせ面に継ぎ手リング２４３の凸部２４３ｂを挿入し、円筒体２４１の開口部端面と継ぎ手リング２４３の凸部２４３ｂとに電子ビーム溶接により気密溶接部２５を形成し、また、蓋体２４２の開口部端面と継ぎ手リング２４３の凸部２４３ｂとに電子ビーム溶接により気密溶接部２６を形成している。
【００６２】
仮に円筒体２４１および蓋体２４２の開口部の直径の誤差や真円度の誤差によって突き合わせ面が一致しなくても、継ぎ手リング２４３の凸部２４３ｂの半径方向の長さ（図６（ａ）の上下方向）を円筒体２４１および蓋体２４２の板厚よりも大きくして誤差を吸収できるようにしており、継ぎ手リング２４３の凸部２４３ｂに円筒体２４１および蓋体２４２の端面を突き当てて電子ビーム溶接すれば溶接面積が確保でき、溶接強度を維持して気密溶接することができる。
また、リング部２４３ａは、開口が円形となるように補正する機能も有する。
【００６３】
また、図６（ｂ）のｂ部拡大図に示すように、円筒体２４１の開口部と鏡板１１の外側円周部との突き合わせ面に電子ビーム溶接により気密溶接部２７を形成している。この場合も鏡板１１の当たり面と平行かつ直径が合致するように切断した円筒体２４１とし、また、半径方向の長さ（図６（ｂ）の上下方向）を大きくしている。
【００６４】
仮に円筒体２４１の開口部の直径の誤差や真円度の誤差によって突き合わせ面が一致しなくても、鏡板１１の当たり面の半径方向の長さを円筒体２４１の厚みよりも大きくして誤差を吸収できるようにしており、鏡板１１の外側円周部の突き合わせ面に円筒体２４１の端面を突き当てて電子ビーム溶接すれば溶接面積が確保でき、溶接強度を維持して気密溶接することができる。
【００６５】
以上本発明について説明した。なお、本形態では排気管接合ジョイント１２を用いて排気管１３を固着しているが、排気管接合ジョイント１２を用いずに、図９を用いて説明した従来技術のようにアルミニウム製の排気管５０３を、アルミニウム製の鏡板１１に気密溶接により固着する形態であっても良い。また、高絶縁端子１９、中心導体２０、高絶縁端子接合ジョイント２１を用いずに、図９を用いて説明した従来技術のように高絶縁端子５０５、中心導体５０６を用いる形態であっても良い。
これらの場合でも本形態のように外側電極２４の強固な密着を実現することができる。
【００６６】
本発明ではこのように外側電極２４において、強固な固着を実現しており、気密性を高め、封入されるガスが高圧であってもガスがリークするおそれを低減させている。
【００６７】
続いて、本発明を実施するための他の形態に係る電離箱式放射線検出器について図を参照しつつ説明する。
電離箱式放射線検出器４は、図７に示すように、外側電極２９、鏡板１１、排気管接合ジョイント１２、排気管１３、電荷収集電極２８、高絶縁端子１９、中心導体２０、高絶縁端子接合ジョイント２１で構成されている。先に図５，図６を用いて説明した電離箱式放射線検出器と比較すると、電荷収集電極２８および外側電極２９の構成が変更されている点が相違する。そこで、本形態では電荷収集電極２８および外側電極２９について重点的に説明するものとし、他の鏡板１１、排気管接合ジョイント１２、排気管１３、高絶縁端子１９、中心導体２０、高絶縁端子接合ジョイント２１については、同じ符号を付するとともに重複する説明を省略する。
【００６８】
電荷収集電極２８は、材料がアルミニウムで形成されている球体である。電荷収集電極２８は、外側電極２９の内側の内部空間に配置される。
【００６９】
外側電極２９は、鏡板側半球体２９１、半球体２９２、継ぎ手リング２９３を備える。
鏡板側半球体２９１は、薄いアルミニウム板から形成されており、略半球体であって鏡板１１を固定する孔を有している。鏡板側半球体２９１は、中空球体の一部を半球体２９２の当たり面と平行かつ直径が合致するように切断加工したものであり、溶接面を確保し、溶接強度を維持して気密溶接ができるようにしている。
半球体２９２は、薄いアルミニウム板から形成されており、略半球体を有している。半球体２９２は、中空球体の一部を鏡板側半球体２９１の当たり面と平行かつ直径が合致するように切断加工したものであり、溶接面を確保し、溶接強度を維持して気密溶接ができるようにしている。
継ぎ手リング２９３は、図８（ａ）のｃ部拡大図に示すように、リング部２９３ａから凸部２９３ｂが突出しており、断面が凸状のリング体である。
【００７０】
図８（ａ）のｃ部拡大図に示すように、鏡板側半球体２９１の開口部と、半球体２９２の開口部との突き合わせ面に継ぎ手リング２９３の凸部２９３ｂを挿入し、鏡板側半球体２９１の開口部端面と継ぎ手リング２９３の凸部２９３ｂとに電子ビーム溶接により気密溶接部３０を形成し、また、半球体２９２の開口部端面と継ぎ手リング２９３の凸部２９３ｂとに電子ビーム溶接により気密溶接部３１を形成している。
