JP2021067698A - 放射性ダスト自動連続分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出器の検出面の汚染を低減しつつ、ダストに含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる放射性ダスト自動連続分析装置を提供すること。【解決手段】放射性ダスト自動連続分析装置１０は、フィルタ１２と、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４と、分析処理部１６と、を含む。フィルタ１２は、α線核種を含む可能性のある空気が流れる副配管２４の内部に設けられ、空気に含まれる可能性のあるα線核種を捕集する。超伝導転位端マイクロカロリメータ１４は、フィルタ１２に対向して設けられ、このα線核種からα線と共に放出される特性Ｘ線を検出する。分析処理部１６は、捕集されたα線核種から、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４によって検出された特性Ｘ線に基づいて、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析する。【選択図】図１

Description

本発明は、放射性ダスト自動連続分析装置に関する。

空気中に含まれるダストから発生する放射線の分析を行う方法が知られている（例えば、特許文献１）。この方法では、空気中のダストを捕集して、捕集したダストから発生する放射線を検出器で検出する。

特開平１１−０１４７８３号公報

しかしながら、α線は飛程が短いため、特許文献１の方法では、ダストに含まれるα線核種を自動でその場で分析することは困難であった。また、α線核種を分析するために、空気中のダストを捕集して、捕集したダストを検出器の検出面にα線の飛程以下の距離まで接近させて測定した場合、検出器の検出面にダストが付着してしまい、その付着したダストが発生させるα線がノイズとなってしまうため、α線核種の分析の精度が低減してしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検出器の検出面の汚染を低減しつつ、ダストに含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる放射性ダスト自動連続分析装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の放射性ダスト自動連続分析装置は、α線核種を含む可能性のある空気が流れる配管の内部に設けられ、前記空気に含まれるα線核種を捕集するフィルタと、前記フィルタに対向して設けられ、前記α線核種からα線と共に放出される特性Ｘ線を検出する超伝導転位端マイクロカロリメータと、捕集された前記α線核種から、前記超伝導転位端マイクロカロリメータによって検出された前記特性Ｘ線に基づいて、前記α線核種を分析する分析処理部と、を含むことを特徴とする。

この構成によれば、超伝導転位端マイクロカロリメータで、ダストに含まれる可能性のあるα線核種からα線と共に放出される特性Ｘ線を検出し、分析処理部で、特性Ｘ線に基づいて、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析することができる。ここで、特性Ｘ線は、飛程が、α線の飛程と比較して十分に長いので、捕集したダストを検出器の検出面に近づける必要がない。このため、空気に含まれる可能性のあるα線核種を自動でその場で分析することを容易にできるようにするとともに、検出器の検出面の汚染を低減することができる。また、特性Ｘ線は、その波長がα線核種ごとに異なり、その強度がα線核種の量に依存する。このため、空気に含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる。

この構成において、前記超伝導転位端マイクロカロリメータを冷却する冷却器と、をさらに含むことが好ましい。この構成によれば、冷却器で超伝導転位端マイクロカロリメータを冷却することにより、超伝導転位端マイクロカロリメータに生じている熱振動を低減することで、超伝導転位端マイクロカロリメータにおける特性Ｘ線の測定についてのノイズを低減することができる。このため、空気に含まれる可能性のあるα線核種をより精度よく分析することができる。

冷却器を含む構成において、前記配管は、主配管と、前記主配管に接続された副配管と、を有し、前記フィルタは、前記副配管の前記空気が流れる方向に交差して設けられ、前記超伝導転位端マイクロカロリメータは、前記フィルタに対して前記副配管の前記空気が流れる方向に設けられ、前記冷却器は、前記超伝導転位端マイクロカロリメータに対して前記副配管の前記空気が流れる方向に設けられていることが好ましい。この構成によれば、超伝導転位端マイクロカロリメータの検出面が、副配管の空気が流れる方向に沿って、フィルタに対向して設けられているので、フィルタのほぼ全面から、特性Ｘ線を検出することができる。また、主配管の内部における、α線核種を含む可能性のあるダストが含まれている空気の流れを妨げることなく、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析することができる。また、主配管の内部における空気の流れの影響を受けることが低減されるので、空気に含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の放射性ダスト自動連続分析装置は、α線核種を含む可能性のある空気が内部を流れる配管の一方の側面側に、前記配管に向けて設けられたレーザ照射器と、前記配管の他方の側面側に、前記レーザ照射器に対向して設けられたマルチディテクタと、前記配管に向けて設けられた発光検出器と、前記マルチディテクタで検出した前記空気の散乱光及び回折光と、前記発光検出器で検出した前記空気の原子発光とに基づいて、前記α線核種ごとの濃度を分析する分析処理部と、を含み、前記分析処理部は、前記散乱光及び前記回折光に基づいて、前記空気に含まれる粒子の粒径分布を求め、前記粒径分布と前記α線核種の濃度との相関関係から前記α線核種の濃度を分析するとともに、前記原子発光に基づいて、前記空気に含まれる前記α線核種の成分を分析する、ことを特徴とする。

この構成によれば、分析処理部により、マルチディテクタで検出した空気の散乱光及び回折光に基づいて、空気に含まれる粒子の粒径分布を求め、予め求めておいた粒径分布とα線核種の濃度との相関関係から、空気に含まれる可能性のあるα線核種の濃度を分析することができる。また、分析処理部により、発光検出器で検出した空気の原子発光に基づいて、空気に含まれる可能性のあるα線核種の成分を分析することができる。ここで、空気の散乱光及び回折光と、原子発光とは、いずれも、飛程が、α線の飛程と比較して十分に長いので、捕集したダストを検出器の検出面に近づける必要がない。このため、空気に含まれる可能性のあるα線核種を自動でその場で分析することを容易にできるようにするとともに、検出器の検出面の汚染を低減することができる。また、このため、分析処理部は、空気の散乱光及び回折光に基づく分析結果と、空気の原子発光に基づく分析結果とを組み合わせて補完することで、空気に含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる。

この構成において、前記レーザ照射器は、第１レーザ照射器と第２レーザ照射器とを含み、前記第１レーザ照射器は、前記空気に照射されることで前記散乱光または前記回折光を発生させるレーザ光を照射し、前記第２レーザ照射器は、前記空気に照射されることで前記原子発光を発生させるレーザ光を照射する、ことが好ましい。この構成によれば、第１レーザ照射部で、空気の散乱光及び回折光に基づく分析に適したレーザ光を照射し、第２レーザ照射部で、空気の原子発光に基づく分析に適したレーザ光を照射することができる。このため、空気に含まれる可能性のあるα線核種をより精度よく分析することができる。

これらの構成において、前記配管は、主配管であることが好ましい。この構成によれば、主配管の内部における、α線核種を含む可能性のあるダストが含まれている空気の流れを妨げることなく、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析することができる。また、主配管の内部における空気の流れの影響を受けることが低減されるので、空気に含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる。また、主配管を流れる空気に含まれるダストについて、ダストに含まれる可能性のあるα線核種を効率よく分析することができる。

