粒子状物質捕集装置及び粒子状物質測定装置
【課題】捕集された粒子の異なる粒径ごとの放射線計測を自動的に行うことができる粒子状物質測定装置を提供する。
【解決手段】本発明の粒子状物質測定装置は、複数のインパクター４が水平方向に並列に配置された水平カスケードインパクター２を備えている。各インパクター４は、上方より下方に向かって、分級プレート６を設置した分級プレートホルダー５及び捕集プレート８を設置した捕集プレートホルダー７をこの順序で配置している。各捕集プレート８の周囲を取り囲んで配置された複数の貫通孔９が捕集プレートホルダー７に形成される。各インパクター４は、着脱可能に結合された上部筐体３Ａ及び下部筐体３Ｂを含む筐体３内に配置される。採取された空気は１つのインパクター４から他のインパクター内に順次導かれる。この空気に含まれた粒子は、各インパクター４の捕集プレート８に捕集される。
【解決手段】本発明の粒子状物質測定装置は、複数のインパクター４が水平方向に並列に配置された水平カスケードインパクター２を備えている。各インパクター４は、上方より下方に向かって、分級プレート６を設置した分級プレートホルダー５及び捕集プレート８を設置した捕集プレートホルダー７をこの順序で配置している。各捕集プレート８の周囲を取り囲んで配置された複数の貫通孔９が捕集プレートホルダー７に形成される。各インパクター４は、着脱可能に結合された上部筐体３Ａ及び下部筐体３Ｂを含む筐体３内に配置される。採取された空気は１つのインパクター４から他のインパクター内に順次導かれる。この空気に含まれた粒子は、各インパクター４の捕集プレート８に捕集される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子状物質捕集装置及び粒子状物質測定装置に係り、一般生活環境、地下街、地下駐車場及び地下鉄等の地下環境の健康リスク、及び石炭等の採掘現場及びトンネル工事現場等の作業環境の健康リスクのモニタリングに用いられ、環境中のアルファ線放出核種を捕集するのに好適な粒子状物質捕集装置及び粒子状物質測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧米では、環境放射線（自然放射性核種でもあるラドンからのアルファ線）に関する健康リスク評価を基に、環境放射線に対する対応レベルが定められている。わが国でもその対応レベルについての検討が進められている。ラドン（以下、ラドンの短寿命壊変生成物を含め、総称してラドンという）の健康リスクは、ラドンがエアロゾルに付着した放射性エアロゾルを人間が吸入することによって生じる。吸入されたエアロゾルは粒径によって肺への沈着部位が異なる。このため、健康リスクを正確に評価するために、エアロゾルの粒径分布の測定及び各粒径におけるアルファ線エネルギースペクトルの測定が必要となる。
【０００３】
現在、粒径分布測定用として、縦型の低圧カスケードインパクターが市販されている。縦型の低圧カスケードインパクターは、粒子径の異なるエアロゾルを弁別して捕捉するために、上下方向に多段に配置された粒子弁別用インパクターを有する。この縦型の低圧カスケードインパクターを用いて、環境放射線の測定現場において空気中のエアロゾルの粒子径を弁別して捕集する。エアロゾルを捕集した低圧カスケードインパクターを、放射線を測定する場所まで持ち帰り、放射線検出器として用いているイメージングプレートを用いて補修した放射線エアロゾルのアルファ線を測定している。放射性エアロゾルの粒径を測定せずに、このエアロゾルの粒径を仮定して放射線強度のみを測定しても良い。縦型の低圧カスケードインパクターの一例が特開昭６３−７５６３９号公報に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−７５６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
縦型の低圧カスケードインパクターを用いて空気中のエアロゾルを粒径別に捕集した場合、粒子径毎に弁別して捕集された試料（エアロゾル）のアルファ線エネルギースペクトルを測定するためには、試料をそれぞれ捕捉する複数の粒子弁別用インパクターを段ごとに取り外して縦型の低圧カスケードインパクターから取り出す必要がある。したがって、この縦型の低圧カスケードインパクターに捕捉された粒径の異なるそれぞれのエアロゾルに対するアルファ線エネルギースペクトルの測定を自動に行うことは困難である。特に、ラドンの健康リスクの正確な評価のためには、異なる粒径のエアロゾルごとにアルファ線エネルギースペクトルの測定が必要である。このため、縦型の低圧カスケードインパクターを用いた場合には、健康リスクを自動でモニタリングすることは不可能である。
【０００６】
本発明の目的は、捕集された粒子の異なる粒径ごとの放射線計測を自動的に行うことができる粒子状物質捕集装置及び粒子状物質測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、筐体と、採取された気体に含まれる粒子状物質を粒子径によって弁別する分級プレート、及び分級プレートよりも下流に配置されて弁別された粒子状物質を捕集する捕集部材を有する複数の粒子状物質捕集部とを備え、
複数の粒子状物質捕集部を、筐体内で、この筐体のある１つの断面において並列に配置していることにある。
【０００８】
複数の粒子状物質捕集部が、筐体内で、この筐体のある１つの断面において並列に配置されているので、粒子状物質捕集部を筐体内から移送装置を用いて容易に取り出すことができ、この移送装置により粒子状物質捕集部を放射線検出器による放射線計測位置まで容易に移送することができる。したがって、粒子状物質捕集部に捕集した粒子状物質の異なる粒径ごとの放射線計測を自動的に行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、捕集された粒子状物質の異なる粒径ごとの放射線計測を自動的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
発明者らは、気体に含まれる、アルファ線放出核種が付着した粒子を異なる粒径毎に弁別し、弁別された異なる粒径の粒子ごとのアルファ線放出核種の測定方法を種々検討した。この検討の結果、発明者らは新たな知見を得ることができた。本発明はこの新たな知見に基づいて成されたものである。この新たな知見は、従来の縦型のカスケードインパクターにおいて上下方向に配置されていた複数の粒子捕集エレメントを例えば水平方向に配置することによってそれぞれの粒子捕集エレメントで捕集された粒径の異なる粒子ごとの放射線計測を自動化することができる、というものである。複数の粒子捕集エレメントを水平方向に配置した粒子状物質捕集装置を用いることによって、環境中のアルファ線放出核種による、一般生活環境、地下街、地下駐車場及び地下鉄等の地下環境における健康リスク、及び石炭等の採掘現場及びトンネル工事現場等の作業環境における健康リスクを自動モニタリングすることが可能となる。上記の新たな知見の内容を以下に具体的に説明する。
【００１１】
インパクターは慣性衝突を利用して粒子を捕集する装置である。このインパクターを多段に組み上げることによって、粒径の異なる粒子を捕集する装置であるカスケードインパクターを構成することができる。直進する、粒子を含む空気の流れを曲げた場合には、勢いがついた粒子は曲がりきれずに空気の流れから外れる。空気の流れから外れる勢いは大きな粒子ほど大きくなる。これが慣性力といわれる力で、この慣性力を利用してサンプリングした空気に含まれる粒子を弁別する装置がインパクターである。まっすぐな空気の流れに対して垂直に粒子捕集プレートを置いて粒子捕集プレートの直前で空気の流れ方向を曲げると、勢いあまった粒子が粒子捕集プレートに衝突し、この粒子が捕集プレートに捕集される。吸引する空気の流量、及び粒径の異なる粒子を分ける分級プレートの穴の直径を変えることによって、捕集できる粒子の粒径を調整することができる。
【００１２】
したがって、各インパクター間において気体の流れを妨げない構造を採用することにより、各インパクターを水平方向に配置したカスケードインパクターを得ることができる。各インパクターに設けられる分級プレートの孔の内径を変えることによって、それぞれのインパクターの粒子捕集プレートで捕集できる粒子の粒径を調整することができる。
【００１３】
各インパクターを水平方向に配置したカスケードインパクターにおいて、各インパクターを収納する筺体を開閉する筺体開閉装置を設けることが考えられる。この筺体開閉装置を設けることによって、異なる粒径の粒子をそれぞれ捕集した各粒子捕集プレートを筺体から取り出すことができる。筺体から取り出された各粒子捕集プレートを放射線検出器の位置まで移送する移送装置を設ける。さらに、放射線検出器の多チャンネル化を行うことによって、複数の粒子捕集プレートにてそれぞれ捕集された粒径の異なる複数の粒子に対する放射線スペクトル（アルファ線スペクトル）の測定を一度に行うことが可能となる。補修された粒子には、アルファ線放出核種が付着している。粒子の粒径の同定は、肺に吸引されたときにおける肺の中での粒子の沈着位置を同定することができる。アルファ線スペクトルを測定は、粒子の沈着位置での線量を特定することができる。これによって、正確な健康評価が可能となる。
【００１４】
各インパクターを水平方向に配置したカスケードインパクターを用いた粒子状物質測定装置は、異なる粒径の粒子の弁別捕集、及びアルファ線スペクトルの測定を装置内で連続して行うことができるので、環境の健康リスクの自動モニタリングに適する。
【００１５】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の好適な一実施例である実施例1の粒子状物質測定装置を、図１から図７を用いて説明する。本実施例の粒子状物質測定装置１は、水平カスケードインパクター（粒子状物質捕集装置）２、筺体開閉装置２６、移送装置３６及び放射線検出装置４４を備えている（図６参照）。水平カスケードインパクター２、筺体開閉装置２６及び移送装置３６の各構成を以下に詳細に説明する。
【００１７】
まず、水平カスケードインパクター２の概略構成を、図１を用いて説明する。水平カスケードインパクター２は、複数のインパクター（粒子状物質捕集部）４を、筐体３の１つの断面内、例えば、水平方向に配置して構成される。粒子状物質測定装置１は、４つのインパクター４を水平方向に配置している。水平カスケードインパクター２は、筺体３及び複数のインパクター４を有する。各インパクター４は、分級プレートホルダー５、分級プレート６、捕集プレートホルダー（捕集部材ホルダー）７及び捕集プレート（捕集部材）８をそれぞれ有し、筺体３内に設置される。筺体３は、上下方向（筐体３の１つの断面と交差する方向）に開閉可能であり、上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂを有している。分級プレートホルダー５は、上部筺体３Ａ内に配置されて上部筺体３Ａに取り付けられ、分級プレート６を保持している。捕集プレート８を保持する捕集プレートホルダー７は、分級プレートホルダー５の下方に配置される。この捕集プレートホルダー５は、上部筺体３Ａの仕切り板１３Ａの下端部及び下部筺体３Ｂの仕切り板１３Ｂの下端部にそれぞれ設けられる着脱部材２５によって保持される。分級プレートホルダー５及び捕集プレートホルダー７は、各インパクター４で共用されている。分級プレート６には、サンプリングした空気が通過する多数の貫通孔が形成されている。この貫通孔の内径は、インパクター４ごとに異なっている。各捕集プレート８をそれぞれ取り囲んでいる複数の貫通孔９が、捕集プレートホルダー７に形成される（図３（Ｂ）参照）。
【００１８】
各インパクター４は、内部に、第１空間１５、第２空間１６及び第３空間２３を形成している。第１空間１５は上部筺体３Ａの上端部と分級プレートホルダー５の間に形成される。第２空間１６は分級プレートホルダー５と補修プレートホルダー７の間に形成される。第３空間２３は分級プレートホルダー７と下部筺体３Ａの底面との間に形成される。上部筺体３Ａ内に設置された仕切り板１３Ａ及び下部筺体３Ｂ内に設置された仕切り板１３Ｂは、上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂが結合された状態で、２つのインパクター４に形成された第１空間１５、第２空間１６及び第３空間２３のそれぞれの間に配置され、互いのこれらの空間を隔離している。上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂは着脱可能な結合部材２４Ａ，２４Ｂによって結合される。
【００１９】
上部筺体３Ａに設けられた結合部材２４Ａ，２４Ｂは、例えばゴム製であり、後述の筐体把持装置２７及び３１によって上部筐体３Ａ及び下部筐体３Ｂを互いに押し付けたときに下部筺体３Ｂの側壁にそれぞれ接触する。着脱部材２５も、ゴム製であり、補修プレートホルダー７に接触される。結合部材２４Ａ，２４Ｂを設けることによって、筐体３内に流入したサンプリング空気が筐体３の外に漏洩することを防止できる。また、着脱部材２５の設置により、インパクター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ及び４Ｄの相互間でのサンプリング空気の漏洩を防止することができる。
【００２０】
水平カスケードインパクター２は、例えば、地下街等の地下環境（またはトンネル工事現場等の作業環境）に設置される。図示されていない吸引装置を駆動することによって、環境からサンプリングした空気を、吸引口５９から水平カスケードインパクター２の１つのインパクター４、すなわち、最も大きな内径を有する貫通孔を形成している分級プレート６を有するインパクター４内の第１空間１５に導かれる。分級プレート６の貫通孔を通過して第２空間１６に流入した空気の流れは、各貫通孔９に向かって曲げられる。このとき、空気に含まれている粒径の大きなエアロゾル（粒子）は、曲がりきらずに直進し、捕集プレート８に捕集される。各貫通孔９を通過して第３空間２３に流入した空気は、水平方向において隣に存在する他のインパクター４の第１空間１５内に導かれる。この空気は、このインパクター４内で、第２空間１６及び第３空間２３へと流れる。
【００２１】
粒子状物質測定装置１に用いられる水平カスケードインパクター２の詳細な構造を、図２から図５を用いて説明する。水平カスケードインパクター２は、図２及び図３に示すように、水平方向に配置された４つのインパクター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ及び４Ｄを有する。インパクター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ及び４Ｄは筺体３内に配置される。上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂを有する筺体３の外観形状は直方体になっている。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、仕切り板１０Ａ及び１１Ａが、上部筺体３Ａ内に平行に配置され、それぞれの両端部が上部筺体３Ａの側壁に取り付けられる。仕切り板１２Ａ，１３Ａ及び１４Ａが、仕切り板１０Ａ及び１１Ａと直交する方向で上部筺体３Ａ内に平行に配置され、それぞれの両端部が上部筺体３Ａの側壁に取り付けられる。仕切り板１０Ａ及び１１Ａと仕切り板１２Ａ，１３Ａ及び１４Ａによって格子が形成される。図３（Ｃ）に示すように、仕切り板１０Ｂ及び１１Ｂが、下部筺体３Ｂ内に平行に配置され、それぞれの両端部が下部筺体３Ｂの側壁に取り付けられる。仕切り板１２Ｂ，１３Ｂ及び１４Ｂが、仕切り板１０Ｂ及び１１Ｂと直交する方向で下部筺体３Ｂ内に平行に配置され、それぞれの両端部が下部筺体３Ｂの側壁に取り付けられる。仕切り板１０Ｂ及び１１Ｂと仕切り板１２Ｂ，１３Ｂ及び１４Ｂによって格子が形成される。
【００２２】
インパクター４Ａは、分級プレートホルダー５、分級プレート６Ａ、捕集プレートホルダー７及び捕集プレート８Ａをそれぞれ有する（図４（Ａ）及び図５（Ａ）参照）。分級プレートホルダー５は捕集プレートホルダー７の上方に配置される。分級プレートホルダー５の周辺部が上部筺体３Ａの内面に取り付けられる。多数の貫通孔が形成される分級プレート６Ａが分級プレートホルダー５に取り付けられる。捕集プレート８Ａが捕集プレートホルダー７に取り付けられ、円弧状の４つの貫通孔９Ａが捕集プレート８Ａの周囲で捕集プレートホルダー７に形成される（図３（Ｂ）参照）。
【００２３】
さらに、インパクター４Ａは、上部筺体３Ａの上面と分級プレートホルダー５の間に形成される第１空間１５Ａ、分級プレートホルダー５と捕集プレートホルダー７の間に形成される第２空間１６Ａ、及び捕集プレートホルダー７と下部筺体３Ｂの底面の間に形成される第３空間２３Ａを形成している。第１空間１５Ａ、第２空間１６Ａ及び第３空間２３Ａは、この順序で上方より下方に向かって配置される。第１空間１５Ａ及び第２空間１６Ａは、四方を、上部筺体３Ａの側壁、及び仕切り板１０Ａ，１２Ａ及び１３Ａによって取り囲まれている。第３空間２３Ａは、四方を、下部筺体３Ｂの側壁、及び仕切り板１０Ｂ，１２Ｂ及び１３Ｂによって取り囲まれている。上部筺体３Ａの上面に取り付けられた吸引口５９は第１空間１５Ａに接続される。
【００２４】
インパクター４Ｂは、分級プレートホルダー５、分級プレート６Ｂ、捕集プレートホルダー７及び捕集プレート８Ｂをそれぞれ有する（図４（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）。多数の貫通孔が形成される分級プレート６Ｂが分級プレートホルダー５に取り付けられる。捕集プレート８Ｂが捕集プレートホルダー７に取り付けられ、円弧状の４つの貫通孔９Ｂが捕集プレート８Ｂの周囲で捕集プレートホルダー７に形成される。
【００２５】
インパクター４Ｂは、上部筺体３Ａの上面と分級プレートホルダー５の間に形成される第１空間１５Ｂ、分級プレートホルダー５と捕集プレートホルダー７の間に形成される第２空間１６Ｂ、及び捕集プレートホルダー７と下部筺体３Ｂの底面の間に形成される第３空間２３Ｂを形成している。第１空間１５Ｂ、第２空間１６Ｂ及び第３空間２３Ｂは、この順序で上方より下方に向かって配置される。第１空間１５Ｂ及び第２空間１６Ｂは、四方を、仕切り板１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ及び１３Ａによって取り囲まれている。第３空間２３Ｂは、四方を、仕切り板１０Ｂ，１１Ｂ，１２Ｂ及び１３Ｂによって取り囲まれている。
【００２６】
インパクター４Ｃは、分級プレートホルダー５、分級プレート６Ｃ、捕集プレートホルダー７及び捕集プレート８Ｃをそれぞれ有する（図４（Ｃ）及び図５（Ｂ）参照）。多数の貫通孔が形成される分級プレート６Ｃが分級プレートホルダー５に取り付けられる。捕集プレート８Ｃが捕集プレートホルダー７に取り付けられ、円弧状の４つの貫通孔９Ｃが捕集プレート８Ｃの周囲で捕集プレートホルダー７に形成される。
【００２７】
インパクター４Ｃは、上部筺体３Ａの上面と分級プレートホルダー５の間に形成される第１空間１５Ｃ、分級プレートホルダー５と捕集プレートホルダー７の間に形成される第２空間１６Ｃ、及び捕集プレートホルダー７と下部筺体３Ｂの底面の間に形成される第３空間２３Ｃを形成している。第１空間１５Ｃ、第２空間１６Ｃ及び第３空間２３Ｃは、この順序で上方より下方に向かって配置される。第１空間１５Ｃ及び第２空間１６Ｃは、四方を、仕切り板１０Ａ，１１Ａ，１３Ａ及び１４Ａによって取り囲まれている。第３空間２３Ｃは、四方を、仕切り板１０Ｂ，１１Ｂ，１３Ｂ及び１４Ｂによって取り囲まれている。
【００２８】
インパクター４Ｄは、分級プレートホルダー５、分級プレート６Ｄ、捕集プレートホルダー７及び捕集プレート８Ｄをそれぞれ有する（図４（Ｂ）及び図５（Ａ）参照）。多数の貫通孔が形成される分級プレート６Ｄが分級プレートホルダー５に取り付けられる。捕集プレート８Ｄが捕集プレートホルダー７に取り付けられ、円弧状の４つの貫通孔９Ｄが捕集プレート８Ｄの周囲で捕集プレートホルダー７に形成される。
【００２９】
