JP2014041072A - Ionization chamber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線の量を測定するための電離箱に関するものである。 The present invention relates to an ionization chamber for measuring the amount of radiation.
電離箱は、その内部にガスを封入するとともに複数の電極(たとえば高圧電極および集電極)を有し、入射した放射線によってガスが電離することで発生するイオンおよび電子を電極で収集して放射線の量を測定する(特許文献1)。 The ionization chamber encloses a gas and has a plurality of electrodes (for example, a high voltage electrode and a collecting electrode), collects ions and electrons generated by ionizing the gas by incident radiation, and collects the radiation by the electrode. The amount is measured (Patent Document 1).
こうした電離箱は、その開口部が極めて薄いガス封入膜(たとえば合成樹脂で形成された膜)で閉塞されている。なぜならば、ガス封入膜は、膜厚が厚い場合には、アルファ線およびベータ線を減衰させ、膜厚が比較的薄い場合には、アルファ線を減衰させるからである(なお膜厚が厚い場合には、ガンマ線が膜を通過するとき2次電子が放出され、この2次電子の多寡に基づきガンマ線の量を測定することができる。)。 Such an ionization chamber is closed with a gas-filled film (for example, a film formed of synthetic resin) whose opening is extremely thin. This is because the gas-filled film attenuates alpha rays and beta rays when the film thickness is thick, and attenuates alpha rays when the film thickness is relatively thin (if the film thickness is still thick). (2), secondary electrons are emitted when gamma rays pass through the film, and the amount of gamma rays can be measured based on the number of secondary electrons.
また電離箱が外部電界の影響を受けると、イオンおよび電子の収集に影響が生じる。そのため、少なくとも集電極を外部電界から静電遮蔽する必要があり、ガス封入膜には、たとえば導電性薄膜(たとえば厚さが数ミクロン)が蒸着されている。こうしたガス封入膜は比較的高価であり、これが破れた場合には、ガス封入膜の交換およびガスの再封入が必要となる。また修理作業のため放射線測定器の稼働率が低下する。 Also, if the ionization chamber is affected by an external electric field, it will affect the collection of ions and electrons. Therefore, at least the collector electrode needs to be electrostatically shielded from an external electric field, and a conductive thin film (for example, a thickness of several microns) is deposited on the gas-filled film, for example. Such a gas-filled membrane is relatively expensive, and if it breaks, it is necessary to replace the gas-filled membrane and re-fill the gas. In addition, the operation rate of the radiation measuring instrument decreases due to repair work.
ところで、放射線の量が一定の規制値以下であるか否かを判定する場合には、高精度で測定する必要はない。なぜならば、規制値から測定で生じ得る誤差を差し引いて閾値とし、この閾値よりも、測定された放射線の量が低い場合には、規制値以下と判定できるからである。こうした精度で測定する場合には、ガスを封入する必要性が乏しく、ガス封入膜を省略して電離箱の取扱を容易なものとすることができる。 By the way, when determining whether or not the amount of radiation is below a certain regulation value, it is not necessary to measure with high accuracy. This is because an error that may occur in the measurement is subtracted from the regulation value to obtain a threshold value, and when the amount of radiation measured is lower than this threshold value, it can be determined that the regulation value or less. In the case of measuring with such accuracy, it is not necessary to enclose the gas, and the gas enclosure can be omitted to facilitate the handling of the ionization chamber.
しかし、開口部を外部に対し開放すると、集電極を外部電界から静電遮蔽できず、外部電界が測定の擾乱要因となって、放射線測定に誤差が生じ得る。こうした誤差が生じない電離箱として、集電極を開口部から直視できないように、集電極を高圧電極の陰に退避させた電離箱が開発された(特許文献2)。 However, when the opening is opened to the outside, the collector electrode cannot be electrostatically shielded from the external electric field, and the external electric field becomes a disturbance factor in the measurement, which may cause an error in radiation measurement. As an ionization chamber in which such an error does not occur, an ionization chamber has been developed in which the collector electrode is retracted behind the high-voltage electrode so that the collector electrode cannot be viewed directly from the opening (Patent Document 2).
ところで、厳しい規制値の放射線の量を測定するためには、高い感度で放射線の量を測定する必要があり、そのためには、電離箱の開口部の面積(開口面積)を広くして入射放射線を多くする必要がある。もちろん、開口部から入射した放射線で電離した正イオン、負イオンおよび電子をできるだけ逃さず収集する必要もある(以下、正イオンおよび負イオンを単にイオンと表記することがある。)。 By the way, in order to measure the amount of radiation with a strict regulation value, it is necessary to measure the amount of radiation with high sensitivity. For that purpose, the area of the ionization chamber opening (opening area) is increased and the incident radiation is increased. Need to be more. Of course, it is also necessary to collect positive ions, negative ions, and electrons ionized by radiation incident from the opening as much as possible (hereinafter, positive ions and negative ions may be simply referred to as ions).
