JPH068859B2 - 食品中β放射性核種含有量測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は食品中β放射性核種含有量測定装置、特に輸入
食品の受入検査や食品中の放射性核種の含有量調査等に
おいて各種のβ放射性物質の測定を行う装置を構成に関
する。

［従来の技術］ 近年では、チェルノブイリでの原発事故の発生から食品
中の含有放射性核種が問題とされ、また自然界には各種
の放射性核種が存在し、食品中に混入している放射性核
種等を調査するための放射線測定装置として、気体計数
管測定装置、シンチレーション検出器や半導体検出器な
どがある。

第２図には、気体計数管測定装置の概略構成が示されて
おり、検出器１０には１．５〜３．０mg/cm²程度の厚さ
の入射窓１２が設けられ、検出器１０内の中心部には検
出電極（陽極）１４が配置されている。また、検出器１
０の内壁には印加電極（陰極）１５が設けられ、これに
より所定の高電圧が印加されている。そして、検出器１
０内にはアルゴンやヘリウムなどの計数ガスを封入又は
流通させて放射線の検出を行う。

このような検出器１０には、前置増幅器１６を介してシ
ングルチャンネルあるいはマルチチャンネルの波高分析
器１８が接続され、この波高分析器１８にて測定対象と
なる所定エネルギの放射線を選別する。そして、この波
高分析器１８には計数器２０及び表示器２２が設けられ
ており、波高分析器１８で出力されたパルス信号は計数
器２０にて計数され、この計数置は表示器２２に表示さ
れる。

従来では、このような気体計数管などを用いて食品中の
γ線を測定することにより、食品中の含有放射性核種を
検出している。一般に、β線を放出する放射性核種はほ
とんどγ線を同時に放出するので、γ線を測定すること
により、食品中の放射能濃度を測定できる。

また、食品中の放射能濃度はシンチレーション検出器、
半導体検出器を用いても行われる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のγ線測定装置を用いて食品中の放
射線を測定する場合には、次のような問題がある。

γ線測定では光電効果により生じた電離電荷がスペク
トル測定に有効で、コンプトン効果や電子対生成による
ものは測定としては用いられないことから、実際にはγ
線の一部しか検出しておらず、比放射能が低い場合は大
量の試料について測定しなければならない。

測定時間がかかる。

装置が高価である。

操作に専門的な技術を有する。

半導体検出器の場合は維持費がかかる。例えば、半導
体検出器では半導体の検出性能を保つために液体窒素を
用いて冷却しており、この液体窒素の維持に費用がかか
る。

また、従来のγ線測定器により空港などで所定の放射性
核種を測定するルーチン測定が行われている。このルー
チン測定は、測定対象のエネルギ領域を波高分析器のチ
ャンネルなどにて所定領域に設定し、特定の放射線のみ
を流れ作業的に測定するもので、このルーチン測定にお
いては次のような問題がある。

測定のための電気的な回路が複雑であり、また測定値
も変動しやすい。

バックグラウンドが高く目的とする核種の放射線量を
良好に検出することができない。

試料量が比較的多く必要となり、エネルギ測定条件が
電気的な測定条件、例えば電圧が大きくなるため、常に
標準γ線源を用いて校正をしなければならない。

以上のように、γ線の測定にあっては、その検出は容易
ではあるが、食品中の微量な放射性核種の測定では様々
な問題がある。

そこで、本発明ではγ線と同時に放出される食品中のβ
線に着目し、このβ線を測定して食品中の放射能濃度測
定を行うことを提案する。

従来においても、β線測定装置自体は存在するが、従来
の装置では食品中から放出される低エネルギのβ線やそ
れ以外のものを分離測定することができず、また宇宙線
が測定誤差となって現れるという問題があった。

本発明は前記従来の問題点を解決することを課題として
なされたものであり、その目的は、食品中のβ線を分離
測定でき、ルーチン測定が容易となる簡易な食品中β放
射性核種含有量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］ 前記目的を達成するために、本発明に係る食品中β放射
性核種含有量測定装置は、食品中から放出される低エネ
ルギのβ線を検出する第１の検出部と、この第１の検出
部の後側に重ねて設けられ前記低エネルギのβ線を透過
させない吸収層を有する第２の検出部と、この第２の検
出部の後ろ側に重ねて設けられ低エネルギ以外のβ線を
透過させない吸収層を有する第３の検出部と、前記第１
の検出部及び第２の検出部に接続され食品中から放出さ
れた低エネルギβ線によるパルスのみを計数する逆同時
計数回路と、前記第２の検出部及び第３の検出部に接続
され低エネルギ以外のβ線を検出する逆同時計数回路
と、を有することを特徴とする。

［作用］ 以上の構成によれば、第１の検出部にて低エネルギのβ
線が検出され、第２の検出部では低エネルギ以外のβ線
が検出され、第３の検出部では宇宙線（硬宇宙線）が検
出されるが、前記第１の検出部には低エネルギ以外のβ
線，宇宙線も同時に入射することになるので、逆同時計
数回路にて第１の検出部出力と第２の検出部出力で同時
に検出されなかった電気パルスのみを取り出して低エネ
ルギのβ線が測定される。これにより、例えば¹³⁴Ｃｓ
（セシウム），¹³⁷Ｃｓの測定が可能となる。

