集塵体およびダストモニタ
【課題】 使い捨ての集塵用フィルタを用いないようにして集塵用フィルタの廃棄損をなくし、運用コスト低減を実現するような集塵体、および、この集塵体を用いるダストモニタを提供する。
【解決手段】
検出部４５の検出空間内で空気が吹き付けられるように配置され、プラスイオンによりイオン化されたイオン化放射線ダストと反対の極性であるマイナス電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集し、捕集後の空気を排気孔４２３を介して排気するようにした集塵体４２とした。および、この集塵体４２を備えるダストモニタとした。
【解決手段】
検出部４５の検出空間内で空気が吹き付けられるように配置され、プラスイオンによりイオン化されたイオン化放射線ダストと反対の極性であるマイナス電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集し、捕集後の空気を排気孔４２３を介して排気するようにした集塵体４２とした。および、この集塵体４２を備えるダストモニタとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塵埃を集塵する集塵体、および、この集塵体を用いて塵埃についての各種モニタリングを行うダストモニタに関する。
【背景技術】
【０００２】
塵埃を集塵する目的は各種存在し、塵埃除去による空気清浄化目的のものが一般的であるが、これ以外にも、例えば大気中の塵埃量の計測を行うなど計測目的のものなどがある。このような計測の一具体例として、放射性の塵埃（以下放射線ダストという）を集塵して放射線を検出する計測が知られている。このような計測における塵埃捕集について以下に説明する。
【０００３】
例えば、原子力施設及び大学・研究所などの放射性同位元素取扱施設では、この施設内の空気を集塵用フィルタに通過させ、空気中に含まれる放射線ダストを捕集して放射線の計測を行うダストモニタが使用される。このダストモニタは、具体的には、放射性同位元素取扱施設内の空気中に存在する放射線ダストの空気中濃度を測定し、放射線業務従事者の被曝を管理するために用いられる。以下、ダストモニタについて概略説明する。
【０００４】
図１４は従来技術のダストモニタ２００の検出ユニットの構成図、図１５は検出器の説明図で、図１５（ａ）は要部構成図、図１５（ｂ）は計数値−波高電圧線特性図である。このダストモニタ２００は、図１４で示すように、吸入口２１０、検出器２２０、検出器ホルダ２３０、集塵用フィルタ２４０、集塵ケース２５０、フィルタ取換扉２６０、排気ポンプ２７０、排出口２８０を備え、放射線ダストからの放射線の線量を検出器２２０により検出するものである。
【０００５】
排気ポンプ２７０により負圧が形成されると、放射性同位元素取扱施設の空気は、吸入口２１０を経て集塵ケース２５０内に流入し、集塵用フィルタ２４０を通過して排出口２８０から排出される。検出器ホルダ２３０に固定された検出器２２０は、この集塵用フィルタ２４０が捕集した放射線ダストから放射される放射線を検出し、線量を計数する。検出器２２０は、例えば、図１５（ａ）で示すように、半導体検出素子２２１、増幅部２２２、波高弁別部２２３、中央処理部（ＣＰＵ：Central Proccessing Unit）２２４を備えている。この中央処理部２２４はカウンタ機能を有している。
【０００６】
半導体検出素子２２１は、放射線ダスト３００からの放射線の検出に応じて検出信号を出力する。
増幅部２２２は、この検出信号を所定ゲインで増幅し、検出信号の振幅電圧（波高）を適宜調節する。
波高弁別部２２３は、詳しくはディスクリミネータ回路であり、分圧抵抗２２３ａ，２２３ｂで決定される検出基準波高電圧をコンパレータ２２３ｃに入力し、検出信号から検出基準波高電圧を上回るような信号を弁別してパルス信号として出力する。この波高弁別により、検出基準波高電圧を下回るバックグラウンドによるノイズ（以下バックグラウンドノイズという）は除去される。
中央処理部２２４はこのようなバックグラウンドノイズが除去されたパルス信号を計数するカウンタとして機能する。これにより放射線の線量が計数され、計数値を表す線量データを生成出力する。この線量データは通信線を介してコンピュータ等で構成される他の中央処理部へ送信されて各種処理が行われる。
【０００７】
この線量データの内容について説明する。放射線ダストは放射性核種である。この放射性核種は人工放射性核種と天然放射性核種に分けられる。天然放射性核種は今なお存在する半減期の長いものとその放射性を持つ娘核種であり、人工放射性核種は人工により作り出され、自然にはほとんど絶滅している半減期の短い核種のことを指している。
このような検出器２２０では、仮に波高弁別部２２３がないと図１５（ｂ）の計数値−波高電圧線特性図で示すように、検出基準波高電圧を下回るバックグラウンドノイズも含む多数の計数値がカウンタから出力される。これは自然界に存在する天然の放射性物質すなわち自然核種からの放射線の線量も含むものとなる。
しかしながら、波高弁別部２２３の弁別により、検出基準波高電圧を上回る電圧の信号については検出対象としてパルス信号として出力するが、検出基準波高電圧を下回るバックグラウンドノイズは検出対象外となって除去するため、放射性物質取扱施設から漏洩する波高の高い人工放射性核種から放射される放射線の線量のみを検出できる。
【０００８】
図１４に戻るが、このようなダストモニタ２００では、所定期間経過した後に集塵用フィルタ２４０が取換えられる。この集塵用フィルタ２４０は、カートリッジ形式として取扱いが容易に構成されており、取換えはフィルタ取換扉２６０を開けて、古い集塵用フィルタ２４０を取り除いた後に新しい集塵用フィルタ２４０を載置し、フィルタ取換扉２６０を閉めることにより行われる。
従来技術のダストモニタ２００はこのようなものであった。
【０００９】
また、このようなダストモニタの従来技術例として、例えば特許文献１（発明の名称：放射線ダストモニタ）が開示されている。
この放射線ダストモニタも、図１４で示したダストモニタ２００と同様に、通気ユニット内に設置されたフィルタ（ろ紙）に放射線ダストを集塵させて、フィルタ（ろ紙）に対向するように配置された検出器が放射線を検出するというものである。
【００１０】
さらにまた、他の従来技術例として、例えば特許文献２（発明の名称：放射線ダストモニタ及び放射線ダストモニタ用濾紙リサイクル可否判定装置）が開示されている。
この放射線ダストモニタは、供給プーリから長尺帯状の濾紙を繰り出す方式を採用しており、濾紙の交換等の手間を低減させるものである。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２７７５５２号公報 （段落番号００２２〜００２５，図１）
【特許文献２】特開２００３−３１５４６１号公報 （段落番号００２９，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ダストモニタでは、精度良い計測を行うため未使用の集塵用フィルタへと頻繁に取換えられるものであり、図１４で示した従来技術や特許文献１の従来技術のように単体の集塵用フィルタを検出位置に配置する単体方式では頻繁に集塵用フィルタを取換え、また、特許文献２の従来技術のように長尺帯状の濾紙を連続挿入する連続方式ではフィルタ交換の自動化を実現している。そして何れのダストモニタでもダスト捕集・計測した後の集塵用フィルタが放射能汚染されているか否かを選別し、汚染されている場合には放射能汚染物質として処分し、または、放射能汚染されていない場合は通常の廃棄物として処分している。
しかしながら、単体方式では集塵用フィルタを決められた時間毎に交換して廃棄していたため、手間を要する上に、ごみを省力化できなかった。
また、連続方式では長尺の濾紙を使用するため交換に手間を要しない点では良いが、この濾紙の一部にでも放射能汚染があれば全て放射能汚染されているとして廃棄するか、または、ごみ処分時に再度分別作業するか、が必要であり、廃棄時の手間の削減やごみの省力化の点で改善する余地があった。
このような集塵用フィルタの廃棄損が大きいという問題は、放射線ダスト集塵用途に限らず起こりうる問題であり、対策が必要であった。
【００１３】
そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、使い捨ての集塵用フィルタを用いないようにして集塵用フィルタの廃棄損をなくし、運用コスト低減を実現するような集塵体、および、この集塵体を用いるダストモニタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明の集塵体は、
絶縁体により形成される略板状の絶縁ベース部と、
絶縁ベース部の一方の面に形成される電極と、
を備え、
絶縁ベース部の他方の面ではそのまま絶縁体を露出させ、この露出する絶縁体を集塵面とすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項２に係る発明の集塵体は、
請求項１に記載の集塵体において、
前記絶縁ベース部は、前記電極の周囲に一または複数以上の排気孔を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項３に係る発明の集塵体は、
請求項２に記載の集塵体において、
前記絶縁ベース部は、前記電極の周囲および排気孔内に外周電極を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項４に係る発明のダストモニタは、
放射線ダストを捕集して放射線を検出するダストモニタであって、
放射線ダストを含む空気を吸引して加圧の上で送出する圧送ポンプと、
圧送ポンプの下流側に配置され、圧送ポンプから排気された空気がイオン化空間内を通過するイオン化部と、
イオン化部のイオン化空間内にイオンを放出して放射線ダストを正又は負の一方の極性に帯電させてイオン化放射線ダストとするイオン生成部と、
イオン化部の下流側に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が検出空間内に流入する検出部と、
検出部の検出空間内で空気が吹き付けられるように配置され、イオン化放射線ダストと反対の極性の電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集する請求項１の集塵体と、
検出部の検出空間に連通し、イオン化放射線ダスト捕集後の空気を排気する排気路と、
検出空間内で集塵体と有感面とが対向するように検出部に取付けられ、放射線ダストから有感面に放射される放射線の検出に応じて検出信号を出力する放射線検出器と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項５に係る発明のダストモニタは、
請求項４に記載のダストモニタにおいて、
前記排気路の開口部周囲および排気路内に外周電極を設け、
イオン化放射線ダストと同極の電圧が印加された外周電極からの斥力によりイオン化放射線ダストを排気路に通過させないようにするとともに、集塵面からの吸引力により集塵体の集塵面にイオン化放射線ダストを集塵させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項６に係る発明のダストモニタは、
放射線ダストを捕集して放射線を検出するダストモニタであって、
放射線ダストを含む空気を吸引して加圧の上で送出する圧送ポンプと、
