JP6216533B2 - 蛍光ガラス線量計測定方法、蛍光ガラス線量計測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、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に関する。

放射線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方法が知られている。蛍光ガラス線量計測定方法は、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、放射線被ばく線量に比例したオレンジ色（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。つまり、蛍光ガラス線量計に紫外線を照射し、蛍光ガラス線量計から発生する蛍光を測定することで蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出することができる。

しかしながら、蛍光ガラス線量計で発生する蛍光には、プレドーズ及び汚れに起因する蛍光と、放射線被ばくに起因する蛍光とが含まれている。そこで、従来の蛍光ガラス線量計測定方法では、蛍光ガラス線量計で発生する蛍光から、プレドーズ及び汚れに起因する蛍光を除去することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

プレドーズに起因する蛍光には、約１μｓ（マイクロ秒）で減衰する成分と、約１ｍｓ（ミリ秒）まで減衰が継続する成分とが含まれる。また、汚れに起因する蛍光は、約１μｓで減衰する。さらに、放射線被ばくに起因する蛍光は、約４０μｓで減衰する。そこで、上記提案では、プレドーズに起因する蛍光のうち約１μｓで減衰する成分と汚れに起因する蛍光とが減衰した後、蛍光ガラス線量計からの蛍光を検出している。

しかし、該蛍光には、プレドーズに起因する蛍光が含まれている。そこで上記提案では、さらに、放射線被ばくに起因する蛍光が減衰した後、プレドーズに起因する蛍光のうち約１ｍｓまで減衰が継続する成分の起因する蛍光を検出する。そして、初めに検出した蛍光（放射線被ばくによる蛍光＋プレドーズによる蛍光）と、後に検出した蛍光から算出したプレドーズによる蛍光との差分を放射線被ばくに起因する蛍光として、蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出している。

また、放射線被ばくに起因する蛍光を高感度に検出するため、光電子増倍管の感度（測定レンジ）を決定して蛍光を検出することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。該提案では、放射線被ばくに起因する蛍光の大きさに応じて、低感度から高感度へと光電子増倍管の感度を段階的に変化させて、検出に最も適した感度を決定している。

特開昭５９−１９０６８１号公報 特開平８−１１４６７４号公報

しかしながら、従来の方法では、放射線被ばくに起因する蛍光に基づいて光電子増倍管の感度を決定している。このため、プレドーズに起因する蛍光やリン酸塩ガラスの汚れに起因する蛍光が大きい場合、放射線被ばくに起因する蛍光の大きさに応じて決定された測定レンジでは、感度が高すぎる虞がある。その結果、光電子増倍管に過大な電流が流れるなどして光電子増倍管にダメージが生じる虞がある。また蛍光の測定精度が適切でなく、正確な放射線被ばく線量を測定できない虞がある。

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、プレドーズに起因する蛍光が大きい場合でも、光電子増倍管にダメージが生じることを抑制でき、また正確な蛍光の測定が可能な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方法は、放射線被ばくした蛍光ガラス線量計に固体レーザ、窒素ガスレーザ、フラッシュランプより選ばれるいずれか１種の光源を用いて励起用のパルス光を照射する第１の照射工程と、前記パルス光の照射により前記蛍光ガラス線量計で発生する蛍光を検出する第１の検出工程と、前記パルス光の照射終了から第１の時間経過後に検出されたプレドーズに起因する蛍光成分と放射線被ばくに起因する蛍光成分とを含む蛍光を、第１のサンプリング時間分アナログで積算する第１の積算工程と、前記第１の積算工程における積算結果に応じて、被ばく線量算出時の蛍光を検出する感度を決定する感度決定工程と、前記感度決定工程を行った後に、前記蛍光ガラス線量計に前記パルス光を照射する第２の照射工程と、前記第２の照射工程における前記パルス光の照射により前記蛍光ガラス線量計で発生する蛍光を検出する第２の検出工程と、前記第２の照射工程における前記パルス光の照射終了から第１の時間経過後に検出されたプレドーズに起因する蛍光成分と放射線被ばくに起因する蛍光成分とを含む蛍光を、前記決定された感度で第１のサンプリング時間分アナログで積算する第２の積算工程と、前記第２の積算工程における第１のサンプリング時間終了から第２の時間経過後に検出されたプレドーズに起因する蛍光成分を含む蛍光を、前記決定された感度で第２のサンプリング時間分アナログで積算する第３の積算工程と、前記第２の積算工程における積算結果と前記第３の積算工程における積算結果との差分に基づいて、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。

本発明によれば、蛍光ガラス線量計の汚れに起因する蛍光を用いて光電子増倍管の感度を決定しているので、プレドーズに起因する蛍光が大きい場合でも、蛍光測定手段にダメージが生じるのを抑制することができる。

