JAEA-Technology

Identification Procedure of Natural Radon (222Rn) Using Electrostatic Collection Method

Masahiko NAKAMURA,Makoto MATSUDA,Takamitsu NAKANOYA
Hiroshi KABUMOTO,Kenichi KUTSUKAKE,Yoshinori OTOKAWA
Takuhiro ASOZU,Tetsuro ISHII,Masato ASAI and Takehisa OKURA

Department of Research Reactor and Tandem Accelerator
Nuclear Science Research InstituteTokai Research and Development Center

July 2008
Japan Atomic Energy Agency

JAEA-Technology

2008-052

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Identification Procedure of Natural Radon (222Rn)
Using Electrostatic Collection Method

Masahiko NAKAMURA, Makoto MATSUDA, Takamitsu NAKANOYA
Hiroshi KABUMOTO, Kenichi KUTSUKAKE, Yoshinori OTOKAWA
Takuhiro ASOZU, Tetsuro ISHII, Masato ASAI+1 and Takehisa OKURA+2
Department of Research Reactor and Tandem Accelerator
Nuclear Science Research InstituteTokai Research and Development Center
Japan Atomic Energy Agency
Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki-ken(Received May 1, 2008)
Alpha rays (0.06Bq/cm2) were detected on the first basement passage of theTandem Accelerator Facility. We attempted to identify the alpha-emitting nuclide withsurveying this area.
We found a crack of concrete at the detected spot. We inferred that radon may seepout of the crack from several phenomena observed in the survey of this area. Furthermore,
we identified all nuclides emitting gamma rays at the crack as Naturally Occurring
Radioactive Materials, (NORM:

40K,

214Bi,

228Ac

and so on) by in-situ gamma-ray

measurement.
Radon is not easy to be collected and detected by its nature of noble gas. We havedeveloped a convenient electrostatic collection method: after collection of the radon decay
product (218Po) using a Teflon sheet charged electrostatically, we have measured alpha rays
and gamma rays from this sheet. We concluded the seepage of radon from the soil caused ahigh counting-rate of alpha rays. The paper describes our survey works and identification
procedures in detail.

Keywords: Radon, 222Rn, NORM, Seepage, Soil, Teflon, Electrostatic Collection
㧗1

Advanced Science Research Center

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Department of Radiation ProtectionJAEA-Technology 2008-052

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Contents
1.

Introduction --------------------------------------------------------------------------------------------- 1

2.

Identification Approach ------------------------------------------------------------------------------ 2
2.1 Contamination Survey ----------------------------------------------------------------------------- 2
2.2 In-Situ Gamma-Ray Measurement ------------------------------------------------------------ 3
2.3 Alpha-Decay Measurement ----------------------------------------------------------------------

3

2.4 Gamma-Decay Measurement -------------------------------------------------------------------- 4

53.

Discussion -----------------------------------------------------------------------------------------------

4.

Treatment ------------------------------------------------------------------------------------------------ 55.

Conclusion ----------------------------------------------------------------------------------------------- 6

References ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 6
Appendix

Contamination Assessment of 241Am -------------------------------------------------- 17

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3.

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4.

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5.

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2) ᧛਄ᖘ♿ᄦઁ ̌᡼኿✢࠺࡯࠲ࡉ࠶ࠢ̍, ࿾ੱᦠ㙚 (1982).

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JAEA-Technology 2008-052

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JAEA-Technology 2008-052

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JAEA-Technology 2008-052

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JAEA-Technology 2008-052

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JAEA-Technology 2008-052

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JAEA-Technology 2008-052

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国際単位系（SI）

表１．SI 基本単位
SI 基本単位
基本量
名称
記号
長
さメ ー ト ル m
質量 キログラム kg
時
間
秒
s
電
流ア ン ペ ア A
熱力学温度 ケ ル ビ ン K
物 質 量モル mol
光度 カ ン デ ラ cd

表２．基本単位を用いて表されるSI組立単位の例
SI 基本単位
組立量
名称
記号
2
面
積平 方 メ ー ト ル
m3
体
積立 法 メ ー ト ルm
速 さ ， 速 度メ ー ト ル 毎 秒m/s
加速度メ ー ト ル 毎 秒 毎 秒
m/s2
波
数毎
メ
ー
ト
ル
m‑1
密 度 （ 質 量 密 度 ） キログラム毎立法メートル kg/m3
質量体積（比体積） 立法メートル毎キログラム m3/kg
電流
密度 アンペア毎平方メートル
A/m2
磁 界 の 強 さア ン ペ ア 毎 メ ー ト ル
A/m（ 物 質 量 の ） 濃 度 モ ル 毎 立 方 メ ー ト ル mol/m3
輝
度 カ ン デ ラ 毎 平 方 メ ー ト ル cd/m2
屈
折率 （数 の） １
1

