JP4434909B2 - 放射線測定装置および放射線測定方法 - Google Patents

Description

この発明は、放射線による電離作用を利用して電流測定によって放射線を測定する装置および方法に関する。

一般に、放射線測定方法および放射線測定装置においては、測定対象物から放出される放射線によりその近傍の気体が電離されてイオン対が生成されるが、そのイオンは数秒〜数１０秒の寿命をもち、その間は測定対象物の近傍に存在する。この生成されるイオンの数は、放射線の強度に比例するので、このイオンの数を測定すれば、放射線の強度を求めることができる。

このような放射線測定装置としては、図１１に示すように（特許文献１および非特許文献１参照）、測定対象物１を収納する測定チャンバ３、電極に電源１４で電圧を印加したイオン検出器１０、イオン検出器１０で収集したイオンを電流として計測する電流測定手段、測定チャンバ１０の内部の気体を輸送配管を通じてイオン検出器１０に輸送する吸引手段１２で主に構成される。このような装置構成において、測定対象物１の放射線源２から放出された放射線により気体が電離され、イオンが生成される。

ここで、測定チャンバ３の内部の気体はイオン検出器１０まで吸引手段１２で吸引され、その後に測定チャンバ３に供給され循環しているので、生成したイオンはこの気体とともにイオン検出器１０まで輸送され、電極に収集されて電流として測定される。
特開２００４−２３９７６２号公報 特開２００３−１９４９４６号公報 図３、図５、図７ 日本原子力学会「２００３年春の年会」予稿集、Ｄ１７

上述した非特許文献１の放射線測定装置においては、測定対象物の寸法が短い場合、たとえば１ｍ以下であれば、測定対象物を測定チャンバ内に収納できるので問題ないが、長さ数ｍの測定対象物、また床のような広くかつ固定物の場合には測定チャンバ内に設置することができず、測定できないという課題があった。また長さ数ｍの測定対象物の場合には、原理的には測定対象物以上の寸法の測定チャンバを有する測定装置を製作すれば測定可能であるが、装置の大型化、輸送経路の増加に伴うイオン収集効率の低下、測定室空間の増大に伴う測定精度の低下が課題となる。

また、たとえば床などの大きな測定対象物の放射線を測定する装置としては、特許文献２の図３、図５、図７のような放射線測定装置がある。まず、特許文献２の図３の放射線測定装置においては、車輪および手押用ハンドルを有し、測定対象物上を移動させることができる測定チャンバ（気体捕集器）を備えた装置となっている。しかし、この装置で、測定対象物から放出された放射線により測定チャンバ内の気体が電離され、生成したイオンを測定チャンバ内の気体とともに吸引ポンプでイオン検出器まで吸引すると、気体捕集器と測定対象物の隙間から、周辺気体も吸引する。ここで、周辺気体は、宇宙線および自然界に存在するラドンなどにより、気体が電離され多くのイオンが存在しているので、測定対象物が放射性物質であるかどうかを測定するような微弱放射線を測定する場合には、精度が低下する。

次に、特許文献２の図５の放射線測定装置においては、多数個の測定チャンバ（気体捕集セル）は、装着した多数個の伸縮可能なフレキシブルチューブとこのチューブを測定対象物表面に接触した装置となっている。このフレキシブルチューブは、測定対象物の表面に凹凸があっても、多数個のフレキシブルチューブが測定対象物の表面に接触するとともに、そのフレキシブルチューブの側面には気体の吸引口を有しているので、各測定チャンバ（気体捕集セル）にほぼ同一の効率で気体を吸引し、精度よく測定することを目的としている。しかし、この装置においても、上記吸引口から周辺気体を吸引しているので、気体中に存在するイオンの影響を受けて、微弱放射線を測定する場合には、精度が低下する。

次に、特許文献２の図７のような放射線測定装置においては、車輪を有し下方の気体を吸引する測定チャンバ（平面用気体吸引器）はフレキシブルチューブを介してイオン検出器（電離電流測定装置の一部）に接続された装置となっている。しかし、この装置においても、イオン検出器と測定対象物の隙間から周辺気体を吸引するので気体中に存在するイオンの影響を受けて、微弱放射線を測定する場合には、精度が低下する。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、床などの大きな測定対象物や複雑な形状の測定対象物についても、簡便で高精度な放射能測定が可能な放射線測定装置および放射線測定方法を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の放射線測定装置の一つの態様では、測定対象物に向かう開口部と、前記測定対象物の近傍を通らない外気を取り入れる外気吸引口とを有し、前記測定対象物から放出される放射線が気体を電離する空間を形成する測定チャンバと、前記外気吸引口から前記測定チャンバに流入する気体中のイオンを除去する吸引口浄化手段と、前記測定チャンバと前記測定対象物の隙間から前記測定チャンバ内にイオンが流入するのを防止する隙間遮断手段と、前記測定チャンバ外に配置され、前記測定チャンバから導かれた気体のイオンを検出するイオン検出器と、前記測定チャンバからの気体を前記イオン検出器に向けて吸引する吸引手段と、前記イオン検出器に収集されるイオンを電流として測定する電流測定手段と、前記電流測定手段で測定された電流に基づいて放射能を算出するデータ処理手段と、少なくとも前記測定チャンバ、吸引口浄化手段、隙間遮断手段、イオン検出器および吸引手段を載置して移動可能な積載輸送手段と、前記開口部を所定の時期に開閉できる開閉手段と、を有することを特徴とする。

