JP2002071812A - ラドン濃度測定装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】地中ラドン濃度を測定するために好適なラドン
濃度測定装置を提供する。 【解決手段】所定の空間７を有する測定器本体１と、前
記空間と外部とを区画する壁部に設けた気水分離手段４
と、前記空間内に設けたシンチレータ６と、前記シンチ
レータが発するシンチレーションを検出する光電子倍増
管（ＰＭＴ）と、前記光電子倍増管からの出力に基づい
てラドン濃度を解析するデータ収集装置とからなるラド
ン濃度測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線計測装置、
特に地中ラドンの濃度を測定するために好適なラドン濃
度測定装置および測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】人体は
絶えず、自然放射環境中に存在する放射線（自然放射
線）により放射線被曝を受けている。自然放射線には宇
宙線、地中からのγ線などがあるが，最近これらのほか
にラドン（Ｒｎ−２２２）というα線を放射する自然放
射性元素が大きな問題として注目を集めている。最近ラ
ドンが話題になり出したのは、１９８２年末に出された
国連化学委員会報告が契機となっていると考えられる。
この報告によれば、γ線や宇宙線による被曝線量が１ｍ
Ｓｖ、ラドンによる分が１ｍＳｖであるとされ、自然放
射線による被曝のうち約半分がラドンによるものと見積
もられている。

【０００３】ラドン（Ｒｎ−２２２）とはウラン系列の
ラジウム（Ｒａ−２２６）から崩壊し発生する放射性核
種であり、その半減期は約３．８２４日である。ラドン
はもともと不活性な気体であって地殻中でラジウムから
生まれた後，それらの地表面から空気中へと拡散する。
そのため、大気中に広く存在している。ラドンから崩壊
し発生するポロニウム（Ｐｏ−２１８、Ｐｏ−２１４）
などの放射線核種をラドン娘核種といい，正または負に
帯電しているため、大気中の様々な微粒子に付着して放
射性エアロゾルを形成する。これらは自然に存在する放
射性エアロゾルの大半を占めており、大気中での濃度レ
ベル、性状そして状態は気象学の分野や断層調査、地震
予知などに利用できる可能性があるが未解決の点も多く
現在もラドンとラドン娘核種は多くの人の調査・研究対
象となっている。

【０００４】その研究対象の１つに地中ラドン（土壌中
のラドン）が挙げられる。地中ラドンを研究の対象にす
る背景として次の２つが挙げられる。電力エネルギーの
大きな割合を占める原子力発電の燃料はウラン鉱山で産
出されるが、ウラン鉱山では尾鉱（ウラン残土）がラド
ンの発生源として世界的に問題となっている。このた
め、尾鉱からのラドンの発生を押さえるために粘土のよ
うなラドン拡散係数の小さい土壌でその尾鉱を覆う対策
が考えられているが、どの程度の厚さで覆ったら十分で
あるか良くわかっていない。また、ラドンの発生源が建
物の下の土壌にある場合、そのラドンが屋内に侵入して
くることによって人が体内被曝を受ける屋内被曝の問題
もある。しかし、土壌中のラドンの挙動は複雑であり、
十分に研究が行われていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ラドン濃度の連続測定
方法としては、通気式電離箱やシンチレーションセル
法、電場捕集型ラドン濃度測定法等があるが、その構造
上、地中のラドン濃度の測定には利用できない。地中ラ
ドン濃度を測定する方法としては、セルロース膜に記録
されたフィッショントラックを検出、計数し、ラドン濃
度を調べる方法が採用されているが、この方式では、連
続的な測定は出来ず、また、計測に手間が係るという問
題がある。

