JP2003130958A - Ionization chamber detector - Google Patents

Ionization chamber detector

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JP2003130958A
JP2003130958A JP2001328574A JP2001328574A JP2003130958A JP 2003130958 A JP2003130958 A JP 2003130958A JP 2001328574 A JP2001328574 A JP 2001328574A JP 2001328574 A JP2001328574 A JP 2001328574A JP 2003130958 A JP2003130958 A JP 2003130958A
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Japan
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aluminum
self
outer electrode
rays
dose rate
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JP2001328574A
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Japanese (ja)
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Masahiko Takei
正彦 武居
Hidenori Kajiwara
秀則 梶原
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ionization chamber detector of which the self-staining dose rate due to an outside electrode made of aluminum and a cover made of aluminum does not exceed a predetermined value of 10 nGy/h or less without forming a shielding film. SOLUTION: When the predetermined value of the self-staining dose rate is set to SnGy/h, material aluminum used in the outside electrode and the cover is restricted to a material wherein the count number of β-rays emitted from material aluminum is 80 S count/10 h or less or a material wherein the concentrations of<238> U,<232> Th and<39> K in material aluminum are a 0.25 S unit or less in the sum total of three nuclides when 1 ppm of<238> U is set to a 1.05 unit, 1 ppm of<232> Th is set to a 0.30 unit and 1 ppm of<39> K is set to a 3.0×10<-5> unit.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はγ線及びX線を検
出するための電離箱検出器(以下では電離箱と略称す
る)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ionization chamber detector (hereinafter referred to as an ionization chamber) for detecting γ rays and X rays.

【0002】[0002]

【従来の技術】電離箱は、その方向特性を良くするため
に、その形状を球形に形成されることが多く、γ線及び
X線(以下ではγ線で代表する)を検出する。以下にお
いては球形の電離箱で説明するが、電離箱は球形のもの
に限定されるものではない。図1は、このような球形の
電離箱の外観及び電極構成を示す部分断面正面図であ
る。電離箱1の中心部にある球形の中央電極12は、明示
されていない電極保持部材にその下部を保持されて、集
電極として機能し、信号電流を検出するための図示され
ていないアンプに接続されている。この中央電極12の外
側には、中央電極12の中心と同じ中心をもつ球形の外側
電極11が、中央電極12とは電気的に絶縁されて、明示さ
れていない電極保持部材の外周部で保持され、図示され
ていない高圧電源に接続されて、高圧電極となってい
る。この外側電極11の更に外側には、中央電極12の中心
と同じ中心をもつ球形のカバー14が配置されている。
2. Description of the Related Art An ionization chamber is often formed in a spherical shape in order to improve its directional characteristics, and detects γ-rays and X-rays (hereinafter represented by γ-rays). Although a spherical ionization chamber will be described below, the ionization chamber is not limited to a spherical ionization chamber. FIG. 1 is a partial sectional front view showing the appearance and electrode configuration of such a spherical ionization chamber. The spherical central electrode 12 at the center of the ionization chamber 1 has its lower portion held by an electrode holding member (not shown), functions as a collecting electrode, and is connected to an amplifier (not shown) for detecting a signal current. Has been done. Outside the central electrode 12, a spherical outer electrode 11 having the same center as the center of the central electrode 12 is electrically insulated from the central electrode 12, and is held by the outer peripheral portion of the electrode holding member not shown. Then, it is connected to a high-voltage power source (not shown) to form a high-voltage electrode. A spherical cover 14 having the same center as the center of the central electrode 12 is arranged further outside the outer electrode 11.

【0003】外側電極11とその下部の保持部材とによっ
て密閉容器が形成されており、この密閉容器内には加圧
された封入気体13が封入されている。この封入気体13中
にγ線が入射すると、このγ線と封入気体13との相互作
用によって封入気体13が電離され、電離された封入気体
は、外側電極11と中央電極12との間に印加されている電
界でイオンと電子とに分離され、その結果として集電極
である中央電極12から電流信号が取り出される。この電
流値から入射γ線の線量率が求められる。
A sealed container is formed by the outer electrode 11 and a holding member therebelow, and a pressurized sealed gas 13 is sealed in the sealed container. When γ-rays enter the enclosed gas 13, the enclosed gas 13 is ionized by the interaction between the γ-rays and the enclosed gas 13, and the ionized enclosed gas is applied between the outer electrode 11 and the central electrode 12. The generated electric field separates into ions and electrons, and as a result, a current signal is taken out from the central electrode 12, which is the collector electrode. From this current value, the dose rate of incident γ rays can be obtained.

【0004】従来技術においては、中央電極12と外側電
極11とカバー14はステンレス鋼で作製され、封入気体13
にはアルゴンガスが用いられている。この場合の寸法等
の一例を示すと、外側電極11の厚さ及びカバー14の厚さ
がともに2mmで、封入アルゴンガスの圧力が0.91MPaで
ある。しかし、上記の構成の場合には、 200keV以下の
低エネルギー領域のγ線を高精度に測定することができ
ないので、特開2001−166059号公報に開示されている電
離箱では、外側電極11及びカバー14の材質がステンレス
鋼からアルミ(厚さ3mm)に変えられ、封入気体13がア
ルゴンガスからアルゴンガスを少量混合した窒素ガスに
変えられて、低エネルギー領域のエネルギー特性が改善
されている。以下では、外側電極11及びカバー14の材質
がアルミである電離箱をアルミ製電離箱という。
In the prior art, the central electrode 12, the outer electrode 11 and the cover 14 are made of stainless steel and the enclosed gas 13
Argon gas is used for. As an example of the dimensions and the like in this case, the thickness of the outer electrode 11 and the thickness of the cover 14 are both 2 mm, and the pressure of the enclosed argon gas is 0.91 MPa. However, in the case of the above configuration, γ-rays in the low energy region of 200 keV or less cannot be measured with high accuracy, so in the ionization chamber disclosed in JP 2001-166059 A, the outer electrode 11 and The material of the cover 14 is changed from stainless steel to aluminum (thickness 3 mm), and the enclosed gas 13 is changed from argon gas to nitrogen gas in which a small amount of argon gas is mixed, so that the energy characteristics in the low energy region are improved. Hereinafter, the ionization chamber in which the material of the outer electrode 11 and the cover 14 is aluminum is referred to as an aluminum ionization chamber.

【0005】図2は、このようなアルミ製電離箱の電極
構成を示す部分断面図である。ステンレス鋼製の外側電
極11(厚さ2mm)及びステンレス鋼製のカバー14(厚さ
2mm)をそれぞれアルミ製外側電極11a (厚さ3mm)及
びアルミ製カバー14a(厚さ3mm)に変え、アルゴンガ
スのみの封入気体13から窒素ガスに3%前後のアルゴン
ガスを混合した封入気体13a に変えることによって、所
望のエネルギー特性が得られている。しかし、外側電極
11a 等のアルミ中に含まれる天然放射性核種から放射さ
れる放射線が、中央電極と外側電極11a との間の空間に
到達して封入気体13a を電離させて、バックグラウンド
値を高くすることが問題であり、アルミ製外側電極11a
の内面に5μm の銅めっき層及び5μm のニッケルめっ
き層からなる遮蔽層111 を設けて、アルミ中から放射さ
れるα線を完全に遮蔽し、材質をアルミに変えたことに
伴うバックグラウンド値の増分を、遮蔽層111 を設けな
い場合のバックグラウンド値の増分19.9nGy/hから
6.2nGy/hまで低減させている。
FIG. 2 is a partial sectional view showing the electrode structure of such an aluminum ionization chamber. The stainless steel outer electrode 11 (thickness 2 mm) and the stainless steel cover 14 (thickness 2 mm) are replaced with aluminum outer electrode 11a (thickness 3 mm) and aluminum cover 14a (thickness 3 mm), respectively. A desired energy characteristic is obtained by changing the gas-only enclosed gas 13 to the enclosed gas 13a in which nitrogen gas is mixed with about 3% of argon gas. But the outer electrode
Radiation emitted from natural radionuclides contained in aluminum such as 11a reaches the space between the central electrode and the outer electrode 11a, ionizes the enclosed gas 13a, and raises the background value. And the aluminum outer electrode 11a
A shielding layer 111 consisting of a copper plating layer of 5 μm and a nickel plating layer of 5 μm was provided on the inner surface of the to completely shield the α rays emitted from the aluminum, and the background value due to the material being changed to aluminum. The increment is from the background value increment of 19.9 nGy / h when the shielding layer 111 is not provided.
It is reduced to 6.2 nGy / h.