圧送ポンプの下流側に配置され、圧送ポンプから排気された空気がイオン化空間内を通過するイオン化部と、
イオン化部のイオン化空間内にイオンを放出して放射線ダストを正又は負の一方の極性に帯電させてイオン化放射線ダストとするイオン生成部と、
イオン化部の下流側に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が検出空間内に流入する検出部と、
検出部内の検出空間で空気が吹き付けられるように配置され、イオン化放射線ダストと反対の極性の電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集するとともに捕集後の空気を排気孔を通じて排気する請求項２の集塵体と、
検出空間内で集塵体と有感面とが対向するように検出部に取付けられ、放射線ダストから有感面に放射される放射線の検出に応じて検出信号を出力する放射線検出器と、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項７に係る発明のダストモニタは、
放射線ダストを捕集して放射線を検出するダストモニタであって、
放射線ダストを含む空気を吸引して加圧の上で送出する圧送ポンプと、
圧送ポンプの下流側に配置され、圧送ポンプから排気された空気がイオン化空間内を通過するイオン化部と、
イオン化部のイオン化空間内にイオンを放出して放射線ダストを正又は負の一方の極性に帯電させてイオン化放射線ダストとするイオン生成部と、
イオン化部の下流側に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が検出空間内に流入する検出部と、
検出部内の検出空間で空気が吹き付けられるように配置され、イオン化放射線ダストと反対の極性の電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集するとともに捕集後の空気を排気孔を通じて排気する請求項３の集塵体と、
検出空間内で集塵体と有感面とが対向するように検出部に取付けられ、放射線ダストから有感面に放射される放射線の検出に応じて検出信号を出力する放射線検出器と、
を備え、イオン化放射線ダストと同極の電圧が印加された集塵体の外周電極からの斥力によりイオン化放射線ダストを排気孔に通過させないようにするとともに、集塵面からの吸引力により集塵体の集塵面にイオン化放射線ダストを集塵させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
このような本発明によれば、使い捨ての集塵用フィルタを用いないようにして集塵用フィルタの廃棄損をなくし、運用コスト低減を実現するような集塵体、および、この集塵体を用いるダストモニタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
続いて、本発明を実施するための最良の形態の集塵体およびダストモニタについて、以下に図を参照しつつ一括して説明する。図１は本形態のダストモニタの構成説明図である。このダストモニタ１は、例えば放射性同位元素取扱施設などにおいて、室内の空気中に含まれる放射線ダストを集塵して、放射線ダストの空気中濃度を測定する装置であり、圧送ポンプ１０、イオン化部２０、イオン生成部３０、検出部４０、放射線検出器５０、排気流路６０、高圧電源部７０、検出器用ドライバ８０、電源部９０、検出信号処理部１００、電源部１１０、情報解析部１２０を備えている。なお、図１でしめすダストモニタ１は、各構成がそれぞれ分かれて図示されているが、これは構成を解りやすく説明するためであり、実際はこれらが一体に組み込まれた装置として使用される。
【００２３】
ここに空気系は、圧送ポンプ１０、イオン化部２０、検出部４０、排気流路６０により構成される。
また、イオン生成系は、イオン生成部３０、高圧電源部７０により構成される。
また、放射線検出系は、検出部４０、放射線検出器５０、検出器用ドライバ８０、検出信号処理部１００、情報解析部１２０により構成される。
【００２４】
続いて各部の構成について説明する。
圧送ポンプ１０は、例えばシロッコ式ポンプであり、吸入口１１と吐出口１２とを備える。吸入口１１は、図示しないが、例えば、放射性同位元素取扱施設の施設内空気を排気する排気口に接続されたり、また、放射性同位元素取扱施設の施設内にそのまま配置される。なお、空気に含まれる汚染物質を除去するような汚染除去手段を吸入口１１の上流側に配置しても良い。吐出口１２は、イオン化部２０の流入口に接続される。
この圧送ポンプ１０は、空気系の最上流に位置し、放射線ダストを含む空気を吸引してイオン化部２０および検出部４０へ空気を圧送排気する。
【００２５】
イオン化部２０は、圧送ポンプ１０から圧送される空気が流れる流路であるイオン化空間をその内部に備えるものである。イオン化部２０の外側にイオン生成部３０が取付けられている。このイオン化部２０は、圧送ポンプ１０の下流側に配置される。
【００２６】
イオン生成部３０は、イオンを生成し、イオン化部２０のイオン化空間内にこのイオンを照射するイオナイザであり、図示しない放電針を多数備える。本形態のイオン生成部３０では、プラスの高電圧が印加された放電針がプラスイオンを生成してイオン化空間内をイオン化された雰囲気とし、イオン化空間を通過する放射線ダストにプラスイオンを付着させることで正極に帯電させてイオン化放射線ダストとする。なお、本形態では説明の具体化のためプラスイオンを生成するものとして以下説明するが、後述のようにマイナスイオンを生成することも可能である。
【００２７】
なお、本形態では図１で示すような長尺のイオン化空間を有するイオン化部２０とし、さらに空気の流れ方向に放電針が多数並べて配置したイオン生成部３０としているため、イオン化空間内を流れる放射線ダストが、放電針付近のプラスイオン濃度が高い領域を放電針の数だけ通過するようにして、放射線ダストが確実にイオン化されるように配慮している。なお、イオン化生成部３０から十分なプラスイオンが生成されて確実にイオン化放射線ダストが生成されるならばイオン化部２０やイオン化生成部３０は長尺でなくとも良い。
【００２８】
検出部４０は、イオン化部２０の下流に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が流入する。この検出部４０について、図２，図３，図４を参照しつつさらに詳しく説明する。図２は検出部の説明図、図３は引出し部の説明図、図４は検出部の断面図である。検出部４０は、図２で示すように、引出し部４１、集塵体４２、固定部４３、電線４４、検出部本体４５を備えている。
【００２９】
引出し部４１は、更に詳しくは図３で示すように、ベース部４１１、正面部４１２、固定板４１３、固定ねじ４１４、電線挿通孔４１５を備える。ベース部４１１に対して正面部４１２が接着・ねじ止め等により固定されている。このベース部４１１は、略板状であり、検出部本体４５の収納穴４５１（図２参照）内に挿抜可能に形成される。また、ベース部４１１には、載置部４１１ａが形成されている。この載置部４１１ａは段付き孔であって段部４１１ｂ（図４参照）を有し、集塵体４２が載置部４１１ａに載置されると、集塵体４２の周縁が段部４１１ｂに載置されて孔内に嵌め込まれるというホルダ方式を採用している。この段部４１１ｂには図示しないゴム製のパッキンを配置して、集塵体４２と段部４１１ｂとの間を隙間がないように塞いで気密を保持する構造とした。そして両側から二個の固定板４１３で押さえつけつつ固定ねじ４１４により固定して集塵体４２を載置部４１１ａから外れないようにするとともにパッキンとの気密を高めつつ固定する。その後に電線４４を電線挿通孔４１５に挿通させて外部へ引き出すようにする。このような引出し部４１を用いることで集塵体４２は横スライド交換方式により交換できるようにしている。
【００３０】
このような引出し部４１を検出部本体４５内に挿入し、集塵体４２が検出部本体４５内に配置された状態として、図２，図３で示すように、正面部４１２の孔４１２ａに固定部４３のねじ部を挿通させ、検出部本体４５に形成されたねじ孔に螺挿して固定する。集塵体４２の配置後の検出部本体４５は、図４で示すような位置関係となる。集塵体４２の上側の集塵面と、この集塵面に対向する面である放射線検出器５０の有感面と、の距離が約１０ｍｍになるように構成されている。さらに、放射線検出器５０と集塵体４２以外の各部は、絶縁材にて構成され、絶縁が確保されている。
【００３１】
集塵体４２は、後述するが、イオン化ダストを捕集する機能を有している。この集塵体４２についてさらに詳細に説明する。図５は集塵体の説明図であり、図５（ａ）は集塵体の表面（集塵面）を示す図、図５（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図５（ｃ）は裏面を示す図である。
集塵体４２は、絶縁ベース部４２１、電極４２２、排気孔４２３を備える。
絶縁ベース部４２１は絶縁体を材料とし、略円板状に形成されたベース部である。例えば、集塵体４２の径は約８ｃｍである。この絶縁体は、詳しくは、高い誘電率を有する誘電体であるが、広いバンドギャップを有するため、電気的には絶縁体としてもふるまう。この誘電体の例として、多くのプラスティック、セラミック、マイカ（雲母）やガラスエポキシ樹脂なども用いることができる。なお、誘電体を用いる理由については後述する。絶縁ベース部４２１の例として厚さは１ｍｍ〜２ｍｍ程度のガラスエポキシ樹脂製円板であり、さらに集塵した放射線ダストを容易にクリーニングできるように表面絶縁コートとしてソルダーレジスト処理を施す。価格が安価であるという利点がある。
【００３２】
電極４２２は、例えば、薄板状や箔状であり、通常電極として用いる材料（銅等）により形成されるものであり、図５（ｃ）で示すように絶縁ベース部４２１と同心円状の円板電極である。例えば、本形態の電極は銅箔であってその径は約６ｃｍである。なお図５（ａ）で示す点線の円は、この電極４２２と同一径の円であり、後述する原理により形成される集塵面である。
【００３３】
排気孔４２３は、電極４２２の周囲に多数（本形態では円弧状の孔が４個）形成されるものであり、表裏で空気を通流させる機能を有している。例えば、流量通過面積は約６ｃｍ２である。
この集塵体４２による集塵原理については後述する。
【００３４】
なお、他の集塵体の構成として上記の絶縁ベース部４２１にＦＲ−４（３層）ガラスエポキシ樹脂の絶縁ベース部を採用して、三層構造とし、電極部を中間に配置して電極部を劣化しないようにしても良い。
また、他の集塵体の構成として上記絶縁ベース部４２１にテフロン（登録商標）（３層）樹脂の絶縁ベース部を採用して、三層構造とし、表面のテフロンコーティングにより、表面強度は非常に高いクリーニング（再利用）性能を持たせるようにしても良い。
集塵体４２はこのようなものである。
【００３５】
図１に戻るが、放射線検出器５０は、集塵体４２に捕集されたイオン化放射線ダストの放射線についての線量データを出力している。
この放射線検出器５０は、図４でも示すように、直下に設置した集塵体４２に集塵されているイオン化放射線ダストの放射線を測定する検出器であり、放射線が特定の物質に入射するとき、その放射線エネルギーが吸収されて光のエネルギーに変換するシンチレータと、僅かな光を電気信号に変換・増幅する光電子増倍管を組み合わせたものである。この電気信号は、検出器用ドライバ８０へ出力される。
【００３６】
