JPS599844A

JPS599844A - 比例計数管

Info

Publication number: JPS599844A
Application number: JP11693282A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Sato; 佐藤　博夫; Hiroshi Maekawa; 前川　寛; Minoru Yoshizumi; 吉住　実
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-07-07
Filing date: 1982-07-07
Publication date: 1984-01-19
Also published as: JPS5923610B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は比例計数管、特に試料ガス中に含壕れる微量放
射性物質の濃度測定をバックグラウンドを考慮しつつ正
確に行う比例計数管の改良に関する０試料ガス中に含まれる微量放射性物質の測定には、例え
ば気相比例計数管等が従来より用いられてきた。従来の
比例割数管は、測定に当たりそのＳ／Ｎ比を改善するた
め、試料測定用のセンクーカウンタの周囲を宇宙線遮蔽
用のガードカウンタで囲い、更にその外側を重遮蔽体で
囲んでいる。第１図および第２図はこのような構造を有
する従来の比例計数管の説明図である。

第１図に示す比例計数管は、センターカウンタ１０とそ
の周囲を囲むガードカウンタ１２とが別体に形成され、
複数本のガードカウンタ１２で中心のセンターカウンタ
１０を囲んだものである。

また第２図に示す比例計数管は、センターカウンタ１０
とガートカウンタ１２とが一体の二重円筒構造となって
おり、中心にセンターカウンタ用陽極線１０ａが張設さ
れ、その周囲にセンターカウンタ用陰極筒１０ｂ１ガー
ドカウンタ用陽極線１２ａ−。

ガードカウンタ用陰極筒１２ｂか同心円状に順次設けら
れている。１４はこのガードカウンタ１２の周囲を囲み
、計測に際しての外乱を低減する重遮蔽体である。

ここにおいて、上記各比例計数管を用いた空気中の微量
トリチウムの計測は、サンプリングした空気をセンター
カウンタ１０内を通過させ、この際上記トリチウムが放
射するβ線によって引き起こされる電離現象を利用して
行われる。しかし、一般に空気中には、トリチウム以外
に他の天然放射性同位元素、例えばＲ１，Ｔｈ　　およ
びその娘核種等が含まれており、これらの天然放射性同
位元素の放射するα線もトリチウム同様センターカウン
タ１０内で電離を引き起こし、Ｓ／Ｎ比増加の一因とな
る。このようなバックグラウンドの増加によるＳｌＮ比
の悪化を防止するためには、上記天然放射性同位元素か
ら放射されたα線をガードカウンタ１２内に入射させ、
その線量を検出し、両カウンタ１０，１２の測定値を逆
回時計数法により処理すればよい。しかし、第１図に示
す比例計数管にあっては、センターカウンタ１０内て天
然放射性同位元素から放射された放射線、例えばα線は
ガードカウンタ１２に入射されず、このだめ、上記α線
線量の検出ができず、Ｓハ比の増加は避は難い。寸だ第
２図に示す比例計数管は、両面に金またはアルミニウム
蒸着を施した合成樹脂薄膜あるいは金属パイプを用いて
そのセンターカウンタ用陰極筒ｉｏｂを形成し、この陰
極筒ｉｏｂによりセンターカウンタ１０内で放射された
前記トリチウム等のβ線がガードカウンタ１２へ入射さ
れるのを阻止する。しかし、このような構造の陰極筒１
０ｂを用いると、センターカウンタ１０内の天然放射性
同位元素から放射される放射線も同時にこの陰極筒１０
ｂで吸収され、ガードカウンタ１２にはほとんど届かず
、この結果、上記天然放射性同位元素から放射されてい
る放射線の測定をガードカウンタ１２で行うことができ
ず、これを原因とするバックグラウンドの増加は避けら
れない。

また上記各比例計数管はいずれも放射性物質を含む試料
ガスをセンターカウンタ１０内へ封入するため、その陰
極筒１０ｂの内壁に放射性物質が付着し、後に行う試料
ガスの計測に際しバックグラウンド増加の原因となる。

このような放射性物質による汚染を除去する手段として
、センターカウンタ１０を加熱しながら超真空状態に排
気する方法が一般的に用いられる。しかし、センターカ
ウンタ用陰極筒１　’Ｏｂが前述した合成樹脂薄膜で形
成されているものにあっては１．高温に加熱することが
できず、前記放射性物質の汚染を除去するのは難しい。