つまり、開口部を広くしたうえで、集電極を開口部から直視できる空間に配設して、この空間における電界強度をできるだけ大きくして、イオンおよび電子を収集する必要がある。 That is, after widening the opening, it is necessary to collect the ions and electrons by arranging the collecting electrode in a space that can be viewed directly from the opening, and increasing the electric field strength in this space as much as possible.
また、被測定物(たとえば米穀、野菜、魚介、食肉)の放射線の量測定において、被測定物をトレイなどに広くかつ均一に載置して測定することができれば、簡便かつ迅速な測定が可能となる。こうした測定に対応するためにも、電離箱は、開口部が広いことが望まれる。 In addition, when measuring the amount of radiation of an object to be measured (for example, rice grains, vegetables, seafood, meat), it is possible to measure easily and quickly if the object to be measured can be placed widely and uniformly on a tray or the like. It becomes. In order to cope with such measurement, the ionization chamber is desired to have a wide opening.
しかし、前述のとおり開口部から直視できる集電極は、外部電界の影響を受けやすく、広い開口部は、さらに外部電界の影響を大きくする。確かに特許文献2の技術では、集電極は、開口部から直視できない位置に配設されて、外部電界の影響を受けない。しかし、こうした集電極の配置は、電離箱の開口部から直視できる内部空間における電界強度を大きくするものではない(集電極は、電離箱の開口部から直視できる内部空間に配置されていない。)。 However, as described above, the collector electrode that can be directly viewed from the opening is easily affected by the external electric field, and the wide opening further increases the influence of the external electric field. Certainly, in the technique of Patent Document 2, the collector electrode is disposed at a position where it cannot be directly viewed from the opening, and is not affected by the external electric field. However, such an arrangement of the collector electrode does not increase the electric field strength in the internal space that can be viewed directly from the opening of the ionization chamber (the collector is not disposed in the internal space that can be viewed directly from the opening of the ionization chamber). .
そこで本発明は、開口部を静電遮蔽部材で閉塞しなくても、外部電界の影響を受けることがなく、また広い開口部を有して種々の被測定物における放射線の量の迅速かつ高感度な測定を可能とする電離箱の実現を課題とした。 Therefore, the present invention is not affected by an external electric field even if the opening is not blocked by an electrostatic shielding member, and has a wide opening so that the amount of radiation in various objects to be measured can be quickly and high. The task was to realize an ionization chamber that enables sensitive measurements.
上記課題を解決するために、本発明にかかる電離箱は、請求項1に記載のように、壁部および開口部によって規定される内部空間に配設されて所定の電圧が印加される第1の電極(高圧電極)、および内部空間に配設されて放射線の量に応じた電荷を集めて出力するための第2の電極(集電極)を備えている。 In order to solve the above-mentioned problems, an ionization chamber according to the present invention is a first ionization chamber according to claim 1, wherein the ionization chamber is disposed in an internal space defined by a wall portion and an opening portion and is applied with a predetermined voltage. Electrode (high voltage electrode) and a second electrode (collector electrode) disposed in the internal space for collecting and outputting charges according to the amount of radiation.
該電離箱では、開口部と、開口部から直視することができる壁部の領域との間における内部空間に第2の電極が配設され、さらに開口部と第2の電極との間には、遮蔽電極が配設され、この遮蔽電極が開口部と第2の電極との間を静電遮蔽している。第2の電極(集電極)は、きわめて微弱な電荷を検出するため、外部電界の影響を受けた場合には、放射線測定に誤差が生じる。しかし外部電界による電気力線は、開口部を通過することができても、遮蔽電極で遮蔽された第2の電極に到達することができないから、外部電界が放射線測定に影響を与えることはない。すなわち、該電離箱では、開口部を静電遮蔽する必要がないのである。 In the ionization chamber, the second electrode is disposed in the internal space between the opening and the wall region that can be directly viewed from the opening, and further, between the opening and the second electrode. The shielding electrode is disposed, and the shielding electrode electrostatically shields between the opening and the second electrode. Since the second electrode (collector electrode) detects an extremely weak charge, an error occurs in radiation measurement when affected by an external electric field. However, even if the electric lines of force due to the external electric field can pass through the opening, they cannot reach the second electrode shielded by the shielding electrode, so that the external electric field does not affect the radiation measurement. . That is, in the ionization chamber, there is no need to electrostatically shield the opening.