あるいは、これらの構成において、α線核種を含む可能性のある空気が流れる配管の内部に設けられ、前記空気に含まれるα線核種を捕集するフィルタと、捕集された前記α線核種からα線と共に放出される特性Ｘ線を検出する超伝導転位端マイクロカロリメータと、をさらに含み、前記分析処理部は、さらに検出された前記特性Ｘ線に基づいて、前記α線核種を分析する、ことが好ましい。この構成によれば、さらに、超伝導転位端マイクロカロリメータで、ダストに含まれる可能性のあるα線核種からα線と共に放出される特性Ｘ線を検出し、分析処理部で、特性Ｘ線に基づいて、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析することができる。このため、空気に含まれる可能性のあるα線核種をさらに精度よく分析することができる。

超伝導転位端マイクロカロリメータを含む構成において、前記超伝導転位端マイクロカロリメータを冷却する冷却器と、をさらに含むことが好ましい。この構成によれば、冷却器で超伝導転位端マイクロカロリメータを冷却することにより、超伝導転位端マイクロカロリメータに生じている熱振動を低減することで、超伝導転位端マイクロカロリメータにおける特性Ｘ線の測定についてのノイズを低減することができる。このため、空気に含まれる可能性のあるα線核種をより精度よく分析することができる。

超伝導転位端マイクロカロリメータ及び冷却器を含む構成において、前記配管は、主配管と、前記主配管に接続された副配管と、を有し、前記レーザ照射器、前記マルチディテクタ及び前記発光検出器は、前記副配管に向けて設けられ、前記フィルタは、前記副配管の前記レーザ照射器、前記マルチディテクタ及び前記発光検出器が向けられた領域に対して、前記副配管の前記空気が流れる方向に設けられ、前記超伝導転位端マイクロカロリメータは、前記フィルタに対して前記副配管の前記空気が流れる方向に設けられ、前記冷却器は、前記超伝導転位端マイクロカロリメータに対して前記副配管の前記空気が流れる方向に設けられ、前記副配管は、前記フィルタと前記超伝導転位端マイクロカロリメータとの間に分岐を有し、一方の分岐先は前記超伝導転位端マイクロカロリメータへ向かい、他方の分岐先は吸引ポンプを介して主配管に接続されている、ことが好ましい。この構成によれば、主配管の内部における、α線核種を含む可能性のあるダストが含まれている空気の流れを妨げることなく、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析することができる。また、主配管の内部における空気の流れの影響を受けることが低減されるので、空気に含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる。また、空気に含まれる可能性のあるα線核種の分析のために副配管に取り込んだ空気を再び主配管に戻すことができるので、副配管に取り込んだ空気の流れを一定にすることができるため、一定の条件下で、空気に含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる。

本発明によれば、検出器の検出面の汚染を低減しつつ、ダストに含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる放射性ダスト自動連続分析装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析装置の概略構成図である。 図２は、図１においてフィルタが配置されている領域Ａを拡大して示した概略構成図である。 図３は、図２においてフィルタが配置されている領域Ｂをさらに拡大して示した概略構成図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法を示すフローチャートである。 図５は、本発明の第２の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析装置の概略構成図である。 図６は、本発明の第２の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法を示すフローチャートである。 図７は、本発明の第３の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析装置の概略構成図である。

以下に、本発明の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析装置を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明は、本発明を限定するものではなく、適宜変更して実施可能である。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析装置１０の概略構成図である。放射性ダスト自動連続分析装置１０は、配管に設けられている。ここで、配管は、主配管２２と、主配管２２に接続された副配管２４と、を有する。詳細には、放射性ダスト自動連続分析装置１０は、図１に示すように、副配管２４のうち、主配管２２と接続している方と反対側に接続されて、設けられている。放射性ダスト自動連続分析装置１０は、主配管２２の内部を流れる空気中に含まれる可能性のある放射性ダストを副配管２４に取り込んで、この取り込んだ放射性ダストに含まれる可能性のあるα線核種から発生するα線を検出することで、主配管２２の内部の空気の流れを妨げることなく、放射性ダストを連続でモニタリングする。また、放射性ダスト自動連続分析装置１０は、主配管２２の内部を流れる空気中に放射線ダストが含まれない場合、または、放射線ダストが含まれているがその放射線ダストにα線核種が含まれていない場合、その空気中にα線核種が含まれていないこと、すなわち、その空気がα線核種で汚染されていないことを、連続でモニタリングする。本実施形態では省略されているが、主配管２２の内部を流れる空気を副配管２４に取り込むための空気取り込み機構が設けられていてもよい。以下において、放射性ダストを、適宜、ダストと称する。

放射性ダスト自動連続分析装置１０は、図１に示すように、フィルタ１２と、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４と、分析処理部１６と、冷却器１８と、制御部２０と、を含む。フィルタ１２は、α線核種を含む可能性のある空気が流れる配管の内部に設けられている。フィルタ１２は、配管の内部を流れる空気に含まれる可能性のあるα線核種を捕集する。詳細には、フィルタ１２は、図１に示すように、副配管２４の内部において、空気が流れる方向に交差して設けられている。フィルタ１２は、副配管２４の内部において、空気が流れる方向に直交する方向に沿って設けられていることが好ましい。このため、フィルタ１２は、副配管２４の内部を流れる空気に含まれる可能性のあるα線核種を捕集する。

図２は、図１においてフィルタ１２が配置されている領域Ａを拡大して示した概略構成図である。副配管２４は、図２に示すように、副配管２４ａと、副配管２４ｂと、を有する。副配管２４ａは、副配管２４ｂよりも主配管２２に近い方に設けられ、すなわち空気の流れる上流側に設けられ、副配管２４ｂは、副配管２４ａよりも主配管２２から遠い方に設けられ、すなわち空気の流れる下流側に設けられている。副配管２４ａは、一方の端が主配管２２と接続されており、他方の端がフィルタ１２で塞がれている。副配管２４ｂは、一方の端がフィルタ１２で塞がれており、他方の端が、図１に示す超伝導転位端マイクロカロリメータ１４の検出面で塞がれている。すなわち、フィルタ１２は、図２に示すように、副配管２４ａと副配管２４ｂとの間に、副配管２４ａと副配管２４ｂとの間の流路を塞ぐように設けられている。

図３は、図２においてフィルタ１２が配置されている領域Ｂをさらに拡大して示した概略構成図である。放射性ダスト自動連続分析装置１０は、図２に示すように、フォルダ２６と、フォルダ保持部材２８と、を含む。フォルダ２６及びフォルダ保持部材２８は、副配管２４ａと副配管２４ｂとの間に設けられている。フォルダ２６は、図２及び図３に示すように、フィルタ保持部２６ａと、溝部２６ｂと、を有する。フィルタ保持部２６ａは、フィルタ１２を保持することができる部分である。溝部２６ｂは、フィルタ保持部２６ａの両側に、副配管２４ｂと対向する側に設けられている。

フォルダ保持部材２８は、図２に示すように、フォルダ保持部２８ａと、突条部２８ｂと、を有する。フォルダ保持部２８ａは、フォルダ２６を外周から保持することができる部分である。突条部２８ｂは、フォルダ保持部材２８の、フォルダ２６の溝部２６ｂと対向する位置に設けられている。

溝部２６ｂと、突条部２８ｂとは、互いに嵌め合わせされる形状であり、副配管２４の延びる方向に抜けない形状を有する。このため、フォルダ２６とフォルダ保持部材２８とは、スロットイン構造を有している。すなわち、フォルダ２６とフォルダ保持部材２８とは、鉛直方向、すなわち図２の紙面に垂直な方向に相対的に移動させることで、着脱可能な構造を有している。また、フォルダ２６とフォルダ保持部材２８とは、副配管２４の延びる方向、すなわち図２の紙面の横方向に相対的に移動しないような構造を有している。