本発明の放射線測定方法の一つの態様では、測定対象物に向けられた開口部の開閉部を開いて、しかも前記測定対象物とともに密閉された測定チャンバを形成し、前記測定対象物から放出される放射線によって前記測定チャンバ内で気体を電離させる照射工程と、前記照射工程の後に、前記開閉部を閉じて前記測定対象物と前記測定チャンバとを遮断し、イオンを除去した外気を前記測定対象物の近傍を通さずに前記測定チャンバ内に吸引するとともに前記測定チャンバ内の気体を前記測定チャンバ外のイオン検出器に導き、このイオン検出器に発生するグロス電流を測定するグロス電流測定工程と、前記グロス電流測定工程で測定されたグロス電流に基づいて放射能を算出する放射能算出工程と、を有する。

本発明の放射線測定方法のもう一つの態様では、測定対象物に向けられた開口部の開閉部を開いて、しかも前記測定対象物とともに密閉された測定チャンバを形成し、前記測定対象物から放出される放射線によって所定の時間前記測定チャンバ内で気体を電離させる照射工程と、前記照射工程の後に、前記開閉部を開放したままで、イオンを除去した外気を前記測定チャンバ内に吸引するとともに前記測定チャンバ内の気体を前記測定チャンバ外のイオン検出器に導き、このイオン検出器に発生するグロス電流を測定する近傍気体吸引時グロス電流測定工程と、前記近傍気体吸引時グロス電流測定工程で測定されたグロス電流に基づいて放射能を算出する放射能算出工程と、を有する。

本発明によれば、床などの大きな測定対象物や複雑な形状の測定対象物についても、簡便に精度よく放射能を測定できる。

以下、本発明に係る放射線測定装置および放射線測定方法の実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。ここで、同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。

まず、図１を用いて、本発明に係る放射線測定装置の第１の実施形態を説明する。測定対象物１である床の上に放射線源２があり、この放射線源２の上を覆うように測定チャンバ３が形成されている。測定チャンバ３の下方には開口部４があって、放射線源２から放出される放射線が測定チャンバ３内で気体を電離する空間を形成している。

測定対象物１に対して測定チャンバ３を移動できるように、たとえば車輪などの移動手段８が設けられている。また、測定チャンバ３の上方にハンドル５が配置され、これによって測定チャンバ３を手で押して移動することができる。

測定チャンバ３と測定対象物１の隙間から測定チャンバ３の内部に流入する気体を透過するイオンを除去し隙間を遮断するために、たとえばエバーライトスコットフィルタなどの隙間遮断手段９が配置されている。また、測定チャンバ３の側面には外気吸引口６が設けられ、この外気吸引口６には吸引口浄化手段７が配置されている。吸引口浄化手段７は外部から測定チャンバ３内に流入する気体中のイオンを除去するもので、たとえばエバーライトスコットフィルタ、ＨＥＰＡフィルタなどからなる。

測定チャンバ３とは別に、電極と絶縁材と外筒で構成されるイオン検出器１０が配置され、積載輸送手段１８に積載されている。測定チャンバ３の内部の気体をイオン検出器１０に導くためのフレキシブルチューブ１１が接続されている。

積載輸送手段１８にはさらに、測定チャンバ３の気体をイオン検出器１０に輸送するための吸引手段１２と、イオン検出器１０を通過後の気体を浄化する浄化手段１３と、イオン検出器１０の電極に電圧を印加する電源１４と、イオン検出器１０に収集されるイオンを電流として測定する電流測定手段１５とが、積載されている。さらに、測定した複数個の電流値の平均値を求め、算出した電流平均値と前もって求めた電流値から放射能への換算定数を使用して放射能を算出するデータ処理手段１６と、その表示手段１７が、積載輸送手段１８に積載されている。

なお、フレキシブルチューブ１１は、金属製でたとえばスパイラルチューブ、ワンピッチチューブ、アニュラーチューブで、その一部がフレキシブルでない配管とその一部がフレキシブルチューブで構成されたものでもよい。この場合に、前述のハンドル５を前記一部のフレキシブルでない配管と兼用してもよい。

このように構成された本実施形態において、測定対象物１に開口部４を向けて測定チャンバ３を設置すると、放射線源２から放出される放射線により気体は電離されイオンが生成する。これらのイオンは、測定チャンバ３の内部の気体とともに吸引手段１２でフレキシブルチューブ１１を介してイオン検出器１０に送られる。イオン検出器１０では、電源１４で電圧を印加した電極にイオンを収集し、電流測定手段１５でイオンを電流として測定する。測定した電流値は、測定対象物１がない場合に測定したいわゆるバックグランド電流値を減算し正味電流値を求め、正味電流値と前もって求めた電流値から放射能への換算定数を使用してデータ処理手段１６により放射能を求め表示手段１７で表示する。

