JPH01240886A

JPH01240886A - 地中ラドン濃度測定装置

Info

Publication number: JPH01240886A
Application number: JP63067584A
Authority: JP
Inventors: Kiyoji Ikeda; 池田　喜代治; Takeshi Sakanashi; 坂梨　猛; Toshio Yanai; 柳井　俊男
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1988-03-22
Filing date: 1988-03-22
Publication date: 1989-09-26
Also published as: JPH0553388B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は地中ラドン濃庶計１定装置、特にｉ（数の娘核
ト［を生成するラドンの放射能濃度を１＜・ツクグラウ
ンドの影響を除去して１兄確に測定する地中ラドン濃Ｉ
ｆ　ＡＦＩ定装置に関する。

［従来の技術］近年、地球物理、地球化学、地質学」このデータを得る
ため、また地震予知のため、地中空気中のラドン濃度の
測定か多く行われている。

第４図には、従来の通気式の地中ラドン濃度ａｌ定装置
が示されているか、図示されるように、Ａｎ）定すべき
場所に数メートルの地中ガス孔１０がｊＩｌｌられ、こ
の地中ガス孔１０に設けられたガス取入口１２から地中
空気を検出器１４に送給するようにしており、この送給
はポンプ１６を制御することにより行われている。そし
て、検出器１４は送給された所定はの地中空気中に（ｆ
（１°するラドンから放出されるα線を検出しており、
このα線ｍはスケーラ１８にて計数されて最終的にラド
ン７ａ度かＡｌ１定される。

このようにして、地中空気中に存在するラドン濃度が測
定され、このラドン濃度にて１１踵の測定、特に地震の
γ・知を行うことができる。

［発明が解決しようとする問題点］しかしなから、ラドンは１（故の娘咳師に崩壊し、この
娘ｆ＆　ｆ＝Ｒから放出される放射線によってラドン濃
度自体の正確な測定が妨げられるという問題がある。

すなわち、空気中のラドンは不活性ガスで、半減期３．
８２５Ｌ］で常に崩壊する放射性物質である。

そして、その崩壊系列は、次に示されるようになる。

（３，８２５日）　　　　　　　　（３，０５分）（０
，０００１Ｇ秒）このように、ラドンは最終的に鉛の安定核種２°６Ｐｂ
となり安定する。従って、この崩壊系列から明らかなよ
うに、ラドン崩壊に伴ってラドン娘核種が生成し、これ
らラドン娘核種からは種々の放射線が放出されることに
なる。

ところで、地中ラドン濃度Ａｐ１定は、一般にｚｎＳ（
Ａｇ）シンチレータを塗布したα線検出器により行イ〕
れ、前述したように、地中空気を採取してこの地中空気
に含まれているラドン及びその娘核種からα線を計ＭＩ
シている。

しかし、検出器１４で測定されるラドンのα線強度は、
ラドン娘核種の成長により約３時間後に最大値に達する
という特性を持っている。また、２１８　　　２＋４ラドン娘核種はそれぞれ　　Ｐｏ　、　　　　Ｐｂ　。

２＋４　　　２１４Ｂｌ、　　　　Ｐｏなどの金属元素であり、検出器１４
内にエアロゾル状に分布した後、検出器１４内の流通ｊ
′Ｉ壁而に面ｊ（１する。

従って、地中空気を一定流吊で検出器１４内へ通気して
、連続的にラドン濃度変化を測定する装置では、前述し
たように、検出器流通管壁面に沈青するラドン崩壊系列
に特白°を五半減明の長い娘核師によってハックグラウ
ンド値か上昇することとなり、迅速かつ＋Ｅｌｉｒｆな
ラドン濃度変化を測定することができなかった。

また、地中の岩石中にはα線放射性物質であるトロン（
Ｔｎ　）が存在しており、このトロンが採取した地中空
気中に混入してラドン濃度ａ−１定のバックグラウンド
値に影響を与えるという問題があった。

発明の［１的本発明は前記従来の問題点に鑑みなされたものであり、
その１」的は、地中ラドン濃度のＡｌ１１定においてラ
ドン娘核種又は地中α線放射性物質の影響により変化す
るバックグラウンドを除去して、地中ラドン濃度の＋Ｅ
　６ｆな測定を行う地中ラドン濃度Ａ１１ｌ定装置を提
供することにある。