フィルタ１２は、フォルダ２６によって保持されている。フォルダ２６は、フォルダ保持部材２８によって、副配管２４の延びる方向に相対的に移動しないように、保持されている。このため、フィルタ１２は、副配管２４の内部を流れる空気の影響を受けて副配管２４の延びる方向に移動することがないように、フォルダ２６及びフォルダ保持部材２８によって、保持されている。

フィルタ１２は、フォルダ２６及びフォルダ保持部材２８によって、副配管２４ａと副配管２４ｂとの間で、フィルタ１２により副配管２４ａと副配管２４ｂとの間の流路を塞ぐように、保持されている。すなわち、フォルダ２６及びフォルダ保持部材２８は、フィルタ１２を、副配管２４ａと副配管２４ｂとの間で、フィルタ１２により副配管２４ａと副配管２４ｂとの間の流路を塞ぐように、保持している。フィルタ１２は、副配管２４の内部の空気の流れを塞ぐように保持されているので、この空気に含まれるダストｄを、副配管２４ａ側の面上に捕集することができる。

フィルタ１２は、一定期間ごとに交換されることが好ましい。フィルタ１２は、副配管２４への空気が取り込みを一旦停止して、自動又は手動で、フォルダ２６ごとフォルダ保持部材２８に対して鉛直方向にスライド移動させることで、フォルダ２６ごと取り外される。そして、使用済みのフィルタ１２は、取り外されたフォルダ２６から取り外される。その後、新しいフィルタ１２は、フィルタ１２が取り外されたフォルダ２６に取り付けられる。新しいフィルタ１２が取り付けられたフォルダ２６は、自動又は手動で、フォルダ２６ごとフォルダ保持部材２８に対して鉛直方向にスライド移動させることで、フォルダ２６ごと取り付けられる。このように、フィルタ１２は、交換される。なお、フィルタ１２の交換の形態は、これに限定されることなく、フォルダ２６のフィルタ保持部２６ａをいずれか一方の方向にフィルタ１２の厚み分程度に貫通した貫通孔とし、この貫通孔をフィルタ１２の帯が通過する状態に取り付けられ、ロールペーパー方式でフィルタ１２の使用部分を次々と新しい場所に変更する形態であってもよい。

超伝導転位端マイクロカロリメータ１４は、図１に示すように、副配管２４の空気が流れる方向に沿って、すなわちフィルタ１２と直交する方向に沿って、フィルタ１２に対向して設けられている。超伝導転位端マイクロカロリメータ１４は、ＴＥＳ（Transition Edge Sensor）型の検出器であり、エネルギーの流入に伴う温度上昇を敏感に検出して、温度上昇の情報を取得する。この温度上昇の情報は、流入したエネルギーの情報に変換することができ、特性Ｘ線の情報を含んでいる。このため、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４は、α線核種からα線と共に放出される、α線核種に特有の低エネルギーの特性Ｘ線に伴う温度上昇を敏感に検出することで、α線核種から放出された特性Ｘ線を検出することができる。この低エネルギーの特性Ｘ線は、例えば、プルトニウムがα崩壊によってウランに変わる際に、ウランのＬ殻の軌道に電子が遷移して発生するＸ線のことを指す場合、ＬＸ線と称されることもある。超伝導転位端マイクロカロリメータ１４は、この特性Ｘ線と、γ線等のその他の放射線とを区別して検出することができる。

超伝導転位端マイクロカロリメータ１４は、検出面が、フィルタ１２と直交する方向に沿って、フィルタ１２に対向して設けられているので、フィルタ１２のほぼ全面から、特性Ｘ線を検出することができる。

超伝導転位端マイクロカロリメータ１４は、分析処理部１６と電気的に接続されており、α線核種からα線と共に放出される特性Ｘ線に伴う温度上昇の情報を、分析処理部１６に送信する。超伝導転位端マイクロカロリメータ１４は、制御部２０と電気的に接続され、制御部２０により制御される。

この特性Ｘ線は、飛程が、α線の飛程と比較して十分に長いので、捕集したダストｄを、検出器である超伝導転位端マイクロカロリメータ１４の検出面に近づける必要がない。このため、特性Ｘ線を検出することでα線核種を分析するこの構成は、α線核種を自動でその場で分析することを容易にできるようにするとともに、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４の検出面の汚染を低減することができる。また、特性Ｘ線は、その波長や振動数、すなわちエネルギーが、α線核種ごとに異なる。また、特性Ｘ線は、その強度がα線核種の量に依存する。このため、特性Ｘ線を検出することでα線核種を分析するこの構成は、α線核種を精度よく分析することができる。

分析処理部１６は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４と電気的に接続されている。分析処理部１６は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４が検出した、α線核種からα線と共に放出される特性Ｘ線に伴う温度上昇の情報を受信し、取得する。分析処理部１６は、この温度上昇の情報を、特性Ｘ線のエネルギーの情報と、特性Ｘ線の検出量の情報と、に変換する。分析処理部１６は、特性Ｘ線のエネルギーの情報と、予め入力されている特性Ｘ線のエネルギーとα線核種との相関関係の情報とに基づいて、その特性Ｘ線を放出したα線核種の情報を取得する。分析処理部１６は、特性Ｘ線の検出量の情報と、予め入力されている特性Ｘ線の検出量とα線核種の量との相関関係の情報とに基づいて、その特性Ｘ線を放出したα線核種の量の情報を取得する。このように、分析処理部１６は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４が検出した特性Ｘ線に基づいて、α線核種を分析する。

分析処理部１６は、記憶部が接続されている。記憶部は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリー等の記憶装置を有し、分析処理部１６により処理されるソフトウェア・プログラム及びこのソフトウェア・プログラムにより参照されるデータ等を記憶する。具体的には、記憶部は、分析処理部１６に本実施形態の放射性ダスト自動連続分析方法における分析処理を実行させるための、分析処理プログラムを記憶する。また、記憶部は、分析処理部１６が処理結果等を一時的に記憶する記憶領域としても機能する。分析処理部１６は、記憶部からソフトウェア・プログラム等を読み出して処理することで、ソフトウェア・プログラムの内容に応じた機能を発揮する。具体的には、分析処理部１６は、記憶部に記憶された分析処理プログラムを読み出して処理することで、本発明の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法に含まれる分析処理を実行する。分析処理部１６は、コンピュータが例示される。

冷却器１８は、図１に示すように、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４に対してフィルタ１２がある側とは反対側に、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４に接して設けられている。すなわち、冷却器１８は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４に対して副配管２４の空気が流れる方向に設けられている。冷却器１８は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４を冷却する。具体的には、冷却器１８は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４を含む冷却領域１８ａの内部の領域を冷却する。冷却器１８は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４に含まれる超伝導材料を超伝導状態まで冷却する。

冷却器１８は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４を可能な限り低温まで冷却することが好ましく、この場合、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４の内部の分子の運動を可能な限り低減することで、エネルギーの流入に伴う温度上昇を検出する際のバックグラウンド及びノイズを可能な限り低減することができる。このため、冷却器１８は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４がこの温度情報を検出する検出精度を向上させることができる。冷却器１８は、液体ヘリウムを用いたヘリウム冷凍機が好ましいものとして例示され、この場合、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４を４Ｋ程度まで冷却することができる。冷却器１８は、制御部２０と電気的に接続され、制御部２０により制御される。