このだめ、使用するたびに汚染は増加し、長期間安定に
使用することができない。

本発明は前述した従来の課題に鑑みなされたもので、そ
の目的は試料ガス中に含まれる任意の放射性物質、の濃
度測定を長期間安定して正確に行うことの可能な比例計
数管を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は中心にセンターカウ
ンタ用陽極線を張設し、その外側にメツ／ユ状のセンタ
ーカウンタ用陰極筒を配して成るセンターカウンタと、
上記センターカウンタ用陰極筒の外側にメツシュ状のガ
ードカウンタ用陰極筒を同軸状に配しその外側に上記セ
ンターカウンタ用電極線と平行な複数本のガードカウン
タ用陽極線をリング状に張設して成るガードカウンタと
、を備え、上記センターカウンタ用陰極筒とガードカウ
ンタ用陰極筒との間隙をβ線吸収層とすることを特徴と
する。

次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。

第１３図は本発明の比例計数管の実施例を示す側断面図
であり、本実施例においては、空気中に含まれる微量ト
リチウムの濃度測定用比例計数管を例にとり説明する。

本発明の比例計数管は密閉ケ〈一ス体２０と、このケース体２０内に収納固定されその
内部に上記空気のサンプリングエアとメタンガスとの混
合ガスを通過させこの際上記トリチウムの放射するβ線
によって引き起こされる電離を利用して空気中のトリチ
ウムの濃度測定を行うセンターカウンタ１０と、このセ
ンターカウンタ１０と一体的に形成され上記トリチウム
の測定に当たりバックグラウンドとなる宇宙線や空気中
にｒジー′：４ノする天然放射性同位元素の放射線等に
起因する電離を測定するガードカウンタ１２とか、ら成
る。

上記密閉ケース２０は、円筒形状の外筒２２と、その両
端開口を閉塞しねじ２４，２６にまり外筒２２に固定さ
れる蓋２８．３０とから成シ、外筒２２と蓋２ｓ、ａｏ
との間の気密はリング状のパツキン３２．３４により保
たれている。そして、この密閉ケース２０内には、一方
の蓋２８に配設され／こ流入ダクト３６からサンプリン
グエアとメタンガスとの混合ガスが流入され、他方の蓋
３０に配設された餠気ダクト３８から上記混合ガスは排
気される。４０．４２は外筒２２内の相対する位置に設
けられた一対のカウンタ取付は基台であり、一方の基台
４０は外筒２２の流入ダクト側内面に取イーＪけられ、
他方の基台４２は蓋３０の内面に取付けられている。

寸だ前記センターカウンタ１０は、中心に七ンタ＝カウ
ンタ用陽極線１０ａを張設し、その周囲に７メツ／ユ状
のセンターカウンタ用陰極筒１０ｂヲ配して形成されて
いる。ここにおいて、」二記陽極線１０ａは高７電圧が
印加されるため、その一端が基台４０の中心にテフロン
絶縁体４４を介１〜て数句けられ、その他端は他方の基
台４２の中央に穿設されだ挿通孔４８を介して蓋３０の
中央に設けたコネクタ、５０に数句けられている。なお
基台４２の挿通孔４８は陽極線１０ａとの絶縁を保つた
め、その内面にテンロン４６を設けている。丑だセンタ
ーカウンタ用陰極筒１０ｂは円筒形状に形成されたステ
ンレス製ンオトエッチング板から成り、この陰極筒１０
ｂは円筒中心に前記陽極線］、　Ｏａを位置させた状態
で、その両端が各基台４０．４２に固定されている。そ
して、このように形成されたセンターカウンタ１０の内
部に流入ダクト３６から流入される混合ガスが通過する
よう、両基台４０．４２に混合ガス通過孔４０ａ、　４
２ａが形成されている。

また前記ガードカウンタ１２は第４図に示すように、セ
ンターカウンタ用陰極筒１０ｂの外側に同軸円筒形状を
したメツシュ状のガードカウンタ用陰極筒１２ｂを配設
し、更に前記センターカウンタ用陽極線１０ａと平行な
複数本のガードカウンタ用陽極線１．２　ａを前記陰極
筒１２ｂの外周に同軸円筒状に張設して形成されている
。上記ガードカウンタ用陰極筒１２ｂは、前述したセン
ターカウンタ用陰極筒］、Ｏｂ同様、円筒形状をしたス
テンレス製フ第１・エツチング板から成り、その両端が
各基台４０゜４２に取付けられている。また上記円筒状
に配設された複数本のガードカウンタ用陽極線１２ａは
、高電圧が印加されるだめ、外筒２２の両端内壁にリン
グ状に設けられた一対のテフロン製支持部材５２．５４
にその両端が張設されている。なお流入ダク］・３６側
に設けられた支持部材５２は流入ダクト３６かも流入す
る混合ガスがガードカウンタ１２側へ流れ込まないよう
基台４０と外筒２２の内壁との隙間を塞いでいる。５６
は蓋２８に設け１られガードカウンタ用陽極線１２ａに
接続されるコネクタである。