【００７１】
仮に鏡板側半球体２９１および半球体２９２の開口部の直径の誤差や真円度の誤差によって突き合わせ面が一致しなくても、継ぎ手リング２９３の凸部２９３ｂの半径方向の長さ（図８（ａ）の上下方向）を鏡板側半球体２９１および半球体２９２の板厚よりも大きくして誤差を吸収できるようにしており、継ぎ手リング２９３の凸部２９３ｂに鏡板側半球体２９１および半球体２９２の端面を突き当てて電子ビーム溶接すれば溶接面積が確保でき、溶接強度を維持して気密溶接をすることができる。
また、リング部２９３ａは、開口が円形となるように補正する機能も有する。
【００７２】
また、図８（ｂ）のｄ部拡大図に示すように、鏡板側半球体２９１の開口部と鏡板１１の外側円周部との突き合わせ面に電子ビーム溶接により気密溶接部３２を形成している。この場合も鏡板１１の当たり面と平行かつ直径が合致するように切断した鏡板側半球体２９１とし、また、半径方向の長さ（図８（ｂ）の上下方向）を長くしている。
【００７３】
仮に鏡板側半球体２９１の開口部の直径の誤差や真円度の誤差によって突き合わせ面が一致しなくても、鏡板１１の当たり面の半径方向の長さを鏡板側半球体２９１の板厚よりも大きくして誤差を吸収できるようにしており、鏡板１１の段差部当たり面に鏡板側半球体２９１の端面を突き当てて電子ビーム溶接すれば溶接面積が確保でき、溶接強度を維持して気密溶接をすることができる。
【００７４】
以上本発明について説明した。なお、本形態では排気管接合ジョイント１２を用いて排気管１３を固着しているが、排気管接合ジョイント１２を用いずに、図９を用いて説明した従来技術のようにアルミニウム製の排気管５０３を、アルミニウム製の鏡板１１に気密溶接により固着する形態であっても良い。また、高絶縁端子１９、中心導体２０、高絶縁端子接合ジョイント２１を用いずに、図９を用いて説明した従来技術のように高絶縁端子５０５、中心導体５０６を用いる形態であっても良い。
これらの場合でも本形態のように外側電極２９の強固な密着を実現することができる。
【００７５】
本発明ではこのように外側電極２９において、強固な固着および圧接を実現しており、気密性を高め、封入されるガスが高圧であってもガスがリークするおそれを低減させている。
【００７６】
以上、本発明の電離箱式放射線検出器について説明した。
この発明によれば、簡易な構成の追加のみで電離箱の気密性を高める構造を採用し、高圧ガスの封入を可能として検出能力を高め、かつ強度的にも信頼性の高い電離箱式放射線検出器を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の電離箱式放射線検出器は、原子力施設，放射性同位元素利用施設等で放射線の計測監視などに適用できる。
【符号の説明】
【００７８】
１，２，３，４：電離箱式放射線検出器
１０：外側電極
１１：鏡板
１２：排気管接合ジョイント
１２１：アルミニウム製部材
１２２：銅製部材
１２３：流路
１３：排気管
１３１：管路
１３２：接合部
１４：電荷収集電極
１５：高絶縁端子
１６：中心導体
１７：気密溶接部
１８：気密溶接部
１９：高絶縁端子
１９１：セラミック体
１９２：円筒
２０：中心導体
２１：高絶縁端子接合ジョイント
２１１：アルミニウムリング
２１２：銅リング
２２：気密溶接部
２３：気密溶接部
２４：外側電極
２４１：円筒体
２４２：蓋体
２４３：継ぎ手リング
２４３ａ：リング部
２４３ｂ：凸部
２５：気密溶接部
２６：気密溶接部
２７：気密溶接部
２８：電荷収集電極
２９：外側電極
２９１：鏡板側半球体
２９２：半球体
２９３：継ぎ手リング
２９３ａ：リング部
２９３ｂ：凸部
３０：気密溶接部
３１：気密溶接部
３２：気密溶接部
【図１】
2013047634.tif 000003
【図２】
2013047634.tif 000004
【図３】
2013047634.tif 000005
【図４】
2013047634.tif 000006
【図５】
2013047634.tif 000007
【図６】
2013047634.tif 000008
【図７】
2013047634.tif 000009
【図８】
2013047634.tif 000010
【図９】
2013047634.tif 000011
【図１０】
2013047634.tif 000012
【図１１】
2013047634.tif 000013
【図１２】
2013047634.tif 000014
【図１３】
2013047634.tif 000015
【図１４】
2013047634.tif 000016
【図１５】
2013047634.tif 000017