JP6467553B2 - 安定的な放射性核種分析のためのマリネリビーカー補正容器 - Google Patents

Description

本発明は、マリネリビーカーと核種分析用検出装置のデテクター（ｄｅｔｅｃｔｏｒ）との間に結合する補正容器に関し、マリネリビーカーまたは８０ｍｌの少量の試料測定用ボトルを検出装置のデテクター上に安定的に固定することができるマリネリビーカー補正容器に関する。

一般に、放射性核種分析のための試料は、様々な形状、化学的・物理的特性を保有している。巨大な試料で低い放射能数値を示すこともあり、非常に小さな試料で高い放射能数値を示すこともある。試料密度が高く原子番号が高い物質で構成されている場合、ガンマ線の減衰によって測定が難しいこともある。
したがって、放射能スペクトルを最も上手く得るとともに信頼度の高い数値を得るために、最適な条件の検出装置に試料を装着しなければならない。一方、試料内に存在するガンマ線放出核種を分析するためには、ガンマ線がどのように物質を透過し、ガンマ線をどのように検出するかが重要である。このような条件を満たすために、低エネルギーで良い効率を示し且つ全体エネルギー領域にわたって優れた分解能を示す高純度ゲルマニウムガンマ核種分析器（Ｈｉｇｈ Ｐｕｒｉｔｙ Ｇｅｒｍａｎｉｕｍ Ｇａｍｍａ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｓｙｓｔｅｍｓ：以下、「ＨＰＧｅ」という）が広く用いられている。

前述したような国内・外のＨＰＧｅが活用されながら、装着された検出装置に対応するための試料充填用マリネリビーカー（１Ｌ）の種類も多様になった。そして、最近普及されている新型マリネリビーカーは、様々なＨＰＧｅ製品に装着された検出装置の直径を考慮して大きく作られたので、検出装置とビーカー下部の検出装置挿入部分との間に空間が発生し、検出値の不確かさが高くなる原因となる。すなわち、マリネリビーカーと検出装置との間に存在する空間によって、試料装着の際に発生する実験的誤差（幾何学的不確かさ）を減らすことができる補完容器の開発が求められるのである。

前述した実験的誤差は、次の標準不確かさで表現できる。すなわち、合成標準不確かさ（Ｕ_Ｃ）は、測定結果が複数の異なる入力量から求められるときに、この測定結果の標準不確かさをいい、不確かさの要因（入力量）が独立している場合、一連の観測値を統計的に分析して求められる不確かさ（Ｕ_Ａ）と数学的方法による不確かさ（Ｕ_Ｂ）とを組み合わせて、下記の数式１で得られる。
言い換えれば、試料分析過程で発生しうるマリネリビーカー下部の検出装置接触面に存在する空間に補正容器を装着することにより、繰返し実験の際に発生する標準偏差だけでなく、装備校正の際に校正誤差を減らすことができる。これは統計分析的不確かさ（Ｕ_Ａ）に関連する。

式中、Ｕ_Ｃは合成標準不確かさ、Ｕ_Ａは観測統計による不確かさ、Ｕ_Ｂは数学的方法による不確かさをそれぞれ示す。
一方、少量の試料用測定ボトルを用いて試料内の放射性核種を測定するためには、規格が変わるため、補正容器を取り替えなければならない。すなわち、少量の試料内の放射性核種を測定するためには、８０ｍｌの小型測定ボトルを使用しなければならないが、小型測定ボトルを用いて放射性核種を測定するためには、ＨＰＧｅ検出装置の表面から一定の高さを維持しながら揺れないように固定しなければならない。従来は、マリネリビーカー下部の検出装置接触面に存在する空間を密閉する補正容器、または、補正容器上に小型測定ボトルを取り替えて安定的に固定することができる別の装置や器具がないのが実情であった。

韓国登録実用新案第２０−０１６６５７５号（２０００年２月１５日公告） 韓国登録特許第１０−０３７２７５５号（２００３年２月１７日公告）

本発明は、核種検出装置に装着されたマリネリビーカーの下面に発生した空間を密閉してマリネリビーカーを検出装置に安定的に固定することができる補正容器を提供しようとする。
また、本発明は、８０ｍｌの少量の試料測定用ボトルの結合が可能であって、試料量の変化に応じて使用される異種規格の容器も検出装置に安定的に固定することができる補正容器を提供しようとする。
また、本発明は、核種検出装置上にマリネリビーカー及び８０ｍｌの少量の試料測定用ボトルを容易に着脱させることができる補正容器を提供しようとする。

