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「素人による個人測定・奮闘記」第５５回

【図解】私のスペクトルの見方と
　　　　面積の決め方



●いやー、とうとう、この奮闘記も「５５回」になってしまった。

コント５５号を見て育った、ヤングだった私も、自分の歳がこの５５を超えた。



■さて、これまで、スペクトルの面積から係数を割り出したり、
そのために、めいっぱい（かつ、ほどよく、観察しやすいように）、
Ｙ軸方向にグラフに変形をかける「３種類の表示法」を用意して、

１Ｂｑ〜３０Ｂｑ／ｋｇ、
３０Ｂｑ〜５０Ｂｑ／ｋｇの範囲、
５０Ｂｑ〜１００Ｂｑ／ｋｇ以下までと、

この領域の測定は、カバーできるようになりました。


もっとも目標は「食品の測定」がメインですから、
３０ベクレル以上の検体になど、決してお目にかかりたくありませんので、

３０Ｂｑ／ｋｇ以上用の表示フォーマットは使う機会がないことを願っています。




●さて、肝心の定量のための「面積」は、いかにして割り出しているのか、
それを今回、集中的に書き切るつもりです（書き切れなかったら次回も続けます）。


このシリーズの途中でも解説しましたように、
そもそも、定量するに当たって、とある測定所の人から、
「お絵かき法」として、その概要を教えて戴いたのですが、

最初は、これが、その方独自のオリジナルな方法なのかと思っていました。
何しろ私には右も左も全く分からない新世界なのですから、しかたありません。



●しかし「定量＝数値化する」、このために放射線測定のグラフから、
「面積で計算する」という事については、

今の私の低予算の設備の限界と、
そして、「誤差は容認し、概算のみで良い」という、
私の「個人的な低い目標」を前提にするならば、

面積から割り出す事は悪くない事を薦めてくれる方もいらっしゃいましたし、

また定量方法は基本的にそれしかないという事を教えてくれた人もいました。


そうして、ツイッターやメールで、少なくとも３〜４人の方が、
１０ベクレル程度の定量で、
公的責任、または、商業的な責任を伴わない個人測定なのであれば、
その方法を使う事に問題はない事を、示唆してくれました。



●試みに、「ガスクロマトグラフィー／定量」で検索すると、
なるほど、物質の解析で使われるグラフでも、質量を求めるのには、
やはり、同じようにスペクトルグラフの山の面積からのようです。

このサイトの画面の一番下の方に、
何やら今日まで、私が見てきたのと似たようなグラフが・・・
↓

http://www.mst.or.jp/method/eachmethod/a0023.html


もしかして、臭っさーい靴下、とかも、
こういうグラフには、ちゃんとピークが出るんだろうなと妄想。


そういえば、松本サリンの事件の「初期報道」のときにテレビに出ていた、
常石教授という方が、こうしたスペクトルグラフをさして、

「個人宅の園芸用の農薬で、合成できるような成分じゃありません」
と指摘していたのを思い出します。




●ということで、測定したものが１キログラムあたり、
何ベクレルなのかを、定量するには、
方法はグラフのピークの山「面積」からで良いようだ、とは分かったものの、

いったい、グラフの「どこにどう面積を取るのか？」
そんな事すら、何ひとつも知らない、分からない状態から、
私の、この「完全無欠の１００％ド素人」による、個人測定の奮闘は始まりました。




＊＊＊＊＊＊＊＊＊



●そこで、今回は、これまで、どうやってその面積を決定してきたのか、
それを説明します。

あくまでも、これは、「自分流」です。

しかも、１インチアルマジロと、定量計算をしてくれないテレミノ、
基本は、「この設備に固有」の「個人的なもの」です。



●また、この方法に、ある程度の信頼性を私自身か置けるかどうかは、
現在、自分で調合した、５種類の濃度の試料を測定所に測定依頼をしていますので、
その結果を受けてから、自分で再測定をして、
近似値になるかどうかをまだ確かめる必要があります。


ただ、現在の自分の定量法では、これまでに、
２Ｂｑ／ｋｇと７Ｂｑ／ｋｇの二つが、
私が信頼をおいている測定所の結果と、ほとんど一致した経緯もあるので、
目を覆いたくなるほどに「極端なまでに違うこと」は「今のところは」ないようです。



●ただし、この先、検体が「不規則な汚染濃度の分布」をしている物だったり、
形状の差や、密度や比重の差、含まれている他の核種の干渉、
その時の測定環境などの要因によっては、