乗数
24
10
21
10
18
10
15
10
12
10
9
10
6
10
3
10
2
10
1
10

表５．SI 接頭語
接頭語
記号 乗数
接頭語
‑1
ヨ
タ Ｙ
デ
シ
10
‑2
ゼ
タ Ｚ
セ ン チ
10
‑3
エ ク サ Ｅ
ミ
リ
10
‑6
ペ
タ Ｐ
マイクロ
10
‑9
テ
ラ Ｔ
ナ
ノ
10
‑12
ギ
ガ Ｇ
ピ
コ
10
‑15
メ
ガ Ｍ
フェムト
10
‑18
キ
ロ ｋ
ア
ト
10
‑21
ヘ ク ト ｈ
ゼ プ ト
10
‑24
デ
カ da
ヨ ク ト
10

記号
d
c
m
v
n
p
f
a
z
y

表６．国際単位系と併用されるが国際単位系に属さない単位

表３．固有の名称とその独自の記号で表されるSI組立単位
SI 組立単位
組立量
他のSI単位による SI基本単位による
名称
記号
表し方
表し方
平
面
角 ラ ジ ア ン (a)radm・m‑1=1(b)立体
角 ステラジアン (a) sr(c)m2・m‑2=1(b)
周
波
数ヘ
ル
ツ
Hz
s‑1
力
ニ ュ ー ト ンNm・kg・s‑2
圧 力 ,応 力パ ス カ ル
PaN/m2
m‑1・kg・s‑22‑2エネルギー, 仕事, 熱量 ジ ュ ー ルJN・mm ・kg・s
工 率 , 放 射 束ワ
ッ
ト
W
J/s
m2・kg・s‑3
電 荷 , 電 気 量ク ー ロ ン
Cs・A
電位差（電圧）, 起電力 ボ
ル
ト
V
W/A
m2・kg・s‑3・A‑1
静電
容量フ ァ ラ ドFC/Vm‑2・kg‑1・s4・A2
電
気
抵
抗オ
ー
ム
Ω
V/A
m2・kg・s‑3・A‑2
コ ン ダ ク タ ン スジ ー メ ン ス
SA/Vm‑2・kg‑1・s3・A2
磁
束ウ エ ー バWbV・s
m2・kg・s‑2・A‑1
2
‑2
‑1
磁
束
密
度テ
ス
ラ
T
Wb/m
kg・s ・A
イ ン ダ ク タ ン スヘ ン リ ーH
Wb/Am2・kg・s‑2・A‑2
セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度 (d)℃K光束ル ー メ ンlm
cd・sr(c)m2・m‑2・cd=cd
照
度ル
ク
ス
lx
m2・m‑4・cd=m‑2・cdlm/m2（放射性核種の）放射能 ベ ク レ ル
Bqs‑1
吸 収 線 量 , 質 量エ ネ ル
グ
レ
イ
Gy
J/kg
m2・s‑2
ギ ー 分 与 , カ ー マ
線 量 当 量 , 周 辺線 量 当
量, 方向性線量当量, 個 シ ー ベ ル ト
SvJ/kg
m2・s‑2
人線量当量,組織線量当(a)ラジアン及びステラジアンの使用は、同じ次元であっても異なった性質をもった量を区別するときの組立単位の表し方として利点がある。組立単位を形作るときのいくつかの用例は表４に示されている。
(b)実際には、使用する時には記号rad及びsrが用いられるが、習慣として組立単位としての記号 １ は明示されない。
(c)測光学では、ステラジアンの名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している。
(d)この単位は、例としてミリセルシウス度ｍ℃のようにSI接頭語を伴って用いても良い。
表４．単位の中に固有の名称とその独自の記号を含むSI組立単位の例
SI 組立単位名称
記号
SI 基本単位による表し方‑1‑1
粘度パ ス カ ル 秒
Pa・s
m ・kg・s2‑2
力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル
N・m
m ・kg・s‑2
表面
張力 ニュートン毎メートル
N/m
kg・s
‑1
‑1
‑1
角
速
度ラ ジ ア ン 毎 秒
rad/sm・m ・s =s
角加速
度 ラ ジ ア ン 毎 平 方 秒 rad/s2 m・m‑1・s‑2=s‑22‑3
熱 流 密 度 , 放 射 照 度 ワット毎平方メートル
W/m
kg・s
2
‑2
‑1
熱 容 量 , エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン
J/K
m ・kg・s ・K
質 量 熱 容 量 （ 比 熱 容 量 ） , ジュール毎キログラム
2‑2‑1
J/(kg・K) m ・s ・K
質 量 エ ン ト ロ ピ ー 毎ケルビン
質 量 エ ネ ル ギ ー
2‑2‑1
ジュール毎キログラム
J/kg
m ・s ・K（ 比 エ ネ ル ギ ー ）ワット毎メートル毎ケ
熱伝
導率W/(m・K) m・kg・s‑3・K‑1
ルビン
ジュール毎立方メート
3‑1‑2
体 積 エ ネ ル ギ ーJ/mm ・kg・s
ル
‑3
‑1
電
界
の
強
さボルト毎メートルV/m
m・kg・s ・A
クーロン毎立方メート
3
‑3
体
積
電
荷
m ・s・A
C/m
ル
クーロン毎平方メート
2
‑2
電
気
変
位
m ・s・A
C/m
ル
‑3
‑1
4
2
誘
電
率 ファラド毎メートル
F/m
m ・kg ・s ・A
‑2
‑2
透
磁
率 ヘンリー毎メートル
H/m
m・kg・s ・A
2‑2‑1
モ ル エ ネ ル ギ ージ ュ ー ル 毎 モ ル
J/mol
m ・kg・s ・mol
モ ル エ ン ト ロ ピ ー , ジュール毎モル毎ケル
2‑2‑1J/(mol・K) m ・kg・s ・K ・mol‑1
モ
ル
熱
容
量 ビン
‑1
照 射 線 量 （ Ｘ 線 及 び γ 線 ） クーロン毎キログラム
C/kg
kg ・s・A
2
‑3
吸
収
線
量
率グ レ イ 毎 秒
Gy/s
m ・s
4
‑2
‑3
2
‑3
放
射
強
度 ワット毎ステラジアン
W/srm ・m ・kg・s =m ・kg・s
ワット毎平方メートル
2
2
‑2
‑3
‑3
放
射
輝
度
W/(m ・sr) m ・m ・kg・s =kg・s
毎ステラジアン
組立量

