JPS6260668B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ラドンないしトロンおよびそれらの
崩壊生成物を検出する線量計であつて、２つの端
面をもつた第１の拡散室を有し、その一方の端面
が原子核飛跡検出膜あるいはα粒子積算検出器で
覆われ、その他方の端面がラドンないしトロンを
通すフイルタの一方の面で覆われている受動的
（passive）線量計に関する。 自然の放射線負荷に関する主な原因は、ラド
ン／トロンおよびその崩壊生成物の影響に帰せら
れる。このα放射性核種は大気中に存在してお
り、α崩壊後に自由イオンないしエーロゾルにな
り、人間の肺の中に達する。地中および建築材料
中におけるラジウム成分およびトリウム成分に相
応して、住民の平均吸入量はラドンおよび崩壊生
成物のために肺全体に対して775ミリレム／年に
達する。密閉した住居特に鉱山の坑内において
は、場合によつてはこの肺負荷は10〜100倍にな
る。ラドンおよび崩壊生成物を測定する場合、特
に崩壊生成物の放射線負荷を求めることが問題と
なる。というのは希ガスラドン ²²²Rnは短時間だ
け肺の中に滞まるが、エーロゾルに蓄積された短
寿命崩壊生成物は気管支の中に滞まるからである
（次の表１および表２はラドンおよびトロン崩壊
系列を示している）。

【表】

【表】 ラドン／トロンおよび崩壊生成物の測定は従来
主としてフイルタを通して空気を吸込みフイルタ
で分離された崩壊生成物を測定するようなバツテ
リ作動形の機器で行われている。この場合主に所
定の空気量がフイルタを通して搬送されるような
以下の３つの方法が用いられる。 （IAEA Safety Seris No.43.“Manual on
Radiological Safety in Uranium and Thorium
Mines and Mill”参照）。 １ クズネツツ（Kusnetz）法 約５分間のポンプ運転で10リツトルの空気を通
過させてフイルタにラドン崩壊生成物が集めら
れ、40分〜90分の待機時間後にα放射能が測定さ
れる。クズネツツ校正曲線によつてワーキングレ
ベル（WL）における放射線核種のポテンシヤル
αエネルギを求める。 ２ インスタントワーキングレベル計 これによれば試料採取後ないし約５リツトルの
空気通過後直ちにフイルタのα／β放射能測定が
行われる。 ３ αエネルギ濃度の測定 崩壊生成物を短時間あるいは長時間にわたりフ
イルタで分離した後、短寿命のα放射線RaAおよ
びRaC′がα分光学的に分離して検出され、試料
採取の約２時間の測定時間後にαエネルギ濃度と
して直ちに表示される（B.Haider，W.Jacobi，
BMBW―FB―Ｋ―72―14、1972年参照）。 長時間にわたり積算するラドン線量計の構造は
主として２つの実施態様に限られる。能動的ラド
ン線量計はフイルタを通して空気を搬送し、特に
崩壊生成物のα粒子を熱ルミネセンス形線量計あ
るいは原子核飛跡検出器で測定する。しかしこの
熱ルミネセンス形線量計はガンマバツクグラウン
ド放射線も検出しかつ線量計の表面に微粒の塵埃
も集めてしまうので測定誤差を生じやすいという
欠点がある（1978年、J.Huber，B.Haider，W.
Jacobi共著、Proc.of NEA SPecialist Meeting
Radon Monitoring第139頁、および1978年、G.