［問題点を解決するための手段］前記目的を達成するために、本発明は、検出器により地
中ガス孔から供給される地中空気中のα線を検出してラ
ドン濃度をＡ１１ｌ定する測定部と、地中空気（エア）
又はフレッシュ空気（エア）を前記検出器に１９人して
ＩＪｌ：気するためのバルブ及びポンプを白゛する空気
流通機構と、を自−し、フレッシュエア循環による検出
器流通管内の洗浄−バックグラウンドの測定−検出器流
通管内の一定減圧一地中空気の一定量吸引→ラドン濃度
Ｊｌ定の順にこれら動作がそれぞれ所定時間だけ自動的
に行オ〕れるように前記検出器及び空気流通機構を制御
することを特徴とする。

また、他の発明は、検出器により地中ガス孔から供給さ
れる地中空気中のα線を検出してラドンＣＩＺｔをＡ−
１定する１４Ｆｌ定部と、地中空気又はフレッシュ空気
を前記検出器に導入して排気するためのバルブ及びポン
プを有する空気流通機構と、地中空気を検出器に送給す
る前に１回の測定に必要な鑓の地中空気を収容するタン
クと、を釘し、フレッシュ空気循環による検出器流通管
内の洗浄→バックグラウンドの′Ａｌ１１定−検出器流
通管内の一定減圧一前記タンクに収容された一定量の地
中空気吸引−・ラドン７０ｍ　１４Ｆｌ定の順にこれら
動作かそれぞれ所定時間だけ自動的に行われるように前
記検出器及び空気流通機構を制御することを特徴とする
。

［ｆｌ：用］以−にの４カ成によれば、まずフレッシュエア取入口の
バルブとポンプ側バルブとを開状態にしてポンプを動作
させると、フレッシュエアか検出２：３流通管内に循環
され、このフレッシュエアにてラドン娘ｆ＆　Ｆｌｉの
洗浄が行われる。

そして、全てのバルブを閉状態にしてポンプを停止１°
させると、バックグラウンドのＡＩ定か行われ、その後
にポンプ側バルブのみ開状態にしてポンプを動作させる
ことにより、検出χ；流通管内の一定減圧が行われる。

次いで、地中空気取入口のバルブが開状態となると、地
中空気が一定瓜だけ吸引され検出器に送給される。そう
すると、全てのバルブが閉状態でポンプも停止すること
となり、測定部検出器によってラドン濃度のＡｌ１定か
行われる。

この場合、前記バルブ及びポンプの動作は自動的に制御
されており、自動的な検出器流通管内の洗浄やバックグ
ラウンドの１ｉｌ１１定によって、変化するバックグラ
ウンドの影響を良好に除去することが１１能となる。

また、他の発明の場合は、地中空気が直接検出器内に送
給されるのではなく、タンク内に一旦貯留され、測定器
流通管内を一定圧に減圧して送給バルブを開くと、タン
ク内の地中空気が検出器内に送給されるとともに、地中
ガス孔からは新たな地中空気がタンク内に貯留されるこ
ととなる。

従って、タンク内に貯留されている間に地中空気中に存
在するトロンは減衰し、バックグラウンドとして影響を
与えることがなくなる。

［実施例〕以ド、図面に基づいて本発明の好適な第１実施例を説明
する。

第１図には、本発明に係る地中ラドン濃度測定装置の概
略構成が示され、検出器１４とスケーラ１８にて構成さ
れる測定部１００．ポンプ１６及び地中ガス孔１０から
地中空気を流通する流通管の配置については従来装置と
同様である。

本発明において特徴的なことは、従来のように地中空気
を１つの検出器に連続的に送給するのではなく、フレッ
シュエアを検出器内に送給して検出ｒＡ流通管壁面に沈
着するラドン娘核種を洗浄し、この状態でバックグラウ
ンド及びラドン濃度を測定することであり、また地中空
気又はフレッシュエアの送給を自動的に制御するように
したことである。

従って、空気流通機構を自動的に制御する制御回路２０
が設けられており、前記空気流通機（１カはフレッシュ
エア取入口２２とこのフレッシュエア」Ｒ人口２２から
検出器１４までの流通管とを配置するとともに、地中空
気を送給する流通管にはバルブＡ、フレッシュエアを送
給する流通管にはバルブＢ、そして検出器１４とポンプ
１６との間にはバルブＣが設けられた構成から成る。な
お、検出１４とポンプ１６との間には流通管内の減圧圧
力をハ１定する真空ゲージ２４か設けられている。