該電離箱における各電極の位置関係によれば、仮に遮蔽電極を取り除いたときには、第2の電極は開口部から直視できる空間に配設されている。したがって、開口部から直視できる内部空間には、第2の電極を一方の電極とした高電界が発生する。この高電界によって、該電離箱は、放射線で電離したイオンと電子を極力逃すことなく収集することができる(高感度な放射線測定を行うことができる。)。 According to the positional relationship of each electrode in the ionization chamber, if the shielding electrode is removed, the second electrode is disposed in a space that can be directly viewed from the opening. Therefore, a high electric field with the second electrode as one electrode is generated in the internal space that can be viewed directly from the opening. With this high electric field, the ionization chamber can collect ions and electrons ionized by radiation as much as possible (highly sensitive radiation measurement can be performed).
なお遮蔽電極は、静電遮蔽の効果を高めるために、その電位を安定させる(たとえば第1の電極を駆動する高圧電源と同電位とする、またはこの高圧電源と同極性の電位とする。)。こうすることで遮蔽電極と第2の電極との間に電界強度が生じるから、さらに高感度な放射線量測定が可能となる。 Note that the potential of the shielding electrode is stabilized in order to enhance the effect of electrostatic shielding (for example, the same potential as that of the high-voltage power source for driving the first electrode or the same polarity as that of the high-voltage power source). . By doing so, an electric field strength is generated between the shield electrode and the second electrode, so that it is possible to measure the radiation dose with higher sensitivity.
請求項2に記載のように、第2の電極を複数配設し、複数の第2の電極の間に、さらに補助電極を配設してもよい。もちろん補助電極は、これを(これらを)開口部から直視することができる。そして、補助電極は、その電位を第1の電極と同電位または同極性の電位とする。 As described in claim 2, a plurality of second electrodes may be provided, and an auxiliary electrode may be further provided between the plurality of second electrodes. Of course, the auxiliary electrode can be seen directly from the opening. The auxiliary electrode has the same potential or the same polarity as that of the first electrode.
こうすることで補助電極と第2の電極との間にさらに電界を生じさせることができ、該電離箱は、さらに高感度な放射線量測定を行うことができる。なお補助電極を第2の電極と平行させることによって、補助電極と第2の電極との間に生じる電界を大きくすることができる。 By doing so, an electric field can be further generated between the auxiliary electrode and the second electrode, and the ionization chamber can perform radiation dose measurement with higher sensitivity. Note that an electric field generated between the auxiliary electrode and the second electrode can be increased by making the auxiliary electrode parallel to the second electrode.
請求項3に記載のように、開口部は、該電離箱の外部空間に対し開放されても良く、または開口部遮蔽膜で覆われてもよい。開口部遮蔽膜は、内部空間を単に閉塞(たとえば防塵のために閉塞)する目的のものであってもよく、こうした目的の範囲内で(たとえば所望の防塵効果が得られる範囲内で)通気孔を有してもよい。ただし開口部遮蔽膜は、測定すべき放射線に有意な影響を与えてはならない。第2の電極は遮蔽電極によって外部電界から静電遮蔽されているから、開口部遮蔽膜における静電遮蔽効果の有無は問題ではない。 According to a third aspect of the present invention, the opening may be opened to the external space of the ionization chamber, or may be covered with an opening shielding film. The opening shielding film may be for the purpose of simply closing the inner space (for example, for dust prevention), and within such a range (for example, within a range where a desired dustproof effect can be obtained) You may have. However, the aperture shielding film must not significantly affect the radiation to be measured. Since the second electrode is electrostatically shielded from the external electric field by the shielding electrode, the presence or absence of the electrostatic shielding effect in the opening shielding film is not a problem.
第2の電極は、請求項4に記載のように、開口部で規定される面と略平行して配設されることが好ましい。このように第2の電極を配設すると、第2の電極から放射される(または第2の電極へ入射する)電気力線を、開口部から平面視した場合において、その分布を均一化させることができる(放射線量測定の高感度化に寄与することができる。)。 As described in claim 4, the second electrode is preferably disposed substantially in parallel with the surface defined by the opening. When the second electrode is arranged in this way, the distribution of electric field lines radiated from the second electrode (or incident on the second electrode) is made uniform in a plan view from the opening. (It can contribute to high sensitivity of radiation dose measurement.)
