JP2671092B2 - 火山活動方向観測装置 - Google Patents
火山活動方向観測装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
- G01V5/02—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for surface logging, e.g. from aircraft
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T3/00—Measuring neutron radiation
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、中性子を飛来方向に対
応付けて計測することにより、火山活動状況を観測する
火山活動方向観測装置に関するものである。
応付けて計測することにより、火山活動状況を観測する
火山活動方向観測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】マグマの活動が活発になるにしたがい、
観測される中性子の量が多くなることは、本出願人が出
願した特開平５−８７９３８号（特願平３−２７７１１
８号）公報により既に開示されている。一方科学技術庁
防災化学研究所は、平成４年１２月９日に雲仙普賢岳に
ついて、「平成４年１１月１５日の普賢岳上空におい
て、赤外線撮影装置を使って、広範囲にわたり温度を測
定したところ、前回の同年５月の測定と比べ、大幅に温
度が低下しており、火山活動が低下したと考えられ
る。」と発表している。
観測される中性子の量が多くなることは、本出願人が出
願した特開平５−８７９３８号（特願平３−２７７１１
８号）公報により既に開示されている。一方科学技術庁
防災化学研究所は、平成４年１２月９日に雲仙普賢岳に
ついて、「平成４年１１月１５日の普賢岳上空におい
て、赤外線撮影装置を使って、広範囲にわたり温度を測
定したところ、前回の同年５月の測定と比べ、大幅に温
度が低下しており、火山活動が低下したと考えられ
る。」と発表している。
【０００３】本出願人は、この出願に先立ち、平成４年
８月１日より平成４年１２月までの４ケ月間普賢岳から
６ｋｍ以内の深江町に、実際に中性子観測器を設置して
連続記録した結果、８月上旬の記録上の最高の中性子放
射データと、活動が鎮静化してきた１０月以降のデータ
を比較してみたところ、中性子の測定量は、１：１００
０の差があることが分かった。即ち、平成４年８月４日
〜８月２７日の問は、平均１００００カウント／ｈ以
上、最高４５０００カウント／ｈであったものが、平成
４年９月２７日以降は、平均１００カウント／ｈ以下、
最低４０カウント／ｈとなり、平成４年１２月１５日に
至ってもその状態が続いている。
８月１日より平成４年１２月までの４ケ月間普賢岳から
６ｋｍ以内の深江町に、実際に中性子観測器を設置して
連続記録した結果、８月上旬の記録上の最高の中性子放
射データと、活動が鎮静化してきた１０月以降のデータ
を比較してみたところ、中性子の測定量は、１：１００
０の差があることが分かった。即ち、平成４年８月４日
〜８月２７日の問は、平均１００００カウント／ｈ以
上、最高４５０００カウント／ｈであったものが、平成
４年９月２７日以降は、平均１００カウント／ｈ以下、
最低４０カウント／ｈとなり、平成４年１２月１５日に
至ってもその状態が続いている。
【０００４】また、付近の住民の普賢岳の活動状況（降
灰、溶岩の噴火、地鳴り等）に関する証言によっても、
中性子の検出量と火山活動とは密接に関係している可能
性がある。
灰、溶岩の噴火、地鳴り等）に関する証言によっても、
中性子の検出量と火山活動とは密接に関係している可能
性がある。
【０００５】前記特開平５−８７９３８号公報は、バッ
ク・グラウンドの中性子を連続監視することにより、マ
グマの活動状況を把握できる可能性があり、その結果と
して、地震および火山の噴火の予知に役立つことを開示
している。
ク・グラウンドの中性子を連続監視することにより、マ
グマの活動状況を把握できる可能性があり、その結果と
して、地震および火山の噴火の予知に役立つことを開示
している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記した特開平５−８
７９３８号公報に示されているように、その地域の中性
子の量を知ることにより、マグマの活動の状況が分か