ここで、測定チャンバ３の内部の気体はフレキシブルチューブ１１を介して吸引されるが、測定チャンバ３の外気吸引口６から吸引口浄化手段７により、気体中のイオンを除去した周囲の気体が測定チャンバ３の内部に供給されるとともに、測定チャンバ３と測定対象物１の間隙には、隙間なく隙間遮断手段９が配置されているので、これを透過した気体中のイオンは除去されている。このように、測定チャンバ３の内部に供給される周辺の気体は、その中に存在するイオンが除去される。

本実施形態によれば、外気吸引口６およびイオン検出器１０と測定対象物１の間から測定チャンバ３の内部に流入する気体は、それぞれ吸引口浄化手段７および隙間遮断手段９により気体中に存在するイオンが除去されるので、たとえば床などの大きな測定対象物についても、大気中のイオンの影響を受けず、簡便で精度よく微弱放射線を測定することができる。

また、上記と類似の構成で、測定チャンバ３にイオン検出器１０を連結して積載し、積載輸送手段１８に積載した吸引手段１２とイオン検出器１０をフレキシブルチューブ１１で連結することも可能である（図示せず）。この場合は測定チャンバ３の積載重量が増加し操作性が低下するが、イオン検出器１０が測定チャンバ３に近づくのでイオンの減衰が減少してイオン収集効率が増加し、測定精度が向上する。このような構成の実施形態においても、測定チャンバ３の内部に流入する気体は、それぞれ吸引口浄化手段７および隙間遮断手段９により大気中に存在するイオンが除去されるので、たとえば床などの大きな測定対象物についても、大気中のイオンの影響を受けず、簡便で精度よく微弱放射線を測定することができる。

さらに、上記実施形態の変形例として、図２に示すように、開口部４と外気吸引口６と吸引口浄化手段７と隙間遮断手段９を備えた測定チャンバ３と、イオン検出器１０を直接的に、もしくは変形しない気体輸送管１９を介して接続してもよい。この実施形態においても、吸引する大気中のイオンを除去するのでその影響を受けず、簡便で精度よく微弱放射線を測定することができる。

次に、図３を用いて本発明に係る放射線測定装置の第２の実施形態を説明する。本実施形態では、測定チャンバ３の開口部４を開閉する扉２０と、扉２０の開閉を行なう扉駆動手段２１が設けられていて、扉２０を閉じることにより放射線を遮蔽することができる。測定制御手段２２は、扉２０を所定の時間開放し、その後は扉２０を閉鎖するととともに吸引手段１２により測定チャンバ３の気体を吸引し、所定の時間に複数個の電流を測定するような制御を行なうことができる。

このように構成された本実施形態において、扉２０を開放にして測定対象物１に開口部４を向けて測定チャンバ３を設置すると、放射線源２から放出される放射線により測定チャンバ３の内部の気体は電離されイオンが生成する。所定の照射時間で開放した扉２０を閉鎖すると、測定チャンバ内には放射線により生成したイオンが寿命数秒〜数１０秒で存在している。そこで、測定制御手段２２により、扉２０を閉鎖後、これらのイオンを測定チャンバ３の内部の気体とともにフレキシブルチューブ１１およびイオン検出器１０を介して吸引手段１２で吸引すると、測定チャンバ３の内部の気体は外気吸引口６から吸引浄化手段７により気体中のイオンを除去した周囲の気体が測定チャンバ３の内部に供給される。

測定対象物の放射線で生成したイオンを、気体とともに、フレキシブルチューブ１１を介し、イオン検出器１０まで輸送し、測定制御手段２２により所定の測定時間内に電流測定手段１５で複数個のグロス電流を測定する。ここで、バックグラウンド電流として、開口部４を扉２０で閉鎖して、前記所定の照射時間が経過後も扉２０を閉鎖した状態で気体を吸引して所定の時間内に測定した複数個のバックグラウンド電流値を使用して、データ処理手段１６により平均値を算出する。また、前記複数個のグロス電流を使用して平均値を算出する。

グロス電流平均値からバックグラウンド平均値を減算して正味電流値を算出し、正味電流値と前もって求めた電流値から放射能への換算定数を使用して放射能を求め、表示手段１７により放射能強度を表示する。なお、平均の算出に代えて、積算でもよく、また測定するデータは複数でなく１個でもよい。

ここで、測定チャンバ３の内部の気体はフレキシブルチューブ１１を介して吸引されるが、測定チャンバ３の外気吸引口６から吸引口浄化手段７により、気体中のイオンを除去した周囲の気体が測定チャンバ３の内部に供給されるので、これを透過した気体中のイオンは除去されている。また、扉２０を閉鎖して気体を吸引するので、測定対象物１の近傍の流速はほとんどゼロに近い。そのため、イオン検出器の動作を不安定にするダストなどの微粒子が測定対象物１に付着する場合でも、安定して電流を測定することができる。