請求項5に記載のように、第1の電極が壁部の少なくとも一部をなしていてもよい。そうすれば該電離箱の構造が簡略化される。また壁部の多くの領域、または壁部のすべての領域が第1の電極であれば、該電離箱の構造が一層簡略化され、そして開口部側から見た内部空間の多くの領域に、第1の電極と第2の電極との間に生じる電気力線が、より密にかつ均等に分布するから、該電離箱は、高感度な放射線量測定を行うことができる。 As described in claim 5, the first electrode may form at least a part of the wall portion. This simplifies the structure of the ionization chamber. In addition, if the many regions of the wall or all the regions of the wall are the first electrodes, the structure of the ionization chamber is further simplified, and in many regions of the internal space viewed from the opening side, Since electric lines of force generated between the first electrode and the second electrode are more densely and evenly distributed, the ionization chamber can perform highly sensitive radiation dose measurement.
開口部と第2の電極との間を静電遮蔽している遮蔽電極は、たとえば請求項6に記載のように、その長手方向と直行する断面形状を略U字形状または略半円形状としたうえで、その略U字形状または略半円形状の溝の内側に第2の電極を配設する。 For example, the shielding electrode that electrostatically shields between the opening and the second electrode has a substantially U-shaped or semicircular cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction thereof. In addition, the second electrode is disposed inside the substantially U-shaped or semi-circular groove.
請求項7に記載のように、開口部遮蔽膜は、アルファ線を遮断する一方、測定すべきベータ線に有意な減衰を生じさせないアルファ線遮断薄膜であってもよい。または開口部遮蔽膜は、アルファ線およびベータ線を遮断する一方、ガンマ線の量に応じて2次電子を放出するガンマ線検出膜であってもよい。この2次電子を捉えることでガンマ線の量を測定することができる。 As described in claim 7, the opening shielding film may be an alpha ray blocking thin film that blocks alpha rays but does not cause significant attenuation of the beta rays to be measured. Alternatively, the opening shielding film may be a gamma ray detection film that blocks alpha rays and beta rays and emits secondary electrons according to the amount of gamma rays. By capturing these secondary electrons, the amount of gamma rays can be measured.
このように本発明にかかる電離箱は、開口部の開口面積を広くしたうえで、遮蔽電極によって開口部側から静電遮蔽された集電極を、開口部から直視できる内部空間に配設して、イオンと電子を効率よく収集することができるから、外部電界の影響を受けず、高感度、迅速、かつ正確な放射線規制値に対する判定(放射線の量が規制値以下であるか否かの判定)、および放射線測定を可能とする。 As described above, the ionization chamber according to the present invention has the opening area of the opening portion widened, and the collector electrode electrostatically shielded from the opening portion side by the shielding electrode is disposed in the internal space that can be directly viewed from the opening portion. Because ions and electrons can be collected efficiently, it is not affected by an external electric field, and it is highly sensitive, quick, and accurate with respect to the radiation regulation value (determining whether the amount of radiation is below the regulation value) ), And radiation measurement.
また本発明にかかる電離箱は、開口部を広くすることができるから、種々の被測定物をトレイなどに載置して、高感度、迅速、かつ正確な放射線規制値に対する判定、および放射線測定を可能とする。 In addition, since the ionization chamber according to the present invention can widen the opening, it is possible to place various objects to be measured on a tray or the like, and to make a highly sensitive, quick and accurate determination of the radiation regulation value, and radiation measurement. Is possible.
以下、図面を参照して、本発明にかかる電離箱について説明する。 Hereinafter, an ionization chamber according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<電離箱の全体構成>
図1は本発明にかかる電離箱の一実施形態における電離箱の概略構成を説明するための斜視図であり、図2はその電離箱の断面概略構成を説明するための図である。
<Overall configuration of ionization chamber>
FIG. 1 is a perspective view for explaining a schematic configuration of an ionization chamber in an embodiment of the ionization chamber according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining a schematic cross-sectional configuration of the ionization chamber.
