JPH0153402B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主特許請求範囲に記載のβ線による
薄層測定装置に関する。

この種の装置では、点源／絞り距離が最適であ
れば、最適な測定を行うことができる。この距離
は0.1〜１mmの範囲であるので距離が変化すると、
一度調整した最適性が極度に劣化する。この種の
距離変化は、使用時に随意に現れる。

従来の装置には、ガイガー・ミユラー管に直接
電圧を印加すると、装置の特性が経時的に変化す
るという欠点がある。長時間が経過して始めて、
“ビルド・アツプ”状態が得られる。現行技術で
は、β線は、統計的に把握する測定結果を与え、
従つて、統計値が別の時間依存の現象に重畳する
ので、このような情況は不利である。

更に、従来の装置には、装備変更に時間がかか
ると云う欠点がある。各種の測定上の問題がある
（異種層の異種物質、厚さの多様性、湾曲度の異
なる測定対象のための各種の絞り、etc、） 多くの場合、放射線としては、プロメチウム、
タリウム、ストロンチウムが好適である。

更に、公知の装置では、各放射線が、放射性同
位原素に関して個別的であり、各装置は、この個
別性に同調させなければならないと云うことが考
慮されていない。

本発明の目的は、上述のすべての欠点を経済的
な方法で排除する装置を提供することにある。

この目的は、本発明にもとづき、主特許請求範
囲の特徴記載部分に記載の装置によつて達成され
る。

即ち、少くとも下記の利点が得られる。

(a) 顕微鏡の安全装置または鏡筒および白熱電球
と同様に容易に交換できるコンパクトな測定要
素が得られる。

(b) 測定に関する不確さを最小にして容易に設定
できる。

(c) 構造形態が最適であるので、より小さい絞り
を用いて同一精度で操作でき、従つて、例えば
多数の絞りを実際上２つの測定要素に減少で
き、これで、実際上、用途の95％をカバーでき
る。

(d) 補修時、メーカの工場で、外郭を外して所要
の作業を行うことができる。顧客に、再調整し
た完全な装置が送られる。

(e) ユニツトが作成されたので、バツテリ充電ス
タンドまたは試薬ガラススタンドと類似のスタ
ンドの監視位置に上記ユニツトを保持でき、測
定要素は、その特性を保持し、測定装置のコン
ピユータに記憶した常数は、その有効性を不変
に保持する。

特許請求範囲第２項記載の特徴事項にもとづ
き、２つの部分管を相互にずらすだけでよいの
で、唯一回の調節で装置を調整できる。

特許請求範囲第３項記載の特徴事項にもとづ
き、構成ユニツトの特に好適な関連づけがなされ
る。但し、別の関連づけも可能である。

特許請求範囲第４項の特徴事項にもとづき、常
に同軸性を保持し、例えば、3゜の回転を容易に行
うことができ、対応して、距離の微調を行うこと
ができる簡単な微調装置が得られる。

特許請求範囲第５項の特徴事項にもとづき、一
方で、GM管を後部部分管内に正しく保持して簡
単に位置決めでき、他方では、前部部分管をそれ
に関連する構造ユニツトとともに簡単に位置決め
し、正しい位置に保持することができる。

特許請求の範囲第６項の特徴事項にもとづき、
簡単に接触させることができ、前部部分管を、同
時に、測定テーブルの保持手段として使用でき、
低い散乱性が得られ、従つて高い計数速度が得ら
れ、例えば、バツテリにおける如く、簡単な接触
方式が可能となる。

特許請求範囲第７項の特徴事項にもとづき、装
置に、容量性が極めて少ない作動抵抗を与えるこ
とができる。

特許請求範囲第８項の特徴事項にもとづき、逆
方向に散乱するβ線のしや蔽を考慮せずに、GM
管に支持装置を載せて固定できる。

特許請求範囲第９項の特徴事項にもとづき、パ
トローネ状の、容量性が極めて小さい押入体が得
られる。

特許請求範囲第１０項に記載のGM管は、逆散
乱されるエネルギの小さい放射線の最適な捕獲、
放射線量の捕獲面積およびGM管内に負圧を作る
必要性に関して、極めて有効である。

