JPH0479596B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は放射線測定装置、特に放射線測定感応
部の放射能汚染による影響を受けることなく放射
線濃度を測定する改良された放射線測定装置に関
する。

［従来の技術］ 従来より、例えば電離箱、シンチレーシヨンカ
ウンタあるいはガスサンプル計数管等を用いた放
射線測定装置が周知であり、この装置は各種の放
射線濃度測定用として、例えばヘリウムガス中に
含まれるトリチウム濃度の測定用として幅広く用
いられている。

しかし、トリチウム等の放射性物質は物質への
吸着、拡散が激しく、測定のために放射性物質を
含む測定ガスを電離箱、シンチレーシヨンカウン
タ又はガスサンプル計数管等の測定感応部に導く
と、これら感応部にトリチウム等の放射性物質が
吸着、拡散され、測定感応部が高濃度に放射能汚
染される。このような放射能汚染は、測定ガス中
に含まれる放射性物質の濃度が高くかつ測定ガス
の停滞時間が長いほど増加し、測定装置の放射線
濃度測定精度の低下を引き起こすという問題があ
つた。

すなわち、例えばトリチウムが電離箱の内面に
吸着すると、このトリチウムは電離箱内の測定ガ
スへ向けβ線を放出し、この結果測定装置は実際
の測定ガス中に含まれる放射線濃度より高濃度の
放射線濃度を誤つて測定することになる。

また、例えば電離箱内表面の物質内部にトリチ
ウムが蓄積されると、この蓄積トリチウムは時間
とともに電離箱内部の測定ガス中へ再放出され
る。この放出トリチウムは微量ではあるが、測定
ガスを電離箱内部に停滞させた状態でその放射線
濃度を測定する場合には、時間とともに増加する
誤差成分として働き、その測定放射線濃度を実際
の濃度より引き上げるという問題を生ずる。

このように、放射線測定感応部における放射能
汚染は、測定装置の測定精度の低下を引き起こ
し、特に低濃度領域における放射線濃度の測定に
重大な支障を引き起こすため、その有効な対策が
必要とされていた。

このため、従来このような放射能汚染に対し、
各種の対策が講じられており、例えば測定感応部
を放射能汚染をしにくい物質を用いて形成し、か
つ測定感応部が汚染された場合には、該感応部か
ら蓄熱もしくは付着した放射線物質を除去する作
業を行つていた。

例えば、電離箱内面に付着したトリチウムを除
去するために現在採用されている除去方法として
は、電離箱を約150℃程度まで加熱しながら内部
を一日以上真空とする方法や、電離箱内部にトリ
チウムを含まない適当なガスを一日以上供給し電
離箱内部を洗気する方法等が知られている。

しかし、このような方法を採用する従来の放射
線測定装置では、放射能汚染の除去に極めて長時
間を必要とするため、装置の稼動率が低く、また
放射線濃度測定中は放射能汚染の除去を行うこと
ができないため、測定動作と放射能汚染除去動作
を交互に繰り返して行う必要があり、このため放
射線濃度の連続測定には不向きであるという欠点
があつた。

また、このような従来装置で、放射線濃度の連
続測定を行う必要がある場合には、少なくとも電
離箱を２系列設け、これを交互に使用しなければ
ならず、この結果装置全体が極めて高価になると
いう欠点があつた。

［発明の目的］ 本発明は、このような従来の課題に鑑みなされ
たものであり、その目的は、極めて簡単な構成に
より、測定感応部の放射能汚染に影響されること
なく放射線濃度を正確に測定することの可能な放
射線測定装置を提供することにある。

［発明の構成］ 前記目的を達成するため、本発明の装置は、感
応部面積と検出感度との比率を異にし、かつ同一
の材料を用いて形成された一対の放射線測定感応
部を含み、両感応部出力を感応部面積の比に応じ
て増幅し演算処理することにより、放射線濃度を
測定感応部の放射能汚染に影響されることなく測
定することを特徴とする。

［実施例］ 次に、本発明の好適な実施例を図面に基づき説
明する。

第１図には、本発明に係る放射線測定装置の好
適な実施例が示されており、実施例の装置は、放
射線濃度を測定しようとする所定の測定ガス１０
０を供給管１０を介して一対の放射線測定感応部
１２，１４に供給し、このようにして供給された
測定ガス１００を排気管１６を介して外部に排出
している。

本発明の特徴的事項は、前述した一対の放射線
測定感応部１２，１４を、感応部面積と検出感度
との比率を異にしかつ同一の材料を用いて形成し
たことにある。

このように、両測定感応部１２，１４を同一の
材料を用いて形成することにより、これら両測定
感応部１２，１４への単位面積当たりの放射性物
質汚染濃度、すなわち放射性物質の付着、拡散の
割合を同一のものとすることができる。そして、
この測定感応部１２，１４の出力を、各感応部１
２，１４の感応部面積の比に応じて増幅すること
により、該増幅出力は両測定感応部１２，１４の
実行感応部面積が等しい場合に得られる感応部出
力と同一なものとなる。