図1に示すように、電離箱10は、扁平な直方体形状(高さ50mm、幅300mm、奥行き420mm)をなしており、4つの側壁11a、11b、11c、11dおよび天板11eで壁部11が形成されている(側壁11aおよび11bは幅方向の側壁であり、側壁11cおよび11dは奥行き方向の側壁である。)。これら側壁11a、11b、11c、11dおよび天板11eは、機械的および電気的に接続されている。なお図1は、電離箱10の概略構成を理解しやすくするため、天板11eを図中の下方に示し、天板11eと相対する開口部12を上方に示してある(図2も同様である)。
As shown in FIG. 1, the
開口部12は、側壁11a、11b、11cおよび11dの、それぞれの開口部12側の開口端を開口端11w、11x、11yおよび11zとし、これら開口端11w、11x、11yおよび11zがなす長方形状の領域(面領域)である。この開口部12の面積は1260平方cmであり(簡略化のため各側壁の厚さは無視した)、開口部12と壁部11とで規定される空間が電離箱10の内部空間10sである。
The
かかる電離箱10は、開口部12から内部空間10sに入射した放射線によって電離したイオンおよび電子を検出することで、入射放射線の量を測定する。
The
<高圧電極の構成>
壁部11は、アルミニウムで形成されており、その厚さはたとえば1〜2mmである。電離箱10では、壁部11が高圧電極13(第1の電極)を兼ねている。高圧電極13は、正イオンを収集するために、高圧電源部(図示せず)から負電圧(たとえば−25Vの電圧)が印加される。高圧電極13は、その電位が上記負電圧で規定され、電離箱10の外部電界の影響を受けない。なお壁部11をステンレス鋼で形成すれば、耐久性が向上する一方、重量が増加する。
<Configuration of high voltage electrode>
The
<集電極の構成>
図1および図2に示すように、内部空間10sには、側壁11cおよび11dと平行して、3本の集電極14が、天板11eと開口部12との中間領域に配設されている。ここで天板11eと開口部12は、それらの面形状が合同であり、かつ平行して相対しているから、天板11eと開口部12との間の空間は、開口部12から直視可能な内部空間12である。
<Configuration of collector electrode>
As shown in FIGS. 1 and 2, in the
3本の集電極14は、約100mm間隔で配設され、側壁11cに直近の1本、および側壁11に直近の1本は、それぞれ側壁から約50mm離間している。集電極14は、たとえば直径が3〜5mmのステンレス円筒体であり、長さが電離箱10の奥行きよりも長く、側壁11aおよび11bを貫通して、それらの両端が側壁11aおよび11bの外側に位置している。側壁11aおよび11bでは、集電極14が貫通する部位に絶縁部材15が配設されて、集電極14と壁部11(高圧電極13)の間を電気的に絶縁している。3本の集電極14は、壁部11の外部において、接続部材14aによって電気的に接続されており、外部回路(図示せず)によってゼロ電位(接地電位)にバイアスされる(集電極は、電気的に接続される増幅回路との関係でゼロ電位にバイアスされるが、接地されているのではない。)。
The three
上述のように配設された集電極14と開口部12との位置関係を図3に示す(図3は、開口部12を図中、下方に示している。)。電離箱10の下方領域Sでかつ電離箱10の直下近傍から、開口部12をとおして内部空間10sを見たとき、後述する遮蔽電極16が配設されていないとすると、すべての集電極14を目視することができる。
FIG. 3 shows the positional relationship between the
集電極14を目視する視点を、電離箱10の直下から電離箱10の幅方向(3図中の矢印W1またはW2)に移動させた場合、集電極14を目視できなくなる位置は、開口部12の直下からかなり離れた位置である。このときの視点と集電極14とを結ぶ光路OP1およびOP2を図3に示す(図3では、左側の集電極14についての光路のみが示されている。光路OP1は側壁11cの開口端11yに、OP2は側壁11dの開口端11zに、それぞれ接する)。
When the viewpoint for viewing the
このように図3中の左側の集電極14は、開口部12側の広い領域から見えるから(3本の集電極14を考慮するとさらに広い領域となる)、開口部12が開放されていると(少なくとも静電的に開放されていると)、集電極14が外部電界の誘導を受けて、電子の検出に誤差が生じる。
Thus, the
ところで電離箱10は、放射線の量測定装置(図示せず)に実装される。この場合、一般に、側壁11a〜11d近傍の外側で、かつ開口部12よりも下方に、放射線の量測定装置の遮蔽部材Mが位置づけられる(図4)。
By the way, the
こうした場合には、開口部12の下方で、概ね遮蔽部材Mで囲まれた空間からの外部電界の影響を排除できればよい。このとき、集電極14から被測定物OBを直視できる領域は、図4に示すように光路OP1’およびOP2’で規定されて、図3に示す光路OP1およびOP2で規定される領域よりも狭くなる。
In such a case, it is only necessary to eliminate the influence of the external electric field from the space surrounded by the shielding member M below the
<遮蔽電極の構成>
発明者は電離箱10に遮蔽電極16を設けた(図2など参照)。遮蔽電極16は、図5に示すように、第1の長辺16aと第2の長辺16bとの間を断面U字形状とした長尺部材であり、ステンレスで形成されている。遮蔽電極16は、図2に示すように集電極14と開口部12との間に配設され、そのU字形状の底部領域16cの外部表面が開口部12に向けて位置づけられ、そして集電極14は、遮蔽電極16のU字形状の溝空間16s側に位置して、開口部12と集電極14との間を遮蔽する。
