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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024100428
(43)【公開日】2024-07-26
(54)【発明の名称】放射能測定装置
(51)【国際特許分類】
   G01T 1/167 20060101AFI20240719BHJP
【FI】
G01T1/167 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023004423
(22)【出願日】2023-01-16
(71)【出願人】
【識別番号】710002462
【氏名又は名称】セイコー・イージーアンドジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(72)【発明者】
【氏名】柏原 歩那
【テーマコード(参考)】
2G188
【Fターム(参考)】
2G188AA23
2G188BB06
2G188CC28
2G188EE01
2G188EE06
2G188FF07
2G188FF16
2G188FF28
(57)【要約】
【課題】測定精度を向上させることができる放射能測定装置を提供する。
【解決手段】放射能測定装置10は、筐体11と、開閉扉12と、ポンプ13と、支持部14と、試料台15と、試料16と、放射線検出器17と、位置調整機構18とを備える。位置調整機構18は、試料台15と放射線検出器17との相対的な位置を調整する。位置調整機構18は、筐体11の外部で位置調整機構18の操作を受け付ける軸部18a及び頭部18bを備える。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料を保持する試料台と、
放射線を検出する放射線検出器と、
前記試料台及び前記放射線検出器が配置される内部を減圧状態に維持する気密構造の筐体と、
前記試料台と前記放射線検出器との相対的な位置を調整する位置調整機構と、
前記筐体の外部で前記位置調整機構の操作を受け付ける操作部と
を備える
ことを特徴とする放射能測定装置。
【請求項2】
前記試料台と前記放射線検出器との相対的な位置を表示する表示部を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の放射能測定装置。
【請求項3】
前記位置調整機構を駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御部と
を備える
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の放射能測定装置。
【請求項4】
前記筐体の内部を減圧状態にするポンプと、
前記試料台を搬送する搬送機構と、
前記試料台を前記搬送機構と前記筐体の内部との間で移動させる移動機構と、
前記筐体の扉を開閉する開閉機構と
を備え、
前記制御部は、
前記位置調整機構と、前記ポンプと、前記搬送機構と、前記移動機構と、前記開閉機構と、前記放射線検出器とを制御する
ことを特徴とする請求項3に記載の放射能測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放射能測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば試料から放出されるアルファ線を検出する場合等のように、試料と放射線検出器との間の位置関係を精度良く設定することが必要とされる放射能測定が知られている(例えば、非特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】「放射能測定法シリーズ 31 環境試料中全アルファ放射能迅速分析法」、文部科学省、p.25
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記した従来技術の放射能測定方法によれば、放射性物質による汚染又は被ばくを抑制しながら、試料と放射線検出器との間の位置関係を精度良く設定することによって、測定精度を向上させることが望まれている。
【0005】
本発明は、測定精度を向上させることができる放射能測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
(1):本発明の一態様に係る放射能測定装置(10,10A,10B,10C)は、試料(16)を保持する試料台(15)と、放射線を検出する放射線検出器(17)と、前記試料台及び前記放射線検出器が配置される内部を減圧状態に維持する気密構造の筐体(11,12)と、前記試料台と前記放射線検出器との相対的な位置を調整する位置調整機構(18,51)と、前記筐体の外部で前記位置調整機構の操作を受け付ける操作部(18a,18b,52)とを備える。
【0007】
(2):上記(1)に記載の放射能測定装置は、前記試料台と前記放射線検出器との相対的な位置を表示する表示部(18c,23,32,53,)を備えてもよい。
