JPH02291659A - 電離箱 - Google Patents
電離箱Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J47/00—Tubes for determining the presence, intensity, density or energy of radiation or particles
- H01J47/02—Ionisation chambers
-
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- H01J47/04—Capacitive ionisation chambers, e.g. the electrodes of which are used as electrometers
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
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。
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、放射線測定用の電離箱に係り、特に、環境ガ
ンマ線モニタや大気中のラドン又は放射能汚染モニタと
して用いるのに好適な、環境放射線や空気中ラドン濃度
等の微弱な放射線を高感度で安定して測定することが可
能な電離箱に関するものである。 （従来の技術】 放射線の測定に用いられる従来の電離箱１０においては
、第８図に示す如く、電荷収集電極１２を絶縁物１４で
支持し、前記電離箱１０に入射する放射線の電離作用に
よって前記電荷収集電極１２に集められる電流（電離電
流）が測定されている。図において、１６は、電離箱１
０の内壁と電荷収集電極１２の間に電界を作るための高
圧電源である。 前記電離電流の測定には、第８図に示した如く、前記電
荷収集電極１２に直接、微小電流計２０を接続する方法
や、第９図に示す如く、前記電荷収集電極１２に高抵抗
２２を接続して、その両端に発生する電位差を電位計（
電圧計）２４で測定する方法や、第１０図に示す如く、
前記゜電荷収集電極１２にコンデンサ２６を接続して、
リセットスイッチ２８でリセットした後のコンデンサ２
６の両端の電位差の変化を電位計２４で測定する方法等
がある。 このような電離箱は、放射線の測定器としては、感度が
安定で、Ｘ線、ガンマ線に対してエネルギ特性が良く、
安価であるため、外部放射線の測定に広く用いられてい
る。 又、外部の空気を電離箱１０内に直接取入れることによ
って、大気中の放射能汚染やラドン濃度の測定にも用い
られている。このような目的で密封されていない電離箱
は、通気型電離箱と呼ばれている。 ［発明が達成しようとする課題】 しかしながら、従来の電離箱においては、いずれにして
も電荷収集電極１２が絶縁物１４で電離苗１０に支持さ
れているため、放射線の検出限界が、該絶縁物１４又は
その表面の電気的漏洩（リーク）や絶縁物１４の機械的
歪み等によって発生する圧電気等の電気的雑音によって
制限されていた。 そのため、環境放射線等の微弱な放射線の測定では、絶
縁物の影響を相対的に小さくする目的で、電離箱の容積
を大きくし、且つ、内部気圧を数気圧以上に高める等し
て感度の向上を図る必要があった。又、絶縁物表面の電
気的漏洩は湿度に影響されるため、電離箱内部の湿度を
常に低く保つ必要があり、特に、大気中の放射線汚染や
ラドン濃度を測定するための通気型電離箱においては、
乾燥剤等を使用して、電離箱内の湿度を常に低く保つ必
要があった。 ちなみに、通常の自然環境では、宇宙線及び天然の放射
性物質により、５〜１５μＲ／ｈのＸ線、γ線が存在す
る。従って、空気質壁材（空気と近い原子番号を持つ材
料、プラスチック等）を用いて気密とした電離箱の容積
を１℃、内部気体を空気１気圧とすると、１０μＲ／ｈ
は、電離電流約１０−１５Ａに相当する。 又、一般環境の空気中ラドン濃度は、地理的条件、家屋
建材、換気条件、気象条件等によって大きく変化するが
、日本における家屋内の平均値は凡そ０．３〜０．５ｐ
Ｃｉ ／１と推定されている。 従って、電離箱の容積を１Ｊ２として、ラドン濃度０．
５ｐ Ｃｉ ／Ｊ２の空気を入れると、電殖電流はやは
り凡そ１０−１５Ａとなる。 しかしながら、一般に、従来の絶縁物を用いた電離箱で
、長時間安定に測定できる電離電流は凡そ１０−”Ａ以
上であり、上記の１０−１５Ａ程度の測定は極めて困難