<Configuration of shielding electrode>
The inventor provided the shielding
ここで集電極14は、その全体が溝空間16s内に位置づけられる必要はない(集電極14は、遮蔽電極16の第1の長辺16aと第2の長辺16bとを含む平面と交差してもよい。)。遮蔽電極16は、開口部12から集電極14にいたる光路、例えば図3(または図4)に示す光路OP1およびOP2(または光路OP1’およびOP2’)を遮ることで、集電極14を外部電界から静電遮蔽できればよい。
Here, the
遮蔽電極16は、高圧電極13と同電位または同極性の電位にバイアスされる(集電極14を基準として、高圧電極13および遮蔽電極16の電位が同電位、または同極性であるという意味である。)。こうして電位が規定される遮蔽電極16は、高圧電極13と同様の理由で外部電界の影響を受けない。なお遮蔽電極16は、外部電界による集電極14への静電誘導を遮蔽できればよいのであり、その断面形状がU字形状に限定されるものではない。たとえば断面半円形状であってもよい。
The shielding
<補助電極>
電離箱10の内部空間10sには、3本の集電極14に平行して、2本の補助電極17が配設されている(図2など参照)。これら補助電極17は、たとえば集電極14と断面形状が同一のステンレス円筒体であり、天板11eおよび開口部12との位置関係も集電極14と同様である。これら補助電極17は、いずれも2本の集電極14の中間に位置づけられ、壁部11(高圧電極13)と機械的および電気的に接続されている。
<Auxiliary electrode>
In the
<内部空間における電界について>
高圧電極13(壁部11)に負電圧(たとえば−25V)を印加し、集電極14をゼロ電位にバイアスすると、図6に示すように、集電極1から高圧電極13に向かう電気力線Dが生じる(図6には電気力線Dの一部を示す。)。補助電極17は高圧電極13と同電位であるから、奥行き方向の側壁11cとそれに隣接する集電極14との間、奥行き方向の側壁11dとそれに隣接する集電極14との間、および2本の補助電極17と3本の集電極14との間における電気力線の密度は、概ね均一となる。
<Electric field in internal space>
When a negative voltage (for example, −25 V) is applied to the high-voltage electrode 13 (wall portion 11) and the
したがって、電離箱10においては、開口部12をとおして内部空間10sの電気力線Dの分布を平面視したときに、内部空間10sの全領域に殆ど均一な電気力線Dが分布することになる。こうした分布の電気力線Dは、電離箱10の開口部12から内部空間10sに入射した放射線によって電離したイオンおよび電子を、効率よく高圧電極13および集電極14へ向け加速する。したがって高圧電極13は正イオンを、集電極14は負イオンおよび電子を、それぞれ効率よく収集する(電離箱10は、高感度な放射線の量測定を行うことができる。)。
Therefore, in the
<電離箱への実装について>
電離箱10は、放射線の量測定装置に実装される。図7は、放射線の量測定装置に実装する筺体20への電離箱10の装着例を説明するための図であり、図1および図2と同様の理由で、電離箱10の天板11eを図中の下方に示し、開口部12を上方に示してある。
<About mounting on ionization chamber>
The
筺体20は、アルミニウムで形成された枠体であり、その枠体内部空間20s’に電離箱10を収容する。筺体20は、幅方向閉塞板21および奥行き方向閉塞板22を、それぞれ2つ有している。筺体20への電離箱10の装着は、たとえば、筺体20から幅方向閉塞板21を取り外したのち、電離箱10を枠体内部空間20s’へ挿入し、さらに筺体20へ固定し、その後取り外していた幅方向閉塞板21を筺体20に装着することで行われる。筺体20に装着された電離箱10の壁部11(高圧電極13でもある)は、筺体20から電気的に絶縁される。
The
筺体20は、電離箱10をさらに静電遮蔽することはもとより、壁部11の外部に配設された集電極14の端部などの近傍における、アルファ線およびベータ線の影響を防ぐことができる。
The
<放射線の測定について>
電離箱10の開口部12に外部から放射線(ベータ線)が入射すると、ベータ線が内部空間10sの空気を構成する分子の元素を電離して、イオンおよび電子が発生する。正イオンは負電圧が印加された高圧電極13で収集され、負イオンおよび電子は高圧電極13に対し正電位である集電極14(ゼロ電位にバイアスされている)で収集され、高圧電極13と集電極14との間に微小な電流が流れる。この微小電流を測定することでベータ線を測定することができる。
<About measurement of radiation>
When radiation (beta rays) is incident on the
電離して発生するイオンおよび電子の量は、気圧、温度などの影響を受け変動する。この変動は、放射線測定における誤差要因となるが、再現性があるため気圧、温度などをパラメーターとする変動特性を予め測定しておくことで、補正することができる。 The amount of ions and electrons generated by ionization varies under the influence of atmospheric pressure and temperature. Although this fluctuation becomes an error factor in radiation measurement, since it has reproducibility, it can be corrected by measuring in advance the fluctuation characteristics with parameters such as atmospheric pressure and temperature.