【0008】
(3):上記(1)又は(2)に記載の放射能測定装置は、前記位置調整機構を駆動するアクチュエータ(31)と、前記アクチュエータを制御する制御部(42)とを備えてもよい。
【0009】
(4):上記(3)に記載の放射能測定装置は、前記筐体の内部を減圧状態にするポンプ(13)と、前記試料台を搬送する搬送機構(61)と、前記試料台を前記搬送機構と前記筐体の内部との間で移動させる移動機構(62)と、前記筐体の扉(12)を開閉する開閉機構(63)とを備え、前記制御部は、前記位置調整機構と、前記ポンプと、前記搬送機構と、前記移動機構と、前記開閉機構と、前記放射線検出器とを制御してもよい。
【発明の効果】
【0010】
上記(1)によれば、試料台と放射線検出器との相対的な位置を調整する位置調整機構を筐体の外部から操作することができ、試料に対する測定精度を向上させることができる。
上記(2)の場合、試料台と放射線検出器との相対的な位置を直接に視認することができる。
上記(3)の場合、試料台と放射線検出器との相対的な位置を自動的に精度良く調整することができる。
上記(4)の場合、複数の試料に対して精度の良い測定を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明の実施形態に係る放射能測定装置の構成を示す断面図。
図2】本発明の実施形態に係る放射能測定装置の構成を示す断面図。
図3】本発明の実施形態に係る放射能測定装置の機能構成を示すブロック図。
図4】本発明の実施形態の第1変形例に係る放射能測定装置の構成を示す断面図。
図5】本発明の実施形態の第1変形例に係る放射能測定装置の機能構成を示すブロック図。
図6】本発明の実施形態の第2変形例に係る放射能測定装置の構成を示す断面図。
図7】本発明の実施形態の第3変形例に係る放射能測定装置の構成を示す断面図。
図8】本発明の実施形態の第3変形例に係る放射能測定装置の機能構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態の放射能測定装置について、添付図面を参照しながら説明する。実施形態の放射能測定装置は、例えば、アルファ線等の放射線を放出する試料の放射能を測定する。
図1及び図2は、実施形態の放射能測定装置10の構成を示す断面図である。図3は、実施形態の放射能測定装置10の機能構成を示すブロック図である。
なお、以下において、3次元空間で互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸の各軸方向は各軸に平行な方向である。例えば、X軸方向は放射能測定装置10の左右方向に平行である。Y軸方向は放射能測定装置10の前後方向に平行である。Z軸方向は放射能測定装置10の上下方向に平行である。
図1及び図2に示すように、実施形態の放射能測定装置10は、例えば、筐体11と、開閉扉12と、ポンプ13と、支持部14と、試料台15と、試料16と、放射線検出器17と、位置調整機構18とを備える。
【0013】
筐体11及び開閉扉12は、例えば、筐体11の内部を所望の減圧状態に維持する気密構造の耐圧筐体である。
ポンプ13は、筐体11の内部が所望の減圧状態になるまで排気を行う。
支持部14は、例えば、筐体11の左右の内壁面上に設けられた複数対のガイドレールを備える。複数対のガイドレールは、上下方向の複数の異なる位置で前後方向に平行に配置されている。
試料台15の外形は、例えば矩形板状である。試料台15の厚さ方向の表面上には試料16が配置される凹部が形成されている。試料台15は、支持部14によって支持された状態で前後方向にスライド移動させられることで、筐体11の内部に挿入又は内部から取り出される。
【0014】
放射線検出器17は、例えばシリコン半導体検出器等である。放射線検出器17は、位置調整機構18に支持されている。
位置調整機構18は、例えば筐体11の上部に設けられている。位置調整機構18は、例えば筐体11の上部に装着されるねじ又は直動機構等である。直動機構は、例えばボールねじ、タイミングベルト又はラックアンドピニオン等によって、操作者等から入力される回転運動を直線運動に変換する機構である。位置調整機構18は、例えば、ねじ又は直動機構等の状態を固定するロック機構を備える。
【0015】
例えばねじによって構成される位置調整機構18は、筐体11の上部を上下方向に貫通する装着孔11aに挿入される軸部18aと、筐体11の外部(例えば、筐体11の上部の上方)に突出する頭部18bとを備える。例えば、軸部18aに設けられるねじ部は、装着孔11aを形成する内壁に設けられるねじ部に噛み合う。軸部18aの上下方向の両端のうち、上端は頭部18bに接続され、下端は放射線検出器17に接続されている。例えばねじによって構成される位置調整機構18は、軸部18a及び頭部18bの回転に伴い、放射線検出器17を上下方向に変位させる。