なお本実施例においては、比例計数管の全容量’、ｒ２
．４］、！：し、センターカウンタ１０の有効容積　−
を０．５］　　とした。才だ各陰極筒１０ｂ、　１２ｂ
はフォトエツチングによる開口率が９１係のものを使用
し、更に両陰極筒１０ｂ、　１２ｂ間の空隙Ａは後述す
るβ線の吸収層として機能させるだめ、その間隙長１を
約７ｍｍに設定した。

このように形成された比例計数管は、使用に当たり測定
誤差を少なくするため、図示しない重遮蔽体内で使用さ
れる。

本発明は以上の構成からなり、次にその作用を説明する
。

捷ず空気中の微量トリチウムの濃度を測定するには、４
センターカウンタ１０の内部における電離を効果的に行
匂せる必要がある。このため、メタンガスとサンプリン
グエアとを適当な比率で混合した混合゛ガスを流入ダク
ト３６から比例割数管内部に流入させる。この混合ガス
は、基台４０に形成された通過孔４０ａを通シセンター
カウンタ１０内に流れ込みその内部を通過し、更に他方
の基台４２の通過孔４２ａを通シ排気ダクト３８に排出
される。

このようなセンターカウンタ１０内における混合ガスの
流れにより、この混合ガス中に含まれる１−リチウムの
放射β線が電離を引き起こし、この電離状態を測定する
ことにより、空気中のトリチウム濃度の測定を行うこと
ができる。ここにおいて、前述したように、空気中には
トリチウム以外の天然放射性同位元素が存在し、この元
素から放射されるα線や、宇宙から入射される宇宙線等
もセンターカウンタ１０内で電離を引き起こす。このだ
め、センターカウンタ１０の測定値から上記バックグラ
ウンド分を差し引かねば正確な測定を行えない。本発明
にあっては、このバックグラウンド分がガードカウンタ
１２で正確に測定できるため、センターカウンタ１０の
測定値からガードカウンタ１２の測定値を差し引く逆回
時計数法を用いて正確なトリチウム濃度の測定を行うこ
とができる。すなわち、本発明においては、空気中に含
まれるトリチウムが放射するβ線あ最大飛程１□は空気
中で約６ｍｍ　　程度であシ、空気中に含まれる天然放
射性同位元素の放射するα線の飛程１２は約５ｃｍ　　
程度であることを利用し、センターカウンタ用陰極筒１
０ｂとガードカウンタ用陰極筒１２ｂとの間隔長ｌをβ
線の最大飛程６ｒｎｍ　　以上の７ｍｍ　　に設定する
ことにより、サンプリングエア中に含まれるトリチウム
が放射するβ線を上記陰極筒１０ｂ、　１２ｂに囲まれ
た空隙Ａ内で全て減衰吸収させ、β線がガードカウンタ
１２に入射することを防止している。またサンプリング
エア中に含まれる天然放射性同位元素の放射するα線は
、各陰極筒１０ｂ、　１２ｂの表面に開口率９１％の細
孔を設ケることにより、センターカウンタ用陰極筒１０
ｂの細孔を通過し更にガードカウンタ用陰極筒１２ｂの
細孔を通過してガードカウンタ１２内へ入射する。この
だめ、ガードカウンタ１２内では、宇宙線の他に、セン
ターカウンタ１０内のサンプリングエア中に含まれる天
然放射性同位元素の放射するα線等のバックグラウンド
分を正確に測定することができる。