なお、イオンにより発生するノイズに対するノイズ処理を行うことを条件に、先に図１５（ａ）を用いて説明した半導体検出素子としても良い。この場合、例えば、半導体検出素子２２１・増幅部２２２が半導体検出器５０に、波高弁別部２２３が検出器用ドライバ８０に、また、中央処理部２２４が検出信号処理部１００に搭載されるものである。
【００３７】
排気流路６０は、図１，図４で示すように、検出部４０内の集塵体４２の排気孔４２３を通過した空気を排気する。排気流路６０は、放射性同位元素取扱施設の施設外へ空気を排気する吐出口に接続されたり、また、放射線ダストが集塵除去されている清浄な空気であるため放射性同位元素取扱施設の施設内へそのまま排気しても良い。
【００３８】
高圧電源部７０は、商用電源からＤＣ±５，０００Ｖのプラス高電圧およびマイナス高電圧を生成する機能を備え、商用電源から生成したプラス高電圧を、イオン化生成部３０の放電針に印加し、また、商用電源から生成したマイナス高電圧を、集塵体４２の電極４２２に印加する。
【００３９】
検出器用ドライバ８０は、放射線検出器５０の光電子増倍管へ駆動電力を供給したり、また、光電子増倍管から出力された電気信号を入力し、信号処理を行う。詳しくは、この電気信号に対して信号増幅やノイズ除去を行ってＴＴＬ信号出力による検出信号を生成して、検出信号処理部１００へ出力する。
【００４０】
電源部９０は、商用電源から生成した電源電圧を、検出器用ドライバ８０へ供給する定電圧電源である。
検出信号処理部１００は、検出器用ドライバ８０から出力された検出信号を入力し、デジタルの検出データに変換して、情報解析部１２０へ出力する。
【００４１】
電源部１１０は、商用電源から生成した電源電圧を、検出信号処理部１００へ供給する定電圧電源である。
情報解析部１２０は、検出データを入力し、所望の解析を行ってグラフ形式（例えば、図１１，図１２の特性図参照）や帳票形式にまとめて出力する。また、データを保存する機能も有する。
【００４２】
続いて、本発明の集塵体、および、この集塵体を用いるダストモニタの動作について図を参照しつつ説明する。図６は、空気系の説明図である。
まず、図６で示すように、コンプレッサ式の圧送ポンプ１０は、放射線ダストを含む空気を吸引して下流にあるイオン化部２０へ送る。この吸気量は例えば最大４０（Ｎｌ／ｍｉｎ）程度である。イオン化部２０のイオン化空間および検出部４０の検出空間は圧送される圧縮空気により高圧となる。このため、集塵体４２の排気孔４２３（図８参照）から下流側へ空気が排気される。排気された空気は排気流路６０を経てダストモニタ１の外へ放出されることとなる。
【００４３】
続いて、イオン生成系について図を参照しつつ説明する。図７はイオン生成系の説明図である。イオン生成部３０は、放電針にプラス高電圧を印加し、直流コロナ放電により、プラスイオンを発生させる。プラス高電圧が高いほどプラスイオンの生成量が増加するが、あまり高いとアーク放電現象が発生するため、アーク放電を起こさない最高電圧であるＤＣ＋５，０００Ｖを印加する。
イオン生成部３０の放電針からコロナ放電させてプラスイオンが照射され、イオン化空間内の雰囲気をプラスイオン化させる。この雰囲気を放射線ダストが通過すると、プラスイオンが放射線ダストに付着して正極に帯電したイオン化放射線ダストを生成する。図７で示すように複数の放電針近傍のイオン高濃度領域を通過するため、イオン化放射線ダストが確実に生成される。
【００４４】
そして、イオン化放射線ダストが検出部４０内の集塵体４２まで到着し、イオン化放射線ダストが集塵体４２に吸引されて捕集される。そして捕集済みの残る空気は排気孔４２３を通じて排気される。そしてイオン化放射線ダストから放射される放射線を、放射線検出器５０が検出してダストモニタリングが行われる。ダストモニタの動作はこのようなものである。
【００４５】
続いて、ダストモニタにおける捕集について重点的に説明する。図８は、集塵途中の検出部の説明図である。図８で示すようにイオン化部２０のイオン化空間を通過したイオン化放射線ダストが、検出部本体４５内の検出空間に流入する。集塵体４２の電極４２２はＤＣ−５０００Ｖのマイナス高電圧が印加されており、プラスに帯電したイオン化放射線ダストを、集塵体４２の集塵面上に吸引蓄積させる。なお、ＤＣ−５０００Ｖを下回る低電圧では、絶縁ベース部４２１の絶縁破壊によりリーク（高電圧での放電現象）が発生するおそれがあるため、ＤＣ−５０００Ｖを最下限としている。
【００４６】
この集塵原理について図を参照しつつ説明する。図９は集塵体における集塵原理を説明する説明図であり、図９（ａ）は集塵を説明する説明図、図９（ｂ）は塵埃除去を説明する説明図である。
先に説明したように、絶縁ベース部４２１は誘電体である。図９（ａ）で示すように電極４２２にマイナス高電圧を印加すると電界が形成される。誘電体に電界をかけると電荷は移動するのではなく、誘電体を構成する粒子は局所的に変位し、正負の電荷の重心の位置が僅かにずれる。この結果、粒子は電気双極子の集団を構成し、電界の方向に並ぶ誘電分極が起こる。この誘電分極により、電界方向（矢印Ａ方向）では内部の隣り合う双極子の電荷が打ち消され、見かけ上では絶縁ベース部４２１の電極側にプラスの分極電荷が、また、絶縁ベース部４２１の集塵面側にマイナスの分極電荷が現れる。
【００４７】
このようにプラスイオン化されたイオン化放射線ダストが、マイナスの分極電荷が現れれた集塵面に吸引されて、電気的な集塵が行われる。
仮に導電体のみの集塵体とするとイオンが吸収されるため、イオン化放射線ダストが直ちに通常の放射線ダストとなって、集塵できないが、本形態のように誘電体を介在させたため、イオン化放射線ダストに付着するイオンを吸収するという事態は回避される。
【００４８】
なお、本発明の集塵体を利用するダストモニタ１では、従来技術のような空気が通流する微細孔を有する集塵フィルタを用いないため空気を通流させる排気孔を設けているが、従来技術のように集塵体の下流側を負圧にするのではなく、集塵体の上流側を正圧に加圧する点も特徴となっている。この点について図を参照しつつ説明する。図１０は、ダストモニタの空気圧を説明する説明図であり、図１０（ａ）は、従来技術の負圧吸引による送風原理の説明図、図１０（ｂ）は加圧圧送による送風原理の説明図である。
【００４９】
従来技術では、図１４で示すように、集塵用フィルタ２５０の下流側を排気ポンプ２７０により負圧にして下流側へ吸引することで送風していた。
このような従来技術の送風原理を本発明の集塵体に採用すると、図１０（ａ）で示すように、流れやすい排気孔４２３へ空気が集中して流れて、集塵面上に空気が流れない滞留領域が形成され、イオン化放射線ダストが集塵面に到達せずに排気孔４２３を介して排気され、集塵が効率的に行われないという問題があることが本発明者により知見された。そこで、従来の負圧吸引方式での捕集でなく、圧送方式を採用した。これにより、図１０（ｂ）で示すように、集塵体４２に空気を吹き付けることとなり、集塵体４２の全面に放射線ダストが吹き付けられてプラスのイオン化放射線ダストが集塵体４２の集塵面に吸引される。このため、イオン化放射線ダストが確実に捕集される。
【００５０】
続いて、このような集塵原理による集塵能力について図を説明する。図１１は集塵体と従来技術の集塵用フィルタとによる計数率を比較する時間−計数率特性図である。従来技術の集塵用フィルタの計数率を１００％とした場合の集塵体４２の計数率は約１２％を示す。集塵効率は必ずしも従来技術に達してはいないが、集塵時の捕集効率ファクタ（λ）を決めて計数率×λにより実際の計数率に略一致させる補正を行うことで、実際の計数率に近づけることができる。検出信号処理部１００や情報解析部１２０により処理させることができる。
【００５１】
また、ダストモニタ１は放射性同位元素取扱施設内の各種装置から空気中へ漏洩した放射性物質の監視を目的としており、その対象は人工放射性物質（人工核種）である。一方、大気中にはラドン，トロン等天然の放射性物質（天然核種）が含まれており、建屋のコンクリート等からも同様の天然核種が空気中に遊離する。例えば放射性同位元素取扱施設内へも建屋換気空調系を介して外気を取り入れており、また建屋構築のコンクリートからも天然核種が供給されるため、施設内の空気は常に天然核種を含んでいる。このような放射性同位元素取扱施設内の空気に含まれる天然放射性物質であるダスト状のラドン子孫核種及びトロン子孫核種があり、これらも集塵体４２にダスト状の子孫核種として捕集されることとなる。これらの自然放射能の半減期は比較的短く、充分な期間、例えば、１週間経過時には放射能が低くなるため、天然核種の自然放射能の影響は無視できるようになる。一方人工核種は、放射能が高い。このことから、集塵体４２が捕集した放射線ダストからの放射線の線量が予め定められた境界線量を上回るならば、人工核種が検出されたとして異常を検知することとなり、計数率の補正により、本来検出したい人工核種の放射線を確実に検出できる。
【００５２】
続いて、集塵体のクリーニングについて図を参照しつつ説明する。図１２はクリーニングを説明する時間−計数率特性図である。集塵体をクリーニングする場合、電極４２２に印加されたマイナス高電圧（ＤＣ−５０００Ｖ）を切って単に０Ｖとして吸引力をなくしたり、または、＋ａＶとしてイオン化放射線ダストに斥力を与える。これにより、図９（ｂ）で示すように集塵体４２に付着したイオン化放射線ダストを離脱させ、排気孔４２３から排気させる。このようなクリーニング時の動作は、図１２で示すようにマイナス高電圧印加時に増加した計数率が、印加を終了したときに直ぐに低下する点からも、クリーニングが有効に機能していることが明らかである。
【００５３】
以上本形態のダストモニタ１について説明した。しかしながら、本形態以外にも各種の変形形態が可能である。例えば、本形態ではイオン生成部３０がプラス高電圧（ＤＣ＋５０００Ｖ）を放電針に印加して正極に帯電したイオン化放射線ダストを生成し、集塵体４２の電極４２２にマイナス高電圧（ＤＣ−５０００Ｖ）を印加して吸引力により集塵していたが、これに代えてイオン生成部３０がマイナス高電圧（ＤＣ−５０００Ｖ）を放電針に印加して負極に帯電したイオン化放射線ダストを生成し、集塵体４２の電極４２２にプラス高電圧（ＤＣ＋５０００Ｖ）を印加して集塵するようにしても良い。
【００５４】
また、本形態では集塵体４２に排気孔４２３を設けたものであったが、例えば、図５で示した集塵体から排気孔をなくし、代わりに図３で示した引出し部４１のベース部４１１や検出部本体４５に捕集後の空気を排気させる通路である排気路を形成するような構成としても良い。この場合、多数枚数が必要になる集塵体の構造が簡単になり、運用面での低コスト化が見込めるという利点もある。
【００５５】
また、本形態では集塵体４２の電極４２２に高電圧を印加するため、電線４４を直接接続する構成を採用したが、例えば、引出し部４１のベース部４１１と集塵体４２とに、内蔵される線に電気的に接続されるコネクタを形成し、集塵体をベース部４１１に載置するときにコネクタを結合して電源を供給する構造として、正面部４１２に設けられた電線挿通孔４１５および電線４４を省略するようにしても良い。
【００５６】
続いて他の形態について図を参照しつつ説明する。図１３は他の形態の集塵体の説明図であり、図１３（ａ）は集塵体の表面（集塵面）を示す図、図１３（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、図１３（ｃ）は裏面を示す図である。本形態では、先の形態の集塵体４２に代えて、集塵体４６とし、この集塵体４６の特に外周電極にプラス電圧を印加して、外周電極の正極から受けるクーロンの斥力（プラスとプラスとが互いに反発し合う力）を作用させて、イオン化放射線性ダストが排気孔を通過させないようにするとともに、引力により集塵体の集塵面にイオン化放射線性ダストを集塵させるものである。
