JPH0416741B2 - - Google Patents
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- JPH0416741B2 JPH0416741B2 JP58085655A JP8565583A JPH0416741B2 JP H0416741 B2 JPH0416741 B2 JP H0416741B2 JP 58085655 A JP58085655 A JP 58085655A JP 8565583 A JP8565583 A JP 8565583A JP H0416741 B2 JPH0416741 B2 JP H0416741B2
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は宇宙線荷電粒子成分を利用して積雪相
当水量を測定する方法に関する。
当水量を測定する方法に関する。
従来、宇宙線中性子を利用して積雪相当水量を
測定する方法(特公昭55−13319号、特公昭55−
13319号)がある。すなわち、積雪による吸収
前・後の宇宙線中性子強度を測定して、積雪相当
水量を求める方法である。しかし、宇宙線中性子
成分は微量のため、測定精度を高めるにはかなり
の測定時間を必要とし、また、検出器からの出力
信号も微弱なため測定系の設計に特別の注意を必
要とする。さらに、中性子の性質から積雪以外の
土壌水分の影響を受け易い。
測定する方法(特公昭55−13319号、特公昭55−
13319号)がある。すなわち、積雪による吸収
前・後の宇宙線中性子強度を測定して、積雪相当
水量を求める方法である。しかし、宇宙線中性子
成分は微量のため、測定精度を高めるにはかなり
の測定時間を必要とし、また、検出器からの出力
信号も微弱なため測定系の設計に特別の注意を必
要とする。さらに、中性子の性質から積雪以外の
土壌水分の影響を受け易い。
一方、宇宙線荷電粒子成分は宇宙線中性子と異
なり宇宙線の主要成分であるので、上記したよう
な欠点がなく高い精度でより深い積雪相当水量の
測定が可能である。
なり宇宙線の主要成分であるので、上記したよう
な欠点がなく高い精度でより深い積雪相当水量の
測定が可能である。
しかし、宇宙線荷電粒子成分の測定に際して
は、環境(例えば、土壌など)に存在する放射物
質からのガンマ線の影響を受けるので、これを分
離して測定する必要があり実用に到つていない。
は、環境(例えば、土壌など)に存在する放射物
質からのガンマ線の影響を受けるので、これを分
離して測定する必要があり実用に到つていない。
本発明は上記に鑑みなされたものであつて、シ
ンチレーシヨンスペクトロメータを用いて、低い
エネルギー領域に示される環境物質からのガンマ
線と高エネルギー領域に示される宇宙線荷電粒子
成分とを分離して測定するもので、分離のための
エネルギー領域の決定には環境物質からのガンマ
線スペクトルが示すカリウムなど特定のエネルギ
ー(1461MeVなど)を基準にして精度の向上を
はかるものである。
ンチレーシヨンスペクトロメータを用いて、低い
エネルギー領域に示される環境物質からのガンマ
線と高エネルギー領域に示される宇宙線荷電粒子
成分とを分離して測定するもので、分離のための
エネルギー領域の決定には環境物質からのガンマ
線スペクトルが示すカリウムなど特定のエネルギ
ー(1461MeVなど)を基準にして精度の向上を
はかるものである。
シンチレーシヨンスペクトロメータはシンチレ
ーシヨン検出器とスペクトル測定器とから成り、
シンチレーシヨン検出器は積雪量を測定しようと
する地表に設置し、スペクトル測定器は観測室内
に設置して両者は通常ケーブルで接続されてい
る。この場合特に積雪量の多くなる吹きだまりと
か、積雪の特に少ない尾根のような所ではなく平
均的な積雪がある場所を選定する。また何箇所か
の積雪量を測定してその平均を求めるのが普通で
ある。
ーシヨン検出器とスペクトル測定器とから成り、
シンチレーシヨン検出器は積雪量を測定しようと
する地表に設置し、スペクトル測定器は観測室内
に設置して両者は通常ケーブルで接続されてい
る。この場合特に積雪量の多くなる吹きだまりと
か、積雪の特に少ない尾根のような所ではなく平
均的な積雪がある場所を選定する。また何箇所か
の積雪量を測定してその平均を求めるのが普通で
ある。
一般に、シンチレーシヨンスペクトロメータで
得られるスペクトルは環境に存在するガンマ線の
エネルギーに基づく鋭いピークが測定され、その