インパクター４Ｄは、上部筺体３Ａの上面と分級プレートホルダー５の間に形成される第１空間１５Ｄ、分級プレートホルダー５と捕集プレートホルダー７の間に形成される第２空間１６Ｄ、及び捕集プレートホルダー７と下部筺体３Ｂの底面の間に形成される第３空間２３Ｄを形成している。第１空間１５Ｄ、第２空間１６Ｄ及び第３空間２３Ｄは、この順序で上方より下方に向かって配置される。第１空間１５Ｄ及び第２空間１６Ｄは、四方を、上部筺体３Ａの側壁、及び仕切り板１０Ａ，１３Ａ及び１４Ａによって取り囲まれている。第３空間２３Ｄは、四方を、下部筺体３Ｂの側壁、及び仕切り板１０Ｂ，１３Ｂ及び１４Ｂによって取り囲まれている。
【００３０】
分級プレートホルダー５及び捕集プレートホルダー７は、インパクター４Ａ〜４Ｄで共用される。すなわち、分級プレート６Ａ〜６Ｄが１つの分級プレートホルダー５に取り付けられており、分級プレート６Ａ〜６Ｄのそれぞれの中心が正方形の角に位置するように配置される（図３（Ａ）参照）。捕集プレート８Ａ〜８Ｄが１つの捕集プレートホルダー７に取り付けられており、捕集プレート８Ａ〜８Ｄのそれぞれの中心が正方形の角に位置するように配置される（図３（Ｂ）参照）。分級プレートホルダー５に取り付けられた分級プレート６Ａ〜６Ｄに形成された各貫通孔の内径は、分級プレート６Ａ、分級プレート６Ｂ、分級プレート６Ｃ及び分級プレート６Ｄの順に小さくなっている。分級プレート６Ａに形成された貫通孔の内径がもっとも大きく、分級プレート６Ｄに形成された貫通孔の内径が最も小さい。
【００３１】
第３空間２３Ａと第１空間１５Ｂは、連絡通路４９によって連通される。連絡通路４９は、下部筺体３Ｂの側壁、仕切り板１２Ｂ、捕集プレートホルダー７及び下部筺体３Ｂの底面によって取り囲まれて形成される第１水平通路、及び上部筺体３Ａの側壁及び仕切り板１０Ａ，１１Ａ及び１２Ａによって取り囲まれて形成される第１上昇通路を有する（図３（Ｃ）、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）参照）。第１水平通路は、空間１８Ａ、開口部１７Ｂ及び空間１８Ｂを連絡して形成され、仕切り板１２Ｂに形成された開口部１７Ａによって第３空間２３Ａに連絡される。第１上昇通路は、開口部１９Ａ、空間２０Ａ、開口部２１Ｂ及び空間２２Ａを連絡して形成され、仕切り板１２Ａに形成された開口部２１Ａを通して第１空間１５Ｂに連絡される。第１水平通路と第１上昇通路は、開口部１９Ａにより連絡される。開口部１７Ｂ，１９Ａ及び２１Ｂは、仕切り板１０Ｂ、捕集プレートホルダー７及び分級プレートホルダー５に形成される。
【００３２】
第３空間２３Ｂと第１空間１５Ｃは、連絡通路５０によって連通される。連絡通路５０は、下部筺体３Ｂの側壁、仕切り板１１Ｂ、捕集プレートホルダー７及び下部筺体３Ｂの底面によって取り囲まれて形成される第２水平通路、及び上部筺体３Ａの側壁、及び仕切り板１１Ａ，１３Ａ及び１４Ａによって取り囲まれて形成される第２上昇通路を有する（図３（Ｃ）、図４（Ｃ）及び図５（Ｃ）参照）。第２水平通路は、空間１８Ｃ、開口部１７Ｄ及び空間１８Ｄを連絡して形成され、仕切り板１１Ｂに形成された開口部１７Ｃによって第３空間２３Ｂに連絡される。第２上昇通路は、開口部１９Ｂ、空間２０Ｂ、開口部２１Ｄ及び空間２２Ｂを連絡して形成され、仕切り板１１Ａに形成された開口部２１Ｃを通して第１空間１５Ｃに連絡される。第１水平通路と第１上昇通路は、開口部１９Ｂにより連絡される。開口部１７Ｄ，１９Ｂ及び２１Ｄは、仕切り板１３Ｂ、捕集プレートホルダー７及び分級プレートホルダー５に形成される。
【００３３】
第３空間２３Ｃと第１空間１５Ｄは、連絡通路５１によって連通される。連絡通路５１は、下部筺体３Ｂの側壁、仕切り板１４Ｂ、捕集プレートホルダー７及び下部筺体３Ｂの底面によって取り囲まれて形成される第３水平通路、及び上部筺体３Ａの直交する２つの側壁、及び仕切り板１０Ａ及び１４Ａによって取り囲まれて形成される第３上昇通路を有する（図３（Ｃ）、図４（Ｄ）及び図５（Ａ）参照）。第３水平通路は、空間１８Ｅ、開口部１７Ｆ及び空間１８Ｆを連絡して形成され、仕切り板１４Ｂに形成された開口部１７Ｅによって第３空間２３Ｃに連絡される。第３上昇通路は、開口部１９Ｃ、空間２０Ｃ、開口部２１Ｆ及び空間２２Ｃを連絡して形成され、仕切り板１４Ａに形成された開口部２１Ｅを通して第１空間１５Ｄに連絡される。第３水平通路と第３上昇通路は、開口部１９Ｃにより連絡される。開口部１７Ｆ，１９Ｃ及び２１Ｆは、仕切り板１０Ｂ、捕集プレートホルダー７及び分級プレートホルダー５に形成される。
【００３４】
筺体開閉装置２６は、筺体把持装置２７，３１、上下方向移動装置３０，３４及びマスト３５を有する（図６参照）。マスト３５は、ベース５６の上に設置され、上方に向かって伸びている。ラック５７がマスト３５の一面に形成される。上下方向移動装置３０，３４は、マスト３５に移動可能に取り付けられる。上下方向移動装置３０，３４には、モータ（図示せず）がそれぞれ設置され、モータの回転軸に取り付けられる各ピニオン（図示せず）がラック５７と噛み合っている。
【００３５】
筺体把持装置２７は、マスト３５と直交する方向に伸びるアーム２８及び一対の把持部材２９Ａ，２９Ｂを有する。筺体把持装置２７、すなわち、アーム２８が上下方向移動装置３０に取り付けられる。アーム２８に取り付けられた把持部材２９Ａ，２９Ｂがアーム２８に沿って移動可能である。把持部材２９Ａ，２９Ｂの一端部にそれぞれ形成されたネジ孔がアーム２８に取り付けられたネジ棒（図示せず）に噛み合っている。ネジ棒がアーム２８に設けられた他のモータ（図示せず）によって回転されると、把持部材２９Ａ，２９Ｂがアーム２８に沿って反対方向に移動される。
【００３６】
筺体把持装置３１は、マスト３５と直交する方向に伸びるアーム３２及び一対の把持部材３３Ａ，３３Ｂを有する。筺体把持装置３１、すなわち、アーム３２が上下方向移動装置３４に取り付けられる。アーム３２に取り付けられた把持部材３３Ａ，３３Ｂがアーム３２に沿って移動可能である。アーム３２にはアーム２８に設けられた駆動機構と同じ駆動機構が設けられ、この駆動機構により把持部材３３Ａ，３３Ｂはアーム３２に沿って反対方向に移動される。
【００３７】
保管容器５４がベース５６上に設置され、他の保管容器５２が保管容器５４の上に設置される。未使用の４つの捕集プレート８が設けられた捕集プレートホルダー７が保管容器５２内に保管される（図７参照）。捕集プレート８が使用済になった捕集プレートホルダー７Ａが保管容器５４内に保管される（図７参照）。保管容器５２，５４は筺体開閉装置２６、すなわち、マスト３５の前方に配置される。水平カスケードインパクター２は保管容器５２の上に置かれる。
【００３８】
保管容器５４の隣でベース５６上に配置される放射線検出装置４４は、図７に示すように、放射線検出器４５及び収納容器４６を有する。放射線検出器４５は、アルファ線検出器であり、収納容器４６上に設置される。放射線検出装置４４、すなわち、収納容器４６がベース５６上に設置される。収納容器４６は、捕集プレートホルダー７を保持する支持部材５８を内部に設置しており、前面に扉４７を設けている。データ処理装置４８が収納容器４６の脇に設置されている。
【００３９】
移送装置３６は、ホルダー把持装置５３、上下方向移動装置５４、マスト３９、走行装置４０及びガイドレール４１，４２，４３を有する（図６参照）。ガイドレール４１がマスト３５との間で保管容器５４を挟むようにベース５６上に設置される。このガイドレール４１は、保管容器５４及び放射線検出装置４４の並びに沿って伸びている。ガイドレール４２，４３は、ガイドレール４１と直交する方向に伸びてベース５６上に設置される。ガイドレール４２はガイドレール４１から保管容器５４及びマスト３５に向かって伸びている。ガイドレール４３はガイドレール４１から放射線検出装置４４に向かって伸びている。
【００４０】
走行装置４０は、ガイドレール４１に噛み合っており、ガイドレール４１，４２，４３に沿って移動可能である。マスト３９は、走行装置４０上に設置され、上方に向かって伸びている。マスト３９の一面にもラック（図示せず）が形成される。上下方向移動装置５４には、上下方向移動装置３０と同様に、駆動機構が設けられるので、上下方向移動装置５４はマスト３９に沿って移動することができる。
【００４１】
ホルダー把持装置５３は、マスト３９と直交する方向に伸びるアーム３７及び一対の把持部材３８Ａ，３８Ｂを有する。ホルダー把持装置５３、すなわち、アーム３７が上下方向移動装置５４に取り付けられる。アーム３７に取り付けられた把持部材３８Ａ，３８Ｂがアーム３７に沿って移動可能である。アーム３７にはアーム２８に設けられた駆動機構と同じ駆動機構が設けられ、この駆動機構により把持部材３８Ａ，３８Ｂはアーム３７に沿って反対方向に移動される。
【００４２】
粒子状物質測定装置１は、例えば、地下街に設置される。水平カスケードインパクター２の排出口に接続された吸引装置（図示せず）を駆動することによって、地下街の環境からサンプリングされた空気がインパクター４Ａ内に流入する。この空気は、図８に示すように、インパクター４Ｂ，４Ｃ及び４Ｄへと順次導かれる。この空気の流れを図３、図４及び図５を用いて詳細に説明する。
【００４３】
地下街の環境からサンプリングされてインパクター４Ａ内に流入した空気は、インパクター４Ａ内において、第１空間１５Ａ、分級プレート６Ａ、第２空間１６Ａ及び貫通孔９Ａを通過して第３空間２３Ａに達する。空気に含まれた粒子（エアロゾル）のうちで粒径の大きな粒子（分級プレート６Ａの貫通孔の内径で決まる粒径を有する粒子）が捕集プレート８Ａに捕捉される。捕捉された粒子よりも粒径の小さな粒子を含む空気は、開口部１７Ａから連絡通路４９内に排出され、連絡通路４９を通してインパクター４Ｂの第１空間１５Ｂ内に導かれる。
【００４４】
第１空間１５Ｂ内に流入した空気は、インパクター４Ｂ内において、分級プレート６Ｂ、第２空間１６Ｂ及び貫通孔９Ｂを通過して第３空間２３Ｂに達する。この空気に含まれた粒子のうちで粒径の大きな粒子（分級プレート６Ｂの貫通孔の内径で決まる粒径を有する粒子）が捕集プレート８Ｂに捕捉される。捕捉された粒子よりも粒径の小さな粒子を含む空気は、開口部１７Ｃから連絡通路５０内に排出され、連絡通路５０を通してインパクター４Ｃの第１空間１５Ｃ内に導かれる。
【００４５】
第１空間１５Ｃ内に流入した空気は、インパクター４Ｃ内において、分級プレート６Ｃ、第２空間１６Ｃ及び貫通孔９Ｃを通過して第３空間２３Ｃに達する。この空気に含まれた粒子のうちで粒径の大きな粒子（例えば、分級プレート６Ｃの貫通孔の内径で決まる粒径を有する粒子）が捕集プレート８Ｃに捕捉される。捕捉された粒子よりも粒径の小さな粒子を含む空気は、開口部１７Ｅから連絡通路５１内に排出され、連絡通路５１を通してインパクター４Ｄの第１空間１５Ｄ内に導かれる。
【００４６】
第１空間１５Ｄ内に流入した空気は、インパクター４Ｄ内において、分級プレート６Ｄ、第２空間１６Ｄ及び貫通孔９Ｄを通過して第３空間２３Ｄに達する。この空気に含まれた粒子（分級プレート６Ｄの貫通孔の内径で決まる粒径を有する粒子）が捕集プレート８Ｄに捕捉される。第３空間２３Ｄに到達した空気は、下部筺体３Ｂに設けられた排出口（図示せず）から排出され、地下街の環境に戻される。
【００４７】
カスケードインパクターの各プレートでの捕集効率におけるカットオフ粒径は、分級プレート６に形成された貫通孔の内径のルートに比例する。貫通孔の内径が大きい場合は、粒径が大きい粒子は、捕集プレート８へのインパクトが大きくなるので、捕集プレート８に捕集される効率が高くなる。逆に、粒径の小さい粒子は、捕集プレート８へのインパクトが小さいので、この捕集プレート８に捕集されなくなる。ある捕集プレート８では、ある所定の粒径(カットオフ粒径)を境に、捕集されるか否かが決まる。したがって、複数の分級プレート６において形成される貫通孔の内径を除々に小さくすることによって、それぞれのカットオフ粒径の間に存在する粒子が該当する捕集プレート８で捕集されることになる。
【００４８】
サンプリングされた空気が上記したように各インパクター内を順次流れるので、分級プレート６Ａ〜６Ｄの作用により捕集プレート８Ａ〜８Ｄの各々で粒径が異なる粒子を捕捉することができる。地下街の空気のサンプリングを開始して所定時間が経過した後、吸引装置を停止して空気のサンプリングを停止する。その後、水平カスケードインパクター２内の捕集プレートホルダー７が、放射線検出装置４４の収納容器４６内まで移送される。この捕集プレートホルダー７の移送を以下に説明する。
【００４９】
捕集プレートホルダー７の移送は、移送装置３６を用いて行われる。捕集プレートホルダー７の移送の前に、水平カスケードインパクター２内から捕集プレートホルダー７を取り出さねばならなく、筺体３を開く必要がある。この筺体３を開くために用いられる装置が、筺体開閉装置２６である。筺体開閉装置２６を用いた筺体３の開操作を以下に説明する。
【００５０】
アーム３２に設けられたモータを駆動して持把部材３３Ａ，３３Ｂを反対方向に移動させ、持把部材３３Ａと持把部材３３Ｂの間隔を下部筺体３Ｂの幅よりも広くしておく。上下方向移動装置３４に設けられたモータを回転させて上下方向移動装置３４をマスト３５に沿って移動させ、持把部材３３Ａ，３３Ｂを保管容器５２の上に置かれた下部筺体３Ｂの高さに合せる。このとき、持把部材３３Ａと持把部材３３Ｂの間に下部筺体３Ｂが位置している。そして、持把部材３３Ａと持把部材３３Ｂの間隔を狭め、持把部材３３Ａ及び３３Ｂを下部筺体３Ｂの向き合っている２つの側面に接触させる。下部筺体３Ｂは筺体把持装置３１によって把持される（図３（Ｃ）参照）。
【００５１】
上下方向移動装置３０をマスト３５に沿って移動させ、相互間の間隔が広げられた持把部材２９Ａ，２９Ｂを上部筺体３Ａの高さの位置に合せる。上部筺体３Ａは結合部材２４Ａ，２４Ｂによって下部筺体３Ｂに結合されている。持把部材２９Ａと持把部材２９Ｂの間隔を狭めて、上部筺体３Ａを筺体把持装置２７によって把持する（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）。上下方向移動装置３０を上方に向かって移動させることによって、上部筺体３Ａが上方へ移動される。下部筺体３Ｂとの結合状態が解除され、上部筺体３Ａが下部筺体３Ｂから離れて上方に位置する（図９参照）。捕集プレートホルダー７は着脱部材２５によって下部筺体３Ｂに保持されている。
【００５２】
走行装置４０を走行させて移送装置３６をガイドレール４２上まで移動させる。移送装置３６のホルダー把持装置５３が、筺体把持装置３１で把持されている下部筺体３Ｂ上の捕集プレートホルダー７に接近する。この捕集プレートホルダー７が、水平方向において、ホルダー把持装置５３の把持部材３８Ａと把持部材３８Ｂの間に位置するようになる。把持部材３８Ａ及び把持部材３８Ｂは、アーム３７に沿って移動され、下部筺体３Ｂ上の捕集プレートホルダー７を把持する。走行装置４０が筺体開閉装置２６から遠ざかる方向に移動することによって、ホルダー把持装置５３に把持された捕集プレートホルダー７が、下部筺体３Ｂから取り外され、上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間から引き出される（図６及び図９参照）。着脱部材２５は、前述したようにゴム製である。前述のように、上部筐体３Ａを筐体把持装置２７によって把持し、下部筐体３Ｂを筐体把持装置３１によっては辞した状態で、筐体把持装置２７を上方に移動させたとき、捕集プレートホルダー７に押し付けられている上部筐体３Ａの着脱部材２５が捕集プレートホルダー７から離れる。このとき、上部筺体３Ａの側壁に設けられた結合部材２４Ａ，２４Ｂも下部筺体３Ｂの側壁から話される。下部筺体３Ｂの側壁に設けられた結合部材２４Ａ及び下部筐体３Ｂの各仕切り板に設けられた着脱部材２５は捕集プレートホルダー７に接触しているだけであるので、捕集プレートホルダー７を上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間から容易に引き出すことができる。
【００５３】
移送装置３６は、ガイドレール４２，４１及び４３に沿って放射線検出装置４４の前方まで移動する。このとき、収納容器４６の扉４７が自動的に開く。上下方向移動装置５４がマスト３９に沿って下降し、ホルダー把持装置５３が収納容器４６内の支持部材５８付近の高さに合せられる。移送装置３６が収納容器４６に向かって前進することによって、ホルダー把持装置５３に保持された捕集プレートホルダー７が収納容器４６内に挿入される。この捕集プレートホルダー７は支持部材５８の上に載せられる。その後、移送装置３６がガイドレール４３に沿って後退し、扉４７が閉じられる。
【００５４】
支持部材５８上に置かれた捕集プレートホルダー７に設けられた捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄのそれぞれに対して、捕集された粒子に付着したアルファ線放出核種（例えば、ラドン）から放出されたアルファ線を放射線検出器４５によって検出する。捕集プレートホルダー７に設けられた捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄから放出されるそれぞれのアルファ線を同時に検出するために、放射線検出器４５に設けられた半導体検出素子（図示せず）を捕集プレート８の数だけ多チャンネル化し、各捕集プレート８に対応させ、対になって組み合せられた捕集プレート８及び半導体検出素子の各組の相互間に、薄い遮蔽体（図示せず）を設置している。
【００５５】
放射線検出器４５から出力された、それぞれの捕集プレート８に対するアルファ線検出信号は、データ処理装置４８に入力される。データ処理装置４８は、捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄのそれぞれのアルファ線検出信号に基づいて各捕集プレートに対するアルファ線スペクトルを求める。このため、各捕集プレートでは捕集された粒子の粒径が異なり粒径分布が異なっているため、異なる粒径分布に対するそれぞれのアルファ線スペクトルを得ることができる。
【００５６】
各粒径分布毎のアルファ線スペクトルの情報は、データ処理装置４８に記憶され、定期的に監視センターに伝送される。監視センターにいる監視員は、各地の地下街に設置された各粒子状物質測定装置１から送られてくるそれらの情報を把握することができる。
【００５７】
アルファ線の計測が終了した後、収納容器４６の扉４７が自動的に開けられ、捕集プレートホルダー７が移送装置３６によって収納容器４６から取り出される。この捕集プレートホルダー７は、移送装置３６により保管容器５４内まで移送され、使用済の捕集プレートホルダー７Ａとして保管容器５４内に保管される。保管容器５２内の、未使用の４つの捕集プレート８Ａ〜８Ｄを有する捕集プレートホルダー７は、ホルダー把持装置５３に保持され、移送装置３６によって下部筺体３Ｂの上まで移送される。この捕集プレートホルダー７は下部筺体３Ｂに着脱部材２５によって連結される。
【００５８】
上下方向移動装置３０を駆動して筺体把持装置２７を下降させる。上部筺体３Ａが下部筺体３Ｂに接触し、上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂが結合部材２４Ａ，２４Ｂによって結合される。このとき、捕集プレートホルダー７は上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間に位置している。その後、吸引装置が駆動され、前述したように、サンプリングされた空気に含まれる粒子が新しい捕集プレート８Ａ〜８Ｄに捕集される。上部筺体３Ａは筺体把持装置２７によって把持されたままになり、下部筺体３Ｂは筺体把持装置３１によって把持されたままになる。
【００５９】
粒子状物質測定装置１では、環境からの空気のサンプリング、粒子の捕集、捕集プレートホルダー７の筺体３からの取り出し、取り出した捕集プレートホルダー７の放射線検出装置４４への移送、アルファ線の計測、及び新しい捕集プレートホルダー７の筺体３内への設置が、水平カスケードインパクター２、筺体開閉装置２６、移送装置３６及び放射線検出装置４４を用いて周期的にかつ自動的に行われる。
【００６０】
粒子状物質測定装置１における上記の一連の操作は制御装置（図示せず）によって行われる。この制御装置は、筺体把持装置２７及び３１、上下方向移動装置３０及び３４、ホルダー把持装置５３、上下方向移動装置５４、走行装置４０及び放射線検出器４５に制御指令信号を送信し、これらの装置を前述したように操作し、上記の一連の操作を実行させる。その一連の操作は、その制御装置によって周期的に実行される。
