JP2014202689A - 蛍光ガラス線量計測定装置、蛍光ガラス線量計測定装置の校正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】校正用標準ガラス線量計を用いた校正をより高精度に行うことのできる蛍光ガラス線量計測定装置及び蛍光ガラス線量計測定装置の校正方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る蛍光ガラス線量計測定装置は、複数の測定ポジションを有し、測定ポジション毎に異なる種類のフィルタを介して放射線が基準値だけ照射された校正用標準ガラス線量計に励起用紫外線を照射する光源と、校正用標準ガラス線量計で発生する蛍光を測定ポジション毎に測定する測定手段と、蛍光の測定結果と基準値とが測定ポジション毎に対応づけて記憶される記憶手段と、記憶手段に記憶されている対応関係に基づいて、放射線被ばく線量の測定対象である蛍光ガラス線量計の蛍光測定結果を校正し、蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出する被ばく線量演算手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、蛍光ガラス線量計測定装置及び蛍光ガラス線量計測定装置の校正方法に関する。

放射線の被ばく線量を測定する方法として蛍光ガラス線量計測定装置が知られている。蛍光ガラス線量計測定装置は、銀イオンを含有させたリン酸塩ガラス（銀活性リン酸塩ガラス）を用いて、放射線の被ばく線量を測定する。リン酸塩ガラス（以下、蛍光ガラス線量計）に励起用の紫外線（例えば、３５５ｎｍ）を照射するとオレンジ色（６００ｎｍ〜７００ｎｍにピーク波長を有する光）のラジオフォトルミネッセンス（ＲＰＬ：Radio Photo Luminescence）を発生する性質を有している。蛍光ガラス線量計で発生する蛍光強度は、被ばく線量に比例している。このため、蛍光ガラス線量計で発生する蛍光強度から蛍光ガラス線量計の被ばく線量を測定することができる。

ところで、複数の線種（例えば、α線、β線、γ線、Ｘ線、中性子線）を測定できる蛍光ガラス線量計測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この複数の線種を測定できる蛍光ガラス線量計測定装置では、測定ポジションごとに異なるフィルタ（例えば、すず（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、プラスチック）を通して、蛍光ガラス線量計を被ばくさせる。その後、蛍光ガラス線量計に励起用紫外線を照射して発生する蛍光の強度を測定し、予め求めた換算係数を用いて複数線種の被ばく線量を算出できるようにしている。

特開平５−２０７８号公報

ところで、蛍光ガラス線量計測定装置は、被ばく線量が厳密に管理された校正用標準ガラス線量計の測定値に対し、蛍光ガラス線量計測定装置での測定値がどの程度相違するかという相対的な被ばく線量を測定することで、蛍光ガラス線量計の被ばく線量としている。そのため、被ばく線量の基準となる校正用標準ガラス線量計を用いた校正を定期的に行う必要がある。また、蛍光ガラス線量計測定装置には、経時変化や劣化、自然被ばく（以下、バックグランドと記載する場合もある）により測定誤差が生じることがあり、このためにも定期的な校正が必要である。

この校正には、線量測定値のトレーザビリティを確保するために数か月に一度行う校正用標準ガラス線量計を用いた校正（以下、外部校正と記載することもある）と、蛍光ガラス線量計測定装置に内蔵された内部補正用ガラス線量計を用いた定期的な校正（以下、内部校正と記載することもある）とがある。外部校正では、基準値まで放射線を照射した校正用標準ガラス線量計を用いて、蛍光ガラス線量計測定装置に内蔵された内部補正用ガラス線量計の線量値を決定する値つけを行う。また、内部校正は、外部校正より高い頻度で行われるものであり、外部校正による校正に対して、主に室温変化による感度変化を補正することを目的に行われる。

ここで、複数線種の被ばく線量を測定できる蛍光ガラス線量計測定装置の場合、複数の異なる種類のフィルタを備える蛍光ガラス線量計が用いられる。このような蛍光ガラス線量計は、前記フィルタ位置に対応する測定ポジション毎に蛍光を測定し、その測定結果を適宜組合せて換算係数等を用いることで複数の線種毎の被ばく線量を算出している。

