JP2012083152A - Method for measuring radioactivity using ultra-low temperature micro-calorimeter, method for measuring biomass degree, method for measuring neutron fluence, and method for absolute measurement of radioactivity - Google Patents

Method for measuring radioactivity using ultra-low temperature micro-calorimeter, method for measuring biomass degree, method for measuring neutron fluence, and method for absolute measurement of radioactivity Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly precise method for measuring radioactivity of a sample with the thickness of several tens μm-cm order using an ultra-low temperature micro-calorimeter with high detection efficiency and a low background.SOLUTION: A radiation absorption layer comprising a radiation absorbing material is layered on a radiation generating measurement sample or the radiation absorbing material is mixed to the radiation generating measurement sample to form a structure capable of applying a part or the whole of the energy of radiation emitted from the measurement sample to the inside of the measurement sample. The radiation generating sample 100 comprising the radiation absorption layer or including the radiation absorbing material in the interior is brought into thermal contact with the ultra-low temperature micro-calorimeter or a radiation absorber 112 of the ultra-low temperature micro-calorimeter with the absorber, so that, when radionuclide in the measurement sample decays, a part or the whole of the radiation energy emitted at an extremely high probability is transmitted, as heat, to the radiation absorber 112 coming into thermal contact with the ultra-low micro-calorimeter and the ultra-low micro-calorimeter.

Description

本発明は極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法に係り、特にバイオマス度測定、中性子フルエンス測定、放射能絶対測定に応用可能な放射線計測技術に関する。   The present invention relates to a radioactivity measurement method using a cryogenic microcalorimeter, and more particularly to a radiation measurement technique applicable to biomass degree measurement, neutron fluence measurement, and radioactivity absolute measurement.

地球温暖化抑制を目的とした二酸化炭素排出削減のため、石油等の化石燃料を原料とせず、現代の大気中の二酸化炭素を、植物の光合成により固定化して生産された、バイオプラスチック、バイオ燃料などのバイオマス由来製品の利用が進展しているが、バイオマス由来製品の信頼性を確保するため、製品が現在のバイオマス由来なのか、石油等の化石燃料由来なのかを識別し、更に、混合されて生産される製品についてはバイオマス原料の使用割合を測定する方法が必要となっている。   Bioplastics and biofuels produced by immobilizing carbon dioxide in the modern atmosphere by photosynthesis of plants without using fossil fuels such as oil to reduce carbon dioxide emissions for the purpose of suppressing global warming In order to ensure the reliability of biomass-derived products, it is identified whether the products are derived from current biomass or fossil fuels such as petroleum, and further mixed. For products produced in this way, a method for measuring the proportion of biomass raw material used is required.

天然の放射性炭素14は宇宙線起源であり、高層大気中で窒素と中性子等の放射線が相互作用して生成される。従って、宇宙線の影響を受けにくい石油等の化石燃料では、半減期5730年の炭素14が壊変し尽くして殆んど含まれていないのに対して、大気中の二酸化炭素や、それを吸収したバイオマス由来物質には炭素14が含まれているので、製品中の炭素14の存在量を測定して、製品中のバイオマス由来物質の割合を算出することが現在行われている(非特許文献1参照)。   Natural radioactive carbon 14 originates from cosmic rays, and is generated by interaction of radiation such as nitrogen and neutrons in the upper atmosphere. Therefore, fossil fuels such as petroleum that are not easily affected by cosmic rays contain almost no carbon 14 with a half-life of 5730, but absorb carbon dioxide in the atmosphere and absorb it. Since the biomass-derived material contains carbon 14, the amount of carbon 14 in the product is measured to calculate the ratio of the biomass-derived material in the product (Non-Patent Document). 1).

製品中のバイオマス由来の炭素14を測定する方法としては、液体シンチレーションカウンタ(LSC)を用いる方法と、加速器質量分析装置(AMS)を用いる方法がある。液体シンチレーションカウンタは、炭素14を含む液体試料を液体シンチレータと混合し、炭素14から放出されるβ線のエネルギーを液体シンチレータで光に変換し、光検出器によってこの光を検出することにより炭素14のβ線を測定する装置である。加速器質量分析法は、測定対象試料中の炭素をグラファイトに精製し、グラファイト試料の一部を原子レベルで蒸発させ、イオンとなった原子を加速することで、質量分析を行って、炭素14の原子数を直接数える方法である。   As a method for measuring carbon 14 derived from biomass in a product, there are a method using a liquid scintillation counter (LSC) and a method using an accelerator mass spectrometer (AMS). The liquid scintillation counter mixes a liquid sample containing carbon 14 with a liquid scintillator, converts β-ray energy emitted from the carbon 14 into light with the liquid scintillator, and detects the light with a photodetector to detect carbon 14. This is a device for measuring β-rays. In the accelerator mass spectrometry, carbon in a sample to be measured is purified to graphite, a part of the graphite sample is evaporated at an atomic level, and the atoms that have become ions are accelerated to perform mass analysis. This is a method of directly counting the number of atoms.

また、近年特に医療用に多数導入されている加速器の漏洩中性子による、患者や医療従事者の医療被曝の評価、低減化が求められており、正確な熱中性子フルエンスの評価が必要となっている。熱中性子フルエンスを測定する方法として、放射化箔法がある。これは、金箔など、金属箔等を熱中性子に曝し、熱中性子による放射化で生じた放射能を、4πβ−γ同時測定装置、Ge半導体検出器等で測定し、この放射能から熱中性子フルエンスを求める方法である(非特許文献2参照)。   In addition, there is a need to evaluate and reduce the medical exposure of patients and medical workers due to leaked neutrons of accelerators that have been introduced for medical use in recent years, and accurate thermal neutron fluence evaluation is required. . As a method for measuring thermal neutron fluence, there is an activated foil method. This is because gold foil and other metal foils are exposed to thermal neutrons, and the radioactivity generated by thermal neutron activation is measured with a 4πβ-γ simultaneous measurement device, Ge semiconductor detector, etc. (See Non-Patent Document 2).

また、放射能絶対測定法として、4πβ−γ同時測定法が主に用いられている。これは、線源から放出されるβ線を、比例計数管やプラスチックシンチレータ、或いは液体シンチレーション測定器等のβカウンターで測定すると同時に、線源から放出されるγ線を、NaIシンチレータやGe半導体検出器等のγカウンターで測定し、β線の計数率、γ線の計数率、β線とγ線の同時計数率を用いて測定している(非特許文献3参照)。ここで、β線の代わりに、α線、オージェ電子、特性X線であっても、絶対測定が可能である。   Further, the 4πβ-γ simultaneous measurement method is mainly used as the radioactivity absolute measurement method. This is because β-rays emitted from a radiation source are measured with a β counter such as a proportional counter, a plastic scintillator, or a liquid scintillation measuring device, and at the same time, γ-rays emitted from the radiation source are detected by a NaI scintillator or Ge semiconductor. It is measured using a γ counter such as a vessel, and is measured using a β ray count rate, a γ ray count rate, and a β ray and γ ray coincidence rate (see Non-Patent Document 3). Here, absolute measurement is possible even with α rays, Auger electrons, and characteristic X rays instead of β rays.