実施形態に係る蛍光ガラス線量計測定装置の構成図である。 リファレンスガラスが発する蛍光に対応する電気信号の波形図である。 蛍光ガラス線量計が発する蛍光に対応する電気信号の波形図である。 感度を決定するためのテーブルデータの一例である。 感度決定の動作を示すフローチャートである。 感度決定の動作を示すフローチャートである。 放射線被ばく線量算出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について説明する。

（実施形態）
図１は、実施形態に係る蛍光ガラス線量計測定装置１００の構成図である。蛍光ガラス線量計測定装置１００は、蛍光ガラス線量計Ｇに励起用のレーザ光を照射し、蛍光ガラス線量計Ｇの励起光を読み取る光学系２００と、光学系２００を制御する制御装置３００とを備える。

（光学系２００の構成）
光学系２００は、固体レーザ２１０（光源）と、紫外線透過フィルタ２２０と、リファレンスブロック２３０と、プレートホルダー２４０と、フィルタ系２５０と、光電子増倍管２６０（検出手段）とを備える。

固体レーザ２１０（ダイオード励起固体レーザ：Diode-Pump Solid-State Laser）は、励起用の紫外線Ｌ（例えば、中心波長３５５ｎｍ）をパルス状に照射する。なお、固体レーザ２１０の代わりに、紫外線（例えば、中心波長３５５ｎｍ）を照射する窒素ガスレーザ、フラッシュランプを用いてもよい。紫外線透過フィルタ２２０は、固体レーザ２１０からの紫外線Ｌを透過し、他の波長の光を遮蔽する。

リファレンスブロック２３０は、開口板２３１と、ハーフミラー２３２と、紫外線透過フィルタ２３３と、リファレンスガラス２３４と、紫外線カットフィルタ２３５と、フォトダイオード２３６と、筐体２３７とを備える。開口板２３１には、固体レーザ２１０からの紫外線Ｌを通過させるためのスリット状の開口２３１ａが形成されている。

ハーフミラー２３２は、開口２３１ａを通過した紫外線Ｌの一部を透過し、一部を反射する。このため、紫外線Ｌは、ハーフミラー２３２により紫外線Ｌ１，Ｌ２に分離される。紫外線透過フィルタ２３３は、ハーフミラー２３２で分離された紫外線Ｌ１を透過し、他の波長の光を遮蔽する。

リファレンスガラス２３４は、放射線を所定量だけ暴露させた標準蛍光ガラスである。リファレンスガラス２３４に紫外線Ｌ１が照射されると、紫外線Ｌ１の強度及び放射線被ばく線量に比例する蛍光が発生する。リファレンスガラス２３４で発生する蛍光は、固体レーザ２１０の出力変動の補正に用いられる。

なお、リファレンスガラス２３４は、自然被ばくにより時間経過とともに放射線被ばく線量が増加するが、リファレンスガラス２３４は、事前に十分な量の放射線に被ばくされており、放射線に起因する蛍光量が非常に大きくなる。このため、自然被ばくによる蛍光量の増加はほとんど無視することができる。また、プレドーズ及び汚れに起因する蛍光についてもほとんど無視することができる。

紫外線カットフィルタ２３５は、リファレンスガラス２３４で発生した蛍光を透過させ、紫外線Ｌ１を遮蔽する。

フォトダイオード２３６は、紫外線カットフィルタ２３５を透過したリファレンスガラス２３４からの蛍光を受光する。フォトダイオード２３６は、受光した光を電気信号（電流信号）に変換して出力する。フォトダイオード２３６から出力される電子信号（電流信号）の大きさは、受光した蛍光の強度に比例する。

筐体２３７は、開口板２３１と、ハーフミラー２３２と、紫外線透過フィルタ２３３と、リファレンスガラス２３４と、紫外線カットフィルタ２３５と、フォトダイオード２３６とを収容する。

プレートホルダー２４０は、放射線被ばく線量の測定対象である蛍光ガラス線量計Ｇを保持する。蛍光ガラス線量計Ｇにハーフミラー２３２で分離された紫外線Ｌ２が照射されると、紫外線Ｌ２の強度及び放射線被ばく線量に比例する蛍光が発生する。なお、該蛍光には、放射線被ばくに起因する蛍光以外に、プレドーズ及び汚れに起因する蛍光が含まれている。

フィルタ系２５０は、ダイアフラム２５１と、紫外線カットフィルタ２５２と、集光レンズ２５３と、バンドパスフィルタ２５４とを備える。ダイアフラム２５１には、ハーフミラー２３２で分離された紫外線Ｌ２を通過させるためのスリット状の開口２５１ａが形成されている。紫外線カットフィルタ２５２は、紫外線Ｌ２を遮蔽し、蛍光ガラス線量計Ｇで発生した蛍光を透過する。

