Search Thermo Fisher Scientific
粒子状物質測定用のβ線減衰テクノロジー
ベータ線が物質に当たると、吸収、反射、または直接通過します。ベータ線強度の減衰は、存在する物質の量に比例します。ほとんどの材料による減衰は比較的一貫性があり、物質の電子密度（原子番号を原子質量で割ることで計算できます）に依存します。水素および重金属を除き、ほとんどの物質の減衰量は約0.5です。
ベータ減衰粒子サンプリング装置（ベータゲージ）の原理は、ベータ粒子がフィルター媒体で収集された粒子状物質（PM）を通過するときに、エネルギーがベータ粒子から吸収されることです。ベータゲージ機器は、この科学的原理を利用してPM濃度をモニター／測定するように設計されています。サンプリングの前にフィルターを通過するベースラインのベータ線を計数できれば、PMのみによる減衰が測定できます。ベースラインのベータ線計数値とサンプリング後のベータ線計数値との差は、サンプル中のPMの質量に正比例します。
ベータ減衰測定システムの2つの主要コンポーネントは、ベータ線源と検出器です。次のようなベータ線源を選択する必要があります：ベータ線粒子が空気、収集媒体（フィルターテープ）、および粒子を通過するのに十分な高いエネルギーレベルを有すること、高いカウント率となる十分な線源材料を使用すること、長期間安定していること、さらに装置に接触する作業員の健康に危険を及ぼすことがないことです。選択したベータ線源は炭素14です：これは、安全でありながら十分なエネルギーレベルがあり、半減期は5,568年であること、また比較的豊富であるためです。さまざまなタイプの検出器でベータ粒子数を定量できますが、もっとも広く使用されている検出器はガイガーミューラー計数管またはフォトダイオード検出器です。
Thermo Scientificモデル5028i 連続微粒子モニターは、ベータ線が繊維状フィルターテープ上の既知の領域を通過するときのベータ減衰の放射測定原理を使用して、堆積した環境粒子の質量を連続的に検出します。
ベータゲージは、フィルター媒体でPMを収集する前後のベータ計数値を測定することで機能します。粒子モニターにより、フィルター媒体のクリーンな領域を一定の時間測定し、ベースライン（2分など）を決定します。その後、フィルターのその領域を別の設定時間（8～9分など）のサンプリング装置にセットし、最後に検出器に戻して、最終的な測定値を取得します。ベータ線計数値は、既知の粒子状物質の質量がフィルター媒体を使用して装置をキャリブレーションすることにより、粒子状物質の質量と直接相関させることができます。この段階的測定は、データレポート要件を満たすために15分ごとに実施する必要があります。
ベータゲージ機器は、質量濃度を測定できるように設計されています。この機器は、各サンプル間隔でスタック／ダクトから抽出されたガス体積を測定し、指定された単位（例：mg/dscm）で質量濃度を計算します。
上記のβ線減衰テクノロジーの説明から、この機器の主な欠点は非連続モニタリング技術であることです。通常、1時間あたりの4PM読み取り値のみを収集できます。また、この技術はかなり高価であるため、市場での採用が限定されています。また、放射性線源を使用していることも採用が限定されている原因です。
Environmental Resource Library
Access a targeted collection of scientific application notes, case studies, videos, webinars and white papers for air quality, contaminant and water quality analysis.