【0006】なお、電離箱の構成材料中に含まれている
放射性核種から放射される放射線による線量率を自己汚
染線量率といい、環境中に存在する放射線によるバック
グラウンド値とは区別するべきものである。上記のバッ
クグラウンド値の増分6.2 nGy/hは、アルミ製外側電
極11a 及びアルミ製カバー14a からの放射線の内で遮蔽
層111 を通過して検出された自己汚染線量率と、遮蔽層
111 による自己汚染線量率との合算値から、ステンレス
鋼製の外側電極11及びステンレス鋼製のカバー14による
自己汚染線量率、を差し引いた値に相当する。なお、ス
テンレス鋼製の外側電極11及びステンレス鋼製のカバー
14による自己汚染線量率は、少ないと言われている。
The dose rate due to the radiation emitted from the radionuclide contained in the constituent material of the ionization chamber is called the self-contamination dose rate, which should be distinguished from the background value due to the radiation existing in the environment. Is. The above background value increase of 6.2 nGy / h is due to the self-contamination dose rate detected through the shield layer 111 in the radiation from the aluminum outer electrode 11a and the aluminum cover 14a, and the shield layer.
It corresponds to a value obtained by subtracting the self-contamination dose rate by the outer electrode 11 made of stainless steel and the cover 14 made of stainless steel from the sum of the self-contamination dose rate by 111. In addition, the stainless steel outer electrode 11 and the stainless steel cover
The self-contamination dose rate from 14 is said to be low.

【0007】なお、上記の説明においては、中央電極12
を集電極とし、外側電極11を高圧電極としているが、両
電極の極性を入れ換えて、中央電極12を高圧電極とし、
外側電極11を集電極とすることもできる。
In the above description, the central electrode 12
Is used as the collecting electrode and the outer electrode 11 is used as the high-voltage electrode, but the polarities of both electrodes are exchanged, and the central electrode 12 is used as the high-voltage electrode.
The outer electrode 11 can also be used as a collecting electrode.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前記の特開2001−1660
59号公報によれば、遮蔽層111 をアルミ製外側電極11a
の内面に形成することによって、バックグラウンド値の
増分を1/3弱まで減らして6nGy/h程度にすること
ができている。しかしながら、アルミ製外側電極11a の
内面に、厚さが揃い且つ剥がれや膨れや未めっき等の不
良発生率の低い遮蔽層111 を形成することは、現状の技
術レベルで可能ではあるが、難しい加工や管理を必要と
する。遮蔽層111 の形成技術として最も一般的なめっき
による場合について説明すると、例えば球形であるアル
ミ製外側電極11a の内面に均一にメッキ層を形成するた
めには、被メッキ面の清浄度や粗さ等の管理、めっき液
の組成の管理や被めっき面を均一にメッキ液にさらすた
めのめっき液の循環等が必要であるが、球形内面である
被メッキ面の管理及びその面への均一なメッキ液の循環
が技術的に難しくて、めっき厚さのばらつきやめっき不
良が発生し易く、コストが高くなるばかりでなく、所望
の製品を確保できない場合もあった。更に、「課題を解
決するための手段」の項で説明するように、β線は飛程
が長いので、遮蔽層での遮蔽効果は小さく、β線による
自己汚染線量率を大幅に低減することはできないので、
β壊変する核種を多く含む場合(ウラン系列やトリウム
系列もこれに含まれる)には、バックグラウンド値の増
分を確実に所定値以下にできなくなることもあると考え
られる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
According to Japanese Patent Publication No. 59, the shield layer 111 is made of an aluminum outer electrode 11a.
It is possible to reduce the increment of the background value to a little less than 1/3 to about 6 nGy / h by forming it on the inner surface of. However, it is possible to form a shielding layer 111 having a uniform thickness and a low defect occurrence rate such as peeling, swelling, or unplating on the inner surface of the aluminum outer electrode 11a, although it is possible at the current technical level, but difficult processing is possible. Or need management. The most common plating technique for forming the shielding layer 111 will be explained. For example, in order to form a uniform plating layer on the inner surface of the aluminum outer electrode 11a having a spherical shape, the cleanliness and roughness of the surface to be plated are required. However, it is necessary to control the composition of the plating solution and to circulate the plating solution to uniformly expose the surface to be plated to the plating solution. Circulation of the plating solution is technically difficult, and variations in plating thickness and plating defects are liable to occur, which not only raises costs but also fails to secure desired products. Further, as explained in the section "Means for solving the problem", since the range of β rays is long, the shielding effect in the shielding layer is small, and the self-contamination dose rate by β rays should be significantly reduced. Because I can't
When a large number of β-decaying nuclides are included (including uranium series and thorium series), it may be impossible to reliably increase the background value below a predetermined value.

【0009】この発明の課題は、上記のような問題点を
もつ遮蔽層を形成しないで、外側電極及びカバーに用い
たアルミからの自己汚染線量率が電離箱の最小測定値で
ある10nGy/h以下の所定値より小さいアルミ製電離箱
を提供することである。
The object of the present invention is to form a shield layer having the above-mentioned problems, and the self-contamination dose rate from aluminum used for the outer electrode and the cover is 10 nGy / h, which is the minimum measured value of the ionization chamber. To provide an ionization chamber made of aluminum smaller than the following predetermined values.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明の発明者は、通
常入手できる高純度アルミ(以下では“通常の高純度ア
ルミ”という)と、更に高純度化処理したアルミ(以下
では“高純度化処理アルミ”という)とを用いて、それ
ぞれのアルミ中に含まれる39Kと天然放射性核種の 238
U及び 232Th との濃度をICP−MS質量分析法で測
定し、且つそれぞれのアルミから放射されるβ線のカウ
ント数を測定して、天然放射性核種等の濃度測定結果か
ら推定されるアルミからのα線による自己汚染線量率
と、アルミからのβ線のカウント数との間に優れた対応
関係があることを把握し、外側電極及びカバーの素材ア
ルミを放射性核種等の濃度によって限定するか、放射さ
れるβ線の計数率によって限定すれば、前記の課題を達
成できることを突き止め、この発明に至った。
The inventor of the present invention has made it possible to obtain high-purity aluminum that is usually available (hereinafter referred to as "normal high-purity aluminum") and aluminum that has been further purified (hereinafter referred to as "high-purity aluminum"). Treated aluminum ”) and the content of 39 K and 238 of natural radionuclides contained in each aluminum.
The concentration of U and 232 Th was measured by ICP-MS mass spectrometry, and the number of β rays radiated from each aluminum was measured to determine the concentration of natural radionuclides. Whether there is an excellent correspondence between the self-contamination dose rate due to α-rays and the count of β-rays from aluminum, and whether the material aluminum for the outer electrode and cover is limited by the concentration of radionuclides, etc. The inventors have found that the above-mentioned problems can be achieved by limiting the count rate of radiated β rays, and have reached the present invention.

【0011】表1は、上記の測定結果を示すものであ
る。濃度測定対象とした核種は 238Uと 232Th と39
とであり、β線計測のディスクリレベルは20keVであ
る。
Table 1 shows the above measurement results. The nuclides for concentration measurement are 238 U, 232 Th, and 39 K.
And the discreet level for β-ray measurement is 20 keV.

【0012】[0012]

【表1】 濃度測定の対象核種を 238Uと 232Th と39Kとに限定
したのは、以下の理由による。
[Table 1] The reason for limiting the target nuclides for concentration measurement to 238 U, 232 Th, and 39 K is as follows.