集光レンズ２５３は、紫外線カットフィルタ２５２を透過した蛍光を集光する。集光された蛍光は、バンドパスフィルタ２５４へ入射する。バンドパスフィルタ２５４は、入射する蛍光のうち波長が６１５ｎｍ〜７１５ｎｍの蛍光を主に透過する。

光電子増倍管２６０は、バンドパスフィルタ２５４を透過した蛍光を検出する。光電子増倍管２６０は、検出した光を電気信号（電流信号）に変換して出力する。光電子増倍管２６０は、波長３００ｎｍ〜９００ｎｍの蛍光を主に検出する。光電子増倍管２６０から出力される電子信号（電流信号）の大きさは検出される蛍光の強度に比例する。

また、光電子増倍管２６０は、印加電圧を変化させることにより感度（測定レンジ）を変更できるよう構成されている。具体的には、光電子増倍管２６０への印加電圧を大きくすると感度が高くなり、光電子増倍管２６０への印加電圧を小さくすると感度が低くなる。

（制御装置３００の構成）
制御装置３００は、駆動回路３１０と、プリアンプ３２０と、プリアンプ３３０と、タイミング回路３４０と、積分回路３５０（積算手段）と、ＡＤコンバータ３６０と、制御回路３７０（感度決定手段、感度設定手段、被ばく線量算出手段）とを備える。

駆動回路３１０は、制御回路３７０からの指示に基づいて、固体レーザ２１０の紫外線の照射を制御する。具体的には、駆動回路３１０は、紫外線をパルス状（例えば、数ｎｓ（ナノ秒））に照射するように固体レーザ２１０を制御する。固体レーザ２１０は、トリガ信号が入力されると、数ｎｓ発光する。

プリアンプ３２０は、フォトダイオード２３６から出力される電気信号（電流信号）を電圧信号に変換する。プリアンプ３２０で電圧に変換された電気信号は、後段のタイミング回路３４０及び積分回路３５０に入力される。プリアンプ３３０は、光電子増倍管２６０から出力される電気信号（電流信号）を電圧信号に変換する。プリアンプ３３０で電圧に変換された電気信号は、後段の積分回路３５０に入力される。

タイミング回路３４０は、積分回路３５０へ積分開始の合図となるトリガ信号を生成して出力する。プリアンプ３２０からの入力と制御回路３７０からの入力の論理積（ＡＮＤ）をトリガ（合図）として、積分回路３５０における積分開示のタイミングを示すトリガ信号を出力する。

積分回路３５０は、タイミング回路３４０からのトリガ信号が入力されるとプリアンプ３２０及びプリアンプ３３０から出力される電圧信号を積分する。

（プリアンプ３２０から出力される電圧信号の積分）
図２は、プリアンプ３２０から積分回路３５０に入力される電圧信号の波形図である。すでに述べたように、リファレンスガラス２３４は、プレドーズ及び汚れに起因する蛍光が相対的に無視できる程度に放射線に被ばくされている。

このため、図２に示すように、プレドーズ及び汚れに起因する蛍光は、プリアンプ３２０から積分回路３５０に入力される電圧信号の波形にはほとんど表れない。タイミング回路３４０は、プリアンプ３２０及び制御回路３７０から信号が入力されると時間Ｔ１にトリガ信号を出力する（なお、実際には、後述の時間Ｔ３にもトリガ信号が出力されるが、ここでは、説明を省略する）。積分回路３５０は、トリガ信号が入力されると電圧信号の積分を開始し、時間Ｔ２に積分を終了する。

つまり、積分回路３５０は、図２に示すＴ１からＴ２間の電気信号を積分する。これは、図２に示す斜線部の面積（以下、ＲＥＦと記載）を求めることに等しい。積分回路３５０は、算出したＲＥＦを出力する。なお、Ｔ１，Ｔ２の値は蛍光ガラス線量計Ｇのガラス組成により決定されるものである。また、積分回路３５０から出力されたＲＥＦは、固体レーザ２１０の出力変動の補正に用いられる。

（プリアンプ３３０から出力される電圧信号の積分）
図３は、プリアンプ３３０から積分回路３５０に入力される電圧信号の波形図である。タイミング回路３４０は、プリアンプ３２０及び制御回路３７０から信号が入力されると時間Ｔ１及びＴ３にトリガ信号を出力する。積分回路３５０は、トリガ信号が入力されると、所定の時間分プリアンプ３３０から入力される電圧信号を積分する。具体的には、積分回路３５０は、時間Ｔ１に電圧信号の積分を開始し、時間Ｔ２に積分を終了する。さらに、積分回路３５０は、時間Ｔ３に電圧信号の積分を開始し、時間Ｔ４に積分を終了する。

