JP2000241549A - α線ダストモニタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】濾紙と放射線検出器との距離を一定に維持し、
且つ開口率の高い濾紙保持部材を備えたα線ダストモニ
タを提供する。 【解決手段】開口率の高いハニカム部材19の周辺部を保
持部14a で保持し、且つハニカム部材19の上面と保持部
14a の上面とが同一平面になるように保持部を形成して
いる。この平面上に濾紙支え15を配置し、その周辺部を
保持部14a と図示していない手段で気密シールしてい
る。濾紙支え15上には従来技術と同様に濾紙16がセット
される。送気側から濾紙16にかかる圧力をハニカム部材
19で受けるので、その変形は僅かであり、濾紙16と放射
線検出器との距離が一定に維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モニタリング対
象とする空間内の空気を濾紙に通して、その空気中に存
在する塵埃（以下ではダストという）を濾紙上に捕集
し、そのダストから放射されるα線（以下では、α線を
放射する物質を含むダストをα線ダストという）を放射
線検出器を含む測定系で計測し、その空間に存在するα
線ダストの密度をモニタリングするα線ダストモニタに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、α線ダストモニタの構成を示す
概念図である。ポンプ11で集塵部13（請求項における塵
埃捕集部に相当する）を減圧することによって、送気管
12を通して、モニタリングする作業環境エリアの空気が
集塵部13に吸引されて濾紙16を通過し、その空気中のダ
ストが濾紙16上に捕集される。濾紙16は、保持部14に接
着剤で気密に取り付けられている濾紙支え15に保持され
ている。濾紙16を通過した空気は流量計17によって流量
を計測された後、排気系に送られる。流量計17は、濾紙
16を通過した空気量を計測し、モニタリングする作業環
境エリアの空気中のダスト密度を求めるために必要であ
る。

【０００３】濾紙16上に捕集されたダスト10から放射さ
れる放射線は、濾紙16の直上に配置されている放射線検
出器（図３では検出器）21によってパルス信号として検
出され、そのパルス信号が計測部24で所定のパルス波高
値領域（パルス波高値はα線のエネルギーに換算でき
る）毎に弁別されて計数され、パルス波高値領域毎の計
数値が演算部25で演算処理され、その結果が表示部26に
表示される。必要に応じて警報が発せられることもあ
る。

【０００４】図４は、濾紙支え15の一例の形状を示す平
面図である。濾紙支え15は、厚さ0.3 mmのステンレス鋼
等の金属板からなり、放射線検出器21の検出部に対向す
る領域に開口率の高いハニカム状開口部151 を有する。
ハニカム状開口部151 の対向する辺間の距離は５mmであ
り、ハニカム状開口部151 はエッチングによって形成さ
れる。前記形状の濾紙支え15の開口率は95％であり、こ
の開口率を確保するために、厚さ0.3 mmの金属板が使用
され、対向する辺間の距離が５mmとされている。

【０００５】放射線検出器21の表面には、ある角度以上
に傾いて入射してくるα線（エネルギーを大きく失った
α線）を除去するために、コリメータ22が配設されてい
る。更に、コリメータ22の外側は汚染防止膜23で被覆さ
れている。この汚染防止膜23は、コリメータ22及び放射
線検出器21の表面に吸引空気中に含まれているダストが
付着することを防止し、同時に、放射線検出器21の表面
を保護する。コリメータ22及び放射線検出器21の表面に
ダストが付着すると、その中に含まれているα線ダスト
から放射されるα線がバックグラウンド値を増大させ、
計測の精度を悪くするから、これを防止することが必要
なのである。

【０００６】モニタリング対象とする核種及び干渉成分
となる核種のもつα線の放出時のエネルギーは一定で、
その値はそれぞれに差がある。したがって、そのままの
エネルギーを保持してα線が放射線検出器21に入射すれ
ば、核種毎に分離して計測することは容易である。しか
し、実際には、捕集された濾紙16から放射線検出器21の
検出部に到達するまでに、空気層や汚染防止膜23等の物
質層を通過するため、その密度と通過距離に応じた大き
さのエネルギーを失う。したがって、物質層を斜めに通
過する場合には、垂直の場合より通過距離が長くなり、
その結果として、放射線検出器21に到達した時のエネル
ギーは、その角度が大きくなるほど垂直入射の場合より
低くなる。