上記の目的を達成するために、本発明は、マリネリビーカーの補正容器において、マリネリビーカーの凹入した下面の内径に対応する直径で形成された容器本体を含むことができる。
好ましくは、本発明に係る容器本体は、核種分析用検出装置のデテクターと結合する第１溝が下部に形成され、第１溝よりも小さい直径を有する第２溝が上部に形成され、第１溝と第２溝との間に吸排気孔が貫通して形成できる。
好ましくは、容器本体に形成された吸排気孔は、８ｍｍ乃至１２ｍｍの長さを有することができる。
好ましくは、容器本体の上部に形成された第２溝は、核種分析の際に使用される容量８０ｍｌの試料測定用ボトルの下面の直径に対応する内径を有することができる。
好ましくは、本発明に係る容器本体はポリエチレン樹脂の素材で形成できる。

本発明によれば、マリネリビーカーは、容器本体の上部を覆うように被され、核種検出装置のデテクターは、容器本体の下部に形成された第１溝に挿入される。本発明に係る補正容器によって、マリネリビーカーは試料内の放射性核種位置と検出装置との距離が一定に維持される。これにより、核種分析の際に検出値の信頼度が向上するという利点がある。
また、本発明は、核種分析の際にマリネリビーカーの安定的な固定によって核種分析の不確かさを下げながら、容器本体に形成された吸排気孔によってビーカーの着脱が良好に行われ得るという利点がある。
また、本発明は、８０ｍｌの少量の試料を分析しようとする場合に使用される小型容器と結合する第２溝が上部に形成され、マリネリビーカーの他にも８０ｍｌの少量の試料測定用ボトルを安定的に固定することができるため、別途の補正容器を取り替えなくても核種検査が可能であるという利点がある。

本発明の実施形態に係るマリネリビーカー補正容器の斜視図である。 図１の実施形態に係るマリネリビーカー補正容器の縦断面図である。 本発明の実施形態に係るマリネリビーカー補正容器を介してマリネリビーカーの装着を分離して示す斜視図である。 マリネリビーカー補正容器を介して容量８０ｍｌの小型試料測定用ボトルの装着を分離して示す斜視図である。 図３ａの実施形態に係るマリネリビーカーの着脱様子を示す図である。 図３ｂの実施形態に係る容量８０ｍｌの試料測定用ボトルの着脱様子を示す。

以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は、例示的な実施形態によって制限または限定されるものではない。各図面に提示された同一の参照符号は、実質的に同一の機能を行う部材を示す。
本発明の目的及び効果は、下記の説明によって自然に理解されるかより明らかになることができ、下記の記載のみで本発明の目的及び効果が制限されるものではない。また、本発明を説明するにあたり、本発明に関連する公知の技術についての具体的な説明が、本発明の要旨を無駄に曖昧にするおそれがあると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。

本発明に係る技術を説明するに先立ち、従来技術の問題点を解決するための本発明の技術的原理を要約すると、次の通りである。まず、食品などの試料内のガンマ線放出核種分析のために、一般にマリネリビーカーが商用されている。従来のマリネリビーカーに試料をドーナツ形で充填し、高純度ゲルマニウム核種分析器（ＨＰＧｅ：Ｈｉｇｈ Ｐｕｒｉｔｙ Ｇｅｒｍａｎｉｕｍ Ｇａｍｍａ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ Ｓｙｓｔｅｍ）内のガンマ線検出装置上に装着し、核種分析を行っている。

しかし、様々な会社で生産されたＨＰＧｅ内に設置されている検出装置の直径が統一されないため、共通して使用することができるマリネリビーカーが最近製作されて普及され始めた。このようなマリネリビーカー下部のデテクター装着部接触面積と検出装置のデテクターの直径が一致してこそ、分析時に検出不確かさが低くなるが、マリネリビーカー下部のデテクター装着部接触面積が検出装置のデテクターの直径よりも大きいため、試料の充填されたマリネリビーカーが検出装置のデテクター上に不安定に位置する。

前述したように試料の充填されたマリネリビーカーが検出装置のデテクター上に安定的に置かれなければ、試料内の放射性核種位置と検出装置との距離も変化するため、検出値の信頼度が低くなるという問題がある。本発明では、韓国内で最も多く普及されているキャンベラ社製のＨＰＧｅ（７５００ＳＬ）内の核種検出装置（Ｃｏａｘｉａｌ ＨＰＧＥ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、ＧＣ４０１９）をモデルとして、最近普及されている新型マリネリビーカー下部の検出装置装着部に存在する空間を密閉させて核種分析時の不確かさを下げることができるようにした。