制御部２０は、図１に示すように、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４と、冷却器１８と、電気的に接続されている。制御部２０は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４と、冷却器１８と、をそれぞれ制御する。

制御部２０は、処理部と、記憶部とを含む。記憶部は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリー等の記憶装置を有し、処理部により処理されるソフトウェア・プログラム及びこのソフトウェア・プログラムにより参照されるデータ等を記憶する。具体的には、記憶部は、処理部に本実施形態の放射性ダスト自動連続分析方法を実行させるための、放射性ダスト自動連続分析プログラムを記憶する。また、記憶部は、処理部が処理結果等を一時的に記憶する記憶領域としても機能する。処理部は、記憶部からソフトウェア・プログラム等を読み出して処理することで、ソフトウェア・プログラムの内容に応じた機能を発揮する。具体的には、処理部は、記憶部に記憶された放射性ダスト自動連続分析プログラムを読み出して処理することで、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４及び冷却器１８を適切に制御して、本実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法を実行する。制御部２０は、コンピュータが例示される。

分析処理部１６と、制御部２０に含まれる処理部とは、一体であってもよい。また、分析処理部１６に接続されている記憶部と、制御部２０に含まれる記憶部とは、一体であってもよい。分析処理部１６と、制御部２０とは、一台のコンピュータであってもよい。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法を示すフローチャートである。図４を用いて、本発明の第１の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法を説明する。本発明の第１の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法は、本発明の第１の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析装置１０の動作の一例である。本発明の第１の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法は、図４に示すように、空気供給ステップ（ステップＳ１２）と、ダスト捕集ステップ（ステップＳ１４）と、特性Ｘ線検出ステップ（ステップＳ１６）と、α線核種分析ステップ（ステップＳ１８）と、を含む。

まず、主配管２２の内部を流れる空気を、副配管２４に供給する（ステップＳ１２）。具体的には、主配管２２からの自然の流れに任せてもよいし、空気取り込み機構により、主配管２２の内部を流れる空気を副配管２４に取り込んでもよい。これにより、主配管２２の内部を流れていた空気が、フィルタ１２を通過する。

次に、フィルタ１２は、副配管２４ａ側に向けられた表面で、主配管２２の内部を流れていた空気に含まれる可能性のあるダストｄを捕集する（ステップＳ１４）。フィルタ１２は、捕集されたダストｄにα線核種が含まれている場合には、α線核種を捕集する。フィルタ１２に捕集されたα線核種は、α線と共に、α線核種に特有の低エネルギーの特性Ｘ線を放出する。

そして、冷却器１８によって冷却されている超伝導転位端マイクロカロリメータ１４は、制御部２０の制御を受けて、フィルタ１２に捕集されたα線核種から放出された特性Ｘ線を検出する（ステップＳ１６）。具体的には、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４は、この特性Ｘ線に伴う温度上昇を敏感に検出することで、α線核種から放出された特性Ｘ線を検出する。超伝導転位端マイクロカロリメータ１４は、α線核種からα線と共に放出される特性Ｘ線に伴う温度上昇の情報を、分析処理部１６に送信する。

その後、分析処理部１６は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４から、特性Ｘ線に関する情報を取得する。分析処理部１６は、この特性Ｘ線に関する情報に基づいて、α線核種を分析する（ステップＳ１８）。具体的には、まず、分析処理部１６は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４が検出した、α線核種からα線と共に放出される特性Ｘ線に伴う温度上昇の情報を受信し、取得する。次に、分析処理部１６は、この温度上昇の情報を、特性Ｘ線のエネルギーの情報と、特性Ｘ線の検出量の情報と、に変換する。そして、分析処理部１６は、特性Ｘ線のエネルギーの情報と、予め入力されている特性Ｘ線のエネルギーとα線核種との相関関係の情報とに基づいて、その特性Ｘ線を放出したα線核種の情報を取得する。また、分析処理部１６は、特性Ｘ線の検出量の情報と、予め入力されている特性Ｘ線の検出量とα線核種の量との相関関係の情報とに基づいて、その特性Ｘ線を放出したα線核種の量の情報を取得する。

放射性ダスト自動連続分析装置１０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、ステップＳ１２からステップＳ１８までの処理を繰り返すことで、一定時間ごとに、自動で連続して、主配管２２の内部を流れる空気に含まれる可能性のあるα線核種の種類及び量を分析することができる。放射性ダスト自動連続分析装置１０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、α線核種の種類及び量を分析して明確にすることができるので、α線核種を含む可能性のある廃棄物を細かく分類し、管理し、適切に廃棄することを可能にする。

放射性ダスト自動連続分析装置１０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、以上のような構成を有するので、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４で、ダストｄに含まれる可能性のあるα線核種からα線と共に放出される特性Ｘ線を検出し、分析処理部１６で、特性Ｘ線に基づいて、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析することができる。ここで、特性Ｘ線は、飛程が、α線の飛程と比較して十分に長いので、捕集したダストｄを検出器の検出面に近づける必要がない。このため、空気に含まれる可能性のあるα線核種を自動でその場で分析することを容易にできるようにするとともに、検出器の検出面の汚染を低減することができる。また、特性Ｘ線は、その波長がα線核種ごとに異なり、その強度がα線核種の量に依存する。このため、空気に含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる。

また、放射性ダスト自動連続分析装置１０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、空気中にダストｄが含まれない場合、または、空気中に含まれるダストｄにα線核種が含まれない場合、特性Ｘ線が発生しないので、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４で特性Ｘ線をしないことに基づいて、その空気中にα線核種が含まれていないこと、すなわち、その空気がα線核種で汚染されていないことを、連続でモニタリングすることができる。

放射性ダスト自動連続分析装置１０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４を冷却する冷却器１８と、をさらに含む。これにより、冷却器１８で超伝導転位端マイクロカロリメータ１４を冷却することにより、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４に生じている熱振動を低減することで、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４における特性Ｘ線の測定についてのノイズを低減することができる。このため、空気に含まれる可能性のあるα線核種をより精度よく分析することができる。

放射性ダスト自動連続分析装置１０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、さらに、配管が主配管２２と主配管２２に接続された副配管２４とを有し、フィルタ１２が副配管２４の空気が流れる方向に交差して設けられ、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４がフィルタ１２に対して副配管２４の空気が流れる方向に設けられ、冷却器１８は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４に対して副配管２４の空気が流れる方向に設けられている。このため、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４の検出面が、副配管２４の空気が流れる方向に沿って、フィルタ１２に対向して設けられているので、フィルタ１２のほぼ全面から、特性Ｘ線を検出することができる。また、主配管２２の内部における、α線核種を含む可能性のあるダストｄが含まれている空気の流れを妨げることなく、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析することができる。また、主配管２２の内部における空気の流れの影響を受けることが低減されるので、空気に含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる。

［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析装置３０の概略構成図である。放射性ダスト自動連続分析装置３０は、図５に示すように、配管の主配管４６の周囲に、主配管４６に向けて設けられている。放射性ダスト自動連続分析装置３０は、主配管４６の内部を流れる空気中に含まれる放射性ダストを、レーザ光を用いて分析することで、主配管４６の内部の空気の流れを妨げることなく、放射性ダストを連続でモニタリングする。また、放射性ダスト自動連続分析装置３０は、主配管４６の内部を流れる空気中に放射線ダストが含まれない場合、または、放射線ダストが含まれているがその放射線ダストにα線核種が含まれていない場合、その空気中にα線核種が含まれていないこと、すなわち、その空気がα線核種で汚染されていないことを、連続でモニタリングする。