一方、極低温マイクロカロリーメータには、放射線吸収体に放射線が入射すると、放射線のエネルギーが熱に変換され、検出器の温度が上昇し、超伝導体の抵抗値が変化することを利用して、放射線を検出する超伝導転移端検出器と呼ばれる超伝導放射線検出器(特許文献1、2参照)或いは、温度上昇を磁化の変化として読み出す、磁気カロリーメータ(非特許文献4)、或いはサーミスタを用いた検出器等がある。主にX線やガンマ線など光子である放射線に対する検出器として用いられてきている(特許文献4、5参照)。またα線やβ線等の粒子に対する検出器としても用いられはじめている(非特許文献4参照)。   On the other hand, the cryogenic calorimeter uses the fact that when radiation is incident on the radiation absorber, the energy of the radiation is converted into heat, the temperature of the detector rises, and the resistance value of the superconductor changes. A superconducting radiation detector (refer to Patent Documents 1 and 2) called a superconducting transition edge detector for detecting radiation, or a magnetic calorimeter (Non-patent Document 4) or a thermistor that reads a temperature rise as a change in magnetization. There are detectors used. It has been used mainly as a detector for radiation that is a photon such as X-rays and gamma rays (see Patent Documents 4 and 5). Moreover, it is beginning to be used as a detector for particles such as α rays and β rays (see Non-Patent Document 4).

極低温マイクロカロリーメータにて、放射線を検出するにあたっては、放射線検出装置外部より放射線を照射し、極低温マイクロカロリーメータそのもの或いは吸収体に放射線が入射することよる温度上昇事象、或いは、吸収体中に放射線源を密封し、吸収体に放射線エネルギーが付与されることによる温度上昇事象を利用する方法がある。極低温マイクロカロリーメータで放射能を測定する場合、放射線を効率よく吸収するため、金属板を2枚用い、1枚の金属板上に、放射性溶液を滴下し乾燥させ、その上に、もう一枚の金属板を被せて吸収体として、極低温マイクロカロリーメータに熱的に接続している。他の検出器では実現できない高い検出効率、低いバックグランドが実現されている(非特許文献4参照)。   When detecting radiation with a cryogenic microcalorimeter, radiation is irradiated from the outside of the radiation detection device and the temperature rises due to radiation entering the cryogenic microcalorimeter itself or the absorber, or in the absorber There is a method in which a radiation source is sealed and a temperature rise event due to radiation energy applied to the absorber is utilized. When measuring radioactivity with a cryogenic microcalorimeter, in order to absorb radiation efficiently, two metal plates are used, a radioactive solution is dropped on one metal plate and dried, and then another A sheet of metal plate is covered and is thermally connected to the cryogenic microcalorimeter as an absorber. A high detection efficiency and a low background that cannot be realized by other detectors are realized (see Non-Patent Document 4).

特開2001−289954号公報JP 2001-289954 A 特開2005−3411号公報JP-A-2005-3411

国岡正雄、加速器質量分析によるバイオマス炭素14の含有率の測定方法、RADIOISOTOPES、58、767-799、2009Masao Kunioka, Measurement method of biomass carbon 14 content by accelerator mass spectrometry, RADIOISOTOPES, 58, 767-799, 2009 GRENN F. KNOLL、(木村逸郎、阪井英次訳)放射線計測ハンドブック第2版、日刊工業新聞社、1982GRENN F. KNOLL (translated by Ichiro Kimura and Eiji Sakai) Radiation Measurement Handbook 2nd Edition, Nikkan Kogyo Shimbun, 1982 Particle Counting in Radioactivity Measurement, ICRU REPORT 52, 1994Particle Counting in Radioactivity Measurement, ICRU REPORT 52, 1994 M. Loidl, et al. First measurement of the beta spectrum of 241Pu with a cryogenic detector, Applied Radiation and Isotopes, 68, 1454-1458, 2010M. Loidl, et al. First measurement of the beta spectrum of 241Pu with a cryogenic detector, Applied Radiation and Isotopes, 68, 1454-1458, 2010

バイオマス度測定において、液体シンチレーションカウンタは、(1)液体試料しか測定できない、(2)バイオ燃料など着色された試料は、着色物質により光が吸収されてしまうクエンチングのため検出効率が低く、精度よく測定することが難しい等の問題がある。また、(3)バイオマス炭素に含まれる炭素14の存在量が極微量であるため、バックグランド計数率と同等かそれ以下程度の炭素14の計数率を得ることしかできず、測定精度を向上することは困難である。   In measuring the degree of biomass, the liquid scintillation counter can measure only (1) liquid samples, and (2) colored samples such as biofuels have low detection efficiency due to quenching in which light is absorbed by colored substances, and accuracy There are problems such as difficult to measure well. Further, (3) since the abundance of carbon 14 contained in biomass carbon is extremely small, it is only possible to obtain a carbon 14 count rate that is equal to or less than the background count rate, thereby improving measurement accuracy. It is difficult.

加速器質量分析法は、微量な炭素14を精度よく測定できるが、加速器質量分析装置の導入には、施設整備を含め50億円以上必要であり、一般的な分析施設への導入、膨大な数の広汎な測定試料への対応は困難である。さらに、加速器質量分析を行うためには、試料を化学的に精製してグラファイトにしなければならず、前処理も煩雑である。   Accelerator mass spectrometry can accurately measure a small amount of carbon 14, but the introduction of an accelerator mass spectrometer requires more than 5 billion yen including facility development. It is difficult to deal with a wide range of measurement samples. Furthermore, in order to perform accelerator mass spectrometry, the sample must be chemically purified to graphite, and the pretreatment is complicated.

放射化箔法による熱中性子フルエンス測定においては、金箔による放射線の自己吸収のため、検出効率が低く、精度よく放射能を測定し、熱中性子フルエンスを求めることは難しかった。   In the thermal neutron fluence measurement by the activation foil method, the detection efficiency is low due to the self-absorption of radiation by the gold foil, and it is difficult to measure the radioactivity accurately and obtain the thermal neutron fluence.

4πβ−γ同時測定に関しては、βカウンターの検出効率が核種により30%から90%程度に留まるとともに、βカウンターで転換電子やγ線も検出してしまい、これらの補正が測定精度を悪化させていた。   For 4πβ-γ simultaneous measurement, the detection efficiency of the β counter is limited to about 30% to 90% depending on the nuclide, and conversion electrons and γ rays are also detected by the β counter, and these corrections deteriorate the measurement accuracy. It was.

一方、従来の極低温マイクロカロリーメータによる放射能測定は、ほとんど厚みの無い放射線源のみについて適用可能であり、前記バイオマス度測定用試料等のように、数十μm〜cmオーダーの厚みを持つ試料については、放射能を測定することはできなかった。また、ひとつの極低温マイクロカロリーメータのみを用いた測定であったので、同時測定による放射能絶対測定を行うことはできなかった。   On the other hand, the radioactivity measurement by a conventional cryogenic microcalorimeter can be applied only to a radiation source having almost no thickness, and a sample having a thickness on the order of several tens of μm to cm, such as the sample for measuring the degree of biomass. As for, radioactivity could not be measured. Moreover, since it was the measurement using only one cryogenic microcalorimeter, the absolute radioactivity measurement by simultaneous measurement was not able to be performed.