【００５７】
集塵体４６は、絶縁ベース部４６１、電極４６２、排気孔４６３、外周電極４６４を備える。
絶縁ベース部４６１は絶縁体を材料とし、略円板状に形成されたベース部である。例えば、集塵体の径は約８ｃｍである。この絶縁体は、詳しくは、高い誘電率を有する誘電体であり、多くのプラスティック、セラミック、マイカ（雲母）やガラスエポキシ樹脂などを用いることができる。なお、本形態では材質として厚さは１ｍｍ〜２ｍｍ程度のガラスエポキシ樹脂製円板で、集塵した放射線ダストを容易にクリーニングできるように表面絶縁コートとしてソルダーレジスト処理を施す。価格が安価であるという利点がある。
【００５８】
電極４６２は、例えば、板体や箔などであって通常電極として用いる材料（銅など）により形成されるものであり、図１３（ｃ）で示すように絶縁ベース部４６１と同心円状の円板電極である。例えば、本形態の電極は銅箔であってその径は約６ｃｍである。なお図１３（ａ）で示す点線の円は、この電極４６２と同一径の円の集塵面である。
【００５９】
排気孔４６３は、電極４６２の周囲に多数（本形態では円弧状の孔が４個）形成されるものであり、表裏で空気を通流させる機能を有している。例えば、流量通過面積は約６ｃｍ２である。
外周電極４６４は、図１３（ｂ）に示すように、排気孔４６３を覆う導電体（例えば銅箔など）である。
【００６０】
この集塵原理について図を参照しつつ説明する。
先に説明したように、絶縁ベース部４６１は誘電体であり、電極４６２にマイナス高電圧（ＤＣ−５０００Ｖ）を印加すると電界が形成され、誘電分極により、絶縁ベース部４６１の電極側にプラスの分極電荷が、また、絶縁ベース部４６１の集塵面側にマイナスの分極電荷が現れる。
このようにプラスイオン化されたイオン化放射線ダストが、マイナスの分極電荷が現れれた集塵面に吸引されて、電気的な集塵が行われる。
さらに、外周電極４６４にはプラス電圧（ＤＣ＋ａＶ）を印加した状態とし、プラスイオン化されたイオン化放射線ダストが排気孔４６３を通過しようとすると、斥力が加わるため通過しにくくなっており、この斥力に加え、集塵面の引力により、イオン化放射線ダストが集塵面に確実に集塵される。なお、外周電極４６４への電線（図示せず）は、電線挿通孔４１５（図３，図４参照）を通過させることとなる。このように構成しても良い。
【００６１】
以上本形態の改良した集塵体について説明した。しかしながら、本形態以外にも各種の変形形態が可能である。例えば、本形態ではイオン生成部３０がプラス高電圧（ＤＣ＋５０００Ｖ）を放電針に印加して正極に帯電したイオン化放射線ダストを生成し、外周電極４６４にプラス電圧（＋ａＶ）を加えるとともに集塵体４６の電極４６２にマイナス高電圧（ＤＣ−５０００Ｖ）を印加して集塵していたが、これに代えてイオン生成部３０がマイナス高電圧（ＤＣ−５０００Ｖ）を放電針に印加して負極に帯電したイオン化放射線ダストを生成し、外周電極４６４にマイナス電圧（−ａＶ）を加えるとともに集塵体４６の電極４６２にプラス高電圧（ＤＣ＋５０００Ｖ）を印加して集塵するようにしても良い。
【００６２】
また、本形態では集塵体４６に排気孔４６３および外周電極４６４を設けたものであったが、例えば、図１３で示した集塵体４６から排気孔４６３および外周電極４６４をなくし、代わりに図３で示した引出し部４１のベース部４１１や検出部本体４５に捕集後の空気を排気させる流路である排気路と、この流路の開口部付近および流路内部に外周電極を形成するような構成としても良い。この場合、多数の枚数が必要となる集塵体４２に排気孔が不要になって構造が簡単になるという利点もある。
【００６３】
また、本形態では集塵体４６の電極４６２および外周電極４６４に電圧を印加するため、電線４４を直接接続する構成を採用したが、例えば、引出し部４１のベース部４１１と集塵体４２とにぞれぞれ二個のコネクタを形成し、内蔵される電線をコネクタに電気的に接続し、集塵体をベース部４１１に載置するときにコネクタを結合して電源を供給する構造として、正面部４１２に設けられた電線挿通孔４１５および二本の電線を省略するようにしても良い。
【００６４】
以上本発明の各種形態について説明した。
なお、本形態では特に集塵体が用いられる装置の具体例として放射線ダストの放射線を計測するダストモニタ１を挙げて説明したが、放射線ダスト以外にも通常のダストを用いる各種の計測装置・処理装置の集塵体として適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明を実施するための最良の形態のダストモニタの構成説明図である。
【図２】検出部の説明図である。
【図３】引出し部の説明図である。
【図４】検出部の断面図である。
【図５】集塵体の説明図であり、図５（ａ）は集塵体の表面（集塵面）を示す図、図５（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図５（ｃ）は裏面を示す図である。
【図６】空気系の説明図である。
【図７】イオン生成系の説明図である。
【図８】集塵途中の検出部の説明図である。
【図９】集塵体における集塵原理を説明する説明図であり、図９（ａ）は集塵を説明する説明図、図９（ｂ）は塵埃除去を説明する説明図である。
【図１０】ダストモニタの空気圧を説明する説明図であり、図１０（ａ）は、従来技術の負圧吸引による送風原理の説明図、図１０（ｂ）は加圧圧送による送風原理の説明図である。
【図１１】集塵体と従来技術の集塵用フィルタとによる計数率を比較する特性図である。
【図１２】クリーニングを説明する時間−計数率特性図である。
【図１３】他の形態の集塵体の説明図であり、図１３（ａ）は集塵体の表面（集塵面）を示す図、図１３（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、図１３（ｃ）は裏面を示す図である。
【図１４】従来技術のダストモニタの検出ユニットの構成図である。
【図１５】検出器の説明図で、図１５（ａ）は要部構成図、図１５（ｂ）は計数値−波高電圧線特性図である。
【符号の説明】
【００６６】
１：ダストモニタ
１０：圧送ポンプ
１１：吸入口
１２：吐出口
２０：イオン化部
３０：イオン生成部
４０：検出部
４１：引出し部
４１１：ベース部
４１１ａ：載置部
４１１ｂ：段部
４１２：正面部
４１２ａ：孔
４１３：固定板
４１４：固定ねじ
４１５：電線挿通孔
４２：集塵体
４２１：絶縁ベース部
４２２：電極
４２３：排気孔
４３：固定部
４４：電線
４５：検出部本体
４５１：収納穴
４６：集塵体
４６１：絶縁ベース部
４６２：電極
４６３：排気孔
４６４：外周電極
５０：放射線検出器
６０：排気流路
７０：高圧電源部
８０：検出器用ドライバ
９０：電源部
１００：検出信号処理部
１１０：電源部
１２０：情報解析部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塵埃を集塵する集塵体、および、この集塵体を用いて塵埃についての各種モニタリングを行うダストモニタに関する。
【背景技術】
【０００２】
塵埃を集塵する目的は各種存在し、塵埃除去による空気清浄化目的のものが一般的であるが、これ以外にも、例えば大気中の塵埃量の計測を行うなど計測目的のものなどがある。このような計測の一具体例として、放射性の塵埃（以下放射線ダストという）を集塵して放射線を検出する計測が知られている。このような計測における塵埃捕集について以下に説明する。
【０００３】
例えば、原子力施設及び大学・研究所などの放射性同位元素取扱施設では、この施設内の空気を集塵用フィルタに通過させ、空気中に含まれる放射線ダストを捕集して放射線の計測を行うダストモニタが使用される。このダストモニタは、具体的には、放射性同位元素取扱施設内の空気中に存在する放射線ダストの空気中濃度を測定し、放射線業務従事者の被曝を管理するために用いられる。以下、ダストモニタについて概略説明する。
【０００４】
図１４は従来技術のダストモニタ２００の検出ユニットの構成図、図１５は検出器の説明図で、図１５（ａ）は要部構成図、図１５（ｂ）は計数値−波高電圧線特性図である。このダストモニタ２００は、図１４で示すように、吸入口２１０、検出器２２０、検出器ホルダ２３０、集塵用フィルタ２４０、集塵ケース２５０、フィルタ取換扉２６０、排気ポンプ２７０、排出口２８０を備え、放射線ダストからの放射線の線量を検出器２２０により検出するものである。
【０００５】
排気ポンプ２７０により負圧が形成されると、放射性同位元素取扱施設の空気は、吸入口２１０を経て集塵ケース２５０内に流入し、集塵用フィルタ２４０を通過して排出口２８０から排出される。検出器ホルダ２３０に固定された検出器２２０は、この集塵用フィルタ２４０が捕集した放射線ダストから放射される放射線を検出し、線量を計数する。検出器２２０は、例えば、図１５（ａ）で示すように、半導体検出素子２２１、増幅部２２２、波高弁別部２２３、中央処理部（ＣＰＵ：Central Proccessing Unit）２２４を備えている。この中央処理部２２４はカウンタ機能を有している。
【０００６】
半導体検出素子２２１は、放射線ダスト３００からの放射線の検出に応じて検出信号を出力する。
増幅部２２２は、この検出信号を所定ゲインで増幅し、検出信号の振幅電圧（波高）を適宜調節する。
波高弁別部２２３は、詳しくはディスクリミネータ回路であり、分圧抵抗２２３ａ，２２３ｂで決定される検出基準波高電圧をコンパレータ２２３ｃに入力し、検出信号から検出基準波高電圧を上回るような信号を弁別してパルス信号として出力する。この波高弁別により、検出基準波高電圧を下回るバックグラウンドによるノイズ（以下バックグラウンドノイズという）は除去される。
中央処理部２２４はこのようなバックグラウンドノイズが除去されたパルス信号を計数するカウンタとして機能する。これにより放射線の線量が計数され、計数値を表す線量データを生成出力する。この線量データは通信線を介してコンピュータ等で構成される他の中央処理部へ送信されて各種処理が行われる。
【０００７】
この線量データの内容について説明する。放射線ダストは放射性核種である。この放射性核種は人工放射性核種と天然放射性核種に分けられる。天然放射性核種は今なお存在する半減期の長いものとその放射性を持つ娘核種であり、人工放射性核種は人工により作り出され、自然にはほとんど絶滅している半減期の短い核種のことを指している。
このような検出器２２０では、仮に波高弁別部２２３がないと図１５（ｂ）の計数値−波高電圧線特性図で示すように、検出基準波高電圧を下回るバックグラウンドノイズも含む多数の計数値がカウンタから出力される。これは自然界に存在する天然の放射性物質すなわち自然核種からの放射線の線量も含むものとなる。
しかしながら、波高弁別部２２３の弁別により、検出基準波高電圧を上回る電圧の信号については検出対象としてパルス信号として出力するが、検出基準波高電圧を下回るバックグラウンドノイズは検出対象外となって除去するため、放射性物質取扱施設から漏洩する波高の高い人工放射性核種から放射される放射線の線量のみを検出できる。
【０００８】
図１４に戻るが、このようなダストモニタ２００では、所定期間経過した後に集塵用フィルタ２４０が取換えられる。この集塵用フィルタ２４０は、カートリッジ形式として取扱いが容易に構成されており、取換えはフィルタ取換扉２６０を開けて、古い集塵用フィルタ２４０を取り除いた後に新しい集塵用フィルタ２４０を載置し、フィルタ取換扉２６０を閉めることにより行われる。