【0013】アルミに含まれることが予想される天然放
射性核種の中で、自己汚染線量率に関与すると予想され
る核種は、地殻存在度と半減期から推定すると、アルカ
リ金属である40K及び87Rbと、 238Uを親核種とするウ
ラン壊変系列と、 235Uを親核種とするアクチニウム壊
変系列と、 232Thを親核種とするトリウム壊変系列であ
る。この中で、アルカリ金属はアルミの精製過程で0.1p
pm以下まで低減していると言われているので、39Kの濃
度を測定して地殻存在度と比較し、39Kの濃度が大幅に
低減していることを確認をした。参考までに、Kの地殻
存在度は53,500(原子/106Si 原子)であるの対して、
Kの約93%を占める39Kのアルミ中の濃度は、表1に示
したように、2.0ppm未満と測定されており、アルカリ金
属の精製過程における大幅な濃度低減は確かである。ま
た、Rbの地殻存在度は107 (原子/106Si 原子)であ
り、アルミ中の濃度は十分に無視できるほど低いと想定
できる。
Among the natural radionuclides expected to be contained in aluminum, the nuclides expected to be involved in the self-pollution dose rate are alkali metals 40 K and 87, which are estimated from the abundance and half-life of the crust. Rb, a uranium decay series with 238 U as a parent, an actinium decay series with 235 U as a parent, and a thorium decay series with 232 Th as a parent. Among them, alkali metal is 0.1p during the refining process of aluminum.
Since it is said that the concentration is lower than pm, it was confirmed that the concentration of 39 K was significantly reduced by measuring the concentration of 39 K and comparing it with the abundance of the crust. For reference, the crustal abundance of K is 53,500 (atoms / 10 6 Si atoms),
As shown in Table 1, the concentration of 39 K in aluminum, which accounts for about 93% of K, was measured to be less than 2.0 ppm, and it is certain that the concentration will be significantly reduced in the alkali metal refining process. Moreover, the abundance of Rb in the crust is 107 (atoms / 10 6 Si atoms), and the concentration in aluminum can be assumed to be sufficiently low to be ignored.

【0014】この表1に示した結果に基づいて、天然放
射性核種の 238Uと 232Thと40Kの濃度の測定結果、ま
たは測定されたβ線のカウント数、によってアルミ製電
離箱の自己汚染線量率を制御できることを説明する。ま
ず最初に、 238Uを親核種とするウラン系列、235 Uを
親核種とするアクチニウム系列、 232Thを親核種とする
トリウム系列及び40Kについて説明する。
Based on the results shown in Table 1, the self-contamination of the aluminum ionization chamber was carried out according to the measurement results of the concentrations of 238 U, 232 Th and 40 K of natural radionuclides or the measured β ray counts. Explain that the dose rate can be controlled. First, the uranium series having 238 U as a parent nuclide, the actinium series having 235 U as a parent nuclide, the thorium series having 232 Th as a parent nuclide, and 40 K will be described.

【0015】238Uは4.47×109 年を半減期とし、 238
Uを親核種とするウラン系列の中には8回のα壊変と6
回のβ壊変とがあり、α壊変で放射するα線の合計エネ
ルギーは約43MeVであり、β壊変で放射するβ線の合計
エネルギーは約5.3 MeVである。235Uは0.70×109
を半減期とし、 235Uを親核種とするアクチニウム系列
の中には7回のα壊変と4回のβ壊変とがあり、α壊変
で放射するα線の合計エネルギーは約42MeVであり、β
壊変で放射するβ線の合計エネルギーは約3.1 MeVであ
る。
[0015] 238 U is the half-life of 4.47 × 10 9 years, 238
In the uranium series with U as the parent nuclide, 8 times of α decay and 6
There are two β-decays, and the total energy of α-rays emitted by α-decay is about 43 MeV, and the total energy of β-rays emitted by β-decay is about 5.3 MeV. 235 U has a half-life of 0.70 × 10 9 years, and there are 7 α-decays and 4 β-decays in the actinium series with 235 U as the parent nuclide, and the total α-rays emitted by α-decay. Energy is about 42 MeV, β
The total energy of beta rays emitted by decay is about 3.1 MeV.

【0016】232Thは14.1×109 年を半減期とし、 232T
hを親核種とするトリウム系列の中には6回のα壊変と
4回のβ壊変とがあり、α壊変で放射するα線の合計エ
ネルギーは約36MeVであり、β壊変で放射するβ線の合
計エネルギーは約3.6 MeVである。40Kは1.28×109
を半減期とし、平均1.23MeVの2レベルのβ線を放射し
てβ壊変する。
232 Th has a half-life of 14.1 × 10 9 years and is 232 T
There are 6 α-decays and 4 β-decays in the thorium series with h as the parent nuclide, and the total energy of α-rays emitted by α-decay is about 36 MeV, and β-rays emitted by β-decay. Has a total energy of about 3.6 MeV. 40 K has a half-life of 1.28 × 10 9 years and emits two levels of β rays with an average of 1.23 MeV and undergoes β decay.

【0017】238Uと 235Uは同位元素で、その存在比
は99.275対0.720 であり、39Kと40Kは同位元素で、そ
の存在比は93.26 対0.0117である。まず最初に、放射線
の種類による自己汚染線量率への関与の仕方について検
討する。上記の天然放射性核種からの放射線がα線の場
合には、そのエネルギーは4MeV〜9MeVの範囲内にあ
る。最大値である8.8 MeVとしても、封入気体中の飛程
は10mm以下と短く、電離箱内部の封入気体中に到達した
α線は、その全エネルギーを封入気体を電離させるのに
消費する。したがって、封入気体中に到達したα線は全
て自己汚染線量率に関与する。ただし、α線は構成材料
中の飛程も短いので、構成材料の全体が自己汚染線量率
に関与するのではなく、封入気体に接触している面から
厚さ40μm 弱(アルミの場合)の領域の材料だけが自己
汚染線量率に関与し、この領域に含まれている天然放射
性核種が問題となる。この領域より外側の部分は、その
内側の材料がα線の遮蔽層となるので、自己汚染線量率
には関与しない。
238 U and 235 U are isotopes, and their abundance ratio is 99.275: 0.720, and 39 K and 40 K are isotopes, and their abundance ratio is 93.26: 0.0117. First of all, we will consider how radiation types contribute to self-contamination dose rates. When the radiation from the above-mentioned natural radionuclides is α-ray, its energy is in the range of 4 MeV to 9 MeV. Even with the maximum value of 8.8 MeV, the range in the enclosed gas is as short as 10 mm or less, and the α rays reaching the enclosed gas inside the ionization chamber consume all of its energy to ionize the enclosed gas. Therefore, all α rays reaching the enclosed gas contribute to the self-contamination dose rate. However, since the range of α-rays in the constituent materials is short, the entire constituent materials do not contribute to the self-contamination dose rate, but rather the thickness of 40 μm or less (for aluminum) from the surface in contact with the enclosed gas. Only materials in the region contribute to the self-contamination dose rate, and the natural radionuclides contained in this region are of concern. The portion outside this region does not contribute to the self-contamination dose rate, because the material inside is a shielding layer for α rays.

【0018】一方、放射線がβ線の場合には、そのエネ
ルギーが10keV台から3MeV程度までに分布し、そのエ
ネルギーによって飛程も大きく異なるので、自己汚染線
量率に対する関与の仕方を簡単に推定することは難し
い。概略的に考察すると以下の通りである。エネルギー
が約100 keVのβ線は、上記のα線とほぼ同等の飛程を
もっている。したがって、そのエネルギーレベルがα線
の数10分の1であることから判断して、100 keV以下の
エネルギーのβ線は、自己汚染線量率にそれほど関与し
ない、と判断できる。
On the other hand, when the radiation is β rays, its energy is distributed from the 10 keV level to about 3 MeV, and the range greatly varies depending on the energy, so it is possible to easily estimate how it contributes to the self-contamination dose rate. It's difficult. The outline is as follows. Β-rays with energy of about 100 keV have a range similar to that of α-rays. Therefore, judging from the fact that the energy level is one tenth of that of α rays, it can be judged that β rays having an energy of 100 keV or less do not contribute much to the self-contamination dose rate.