しかしながら、従来の蛍光ガラス線量計測定装置では、前記外部校正の際に複数の測定ポジションを備える校正用標準ガラス線量計を用いる場合、１つの測定ポジションの測定結果のみを校正し、その他の測定ポジションについては、校正した測定ポジションとの相関係数等を用いて校正していた。そのため、複数の測定ポジションを備える校正用標準ガラス線量計を用いる場合、測定ポジション毎の相関係数等を算出するには膨大なデータを収集する必要があり、非常に手間のかかる作業となっている。また、用いられるフィルタの仕様（例えば、厚みのばらつき）やわずかな原料の相違（例えば、原産地の相違）に起因して、相関係数に不備が生じるため、再度相関係数を算出する必要が生じることがある。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、校正用標準ガラス線量計を用いた校正をより高精度に行うことのできる蛍光ガラス線量計測定装置及び蛍光ガラス線量計測定装置の校正方法を提供することを目的とする。

本発明に係る蛍光ガラス線量計測定装置は、複数の測定ポジションを有し、測定ポジション毎に異なる種類のフィルタを介して放射線が基準値だけ照射された校正用標準ガラス線量計に励起用紫外線を照射する光源と、校正用標準ガラス線量計で発生する蛍光を測定ポジション毎に測定する測定手段と、蛍光の測定結果と基準値とが測定ポジション毎に対応づけて記憶される記憶手段と、記憶手段に記憶されている対応関係に基づいて、放射線被ばく線量の測定対象である蛍光ガラス線量計の蛍光測定結果を校正し、蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出する被ばく線量演算手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、校正用標準ガラス線量計の測定ポジション毎に外部校正を行うので、外部校正をより高精度に行うことのできる蛍光ガラス線量計測定装置及び蛍光ガラス線量計測定装置の校正方法を提供することができる。

校正用標準ガラス線量計の構成図である。 実施形態に係る蛍光ガラス線量計測定装置の模式図である。 メモリに記憶されているデータの一例である。 蛍光ガラス線量計測定装置の動作を示すフローチャートである。 蛍光ガラス線量計測定装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、実施形態に係る蛍光ガラス線量計測定方法及び蛍光ガラス線量計測定装置の校正方法について説明する。

（実施形態）
図１は、校正用標準ガラス線量計Ｇ１の構成図である。図２は、実施形態に係る蛍光ガラス線量計測定装置１００の模式図である。図３は、蛍光ガラス線量計測定装置１００のメモリ２１０に記憶されているデータの一例を示す図である。以下、図１〜図３を参照して、実施形態に係る蛍光ガラス線量計測定方法及び蛍光ガラス線量計測定装置の校正方法について説明する。

初めに、図１を参照して、蛍光ガラス線量計測定装置１００で使用する校正用標準ガラス線量計Ｇ１の構成について説明する。なお、図１（ａ）は、校正用標準ガラス線量計Ｇ１及び校正用標準ガラス線量計Ｇ１を保持する金属フレーム３１０の俯瞰図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の線分Ｘ−Ｘにおける校正用標準ガラス線量計Ｇ１及び校正用標準ガラス線量計Ｇ１を収容したホルダー３２０の断面図である。

校正用標準ガラス線量計Ｇ１は、特定の線種（例えば、セシウムを用いたγ線）に特定の放射線量（基準値）だけ被ばくしている。校正用標準ガラス線量計Ｇ１は、複数の区画Ａ〜Ｅ（以下、ポジションＡ〜Ｅと記載する場合もある）に分割されている。また、校正用標準ガラス線量計Ｇ１には、ＩＤが付与されている。校正用標準ガラス線量計Ｇ１は、各区画Ａ〜Ｅを露出させる蛍光検出窓３１０Ａ〜３１０Ｅが形成された金属フレーム３１０に保持された状態でホルダー３２０に収容される。

ホルダー３２０には、校正用標準ガラス線量計Ｇ１の各区画Ａ〜Ｅに対応する位置にフィルタＡ〜Ｅが設けられている。フィルタＡ〜Ｅは、それぞれ異なる材質もしくは厚みで構成され、例えば、プラスチックＲ１，Ｒ２、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）などで構成される。プラスチックＲ１，Ｒ２は、材質は同じであるが、厚みが異なっている。なお、校正用標準ガラス線量計Ｇ１を基準値まで被ばくさせる際は、フィルタＡ〜Ｅを介して、放射線が照射される。