【００６１】
本実施例によれば、インパクター４Ａ〜４Ｄ、すなわち、捕集プレート８Ａ〜８Ｄが水平方向において並列に配置されているので、移送装置３６を用いて捕集プレートホルダー７、すなわち、捕集プレート８Ａ〜８Ｄを筺体３から放射線検出装置４４の位置まで自動的に搬送することができる。さらに、分級プレート６Ａ〜６Ｄによって弁別された粒径の異なる粒子毎にアルファ線スペクトルを計測できる。このため、地下街での放射線エアロゾルの自動モニタリングが可能になる。本実施例では、１枚の捕集プレートホルダー７に４つの捕集プレートが設けられているので、これらの捕集プレートを一度に放射線検出装置４４まで移送することができる。したがって、捕集プレートの移送に要する時間が短縮できる。また、捕集プレート８Ａ〜８Ｄを筺体３内に装着するのに要する時間も短縮される。
【００６２】
本実施例では、筺体開閉装置２６が設けられているので、上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの開閉を自動的に行うことができ、筺体３内からの捕集プレートホルダー７の取り出し及び筺体３内への新しい捕集プレートホルダー７の装着が容易に行うことができる。捕集プレートホルダー７の取り出し及び捕集プレートホルダー７の装着は、筺体３が上下方向に開閉できる上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂを有することによって可能になる。特に、上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの分割位置が、上下方向において筺体３内で捕集プレートホルダー７が配置される位置になっているので、捕集プレートホルダー７を水平方向に取り出すことができる。このため、捕集プレートホルダー７を把持した移送装置３６を水平方向に移動させるだけで捕集プレートホルダー７を上下方向に開いた上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間から引き出すことができる。
【００６３】
さらに、本実施例は、移送装置３６を設けているので、引き出した捕集プレートホルダー７を放射線検出装置４４の位置まで搬送することができる。
【００６４】
水平カスケードインパクター２に含まれたインパクター４Ａ〜４Ｄでは、分級プレート及び捕集プレートが上下方向において同じ方向に並んで配置されている。このため、捕集プレート８Ａ〜８Ｄが捕集プレートホルダー７の一面に取り付けられるので、捕集プレート８Ａ〜８Ｄが取り付けられる捕集プレートホルダー７の一面に向かい合っている放射線検出器４５によって、各捕集プレートで捕捉された粒子のアルファ線を検出することができる。本実施例は、後述する実施例２のように、捕集プレートホルダー７の上面及び下面の二面にそれぞれ向かい合って放射線検出器４５を配置する必要が無く、放射線検出器４５の設置個数を低減できる。
【００６５】
粒子状物質測定装置１は、地下街以外に、地下駐車場及び地下鉄等の地下環境、及び石炭等の採掘現場及びトンネル工事現場等の作業環境にそれぞれ設置され、該当する環境でのアルファ線放出核種を自動モニタリングすることができる。
【００６６】
本実施例では、インパクター４Ａ〜４Ｄを水平方向に並列に配置した例を説明したが、これらのインパクターを上下方向に並列に配置することも可能である。
【実施例２】
【００６７】
本発明の他の実施例である実施例２の粒子状物質測定装置を、図１０及び図１１を用いて説明する。本実施例の粒子状物質測定装置１Ａは、実施例１の粒子状物質測定装置１において水平カスケードインパクター２を水平カスケードインパクター２Ａに替えた構成を有する。粒子状物質測定装置１Ａの他の構成は、粒子状物質測定装置１と同じである。水平カスケードインパクター２Ａも、水平カスケードインパクター２と同様に、インパクター４Ａ〜４Ｄを水平方向に平方格子状に並べて配置している（図１１参照）。換言すれば、インパクター４Ａ〜４Ｄは水平方向に並列に二次元配置されている。
【００６８】
水平インパクター２がインパクター４Ａ〜４Ｄにおいて分級プレート及び捕集プレートが上下方向において同じ方向に並んで配置されているのに対し、粒子状物質測定装置１Ａでは、一部のインパクターでの分級プレート及び捕集プレートの上下方向における並ぶ順序が、他のインパクターでのそれらの上下方向における並ぶ順序と逆になっている。図１０（Ａ）に示すように、インパクター４Ｂで分級プレート６Ｂ及び捕集プレート８Ｂの上下方向において並んでいる順序が、インパクター４Ａで分級プレート６Ａ及び捕集プレート８Ａの上下方向において並んでいる順序と逆になっている。インパクター４Ａでは上方より下方に向かって分級プレート６Ａ及び捕集プレート８Ａの順に並んでいるのに対し、インパクター４Ｂでは下方より上方に向かって分級プレート６Ｂ及び捕集プレート８Ｂの順に並んでいる。図１０（Ｃ）に示すように、インパクター４Ｃでは、上方より下方に向かって、分級プレート６Ｃ及び捕集プレート８Ｃの順に並んでおり、インパクター４Ｄでは、逆に、上方より下方に向かって、分級プレート６Ｄ及び捕集プレート８Ｄの順に並んでいる。
【００６９】
捕集プレート８Ａ〜８Ｄは１枚の正方形をした捕集プレートホルダー７に取り付けられている。捕集プレート８Ａ及び８Ｃは捕集プレートホルダー７の上面に、捕集プレート８Ｂ及び８Ｄは捕集プレートホルダー７の下面にそれぞれ取り付けられる。
【００７０】
格子状に組み合された仕切り板１０Ａ及び１３Ａが上部筺体３Ａ内に配置されて上部筺体３Ａの側壁に取り付けられる（図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）参照）。格子状に組み合された仕切り板１０Ｂ及び１３Ｂが下部筺体３Ｂ内に配置されて下部筺体３Ｂの側壁に取り付けられる（図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）参照）。水平カスケードインパクター２Ａでは、分級プレート６Ａ〜６Ｄは別々の分級プレートホルダーに取り付けられている。分級プレート６Ａを設けた分級プレートホルダー５Ａ及び分級プレート６Ｃを設けた分級プレートホルダー５Ｃは、上部筺体３Ａ内に配置されて上部筺体３Ａの２つの側壁及び仕切り板１０Ａ及び１３Ａに取り付けられる。分級プレート６Ｂを設けた分級プレートホルダー５Ｂ及び分級プレート６Ｄを設けた分級プレートホルダー５Ｄは、下部筺体３Ｂ内に配置されて下部筺体３Ｂの２つの側壁及び仕切り板１０Ｂ及び１３Ｂに取り付けられる。
【００７１】
インパクター４Ａでは、第１空間１５Ａ、第２空間１６Ａ及び第３空間２３Ａがこの順序で上方より下方に向かって配置される。インパクター４Ｂでは、第１空間１５Ｂ、第２空間１６Ｂ及び第３空間２３Ｂがこの順序で下方より上方に向かって配置される。インパクター４Ｃでは、上方より下方に向かって、第１空間１５Ｃ、第２空間１６Ｃ及び第３空間２３Ｃの順に並んでいる。インパクター４Ｄでは、逆に、上方より下方に向かって、第１空間１５Ｄ、第２空間１６Ｄ及び第３空間２３Ｄの順に並んでいる。
【００７２】
インパクター４Ａの第１空間１５Ａ及び第２空間１６Ａ、インパクター４Ｂの第３空間２３Ｂ、インパクター４Ｃの第１空間１５Ｃ及び第２空間１６Ｃ、及びインパクター４Ｄの第３空間２３Ｄが、それぞれ、上部筺体３Ａの２つの側壁及び仕切り板１０Ａ及び１３Ａによって取り囲まれる。インパクター４Ａの第３空間２３Ａ、インパクター４Ｂの第１空間１５Ｂ及び第２空間１６Ｂ、インパクター４Ｃの第３空間２３Ｃ、及びインパクター４Ｄの第１空間１５Ｄ及び第２空間１６Ｄが、それぞれ、下部筺体３Ｂの２つの側壁及び仕切り板１０Ｂ及び１３Ｂによって取り囲まれる。
【００７３】
インパクター４Ａの第３空間２３Ａとインパクター４Ｂの第１空間１５Ｂが隣り合っており、これらの空間は仕切り板１０Ｂに形成された開口部１７Ａを介して連通して（図１０（Ａ）参照）。インパクター４Ｂの第３空間２３Ｂとインパクター４Ｃの第１空間１５Ｃが隣り合っており、これらの空間は仕切り板１３Ａに形成された開口部１７Ｂを介して連通している（図１０（Ｂ）参照）。インパクター４Ｃの第３空間２３Ｃとインパクター４Ｄの第１空間１５Ｄが隣り合っており、これらの空間は仕切り板１０Ｂに形成された開口部１７Ｃを介して連通している（図１０（Ｃ）参照）。
【００７４】
粒子状物質測定装置１Ａは地下街に設置される。地下街以外に、地下駐車場及び地下鉄等の地下環境、及び石炭等の採掘現場及びトンネル工事現場等の作業環境に、粒子状物質測定装置１Ａをそれぞれ設置しても良い。吸引装置（図示せず）が駆動されると、地下街の空気がサンプリングされて水平カスケードインパクター２Ａのインパクター４Ａ内に流入する。この空気は、水平カスケードインパクター２Ａ内において、インパクター４Ａ，インパクター４Ｂ，インパクター４Ｃ及びインパクター４Ｄの順に導かれる（図１１参照）。具体的には、サンプリングされた空気は、第１空間１５Ａ、分級プレート６Ａ、第２空間１６Ａ、貫通孔９Ａ、第３空間２３Ａ、開口部１７Ａ、第１空間１５Ｂ、分級プレート６Ｂ、第２空間１６Ｂ、貫通孔９Ｂ、第３空間２３Ｂ、開口部１７Ｂ、第１空間１５Ｃ、分級プレート６Ｃ、第２空間１６Ｃ、貫通孔９Ｃ、第３空間２３Ｃ、開口部１７Ｃ、第１空間１５Ｄ、分級プレート６Ｄ、第２空間１６Ｄ、貫通孔９Ｄ及び第３空間２３Ｄの順に導かれる。その際、空気に含まれる粒子は粒径に応じて捕集プレート８Ａ〜８Ｄにそれぞれ捕集される。
【００７５】
実施例１と同様に、筺体開閉装置２６を用いて上部筺体３Ａを上方に持ち上げて筺体３を開く。下部筺体３Ｂ上に置かれた捕集プレートホルダー７は、ホルダー把持装置５３に把持されて移送装置３６の移動により上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間から取り出される。この捕集プレートホルダー７は、移送装置３６により収納容器４６内の支持部材５８上まで移送される。本実施例では、収納容器４６内の捕集プレートホルダー７の上面及び下面にそれぞれ対向した２個の放射線検出器４５が設けられている。捕集プレートホルダー７の上面に面している放射線検出器５４は、捕集プレートホルダー７の上面に設けられた捕集プレート８Ａ及び８Ｃにて捕集された粒子から放出されるアルファ線を検出する。捕集プレートホルダー７の下面に面している他の放射線検出器５４は、捕集プレートホルダー７の下面に設けられた捕集プレート８Ｂ及び８Ｄにて捕集された粒子から放出されるアルファ線を検出する。
【００７６】
本実施例は、実施例１で生じる効果のうち、インパクター４Ａ〜４Ｄを水平方向に並列に配置することによって生じる効果、上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂを有する筺体、筺体開閉装置及び移送装置を設けることによって生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、インパクター４Ｂ，４Ｄにおけるそれぞれの分級プレート及び捕集プレートの上下方向における配置が、インパクター４Ａ，４Ｃにおけるそれらの配置と逆になっているので、第３空間２３Ａが開口部１７Ａを介して第１空間１５Ｂに連絡でき、第３空間２３Ｂが開口部１７Ｂを介して第１空間１５Ｃに連絡でき、第３空間２３Ｃが開口部１７Ｃを介して第１空間１５Ｄに連絡できる。このため、水平カスケードインパクター２Ａ内に、水平カスケードインパクター２において形成された連絡通路４９，５０及び５１を形成する必要が無く、水平カスケードインパクター２Ａをコンパクト化することができる。しかしながら、本実施例は、捕集プレート８Ａ及び８Ｃを捕集プレートホルダー７の上面に、捕集プレート８Ｂ及び８Ｄを捕集プレートホルダー７の下面にそれぞれ取り付ける必要があるので、捕集プレートホルダー７の上面に面する放射線検出器４５、及び捕集プレートホルダー７の下面に面する他の放射線検出器４５をそれぞれ設置しなければならない。
【００７７】
本実施例の粒子状物質測定装置１Ａも、地下街以外に、地下駐車場及び地下鉄等の地下環境、及び石炭等の採掘現場及びトンネル工事現場等の作業環境にそれぞれ設置され、該当する環境でのアルファ線放出核種を自動モニタリングすることができる。
【実施例３】
【００７８】
本発明の他の実施例である実施例３の粒子状物質測定装置を、図１２〜図１４を用いて説明する。本実施例の粒子状物質測定装置１Ｂは、実施例１の粒子状物質測定装置１において水平カスケードインパクター２を水平カスケードインパクター２Ｂに替えた構成を有する。粒子状物質測定装置１Ｂの他の構成は、粒子状物質測定装置１と同じである。水平カスケードインパクター２Ｂも水平インパクター２と同様にインパクター４Ａ〜４Ｄを水平方向に並列に配置している。ただし、水平カスケードインパクター２Ｂはインパクター４Ａ〜４Ｄを一直線状に並べて配置している（図１２参照）。インパクター４Ａ〜４Ｄでは、実施例１と同様に、上方から下方に向かって、分級プレート及び捕集プレートがこの順に配置されている。
【００７９】
水平カスケードインパクター２Ｂの構造を、図１３及び図１４を用いて詳細に説明する。インパクター４Ａ〜４Ｄの構造は実施例１に用いられる水平カスケードインパクター２のインパクター４Ａ〜４Ｄの構造と同じである。上部筺体３Ａ内には、仕切り板６０Ａ及び６１Ａが上部筺体３Ａの長手方向に伸びる側壁と平行に配置される。仕切り板６０Ａ及び６１Ａと直交する仕切り板６２Ａ，６３Ａ及び６４Ａが、仕切り板６０Ａ及び６１Ａと格子を形成している。各仕切り板の両端は、上部筺体３Ａの側壁に取り付けられる。下部筺体３Ｂ内には、仕切り板６０Ｂ及び６１Ｂが下部筺体３Ｂの長手方向に伸びる側壁と平行に配置される。仕切り板６０Ｂ及び６１Ｂと直交する仕切り板６２Ｂ，６３Ｂ及び６４Ｂが、仕切り板６０Ｂ及び６１Ｂと格子を形成している。各仕切り板の両端は、下部筺体３Ｂの側壁に取り付けられる。
【００８０】
インパクター４Ａ〜４Ｄは、仕切り板６０Ａと仕切り板６１Ａの間、及び仕切り板６０Ｂと仕切り板６１Ｂの間に配置される。インパクター４Ａとインパクター４Ｂは仕切り板６２Ａ及び６２Ｂによって仕切られている。インパクター４Ｂとインパクター４Ｃは仕切り板６３Ａ及び６３Ｂによって仕切られている。インパクター４Ｃとインパクター４Ｄは仕切り板６４Ａ及び６４Ｂによって仕切られている。
【００８１】
インパクター４Ａの第３空間２３Ａとインパクター４Ｂの第１空間１５Ｂを接続する連絡通路６５、及びインパクター４Ｃの第３空間２３Ｃとインパクター４Ｄの第１空間１５Ｄを接続する連絡通路７１は、上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂの各側壁と仕切り板６０Ａ及び６０Ｂの間に配置される（図１３（Ａ）参照）。連絡通路６５は、空間６６Ａ、開口部６７Ｂ、空間６６Ｂ、開口部６７Ｃ、空間６６Ｃ、開口部６７Ｄ及び空間６６Ｄを含んでいる（図１４（Ａ）参照）。連絡通路６５は、仕切り板６０Ｂに形成された開口部６７Ａを通して第３空間２３Ａに連絡され、仕切り板６０Ａに形成された開口部６７Ｅを通して第１空間１５Ｂに連絡される。連絡通路７１は、空間７２Ａ、開口部７３Ｂ、空間７２Ｂ、開口部７３Ｃ、空間７２Ｃ、開口部７３Ｄ及び空間７２Ｄを含んでいる（図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）参照）。連絡通路７１は、仕切り板６０Ｂに形成された開口部７３Ａを通して第３空間２３Ｃに連絡され、仕切り板６０Ａに形成された開口部７３Ｅを通して第１空間１５Ｄに連絡される。
【００８２】
インパクター４Ｂの第３空間２３Ｂとインパクター４Ｃの第１空間１５Ｃを接続する連絡通路６８は、上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂの各側壁と仕切り板６１Ａ及び６１Ｂの間に配置される（図１３（Ａ）及び図１４（Ｃ）参照）。連絡通路６８は、空間６９Ａ、開口部７０Ｂ、空間６９Ｂ、開口部７０Ｃ、空間６９Ｃ、開口部７０Ｄ及び空間６９Ｄを含んでいる（図１４（Ｃ）参照）。連絡通路６８は、仕切り板６１Ｂに形成された開口部７０Ａを通して第３空間２３Ｂに連絡され、仕切り板６１Ａに形成された開口部７０Ｅを通して第１空間１５Ｃに連絡される。
【００８３】
開口部６７Ｃ，７０Ｃ，７３Ｃは分級プレートホルダー５に形成され、開口部６７Ｂ，７０Ｂ，６３Ｂは捕集プレートホルダー７に形成される。開口部６７Ｄは仕切り板６２Ａに、開口部７０Ｄは仕切り板６３Ａに、開口部７３Ｄは仕切り板６４Ａにそれぞれ形成される。
【００８４】
粒子状物質測定装置１Ｂは地下街に設置される。地下街以外に、地下駐車場及び地下鉄等の地下環境、及び石炭等の採掘現場及びトンネル工事現場等の作業環境に、粒子状物質測定装置１Ｂをそれぞれ設置しても良い。吸引装置（図示せず）が駆動されると、地下街の空気がサンプリングされて水平カスケードインパクター２Ｂのインパクター４Ａ内に流入する。この空気は、水平カスケードインパクター２Ｂ内において、インパクター４Ａ，インパクター４Ｂ，インパクター４Ｃ及びインパクター４Ｄの順に導かれる（図１５参照）。具体的には、サンプリングされた空気は、第１空間１５Ａ、分級プレート６Ａ、第２空間１６Ａ、貫通孔９Ａ、第３空間２３Ａ、開口部６７Ａ、連絡通路６５、開口部６７Ｅ、第１空間１５Ｂ、分級プレート６Ｂ、第２空間１６Ｂ、貫通孔９Ｂ、第３空間２３Ｂ、開口部７０Ａ、連絡通路６８、開口部７０Ｅ、第１空間１５Ｃ、分級プレート６Ｃ、第２空間１６Ｃ、貫通孔９Ｃ、第３空間２３Ｃ、開口部７３Ａ、連絡通路７１、開口部７３Ｅ、第１空間１５Ｄ、分級プレート６Ｄ、第２空間１６Ｄ、貫通孔９Ｄ及び第３空間２３Ｄの順に導かれる。その際、空気に含まれる粒子は粒径に応じて捕集プレート８Ａ〜８Ｄに捕集される。
【００８５】
実施例１と同様に、筺体開閉装置２６を用いて上部筺体３Ａを上方に持ち上げて筺体３を開く。下部筺体３Ｂ上に置かれた捕集プレートホルダー７は、ホルダー把持装置５３に把持されて移送装置３６の移動により上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間から取り出される。ホルダー把持装置５３は捕集プレートホルダー７の長手方向と直交する方向で捕集プレートホルダー７を把持する。この捕集プレートホルダー７は、移送装置３６により収納容器４６内の支持部材５８上まで移送される。支持部材５８で保持された捕集プレートホルダー７に設けられた捕集プレート８Ａ〜８Ｄのそれぞれにて捕集された粒子から放出されるアルファ線が、放射線検出器５４によって検出される。
【００８６】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。
【実施例４】
【００８７】
本発明の他の実施例である実施例４の粒子状物質測定装置を、図１６及び図１７を用いて説明する。本実施例の粒子状物質測定装置１Ｃは、実施例３の粒子状物質測定装置１Ｂにおいて水平カスケードインパクター２Ｂを水平カスケードインパクター２Ｃに替えた構成を有する。粒子状物質測定装置１Ｃの他の構成は、粒子状物質測定装置１Ｂと同じである。
【００８８】
水平カスケードインパクター２Ｃは、水平カスケードインパクター２Ｂと同様に、インパクター４Ａ〜４Ｄを直線状に一列に配置している。この水平カスケードインパクター２Ｃは、水平カスケードインパクター２Ａと同様に、一部のインパクター、すなわち、インパクター４Ｂ及び４Ｄで分級プレート及び捕集プレートの上下方向の位置がインパクター４Ａ及び４Ｃのそれらの位置と逆になっている。第３空間２３Ａと第１空間１５Ｂを連絡する開口部１７Ａが仕切り板６２Ｂに形成される。第３空間２３Ｂと第１空間１５Ｃを連絡する開口部１７Ｂが仕切り板６３Ａに形成される。第３空間２３Ｃと第１空間１５Ｄを連絡する開口部１７Ｃが仕切り板６４Ｂに形成される。水平カスケードインパクター２Ｃでは、水平カスケードインパクター２Ｂに設けられた仕切り板６０Ａ，６０Ｂ，６１Ａ，６１Ｂが設けられていない。水平カスケードインパクター２Ｃの上記した以外の構成は、水平カスケードインパクター２Ｂと同じである。
【００８９】
インパクター４Ａの第１空間に流入した空気は、分級プレート６Ａ、第２空間１６Ａ、貫通孔９Ａ、第３空間２３Ａ、開口部１７Ａ、第１空間１５Ｂ、分級プレート６Ｂ、第２空間１６Ｂ、貫通孔９Ｂ、第３空間２３Ｂ、開口部１７Ｂ、第１空間１５Ｃ、分級プレート６Ｃ、第２空間１６Ｃ、貫通孔９Ｃ、第３空間２３Ｃ、開口部１７Ｃ、第１空間１５Ｄ、分級プレート６Ｄ、第２空間１６Ｄ、貫通孔９Ｄ及び第３空間２３Ｄの順に導かれる。その際、空気に含まれる粒子は粒径に応じて捕集プレート８Ａ〜８Ｄに捕集される。
