(57)【要約】【課題】微小粒子状物質分析装置において、測定空間に含まれる微小粒子状物質の濃度と、当該微小粒子状物質に放射性物質が含まれているか否かを同時に分析する。【解決手段】分析装置１００は、捕集フィルタ１と、分析部と、を備える。捕集フィルタ１は、微小粒子状物質ＦＰを捕集可能な捕集領域を有する。分析部は、捕集領域に捕集された微小粒子状物質ＦＰの質量濃度と、当該微小粒子状物質ＦＰから発生する放射線量と、を測定する。【選択図】図１
2017102008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定空間に浮遊している微小粒子状物質を捕集可能な捕集領域を有する捕集フィルタと、
前記捕集領域に捕集された前記微小粒子状物質の質量濃度と、当該微小粒子状物質から発生する放射線量である測定放射線量と、を測定する分析部と、
を備える微小粒子状物質分析装置。
【請求項２】
前記分析部は、
前記捕集フィルタの前記微小粒子状物質を捕集した捕集領域の第１面から照射され前記捕集領域の前記第１面とは反対側の第２面へと透過したβ線強度を測定することにより、前記質量濃度を測定する質量濃度測定部と、
前記第１面及び／又は前記第２面から発生する放射線量を測定することにより、前記測定放射線量を測定する放射線量測定部と、
を含む、請求項１に記載の微小粒子状物質分析装置。
【請求項３】
前記放射線量測定部は、
前記第１面及び／又は前記第２面から入射される放射線量の実測値である実測放射線量を測定する実測放射線量測定部と、
前記捕集フィルタの前記微小粒子状物質が存在しない領域から入射する放射線量及び／又は周囲の空間線量を含むバックグラウンド線量を測定するバックグラウンド線量測定部と、を含み、
前記測定放射線量は、前記実測放射線量と前記バックグラウンド線量との差として算出される、請求項２に記載の微小粒子状物質分析装置。
【請求項４】
前記実測放射線量測定部は、
前記第１面から入射する第１放射線の実測線量を測定する第１放射線量測定部と、
前記第２面から入射する第２放射線の実測線量を測定する第２放射線量測定部と、
を含み、
前記実測放射線量は、前記第１放射線の実測線量と前記第２放射線の実測線量とを合計することにより算出される、請求項３に記載の微小粒子状物質分析装置。
【請求項５】
前記放射線量測定部は、
検出面の法線方向が前記捕集領域に向くよう配置され、前記検出面に入射する放射線量を測定する測定部と、
放射線を遮蔽する材料にて構成され、前記検出面の法線方向に延び内部に前記測定部を収納可能な遮蔽空間を形成することにより、前記検出面の法線方向とは異なる方向からの放射線を遮蔽する遮蔽部材と、
を含む、請求項２〜４のいずれかに記載の微小粒子状物質分析装置。
【請求項６】
前記放射線量測定部はγ線の線量を前記放射線量として測定する、請求項２〜５のいずれかに記載の微小粒子状物質分析装置。
【請求項７】
測定空間に浮遊している浮遊粒子状物質を、所定の基準によって粗大粒子状物質と前記微小粒子状物質とに分級する分級装置をさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載の微小粒子状物質分析装置。
【請求項８】
前記分析部から出力される信号に基づいて、前記質量濃度と前記測定放射線量とを算出する演算部と、
前記質量濃度と前記測定放射線量の前記演算部における算出結果を表示する表示部と、
をさらに備える、請求項１〜７のいずれかに記載の微小粒子状物質分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気などの測定空間に浮遊している微小粒子状物質の分析を行う微小粒子状物質分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＭ２．５などの微小粒子状物質の大気中における濃度を測定するための装置が知られている。例えば、特許文献１には、大気中に含まれる微小粒子状物質を多孔質フィルムに所定時間だけ捕集し、捕集された微小粒子状物質によるβ線の吸収強度に基づいて、大気中の微小粒子状物質の濃度を測定するＳＰＭ（微小粒子状物質）濃度測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５９０３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