また放射性中質を含む混合ガスをセンターカウンタ１０
内に流通させるため、センターカウンタ１０の陰極筒１
０ｂ内壁がトリチウム等の放射性物質によシ次第に汚染
され、以後に行うトリチウムの濃度測定に際してのバッ
クグラウンド増加の一因となる。しかし、従来のセンタ
ーカウンタと異なり、本発明のセンターカウンタｌＯは
、その陰極筒１０ｂに９１チの開口率を有するフォトエ
ツチング板を用いているため、従来の陰極板に比し、実
効表面積が約１０ｑ６となり、前記放射能汚染も従来の
約１０％程度にまで低下する・ことが容易に理解される
。従って、放射能汚染によるバックグラウンド増加が少
なく、トリチウムの濃度測定を長期間安定して行うこと
が可能となる。まだ上記陰極筒１０ｂはステンレス製で
あり、耐真空設計も容易になされるだめ、前記放射能汚
染が発生しても、センターカウンタ１０を加熱しつつ高
真空に排気することにより、上記放射能汚染は容易に除
去することが可能である。

なお本実施例においては、サンプリングエアとメタンガ
スとの比を１＝９の割で混合した混合ガスを用いた。第
５図はこのような混合ガス中に含まれるトリチウムが放
射するβ線に対するプラトー曲線を示したものであり、
同図中ａはガードカウンタ１２に係るプラトー曲線、ｂ
はセンターカウンタ１０に係るプラトー曲線である。次
表はこれによシ得られた諸特性を示すものである。

表　　　　　１同表からも明らかなように、本発明の比例刷数管にあっ
ては、８０％　という高い検出効率で空気中に含まれる
トリチウム濃度を測定することができる。これを基に、
空気中のトリチウムの検出限界ａμＣｉ／ＣＣを次式か
ら求めると、／ζたし、ＮＢｏ：バックグラウンド４．
８　ＣｐｎＩＥ　ニトリチウム検出効率０．８０Ｖ　：センターカウンタ有効体積００ｃｃ従って、ａ　＝　７．８　Ｘ　１０−８ｔｔｃ　１／ｃ
ｃ　　となる。

なお本実施例においては、空気中のトリチウム濃度測定
用に用いられる比ｆｌＪ　ｇｉ数管を説明したが、本発
明はこれに限らず、他の試料ガス中に含まれる任意の微
量放射性物質の濃度測定を行うこともＦ＋Ｊ能である。

しかし、この場合にあっては、濃度１１ｔｌ＋定を行う
放射性物質が放射するβ線の最大飛程以上にセンターカ
ウンタ用陰極筒とガードカウンタ用陰極筒との間隔長を
大きくとる必要がある。

以上のように、本発明によれば、センターカラ／り用陰
極筒とガードカウンタ用陰極筒とをメソ／ユ状に形成し
、それぞれ同軸円筒状に配するとともに、上記各陰極筒
の間隔をβ線吸収層とすることに上り、検出ガス中に含
捷れる任意の放射性物質の濃度を正確に測定することが
可能となる。

また各陰極筒の表面をメツシュ状に形成し開［」率を大
きくとることにより、放射能汚染される面積を少なくす
ることができ、その結果、長期間にわたり正確な測定を
安定して行うことができる。更に放射能汚染された陰極
筒は耐熱性のものとすることができるため、加熱による
汚染除去も容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の比例削数管の構造説明図、
第３図は本発明に係る比例削数管の一実施例の側断面図
、第４図はその要部を示す説明図、第５図は混合ガス中
に含捷れるトリチウムが放射するβ線に対するプラトー
曲線図である。各図中対応する部相には同一符号を付し、１０はセンタ
ーカウンタ、１０ａはセンターカウンタ用ＶＩＡ　極ｍ
　、１．　Ｏｂはセンターカウンタ用陰極筒、１２はガ
ードカウンタ、１２ａはガードカウンタ用陽極線、１２
ｂはガードカウンタ用陰極筒である。出願人　　アロカ株式会利第１Ｆ］Ｕ１４　１２′ ：：伯弱ぢ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中心にセンターカウンタ用陽極線を張設しその外
側にメツシュ状のセンターカウンタ用陰極筒を配して成
るセンターカウンタと、上記センターカウンタ用陰極筒
の外側にメツシュ状のガードカウンタ用陰極筒を同軸状
に配しその外側に上記センターカウンタ用陽極線と平行
な複数本のガードカウンタ用陽極線をリング状に張設し
て成るガードカウンタと、を備え、上記センターカウン
タ用陰極筒とガードカウンタ用陰極筒との間隙をβ線吸
収層としたことを特徴とする比例計数管。
（２）！Ｐｊ許請求の範囲（１）記載の比例計数管にお
いて、センターカウンタ用陰極筒とガードカウンタ用陰
極筒との間隔を、センターカウンタ内で測定される放射
性物質が放射するβ線の最大飛程以上に設定することを
特徴とする比例計数管。