【００９０】
実施例３と同様に、筺体開閉装置２６を用いて上部筺体３Ａを上方に持ち上げて筺体３を開く。下部筺体３Ｂ上に置かれた捕集プレートホルダー７は、ホルダー把持装置５３に把持されて移送装置３６の移動により上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間から取り出される。この捕集プレートホルダー７は、移送装置３６により収納容器４６内の支持部材５８上まで移送される。捕集プレートホルダー７の上面に面している放射線検出器５４は、捕集プレートホルダー７の上面に設けられた捕集プレート８Ａ及び８Ｃにて捕集された粒子から放出されるアルファ線を検出する。捕集プレートホルダー７の下面に面している他の放射線検出器５４は、捕集プレートホルダー７の下面に設けられた捕集プレート８Ｂ及び８Ｄにて捕集された粒子から放出されるアルファ線を検出する。
【００９１】
本実施例は、実施例２で生じる各効果を得ることができる。
【実施例５】
【００９２】
本発明の他の実施例である実施例５の粒子状物質測定装置を、図１８〜図１９を用いて説明する。本実施例の粒子状物質測定装置１Ｄは、水平カスケードインパクター２Ｄ、筺体開閉装置２６、放射線検出装置４４Ａ及び捕集プレート装置７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃ，７６Ｄを備えている。水平カスケードインパクター２Ｄは、捕集プレートホルダー７及び捕集プレート８Ａ〜８Ｄを除いて図１３及び図１４に示された水平カスケードインパクター２Ｂの構成を有する。水平カスケードインパクター２Ｄでは、水平カスケードインパクター２Ｂにおける捕集プレートホルダーとして、帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄを用いている。
【００９３】
放射線検出装置４４Ａは、分離できる上部筺体８０Ａ及び下部筺体８０Ｂを有する筺体８０、４個の放射線検出器４５及びデータ処理装置４８を備えている。上部筺体８０Ａ及び下部筺体８０Ｂはゴム製の結合部材２４Ａ，２４Ｂによって着脱可能に結合されている。各放射線検出器４５は、図１９（Ａ）に示すように、上部筺体８０Ａ内に設置されている。データ処理装置４８は、上部筺体８０Ａの上面に設置され、各放射線検出器４５に接続されている。
【００９４】
捕集プレート装置７６Ａは、複数の捕集プレート８Ａを直線状に等間隔に設けて所定の幅を有する帯状捕集体７７Ａ、帯状捕集体７７Ａが巻き付けられた回転ロール７８Ａ及び帯状捕集体７７Ａを巻き取る巻き取りロール７９Ａを有する。捕集プレート装置７６Ｂは、複数の捕集プレート８Ｂを直線状に等間隔に設けて所定の幅を有する帯状捕集体７７Ｂ、帯状捕集体７７Ｂが巻き付けられた回転ロール７８Ｂ及び帯状捕集体７７Ｂを巻き取る巻き取りロール７９Ｂを有する。捕集プレート装置７６Ｃは、複数の捕集プレート８Ｃを直線状に等間隔に設けて所定の幅を有する帯状捕集体７７Ｃ、帯状捕集体７７Ａが巻き付けられた回転ロール７８Ｃ及び帯状捕集体７７Ｃを巻き取る巻き取りロール７９Ｃを有する。捕集プレート装置７６Ｄは、複数の捕集プレート８Ｄを直線状に等間隔に設けて所定の幅を有する帯状捕集体７７Ｄ、帯状捕集体７７Ｄが巻き付けられた回転ロール７８Ｄ及び帯状捕集体７７Ｄを巻き取る巻き取りロール７９Ｄを有する。
【００９５】
巻き取りロール７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃ，７９Ｄは巻き取りロールの駆動装置であるモータ（図示せず）の回転軸に連結される回転軸に取り付けられる。帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄは、可撓性を有し、捕集プレートの周囲を取り囲んで空気が通過する複数の貫通孔９Ａ〜９Ｄ（図１３参照）を形成している。
【００９６】
本実施例では、筐体３内で水平方向に並列配置される各インパクター（図１２、図１３及び図１４参照）は、各分級プレート及びそれぞれの分級プレートの下方に位置する帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄに設けられた各捕集プレートによって構成される。
【００９７】
粒子状物質測定装置１Ｄは、さらに、水平カスケードインパクター２Ｄ用の筺体開閉装置２６、及び放射線検出装置４４Ａ用の他の筺体開閉装置２６を有している。水平カスケードインパクター２Ｄの筐体３は、上部筐体３Ａが１つの筺体開閉装置２６の筺体把持装置２７によって把持され、下部筐体３Ｂが筐体把持装置３１によって把持され、実施例１と同様に開閉される。放射線検出装置４４Ａの筐体８０は、上部筐体８０Ａが他の筺体開閉装置２６の筺体把持装置２７によって把持され、下部筐体８０Ｂが筐体把持装置３１によって把持され、水平カスケードインパクター２Ｄの筐体３と同様に開閉される。
【００９８】
環境の空気をサンプリングするとき、互いに結合されている上部筐体３Ａ及び下部筐体３Ｂの間に帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄがそれぞれ存在する。これらの帯状捕集体は水平方向に並んで配置される。それぞれの帯状捕集体に設けられた捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは、水平カスケードインパクター２Ｂと同様な順序で筐体３内に配置される。この筐体３内では、捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄのそれぞれは、分級プレートホルダー５の下方に位置する。
【００９９】
上部筐体３Ａと下部筐体３Ｂが互いに結合されている状態で（図１４参照）、サンプリングされた空気がインパクター４Ａの第１空間１５Ａ内に流入し、この空気が、実施例３と同様にしてインパクター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ内を順次流れ、インパクター４Ｄの第３空間３４Ｄから外部に放出される。空気に含まれた粒子が粒径の違いによって捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄのそれぞれに捕集される。帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃには、水平カスケードインパクター２Ｂの捕集プレートホルダー７に形成される開口部６７Ｂ，７０Ｂ，７３Ｂが該当する位置に形成され、粒子の捕集時には、開口部６７Ｂ，７０Ｂ，７３Ｂが筐体３内に位置している。水平カスケードインパクター２Ｄにおいても、サンプリングされた空気を、水平カスケードインパクター２Ｂと同様に、インパクター４Ａの第１空間１５Ａからインパクター４Ｄの第３空間２３Ｄに向って容易に流すことができる。
【０１００】
所定時間が経過して捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄによる粒子の捕集が終了した後、上部筐体３Ａが１つの筺体開閉装置２６の筺体把持装置２７によって持ち上げられる（図９参照）。同時に、上部筐体８０Ａが他の筺体開閉装置２６の筺体把持装置２７によって持ち上げられる（図１９（Ｂ）参照）。巻き取りロール７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃ，７９Ｄが回転し、帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄのそれぞれが該当する巻き取りロールに巻き取られる。このため、水平カスケードインパクター２Ｄの筐体３内に位置して粒子を捕集した捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄが、放射線検出装置４４Ａの下部筐体８０Ｂの上方位置まで移動され、巻き取りロール７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃ，７９Ｄの回転が停止される。帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄに設けられた新しい捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄが、下部筐体３Ｂの上方位置まで移動される。１つの筺体開閉装置２６の筺体把持装置２７に把持された上部筐体３Ａが下降されて下部筐体３Ｂと結合される。同時に、他の筺体開閉装置２６の筺体把持装置２７に把持された上部筐体８０Ａが、下降されて下部筐体８０Ｂに結合される。
【０１０１】
水平カスケードインパクター２Ｄ内で新しい捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄを用いた粒子の捕集が開始されたとき、放射線検出装置４４Ａの上部筐体８０Ａに設けられた各放射線検出器４５は、筐体８０内に存在する各補集プレートに捕集された粒子から放出されるアルファ線をそれぞれ検出する。それぞれの放射線検出器４５から出力された各アルファ線検出信号は、データ処理装置４８に送られ、実施例１と同様に処理される。
【０１０２】
本実施例も、実施例１と同様に、粒子状物質測定装置１Ｄが設置された環境（例えば、地下街及びトンネル工事現場等）におけるアルファ線の自動モニタリングが可能になる。本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。
【０１０３】
水平カスケードインパクター２Ｄとして、捕集プレートホルダー７及び捕集プレート８Ａ〜８Ｄを除いた水平カスケードインパクター２Ｃを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の好適的な一実施例である実施例１の粒子状物質測定装置に用いられる水平カスケードインパクターの概略構成図である。
【図２】図６に示す水平カスケードインパクターの斜視図である。
【図３】図２に示す水平カスケードインパクターの水平断面を示し、（Ａ）は図４（Ａ）のＨ−Ｈ断面図、（Ｂ）は図４（Ａ）のＩ−Ｉ断面図、（Ｃ）は図４（Ａ）のＪ−Ｊ断面図である。
【図４】図２に示す水平カスケードインパクターの縦平断面を示し、（Ａ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（Ｃ）は図３（Ａ）のＣ−Ｃ断面図、（Ｄ）は図３（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図５】図２に示す水平カスケードインパクターの他の方向における縦平断面を示し、（Ａ）は図３（Ａ）のＥ−Ｅ断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のＦ−Ｆ断面図、（Ｃ）は図３（Ａ）のＧ−Ｇ断面図である。
【図６】本発明の好適的な一実施例である実施例１の粒子状物質測定装置の斜視図である。
【図７】図６に示す粒子状物質測定装置において水平カスケードインパクター内の捕集プレートホルダーを放射線検出装置の収納容器内まで移送する過程を示す説明図である。
【図８】図２に示す水平カスケードインパクター内でのサンプリングされた空気の流れの概要を示す説明図である。
【図９】水平カスケードインパクターの筐体内から捕集プレートホルダーを引き出す状態を示す説明図である。
【図１０】本発明の他の一実施例である実施例２の粒子状物質測定装置に用いられる水平カスケードインパクターの縦断面を示し、（Ａ）は図１１のＫ−Ｋ断面図、（Ｂ）は図１１のＬ−Ｌ断面図、（Ｃ）は図１１のＭ−Ｍ断面図である。
【図１１】図１０に示す水平カスケードインパクター内でのサンプリングされた空気の流れの概要を示す説明図である。
【図１２】本発明の他の一実施例である実施例３の粒子状物質測定装置に用いられる水平カスケードインパクターの斜視図である。
【図１３】図１２に示す水平カスケードインパクターの水平断面を示し、（Ａ）は図１２のＮ−Ｎ断面図、（Ｂ）は図１２のＯ−Ｏ断面図、（Ｃ）は図１２のＰ−Ｐ断面図である。
【図１４】図１２に示す水平カスケードインパクターの縦断面を示し、（Ａ）は図１３（Ａ）のＱ−Ｑ断面図、（Ｂ）は図１３（Ａ）のＲ−Ｒ断面図、（Ｃ）は図１３（Ａ）のＳ−Ｓ断面図である。
【図１５】図１２に示す水平カスケードインパクター内でのサンプリングされた空気の流れの概要を示す説明図である。
【図１６】本発明の他の一実施例である実施例４の粒子状物質測定装置に用いられる水平カスケードインパクターの縦断面図である。
【図１７】図１６に示す水平カスケードインパクター内でのサンプリングされた空気の流れの概要を示す説明図である。
【図１８】本発明の他の一実施例である実施例５の粒子状物質測定装置の構成図である。
【図１９】図１８のＴ−Ｔ断面を示し、（Ａ）は放射線検出装置の筐体が閉じている状態を示す説明図、（Ｂ）は放射線検出装置の筐体が開いている状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…粒子状物質測定装置、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…水平カスケードインパクター（粒子状物質捕集装置）、３，８０…筐体、３Ａ，８０Ａ…上部筐体、３Ｂ，８０Ｂ…下部筐体、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…インパクター、５…分級プレートホルダー、６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ…分級プレート、７…捕集プレートホルダー、８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ…捕集プレート、９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ…貫通孔、２６…筺体開閉装置、２７，３１…筺体把持装置、３０，３４，５４…上下方向移動装置、３５，３９…マスト、３６…移送装置、４０…走行装置、４４，４４Ａ…放射線検出装置、４５…放射線検出器、４６…収納容器、４９，５０，５１，６５，６８，７１…連絡通路、５３…ホルダー把持装置、７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃ，７６Ｄ…捕集プレート装置、７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄ…帯状捕集体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子状物質捕集装置及び粒子状物質測定装置に係り、一般生活環境、地下街、地下駐車場及び地下鉄等の地下環境の健康リスク、及び石炭等の採掘現場及びトンネル工事現場等の作業環境の健康リスクのモニタリングに用いられ、環境中のアルファ線放出核種を捕集するのに好適な粒子状物質捕集装置及び粒子状物質測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧米では、環境放射線（自然放射性核種でもあるラドンからのアルファ線）に関する健康リスク評価を基に、環境放射線に対する対応レベルが定められている。わが国でもその対応レベルについての検討が進められている。ラドン（以下、ラドンの短寿命壊変生成物を含め、総称してラドンという）の健康リスクは、ラドンがエアロゾルに付着した放射性エアロゾルを人間が吸入することによって生じる。吸入されたエアロゾルは粒径によって肺への沈着部位が異なる。このため、健康リスクを正確に評価するために、エアロゾルの粒径分布の測定及び各粒径におけるアルファ線エネルギースペクトルの測定が必要となる。
【０００３】
現在、粒径分布測定用として、縦型の低圧カスケードインパクターが市販されている。縦型の低圧カスケードインパクターは、粒子径の異なるエアロゾルを弁別して捕捉するために、上下方向に多段に配置された粒子弁別用インパクターを有する。この縦型の低圧カスケードインパクターを用いて、環境放射線の測定現場において空気中のエアロゾルの粒子径を弁別して捕集する。エアロゾルを捕集した低圧カスケードインパクターを、放射線を測定する場所まで持ち帰り、放射線検出器として用いているイメージングプレートを用いて補修した放射線エアロゾルのアルファ線を測定している。放射性エアロゾルの粒径を測定せずに、このエアロゾルの粒径を仮定して放射線強度のみを測定しても良い。縦型の低圧カスケードインパクターの一例が特開昭６３−７５６３９号公報に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−７５６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
縦型の低圧カスケードインパクターを用いて空気中のエアロゾルを粒径別に捕集した場合、粒子径毎に弁別して捕集された試料（エアロゾル）のアルファ線エネルギースペクトルを測定するためには、試料をそれぞれ捕捉する複数の粒子弁別用インパクターを段ごとに取り外して縦型の低圧カスケードインパクターから取り出す必要がある。したがって、この縦型の低圧カスケードインパクターに捕捉された粒径の異なるそれぞれのエアロゾルに対するアルファ線エネルギースペクトルの測定を自動に行うことは困難である。特に、ラドンの健康リスクの正確な評価のためには、異なる粒径のエアロゾルごとにアルファ線エネルギースペクトルの測定が必要である。このため、縦型の低圧カスケードインパクターを用いた場合には、健康リスクを自動でモニタリングすることは不可能である。
【０００６】
本発明の目的は、捕集された粒子の異なる粒径ごとの放射線計測を自動的に行うことができる粒子状物質捕集装置及び粒子状物質測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、筐体と、採取された気体に含まれる粒子状物質を粒子径によって弁別する分級プレート、及び分級プレートよりも下流に配置されて弁別された粒子状物質を捕集する捕集部材を有する複数の粒子状物質捕集部とを備え、
複数の粒子状物質捕集部を、筐体内で、この筐体のある１つの断面において並列に配置していることにある。
【０００８】
複数の粒子状物質捕集部が、筐体内で、この筐体のある１つの断面において並列に配置されているので、粒子状物質捕集部を筐体内から移送装置を用いて容易に取り出すことができ、この移送装置により粒子状物質捕集部を放射線検出器による放射線計測位置まで容易に移送することができる。したがって、粒子状物質捕集部に捕集した粒子状物質の異なる粒径ごとの放射線計測を自動的に行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、捕集された粒子状物質の異なる粒径ごとの放射線計測を自動的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
発明者らは、気体に含まれる、アルファ線放出核種が付着した粒子を異なる粒径毎に弁別し、弁別された異なる粒径の粒子ごとのアルファ線放出核種の測定方法を種々検討した。この検討の結果、発明者らは新たな知見を得ることができた。本発明はこの新たな知見に基づいて成されたものである。この新たな知見は、従来の縦型のカスケードインパクターにおいて上下方向に配置されていた複数の粒子捕集エレメントを例えば水平方向に配置することによってそれぞれの粒子捕集エレメントで捕集された粒径の異なる粒子ごとの放射線計測を自動化することができる、というものである。複数の粒子捕集エレメントを水平方向に配置した粒子状物質捕集装置を用いることによって、環境中のアルファ線放出核種による、一般生活環境、地下街、地下駐車場及び地下鉄等の地下環境における健康リスク、及び石炭等の採掘現場及びトンネル工事現場等の作業環境における健康リスクを自動モニタリングすることが可能となる。上記の新たな知見の内容を以下に具体的に説明する。
【００１１】