大気中に含まれる微小粒子状物質の由来（発生源、発生場所）は様々であり、場合によっては、放射性物質を含むこともある。そのような微小粒子状物質は、体内に吸入されると内部被曝を起こすので、微小粒子状物質に放射性物質が含まれるか否かを分析することへの要求は高まっている。
【０００５】
一方、従来の微小粒子状物質分析装置は、微小粒子状物質が発生する放射線量を検知できないので、上記分析を実行できない。従って、従来は、上記の分析は、別の装置によって行われていた
【０００６】
本発明の目的は、大気中に含まれる微小粒子状物質の濃度と、当該微小粒子状物質に放射性物質が含まれているか否かを同時に分析することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る微小粒子状物質分析装置は、捕集フィルタと、分析部と、を備える。捕集フィルタは、微小粒子状物質を捕集可能な捕集領域を有する。分析部は、捕集領域に捕集された微小粒子状物質の質量濃度と、当該微小粒子状物質から発生する放射線量である実測放射線量と、を測定する。
これにより、微小粒子状物質分析装置は、捕集フィルタに捕集された微小粒子状物質の質量濃度と、当該微小粒子状物質が放射性物質を含むか否かを測定放射線量として同時に分析でき、例えば、人体における内部被曝をも加味した影響についての知見を得ることができる。
【０００８】
分析部は、質量濃度測定部と、放射線量測定部と、を含んでいてもよい。質量濃度測定部は、捕集フィルタの微小粒子状物質を捕集した捕集領域の第１面から照射され捕集領域の第１面とは反対側の第２面へと透過したβ線強度を測定することにより、質量濃度を測定する。放射線量測定部は、第１面及び／又は第２面から発生する放射線量を測定することにより、測定放射線量を測定する。
これにより、質量濃度と実測放射線量とを同時に測定できる。
【０００９】
放射線量測定部は、実測放射線量測定部と、バックグラウンド線量測定部と、を含んでいてもよい。実測放射線量測定部は、第１面及び／又は第２面から入射される放射線量の実測値である実測放射線量を測定する。バックグラウンド線量測定部は、捕集フィルタの微小粒子状物質が存在しない領域から入射する放射線量及び／又は周囲の空間線量を含むバックグラウンド線量を測定する。この場合、測定放射線量は、実測放射線量とバックグラウンド線量との差として算出される。
これにより、微小粒子状物質からの放射線量を精度よく測定できる。
【００１０】
実測放射線量測定部は、第１放射線量測定部と、第２放射線量測定部と、を含んでいてもよい。第１放射線量測定部は、第１面から入射する第１放射線の実測線量を測定する。第２放射線量測定部は、第２面から入射する第２放射線の実測線量を測定する。この場合、実測放射線量は、第１放射線の実測線量と第２放射線の実測線量とを合計することにより算出される。
これにより、微小粒子状物質からの微小の放射線量を測定できる。
【００１１】
放射線量測定部は、測定部と、遮蔽部材と、を含んでいてもよい。測定部は、検出面の法線方向が捕集領域に向くよう配置され、検出面に入射する放射線量を測定する。遮蔽部材は、放射線を遮蔽する材料にて構成され、検出面の法線方向に延び内部に測定部を収納可能な遮蔽空間を形成することにより、検出面の法線方向とは異なる方向からの放射線を遮蔽する。
これにより、放射線量測定部は、微小粒子状物質が捕集された捕集領域以外から入射される放射線を遮断して、捕集領域に捕集された微小粒子状物質からの放射線量を精度よく測定できる。