従つて、これら両増幅出力中には、測定感応部
１２，１４が放射能汚染されることにより発生す
る誤差成分が同量含まれていることになり、これ
ら両増幅出力を差演算することにより、測定感応
部１２，１４の放射線汚染により発生する誤差成
分を完全に除去した信号を得ることができる。

そして、このようにして得られた信号は、両測
定感応部１２，１４の検出感度の差分の検出感度
で検出された放射線濃度を表すことになる。

すなわち、一方の測定感応部１２の検出感度を
Ｘ、他方の測定感応部１４の検出感度をＹとすれ
ば、前述した演算処理によつて得られた信号は、
全く放射能汚染されていない１個の測定感応部を
使用し、（Ｘ−Ｙ）の検出感度で検出された放射
線濃度を表すことになる。

従つて、本発明によれば、測定ガス１００中に
含まれる放射線濃度を測定感応部の放射能汚染に
影響されることなく正確に測定することが可能と
なる。

実施例において、前記一方の放射線測定感応部
１２は、その内面の面積がS_SP、その内容積がV_SP
の球型電離箱を用いて形成されており、該電離箱
１２内には表面積S_SP、容積V_SPの集電電極１８が
設けられている。

また、他方の放射線測定感応部１４はその内面
の面積がS_Sｌ、その内容積がV_Sｌの円筒型電離
箱を用いて形成されており、その内部には表面積
がs_Sｌ、容積v_Sｌの集電電極２０が設けられてい
る。

ここにおいて、実施例の装置では、両電離箱１
２，１４の感応部面積（S_SP＋s_SP）、（S_Sｌ＋s_Sｌ
が次式で表されるように等しく形成されており、 S_SP＋s_SP＝S_Sｌ＋s_Sｌ ……(1) また、両電離箱１２，１４の検出感度すなわち
内容積（V_SP−v_SP）、（V_Sｌ−v_Sｌ）は次式で表さ
れるようにｎの倍率をもつて形成されている。

V_SP−v_SP＝ｎ（V_Sｌ−v_Sｌ） ……(2) ここにおいて、(1)，(2)式中に含まれるs_SP，S_S
ｌ，v_SP，v_Sｌは他の値に比しほとんど無視する
ことができ、(1)，(2)式は次式をもつて近似表示す
ることができる。

S_SP＝S_Sｌ ……（1′） V_SP＝nV_Sｌ ……（2′） また、実施例において、円筒形状の電離箱１４
の円筒長の円筒半径ｒに対する長さの倍率をａで
示すと、その内面積S_Sｌ、内容積V_Sｌは次式を
もつて表される。

S_Sｌ＝2πr²（ａ＋１） ……(3) V_Sｌ＝aπr₃ ……(4) 以上の式から、球形状をした電離箱１２に対す
る円筒形状をした電離箱１４の縮小率１／ｎは次
式をもつて表され、 （１／ｎ）＝3a／｛√２（ａ＋１）^3/2｝……(5) その関係は第２図をもつて表すことができる。

また、球形状をした電離箱１２の内容積をV_SP
とすると、これに対する円筒形状をした電離箱１
４の半径ｒは次式をもつて表され、 ｒ＝｛3V／√２π（ａ＋１）^3/2｝^1/3 ……(6) この半径ｒを電離箱としてよく使用される１
、500ml、300ml、200ml、100ml、50mlの各容積
V_SPをパラメータとして求めると、第３図に示す
ようになる。

従つて、このような関係を利用して、例えば縮
小率１／ｎを0.6とすると、第２図から電離箱１
４の半径ｒに対する円筒長の比率は９倍となり、
従つて、例えば球形状した電離箱１２の内容積
V_SPを１と仮定すれば、電離箱１４の半径は2.8
cmとなる。

そして、このようにして形成された電離箱１
２，１４において、電離箱１２の内面電極２２に
＋電圧を印加し、他方の電離箱１４の内面電極２
４に−電圧を印加し、各電離箱１２，１４の集電
電極１８，２０の出力をエレクトロメータ３０に
供給する。

本実施例は以上の構成からなり、次にその作用
を説明する。

まず、供給管１０を介して所定の測定ガス１０
０を各電離箱１２，１４に供給すると、電離箱１
２，１４内では測定ガス１００中に含まれる放射
性物質により同一の電離度をもつて電離が引き起
こされ、電離箱１２中ではこの電離によつて発生
した＋イオンが集電電極１８に集電され、また他
方の電離箱１４内では電離により発生した電子が
集電電極２０に集電される。