一方、少量の試料内放射性核種を測定するためには小型測定ボトルを使用しなければならない。小型測定ボトルを用いて試料内の放射性核種を測定するためには、ＨＰＧｅ検出装置の表面から一定の高さを維持しながら揺れないように固定しなければならない。放射性核種分析のための試料の量に応じて、ユーザーはマリネリビーカーまたは容量８０ｍｌの試料測定用ボトルを使用する。

本発明では、一つの補正容器で異種の規格であるマリネリビーカーと少量の試料測定用ボトルを検出装置のデテクター上に安定的に固定することができるように設計して、核種分析時の不確かさを下げることができるようにした。次に、本発明に係る構成及び全般的な動作原理について詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係るマリネリビーカー補正容器１００の斜視図を示す。図１を参照すると、マリネリビーカー補正容器１００は、マリネリビーカー２０（図３）と検出装置のデテクター１０（図３）との間に結合する容器本体１１０を含んで構成できる。本実施形態として、容器本体１１０はポリエチレン樹脂の素材で形成できる。

容器本体１１０は、上部がマリネリビーカー２０（図３）の下部に挿入安着される。また、容器本体１１０は、下部が検出装置のデテクター１０（図３）を包み込むように結合されて装着される。容器本体１１０は、互いに異なる規格であるマリネリビーカー２０（図３）と検出装置のデテクター１０（図３）とを相互結着させるように提供される。
少量の試料内の放射性核種を分析しようとする場合、マリネリビーカー２０（図３）より規格の小さい容量８０ｍｌの少量の試料測定用ボトル３０（図３）が使用される。本実施形態に係る容器本体１１０は、規格の大きいマリネリビーカー２０（図３）が上部を包み込むように挿入でき、規格の小さい少量の試料測定用ボトル３０（図３）は、上部に設けられた第２溝１４０上に挿入安着できるように提供される。
容器本体１１０は、マリネリビーカー２０（図３）の下部に挿入固定できるようにマリネリビーカー２０（図３）の凹入した下面２２（図３）の内径に対応する直径で形成できる。これにより、容器本体１１０はマリネリビーカー２０（図３）の下部内側に結合する。

容器本体１１０には、デテクター１０（図３）及び少量の試料測定用ボトル３０（図３）が結合されるように、第１溝１２０、第２溝１４０及び吸排気孔１３０が形成できる。
第１溝１２０は、容器本体１１０の下部に形成され、核種分析用検出装置のデテクター１０（図３）に結合できる。これにより、第１溝１２０は、検出装置のデテクター１０（図３）の直径に対応する内径を有することが好ましい。第１溝１２０によって、容器本体１１０は下面が所定の深さに凹入する。
第２溝１４０は、第１溝１２０よりも小さい直径で容器本体１１０の上部に形成できる。少量の放射性核種分析の際に、一般に容量８０ｍｌの試料測定用ボトル４０（図３）を使用する。この場合、少量の試料測定用ボトル３０（図３）は、一般に、直径が検出装置のデテクター１０（図３）よりも小さく設計されて提供される。
第２溝１４０は、少量の試料測定用ボトル３０（図３）が安着されるところであり、デテクター１０（図３）と第１溝１２０の直径よりも小さい内径に設計される。より好ましくは、第２溝１４０は、核種分析の際に使用される容量８０ｍｌの試料測定用ボトルの下面の直径に対応する内径を有する。本実施形態として、第２溝１４０は容器本体１１０の上部に１ｃｍの深さで形成できる。

容器本体１１０の上部に第２溝１４０が形成されることにより、異種規格の容器を検出装置のデテクター１０（図３）に安定的に固定することができる。すなわち、第一に、容器本体１１０の直径はマリネリビーカー２０（図３）の凹入した下面２２（図３）の内径に対応するため、相対的に規格が大きいマリネリビーカー２０（図３）は、容器本体１１０を包み込むように結合できる。第二に、容器本体１１０の上部に設けられた第２溝１４０には、相対的に規格が小さい少量の試料測定用ボトル３０（図３）が挿入結合できる。これにより、補正容器１００を取り替えなくても、試料量による核種分析を行うことができる。
第１溝１２０と第２溝１４０は、容器本体１１０の内側に所定の距離で離隔して形成される。離隔した距離は少量の試料測定用ボトル３０（図３）と検出装置のデテクター１０（図３）との離隔距離であり、これは核種分析の実験条件に応じて適切に設計できる。