【0019】しかし、エネルギーが約1MeVのβ線は、
封入気体中の飛程が約400 mmであって、外側電極の内径
よりやや大きく、アルミ中の飛程も同様に大きくなって
外側電極の厚さ(例えば3mm)の1/2程度となる。こ
のため、α線の場合と異なり、外側電極の内側約1.5 mm
に含まれる天然放射性核種が自己汚染線量率に関与し、
そのエネルギーも大きく、且つエネルギーのある程度の
部分が電離箱の信号電流となるので、外側電極から放射
される1MeV近傍のβ線は自己汚染線量率に強く関与す
る、と判断できる。
However, β rays with energy of about 1 MeV are
The range in the enclosed gas is about 400 mm, which is slightly larger than the inner diameter of the outer electrode, and the range in aluminum is also large, which is about 1/2 of the thickness of the outer electrode (for example, 3 mm). Therefore, unlike the case of α-ray, the inside of the outer electrode is about 1.5 mm.
Natural radionuclides contained in
Since the energy is large and a part of the energy becomes the signal current of the ionization chamber, it can be judged that β rays in the vicinity of 1 MeV emitted from the outer electrode are strongly involved in the self-pollution dose rate.

【0020】更にエネルギーが大きいβ線は、封入気体
中の飛程が外側電極の内径より大きくなって、封入ガス
中で消費するエネルギーの割合が減少するが、アルミ中
の飛程が外側電極の厚さと同等またはそれ以上となり、
カバーからのβ線も自己汚染線量率に関与してくる。し
たがって、外側電極及びカバーから放射される1MeVを
越えるβ線も自己汚染線量率にある程度関与する、と判
断できる。
For β rays having a larger energy, the range in the enclosed gas is larger than the inner diameter of the outer electrode, and the proportion of energy consumed in the enclosed gas is reduced, but the range in aluminum is the range of the outer electrode. Equal to or greater than the thickness,
Beta rays from the cover also contribute to the self-contamination dose rate. Therefore, it can be judged that β-rays exceeding 1 MeV emitted from the outer electrode and the cover also contribute to the self-pollution dose rate to some extent.

【0021】γ線は封入気体との相互作用の確率が低い
ので、自己汚染線量率には殆ど関与しないと考えられ
る。前述の特開2001−166059号公報によると、アルミ製
電離箱の外側電極の内面に5μm の銅層及び5μm のニ
ッケル層からなる遮蔽層を形成することによって、バッ
クグラウンド値の増分を19.9nGy/hから 6.2nGy/h
まで低減している。言い換えれば、遮蔽層で完全に遮蔽
できるアルミ製外側電極からのα線が、アルミ製外側電
極及びアルミ製カバーによる自己汚染線量率の2/3強
を占め、残りの1/3弱を、遮蔽層からのα線及びβ線
と遮蔽層ではあまり遮蔽できないアルミ製外側電極及び
アルミ製カバーからのβ線とが占めている、と言うこと
ができる。遮蔽層が高密度で薄いめっき層であることを
考えると、遮蔽層からのα線及びβ線は少ないと予想で
きるので、残りの1/3弱の大部分はアルミ製外側電極
及びアルミ製カバーからのβ線と考えることができる。
Since γ-rays have a low probability of interacting with the enclosed gas, it is considered that they hardly contribute to the self-pollution dose rate. According to the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 2001-166059, the background value is increased by 19.9 nGy / by forming a shielding layer composed of a copper layer of 5 μm and a nickel layer of 5 μm on the inner surface of the outer electrode of the aluminum ionization chamber. From h to 6.2 nGy / h
Has been reduced to. In other words, the α rays from the aluminum outer electrode that can be completely shielded by the shielding layer occupy 2/3 or more of the self-contamination dose rate due to the aluminum outer electrode and the aluminum cover, and shield the remaining 1/3 or less. It can be said that the α-rays and β-rays from the layer and the β-rays from the aluminum outer electrode and the aluminum cover, which cannot be shielded much by the shielding layer, occupy. Considering that the shielding layer is a high density and thin plating layer, it can be expected that there are few α rays and β rays from the shielding layer, so most of the remaining 1/3 or less is the aluminum outer electrode and the aluminum cover. Can be thought of as β rays.

【0022】次に、自己汚染線量率の2/3強を占めて
いるアルミ製外側電極からのα線について、濃度分析結
果と自己汚染線量率との対応関係を定量的に検討する。
α線の場合には、上述したように、外側電極から封入気
体内に入ったα線のエネルギーが全て封入気体の電離に
寄与すると想定できるので、各壊変系列毎のα線の検出
信号への寄与の仕方は、各壊変系列毎のα線の合計エネ
ルギーに比例するとした場合と、個々の壊変のエネルギ
ーの2乗和に比例するとした場合について検討する。エ
ネルギーの2乗和に比例するとの考えは、エネルギーの
増大によって飛程も増大し、自己汚染線量率に関与する
部分の厚さが厚くなる、ことを勘案したものである。
Next, regarding α rays from the aluminum outer electrode, which accounts for slightly more than 2/3 of the self-pollution dose rate, the correspondence between the concentration analysis result and the self-pollution dose rate is quantitatively examined.
In the case of α rays, as described above, it can be assumed that all the energy of the α rays that has entered the enclosed gas from the outer electrode contributes to the ionization of the enclosed gas. The method of contribution will be examined in the case of being proportional to the total energy of α rays for each decay sequence and in the case of being proportional to the sum of squares of the energy of each decay sequence. The idea that it is proportional to the sum of squares of energy takes into account that the range increases as the energy increases, and the thickness of the part related to the self-contamination dose rate increases.

【0023】各壊変系列毎のα線の自己汚染線量率が、
その親核種の濃度とα壊変に伴うα線の合計エネルギー
とに比例し、その半減期に反比例するとし、 238Uの1
ppmに相当するウラン系列からのα線による自己汚染線
量率を1単位とすると、アクチニウム系列からのα線に
よる自己汚染線量率は、 238Uの濃度をppm 単位で表し
た場合には、 〔 238Uの濃度〕×(0.720 ×4.47×109 ×42/99.275
×0.70×109 ×43)≒〔 238Uの濃度〕×0.045 (単
位) となり、232Thの1ppm に相当するトリウム系列からの
α線による自己汚染線量率は、 (4.47×109 ×36/14.1×109 ×43)≒0.265 (単位) となる。
The self-contamination dose rate of α rays for each decay series is
Proportional to the total energy of α rays due to concentration and α disintegration of the parent nuclide, and inversely proportional to its half-life, of 238 U 1
Assuming that the self-contamination dose rate due to α-rays from the uranium series corresponding to ppm is 1 unit, the self-contamination dose rate due to α-rays from the actinium series is [ 238 if the concentration of 238 U is expressed in ppm. U concentration] x (0.720 x 4.47 x 10 9 x 42 / 99.275
X 0.70 x 10 9 x 43) ≒ [ 238 U concentration] x 0.045 (unit), and the self-contamination dose rate due to α rays from thorium series corresponding to 1 ppm of 232 Th is (4.47 x 10 9 x 36 / 14.1 × 10 9 × 43) ≈ 0.265 (unit).

【0024】上記の合計エネルギーを各壊変エネルギー
の2乗の合計に置き換えると、 アクチニウム系列からのα線による自己汚染線量率≒〔
238Uの濃度〕×0.050 (単位) となり、232 Thの1ppm に相当するトリウム系列からのα線によ
る自己汚染線量率≒ 0.300(単位) となる。
Replacing the above total energy with the sum of squares of the decay energies, the self-contamination dose rate due to α rays from the actinium series ≈ [
The concentration of 238 U] × 0.050 (unit), and the self-contamination dose rate due to α rays from thorium series equivalent to 1 ppm of 232 Th ≈ 0.300 (unit).