図２は、実施形態に係る蛍光ガラス線量計測定装置１００の模式図である。図２に示すように、蛍光ガラス線量計測定装置１００は、搬送装置１１０と、光源１２０と、検出装置１３０（測定手段）と、制御装置２００と、内部補正用ガラス線量計Ｇ２とを備える。なお、内部補正用ガラス線量計Ｇ２の構成については、図１を参照して説明した校正用標準ガラス線量計Ｇ１の構成と同じであるため重複する説明を省略する。

搬送装置１１０は、例えば、リニアモータ等であり、校正用標準ガラス線量計Ｇ１及び放射線被ばく量の測定対象である蛍光ガラス線量計Ｇ３を、セット位置（セットポジション）Ｐ１から測定位置（測定ポジション）Ｐ２へ搬送する。また、内部補正用ガラス線量計Ｇ２を測定位置Ｐ２へ搬送する。

光源１２０は、励起用の紫外線（例えば、中心波長３５５ｎｍ）をパルス状に照射する。光源１２０は、例えば、固体レーザ（ダイオード励起固体レーザ：Diode-Pump Solid-State Laser）、窒素ガスレーザ、フラッシュランプ、ＬＥＤ、レーザーダイオード等である。

検出装置１３０は、搬送装置１１０により測定位置に搬送された校正用標準ガラス線量計Ｇ１、内部補正用ガラス線量計Ｇ２、蛍光ガラス線量計Ｇ３で発生する蛍光を検出する。検出装置１３０は、例えば、フォトダイオードや光電子増倍管であり、検出した蛍光を電気信号に変換する。

制御装置２００は、蛍光ガラス線量計測定装置１００を制御する。制御装置２００は、メモリ２１０（記憶手段）と、駆動回路２２０と、被ばく線量演算回路２３０（被ばく線量演算手段）と、入力装置２４０と、校正回路２５０（更新手段）とを備える。

メモリ２１０には、被ばく線量の算出に必要な演算式（１）〜（３）が記憶されている。
［Ｎｓｔ］＝［Ｈｓｔ］／［ｍｓｔ］・・・（１）
［ｎｃ］＝［ｍｃ（ｊ＝０）］／［ｍｃ（ｊ＝ｎ）］・・・（２）
［Ｈ］＝［ｍｓａｍｐ］×［Ｎｓｔ］×［ｎｃ］・・・（３）

［Ｎｓｔ］：測定した蛍光値を線量値に換算するための係数（線量換算係数）
［Ｈｓｔ］：校正用標準ガラス線量計Ｇ１の校正時点での線量値（基準線量）（バックグランド含む）
［ｍｓｔ］：校正用標準ガラス線量計Ｇ１の蛍光読取値（測定値）
［ｎｃ］：校正用標準ガラス線量計Ｇ１による校正時点からの測定器の感度変化を補正する係数
［ｍｃ］：内部補正用ガラス線量計Ｇ２の蛍光読取値
ｊ＝０：校正用標準ガラス線量計による校正（外部校正）時
ｊ＝ｎ：内部校正時
［Ｈ］：蛍光ガラス線量計Ｇ３の被ばく線量
［ｍｓａｍｐ］：蛍光ガラス線量計Ｇ３の蛍光読取値（測定値）

また、メモリ２１０には、演算式（１）〜（３）を用いた演算に必要な値（データ）が記憶されている。図２は、メモリ２１０に記憶されているデータの一例を示す図である。図２に示すように、メモリ２１０には、校正用標準ガラス線量計Ｇ１のポジションＡ〜Ｅ毎に被ばく線量の算出に必要な値（［Ｈｓｔ］、［ｍｓｔ］、［ｍｃ］（ｊ＝０）、［ｍｃ］（ｊ＝ｎ））が記憶されている。

なお、[ｍｓｔ]は、外部校正を実施した時に検出装置１３０の状態で読み取った値である。このため、蛍光ガラス線量計Ｇ３の蛍光を読み取る時に、温度変化等により検出装置１３０の感度が変化していると、蛍光の読取に誤差が生じる。

これを補正するために、蛍光ガラス線量計Ｇ３の蛍光を読み取る直前及び一定周期ごとに内部補正用ガラス線量計Ｇ２を用いた内部校正を行い、内部補正用ガラス線量計Ｇ２の蛍光読取値[ｍｃ]（ｊ＝ｎ）と、外部校正を実施した時の内部補正用ガラス線量計Ｇ２の蛍光読取値 [ｍｃ]（ｊ＝０）との比率[ｎｃ]を求め、この[ｎｃ]を乗算することで放射線被ばく量[Ｈ]を補正している。