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、極低温マイクロカロリーメータの持つ特性、即ち、他の検出器では実現できない高い検出効率、低いバックグランドを活用するとともに、測定試料を極低温マイクロカロリーメータによる測定に適した構造に加工することにより、放射線の検出効率を向上させ、測定試料の熱伝導特性を向上させることで、精度のよい放射能測定を、数十μm〜cmオーダーの厚みを持つ試料に対して行えるようにすることを第一の課題とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and utilizes the characteristics of the cryogenic microcalorimeter, that is, the high detection efficiency and low background that cannot be realized by other detectors, and the measurement sample. Is processed into a structure suitable for measurement with a cryogenic microcalorimeter, thereby improving the radiation detection efficiency and improving the heat conduction characteristics of the measurement sample. The first problem is to be able to perform on a sample having a thickness of cm order.

これにより、バイオマス度の測定において、非常に低いバックグランドで効率よく炭素14由来のβ線の測定を行うことで、加速器質量分析法に匹敵する測定精度で、かつ、加速器質量分析装置の百分の一以下での導入価格で、バイオマス度の測定を行えるようにすることを第二の課題とする。   Thereby, in the measurement of the biomass degree, the β-ray derived from carbon 14 is efficiently measured with a very low background, so that the measurement accuracy is comparable to that of the accelerator mass spectrometry and the percentage of the accelerator mass spectrometer is 100%. The second task is to enable measurement of the degree of biomass at an introduction price of 1 or less.

さらに、熱中性子により放射化した金属箔等の放射化物より放出される放射線を、他の放射線検出器では実現できない高い検出効率で測定することにより、精度よく熱中性子フルエンスを測定できるようにすることを第三の課題とする。   Furthermore, by measuring the radiation emitted from radioactive materials such as metal foil activated by thermal neutrons with high detection efficiency that cannot be achieved by other radiation detectors, it will be possible to accurately measure thermal neutron fluence. Is the third issue.

また、α線やβ線、オージェ電子等粒子或いは特性X線を、他の検出器では実現できない高い検出効率で検出し、同時にγ線を検出することにより、他の放射能絶対測定装置では実現できない測定精度で、放射能絶対測定を行えるようにすることを第四の課題とする。   In addition, it is possible to detect alpha rays, beta rays, particles such as Auger electrons, or characteristic X-rays with high detection efficiency that cannot be realized with other detectors, and simultaneously detect γ rays, so that it can be realized with other radioactivity absolute measurement devices. A fourth problem is to enable absolute radioactivity measurement with inaccurate measurement accuracy.

放射線の発生がある試料に、放射線吸収材でなる放射線吸収層を成層したり、放射線吸収材を混合したりして、測定試料より放出される放射線のエネルギーの一部または全部を測定試料中に付与できる構造を形成する。放射線吸収層があったり、内部に放射線吸収材が含まれたりする放射線発生試料を極低温マイクロカロリーメータまたは、吸収体付極低温マイクロカロリーメータの放射線吸収体に熱的に接触させることで、測定試料中の放射性核種が崩壊したときに、非常に高い確率で、放出される放射線のエネルギーの一部または全部を、極低温マイクロカロリーメータに、熱として、伝熱させることができる。これにより、α線やβ線、オージェ電子、転換電子等粒子を非常に高い効率で検出することができる。また、γ線検出用極低温マイクロカロリーメータなどのγ線検出器を増設することにより、同時計数を可能とすることで、放射能絶対測定も可能にできる。   A sample with radiation generation is layered with a radiation absorbing layer made of a radiation absorbing material or mixed with a radiation absorbing material, so that part or all of the radiation energy emitted from the measuring sample is contained in the measuring sample. Form a structure that can be imparted. Measurements are made by bringing a radiation-generating sample with a radiation-absorbing layer or containing a radiation-absorbing material inside into contact with the radiation absorber of the cryogenic microcalorimeter or the cryogenic microcalorimeter with absorber. When the radionuclide in the sample decays, some or all of the energy of the emitted radiation can be transferred to the cryogenic microcalorimeter as heat with very high probability. Thereby, particles such as α rays, β rays, Auger electrons, conversion electrons, etc. can be detected with very high efficiency. In addition, by adding a gamma ray detector such as a cryogenic microcalorimeter for gamma ray detection, it is possible to perform absolute radioactivity measurement by enabling simultaneous counting.

ここで、前記放射線吸収材を、金属元素含有溶液、非金属元素含有溶液、金属元素含有ペースト、非金属元素含有ペースト、金属元素含有粉末、非金属元素含有粉末、金属元素含有フィルム、非金属元素含有フィルム、金属箔のいずれかとすることができる。   Here, the radiation absorbing material is a metal element-containing solution, a non-metal element-containing solution, a metal element-containing paste, a non-metal element-containing paste, a metal element-containing powder, a non-metal element-containing powder, a metal element-containing film, or a non-metal element. It can be either a contained film or a metal foil.

又、前記放射線吸収材を、接着剤とすることができる。   Further, the radiation absorbing material can be an adhesive.

ここで、金属元素含有溶液、非金属元素含有溶液、金属元素含有ペースト、非金属元素含有ペースト、金属元素含有粉末、非金属元素含有粉末のいずれかでなる前記放射線吸収材を、乾燥または焼結により、成層または固化することができる。   Here, the radiation absorbing material comprising any one of a metal element-containing solution, a non-metal element-containing solution, a metal element-containing paste, a non-metal element-containing paste, a metal element-containing powder, and a non-metal element-containing powder is dried or sintered. Can be stratified or solidified.

又、前記放射線吸収材を、金属元素または非金属元素とし、これを蒸着により成層することができる。   Further, the radiation absorbing material may be a metal element or a non-metal element, which can be stratified by vapor deposition.

又、前記放射線吸収材を、金属元素を含むフィルム、非金属元素を含むフィルムまたは金属箔とし、これを固形試料の表面に貼り付けたり、融着させることにより成層することができる。   Further, the radiation absorbing material may be a film containing a metal element, a film containing a non-metal element, or a metal foil, and may be laminated by sticking or fusing it to the surface of a solid sample.

又、前記放射線吸収材を、金属元素を含むフィルム、非金属元素を含むフィルムまたは金属箔とし、これにより容器を形成し、その中に粉末試料を入れて、溶融することにより成層することができる。   The radiation absorbing material may be a film containing a metal element, a film containing a non-metal element, or a metal foil, whereby a container is formed, and a powder sample is placed therein and melted to form a layer. .

又、前記放射線吸収材を樹脂材とすることができる。   The radiation absorbing material can be a resin material.

又、前記放射線吸収材を、銀或いは銀を含む溶液或いは銀を含むペースト或いは銀を含むフィルム或いは銀箔とすることができる。   The radiation absorbing material may be silver, a solution containing silver, a paste containing silver, a film containing silver, or a silver foil.

又、前記放射線吸収材を、金或いは金を含む溶液或いは金を含むペースト或いは金を含むフィルム或いは金箔とすることができる。   The radiation absorbing material may be gold, a solution containing gold, a paste containing gold, a film containing gold, or a gold foil.

又、前記放射線吸収材を、銅或いは銅を含む溶液或いは銅を含むペースト或いは銅を含むフィルム或いは銅箔とすることができる。   The radiation absorbing material may be copper, a solution containing copper, a paste containing copper, a film containing copper, or a copper foil.