つまり、積分回路３５０は、図３に示すＴ１からＴ２間と、Ｔ３からＴ４間の電気信号を積分する。これは、図３に示すＴ１からＴ２の斜線部（以下、ＲＰＬと記載）及びＴ３からＴ４の斜線部（以下、ＬＤと記載）の面積を求めることに等しい。積分回路３５０は、算出したＲＰＬ及びＬＤを出力する。なお、Ｔ３，Ｔ４の値は蛍光ガラス線量計Ｇのガラス組成により決定されるものである。

ＡＤコンバータ３６０は、積分回路３５０から出力されるＲＥＦ，ＲＰＬ，ＬＤをアナログ信号からデジタル信号に変換して出力する。

制御回路３７０は、例えば、マイコン（micro computer）である。制御回路３７０は、駆動回路３１０と、タイミング回路３４０とを制御する。具体的には、制御回路３７０は、駆動回路３１０に固体レーザ２１０から紫外線を照射するように指示する。また、制御回路３７０は、タイミング回路３４０に、トリガ信号を出力するよう指示する。また、制御回路３７０は、ＡＤコンバータ３６０から出力されるデジタル化されたＲＥＦ，ＲＰＬ，ＬＤの値を記憶する。さらに、制御回路３７０は、光電子増倍管２６０の感度を決定し、放射線被ばく線量を算出する。

（感度の決定）
ここで、制御回路３７０による感度の決定について図４を参照して説明する。図４は、制御回路３７０に記憶されているテーブルデータの一例を示す図である。図４に示すように、制御回路３７０には、感度（測定レンジ）、ＲＰＬをＲＥＦで除算した値Ｒ１（Ｒ１＝ＲＰＬ／ＲＥＦ）の範囲（但し、ｎ２＜ｎ１）、印加電圧（Ｖ）が対応付けて記憶されている。制御回路３７０は、ＡＤコンバータからＲＥＦ，ＲＰＬ，ＬＤが出力されると、ＲＰＬをＲＥＦで除算した値Ｒ１を算出する。

制御回路３７０は、算出したＲ１の値が、図４に示すテーブルデータのどの範囲に含まれるかを判定し、光電子増倍管２６０の感度を決定する。なお、制御回路３７０は、最も感度の低い感度（レベル７）で測定し、レベル７では感度が低すぎる場合は、感度を上げてさらに測定を行う。なお、図４では、感度（測定レンジ）の範囲を５つとしたが、感度（測定レンジ）の範囲をさらに細分化するようにしてもよい。

（放射線被ばく線量の算出）
次に、制御回路３７０による放射線被ばく線量の算出について図２，図３を参照して説明する。すでに述べたように、ＡＤコンバータから出力されるＲＥＦ，ＲＰＬ，ＬＤのうち、ＲＰＬには、プレドーズに起因する蛍光のうち約１ｍｓ（ミリ秒）まで減衰が継続する成分の蛍光分（ＬＤ’と記載する）と、放射線被ばくに起因する蛍光分（ＳＡＭＰと記載する）とが含まれている。このため、ＳＡＭＰを求めるには、ＲＰＬからプレドーズに起因する蛍光分（ＬＤ’）を除去する必要がある。

ここで、図３に示すＲＰＬのうちプレドーズに起因する蛍光分ＬＤ’は、以下の（１）式で表すことができる。
ＬＤ’＝ｆｐｓ×ＬＤ・・・（１）
なお、ｆｐｓは、蛍光ガラス線量計測定装置１００に固有の定数である。

また、ＲＰＬのうち放射線被ばくに起因する蛍光分ＳＡＭＰは、上記（１）式を用いると、以下の（２）で表すことができる。
ＳＡＭＰ＝ＲＰＬ−ｆｐｓ×ＬＤ・・・（２）

制御回路３７０は、上述した（１）式、（２）式を用いて、ＲＰＬからプレドーズに起因する蛍光分（ＬＤ’）を減算して、ＳＡＭＰを算出する。次に、制御回路３７０は、算出したＳＡＭＰをＲＥＦで除算した値Ｒ２を算出し、所定の係数（定数）を乗算して蛍光ガラス線量計Ｇの放射線被ばく線量を算出する。

（蛍光ガラス線量計測定装置１００の動作）
図５Ａ〜図５Ｂは、蛍光ガラス線量計測定装置１００の感度決定の動作を示すフローチャートである。図６は、蛍光ガラス線量計測定装置１００の放射線被ばく線量算出の動作を示すフローチャートである。以下、図５Ａ〜図５Ｂ及び図６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。