位置調整機構18は、例えば、筐体11の外部に設けられる高さ表示部18cを備える。高さ表示部18cは、放射線検出器17の上下方向での変位量を示す。例えばねじによって構成される位置調整機構18の高さ表示部18cは、軸部18aの表面に上下方向に沿って設けられる目盛り及び筐体11に対して固定される指針等を備える。
【0016】
図3に示すように、実施形態に係る放射能測定装置10は、例えば、放射線検出器17と、波高分析装置21と、入力装置22と、出力装置23、処理装置24とを備える。処理装置24は、例えば、記憶部25と、演算部26とを備える。
波高分析装置21は、例えばマルチチャンネルアナライザである。波高分析装置21は、放射線検出器17から出力される出力信号パルスの波高分布、つまり波高値に対応付けられた複数のチャンネル毎の計数値を算出する。例えば、放射線検出器17が放射線のエネルギーに応じた波高値を有する出力信号パルスを出力すると、波高分析装置21は放射線検出器17の出力信号パルスの波高分布としてエネルギースペクトルを作成する。
【0017】
入力装置22は、例えば操作者の入力操作に応じた信号を出力する各種のスイッチ及びキーボード等を備える。入力装置22は、操作者の入力操作に応じた各種の信号を処理装置24へ出力する。
出力装置23は、例えばスピーカ及び表示装置等を備える。出力装置23は、処理装置24から出力される各種の情報を出力する。
【0018】
処理装置24は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部を備える。ソフトウェア機能部は、CPUなどのプロセッサ、プログラムを格納するROM(Read Only Memory)、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)及びタイマーなどの電子回路を備えるECU(Electronic Control Unit)である。なお、処理装置24の少なくとも一部は、LSI(Large Scale Integration)などの集積回路であってもよい。
【0019】
処理装置24の記憶部25は、例えば、予め設定される各種のデータと、演算部26から出力されるデータと、波高分析装置21から出力されるデータとなどを記憶する。予め設定される各種のデータは、例えば、放射線検出器17の測定対象の材質及び形状等の情報と、放射線検出器17及び測定対象の幾何条件の情報と、測定対象の媒質の線減弱係数の情報となどである。波高分析装置21及び演算部26から出力されるデータは、例えば、放射線検出器17によって検出される放射線のエネルギースペクトルと、所定の標準線源及び測定対象に対して測定される放射線検出器17の検出効率となどの情報である。
【0020】
上述したように、実施形態の放射能測定装置10によれば、試料台15及び試料16と放射線検出器17との相対的な位置を調整する位置調整機構18を筐体11の外部から操作することができ、例えば汚染及び被ばく等の発生を抑制しながら試料16に対する測定精度を向上させることができる。
高さ表示部32を備えることによって、試料台15と放射線検出器17との相対的な位置を直接に視認することができる。
【0021】
(変形例)
以下、実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
上述した実施形態では、位置調整機構18の高さ表示部18cは筐体11の外部に設けられるとしたが、これに限定されない。例えば、筐体11及び開閉扉12の少なくとも一部を、可視光透過性を有する材料によって形成することによって、高さ表示部18cは筐体11の内部に設けられてもよい。筐体11の内部の高さ表示部18cは、例えば、試料16又は試料台15と放射線検出器17との間の距離を直接に視認することができる目盛り等であってもよい。また、放射能測定装置10は、筐体11の内部の視認性の確保及び放射能測定装置10の稼働状態の確認等に用いられる灯体を備えてもよい。
【0022】
上述した実施形態では、位置調整機構18は操作者等によって操作されるとしたが、これに限定されない。例えば、放射能測定装置10は、位置調整機構18を駆動するアクチュエータを備えてもよい。
図4は、実施形態の第1変形例に係る放射能測定装置10Aの構成を示す断面図である。図5は、実施形態の第1変形例に係る放射能測定装置10Aの機能構成を示すブロック図である。
図4に示すように、第1変形例に係る放射能測定装置10Aは、位置調整機構18を駆動するアクチュエータ31と、高さ表示部32と、距離センサ33とを備える。
アクチュエータ31及び高さ表示部32は、例えば、筐体11の上部に配置されている。アクチュエータ31は、例えば電動機等の駆動源と、駆動源の動力を位置調整機構18に伝達する動力伝達機構となどを備える。
高さ表示部32は、例えば、位置調整機構18の軸部18a等の回転数を検出する回転センサと、回転センサから出力される検出値に対応付けられる放射線検出器17の上下方向での変位量を表示する表示部となどを備える。
