JP4383947B2 - 放射性ダストモニタ - Google Patents

Description

本発明は空気中の放射性物質の濃度を連続的に測定監視して、放射性物質による空気汚染のモニタリングを行なう放射性ダストモニタに関する。

原子力発電所、原子燃料取扱施設、あるいは病院などの放射性物質取扱施設においては、作業者の放射線防護の目的で、または施設内での放射性物質の漏洩の監視を行なうために作業環境の放射線を測定し、その結果を判定して放射線防護上の処置に結びつけるために各種の放射線モニタリング装置が設けられている。

この放射線モニタリング装置の中でも、濾紙を装着し、この濾紙によって空気中を浮遊するダストを捕集し、このダストの放射線を計測することにより放射性物質による空気汚染のモニタリングを行なう放射性ダストモニタが従来より使用されている。（例えば、特許文献１参照。）。

図９に従来の放射性ダストモニタの構造を示す。図９において、１は密封容器で形成された集塵ケース、２は放射線検出器で、前記集塵ケース１内に支持部材３により支持固定されている。

４は前記放射線検出器２の一端に設けられた放射線センサ、５は放射線検出器２の電子回路で、前記放射線センサ４で検出された放射線検出信号が入力され、その信号を処理する。
６は１本または複数本のケーブルで、前記放射線検出器２の電子回路５と図示しない外部に設けられた制御装置とを接続し、電子回路５で処理した放射線検出信号を制御装置に伝送するとともに、制御装置から電子回路５に電力を供給する。

７は前記放射線センサ４の放射線検出面４ａに適宜間隔を置いて対向するように設けられた濾紙で、前記集塵ケース１内で上、下縁部を濾紙ホルダ８、９にはさまれるように押さえられ、この濾紙ホルダ８、９を介して集塵ケース１内に形成された円環状の濾紙ホルダ支持部材１０に支持固定されて集塵部を構成している。

１１はサンプリング空気導入管で、図示しない循環ポンプの作用により、周囲作業環境を浮遊するダストを含んだサンプリング空気１２を集塵ケース１内の濾紙７上部の空間１３に導入する。
１４はサンプリング空気排出管で、濾紙７によりダストを捕集され、濾紙７下部の空間１５に導入されたサンプリング空気１２を集塵ケース１外部に排出する。

１６は例えば、十字枠状に配置された濾紙支えで、濾紙７の中央部が後述するダストの吸引圧力によって下方に撓むのを防ぐため、濾紙７の下側を支えるように濾紙ホルダ９に取り付けられている。

次に、このように構成された放射性ダストモニタの作用について説明する。
図示しない循環ポンプで作業環境中のサンプリング空気１２をサンプリング空気導入管１１を通して集塵ケース１内の集塵部に吸引し、強制的に濾紙７の上部空間１３内に導入させる。

上部空間１３内に導入れたサンプリング空気１２は下方に配置された濾紙７を通過して濾紙７の下部空間１５内に移動し、さらにサンプリング空気排出管１４を通って再び集塵ケース１外の作業環境に排出される。

サンプリング空気１２が濾紙７を通過する際、サンプリング空気１２に含まれるダストは濾紙７によって捕獲される。
濾紙７に捕獲されたダストは、濾紙７に対向して設けられた放射線検出器２の放射線センサ４によりその放射性物質の濃度が測定され、その測定信号は電子回路５に送られ必要な信号処理が行なわれる。

処理された信号はケーブル線６を介して外部の制御装置に送られ、測定結果と放射線量限度の値とを比較するなどして安全性を評価し、施設作業方法の改善など放射線防護のための必要な処置に結びつける。
特開2000-241549号公報

しかしながら、上記のような従来の放射性ダストモニタでは、放射線センサ４の放射線検出面４ａに形成される放射性物質の透過窓はα線やβ線のような透過力の弱い放射性物質を減衰させないために薄く形成されている。
透過窓が薄く形成されると、透過窓へのダストの付着や、設置作業時に加わる機械的衝撃、あるいは人との接触などによって透過窓が劣化したり、損傷を受けたりする恐れがある。