従来技術のダストモニタ２００はこのようなものであった。
【０００９】
また、このようなダストモニタの従来技術例として、例えば特許文献１（発明の名称：放射線ダストモニタ）が開示されている。
この放射線ダストモニタも、図１４で示したダストモニタ２００と同様に、通気ユニット内に設置されたフィルタ（ろ紙）に放射線ダストを集塵させて、フィルタ（ろ紙）に対向するように配置された検出器が放射線を検出するというものである。
【００１０】
さらにまた、他の従来技術例として、例えば特許文献２（発明の名称：放射線ダストモニタ及び放射線ダストモニタ用濾紙リサイクル可否判定装置）が開示されている。
この放射線ダストモニタは、供給プーリから長尺帯状の濾紙を繰り出す方式を採用しており、濾紙の交換等の手間を低減させるものである。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２７７５５２号公報 （段落番号００２２〜００２５，図１）
【特許文献２】特開２００３−３１５４６１号公報 （段落番号００２９，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ダストモニタでは、精度良い計測を行うため未使用の集塵用フィルタへと頻繁に取換えられるものであり、図１４で示した従来技術や特許文献１の従来技術のように単体の集塵用フィルタを検出位置に配置する単体方式では頻繁に集塵用フィルタを取換え、また、特許文献２の従来技術のように長尺帯状の濾紙を連続挿入する連続方式ではフィルタ交換の自動化を実現している。そして何れのダストモニタでもダスト捕集・計測した後の集塵用フィルタが放射能汚染されているか否かを選別し、汚染されている場合には放射能汚染物質として処分し、または、放射能汚染されていない場合は通常の廃棄物として処分している。
しかしながら、単体方式では集塵用フィルタを決められた時間毎に交換して廃棄していたため、手間を要する上に、ごみを省力化できなかった。
また、連続方式では長尺の濾紙を使用するため交換に手間を要しない点では良いが、この濾紙の一部にでも放射能汚染があれば全て放射能汚染されているとして廃棄するか、または、ごみ処分時に再度分別作業するか、が必要であり、廃棄時の手間の削減やごみの省力化の点で改善する余地があった。
このような集塵用フィルタの廃棄損が大きいという問題は、放射線ダスト集塵用途に限らず起こりうる問題であり、対策が必要であった。
【００１３】
そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、使い捨ての集塵用フィルタを用いないようにして集塵用フィルタの廃棄損をなくし、運用コスト低減を実現するような集塵体、および、この集塵体を用いるダストモニタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明の集塵体は、
絶縁体により形成される略板状の絶縁ベース部と、
絶縁ベース部の一方の面に形成される電極と、
を備え、
絶縁ベース部の他方の面ではそのまま絶縁体を露出させ、この露出する絶縁体を集塵面とすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項２に係る発明の集塵体は、
請求項１に記載の集塵体において、
前記絶縁ベース部は、前記電極の周囲に一または複数以上の排気孔を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項３に係る発明の集塵体は、
請求項２に記載の集塵体において、
前記絶縁ベース部は、前記電極の周囲および排気孔内に外周電極を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項４に係る発明のダストモニタは、
放射線ダストを捕集して放射線を検出するダストモニタであって、
放射線ダストを含む空気を吸引して加圧の上で送出する圧送ポンプと、
圧送ポンプの下流側に配置され、圧送ポンプから排気された空気がイオン化空間内を通過するイオン化部と、
イオン化部のイオン化空間内にイオンを放出して放射線ダストを正又は負の一方の極性に帯電させてイオン化放射線ダストとするイオン生成部と、
イオン化部の下流側に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が検出空間内に流入する検出部と、
検出部の検出空間内で空気が吹き付けられるように配置され、イオン化放射線ダストと反対の極性の電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集する請求項１の集塵体と、
検出部の検出空間に連通し、イオン化放射線ダスト捕集後の空気を排気する排気路と、
検出空間内で集塵体と有感面とが対向するように検出部に取付けられ、放射線ダストから有感面に放射される放射線の検出に応じて検出信号を出力する放射線検出器と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項５に係る発明のダストモニタは、
請求項４に記載のダストモニタにおいて、
前記排気路の開口部周囲および排気路内に外周電極を設け、
イオン化放射線ダストと同極の電圧が印加された外周電極からの斥力によりイオン化放射線ダストを排気路に通過させないようにするとともに、集塵面からの吸引力により集塵体の集塵面にイオン化放射線ダストを集塵させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項６に係る発明のダストモニタは、
放射線ダストを捕集して放射線を検出するダストモニタであって、
放射線ダストを含む空気を吸引して加圧の上で送出する圧送ポンプと、
圧送ポンプの下流側に配置され、圧送ポンプから排気された空気がイオン化空間内を通過するイオン化部と、
イオン化部のイオン化空間内にイオンを放出して放射線ダストを正又は負の一方の極性に帯電させてイオン化放射線ダストとするイオン生成部と、
イオン化部の下流側に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が検出空間内に流入する検出部と、
検出部内の検出空間で空気が吹き付けられるように配置され、イオン化放射線ダストと反対の極性の電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集するとともに捕集後の空気を排気孔を通じて排気する請求項２の集塵体と、
検出空間内で集塵体と有感面とが対向するように検出部に取付けられ、放射線ダストから有感面に放射される放射線の検出に応じて検出信号を出力する放射線検出器と、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項７に係る発明のダストモニタは、
放射線ダストを捕集して放射線を検出するダストモニタであって、
放射線ダストを含む空気を吸引して加圧の上で送出する圧送ポンプと、
圧送ポンプの下流側に配置され、圧送ポンプから排気された空気がイオン化空間内を通過するイオン化部と、
イオン化部のイオン化空間内にイオンを放出して放射線ダストを正又は負の一方の極性に帯電させてイオン化放射線ダストとするイオン生成部と、
イオン化部の下流側に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が検出空間内に流入する検出部と、
検出部内の検出空間で空気が吹き付けられるように配置され、イオン化放射線ダストと反対の極性の電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集するとともに捕集後の空気を排気孔を通じて排気する請求項３の集塵体と、
検出空間内で集塵体と有感面とが対向するように検出部に取付けられ、放射線ダストから有感面に放射される放射線の検出に応じて検出信号を出力する放射線検出器と、
を備え、イオン化放射線ダストと同極の電圧が印加された集塵体の外周電極からの斥力によりイオン化放射線ダストを排気孔に通過させないようにするとともに、集塵面からの吸引力により集塵体の集塵面にイオン化放射線ダストを集塵させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
このような本発明によれば、使い捨ての集塵用フィルタを用いないようにして集塵用フィルタの廃棄損をなくし、運用コスト低減を実現するような集塵体、および、この集塵体を用いるダストモニタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
続いて、本発明を実施するための最良の形態の集塵体およびダストモニタについて、以下に図を参照しつつ一括して説明する。図１は本形態のダストモニタの構成説明図である。このダストモニタ１は、例えば放射性同位元素取扱施設などにおいて、室内の空気中に含まれる放射線ダストを集塵して、放射線ダストの空気中濃度を測定する装置であり、圧送ポンプ１０、イオン化部２０、イオン生成部３０、検出部４０、放射線検出器５０、排気流路６０、高圧電源部７０、検出器用ドライバ８０、電源部９０、検出信号処理部１００、電源部１１０、情報解析部１２０を備えている。なお、図１でしめすダストモニタ１は、各構成がそれぞれ分かれて図示されているが、これは構成を解りやすく説明するためであり、実際はこれらが一体に組み込まれた装置として使用される。
【００２３】
ここに空気系は、圧送ポンプ１０、イオン化部２０、検出部４０、排気流路６０により構成される。
また、イオン生成系は、イオン生成部３０、高圧電源部７０により構成される。
また、放射線検出系は、検出部４０、放射線検出器５０、検出器用ドライバ８０、検出信号処理部１００、情報解析部１２０により構成される。
【００２４】
続いて各部の構成について説明する。
圧送ポンプ１０は、例えばシロッコ式ポンプであり、吸入口１１と吐出口１２とを備える。吸入口１１は、図示しないが、例えば、放射性同位元素取扱施設の施設内空気を排気する排気口に接続されたり、また、放射性同位元素取扱施設の施設内にそのまま配置される。なお、空気に含まれる汚染物質を除去するような汚染除去手段を吸入口１１の上流側に配置しても良い。吐出口１２は、イオン化部２０の流入口に接続される。
この圧送ポンプ１０は、空気系の最上流に位置し、放射線ダストを含む空気を吸引してイオン化部２０および検出部４０へ空気を圧送排気する。
【００２５】
イオン化部２０は、圧送ポンプ１０から圧送される空気が流れる流路であるイオン化空間をその内部に備えるものである。イオン化部２０の外側にイオン生成部３０が取付けられている。このイオン化部２０は、圧送ポンプ１０の下流側に配置される。
【００２６】
イオン生成部３０は、イオンを生成し、イオン化部２０のイオン化空間内にこのイオンを照射するイオナイザであり、図示しない放電針を多数備える。本形態のイオン生成部３０では、プラスの高電圧が印加された放電針がプラスイオンを生成してイオン化空間内をイオン化された雰囲気とし、イオン化空間を通過する放射線ダストにプラスイオンを付着させることで正極に帯電させてイオン化放射線ダストとする。なお、本形態では説明の具体化のためプラスイオンを生成するものとして以下説明するが、後述のようにマイナスイオンを生成することも可能である。
【００２７】