【００１２】
放射線量測定部はγ線の線量を放射線量として測定してもよい。これにより、質量濃度測定部のβ線の影響を受けることなく、微小粒子状物質からの放射線量を測定できる。
【００１３】
上記の微小粒子状物質分析装置は、分級装置をさらに備えていてもよい。分級装置は、測定空間に浮遊している浮遊粒子状物質を、所定の基準によって粗大粒子状物質と微小粒子状物質とに分級する。これにより、測定空間から微小粒子状物質を取り出して捕集フィルタに捕集できる。
【００１４】
上記の微小粒子状物質分析装置は、演算部と、表示部と、をさらに備えていてもよい。演算部は、分析部から出力される信号に基づいて、質量濃度と測定放射線量とを算出する。表示部は、質量濃度と測定放射線量の演算部における算出結果を表示する。これにより、分析部からの信号に基づいて演算された質量濃度と測定放射線量とを、視覚的に表示することができる。
【発明の効果】
【００１５】
微小粒子状物質分析装置において、大気中に含まれる微小粒子状物質の濃度と、当該微小粒子状物質に放射性物質が含まれているか否かを同時に分析できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】微小粒子状物質分析装置の構成を示す図。
【図２】質量濃度測定部の構成を示す図。
【図３】放射線量測定部の構成を示す図。
【図４】質量濃度測定部にて微小粒子状物質が発生するβ線を測定する様子を模式的に示す図。
【図５】質量濃度測定部にて微小粒子状物質が発生するβ線とγ線とを測定する様子を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．第１実施形態
（１）微小粒子状物質分析装置の構成
第１実施形態に係る微小粒子状物質分析装置１００（以下、分析装置１００という）の構成を、図１を用いて説明する。
分析装置１００は、捕集フィルタ１を備える。捕集フィルタ１は、例えば、高分子材料（ポリエチレンなど）の不織布にて形成された補強層上に、ＰＭ２．５などの微小粒子状物質ＦＰを捕集可能な孔を有する多孔質のフッ素樹脂系材料にて形成された捕集層（捕集領域と呼ぶこともある）を積層して形成された、テープ状の部材である。上記の構成により、捕集フィルタ１は、捕集フィルタ１の厚み方向にガス流通可能となると同時に、その強度を向上できる。また、上記の構成により、捕集フィルタ１を帯電しにくくできる。この結果、捕集した粒子状物質が静電気により拡散して、捕集領域から出てしまうことを防止できる。
なお、捕集フィルタ１としては、例えば、１層のガラスフィルタや、１層のフッ素樹脂系材料のフィルタなどの他のフィルタを用いることもできる。
【００１８】
捕集フィルタ１の長さ方向の一端が接続された巻き取りリール１１ａをモータ（図示せず）などにより巻き取り方向に回転することにより、捕集フィルタ１は、捕集フィルタ１が長さ方向の他端に接続された状態で巻き取られている送り出しリール１１ｂから送り出され、巻き取りリール１１ａに巻き取られる。
すなわち、捕集フィルタ１は、巻き取りリール１１ａが回転されることにより、捕集フィルタ１の長さ方向（図１では太矢印にて示す方向）に移動できる。
【００１９】
分析装置１００は、分級装置３を備える。分級装置３は、大気Ａ中に浮遊している浮遊粒子状物質Ｐを、所定の基準によって粗大粒子状物質ＬＰと微小粒子状物質ＦＰとに分級する。ここで、微小粒子状物質ＦＰがＰＭ２．５である場合には、微小粒子状物質ＦＰとは、粒径が２．５μｍの粒子を５０％の割合で分離できる分粒装置を用いて、より粒径の大きい粒子を除去した後に採取される粒子のことをいう。
【００２０】
具体的には、分級装置３は、吸引部３１を有する。吸引部３１は、捕集フィルタ１の補強層側の面（第２面の一例）の直下であって、捕集フィルタ１の長さ方向の第１位置Ｐ１に配置されている。吸引部３１には、吸引ポンプ３７に接続された第１開口部３１ａが形成されている。
【００２１】