【０００６】そこで、本発明は地中におけるラドン濃度
を精度良く測定する簡便な地中ラドン測定装置および測
定方法を提供することにより、地中のラドン濃度を容易
に評価できるようにすることを目的とする。本発明は、
ラドンおよびラドン娘核種が崩壊して発生するα線をシ
ンチレータによって検出することで地中のラドン濃度を
容易に測定できるようにしている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明が採用
した技術解決手段は、所定の空間を有する測定器本体
と、前記空間と外部とを区画する壁部に設けた気水分離
手段と、前記空間内に設けたシンチレータと、前記シン
チレータが発するシンチレーションを検出する光電子倍
増管と、前記光電子倍増管からの出力に基づいてラドン
濃度を解析するデータ収集装置とからなるラドン濃度測
定装置である。また、前記測定器本体は筒状をしている
ことを特徴とするラドン濃度測定装置である。また、前
記気水分離手段は保護部材により保護されていることを
特徴とするラドン濃度測定装置である。また、前記デー
タ収集装置は、装置内にデータ蓄積用のシングルボード
コンピュータを備えていることを特徴とするラドン濃度
測定装置である。また、前記シンチレータはＺｎＳ（Ａ
ｇ）シンチレータであることを特徴とするラドン濃度測
定装置である。また、地中空気を気水分離膜を通して測
定装置内に取り込み、測定装置内でラドンおよびラドン
娘核種が崩壊して発生するα線をシンチレータで検出す
ることにより地中ラドン濃度を測定することを特徴とす
るラドン濃度測定方法である。また、ラドン濃度測定装
置の先端を地中に埋め、気水分離膜を通り抜けた地中ラ
ドンおよび測定本体内で生成したラドン娘核種が測定器
本体内部で崩壊し発生したα線をシンチレータで検出
し、検出したシンチレーションを光電子倍増管により電
気信号に変換し、この電気信号をデータ収集装置に入力
し、ラドン濃度を測定することを特徴とするラドン濃度
測定方法である。

【０００８】

【実施の形態】以下、本発明に係るラドン濃度測定装置
について図面を参照して説明すると、図１はラドン濃度
測定装置の要部拡大断面図、図２は地中ラドン濃度測定
装置の全体側面図、図３は同測定装置内のデータ収集装
置の構成図である。

【０００９】図１において、ラドン濃度測定装置は、筒
状をした測定器本体１を有しており、測定器本体１の片
側端部にはスポンジラバー２、アルミパンチングメタル
３等からなる保護部材を配置し、さらに、その保護部材
の内側に筒状本体内部への水の侵入を防ぐと同時に空気
だけを通すフィルター（気水分離膜）４を配置する。気
水分離膜４の内側に隣接して遮光部材５を配置し、さら
に本体の筒状内部の内周に薄膜シンチレータからなるシ
ンチレーション検出器６を配置する。シンチレーション
検出器６の内部はα線発生空間７となる。なお、この空
間の容積は設計時において適宜設定する。前記シンチレ
ーション検出器６の後方で、かつ内部空間７に隣接して
光電子倍増管（ＰＭＴ）を配置し、光電子倍増管（ＰＭ
Ｔ）を後述するデータ収集装置に接続し、ラドン濃度測
定装置が構成される。

【００１０】図３にデータ収集装置の構成図を示す。デ
ータ収集装置はＰＴＭからのアナログパルス信号をオペ
アンプで増幅しアナログディジタル変換を行いシングル
ボードコンピュータに取り込み、１時間当たりの計数値
を保存し液晶パネルに表示する。また、測定装置に必要
な高電圧を供給する高電圧発生装置も内蔵した。データ
収集および処理の流れを説明すると、地中ラドン濃度測
定装置からのアナログパルス信号をまずオペアンプで増
幅し、コンパレータによって波高弁別し一定値以下はノ
イズとしてカットする。同時に一定値以上のアナログ信
号はディジタル信号へと変換される。コンパレータによ
って変換したディジタル信号をワンショットマルチバイ
ブレータによって遅延し、シングルボードコンピュータ
に割り込みトリガを受けたシングルボードコンピュータ
は１時間当たりの割り込みの数を加算し、その計数値を
内臓メモリに保存する。また、シングルボードコンピュ
ータの計数値を内臓メモリに保存する。また、シングル
ボードコンピュータの内臓メモリに保存した計数値は液
晶パネルで表示する。メモリに保存されたデータは測定
終了時にノートパソコンを接続し回収する。

【００１１】この装置によるラドンの測定方法を説明す
る。測定装置の保護部材２、３側先端を地中に埋める
と、気水分離膜４を通り抜けた地中ラドンおよび測定器
本体内で生成したラドン娘核種は内部空間７で崩壊しα
線を発する。発生したα線は薄膜シンチレータによって
シンチレーションを発する。発生したシンチレーション
はＰＭＴにより電気信号に変換され増倍される。この電
気信号はアナログパルス信号としてデータ収集装置に入
力され解析される。そのとき、β線もシンチレータで電
離、励起作用を起こすが、その透過力の強さからエネル
ギーすべてを薄膜のシンチレータに与えることなく透過
する。β線の一部は小さい信号を発生するが、これらは
ノイズとして除去可能である。またγ線は透過力が高い
ので薄膜のシンチレータではほとんど検出されない。結
果としてβ線やγ線は検出せずにラドンおよびラドン娘
核種からのα線のみを検出でき、ラドン濃度を測定する
ことができる。