M.Hassib，E.Piesch共著、Proc.of NEA
SPecialist Meeting Radon Monitoringの第35頁
参照）。 商品名コダツクLR―115セルロース―ニトレー
トフイルムを用いる場合、原子核飛跡フイルムに
おける種々の厚さのカバーの後のカバーフイルム
においてα粒子の吸収が大きいために、３つの異
なつたαエネルギ群、すなわちRaA、RaC′およ
びThC′がそれぞれ別個に検出される。これらす
べての場合において、ポンプ付きのバツテリ作動
形の機器を用いなければならない（IAEA
Symp.on Advances in Radiation Protection
Monitoring，Stockholm.1978年６月26日〜30
日、P.Duport他著参照）。 Radon Workshop，1977年２月、HASL325、
第６〜８頁にFrank他により記載された拡散室で
は、ラドンがフイルタを通して測定容積の中に入
れられ、その測定容積の中において約５時間後ラ
ドンと崩壊生成物との間に平衡が生ずるようにな
つている。この線量計は、ラドンと崩壊生成物と
の間に平衡が生じた後、崩壊生成物を介して主に
ラドンを測定する。しかし放射線防護のためには
特に崩壊生成物による肺の負荷を検出する必要が
ある。住居や鉱山においては室内空気の換気ある
いは坑内の通風のために、ラドンと崩壊生成物と
の間の平衡は期待できない。それ故拡散室内にお
ける崩壊生成物のラドン濃度の測定は、好ましく
ない状態（10％平衡）の場合肺負荷の10倍までの
過大評価を生じるおそれがある。 本発明に基づく受動的線量計に課せられた目的
は、ラドン／トロンの測定への影響を分離し、ラ
ドン／トロン崩壊生成物だけを検出することにあ
る。このラドン／トロン崩壊生成物はその異なつ
たαエネルギのためにαエネルギ濃度に対して異
なつた影響が生じるが、このことは特に公知の拡
散室の欠点でもあり、そこではRaA，RaC′およ
びThC′間の区別はできなかつた。 本発明によればこの目的は特許請求の範囲第１
項の特徴部分に記載の手段によつて達成される。 本発明の有利な実施形態は特許請求の範囲第２
項ないし第４項に挙げられている。 公知の線量計に比べて本発明によれば次のよう
な受動的ラドン／トロン線量計が用いられる。す
なわちポンプなしに作動し、長時間（１週間〜３
ケ月）にわたつて原子核飛跡検出器あるいはα粒
子積算検出器が一定の空気量から ²²⁰Rn／ ²²²Rn
のα粒子を記録するものである。ガス通過流のも
とで能動的に作動する線量計に比べて受動的線量
計の場合、崩壊生成物のほかに構造的に同一形状
の測定室の同一容積から検出器に到達する ²²²Rn
ないし ²²⁰Rnのα粒子も検出される。α粒子の検
出が行われる有効容積は空気内のα粒子の到達距
離ないし検出器特性によつて決められる。 異なつたαエネルギ群を分離するために従来用
いられていた方法は、原子核飛跡検出膜たとえば
マクロフオル・ポリカーボネートにおけるα粒子
の到達距離がαエネルギによつて求められるとい
う経験的判断に基づいている。商品名コダツク
LR―115検出器の従来から行われているエツチン
グの場合、薄く赤く着色された検出層は顕微鏡評
価の際明るい孔が赤いバツクグラウンドに現われ
るようにエツチングされてエツチング群ないし原
子核飛跡が表示される。α粒子の吸収のためおよ
び種々のαエネルギ群の判別のために、検出膜は
周知のようにして種々の厚さの合成樹脂フイルム
で覆われる。 この方法は最適ではないので、本発明によれば
特許請求の範囲第５項および第６項に記載した方
法と装置がこれに代るものとして提案される。こ
の場合検出膜の化学的な前処理エツチングが行わ
れるか可能にされており、その場合α粒子到達距
離に相応した層の厚さの大部分が原子核飛跡を明
示するために既に本来のエツチング工程の前に溶
解される。続いて電気化学的にエツチングする際
に初めて原子核飛跡が明示される。 以下第１図ないし第５図を参照して実施例に基
づいて本発明を詳細に説明するに、特に第１図に
は線量計が展開断面図で、第４図および第５図に
はエツチング室がそれぞれ示されている。 第１図に示された受動的線量計は、第１の拡散
室３および構造的には拡散室３と同じで側壁に開
口部を有する第２の拡散室２から構成され、この
室２の中にはラドン／トロンがそれぞれの崩壊生
成物の成分と共に進入することができるようにな
つている。 両方の室２と３は外側が円筒形をしており、内
側に截頭円錐状の空間１８と１９を有している。
これらの空間１８，１９の小口径側（内壁に堆積
する崩壊生成物から出る放射線のため円錐体）に
は、室３ないし２の端面１２ないし１１を覆う原
子核飛跡膜４ないし５が設けられている。これら
の膜４と５は室２および３にねじ止めされる蓋７
と８によつて保持されている。 両室２，３の大口径側には一枚の共通のフイル
タ１が設けられ、その場合室２と３の端面９と１
０はそれぞれフイルタ１の一方の面で覆われてい
る。フイルタ１はラドン／トロンだけを通し、エ
ーロゾルなどは通さない。両室２と３はフイルタ
１を介在した状態で互いにねじ結合部材１３（室
２と３の端面９と１０の領域にある雄ねじと係合
する雌ねじ付リング体）によつて締結されてい
る。 第２の室２の側壁には、フイルタ１の表面に向