分級装置３は、排出部３３を有する。排出部３３は、捕集フィルタ１の捕集領域側の面（第１面の一例）の直上において、吸引部３１と対向する位置（すなわち、第１位置Ｐ１）に配置される。排出部３３には、上記の第１開口部３１ａと対向するように第２開口部３３ａが形成されている。第２開口部３３ａは、第１開口部３１ａの吸引力によって、大気Ａを捕集フィルタ１に向けて排出できる。
【００２２】
分級装置３は、分級器３５を有する。分級器３５は、第２開口部３３ａの捕集フィルタ１が配置された側とは反対側の一端に接続されている。分級器３５は、第２開口部３３ａの吸引力により、周囲の大気Ａをその内部空間に取り込むことができる。
分級器３５は、例えば、インパクタ方式及び／又はサイクロン方式の分級器であり、大気Ａに含まれる粗大粒子状物質ＬＰを、側壁に設けられたサンプリング容器３５３や、内部空間において排出部３３の近傍に設けられたフィルタ３５５に捕集する。このように粗大粒子状物質ＬＰが分級されることで、大気Ａは微小粒子状物質ＦＰが主成分となる。
【００２３】
大気Ａは、排出部３３から排出され、捕集フィルタ１を通過する。当該大気Ａが捕集フィルタ１を通過する間に、微小粒子状物質ＦＰが捕集領域に捕集される。さらに、大気Ａは、第１開口部３１ａを通過して、吸引ポンプ３７から排出される。
【００２４】
分析装置１００は、図２に示すように、質量濃度測定部５を有する。質量濃度測定部５は、分級装置３に設けられ、捕集フィルタ１の第１位置Ｐ１に存在する捕集領域に捕集された微小粒子状物質ＦＰの質量濃度を測定する。
具体的には、図２に示すように、質量濃度測定部５は、β線源５１を有する。β線源５１は、排出部３３の第２開口部３３ａに設けられ、捕集フィルタ１の捕集領域に向けてβ線を照射する。β線源５１は、例えば、炭素１４（１４Ｃ）である。
【００２５】
質量濃度測定部５は、β線検出器５３を有する。β線検出器５３は、吸引部３１の第１開口部３１ａに設けられ、β線源５１から照射されたβ線のうち、微小粒子状物質ＦＰに吸収されることなく、さらに捕集フィルタ１の補強層を通過したβ線の強度を測定する。
具体的には、β線検出器５３は、シンチレータ５３１（例えば、プラスチックシンチレータ）を有する。シンチレータ５３１は、捕集フィルタ１を通過したβ線の強度に応じた強度の光を発生する。β線検出器５３は、光検出器５３３（例えば、光電子増倍管）を有する。光検出器５３３は、シンチレータ５３１にて生じた光の強度に応じた電気信号（β線検出信号と呼ぶ）を出力する。
【００２６】
上記の構成を有することにより、質量濃度測定部５は、捕集フィルタ１の捕集領域の上面から照射され、補強層の下側へと透過したβ線の強度をβ線検出信号として測定することにより、微小粒子状物質ＦＰの捕集量（質量濃度）を測定できる。
【００２７】
分析装置１００は、図１に示すように、放射線量測定部７を有する。放射線量測定部７は、微小粒子状物質ＦＰから発生する放射線量を、測定放射線量として測定する。放射線量測定部７では、微小粒子状物質ＦＰからのγ線を測定する。これにより、放射線量測定部７は、β線源５１からのβ線の影響を受けなくなる。
放射線量測定部７は、実測放射線量測定部７１を有する。実測放射線量測定部７１は、第１位置Ｐ１よりも捕集フィルタ１の移動方向の下流側の第２位置Ｐ２に配置される。実測放射線量測定部７１は、捕集フィルタ１の捕集領域側及び／又は補強層側から入射される放射線量の実測値である実測線量を測定する。
放射線量測定部７は、バックグラウンド線量測定部７３を有する。バックグラウンド線量測定部７３は、第１位置Ｐ１よりも捕集フィルタ１の移動方向の上流側の第３位置Ｐ３において、捕集領域の直上に配置される。バックグラウンド線量測定部７３は、第３位置Ｐ３において、捕集フィルタ１の微小粒子状物質ＦＰが捕集されていない領域（以下、非捕集領域という）からの放射線量、及び／又は、周囲の空間線量を測定する。
【００２８】