【0025】40Kはβ壊変だけであるから、40Kからの
α線による自己汚染線量率は零である。したがって、分
析結果における 238Uの1ppm に相当するα線による自
己汚染線量率は、ウラン系列分とアクチニウム系列分と
を合わせて、1.045 単位または1.050 単位となる。ま
た、1単位に相当する 232Thの濃度は1/0.265 ≒3.77
ppm または1/0.300 ≒3.33ppm となる。
Since 40 K is only β decay, the self-contamination dose rate due to α rays from 40 K is zero. Therefore, the self-contamination dose rate due to α rays corresponding to 1 ppm of 238 U in the analysis result is 1.045 units or 1.050 units for the uranium series and the actinium series. The concentration of 232 Th, which corresponds to one unit, is 1 / 0.265 ≈ 3.77
ppm or 1 / 0.300 ≈ 3.33 ppm.

【0026】表1に示した測定結果に基づいて、通常の
高純度アルミ及び高純度化処理アルミの単位数を計算す
ると、通常の高純度アルミの場合は、合計エネルギーに
よると、 1.045 ×2.9 +0.265 ×0.2 ≒3.084 (単位) エネルギーの2乗和によると、 1.050×2.9 +0.300 ×0.2 ≒3.105 (単位) となる。
Based on the measurement results shown in Table 1, the number of units of ordinary high-purity aluminum and highly-purified aluminum was calculated, and in the case of ordinary high-purity aluminum, the total energy was 1.045 × 2.9 + 0. .265 × 0.2 ≈ 3.084 (unit) The energy sum of squares gives 1.050 × 2.9 + 0.300 × 0.2 ≈ 3.105 (unit).

【0027】高純度化処理アルミの場合は、合計エネル
ギーによると、 1.045×0.6 +0.265 ×(0.1 〜0 )≒0.654 〜0.627
(単位) 2乗和によると、 1.050×0.6 +0.300 ×(0.1 〜0 )≒0.660 〜0.630
(単位) となる。
In the case of highly-purified aluminum, the total energy is 1.045 × 0.6 + 0.265 × (0.1-0) ≈0.654-0.627.
(Unit) According to the sum of squares, 1.050 x 0.6 + 0.300 x (0.1 to 0) ≈ 0.660 to 0.630
(Unit)

【0028】両者の単位数の比は、合計エネルギーによ
る場合には、4.72〜4.92となり、エネルギーの2乗和に
よる場合には、4.70〜4.93となり、表1に示したβ線の
カウント数の比= 991/209 =4.74と比較すると、よく
一致している。同様にして、自己汚染線量率の1/3弱
を占めていると考えられるβ線について、濃度分析結果
と自己汚染線量率との対応関係を定量的に検討する。
The ratio of the unit numbers of both is 4.72 to 4.92 in the case of total energy, and 4.70 to 4.93 in the case of sum of squared energies. The ratio of the β-ray count numbers shown in Table 1 = 991/209 = 4.74, and they are in good agreement. Similarly, for β rays which are considered to occupy a little less than 1/3 of the self-contamination dose rate, the correspondence between the concentration analysis result and the self-pollution dose rate is quantitatively examined.

【0029】β線の場合には、上述したように、外側電
極から封入気体内に入ったβ線のエネルギーが全て封入
気体の電離に寄与するわけではないので、各壊変系列毎
のβ線の検出信号への寄与の仕方を単純には決められな
いが、ここでは、各壊変系列毎のβ線の合計エネルギー
に比例するものとする。各壊変系列毎のβ線の自己汚染
線量率が、その親核種の濃度とβ壊変に伴うβ線の合計
エネルギーとに比例し、その半減期に反比例するとし、
238Uの1ppmに相当するウラン系列からのβ線による
自己汚染線量率を1単位とすると、アクチニウム系列か
らのβ線による自己汚染線量率は、 238Uの濃度をppm
単位で表した場合には、 〔 238Uの濃度〕×(0.720 ×4.47×109 ×3.1 /99.2
75×0.70×109 ×5.3) ≒〔 238Uの濃度〕×0.0
27 (単位) となり、232Thの1ppm に相当するトリウム系列からの
β線による自己汚染線量率は、 (4.47×109 ×3.6 /14.1×109 ×5.3 )≒0.215 (単
位) となる。
In the case of β rays, as described above, not all the energy of the β rays that has entered the enclosed gas from the outer electrode contributes to the ionization of the enclosed gas. Although it is not possible to simply determine how to contribute to the detection signal, it is assumed here that it is proportional to the total energy of β rays for each decay sequence. The β-ray self-contamination dose rate for each decay series is proportional to the concentration of its parent nuclide and the total energy of β-rays associated with β decay, and is inversely proportional to its half-life,
If the self-contamination dose rate due to β rays from the uranium series corresponding to 1 ppm of 238 U is 1 unit, the self-contamination dose rate due to β rays from the actinium series is the concentration of 238 U in ppm.
When expressed in units, [ 238 U concentration] x (0.720 x 4.47 x 10 9 x 3.1 / 99.2
75 x 0.70 x 10 9 x 5.3) ≒ [ 238 U concentration] x 0.0
27 (unit), and the self-contamination dose rate due to β rays from the thorium series corresponding to 1 ppm of 232 Th is (4.47 × 10 9 × 3.6 / 14.1 × 10 9 × 5.3) ≈ 0.215 (unit).

【0030】40Kの1ppm に相当するβ線による自己汚
染線量率は、 (4.47×109 ×1.23/1.28×109 ×5.3 )≒0.810 (単
位) となり、39Kの1ppm に換算すると、 (0.810 ×0.0117/93.26 )≒0.000102(単位) となる。
The self-contamination dose rate due to β rays corresponding to 1 ppm of 40 K is (4.47 × 10 9 × 1.23 / 1.28 × 10 9 × 5.3) ≈0.810 (unit), and when converted to 1 ppm of 39 K, 0.810 × 0.0117 / 93.26) ≈ 0.000102 (unit).

【0031】したがって、分析結果における 238Uの1
ppm に相当するβ線による自己汚染線量率は、ウラン系
列分とアクチニウム系列分とを合わせて、1.027 単位と
なる。また、1単位に相当する 232Thの濃度は4.65ppm
となり、1単位に相当する39Kの濃度は10,000ppm とな
る。β線の場合にも、α線の場合と同様に、表1に示し
た測定結果に基づいて、通常の高純度アルミ及び高純度
化処理アルミの単位数を計算すると、通常の高純度アル
ミの場合は、 1.027×2.9 +0.215 ×0.2 +0.00≒3.021 (単位) 高純度化処理アルミの場合は、 1.027×0.6 +0.215 ×(0.1 〜0 )+0.00≒0.638 〜
0.616 (単位) であり、両者の単位数の比は4.74〜4.90となり、表1に
示したβ線のカウント数の比= 991/209 =4.74と比較
すると、α線の場合と同様に、よく一致している。
Therefore, 1 of 238 U in the analysis result
The self-contamination dose rate due to β-rays equivalent to ppm is 1.027 units for uranium series and actinium series. The concentration of 232 Th, which corresponds to 1 unit, is 4.65 ppm.
Therefore, the concentration of 39 K corresponding to 1 unit is 10,000 ppm. In the case of β-rays, as in the case of α-rays, the number of units of ordinary high-purity aluminum and highly-purified aluminum is calculated based on the measurement results shown in Table 1. In case of 1.027 × 2.9 + 0.215 × 0.2 + 0.00 ≈ 3.021 (unit) In case of high-purity treated aluminum, 1.027 × 0.6 + 0.215 × (0.1 to 0) + 0.00 ≈ 0.638 ~
It is 0.616 (unit), and the ratio of the number of units of both is 4.74 to 4.90. Compared with the ratio of the number of β-ray counts = 991/209 = 4.74 shown in Table 1, as in the case of α-rays, Match.