吸排気孔１３０は第１溝１２０と第２溝１４０との間に貫通して形成できる。吸排気孔１３０は第２溝１４０の下面中心から第１溝１１０の上面まで貫通して形成できる。吸排気孔１３０は、容器本体１１０をマリネリビーカーの凹入した下面２２（図３）に対して着脱するとき、または少量の試料測定用ボトル３０（図３）を第２溝１４０から脱着するときに、空気の吸・排気を用いて円滑な脱着が行われるようにする。
吸排気孔１３０は、マリネリビーカー２０（図３）、少量の試料測定用ボトル３０（図３）またはデテクター１０（図３）に対する脱着の際に空気圧を排気させるか、或いは真空圧による外気の吸気を行う。これにより、ユーザーはマリネリビーカー２０（図３）または少量の試料測定用ボトル３０（図３）を容器本体１１０に対して容易に結合・分離することができ、容器本体１１０をデテクター１０（図３）に対して容易に結合・分離することができる。
吸排気孔１３０の長さは、少量の試料測定用ボトル３０（図３）とデテクター１０（図３）との離隔距離を意味する。少量の試料に対する放射性核種分析の際に、検出装置と容器とは１ｃｍの距離を維持することが好ましい。本実施形態として、吸排気孔１３０は８ｍｍ乃至１２ｍｍの長さを有することができる。この場合、吸排気孔１３０は１０ｍｍの長さを有することがより好ましい。

図２は図１の実施形態に係るマリネリビーカー補正容器１００の縦断面図を示す。図２を参照すると、容器本体１１０上に第１溝１２０と第２溝１４０と吸排気孔１３０とが互いに異なる直径で形成される。容器本体１１０は、核種分析用検出装置のデテクター２０（図３）と結合する第１溝１２０が下部に形成され、第１溝１２０よりも小さい直径を有する第２溝１４０の上部に形成され、第１溝１２０と第２溝１４０との間に吸排気孔１３０が貫通して形成される。

デテクター２０（図３）に容器本体１１０が安定的に固定できるように、第１溝１２０は第２溝１４０よりも深く形成できる。また、容器本体１１０の上下長さはマリネリビーカーの凹入した下面２２（図３）の深さよりも長く形成されることが好ましい。

図３ａは本発明の実施形態に係るマリネリビーカー補正容器１００を介してマリネリビーカー２０の装着を分離して示す斜視図、図３ｂはマリネリビーカー補正容器１００を介して容量８０ｍｌの小型試料測定用ボトル３０の装着を分離して示す斜視図である。図３を参照すると、マリネリビーカー２０及び少量の試料測定用ボトル３０である異種の規格を単一の補正容器１００で固定することができることを理解することができる。

図４は図３ａの実施形態に係るマリネリビーカー２０の着脱様子を示す。図５は図３ｂの実施形態に係る容量８０ｍｌの試料測定用ボトル３０の着脱様子を示す。

図１乃至図５を参照すると、本実施形態に係る補正容器１００は、様々なＨＰＧｅ製品に装着された検出装置の直径を考慮して大きく作られたマリネリビーカー２０、及び検出装置の直径よりも小さく作られた小型の測定ボトル３０を検出装置のデテクター１０に安定的に固定することができる。
以上で、代表的な実施形態によって本発明を詳細に説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、上述した実施形態について本発明の範囲から外れない範囲内で様々な変形が可能であることを理解するだろう。よって、本発明の権利範囲は、説明した実施形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、特許請求の範囲とその均等概念から導き出されるすべての変更または変形形態によって定められなければならない。

１０ 検出装置のデテクター
２０ マリネリビーカー
２２ マリネリビーカーの凹入した下面
３０ 少量の試料測定用ボトル
３２ 少量の試料測定用ボトルの下面
１００ マリネリビーカー補正容器
１１０ 容器本体
１２０ 第１溝
１３０ 吸排気孔
１４０ 第２溝

Claims (4)

1. マリネリビーカーの凹入した下面の内径に対応する直径で形成された容器本体を含み、
   前記容器本体は、核種分析用検出装置のデテクターと結合する第１溝が下部に形成され、前記第１溝よりも小さい直径を有する第２溝が上部に形成され、前記第１溝と前記第２溝との間に吸排気孔が貫通して形成されることを特徴とする、マリネリビーカー補正容器。
2. 前記吸排気孔は８ｍｍ乃至１２ｍｍの長さを有することを特徴とする、請求項１に記載のマリネリビーカー補正容器。
3. 前記第２溝は、放射性核種分析の際に使用される容量８０ｍｌの試料測定用ボトルの下面の直径に対応する内径を有することを特徴とする、請求項１に記載のマリネリビーカー補正容器。
4. 前記容器本体はポリエチレン樹脂の素材であることを特徴とする、請求項１に記載のマリネリビーカー補正容器。

Images