特許請求範囲第１１項の特徴事項にもとづき、
絞りリングを交換でき、最善の最適性（統計的誤
差の減少）を保持して、各種の絞りリングを用い
て同一の装置を極めて多面的に使用できる。

特許請求範囲第１２項の特徴事項にもとづき、
絞りリングを交換する場合に、点源が損傷される
ことはない。

本装置では、更に、下記事項を考慮した。

１ GM管内は、負圧に作製するか、ガスを充填
して負圧とすることができる。本実施例では、
より大きい出力パルスが得られるので、ガス入
GM管を使用した。

２ 増幅器を対応して後置すれば、本発明によつ
て比例計数管をGM計数管として使用できる。

３ 中性子線感知器としてインオ化チヤンバも設
ける。しかしながら、その効率はチヤンバ容積
とともに増加するが、比較的小形な装置を創生
することが、本発明の目的の一つでもある。

４ 現在公知の半導体感知器は使用しない。

何故ならば、半導体感知器は、現時点では、
GM管と等価の性質を有しておらず、極めて低
温にしなければならず、冷却装置は、装置の互
換性を実際上不可能とする。

５ シンチレーシヨン管も使用しない。シンチレ
ーシヨン管は、高価で、容積が大きく、複雑な
光電子増倍管を必要とする。

本発明を、好ましい実施例を参照して以下に説
明する。

特に指定しない限り、図面の尺度は３倍であ
る。即ち、実際の装置は親指大である。

本発明は、第１部分管２１と、第２部分管２２
と、GM管２３と、絞りリング２４と、点源２７
の支持装置２６を含む。

さて、本発明を詳細に説明する。

西独特許第2013270号（対応米国特許第3714436
号対応英国特許第1323906号）に開示のものに対
応する受けブロツク２８は、幾何学的縦軸線２９
に同軸に配置してある。受けブロツクは、このブ
ロツクを貫通する絞り開口３０を有している。絞
り開口は、少くとも部品的に同軸であり、本実施
例では、半径方向スリツトの形状を有する。この
受けブロツク２８は、同軸線上に配設した円錐台
状の外套部３１をもつ絞りリング２４の先端部内
に装填されている。上記外套部３１は、環状突出
部３２を介して環状ミゾ３３に連続している。な
お、この環状ミゾ３３は、必要に応じて保護カバ
ーを取付ける場合の固定用の溝として使われるも
のである。上記絞りリング２４は、円筒状のナツ
トとして機能する部分管２１と一体的に形成され
ている。この部分管２１の外周面には、図示しな
い測定器に保持させるための保持用ミゾ３４が軸
線と交叉するように設けられている。即ちこの装
置はペンのように手でもつて使うこともできる
が、測定器類に挿入保持させて使用することもで
きる。この場合、この保持用ミゾ３４が位置決め
と固定のためにネジまたはスナツプロールと係合
する。また、部分管２１の外周面には、駆動工具
が挿入できるように軸線に平行な縦方向ミゾ３６
が設けられている。更に、部分管２１の後部に
は、後述するロツクリング６６が圧接する環状の
扁平な面が形成されている。一方、部分管２１の
内部には、前記絞りリング２４と同一軸線上の円
柱状の空間３８が端面３７に開口して設けられて
おり、この空間３８の内周面には、後述する部分
管２２の雄ネジ４１が螺合する細目ネジ３９が設
けられている。この部分管２１は、受けブロツク
２８を除いて金属で作られている。

部分管２２は、絶縁体としての誘電体レジテツ
クス（Resitex）によつて形成され、軸線２９上
に配設される。この部分管２２は、これと一体に
設けた雄ネジ４１によつて前記部分管２１の雌ネ
ジ３９に螺合する。金属製の部分管２１と合成樹
脂製の部分管２２との組合わせは摩擦抵抗が小さ
いため、両管は相互に緊密に螺合される。