放射性ダスト自動連続分析装置３０は、図５に示すように、レーザ照射器としての第１レーザ照射器３２及び第２レーザ照射器３４と、光学系３６と、マルチディテクタ３８と、発光検出器４０と、分析処理部４２と、制御部４４と、を含む。

第１レーザ照射器３２と第２レーザ照射器３４とを含むレーザ照射器は、図５に示すように、α線核種を含む可能性のある空気が内部を流れる主配管４６の一方の側面側、すなわち図５における右側に、主配管４６に向けて設けられている。第１レーザ照射器３２は、第１レーザ光Ｌ１を照射する。第１レーザ光Ｌ１は、空気に含まれる可能性のあるα線核種を含むダストｄに照射されることで、α線核種を含むダストｄの散乱光または回折光を発生させる。第２レーザ照射器３４は、第２レーザ光Ｌ２を照射する。第２レーザ光Ｌ２は、空気に含まれる可能性のあるα線核種を含むダストｄに照射されることで、α線核種を含むダストｄの原子発光を発生させる。第１レーザ照射器３２と第２レーザ照射器３４とは、いずれも制御部４４と電気的に接続されており、制御部４４に制御される。なお、レーザ照射器は、本実施形態のような第１レーザ照射器３２と第２レーザ照射器３４とを含む形態に限定されず、α線核種を含むダストｄの散乱光または回折光を発生させ、かつ、α線核種を含むダストｄの原子発光を発生させるものであれば、どのような形態であってもよい。

光学系３６は、主配管４６の他方の側面側、すなわち図５における左側に設けられている。光学系３６は、主配管４６を介して、主配管４６の内部の空気が流れる方向に交差した方向に、第１レーザ照射器３２及び第２レーザ照射器３４と対向して設けられている。光学系３６は、α線核種を含むダストｄの散乱光または回折光をマルチディテクタ３８に向けて集光させる。光学系３６は、集光機能を有する凸レンズ、及び、集光機能を有するレンズの組み合わせが例示される。

マルチディテクタ３８は、主配管４６の他方の側面側、すなわち図５における左側に設けられている。マルチディテクタ３８は、主配管４６及び光学系３６を介して、主配管４６の内部の空気が流れる方向に交差した方向に、第１レーザ照射器３２及び第２レーザ照射器３４と対向して、主配管４６に向けて設けられている。すなわち、第１レーザ照射器３２及び第２レーザ照射器３４、光学系３６、及びマルチディテクタ３８は、この順番に、主配管４６の内部の空気が流れる方向に交差した方向に、第１レーザ照射器３２及び第２レーザ照射器３４がそれぞれ第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を照射する方向に沿って、一列に設けられている。

マルチディテクタ３８は、複数の検出器が、第１レーザ照射器３２及び第２レーザ照射器３４がそれぞれ第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を照射する方向に交差する面内に配列されている。マルチディテクタ３８は、複数の検出器により、光学系３６によって集光されたα線核種を含むダストｄの散乱光または回折光を受光して検出し、散乱または回折の角度ごとに、α線核種を含むダストｄの散乱光または回折光の検出情報を取得する。

マルチディテクタ３８は、分析処理部４２と電気的に接続されており、α線核種を含むダストｄの散乱光または回折光の検出情報を、分析処理部４２に送信する。マルチディテクタ３８は、制御部４４と電気的に接続され、制御部４４により制御される。

発光検出器４０は、主配管４６の他方の側面側、すなわち図５における左側に設けられている。発光検出器４０は、主配管４６に向けて設けられている。発光検出器４０は、第１レーザ照射器３２及び第２レーザ照射器３４、光学系３６、及びマルチディテクタ３８が設けられた列からずれた位置に、設けられている。発光検出器４０は、α線核種を含むダストｄの原子発光を受光して検出し、α線核種を含むダストｄの原子発光の検出情報を取得する。

発光検出器４０は、分析処理部４２と電気的に接続されており、α線核種を含むダストｄの原子発光の検出情報を、分析処理部４２に送信する。発光検出器４０は、制御部４４と電気的に接続され、制御部４４により制御される。

α線核種を含むダストｄの散乱光、回折光及び原子発光は、いずれも、飛程が、α線の飛程と比較して十分に長いので、ダストｄを、検出器であるマルチディテクタ３８及び発光検出器４０の検出面に近づける必要がない。このため、散乱光、回折光及び原子発光を検出することでα線核種を分析するこの構成は、空気に含まれる可能性のあるα線核種を自動でその場で分析することを容易にできるようにするとともに、マルチディテクタ３８及び発光検出器４０の検出面の汚染を低減することができる。

α線核種を含むダストｄの散乱光及び回折光は、α線核種を含むダストｄの粒径に関する情報、例えば粒径分布に関する情報を含む。発明者らは、鋭意検討の結果、ダスト粒径分布とα線核種の濃度との間に依存性があることを発見した。このため、空気に含まれる可能性のあるα線核種を含むダストｄの散乱光及び回折光を検出することで、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析するこの構成は、空気に含まれる可能性のあるα線核種の濃度を精度よく分析することができる。

空気に含まれる可能性のあるα線核種を含むダストｄの原子発光は、空気に含まれる可能性のあるα線核種を含むダストの成分に関する情報を含む。このため、空気に含まれる可能性のあるα線核種を含むダストｄの原子発光を検出することでα線核種を分析するこの構成は、空気に含まれる可能性のあるα線核種の成分を精度よく分析することができる。

分析処理部４２は、マルチディテクタ３８及び発光検出器４０と電気的に接続されている。分析処理部４２は、マルチディテクタ３８が検出した、空気に含まれる可能性のあるα線核種を含むダストｄの散乱光または回折光の検出情報を受信し、取得する。分析処理部４２は、空気に含まれる可能性のあるα線核種を含むダストｄの散乱光または回折光の検出情報と、予め入力されているα線核種を含むダストｄの粒径分布とα線核種の濃度との相関関係の情報とに基づいて、その散乱光または回折光を発生させた、空気に含まれる可能性のあるα線核種の濃度の情報を取得する。

分析処理部４２は、発光検出器４０が検出した、空気に含まれる可能性のあるα線核種を含むダストｄの原子発光の検出情報を受信し、取得する。分析処理部４２は、空気に含まれる可能性のあるα線核種を含むダストｄの原子発光の検出情報に基づいて、空気に含まれる可能性のあるα線核種の成分の情報を取得する。

分析処理部４２は、ダストの濃度の情報と、ダストの成分の情報とに基づいて、α線核種ごとの濃度の情報を取得する。このように、分析処理部４２は、マルチディテクタ３８が検出した散乱光または回折光と、発光検出器４０が検出した原子発光とに基づいて得られるα線核種を含むダストに関する情報を組み合わせて補完して、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析する。