なお、本形態では図１で示すような長尺のイオン化空間を有するイオン化部２０とし、さらに空気の流れ方向に放電針が多数並べて配置したイオン生成部３０としているため、イオン化空間内を流れる放射線ダストが、放電針付近のプラスイオン濃度が高い領域を放電針の数だけ通過するようにして、放射線ダストが確実にイオン化されるように配慮している。なお、イオン化生成部３０から十分なプラスイオンが生成されて確実にイオン化放射線ダストが生成されるならばイオン化部２０やイオン化生成部３０は長尺でなくとも良い。
【００２８】
検出部４０は、イオン化部２０の下流に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が流入する。この検出部４０について、図２，図３，図４を参照しつつさらに詳しく説明する。図２は検出部の説明図、図３は引出し部の説明図、図４は検出部の断面図である。検出部４０は、図２で示すように、引出し部４１、集塵体４２、固定部４３、電線４４、検出部本体４５を備えている。
【００２９】
引出し部４１は、更に詳しくは図３で示すように、ベース部４１１、正面部４１２、固定板４１３、固定ねじ４１４、電線挿通孔４１５を備える。ベース部４１１に対して正面部４１２が接着・ねじ止め等により固定されている。このベース部４１１は、略板状であり、検出部本体４５の収納穴４５１（図２参照）内に挿抜可能に形成される。また、ベース部４１１には、載置部４１１ａが形成されている。この載置部４１１ａは段付き孔であって段部４１１ｂ（図４参照）を有し、集塵体４２が載置部４１１ａに載置されると、集塵体４２の周縁が段部４１１ｂに載置されて孔内に嵌め込まれるというホルダ方式を採用している。この段部４１１ｂには図示しないゴム製のパッキンを配置して、集塵体４２と段部４１１ｂとの間を隙間がないように塞いで気密を保持する構造とした。そして両側から二個の固定板４１３で押さえつけつつ固定ねじ４１４により固定して集塵体４２を載置部４１１ａから外れないようにするとともにパッキンとの気密を高めつつ固定する。その後に電線４４を電線挿通孔４１５に挿通させて外部へ引き出すようにする。このような引出し部４１を用いることで集塵体４２は横スライド交換方式により交換できるようにしている。
【００３０】
このような引出し部４１を検出部本体４５内に挿入し、集塵体４２が検出部本体４５内に配置された状態として、図２，図３で示すように、正面部４１２の孔４１２ａに固定部４３のねじ部を挿通させ、検出部本体４５に形成されたねじ孔に螺挿して固定する。集塵体４２の配置後の検出部本体４５は、図４で示すような位置関係となる。集塵体４２の上側の集塵面と、この集塵面に対向する面である放射線検出器５０の有感面と、の距離が約１０ｍｍになるように構成されている。さらに、放射線検出器５０と集塵体４２以外の各部は、絶縁材にて構成され、絶縁が確保されている。
【００３１】
集塵体４２は、後述するが、イオン化ダストを捕集する機能を有している。この集塵体４２についてさらに詳細に説明する。図５は集塵体の説明図であり、図５（ａ）は集塵体の表面（集塵面）を示す図、図５（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図５（ｃ）は裏面を示す図である。
集塵体４２は、絶縁ベース部４２１、電極４２２、排気孔４２３を備える。
絶縁ベース部４２１は絶縁体を材料とし、略円板状に形成されたベース部である。例えば、集塵体４２の径は約８ｃｍである。この絶縁体は、詳しくは、高い誘電率を有する誘電体であるが、広いバンドギャップを有するため、電気的には絶縁体としてもふるまう。この誘電体の例として、多くのプラスティック、セラミック、マイカ（雲母）やガラスエポキシ樹脂なども用いることができる。なお、誘電体を用いる理由については後述する。絶縁ベース部４２１の例として厚さは１ｍｍ〜２ｍｍ程度のガラスエポキシ樹脂製円板であり、さらに集塵した放射線ダストを容易にクリーニングできるように表面絶縁コートとしてソルダーレジスト処理を施す。価格が安価であるという利点がある。
【００３２】
電極４２２は、例えば、薄板状や箔状であり、通常電極として用いる材料（銅等）により形成されるものであり、図５（ｃ）で示すように絶縁ベース部４２１と同心円状の円板電極である。例えば、本形態の電極は銅箔であってその径は約６ｃｍである。なお図５（ａ）で示す点線の円は、この電極４２２と同一径の円であり、後述する原理により形成される集塵面である。
【００３３】
排気孔４２３は、電極４２２の周囲に多数（本形態では円弧状の孔が４個）形成されるものであり、表裏で空気を通流させる機能を有している。例えば、流量通過面積は約６ｃｍ２である。
この集塵体４２による集塵原理については後述する。
【００３４】
なお、他の集塵体の構成として上記の絶縁ベース部４２１にＦＲ−４（３層）ガラスエポキシ樹脂の絶縁ベース部を採用して、三層構造とし、電極部を中間に配置して電極部を劣化しないようにしても良い。
また、他の集塵体の構成として上記絶縁ベース部４２１にテフロン（登録商標）（３層）樹脂の絶縁ベース部を採用して、三層構造とし、表面のテフロンコーティングにより、表面強度は非常に高いクリーニング（再利用）性能を持たせるようにしても良い。
集塵体４２はこのようなものである。
【００３５】
図１に戻るが、放射線検出器５０は、集塵体４２に捕集されたイオン化放射線ダストの放射線についての線量データを出力している。
この放射線検出器５０は、図４でも示すように、直下に設置した集塵体４２に集塵されているイオン化放射線ダストの放射線を測定する検出器であり、放射線が特定の物質に入射するとき、その放射線エネルギーが吸収されて光のエネルギーに変換するシンチレータと、僅かな光を電気信号に変換・増幅する光電子増倍管を組み合わせたものである。この電気信号は、検出器用ドライバ８０へ出力される。
【００３６】
なお、イオンにより発生するノイズに対するノイズ処理を行うことを条件に、先に図１５（ａ）を用いて説明した半導体検出素子としても良い。この場合、例えば、半導体検出素子２２１・増幅部２２２が半導体検出器５０に、波高弁別部２２３が検出器用ドライバ８０に、また、中央処理部２２４が検出信号処理部１００に搭載されるものである。
【００３７】
排気流路６０は、図１，図４で示すように、検出部４０内の集塵体４２の排気孔４２３を通過した空気を排気する。排気流路６０は、放射性同位元素取扱施設の施設外へ空気を排気する吐出口に接続されたり、また、放射線ダストが集塵除去されている清浄な空気であるため放射性同位元素取扱施設の施設内へそのまま排気しても良い。
【００３８】
高圧電源部７０は、商用電源からＤＣ±５，０００Ｖのプラス高電圧およびマイナス高電圧を生成する機能を備え、商用電源から生成したプラス高電圧を、イオン化生成部３０の放電針に印加し、また、商用電源から生成したマイナス高電圧を、集塵体４２の電極４２２に印加する。
【００３９】
検出器用ドライバ８０は、放射線検出器５０の光電子増倍管へ駆動電力を供給したり、また、光電子増倍管から出力された電気信号を入力し、信号処理を行う。詳しくは、この電気信号に対して信号増幅やノイズ除去を行ってＴＴＬ信号出力による検出信号を生成して、検出信号処理部１００へ出力する。
【００４０】
電源部９０は、商用電源から生成した電源電圧を、検出器用ドライバ８０へ供給する定電圧電源である。
検出信号処理部１００は、検出器用ドライバ８０から出力された検出信号を入力し、デジタルの検出データに変換して、情報解析部１２０へ出力する。
【００４１】
電源部１１０は、商用電源から生成した電源電圧を、検出信号処理部１００へ供給する定電圧電源である。
情報解析部１２０は、検出データを入力し、所望の解析を行ってグラフ形式（例えば、図１１，図１２の特性図参照）や帳票形式にまとめて出力する。また、データを保存する機能も有する。
【００４２】
続いて、本発明の集塵体、および、この集塵体を用いるダストモニタの動作について図を参照しつつ説明する。図６は、空気系の説明図である。
まず、図６で示すように、コンプレッサ式の圧送ポンプ１０は、放射線ダストを含む空気を吸引して下流にあるイオン化部２０へ送る。この吸気量は例えば最大４０（Ｎｌ／ｍｉｎ）程度である。イオン化部２０のイオン化空間および検出部４０の検出空間は圧送される圧縮空気により高圧となる。このため、集塵体４２の排気孔４２３（図８参照）から下流側へ空気が排気される。排気された空気は排気流路６０を経てダストモニタ１の外へ放出されることとなる。
【００４３】
続いて、イオン生成系について図を参照しつつ説明する。図７はイオン生成系の説明図である。イオン生成部３０は、放電針にプラス高電圧を印加し、直流コロナ放電により、プラスイオンを発生させる。プラス高電圧が高いほどプラスイオンの生成量が増加するが、あまり高いとアーク放電現象が発生するため、アーク放電を起こさない最高電圧であるＤＣ＋５，０００Ｖを印加する。
イオン生成部３０の放電針からコロナ放電させてプラスイオンが照射され、イオン化空間内の雰囲気をプラスイオン化させる。この雰囲気を放射線ダストが通過すると、プラスイオンが放射線ダストに付着して正極に帯電したイオン化放射線ダストを生成する。図７で示すように複数の放電針近傍のイオン高濃度領域を通過するため、イオン化放射線ダストが確実に生成される。
【００４４】
そして、イオン化放射線ダストが検出部４０内の集塵体４２まで到着し、イオン化放射線ダストが集塵体４２に吸引されて捕集される。そして捕集済みの残る空気は排気孔４２３を通じて排気される。そしてイオン化放射線ダストから放射される放射線を、放射線検出器５０が検出してダストモニタリングが行われる。ダストモニタの動作はこのようなものである。
【００４５】
続いて、ダストモニタにおける捕集について重点的に説明する。図８は、集塵途中の検出部の説明図である。図８で示すようにイオン化部２０のイオン化空間を通過したイオン化放射線ダストが、検出部本体４５内の検出空間に流入する。集塵体４２の電極４２２はＤＣ−５０００Ｖのマイナス高電圧が印加されており、プラスに帯電したイオン化放射線ダストを、集塵体４２の集塵面上に吸引蓄積させる。なお、ＤＣ−５０００Ｖを下回る低電圧では、絶縁ベース部４２１の絶縁破壊によりリーク（高電圧での放電現象）が発生するおそれがあるため、ＤＣ−５０００Ｖを最下限としている。
【００４６】
この集塵原理について図を参照しつつ説明する。図９は集塵体における集塵原理を説明する説明図であり、図９（ａ）は集塵を説明する説明図、図９（ｂ）は塵埃除去を説明する説明図である。
先に説明したように、絶縁ベース部４２１は誘電体である。図９（ａ）で示すように電極４２２にマイナス高電圧を印加すると電界が形成される。誘電体に電界をかけると電荷は移動するのではなく、誘電体を構成する粒子は局所的に変位し、正負の電荷の重心の位置が僅かにずれる。この結果、粒子は電気双極子の集団を構成し、電界の方向に並ぶ誘電分極が起こる。この誘電分極により、電界方向（矢印Ａ方向）では内部の隣り合う双極子の電荷が打ち消され、見かけ上では絶縁ベース部４２１の電極側にプラスの分極電荷が、また、絶縁ベース部４２１の集塵面側にマイナスの分極電荷が現れる。
【００４７】
このようにプラスイオン化されたイオン化放射線ダストが、マイナスの分極電荷が現れれた集塵面に吸引されて、電気的な集塵が行われる。
仮に導電体のみの集塵体とするとイオンが吸収されるため、イオン化放射線ダストが直ちに通常の放射線ダストとなって、集塵できないが、本形態のように誘電体を介在させたため、イオン化放射線ダストに付着するイオンを吸収するという事態は回避される。
【００４８】