また、放射線センサとして放射線の入射による発光を検知する光に有感なシンチレータ等のような場合には、遮光の目的のために透過窓にフィルムが貼られるような場合があるが、このような場合も貼られたフィルムが経年劣化で撓んでしまい、放射線検出に支障をきたす恐れもある。

これを防ぐために従来の放射性ダストモニタでは、放射線検出面４ａの前面に、例えば２枠状の保護用のグリッド１７を設けて透過窓の劣化損傷やフィルムの撓みを防ぐようにしている。

一方、サンプリング空気１２中に含まれるダストは、濾紙７を通過する際、濾紙支え１６が設けられた部分では濾紙７を通過しにくく、その部分では他の部分に比べてダストが捕獲されにくい。
一方でグリッド１７が設けられた放射線検出面４ａでは、グリッド１７がダストから放出される放射性物質を遮蔽してしまうため放射性物質の検出が阻止され、検出不感帯となってしまう。

このように従来の放射性ダストモニタでは、濾紙支え１６部分におけるダスト捕獲量の低下に加えて、グリッド１７部分における放射性物質の検出不能という作用が加わって放射線検出器２の検出感度が低下するという課題があった。

一方、放射線センサ４と濾紙７との間に存在する空気は、濾紙７から放射線センサ４に向かって放出される放射線の量を減少させ、放射線センサ４の検出感度を低下させる。
このため、放射線センサ４と濾紙７との間の距離はできるだけ短いことが望ましい。

しかし、放射線センサ４と濾紙７との間の距離があまり短すぎると、サンプリング空気１２の流路抵抗が増大し、循環ポンプ容量の増大や、濾紙７へのダスト捕獲量の低下などが生じ、設備費の増大とともに検出感度を低下させ好ましくない。
したがって、放射線センサ４と濾紙７との間の距離をあまり短くできないので放射性ダストモニタとして小型化ができなかった。

本発明は以上の課題を解決するためになされたものであって、放射線検出器の放射線センサの構造、形状と、放射線検出器の濾紙を含む集塵部の構造、形状とを関連付けて改良することで、小型で、放射線検出効率が高い放射性ダストモニタを得ることを目的とする。

以上の目的を達成するために本発明の放射性ダストモニタは、サンプリングした空気が通過することによりサンプリングした空気中のダストを捕獲する濾紙と、前記濾紙に対向して配置され、前記濾紙に捕獲されたダストの放射線を測定する放射線センサを有する放射線検出器と、前記放射線センサの放射線検出面に設けられた放射線検出面保護用のグリッドと、前記濾紙に設けられたグリッド状の濾紙支えと、を備えた放射性ダストモニタであって、前記放射線検出面保護用のグリッドと前記グリッド状の濾紙支えは前記濾紙を挟んだ位置で平面的に重なり合うことを特徴とする。

本発明の放射性ダストモニタによれば、放射線検出器の放射線センサの構造、形状と、放射線検出器の濾紙を含む集塵部の構造、形状とを関連付けて改良することで、小型で、放射線検出効率が高くなる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態の説明において、図９に示す従来の放射性ダストモニタと同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１は本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１において、１８は本実施の形態による濾紙支えで、図３に示すように横方向の２本の枠と、それと交わるような縦方向の１本の枠とで構成され、濾紙７の下側を支えるように濾紙ホルダ９に取り付けられている。

１９は同じく本実施の形態による放射線センサ４の放射線検出面４ａ保護用のグリッドで、前記濾紙支え１８と同じように横方向の２本の枠と、それと交わるような縦方向の１本の枠とで構成され、寸法もほぼ濾紙支え１８と同じ寸法に形成されている。
前記濾紙支え１８とグリッド１９とは同一形状、同一寸法に形成されるとともに、濾紙７を挟んだ位置で平面的な位置が重なり合うように夫々固定されている。