（感度設定の動作）
初めに、図５を参照して、感度設定の動作について説明する。
制御回路３７０は、光電子増倍管２６０に印加する電圧を制御して、光電子増倍管２６０を最も低い感度（レベル７）に設定する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御回路３７０は、光電子増倍管２６０の印加電圧をＶ１に設定する。

制御回路３７０は、駆動回路３１０を制御して、固体レーザ２１０からパルス状に紫外線Ｌを照射させる（ステップＳ１０２）。

紫外線Ｌは、紫外線透過フィルタ２２０を通り、リファレンスブロック２３０の開口板２３１に入射する。紫外線Ｌは、開口板２３１の開口２３１ａによりスリット状となりハーフミラー２３２に入射する。ハーフミラー２３２は、入射した紫外線Ｌをリファレンスガラス２３４へ導入される紫外線Ｌ１と、蛍光ガラス線量計Ｇへ導入される紫外線Ｌ２とに分離する（ステップＳ１０３）。

紫外線Ｌ１は、紫外線透過フィルタ２３３を通った後、リファレンスガラス２３４に入射する（ステップＳ１０４）。リファレンスガラス２３４は、紫外線Ｌ１が入射すると、紫外線Ｌ１の強度及び放射線被ばく線量に応じた蛍光を生じる（ステップＳ１０５）。

リファレンスガラス２３４で生じた蛍光は、紫外線カットフィルタ２３５を通り、フォトダイオード２３６に入射する。フォトダイオード２３６は、蛍光が入射すると、該蛍光を、その強度に比例した電流信号に変換する（ステップＳ１０６）。

紫外線Ｌ２は、ダイアフラム２５１の開口２５１ａによりスリット状となる。スリット状の紫外線Ｌ２は、プレートホルダー２４０に収容された蛍光ガラス線量計Ｇに入射する（ステップＳ１０７）。

蛍光ガラス線量計Ｇは、紫外線Ｌ２が入射すると、紫外線Ｌ２の強度及び放射線被ばく線量に応じた蛍光を生じる（ステップＳ１０８）。

蛍光ガラス線量計Ｇで生じた蛍光は、紫外線カットフィルタ２５２を通り、集光レンズ２５３に入射する。蛍光は、集光レンズ２５３に集光されてバンドパスフィルタ２５４へ入射した後、光電子増倍管２６０へ入射する。光電子増倍管２６０は、バンドパスフィルタ２５４を透過した蛍光を検出し、検出した蛍光を電流信号に変換して出力する（ステップＳ１０９）。

プリアンプ３２０，３３０は、それぞれ、フォトダイオード２３６及び光電子増倍管２６０から出力される電流信号を電圧信号に変換する（ステップＳ１１０）。

また、タイミング回路３４０は、制御回路３７０からの指示により、トリガ信号を出力する（ステップＳ１１１）。

積分回路３５０は、タイミング回路３４０からトリガ信号が入力されると、プリアンプ３２０及びプリアンプ３３０から出力される電圧信号を積分し、図２〜図３を参照して説明したＲＥＦ，ＲＰＬ，ＬＤを算出する（ステップＳ１１２）。積分回路３５０は、算出したＲＥＦ，ＲＰＬ，ＬＤを出力する。なお、感度の決定では、ＬＤの値は、必要ない。このため、ステップＳ１１２では、ＲＥＦ，ＲＰＬだけを算出するようにしてもよい。

ＡＤコンバータ３６０は、積分回路３５０から出力されるＲＥＦ，ＲＰＬ，ＬＤをアナログ信号からデジタル信号に変換して出力する（ステップＳ１１３）。

制御回路３７０は、デジタル信号に変換されたＲＰＬをＲＥＦで除算した値Ｒ１（Ｒ１＝ＲＰＬ／ＲＥＦ）を算出する（ステップＳ１１４）。ＲＰＬをＲＥＦで除算することで、固体レーザ２１０の出力変動を補正することができる。

次に、制御回路３７０は、ＲＰＬをＲＥＦで除算した値Ｒ１＝ＲＰＬ／ＲＥＦが図４に示す範囲のいずれに属するかを判定し、光電子増倍管２６０の感度を設定する（ステップＳ１１１５）。なお、ステップＳ１１５における動作は、図５Ｂを参照して詳細に説明する。

図５Ｂは、図５ＡのステップＳ１１５の動作を示すフローチャートである。以下、図４及び図５Ｂを参照して、光電子増倍管２６０の感度設定を詳細に説明する。

制御回路３７０は、ＲＰＬをＲＥＦで除算した値Ｒ１＝ＲＰＬ／ＲＥＦが図４に示すレベル７の範囲内（ｎ１≦Ｒ１）かを判定する（ステップＳ２０１）。Ｒ１が、レベル７の範囲内（ｎ１≦Ｒ１）である場合（ステップＳ２０１のＹｅｓ）、制御回路３７０は、設定動作を完了する。光電子増倍管２６０の感度は、すでにレベル７に設定されているためである。