本実施形態によれば、測定チャンバ３の内部に流入する気体は、それぞれ吸引口浄化手段７により大気中に存在するイオンが除去されるとともに、開口部４を扉２０で閉鎖した状態で外気を吸引するので、たとえば床などの大きな測定対象物についても、大気中のイオンの影響を受けず、さらに測定対象物に付着するダストなどの影響を受けず、簡便で精度よく微弱放射線を測定することができる。

次に、本発明に係る放射線測定方法の実施形態を説明する。この実施形態は、たとえば、上記第２の実施形態（図３）の放射線測定装置を用いる。

図４に示すように、初めに、測定対象物１に測定チャンバ３の開口部４を向けて放射線測定装置をセットする（ステップＳ２５）。まず、グロス電流を測定するものとして、扉２０を開くことによって開口部４を開放する（ステップＳ２６ａ）。そして、たとえば３０秒間のように所定の時間、測定チャンバ内の気体を測定対象物から放出される放射線で照射する（ステップＳ２７）。その後、たとえば３０秒照射後は、扉２０を閉めて測定チャンバを閉鎖する（ステップＳ２８）。ここで測定対象物から放出される放射線がα線の場合には厚さが０．１ｍｍで十分遮蔽されるので、この厚さ以上の扉を使用し、β線、γ線の場合にはこれらの遮蔽能力に応じて材質と厚さを決定する。

扉２０の閉鎖後の所定の時間後に測定チャンバ３の内部の気体を吸引し、内部の残留イオンともにイオン検出器１０まで輸送する。ここで、測定チャンバ３内部にはイオンが除去された大気を供給しつつイオンを輸送する（ステップＳ２９）。イオン検出器１０で、吸引開始後、たとえば０秒という所定の時間から、たとえば０．４秒の等時間間隔で２０秒間、電流の時間変化を継続的に測定し、複数個の電流値を測定し、これをグロス電流とする（ステップＳ３０）。ここで、測定した電流値が目標とする電流値より小さい場合には、前記のチャンバの気体照射（ステップＳ２７）から複数個の電流測定（ステップＳ３０）までの操作を目標に達するまで繰返し行なってもよい（図示せず）。

次に、以上のグロス電流測定の後にステップＳ３１からステップＳ２６ｂに移行する。すなわち、バックグランド測定の場合に移行し、扉２０を閉めることによって測定チャンバ３の開口部４を閉鎖する（ステップＳ２６ｂ）。その後、上記と同様の操作でチャンバの気体照射（ステップＳ２７）から複数個の電流測定（ステップＳ３０）までを行なって、バックグラウンド電流値を求める。この場合も、気体照射（ステップＳ２７）から複数個の電流測定（ステップＳ３０）までを所定の回数繰返し行なってもよい（図示せず）。

このようにして求めたグロスおよびバックグラウンドの複数の電流値より、それぞれの所定の範囲の電流平均値を算出し、求めたグロス電流平均値からバックグラウンド電流平均値を減算し、正味電流値を求め、前もって求めた電流から放射能への換算定数を使用して放射能強度を算出する（ステップＳ３２）。

ここで、一例として、α放射線源を測定対象物として、前述の方法でグロス電流（正方形「□」で示す）とバックグランウンド電流（丸「○」で示す）の時間変化を測定した結果を図５に示す。横軸は、扉２０を閉鎖後からの経過時間を、縦軸は電流の相対値を示している。測定チャンバ３とイオン検出器１０は１ｍ以上離れており、グロス電流は気体吸引後約１０秒後から１８秒の間に増大しており、この間に測定チャンバ３に残留するイオンがイオン検出器１０まで輸送され測定された。そこで、吸引後、たとえば１０秒から１８秒のグロス電流の平均値あるいは積算値とバックグラウンド電流の平均値あるいは積算値を求め、グロス電流値からバックグランド電流値を減算して正味電流値を求める、換算定数を使用して放射能強度を算出することができる。

本実施形態によれば、気体中のイオンが除去された状態で気体を測定チャンバ３に供給し、さらに測定対象物近傍の気体を吸引しないので、気体中イオンの影響や測定対象物に付着するダストの影響を受けず、精度良くイオンを計測し、放射能を測定することができる。

なお、上記説明では、初めに測定チャンバの開放（ステップＳ２６ａ）を行なってグロス電流測定を行ない、次に測定チャンバの閉鎖（ステップＳ２６ｂ）を行なってバックグラウンド電流測定を行なうとしたが、変形例として、これらの順序を逆にしてもよいことはいうまでもない。