駆動回路２２０は、光源１２０の紫外線の照射を制御する。具体的には、駆動回路２２０は、紫外線をパルス状（例えば、数ｎｓ（ナノ秒））に照射するように光源１２０を制御する。

被ばく線量演算回路２３０は、検出装置１３０から出力される電気信号に基づいて蛍光ガラス線量計Ｇ３の被ばく線量を算出する。具体的には、検出装置１３０から出力される電気信号から蛍光強度（蛍光読取値）を算出し、該蛍光読取値をメモリ２１０に記憶されている演算式（１）に代入して蛍光ガラス線量計Ｇ３の被ばく線量を算出する。

入力装置２４０は、校正用標準ガラス線量計Ｇ１を用いて外部校正を行う際に、校正用標準ガラス線量計Ｇ１のポジションＡ〜Ｅの被ばく線量（[Ｈｓｔ]）の設定又は更新に用いられる。上述したように、校正用標準ガラス線量計Ｇ１は、特定の線種（例えば、γ線）に被ばくしている。このため、校正用標準ガラス線量計Ｇ１の各ポジションＡ〜Ｅの被ばく線量（[Ｈｓｔ]）を設定又は更新する際は、各ポジションＡ〜Ｅに対応した位置に配置されたフィルタＡ〜Ｅを介した被ばく線量が基準線量として設定される。

校正回路２５０は、メモリ２１０に記憶されている値（データ）を更新する。校正回路２５０は、校正用標準ガラス線量計Ｇ１及び／又は内部補正用ガラス線量計Ｇ２を用いた校正が行われると、外部校正の結果に基づいて、メモリ２１０の値を更新する。具体的には、校正回路２５０は、校正用標準ガラス線量計Ｇ１及び／又は内部補正用ガラス線量計Ｇ２を用いた校正のたびに、メモリ２１０に記憶されている［ｍｓｔ］、［ｍｃ］（ｊ＝０）、［ｍｃ］（ｊ＝ｎ）の値をポジションＡ〜Ｅごとに更新する。また、ユーザにより入力装置２４０から校正用標準ガラス線量計Ｇ１の被ばく線量[Ｈｓｔ]が入力されると、更新回路２５０は、メモリ２１０に記憶されている[Ｈｓｔ]の値をポジションＡ〜Ｅごとに更新する。

（蛍光ガラス線量計測定装置１００の動作）
図４は、蛍光ガラス線量計測定装置１００の外部校正時の動作を示すフローチャートである。図５は、蛍光ガラス線量計測定装置１００の放射線被ばく量算出の動作を示すフローチャートである。以下、図４，図５を参照して蛍光ガラス線量計測定装置１００の動作について説明する。

（外部校正時の動作）
初めに、図４を参照して、外部校正時の動作について説明する。
図３を参照して説明した校正用標準ガラス線量計Ｇ１をセット位置Ｐ１にセットする（ステップＳ１０１）。搬送装置１１０は、校正用標準ガラス線量計Ｇ１の区画Ａが測定位置Ｐ２となるように校正用標準ガラス線量計Ｇ１を搬送する（ステップＳ１０２）。

次に、制御装置２００は、校正用標準ガラス線量計Ｇ１の区画Ａで発生する蛍光を測定する（ステップＳ１０３）。具体的には、制御装置２００は、光源１２０を制御して励起用の紫外線を照射させ、検出装置１３０で校正用標準ガラス線量計Ｇ１の区画Ａの蛍光を検出する。そして、被ばく線量演算回路２３０で、区画Ａの蛍光読取値[ｍｓｔ]を算出する。また、制御装置２００は、区画Ｂ〜Ｅについても、区画Ａと同様にして蛍光読取値[ｍｓｔ]を算出する。

また、制御装置２００は、入力装置２４０を用いてユーザにより入力される校正用標準ガラス線量計Ｇ１の各区画Ａ〜Ｅの被ばく線量[Ｈｓｔ]を受信する（ステップＳ１０４）。

校正回路２５０は、測定した各区画Ａ〜Ｅの蛍光読取値［ｍｓｔ］及び入力された被ばく線量[Ｈｓｔ]を用いて、メモリ２１０に記憶されている各区画Ａ〜Ｅの[ｍｓｔ]及び[Ｈｓｔ]を更新する（ステップＳ１０５）。