また、他の発明において特徴的なことは、地中の岩石中
に存在するα線放射性物質、ここではトロンによるバッ
クグラウンド値・＼の影響を除去したことであり、これ
はトロンの放射能が減衰するまで待って試料を検出器１
４内に供給することにより行イつれる。

ｉノ４って、本発明では１回の１測定に必・皮な瓜の地
中空気を収容するタンク２６が地中空気取入口１２と前
記ノ）ルブＡとの間に設けられている。

本発明及び他の発明は以１−のｔＭ成から成り、その作
用を第３図に１．（づいて説明する。

地中ラドン濃度測定装置は、地中空気を検出器１４内に
繰り返して送給し、継続的にラドン濃度の測定を行うも
のであるが、１回のラドン濃度ＡＩ＋１定は、第３図（
ａ）に示されるように、ｌサイクルか５つのステップか
ら構成される測定動作によって行イ）れている。

すなわち、フレッシュエア循環による検出器流通管内の
洗浄（１ステツプ）→バックグラウンドの測定（２ステ
ツプ）−検出器−流通管内の一定減圧（３ステツプ）−
地中空気の一定量吸引（４ステツプ）−ラドン濃度／ｌ
１ｌＩ定（５ステツプ）の順に前記動作を行っており、
前記１ステツプは４０分。

２ステツプは２０分、３ステツプ及び４ステツプはそれ
ぞれ５分、５ステツプは２０分で、１サイクル１．５時
間で終了する構成とする。

従って、前記各ステップ毎にバルブＡ、　　Ｂ、　　Ｃ
の開閉とポンプ１６の動作制御が行われることになり、
１ステツプではバルブＡを閉状態、バルブＢ、　　Ｃを
開状態にして、ポンプ１６を動作させることにより、検
出器流通管内へのフレッシュエアの循環が行イ）れる。

このフレッシュエアはラドン娘核種及びトロン等の放射
性物質を含まない新鮮な空気であり、このフレッシュエ
アにて検出器流通管内のラドン娘核種が取り除かれる。

２ステツプでは、全てのバルブＡ、Ｂ、Ｃを閉状態にし
てポンプ１６を停止さけ、計１定部１００の検出器１４
にてα線の検出を行うとともに、スケーラ１８にて２０
分間の計数を行うことにより、バックグラウンドの測定
か行われる。この測定では、前記ラドン娘核種が取り除
かれた状態となっているので、地中ラドン濃度を測定す
る際に生じる特有のバックグラウンドの変化を発生させ
ることなく、安定した測定値を得ることができる。

３ステツプでは、バルブＡ、Ｂは閉状態、バルブＣを開
状態とし、ポンプ１６を動作させて検出器流通層内を所
定圧力まで減圧する。このとき、真空ケージ２４か作動
しており、この真空ゲージ２４の値が所定の圧力に達し
たときに自動的にバルブＣを閉しポンプ１６を停止させ
るように制御する。

また、４ステツプでは、バルブＡを開状態、バルブＢ、
　　Ｃを閉状態にして、一定電の地中空気を試Ｔ−１と
して採取する。

この場合、実施例装置では、他の発明に係るタンク２６
かＯ；ｕえられており、４ステツプにおける吸引の際に
地中ガス孔１０から地中空気がタンク２６内に貯留され
ることになる。このタンク２６の容量は１回の測定で検
出器１４内に送給される所定量となっており、次回のＭ
１定で検出器１４に送給される試料となる。このように
、タンク２６に一時的に貯留しておくことにより、地中
空気に混入するラドン以外の放射性物質、特にトロンの
影響を除去することかできる。

すなわち、トロン（Ｔｎ　）の半減期は５４．５秒と短
寿命となっており、次の７１ｐ１定か１１われる１時間
１０分後には若しく減衰した放射線はとなる。従って、
岩石中に存ｔＩ：、するα線放射性物質であるトロンに
よるバックグラウンド値への影響をほぼ完全に除去する
ことができる。

最後の５ステツプでは、全バルブＡ、Ｂ、Ｃを全て閉状
態にし、検出器１４及びスケーラ１８から成る測定部１
００を動作させることにより、検出器１４に送給された
試料中のラドン娘核種を測定する。