雄ネジ４１の後部には、半径方向に拡がる環状
の面４２を有する外径の大きい円筒体４３が一体
に設けられ、さらに環状の段状部４４を介して径
の小さい口金４６が一体に設けられている。第１
３図に示すように、口金４６の端部４７には、接
点板装着用の浅い凹孔４８が開口しており、また
この部分管２２の内部には、前面４２側に開口す
る袋孔４９が設けられている。この袋孔４９と前
記凹孔４８とは、リード挿通用の貫通ボア５１で
連通している。

円筒体４３には、第２図および第１３図から明
らかな如く、長穴５２が設けてある。この長穴
は、円筒体４３の壁を完全に貫通し、ほぼ、1/10
ワツトの抵抗器の長さを有し、ほぼ45゜をなして
いる（第２図）。

真鍮リング５３は同軸に配置してある。その円
筒形外周面５４は、その部分範囲５６が長穴５２
の右端範囲（第２図）に現われるより、袋穴４９
の壁に接着してある。真鍮リング５３は、雌ネジ
５７と右側の半径方向前面５８とを有している。
真鍮リング５３は、長さが僅か数mmで、薄く、軽
量で、従つて、アースに対するキヤパシタンスが
極めて小さい。

前記凹孔４８には、第１３図に示すように、口
金４６の端面から後方へ僅かに突出する金属製の
接点板５９が装着してある。

長穴５２内には、GM管２３の作動抵抗として
１／１０ワツト抵抗器６１が設けてある。円筒体４３
は抵抗器６１の径よりも厚いので、抵抗器６１
は、長穴５２内で保護されており、場合によつて
は、埋込むこともできる。その右脚６２は、部分
範囲５６のハンダ付個所６３にハンダ付してあ
る。ハンダ付は、精密ハンダごてを用いて、長穴
を介して行うことができる。左脚６４は、２回直
角に折曲げてあり、部分的に袋穴４９の外側範囲
を経て貫通ボア５１を通り、接点板５９にハンダ
付けされている。

雄ネジ４１には、対応する雌ネジを有し外径が
円筒体４３の外径よりも僅かに大きいロツクリン
グ６６が螺合してある。ロツクリング６６を回転
して前面３７に固定し、場合によつては、ラツカ
またはセツトネジで確保すれば、部分管２１，２
２は、軸線方向に不動の位置に固定される。

GM管２３は、外径が雌ネジ３９の内径よりも
小さい環状スリーブをなす円筒状陰極６７を含ん
でいる。マイカ製窓６８は、環状前面から離隔し
て融着してある。陰極６７は同軸に配置してあ
る、イオン化チヤンバ７１内には、ワイヤ７３か
ら成る陽極７２が同軸に配置してあり、マイカ製
窓６９直後のその自由端には、断面がほぼ楕円形
の回転対称の厚肉部７４が設けてある。イオン化
チヤンバ７１には、セラミツク体７６が前部から
気密に接着してある。このセラミツク体は、円筒
形であり、後端範囲に小さいフランジ７７を有
し、更にワイヤ７３が通過する同軸の貫量ボア７
８を有している。

フランジ７７には、ネジ付口金７９が前部から
気密に接着してある。この口金は、金属製で、フ
ランジ７７に適合しフランジ７７と同様に袋穴４
９の径よりも大きい外径を有する接続フランジ８
１を有している。

接続フランジ８１には、環状の前面８２と一体
の雄ネジ８３を有する。ネジ付口金７９は、同軸
の貫通ボア８４を有している。ワイヤ７３は、こ
のボア内を更に延びていて、このボア内でネジ付
口金７９に電気的に接続してある。端面８６に
は、ガラス製排気スタツド８７が融着してある。
このスタツドによつて、溶融前に、貫通ボア７
８，８４を介してイオン化チヤンバ内に十分な負
圧を作ることができる。GM管２３のネジ付口金
７９は、真鍮リング５３に螺合、固定してあるの
で、前面５８，８２は、相互に強固に当接し、後
に突転することはない。即ち、取付状態では、排
出スタツド８７は、袋穴４９の後部範囲内に保護
されて突出し、底部４７と接触することはない。
排気スタツド８７は、更に、抵抗器６１にも脚６
４にも接触することはない。何故ならば、これら
部材は、半径方向外方に設けてあるからである。