又、前記放射線吸収材を、ニッケル或いはニッケルを含む溶液或いはニッケルを含むペースト或いはニッケルを含むフィルム或いはニッケル箔とすることができる。   The radiation absorbing material may be nickel, a solution containing nickel, a paste containing nickel, a film containing nickel, or a nickel foil.

又、前記放射線吸収材を、炭素或いは炭素を含む溶液あるいは炭素を含むペースト或いは炭素を含むフィルムとすることができる。   The radiation absorbing material may be carbon, a solution containing carbon, a paste containing carbon, or a film containing carbon.

又、前記放射線吸収材を、ポリビニルアルコールを含む材料とすることができる。   The radiation absorbing material can be a material containing polyvinyl alcohol.

又、前記放射線吸収材を、アルファシアノアクリレートを含む材料とすることができる。   The radiation absorbing material can be a material containing alpha cyanoacrylate.

又、前記放射線吸収材を、導電性インクとすることができる。   The radiation absorbing material can be a conductive ink.

本発明は、又、前記極低温マイクロカロリーメータを超伝導放射線検出器とすることができる。   In the present invention, the cryogenic microcalorimeter can be a superconducting radiation detector.

又、前記極低温マイクロカロリーメータを磁気カロリーメータとすることができる。   The cryogenic microcalorimeter can be a magnetic calorimeter.

又、前記極低温マイクロカロリーメータをサーミスタを用いた放射線検出器とすることができる。   The cryogenic microcalorimeter can be a radiation detector using a thermistor.

本発明は、又、前記いずれかに記載の方法により、炭素14由来のβ線を測定することを特徴とするバイオマス度測定方法を提供するものである。   The present invention also provides a biomass degree measuring method characterized by measuring β-rays derived from carbon 14 by any one of the methods described above.

又、前記いずれかに記載の方法により、熱中性子により放射化した放射化物から放出される放射線を測定することを特徴とする中性子フルエンス測定方法を提供するものである。   Moreover, the neutron fluence measurement method characterized by measuring the radiation emitted from the radioactive material activated by the thermal neutron by any one of the methods described above.

又、前記いずれかに記載の方法により、α線やβ線、オージェ電子等粒子或いは特性X線を検出し、同時にγ線を検出することを特徴とする放射能絶対測定方法を提供するものである。   In addition, it provides a method for absolute measurement of radioactivity characterized by detecting particles such as α rays, β rays, Auger electrons, or characteristic X-rays and simultaneously detecting γ rays by any one of the methods described above. is there.

本発明により、数十μmから数cmの厚みを持つ、自己吸収の大きな試料に対して、従来手法では実現が不可能であった高い検出効率で、放射能の測定が行えるようになる。   According to the present invention, it is possible to measure radioactivity with a high detection efficiency that cannot be realized by a conventional method, on a sample having a thickness of several tens of μm to several cm and having a large self-absorption.

バイオマス度の測定において、非常に低いバックグランド、高検出効率で炭素14由来のβ線の測定を行うことで、加速器質量分析法に匹敵する測定精度の測定が行える。安価で且つ高精度の測定が可能な測定装置が普及することにより、製品がバイオマス由来であることを担保することができる。これにより、地球温暖化の抑制、生活の安全・安心に貢献することができる。   In measuring the degree of biomass, measurement of β-rays derived from carbon 14 with a very low background and high detection efficiency enables measurement accuracy comparable to that of accelerator mass spectrometry. The spread of inexpensive and high-precision measurement devices can ensure that the product is derived from biomass. Thereby, it can contribute to the suppression of global warming and the safety and security of life.

また、熱中性子により放射化した金属箔等の放射化物より放出される放射線を、他の放射線検出器では実現できない高い検出効率で測定することにより、精度よく熱中性子フルエンスを測定できるようになる。これにより、近年特に医療用に多数導入されている加速器の漏洩中性子のフルエンスの施設内分布を、より精密に測定できるようになり、患者や医療従事者の医療被曝の評価、低減化への基盤情報を精密に取得できるようになる。   Also, by measuring the radiation emitted from the radioactive material such as metal foil activated by thermal neutrons with high detection efficiency that cannot be realized by other radiation detectors, the thermal neutron fluence can be accurately measured. This makes it possible to more accurately measure the distribution of leaked neutron fluences in accelerators, which have been introduced for medical use in recent years, and provide a basis for evaluating and reducing the medical exposure of patients and healthcare professionals. It becomes possible to acquire information precisely.

また、α線やβ線、オージェ電子等粒子或いは特性X線を、他の検出器では実現できない高い検出効率で検出し、同時にγ線を検出することにより、他の放射能絶対測定装置では実現できない測定精度で、放射能絶対測定を行えるようになり、放射能測定の基盤技術を高度化し、新しい放射能標準器を確立することができる。   In addition, it is possible to detect alpha rays, beta rays, particles such as Auger electrons, or characteristic X-rays with high detection efficiency that cannot be realized with other detectors, and simultaneously detect γ rays, so that it can be realized with other radioactivity absolute measurement devices. It becomes possible to perform absolute radioactivity measurement with inaccurate measurement accuracy, so that the basic technology of radioactivity measurement can be advanced and a new radioactivity standard can be established.

本発明で用いる(a)放射線吸収層を表面に備えた試料、(b)内部に放射線吸収材を混合した試料、(c)内部に放射線吸収層を備えた試料、(d)放射線吸収層を表面に備え、内部に放射線吸収材を混合した試料の例を示す断面図(A) a sample provided with a radiation absorbing layer on the surface, (b) a sample mixed with a radiation absorbing material, (c) a sample provided with a radiation absorbing layer inside, (d) a radiation absorbing layer used in the present invention Sectional view showing an example of a sample prepared on the surface and mixed with radiation absorbing material inside 本発明により前記試料の放射能を測定するための、極低温マイクロカロリーメータを備えた放射能測定装置の実施形態のブロック図The block diagram of embodiment of the radioactivity measuring apparatus provided with the cryogenic microcalorimeter for measuring the radioactivity of the said sample by this invention 極低温マイクロカロリーメータの一例としての超伝導放射線検出器の基本的な構成例を示すブロック図Block diagram showing a basic configuration example of a superconducting radiation detector as an example of a cryogenic microcalorimeter 本発明により図1に示した試料の放射能を測定するための、極低温マイクロカロリーメータを備えた放射能絶対測定装置の実施形態のブロック図1 is a block diagram of an embodiment of an absolute radioactivity measuring apparatus equipped with a cryogenic microcalorimeter for measuring the radioactivity of the sample shown in FIG. 1 according to the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明により加工されて(a)表面、又は(c)内部に放射線吸収層102を備えたり、(b)内部に放射線吸収材104を混合したり、(d)放射線吸収層102を表面に備え、内部に放射線吸収材104を混合した試料100の断面図である。この試料100は、放射能を持ち、放射線を発生させる。   FIG. 1 shows a case where (a) a surface or (c) a radiation absorbing layer 102 is provided, (b) a radiation absorbing material 104 is mixed inside, or (d) a radiation absorbing layer 102 is processed according to the present invention. Is a cross-sectional view of a sample 100 in which a radiation absorbing material 104 is mixed. The sample 100 has radioactivity and generates radiation.