であった。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、絶縁物の影響を完全に無くして、高感度で安定し
た測定を行うことが可能な電離箱を提供することを課題
とする。 （課題を達成するための手段１ 本発明は、電離箱において、少くとも一部に磁性体又は
永久磁石を含む導電性の電荷収集電極と、該電荷収集電
極を、磁力によって電離箱内で非接触状態に保持するた
めの電磁石と、前記電荷収集電極の位置を検出する位置
センサと、該位置センサの出力に応じて、前記電荷収集
電極の位置が略一定となるように前記電磁石の磁力をフ
ィードバック制御する回路と、前記電離箱に入射する放
射線のＮ２１１作用によって前記電荷収集電極に集めら
れる電離電流を検出する手段とを備えることにより、前
記課題を達成したものである。 又、前記電離電流検出手段を、非接触電位計としたもの
である。 又、前記電離電流検出手段を、所定時間毎に前記電荷収
集電極に接触されるリセット接点と、リセット時に該リ
セット接点に流れる電荷量を検出する手段とを用いて構
成したものである。 又、前記電離電流検出手段を、前記電荷収集電極に設け
られた導電性の羽根と、該羽根に面して配置され、所定
電圧が印加された電極板と、該電極板と前記羽根間の静
電気力による羽根の変位を検出する手段とを用いて構成
したものである。 又、前記電離電流検出手段を、前記電荷収集電極に設け
られた導電性の羽根と、外部から時間的に変化する磁界
を与えて、前記電荷収集電極を回転又は振子運動させる
ための変動磁界発生手段と、前記羽根に面して配置ざれ
た検出電極と、該検出電極に静電誘導される電荷を検出
する手段とを用いて構成したものである。 ［作用及び効果１ 本発明においては、電荷収集電極を、絶縁物を用いるこ
となく、磁力によって電離箱内で非接触状態に保持する
ようにしている。従って、従来の電極支持用絶縁物に起
因する電気的雑音を除くことができ、感度限界を大幅に
改善できる。よって、小型で安価な高感度放射線検出器
として使用でき、口境放射線等の微弱放射線の安定した
測定が可能となる。更に、外部からの空気を電離箱内に
取入れることによって、空気中の微量放射能汚染の検出
や空気中のラドン及びその娘元素濃度を、空気の湿度に
影響されることなく、高い感度で測定することが可能と
なる。 ［実施例】 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。 本発明の第１実施例は、第１図に示す如く、少くとも１
部（本実施例では図の上端）に磁性体３０（例えば軟鉄
片）が付加ざれた導電性の電荷収集電極３２と、該電荷
収集電極３２を、磁力によって電離箱１ｏ内で懸垂して
宙吊りの非接触状態に保持するための電磁石３４と、前
記電荷収集電極３２の位置（本実施例では高さ）を検出
するための、例えば光源３６及び光センサ３８からなる
位置センサと、該光センサ３８の出力に応じて、前記電
荷収集電極３２の高さが略一定となるように前記電磁石
３４の例えばコイル電流をフィードバック制御するため
の増幅制御回路４０と、前記電離箪１０に入射する放射
線の電離作用によって前記電荷収集電極３２に集められ
る電離電流を検出するための非接触電位計４２とから構
成されている。 前記非接触電位計４２の検出電極４６は、前記電荷収集
電極３２の例えば下端に配設された導電性の羽根４６と
対向するように配置されており、前記電荷収集電極３２
に誘起される電離電流による電位変化を検出するように
ざれている。 前記光源３６としては、例えば赤外ＬＥＤを用いてパル
ス発光させ、これを、例えばフォトダイオードからなる
光センサ３８で受光することができる。 前記増幅制御回路４０には、適当な時定数のＯＲ積分回
路及び微分回路を導入することによって、電荷収集電極
３２を安定に懸垂することができる。 以下、第１実施例の作用を説明する。 前記電荷収集電極３２は、電磁石３４によって電離箱内
面と非接触状態で懸垂されている。該電荷収集電極３２
の位置、即ち高さは、光源３６及び光センサ３８からな
る光を利用した位置センサによって検出され、その信号
を増幅制御回路４０を経て電磁石３４のコイルに入力す
ることによって、前記電荷収集電極３２は、非接触でほ
ぼ同じ位置に懸垂されている。なお、この磁気を利用し
た物体の懸垂又は浮上技術は既知のものであり、応用物
理第５８巻（１９８９）２１２〜２２４頁にも記載され
ている如く、天秤、密度計、粘度計等に応用されている
。 なお、前記磁性体３０は、永久磁石であってもよい。こ
の場合、電荷収集電極３２の重量に比べて吸引力の弱い
永久磁石を使った場合には、電磁石３４でこれを更に吸