ピークの位置は環境に存在する放射性物質の種類
によつて定まつている。土壌中に広く分布してい
るカリウムはその代表で1461MeVのエネルギー
に相当する位置にピークが存在する。一方、宇宙
線荷電粒子成分は高いエネルギー領域のスペクト
ル分布を示し、環境の放射性物質中に存在しない
3MeV以上のエネルギー領域の示すスペクトル
は、宇宙線荷電粒子成分に基づくものとして分離
できる。したがつて、特定分離エネルギーを定
め、これより大きい信号をスペクトルから分離す
ることによつて、宇宙線荷電粒子成分のみを測定
することができる。この特定分離エネルギーの決
定やその変動は、計数値や計数誤差に関係する。
このため、スペクトルの低い領域に示されるガン
マ線スペクトルの利用が校正に役立つ。
得られるスペクトルは環境に存在するガンマ線の
エネルギーに基づく鋭いピークが測定され、その
ピークの位置は環境に存在する放射性物質の種類
によつて定まつている。土壌中に広く分布してい
るカリウムはその代表で1461MeVのエネルギー
に相当する位置にピークが存在する。一方、宇宙
線荷電粒子成分は高いエネルギー領域のスペクト
ル分布を示し、環境の放射性物質中に存在しない
3MeV以上のエネルギー領域の示すスペクトル
は、宇宙線荷電粒子成分に基づくものとして分離
できる。したがつて、特定分離エネルギーを定
め、これより大きい信号をスペクトルから分離す
ることによつて、宇宙線荷電粒子成分のみを測定
することができる。この特定分離エネルギーの決
定やその変動は、計数値や計数誤差に関係する。
このため、スペクトルの低い領域に示されるガン
マ線スペクトルの利用が校正に役立つ。
本発明は、環境放射性物質からのガンマ線成分
のエネルギーを基準として定めた下限値から積分
した積雪前と積雪後の宇宙線スペクトル(宇宙線
荷電粒子成分にもとづくスペクトル)の強度(計
数/単位時間)から積雪相当水量を決定すること
を特徴とする。
のエネルギーを基準として定めた下限値から積分
した積雪前と積雪後の宇宙線スペクトル(宇宙線
荷電粒子成分にもとづくスペクトル)の強度(計
数/単位時間)から積雪相当水量を決定すること
を特徴とする。
こゝで、基準となるガンマ線成分としてはカリ
ウムガンマ線(1461MeV)又はトリウム系ガン
マ線(2614MeV)などが用いられる。
ウムガンマ線(1461MeV)又はトリウム系ガン
マ線(2614MeV)などが用いられる。
以下、本発明を詳しく説明する。
シンチレーシヨンスペクトルの測定に使用する
検出体には、通常球形のNa(Tl)シンチレー
タを用いる。これは大形が有利であるが、入手、
性能、価格などを考慮し直径3インチを標準と
し、シンチレーシヨンの発光を測定する光電子増
倍管を含む電子回路を密封容器に収納し、地表に
浅く掘つた溝に設置する。シンチレータの発光に
よるシンチレーシヨンスペクトルは、スペクトロ
メータによつて測定することができ、第1図はそ
の一例である。
検出体には、通常球形のNa(Tl)シンチレー
タを用いる。これは大形が有利であるが、入手、
性能、価格などを考慮し直径3インチを標準と
し、シンチレーシヨンの発光を測定する光電子増
倍管を含む電子回路を密封容器に収納し、地表に
浅く掘つた溝に設置する。シンチレータの発光に
よるシンチレーシヨンスペクトルは、スペクトロ
メータによつて測定することができ、第1図はそ
の一例である。
すなわち、低エネルギー領域には環境放射性物
質からのガンマ線によるスペクトルSLが測定さ
れ、高エネルギー領域には宇宙線荷電粒子成分に
もとづくスペクトルSHが測定される。この際、最
高チヤンネルには相当する(ある決められた)エ
ネルギー以上の信号をまとめて計数する回路を使
用する。
質からのガンマ線によるスペクトルSLが測定さ
れ、高エネルギー領域には宇宙線荷電粒子成分に
もとづくスペクトルSHが測定される。この際、最
高チヤンネルには相当する(ある決められた)エ
ネルギー以上の信号をまとめて計数する回路を使
用する。
チヤンネルとエネルギー領域の校正には、環境
放射性物質であるカリウムからのガンマ線のエネ
ルギー1461MeVまたはトリウム系列からのガン
マ線のエネルギー2614MeVのいずれかまたは両
者によつて行う。この校正は通常チヤンネルとエ
ネルギーの関係を比例関係として行う。
放射性物質であるカリウムからのガンマ線のエネ
ルギー1461MeVまたはトリウム系列からのガン
マ線のエネルギー2614MeVのいずれかまたは両