分析処理部４２は、記憶部が接続されている。記憶部は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリー等の記憶装置を有し、分析処理部４２により処理されるソフトウェア・プログラム及びこのソフトウェア・プログラムにより参照されるデータ等を記憶する。具体的には、記憶部は、分析処理部４２に本実施形態の放射性ダスト自動連続分析方法における分析処理を実行させるための、分析処理プログラムを記憶する。また、記憶部は、分析処理部４２が処理結果等を一時的に記憶する記憶領域としても機能する。分析処理部４２は、記憶部からソフトウェア・プログラム等を読み出して処理することで、ソフトウェア・プログラムの内容に応じた機能を発揮する。具体的には、分析処理部４２は、記憶部に記憶された分析処理プログラムを読み出して処理することで、本発明の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法に含まれる分析処理を実行する。分析処理部４２は、コンピュータが例示される。

制御部４４は、図５に示すように、第１レーザ照射器３２と、第２レーザ照射器３４と、マルチディテクタ３８と、発光検出器４０と、電気的に接続されている。制御部４４は、第１レーザ照射器３２と、第２レーザ照射器３４と、マルチディテクタ３８と、発光検出器４０と、をそれぞれ制御する。

制御部４４は、処理部と、記憶部とを含む。記憶部は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリー等の記憶装置を有し、処理部により処理されるソフトウェア・プログラム及びこのソフトウェア・プログラムにより参照されるデータ等を記憶する。具体的には、記憶部は、処理部に本実施形態の放射性ダスト自動連続分析方法を実行させるための、放射性ダスト自動連続分析プログラムを記憶する。また、記憶部は、処理部が処理結果等を一時的に記憶する記憶領域としても機能する。処理部は、記憶部からソフトウェア・プログラム等を読み出して処理することで、ソフトウェア・プログラムの内容に応じた機能を発揮する。具体的には、処理部は、記憶部に記憶された放射性ダスト自動連続分析プログラムを読み出して処理することで、第１レーザ照射器３２、第２レーザ照射器３４、マルチディテクタ３８及び発光検出器４０を適切に制御して、本実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法を実行する。制御部４４は、コンピュータが例示される。

分析処理部４２と、制御部４４に含まれる処理部とは、一体であってもよい。また、分析処理部４２に接続されている記憶部と、制御部４４に含まれる記憶部とは、一体であってもよい。分析処理部４２と、制御部４４とは、一台のコンピュータであってもよい。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法を示すフローチャートである。図６を用いて、本発明の第２の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法を説明する。本発明の第２の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法は、本発明の第２の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析装置３０の動作の一例である。本発明の第２の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法は、図６に示すように、レーザ光照射ステップ（ステップＳ２２）と、散乱光または回折光検出ステップ（ステップＳ２４）と、原子発光検出ステップ（ステップＳ２６）と、α線核種分析ステップ（ステップＳ２８）と、を含む。

まず、第１レーザ照射器３２及び第２レーザ照射器３４は、制御部４４の制御を受けて、主配管４６を流れる空気に含まれる可能性のあるダストｄに向けて、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２をそれぞれ照射する（ステップＳ２２）。すなわち、ステップＳ２２は、第１レーザ照射器３２により第１レーザ光Ｌ１を照射する第１レーザ光照射ステップと、第２レーザ照射器３４により第２レーザ光Ｌ２を照射する第２レーザ光照射ステップと、を含む。これにより、第１レーザ光Ｌ１がダストｄに照射されることで、空気にα線核種を含むダストｄが含まれている場合、α線核種を含むダストｄの散乱光または回折光が発生する。また、第２レーザ光Ｌ２がダストｄに照射されることで、空気にα線核種を含むダストｄが含まれている場合、α線核種を含むダストｄの原子発光が発生する。

次に、マルチディテクタ３８は、空気にα線核種を含むダストｄが含まれている場合、制御部４４の制御を受けて、ステップＳ２２で発生した後に光学系３６で集光されたα線核種を含むダストｄの散乱光または回折光を受光して検出する（ステップＳ２４）。これにより、マルチディテクタ３８は、散乱または回折の角度ごとに、α線核種を含むダストｄの散乱光または回折光の検出情報を取得する。マルチディテクタ３８は、α線核種を含むダストｄの散乱光または回折光の検出情報を、分析処理部４２に送信する。

そして、発光検出器４０は、空気にα線核種を含むダストｄが含まれている場合、制御部４４の制御を受けて、ステップＳ２２で発生したα線核種を含むダストｄの原子発光を受光して検出する（ステップＳ２６）。これにより、発光検出器４０は、α線核種を含むダストｄの原子発光の検出情報を取得する。発光検出器４０は、α線核種を含むダストｄの原子発光の検出情報を分析処理部４２に送信する。

ステップＳ２２、ステップＳ２４及びステップＳ２６は、この順番に限定されない。ステップＳ２２における第１レーザ光照射ステップの後にステップＳ２４が行われ、ステップＳ２２における第２レーザ光照射ステップの後にステップＳ２６が行われさえすれば、後はどのような順番になっても構わない。例えば、第１レーザ光照射ステップ及びステップＳ２４と、第２レーザ光照射ステップ及びステップＳ２６と、が並行して行われてもよい。

その後、分析処理部４２は、空気にα線核種を含むダストｄが含まれている場合、マルチディテクタ３８から、α線核種を含むダストｄの散乱光または回折光の検出情報を受信し、取得する。また、分析処理部４２は、空気にα線核種を含むダストｄが含まれている場合、発光検出器４０から、α線核種を含むダストｄの原子発光の検出情報を受信し、取得する。

分析処理部４２は、空気にα線核種を含むダストｄが含まれている場合、α線核種を含むダストｄの散乱光または回折光の検出情報と、分析処理部４２に接続された記憶部に予め記憶されたα線核種を含むダストｄの粒径分布とα線核種の濃度との相関関係の情報とに基づいて、その散乱光または回折光を発生させたα線核種の濃度の情報を取得する。また、分析処理部４２は、空気にα線核種を含むダストｄが含まれている場合、α線核種を含むダストｄの原子発光の検出情報に基づいて、α線核種の成分の情報を取得する。分析処理部４２は、空気にα線核種を含むダストｄが含まれている場合、α線核種の濃度の情報と、α線核種の成分の情報とに基づいて、α線核種ごとの濃度の情報を取得する。このように、分析処理部４２は、マルチディテクタ３８が検出した散乱光または回折光と、発光検出器４０が検出した原子発光とに基づいて得られるα線核種に関する情報を組み合わせて補完して、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析する。

放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、ステップＳ２２からステップＳ２８までの処理を繰り返すことで、一定時間ごとに、自動で連続して、主配管４６の内部を流れる空気に含まれる可能性のあるα線核種ごとの濃度を分析することができる。放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、α線核種ごとの濃度を分析して明確にすることができるので、α線核種を含む可能性のある廃棄物を細かく分類し、管理し、適切に廃棄することを可能にする。

放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、以上のような構成を有するので、分析処理部４２により、マルチディテクタ３８で検出した空気の散乱光及び回折光に基づいて、空気に含まれる粒子の粒径分布を求め、予め求めておいた粒径分布とα線核種の濃度との相関関係から、空気に含まれる可能性のあるα線核種の濃度を分析することができる。また、放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、分析処理部４２により、発光検出器４０で検出した空気の原子発光に基づいて、空気に含まれる可能性のあるα線核種の成分を分析することができる。ここで、空気の散乱光及び回折光と、原子発光とは、いずれも、飛程が、α線の飛程と比較して十分に長いので、捕集したダストｄを検出器の検出面に近づける必要がない。このため、放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、空気に含まれる可能性のあるα線核種を自動でその場で分析することを容易にできるようにするとともに、検出器の検出面の汚染を低減することができる。また、このため、放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、分析処理部４２が、空気の散乱光及び回折光に基づく分析結果と、空気の原子発光に基づく分析結果とを組み合わせて補完することで、空気に含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる。