インパクターは慣性衝突を利用して粒子を捕集する装置である。このインパクターを多段に組み上げることによって、粒径の異なる粒子を捕集する装置であるカスケードインパクターを構成することができる。直進する、粒子を含む空気の流れを曲げた場合には、勢いがついた粒子は曲がりきれずに空気の流れから外れる。空気の流れから外れる勢いは大きな粒子ほど大きくなる。これが慣性力といわれる力で、この慣性力を利用してサンプリングした空気に含まれる粒子を弁別する装置がインパクターである。まっすぐな空気の流れに対して垂直に粒子捕集プレートを置いて粒子捕集プレートの直前で空気の流れ方向を曲げると、勢いあまった粒子が粒子捕集プレートに衝突し、この粒子が捕集プレートに捕集される。吸引する空気の流量、及び粒径の異なる粒子を分ける分級プレートの穴の直径を変えることによって、捕集できる粒子の粒径を調整することができる。
【００１２】
したがって、各インパクター間において気体の流れを妨げない構造を採用することにより、各インパクターを水平方向に配置したカスケードインパクターを得ることができる。各インパクターに設けられる分級プレートの孔の内径を変えることによって、それぞれのインパクターの粒子捕集プレートで捕集できる粒子の粒径を調整することができる。
【００１３】
各インパクターを水平方向に配置したカスケードインパクターにおいて、各インパクターを収納する筺体を開閉する筺体開閉装置を設けることが考えられる。この筺体開閉装置を設けることによって、異なる粒径の粒子をそれぞれ捕集した各粒子捕集プレートを筺体から取り出すことができる。筺体から取り出された各粒子捕集プレートを放射線検出器の位置まで移送する移送装置を設ける。さらに、放射線検出器の多チャンネル化を行うことによって、複数の粒子捕集プレートにてそれぞれ捕集された粒径の異なる複数の粒子に対する放射線スペクトル（アルファ線スペクトル）の測定を一度に行うことが可能となる。補修された粒子には、アルファ線放出核種が付着している。粒子の粒径の同定は、肺に吸引されたときにおける肺の中での粒子の沈着位置を同定することができる。アルファ線スペクトルを測定は、粒子の沈着位置での線量を特定することができる。これによって、正確な健康評価が可能となる。
【００１４】
各インパクターを水平方向に配置したカスケードインパクターを用いた粒子状物質測定装置は、異なる粒径の粒子の弁別捕集、及びアルファ線スペクトルの測定を装置内で連続して行うことができるので、環境の健康リスクの自動モニタリングに適する。
【００１５】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の好適な一実施例である実施例1の粒子状物質測定装置を、図１から図７を用いて説明する。本実施例の粒子状物質測定装置１は、水平カスケードインパクター（粒子状物質捕集装置）２、筺体開閉装置２６、移送装置３６及び放射線検出装置４４を備えている（図６参照）。水平カスケードインパクター２、筺体開閉装置２６及び移送装置３６の各構成を以下に詳細に説明する。
【００１７】
まず、水平カスケードインパクター２の概略構成を、図１を用いて説明する。水平カスケードインパクター２は、複数のインパクター（粒子状物質捕集部）４を、筐体３の１つの断面内、例えば、水平方向に配置して構成される。粒子状物質測定装置１は、４つのインパクター４を水平方向に配置している。水平カスケードインパクター２は、筺体３及び複数のインパクター４を有する。各インパクター４は、分級プレートホルダー５、分級プレート６、捕集プレートホルダー（捕集部材ホルダー）７及び捕集プレート（捕集部材）８をそれぞれ有し、筺体３内に設置される。筺体３は、上下方向（筐体３の１つの断面と交差する方向）に開閉可能であり、上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂを有している。分級プレートホルダー５は、上部筺体３Ａ内に配置されて上部筺体３Ａに取り付けられ、分級プレート６を保持している。捕集プレート８を保持する捕集プレートホルダー７は、分級プレートホルダー５の下方に配置される。この捕集プレートホルダー５は、上部筺体３Ａの仕切り板１３Ａの下端部及び下部筺体３Ｂの仕切り板１３Ｂの下端部にそれぞれ設けられる着脱部材２５によって保持される。分級プレートホルダー５及び捕集プレートホルダー７は、各インパクター４で共用されている。分級プレート６には、サンプリングした空気が通過する多数の貫通孔が形成されている。この貫通孔の内径は、インパクター４ごとに異なっている。各捕集プレート８をそれぞれ取り囲んでいる複数の貫通孔９が、捕集プレートホルダー７に形成される（図３（Ｂ）参照）。
【００１８】
各インパクター４は、内部に、第１空間１５、第２空間１６及び第３空間２３を形成している。第１空間１５は上部筺体３Ａの上端部と分級プレートホルダー５の間に形成される。第２空間１６は分級プレートホルダー５と補修プレートホルダー７の間に形成される。第３空間２３は分級プレートホルダー７と下部筺体３Ａの底面との間に形成される。上部筺体３Ａ内に設置された仕切り板１３Ａ及び下部筺体３Ｂ内に設置された仕切り板１３Ｂは、上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂが結合された状態で、２つのインパクター４に形成された第１空間１５、第２空間１６及び第３空間２３のそれぞれの間に配置され、互いのこれらの空間を隔離している。上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂは着脱可能な結合部材２４Ａ，２４Ｂによって結合される。
【００１９】
上部筺体３Ａに設けられた結合部材２４Ａ，２４Ｂは、例えばゴム製であり、後述の筐体把持装置２７及び３１によって上部筐体３Ａ及び下部筐体３Ｂを互いに押し付けたときに下部筺体３Ｂの側壁にそれぞれ接触する。着脱部材２５も、ゴム製であり、補修プレートホルダー７に接触される。結合部材２４Ａ，２４Ｂを設けることによって、筐体３内に流入したサンプリング空気が筐体３の外に漏洩することを防止できる。また、着脱部材２５の設置により、インパクター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ及び４Ｄの相互間でのサンプリング空気の漏洩を防止することができる。
【００２０】
水平カスケードインパクター２は、例えば、地下街等の地下環境（またはトンネル工事現場等の作業環境）に設置される。図示されていない吸引装置を駆動することによって、環境からサンプリングした空気を、吸引口５９から水平カスケードインパクター２の１つのインパクター４、すなわち、最も大きな内径を有する貫通孔を形成している分級プレート６を有するインパクター４内の第１空間１５に導かれる。分級プレート６の貫通孔を通過して第２空間１６に流入した空気の流れは、各貫通孔９に向かって曲げられる。このとき、空気に含まれている粒径の大きなエアロゾル（粒子）は、曲がりきらずに直進し、捕集プレート８に捕集される。各貫通孔９を通過して第３空間２３に流入した空気は、水平方向において隣に存在する他のインパクター４の第１空間１５内に導かれる。この空気は、このインパクター４内で、第２空間１６及び第３空間２３へと流れる。
【００２１】
粒子状物質測定装置１に用いられる水平カスケードインパクター２の詳細な構造を、図２から図５を用いて説明する。水平カスケードインパクター２は、図２及び図３に示すように、水平方向に配置された４つのインパクター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ及び４Ｄを有する。インパクター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ及び４Ｄは筺体３内に配置される。上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂを有する筺体３の外観形状は直方体になっている。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、仕切り板１０Ａ及び１１Ａが、上部筺体３Ａ内に平行に配置され、それぞれの両端部が上部筺体３Ａの側壁に取り付けられる。仕切り板１２Ａ，１３Ａ及び１４Ａが、仕切り板１０Ａ及び１１Ａと直交する方向で上部筺体３Ａ内に平行に配置され、それぞれの両端部が上部筺体３Ａの側壁に取り付けられる。仕切り板１０Ａ及び１１Ａと仕切り板１２Ａ，１３Ａ及び１４Ａによって格子が形成される。図３（Ｃ）に示すように、仕切り板１０Ｂ及び１１Ｂが、下部筺体３Ｂ内に平行に配置され、それぞれの両端部が下部筺体３Ｂの側壁に取り付けられる。仕切り板１２Ｂ，１３Ｂ及び１４Ｂが、仕切り板１０Ｂ及び１１Ｂと直交する方向で下部筺体３Ｂ内に平行に配置され、それぞれの両端部が下部筺体３Ｂの側壁に取り付けられる。仕切り板１０Ｂ及び１１Ｂと仕切り板１２Ｂ，１３Ｂ及び１４Ｂによって格子が形成される。
【００２２】
インパクター４Ａは、分級プレートホルダー５、分級プレート６Ａ、捕集プレートホルダー７及び捕集プレート８Ａをそれぞれ有する（図４（Ａ）及び図５（Ａ）参照）。分級プレートホルダー５は捕集プレートホルダー７の上方に配置される。分級プレートホルダー５の周辺部が上部筺体３Ａの内面に取り付けられる。多数の貫通孔が形成される分級プレート６Ａが分級プレートホルダー５に取り付けられる。捕集プレート８Ａが捕集プレートホルダー７に取り付けられ、円弧状の４つの貫通孔９Ａが捕集プレート８Ａの周囲で捕集プレートホルダー７に形成される（図３（Ｂ）参照）。
【００２３】
さらに、インパクター４Ａは、上部筺体３Ａの上面と分級プレートホルダー５の間に形成される第１空間１５Ａ、分級プレートホルダー５と捕集プレートホルダー７の間に形成される第２空間１６Ａ、及び捕集プレートホルダー７と下部筺体３Ｂの底面の間に形成される第３空間２３Ａを形成している。第１空間１５Ａ、第２空間１６Ａ及び第３空間２３Ａは、この順序で上方より下方に向かって配置される。第１空間１５Ａ及び第２空間１６Ａは、四方を、上部筺体３Ａの側壁、及び仕切り板１０Ａ，１２Ａ及び１３Ａによって取り囲まれている。第３空間２３Ａは、四方を、下部筺体３Ｂの側壁、及び仕切り板１０Ｂ，１２Ｂ及び１３Ｂによって取り囲まれている。上部筺体３Ａの上面に取り付けられた吸引口５９は第１空間１５Ａに接続される。
【００２４】
インパクター４Ｂは、分級プレートホルダー５、分級プレート６Ｂ、捕集プレートホルダー７及び捕集プレート８Ｂをそれぞれ有する（図４（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）。多数の貫通孔が形成される分級プレート６Ｂが分級プレートホルダー５に取り付けられる。捕集プレート８Ｂが捕集プレートホルダー７に取り付けられ、円弧状の４つの貫通孔９Ｂが捕集プレート８Ｂの周囲で捕集プレートホルダー７に形成される。
【００２５】
インパクター４Ｂは、上部筺体３Ａの上面と分級プレートホルダー５の間に形成される第１空間１５Ｂ、分級プレートホルダー５と捕集プレートホルダー７の間に形成される第２空間１６Ｂ、及び捕集プレートホルダー７と下部筺体３Ｂの底面の間に形成される第３空間２３Ｂを形成している。第１空間１５Ｂ、第２空間１６Ｂ及び第３空間２３Ｂは、この順序で上方より下方に向かって配置される。第１空間１５Ｂ及び第２空間１６Ｂは、四方を、仕切り板１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ及び１３Ａによって取り囲まれている。第３空間２３Ｂは、四方を、仕切り板１０Ｂ，１１Ｂ，１２Ｂ及び１３Ｂによって取り囲まれている。
【００２６】
インパクター４Ｃは、分級プレートホルダー５、分級プレート６Ｃ、捕集プレートホルダー７及び捕集プレート８Ｃをそれぞれ有する（図４（Ｃ）及び図５（Ｂ）参照）。多数の貫通孔が形成される分級プレート６Ｃが分級プレートホルダー５に取り付けられる。捕集プレート８Ｃが捕集プレートホルダー７に取り付けられ、円弧状の４つの貫通孔９Ｃが捕集プレート８Ｃの周囲で捕集プレートホルダー７に形成される。
【００２７】
インパクター４Ｃは、上部筺体３Ａの上面と分級プレートホルダー５の間に形成される第１空間１５Ｃ、分級プレートホルダー５と捕集プレートホルダー７の間に形成される第２空間１６Ｃ、及び捕集プレートホルダー７と下部筺体３Ｂの底面の間に形成される第３空間２３Ｃを形成している。第１空間１５Ｃ、第２空間１６Ｃ及び第３空間２３Ｃは、この順序で上方より下方に向かって配置される。第１空間１５Ｃ及び第２空間１６Ｃは、四方を、仕切り板１０Ａ，１１Ａ，１３Ａ及び１４Ａによって取り囲まれている。第３空間２３Ｃは、四方を、仕切り板１０Ｂ，１１Ｂ，１３Ｂ及び１４Ｂによって取り囲まれている。
【００２８】
インパクター４Ｄは、分級プレートホルダー５、分級プレート６Ｄ、捕集プレートホルダー７及び捕集プレート８Ｄをそれぞれ有する（図４（Ｂ）及び図５（Ａ）参照）。多数の貫通孔が形成される分級プレート６Ｄが分級プレートホルダー５に取り付けられる。捕集プレート８Ｄが捕集プレートホルダー７に取り付けられ、円弧状の４つの貫通孔９Ｄが捕集プレート８Ｄの周囲で捕集プレートホルダー７に形成される。
【００２９】
インパクター４Ｄは、上部筺体３Ａの上面と分級プレートホルダー５の間に形成される第１空間１５Ｄ、分級プレートホルダー５と捕集プレートホルダー７の間に形成される第２空間１６Ｄ、及び捕集プレートホルダー７と下部筺体３Ｂの底面の間に形成される第３空間２３Ｄを形成している。第１空間１５Ｄ、第２空間１６Ｄ及び第３空間２３Ｄは、この順序で上方より下方に向かって配置される。第１空間１５Ｄ及び第２空間１６Ｄは、四方を、上部筺体３Ａの側壁、及び仕切り板１０Ａ，１３Ａ及び１４Ａによって取り囲まれている。第３空間２３Ｄは、四方を、下部筺体３Ｂの側壁、及び仕切り板１０Ｂ，１３Ｂ及び１４Ｂによって取り囲まれている。
【００３０】
分級プレートホルダー５及び捕集プレートホルダー７は、インパクター４Ａ〜４Ｄで共用される。すなわち、分級プレート６Ａ〜６Ｄが１つの分級プレートホルダー５に取り付けられており、分級プレート６Ａ〜６Ｄのそれぞれの中心が正方形の角に位置するように配置される（図３（Ａ）参照）。捕集プレート８Ａ〜８Ｄが１つの捕集プレートホルダー７に取り付けられており、捕集プレート８Ａ〜８Ｄのそれぞれの中心が正方形の角に位置するように配置される（図３（Ｂ）参照）。分級プレートホルダー５に取り付けられた分級プレート６Ａ〜６Ｄに形成された各貫通孔の内径は、分級プレート６Ａ、分級プレート６Ｂ、分級プレート６Ｃ及び分級プレート６Ｄの順に小さくなっている。分級プレート６Ａに形成された貫通孔の内径がもっとも大きく、分級プレート６Ｄに形成された貫通孔の内径が最も小さい。
【００３１】
第３空間２３Ａと第１空間１５Ｂは、連絡通路４９によって連通される。連絡通路４９は、下部筺体３Ｂの側壁、仕切り板１２Ｂ、捕集プレートホルダー７及び下部筺体３Ｂの底面によって取り囲まれて形成される第１水平通路、及び上部筺体３Ａの側壁及び仕切り板１０Ａ，１１Ａ及び１２Ａによって取り囲まれて形成される第１上昇通路を有する（図３（Ｃ）、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）参照）。第１水平通路は、空間１８Ａ、開口部１７Ｂ及び空間１８Ｂを連絡して形成され、仕切り板１２Ｂに形成された開口部１７Ａによって第３空間２３Ａに連絡される。第１上昇通路は、開口部１９Ａ、空間２０Ａ、開口部２１Ｂ及び空間２２Ａを連絡して形成され、仕切り板１２Ａに形成された開口部２１Ａを通して第１空間１５Ｂに連絡される。第１水平通路と第１上昇通路は、開口部１９Ａにより連絡される。開口部１７Ｂ，１９Ａ及び２１Ｂは、仕切り板１０Ｂ、捕集プレートホルダー７及び分級プレートホルダー５に形成される。
【００３２】
第３空間２３Ｂと第１空間１５Ｃは、連絡通路５０によって連通される。連絡通路５０は、下部筺体３Ｂの側壁、仕切り板１１Ｂ、捕集プレートホルダー７及び下部筺体３Ｂの底面によって取り囲まれて形成される第２水平通路、及び上部筺体３Ａの側壁、及び仕切り板１１Ａ，１３Ａ及び１４Ａによって取り囲まれて形成される第２上昇通路を有する（図３（Ｃ）、図４（Ｃ）及び図５（Ｃ）参照）。第２水平通路は、空間１８Ｃ、開口部１７Ｄ及び空間１８Ｄを連絡して形成され、仕切り板１１Ｂに形成された開口部１７Ｃによって第３空間２３Ｂに連絡される。第２上昇通路は、開口部１９Ｂ、空間２０Ｂ、開口部２１Ｄ及び空間２２Ｂを連絡して形成され、仕切り板１１Ａに形成された開口部２１Ｃを通して第１空間１５Ｃに連絡される。第１水平通路と第１上昇通路は、開口部１９Ｂにより連絡される。開口部１７Ｄ，１９Ｂ及び２１Ｄは、仕切り板１３Ｂ、捕集プレートホルダー７及び分級プレートホルダー５に形成される。
【００３３】
第３空間２３Ｃと第１空間１５Ｄは、連絡通路５１によって連通される。連絡通路５１は、下部筺体３Ｂの側壁、仕切り板１４Ｂ、捕集プレートホルダー７及び下部筺体３Ｂの底面によって取り囲まれて形成される第３水平通路、及び上部筺体３Ａの直交する２つの側壁、及び仕切り板１０Ａ及び１４Ａによって取り囲まれて形成される第３上昇通路を有する（図３（Ｃ）、図４（Ｄ）及び図５（Ａ）参照）。第３水平通路は、空間１８Ｅ、開口部１７Ｆ及び空間１８Ｆを連絡して形成され、仕切り板１４Ｂに形成された開口部１７Ｅによって第３空間２３Ｃに連絡される。第３上昇通路は、開口部１９Ｃ、空間２０Ｃ、開口部２１Ｆ及び空間２２Ｃを連絡して形成され、仕切り板１４Ａに形成された開口部２１Ｅを通して第１空間１５Ｄに連絡される。第３水平通路と第３上昇通路は、開口部１９Ｃにより連絡される。開口部１７Ｆ，１９Ｃ及び２１Ｆは、仕切り板１０Ｂ、捕集プレートホルダー７及び分級プレートホルダー５に形成される。
【００３４】
筺体開閉装置２６は、筺体把持装置２７，３１、上下方向移動装置３０，３４及びマスト３５を有する（図６参照）。マスト３５は、ベース５６の上に設置され、上方に向かって伸びている。ラック５７がマスト３５の一面に形成される。上下方向移動装置３０，３４は、マスト３５に移動可能に取り付けられる。上下方向移動装置３０，３４には、モータ（図示せず）がそれぞれ設置され、モータの回転軸に取り付けられる各ピニオン（図示せず）がラック５７と噛み合っている。
【００３５】
筺体把持装置２７は、マスト３５と直交する方向に伸びるアーム２８及び一対の把持部材２９Ａ，２９Ｂを有する。筺体把持装置２７、すなわち、アーム２８が上下方向移動装置３０に取り付けられる。アーム２８に取り付けられた把持部材２９Ａ，２９Ｂがアーム２８に沿って移動可能である。把持部材２９Ａ，２９Ｂの一端部にそれぞれ形成されたネジ孔がアーム２８に取り付けられたネジ棒（図示せず）に噛み合っている。ネジ棒がアーム２８に設けられた他のモータ（図示せず）によって回転されると、把持部材２９Ａ，２９Ｂがアーム２８に沿って反対方向に移動される。
【００３６】
筺体把持装置３１は、マスト３５と直交する方向に伸びるアーム３２及び一対の把持部材３３Ａ，３３Ｂを有する。筺体把持装置３１、すなわち、アーム３２が上下方向移動装置３４に取り付けられる。アーム３２に取り付けられた把持部材３３Ａ，３３Ｂがアーム３２に沿って移動可能である。アーム３２にはアーム２８に設けられた駆動機構と同じ駆動機構が設けられ、この駆動機構により把持部材３３Ａ，３３Ｂはアーム３２に沿って反対方向に移動される。
【００３７】
保管容器５４がベース５６上に設置され、他の保管容器５２が保管容器５４の上に設置される。未使用の４つの捕集プレート８が設けられた捕集プレートホルダー７が保管容器５２内に保管される（図７参照）。捕集プレート８が使用済になった捕集プレートホルダー７Ａが保管容器５４内に保管される（図７参照）。保管容器５２，５４は筺体開閉装置２６、すなわち、マスト３５の前方に配置される。水平カスケードインパクター２は保管容器５２の上に置かれる。
【００３８】
保管容器５４の隣でベース５６上に配置される放射線検出装置４４は、図７に示すように、放射線検出器４５及び収納容器４６を有する。放射線検出器４５は、アルファ線検出器であり、収納容器４６上に設置される。放射線検出装置４４、すなわち、収納容器４６がベース５６上に設置される。収納容器４６は、捕集プレートホルダー７を保持する支持部材５８を内部に設置しており、前面に扉４７を設けている。データ処理装置４８が収納容器４６の脇に設置されている。
【００３９】
移送装置３６は、ホルダー把持装置５３、上下方向移動装置５４、マスト３９、走行装置４０及びガイドレール４１，４２，４３を有する（図６参照）。ガイドレール４１がマスト３５との間で保管容器５４を挟むようにベース５６上に設置される。このガイドレール４１は、保管容器５４及び放射線検出装置４４の並びに沿って伸びている。ガイドレール４２，４３は、ガイドレール４１と直交する方向に伸びてベース５６上に設置される。ガイドレール４２はガイドレール４１から保管容器５４及びマスト３５に向かって伸びている。ガイドレール４３はガイドレール４１から放射線検出装置４４に向かって伸びている。