次に、本発明に係る放射線測定方法の他の実施形態を、図６を参照して説明する。この実施形態でも、たとえば、上記第２の実施形態（図３）の放射線測定装置を用いる。

図６に示すように、初めに、測定対象物１に測定チャンバ３の開口部４を向けて放射線測定装置をセットする（ステップＳ２５）。本実施形態では、測定対象物１へダストの付着の有無による測定法の選択（ステップＳ３３）を行なう。測定対象物１にダストが付着している場合は、測定対象物近傍の気体を吸引しない方が好ましく、その場合には、前記実施形態（図４）のステップＳ２６ａ〜Ｓ３１およびＳ２６ｂ〜Ｓ３２が行なわれる。

測定対象物１にダストが付着していない場合は、測定対象物の近傍の気体を吸引することができる。その場合には、ステップＳ３３で測定対象物近傍の気体吸引「有」が選択され、次に、たとえば、まずグロス電流を測定するものとして、扉２０を開くことにより測定チャンバ３の開口部４を開放する（ステップＳ３４ａ）。次に、測定チャンバ３内で測定対象物１の放射線により生成したイオンを、イオンが除去された外気ともに輸送する（ステップＳ３５）。そして、電極に電場をかけたイオン検出器１０で所定時間複数個の電流を測定する（ステップＳ３６）。

次に、バックグランド測定の場合には、扉２０を閉じることによって測定チャンバ３の開口部４を閉鎖する（ステップＳ３４ｂ）。次に、上記と同様の操作でイオンの輸送（ステップＳ３５）から複数個の電流年流測定（ステップＳ３６）までの操作を行なう。このようにして求めたグロスおよびバックグラウンドの複数の電流値より、それぞれ所定の範囲の電流平均値を算出し、求めたグロス電流平均値からバックグラウンド電流平均値を減算し、正味電流値を求め、前もって求めた電流から放射能への換算定数を使用して放射能強度を算出する（ステップＳ３８）。

本実施形態によれば、気体中のイオンの除去された状態で気体を測定チャンバ３に供給し、さらに、測定対象物１にダストが付着している場合に測定対象物近傍の気体を吸引しないようにできるので、気体中のイオンの影響や測定対象物に付着するダストの影響を受けず、精度良くイオンを計測し、放射能を測定することができる。

次に、本発明に係る放射線測定方法のさらに他の実施形態を、図７を参照して説明する。この実施形態でも、たとえば、上記第２の実施形態（図３）の放射線測定装置を用いる。この実施形態は、図６に示した実施形態の変形例である。

図７に示すように、初めに、測定対象物１に測定チャンバ３の開口部４を向けて放射線測定装置をセットする（ステップＳ２５）。本実施形態では、測定対象物１の近傍の気体を吸引する場合には、まずグロス電流を測定するものとして、測定チャンバ３の開口部４を開放する（ステップＳ３４ａ）。そして、所定の時間、測定チャンバ３内で測定対象物１の放射線により照射し、生成し残留するイオンを、イオンが除去された外気ともに輸送する（ステップＳ３９）。イオン検出器で所定時間、少なくとも４個以上の電流値を測定する（ステップＳ４０）。次に、バックグラウンド電流測定の場合も同様に、測定チャンバ３の開口部４を閉鎖し（ステップＳ３４ｂ）、所定時間経過後、イオンの輸送を行ない（ステップＳ３９）、少なくとも４個以上の電流値の測定を行なう（ステップＳ４０）。

以上のように測定された電流値において、まず、グロス電流については、所定の時間照射後のイオン寿命の影響がある前もって定めた第１の時間範囲のグロス電流値の平均値を算出し、これを第１のグロス電流値平均値とし（ステップＳ４１）、またイオン寿命の影響がない前もって定めた第２の時間範囲のグロス電流値の平均値を算出し、これを第２のグロス電流値平均値とする（ステップＳ４２）。同様にバックグランド電流の場合にも、イオン寿命の影響がある第１のバックグランド電流値平均値（ステップＳ４１）と、第２のバックグラウンド電流値平均値を求める（ステップＳ４２）。

ここで、時間範囲は測定チャンバの寸法、フレキシブルチューブの寸法、気体の吸引速度などに依存するが、図５を参照すると、図５の条件では、第１の時間範囲はたとえば１０秒から１７秒の範囲に設定し、第２の時間範囲はたとえば１８秒から２５秒に設定する。

イオン寿命の影響のある第１の時間範囲については、第１のグロス電流平均値から第１のバックグランド電流平均値を減算して第１の正味電流値を求める。またイオン寿命の影響のない第２の時間範囲については、同様に、第２のグロス電流平均値から第２のバックグランド電流平均値を減算して第２の正味電流値を求める。イオン寿命は、主に測定環境の湿度などの影響を受けるので、上記のようにして求めた第１の正味電流値を第２の正味電流値で除算した値をイオン寿命係数とし、前もって求めたイオン寿命係数と放射能の補正係数の関係より放射能補正係数を求める。一方、第１の正味電流と前もって求めた電流から放射能への換算定数より求めた放射能を前記放射能補正係数で補正する（ステップＳ４３）と、測定環境の湿度を補正し、放射能を測定することができる。