り、地震、噴火の予知の参考資料に、役立つ可能性があ
る。しかしながら検知された中性子が、どの方向から飛
来したきたものであるかまでは前記公報では知ることは
不可能であった。もし観測された中性子が、どの方向か
ら飛来して来たものであるかを知ることができれば、マ
グマの活動の活発な方向を知ることができる可能性があ
るので、どの方向で、または特に複数地点の観測によ
り、略どの地域でという情報を加えることができるの
で、地震、噴火の予知に一層役立つ可能性がある。
７９３８号公報に示されているように、その地域の中性
子の量を知ることにより、マグマの活動の状況が分か
り、地震、噴火の予知の参考資料に、役立つ可能性があ
る。しかしながら検知された中性子が、どの方向から飛
来したきたものであるかまでは前記公報では知ることは
不可能であった。もし観測された中性子が、どの方向か
ら飛来して来たものであるかを知ることができれば、マ
グマの活動の活発な方向を知ることができる可能性があ
るので、どの方向で、または特に複数地点の観測によ
り、略どの地域でという情報を加えることができるの
で、地震、噴火の予知に一層役立つ可能性がある。
【０００７】したがって、本発明は、簡単な構成で、中
性子の飛来方向を把握して、火山活動の観測や監視を的
確に行なうことが可能になり、かつ複数の装置を組み合
わせて使用することにより、中性子の発生位置を特定す
ることが可能になる火山活動方向観測装置を提供するこ
とを目的とするものである。
性子の飛来方向を把握して、火山活動の観測や監視を的
確に行なうことが可能になり、かつ複数の装置を組み合
わせて使用することにより、中性子の発生位置を特定す
ることが可能になる火山活動方向観測装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、中性子を飛来方向に対応付けて計測する
ことにより、火山活動状況を観測する火山活動方向観測
装置において、カドミウム材で形成され、表面に対向し
て中性子減速材が装脱自在に囲繞配置され、両端面が閉
面に形成され、軸芯を中心に回転自在な円筒形シールド
体と、該円筒形シールド体の側面に形成された測定窓
と、前記円筒形シールド体の内部に固定配設され、前記
測定窓から入射する中性子を検出する熱中性子検出セン
サーと、前記円筒形シールド体を軸芯を中心に回転する
回転手段と、該回転手段により前記軸芯を中心に回転す
る前記測定窓の配設方位に対応して、前記熱中性子セン
サーが検出する中性子の検出データを積算記録する記録
手段とを有する火山活動方向観測装置を特徴とするもの
であり、前記中性子減速材は、前記円筒形シールド体を
囲繞して固定配置されていることが好ましい。
めに本発明は、中性子を飛来方向に対応付けて計測する
ことにより、火山活動状況を観測する火山活動方向観測
装置において、カドミウム材で形成され、表面に対向し
て中性子減速材が装脱自在に囲繞配置され、両端面が閉
面に形成され、軸芯を中心に回転自在な円筒形シールド
体と、該円筒形シールド体の側面に形成された測定窓
と、前記円筒形シールド体の内部に固定配設され、前記
測定窓から入射する中性子を検出する熱中性子検出セン
サーと、前記円筒形シールド体を軸芯を中心に回転する
回転手段と、該回転手段により前記軸芯を中心に回転す
る前記測定窓の配設方位に対応して、前記熱中性子セン
サーが検出する中性子の検出データを積算記録する記録
手段とを有する火山活動方向観測装置を特徴とするもの
であり、前記中性子減速材は、前記円筒形シールド体を
囲繞して固定配置されていることが好ましい。
【０００９】中性子は、０．０２５ｅＶから１００Ｍｅ
Ｖ以上まで、非常に幅広いエネルギー・スペクトルを持
っている。また、中性子は、水素原子に非常によく吸収
され、急速にそのエネルギーを失い、熱中性子になり、
やがて消滅する。現在の技術では中性子の線源として単
一の標準エネルギー源を出力することは非常に困難であ
ると共に、飛来して来た中性子のエネルギーの値を直ち
に知るのも難しい。通常の中性子の測定では、エネルギ
ーの値は無視して、一括して測定している場合が多い。
Ｖ以上まで、非常に幅広いエネルギー・スペクトルを持
っている。また、中性子は、水素原子に非常によく吸収
され、急速にそのエネルギーを失い、熱中性子になり、
やがて消滅する。現在の技術では中性子の線源として単
一の標準エネルギー源を出力することは非常に困難であ
ると共に、飛来して来た中性子のエネルギーの値を直ち
に知るのも難しい。通常の中性子の測定では、エネルギ