【００４０】
走行装置４０は、ガイドレール４１に噛み合っており、ガイドレール４１，４２，４３に沿って移動可能である。マスト３９は、走行装置４０上に設置され、上方に向かって伸びている。マスト３９の一面にもラック（図示せず）が形成される。上下方向移動装置５４には、上下方向移動装置３０と同様に、駆動機構が設けられるので、上下方向移動装置５４はマスト３９に沿って移動することができる。
【００４１】
ホルダー把持装置５３は、マスト３９と直交する方向に伸びるアーム３７及び一対の把持部材３８Ａ，３８Ｂを有する。ホルダー把持装置５３、すなわち、アーム３７が上下方向移動装置５４に取り付けられる。アーム３７に取り付けられた把持部材３８Ａ，３８Ｂがアーム３７に沿って移動可能である。アーム３７にはアーム２８に設けられた駆動機構と同じ駆動機構が設けられ、この駆動機構により把持部材３８Ａ，３８Ｂはアーム３７に沿って反対方向に移動される。
【００４２】
粒子状物質測定装置１は、例えば、地下街に設置される。水平カスケードインパクター２の排出口に接続された吸引装置（図示せず）を駆動することによって、地下街の環境からサンプリングされた空気がインパクター４Ａ内に流入する。この空気は、図８に示すように、インパクター４Ｂ，４Ｃ及び４Ｄへと順次導かれる。この空気の流れを図３、図４及び図５を用いて詳細に説明する。
【００４３】
地下街の環境からサンプリングされてインパクター４Ａ内に流入した空気は、インパクター４Ａ内において、第１空間１５Ａ、分級プレート６Ａ、第２空間１６Ａ及び貫通孔９Ａを通過して第３空間２３Ａに達する。空気に含まれた粒子（エアロゾル）のうちで粒径の大きな粒子（分級プレート６Ａの貫通孔の内径で決まる粒径を有する粒子）が捕集プレート８Ａに捕捉される。捕捉された粒子よりも粒径の小さな粒子を含む空気は、開口部１７Ａから連絡通路４９内に排出され、連絡通路４９を通してインパクター４Ｂの第１空間１５Ｂ内に導かれる。
【００４４】
第１空間１５Ｂ内に流入した空気は、インパクター４Ｂ内において、分級プレート６Ｂ、第２空間１６Ｂ及び貫通孔９Ｂを通過して第３空間２３Ｂに達する。この空気に含まれた粒子のうちで粒径の大きな粒子（分級プレート６Ｂの貫通孔の内径で決まる粒径を有する粒子）が捕集プレート８Ｂに捕捉される。捕捉された粒子よりも粒径の小さな粒子を含む空気は、開口部１７Ｃから連絡通路５０内に排出され、連絡通路５０を通してインパクター４Ｃの第１空間１５Ｃ内に導かれる。
【００４５】
第１空間１５Ｃ内に流入した空気は、インパクター４Ｃ内において、分級プレート６Ｃ、第２空間１６Ｃ及び貫通孔９Ｃを通過して第３空間２３Ｃに達する。この空気に含まれた粒子のうちで粒径の大きな粒子（例えば、分級プレート６Ｃの貫通孔の内径で決まる粒径を有する粒子）が捕集プレート８Ｃに捕捉される。捕捉された粒子よりも粒径の小さな粒子を含む空気は、開口部１７Ｅから連絡通路５１内に排出され、連絡通路５１を通してインパクター４Ｄの第１空間１５Ｄ内に導かれる。
【００４６】
第１空間１５Ｄ内に流入した空気は、インパクター４Ｄ内において、分級プレート６Ｄ、第２空間１６Ｄ及び貫通孔９Ｄを通過して第３空間２３Ｄに達する。この空気に含まれた粒子（分級プレート６Ｄの貫通孔の内径で決まる粒径を有する粒子）が捕集プレート８Ｄに捕捉される。第３空間２３Ｄに到達した空気は、下部筺体３Ｂに設けられた排出口（図示せず）から排出され、地下街の環境に戻される。
【００４７】
カスケードインパクターの各プレートでの捕集効率におけるカットオフ粒径は、分級プレート６に形成された貫通孔の内径のルートに比例する。貫通孔の内径が大きい場合は、粒径が大きい粒子は、捕集プレート８へのインパクトが大きくなるので、捕集プレート８に捕集される効率が高くなる。逆に、粒径の小さい粒子は、捕集プレート８へのインパクトが小さいので、この捕集プレート８に捕集されなくなる。ある捕集プレート８では、ある所定の粒径(カットオフ粒径)を境に、捕集されるか否かが決まる。したがって、複数の分級プレート６において形成される貫通孔の内径を除々に小さくすることによって、それぞれのカットオフ粒径の間に存在する粒子が該当する捕集プレート８で捕集されることになる。
【００４８】
サンプリングされた空気が上記したように各インパクター内を順次流れるので、分級プレート６Ａ〜６Ｄの作用により捕集プレート８Ａ〜８Ｄの各々で粒径が異なる粒子を捕捉することができる。地下街の空気のサンプリングを開始して所定時間が経過した後、吸引装置を停止して空気のサンプリングを停止する。その後、水平カスケードインパクター２内の捕集プレートホルダー７が、放射線検出装置４４の収納容器４６内まで移送される。この捕集プレートホルダー７の移送を以下に説明する。
【００４９】
捕集プレートホルダー７の移送は、移送装置３６を用いて行われる。捕集プレートホルダー７の移送の前に、水平カスケードインパクター２内から捕集プレートホルダー７を取り出さねばならなく、筺体３を開く必要がある。この筺体３を開くために用いられる装置が、筺体開閉装置２６である。筺体開閉装置２６を用いた筺体３の開操作を以下に説明する。
【００５０】
アーム３２に設けられたモータを駆動して持把部材３３Ａ，３３Ｂを反対方向に移動させ、持把部材３３Ａと持把部材３３Ｂの間隔を下部筺体３Ｂの幅よりも広くしておく。上下方向移動装置３４に設けられたモータを回転させて上下方向移動装置３４をマスト３５に沿って移動させ、持把部材３３Ａ，３３Ｂを保管容器５２の上に置かれた下部筺体３Ｂの高さに合せる。このとき、持把部材３３Ａと持把部材３３Ｂの間に下部筺体３Ｂが位置している。そして、持把部材３３Ａと持把部材３３Ｂの間隔を狭め、持把部材３３Ａ及び３３Ｂを下部筺体３Ｂの向き合っている２つの側面に接触させる。下部筺体３Ｂは筺体把持装置３１によって把持される（図３（Ｃ）参照）。
【００５１】
上下方向移動装置３０をマスト３５に沿って移動させ、相互間の間隔が広げられた持把部材２９Ａ，２９Ｂを上部筺体３Ａの高さの位置に合せる。上部筺体３Ａは結合部材２４Ａ，２４Ｂによって下部筺体３Ｂに結合されている。持把部材２９Ａと持把部材２９Ｂの間隔を狭めて、上部筺体３Ａを筺体把持装置２７によって把持する（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）。上下方向移動装置３０を上方に向かって移動させることによって、上部筺体３Ａが上方へ移動される。下部筺体３Ｂとの結合状態が解除され、上部筺体３Ａが下部筺体３Ｂから離れて上方に位置する（図９参照）。捕集プレートホルダー７は着脱部材２５によって下部筺体３Ｂに保持されている。
【００５２】
走行装置４０を走行させて移送装置３６をガイドレール４２上まで移動させる。移送装置３６のホルダー把持装置５３が、筺体把持装置３１で把持されている下部筺体３Ｂ上の捕集プレートホルダー７に接近する。この捕集プレートホルダー７が、水平方向において、ホルダー把持装置５３の把持部材３８Ａと把持部材３８Ｂの間に位置するようになる。把持部材３８Ａ及び把持部材３８Ｂは、アーム３７に沿って移動され、下部筺体３Ｂ上の捕集プレートホルダー７を把持する。走行装置４０が筺体開閉装置２６から遠ざかる方向に移動することによって、ホルダー把持装置５３に把持された捕集プレートホルダー７が、下部筺体３Ｂから取り外され、上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間から引き出される（図６及び図９参照）。着脱部材２５は、前述したようにゴム製である。前述のように、上部筐体３Ａを筐体把持装置２７によって把持し、下部筐体３Ｂを筐体把持装置３１によっては辞した状態で、筐体把持装置２７を上方に移動させたとき、捕集プレートホルダー７に押し付けられている上部筐体３Ａの着脱部材２５が捕集プレートホルダー７から離れる。このとき、上部筺体３Ａの側壁に設けられた結合部材２４Ａ，２４Ｂも下部筺体３Ｂの側壁から話される。下部筺体３Ｂの側壁に設けられた結合部材２４Ａ及び下部筐体３Ｂの各仕切り板に設けられた着脱部材２５は捕集プレートホルダー７に接触しているだけであるので、捕集プレートホルダー７を上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間から容易に引き出すことができる。
【００５３】
移送装置３６は、ガイドレール４２，４１及び４３に沿って放射線検出装置４４の前方まで移動する。このとき、収納容器４６の扉４７が自動的に開く。上下方向移動装置５４がマスト３９に沿って下降し、ホルダー把持装置５３が収納容器４６内の支持部材５８付近の高さに合せられる。移送装置３６が収納容器４６に向かって前進することによって、ホルダー把持装置５３に保持された捕集プレートホルダー７が収納容器４６内に挿入される。この捕集プレートホルダー７は支持部材５８の上に載せられる。その後、移送装置３６がガイドレール４３に沿って後退し、扉４７が閉じられる。
【００５４】
支持部材５８上に置かれた捕集プレートホルダー７に設けられた捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄのそれぞれに対して、捕集された粒子に付着したアルファ線放出核種（例えば、ラドン）から放出されたアルファ線を放射線検出器４５によって検出する。捕集プレートホルダー７に設けられた捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄから放出されるそれぞれのアルファ線を同時に検出するために、放射線検出器４５に設けられた半導体検出素子（図示せず）を捕集プレート８の数だけ多チャンネル化し、各捕集プレート８に対応させ、対になって組み合せられた捕集プレート８及び半導体検出素子の各組の相互間に、薄い遮蔽体（図示せず）を設置している。
【００５５】
放射線検出器４５から出力された、それぞれの捕集プレート８に対するアルファ線検出信号は、データ処理装置４８に入力される。データ処理装置４８は、捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄのそれぞれのアルファ線検出信号に基づいて各捕集プレートに対するアルファ線スペクトルを求める。このため、各捕集プレートでは捕集された粒子の粒径が異なり粒径分布が異なっているため、異なる粒径分布に対するそれぞれのアルファ線スペクトルを得ることができる。
【００５６】
各粒径分布毎のアルファ線スペクトルの情報は、データ処理装置４８に記憶され、定期的に監視センターに伝送される。監視センターにいる監視員は、各地の地下街に設置された各粒子状物質測定装置１から送られてくるそれらの情報を把握することができる。
【００５７】
アルファ線の計測が終了した後、収納容器４６の扉４７が自動的に開けられ、捕集プレートホルダー７が移送装置３６によって収納容器４６から取り出される。この捕集プレートホルダー７は、移送装置３６により保管容器５４内まで移送され、使用済の捕集プレートホルダー７Ａとして保管容器５４内に保管される。保管容器５２内の、未使用の４つの捕集プレート８Ａ〜８Ｄを有する捕集プレートホルダー７は、ホルダー把持装置５３に保持され、移送装置３６によって下部筺体３Ｂの上まで移送される。この捕集プレートホルダー７は下部筺体３Ｂに着脱部材２５によって連結される。
【００５８】
上下方向移動装置３０を駆動して筺体把持装置２７を下降させる。上部筺体３Ａが下部筺体３Ｂに接触し、上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂが結合部材２４Ａ，２４Ｂによって結合される。このとき、捕集プレートホルダー７は上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間に位置している。その後、吸引装置が駆動され、前述したように、サンプリングされた空気に含まれる粒子が新しい捕集プレート８Ａ〜８Ｄに捕集される。上部筺体３Ａは筺体把持装置２７によって把持されたままになり、下部筺体３Ｂは筺体把持装置３１によって把持されたままになる。
【００５９】
粒子状物質測定装置１では、環境からの空気のサンプリング、粒子の捕集、捕集プレートホルダー７の筺体３からの取り出し、取り出した捕集プレートホルダー７の放射線検出装置４４への移送、アルファ線の計測、及び新しい捕集プレートホルダー７の筺体３内への設置が、水平カスケードインパクター２、筺体開閉装置２６、移送装置３６及び放射線検出装置４４を用いて周期的にかつ自動的に行われる。
【００６０】
粒子状物質測定装置１における上記の一連の操作は制御装置（図示せず）によって行われる。この制御装置は、筺体把持装置２７及び３１、上下方向移動装置３０及び３４、ホルダー把持装置５３、上下方向移動装置５４、走行装置４０及び放射線検出器４５に制御指令信号を送信し、これらの装置を前述したように操作し、上記の一連の操作を実行させる。その一連の操作は、その制御装置によって周期的に実行される。
【００６１】
本実施例によれば、インパクター４Ａ〜４Ｄ、すなわち、捕集プレート８Ａ〜８Ｄが水平方向において並列に配置されているので、移送装置３６を用いて捕集プレートホルダー７、すなわち、捕集プレート８Ａ〜８Ｄを筺体３から放射線検出装置４４の位置まで自動的に搬送することができる。さらに、分級プレート６Ａ〜６Ｄによって弁別された粒径の異なる粒子毎にアルファ線スペクトルを計測できる。このため、地下街での放射線エアロゾルの自動モニタリングが可能になる。本実施例では、１枚の捕集プレートホルダー７に４つの捕集プレートが設けられているので、これらの捕集プレートを一度に放射線検出装置４４まで移送することができる。したがって、捕集プレートの移送に要する時間が短縮できる。また、捕集プレート８Ａ〜８Ｄを筺体３内に装着するのに要する時間も短縮される。
【００６２】
本実施例では、筺体開閉装置２６が設けられているので、上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの開閉を自動的に行うことができ、筺体３内からの捕集プレートホルダー７の取り出し及び筺体３内への新しい捕集プレートホルダー７の装着が容易に行うことができる。捕集プレートホルダー７の取り出し及び捕集プレートホルダー７の装着は、筺体３が上下方向に開閉できる上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂを有することによって可能になる。特に、上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの分割位置が、上下方向において筺体３内で捕集プレートホルダー７が配置される位置になっているので、捕集プレートホルダー７を水平方向に取り出すことができる。このため、捕集プレートホルダー７を把持した移送装置３６を水平方向に移動させるだけで捕集プレートホルダー７を上下方向に開いた上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間から引き出すことができる。
【００６３】
さらに、本実施例は、移送装置３６を設けているので、引き出した捕集プレートホルダー７を放射線検出装置４４の位置まで搬送することができる。
【００６４】
水平カスケードインパクター２に含まれたインパクター４Ａ〜４Ｄでは、分級プレート及び捕集プレートが上下方向において同じ方向に並んで配置されている。このため、捕集プレート８Ａ〜８Ｄが捕集プレートホルダー７の一面に取り付けられるので、捕集プレート８Ａ〜８Ｄが取り付けられる捕集プレートホルダー７の一面に向かい合っている放射線検出器４５によって、各捕集プレートで捕捉された粒子のアルファ線を検出することができる。本実施例は、後述する実施例２のように、捕集プレートホルダー７の上面及び下面の二面にそれぞれ向かい合って放射線検出器４５を配置する必要が無く、放射線検出器４５の設置個数を低減できる。
【００６５】
粒子状物質測定装置１は、地下街以外に、地下駐車場及び地下鉄等の地下環境、及び石炭等の採掘現場及びトンネル工事現場等の作業環境にそれぞれ設置され、該当する環境でのアルファ線放出核種を自動モニタリングすることができる。
【００６６】
本実施例では、インパクター４Ａ〜４Ｄを水平方向に並列に配置した例を説明したが、これらのインパクターを上下方向に並列に配置することも可能である。
【実施例２】
【００６７】
本発明の他の実施例である実施例２の粒子状物質測定装置を、図１０及び図１１を用いて説明する。本実施例の粒子状物質測定装置１Ａは、実施例１の粒子状物質測定装置１において水平カスケードインパクター２を水平カスケードインパクター２Ａに替えた構成を有する。粒子状物質測定装置１Ａの他の構成は、粒子状物質測定装置１と同じである。水平カスケードインパクター２Ａも、水平カスケードインパクター２と同様に、インパクター４Ａ〜４Ｄを水平方向に平方格子状に並べて配置している（図１１参照）。換言すれば、インパクター４Ａ〜４Ｄは水平方向に並列に二次元配置されている。
【００６８】
水平インパクター２がインパクター４Ａ〜４Ｄにおいて分級プレート及び捕集プレートが上下方向において同じ方向に並んで配置されているのに対し、粒子状物質測定装置１Ａでは、一部のインパクターでの分級プレート及び捕集プレートの上下方向における並ぶ順序が、他のインパクターでのそれらの上下方向における並ぶ順序と逆になっている。図１０（Ａ）に示すように、インパクター４Ｂで分級プレート６Ｂ及び捕集プレート８Ｂの上下方向において並んでいる順序が、インパクター４Ａで分級プレート６Ａ及び捕集プレート８Ａの上下方向において並んでいる順序と逆になっている。インパクター４Ａでは上方より下方に向かって分級プレート６Ａ及び捕集プレート８Ａの順に並んでいるのに対し、インパクター４Ｂでは下方より上方に向かって分級プレート６Ｂ及び捕集プレート８Ｂの順に並んでいる。図１０（Ｃ）に示すように、インパクター４Ｃでは、上方より下方に向かって、分級プレート６Ｃ及び捕集プレート８Ｃの順に並んでおり、インパクター４Ｄでは、逆に、上方より下方に向かって、分級プレート６Ｄ及び捕集プレート８Ｄの順に並んでいる。
【００６９】
捕集プレート８Ａ〜８Ｄは１枚の正方形をした捕集プレートホルダー７に取り付けられている。捕集プレート８Ａ及び８Ｃは捕集プレートホルダー７の上面に、捕集プレート８Ｂ及び８Ｄは捕集プレートホルダー７の下面にそれぞれ取り付けられる。
【００７０】
格子状に組み合された仕切り板１０Ａ及び１３Ａが上部筺体３Ａ内に配置されて上部筺体３Ａの側壁に取り付けられる（図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）参照）。格子状に組み合された仕切り板１０Ｂ及び１３Ｂが下部筺体３Ｂ内に配置されて下部筺体３Ｂの側壁に取り付けられる（図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）参照）。水平カスケードインパクター２Ａでは、分級プレート６Ａ〜６Ｄは別々の分級プレートホルダーに取り付けられている。分級プレート６Ａを設けた分級プレートホルダー５Ａ及び分級プレート６Ｃを設けた分級プレートホルダー５Ｃは、上部筺体３Ａ内に配置されて上部筺体３Ａの２つの側壁及び仕切り板１０Ａ及び１３Ａに取り付けられる。分級プレート６Ｂを設けた分級プレートホルダー５Ｂ及び分級プレート６Ｄを設けた分級プレートホルダー５Ｄは、下部筺体３Ｂ内に配置されて下部筺体３Ｂの２つの側壁及び仕切り板１０Ｂ及び１３Ｂに取り付けられる。
【００７１】
インパクター４Ａでは、第１空間１５Ａ、第２空間１６Ａ及び第３空間２３Ａがこの順序で上方より下方に向かって配置される。インパクター４Ｂでは、第１空間１５Ｂ、第２空間１６Ｂ及び第３空間２３Ｂがこの順序で下方より上方に向かって配置される。インパクター４Ｃでは、上方より下方に向かって、第１空間１５Ｃ、第２空間１６Ｃ及び第３空間２３Ｃの順に並んでいる。インパクター４Ｄでは、逆に、上方より下方に向かって、第１空間１５Ｄ、第２空間１６Ｄ及び第３空間２３Ｄの順に並んでいる。
【００７２】
インパクター４Ａの第１空間１５Ａ及び第２空間１６Ａ、インパクター４Ｂの第３空間２３Ｂ、インパクター４Ｃの第１空間１５Ｃ及び第２空間１６Ｃ、及びインパクター４Ｄの第３空間２３Ｄが、それぞれ、上部筺体３Ａの２つの側壁及び仕切り板１０Ａ及び１３Ａによって取り囲まれる。インパクター４Ａの第３空間２３Ａ、インパクター４Ｂの第１空間１５Ｂ及び第２空間１６Ｂ、インパクター４Ｃの第３空間２３Ｃ、及びインパクター４Ｄの第１空間１５Ｄ及び第２空間１６Ｄが、それぞれ、下部筺体３Ｂの２つの側壁及び仕切り板１０Ｂ及び１３Ｂによって取り囲まれる。