者によつて行う。この校正は通常チヤンネルとエ
ネルギーの関係を比例関係として行う。
宇宙線荷電粒子成分の測定は、この校正によつ
て決定した特定のエネルギー(例えば、3MeV、
10MeV)の一定の分離エネルギーを定め、これ
以上の大きさの信号を計数する。すなわち、環境
放射線物質からのガンマ線成分のエネルギー
(1461MeV、2461MeV)を基準として定めた下
限値(例えば、3MeV、10MeVなど)から積分
した積雪前と積雪後の宇宙線荷電粒子成分にもと
づくスペクトル強度を測定すればよい。この宇宙
線荷電粒子成分の測定では、大きい信号を計測す
ることになるので、環境のガンマ線や雑音に影響
されることなく測定できる。
て決定した特定のエネルギー(例えば、3MeV、
10MeV)の一定の分離エネルギーを定め、これ
以上の大きさの信号を計数する。すなわち、環境
放射線物質からのガンマ線成分のエネルギー
(1461MeV、2461MeV)を基準として定めた下
限値(例えば、3MeV、10MeVなど)から積分
した積雪前と積雪後の宇宙線荷電粒子成分にもと
づくスペクトル強度を測定すればよい。この宇宙
線荷電粒子成分の測定では、大きい信号を計測す
ることになるので、環境のガンマ線や雑音に影響
されることなく測定できる。
第2図は乗鞍岳(2770m)に積雪期における積
雪相当水量と宇宙線荷電粒子成分の減衰の関係を
測定したものである。分離エネルギーの下限値を
3MeV、10MeVに定めた場合の比率(吸収残存
率)Ns/Noを示している。
雪相当水量と宇宙線荷電粒子成分の減衰の関係を
測定したものである。分離エネルギーの下限値を
3MeV、10MeVに定めた場合の比率(吸収残存
率)Ns/Noを示している。
図に示すように、約1mまでは比較的吸収が大
きくそれより深くなるにしたがつてゆるやかにな
る。すなわち、積雪による吸収前の宇宙線荷電粒
子成分強度No(計数/単位時間)と積雪による吸
収後の宇宙線荷電粒子成分強度Ns(計数/単位時
間)との比Ns/Noと積雪相当水量W(g/cm2)
の関係は次式で示される。
きくそれより深くなるにしたがつてゆるやかにな
る。すなわち、積雪による吸収前の宇宙線荷電粒
子成分強度No(計数/単位時間)と積雪による吸
収後の宇宙線荷電粒子成分強度Ns(計数/単位時
間)との比Ns/Noと積雪相当水量W(g/cm2)
の関係は次式で示される。
Ns/No=e-AW又はNs/No=ae-AW+be-BW
たゞし、A、Bは宇宙線荷電粒子の軟成分、硬
成分に代表される減衰計数、a、bは軟成分、硬
成分の割合を表わし、これは測定点の高度によつ
て異なる。A=0.005〜0.02、B=0.0002〜0.002、
a=0.2〜0.7、b=0.3〜0.8。
成分に代表される減衰計数、a、bは軟成分、硬
成分の割合を表わし、これは測定点の高度によつ
て異なる。A=0.005〜0.02、B=0.0002〜0.002、
a=0.2〜0.7、b=0.3〜0.8。
この減衰の割合は、第2図に例示したCo−60
のガンマ線や宇宙線中性子成分の場合に比較して
ゆるやかであり、より深い積雪相当水量の測定が
できることが理解される。
のガンマ線や宇宙線中性子成分の場合に比較して
ゆるやかであり、より深い積雪相当水量の測定が
できることが理解される。
すなわち、一般に、吸収率測定感度のよい領域
は無吸収の計数が半減するあたりといえる。した
がつて、図に示したように、吸収残存率20%まで
を採るとすれば、Co−60では水30cm以下、宇宙
線中性子では水100cmまでの測定である。これに
対し、宇宙線荷電粒子成分の測定では実用上必要
な積雪5〜10m(水100〜300cmに相当)において
も充分な計数が得られ、この測定が極めて有効な
手段となることが理解される。
は無吸収の計数が半減するあたりといえる。した
がつて、図に示したように、吸収残存率20%まで
を採るとすれば、Co−60では水30cm以下、宇宙
線中性子では水100cmまでの測定である。これに
対し、宇宙線荷電粒子成分の測定では実用上必要
な積雪5〜10m(水100〜300cmに相当)において
も充分な計数が得られ、この測定が極めて有効な
手段となることが理解される。
積雪相当水量を決める計数No、Nsは適当な時
間で測定した全計数であり、一般に、N個の計数
を得た時、その誤差は√で、相対誤差はσSは、 σS=√N/N=1/√N となる。それ故、積雪の相対誤差はほゞ、 σS=1/AW√N となる。前述した測定方法では、1分間に地上で