また、第２の検出部には宇宙線も同時に入射するので、
第２の検出部出力と第３の検出部出力の逆同時計数が行
われて低エネルギ以外のβ線が測定されることになり、
これにより、例えば⁴⁰Ｋ（カリウム）や⁹⁰Ｓｒ（ストロ
ンチウム）−⁹⁰Ｙ（イットリウム；⁹⁰Ｓｒの娘核種）の
測定が可能となる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明す
る。

第１図には、実施例に係る食品中β放射性核種含有量測
定装置の構成が示されており、試料２４は５００mg/cm²
程度の厚さで、例えば７９cm²（直径１０cm）程度の広
さとし、試料中のβ線を検出しやすい状態にする。この
試料２４は、ある程度の厚さがあればよく、試料量を多
する必要はない。なぜなら、試料２４厚さは低エネルギ
のβ線の最大飛程以上あれば十分であり、この最大飛程
が短いからである。

従って、本発明においては少ない試料にて放射線測定が
可能であり、従来のγ線測定に比べると、１／１０程度
の量で測定可能となる。なお、⁹⁰Ｓｒ−⁹⁰Ｙのβ線は約
２．４MeVであるので、水中の飛程は１cmであり、前記
厚さの試料２４で問題なく検出できる。

そして、この試料２４の上面位置に円板状のガスフロー
カウンタやプラスチックシンチレータから成る第１の検
出部２６が配置されており、この第１の検出部２６には
入射窓２８が形成される。この入射窓２８は、前記試料
２４の広さよりも広い面積、例えば７９cm²、厚さは
０．９〜２mg/cm²とされ、この入射窓２８は低エネルギ
以上の高エネルギのβ線を透過させる。

また、この第１の検出部２６の後側には第２の検出部３
０が配置されており、この第２の検出部３０には第１吸
収層３２が形成される。この第２の検出部３０は、第１
の検出部２６と同様の構成とし、その検出面を第１の検
出部２６よりも少し広くしており、これにより第１の検
出部２６を斜めに透過するβ線を検出することができ
る。

そして、第１吸収層３２は厚さ２００mg/cm²のアルミニ
ウムやプラスチックから形成しており、これにより低エ
ネルギのβ線の透過を阻止する一方、⁴⁰Ｋや⁹⁰Ｓｒ−⁹⁰
Ｙなどのβ線と宇宙線（硬宇宙線）は透過させる。

更に、前記第２の検出部３０の後側には第３の検出部３
４が配置されており、この第３の検出部３４には第２吸
収層３６が形成される。この第３の検出部も、第１の検
出部２６と同様に、円板状のガスフローカウンタやプラ
スチックシンチレータから構成し、その検出面を第２の
検出部３０よりも少し広くしており、これにより第２の
検出部３０を斜めに透過するβ線を検出する。

そして、第２吸収層３６は厚さ約１０００mg/cm²のアル
ミニウムやプラスチックから形成しており、これにより
全てのβ線の透過を阻止する一方、硬宇宙線は透過させ
る。

このようにして重ね合わされた検出部２６，３０，３４
及び試料２４は、鉛１０cmの重遮蔽体３８内に収納し、
バックグラウンドの原因となる外部放射線（α線，Ｘ
線）をカットしており、この重遮蔽体３８によればバッ
クグラウンドを２〜３cpm程度に減らすことができる。

前記第１の検出部２６及び第２の検出部３０に接続する
ように第１の逆同時計数回路４０が、第２の検出部３０
及び第３の検出部３４に接続するように第２の逆同時計
数回路４２が設けられ、第１の逆同時計数回路４０によ
り低エネルギのβ線を測定し、第２の逆同時計数回路４
２により低エネルギ以外のβ線を測定する。

すなわち、低エネルギのβ線は第１の検出部２６でのみ
検出されるので、第１の逆同時計数回路４０において第
１の検出部出力があった場合のみ電気パルスを計数する
ことにより、低エネルギのβ線を測定することができ
る。この場合、低エネルギ以外のβ線と宇宙線は、両検
出部２６，３０にて検出されその電気パルスは第１の逆
同時計数回路４０に同時に供給されるので、計数されな
いことになる。

また、低エネルギ以外の中・高エネルギβ線は第２の検
出部３０で検出されるが、第３の検出部３４では検出さ
れないので、第２の逆同時計数回路４２において第２の
検出部出力があった場合のみ電気パルスを計数すること
により、低エネルギ以外のβ線を測定することができ
る。この場合、宇宙線は両検出部３０，３４にて検出さ
れその出力は第２の逆同時計数回路４２に同時に供給さ
れるので、計数されないことになる。