引するように作用させる。 逆に、吸引力の永久磁石を使った場合には、電磁石３４
でこれを反発するように作用させる。更に、永久磁石の
吸引力と電荷収集電極３２の重量がほぼバランスする場
合には、Ｎ磁石３４に流す電流の極性を反転する必要が
あるが、磁気浮上に要する消費電力は少くなる。 本実施例においては、始めに電荷収集電極３２をＯ電位
にリセットした後、放射線が入射すると、電離電流によ
って電荷収集電極３２の電位が変化するので、この電位
変化を非接触電位計４２で検出する。 本実施例においては、電荷収集電極３２を定期的にリセ
ットしなくても、非接触電位計４２の電位変化を検出す
ることで、放射線や放射能の異常による電荷の増加を常
時モニタして検出することができる。 次に、第２図を参照して本発明の第２実施例を詳細に説
明する。 この第２実施例は、前記第１実施例と略同様の電離箱１
０において、前記電荷収集電極３２の下方にリセット接
点５０を設け、リセット制御装置５２の作用によって、
所定時間毎にリセット接点５ｏを電荷収集電極３２に接
触させてリセットし、その際、該リセット接点５０に流
れる電荷量を電荷（感応型）増幅器５４で測定するよう
にしたものである。測定された電荷量は、記録・指示装
置５６に指示・記録される。 なお、前述したように、自然環境の放射線や大気中のラ
ドンによって流れる電離電流を１０−＋５Ａ程度とする
と、例えば１時間毎に電荷収集電極３２をリセットした
場合にリセット接点５０を流れる電荷量は３．６Ｘ１０
″″′２クーロンに相当し、これは十分精度良く検出で
きる電荷量である。 他の点に関しては前記第１実施例と同様であるので詳細
な説明は省略する。 次に、第３図を参照して、本発明の第３実施例を詳細に
説明する。 この第３実施例では、第２実施例と同様の電荷収集電極
３２の下端に磁性体３ｏ、上端に永久磁石６０及び接点
６２を取付け、これを別の永久磁石６４によって懸垂す
るようにしている。又、位置センサ用の光源３６と光セ
ンサ３８及び電磁石３４は、電荷収集電極３２の下側に
設け、この電極３２を下方向に牽引する力をフィードバ
ック制御することによって非接触状態で保持するように
している。 なお、上記２つの永久磁石６ｏ及び６４のいずれか一方
は磁性体であってもよい。 一方、前記電荷収集電極３２の上端に取付けられた接点
６２に面して、別のリセット接片６６が設けられており
、このリセット接片６６が、第２実施例と同様の電荷増
幅器５４に接続されている。 更に、前記光センサ３８と並列に参照光検出用の光セン
サ３９（例えばフォトダイオード）が設けられており、
差動増幅器６８により位置検出信号から直流成分を除去
することによって、至内光の影響を除くようにしている
。 この状態において、リセット制御装置５２の作用によっ
て、所定時間毎にリセット信号を増幅制御回路４０に出
力し、その信号によって電磁石３４のコイル電流をカッ
ト又は低減させると、電荷収集電極３２は上方向に移動
し、接点６２がリセット接片６６に接触してリセットさ
れる。 他の点に関しては前記第２実施例と同様であるので詳細
な説明は省略する。 本実施例では、電荷収集電極３２を上下から吸引するの
で電荷収集電極３２がふらつくことがなく、安定した測
定が可能である。又、リセットのための特別な構成を必
要とせず、永久磁石６０、６４の吸引力を利用して、リ
セットを簡単に行える。 次に、第４図及び第５図を参照して、静電引力を利用し
て電荷を測定するようにした、本発明の第４実施例を詳
細に説明する。 この第４実施例は、前記第１実施例と略同様の電離箱に
おいて、第４図に示す如く、前記電荷収集電極３２の下
端に導電性の羽根７０を設けると共に、第５図に示す如
く、該羽根７０に面して、例えば４つの象限電極７２を
配置し、該象限電極７２に、例えば第５図に示す如く、
正負の電圧を交互に印加しておくようにしたものである
。 このような構成の電離箱に放射線が入射すると、電荷収
集電極３２の羽根７０は、象限電極７２から静電引力を
受けて回転し、引力のつり合った角度で静止する。従っ
て、該羽根７０の静止角度を、例えば光等を用いて非接
触で測定することによって、前記電荷収集電極３２の電
位を非接触で測定することができる。 この第４実施例においては、懸垂された電荷収集電極３
２が、象限電極７２との静電引力以外の原因で回転モー
メントを受けないことが必要である。従って、電荷収集
電極３２が、水平方向の磁気成分を持っておらず、懸垂
部分も完全に軸対称であることが望ましい。 なお、この第４実施例のような静電引力を利用した電位
測定法は、象限電位計、リンデマン電位計、ローリツツ