本実施形態において、実測放射線量測定部７１は、微小粒子状物質ＦＰから発生する放射線量を、捕集フィルタ１の捕集領域側と補強層側との両方から測定している。
具体的には、実測放射線量測定部７１は、第１放射線量測定部７１１を有する。第１放射線量測定部７１１は、第２位置Ｐ２において、捕集領域の直上に配置される。第１放射線量測定部７１１は、第１放射線（第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へと移動してきた捕集領域に捕集された微小粒子状物質ＦＰによって発生し、当該捕集領域の上面から入射された放射線）の実測線量を測定する。
実測放射線量測定部７１は、第２放射線量測定部７１３を有する。第２放射線量測定部７１３は、第２位置Ｐ２において、捕集フィルタ１の補強層の直下に配置される。第２放射線量測定部７１３は、第２放射線（捕集領域に捕集された微小粒子状物質ＦＰによって発生し、捕集フィルタ１の補強層側から入射された放射線）の実測線量を測定する。
【００２９】
なお、上記のバックグラウンド線量測定部７３、第１放射線量測定部７１１、及び第２放射線量測定部７１３の具体的な構成については、後に詳しく説明する。
【００３０】
分析装置１００は、制御部９を備える。制御部９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶装置と、表示部９３（例えば、液晶ディスプレイなど）と、各種インターフェースと、などを有するコンピュータシステムである。制御部９は、分析装置１００の各構成要素の制御と、各種情報処理とを実行する。制御部９における各構成要素の制御及び各種情報処理は、制御部９を構成するコンピュータシステムにて実行可能なソフトウェアによって実現されてもよい。この場合、当該ソフトウェアは、制御部９の記憶装置に記憶される。
制御部９は、演算部９１を有する。演算部９１は、質量濃度測定部５から出力される信号に基づいて、微小粒子状物質ＦＰの質量濃度を算出する。また、演算部９１は、放射線量測定部７から出力される信号に基づいて、捕集領域から発生する放射線量（測定放射線量）を算出する。
表示部９３は、演算部９１における質量濃度の算出結果と放射線量の算出結果とを、視覚的に（例えば、数値及び／又はグラフにて）表示する。
【００３１】
上記の構成を有することにより、分析装置１００は、大気Ａなどに含まれる浮遊粒子状物質Ｐから微小粒子状物質ＦＰを取り出して、捕集フィルタ１に捕集された当該微小粒子状物質ＦＰの質量濃度と、当該微小粒子状物質ＦＰから発生する放射線量とを同時に測定できる。なお、上記の質量濃度測定部５と放射線量測定部７とを含めて「分析部」と定義する。
【００３２】
（２）放射線量測定部の構成
以下、第１放射線量測定部７１１の構成を、代表例として、図３を用いて説明する。
第１放射線量測定部７１１は、測定部７１１１を有する。測定部７１１１は、検出面に入射した放射線の強度に応じた信号（放射線検出信号と呼ぶ）を出力する。具体的には、測定部７１１１は、シンチレータ７１１１ａを有する。シンチレータ７１１１ａは、検出面に入射した放射線量に応じた光を発生する。微小粒子状物質ＦＰから発生するγ線を測定するため、シンチレータ７１１１ａは、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）などの無機材料の部材である。
測定部７１１１は、光検出器７１１１ｂを有する。光検出器７１１１ｂは、シンチレータ７１１１ａにて生じた光の強度に応じた電気信号を出力する、例えば、フォトダイオードや、光電子増倍管である。
【００３３】
第１放射線量測定部７１１は、遮蔽部材７１１３を有する。遮蔽部材７１１３は、例えば、放射線を遮蔽できる材料（例えば、鉛）にて形成され、長さ方向の一端が開口された中空円筒形の部材である。遮蔽部材７１１３は、長さ方向が測定部７１１１の検出面の法線方向と平行となり、かつ、遮蔽部材７１１３の中空空間の内部（遮蔽空間と呼ぶ）に測定部７１１１を収納するよう、筐体内に配置される。