幾度となく間違いながら進むであろうことは、むろん覚悟しています。

間違っても、それによって正せるならば、
その間違いには、何も悪いことはありませんし、
それは自分の方法の修正の糧となります。




＊＊＊＊＊＊＊＊＊



■以下に、図解で、説明をしてゆきます。
↓


１／必ず参考グラフを表示する。
　　すると異なるのは「セシウム連山」の「起伏のみ」で
　　「裾野の幅」は常に「ほぼ同じ」


　



●ひとつ前の投稿でも書きましたが、
この参考グラフを表示する時に、テレミノで非常に注意しなければならないのは、


１■インポートをする「その直前に設定をした」、右端中央段にある
　「ＴＤスライド（私の勝手な呼び名＝トランスフォーム・ディスプレイ）」
　の値を受けた変形比率で、グラフがインポートされる事です。

　このスライドの数値を変更すると、
　その次にインポートするグラフはその数値による表示に変わってしまいます。

■この機能のスライドはテレミノの「Ｖ６．２」」から追加されていました。


なので基本的には、この「ＴＤスライド」を任意の数値に固定した状態で、
　参考グラフを、ひとつ、または複数インポートしてください。


■ただし、その上にある「ＭＡＸ」ボタンと連動するスライドは、
　これは、インポートしたグラフも、測定中グラフも、
　グラフを全部をまとめて縦方向に拡大・縮小する機能なので、
　これはインポートする時のグラフの比率には「干渉しません」。
　つまり、インポートの際に神経を使う必要はないということです。




２■また、インポートした結果、ピークずれがあって、
　「リニアライザー」のスライドなどで補正した場合には、
　必ず、もう一度、全部の参考グラフをインポートしなおしてください。
　そうしないと、同じ設定下での位置に、グラフが表示されません。

　具体的に言いますと、
　これを無視して、保存データからグラフをインポートすると、
　「Ｋ−４０の位置が、ずれまくっている」複数グラフが表示されたりします。

　とにかく、テレミノにある何かしらのスライドを少しでも動かした場合には、
　（それらを全部「元の状態」に戻さないかぎりは）参照するグラフは
　すべてインポートし直すことになります。


■これも前述したように「ＭＡＸ」ボタンと連動する右上のスライドは
　インポートするグラフの形の変形には干渉しません。　




３■さらに、このときに、インポートするグラフは、
　「現在測定中」のものと、「測定した時の温度」と「測定時間」が
　なるべく近いものを選んでください。

　バックグラウンドのインポートだけについて言えば、
　時間は２４時間以上測定した長めのものに統一すれば良いと思います。
　
　注意するのは、そのバックグラウンドを測定した時の「温度」と
　現在測定中の温度が、極端には違わないことです。




●以上の「３つ」の点が、
「参照グラフ」をインポートする場合に、とても重要な点で、
これを、３つの注意のうち、「ひとつ」でも間違うと、

ピーク位置の校正も、定量用の面積取りも、
その全部が、狂ってきてしまいます。




２／605keVのCs-134のピークは無視する


●山の左半分にあるＣｓ−１３４は、定量に含むと過大評価になる、
ということを、測定所の方に教えて戴いたので、

まず、Ｃｓ−１３７の部分のみを「二等辺三角形」として抽出して、
それを「ベースライン」を直線化した軌道で、スパっと「居合い斬り」にします。
　↓

　





３／Cs-137の３点をどう決めているか？


■裾野の２点の決め方 ■ピークの位置の決め方 ■ベースラインの決め方


この図を、仮に【Ａ図】としておきます。
　　↓





■参考までに、次のスペクトルは、
全く同じ茶葉を、ほぼ同じ測定時間で測定したものです。

ところが、形がひとつは右方向へ、もうひとつは左方向へ
傾いているかのように見えるかもしれません。

特に左図は、「Ｃ−１３７のピークの位置がズレてるぞ！」と、
言いたくなる人がいるかもしれません。
↓

　



■しかし上述の検体は、全く「同じもの」なのです。


ただし、２回測定しまして、２回目の時には、
茶葉を、わざとかき混ぜて、
なおかつ、「シンチレーターの向き」も４５度ずらして、
一度目と、スペクトルグラフの形に違いが出るか見てみたのです。