このように構成された本実施の形態による放射性ダストモニタであると、ダストが捕獲されにくい部分７ａを形成する要因となる濾紙支え１８とグリッド１９とが平面的に重なった位置に配置されるので、ダスト捕獲量の少ない部分と検出不感帯とが重なり、従来のものに比べて検出感度の低下を低く押さえることができ、感度の良い放射線測定が行なえる。
なお、前記濾紙支え１８やグリッド１９の形状は図３に示すものに限定されず、双方が同一の形状を維持する限り、Σ型やＳ型等の形状をとっても良い。

また、図では放射線検出面４ａと、濾紙の集塵面の大きさが同じとしてあるが、放射線検出面４ａのほうが集塵面よりも大きくても、また、逆に集塵面のほうが放射線検出面４ａよりも大きくても良い。この場合、大きい側の重なる範囲以上の部分におけるグリッドや濾紙支えの位置や本数については任意に定めて良い。

次に本発明の第２の実施の形態について図３を参照して説明する。図３において、４−１、４−２、４−３は複数に分割され、互いに間隙Ｇ１、Ｇ２をおいて並べて配置された放射線センサ、１８ａ、１８ｂは濾紙７の下側を支えるように配置された濾紙支えで、前記放射線センサ４−１、４−２、４−３の間隙Ｇ１、Ｇ２の位置に合わせて配置されている。
１９ａ、１９ｂは放射線検出面保護用のグリッドで、同じく前記放射線センサ４−１、４−２、４−３の間隙Ｇ１、Ｇ２の位置に合わせて配置されている。

このように構成された本実施の形態による放射性ダストモニタであると、濾紙支え１８ａ、１８ｂの取付によりダストが捕獲されにくい部分７ａが放射線に対して感度の無い、放射線センサ４−１、４−２、４−３の間隙Ｇ１、Ｇ２と平面的に重なった位置に配置されるので放射線センサ４−１、４−２、４−３の感度低下に影響を及ぼすことはない。

またグリッド１９ａ、１９ｂも放射線に対して感度の無い、放射線センサ４−１、４−２、４−３の間隙Ｇ１、Ｇ２と平面的に重なった位置に配置されるので濾紙７に捕獲されたダストから放射される放射線を遮蔽することがないので検出不感帯を生じることもなく感度の良い放射線測定が行なえる。

なお、本実施の形態において、グリッド１９ａ、１９ｂと濾紙支え１８ａ、１８ｂのいずれか一方を放射線センサ４−１、４−２、４−３の間隙Ｇ１、Ｇ２と平面的に重なった位置に配置するようにしても効果を得ることができる。

次に本発明の第３の実施の形態について図４を参照して説明する。図４は図３に示す放射性ダストモニタと基本的な構成は同一である。図４において、２０は放射線検出器２に濾紙ホルダ８に向けて突設された位置決めピンで、この位置決めピン２０に対して濾紙ホルダ８、９側に前記位置決めピン２０が嵌合する位置決め孔２１を形成している。

このように構成された本実施の形態による放射性ダストモニタであると、位置決めピン２０と位置決め孔２１とからなる位置決め冶具により、放射線検出器２と濾紙ホルダ８、９の位置を正しく設定することができるので、グリッド１９ａ、１９ｂと濾紙支え１８ａ、１８ｂとの平面的な位置合わせが正確にかつ容易に行なうことができる。

なお、位置決めのための位置決めピン２０及び位置決め孔２１はピンと孔に限らず、放射線検出器の形状と、ダストサンプラ本体の検出器固定部の形状が、設置位置がずれないような形状としたり、濾紙ホルダの形状と、ダストサンプラの濾紙ホルダ設置スペースの形状を、設置位置がずれないような形状としても良い。
さらに、本実施の形態は前記第１の実施の形態で説明した放射線ダストモニタに対しても実施し得るものである。

次に本発明の第４の実施の形態について図５及び図６を参照して説明する。
図５及び図６において、２２は本実施の形態による濾紙で、集塵面が逆円錐状になるように形成され、周縁部を濾紙ホルダ８、９に支持され、集塵ケース１内に支持固定されている。
２３は放射線センサで、放射線検出面２３ａが前記逆円錐状の濾紙２２に対向するように同じく逆円錐状に形成され、上部空間１３を空けて放射線検出器２に固定されている。