この第１の逆同時計数回路４０と第２の逆同時計数回路
４２には、それぞれ計数後の処理をする処理回路４４，
４６が設けられる。

実施例は以上の構成から成り、以下にその作用を説明す
る。

食品中に含まれる低エネルギβ放射性核種、例えば¹³⁴
Ｃｓ，¹³⁷Ｃｓのエネルギは、順に０．６６MeV、０．５
１MeVであり、最大飛程は２３０mg/cm²、１６０mg/cm²
であるから、水中では約２mm，１．６mmの距離となる。
従って、ハム等を試料２４として測定する場合には、ハ
ムの比重が１．２ｇ／cm³であるから２mm程度の厚さが
あればよく、また前述のように７９cm²の広さにして第
１の検出部２４の下側に挿入する。

このようにして、ハムの場合は約１９ｇあればよく、γ
線測定の場合に比べて極めて少量でβ放射性核種含有量
測定が可能となる。

このハムの試料２４から放出される低エネルギのβ線
は、第１の検出部２６のみで検出され、他の検出部には
到達しない。従って、¹³⁴Ｃｓ，¹³⁷Ｃｓなどのβ線量は
第１の逆同時計数回路４０にて正確に測定される。

また、中・高エネルギのβ線である⁴⁰Ｋや⁹⁰Ｓｒ−⁹⁰Ｙ
は、第１の検出部２６を透過して第２の検出部３０に到
達し第３の検出部３４には到達せず、第２の検出部３０
で計数される。従って、第２の逆同時計数回路４２にて
低エネルギ以外のβ線量が測定される。

この場合、中・高エネルギのβ線は第１の検出部２６に
おいても検出されるが、これは第１の検出部２６と第２
の検出部３０の出力パルスが同時に現れるので、第１の
逆同時計数回路４０では計数されず消去される。

更に、宇宙線（硬宇宙線）は第１の検出部２６、第２の
検出部３０及び第３の検出部３４の全ての検出部で捕え
られるが、両逆同時計数回路４０，４２で消去され計数
されないことにより、これによりバックグラウンドを十
分に低減することが可能である。

そして、この第１及び第２の逆同時計数回路４０，４２
の出力は処理回路４４，４６に供給され、所定の処理が
行われた後に、図示されていない表示器に計数置が表示
されることになる。

輸入食品中の暫定放射能濃度の限度は、３７０Ｂｑ（ベ
クレル）／Ｋｇであるから、低エネルギのβ線測定置
は、試料中からのβ線放出率（試料表面に現れる割合）
を１／２０としても、毎分約２０カウント（ｃｐｍ）程
度あり、十分に測定可能となる。

前記輸入食品中の放射性核種は、現在のところ低エネル
ギβ線を放出する¹³⁴Ｃｓ，¹³⁷Ｃｓだけを考慮すればよ
いが、自然界に存在する⁴⁰Ｋや空気中に飛来する⁹⁰Ｓｒ
−⁹⁰Ｙなどの中・高エネルギのβ線を放出する物質によ
る影響も今後問題となるので、低エネルギのものを測定
するだけでなく、低エネルギ以外のものと分離測定する
意義は益々大きくなる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、低エネルギβ線
を検出する第１の検出部と、異なる吸収層を有する第２
の検出部、第３の検出部を設け、これらを重ねて配置し
て逆同時計数するようにしたので、¹³⁴Ｃｓ，¹³⁷Ｃｓな
どの低エネルギβ線と⁴⁰Ｋ，⁹⁰Ｓｒ−⁹⁰Ｙなどの低エネ
ルギ以外のβ線を分離して測定することができ、目的核
種毎のルーチン測定を容易に行うことができる。

また、本発明はβ線の測定により食品中のβ放射性核種
を測定する装置を提供することができ、γ線測定におい
て生じていた各種の問題を解決でき、製品コストの低
下、測定時間の短縮、測定物の小容量化などを図ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る食品中β放射性核種含有量測定装
置の構成を示す図、 第２図は従来のシンチレーションカウンタの構成を示す
図である。 １２，２８…入射窓 １８…波高分析器 ２０…計数器 ２２…表示器 ２６…第１の検出器 ３０…第２の検出器 ３２…第１吸収層 ３４…第３の検出器 ３６…第２吸収層 ３８…重遮蔽体 ４０…第１の同時計数回路 ４２…第２の同時計数回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】食品中から放出される低エネルギのβ線を
   検出する第１の検出部と、この第１の検出部の後側に重
   ねて設けられ前記低エネルギのβ線を透過させない吸収
   層を有する第２の検出部と、この第２の検出部の後ろ側
   に重ねて設けられ低エネルギ以外のβ線を透過させない
   吸収層を有する第３の検出部と、前記第１の検出部及び
   第２の検出部に接続され食品中から放出された低エネル
   ギβ線によるパルスのみを計数する逆同時計数回路と、
   前記第２の検出部及び第３の検出部に接続され低エネル
   ギ以外のβ線を検出する逆同時計数回路とを有する食品
   中β放射性核種含有量測定装置。