約100前後の計数が得られるので、1時間の集計
で約3%、1日の集計で1%以下の精度が得られ
る。
間で測定した全計数であり、一般に、N個の計数
を得た時、その誤差は√で、相対誤差はσSは、 σS=√N/N=1/√N となる。それ故、積雪の相対誤差はほゞ、 σS=1/AW√N となる。前述した測定方法では、1分間に地上で
約100前後の計数が得られるので、1時間の集計
で約3%、1日の集計で1%以下の精度が得られ
る。
山上では計数が数倍になるので、さらに精度が
向上する。実用上必要とされる積雪の水当量の測
定精度は5%程度であるので充分といえる。
向上する。実用上必要とされる積雪の水当量の測
定精度は5%程度であるので充分といえる。
宇宙線荷電粒子強度(計数/単位時間)は、気
圧や地球大気外の原因によつて変動がある。気圧
による変動については、観測気圧Pと基準気圧
Poの差圧(P−Po)に補正係数B=(−0.5〜−
0.6)%/mbを乗じたものを実測計数に加えるこ
とにより、真の計数値を得ることができる。又、
地球大気外の変動については当理化学研究所他世
界各国の数10カ所の宇宙線の連続測定を利用する
ことができ、当理化学研究所宇宙センターにも保
管され、何人も自由に入手することができる、更
に、これ以外に現地においても同じ測定器を用
い、宇宙線荷電粒子成分による計数値Noを同時
測定することによつて、上記変動の要因を知るこ
とができる。この測定は屋外であるならば急激な
気圧の変化がなければ数10Kmと、かなり離れた場
所であらかじめ較正を行うことによつて変化を知
ることができる。
圧や地球大気外の原因によつて変動がある。気圧
による変動については、観測気圧Pと基準気圧
Poの差圧(P−Po)に補正係数B=(−0.5〜−
0.6)%/mbを乗じたものを実測計数に加えるこ
とにより、真の計数値を得ることができる。又、
地球大気外の変動については当理化学研究所他世
界各国の数10カ所の宇宙線の連続測定を利用する
ことができ、当理化学研究所宇宙センターにも保
管され、何人も自由に入手することができる、更
に、これ以外に現地においても同じ測定器を用
い、宇宙線荷電粒子成分による計数値Noを同時
測定することによつて、上記変動の要因を知るこ
とができる。この測定は屋外であるならば急激な
気圧の変化がなければ数10Kmと、かなり離れた場
所であらかじめ較正を行うことによつて変化を知
ることができる。
以上詳述したように、本発明は従来の宇宙線中
性子を利用する方法と異なり、絶えずほゞ一定の
強度で大量に振りそゝぐ宇宙線の主成分である荷
電粒子成分を用いているため、次のような多くの
利点がある。
性子を利用する方法と異なり、絶えずほゞ一定の
強度で大量に振りそゝぐ宇宙線の主成分である荷
電粒子成分を用いているため、次のような多くの
利点がある。
(1) 実際に必要な積雪量の範囲全域にわたり精度
よく測定できる。
よく測定できる。
(2) 無限平面源であるので散乱に起因する雪の密
度分布の影響がなく、荷電粒子を選別しての測
定であるので、土壌中の水分などに影響される
ことがない。
度分布の影響がなく、荷電粒子を選別しての測
定であるので、土壌中の水分などに影響される
ことがない。
(3) 土壌中に含まれる放射性物質からのガンマ線
のエネルギーを荷電粒子の分離領域に利用して
いるので、誤差、精度が改善される。
のエネルギーを荷電粒子の分離領域に利用して
いるので、誤差、精度が改善される。
(4) 土壌中の自然の放射線物質を利用しているの
で、線源の管理に関することが一切なく、危険
性が全くない。
で、線源の管理に関することが一切なく、危険
性が全くない。
(5) 検出感度が良いので短時間の測定で結果が得
られる。
られる。
第1図は本発明に用いるシンチレーシヨンスペ
クトルの一例であり、ガンマ線成分と宇宙線荷電
粒子成分の分離を示す。第2図は本発明の実施例
であり、宇宙線荷電粒子成分による計数の減衰と
積雪相当水量の関係を示す。
クトルの一例であり、ガンマ線成分と宇宙線荷電
粒子成分の分離を示す。第2図は本発明の実施例
であり、宇宙線荷電粒子成分による計数の減衰と
積雪相当水量の関係を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 環境放射性物質からのガンマ線成分のエネル
ギーを基準として定めた下限値から積分した積雪
前と積雪後の宇宙線荷電粒子成分にもとづくスペ
クトルの強度(計数/単位時間)から積雪相当水