ーの値は無視して、一括して測定している場合が多い。
【００１０】一方、熱中性子は、０．５ｍｍ以上の厚さ
のカドミウム板により殆ど遮断されてしまう。即ちカド
ミウム板は０．５ｅＶより低いエネルギーの中性子を遮
断するが、本発明はこの性質を利用して、中性子の飛来
方向を求めようとするものである。例えば、図１は、３
Ｈｅを所定の圧力で充填し、電極を付加した中性子セン
サーである。この中性子センサーは０．０２５ｅＶの熱
中性子に感応するが、エネルギーの高い中性子には感度
が極端に低下してしまう。図２において３Ｈｅ中性子セ
ンサー５を０．５ｍｍ以上のカドミウム板で一方向のみ
開けた窓２を有するカドミウム・シールド・カバー８で
覆い、そのシールド・カバーを回転させた場合、窓２が
線源１に面しているときと、線源１の反対側にあると
き、とでは明かに中性子計測の差が生じる。窓２の大き
さにもよるが略５０％位の差を生ずる。したがって、カ
ドミウム・シールド・カバー８をある一定の速度で常時
回転させると、熱中性子の飛来方向に窓が向いた場合
に、計数値が多くなり、出力を加算してゆくにしたがい
一層明確に差を生じ、その飛来方向を知ることができる
のである。
のカドミウム板により殆ど遮断されてしまう。即ちカド
ミウム板は０．５ｅＶより低いエネルギーの中性子を遮
断するが、本発明はこの性質を利用して、中性子の飛来
方向を求めようとするものである。例えば、図１は、３
Ｈｅを所定の圧力で充填し、電極を付加した中性子セン
サーである。この中性子センサーは０．０２５ｅＶの熱
中性子に感応するが、エネルギーの高い中性子には感度
が極端に低下してしまう。図２において３Ｈｅ中性子セ
ンサー５を０．５ｍｍ以上のカドミウム板で一方向のみ
開けた窓２を有するカドミウム・シールド・カバー８で
覆い、そのシールド・カバーを回転させた場合、窓２が
線源１に面しているときと、線源１の反対側にあると
き、とでは明かに中性子計測の差が生じる。窓２の大き
さにもよるが略５０％位の差を生ずる。したがって、カ
ドミウム・シールド・カバー８をある一定の速度で常時
回転させると、熱中性子の飛来方向に窓が向いた場合
に、計数値が多くなり、出力を加算してゆくにしたがい
一層明確に差を生じ、その飛来方向を知ることができる
のである。
【００１１】熱中性子の場合は、窓２のあるカドミウム
・シールド・カバー８だけでよいが、０．５ｅＶ以上の
エネルギーを有する中性子の場合、カドミウム・シール
ド・カバー８の更に外側を、水素原子を主成分とする樹
脂、例えばポリエチレン等で囲繞することによりエネル
ギーが減速され、熱中性子となりＨｅセンサーにより前
記のように飛来方向の計測が可能となる。
・シールド・カバー８だけでよいが、０．５ｅＶ以上の
エネルギーを有する中性子の場合、カドミウム・シール
ド・カバー８の更に外側を、水素原子を主成分とする樹
脂、例えばポリエチレン等で囲繞することによりエネル
ギーが減速され、熱中性子となりＨｅセンサーにより前
記のように飛来方向の計測が可能となる。
【００１２】
【実施例】次に本発明を添付図面について説明すると、
図１は３Ｈｅ熱中性子センサーの見取図、図２は中性子
源と窓との位置関係の説明図で、（Ａ）は中性子線源に
対しカドミウム・シールド・カバーの窓が面している時
の説明図、（Ｂ）は中性子線源に対しカドミウム・シー
ルド・カバーの窓が反対側にある時の説明図、図３は本
発明に係る装置の一実施例の構成図、図４は各要素の動
作順路を示す説明図、図５はカドミウム・シールド・カ
バーを減速材で囲繞した構成を示す図である。
図１は３Ｈｅ熱中性子センサーの見取図、図２は中性子
源と窓との位置関係の説明図で、（Ａ）は中性子線源に
対しカドミウム・シールド・カバーの窓が面している時
の説明図、（Ｂ）は中性子線源に対しカドミウム・シー
ルド・カバーの窓が反対側にある時の説明図、図３は本
発明に係る装置の一実施例の構成図、図４は各要素の動
作順路を示す説明図、図５はカドミウム・シールド・カ
バーを減速材で囲繞した構成を示す図である。
【００１３】両端面が閉面に形成された円筒形のカドミ
ウム・シールド・カバー８と該シールド・カバー内部に
固定配設された中性子センサー５の取付関係は図３に示
す通りであって、取付ベース１１、１２、１３は同一筺
体で一体として構成されている。一方増幅器ケース９お
よびセンサー５は一体的となってベース１３、１４に固
定されて取付けられ、また同期モーター３およびエンコ
ーダー４はベース１２に取付けられ図示するギヤー６、