すると、容器の中の検体の様相が変化すると、グラフの「形」が変わるようです。
これを「ジオメトリーが変わる」と言う言い方をするようです。



●なお、アルマジロの分解能（核種の山を分離して表示する力）が原因だと思うのですが、
（原因はそれだけではないようですが）

１インチアルマジロは、この山の左の「Ｃｓ−１３４のピーク」が、
その「すぐ右にあるＣ−１３７のピークよりも高さが高くなる」
という「傾向」が、しばしばあります。

むろん、それは測定時間や検体の汚染濃度にもよります。


●汚染濃度の高い検体は「山の右側が切り立った二等辺三角形」になりますが、

アルマジロ＋テレミノの場合には、濃度が３０Ｂｑ／ｋｇあたりになると、
頂上がノコギリ状の「台形」のような形になったり、

今回のように、左側のＣｓ−１３４のピーク位置の方が、
右側のＣｓ−１３７のピーク位置よりも高くなったりもします。




■しかし、次の図を見てください。
　　↓

　



●面積のとり方を、きちんと、定めたとおりにすれば、
一見すると、少し「面積と形が違うように見える」２つのスペクトルも、
三角形ＡＢＣの面積は（多少の誤差はあれど）ほぼ「同じ」なのです。


だから、このＣｓ−１３７の部分の面積のとり方が「キモ」です。


これを間違えて「ピークの一番高いところがＣｓ−１３７だ」と思い込むと、
ピークあわせの校正そのものを間違えてしまいます。



●これはアルマジロとテレミノの組み合わせに特有のことではなく、
ある程度以下の「低濃度の汚染」の検体を、
それに分解能が追いつかないシンチレーターで測定した場合に、
起きるような気が、私はしてます。


なぜならば、ネットで見ますと、他の測定所の方の掲載されていたグラフでも、
似たような台形や、６０５ｋｅＶと６６２ｋｅＶのピークの高さが
逆転しているというケースを、いくつか見たからです。



■のちに、これは「遮蔽が甘い」と起きる散乱によっても起きる事を
示唆する文がありました。


【日向野研治さんのツイートより】


>薄い遮蔽体の場合、外からの放射線が検体により散乱され検出部方向へ曲がる。
>よって放射線カウント数はBGよりも上がる。
>但し全吸収カウントは変わらない。散乱線カウントのみ増える。

>これは遮蔽が甘い環境でγ線を分析する場合、
>セシウム137よりエネルギーの低い放射線を検知することになるので、
>低エネルギー側を無視するべきであると言える。



つまり、アルマジロ君のせいではなく、
私の鉛遮蔽が薄いことが原因かもしれない。



　「アルマジロ君、疑って、ごめんね」




＊＊＊＊＊＊＊＊＊



●さて、以上のことが理解できたらば、

この項の最初に掲載しました【Ａ図】のスペクトルの「三角形の面積」を決めてみます。


図中の「補助線」は、
あくまでも、どうやって線を決めているかの「参考の線」です。

Ｃｓ−１３７の二等辺三角形だけを抽出して、
ベースラインに沿って、真っ直ぐに「斬る」という方法にしています。

このベースラインを真っ直ぐでなく、もっと厳密な軌道（自由曲線など）で斬る、
というその必要性は、今のところは生じていません。
↓

　





４／ノコギリの様な不規則な波形のどこに線を引いているか


●過大評価にだけはならないように、
のこぎり状の線の「内側ぎみ」を私はピックしていますが、

グラフの形によっては、目視で、鋸歯状線の「中心あたり」を狙って、
線を決めてプロットする場合もあります。
↓







５／汚染がほとんどないスペクトルの例


●ここで、ピークやセシウム連山や、その裾野の２点が、
私の目では、見つからなかった事例を掲載しておきます。
　↓


■　ホウレンソウ　■

　




■　ほうじ茶　■






■　生わかめ（水分をかなり飛ばしたもの）　■
【判断が困難でしたので不検出しました。無理やり定量を試みると約０．３Ｂｑ／ｋｇとなった】







６／微量の汚染のあったスペクトルの例


■　酒　粕　■　　約２Ｂｑ／ｋｇ






■　煎りぬか−ＫＨＯ　■　約２Ｂｑ／ｋｇ

【これのみ、旧式の表示だったので、ＢＫＧを差し引いていません。
　ＢＫＧを差し引くと、三角形の面積は、もう少し大きくなります】







７／明らかに汚染の出たスペクトルの例

■　煎りぬか−ＭＢ　■　７Ｂｑ／ｋｇ







８／なぜアルマジロとテレミノで
１Ｂｑ／ｋｇの以下の数値まで割り出せるか？


●ただし、これには「大前提」があります。

それは、

>>・コンプトン散乱（私はこれを、まだちっとも理解していない）、
>>・電源の不安定性、
>>・温度補正、
>>・ＰＣからのノイズなど、
>>・検体と、基準試料との密度補正、
>>・床の振動、電磁波の影響、
>>・その他、太陽風や、地面や、環境からの放射線のノイズ、