また、放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、空気中にダストｄが含まれない場合、または、空気中に含まれるダストｄにα線核種が含まれない場合、α線核種を含むダストｄの散乱光または回折光と、α線核種を含むダストｄの原子発光とが発生しないので、マルチディテクタ３８でα線核種を含むダストｄの散乱光または回折光を検出せず、発光検出器４０でα線核種を含むダストｄの原子発光を検出しないことに基づいて、その空気中にα線核種が含まれていないこと、すなわち、その空気がα線核種で汚染されていないことを、連続でモニタリングすることができる。

放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、レーザ照射器が、第１レーザ照射器３２と第２レーザ照射器３４とを含み、第１レーザ照射器３２が、空気に照射されることで散乱光または回折光を発生させる第１レーザ光Ｌ１を照射し、第２レーザ照射器３４が、空気に照射されることで原子発光を発生させる第２レーザ光Ｌ２を照射する。これにより、放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、第１レーザ照射器３２で、空気の散乱光及び回折光に基づく分析に適した第１レーザ光Ｌ１を照射し、第２レーザ照射器３４で、空気の原子発光に基づく分析に適した第２レーザ光Ｌ２を照射することができる。このため、放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、空気に含まれる可能性のあるα線核種をより精度よく分析することができる。

放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、α線核種が分析されるダストｄを含む可能性のある空気が流れている配管が、主配管４６である。これにより、放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、主配管４６の内部における、α線核種を含む可能性のあるダストｄが含まれている空気の流れを妨げることなく、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析することができる。また、放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、主配管４６の内部における空気の流れの影響を受けることが低減されるので、空気に含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる。また、放射性ダスト自動連続分析装置３０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、主配管４６を流れる空気に含まれるダストｄについて、ダストｄに含まれる可能性のあるα線核種を効率よく分析することができる。

［第３の実施形態］
図７は、本発明の第３の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析装置５０の概略構成図である。放射性ダスト自動連続分析装置５０は、放射性ダスト自動連続分析装置１０及び放射性ダスト自動連続分析装置３０を組み合わせて、これらに様々な変更を加えたものである。１つ目の変更は、放射性ダスト自動連続分析装置１０と同様の構成を設けた位置を、主配管２２に接続された副配管２４から、主配管６０に接続された副配管６２に変更されたことである。２つ目の変更は、放射性ダスト自動連続分析装置３０と同様の構成を設けた配置を、主配管４６の周囲に主配管４６に向けた配置から、副配管６２に含まれる副配管６２ａの周囲に副配管６２ａに向けた配置に変更されたことである。３つ目の変更は、副配管６２に含まれる副配管６２ｂに分岐６４を設け、分岐６４から空気の流れる下流側に設けられた副配管６２ｃ及び副配管６２ｄを、途中に吸引ポンプ５４を設けて、主配管６０に接続したことである。第３の実施形態の説明では、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の構成に第１の実施形態及び第２の実施形態と同一の符号群を用い、その詳細な説明を省略する。

放射性ダスト自動連続分析装置５０は、配管に設けられている。ここで、配管は、主配管６０と、主配管６０に接続された副配管６２と、を有する。放射性ダスト自動連続分析装置５０は、副配管６２に設けられており、主配管６０の内部を流れる空気中に含まれる放射性ダストを副配管６２に取り込んで、この取り込んだ放射性ダストから発生するα線を検出することで、主配管６０の内部の空気の流れを妨げることなく、放射性ダストを連続でモニタリングする。また、放射性ダスト自動連続分析装置５０は、主配管６０の内部を流れる空気中に放射線ダストが含まれない場合、または、放射線ダストが含まれているがその放射線ダストにα線核種が含まれていない場合、その空気中にα線核種が含まれていないこと、すなわち、その空気がα線核種で汚染されていないことを、連続でモニタリングする。

放射性ダスト自動連続分析装置５０は、放射性ダスト自動連続分析装置１０と同様の構成と、放射性ダスト自動連続分析装置３０と同様の構成と、を含む。すなわち、放射性ダスト自動連続分析装置５０は、第１の実施形態と同様の、フィルタ１２と、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４と、冷却器１８と、フォルダ２６と、フォルダ保持部材２８とを含むと共に、第２の実施形態と同様の、レーザ照射器としての第１レーザ照射器３２及び第２レーザ照射器３４と、光学系３６と、マルチディテクタ３８と、発光検出器４０と、を含む。第３の実施形態では、フォルダ２６及びフォルダ保持部材２８は、副配管６２ａと副配管６２ｂとの間に設けられている。ここで、図７の領域Ａは、図２と同様の構成を有する。また、図７の領域Ｃは、図５と同様の構成を有する。

放射性ダスト自動連続分析装置５０は、第１の実施形態に係る分析処理部１６と第２の実施形態に係る分析処理部４２との両方の機能を備える、分析処理部５２を含む。また、放射性ダスト自動連続分析装置５０は、第１の実施形態に係る制御部２０と第２の実施形態に係る制御部４４との両方の機能を備える、制御部を含む。この制御部は、さらに吸引ポンプ５４と電気的に接続されており、吸引ポンプ５４を制御する機能を備えている。分析処理部５２は、分析処理部１６及び分析処理部４２と同様に、コンピュータが例示される。第３の実施形態に係る制御部は、制御部２０及び制御部４４と同様に、コンピュータが例示される。なお、図７では、放射性ダスト自動連続分析装置５０に含まれる制御部の図示を省略している。

副配管６２は、図７に示すように、副配管６２ａと、副配管６２ｂと、副配管６２ｃと、副配管６２ｄと、を有する。副配管６２ａ、副配管６２ｂ、副配管６２ｃ及び副配管６２ｄは、この順に、空気の流れる上流側から下流側に向かって設けられている。副配管６２ｂは、分岐６４を有し、一方の分岐先が副配管６２ｂの端部となっており、他方の分岐先が副配管６２ｃとなっている。副配管６２ａ及び副配管６２ｄは、主配管６０に接続されており、主配管６０における副配管６２ａとの接続位置は、主配管６０における副配管６２ｄとの接続位置よりも、主配管６０の内部の空気の流れる上流側に設けられている。

放射性ダスト自動連続分析装置５０は、放射性ダスト自動連続分析装置３０と同様の構成が、副配管６２ａの周囲に、副配管６２ａに向けて設けられている。すなわち、レーザ照射器としての第１レーザ照射器３２及び第２レーザ照射器３４と、マルチディテクタ３８と、発光検出器４０とは、副配管６２ａの周囲に、副配管６２ａに向けて設けられている。また、光学系３６は、副配管６２ａとマルチディテクタ３８との間に設けられている。

副配管６２ａは、一方の端が主配管６０に接続され、他方の端がフィルタ１２で塞がれている。副配管６２ｂは、一方の端がフィルタ１２で塞がれており、他方の端が超伝導転位端マイクロカロリメータ１４の検出面で塞がれており、分岐６４では副配管６２ｃが接続されている。すなわち、フィルタ１２は、図７に示すように、副配管６２ａと副配管６２ｂとの間に、副配管６２ａと副配管６２ｂとの間の流路を塞ぐように設けられている。