（被ばく線量算出の動作）
次に、図５を参照して、被ばく線量算出の動作について説明する。
被ばく線量の測定対象である蛍光ガラス線量計Ｇ３をセット位置Ｐ１にセットする（ステップＳ２０１）。搬送装置１１０は、蛍光ガラス線量計Ｇ３を測定位置Ｐ２まで搬送する（ステップＳ２０２）。

次に、制御装置２００は、蛍光ガラス線量計Ｇ３で発生する蛍光を測定する（ステップＳ２０３）。具体的には、制御装置２００は、光源１２０を制御して励起用の紫外線を照射させ、検出装置１３０で蛍光ガラス線量計Ｇ３の蛍光を検出する。

被ばく線量演算回路２３０は、検出装置１３０から出力される電気信号に基づいて蛍光ガラス線量計Ｇ３の被ばく線量［Ｈ］を算出する（ステップＳ２０４）。具体的には、検出装置１３０で検出した蛍光から蛍光ガラス線量計Ｇ３の蛍光読取値［ｍｓａｍｐ］を求め、メモリ２１０に記憶されている演算式（３）に代入して蛍光ガラス線量計Ｇ３の被ばく線量［Ｈ］を算出する。

以上のように、本発明では、複数ある測定ポジションのうちの１つのポジション（例えば、ポジションＡ）についてのみ蛍光を測定して外部校正を行うのではなく、すべてのポジションＡ〜Ｅについて蛍光を測定して外部校正を行っている。このため、本発明の蛍光ガラス線量計測定装置１００で測定可能なすべての線種について、被ばく線量をより高精度に求めることができる。また、測定ポジション間の相関係数等を算出する必要がない。このため、膨大なデータを集めるという非常に手間がかかる作業を行う必要がない。

本発明は、被ばく線量をより高精度に求めることができる。このため、複数の線種の被ばく線量を測定する蛍光ガラス線量計測定装置及び蛍光ガラス線量計測定装置の校正方法に好適である。

１００…蛍光ガラス線量計測定装置、１１０…搬送装置、１２０…光源、１３０…検出装置、２００…制御装置、２１０…メモリ、２２０…駆動回路、２３０…線量演算回路、２４０…入力装置、２５０…校正回路、３１０…金属フレーム、３１０Ａ-３１０Ｅ…蛍光検出窓、３２０…ホルダー、Ｇ１…校正用標準ガラス線量計、Ｇ２…内部補正用ガラス線量計、Ｇ３…蛍光ガラス線量計、Ｐ１…セット位置、Ｐ２…測定位置、Ｒ１，Ｒ２…プラスチック。

Claims (4)

1. 複数の測定ポジションを有し、測定ポジション毎に異なる種類のフィルタを介して放射線が基準値だけ照射された校正用標準ガラス線量計に励起用紫外線を照射する光源と、
   前記校正用標準ガラス線量計で発生する蛍光を前記測定ポジション毎に測定する測定手段と、
   前記蛍光の測定結果と前記基準値とが前記測定ポジション毎に対応づけて記憶される記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶されている対応関係に基づいて、放射線被ばく線量の測定対象である蛍光ガラス線量計の蛍光測定結果を校正し、前記蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出する被ばく線量演算手段と、
   を備えることを特徴とする蛍光ガラス線量計測定装置。
2. 前記校正用標準ガラス線量計で発生する蛍光を前記測定ポジション毎に測定する度に、前記記憶手段に記憶されている関係に、前記測定結果を反映させる更新手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の蛍光ガラス線量計測定装置。
3. 複数の測定ポジションを有し、測定ポジション毎に異なる種類のフィルタを介して放射線が基準値だけ照射された校正用標準ガラス線量計に励起用紫外線を照射する工程と、
   前記校正用標準ガラス線量計で発生する蛍光を前記測定ポジション毎に測定する工程と、
   前記蛍光の測定結果と前記基準値とを前記測定ポジション毎に対応づけて記憶させる工程と、
   記憶させた対応関係に基づいて、放射線被ばく線量の測定対象である蛍光ガラス線量計の蛍光測定結果を校正し、前記蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出する工程と、
   を有することを特徴とする蛍光ガラス線量計測定装置の校正方法。
4. 前記校正用標準ガラス線量計で発生する蛍光を前記測定ポジション毎に測定する度に、記憶させた対応関係に、前記測定結果を反映させる工程を有することを特徴とする請求項３に記載の蛍光ガラス線量計測定装置の校正方法。

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