これにより、遮蔽部材７１１３は、検出面の法線方向とは異なる方向からの放射線を遮蔽しつつ、遮蔽部材７１１３の上記の開口を通過した放射線、すなわち、捕集フィルタ１の面方向からの放射線を選別して測定部７１１１の検出面に入射できる。
【００３４】
（３）分析装置における分析動作
次に、分析装置１００における、微小粒子状物質ＦＰの分析動作を説明する。当該分析を行う前に、質量濃度測定部５のゼロ点校正が実行される。当該ゼロ点校正では、例えば、β線源５１からのβ線を非捕集領域に照射したときにβ線検出器５３にて検知されたβ線の強度を、微小粒子状物質ＦＰの捕集量がゼロである時のβ線強度（ゼロ点強度）とする。
【００３５】
分析の最初の動作として、制御部９は、吸引ポンプ３７を動作させて、大気Ａに含まれる微小粒子状物質ＦＰを、第１位置Ｐ１において、捕集フィルタ１の捕集領域に捕集させる。上記捕集動作の間、制御部９は、β線源５１からβ線を発生させつつ、β線検出器５３からβ線検出信号を受信する。これにより、制御部９は、微小粒子状物質ＦＰの捕集量を、リアルタイムに測定できる。微小粒子状物質ＦＰの捕集量は、β線検出信号とゼロ点強度との差に基づいて算出される。
また、上記捕集動作の間、制御部９の演算部９１は、バックグラウンド線量測定部７３から出力される信号（バックグラウンド信号）を取得し、非捕集領域からの放射線量、及び／又は、周囲の空間線量を含む線量をバックグラウンド線量として測定する。
【００３６】
捕集開始から所定時間（例えば、１時間）経過後、又は、微小粒子状物質ＦＰの捕集量が所定量（例えば、捕集領域に微小粒子状物質ＦＰを捕集できなくなる可能性がある捕集量）となったとき、制御部９は、吸引ポンプ３７を停止するか、又は、例えば吸引ポンプ３７と吸引部３１（第１開口部３１ａ）との間のガス流路をバルブなどにより閉状態とすることにより、微小粒子状物質ＦＰの捕集を停止する。演算部９１は、その後、所定時間経過後の微小粒子状物質ＦＰの捕集量に基づいて、微小粒子状物質ＦＰの質量濃度を算出する。例えば、所定時間経過後の微小粒子状物質ＦＰの捕集量を、当該所定時間にて除算することにより、単位時間あたりの微小粒子状物質ＦＰの捕集量を、微小粒子状物質ＦＰの質量濃度として算出できる。
【００３７】
捕集停止後、制御部９は、巻き取りリール１１ａを回転させることにより、捕集領域を、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へと移動する。
【００３８】
その後、制御部９は、第１放射線量測定部７１１及び第２放射線量測定部７１３のそれぞれに備わっている光検出器からの電気信号（第１放射線量測定部７１１及び第２放射線量測定部７１３のそれぞれのシンチレータの発光強度に基づいた信号）を、第１放射線の放射線量の第１実測値信号と、第２放射線の放射線量の第２実測値信号として受信する。
演算部９１は、第１実測値信号から算出される第１放射線の実測線量と、第２実測値信号から算出される第２放射線の実測線量との合計を、微小粒子状物質ＦＰから発生する放射線量の実測値である実測放射線量として算出する。
これにより、分析装置１００は、微小粒子状物質ＦＰから放射状に発生する放射線量を複数の方向から検出して、微小粒子状物質ＦＰからの微量の放射線量を測定できる。
【００３９】
その後、演算部９１は、微小粒子状物質ＦＰから発生する放射線量である測定放射線量を、実測放射線量とバックグラウンド線量との差として算出する。すなわち、演算部９１は、上記の実測値放射線量に含まれるバックグラウンド線量を、当該実測値放射線量から差し引く。これにより、微小粒子状物質ＦＰから発生する放射線量を精度よく算出できる。
【００４０】
また、制御部９は、前記移動後の微小粒子状物質ＦＰの放射線量を測定中に、分級装置３に対して、捕集フィルタ１の他の捕集領域への微小粒子状物質ＦＰの捕集を開始させてもよい。これにより、微小粒子状物質ＦＰの捕集（微小粒子状物質ＦＰの捕集量の測定）と、微小粒子状物質ＦＰの放射線量の測定とを、同時に実行できる。