この測定は実施例では２０分間行われ、このＡｐｊ定値
はスケーラ１８に設けられる表示装置に表示される。

次に本発明の第２実施例を第２図に基ついて説明する。

本発明は前述したようにラドン娘該トドの影響を防上す
るため、検出器流通管内の洗浄及びハックグラウンド値
の測定を行った後に本来のラドンの濃度ｆｌｌ定を行う
、いわゆる間欠自動測定装置であるから、ラドン濃な測
定を行うための弗１前段階に比較的長い時間を要する（
１３成と−っている。

このため、第２実施例では、前記べ１個段階の時間を埋
めるように複数個の検出器及び空気流通機ｔ１ηを用い
て連続的なラドン濃度の測定を行うようにしている。ま
た同時に、１つの検出器に異常が生じた場合に、他の検
出器にてバックアップできるようにしており、第２実施
例では、４個の検出器にて２　ｆＩｆｉ類の／１８１定
サイクルでラドン濃度の７１ｐＪ定を行う。

すなわち、第２図において、検出器１４−１〜１４−４
を用い、また２台のポンプ１６−１．　１６−２を用い
て検出器流通管内の減圧とフレッシュエア循環を別個に
行うようにしている。

従って、バルブＡｌ−Ａ４．Ｂｌ−Ｂ４．Ｃ１〜Ｃ４の
他に、バルブＤ１〜Ｄ４とバルブＥを設け、また２台の
ポンプ１６−１．１６−２を制御する制御回路２８−１
．２８−２が制御回路２０とは別個に設けられている。

そして、α線の測定は４チヤンネルスケーラ３０にて行
イ）れ、これは制御回路３２で制御され、図のように測
定部１００と、真空ケージ２４を含むガス吸引部１０１
と、ガス１ノ［置部１０２とが設けられることになる。

史に、他の発明を構成する４個のタンク２６−１〜２６
−４か検出器１４−１〜１４−４に対してそれぞれ設け
られており、地中ガス孔１０からの地中空気を−Ｕ−蓄
える構成となり−Ｃいる。そして、地中ガス孔１０は１
個所であっても良いが、第２実施例では４個所の地中ガ
ス孔１０−１〜１０−４を設けている。

このような構成から成る第２実施例装置では、２種類の
サイクルにて前記ΔＩＩＩ定動作を行イ）せており、第
３図（ｂ）に示されるように、検出器１４−１と１４−
２は（イ）の時間サイクル、検出器１４−１！＝１４−
４は（ロ）の時間サイクルにて各ステップ動作が行イ〕
れる。ｆ＃って、この２種類のタイムチャートに従った
各ステップ動作のための制御が行われ、フレッシュエア
循環による検出器流通管内の洗浄を行う場合には、バル
ブＡ、　　Ｃを閉状態、バルブＢ、Ｄを開状態にして、
ガスυ［置部１０２のポンプ１６−２を動作させる。

２ステツプでは、第１実施例と同ｔ、ｌにバルブ及びポ
ンプの全てを停止さけて７１ｐ１定部１００のみを動作
さけることにより、該当する２個の検出器１４における
バックグラウンドを測定する。

３ステツプでは、バルブＡ、Ｂ、Ｄを閉状態、バルブＣ
を開状態としてガス吸引部１０１のポンプ１６−１を動
作させ、かつバルブＥを開にして検出器流通艙内を真空
引きする。そして、真空ゲージ２４か所定の設定値に達
した時に、バルブＥを閉してポンプ１６−１を停止１さ
せ、検出器流通管内を一定圧に減圧する。

４ステツプでは、バルブＡのみを開状態とすることによ
り、一定量の地中空気を試料として採取する。この場合
、第１実施例と同様に、タンク２６にて前記一定瓜の地
中空気かｒ・め貯留されており、！・ロンの放射能が減
衰した状態で試料か検出器１４内に送給されることにな
る。そして、５ステツプでは、全てのバルブを閉状態と
し、２個のポンプ１６を停止１−させて、検出器１４及
び４チヤンネルスケーラ３０にて測定試料中のラドン濃
度の測定を行う。