これらを、ほぼ「無視」し、

さらには、近接する核種と「重篤な誤認をしやすいと指摘されている核種」
「それ以外」は、ざっくりと「無視」した場合、

あくまでも「この条件化での話」として読んでください。



●その「前提」の認識が異なると、
以下に書いたことは、ほとんど無意味になりますので。

ですから「原子物理学の基礎すら無視したものだから無意味なものだ」、
という事にしたい方は、

「ありゃ、お遊びレベルの、なんちゃって測定ごっこだねぇー」と、

存分に冷笑を楽しん下さい。



＊＊＊＊＊＊＊＊＊



■今日まで、テレミノというソフトで私がやろうとしていた事というのは、

一にも二にも、
「定規」と製図用具の「デバイダー」で、測る事の出来る「面積」を
とにかく広く取れるようにすることでした。

これは、最初から明確に「定量が目的」であって、
知識をつけて、スペクトル観察してりゃいい、では済まされない事だった、
ということは、ずっと以前にもこのシリーズの中で書きました。


汚染が「あるかないか」などという、
スペクトルの見方の「いじり方」に乗じている事ではなくて、

では、あるのだとしたら、「どの程度の汚染か」という暫定的な「目安」が、
日々の食材を買う側の「消費者としての私」には必要だったからです。


＊＊＊＊＊＊＊＊＊


●さて、スペクトルを拡大するといっても、
単に小さな画面をコピーを拡大するように大きくするのではなく、
元のグラフをそのものをソフトの機能で上方向に変形して拡大します。

むろん変形をかけすぎて、
スペクトルの「特徴」「個性」を読めなくなるほどやってはいけない事は、
言うまでもありません。



●こうすると、ピークを持つ山の面積は、現在の私の表示法の設定では、
限界に近い「最小面積」では、
一辺の長さ、あるいは三角形の高さが、「２ｍｍ」ぐらいの三角形までは、
「０．５ｍｍ単位」で定規で計れます。




■ここで、もうひとつ重要な「大前提」があります。


バックグラウンドを差し引いたグラフに、
もしも、たとえ「極小の山」があった場合も、

それが、


>・ピークの頂点の「一致や、不一致」、

>・セシウム連山の「全体の形」、

>・セシウム連山の「裾野の２点の位置」、

>・ＢＫＧを差し引いた時の「ベースラインの起伏の形」、


>これらから「総合的に」汚染の有無を判断し、

>そして近接する核種（Cs-137の場合はAgが近い）の影響とは考えにくい場合」


つまり、確実に「ピークと山が、そこあると、自分で確信した時」、

この場合だけ限って私は、定量を試みます。



●それ以外は、あっさり「不検出」とすることもよくあります。
いつまでも、グチグチと重箱の隅をつつくような測定はしません。


だって、どうせ、測定と定量を間違って食ってしまっても、
それは他人のせいではなく、「自分の責任」ですから。



＊＊＊＊＊＊＊＊＊



●で、次の図が、その定量の精度の「良し悪し」を理解しやすいと思います。
これが良いとは、私は言いません。まだこれから検証という段階に過ぎません。



>この「半生のワカメ」の結果は、自分では不検出としました。
>「０．３６Bq/kg」〜「０．３Bq/kg」でした。（この数値は流通基準には何も問題ありません）


左図の「生ワカメ」は誤判断の可能性が大きいのですが、右図の玄米の０．９Ｂｑ／ｋｇは確実です。
　↓　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓

　


ただし、この↑の図は、
あくまでも私の定量法の「説明の為のサンプル」にすぎません。


■このワカメは、最初は１．５ｋｇあったもの、その全部を適度に乾燥させて、
２２６ｇにまでに重さを落として、
ちょうど自作のマリネリ容器に詰め込めるまで、体積を減らしたものです。
　↓

　



●このワカメは、少し前に記事にしましたように、今年の１月より前までは、
「鳴門産」のワカメと明記されていたので、うちでも購入していたのですが、
それが今年の２月から急に、原産地が「三陸産」の表示になっていたものです。