【0032】いずれにしても、半減期が長くて自己汚染
線量率への関与の仕方が弱い 232Thの濃度が、 238Uの
濃度の7%弱であったことで、単位数の比は 238Uの濃
度の比である 2.9/0.6 =4.83に近い値となっている、
と想定できる。このように、α線の場合の単位数比及び
β線の場合の単位数比が、ともにβ線のカウント数比と
よく一致している。放射線の種類による自己汚染線量率
への関与の仕方について上記で説明したように、α線の
自己汚染線量率への関わり方は明確であるのに対して、
β線の自己汚染線量率への関わり方は複雑であり、上記
のα線及びβ線に関してそれぞれに算出した単位数と、
「課題を解決するための手段」の項で説明した、アルミ
製外側電極及びアルミ製カバーによる自己汚染線量率の
内の2/3強をα線成分が占め、1/3弱をβ線成分が
占めるという条件とを踏まえて、 238U及び 232Th、39
Kの1ppm に対応する単位数を以下の通りと決める。
In any case, the concentration of 232 Th, which has a long half-life and is weakly involved in the self-contamination dose rate, was less than 7% of the concentration of 238 U, so the ratio of the number of units was 238. It is a value close to the ratio of U concentration of 2.9 / 0.6 = 4.83,
Can be assumed. As described above, both the unit number ratio in the case of α rays and the unit number ratio in the case of β rays are in good agreement with the count number ratio of β rays. As explained above regarding the way in which the type of radiation contributes to the self-contamination dose rate, while it is clear how α rays are involved in the self-contamination dose rate,
How β-rays are related to the self-contamination dose rate is complicated, and the number of units calculated for each of the α-rays and β-rays above,
Of the self-contamination dose rates due to the aluminum outer electrode and the aluminum cover, as described in the section "Means for solving the problem", the α ray component occupies a little over 2/3 and the β ray component accounts for less than 1/3. 238 U and 232 Th, 39
The number of units corresponding to 1 ppm of K is determined as follows.

【0033】238U及び 232Thに対応する単位数は、最
も大きい値であり且つ最も合理的であると考えられるエ
ネルギーの2乗和による値を採用して、 238Uの1ppm
を1.05単位、 232Thのの1ppm を0.30単位、とし、39
に対応する単位数は、40Kがβ壊変だけであるので、上
記計算値の30%の寄与として、39Kの1ppm を3.0 ×10
-5単位とする。
The unit number corresponding to 238 U and 232 Th is the largest value and the value based on the sum of squares of energy considered to be the most reasonable, and is 1 ppm of 238 U.
Is 1.05 unit, 1ppm of 232 Th is 0.30 unit, and 39 K
The unit number corresponding to is 40 K is only β decay, so 1 ppm of 39 K is 3.0 × 10 as a contribution of 30% of the above calculated value.
-5 units.

【0034】上記のように、単位数比とβ線のカウント
数比とがよく一致していることは、言い換えれば、アル
ミ中の 238Uや 232Th、39Kの濃度を測定すれば、単位
数を介してアルミから放射されるβ線のカウント数を推
定することができ、アルミから放射されるβ線のカウン
ト数を測定すれば、そのアルミ中の 238Uや 232Th、 39
K等による単位数の合計値を推定することができる、と
言うことである。したがって、アルミ中の 238Uや 232
Th、39Kの濃度を測定すること、またはアルミから放射
されるβ線のカウント数を測定すること、によって、そ
のアルミを使用した場合のアルミ製電離箱のアルミ製外
側電極及びアルミ製カバーによる自己汚染線量率値を推
定することができ、その自己汚染線量率の許容上限値が
決められた場合には、238 Uや 232Th、39Kの濃度から
算出される単位数またはβ線のカウント数に上限値が設
定され、238 U等の濃度またはβ線カウント数の測定結
果によってそのアルミ素材の採用の可否を決めることが
できる。
As described above, the unit number ratio and the β ray count
In other words, the good agreement with the number ratio means that
In238U or232Th,39If you measure the concentration of K, the unit
The number of β rays emitted from aluminum
A β-ray coun
If you measure the number of238U or232Th, 39
It is possible to estimate the total number of units by K, etc.
Is to say. Therefore, in aluminum238U or232
Th,39Measuring the concentration of K or radiating from aluminum
By measuring the counted number of β rays,
Aluminum of the ionization chamber made of aluminum when using other aluminum
Estimate the self-contamination dose rate value by the side electrode and aluminum cover
The maximum allowable self-contamination dose rate
If decided,238U or232Th,39From the concentration of K
An upper limit is set for the calculated number of units or β ray counts.
Defined,238Concentration of U etc. or measurement result of β ray count
Depending on the result, whether to use the aluminum material can be decided.
it can.

【0035】この発明は以上の考え方に基づいている。
請求項1の発明は、中心部にある中央電極と、中央電極
の外側を囲む外側電極と、外側電極の外側を覆うカバー
とが、それらの下部において相互に電気的に絶縁されて
保持部材に保持され、外側電極と保持部材とで密閉容器
が形成され、その密閉容器内には加圧されたガスが封入
されている電離箱であって、外側電極及びカバーをアル
ミで作製し、外側電極及びカバーによる自己汚染線量率
を10nGy/h以下の所定値SnGy/hより小さくするた
めに、前記アルミ素材を、これから放射される20keV以
上のβ線のカウント数が80Sカウント/10h以下である
素材とする。
The present invention is based on the above idea.
According to the invention of claim 1, the central electrode in the central portion, the outer electrode surrounding the outer side of the central electrode, and the cover covering the outer side of the outer electrode are electrically insulated from each other at their lower portions to form a holding member. An ionization chamber in which a sealed container is formed by holding the outer electrode and a holding member, and a pressurized gas is enclosed in the sealed container. The outer electrode and the cover are made of aluminum. Also, in order to reduce the self-contamination dose rate by the cover to a value less than a predetermined value SnGy / h of 10 nGy / h or less, the aluminum material is a material in which the number of β rays emitted from 20 keV or more is 80S count / 10h or less. And

【0036】「発明の実施の形態」の項で説明するよう
に、外側電極及びカバーを作製するためのアルミ素材
を、それから放射される20keV以上のβ線のカウント数
が80Sカウント/10h以下であるアルミ素材に限定する
と、外側電極及びカバーに用いるアルミからの自己汚染
線量率がSnGy/h以下となり、S=10とすれば、電離
箱の最小測定値である10nGy/h以下となる。
As described in the section of "Embodiment of the Invention", the aluminum material for making the outer electrode and the cover is made to have a β ray count of 20 keV or more and a counting number of 80 S count / 10 h or less. When limited to a certain aluminum material, the self-contamination dose rate from the aluminum used for the outer electrode and the cover is SnGy / h or less, and if S = 10, the minimum measurement value of the ionization chamber is 10nGy / h or less.

【0037】請求項2の発明は、中心部にある中央電極
と、中央電極の外側を囲む外側電極と、外側電極の外側
を覆うカバーとが、それらの下部において相互に電気的
に絶縁されて保持部材に保持され、外側電極と保持部材
とで密閉容器が形成され、その密閉容器内には加圧され
たガスが封入されている電離箱であって、外側電極及び
カバーをアルミで作製し、外側電極及びカバーによる自
己汚染線量率を10nGy/h以下の所定値SnGy/hより
小さくするために、前記アルミ素材を、この中に含まれ
238U、 232Th 及び39Kの濃度によって、 238Uの
1ppm を1.05単位、 232Th の1ppm を0.30単位、39
の1ppm を3.0 ×10-5単位として、3核種の濃度の合計
が0.25S単位以下になる素材とする。
According to a second aspect of the present invention, the central electrode in the central portion, the outer electrode surrounding the outer side of the central electrode, and the cover covering the outer side of the outer electrode are electrically insulated from each other at their lower portions. An ionization chamber that is held by a holding member, and a closed container is formed by the outer electrode and the holding member, and a pressurized gas is sealed in the closed container.The outer electrode and the cover are made of aluminum. , in order to reduce the self-contamination dose rate by the outer electrodes and the cover than 10nGy / h following the predetermined value SnGy / h, the aluminum material, by the concentration of 238 U, 232 Th and 39 K contained therein, 238 1 ppm of U is 1.05 units, 1 ppm of 232 Th is 0.30 units, 39 K
With 1 ppm of 3.0 x 10 -5 units, the total concentration of the three nuclides should be 0.25 S units or less.