【０００７】このような影響をもつ物質層としては、濾
紙16と放射線検出器21との間にある空気層の他に、放射
線検出器21の表面側の電極及び表面保護膜を含む不感層
や汚染防止膜23がある。更に、ダストが濾紙16の内部で
捕集される場合には、捕集位置より表面側にある濾紙の
部材もα線のエネルギーを消耗させる。これらの影響に
よって、ある核種から放射された初期エネルギー一定の
α線を計測して得られるパルス波高スペクトル（以下で
は、スペクトルと略称する）は、図５に示すような形状
となる。

【０００８】図５は、空気層の厚さが10mmで、空気層以
外の物質層がその空気層と同等分存在する場合におけ
る、幾つかのα線放射核種からのスペクトルをまとめて
示したものである。低パルス波高値（低エネルギー）側
に大きく尾を引いた形状になっていることが分かるであ
ろう。太線で示したラドン・トロンのスペクトルが他の
核種のスペクトルより幅広になっているのは、ラドン・
トロンが非常に微細な粒子に付着しているので、濾紙16
の表面だけではなく内部でも捕集されることに起因して
いる。すなわち、空気層以外の物質層の厚さが、装置本
来の一定値に濾紙内での捕集位置に対応する濾紙厚さ分
を加算した範囲に分布するため一定ではなく、その結果
として、スペクトルが幅広になっているのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】α線ダストモニタでα
線のエネルギー弁別をして、核種毎の計数値を算出しよ
うとする場合には、各核種のスペクトルができる限り急
峻であること（エネルギー分解能が高いこと）が望まし
い。そのため、濾紙16と放射線検出器21との距離を必要
最小の距離にし、コリメータ22である程度以上に傾いた
成分を除去して空気層の通過距離を制限し、汚染防止膜
23や放射線検出器21の電極等の不感層をできる限り薄く
する等の対応がなされている。これらの対応の結果が図
５に示されたスペクトルとなっている。

【００１０】スペクトルのエネルギー分解能を定義する
数値として、ＦＷＴＭがよく用いられる。これは、図５
のRaC'で示したように、スペクトルのピーク計数値
（ｈ）の２分の１の計数値（ｈ／２）におけるエネルギ
ー幅（図５の場合にはパルス波高値幅）に相当する。参
考までに、図５におけるRaC'のＦＷＴＭは約290keVであ
り、²⁴¹Am のＦＷＴＭは約190keVである。

【００１１】一方、塵埃の捕集効率を高めるために、濾
紙16として超微粒子用濾紙が使用されると、濾紙16での
圧力損失が0.25〜0.5 気圧程度にもなり、この圧力によ
って濾紙支え15が変形し、濾紙16と放射線検出器21との
距離が一定ではなくなる。「従来の技術」の項で説明し
た濾紙支え15の場合には、その変形が中央部で0.5 〜２
mmにも達する（受厚部がφ50mmの場合）。１mmの空気層
はα線のエネルギーを約120keV消耗させるので、上記の
変形はパルス波高スペクトルを60keV 〜240keV広げるこ
とになり、ＦＷＴＭが大幅に増大して、核種毎の計数値
の算出精度を大幅に低下させる。

【００１２】また、濾紙支え15の辺間距離５mmの正６角
形内での濾紙16の撓みは、中央部で0.1 〜0.2 mmであ
る。この撓みによって、ＦＷＴＭが10keV 〜20keV 程度
大きくなっているものと推定されるが、95％の開口率の
確保を優先させて、濾紙支え15の正６角形の辺間距離は
５mmとしている。

【００１３】上記のような濾紙支え15の大きな変形を防
止するために、図６に示すような多数の丸孔181 を開け
た厚板からなる補強部材18を濾紙支え15の下面に挿入す
る方法も考えられる。しかし、この場合には開口率が50
％程度まで低下するので、濾紙16の有効面積が減少して
圧力損失が増大し、流量を少なくしなければならなくな
る。このため、計数値が小さくなって測定精度が悪化し
たり、精度を確保しようとすると測定時間が長くなった
りする。