エン検電器等として知られているものである。 次に、第６図及び第７図を参照して、回転電位計を利用
して電荷を測定するようにした、本発明の第５実施例を
詳細に説明する。 この第５実施例は、前記第１実施例と略同様の電離箱に
おいて、第６図に示す如く、前記電荷収集電楊３２の下
端に導電性の羽根７０及び小さな永久磁石７３を取付け
ると共に、前記永久磁石７３の近傍に回転磁界用コイル
７６を設けて、低周波数発撮器７４により前記回転磁界
用コイル７６に回転磁界を発生させるようにしている。 更に、第７図に示す如く、前記羽根７０に面して検出電
極７８を配置し、該検出電極７８に静電誘導されること
によって生ずる交流電圧を、交流増幅器８０、同期検波
器８２及び電圧計８４を用いて検出するようにしている
。 即ち、この第５実施例においては、前記回転磁界用コイ
ル７６を用いて外部から回転磁界を与えて、電荷収集電
極３２を回転させる。前記電荷収集電極３２の羽根７０
に面した検出電極７８に静電誘導によって生ずる交流電
圧は、交流増幅器８０で増幅された後、同期検波器８２
により、回転周波数と同期検波して直流電圧に変換され
、その電圧が電圧計８４で測定され、表示される。 この第５実施例の電荷測定方法は、撮動容母電位計と類
似しており、増幅度は負帰還によって安定ざれる。 又、この第５実施例では、第４実施例と異なり、宙吊り
部分の非軸対称性による回転モーメントが無視できる。 なお、第５実施例においては、電荷収集電極３２を回転
運動させていたが、回転運動の代わりに撮子運動をさせ
てもよい。又、回転磁界用コイル７６等によって、誘導
電動様の原理等により、電荷収集電極を外部から、直接
、回転又は振子運動させることが可能であれば、永久磁
石７３は省略しても良い。 前記実施例においては、いずれも、位置センサとして、
光源３６及び光センサ３８が用いられていたが、位置セ
ンサの種類はこれに限定されず、例えば、超音波位置セ
ンサや静電容ｍ又はインダクタンスの変化を利用したも
の等、任意の位置センサが．使用可能である。 又、前記電荷ｌ５！東電極３２に設ける磁性体３０の種
類も、前記実施例のように電荷収集電極３２の上端に磁
性体３０を付加する構成に限定されず、例えば、電荷収
集電極３２全体を磁性体としてもよい。 又、電磁石３４の構成も前記実施例に限定されず、例え
ば３コイル方式とすることができる。 更に、電荷収集電極３２を磁力によって電離箱１０内で
非接触状態に保持する方法も、前記実施例に限定されな
い。
ンマ線モニタや大気中のラドン又は放射能汚染モニタと
して用いるのに好適な、環境放射線や空気中ラドン濃度
等の微弱な放射線を高感度で安定して測定することが可
能な電離箱に関するものである。 （従来の技術】 放射線の測定に用いられる従来の電離箱１０においては
、第８図に示す如く、電荷収集電極１２を絶縁物１４で
支持し、前記電離箱１０に入射する放射線の電離作用に
よって前記電荷収集電極１２に集められる電流（電離電
流）が測定されている。図において、１６は、電離箱１
０の内壁と電荷収集電極１２の間に電界を作るための高
圧電源である。 前記電離電流の測定には、第８図に示した如く、前記電
荷収集電極１２に直接、微小電流計２０を接続する方法
や、第９図に示す如く、前記電荷収集電極１２に高抵抗
２２を接続して、その両端に発生する電位差を電位計（
電圧計）２４で測定する方法や、第１０図に示す如く、
前記゜電荷収集電極１２にコンデンサ２６を接続して、
リセットスイッチ２８でリセットした後のコンデンサ２
６の両端の電位差の変化を電位計２４で測定する方法等
がある。 このような電離箱は、放射線の測定器としては、感度が
安定で、Ｘ線、ガンマ線に対してエネルギ特性が良く、
安価であるため、外部放射線の測定に広く用いられてい
る。 又、外部の空気を電離箱１０内に直接取入れることによ
って、大気中の放射能汚染やラドン濃度の測定にも用い
られている。このような目的で密封されていない電離箱
は、通気型電離箱と呼ばれている。 ［発明が達成しようとする課題】 しかしながら、従来の電離箱においては、いずれにして
も電荷収集電極１２が絶縁物１４で電離苗１０に支持さ
れているため、放射線の検出限界が、該絶縁物１４又は
その表面の電気的漏洩（リーク）や絶縁物１４の機械的
歪み等によって発生する圧電気等の電気的雑音によって
制限されていた。 そのため、環境放射線等の微弱な放射線の測定では、絶
縁物の影響を相対的に小さくする目的で、電離箱の容積
を大きくし、且つ、内部気圧を数気圧以上に高める等し
て感度の向上を図る必要があった。又、絶縁物表面の電