７またはベルト（図示せず）等で機械的に接続され、モ
ーター３に連動してカドミウム・シールド・カバー８が
軸芯を中心に回転自在に設けられている。したがって中
性子センサー５の回りを側面に１つの窓２が形成された
シールド・カバー８が回転するようになっている。尚１
４はカドミウム板で上方向からの中性子の進入を遮蔽し
ている。中性子センサー５は熱中性子が入射するとパル
ス信号を発し増幅器ケース９内の増幅器１０によりＴＴ
Ｌ信号、またはその他必要な信号に変換される。
ウム・シールド・カバー８と該シールド・カバー内部に
固定配設された中性子センサー５の取付関係は図３に示
す通りであって、取付ベース１１、１２、１３は同一筺
体で一体として構成されている。一方増幅器ケース９お
よびセンサー５は一体的となってベース１３、１４に固
定されて取付けられ、また同期モーター３およびエンコ
ーダー４はベース１２に取付けられ図示するギヤー６、
７またはベルト（図示せず）等で機械的に接続され、モ
ーター３に連動してカドミウム・シールド・カバー８が
軸芯を中心に回転自在に設けられている。したがって中
性子センサー５の回りを側面に１つの窓２が形成された
シールド・カバー８が回転するようになっている。尚１
４はカドミウム板で上方向からの中性子の進入を遮蔽し
ている。中性子センサー５は熱中性子が入射するとパル
ス信号を発し増幅器ケース９内の増幅器１０によりＴＴ
Ｌ信号、またはその他必要な信号に変換される。
【００１４】カドミウム・シールド・カバー８は回転
し、しかも窓２は１つしか形成されていないため、当然
熱中性子が飛来して来る方向に窓２が向いて該窓から入
射する中性子を前記センサー５が検出したときに、より
多くのパルス信号が発せられることになる。
し、しかも窓２は１つしか形成されていないため、当然
熱中性子が飛来して来る方向に窓２が向いて該窓から入
射する中性子を前記センサー５が検出したときに、より
多くのパルス信号が発せられることになる。
【００１５】熱中性子の飛来方向を知るための、システ
ム構成の一例を図４に示す。エンコーダー４は、カドミ
ウム・シールド・カバー８に、連動して回転し、シール
ド・カバー８の１回転で所定のパルス数（例えば３６０
・Ｎパルス）を発生するようになっている。エンコーダ
ー４の出力パルスはサーマルレコーダー１５のサーマル
ヘッドのクロックパルスとして働き、エンコーダー４の
回転角度がサーマルレコーダー１５の指示に合うように
校正される。
ム構成の一例を図４に示す。エンコーダー４は、カドミ
ウム・シールド・カバー８に、連動して回転し、シール
ド・カバー８の１回転で所定のパルス数（例えば３６０
・Ｎパルス）を発生するようになっている。エンコーダ
ー４の出力パルスはサーマルレコーダー１５のサーマル
ヘッドのクロックパルスとして働き、エンコーダー４の
回転角度がサーマルレコーダー１５の指示に合うように
校正される。
【００１６】一方、中性子センサー５の出力は、増幅器
１０を通してデーター端子に入力され、シールド・カバ
ーの窓２の位置に相当する記録紙の位置で、信号があっ
た場合刻印する、またエンコーダー４の出力をカウンタ
ーとＤ／Ａ変換器とにより、アナログ化し、レコーダー
は平衡型アナログサーボレコーダーを使用したり、エン
コーダーの出力でパルスモーターを駆動し、指示（ペ
ン）がシールド・カバーの窓２の動きに比例して動き、
中性子信号が入力したときに、ペンを下げて、プロット
する等してもよく、同様の作用効果が発揮できる。
１０を通してデーター端子に入力され、シールド・カバ
ーの窓２の位置に相当する記録紙の位置で、信号があっ
た場合刻印する、またエンコーダー４の出力をカウンタ
ーとＤ／Ａ変換器とにより、アナログ化し、レコーダー
は平衡型アナログサーボレコーダーを使用したり、エン
コーダーの出力でパルスモーターを駆動し、指示（ペ
ン）がシールド・カバーの窓２の動きに比例して動き、
中性子信号が入力したときに、ペンを下げて、プロット
する等してもよく、同様の作用効果が発揮できる。
【００１７】エネルギーの高い中性子の測定は、図３に
示す装置全体を中性子減速材でシールドするため囲繞し
たり、またはカドミウム・シールド・カバー８の直ぐ外
側をベース１１、１２、１３に固定した円筒形の減速材
でシールドするために囲繞したり、或いは図５のように
カドミウム・シールド・カバー８の外側に所定の厚さの
減速材１６を装脱自在に囲繞配置して一体として回転さ
せる等の構成とすることができる。
示す装置全体を中性子減速材でシールドするため囲繞し