【0038】「発明の実施の形態」の項で説明するよう
に、外側電極及びカバーの素材である高純度アルミに含
まれる天然放射性核種である 238U及び 232Thと、天然
放射性核種である40Kの同位元素である39Kとの含有濃
度を上記のように限定することによって、外側電極及び
カバーに用いるアルミからの自己汚染線量率がSnGy/
h以下となり、S=10とすれば、電離箱の最小測定値で
ある10nGy/h以下となる。
As described in the section of “Embodiment of the Invention”, the natural radionuclides 238 U and 232 Th and the natural radionuclides 40 contained in the high-purity aluminum as the material of the outer electrode and the cover are used. By limiting the content concentration with 39 K, which is an isotope of K, as described above, the self-contamination dose rate from aluminum used for the outer electrode and the cover is SnGy /
If h is less than or equal to S, and if S = 10, the minimum measurement value of the ionization chamber is less than or equal to 10 nGy / h.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】この発明による電離箱の実施の形
態について実施例を用いて説明する。この実施例の構成
は図1と全く同じであるので、共通する部分の説明は省
略し、異なる部分だけを説明する。この実施例は、高圧
電極である外側電極11とカバー14とが高純度のアルミで
作製されており、遮蔽層は備えていない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of an ionization chamber according to the present invention will be described with reference to examples. Since the configuration of this embodiment is exactly the same as that of FIG. 1, description of common parts will be omitted and only different parts will be described. In this embodiment, the outer electrode 11 which is a high-voltage electrode and the cover 14 are made of high-purity aluminum, and no shielding layer is provided.

【0040】使用した高純度アルミは、表1に測定結果
を示したものと同一のアルミであって、「通常の高純度
アルミ」及び「高純度化処理アルミ」である。外側電極
11及びカバー14の厚さは共に3mmである。上記2種類の
アルミ素材で作製した外側電極11及びカバー14を用いて
アルミ製電離箱を組み立てて、それぞれのアルミ製電離
箱の鉄室内でのバックグランド値を測定した。
The high-purity aluminum used is the same as the one whose measurement results are shown in Table 1, namely "normal high-purity aluminum" and "high-purification-treated aluminum". Outer electrode
The thickness of both 11 and cover 14 is 3 mm. An aluminum ionization chamber was assembled using the outer electrode 11 and the cover 14 made of the above two kinds of aluminum materials, and the background value of each aluminum ionization chamber in the iron chamber was measured.

【0041】表2には、それぞれのアルミ製電離箱のバ
ックグラウンド値の測定結果と、表1のβ線測定値と、
「課題を解決するための手段」の項で説明した、 238
の1ppm に相当するウラン系列のα線による自己汚染線
量率を1単位として計算した「単位数」とを示してい
る。
Table 2 shows the measurement results of the background values of the respective aluminum ionization chambers, and the β-ray measurement values of Table 1.
238 U, described in the section “Means for solving problems”
"Unit number" calculated with the self-contamination dose rate by α-rays of the uranium series corresponding to 1 ppm as 1 unit.

【0042】[0042]

【表2】 アルミ製電離箱の外側電極11及びカバー14による自己汚
染線量率(以下では単に自己汚染線量率という)は、
「課題を解決するための手段」の項での説明から明らか
なように、「β線のカウント数」または「単位数」に比
例するものと考えられるので、自己汚染線量率が「β線
のカウント数」に比例するものとして、「バックグラウ
ンド値」が「本来のバックグラウンド値」と「β線のカ
ウント数比例分」すなわち自己汚染線量率との和として
連立方程式を解くと、「本来のバックグラウンド値」は
22.4nGy/hとなり、「通常の高純度アルミ」の場合の
自己汚染線量率は12.2nGy/hとなり、「高純度化処理
アルミ」の場合の自己汚染線量率は 2.6nGy/hとな
る。
[Table 2] The self-contamination dose rate (hereinafter simply referred to as the self-contamination dose rate) by the outer electrode 11 and the cover 14 of the aluminum ionization chamber is
As is clear from the explanation in the section "Means for solving the problem", it is considered that it is proportional to the "β-ray count number" or "unit number". If the "background value" is calculated as the sum of the "original background value" and the "proportional amount of β-ray counts", that is, the self-contamination dose rate, which is proportional to the "count number", "Background value" is
22.4nGy / h, the self-contamination dose rate for "normal high-purity aluminum" is 12.2nGy / h, and the self-contamination dose rate for "high-purity treated aluminum" is 2.6nGy / h.

【0043】同様に、自己汚染線量率が「単位数」に比
例するものとして連立方程式を解くと、「本来のバック
グラウンド値」は22.4〜22.6nGy/hとなり、「通常の
高純度アルミ」の場合の自己汚染線量率は12.2〜12.0n
Gy/hとなり、「高純度化処理アルミ」の場合の自己汚
染線量率は 2.6〜2.4 nGy/hとなる。「β線のカウン
ト数」から算出した値と「単位数」から算出した値とは
よく一致しており、「高純度化処理アルミ」での自己汚
染線量率は「通常の高純度アルミ」での自己汚染線量率
に比べて大幅に低減している。
Similarly, when the simultaneous equations are solved assuming that the self-contamination dose rate is proportional to the “unit number”, the “original background value” is 22.4 to 22.6 nGy / h, which is equal to that of “normal high-purity aluminum”. In case of self-contamination dose rate is 12.2 ~ 12.0n
Gy / h, and the self-contamination dose rate in the case of "highly purified aluminum" is 2.6 to 2.4 nGy / h. The value calculated from the "β-ray count number" and the value calculated from the "unit number" are in good agreement, and the self-contamination dose rate for "high-purity treated aluminum" is "normal high-purity aluminum". It is significantly lower than the self-contamination dose rate.

【0044】以上の結果から明らかなように、アルミ素
材の段階において、「β線のカウント数」または「 238
U等の濃度」を測定すれば、その結果によって、作製さ
れるアルミ製電離箱の自己汚染線量率が推定できるの
で、この自己汚染線量率の上限値を設定することによっ
て、「β線のカウント数」、または「 238U等の濃度」
の測定結果から算出される「単位数」、に上限値を設け
ることができ、アルミ素材の採用可否を決定することが
できる。
As is clear from the above results, when the aluminum material is used, the "β-ray count number" or " 238
If the “concentration of U etc.” is measured, the self-contamination dose rate of the aluminum ionization chamber to be manufactured can be estimated from the result, so by setting the upper limit of this self-contamination dose rate, Number "or" concentration of 238 U etc. "
It is possible to set an upper limit value on the “number of units” calculated from the measurement result, and it is possible to determine whether or not to adopt the aluminum material.

【0045】外側電極11及びカバー14による自己汚染線
量率の上限値を電離箱の最小測定値である10nGy/h以
下とするためには、「β線のカウント数」は812 カウン
ト/10h以下となり、アルミ中に含まれる 238U、 232
Th及び39Kの濃度は、 238Uの1ppm を1.05単位、 232
Th の1ppm を0.30単位、39Kの1ppm を3.0 ×10-5
位として、3核種の濃度の合計を 2.54 〜2.59単位以下
とする濃度になる。したがって、幾らかの余裕をもたせ
て自己汚染線量率を10nGy/h以下とするためには、
「β線のカウント数」を800 カウント/10h以下とする
か、前記「単位数」を2.5 単位以下とすることが望まし
い。
In order to set the upper limit of the self-contamination dose rate by the outer electrode 11 and the cover 14 to 10 nGy / h or less, which is the minimum measurement value of the ionization chamber, the "β ray count number" is 812 counts / 10 h or less. , 238 U contained in aluminum, 232
The concentration of Th and 39 K is 1.05 unit of 1 ppm of 238 U, 232
With 1 ppm of Th as 0.30 unit and 1 ppm of 39 K as 3.0 × 10 -5 units, the total concentration of the three nuclides will be 2.54 to 2.59 units or less. Therefore, in order to keep the self-pollution dose rate below 10 nGy / h with some allowance,
It is desirable that the "β-ray count number" be 800 counts / 10 hours or less, or that the "unit number" be 2.5 units or less.