気的漏洩は湿度に影響されるため、電離箱内部の湿度を
常に低く保つ必要があり、特に、大気中の放射線汚染や
ラドン濃度を測定するための通気型電離箱においては、
乾燥剤等を使用して、電離箱内の湿度を常に低く保つ必
要があった。 ちなみに、通常の自然環境では、宇宙線及び天然の放射
性物質により、５〜１５μＲ／ｈのＸ線、γ線が存在す
る。従って、空気質壁材（空気と近い原子番号を持つ材
料、プラスチック等）を用いて気密とした電離箱の容積
を１℃、内部気体を空気１気圧とすると、１０μＲ／ｈ
は、電離電流約１０−１５Ａに相当する。 又、一般環境の空気中ラドン濃度は、地理的条件、家屋
建材、換気条件、気象条件等によって大きく変化するが
、日本における家屋内の平均値は凡そ０．３〜０．５ｐ
Ｃｉ ／１と推定されている。 従って、電離箱の容積を１Ｊ２として、ラドン濃度０．
５ｐ Ｃｉ ／Ｊ２の空気を入れると、電殖電流はやは
り凡そ１０−１５Ａとなる。 しかしながら、一般に、従来の絶縁物を用いた電離箱で
、長時間安定に測定できる電離電流は凡そ１０−”Ａ以
上であり、上記の１０−１５Ａ程度の測定は極めて困難
であった。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、絶縁物の影響を完全に無くして、高感度で安定し
た測定を行うことが可能な電離箱を提供することを課題
とする。 （課題を達成するための手段１ 本発明は、電離箱において、少くとも一部に磁性体又は
永久磁石を含む導電性の電荷収集電極と、該電荷収集電
極を、磁力によって電離箱内で非接触状態に保持するた
めの電磁石と、前記電荷収集電極の位置を検出する位置
センサと、該位置センサの出力に応じて、前記電荷収集
電極の位置が略一定となるように前記電磁石の磁力をフ
ィードバック制御する回路と、前記電離箱に入射する放
射線のＮ２１１作用によって前記電荷収集電極に集めら
れる電離電流を検出する手段とを備えることにより、前
記課題を達成したものである。 又、前記電離電流検出手段を、非接触電位計としたもの
である。 又、前記電離電流検出手段を、所定時間毎に前記電荷収
集電極に接触されるリセット接点と、リセット時に該リ
セット接点に流れる電荷量を検出する手段とを用いて構
成したものである。 又、前記電離電流検出手段を、前記電荷収集電極に設け
られた導電性の羽根と、該羽根に面して配置され、所定
電圧が印加された電極板と、該電極板と前記羽根間の静
電気力による羽根の変位を検出する手段とを用いて構成
したものである。 又、前記電離電流検出手段を、前記電荷収集電極に設け
られた導電性の羽根と、外部から時間的に変化する磁界
を与えて、前記電荷収集電極を回転又は振子運動させる
ための変動磁界発生手段と、前記羽根に面して配置ざれ
た検出電極と、該検出電極に静電誘導される電荷を検出
する手段とを用いて構成したものである。 ［作用及び効果１ 本発明においては、電荷収集電極を、絶縁物を用いるこ
となく、磁力によって電離箱内で非接触状態に保持する
ようにしている。従って、従来の電極支持用絶縁物に起
因する電気的雑音を除くことができ、感度限界を大幅に
改善できる。よって、小型で安価な高感度放射線検出器
として使用でき、口境放射線等の微弱放射線の安定した
測定が可能となる。更に、外部からの空気を電離箱内に
取入れることによって、空気中の微量放射能汚染の検出
や空気中のラドン及びその娘元素濃度を、空気の湿度に
影響されることなく、高い感度で測定することが可能と
なる。 ［実施例】 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。 本発明の第１実施例は、第１図に示す如く、少くとも１
部（本実施例では図の上端）に磁性体３０（例えば軟鉄
片）が付加ざれた導電性の電荷収集電極３２と、該電荷
収集電極３２を、磁力によって電離箱１ｏ内で懸垂して
宙吊りの非接触状態に保持するための電磁石３４と、前
記電荷収集電極３２の位置（本実施例では高さ）を検出
するための、例えば光源３６及び光センサ３８からなる
位置センサと、該光センサ３８の出力に応じて、前記電
荷収集電極３２の高さが略一定となるように前記電磁石
３４の例えばコイル電流をフィードバック制御するため
の増幅制御回路４０と、前記電離箪１０に入射する放射
線の電離作用によって前記電荷収集電極３２に集められ
る電離電流を検出するための非接触電位計４２とから構
成されている。 前記非接触電位計４２の検出電極４６は、前記電荷収集
電極３２の例えば下端に配設された導電性の羽根４６と
対向するように配置されており、前記電荷収集電極３２