GM管２３を部分管２２にネジ込んだ場合、セ
ラミツク体７６のほぼ半部のみが部分管２２を越
えて前方へ突出する。

支持装置２６は、陰極６７よりも幾分大きい外
径を有する同軸の金属円筒形リング８８を含んで
いる。しかしながら、リング８８は、僅かな遊び
をもつて−従つて、補助の取付案内が得られる−
雌ネジ３９内に嵌合する。リング８８の後面８９
は、半径方向前面６８に接着してある。従つて、
リング８８の外壁は、陰極を越えて半径方向に突
出する。リング８８の内壁９１は、陰極６７の内
壁に対して外方へ幾分ずらしてあり、従つて、イ
オン化チヤンバ７１に対して障害にはならない。
内壁９１は、相互に180゜ずれた２つの個所におい
て、半径方向スポーク９２に移行する。このスポ
ークは、陰影化方向に細く、中央にリング状拡張
部９３を有している。拡張部９３には、線源２７
を後方から適切に接着した同軸方向の貫通ボア９
４が設けてある。線源は、β線を吸収する材料か
ら成る外径0.2mmの小管から構成してある。始め
に図面の尺度について述べたが、寸法比較のため
に、上記小管の寸法を記述した。何故ならば、所
要の拡大によつて、本発明の価値評価に誤解を生
ずる恐れがあるからである。

小管９６は、ワイヤ９７を同軸に含んでいる。
このワイヤは、小管をその長さの大部分にわたつ
て閉鎖し、前面９８には放射器小球９９を有して
いる。小管９６の前端は、厚さ10Muのチタン、
箔１０１で閉鎖してある。放射器小球９９とチタ
ン箔との間隔は、放射器小球９９が、プロメチウ
ム、タリウム、ストロンチウムから成る場合に
は、0.1〜0.2mmである。

カドミウム放射器を使用する場合には、この間
隔は幾分大きくする。かくして、放射器小球９９
は前方に位置することになるが、全体を点源とみ
なすことができる。

取付完了状態では、チタン箔１０１は、受けブ
ロツク２８からほぼ0.1〜0.8mmの距離に位置す
る。第１の寸法は、もちろん、受けブロツク２８
に、小管９６の前端が受けブロツク２８内に少く
とも部分的に侵入できるよう構成した同軸の開口
が設けてある場合に限り、あてはまる。

第７図および第８図に示した接触バネ１０２
は、背部で結合した輪状部材の対１０３，１０４
から成つている。解放状態では、輪状部材１０３
は、同１０４よりも幾分小さい径を有する（第１
図）。部材１０３は、接触バネ１０２を陰極６７
に機械的に固定し電気的に接続するのに役立つ。
この場合部材１０３は、前面８９に当接するよう
前方へずらすことができる。この場合、この部材
は、リング８８を越えて外方へ突出することはな
いので、その限りにおいて、ユニツトを雌ネジ３
９内に挿入することができる。

輪状部材１０４は、背部で、輪状部材１０３に
電気的に接続してあり、部分管２１内にネジ込ん
だ際、多数の点接触を行う雌ネジ３９に接触する
よう、幾何学的縦軸線２９から少くとも部分的に
突出している。この場合、ロープ材１０４は、部
分的に陰極６７上にあり、セラミツク体７６の周
縁とに押しやられることはない。即ち、接触バネ
１０２は、陰極６７と部分管２１とを電気的に接
続する。