名称
分
時
日
度
分
秒
リットル
トン
ネーパ
ベル

記号
min
h
d
°

SI 単位による値
1 min=60s
1h =60 min=3600 s
1 d=24 h=86400 s
1°=(π/180) rad
1 =(1/60)°=(π/10800) rad
1 =(1/60) =(π/648000) radl、 L 1l=1 dm3=10‑3m33t
1t=10 kgNp 1Np=1
B
1B=(1/2)ln10(Np)

表７．国際単位系と併用されこれに属さない単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの
名称
記号
SI 単位であらわされる数値
電 子 ボ ル ト eV 1eV=1.60217733(49)×10‑19J
統一原子質量単位 u 1u=1.6605402(10)×10‑27kg
天 文 単 位 ua 1ua=1.49597870691(30)×1011m

表８．国際単位系に属さないが国際単位系と併用されるその他の単位
名称
記号
SI 単位であらわされる数値
海里
１海里=1852m
ノット
１ノット=１海里毎時=(1852/3600)m/s
アー
ル a １a=1 dam2=102m2
ヘ ク タ ー ル ha １ha=1 hm2=104m2
バール bar １bar=0.1MPa=100kPa=1000hPa=105Pa
オングストローム Å １Å=0.1nm=10‑10m
バーン b １b=100fm2=10‑28m2

表９．固有の名称を含むCGS組立単位
名称
記号 SI 単位であらわされる数値
エル
グ erg 1 erg=10‑7 Jダイン dyn 1 dyn=10‑5N
2
ポ
ア
ズ
P
1 P=1 dyn・s/cm =0.1Pa・s
ス ト ー ク ス St 1 St =1cm2/s=10‑4m2/s
‑4
ガ
ウ
ス
G
1 G =10 Tエ ル ス テ ッ ド Oe 1 Oe =(1000/4π)A/m
マ ク ス ウ ｪ ル Mx 1 Mx =10‑8Wb
ス
チル
ブ sb 1 sb =1cd/cm2=104cd/m2
ホ
ト ph 1 ph=104lx
ガル Gal 1 Gal =1cm/s2=10‑2m/s2

表10．国際単位に属さないその他の単位の例
名称
記号
SI 単位であらわされる数値
10
キ
ュ
リ
ー Ci
1 Ci=3.7×10 Bq‑4
レ ン ト ゲ ン R
1 R = 2.58×10 C/kg
ラ
ド rad 1 rad=1cGy=10‑2Gy
レ
ム rem 1 rem=1 cSv=10‑2Sv
‑4
X
線
単
位
1X unit=1.002×10 nm
ガン
マ γ 1γ=1 nT=10‑9T
ジ ャ ン ス キ ー Jy 1 Jy=10‑26W・m‑2xHz‑1
‑15
フ
ェ
ル
ミ
1 fermi=1 fm=10 m‑4メートル系カラット
1 metric carat = 200 mg = 2×10 kg
トル Torr 1 Torr = (101 325/760) Pa
標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa
カ
ロ
リ
ー cal
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1 v =1vm=10 m（第７版，1998年改訂）

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