【００１４】この発明の課題は、濾紙と放射線検出器と
の距離のばらつきに伴う上記の問題点を解決するため
に、濾紙と放射線検出器との距離を一定範囲内に維持
し、且つ高い開口率をもつ濾紙支持部材を備えたα線ダ
ストモニタを提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明においては、モ
ニタリング対象とする空間内の空気を塵埃捕集部に吸引
し、塵埃捕集部の濾紙支持部に保持されている濾紙上に
その空気中に含まれる塵埃を一定時間捕集し、濾紙に捕
集された塵埃から放射されるα線を放射線検出器で計測
して、モニタリング対象とする空間内の空気中に存在す
るα線ダストの密度を計測・監視するα線ダストモニタ
において、濾紙支持部が少なくともハニカム状部材を用
いて構成されている（請求項１の発明）。

【００１６】ハニカム状部材は、開口率が95％以上と高
く、且つその厚さが1.5 mm以上のものでは、濾紙にかか
る0.25〜0.5 気圧の圧力をφ50mmの大きさで受けても殆
ど変形しない。

【００１７】請求項１の発明において、前記ハニカム状
部材がアルミ箔によって構成されたものであり、その開
口部の対向する辺間の距離（以下では辺間距離という）
が1.5 mmから10mmであり、その厚さが1.5 mmから20mmで
ある（請求項２の発明）。

【００１８】辺間距離が1.5mm 未満になると開口率95％
を確保することが困難であり、辺間距離が10mmを越える
と辺間の空間での濾紙支えの変形が許容範囲を越える。
厚さが1.5 mm未満になると必要な強度を確保できなくな
り、厚さが20mmを越えると重くなり集塵部が不必要に大
きくなる。

【００１９】

【発明の実施の形態】この発明によるα線ダストモニタ
の実施の形態について実施例を用いて説明する。なお、
従来技術と同じ機能の部分には同じ符号を用いた。

【００２０】〔第１の実施例〕図１は、この発明による
α線ダストモニタの第１の実施例の構成を示す濾紙16近
傍の断面図である。濾紙16の支持部は、ハニカム状部材
（図１ではハニカム部材）19と、ハニカム状部材19及び
濾紙支え15を保持する保持部14a とで構成されている。
ハニカム状部材19は、厚さが５mmで辺間距離が約10mmで
あり、その周辺部を保持部14a によって保持されてい
る。保持部14a がハニカム状部材19を保持している保持
部14aの段差は、保持部14a の上面とハニカム状部材19
の上面とが同一平面になるように形成されている。濾紙
支え15の周辺部は、図示されていない接着剤によって保
持部14a の上面に気密に接着されている。

【００２１】参考までに記すと、上記のハニカム状部材
19は、ハニカム状部材19の厚さに相当する幅で51μm の
厚さをもつアルミ箔によって作成される。まず、そのア
ルミ箔が120 度の山折り２回と120 度の谷折り２回との
繰り返しによってジグザグ状の部材に折られ、そのジグ
ザグ状部材が組み合わされてハニカム状部材19が形成さ
れる。この開口率は約98％である。

【００２２】濾紙支え15は、その周辺部を保持部14a に
保持され、中央部をハニカム状部材19に保持されている
ので、濾紙16の供給側と排気側との圧力損失に相当する
圧力が濾紙16を介して濾紙支え15に印加されても、濾紙
支え15が従来技術のように大きく変形して、濾紙16と放
射線検出器21との距離を所定範囲（例えば、10mm±0.15
mm）以上にずらせることはない。したがって、この濾紙
16の支持部を用いることによって、設計通りのＦＷＴＭ
をもつスペクトルを得ることができ、核種毎の計数値を
必要な測定精度で計測することが可能となる。

【００２３】なお、ハニカム状部材19の辺間距離は、濾
紙支え15の変形が許容範囲内に収まることを条件にして
選定される。「従来の技術」の項で説明した濾紙支え15
の場合には、濾紙支え15の変形の許容範囲を0.1 mm以内
とすると、ハニカム状部材19の辺間距離は10mm以内とな
る。

【００２４】〔第２の実施例〕図２は第２の実施例の構
成を示す濾紙近傍の断面図である。この実施例では、放
射線検出器の検出部に対応する大きさをもつハニカム状
部材19a が保持部14b に保持され、その上に濾紙16が直
接セットされている。この場合のハニカム状部材19a と
しては、圧力による濾紙16の撓みを許容範囲内に収める
ために、辺間距離が3.2 mmのものが使用されている。な
お、その厚さは５mmである。