量を決定することを特徴とする積雪相当水量の測
定方法。 2 前記のガンマ線がカリウムガンマ線又はトリ
ウム系ガンマ線である特許請求の範囲第1項に記
載の積雪相当水量の測定方法。 3 積雪相当水量W(g/cm2)がNs=No e-AW
(No;積雪前の宇宙線荷電粒子成分にもとづくス
ペクトルの強度、Ns:積雪後の宇宙線荷電粒子
成分にもとづくスペクトルの強度、A:宇宙線荷
電粒子の軟成分に代表される減衰係数)から決定
される特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の
積雪相当水量の測定方法。 4 積雪相当水量W(g/cm2)がNs=No(ae-AW
+be-BW)(No:積雪前の宇宙線荷電粒子成分に
もとづくスペクトルの強度、Ns:積雪後の宇宙
線荷電粒子成分にもとづくスペクトルの強度、
A、B:宇宙線荷電粒子の軟成分、硬成分に代表
される減衰係数、a、b:軟成分、硬成分の割
合)から決定される特許請求の範囲第1項又は第
2項に記載の積雪相当水量の測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8565583A JPS59210350A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 宇宙線荷電粒子成分を利用した積雪相当水量の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8565583A JPS59210350A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 宇宙線荷電粒子成分を利用した積雪相当水量の測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59210350A JPS59210350A (ja) | 1984-11-29 |
JPH0416741B2 true JPH0416741B2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=13864836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8565583A Granted JPS59210350A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 宇宙線荷電粒子成分を利用した積雪相当水量の測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59210350A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4498751B2 (ja) * | 2004-01-13 | 2010-07-07 | 日本電子株式会社 | 試料評価方法及び試料評価装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019132632A (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | ソイルアンドロックエンジニアリング株式会社 | 密度測定装置および密度測定方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50160089A (ja) * | 1974-06-15 | 1975-12-25 |
-
1983
- 1983-05-16 JP JP8565583A patent/JPS59210350A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50160089A (ja) * | 1974-06-15 | 1975-12-25 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4498751B2 (ja) * | 2004-01-13 | 2010-07-07 | 日本電子株式会社 | 試料評価方法及び試料評価装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59210350A (ja) | 1984-11-29 |
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