本実施形態によれば、測定環境の湿度を補正して放射能を求めるので精度よく放射能を測定することができる。

図１または図３に示す放射線計測装置において使用されるフレキシブルチューブ１１としては、一般的に、たとえばプラスチック製フレキシブルチューブと、金属製フレキシブルチューブがある。プラスチック製フレキシブルチューブは材料自体が変形できるので、チューブの内面に凹凸がないフレキシブルチューブが提供でき、スムーズに気体を流すことができる。ところが、プラスチック製のフレキシブルチューブの場合、イオンを含んだ気体が内部を通過すると、帯電したプラスチックにイオンが吸着されてイオンが減少し、測定精度が低下し、適用できない。

一方、金属製フレキシブルチューブの場合は、円筒形状では自在性がないので、たとえばスパイラルチューブ、ワンピッチチューブなどの形状に加工したものが一般に使用されている。この場合、チューブの内面には凹凸ができ、内部を気体が流れると、乱流が発生しその結果輸送されるイオンが減少し、測定精度が低下する。内面が滑らかで、帯電しないフレキシビリティのあるチューブが望まれる。

まず、図８は、本発明に係る放射線測定装置のフレキシブルチューブの例を示すものであって、気密性がありチューブを自在に曲げられるフレキシブル外筒４４と、金属製テープ材を螺旋状に巻いたライナチューブ４５で構成され、前者の内部に後者を挿入したフレキシブルチューブを有する放射線測定装置で構成されている。

このように構成されたフレキシブルチューブでは、気密性はフレキシブル外筒４４で保たれ、内面は凹凸の少ない金属製テープ材を螺旋状に巻いたライナチューブ４５を使用しているので、帯電によるイオンの減少、および乱流によるイオンの減少が避けられる。このような構造により、帯電および乱流によるイオンの減少を低減でき、効率よくイオンを収集し、精度良く放射能を測定することができる。

ところで、上記の各実施形態で、測定対象物１にダストが付着している場合に、測定対象物１近傍の気体を吸引すると、ダストがイオン検出器１０まで吸引される。このダストが、たとえば電極の絶縁材に付着することによってイオン検出器１０の動作が不安定となり、測定精度が低下する。また、測定対象物１に付着していた放射線源が解放されて、たとえばイオン検出器１０内に付着した場合には、その放射線源によりバックグラウンド電流が増加し、測定精度が低下する。また、放射線源が気体の輸送経路内に拡散し、放射線管理の作業が増大する。

ここで、ダストの吸着には、たとえばＨＥＰＡフィルタなどの繊維状フィルタなどの使用が一般的であるが、これらのフィルタを使用すると、収集対象とするイオンまで吸着し、測定精度が大幅に低下する。したがって、イオンの減衰が少なくかつダストを吸着するダスト吸着手段が必要である。

図９は、図１または図２の放射線測定装置において、測定チャンバ３と吸引手段１２の間にダスト吸着手段を設けた構成例を表している。この構成例では、測定チャンバ３とそのイオンを吸引して収集するイオン検出器１０との間に、サイクロン式ダスト収集手段４６が配置されている。サイクロン式ダスト収集手段４６は、入口チューブ４７と、旋回容器４８と、出口チューブ４９と、螺旋状案内手段５０と、ダスト収集チャンバ５１と、扉５２と、取入れ口５３で構成される。

この構成において、測定チャンバ３の内部で測定対象物１の放射線源２で電離された気体は生成したイオンとともに吸引手段１２で吸引されるが、この時に測定対象物１に付着したダストも吸引される。このダストは気体とともにサイクロン式ダスト収集手段４６の入口チューブ４７から旋回容器４８に輸送され、旋回容器４８内部を螺旋状気体案内手段５０に沿って、螺旋状に回転しながら出口チューブ４９方向に向かう。

ここで、出口チューブ４９は旋回容器４８の中央部の気体を吸引するように、入口チューブの半径は旋回容器４８の半径より小さく、また入口チューブ４９の先端部分が旋回容器４８の内部に入り込んでいる。旋回容器４８の内部で気体とともに旋回するダストは、気体より重いでの遠心力により外周付近を旋回する。そこで、このダストを旋回容器４８の外周面に取付けた取入れ口５３から取り入れてダスト収集チャンバ５１で捕集する。

この構成例によれば、測定対象物１に付着するダストを測定チャンバ３に吸引した直後にサイクロン式ダスト収集手段４６で捕集するので、イオンの減少が小さく、効率よくダストを収集し、安定した性能でしかも精度良く放射能を測定することができる。

次に、図１０を用いて本発明に係る放射線測定装置の第３の実施形態を説明する。本実施形態では、測定対象物１が床面のような非可搬性のものではなく、複雑な形状であるが搬送可能なものである。測定対象物１は、測定対象物駆動手段５４によって移動し、測定チャンバ３の開口部４を通して出し入れすることができる。また、この開口部４は放射線を遮蔽する扉２０によって開閉可能であり、扉２０の開閉は扉駆動手段２１によって行なわれる。