【0046】当然のことながら、上限値を更に小さくす
る場合には、それに比例させて「β線のカウント数」ま
たは「3核種の濃度に相当する単位数」を小さくすれば
よく、自己汚染線量率をSnGy/h以下とするために
は、「β線のカウント数」を80Sカウント/10h以下と
するか、前記「単位数」を0.25S単位以下とすればよ
い。
As a matter of course, when the upper limit value is further reduced, the “β-ray count number” or the “unit number equivalent to the concentration of three nuclides” may be reduced in proportion to it, and the self-contamination dose In order to set the rate to SnGy / h or less, the "β ray count number" may be set to 80 S count / 10 h or less, or the "unit number" may be set to 0.25 S unit or less.

【0047】なお、この発明は、アルミ製電離箱に限定
しているが、アルミ以外の材料で外側電極及びカバーを
作製する場合においても、同様の考え方によって、その
材料の採用可否を判定することができることは明らかで
あろう。
Although the present invention is limited to the ionization chamber made of aluminum, even when the outer electrode and the cover are made of a material other than aluminum, the applicability of the material is determined by the same idea. It will be clear that this can be done.

【0048】[0048]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、アルミ製電離
箱において、外側電極及びカバーによる自己汚染線量率
(以下では単に自己汚染線量率という)をSnGy/h以
下とするために、外側電極及びカバーを作製するアルミ
素材を、それから放射されるβ線のカウント数が80Sカ
ウント/10h以下であるアルミ素材としているので、
「発明の実施の形態」の項で説明したように、アルミ製
電離箱の自己汚染線量率を所望値以下に制御することが
できる。例えば、S=10とすれば、アルミ製電離箱の自
己汚染線量率を電離箱の最小測定値である10nGy/hよ
り小さくすることができる。
According to the invention of claim 1, in the ionization chamber made of aluminum, in order to keep the self-contamination dose rate (hereinafter referred to simply as the self-contamination dose rate) by the outer electrode and the cover below SnGy / h, Since the aluminum material that makes up the electrodes and cover is the aluminum material that has a count of β rays emitted from it of 80S count / 10h or less,
As described in the section of "Embodiment of the Invention", the self-contamination dose rate of the aluminum ionization chamber can be controlled to a desired value or less. For example, if S = 10, the self-contamination dose rate of the aluminum ionization chamber can be made smaller than the minimum measurement value of 10 nGy / h of the ionization chamber.

【0049】請求項2の発明によれば、アルミ製電離箱
において、自己汚染線量率をSnGy/h以下とするため
に、外側電極及びカバーを作製するアルミ素材を、その
中に含まれる 238U、 232Th及び39Kの濃度によって、
238Uの1ppm を1.05単位、232Th の1ppm を0.30単
位、39Kの1ppm を3.0 ×10-5単位として、3核種の濃
度の合計が0.25S単位以下になるアルミ素材としている
ので、「発明の実施の形態」の項で説明したように、ア
ルミ製電離箱の自己汚染線量率を所望値以下に制御する
ことができる。例えば、S=10とすれば、アルミ製電離
箱の自己汚染線量率を電離箱の最小測定値である10nGy
/hより小さくできる。
According to the second aspect of the present invention, in the aluminum ionization chamber, in order to make the self-contamination dose rate SnGy / h or less, the aluminum material for forming the outer electrode and the cover is included in the aluminum material 238 U. , 232 Th and 39 K concentration,
Since 1 ppm of 238 U is 1.05 units, 1 ppm of 232 Th is 0.30 units, and 1 ppm of 39 K is 3.0 × 10 -5 units, the total concentration of three nuclides is 0.25 S units or less. As described in the section "Embodiment", the self-contamination dose rate of the aluminum ionization chamber can be controlled to be equal to or lower than a desired value. For example, if S = 10, the self-contamination dose rate of the aluminum ionization chamber is 10 nGy which is the minimum measurement value of the ionization chamber.
/ H can be made smaller.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】球形の電離箱の構成を示す部分断面正面図FIG. 1 is a partial sectional front view showing the configuration of a spherical ionization chamber.

【図2】従来技術によるアルミ製電離箱の電極構造を示
す部分断面図
FIG. 2 is a partial sectional view showing an electrode structure of an aluminum ionization chamber according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電離箱検出器 11 外側電極 12 中央電極 13 封入気体 14 カバー 1a アルミ製電離箱検出器 11a アルミ製外側電極 111 遮蔽層 13a 封入気体 14a アルミ製カバー 1 Ionization chamber detector 11 Outer electrode 12 Center electrode 13 Filled gas 14 Cover 1a Aluminum ionization chamber detector 11a Aluminum outer electrode 111 Shielding layer 13a Filled gas 14a Aluminum cover

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G088 EE09 FF02 FF04 GG01 JJ01 JJ09 JJ31 JJ37 LL02 LL06 5C038 DD03 DD04    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2G088 EE09 FF02 FF04 GG01 JJ01                       JJ09 JJ31 JJ37 LL02 LL06                 5C038 DD03 DD04

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】中心部にある中央電極と、中央電極の外側
を囲む外側電極と、外側電極の外側を覆うカバーとが、
それらの下部において相互に電気的に絶縁されて保持部
材に保持され、外側電極と保持部材とで密閉容器が形成
され、その密閉容器内には加圧されたガスが封入されて
いる電離箱検出器であって、 外側電極及びカバーをアルミで作製し、 外側電極及びカバーによる自己汚染線量率を10nGy/h
以下の所定値SnGy/hより小さくするために、前記ア
ルミ素材を、これから放射される20keV以上のβ線のカ
ウント数が80Sカウント/10h以下である素材とする、 ことを特徴とする電離箱検出器。
1. A central electrode in the center, an outer electrode surrounding the outer side of the central electrode, and a cover for covering the outer side of the outer electrode,
Ionization chamber detection in which a sealed container is formed by the outer electrode and the holding member, which are electrically insulated from each other in their lower part and are held by a holding member, and in which the pressurized gas is enclosed. The outer electrode and the cover are made of aluminum, and the self-contamination dose rate by the outer electrode and the cover is 10 nGy / h.
In order to make the aluminum material smaller than the following predetermined value SnGy / h, the aluminum material is a material whose counted number of β rays emitted from 20 keV or more is 80S count / 10h or less. vessel.
【請求項2】中心部にある中央電極と、中央電極の外側
を囲む外側電極と、外側電極の外側を覆うカバーとが、
それらの下部において相互に電気的に絶縁されて保持部
材に保持され、外側電極と保持部材とで密閉容器が形成
され、その密閉容器内には加圧されたガスが封入されて
いる電離箱検出器であって、 外側電極及びカバーをアルミで作製し、 外側電極及びカバーによる自己汚染線量率を10nGy/h
以下の所定値SnGy/hより小さくするために、前記ア
ルミ素材を、この中に含まれる 238U、 232Th 及び39
Kの濃度によって、 238Uの1ppm を1.05単位、 232
h の1ppm を0.30単位、39Kの1ppm を3.0 ×10-5単位
として、3核種の濃度の合計が0.25S単位以下になる素
材とする、 ことを特徴とする電離箱検出器。
2. A central electrode at the center, an outer electrode surrounding the outer side of the central electrode, and a cover for covering the outer side of the outer electrode,
Ionization chamber detection in which a sealed container is formed by the outer electrode and the holding member, which are electrically insulated from each other in their lower part and are held by a holding member, and in which the pressurized gas is enclosed. The outer electrode and the cover are made of aluminum, and the self-contamination dose rate by the outer electrode and the cover is 10 nGy / h.
In order to make it smaller than the following predetermined value SnGy / h, the above-mentioned aluminum material is included in this, 238 U, 232 Th and 39
Depending on the concentration of K, 1 ppm of 238 U is 1.05 units, 232 T
An ionization chamber detector characterized in that 1 ppm of h is 0.30 unit and 1 ppm of 39 K is 3.0 × 10 -5 unit, and the total concentration of three nuclides is 0.25 S unit or less.
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