なお、本発明の集塵体を利用するダストモニタ１では、従来技術のような空気が通流する微細孔を有する集塵フィルタを用いないため空気を通流させる排気孔を設けているが、従来技術のように集塵体の下流側を負圧にするのではなく、集塵体の上流側を正圧に加圧する点も特徴となっている。この点について図を参照しつつ説明する。図１０は、ダストモニタの空気圧を説明する説明図であり、図１０（ａ）は、従来技術の負圧吸引による送風原理の説明図、図１０（ｂ）は加圧圧送による送風原理の説明図である。
【００４９】
従来技術では、図１４で示すように、集塵用フィルタ２５０の下流側を排気ポンプ２７０により負圧にして下流側へ吸引することで送風していた。
このような従来技術の送風原理を本発明の集塵体に採用すると、図１０（ａ）で示すように、流れやすい排気孔４２３へ空気が集中して流れて、集塵面上に空気が流れない滞留領域が形成され、イオン化放射線ダストが集塵面に到達せずに排気孔４２３を介して排気され、集塵が効率的に行われないという問題があることが本発明者により知見された。そこで、従来の負圧吸引方式での捕集でなく、圧送方式を採用した。これにより、図１０（ｂ）で示すように、集塵体４２に空気を吹き付けることとなり、集塵体４２の全面に放射線ダストが吹き付けられてプラスのイオン化放射線ダストが集塵体４２の集塵面に吸引される。このため、イオン化放射線ダストが確実に捕集される。
【００５０】
続いて、このような集塵原理による集塵能力について図を説明する。図１１は集塵体と従来技術の集塵用フィルタとによる計数率を比較する時間−計数率特性図である。従来技術の集塵用フィルタの計数率を１００％とした場合の集塵体４２の計数率は約１２％を示す。集塵効率は必ずしも従来技術に達してはいないが、集塵時の捕集効率ファクタ（λ）を決めて計数率×λにより実際の計数率に略一致させる補正を行うことで、実際の計数率に近づけることができる。検出信号処理部１００や情報解析部１２０により処理させることができる。
【００５１】
また、ダストモニタ１は放射性同位元素取扱施設内の各種装置から空気中へ漏洩した放射性物質の監視を目的としており、その対象は人工放射性物質（人工核種）である。一方、大気中にはラドン，トロン等天然の放射性物質（天然核種）が含まれており、建屋のコンクリート等からも同様の天然核種が空気中に遊離する。例えば放射性同位元素取扱施設内へも建屋換気空調系を介して外気を取り入れており、また建屋構築のコンクリートからも天然核種が供給されるため、施設内の空気は常に天然核種を含んでいる。このような放射性同位元素取扱施設内の空気に含まれる天然放射性物質であるダスト状のラドン子孫核種及びトロン子孫核種があり、これらも集塵体４２にダスト状の子孫核種として捕集されることとなる。これらの自然放射能の半減期は比較的短く、充分な期間、例えば、１週間経過時には放射能が低くなるため、天然核種の自然放射能の影響は無視できるようになる。一方人工核種は、放射能が高い。このことから、集塵体４２が捕集した放射線ダストからの放射線の線量が予め定められた境界線量を上回るならば、人工核種が検出されたとして異常を検知することとなり、計数率の補正により、本来検出したい人工核種の放射線を確実に検出できる。
【００５２】
続いて、集塵体のクリーニングについて図を参照しつつ説明する。図１２はクリーニングを説明する時間−計数率特性図である。集塵体をクリーニングする場合、電極４２２に印加されたマイナス高電圧（ＤＣ−５０００Ｖ）を切って単に０Ｖとして吸引力をなくしたり、または、＋ａＶとしてイオン化放射線ダストに斥力を与える。これにより、図９（ｂ）で示すように集塵体４２に付着したイオン化放射線ダストを離脱させ、排気孔４２３から排気させる。このようなクリーニング時の動作は、図１２で示すようにマイナス高電圧印加時に増加した計数率が、印加を終了したときに直ぐに低下する点からも、クリーニングが有効に機能していることが明らかである。
【００５３】
以上本形態のダストモニタ１について説明した。しかしながら、本形態以外にも各種の変形形態が可能である。例えば、本形態ではイオン生成部３０がプラス高電圧（ＤＣ＋５０００Ｖ）を放電針に印加して正極に帯電したイオン化放射線ダストを生成し、集塵体４２の電極４２２にマイナス高電圧（ＤＣ−５０００Ｖ）を印加して吸引力により集塵していたが、これに代えてイオン生成部３０がマイナス高電圧（ＤＣ−５０００Ｖ）を放電針に印加して負極に帯電したイオン化放射線ダストを生成し、集塵体４２の電極４２２にプラス高電圧（ＤＣ＋５０００Ｖ）を印加して集塵するようにしても良い。
【００５４】
また、本形態では集塵体４２に排気孔４２３を設けたものであったが、例えば、図５で示した集塵体から排気孔をなくし、代わりに図３で示した引出し部４１のベース部４１１や検出部本体４５に捕集後の空気を排気させる通路である排気路を形成するような構成としても良い。この場合、多数枚数が必要になる集塵体の構造が簡単になり、運用面での低コスト化が見込めるという利点もある。
【００５５】
また、本形態では集塵体４２の電極４２２に高電圧を印加するため、電線４４を直接接続する構成を採用したが、例えば、引出し部４１のベース部４１１と集塵体４２とに、内蔵される線に電気的に接続されるコネクタを形成し、集塵体をベース部４１１に載置するときにコネクタを結合して電源を供給する構造として、正面部４１２に設けられた電線挿通孔４１５および電線４４を省略するようにしても良い。
【００５６】
続いて他の形態について図を参照しつつ説明する。図１３は他の形態の集塵体の説明図であり、図１３（ａ）は集塵体の表面（集塵面）を示す図、図１３（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、図１３（ｃ）は裏面を示す図である。本形態では、先の形態の集塵体４２に代えて、集塵体４６とし、この集塵体４６の特に外周電極にプラス電圧を印加して、外周電極の正極から受けるクーロンの斥力（プラスとプラスとが互いに反発し合う力）を作用させて、イオン化放射線性ダストが排気孔を通過させないようにするとともに、引力により集塵体の集塵面にイオン化放射線性ダストを集塵させるものである。
【００５７】
集塵体４６は、絶縁ベース部４６１、電極４６２、排気孔４６３、外周電極４６４を備える。
絶縁ベース部４６１は絶縁体を材料とし、略円板状に形成されたベース部である。例えば、集塵体の径は約８ｃｍである。この絶縁体は、詳しくは、高い誘電率を有する誘電体であり、多くのプラスティック、セラミック、マイカ（雲母）やガラスエポキシ樹脂などを用いることができる。なお、本形態では材質として厚さは１ｍｍ〜２ｍｍ程度のガラスエポキシ樹脂製円板で、集塵した放射線ダストを容易にクリーニングできるように表面絶縁コートとしてソルダーレジスト処理を施す。価格が安価であるという利点がある。
【００５８】
電極４６２は、例えば、板体や箔などであって通常電極として用いる材料（銅など）により形成されるものであり、図１３（ｃ）で示すように絶縁ベース部４６１と同心円状の円板電極である。例えば、本形態の電極は銅箔であってその径は約６ｃｍである。なお図１３（ａ）で示す点線の円は、この電極４６２と同一径の円の集塵面である。
【００５９】
排気孔４６３は、電極４６２の周囲に多数（本形態では円弧状の孔が４個）形成されるものであり、表裏で空気を通流させる機能を有している。例えば、流量通過面積は約６ｃｍ２である。
外周電極４６４は、図１３（ｂ）に示すように、排気孔４６３を覆う導電体（例えば銅箔など）である。
【００６０】
この集塵原理について図を参照しつつ説明する。
先に説明したように、絶縁ベース部４６１は誘電体であり、電極４６２にマイナス高電圧（ＤＣ−５０００Ｖ）を印加すると電界が形成され、誘電分極により、絶縁ベース部４６１の電極側にプラスの分極電荷が、また、絶縁ベース部４６１の集塵面側にマイナスの分極電荷が現れる。
このようにプラスイオン化されたイオン化放射線ダストが、マイナスの分極電荷が現れれた集塵面に吸引されて、電気的な集塵が行われる。
さらに、外周電極４６４にはプラス電圧（ＤＣ＋ａＶ）を印加した状態とし、プラスイオン化されたイオン化放射線ダストが排気孔４６３を通過しようとすると、斥力が加わるため通過しにくくなっており、この斥力に加え、集塵面の引力により、イオン化放射線ダストが集塵面に確実に集塵される。なお、外周電極４６４への電線（図示せず）は、電線挿通孔４１５（図３，図４参照）を通過させることとなる。このように構成しても良い。
【００６１】
以上本形態の改良した集塵体について説明した。しかしながら、本形態以外にも各種の変形形態が可能である。例えば、本形態ではイオン生成部３０がプラス高電圧（ＤＣ＋５０００Ｖ）を放電針に印加して正極に帯電したイオン化放射線ダストを生成し、外周電極４６４にプラス電圧（＋ａＶ）を加えるとともに集塵体４６の電極４６２にマイナス高電圧（ＤＣ−５０００Ｖ）を印加して集塵していたが、これに代えてイオン生成部３０がマイナス高電圧（ＤＣ−５０００Ｖ）を放電針に印加して負極に帯電したイオン化放射線ダストを生成し、外周電極４６４にマイナス電圧（−ａＶ）を加えるとともに集塵体４６の電極４６２にプラス高電圧（ＤＣ＋５０００Ｖ）を印加して集塵するようにしても良い。
【００６２】
また、本形態では集塵体４６に排気孔４６３および外周電極４６４を設けたものであったが、例えば、図１３で示した集塵体４６から排気孔４６３および外周電極４６４をなくし、代わりに図３で示した引出し部４１のベース部４１１や検出部本体４５に捕集後の空気を排気させる流路である排気路と、この流路の開口部付近および流路内部に外周電極を形成するような構成としても良い。この場合、多数の枚数が必要となる集塵体４２に排気孔が不要になって構造が簡単になるという利点もある。
【００６３】
また、本形態では集塵体４６の電極４６２および外周電極４６４に電圧を印加するため、電線４４を直接接続する構成を採用したが、例えば、引出し部４１のベース部４１１と集塵体４２とにぞれぞれ二個のコネクタを形成し、内蔵される電線をコネクタに電気的に接続し、集塵体をベース部４１１に載置するときにコネクタを結合して電源を供給する構造として、正面部４１２に設けられた電線挿通孔４１５および二本の電線を省略するようにしても良い。
【００６４】
以上本発明の各種形態について説明した。
なお、本形態では特に集塵体が用いられる装置の具体例として放射線ダストの放射線を計測するダストモニタ１を挙げて説明したが、放射線ダスト以外にも通常のダストを用いる各種の計測装置・処理装置の集塵体として適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明を実施するための最良の形態のダストモニタの構成説明図である。
【図２】検出部の説明図である。
【図３】引出し部の説明図である。
【図４】検出部の断面図である。
【図５】集塵体の説明図であり、図５（ａ）は集塵体の表面（集塵面）を示す図、図５（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図５（ｃ）は裏面を示す図である。
【図６】空気系の説明図である。
【図７】イオン生成系の説明図である。
【図８】集塵途中の検出部の説明図である。
【図９】集塵体における集塵原理を説明する説明図であり、図９（ａ）は集塵を説明する説明図、図９（ｂ）は塵埃除去を説明する説明図である。
【図１０】ダストモニタの空気圧を説明する説明図であり、図１０（ａ）は、従来技術の負圧吸引による送風原理の説明図、図１０（ｂ）は加圧圧送による送風原理の説明図である。
【図１１】集塵体と従来技術の集塵用フィルタとによる計数率を比較する特性図である。