第１４図に第２実施例を示した。この実施例で
は、一方では、線条点源２７は保護されており、
他方では、絞りリング１１１を交換できるので、
各種の測定に対して適応できる。このために、円
すい台状に延び、β線を阻害することなく内側開
口１０９を有する保護壁１０８が、部分管１０７
の前面１０６から同軸に延びている。場合によつ
ては、この開口内にチタン箔を挿入することがで
きるが、すべての場合に、内側開口１０９を、例
えば、指で拭いた際に、点源２７が折曲げられて
一度実施した調整が狂うことは、確実に防止され
る。

部分管１０７には、同軸の外側フランジ１１２
を有する絞りリング１１１が、独立の構成要素と
してはめ込んである。このフランジの内面１１３
は、前面に設けた短い同軸の外側環状面１１４に
当接して位置決めを行う。絞りリング１１１は、
部分管１０７の対応する雄ネジに螺着する雌ネジ
１１７を有するスリーブナツト１１６によつて後
方へ引張られる。スリーブナツト１１６は、内側
ユニツト１１８によつて、外側フランジ１１２を
同形肩部分１１９に引きつけるので、軸線方向の
連動は起り得ない。絞りリング１１１は、保護壁
１０８と同様に、上記保護壁に平行に延びていて
受けブロツク１２２を支持する円すい台状部１２
１を有している。

前面および外側から接近し得るよう、スリーブ
ナツト１１６には180゜ずらした２つの凹み１２３
が設けてある。

上記凹み内には、多目的工具１２６のホゾ１２
４を挿入できる。この工具１２６の前面には、ス
リーブナツト１１６を外した際に円すい台状部１
２１および受けブロツク１２２を挿入できる凹み
１２７が設けてある。

スリーブナツト１１６を外せば、減衰リング１
１１を取り出して別のリングと交換し、次いで、
多目的工具１２６を用いてスリーブナツト１１６
を再びネジ込むことができる。