【００１２】上記実施形態のラドン濃度測定装置を地中
ラドン濃度連続測定システムとした例を図２を参照して
説明する。地中ラドン濃度測定装置は、長尺の筒状ステ
ンレスパイプ１１の先端に、上述したラドン濃度測定装
置を取り付けて構成されている。この装置では、薄膜シ
ンチレータにはＺｎＳ（Ａｇ）シンチレータを用い、全
体が細長い筒状とし、測定装置の先端部に切ったネジに
アルミパンチメタル等からなる保護部材を螺合すること
により、Ｏリングをつぶし気水分離膜と密着させ、測定
器内部に地下水などが入らないようにしている。アルミ
パンチメタルは気水分離膜を石や砂から保護するために
設けてある。ＰＭＴは高電圧で使用するために測定器先
端部以外は高絶縁体のベークライトパイプ１２を使用し
て構成し、測定装置のＰＭＴ用の電源はデータ収集装置
の高圧発生装置により供給される構成となっている。

【００１３】本発明の実施の形態について説明してきた
が、シンチレーション測定器、データ収集装置等は、上
記実施例で説明した機能を達成できるものであれば、種
々のものを使用することができることは当然であり、さ
らに本発明はその精神または主要な特徴から逸脱するこ
となく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前
述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的
に解釈してはならない。

【００１４】

【発明の効果】以上の詳細に説明した如く、本発明によ
れば、これまで測定が困難であった地中内部のラドン濃
度を連続的に測定、モニターすることができ、環境保全
への広範な応用が期待できる。また構成が簡単であり、
小型化できるため扱いが容易であり、製造コストの安価
である等の優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るラドン濃度測定装置の要部拡大断
面図である。

【図２】地中ラドン濃度測定装置の全体側面図である。

【図３】同測定装置内のデータ収集装置の構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 測定器本体 ２ スポンジラバー ３ アルミパンチングメタル ４ 気水分離膜 ５ 遮光部材 ６ シンチレーション検出器 ７ 内部空間 １１ ステンレスパイプ １２ ベークライトパイプ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の空間を有する測定器本体と、前記空
   間と外部とを区画する壁部に設けた気水分離手段と、前
   記空間内に設けたシンチレータと、前記シンチレータが
   発するシンチレーションを検出する光電子倍増管と、前
   記光電子倍増管からの出力に基づいてラドン濃度を解析
   するデータ収集装置とからなるラドン濃度測定装置。
2. 【請求項２】前記測定器本体は筒状をしていることを特
   徴とする請求項１に記載のラドン濃度測定装置。
3. 【請求項３】前記気水分離手段は保護部材により保護さ
   れていることを特徴とする請求項１または請求項２に記
   載のラドン濃度測定装置。
4. 【請求項４】前記データ収集装置は、装置内にデータ蓄
   積用のシングルボードコンピュータを備えていることを
   特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のラド
   ン濃度測定装置。
5. 【請求項５】前記シンチレータはＺｎＳ（Ａｇ）シンチ
   レータであることを特徴とする請求項１〜請求項４のい
   ずれかに記載のラドン濃度測定装置。
6. 【請求項６】地中空気を気水分離膜を通して測定装置内
   に取り込み、測定装置内でラドンおよびラドン娘核種が
   崩壊して発生するα線をシンチレータで検出することに
   より地中ラドン濃度を測定することを特徴とするラドン
   濃度測定方法。
7. 【請求項７】ラドン濃度測定装置の先端を地中に埋め、
   気水分離膜を通り抜けた地中ラドンおよび測定本体内で
   生成したラドン娘核種が測定器本体内部で崩壊し発生し
   たα線をシンチレータで検出し、検出したシンチレーシ
   ョンを光電子倍増管により電気信号に変換し、この電気
   信号をデータ収集装置に入力し、ラドン濃度を測定する
   ことを特徴とするラドン濃度測定方法。