Ｒ１の値が、レベル７の範囲内（ｎ１≦Ｒ１）でない場合（ステップＳ２０１のＮｏ）、制御回路３７０は、Ｒ１がレベル６の範囲内（ｎ２≦Ｒ１＜ｎ１）かを判定する（ステップＳ２０２）。Ｒ１が、レベル６の範囲内（ｎ２≦Ｒ１＜ｎ１）である場合（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、制御回路３７０は、光電子増倍管２６０の感度をレベル６に設定する（ステップＳ２０３）。

Ｒ１の値が、レベル６の範囲内（ｎ２≦Ｒ１＜ｎ１）でない場合（ステップＳ２０２のＮｏ）、制御回路３７０は、光電子増倍管２６０の感度をレベル５に設定する（ステップＳ２０４）。具体的には、制御回路３７０は、光電子増倍管２６０の印加電圧をＶ３に設定する。

ここで、光電子増倍管２６０をレベル５に設定するのは、光電子増倍管２６０がレベル７に設定されたままであると、光電子増倍管２６０の感度が低すぎ、測定対象であるＲＰＬの値がレベル５〜レベル３のいずれに該当するかを判定することができないためである。

次に、制御回路３７０は、光電子増倍管２６０の感度をレベル５に設定した状態で、駆動回路３１０、タイミング回路３４０等を制御して、図５ＡのステップＳ１０２〜Ｓ１１４の動作を実施する（ステップＳ２０５）。

次に、制御回路３７０は、Ｒ１がレベル５の範囲内（ｎ１≦Ｒ１）かを判定する（ステップＳ２０６）。Ｒ１が、レベル５の範囲内（ｎ１≦Ｒ１）である場合（ステップＳ２０６のＹｅｓ）、制御回路３７０は、設定動作を完了する。光電子増倍管２６０の感度は、すでにレベル５に設定されているためである。

Ｒ１の値が、レベル５の範囲内（ｎ１≦Ｒ１）でない場合（ステップＳ２０６のＮｏ）、制御回路３７０は、Ｒ１がレベル４の範囲内（ｎ２≦Ｒ１＜ｎ１）かを判定する（ステップＳ２０７）。Ｒ１が、レベル４の範囲内（ｎ２≦Ｒ１＜ｎ１）である場合（ステップＳ２０７のＹｅｓ）、制御回路３７０は、光電子増倍管２６０の感度をレベル４に設定する（ステップＳ２０８）。

Ｒ１の値が、レベル４の範囲内（ｎ２≦Ｒ１＜ｎ１）でない場合（ステップＳ２０７のＮｏ）、制御回路３７０は、光電子増倍管２６０の感度をレベル３に設定する（ステップＳ２０９）。

なお、図５Ｂを参照して説明した動作では、感度設定に必要な時間を短縮するために、レベル７及びレベル５で蛍光（ＲＰＬ）の測定を行っているが、レベル７〜レベル４での測定を行い、感度を設定するようにしてもよい。

具体的には、Ｒ１がレベル７の範囲内にない場合は、光電子増倍管２６０の感度をレベル６に設定して、蛍光（ＲＰＬ）の測定を行う。Ｒ１がレベル７の範囲内にない場合は、光電子増倍管２６０の感度をレベル６に設定して蛍光（ＲＰＬ）の測定を行い、Ｒ１がレベル６の範囲内かどうかを判定する。

Ｒ１がレベル６の範囲内にない場合は、光電子増倍管２６０の感度をレベル５に設定して蛍光（ＲＰＬ）の測定を行い、Ｒ１がレベル５の範囲内かどうかを判定する。このようにして、光電子増倍管２６０の感度（レベル）を一つずつ高くして蛍光（ＲＰＬ）の測定を行い、光電子増倍管２６０の感度を設定するようにしてもよい。

（放射線被ばく線量算出の動作）
次に、図６を参照して、放射線被ばく線量算出の動作について説明する。
制御回路３７０は、駆動回路３１０を制御して、固体レーザ２１０からパルス状紫外線Ｌを照射させる（ステップＳ３０１）。

紫外線Ｌは、紫外線透過フィルタ２２０を通り、リファレンスブロック２３０の開口板２３１に入射する。紫外線Ｌは、開口板２３１の開口２３１ａによりスリット状となりハーフミラー２３２に入射する。ハーフミラー２３２は、入射した紫外線Ｌをリファレンスガラス２３４へ導入される紫外線Ｌ１と、蛍光ガラス線量計Ｇへ導入される紫外線Ｌ２とに分離する（ステップＳ３０２）。