たり、またはカドミウム・シールド・カバー８の直ぐ外
側をベース１１、１２、１３に固定した円筒形の減速材
でシールドするために囲繞したり、或いは図５のように
カドミウム・シールド・カバー８の外側に所定の厚さの
減速材１６を装脱自在に囲繞配置して一体として回転さ
せる等の構成とすることができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によると、内部に熱中性子検出セ
ンサが配置され、側面に測定窓が形成され、表面に対向
して中性子減速材が囲繞配置された円筒形シールド体が
軸芯を中心に回転され、測定窓から入射する中性子が熱
中性子検出センサで検出され、測定窓の配設方位に対応
して、中性子の検出データが積算記録されるので、簡単
な構成で、中性子の飛来方向を把握して、火山活動の観
測や監視を的確に行なうことが可能になり、複数の装置
を組み合わせて使用することにより、中性子の発生位置
を特定することが可能になる。また中性子の検出量だけ
でなく飛来方向も知ることができる。更にシステムを複
数個使用することにより、中性子の発生源を特定するこ
とができる。また、本発明の装置を利用して原子炉等の
放射線漏れの事故の際に、同時に発生する中性子の飛来
方向を知ることも可能となる。
ンサが配置され、側面に測定窓が形成され、表面に対向
して中性子減速材が囲繞配置された円筒形シールド体が
軸芯を中心に回転され、測定窓から入射する中性子が熱
中性子検出センサで検出され、測定窓の配設方位に対応
して、中性子の検出データが積算記録されるので、簡単
な構成で、中性子の飛来方向を把握して、火山活動の観
測や監視を的確に行なうことが可能になり、複数の装置
を組み合わせて使用することにより、中性子の発生位置
を特定することが可能になる。また中性子の検出量だけ
でなく飛来方向も知ることができる。更にシステムを複
数個使用することにより、中性子の発生源を特定するこ
とができる。また、本発明の装置を利用して原子炉等の
放射線漏れの事故の際に、同時に発生する中性子の飛来
方向を知ることも可能となる。
【図１】３Ｈｅ熱中性子センサーの見取図である。
【図２】中性子線源と窓との位置関係の説明図で、
（Ａ）は中性子源に対してカドミウム・シールド・カバ
ーの窓が面している時の説明図、（Ｂ）は中性子源に対
してカドミウム・シールド・カバーの窓が反対側にある
時の説明図である。
（Ａ）は中性子源に対してカドミウム・シールド・カバ
ーの窓が面している時の説明図、（Ｂ）は中性子源に対
してカドミウム・シールド・カバーの窓が反対側にある
時の説明図である。
【図３】本発明に係る装置の一実施例の構成図である。
【図４】各要素の動作順路を示す説明図である。
【図５】カドミウム・シールド・カバーを減速材で囲繞
する構成を示す図である。
する構成を示す図である。
１ 中性子線源 ２ 窓 ３ 同期モーター ４ エンコーダー ５ 中性子センサー ６、７ ギヤー ８ カドミウム・シールド・カバー ９ 増幅器ケース １０ 増幅器 １１、１２、１３、 ベース １４ カドミウム板 １５ サーマルレコーダー １６ 減速材
Claims (2)
- 【請求項１】 中性子を飛来方向に対応付けて計測する
ことにより、火山活動状況を観測する火山活動方向観測
装置において、カドミウム材で形成され、表面に対向し
て中性子減速材が装脱自在に囲繞配置され、両端面が閉
面に形成され、軸芯を中心に回転自在な円筒形シールド
体と、該円筒形シールド体の側面に形成された測定窓
と、前記円筒形シールド体の内部に固定配設され、前記
測定窓から入射する中性子を検出する熱中性子検出セン
サーと、前記円筒形シールド体を軸芯を中心に回転する
回転手段と、該回転手段により前記軸芯を中心に回転す
る前記測定窓の配設方位に対応して、前記熱中性子セン
サーが検出する中性子の検出データを積算記録する記録
手段とを有することを特徴とする火山活動方向観測装
置。 - 【請求項２】 前記中性子減速材は、前記円筒形シール
ド体を囲繞して固定配置されていることを特徴とする請
求項１記載の火山活動方向観測装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36193092A JP2671092B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 火山活動方向観測装置 |
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