例えば、別の放射器を使用するので、ユニツト
を使用しない場合には、同じく、多目的工具１２
６を操作する。このために、この工具の別の前面
には、部分管１０７の雄ネジ１３１に適合する雌
ネジ１２９を有する同軸の袋穴１２８が設けてあ
る。多目的工具１２６は、β線を吸収する材料か
らなり、このために、無限の厚さを有する（例え
ば、アルミニウム）。袋穴１２８の底面には、逆
散乱データが既知である層１３２が設けてある。
多目的工具１２６は、本発明に係るユニツトとと
もに、上方へ向つて垂直に開いた対応する大きさ
の凹み１３４を有するスタンド１３３内に挿入で
きる。凹みの底部には、接触板１３６が設けてあ
り、ある高さ位置には、弾性環状接点１３６が設
けてある。この接点は、部分管２１に接続し、か
くして、陰極６７を接続する。接触板１３６は、
接触板５９を接続し、かくして、陽極７２を接続
する。ユニツトが、常に運転電圧下にあるよう、
高電圧源１４１に至るリード線１３８，１３９が
設けてある。この回路には、計数装置（図示して
ない）も設けてあるので、逆散乱β線を計数でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、装置の側面図、第２図は第１図の分
解図、第３図は、第１図を矢印Ａから見たときの
図、第４図は、矢印Ａとは逆平行に見た前部部分
管の図面、第５図は、GM管上にある支持装置の
正面図、第６図は、第５図の線６−６に沿う拡大
断面図、第７図は、接触バネの側面図、第８図は
接触バネをその軸線方向から見た図、第９図は、
ロツクリングをその軸線から見た図、第１０図は
GM管の拡大断面図、第１１図は、後部部分管を
その軸線方向後方から見た図面、第１２図は、第
１図の矢印Ｂから見た図、第１３図は、作動抵抗
器および接触板の立体的位置、後部部分管のネジ
付リングの配置を示す図面（GM管の後部は破線
で示してある）、第１４図は、第２実施例の絞り
リングの範囲の半径方向断面図、第１５図は、ス
タンド内に挿入した状態の装置および装置用工具
の半径方向図である。 ２１……第１部分管、２２……第２部分管、２
３……ガイガー・ミユラー管、２４……絞りリン
グ、２７……点源、３８；４１……微調装置、６
６……ロツク装置、６７……陰極、７２……陽
極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ きわめてめて小さい絞り開口を有する絞りリ
   ングと、絞り開口の後方に該開口に対して離隔
   し、かつ同軸に配置したβ線放射器の点源と、点
   源の支持装置と、支持装置の背後に配置した同軸
   のガイガーミユラー管と、このガイガーミユラー
   管の支持装置と、GM管の陽極の接点装置と、
   GM管の陰極の接点装置とを備えたβ線による薄
   層測定装置において、第１部分管２１と第２部分
   管２２とを有する少なくとも１つの管装置が設け
   られ、部分管２１，２２は、少なくとも１つの微
   調装置３９，４１によつて軸線方向に相互に変位
   できるように構成されており、部分管２１，２２
   内には、点源２７およびGM管２３が設けられ、
   部分管２１，２２は絞りリング２４、点源２７、
   GM管２３からなるユニツトの１つまたは２つに
   結合され、微調装置３９，４１をロツクする少な
   くとも１つのロツク装置６６が設けられ、１つの
   部分管２２は、陽極７２に電気的に接続され、他
   の部分管２１は、陰極６７に電気的に接続してあ
   ることを特徴とする装置。 ２ ２つの部分管２１，２２のうち一方の部分管
   ２２が、絞りリング２４、点源２７またはGM管
   ２３、点源２７を支持し、他方の部分管２１が、
   GM管２３または絞りリング２４を支持すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前部部分管２１が、絞りリング２４を支持
   し、後部部分管２２が、点源２７を備えたGM管
   ２３を支持することを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の装置。 ４ 微調装置３９，４１は、１回転当たりのピツ
   チが0.5mm〜１mm、好ましくは0.75mmの微調可能
   な細目ネジであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の装置。 ５ 前部部分管２１が、雌ネジ３９を備えたスリ
   ーブナツトであり、後部部分管２２が、前記雌ネ
   ジに螺合する雄ネジ４１を前部範囲に有するネジ
   装置８２，８３によつてGM管２３をねじ込んだ
   管であり、雄ネジ４１には、ネジ付ロツクリング
   ６６がロツク装置として螺合してあることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ６ 前部部分管２１は金属製であり、環状の接触
   バネ１０３，１０４を介して電気的に接続されて
   おり、ネジ付口金７９は、絶縁材からなる後部部
   分管２２内の金属製内側リング５３に接触してお
   り、内側リング５３が、後部部分管２２の後端に
   設けた接点板５９と電気的に接続していることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ７ 後部部分管２２は、GM管２３の作動抵抗器
   ６１を設けた凹孔５２を有し、前記抵抗器６１の
   一方のリード６２が陽極７２に電気的に接続して
   あり、他方のリード６４は導体５９に電気的に接
   続してあることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の装置。 ８ 支持装置２６が、点源２７を支持するスポー
   ク９２をもつスリーブリング８８を有し、このス
   リーブリングの後面８９が、接着剤によつてGM
   管２３の外套部６７の前面に固定してあることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の装置。 ９ GM管２３が、前部に円筒形スリーブリング
   ８９を有し、次いでセラミツク体７６、ネジ付口
   金７９が続き、排気スタツド８７がネジ付口金７
   ９に接続されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 １０ GM管２３が、0.5〜1.3cm、好ましくは0.8
   cmの径を有し、重量が1.5〜0.7mg／cm²好ましくは
   １mg／cm²のマイカ製窓６９で閉塞してあることを
   特徴とする特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１ 絞りリング１１１が、交換可能な構成部品
   として組付けられてあり、部分管１０７に同軸に
   位置決めして保持してあることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 １２ 点源２７と絞りリング１１１との間には、
   絞りリング１１１の下方に、点源２７のβ線を阻
   止することなく通す孔１０９を同軸に有する点源
   カバー１０８が設けてあることを特徴とする特許
   請求の範囲第１〜１１項記載の装置。