ここで、放射線の発生がある試料100に放射線吸収層102を形成したり、放射線吸収材104を混合するためには、以下のような方法を用いることができる。   Here, in order to form the radiation absorbing layer 102 on the sample 100 that generates radiation or to mix the radiation absorbing material 104, the following method can be used.

プラスチックやグラファイト等の固形試料の場合、ポリビニルアルコールやアルファシアノアクリレート等を含む接着剤を、試料全面に塗ることで放射線吸収層102が成層できる。或いは金属を表面に蒸着させることで、放射線吸収層102を成層できる。或いは、金属を含む溶液または金属を含むペーストを全面にスピンコート等の技法により塗ることで、成層できる。金属を含む導電性インクを試料前面にインクジェットプリンタ等を用いて塗布して乾燥させる、或いは焼結してもよい。或いは、フィルムや箔を試料の少なくとも一面に貼り付けて、場合によっては融着させてもよい。   In the case of a solid sample such as plastic or graphite, the radiation absorbing layer 102 can be formed by applying an adhesive containing polyvinyl alcohol, alpha cyanoacrylate, or the like over the entire surface of the sample. Alternatively, the radiation absorbing layer 102 can be formed by depositing metal on the surface. Alternatively, the layer can be formed by applying a solution containing metal or a paste containing metal to the entire surface by a technique such as spin coating. A conductive ink containing metal may be applied to the front surface of the sample using an ink jet printer and dried or sintered. Alternatively, a film or foil may be attached to at least one surface of the sample, and may be fused in some cases.

ダイヤモンド等の固形試料の場合、金属を表面に蒸着させることで、放射線吸収層102を成層できる。或いは、金属を含む溶液または金属を含むペーストを試料全面にスピンコート等の技法により塗布することで、成層できる。金属を含む導電性インクを試料前面にインクジェットプリンタ等を用いて塗布して、乾燥させる或いは、焼結してもよい。或いは、フィルムや箔を試料の少なくとも一面に貼り付けて、場合によっては融着させてもよい。   In the case of a solid sample such as diamond, the radiation absorbing layer 102 can be formed by depositing metal on the surface. Alternatively, the layer can be formed by applying a solution containing metal or a paste containing metal to the entire surface of the sample by a technique such as spin coating. A conductive ink containing metal may be applied to the front surface of the sample using an ink jet printer or the like, and dried or sintered. Alternatively, a film or foil may be attached to at least one surface of the sample, and may be fused in some cases.

プラスチックやグラファイト、ダイヤモンド等の粉末試料の場合、導電性インクや、バインダーに金属粉末が分散しているものを混合材として、粉末試料に混合し、乾燥させ、場合によっては焼結して、放射線吸収材104と混合した測定試料とすることができる。
粉末試料が溶融可能な場合、フィルムや箔により容器を形成して、その中に粉末試料を入れ、溶融させることにより、放射線吸収層102を成層した試料とすることもできる。或いは、フィルムや箔を層状に粉末試料の中に配置し、焼結などして放射線吸収層102を測定試料内部に備えることができる。さらに、これらの試料に、前記のような放射線吸収層102を成層してもよい。この際、試料に混合する放射線吸収材104と、放射線吸収層102を構成する放射線吸収材は、同じ物として、吸収剤の量を増やしたり、別の物として、異なる特性を持たせたりすることができる。試料内部の放射線吸収層102と、試料表面の放射線吸収層102についても同様である。
In the case of powder samples such as plastic, graphite, diamond, etc., conductive ink or a material in which a metal powder is dispersed in a binder is used as a mixture, mixed into the powder sample, dried, and optionally sintered, A measurement sample mixed with the absorbent 104 can be obtained.
In the case where the powder sample can be melted, it is possible to form a sample in which the radiation absorbing layer 102 is formed by forming a container with a film or foil, putting the powder sample therein, and melting it. Alternatively, the radiation absorbing layer 102 can be provided inside the measurement sample by arranging a film or foil in a layer form in the powder sample and sintering. Further, the radiation absorbing layer 102 as described above may be formed on these samples. At this time, the radiation absorbing material 104 to be mixed with the sample and the radiation absorbing material constituting the radiation absorbing layer 102 should be the same, increasing the amount of the absorbent, or having different characteristics as another. Can do. The same applies to the radiation absorbing layer 102 inside the sample and the radiation absorbing layer 102 on the sample surface.

金等の金属箔が試料の場合、金属を表面に蒸着させることで、放射線吸収層102を成層できる。或いは、金属を含む溶液または金属を含むペーストを全面にスピンコート等の技法により塗ることで、成層できる。金属を含む導電性インクを試料前面にインクジェットプリンタ等を用いて塗布して乾燥させる、或いは焼結してもよい。或いは、金属箔試料の少なくとも一面に、フィルムや箔を貼り付けたり、融着させたりしてもよい。   When a metal foil such as gold is a sample, the radiation absorbing layer 102 can be formed by depositing metal on the surface. Alternatively, the layer can be formed by applying a solution containing metal or a paste containing metal to the entire surface by a technique such as spin coating. A conductive ink containing metal may be applied to the front surface of the sample using an ink jet printer and dried or sintered. Alternatively, a film or foil may be attached or fused to at least one surface of the metal foil sample.

金属板上に放射性溶液を滴下し、乾燥させた試料の場合、この試料の上に、樹脂や導電性インク等放射線吸収体であり、試料を密封する材料を塗布することで、放射線吸収層102を成層できる。図2は、極低温マイクロカロリーメータによる放射線の発生がある試料の放射能測定についてのブロック図である。ここで、110は極低温マイクロカロリーメータ或いは吸収体付極低温マイクロカロリーメータ(以下極低温マイクロカロリーメータと称する)であり、放射線、特に粒子であるα線、β線、オージェ電子、転換電子等に対して感度を有する。特性X線に感度を持たせることもできる。この極低温マイクロカロリーメータ110は、試料100の放射線吸収層102又は試料100自体と熱的に接触している。   In the case of a sample in which a radioactive solution is dropped on a metal plate and dried, the radiation absorbing layer 102 is formed on the sample by applying a material that is a radiation absorber such as resin or conductive ink and seals the sample. Can be stratified. FIG. 2 is a block diagram for measuring radioactivity of a sample having radiation generated by a cryogenic microcalorimeter. Here, reference numeral 110 denotes a cryogenic microcalorimeter or a cryogenic microcalorimeter with an absorber (hereinafter referred to as a cryogenic microcalorimeter), which is radiation, particularly particles such as α rays, β rays, Auger electrons, conversion electrons, etc. Is sensitive to. Sensitivity can be imparted to characteristic X-rays. The cryogenic microcalorimeter 110 is in thermal contact with the radiation absorbing layer 102 of the sample 100 or the sample 100 itself.