けられている開口部として複数個の開孔あるいは
スリツト６が設けられている。ラドン／トロンお
よびそれらの崩壊生成物を含むガスはこのスリツ
ト６を通つて室２の中に拡散する。受動的線量計
はクリツプ２２を備えており、このクリツプ２２
で衣服などに取り付けられる。 この線量計ではラドン／トロンだけが繊維ガラ
スフイルタ１を通して室３の中に拡散し、一方測
定すべきガス中にある崩壊生成物はフイルタ１上
および室２の内側に付着する。室３の中に拡散し
たラドン／トロンは長時間の後新たに生じた崩壊
生成物と共に平衡する。この平衡は室２における
ラドン／トロン成分にも生ずる。従つて検出膜５
と４は次のα粒子を検出する。 室２：Rn崩壊物、それから出た崩壊生成物、お
よび空気（ガス）中の崩壊生成物の成分 室３：Rn崩壊物およびそれから出た崩壊生成物 検出膜５と４の検出表示の差から、大気中に存
在する崩壊生成物の成分がラドンの影響から分離
されて求められる。Rn濃度は検出膜４の直接表
示で得られる。従つて能動形線量計の場合には生
じないRnによる測定誤差は抑制される。室２と
３の円錐状空間は側壁に堆積する崩壊生成物（室
３および２において同じ成分）の影響を減少す
る。 膜４と５の評価（通常の評価）は、第２図に前
処理エツチング後のたとえばマクロフオルにおけ
る電気化学的後処理エツチング（ECE）に対し
て示されている（室温で容積比率４：１の
C₂H₅OHと6N KOHで前処理エツチングをした状
態でMeV単位のエネルギＥαと腐蝕層厚さμｍ
との相対光学的密度で示されている）。後処理エ
ツチングはたとえば20％のアルコールを含む6N
KOH内で800Veffの電圧、2kHzの周波数、および
室温で４時間にわたつて行われた。 第３図は更にたとえばマクロフオルにおけるエ
ネルギＥαに関するα到達距離（矢印の長さ）を
μｍで示している。矢印は膜４ないし５の表面か
ら出発し、電気化学的後処理エツチング後に見ら
れる原子核飛跡の部分は×印で記されている（粒
子の正面入射）。 通常の前処理エツチングは本発明の場合表面層
の所望の除去を生ずる。エツチング時間は相応し
たαエネルギないし相応したα放射線で決められ
る。崩壊生成物に対するいくつかのデータが次の
表３に示されている。

【表】 たとえばこの３つのエネルギ群にだけ注目する
場合、第４図および第５図に示されているような
唯一の特別なエツチング室１４が用いられる（エ
ネルギ群の数は増やすことができる）。第４図は
円筒状のエツチング室１４の断面を示し、これは
回転中心２０のまわりに均等に分布され回転中心
２０に対して平行に走る３個の貫通孔１５を有し
ている（第５図も参照）。これらの孔１５は異な
つたエツチング時間ないし異なつた濃度の前処理
エツチング液が満たされている。エツチング室１
４の一方の端面側１７では膜４あるいは５がパツ
キン２１を介在した状態でねじ結合キヤツプ１６
によつて同時にすべての孔１５ないしその中にあ
るエツチング液と接触されている。同時に判別で
きるエネルギ群の数は孔１５の数に相応してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく受動的線量計の展開断
面図、第２図および第３図は検出膜の評価の具体
例を示す説明図、第４図および第５図はエツチン
グ室の断面図およびそのキヤツプ平面図である。 １：フイルタ、２：室、３：拡散室、４，５：
検出膜、６：開口、７，８：キヤツプ、１３：ね
じ接続部、１４：エツチング室、１５：孔、１
６：閉鎖キヤツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ラドンないしトロンおよびそれらの崩壊生成
   物を検出する受動的線量計であつて、２つの端面
   をもつた第１の拡散室３を有し、その一方の端面
   １２が原子核飛跡検出膜あるいはα粒子積算検出
   器４で覆われ、その他方の端面１０がラドンない
   しトロンを通すフイルタ１の一方の面で覆われて
   いる受動的線量計において、前記第１の拡散室３
   に相応した構造を有する第２の室２が設けられ、
   該第２の室２の一方の端面９が前記フイルタ１の
   他方の面で覆われ、前記第２の室２の他方の端面
   １１が別の原子核飛跡膜あるいはα粒子積算検出
   器５で覆われ、前記第２の室２の側壁に開口６が
   設けられ、ラドンないしトロンおよび崩壊生成物
   を含む被測定ガスが前記開口６を通つて第２の室
   ２に入り込むようにしたことを特徴とする受動的
   線量計。 ２ 両方の室２，３がフイルタ１を介在して互い
   に固く結合され、両方の原子核飛跡検出膜あるい
   はα粒子積算検出器４，５が各室２，３の端面１
   １，１２にキヤツプ８，７によつて取り付けられ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   線量計。 ３ 両方の室２，３の結合がねじ結合１３によつ
   て行われることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の線量計。 ４ 開口６がフイルタ１に向つて傾斜した孔ある
   いはスリツトであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の
   線量計。