【００７３】
インパクター４Ａの第３空間２３Ａとインパクター４Ｂの第１空間１５Ｂが隣り合っており、これらの空間は仕切り板１０Ｂに形成された開口部１７Ａを介して連通して（図１０（Ａ）参照）。インパクター４Ｂの第３空間２３Ｂとインパクター４Ｃの第１空間１５Ｃが隣り合っており、これらの空間は仕切り板１３Ａに形成された開口部１７Ｂを介して連通している（図１０（Ｂ）参照）。インパクター４Ｃの第３空間２３Ｃとインパクター４Ｄの第１空間１５Ｄが隣り合っており、これらの空間は仕切り板１０Ｂに形成された開口部１７Ｃを介して連通している（図１０（Ｃ）参照）。
【００７４】
粒子状物質測定装置１Ａは地下街に設置される。地下街以外に、地下駐車場及び地下鉄等の地下環境、及び石炭等の採掘現場及びトンネル工事現場等の作業環境に、粒子状物質測定装置１Ａをそれぞれ設置しても良い。吸引装置（図示せず）が駆動されると、地下街の空気がサンプリングされて水平カスケードインパクター２Ａのインパクター４Ａ内に流入する。この空気は、水平カスケードインパクター２Ａ内において、インパクター４Ａ，インパクター４Ｂ，インパクター４Ｃ及びインパクター４Ｄの順に導かれる（図１１参照）。具体的には、サンプリングされた空気は、第１空間１５Ａ、分級プレート６Ａ、第２空間１６Ａ、貫通孔９Ａ、第３空間２３Ａ、開口部１７Ａ、第１空間１５Ｂ、分級プレート６Ｂ、第２空間１６Ｂ、貫通孔９Ｂ、第３空間２３Ｂ、開口部１７Ｂ、第１空間１５Ｃ、分級プレート６Ｃ、第２空間１６Ｃ、貫通孔９Ｃ、第３空間２３Ｃ、開口部１７Ｃ、第１空間１５Ｄ、分級プレート６Ｄ、第２空間１６Ｄ、貫通孔９Ｄ及び第３空間２３Ｄの順に導かれる。その際、空気に含まれる粒子は粒径に応じて捕集プレート８Ａ〜８Ｄにそれぞれ捕集される。
【００７５】
実施例１と同様に、筺体開閉装置２６を用いて上部筺体３Ａを上方に持ち上げて筺体３を開く。下部筺体３Ｂ上に置かれた捕集プレートホルダー７は、ホルダー把持装置５３に把持されて移送装置３６の移動により上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間から取り出される。この捕集プレートホルダー７は、移送装置３６により収納容器４６内の支持部材５８上まで移送される。本実施例では、収納容器４６内の捕集プレートホルダー７の上面及び下面にそれぞれ対向した２個の放射線検出器４５が設けられている。捕集プレートホルダー７の上面に面している放射線検出器５４は、捕集プレートホルダー７の上面に設けられた捕集プレート８Ａ及び８Ｃにて捕集された粒子から放出されるアルファ線を検出する。捕集プレートホルダー７の下面に面している他の放射線検出器５４は、捕集プレートホルダー７の下面に設けられた捕集プレート８Ｂ及び８Ｄにて捕集された粒子から放出されるアルファ線を検出する。
【００７６】
本実施例は、実施例１で生じる効果のうち、インパクター４Ａ〜４Ｄを水平方向に並列に配置することによって生じる効果、上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂを有する筺体、筺体開閉装置及び移送装置を設けることによって生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、インパクター４Ｂ，４Ｄにおけるそれぞれの分級プレート及び捕集プレートの上下方向における配置が、インパクター４Ａ，４Ｃにおけるそれらの配置と逆になっているので、第３空間２３Ａが開口部１７Ａを介して第１空間１５Ｂに連絡でき、第３空間２３Ｂが開口部１７Ｂを介して第１空間１５Ｃに連絡でき、第３空間２３Ｃが開口部１７Ｃを介して第１空間１５Ｄに連絡できる。このため、水平カスケードインパクター２Ａ内に、水平カスケードインパクター２において形成された連絡通路４９，５０及び５１を形成する必要が無く、水平カスケードインパクター２Ａをコンパクト化することができる。しかしながら、本実施例は、捕集プレート８Ａ及び８Ｃを捕集プレートホルダー７の上面に、捕集プレート８Ｂ及び８Ｄを捕集プレートホルダー７の下面にそれぞれ取り付ける必要があるので、捕集プレートホルダー７の上面に面する放射線検出器４５、及び捕集プレートホルダー７の下面に面する他の放射線検出器４５をそれぞれ設置しなければならない。
【００７７】
本実施例の粒子状物質測定装置１Ａも、地下街以外に、地下駐車場及び地下鉄等の地下環境、及び石炭等の採掘現場及びトンネル工事現場等の作業環境にそれぞれ設置され、該当する環境でのアルファ線放出核種を自動モニタリングすることができる。
【実施例３】
【００７８】
本発明の他の実施例である実施例３の粒子状物質測定装置を、図１２〜図１４を用いて説明する。本実施例の粒子状物質測定装置１Ｂは、実施例１の粒子状物質測定装置１において水平カスケードインパクター２を水平カスケードインパクター２Ｂに替えた構成を有する。粒子状物質測定装置１Ｂの他の構成は、粒子状物質測定装置１と同じである。水平カスケードインパクター２Ｂも水平インパクター２と同様にインパクター４Ａ〜４Ｄを水平方向に並列に配置している。ただし、水平カスケードインパクター２Ｂはインパクター４Ａ〜４Ｄを一直線状に並べて配置している（図１２参照）。インパクター４Ａ〜４Ｄでは、実施例１と同様に、上方から下方に向かって、分級プレート及び捕集プレートがこの順に配置されている。
【００７９】
水平カスケードインパクター２Ｂの構造を、図１３及び図１４を用いて詳細に説明する。インパクター４Ａ〜４Ｄの構造は実施例１に用いられる水平カスケードインパクター２のインパクター４Ａ〜４Ｄの構造と同じである。上部筺体３Ａ内には、仕切り板６０Ａ及び６１Ａが上部筺体３Ａの長手方向に伸びる側壁と平行に配置される。仕切り板６０Ａ及び６１Ａと直交する仕切り板６２Ａ，６３Ａ及び６４Ａが、仕切り板６０Ａ及び６１Ａと格子を形成している。各仕切り板の両端は、上部筺体３Ａの側壁に取り付けられる。下部筺体３Ｂ内には、仕切り板６０Ｂ及び６１Ｂが下部筺体３Ｂの長手方向に伸びる側壁と平行に配置される。仕切り板６０Ｂ及び６１Ｂと直交する仕切り板６２Ｂ，６３Ｂ及び６４Ｂが、仕切り板６０Ｂ及び６１Ｂと格子を形成している。各仕切り板の両端は、下部筺体３Ｂの側壁に取り付けられる。
【００８０】
インパクター４Ａ〜４Ｄは、仕切り板６０Ａと仕切り板６１Ａの間、及び仕切り板６０Ｂと仕切り板６１Ｂの間に配置される。インパクター４Ａとインパクター４Ｂは仕切り板６２Ａ及び６２Ｂによって仕切られている。インパクター４Ｂとインパクター４Ｃは仕切り板６３Ａ及び６３Ｂによって仕切られている。インパクター４Ｃとインパクター４Ｄは仕切り板６４Ａ及び６４Ｂによって仕切られている。
【００８１】
インパクター４Ａの第３空間２３Ａとインパクター４Ｂの第１空間１５Ｂを接続する連絡通路６５、及びインパクター４Ｃの第３空間２３Ｃとインパクター４Ｄの第１空間１５Ｄを接続する連絡通路７１は、上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂの各側壁と仕切り板６０Ａ及び６０Ｂの間に配置される（図１３（Ａ）参照）。連絡通路６５は、空間６６Ａ、開口部６７Ｂ、空間６６Ｂ、開口部６７Ｃ、空間６６Ｃ、開口部６７Ｄ及び空間６６Ｄを含んでいる（図１４（Ａ）参照）。連絡通路６５は、仕切り板６０Ｂに形成された開口部６７Ａを通して第３空間２３Ａに連絡され、仕切り板６０Ａに形成された開口部６７Ｅを通して第１空間１５Ｂに連絡される。連絡通路７１は、空間７２Ａ、開口部７３Ｂ、空間７２Ｂ、開口部７３Ｃ、空間７２Ｃ、開口部７３Ｄ及び空間７２Ｄを含んでいる（図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）参照）。連絡通路７１は、仕切り板６０Ｂに形成された開口部７３Ａを通して第３空間２３Ｃに連絡され、仕切り板６０Ａに形成された開口部７３Ｅを通して第１空間１５Ｄに連絡される。
【００８２】
インパクター４Ｂの第３空間２３Ｂとインパクター４Ｃの第１空間１５Ｃを接続する連絡通路６８は、上部筺体３Ａ及び下部筺体３Ｂの各側壁と仕切り板６１Ａ及び６１Ｂの間に配置される（図１３（Ａ）及び図１４（Ｃ）参照）。連絡通路６８は、空間６９Ａ、開口部７０Ｂ、空間６９Ｂ、開口部７０Ｃ、空間６９Ｃ、開口部７０Ｄ及び空間６９Ｄを含んでいる（図１４（Ｃ）参照）。連絡通路６８は、仕切り板６１Ｂに形成された開口部７０Ａを通して第３空間２３Ｂに連絡され、仕切り板６１Ａに形成された開口部７０Ｅを通して第１空間１５Ｃに連絡される。
【００８３】
開口部６７Ｃ，７０Ｃ，７３Ｃは分級プレートホルダー５に形成され、開口部６７Ｂ，７０Ｂ，６３Ｂは捕集プレートホルダー７に形成される。開口部６７Ｄは仕切り板６２Ａに、開口部７０Ｄは仕切り板６３Ａに、開口部７３Ｄは仕切り板６４Ａにそれぞれ形成される。
【００８４】
粒子状物質測定装置１Ｂは地下街に設置される。地下街以外に、地下駐車場及び地下鉄等の地下環境、及び石炭等の採掘現場及びトンネル工事現場等の作業環境に、粒子状物質測定装置１Ｂをそれぞれ設置しても良い。吸引装置（図示せず）が駆動されると、地下街の空気がサンプリングされて水平カスケードインパクター２Ｂのインパクター４Ａ内に流入する。この空気は、水平カスケードインパクター２Ｂ内において、インパクター４Ａ，インパクター４Ｂ，インパクター４Ｃ及びインパクター４Ｄの順に導かれる（図１５参照）。具体的には、サンプリングされた空気は、第１空間１５Ａ、分級プレート６Ａ、第２空間１６Ａ、貫通孔９Ａ、第３空間２３Ａ、開口部６７Ａ、連絡通路６５、開口部６７Ｅ、第１空間１５Ｂ、分級プレート６Ｂ、第２空間１６Ｂ、貫通孔９Ｂ、第３空間２３Ｂ、開口部７０Ａ、連絡通路６８、開口部７０Ｅ、第１空間１５Ｃ、分級プレート６Ｃ、第２空間１６Ｃ、貫通孔９Ｃ、第３空間２３Ｃ、開口部７３Ａ、連絡通路７１、開口部７３Ｅ、第１空間１５Ｄ、分級プレート６Ｄ、第２空間１６Ｄ、貫通孔９Ｄ及び第３空間２３Ｄの順に導かれる。その際、空気に含まれる粒子は粒径に応じて捕集プレート８Ａ〜８Ｄに捕集される。
【００８５】
実施例１と同様に、筺体開閉装置２６を用いて上部筺体３Ａを上方に持ち上げて筺体３を開く。下部筺体３Ｂ上に置かれた捕集プレートホルダー７は、ホルダー把持装置５３に把持されて移送装置３６の移動により上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間から取り出される。ホルダー把持装置５３は捕集プレートホルダー７の長手方向と直交する方向で捕集プレートホルダー７を把持する。この捕集プレートホルダー７は、移送装置３６により収納容器４６内の支持部材５８上まで移送される。支持部材５８で保持された捕集プレートホルダー７に設けられた捕集プレート８Ａ〜８Ｄのそれぞれにて捕集された粒子から放出されるアルファ線が、放射線検出器５４によって検出される。
【００８６】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。
【実施例４】
【００８７】
本発明の他の実施例である実施例４の粒子状物質測定装置を、図１６及び図１７を用いて説明する。本実施例の粒子状物質測定装置１Ｃは、実施例３の粒子状物質測定装置１Ｂにおいて水平カスケードインパクター２Ｂを水平カスケードインパクター２Ｃに替えた構成を有する。粒子状物質測定装置１Ｃの他の構成は、粒子状物質測定装置１Ｂと同じである。
【００８８】
水平カスケードインパクター２Ｃは、水平カスケードインパクター２Ｂと同様に、インパクター４Ａ〜４Ｄを直線状に一列に配置している。この水平カスケードインパクター２Ｃは、水平カスケードインパクター２Ａと同様に、一部のインパクター、すなわち、インパクター４Ｂ及び４Ｄで分級プレート及び捕集プレートの上下方向の位置がインパクター４Ａ及び４Ｃのそれらの位置と逆になっている。第３空間２３Ａと第１空間１５Ｂを連絡する開口部１７Ａが仕切り板６２Ｂに形成される。第３空間２３Ｂと第１空間１５Ｃを連絡する開口部１７Ｂが仕切り板６３Ａに形成される。第３空間２３Ｃと第１空間１５Ｄを連絡する開口部１７Ｃが仕切り板６４Ｂに形成される。水平カスケードインパクター２Ｃでは、水平カスケードインパクター２Ｂに設けられた仕切り板６０Ａ，６０Ｂ，６１Ａ，６１Ｂが設けられていない。水平カスケードインパクター２Ｃの上記した以外の構成は、水平カスケードインパクター２Ｂと同じである。
【００８９】
インパクター４Ａの第１空間に流入した空気は、分級プレート６Ａ、第２空間１６Ａ、貫通孔９Ａ、第３空間２３Ａ、開口部１７Ａ、第１空間１５Ｂ、分級プレート６Ｂ、第２空間１６Ｂ、貫通孔９Ｂ、第３空間２３Ｂ、開口部１７Ｂ、第１空間１５Ｃ、分級プレート６Ｃ、第２空間１６Ｃ、貫通孔９Ｃ、第３空間２３Ｃ、開口部１７Ｃ、第１空間１５Ｄ、分級プレート６Ｄ、第２空間１６Ｄ、貫通孔９Ｄ及び第３空間２３Ｄの順に導かれる。その際、空気に含まれる粒子は粒径に応じて捕集プレート８Ａ〜８Ｄに捕集される。
【００９０】
実施例３と同様に、筺体開閉装置２６を用いて上部筺体３Ａを上方に持ち上げて筺体３を開く。下部筺体３Ｂ上に置かれた捕集プレートホルダー７は、ホルダー把持装置５３に把持されて移送装置３６の移動により上部筺体３Ａと下部筺体３Ｂの間から取り出される。この捕集プレートホルダー７は、移送装置３６により収納容器４６内の支持部材５８上まで移送される。捕集プレートホルダー７の上面に面している放射線検出器５４は、捕集プレートホルダー７の上面に設けられた捕集プレート８Ａ及び８Ｃにて捕集された粒子から放出されるアルファ線を検出する。捕集プレートホルダー７の下面に面している他の放射線検出器５４は、捕集プレートホルダー７の下面に設けられた捕集プレート８Ｂ及び８Ｄにて捕集された粒子から放出されるアルファ線を検出する。
【００９１】
本実施例は、実施例２で生じる各効果を得ることができる。
【実施例５】
【００９２】
本発明の他の実施例である実施例５の粒子状物質測定装置を、図１８〜図１９を用いて説明する。本実施例の粒子状物質測定装置１Ｄは、水平カスケードインパクター２Ｄ、筺体開閉装置２６、放射線検出装置４４Ａ及び捕集プレート装置７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃ，７６Ｄを備えている。水平カスケードインパクター２Ｄは、捕集プレートホルダー７及び捕集プレート８Ａ〜８Ｄを除いて図１３及び図１４に示された水平カスケードインパクター２Ｂの構成を有する。水平カスケードインパクター２Ｄでは、水平カスケードインパクター２Ｂにおける捕集プレートホルダーとして、帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄを用いている。
【００９３】
放射線検出装置４４Ａは、分離できる上部筺体８０Ａ及び下部筺体８０Ｂを有する筺体８０、４個の放射線検出器４５及びデータ処理装置４８を備えている。上部筺体８０Ａ及び下部筺体８０Ｂはゴム製の結合部材２４Ａ，２４Ｂによって着脱可能に結合されている。各放射線検出器４５は、図１９（Ａ）に示すように、上部筺体８０Ａ内に設置されている。データ処理装置４８は、上部筺体８０Ａの上面に設置され、各放射線検出器４５に接続されている。
【００９４】
捕集プレート装置７６Ａは、複数の捕集プレート８Ａを直線状に等間隔に設けて所定の幅を有する帯状捕集体７７Ａ、帯状捕集体７７Ａが巻き付けられた回転ロール７８Ａ及び帯状捕集体７７Ａを巻き取る巻き取りロール７９Ａを有する。捕集プレート装置７６Ｂは、複数の捕集プレート８Ｂを直線状に等間隔に設けて所定の幅を有する帯状捕集体７７Ｂ、帯状捕集体７７Ｂが巻き付けられた回転ロール７８Ｂ及び帯状捕集体７７Ｂを巻き取る巻き取りロール７９Ｂを有する。捕集プレート装置７６Ｃは、複数の捕集プレート８Ｃを直線状に等間隔に設けて所定の幅を有する帯状捕集体７７Ｃ、帯状捕集体７７Ａが巻き付けられた回転ロール７８Ｃ及び帯状捕集体７７Ｃを巻き取る巻き取りロール７９Ｃを有する。捕集プレート装置７６Ｄは、複数の捕集プレート８Ｄを直線状に等間隔に設けて所定の幅を有する帯状捕集体７７Ｄ、帯状捕集体７７Ｄが巻き付けられた回転ロール７８Ｄ及び帯状捕集体７７Ｄを巻き取る巻き取りロール７９Ｄを有する。
【００９５】
巻き取りロール７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃ，７９Ｄは巻き取りロールの駆動装置であるモータ（図示せず）の回転軸に連結される回転軸に取り付けられる。帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄは、可撓性を有し、捕集プレートの周囲を取り囲んで空気が通過する複数の貫通孔９Ａ〜９Ｄ（図１３参照）を形成している。
【００９６】
本実施例では、筐体３内で水平方向に並列配置される各インパクター（図１２、図１３及び図１４参照）は、各分級プレート及びそれぞれの分級プレートの下方に位置する帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄに設けられた各捕集プレートによって構成される。
【００９７】
粒子状物質測定装置１Ｄは、さらに、水平カスケードインパクター２Ｄ用の筺体開閉装置２６、及び放射線検出装置４４Ａ用の他の筺体開閉装置２６を有している。水平カスケードインパクター２Ｄの筐体３は、上部筐体３Ａが１つの筺体開閉装置２６の筺体把持装置２７によって把持され、下部筐体３Ｂが筐体把持装置３１によって把持され、実施例１と同様に開閉される。放射線検出装置４４Ａの筐体８０は、上部筐体８０Ａが他の筺体開閉装置２６の筺体把持装置２７によって把持され、下部筐体８０Ｂが筐体把持装置３１によって把持され、水平カスケードインパクター２Ｄの筐体３と同様に開閉される。
【００９８】
環境の空気をサンプリングするとき、互いに結合されている上部筐体３Ａ及び下部筐体３Ｂの間に帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄがそれぞれ存在する。これらの帯状捕集体は水平方向に並んで配置される。それぞれの帯状捕集体に設けられた捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは、水平カスケードインパクター２Ｂと同様な順序で筐体３内に配置される。この筐体３内では、捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄのそれぞれは、分級プレートホルダー５の下方に位置する。
【００９９】
上部筐体３Ａと下部筐体３Ｂが互いに結合されている状態で（図１４参照）、サンプリングされた空気がインパクター４Ａの第１空間１５Ａ内に流入し、この空気が、実施例３と同様にしてインパクター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ内を順次流れ、インパクター４Ｄの第３空間３４Ｄから外部に放出される。空気に含まれた粒子が粒径の違いによって捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄのそれぞれに捕集される。帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃには、水平カスケードインパクター２Ｂの捕集プレートホルダー７に形成される開口部６７Ｂ，７０Ｂ，７３Ｂが該当する位置に形成され、粒子の捕集時には、開口部６７Ｂ，７０Ｂ，７３Ｂが筐体３内に位置している。水平カスケードインパクター２Ｄにおいても、サンプリングされた空気を、水平カスケードインパクター２Ｂと同様に、インパクター４Ａの第１空間１５Ａからインパクター４Ｄの第３空間２３Ｄに向って容易に流すことができる。
【０１００】