紫外線Ｌ１は、紫外線透過フィルタ２３３を通った後、リファレンスガラス２３４に入射する（ステップＳ３０３）。リファレンスガラス２３４は、紫外線Ｌ１が入射すると、紫外線Ｌ１の強度及び放射線被ばく線量に応じた蛍光を生じる（ステップＳ３０４）。

リファレンスガラス２３４で生じた蛍光は、紫外線カットフィルタ２３５を通り、フォトダイオード２３６に入射する。フォトダイオード２３６は、蛍光が入射すると、該蛍光を、その強度に比例した電流信号に変換する（ステップＳ３０５）。

紫外線Ｌ２は、ダイアフラム２５１の開口２５１ａによりスリット状となる。スリット状の紫外線Ｌ２は、プレートホルダー２４０に収容された蛍光ガラス線量計Ｇに入射する（ステップＳ３０６）。なお、蛍光ガラス線量計Ｇは、必ずしもプレートホルダー２４０に収容されている必要はない。

蛍光ガラス線量計Ｇは、紫外線Ｌ２が入射すると、紫外線Ｌ２の強度及び放射線被ばく線量に応じた蛍光を生じる（ステップＳ３０７）。

蛍光ガラス線量計Ｇで生じた蛍光は、紫外線カットフィルタ２５２を通り、集光レンズ２５３に入射する。蛍光は、集光レンズ２５３に集光されてバンドパスフィルタ２５４へ入射した後、光電子増倍管２６０へ入射する。光電子増倍管２６０は、バンドパスフィルタ２５４を透過した蛍光を検出し、検出した蛍光を電流信号に変換して出力する（ステップＳ３０８）。

プリアンプ３２０，３３０は、それぞれ、フォトダイオード２３６及び光電子増倍管２６０から出力される電流信号を電圧信号に変換する（ステップＳ３０９）。

また、タイミング回路３４０は、制御回路３７０からの指示により、トリガ信号を出力する（ステップＳ３１０）。

積分回路３５０は、タイミング回路３４０からトリガ信号が入力されると、プリアンプ３２０及びプリアンプ３３０から出力される電圧信号を積分し、図２〜図３を参照して説明したＲＥＦ，ＲＰＬ，ＬＤを算出する（ステップＳ３１１）。積分回路３５０は、算出したＲＥＦ，ＲＰＬ，ＬＤを出力する。

ＡＤコンバータ３６０は、積分回路３５０から出力されるＲＥＦ，ＲＰＬ，ＬＤをアナログ信号からデジタル信号に変換して出力する（ステップＳ３１２）。

制御回路３７０は、上述した（１）式を用いて、ＬＤからＬＤ’を算出した後、（２）式を用いて、ＲＰＬからプレドーズに起因する蛍光分（ＬＤ’）を減算したＳＡＭＰを算出する（ステップＳ３１３）。次に、制御回路３７０は、算出したＳＡＭＰをＲＥＦで除算した値Ｒ２を算出する（ステップＳ３１４）。ＲＥＦで除算することにより、固体レーザ２１０の出力変動が補正される。

次に、制御回路３７０は、算出した値Ｒ２に所定の係数（定数）を乗算して、蛍光ガラス線量計Ｇの放射線被ばく線量を算出する（ステップＳ３１５）。

なお、光電子増倍管２６０の感度を決定する場合と同様に、固体レーザ２１０から複数回、紫外線をパルス状に照射し、照射ごとに算出したＳＡＭＰ／ＲＥＦの平均値を用いて蛍光ガラス線量計Ｇの放射線被ばく線量を算出してもよい。

以上のように、本発明では、プレドーズに起因する蛍光（ＬＤ’）と、放射線被ばくに起因する蛍光（ＳＡＭＰ）とを含むＲＰＬを用いて光電子増倍管の感度を決定している。このため、プレドーズに起因する蛍光が高い場合でも、光電子増倍管２６０に過大な電流が流れることを抑制することができる。この結果、光電子増倍管２６０にダメージが生じる虞を低減し、正確な蛍光量の測定が可能となる。

なお、通常は、図３のＲＰＬからプレドーズに起因する蛍光ＬＤ’を減算し、放射線被ばくに起因する蛍光（ＳＡＭＰ）を用いて光電子増倍管の感度を決定している。しかしながら、放射線被ばくに起因する蛍光（ＳＡＭＰ）だけを用いた場合、プレドーズに起因する蛍光が大きい場合、感度が高くなりすぎる虞がある。その結果、光電子増倍管に過大な電流が流れるなどして光電子増倍管にダメージが生じる虞がある。本発明は、このような不具合を低減することができる。