距離センサ33は、例えば反射型レーザセンサ等である。距離センサ33は、例えば筐体11の内部で放射線検出器17又は軸部18a等に固定されている。距離センサ33は、例えば、試料16又は試料台15と放射線検出器17との間の距離を直接に検出する。
【0023】
図5に示すように、第1変形例に係る放射能測定装置10Aは、例えば高さ表示部32の回転センサ及び距離センサ33等のセンサ41と、処理装置24の制御部42とを備える。センサ41は、各種の検出値の信号を処理装置24へ出力する。制御部42は、センサ41から出力される各種の検出値の信号に基づいて、アクチュエータ31の動作を制御する。制御部42は、例えば、試料16又は試料台15と放射線検出器17との間の距離が予め設定された所定距離に一致するように、アクチュエータ31によって位置調整機構18の動作を制御する。制御部42は、例えば、演算部26によって算出される試料16から反跳する核種の飛程が所定距離よりも大きい場合に出力装置23から警報を出力させる。例えば、演算部26は、試料16に含まれる測定対象の核種の同定、同定した核種の反跳エネルギーの算出、及び、筐体11の内部の圧力等に基づく核種の飛程の算出などの処理を実行する。
第1変形例によれば、試料台15及び試料16と放射線検出器17との相対的な位置を自動的に精度良く調整することができる。
【0024】
上述した実施形態及び第1変形例では、位置調整機構18は放射線検出器17を上下方向に変位させるとしたが、これに限定されない。例えば、放射線検出器17の代わりに試料台15が上下方向に変位してもよい。
図6は、実施形態の第2変形例に係る放射能測定装置10Bの構成を示す断面図である。図6に示すように、第2変形例に係る放射能測定装置10Bは、筐体11の内部に配置される位置調整機構51と、筐体11の外部に突出する操作部52と、高さ表示部53と
を備える。
第2変形例の位置調整機構51は、例えば、試料台15をX軸、Y軸及びZ軸の各軸方向に沿って3次元的に並進及び回転させる機構である。位置調整機構51は、例えば、適宜のアクチュエータ又は操作者等から操作部52を介して入力される動力によって駆動されてもよい。操作部52は、例えば位置調整機構51を動作させるレバー等である。
【0025】
第2変形例の高さ表示部53は、例えば筐体11の外部での操作部52の周辺に配置されている。高さ表示部53は、例えば試料台15の上下方向での変位量等の試料台15の姿勢に関する情報を表示する。
第2変形例に係る放射能測定装置10Bは、例えば、筐体11の上部の内壁面又は放射線検出器17等に固定される距離センサ33を備えてもよい。
【0026】
上述した実施形態及び各変形例では、試料台15の移動及び位置調整並びに試料16に対する測定は自動的に実行されてもよい。
図7は、実施形態の第3変形例に係る放射能測定装置10Cの構成を示す断面図である。図8は、実施形態の第3変形例に係る放射能測定装置10Cの機能構成を示すブロック図である。
図7及び図8に示すように、第3変形例に係る放射能測定装置10Cは、搬送機構61と、交換機構62と、開閉機構63とを備える。
搬送機構61は、例えばベルトコンベヤ等であって、複数の試料台15を交換機構62に対して搬送する。
交換機構62は、例えばロボットアーム等であって、搬送機構61の所定位置と筐体11の内部の位置調整機構51との間で試料台15を移動させる。
開閉機構63は、例えば交換機構62によって搬送機構61と位置調整機構51との間で試料台15が交換される場合等において、開閉扉12を開閉させる。
第3変形例に係る放射能測定装置10Cでは、放射線検出器17、ポンプ13、位置調整機構51、搬送機構61、交換機構62及び開閉機構63等の各々は、制御部42の制御に応じて自動的に動作する。
第3変形例によれば、複数の試料16に対して精度の良い測定を自動的に行うことができる。
【0027】
なお、上述した実施形態では、放射線検出器17をシリコン半導体検出器としたが、これに限定されず、例えば、他の半導体検出器及びシンチレーション検出器等の他の検出器であってもよい。
【0028】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0029】
10…放射能測定装置、11…筐体、12…開閉扉、13…ポンプ、14…支持部、15…試料台、16…試料、17…放射線検出器、18…位置調整機構、18a…軸部(操作部)、18b…頭部(操作部)、18c…高さ表示部(表示部)、21…波高分析装置、22…入力装置、23…出力装置(表示部)、24…処理装置(処理部)、25…記憶部、26…演算部、31…アクチュエータ、32…高さ表示部(表示部)、33…距離センサ、42…制御部、51…位置調整機構、52…操作部、53…高さ表示部(表示部)、61…搬送機構、62…交換機構、63…開閉機構。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8