このような各ステップがそれぞれのタイムチャー１・に
て行われるか、実施例では検出器１４−１゜１４−２の
動作が２ステツプのハックグラウンド測定の時に、検出
Ｚ１４−３．１４−４の動作か５ステツプのラドン濃度
測定となるように測定サイクルを設定するので、ラドン
濃度の連続的な測定ができる。

また、前記検出器１４−１〜１４−４の５ステツプをそ
れぞれ別個の時間に設定するように測定サイクルを組み
合わせることにより、史に連続的な測定を？ｉわせるこ
とがＩ−ＩＪ能となる。

また、第２実施例では、１ｌ−ｉｌ　　１１．７間帯の
ラドン濃度測定を２　ｆｌＡ＋の検出器１４にて行って
いるので、一方の検出２：）に１−ＩＩらかの異常かあ
った場合には他方の検出器にてａＦＩ定値を得ることか
でき、定められた測定時間に１１１られる測定データの
信・１・ｎ性か菖しく向１−することになる。

［発明の効宋コ以１−説明したように、本発明によれば、ラドン濃ノ朗
潤定の前に、フレッシュエアによる検出器流通艙内の洗
ｌ′ｆｔとハックグラウンドの−ＩＩＩ定を行い、かつ
ラドン濃ｊ−■測定のための検出２：：及び空気流通機
構の動作を自動的に行うようにしたので、ラドン娘核種
によるハックグラウンドの変化によって生じる誤差を自
動的に除去することか−Ｃき、地中ラドン４麿を１１．
確にＡ１１ｌ定することかＩＩ能となる。

この結末、地質’７：１．等の各種のデータ、特に地′
５ｒ知のためのデータを良好に得ることができる。

また、他の発明によれば、地中の岩石等に存（１：する
トロンによるハックグラウンドを除去することかでき、
ラドン濃ｔｔ　Ａｐ＋定データの信・碩性を斤しく向１
−させることか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る地中ラドン４戊１ｌＦＩ定装置の
第１実施例を示す構成図、第２図は本発明に係る第２実旋例を示す（ｂ成因、第３
図はラドン４疫測定における各ステップ動作を示すタイ
ムチャート図、第４図は従来の地中ラドンｌＪ、〕度測定装置を示す構
成図である。１０　・・・　地中ガス孔１２　・・・　地中空気取入口１４　・・・　検出器１６　・・・　ポンプ１８．３０　　・・・　スケーラ２０．２８．３２　　・・・　制御回路２２　・・・　
フレッシュエア取人口２６　・・・　タンク１００　・・・　ＡＰ＋定部０特許出願人　　（＋１４）−１’：、業技術院長［８−
０２］

Claims

【特許請求の範囲】

（１）検出器により地中ガス孔から供給される地中空気
中のα線を検出してラドン濃度を測定する測定部と、地
中空気又はフレッシュ空気を前記検出器に導入して排気
するためのバルブ及びポンプを有する空気流通機構と、
を有し、フレッシュ空気循環による検出器流通管内の洗
浄→バックグラウンドの測定→検出器流通管内の一定減
圧→地中空気の一定量吸引→ラドン濃度測定の順にこれ
ら動作がそれぞれ所定時間だけ自動的に行われるように
前記検出器及び空気流通機構を制御することを特徴とす
る地中ラドン濃度測定装置。
（２）請求項（１）記載の装置において、前記検出器を
複数個設け、これら検出器に地中空気を順次送給してラ
ドン濃度を連続的に測定することを特徴とする地中ラド
ン濃度測定装置。
（３）検出器により地中ガス孔から供給される地中空気
中のα線を検出してラドン濃度を測定する測定部と、地
中空気又はフレッシュ空気を前記検出器に導入して排気
するためのバルブ及びポンプを有する空気流通機構と、
地中空気を検出器に送給する前に１回の測定に必要な量
の地中空気を収容するタンクと、を有し、フレッシュ空
気循環による検出器流通管内の洗浄→バックグラウンド
の測定→検出器流通管内の一定減圧→前記タンクに収容
された一定量の地中空気吸引→ラドン濃度測定の順にこ
れら動作がそれぞれ所定時間だけ自動的に行われるよう
に前記検出器及び空気流通機構を制御することを特徴と
する地中ラドン濃度測定装置。
（４）請求項（３）記載の装置において、前記検出器を
複数個設け、これら検出器に地中空気を順次送給してラ
ドン濃度を連続的に測定することを特徴とする地中ラド
ン濃度測定装置。