【００４１】
最初の測定後、制御部９は、上記の動作を、分析の停止が指令されるまで繰り返す。つまり、分析装置１００は、継続的に、微小粒子状物質ＦＰの捕集と分析とを繰り返し実行する。
【００４２】
上記のようにして、分析装置１００は、捕集フィルタ１に捕集された微小粒子状物質ＦＰの質量濃度と、当該微小粒子状物質ＦＰからの放射線量とを同時に測定できる。このように、大気Ａなどに存在する微小粒子状物質ＦＰの質量濃度と放射線量とを測定することにより、以下のような効果がある。
第１に、微小粒子状物質ＦＰの質量濃度と放射線量との相関関係から生じうる人体への影響が分かる。例えば、微小粒子状物質ＦＰの質量濃度が高い場合には、多くの微小粒子状物質ＦＰが人体に取り込まれる可能性が考えられる。このような場合には、微小粒子状物質ＦＰから放射線が発生していると、微小粒子状物質ＦＰからの放射線量が低くても、人体において長時間の内部被曝を受けることになる。長時間の内部被曝は、放射線量が低くても、人体への影響は大きい。
【００４３】
その一方、測定された放射線量が高く微小粒子状物質ＦＰの質量濃度が低い場合には、放射線を発生する物質がガス状の物質であると考えられ、当該放射線を発生する物質は人体に長時間滞在する確率は非常に低い。このような場合には、放射線の内部被曝による人体への影響は低いと考えられる。
【００４４】
第２に、微小粒子状物質ＦＰに含まれるか付着した物質（例えば、硝酸イオン（ＮＯ３−）、アンモニウムイオン（ＮＨ４＋）、硫酸イオン（ＳＯ４）２−）と放射線との相乗効果についてのより詳細な知見が得られる。例えば、微小粒子状物質ＦＰの成分分析の結果やその由来（発生源）から推定される種類や量の物質が、どの程度の放射線量により人体への悪影響をより及ぼすかについての知見が得られる。または、どの程度の放射線量により、微小粒子状物質ＦＰに含有又は付着した物質の性質（化学的構造など）が変化して人体に悪影響を及ぼすかについての知見も得られる。
【００４５】
２．第２実施形態
上記の第１実施形態において、捕集フィルタ１に捕集した微小粒子状物質ＦＰの質量濃度は質量濃度測定部５により測定され、放射線量は個別の放射線量測定部７により測定されていた。そして、質量濃度測定部５のβ線検出器５３は、β線の入射により発光するシンチレータ５３１を有するので、微小粒子状物質ＦＰの放射線量（β線量）を質量濃度測定部５にて測定することもできる。具体的には、別の実施形態として、図４に示すように、捕集された微小粒子状物質ＦＰにβ線を照射しないときのβ線検出器５３からのβ線検出信号から、微小粒子状物質ＦＰから発生するβ線量を測定できる。
【００４６】
さらに別の実施形態として、図５に示すように、例えば、質量濃度測定部５のβ線検出器５３において、シンチレータ５３１と光検出器５３３との間に、γ線用シンチレータ５３５（例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）などの無機材料の部材）が設けられている。γ線用シンチレータ５３５は、微小粒子状物質ＦＰから発生するγ線を入射することにより発光する。これにより、微小粒子状物質ＦＰから発生するβ線量とγ線量とを両方測定できる。
【００４７】
捕集された微小粒子状物質ＦＰから放射線が発生する場合を説明する。当該微小粒子状物質ＦＰの質量濃度を測定する際、質量濃度測定部５は、β線源５１から照射され微小粒子状物質ＦＰを通過したβ線の線量と、当該微小粒子状物質ＦＰ自身が発生する放射線の線量とが合計された線量に対応するβ線検出信号を出力する。
この場合、制御部９は、微小粒子状物質ＦＰにβ線源５１からβ線を照射したときに得られるβ線検出信号（線量）から、当該微小粒子状物質ＦＰにβ線源５１からβ線を照射しない時に得られるβ線検出信号（線量）を差し引いたβ線検出信号（線量）を用いて、微小粒子状物質ＦＰの捕集量を算出する。