に誘起される電離電流による電位変化を検出するように
ざれている。 前記光源３６としては、例えば赤外ＬＥＤを用いてパル
ス発光させ、これを、例えばフォトダイオードからなる
光センサ３８で受光することができる。 前記増幅制御回路４０には、適当な時定数のＯＲ積分回
路及び微分回路を導入することによって、電荷収集電極
３２を安定に懸垂することができる。 以下、第１実施例の作用を説明する。 前記電荷収集電極３２は、電磁石３４によって電離箱内
面と非接触状態で懸垂されている。該電荷収集電極３２
の位置、即ち高さは、光源３６及び光センサ３８からな
る光を利用した位置センサによって検出され、その信号
を増幅制御回路４０を経て電磁石３４のコイルに入力す
ることによって、前記電荷収集電極３２は、非接触でほ
ぼ同じ位置に懸垂されている。なお、この磁気を利用し
た物体の懸垂又は浮上技術は既知のものであり、応用物
理第５８巻（１９８９）２１２〜２２４頁にも記載され
ている如く、天秤、密度計、粘度計等に応用されている
。 なお、前記磁性体３０は、永久磁石であってもよい。こ
の場合、電荷収集電極３２の重量に比べて吸引力の弱い
永久磁石を使った場合には、電磁石３４でこれを更に吸
引するように作用させる。 逆に、吸引力の永久磁石を使った場合には、電磁石３４
でこれを反発するように作用させる。更に、永久磁石の
吸引力と電荷収集電極３２の重量がほぼバランスする場
合には、Ｎ磁石３４に流す電流の極性を反転する必要が
あるが、磁気浮上に要する消費電力は少くなる。 本実施例においては、始めに電荷収集電極３２をＯ電位
にリセットした後、放射線が入射すると、電離電流によ
って電荷収集電極３２の電位が変化するので、この電位
変化を非接触電位計４２で検出する。 本実施例においては、電荷収集電極３２を定期的にリセ
ットしなくても、非接触電位計４２の電位変化を検出す
ることで、放射線や放射能の異常による電荷の増加を常
時モニタして検出することができる。 次に、第２図を参照して本発明の第２実施例を詳細に説
明する。 この第２実施例は、前記第１実施例と略同様の電離箱１
０において、前記電荷収集電極３２の下方にリセット接
点５０を設け、リセット制御装置５２の作用によって、
所定時間毎にリセット接点５ｏを電荷収集電極３２に接
触させてリセットし、その際、該リセット接点５０に流
れる電荷量を電荷（感応型）増幅器５４で測定するよう
にしたものである。測定された電荷量は、記録・指示装
置５６に指示・記録される。 なお、前述したように、自然環境の放射線や大気中のラ
ドンによって流れる電離電流を１０−＋５Ａ程度とする
と、例えば１時間毎に電荷収集電極３２をリセットした
場合にリセット接点５０を流れる電荷量は３．６Ｘ１０
″″′２クーロンに相当し、これは十分精度良く検出で
きる電荷量である。 他の点に関しては前記第１実施例と同様であるので詳細
な説明は省略する。 次に、第３図を参照して、本発明の第３実施例を詳細に
説明する。 この第３実施例では、第２実施例と同様の電荷収集電極
３２の下端に磁性体３ｏ、上端に永久磁石６０及び接点
６２を取付け、これを別の永久磁石６４によって懸垂す
るようにしている。又、位置センサ用の光源３６と光セ
ンサ３８及び電磁石３４は、電荷収集電極３２の下側に
設け、この電極３２を下方向に牽引する力をフィードバ
ック制御することによって非接触状態で保持するように
している。 なお、上記２つの永久磁石６ｏ及び６４のいずれか一方
は磁性体であってもよい。 一方、前記電荷収集電極３２の上端に取付けられた接点
６２に面して、別のリセット接片６６が設けられており
、このリセット接片６６が、第２実施例と同様の電荷増
幅器５４に接続されている。 更に、前記光センサ３８と並列に参照光検出用の光セン
サ３９（例えばフォトダイオード）が設けられており、
差動増幅器６８により位置検出信号から直流成分を除去
することによって、至内光の影響を除くようにしている
。 この状態において、リセット制御装置５２の作用によっ
て、所定時間毎にリセット信号を増幅制御回路４０に出
力し、その信号によって電磁石３４のコイル電流をカッ
ト又は低減させると、電荷収集電極３２は上方向に移動
し、接点６２がリセット接片６６に接触してリセットさ
れる。 他の点に関しては前記第２実施例と同様であるので詳細
な説明は省略する。 本実施例では、電荷収集電極３２を上下から吸引するの
で電荷収集電極３２がふらつくことがなく、安定した測
定が可能である。又、リセットのための特別な構成を必
要とせず、永久磁石６０、６４の吸引力を利用して、リ