本発明は、プレドーズに起因する蛍光が高い場合でも、過大な電流が流れることを抑制することができる。このため、高価な光電子増倍管を用いた蛍光ガラス線量計測定方法及び測定装置に好適である。

１００…蛍光ガラス線量計測定装置、２００…光学系、２１０…固体レーザ（光源）、２２０…紫外線透過フィルタ、２３０…リファレンスブロック、２３１…開口板、２３１ａ…開口、２３２…ハーフミラー、２３３…紫外線透過フィルタ、２３４…リファレンスガラス、２３５…紫外線カットフィルタ、２３６…フォトダイオード、２３７…筐体、２４０…プレートホルダー、２５０…フィルタ系、２５１…ダイアフラム、２５１ａ…開口、２５２…紫外線カットフィルタ、２５３…集光レンズ、２５４…バンドパスフィルタ、２６０…光電子増倍管（検出手段）、３００…制御装置、３１０…駆動回路、３２０，３３０…プリアンプ、３４０…タイミング回路、３５０…積分回路（積算手段）、３６０…コンバータ、３７０…制御回路（感度決定手段、感度設定手段、被ばく線量算出手段）、Ｇ…蛍光ガラス線量計、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２…紫外線。

Claims (4)

1. 放射線被ばくした蛍光ガラス線量計に固体レーザ、窒素ガスレーザ、フラッシュランプより選ばれるいずれか１種の光源を用いて励起用のパルス光を照射する第１の照射工程と、
   前記パルス光の照射により前記蛍光ガラス線量計で発生する蛍光を検出する第１の検出工程と、
   前記パルス光の照射終了から第１の時間経過後に検出されたプレドーズに起因する蛍光成分と放射線被ばくに起因する蛍光成分とを含む蛍光を、第１のサンプリング時間分アナログで積算する第１の積算工程と、
   前記第１の積算工程における積算結果に応じて、被ばく線量算出時の蛍光を検出する感度を決定する感度決定工程と、
   前記感度決定工程を行った後に、前記蛍光ガラス線量計に前記パルス光を照射する第２の照射工程と、
   前記第２の照射工程における前記パルス光の照射により前記蛍光ガラス線量計で発生する蛍光を検出する第２の検出工程と、
   前記第２の照射工程における前記パルス光の照射終了から第１の時間経過後に検出されたプレドーズに起因する蛍光成分と放射線被ばくに起因する蛍光成分とを含む蛍光を、前記決定された感度で第１のサンプリング時間分アナログで積算する第２の積算工程と、
   前記第２の積算工程における第１のサンプリング時間終了から第２の時間経過後に検出されたプレドーズに起因する蛍光成分を含む蛍光を、前記決定された感度で第２のサンプリング時間分アナログで積算する第３の積算工程と、
   前記第２の積算工程における積算結果と前記第３の積算工程における積算結果との差分に基づいて、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方法。
2. 前記感度決定工程では、前記第１の積算工程における積算結果が閾値よりも大きい場合、前記感度を低くし、前記第１の積算工程における積算結果が前記閾値以下の場合、前記感度を高くす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方法。
3. 放射線被ばくした蛍光ガラス線量計に励起用のパルス光を照射する固体レーザ、窒素ガスレーザ、フラッシュランプより選ばれるいずれか１種の光源と、
   前記パルス光の照射により前記蛍光ガラス線量計で発生する蛍光を検出する検出手段と、
   前記パルス光の照射終了から第１の時間経過後に前記検出手段で検出されたプレドーズに起因する蛍光成分と放射線被ばくに起因する蛍光成分とを含む蛍光を、第１のサンプリング時間分アナログで積算して第１の積算結果を得る積算手段と、
   前記第１の積算結果に応じて、被ばく線量算出時の蛍光を検出する感度を決定する感度決定手段と、
   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算出手段と、
   を備え、
   前記積算手段は、前記感度決定手段により感度が決定された状況で、前記パルス光の照射終了から第１の時間経過後に前記検出手段で検出されたプレドーズに起因する蛍光成分と放射線被ばくに起因する蛍光成分とを含む蛍光を、前記決定された感度で第１のサンプリング時間分アナログで積算して第２の積算結果を得て、さらに前記第１のサンプリング時間終了から第２の時間経過後に前記検出手段で検出されたプレドーズに起因する蛍光成分を含む蛍光を、前記決定された感度で第２のサンプリング時間分アナログで積算して第３の積算結果を求め、
   前記被ばく線量算出手段は、前記第２の積算結果と前記第３の積算結果との差分に基づいて、前記蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出する、
   ことを特徴とする蛍光ガラス線量計測定装置。
4. 前記感度決定手段は、前記第１の積算結果が閾値よりも大きい場合、前記感度を低くし、前記第１の積算結果が前記閾値以下の場合、前記感度を高く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。

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