放射線が一定の規制値以下であることの判定は、規制値から上記変動で生じ得る誤差(たとえば、通常測定において生じ得る気圧、温度などの変動を考慮した誤差)を差し引いた値よりも、電離箱10による測定値が少ないことをもって、規制値以下とすることができる。また、予め実測した気圧、温度などによる変動特性に基づいて、電離箱10による測定値を補正すれば、正確な放射線の量を算出することができる。
Judgment that radiation is below a certain regulation value is less than the value obtained by subtracting the error that can be caused by the above fluctuations (for example, the error taking into account fluctuations in atmospheric pressure, temperature, etc. that can occur in normal measurement) from the regulation value. Since there are few measured values by the
アルファ線による影響を排除して、正確なベータ線の量の判定または測定をする場合には、開口部12を合成樹脂などの薄膜(たとえば膜厚50μm)で覆って、アルファ線を遮断する。もちろん内部空間10sは大気と実質的に同質の空気が満たされていればよい(空気以外のガスを封入する必要はない。)。こうした薄膜は、安価で、仮に破れるなどしたときには交換すればよく、ガス交換の必要もないから、交換作業も簡単かつ低コストであり、放射線測定装置の稼働率に大きな影響を与えない。
When the influence of alpha rays is eliminated and the amount of beta rays is accurately determined or measured, the
こうした薄膜は単に防塵のために使用するものであってもよい。この場合には、所望の防塵が達成できる範囲で、薄膜が通気性を有してもよい。アルファ線遮断の場合も、防塵の場合も、集電極14は遮蔽電極16によって静電遮蔽されているから、薄膜における静電遮蔽効果の有無は問題ではない。
Such a thin film may be used merely for dust prevention. In this case, the thin film may be breathable as long as desired dustproofing can be achieved. In both the alpha ray shielding and dustproofing cases, since the collecting
ガンマ線の量の判定または測定をする場合には、ガンマ線によって2電子を発生する部材(たとえば、板厚2mmのアルミニウム板)で形成されたガンマ線検出膜(ガンマ線検出板)で開口部12を覆う。ガンマ線検出膜は、アルファ線およびベータ線を遮蔽する一方、通過するガンマ線の量に応じて2次電子を放出するから、この2次電子を電離箱10で検出することでガンマ線の量を高感度に測定することができる。もちろんガンマ線検出膜における静電遮蔽効果の有無は問題ではない。
When determining or measuring the amount of gamma rays, the
<補助電極の形態など>
ところで電離箱10は、開口部12を外部に対し開放して使用することができるから、壁部11の内面、集電極14の表面、遮蔽電極16の表面、補助電極17の表面などに微細な埃などが付着する。こうした埃などは、水で洗浄して除去することができる(埃を小型バーナで焼失させてもよい。)。
<Auxiliary electrode configuration, etc.>
By the way, since the
こうした洗浄のため、遮蔽電極16を、第1の長辺16aまたは第2の長辺16bを回動軸として、側壁11aおよび11bに回動自在に取り付けてもよい。そうすれば天板11eに対向している遮蔽電極16の溝空間16s側の内面を、開口部12側へ向けなおすことができるから、溝空間16s側の内面を、開口部12側から洗浄することができ、電離箱10の保守における利便性を高めることができる。
For such cleaning, the shielding
また集電極14を覆っていた遮蔽電極16を回動させることで、集電極14を開口部12から見ることができる。したがって集電極14を開口部12側から洗浄することができ、電離箱10の保守における利便性を高めることができる。
Further, the collecting
図5に示すように、遮蔽電極16のU字形状の底部領域16cまたはその近傍領域に長手方向および幅方向に複数の水抜き孔16hを設けてもよい。そうすれば遮蔽電極16などを水で洗浄した場合における水抜きが容易になる。
As shown in FIG. 5, a plurality of drain holes 16 h may be provided in the longitudinal direction and the width direction in the U-shaped
<変形例>
図8は、電離箱10の変形例である電離箱10’の断面概略構成を説明するための図である。なお電離箱10と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
<Modification>
FIG. 8 is a diagram for explaining a schematic cross-sectional configuration of an
電離箱10’は、電離箱10において補助電極17が配設されていた位置に、集電極14および遮蔽電極16を配設した構成を有している。電離箱10’の内部空間10sでは、天板11eの全面に各集電極14からの電気力線Dが入射するから、開口部12をとおして内部空間10sの電気力線Dの分布を平面視したときには、電離箱10と同様に電気力線Dが内部空間10sの全領域に殆ど均一に分布する。したがって電離箱10’は、電離箱10と同様に高感度な放射線の量の測定を行うことができる。
The
なお本発明にかかる電離箱は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を変更することなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、電離箱の全体形状は、長方体形状に限定されず、たとえば円筒形状であってもよい。さらに開口部から内部空間の電気力線の分布を平面視したときにおける電気力線の分布の均一化を考慮したものであれば、電離箱の全体形状は、扁平でなくてもよい。また集電極および補助電極は、電気力線をできるだけ均一な密度で発生させるため、円筒形状としたが、円筒形状に限定されるものではない。補助電極も同様に断面U字形状または半円形状のものに限定されない。 In addition, the ionization chamber concerning this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can change suitably and implement, without changing the meaning. For example, the overall shape of the ionization chamber is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and may be, for example, a cylindrical shape. Furthermore, the overall shape of the ionization chamber does not have to be flat as long as the distribution of the electric lines of force in the internal space from the opening is taken into consideration when viewed in plan. The collector electrode and the auxiliary electrode have a cylindrical shape in order to generate electric lines of force with as uniform a density as possible, but are not limited to a cylindrical shape. Similarly, the auxiliary electrode is not limited to a U-shaped or semicircular cross section.