セットを簡単に行える。 次に、第４図及び第５図を参照して、静電引力を利用し
て電荷を測定するようにした、本発明の第４実施例を詳
細に説明する。 この第４実施例は、前記第１実施例と略同様の電離箱に
おいて、第４図に示す如く、前記電荷収集電極３２の下
端に導電性の羽根７０を設けると共に、第５図に示す如
く、該羽根７０に面して、例えば４つの象限電極７２を
配置し、該象限電極７２に、例えば第５図に示す如く、
正負の電圧を交互に印加しておくようにしたものである
。 このような構成の電離箱に放射線が入射すると、電荷収
集電極３２の羽根７０は、象限電極７２から静電引力を
受けて回転し、引力のつり合った角度で静止する。従っ
て、該羽根７０の静止角度を、例えば光等を用いて非接
触で測定することによって、前記電荷収集電極３２の電
位を非接触で測定することができる。 この第４実施例においては、懸垂された電荷収集電極３
２が、象限電極７２との静電引力以外の原因で回転モー
メントを受けないことが必要である。従って、電荷収集
電極３２が、水平方向の磁気成分を持っておらず、懸垂
部分も完全に軸対称であることが望ましい。 なお、この第４実施例のような静電引力を利用した電位
測定法は、象限電位計、リンデマン電位計、ローリツツ
エン検電器等として知られているものである。 次に、第６図及び第７図を参照して、回転電位計を利用
して電荷を測定するようにした、本発明の第５実施例を
詳細に説明する。 この第５実施例は、前記第１実施例と略同様の電離箱に
おいて、第６図に示す如く、前記電荷収集電楊３２の下
端に導電性の羽根７０及び小さな永久磁石７３を取付け
ると共に、前記永久磁石７３の近傍に回転磁界用コイル
７６を設けて、低周波数発撮器７４により前記回転磁界
用コイル７６に回転磁界を発生させるようにしている。 更に、第７図に示す如く、前記羽根７０に面して検出電
極７８を配置し、該検出電極７８に静電誘導されること
によって生ずる交流電圧を、交流増幅器８０、同期検波
器８２及び電圧計８４を用いて検出するようにしている
。 即ち、この第５実施例においては、前記回転磁界用コイ
ル７６を用いて外部から回転磁界を与えて、電荷収集電
極３２を回転させる。前記電荷収集電極３２の羽根７０
に面した検出電極７８に静電誘導によって生ずる交流電
圧は、交流増幅器８０で増幅された後、同期検波器８２
により、回転周波数と同期検波して直流電圧に変換され
、その電圧が電圧計８４で測定され、表示される。 この第５実施例の電荷測定方法は、撮動容母電位計と類
似しており、増幅度は負帰還によって安定ざれる。 又、この第５実施例では、第４実施例と異なり、宙吊り
部分の非軸対称性による回転モーメントが無視できる。 なお、第５実施例においては、電荷収集電極３２を回転
運動させていたが、回転運動の代わりに撮子運動をさせ
てもよい。又、回転磁界用コイル７６等によって、誘導
電動様の原理等により、電荷収集電極を外部から、直接
、回転又は振子運動させることが可能であれば、永久磁
石７３は省略しても良い。 前記実施例においては、いずれも、位置センサとして、
光源３６及び光センサ３８が用いられていたが、位置セ
ンサの種類はこれに限定されず、例えば、超音波位置セ
ンサや静電容ｍ又はインダクタンスの変化を利用したも
の等、任意の位置センサが．使用可能である。 又、前記電荷ｌ５！東電極３２に設ける磁性体３０の種
類も、前記実施例のように電荷収集電極３２の上端に磁
性体３０を付加する構成に限定されず、例えば、電荷収
集電極３２全体を磁性体としてもよい。 又、電磁石３４の構成も前記実施例に限定されず、例え
ば３コイル方式とすることができる。 更に、電荷収集電極３２を磁力によって電離箱１０内で
非接触状態に保持する方法も、前記実施例に限定されな
い。
第１図は、本発明に係る電離箱の第１実施例の構成を示
す、一部断面図を含むブロック線図、第２図は、同じく
第２実施例の構成を示す、部断面図を含むブロック線図
、 第３図は、同じく第３実施例の構成を示す、部断面図を
含むブロック線図、 第４図は、同じ《第４実施例の電荷収集電極下端近傍の
構成を示す断面図、 第５図は、第４実施例の羽根及び象限電極の配置を示す
平面図、 第６図は、本発明の第５実施例の構成を示す、一部断面
図を含むブロック線図、 第７図は、第５実施例の羽根と検出電極の形状を示す平
面図、 第８図乃至第１０図は、それぞれ従来の電離箱の構成例