三陸のものだからといって、産地名で毛嫌いしているのではなく、
セシウムの濃度の高低だけが問題なのです。




■次のも、判断のつけにくいものだったので、不検出としましたが、
仮にですが、無理に定量した場合における、
「面積の取り方のサンプル」に過ぎません。

今、もう一度見たら、これは「過小評価」の可能性があります。
Ｃｓ−１３７の右下を裾野を、あともう少し右側に決めて、
面積を広く取るべきだったかもしれません。
すると定量結果は２倍ぐらい違ってきます。
　↓







９／796keV・802keVのCs-134をどう処理するか？


■よく、セシウム１３４と１３７の比率によって福島第一原発のものである事を、
証明（または類推・示唆）できるので、セシウム１３４と１３７の比率が重要である、

という記述を、特に「測定所」のサイトでは見ます。
また公共機関のページでも見かけます。


むろん、それは、この原発事故を受けた側の国民としては、
非常に重要なポイントだと思います。



●しかし、それは、
原発推進派や、産地偽装や測定数値の偽装をする人たち、
あるいは裁判や、商業上の交渉の時に、

そうした何かの企業や、組織や、誰か個人を相手にして、

「福島原発由来である」ということを、主張し、相手に反論したり、
あるいは「測定に関する議論」をするときに、必要になるものです。


●しかし、私は、現時点では、セシウム１３４の定量には、
「暫定的」なところから先へは、まだ手をつけていません。

私の測定器では、
セシウム１３４の定量は「困難であること」が何よりも最大の理由です。

また、今後、Ｃｓ−１３４は、歳月を経過するごとに半減して行きますので、
私の貧乏設備では、低濃度汚染のものは、どんどん捉える事が困難になります。


高い測定器やシンチレーターが買えない、
鉛も、価格が高騰してきて、簡単には増やせない、
という、ごくごく個人的な「経済的な理由」です。



●その次に、ついでに便乗して「言い訳がましい理由」をいいますと、

私は、セシウム１３７が、福島第一原発由来のものだろうが、
過去の大気圏内核実験によるものだろうが、

由来がどこでも、セシウム１３７の濃度が「自分の許せない濃度のもの」ならば、
今後は、食べたくありません。

仮に、今まで知らずに食べていたとしても、今後は、まっぴらごめんです。


「原発事故前から、ずっとあって、それで、それらしい大病をしてないんだから、
　事故前の汚染物質は安全なんだ、」などと言う人がいるはずがありません。



●だから、測定員でもなく、何かの活動家でもなく、弁護士でもない私個人には、
セシウム１３７の「由来」など、どうでもいいのです。


どこ由来のセシウム１３７であっても、私は食べたくありません。

ストロンチウムもまっぴら御免ですが、測定がまだ普及できていません。



●だから今回、自分で測定したワカメは、０．３Ｂｑ／ｋｇぐらいだと
自己判断しましたが、
ストロンチウムの懸念があるために、この三陸産のワカメは、食べずに、
自分の測定のテストに使いました。



●ただし、自分の個人測定の精度を上げたいという、その目的の範囲では、
今後も、Ｃｓ−１３４の定量に向けた試行錯誤は、続けてゆくつもりです。





１０／これからの自分の課題


●そりゃもう、今までは汚染度合いが、全く不明だったために、
ずいぶんと、食いたいものも、３．１１からの３年間、自粛してきました。

だから、これからは、自分が食べたいものは、安全食材のお店以外にも、
スーパーで買いたい場合には、どんどん自分で測定して調べて、
自分の基準で食べられるものを探し出してきて、食えるようにします。


２０１１年の３月から、うちでは、
どんだけ、食べることを自粛した食品が多いのだろう。
そして産地もかなり限って、購入していました。

（もっとも、原発事故の数年前から、健康志向からではなくて、
　何よりも「味が良い」ので、
　無農薬野菜や、添加物ゼロの食品を選ぶ傾向はありましたが。）



●私の測定の目的は、のっけから、測定することではなくて、　

おいしくて、安心できるものを　「食　う　こ　と　！」　です。


目的は、「食べること」だけ。


だから、土壌とか、粉塵とかは、食品に比較すると数は調べていませんし、
またこれからも、環境汚染の測定をする事は「少ない」と思います。



「食い意地」こそが、今日まで、私を引っ張ってきたのですから。



　



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●余談●


ここのところの、
検体を変えつつ、まる４８時間ぶっ続けとかの長時間測定のせいか、
ＰＣのファンの音が、変な音になってきたなと思い、

蓋をあけたら、ホコリが少し溜まっていました。

軽く掃除をしたら、無事、快調に戻りました。



　





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