前記極低温マイクロカロリーメータ110は、図3に超伝導放射線検出器でなる極低温マイクロカロリーメータの基本的構成例を示すが如く、放射線のエネルギーを吸収して熱に変換する吸収体112と、温度によって超伝導状態、常伝導状態、中間の転移状態の3状態を持つ超伝導転移端センサ(TES)114とが、熱槽118に熱的接触するように設置されることにより構成されてもよく、この場合、超伝導転移状態における急峻な温度−抵抗変化を利用することにより、放射線のエネルギーが電気信号に変換される。放射線が直接TES114に入射して、TES114内部で熱に変換して電気信号に変換されることもある。本法では、試料100中で、場合によっては吸収体112、TES114で放射線のエネルギーが熱に変換される。図2において、120は読み出し装置であり、極低温マイクロカロリーメータ110を駆動するとともに、極低温マイクロカロリーメータ110より出力される微弱な信号を読み出して、計数・制御装置140に放射線由来の信号を送る。130は冷凍機であり、極低温マイクロカロリーメータ110、読み出し装置120が動作できるよう、これらを低温に保つ。140は計数・制御装置であり、極低温マイクロカロリーメータ110、読み出し装置120を制御すると共に、読み出し装置120より送られた信号を計数する。150は計算機であり、計数・制御装置140、冷凍機130を制御するとともに、計数・制御装置140から計数値を取得する。160は表示器であり、制御や計数に関するデータを表示する。170は入力装置であり、計算機150にデータを入力するとともに計算機150を制御する。   The cryogenic microcalorimeter 110 has an absorber 112 that absorbs radiation energy and converts it into heat, as shown in FIG. 3 as a basic configuration example of a cryogenic microcalorimeter composed of a superconducting radiation detector, A superconducting transition edge sensor (TES) 114 having three states of a superconducting state, a normal conducting state, and an intermediate transition state depending on temperature may be configured so as to be in thermal contact with the heat bath 118. In this case, the energy of the radiation is converted into an electrical signal by utilizing a steep temperature-resistance change in the superconducting transition state. In some cases, the radiation is directly incident on the TES 114, converted into heat inside the TES 114, and converted into an electrical signal. In this method, in the sample 100, the energy of radiation is converted into heat by the absorber 112 and the TES 114 in some cases. In FIG. 2, reference numeral 120 denotes a reading device that drives the cryogenic microcalorimeter 110 and reads a weak signal output from the cryogenic microcalorimeter 110, and outputs a radiation-derived signal to the counting / control device 140. send. Reference numeral 130 denotes a refrigerator that keeps the cryogenic microcalorimeter 110 and the reading device 120 at a low temperature so that they can operate. Reference numeral 140 denotes a counting / control device that controls the cryogenic microcalorimeter 110 and the reading device 120 and counts signals sent from the reading device 120. A computer 150 controls the counting / control device 140 and the refrigerator 130 and acquires a count value from the counting / control device 140. Reference numeral 160 denotes a display that displays data related to control and counting. Reference numeral 170 denotes an input device that inputs data to the computer 150 and controls the computer 150.

試料中の放射性核種がα崩壊やβ崩壊、EC崩壊すると同時にγ線が放出される場合、γ線を検出する極低温マイクロカロリーメータ或いは、その他のγ線検出器115を増設することにより、放射能絶対測定装置を構成することができる。これを、図4に示す。   If the radionuclide in the sample undergoes alpha decay, beta decay, or EC decay and γ rays are emitted at the same time, radiation can be achieved by adding a cryogenic microcalorimeter or other gamma ray detector 115 that detects γ rays. An absolute measuring device can be configured. This is shown in FIG.

図4は極低温マイクロカロリーメータによる放射線の発生がある試料の放射能絶対測定についてのブロック図である。ここで、100は加工されて放射線吸収層102を備えたり放射線吸収材104と混合したりした試料であり、放射能を持ち、α崩壊やβ崩壊、EC崩壊をすると共にγ線を発生させる。110は極低温マイクロカロリーメータであり、放射線、特に粒子であるα線、β線、オージェ電子、転換電子に対して感度を有する。特性X線に感度を持たせることもできる。115は極低温マイクロカロリーメータ或いはその他のγ線検出器であり、特にγ線に対して感度を有する。前記極低温マイクロカロリーメータ110は、試料100と熱的に接触している。120及び125は読み出し装置であり、極低温マイクロカロリーメータ110、極低温マイクロカロリーメータ或いはその他のγ線検出器115を駆動するとともに、極低温マイクロカロリーメータ110、極低温マイクロカロリーメータ或いはその他のγ線検出器115より出力される微弱な信号を読み出して、計数・制御装置140に放射線由来の信号を送る。130は冷凍機であり、極低温マイクロカロリーメータ110、極低温マイクロカロリーメータ或いはその他のγ線検出器115、読み出し装置120、125が動作できるよう、これらを低温に保つ。140は計数・制御装置であり、極低温マイクロカロリーメータ110、極低温マイクロカロリーメータ或いはその他のγ線検出器115、読み出し装置120、125を制御すると共に、読み出し装置120、125より送られた信号を計数する。以下は図2と同じであり、150は計算機であり、計数・制御装置140、冷凍機130を制御するとともに、計数・制御装置140から計数値を取得する。160は表示器であり、制御や計数に関するデータを表示する。170は入力装置であり、計算機150にデータを入力するとともに計算機150を制御する。   FIG. 4 is a block diagram of absolute radioactivity measurement of a sample having radiation generated by a cryogenic microcalorimeter. Here, reference numeral 100 denotes a sample which is processed and provided with the radiation absorbing layer 102 or mixed with the radiation absorbing material 104, has radioactivity, and undergoes α decay, β decay, EC decay and generates γ rays. Reference numeral 110 denotes a cryogenic microcalorimeter, which has sensitivity to radiation, particularly particles such as α rays, β rays, Auger electrons, and conversion electrons. Sensitivity can be imparted to characteristic X-rays. Reference numeral 115 denotes a cryogenic microcalorimeter or other γ-ray detector, which is particularly sensitive to γ-rays. The cryogenic microcalorimeter 110 is in thermal contact with the sample 100. Reference numerals 120 and 125 denote readout devices that drive the cryogenic microcalorimeter 110, the cryogenic microcalorimeter, or other γ-ray detector 115, as well as the cryogenic microcalorimeter 110, the cryogenic microcalorimeter, or other γ. A weak signal output from the line detector 115 is read, and a radiation-derived signal is sent to the counting / control device 140. Reference numeral 130 denotes a refrigerator that keeps the cryogenic microcalorimeter 110, the cryogenic microcalorimeter or other γ-ray detector 115, and the reading devices 120 and 125 at a low temperature. Reference numeral 140 denotes a counting / control device that controls the cryogenic microcalorimeter 110, the cryogenic microcalorimeter or other γ-ray detector 115, and the reading devices 120 and 125, and signals sent from the reading devices 120 and 125. Count. The following is the same as in FIG. 2, and 150 is a computer that controls the counting / control device 140 and the refrigerator 130 and obtains a count value from the counting / control device 140. Reference numeral 160 denotes a display that displays data related to control and counting. Reference numeral 170 denotes an input device that inputs data to the computer 150 and controls the computer 150.

計数・制御装置140で、α線、β線、オージェ電子等の計数とγ線の計数、及び、α線、β線、オージェ電子等と、γ線の同時計数を得ることにより、放射線吸収層102を備えたり、放射線吸収材104が混合されたりした試料100の放射能絶対値を算出することが可能である。   By obtaining the counting of α rays, β rays, Auger electrons, etc. and the counting of γ rays, and the simultaneous counting of α rays, β rays, Auger electrons, etc., and γ rays with the counting / control device 140, the radiation absorbing layer It is possible to calculate the absolute radioactivity value of the sample 100 provided with 102 or the radiation absorbing material 104 mixed.