を示す、一部断面図を含むブロック線図である。 １０・・・電離箱、 ３２・・・電荷収集電極、 ３４・・・電磁石、 ３８・・・光センサ、 ４０・・・増幅制御回路、 ３０・・・磁性体、 ３６・・・光源、 ４２・・・非接触電位計、 ４４、７８・・・検出電極、 ４６、７０・・・羽根、 ５０・・・リセット接点、 ５２・・・リセット制御装置、 ５４・・・電荷増幅器、 ６０、６４・・・永久磁石、 ６２・・・接点、 ６６・・・リセット接片、 ７２・・・象限電極、 ７４・・・低周波発振器、 ７６・・・回転磁界用コイル、 ８０・・・交流増幅器、 ８２・・・同期検波器、 ８４・・・電圧計。
す、一部断面図を含むブロック線図、第２図は、同じく
第２実施例の構成を示す、部断面図を含むブロック線図
、 第３図は、同じく第３実施例の構成を示す、部断面図を
含むブロック線図、 第４図は、同じ《第４実施例の電荷収集電極下端近傍の
構成を示す断面図、 第５図は、第４実施例の羽根及び象限電極の配置を示す
平面図、 第６図は、本発明の第５実施例の構成を示す、一部断面
図を含むブロック線図、 第７図は、第５実施例の羽根と検出電極の形状を示す平
面図、 第８図乃至第１０図は、それぞれ従来の電離箱の構成例
を示す、一部断面図を含むブロック線図である。 １０・・・電離箱、 ３２・・・電荷収集電極、 ３４・・・電磁石、 ３８・・・光センサ、 ４０・・・増幅制御回路、 ３０・・・磁性体、 ３６・・・光源、 ４２・・・非接触電位計、 ４４、７８・・・検出電極、 ４６、７０・・・羽根、 ５０・・・リセット接点、 ５２・・・リセット制御装置、 ５４・・・電荷増幅器、 ６０、６４・・・永久磁石、 ６２・・・接点、 ６６・・・リセット接片、 ７２・・・象限電極、 ７４・・・低周波発振器、 ７６・・・回転磁界用コイル、 ８０・・・交流増幅器、 ８２・・・同期検波器、 ８４・・・電圧計。
Claims (5)
- （１）少くとも一部に磁性体又は永久磁石を含む導電性
の電荷収集電極と、 該電荷収集電極を、磁力によつて電離箱内で非接触状態
に保持するための電磁石と、 前記電荷収集電極の位置を検出する位置センサと、 該位置センサの出力に応じて、前記電荷収集電極の位置
が略一定となるように前記電磁石の磁力をフィードバッ
ク制御する回路と、 前記電離箱に入射する放射線の電離作用によつて前記電
荷収集電極に集められる電離電流を検出する手段と、 を備えたことを特徴とする電離箱。 - （２）請求項１において、前記電離電流検出手段が、非
接触電位計であることを特徴とする電離箱。 - （３）請求項１において、前記電離電流検出手段が、所
定時間毎に前記電荷収集電極に接触されるリセット接点
と、リセット時に該リセット接点に流れる電荷量を検出
する手段とを有するものであることを特徴とする電離箱
。 - （４）請求項１において、前記電離電流検出手段が、前
記電荷収集電極に設けられた導電性の羽根と、該羽根に
面して配置され、所定電圧が印加された電極板と、該電
極板と前記羽根間の静電気力による羽根の変位を検出す
る手段とを有するものであることを特徴とする電離箱。 - （５）請求項１において、前記電離電流検出手段が、前
記電荷収集電極に設けられた導電性の羽根と、外部から
時間的に変化する磁界を与えて、前記電荷収集電極を回
転又は振子運動させるための変動磁界発生手段と、前記
羽根に面して配置された検出電極と、該検出電極に静電
誘導される電荷を検出する手段とを有するものであるこ
とを特徴とする電離箱。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP1112592A JPH0787088B2 (ja) | 1989-05-01 | 1989-05-01 | 電離箱 |
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| DE69010390T DE69010390T2 (de) | 1989-05-01 | 1990-04-19 | Ionisationskammer. |
| DK90107466.6T DK0395945T3 (da) | 1989-05-01 | 1990-04-19 | Ioniseringskammer |
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| AT90107466T ATE108284T1 (de) | 1989-05-01 | 1990-04-19 | Ionisationskammer. |
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|---|---|---|---|
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