【図１２】クリーニングを説明する時間−計数率特性図である。
【図１３】他の形態の集塵体の説明図であり、図１３（ａ）は集塵体の表面（集塵面）を示す図、図１３（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、図１３（ｃ）は裏面を示す図である。
【図１４】従来技術のダストモニタの検出ユニットの構成図である。
【図１５】検出器の説明図で、図１５（ａ）は要部構成図、図１５（ｂ）は計数値−波高電圧線特性図である。
【符号の説明】
【００６６】
１：ダストモニタ
１０：圧送ポンプ
１１：吸入口
１２：吐出口
２０：イオン化部
３０：イオン生成部
４０：検出部
４１：引出し部
４１１：ベース部
４１１ａ：載置部
４１１ｂ：段部
４１２：正面部
４１２ａ：孔
４１３：固定板
４１４：固定ねじ
４１５：電線挿通孔
４２：集塵体
４２１：絶縁ベース部
４２２：電極
４２３：排気孔
４３：固定部
４４：電線
４５：検出部本体
４５１：収納穴
４６：集塵体
４６１：絶縁ベース部
４６２：電極
４６３：排気孔
４６４：外周電極
５０：放射線検出器
６０：排気流路
７０：高圧電源部
８０：検出器用ドライバ
９０：電源部
１００：検出信号処理部
１１０：電源部
１２０：情報解析部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体により形成される略板状の絶縁ベース部と、
絶縁ベース部の一方の面に形成される電極と、
を備え、
絶縁ベース部の他方の面ではそのまま絶縁体を露出させ、この露出する絶縁体を集塵面とすることを特徴とする集塵体。
【請求項２】
請求項１に記載の集塵体において、
前記絶縁ベース部は、前記電極の周囲に一または複数以上の排気孔を備えることを特徴とする集塵体。
【請求項３】
請求項２に記載の集塵体において、
前記絶縁ベース部は、前記電極の周囲および排気孔内に外周電極を備えることを特徴とする集塵体。
【請求項４】
放射線ダストを捕集して放射線を検出するダストモニタであって、
放射線ダストを含む空気を吸引して加圧の上で送出する圧送ポンプと、
圧送ポンプの下流側に配置され、圧送ポンプから排気された空気がイオン化空間内を通過するイオン化部と、
イオン化部のイオン化空間内にイオンを放出して放射線ダストを正又は負の一方の極性に帯電させてイオン化放射線ダストとするイオン生成部と、
イオン化部の下流側に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が検出空間内に流入する検出部と、
検出部の検出空間内で空気が吹き付けられるように配置され、イオン化放射線ダストと反対の極性の電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集する請求項１の集塵体と、
検出部の検出空間に連通し、イオン化放射線ダスト捕集後の空気を排気する排気路と、
検出空間内で集塵体と有感面とが対向するように検出部に取付けられ、放射線ダストから有感面に放射される放射線の検出に応じて検出信号を出力する放射線検出器と、
を備えることを特徴とするダストモニタ。
【請求項５】
請求項４に記載のダストモニタにおいて、
前記排気路の開口部周囲および排気路内に外周電極を設け、
イオン化放射線ダストと同極の電圧が印加された外周電極からの斥力によりイオン化放射線ダストを排気路に通過させないようにするとともに、集塵面からの吸引力により集塵体の集塵面にイオン化放射線ダストを集塵させることを特徴とするダストモニタ。
【請求項６】
放射線ダストを捕集して放射線を検出するダストモニタであって、
放射線ダストを含む空気を吸引して加圧の上で送出する圧送ポンプと、
圧送ポンプの下流側に配置され、圧送ポンプから排気された空気がイオン化空間内を通過するイオン化部と、
イオン化部のイオン化空間内にイオンを放出して放射線ダストを正又は負の一方の極性に帯電させてイオン化放射線ダストとするイオン生成部と、
イオン化部の下流側に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が検出空間内に流入する検出部と、
検出部内の検出空間で空気が吹き付けられるように配置され、イオン化放射線ダストと反対の極性の電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集するとともに捕集後の空気を排気孔を通じて排気する請求項２の集塵体と、
検出空間内で集塵体と有感面とが対向するように検出部に取付けられ、放射線ダストから有感面に放射される放射線の検出に応じて検出信号を出力する放射線検出器と、
を備えることを特徴とするダストモニタ。
【請求項７】
放射線ダストを捕集して放射線を検出するダストモニタであって、
放射線ダストを含む空気を吸引して加圧の上で送出する圧送ポンプと、
圧送ポンプの下流側に配置され、圧送ポンプから排気された空気がイオン化空間内を通過するイオン化部と、
イオン化部のイオン化空間内にイオンを放出して放射線ダストを正又は負の一方の極性に帯電させてイオン化放射線ダストとするイオン生成部と、
イオン化部の下流側に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が検出空間内に流入する検出部と、
検出部内の検出空間で空気が吹き付けられるように配置され、イオン化放射線ダストと反対の極性の電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集するとともに捕集後の空気を排気孔を通じて排気する請求項３の集塵体と、
検出空間内で集塵体と有感面とが対向するように検出部に取付けられ、放射線ダストから有感面に放射される放射線の検出に応じて検出信号を出力する放射線検出器と、
を備え、イオン化放射線ダストと同極の電圧が印加された集塵体の外周電極からの斥力によりイオン化放射線ダストを排気孔に通過させないようにするとともに、集塵面からの吸引力により集塵体の集塵面にイオン化放射線ダストを集塵させることを特徴とするダストモニタ。
【請求項１】
絶縁体により形成される略板状の絶縁ベース部と、
絶縁ベース部の一方の面に形成される電極と、
を備え、
絶縁ベース部の他方の面ではそのまま絶縁体を露出させ、この露出する絶縁体を集塵面とすることを特徴とする集塵体。
【請求項２】
請求項１に記載の集塵体において、
前記絶縁ベース部は、前記電極の周囲に一または複数以上の排気孔を備えることを特徴とする集塵体。
【請求項３】
請求項２に記載の集塵体において、
前記絶縁ベース部は、前記電極の周囲および排気孔内に外周電極を備えることを特徴とする集塵体。
【請求項４】
放射線ダストを捕集して放射線を検出するダストモニタであって、
放射線ダストを含む空気を吸引して加圧の上で送出する圧送ポンプと、
圧送ポンプの下流側に配置され、圧送ポンプから排気された空気がイオン化空間内を通過するイオン化部と、
イオン化部のイオン化空間内にイオンを放出して放射線ダストを正又は負の一方の極性に帯電させてイオン化放射線ダストとするイオン生成部と、
イオン化部の下流側に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が検出空間内に流入する検出部と、
検出部の検出空間内で空気が吹き付けられるように配置され、イオン化放射線ダストと反対の極性の電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集する請求項１の集塵体と、
検出部の検出空間に連通し、イオン化放射線ダスト捕集後の空気を排気する排気路と、
検出空間内で集塵体と有感面とが対向するように検出部に取付けられ、放射線ダストから有感面に放射される放射線の検出に応じて検出信号を出力する放射線検出器と、
を備えることを特徴とするダストモニタ。
【請求項５】
請求項４に記載のダストモニタにおいて、
前記排気路の開口部周囲および排気路内に外周電極を設け、
イオン化放射線ダストと同極の電圧が印加された外周電極からの斥力によりイオン化放射線ダストを排気路に通過させないようにするとともに、集塵面からの吸引力により集塵体の集塵面にイオン化放射線ダストを集塵させることを特徴とするダストモニタ。
【請求項６】
放射線ダストを捕集して放射線を検出するダストモニタであって、
放射線ダストを含む空気を吸引して加圧の上で送出する圧送ポンプと、
圧送ポンプの下流側に配置され、圧送ポンプから排気された空気がイオン化空間内を通過するイオン化部と、
イオン化部のイオン化空間内にイオンを放出して放射線ダストを正又は負の一方の極性に帯電させてイオン化放射線ダストとするイオン生成部と、
イオン化部の下流側に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が検出空間内に流入する検出部と、
検出部内の検出空間で空気が吹き付けられるように配置され、イオン化放射線ダストと反対の極性の電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集するとともに捕集後の空気を排気孔を通じて排気する請求項２の集塵体と、
検出空間内で集塵体と有感面とが対向するように検出部に取付けられ、放射線ダストから有感面に放射される放射線の検出に応じて検出信号を出力する放射線検出器と、
を備えることを特徴とするダストモニタ。
【請求項７】
放射線ダストを捕集して放射線を検出するダストモニタであって、
放射線ダストを含む空気を吸引して加圧の上で送出する圧送ポンプと、
圧送ポンプの下流側に配置され、圧送ポンプから排気された空気がイオン化空間内を通過するイオン化部と、
イオン化部のイオン化空間内にイオンを放出して放射線ダストを正又は負の一方の極性に帯電させてイオン化放射線ダストとするイオン生成部と、
イオン化部の下流側に配置され、イオン化放射線ダストを含む空気が検出空間内に流入する検出部と、
検出部内の検出空間で空気が吹き付けられるように配置され、イオン化放射線ダストと反対の極性の電圧が電極に印加されて集塵面からの吸引力によりイオン化放射線ダストを捕集するとともに捕集後の空気を排気孔を通じて排気する請求項３の集塵体と、
検出空間内で集塵体と有感面とが対向するように検出部に取付けられ、放射線ダストから有感面に放射される放射線の検出に応じて検出信号を出力する放射線検出器と、
を備え、イオン化放射線ダストと同極の電圧が印加された集塵体の外周電極からの斥力によりイオン化放射線ダストを排気孔に通過させないようにするとともに、集塵面からの吸引力により集塵体の集塵面にイオン化放射線ダストを集塵させることを特徴とするダストモニタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−３２９８５３（Ｐ２００６−３２９８５３Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５５１０２（Ｐ２００５−１５５１０２）
【出願日】平成１７年５月２７日（２００５．５．２７）
【出願人】（０００２３０９４０）日本原子力発電株式会社 (130)
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２７日（２００５．５．２７）
【出願人】（０００２３０９４０）日本原子力発電株式会社 (130)
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
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