バイオプラスチックの全面にアルファシアノアクリレートを刷毛で塗布し放射線吸収層とした。これを極低温マイクロカロリーメータ110の吸収体112に熱的に接触させ、バイオプラスチック中より放出される炭素14由来のβ線を計数した。計数値からバイオプラスチックの放射能を求め、このバイオプラスチックのバイオマス度を算出することができた。   Alpha cyanoacrylate was applied to the entire surface of the bioplastic with a brush to form a radiation absorbing layer. This was brought into thermal contact with the absorber 112 of the cryogenic microcalorimeter 110, and β rays derived from carbon 14 released from the bioplastic were counted. The radioactivity of the bioplastic was obtained from the counted value, and the biomass degree of this bioplastic could be calculated.

バイオプラスチック粉末を導電性インクと混合し乾燥させたあと、焼結した。これを極低温マイクロカロリーメータ110の吸収体112に熱的に接触させ、バイオプラスチック中より放出される炭素14由来のβ線を計数した。計数値からバイオプラスチックの放射能を求め、このバイオプラスチックのバイオマス度を算出することができた。   The bioplastic powder was mixed with conductive ink, dried and then sintered. This was brought into thermal contact with the absorber 112 of the cryogenic microcalorimeter 110, and β rays derived from carbon 14 released from the bioplastic were counted. The radioactivity of the bioplastic was obtained from the counted value, and the biomass degree of this bioplastic could be calculated.

放射性薬剤製造用加速器から漏洩する中性子のフルエンスの空間分布を測定するため、金箔を加速器室内に一定期間設置した。放射化した金箔を回収し、銀を含む導電性インクを金箔全面にスピンコータで塗布し、電気炉で焼結することで、放射線吸収層102を形成した。これを、極低温マイクロカロリーメータ110の吸収体112に熱的に接触させ、金箔中にある放射性金同位体より放出されるβ線を計数した。これより、金箔の放射化量を算出し、放射化量に基づいて中性子フルエンスを算出することができた。   In order to measure the spatial distribution of the fluence of neutrons leaking from the accelerator for radiopharmaceutical production, a gold foil was placed in the accelerator chamber for a certain period. The activated gold foil was collected, a conductive ink containing silver was applied to the entire surface of the gold foil with a spin coater, and sintered in an electric furnace to form the radiation absorbing layer 102. This was brought into thermal contact with the absorber 112 of the cryogenic microcalorimeter 110, and β rays emitted from the radioactive gold isotope in the gold foil were counted. From this, the activation amount of the gold foil was calculated, and the neutron fluence could be calculated based on the activation amount.

セリウム139放射性溶液の放射能絶対値を求めるため、放射性溶液の一部を、金箔に滴下し乾燥させ、その上に、樹脂インクをインクジェットプリンタで塗布した。これを、極低温マイクロカロリーメータ110の吸収体112に熱的に接触させ、接触している極低温マイクロカロリーメータ110によりオージェ電子およびX線を検出するとともに、接触していない極低温マイクロカロリーメータ或いは他のγ線検出器115でγ線を検出し、オージェ電子およびX線とγ線を同時計数した。得られた計数値により、セリウム139放射性溶液の放射能絶対値を算出することができた。   In order to obtain the absolute value of radioactivity of the cerium-139 radioactive solution, a part of the radioactive solution was dropped on a gold foil and dried, and a resin ink was applied thereon with an inkjet printer. This is brought into thermal contact with the absorber 112 of the cryogenic microcalorimeter 110, the Auger electrons and X-rays are detected by the contacting cryogenic microcalorimeter 110, and the cryogenic microcalorimeter that is not in contact is detected. Alternatively, γ rays were detected by another γ ray detector 115, and Auger electrons, X rays and γ rays were counted simultaneously. From the obtained count value, the radioactivity absolute value of the cerium-139 radioactive solution could be calculated.

なお、前記実施例において、試料に放射線吸収層102を形成するのに、刷毛、スピンコータ、インクジェットプリンタ、電気炉を用いたが、他の手段に置き換えてもかまわない。試料はバイオプラスチック、金箔、セリウム139を用いたが、放射線の発生がある試料や、放射線の種類も前記実施形態に限定されない。極低温マイクロカロリーメータも超伝導放射線検出器に限定されない。   In the above embodiment, a brush, a spin coater, an ink jet printer, and an electric furnace are used to form the radiation absorbing layer 102 on the sample. However, other means may be used. As the sample, bioplastic, gold foil, and cerium 139 were used. However, the sample that generates radiation and the type of radiation are not limited to the above embodiment. The cryogenic microcalorimeter is not limited to a superconducting radiation detector.

バイオマス製品のバイオマス度の測定や、加速器施設の漏洩中性子のフルエンスの空間分布の測定、放射性溶液に対する放射能絶対測定による放射能値の付与等に用いることができる。   It can be used to measure the degree of biomass of a biomass product, to measure the spatial distribution of leaked neutron fluences at an accelerator facility, and to assign a radioactivity value by absolute radioactivity measurement to a radioactive solution.

100…放射線吸収層を備えたり放射線吸収材を混合したりした放射線発生試料
110…極低温マイクロカロリーメータ
115…極低温マイクロカロリーメータ或いは他のγ線検出器
120、125…読み出し装置
130…冷凍機
140…計数・制御装置
150…計算機
160…表示器
170…入力装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Radiation generation sample which provided the radiation absorption layer or mixed the radiation absorption material 110 ... Cryogenic micro calorimeter 115 ... Cryogenic micro calorimeter or other gamma ray detector 120, 125 ... Reading apparatus 130 ... Refrigerator 140 ... Counting / controlling device 150 ... Calculator 160 ... Display 170 ... Input device

Claims (24)