このように構成された本実施形態において、扉２０を開放にして、測定対象物１を開口部４より測定チャンバ３の内部に、測定対象物駆動手段５４により移動する。その後、扉２０を閉鎖すると、放射線源２から放出される放射線により測定チャンバ３の内部の気体は電離されイオンが生成する。所定の照射時間が経過した後に扉２０を開放し、測定対象物駆動手段５４により測定対象物１を測定チャンバ３の外部に移動し、開放した扉２０を閉鎖すると、測定チャンバ内には放射線により生成したイオンが寿命数秒〜数１０秒で存在している。

そこで、測定制御手段２２により、これらのイオンを、測定チャンバ３の内部の気体とともにフレキシブルチューブ１１およびイオン検出器１０を介して吸引手段１２で吸引する。すると、外気吸引口６から、吸引浄化手段７を通った周囲の気体が測定チャンバ３の内部に供給される。このとき吸引浄化手段７により気体中のイオンが除去される。この気体が、測定対象物１の放射線で生成したイオンを気体とともに、フレキシブルチューブ１１を介し、イオン検出器１０まで輸送される。ここで、測定制御手段２２により所定の測定時間内に電流測定手段１５で複数個のグロス電流が測定される。

またここで、バックグラウンド電流として、開口部４を扉２０で閉鎖して前記所定の照射時間が経過後も扉２０を閉鎖した状態で気体を吸引して所定の時間内に測定する。この複数個のバックグラウンド電流値を使用して、データ処理手段１６により平均値を算出し、前記複数個のグロス電流を使用して平均値を算出し、グロス電流平均値からバックグラウンド平均値を減算し正味電流値を算出する。この正味電流値と、前もって求めた電流値から放射能への換算定数を使用して放射能を求め、表示手段１７により放射能強度を表示する。なお、平均の算出に代えて、積算でもよく、また測定するデータは複数でなく１個でもよい。

ここで、測定チャンバ３の内部の気体はフレキシブルチューブ１１を介して吸引されるが、測定チャンバ３の外気吸引口６から吸引口浄化手段７により、気体中のイオンを除去した周囲の気体が測定チャンバ３の内部に供給されるので、これを透過した気体中のイオンは除去されている。また、測定対象物１を測定チャンバ３の外部に輸送した状態で測定チャンバ３の内部の気体を吸引するので、イオン検出器１０の動作を不安定にするダストなどの微粒子が測定対象物１に付着する場合でも、安定して電流を測定することができる。

本実施形態によれば、測定チャンバ３の内部に流入する気体は、それぞれ吸引口浄化手段７により大気中に存在するイオンが除去されるとともに、測定対象物１を測定チャンバ３の外部に移動した状態で電離した測定チャンバ３の内部の気体を吸引するので、大気中のイオンの影響を受けず、さらに測定対象物に付着するダストなどの影響を受けず、簡便で精度よく微弱放射線を測定することができる。

本発明に係る放射線測定装置の第１の実施形態の模式的立断面図。 本発明に係る放射線測定装置の第１の実施形態の変形例の模式的立断面図。 本発明に係る放射線測定装置の第２の実施形態の模式的立断面図。 本発明に係る放射線測定方法の一実施形態の手順を示す流れ図。 図４の放射線測定方法におけるグロス電流とバックグランウンド電流の時間変化の測定データの一例を示すグラフ。 本発明に係る放射線測定方法の他の実施形態の手順を示す流れ図。 本発明に係る放射線測定方法のさらに他の実施形態の手順を示す流れ図。 図１または図３の放射線測定装置のフレキシブルチューブの構成例を示す一部切欠き斜視図。 図１または図３の放射線計測装置において測定チャンバと吸引手段の間にダスト吸着手段を設けた構成例を示す部分立面図。 本発明に係る放射線測定装置の第３の実施形態の模式的立断面図。 従来の放射線測定装置のブロック図。

符号の説明

１…測定対象物、２…放射線源、３…測定チャンバ、６…外気吸引口、７…吸引口浄化手段、８…移動手段（積載輸送手段）、９…隙間遮断手段、１０…イオン検出器、１１…フレキシブルチューブ（輸送配管）、１２…吸引手段、１３…浄化手段、１４…電源、１５…電流測定手段、１６…データ処理手段、１８…積載輸送手段、２０…扉、２１…扉駆動手段、２２…測定制御手段、４４…フレキシブル外筒、４５…ライナチューブ、４６…サイクロン式ダスト収集手段、４８…旋回容器、５０…螺旋状気体案内手段、５１…ダスト収集チャンバ、５４…測定対象物駆動手段

Claims (10)