所定時間が経過して捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄによる粒子の捕集が終了した後、上部筐体３Ａが１つの筺体開閉装置２６の筺体把持装置２７によって持ち上げられる（図９参照）。同時に、上部筐体８０Ａが他の筺体開閉装置２６の筺体把持装置２７によって持ち上げられる（図１９（Ｂ）参照）。巻き取りロール７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃ，７９Ｄが回転し、帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄのそれぞれが該当する巻き取りロールに巻き取られる。このため、水平カスケードインパクター２Ｄの筐体３内に位置して粒子を捕集した捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄが、放射線検出装置４４Ａの下部筐体８０Ｂの上方位置まで移動され、巻き取りロール７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃ，７９Ｄの回転が停止される。帯状捕集体７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄに設けられた新しい捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄが、下部筐体３Ｂの上方位置まで移動される。１つの筺体開閉装置２６の筺体把持装置２７に把持された上部筐体３Ａが下降されて下部筐体３Ｂと結合される。同時に、他の筺体開閉装置２６の筺体把持装置２７に把持された上部筐体８０Ａが、下降されて下部筐体８０Ｂに結合される。
【０１０１】
水平カスケードインパクター２Ｄ内で新しい捕集プレート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄを用いた粒子の捕集が開始されたとき、放射線検出装置４４Ａの上部筐体８０Ａに設けられた各放射線検出器４５は、筐体８０内に存在する各補集プレートに捕集された粒子から放出されるアルファ線をそれぞれ検出する。それぞれの放射線検出器４５から出力された各アルファ線検出信号は、データ処理装置４８に送られ、実施例１と同様に処理される。
【０１０２】
本実施例も、実施例１と同様に、粒子状物質測定装置１Ｄが設置された環境（例えば、地下街及びトンネル工事現場等）におけるアルファ線の自動モニタリングが可能になる。本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。
【０１０３】
水平カスケードインパクター２Ｄとして、捕集プレートホルダー７及び捕集プレート８Ａ〜８Ｄを除いた水平カスケードインパクター２Ｃを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の好適的な一実施例である実施例１の粒子状物質測定装置に用いられる水平カスケードインパクターの概略構成図である。
【図２】図６に示す水平カスケードインパクターの斜視図である。
【図３】図２に示す水平カスケードインパクターの水平断面を示し、（Ａ）は図４（Ａ）のＨ−Ｈ断面図、（Ｂ）は図４（Ａ）のＩ−Ｉ断面図、（Ｃ）は図４（Ａ）のＪ−Ｊ断面図である。
【図４】図２に示す水平カスケードインパクターの縦平断面を示し、（Ａ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（Ｃ）は図３（Ａ）のＣ−Ｃ断面図、（Ｄ）は図３（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図５】図２に示す水平カスケードインパクターの他の方向における縦平断面を示し、（Ａ）は図３（Ａ）のＥ−Ｅ断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のＦ−Ｆ断面図、（Ｃ）は図３（Ａ）のＧ−Ｇ断面図である。
【図６】本発明の好適的な一実施例である実施例１の粒子状物質測定装置の斜視図である。
【図７】図６に示す粒子状物質測定装置において水平カスケードインパクター内の捕集プレートホルダーを放射線検出装置の収納容器内まで移送する過程を示す説明図である。
【図８】図２に示す水平カスケードインパクター内でのサンプリングされた空気の流れの概要を示す説明図である。
【図９】水平カスケードインパクターの筐体内から捕集プレートホルダーを引き出す状態を示す説明図である。
【図１０】本発明の他の一実施例である実施例２の粒子状物質測定装置に用いられる水平カスケードインパクターの縦断面を示し、（Ａ）は図１１のＫ−Ｋ断面図、（Ｂ）は図１１のＬ−Ｌ断面図、（Ｃ）は図１１のＭ−Ｍ断面図である。
【図１１】図１０に示す水平カスケードインパクター内でのサンプリングされた空気の流れの概要を示す説明図である。
【図１２】本発明の他の一実施例である実施例３の粒子状物質測定装置に用いられる水平カスケードインパクターの斜視図である。
【図１３】図１２に示す水平カスケードインパクターの水平断面を示し、（Ａ）は図１２のＮ−Ｎ断面図、（Ｂ）は図１２のＯ−Ｏ断面図、（Ｃ）は図１２のＰ−Ｐ断面図である。
【図１４】図１２に示す水平カスケードインパクターの縦断面を示し、（Ａ）は図１３（Ａ）のＱ−Ｑ断面図、（Ｂ）は図１３（Ａ）のＲ−Ｒ断面図、（Ｃ）は図１３（Ａ）のＳ−Ｓ断面図である。
【図１５】図１２に示す水平カスケードインパクター内でのサンプリングされた空気の流れの概要を示す説明図である。
【図１６】本発明の他の一実施例である実施例４の粒子状物質測定装置に用いられる水平カスケードインパクターの縦断面図である。
【図１７】図１６に示す水平カスケードインパクター内でのサンプリングされた空気の流れの概要を示す説明図である。
【図１８】本発明の他の一実施例である実施例５の粒子状物質測定装置の構成図である。
【図１９】図１８のＴ−Ｔ断面を示し、（Ａ）は放射線検出装置の筐体が閉じている状態を示す説明図、（Ｂ）は放射線検出装置の筐体が開いている状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…粒子状物質測定装置、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…水平カスケードインパクター（粒子状物質捕集装置）、３，８０…筐体、３Ａ，８０Ａ…上部筐体、３Ｂ，８０Ｂ…下部筐体、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…インパクター、５…分級プレートホルダー、６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ…分級プレート、７…捕集プレートホルダー、８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ…捕集プレート、９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ…貫通孔、２６…筺体開閉装置、２７，３１…筺体把持装置、３０，３４，５４…上下方向移動装置、３５，３９…マスト、３６…移送装置、４０…走行装置、４４，４４Ａ…放射線検出装置、４５…放射線検出器、４６…収納容器、４９，５０，５１，６５，６８，７１…連絡通路、５３…ホルダー把持装置、７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃ，７６Ｄ…捕集プレート装置、７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄ…帯状捕集体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、採取された気体に含まれる粒子状物質を粒子径によって弁別する分級プレート、及び前記分級プレートよりも下流に配置されて弁別された前記粒子状物質を捕集する捕集部材を有する複数の粒子状物質捕集部とを備え、
前記複数の粒子状物質捕集部を、前記筐体内で、前記筐体のある１つの断面において並列に配置していることを特徴とする粒子状物質捕集装置。
【請求項２】
前記筐体は、前記１つの断面と交差する方向に互いに分離可能な第１筐体部及び第２筐体部を結合して構成される請求項１に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項３】
各々の前記粒子状物質捕集部の前記捕集部材が１つの捕集部材ホルダーに設置され、この捕集部材ホルダーが前記分級プレートの下流に配置される請求項１または２に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項４】
前記捕集部材ホルダーに設置された各々の前記捕集部材が前記分級プレートに面している請求項３に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項５】
前記１つの断面と交差する方向における前記分級プレート及び前記捕集部材の配置順が、全ての前記粒子状物質捕集部において同じである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項６】
ある１つの前記粒子状物質捕集部から排出される前記気体を流入する他の前記粒子状物質捕集部では、前記１つの方向と交差する方向における前記分級プレート及び前記捕集部材の配置順が、前者の前記１つの粒子状物質捕集部における、前記１つの断面と交差する方向での前記分級プレート及び前記捕集部材の配置順と逆になっている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項７】
前記粒子状物質捕集部が、前記１つの断面内で二次元配置されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項８】
各々の前記粒子状物質捕集部が、前記１つの断面内で一列に配置されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項９】
採取された気体に含まれる粒子状物質を粒子径によって弁別する分級プレート、及び前記分級プレートよりも下流に配置されて弁別された前記粒子状物質を捕集する捕集部材を有する複数の粒子状物質捕集部を、筐体内に配置した粒子状物質捕集装置と、放射線検出器と、前記捕集部材から放出される放射線を計測するために、前記粒子状物質捕集装置から、前記放射線検出器によって前記放射線を計測する位置まで、前記捕集部材を移送する移送装置とを備え、
前記複数の粒子状物質捕集部を、前記筐体内で、前記筐体のある１つの断面において並列に配置していることを特徴とする粒子状物質測定装置。
【請求項１０】
前記筐体は、前記１つの断面と交差する方向に互いに分離可能な第１筐体部及び第２筐体部を結合して構成される請求項９に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１１】
前記第１筐体部を把持して、前記第１筐体部を前記１つの断面と交差する方向において前記第２筐体部から離すように移動させる筐体開閉装置を備え、
前記移送装置が、離れている前記第１筐体部と前記第２筐体部の間から前記捕集プレートを把持して取り出す機構を有する請求項１０に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１２】
各々の前記粒子状物質捕集部の前記捕集部材が１つの捕集部材ホルダーに設置され、この捕集部材ホルダーが前記分級プレートの下流に配置され、
前記移送装置が、前記粒子状物質捕集装置から前記放射線を計測する位置まで、前記捕集部材ホルダーを移送する請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１３】
第１筐体内でこの筐体のある１つの断面において並列に配置されて、採取された気体に含まれる粒子状物質を粒子径によって弁別する分級プレートと、前記第１筐体を貫通し、前記分級プレートに対向する複数の捕集部材を有し、前記１つの断面において並列に配置された複数の帯状捕集体と、それぞれの前記帯状捕集体を巻き取る巻き取り装置と、前記筐体の外でそれぞれの前記帯状捕集体の前記捕集部材から放出される放射線を検出する放射線検出器とを備え、
複数の前記捕集部材が前記帯状捕集体の移動方向において前記帯状捕集体に設けられていることを特徴とする粒子状物質測定装置。
【請求項１４】
前記第１筐体は前記１つの断面と交差する方向に互いに分離可能な第１筐体部及び第２筐体部を結合して構成され、前記帯状捕集体が前記第１筐体部と前記第２筐体部の間を通過する請求項１３に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１５】
前記第１筐体部を把持して、前記第１筐体部を前記１つの断面と交差する方向において前記第２筐体部から離すように移動させる第１筐体開閉装置を備えた請求項１４に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１６】
前記１つの断面と交差する方向に互いに分離可能な第３筐体部及び第４筐体部を結合して構成された第２筐体を有し、前記帯状捕集体が前記第３筐体部と前記第４筐体部の間を通過し、前記放射線検出器が前記第２筐体に設置されている請求項１３または１４に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１７】
前記第３筐体部を把持して、前記第３筐体部を前記１つの断面と交差する方向において前記第４筐体部から離すように移動させる第２筐体開閉装置を備えた請求項１６に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１８】
前記１つの断面において並列に配置された各粒子状物質捕集部は、それぞれ、上流に位置するある前記粒子状物質捕集部内で前記捕集部材の下流に形成された第１空間と、下流に位置する他の前記粒子状物質捕集部内で前記分級プレートの上流に形成された第２空間とを連絡する気体通路によって連絡されている請求項１に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項１】
筐体と、採取された気体に含まれる粒子状物質を粒子径によって弁別する分級プレート、及び前記分級プレートよりも下流に配置されて弁別された前記粒子状物質を捕集する捕集部材を有する複数の粒子状物質捕集部とを備え、
前記複数の粒子状物質捕集部を、前記筐体内で、前記筐体のある１つの断面において並列に配置していることを特徴とする粒子状物質捕集装置。
【請求項２】
前記筐体は、前記１つの断面と交差する方向に互いに分離可能な第１筐体部及び第２筐体部を結合して構成される請求項１に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項３】
各々の前記粒子状物質捕集部の前記捕集部材が１つの捕集部材ホルダーに設置され、この捕集部材ホルダーが前記分級プレートの下流に配置される請求項１または２に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項４】
前記捕集部材ホルダーに設置された各々の前記捕集部材が前記分級プレートに面している請求項３に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項５】
前記１つの断面と交差する方向における前記分級プレート及び前記捕集部材の配置順が、全ての前記粒子状物質捕集部において同じである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項６】
ある１つの前記粒子状物質捕集部から排出される前記気体を流入する他の前記粒子状物質捕集部では、前記１つの方向と交差する方向における前記分級プレート及び前記捕集部材の配置順が、前者の前記１つの粒子状物質捕集部における、前記１つの断面と交差する方向での前記分級プレート及び前記捕集部材の配置順と逆になっている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項７】
前記粒子状物質捕集部が、前記１つの断面内で二次元配置されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項８】
各々の前記粒子状物質捕集部が、前記１つの断面内で一列に配置されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の粒子状物質捕集装置。
【請求項９】
採取された気体に含まれる粒子状物質を粒子径によって弁別する分級プレート、及び前記分級プレートよりも下流に配置されて弁別された前記粒子状物質を捕集する捕集部材を有する複数の粒子状物質捕集部を、筐体内に配置した粒子状物質捕集装置と、放射線検出器と、前記捕集部材から放出される放射線を計測するために、前記粒子状物質捕集装置から、前記放射線検出器によって前記放射線を計測する位置まで、前記捕集部材を移送する移送装置とを備え、
前記複数の粒子状物質捕集部を、前記筐体内で、前記筐体のある１つの断面において並列に配置していることを特徴とする粒子状物質測定装置。
【請求項１０】
前記筐体は、前記１つの断面と交差する方向に互いに分離可能な第１筐体部及び第２筐体部を結合して構成される請求項９に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１１】
前記第１筐体部を把持して、前記第１筐体部を前記１つの断面と交差する方向において前記第２筐体部から離すように移動させる筐体開閉装置を備え、
前記移送装置が、離れている前記第１筐体部と前記第２筐体部の間から前記捕集プレートを把持して取り出す機構を有する請求項１０に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１２】
各々の前記粒子状物質捕集部の前記捕集部材が１つの捕集部材ホルダーに設置され、この捕集部材ホルダーが前記分級プレートの下流に配置され、
前記移送装置が、前記粒子状物質捕集装置から前記放射線を計測する位置まで、前記捕集部材ホルダーを移送する請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１３】
第１筐体内でこの筐体のある１つの断面において並列に配置されて、採取された気体に含まれる粒子状物質を粒子径によって弁別する分級プレートと、前記第１筐体を貫通し、前記分級プレートに対向する複数の捕集部材を有し、前記１つの断面において並列に配置された複数の帯状捕集体と、それぞれの前記帯状捕集体を巻き取る巻き取り装置と、前記筐体の外でそれぞれの前記帯状捕集体の前記捕集部材から放出される放射線を検出する放射線検出器とを備え、
複数の前記捕集部材が前記帯状捕集体の移動方向において前記帯状捕集体に設けられていることを特徴とする粒子状物質測定装置。
【請求項１４】
前記第１筐体は前記１つの断面と交差する方向に互いに分離可能な第１筐体部及び第２筐体部を結合して構成され、前記帯状捕集体が前記第１筐体部と前記第２筐体部の間を通過する請求項１３に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１５】
前記第１筐体部を把持して、前記第１筐体部を前記１つの断面と交差する方向において前記第２筐体部から離すように移動させる第１筐体開閉装置を備えた請求項１４に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１６】
前記１つの断面と交差する方向に互いに分離可能な第３筐体部及び第４筐体部を結合して構成された第２筐体を有し、前記帯状捕集体が前記第３筐体部と前記第４筐体部の間を通過し、前記放射線検出器が前記第２筐体に設置されている請求項１３または１４に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１７】
前記第３筐体部を把持して、前記第３筐体部を前記１つの断面と交差する方向において前記第４筐体部から離すように移動させる第２筐体開閉装置を備えた請求項１６に記載の粒子状物質測定装置。
【請求項１８】
前記１つの断面において並列に配置された各粒子状物質捕集部は、それぞれ、上流に位置するある前記粒子状物質捕集部内で前記捕集部材の下流に形成された第１空間と、下流に位置する他の前記粒子状物質捕集部内で前記分級プレートの上流に形成された第２空間とを連絡する気体通路によって連絡されている請求項１に記載の粒子状物質捕集装置。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−１４５３１０（Ｐ２０１０−１４５３１０Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２５００９（Ｐ２００８−３２５００９）
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
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