このように構成された本実施の形態による放射性ダストモニタであると、放射線検出面２３ａと濾紙２２の集塵面が平面ではなく、立体的な構造をなしているので、集塵部を大きくすることなく、濾紙２２の表面積を大きくとることができ、集塵に伴う流路抵抗に影響されずに感度の良い放射線測定が行なえる。

次に本発明の第５の実施の形態について図７及び図８を参照して説明する。
図７及び図８において、２４は放射線検出器２の中心部を縦方向に貫通するように設けられた配管で、この配管２４をサンプリング空気導入管として作業環境中のサンプリング空気１２を集塵ケース１内に吸引し、濾紙２２の上部空間１３内に導入する。

このような構造とすることにより、集塵部へのサンプリング空気１２の流路が単純な形状となることで流れが乱されないため、集塵に伴う流路抵抗に影響されずに感度の良い放射線測定が行なえる。
また、濾紙支え１８を、放射線検出器の検出面にある配管２４と平面的な位置が重なり合うような位置にも固定している。

このような構造とすることにより、ダストが捕獲されにくい部分２２ａと検出不感帯となる配管部分が重なり、従来のものに比べて検出感度の低下を低く押さえることができ、感度の良い放射線測定が行なえる。

本発明の第１の実施の形態による放射性ダストモニタを示す断面図。 本発明の第１の実施の形態による放射性ダストモニタの要部を示す分解斜視図。 本発明の第２の実施の形態による放射性ダストモニタを示す概略正面図。 本発明の第３の実施の形態による放射性ダストモニタを示す概略正面図。 本発明の第４の実施の形態による放射性ダストモニタを示す断面図。 本発明の第４の実施の形態による放射性ダストモニタの要部を示す分解斜視図。 本発明の第５の実施の形態による放射性ダストモニタを示す概略正面図。 本発明の第５の実施の形態による放射性ダストモニタの要部を示す分解斜視図。 従来の放射性ダストモニタを示す断面図。

符号の説明

１…集塵ケース、２…放射線検出器、３…支持部材、４…放射線センサ、４ａ、４−１、４−２、４−３…放射線検出面、５…電子回路、６…ケーブル、７…濾紙、８、９…濾紙ホルダ、１０…濾紙ホルダ支持部材、１１…サンプリング空気導入管、１２…サンプル空気、１３…上部空間、１４…サンプリング空気排出管、１５…下部空間、１６…濾紙支え、１７…グリッド、１８、１８ａ、１８ｂ…濾紙支え、１９、１９ａ、１９ｂ…グリッド、２０…位置決めピン、２１…位置決め孔、２２…濾紙、２３…放射線センサ、２４…配管、Ｇ１、Ｇ２…間隙。

Claims (5)

1. サンプリングした空気が通過することによりサンプリングした空気中のダストを捕獲する濾紙と、前記濾紙に対向して配置され、前記濾紙に捕獲されたダストの放射線を測定する放射線センサを有する放射線検出器と、前記放射線センサの放射線検出面に設けられた放射線検出面保護用のグリッドと、前記濾紙に設けられたグリッド状の濾紙支えと、を備えた放射性ダストモニタであって、
   前記放射線検出面保護用のグリッドと前記グリッド状の濾紙支えは前記濾紙を挟んだ位置で平面的に重なり合うことを特徴とする放射性ダストモニタ。
2. 前記濾紙と前記放射線検出器との位置決め冶具を設けたことを特徴とする請求項１記載の放射性ダストモニタ。
3. 前記濾紙と、前記放射線検出面及び放射線検出面保護用のグリッドとが立体的な構造をしたことを特徴とする請求項１又は２記載の放射性ダストモニタ。
4. 前記放射線検出面を貫通し、サンプリングした空気を集塵ケース内へ導入する配管を設けたことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の放射性ダストモニタ。
5. 前記配管と前記濾紙支えは平面的な位置が重なり合うことを特徴とする請求項４記載の放射性ダストモニタ。

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