これにより、捕集された微小粒子状物質ＦＰ自身が放射線を発生する場合でも、質量濃度測定部５は、当該放射線の影響を受けることなく、微小粒子状物質ＦＰの質量濃度を精度よく測定できる。
【００４８】
３．他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
【００４９】
（Ａ）微小粒子状物質以外の大気に含まれる物質
放射性物質は、大気Ａに含まれる粗大粒子状物質ＬＰなどの粒子径の大きな粒子に付着する。したがって、サンプリング容器３５３及び／又はフィルタ３５５の近傍に上記の放射線量測定部７などを設置して、捕集された粗大粒子状物質ＬＰからの放射線量を測定してもよい。
また、気体状物質を吸収する液体（油など）を含浸させたフィルタ３５５において、粗大粒子状物質ＬＰだけでなく気体状の放射性物質（例えば、ヨウ素の放射性同位体など）を、当該液体にて捕集してもよい。
【００５０】
（Ｂ）放射線量測定部についての他の実施形態
放射線量測定部７の設置数及び／又は配置は、第１実施形態において説明したものに限られない。例えば、捕集フィルタ１の長さ方向の第３位置Ｐ３（バックグラウンド線量測定部７３の設置位置）の捕集フィルタ１の補強層側に、もう一つのバックグラウンド線量測定部７３を備えてもよい。これにより、バックグラウンド線量を、捕集された微小粒子状物質ＦＰの放射線量を測定する時の条件（２つの放射線量測定部による測定）と同一条件にて測定できる。
また、例えば、微小粒子状物質ＦＰの放射線量が大きい場合などには、第２放射線量測定部７１３を設置することなく第１放射線量測定部７１１のみにて、微小粒子状物質ＦＰの放射線量を測定してもよい。
【００５１】
（Ｃ）微小粒子状物質の捕集時間についての他の実施形態
上記の第１及び第２実施形態において、微小粒子状物質ＦＰの捕集時間は、捕集開始からの予め決められた固定の所定時間であった。しかし、これに限られず、微小粒子状物質ＦＰの捕集時間を、微小粒子状物質ＦＰから発生する放射線量に基づいて調整可能としてもよい。
例えば、微小粒子状物質ＦＰからの放射線量がごく微量である場合には、捕集時間を所定時間よりも長い時間（例えば、２４時間）とすることにより、微小粒子状物質ＦＰが多量に捕集された捕集領域からの放射線を、放射線量測定部７にて検知できる。その結果、微小粒子状物質ＦＰから発生するごく微量の放射線量を精度良く測定できる。
その一方、微小粒子状物質ＦＰからの放射線量が多い場合には、捕集時間をより短時間（例えば、１時間）とすることにより、放射線量測定部７にて十分な量の放射線を検出しつつ、微小粒子状物質ＦＰから発生する放射線量の経時的な変化を測定できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、測定空間に浮遊している微小粒子状物質の分析を行う微小粒子状物質分析装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１００ 微小粒子状物質分析装置
１     捕集フィルタ
３     分級装置
３１   吸引部
３１ａ 第１開口部
３３   排出部
３３ａ 第２開口部
３５   分級器
３７   吸引ポンプ
５     質量濃度測定部
５１   β線源
５３   β線検出器
５３１ シンチレータ
７     放射線量測定部
７１   実測放射線量測定部
７１１ 第１放射線量測定部
７１３ 第２放射線量測定部
７３   バックグラウンド線量測定部
９     制御部
９１   演算部
９３   表示部
Ａ     大気
ＦＰ   微小粒子状物質
ＬＰ   粗大粒子状物質
Ｐ     浮遊粒子状物質
【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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