【００２５】このハニカム状部材19a は、厚さ25μm の
アルミ箔を用いて、第１の実施例で説明したのと同じ方
法で作成される。その開口率は98％である。

【００２６】この実施例における濾紙16の撓みは0.1 mm
より小さく、この撓みを0.2mm 以内に収めるためには、
ハニカム状部材19a の辺間距離は５mm以内に制限され
る。厚さ25μm のアルミ箔を用いてハニカム状部材19a
を作成するとすると、95％以上の開口率が得られる最小
の辺間距離は1.5 mmとなる。この実施例によれば、濾紙
支え15を用いる必要がなく、部品点数を減らすことがで
きる。

【００２７】以上２つの実施例において、ハニカム部材
19あるいは19a の厚さは、共に５mmであるが、その下限
は濾紙16の受ける圧力に耐える強度をもつことによって
決められ、1.5 mm程度が限界と考えられる。厚さの上限
は装置としての大きさや重さから制限され、20mmを越え
るものは不適当である。

【００２８】

【発明の効果】この発明によれば、モニタリング対象と
する空間内の空気を塵埃捕集部に吸引し、塵埃捕集部の
濾紙支持部に保持されている濾紙上にその空気中に含ま
れる塵埃を一定時間捕集し、濾紙に捕集された塵埃から
放射されるα線を放射線検出器で計測して、モニタリン
グ対象とする空間内の空気中に存在するα線ダストの密
度を計測・監視するα線ダストモニタにおいて、濾紙支
持部が少なくともハニカム状部材を用いて構成されてい
る。

【００２９】ハニカム状部材は、開口率が95％以上と高
く、且つその厚さが1.5 mm以上のものでは、濾紙にかか
る0.25〜0.5 気圧の圧力をφ50mmの大きさで受けても殆
ど変形しない。したがって、濾紙と放射線検出器との距
離を一定範囲内に維持し、且つ高い開口率をもつ濾紙支
持部材を備えたα線ダストモニタを提供することができ
る（請求項１の発明）。

【００３０】請求項１の発明において、前記ハニカム状
部材がアルミ箔によって構成されたものであり、その開
口部の辺間距離が1.5 mmから10mmであり、その厚さが1.
5 mmから20mmである。辺間距離が1.5mm 未満になると開
口率95％を確保することが困難であり、辺間距離が10mm
を越えると辺間の空間での濾紙支えの変形が許容範囲を
越える。厚さが1.5 mm未満になると必要な強度を確保で
きなくなり、厚さが20mmを越えると重くなり集塵部が不
必要に大きくなる。したがって、濾紙と放射線検出器と
の距離を一定範囲内に維持し、且つ高い開口率をもつ濾
紙支持部材を備えたα線ダストモニタを確実に提供する
ことができる（請求項２の発明）。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の構成を示す濾紙近傍
の断面図

【図２】第２の実施例の構成を示す濾紙近傍の断面図

【図３】α線ダストモニタの構成を示す概念図

【図４】濾紙支えの形状を示す平面図

【図５】エネルギースペクトルの一例を示す線図

【図６】補強部材の形状を示す平面図

【符号の説明】

10 ダスト 11 ポンプ 12 送気管 13 集塵部 14, 14a, 14b 保持部 15 濾紙支え 151 ハニカム状開口部 16 濾紙 17 流量計 18 補強部材 181 丸孔 19, 19a ハニカム状部材 21 検出器 22 コリメータ 23 汚染防止膜 24 計測部 25 演算処理部 26 表示部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モニタリング対象とする空間内の空気を塵
   埃捕集部に吸引し、塵埃捕集部の濾紙支持部に保持され
   ている濾紙上にその空気中に含まれる塵埃を一定時間捕
   集し、濾紙に捕集された塵埃から放射されるα線を放射
   線検出器で計測して、モニタリング対象とする空間内の
   空気中に存在するα線ダストの密度を計測・監視するα
   線ダストモニタにおいて、 濾紙支持部が少なくともハニカム状部材を用いて構成さ
   れていることを特徴とするα線ダストモニタ。
2. 【請求項２】前記ハニカム状部材がアルミ箔によって構
   成されたものであり、その開口部の対向する辺間の距離
   が1.5 mmから10mmであり、その厚さが1.5 mmから20mmで
   あることを特徴とする請求項１に記載のα線ダストモニ
   タ。