1. 測定対象物に向かう開口部と、前記測定対象物の近傍を通らない外気を取り入れる外気吸引口とを有し、前記測定対象物から放出される放射線が気体を電離する空間を形成する測定チャンバと、
   前記外気吸引口から前記測定チャンバに流入する気体中のイオンを除去する吸引口浄化手段と、
   前記測定チャンバと前記測定対象物の隙間から前記測定チャンバ内にイオンが流入するのを防止する隙間遮断手段と、
   前記測定チャンバ外に配置され、前記測定チャンバから導かれた気体のイオンを検出するイオン検出器と、
   前記測定チャンバからの気体を前記イオン検出器に向けて吸引する吸引手段と、
   前記イオン検出器に収集されるイオンを電流として測定する電流測定手段と、
   前記電流測定手段で測定された電流に基づいて放射能を算出するデータ処理手段と、
   少なくとも前記測定チャンバ、吸引口浄化手段、隙間遮断手段、イオン検出器および吸引手段を載置して移動可能な積載輸送手段と、
   前記開口部を所定の時期に開閉できる開閉手段と、
   を有することを特徴とする放射線測定装置。
2. 前記積載輸送手段は、少なくとも前記測定チャンバ、吸引口浄化手段および隙間遮断手段を積載して移動可能な第１の積載輸送手段と、少なくとも前記イオン検出器および吸引手段を積載して前記第１の積載輸送手段と分離して移動可能な第２の積載輸送手段とを有し、
   前記測定チャンバとイオン検出器の間が輸送配管で接続され、この輸送配管の少なくとも一部がフレキシブルチューブで形成されていること、
   を特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
3. 前記積載輸送手段は、少なくとも前記測定チャンバ、吸引口浄化手段、隙間遮断手段およびイオン検出器を積載して移動可能な第１の積載輸送手段と、少なくとも前記吸引手段を積載して前記第１の積載輸送手段と分離して移動可能な第２の積載輸送手段とを有し、
   前記イオン検出器と吸引手段の間が輸送配管で接続され、この輸送配管の少なくとも一部がフレキシブルチューブで形成されていること、
   を特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
4. 前記積載輸送手段は、前記測定チャンバ、吸引口浄化手段、隙間遮断手段、イオン検出器および吸引手段をすべて一体的に積載して移動可能であること、
   を特徴とする請求項１記載の放射線測定装置。
5. 前記輸送配管の少なくとも一部が、フレキシブル外筒と、金属製テープ材を螺旋状に巻いて構成されて前記外筒の内側に挿入された内筒とからなる二重管であることを特徴とする請求項２または３記載の放射線測定装置。
6. 前記気体が前記測定チャンバから前記イオン検出器に向かう途中に、気体の流れを螺旋状に旋回させる螺旋状案内部と、この螺旋状案内部の外周で気体中のダストを収集するダスト収集部とが配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載の放射線測定装置。
7. 測定対象物に向けられた開口部の開閉部を開いて、しかも前記測定対象物とともに密閉された測定チャンバを形成し、前記測定対象物から放出される放射線によって前記測定チャンバ内で気体を電離させる照射工程と、
   前記照射工程の後に、前記開閉部を閉じて前記測定対象物と前記測定チャンバとを遮断し、イオンを除去した外気を前記測定対象物の近傍を通さずに前記測定チャンバ内に吸引するとともに前記測定チャンバ内の気体を前記測定チャンバ外のイオン検出器に導き、このイオン検出器に発生するグロス電流を測定するグロス電流測定工程と、
   前記グロス電流測定工程で測定されたグロス電流に基づいて放射能を算出する放射能算出工程と、
   を有する放射線測定方法。
8. 測定対象物に向けられた開口部の開閉部を開いて、しかも前記測定対象物とともに密閉された測定チャンバを形成し、前記測定対象物から放出される放射線によって所定の時間前記測定チャンバ内で気体を電離させる照射工程と、
   前記照射工程の後に、前記開閉部を開放したままで、イオンを除去した外気を前記測定チャンバ内に吸引するとともに前記測定チャンバ内の気体を前記測定チャンバ外のイオン検出器に導き、このイオン検出器に発生するグロス電流を測定する近傍気体吸引時グロス電流測定工程と、
   前記近傍気体吸引時グロス電流測定工程で測定されたグロス電流に基づいて放射能を算出する放射能算出工程と、
   を有する放射線測定方法。
9. 前記測定対象物から放出される放射線の影響がない状態で前記イオン検出器に発生するバックグラウンド電流を測定するバックグラウンド電流測定工程をさらに有し、
   前記放射能算出工程では、前記グロス電流から前記バックグラウンド電流を差し引いて得られる正味電流を求め、この正味電流に基づいて放射能を算出すること、
   を特徴とする請求項７または８記載の放射線測定方法。
10. 前記バックグラウンド電流測定工程は複数回に分けて行ない、それぞれの工程で別個に前記バックグラウンド電流を求め、
    前記グロス電流測定工程または近傍気体吸引時グロス電流測定工程は複数回に分けて行ない、それぞれの工程で別個に前記グロス電流を求め、
    前記放射能算出工程では、前記複数のバックグラウンド電流および複数のグロス電流に基づいて正味電流を求め、
    この正味電流に基づいて放射能を算出すること、
    を特徴とする請求項９記載の放射線測定方法。

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