放射線吸収材でなる成層材料を用いて放射線発生試料に放射線吸収層を付加し、
該放射線発生試料に極低温マイクロカロリーメータまたは吸収体付極低温マイクロカロリーメータの吸収体を熱的接触させることで、放射線の検出効率を向上させるとともに、試料の熱伝導特性を向上させることを特徴とする極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。
A radiation absorbing layer is added to the radiation generating sample using a stratified material made of a radiation absorbing material,
Thermally contacting the radiation generating sample with the absorber of the cryogenic microcalorimeter or the cryogenic microcalorimeter with an absorber improves the detection efficiency of the radiation and improves the heat conduction characteristics of the sample. Radioactivity measurement method using a cryogenic microcalorimeter.
放射線発生試料に放射線吸収材を混合し、
該放射線発生試料に極低温マイクロカロリーメータまたは吸収体付極低温マイクロカロリーメータの吸収体を熱的接触させることで、放射線の検出効率を向上させるとともに、試料の熱伝導特性を向上させることを特徴とする極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。
A radiation absorbing material is mixed with the radiation generating sample,
Thermally contacting the radiation generating sample with the absorber of the cryogenic microcalorimeter or the cryogenic microcalorimeter with an absorber improves the detection efficiency of the radiation and improves the heat conduction characteristics of the sample. Radioactivity measurement method using a cryogenic microcalorimeter.
前記放射線吸収材を混合した放射線発生試料に、放射線吸収材でなる成層材料を用いて放射線吸収層を付加したことを特徴とする請求項2に記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   Radiation measurement using a cryogenic microcalorimeter according to claim 2, wherein a radiation absorbing layer is added to the radiation generating sample mixed with the radiation absorbing material using a layered material made of a radiation absorbing material. Method. 前記放射線吸収材が、金属元素含有溶液、非金属元素含有溶液、金属元素含有ペースト、非金属元素含有ペースト、金属元素含有粉末、非金属元素含有粉末、金属元素含有フィルム、非金属元素含有フィルム、金属箔のいずれかであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The radiation absorbing material is a metal element-containing solution, a non-metal element-containing solution, a metal element-containing paste, a non-metal element-containing paste, a metal element-containing powder, a non-metal element-containing powder, a metal element-containing film, a non-metal element-containing film, The radioactivity measurement method using the cryogenic microcalorimeter according to any one of claims 1 to 3, wherein the radioactivity is any one of metal foils. 前記放射線吸収材が、接着剤であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The radioactivity measurement method using a cryogenic microcalorimeter according to any one of claims 1 to 3, wherein the radiation absorbing material is an adhesive. 金属元素含有溶液、非金属元素含有溶液、金属元素含有ペースト、非金属元素含有ペースト、金属元素含有粉末、非金属元素含有粉末のいずれかでなる前記放射線吸収材を、乾燥または焼結により、成層または固化することを特徴とする請求項4に記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The radiation absorbing material comprising any one of a metal element-containing solution, a non-metal element-containing solution, a metal element-containing paste, a non-metal element-containing paste, a metal element-containing powder, and a non-metal element-containing powder is stratified by drying or sintering. Alternatively, the radioactivity measurement method using the cryogenic microcalorimeter according to claim 4, wherein the radioactivity is solidified. 前記放射線吸収材が、金属元素または非金属元素であり、これを蒸着により成層することを特徴とする請求項1又は3に記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The radioactivity measurement method using a cryogenic microcalorimeter according to claim 1 or 3, wherein the radiation absorbing material is a metallic element or a nonmetallic element, and is formed by vapor deposition. 前記放射線吸収材が、金属元素を含むフィルム、非金属元素を含むフィルムまたは金属箔であり、これを固形試料の表面に貼り付けたり、融着させることにより成層することを特徴とする請求項1又は3に記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   2. The radiation absorbing material is a film containing a metal element, a film containing a non-metal element, or a metal foil, and is laminated by pasting or fusing it to the surface of a solid sample. Or the radioactivity measuring method using the cryogenic microcalorimeter of 3. 前記放射線吸収材が、金属元素を含むフィルム、非金属元素を含むフィルムまたは金属箔であり、これにより容器を形成し、その中に粉末試料を入れて、溶融することにより成層することを特徴とする請求項1又は3に記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The radiation absorbing material is a film containing a metal element, a film containing a non-metal element, or a metal foil, whereby a container is formed, and a powder sample is put therein and melted to form a layer. A radioactivity measurement method using the cryogenic microcalorimeter according to claim 1 or 3. 前記放射線吸収材が樹脂材であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The radioactivity measurement method using a cryogenic microcalorimeter according to any one of claims 1 to 3, wherein the radiation absorbing material is a resin material. 前記放射線吸収材が、銀或いは銀を含む溶液或いは銀を含むペースト或いは銀を含むフィルム或いは銀箔であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The cryogenic microcalorimeter according to any one of claims 1 to 3, wherein the radiation absorbing material is silver, a solution containing silver, a paste containing silver, a film containing silver, or a silver foil. Radioactivity measurement method. 前記放射線吸収材が、金或いは金を含む溶液或いは金を含むペースト或いは金を含むフィルム或いは金箔であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The cryogenic microcalorimeter according to any one of claims 1 to 3, wherein the radiation absorbing material is gold or a solution containing gold, a paste containing gold, a film containing gold, or a gold foil. Radioactivity measurement method. 前記放射線吸収材が、銅或いは銅を含む溶液或いは銅を含むペースト或いは銅を含むフィルム或いは銅箔であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The cryogenic microcalorimeter according to any one of claims 1 to 3, wherein the radiation absorbing material is copper, a solution containing copper, a paste containing copper, a film containing copper, or a copper foil. Radioactivity measurement method. 前記放射線吸収材が、ニッケル或いはニッケルを含む溶液或いはニッケルを含むペースト或いはニッケルを含むフィルム或いはニッケル箔であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The cryogenic microcalorimeter according to any one of claims 1 to 3, wherein the radiation absorbing material is nickel, a solution containing nickel, a paste containing nickel, a film containing nickel, or a nickel foil. Radioactivity measurement method. 前記放射線吸収材が、炭素或いは炭素を含む溶液あるいは炭素を含むペースト或いは炭素を含むフィルムであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   4. The radioactivity using a cryogenic microcalorimeter according to claim 1, wherein the radiation absorbing material is carbon, a solution containing carbon, a paste containing carbon, or a film containing carbon. Measuring method. 前記放射線吸収材が、ポリビニルアルコールを含む材料であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The radioactivity measurement method using the cryogenic microcalorimeter according to claim 1, wherein the radiation absorbing material is a material containing polyvinyl alcohol. 前記放射線吸収材が、アルファシアノアクリレートを含む材料であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The radioactivity measurement method using a cryogenic microcalorimeter according to claim 1, wherein the radiation absorbing material is a material containing alpha cyanoacrylate. 前記放射線吸収材が、導電性インクであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The radioactivity measurement method using a cryogenic microcalorimeter according to claim 1, wherein the radiation absorbing material is a conductive ink. 前記極低温マイクロカロリーメータが超伝導放射線検出器である請求項1乃至18のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The radioactivity measurement method using the cryogenic microcalorimeter according to any one of claims 1 to 18, wherein the cryogenic microcalorimeter is a superconducting radiation detector. 前記極低温マイクロカロリーメータが磁気カロリーメータである請求項1乃至18のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The radioactivity measurement method using the cryogenic microcalorimeter according to any one of claims 1 to 18, wherein the cryogenic microcalorimeter is a magnetic calorimeter. 前記極低温マイクロカロリーメータがサーミスタを用いた放射線検出器である請求項1乃至18のいずれかに記載の極低温マイクロカロリーメータを用いた放射能測定方法。   The radioactivity measurement method using a cryogenic microcalorimeter according to any one of claims 1 to 18, wherein the cryogenic microcalorimeter is a radiation detector using a thermistor. 請求項1乃至21のいずれかに記載の方法により、炭素14由来のβ線を測定することを特徴とするバイオマス度測定方法。   The biomass degree measuring method characterized by measuring the beta ray derived from carbon-14 by the method in any one of Claims 1 thru | or 21. 請求項1乃至21のいずれかに記載の方法により、熱中性子により放射化した放射化物から放出される放射線を測定することを特徴とする中性子フルエンス測定方法。   A neutron fluence measurement method, comprising: measuring radiation emitted from a radioactive material activated by thermal neutrons by the method according to any one of claims 1 to 21. 請求項1乃至21のいずれかに記載の方法により、α線やβ線等粒子を検出し、同時にγ線を検出することを特徴とする放射能絶対測定方法。   An absolute radioactivity measurement method comprising detecting particles such as α rays and β rays and simultaneously detecting γ rays by the method according to any one of claims 1 to 21.
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