すなわち、フィルタ１２は、副配管６２ａの放射性ダスト自動連続分析装置３０と同様の構成が向けられた領域に対して、副配管６２ａの空気が流れる方向に設けられている。また、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４は、フィルタ１２に対して副配管６２ａの空気が流れる方向に設けられている。また、冷却器１８は、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４に対して副配管６２ａの空気が流れる方向に設けられている。

副配管６２ｃは、一方の端が副配管６２ｂの分岐６４に接続されており、他方の端が吸引ポンプ５４に接続されている。副配管６２ｄは、一方の端が吸引ポンプ５４に接続されており、他方の端が主配管６０に接続されている。吸引ポンプ５４は、副配管６２ｃと副配管６２ｄとの間に設けられており、主配管６０の内部を流れる空気を副配管６２に取り込むための空気取り込み機構として機能している。吸引ポンプ５４は、制御部と電気的に接続されており、制御部の制御を受けて、副配管６２に取り込んだ空気の流れを一定にすることができる。

すなわち、副配管６２は、フィルタ１２と超伝導転位端マイクロカロリメータ１４との間に分岐６４を有し、一方の分岐先は超伝導転位端マイクロカロリメータ１４へ向かい、他方の分岐先は吸引ポンプ５４を介して主配管６０に接続されている。

本発明の第３の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法を説明する。本発明の第３の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法は、本発明の第３の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析装置５０の動作の一例である。本発明の第３の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法は、本発明の第１の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法と、本発明の第２の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法と、を組み合わせたものである。本発明の第３の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法は、ステップＳ１２からステップＳ１８と、ステップＳ２２からステップＳ２８と、の各処理を並行して施すものである。また、本発明の第３の実施形態に係る放射性ダスト自動連続分析方法は、ステップＳ１８の処理と、ステップＳ２８の処理とを合わせて施すことで、さらに詳細に精度よく、α線核種を分析する。

放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、以上のような構成を有するので、α線核種を含む可能性のある空気が流れる副配管６２の内部に設けられ、空気に含まれる可能性のあるα線核種を捕集するフィルタ１２と、捕集されたα線核種からα線と共に放出される特性Ｘ線を検出する超伝導転位端マイクロカロリメータ１４と、をさらに含む。さらに、放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、分析処理部５２が、分析処理部４２の機能に加えて、さらに検出された特性Ｘ線に基づいて、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析する。これにより、放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、さらに、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４で、ダストｄに含まれる可能性のあるα線核種からα線と共に放出される特性Ｘ線を検出し、分析処理部５２で、特性Ｘ線に基づいて、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析することができる。このため、放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、空気に含まれる可能性のあるα線核種をさらに精度よく分析することができる。

また、放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、空気中にダストｄが含まれない場合、または、空気中に含まれるダストｄにα線核種が含まれない場合、特性Ｘ線が発生しないので、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４で特性Ｘ線をしないことに基づいて、その空気中にα線核種が含まれていないこと、すなわち、その空気がα線核種で汚染されていないことを、連続でモニタリングすることができる。

放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、さらに、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４を冷却する冷却器１８と、をさらに含む。これにより、放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、冷却器１８で超伝導転位端マイクロカロリメータ１４を冷却することにより、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４に生じている熱振動を低減することで、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４における特性Ｘ線の測定についてのノイズを低減することができる。このため、放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、空気に含まれる可能性のあるα線核種をより精度よく分析することができる。

放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、さらに、配管が主配管６０と主配管６０に接続された副配管６２とを有し、第１レーザ照射器３２、第２レーザ照射器３４、マルチディテクタ３８及び発光検出器４０が、副配管６２の副配管６２ａに向けて設けられている。また、放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、フィルタ１２が、副配管６２の副配管６２ａの領域に対して、副配管６２の空気が流れる方向に設けられ、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４が、フィルタ１２に対して副配管６２の空気が流れる方向に設けられ、冷却器１８が、超伝導転位端マイクロカロリメータ１４に対して副配管６２の空気が流れる方向に設けられている。また、放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、副配管６２がフィルタ１２と超伝導転位端マイクロカロリメータ１４との間に分岐６４を有し、一方の分岐先は超伝導転位端マイクロカロリメータ１４へ向かい、他方の分岐先は吸引ポンプ５４を介して主配管６０に接続されている。これにより、放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、主配管６０の内部における、α線核種を含む可能性のあるダストｄが含まれている空気の流れを妨げることなく、空気に含まれる可能性のあるα線核種を分析することができる。また、放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、主配管６０の内部における空気の流れの影響を受けることが低減されるので、空気に含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる。また、放射性ダスト自動連続分析装置５０及びこれによる放射性ダスト自動連続分析方法は、空気に含まれる可能性のあるα線核種の分析のために副配管６２に取り込んだ空気を再び主配管６０に戻すことができるので、副配管６２に取り込んだ空気の流れを一定にすることができるため、一定の条件下で、空気に含まれる可能性のあるα線核種を精度よく分析することができる。

１０，３０，５０ 放射性ダスト自動連続分析装置
１２ フィルタ
１４ 超伝導転位端マイクロカロリメータ
１６，４２，５２ 分析処理部
１８ 冷却器
１８ａ 冷却領域
２０，４４ 制御部
２２，４６，６０ 主配管
２４，２４ａ，２４ｂ，６２，６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ 副配管
２６ フォルダ
２６ａ フィルタ保持部
２６ｂ 溝部
２８ フォルダ保持部材
２８ａ フォルダ保持部
２８ｂ 突条部
３２ 第１レーザ照射器
３４ 第２レーザ照射器
３６ 光学系
３８ マルチディテクタ
４０ 発光検出器
５４ 吸引ポンプ
６４ 分岐
ｄ ダスト
Ｌ１ 第１レーザ光
Ｌ２ 第２レーザ光

Claims (3)

1. α線核種を含む可能性のある空気が内部を流れる配管の一方の側面側に、前記配管に向けて設けられたレーザ照射器と、
   前記配管の他方の側面側に、前記レーザ照射器に対向して設けられたマルチディテクタと、
   前記配管に向けて設けられた発光検出器と、
   前記マルチディテクタで検出した前記空気の散乱光及び回折光と、前記発光検出器で検出した前記空気の原子発光とに基づいて、前記α線核種ごとの濃度を分析する分析処理部と、
   を含み、
   前記分析処理部は、前記散乱光及び前記回折光に基づいて、前記空気に含まれる粒子の粒径分布を求め、前記粒径分布と前記α線核種の濃度との相関関係から前記α線核種の濃度を分析するとともに、前記原子発光に基づいて、前記空気に含まれる前記α線核種の成分を分析する、
   ことを特徴とする放射性ダスト自動連続分析装置。
2. 前記レーザ照射器は、第１レーザ照射器と第２レーザ照射器とを含み、
   前記第１レーザ照射器は、前記空気に照射されることで前記散乱光または前記回折光を発生させるレーザ光を照射し、
   前記第２レーザ照射器は、前記空気に照射されることで前記原子発光を発生させるレーザ光を照射する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の放射性ダスト自動連続分析装置。
3. 前記配管は、主配管であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射性ダスト自動連続分析装置。

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