また、これと同時に、各電離箱１２，１４内部
には放射性物質の付着、拡散等による放射能汚染
が生じている。しかし、実施例の電離箱１２，１
４はその内表面が同一の材料を用いて形成され、
しかもその内面積S_SP，S_Sｌは等しい値に形成さ
れているため、これら電離箱１２，１４内の総放
射能汚染量はほぼ等しくなる。従つて、このよう
な放射能汚染物質によつて電離箱１２，１４内部
に生ずる電離量は等しくなり、集電電極１８から
はその電離によつて発生した＋イオンが集電さ
れ、集電電極２０からはその電離により発生した
電子が集電される。

従つて、本実施例においては、これら集電電極
１８，２０にて集電された＋イオン、電子等をそ
のまま加算処理すれば、自動的に放射能汚染物質
により発生した電離量、すなわち測定誤差は完全
に除去され、測定ガス１００中に含まれる放射性
物質によつて各電離箱１２，１４内で引き起こさ
れた電離量の差の値すなわち、 （１−１／ｎ）V_SP＝10³（１−1.6） ……(7) をエレクトロメータ３０にて読み取ることができ
る。そして、このようにして得られた値は、両電
離箱１２，１４の差の容量すなわち、（V_sｌ−
V_SP）の容量を持ち、しかも全くその内部が放射
能汚染されていない１個の電離箱を用いて測定ガ
ス１００の放射線濃度を測定した場合の値とな
り、例えば球形状をした電離箱１２の内容積を１
と仮定すれば、全く放射能汚染されていない約
400mlの内容積を持つ電離箱を用いて測定した放
射線濃度を示すことになる。

なお、本実施例の放射線測定装置を実際に作成
し、測定ガス１００のトリチウム濃度の測定を行
つた結果、５×10 μCi／cm³ないし10 μCi／cm³の
低濃度から高濃度にわたり連続実時間で測定可能
であることが確認された。

このように、本発明によれば、使用する電離箱
１２，１４内部が測定ガス中に含まれる放射性物
質により汚染された場合でも、該放射能汚染によ
る影響を受けることなく測定ガス１００中の放射
線濃度を高濃度から低濃度にわたつて連続実時間
で正確に測定することが可能となる。

なお本実施例においては両電離箱１２，１４の
感応部面積、すなわち内面積S_SPとS_Sｌが等しい
場合を例にとり説明したが、これら両面積が異な
る場合にはその集電電極１８，２０の出力をその
面積の比に応じて増幅した後、エレクトロメータ
３０に供給すればよい。

また、本実施例においては、放射線測定感応部
１２，１４として球形状をした電離箱と円筒形状
をした電離箱等を用いた場合を例にとり説明した
が、使用する電離箱の形状はこれに限らず、また
測定感応部として電離箱以外にも、例えばシンチ
レーシヨンカウンタ、ガスサンプル計数管等を用
いることも可能である。

なお、このように測定感応部としてシンチレー
シヨンカウンタ、ガスサンプル計数管等を用いる
場合には、本実施例の場合と同様、使用する両測
定感応部１２，１４の感応部面積と検出感度との
比率を異にし、しかも両測定感応部を同一の材料
を用いて形成することが必要である。

以上の構成とすることにより、シンチレーシヨ
ンカウンタ、ガスサンプル計数管等を用いた場合
でも、本実施例の場合と同様、測定ガス１００中
の放射線濃度を放射能汚染による影響を受けるこ
となく連続実時間で正確に測定することが可能と
なる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、測定ガ
ス中に含まれる放射性物質により測定感応部が汚
染されたような場合でもこのような放射能汚染に
よる影響を受けることなく、測定ガスの放射線濃
度を連続実時間で低濃度から高濃度にわたり正確
に測定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放射熱測定装置の好適な
実施例を示す説明図、第２図、第３図は第１図に
示す装置の特性図である。 １２……放射線測定感応部、１４……放射線測
定感応部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 感応部面積と検出感度との比率を異にし、か
   つ同一の材料を用いて形成された一対の放射線測
   定感応部を含み、両感応部出力を感応部面積の比
   に応じて増幅し演算処理することにより、放射線
   濃度を測定感応部の放射能汚染に影響されること
   なく測定することを特徴とする放射線測定装置。 ２ 特許請求の範囲１記載の装置において、両放
   射線測定感応部は、同一の感応部面積でかつ異な
   る検出感度に形成されたことを特徴とする放射線
   測定装置。 ３ 特許請求の範囲１，２のいずれかに記載の装
   置において、一方の放射線測定感応部は、球型電
   離箱を用いて形成され、他方の放射線測定感応部
   は、前記電離箱と同一の内面積及び異なる内容積
   を有する円筒型電離箱を用いて形成されたことを
   特徴とする放射線測定装置。