本発明にかかる電離箱は、工業的に製造および使用することができるから、また商取引の対象となるから、本発明は経済的価値を有して産業上利用することができる発明である。 Since the ionization chamber according to the present invention can be manufactured and used industrially and is subject to commercial transactions, the present invention is an invention that has economic value and can be used industrially.
10、10’ 電離箱
10s 内部空間
11 壁部
11a、11b (幅方向の)側壁
11c、11d (奥行き方向の)側壁
11e 天板
12 開口部
13 第1の電極(高圧電極)
14 第2の電極(集電極)
16 遮蔽電極
17 補助電極
10, 10 '
14 Second electrode (collector electrode)
16
Claims (7)
前記開口部と、前記開口部から直視することができる前記壁部の領域との間の、前記内部空間に配設された前記第2の電極と、
前記開口部と前記第2の電極との間に介在する前記遮蔽電極とを備え、
前記遮蔽電極が、前記開口部と前記第2の電極との間を静電遮蔽することを特徴とする電離箱。 A first electrode disposed in an internal space defined by the wall and the opening and applied with a predetermined voltage, and disposed in the internal space for collecting and outputting charges corresponding to the amount of radiation In an ionization chamber provided with a second electrode of
The second electrode disposed in the internal space between the opening and the region of the wall that can be viewed directly from the opening;
The shielding electrode interposed between the opening and the second electrode,
The ionization chamber, wherein the shielding electrode electrostatically shields between the opening and the second electrode.
前記第2の電極が複数であり、
前記開口部と、前記開口部から直視することができる前記壁部の領域との間の、前記内部空間において、前記複数の第2の電極の間に配設された補助電極をさらに備え、
前記補助電極の電位を、前記第1の電極と同電位または同極性の電位としたことを特徴とする電離箱。 The ionization chamber of claim 1,
A plurality of the second electrodes;
An auxiliary electrode disposed between the plurality of second electrodes in the internal space between the opening and the region of the wall that can be directly viewed from the opening;
An ionization chamber characterized in that the potential of the auxiliary electrode is the same or the same polarity as that of the first electrode.
前記開口部が該電離箱の外部空間に対し開放されていること、
または、前記内部空間に前記外部空間と実質的に同質の空気を留めておくための開口部遮蔽膜が、前記開口部にさらに配設されていることを特徴とする電離箱。 In the ionization chamber according to claim 1 or 2,
The opening is open to the external space of the ionization chamber;
Alternatively, the ionization chamber is characterized in that an opening shielding film for keeping air substantially the same quality as the outer space in the inner space is further disposed in the opening.
前記第2の電極の少なくとも一部が前記遮蔽電極の前記略U字形状または略半円形状の溝の内側に配設されていることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の電離箱。 The shield electrode has a substantially U-shaped or substantially semicircular cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction thereof,
4. The device according to claim 1, wherein at least a part of the second electrode is disposed inside the substantially U-shaped or substantially semicircular groove of the shielding electrode. 5. Ionization chamber.
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CN109037012A (en) * | 2018-06-29 | 2018-12-18 | 天津敬慎坊科技有限公司 | A kind of Position sensitive ionizntion chamber |
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2012
- 2012-08-23 JP JP2012183845A patent/JP2014041072A/en active Pending
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