JPH02183193A - 蛍光ガラス線量計およびその読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は放射線量の測定およびそのエネルギ推定のみな
らず、入射方向も推定可能にした蛍光ガラス線量計およ
びその読取り装置に関する。

（従来の技術） 蛍光ガラス線量計は、一般に、銀イオンを含有したりん
酸塩ガラス（以下銀活性りん酸ガラスと称する。）から
なるガラス素子を用いており、このガラス素子に放射線
を被曝して活性化したのち波長３００〜４００ｎｍの紫
外線で励起すると蛍光を発するもので、このときの蛍光
強度が被曝放射線量に比例することを利用して、蛍光強
度を測定することにより被曝放射線量を求めるものであ
る。

このような放射線量の測定に当っては、励起用紫外線光
源から発した光を光学フィルタを透過させて所定波長域
の紫外線を選択的に取り出し、予め放射線に被曝した直
方体形のガラス素子の一面にほぼ垂直に入射させる。す
ると、この入射した紫外線によってガラス素子の銀活性
りん酸ガラスが蛍光を発するので、この蛍光を入射紫外
線と直角な方向に取り出し、光学フィルタを介して所定
波長範囲の光を選択的に取出して光電子増倍管などの光
電変換素子によって光電変換して得られた出力信号から
蛍光強度を測定するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） このようなガラス線量計は放射線作業者が携帯して個人
被曝線量管理に使用するものであり１通常は線量のみ測
定すれば充分である。しかし、放射線防護を目的とした
個人被曝線量計では有意量の被曝を受けたとき、特に２
００ＫｓＶ以下でかつエネルギ値を異にする各種放射線
たとえばγ線またはＸ線あるいはそれらの混合放射線（
以下γ（Ｘ）線と称する。）の場合、そのエネルギの評
価やγ（Ｘ）線の入射方向の推定が重要になる。なぜな
ら、赤色骨髄、卵巣、男性生殖腺、および眼の水晶体な
どの特定臓器の吸収線量は９０ＫｅＶ程度のエネルギの
場合最大であるというエネルギ依存性が存在するからで
ある。

従来、被曝線量の測定には特願昭６１−１３３２９５号
で先に提案したような錫のスリットフィルタのようなエ
ネルギ補償フィルタを用いた測定や特願昭６２−３１７
３５４号で先に提案したように２００にｅＶ以下の低エ
ネルギγ（Ｘ）線に対する透過率が大きく異なる錫板と
アルミニウム板とをそれぞれフィルタとして用いた２個
のガラス素子の検出感度差から演算によって求める測定
方法もある６ また、２００ＫｅＶ以下の低エネルギγ（Ｘ）線のエネ
ルギを評価する方法としては前述の特願昭６１−１３３
２９５号や特願昭６２−３１７３５４号で提案したよう
に、２００ＫｅＶ以下の低エネルギγ（Ｘ）線に対する
透過率が大きく異なる２種のフィルタをそれぞれ用いた
２個のガラス素子の検出感度比によって求める方法があ
る。

しかし、γ（Ｘ）線の入射方向の推定方法は特公昭５０
−５５９５号公報に見られるものがあるが、蛍光読取り
の際、ガラス素子を特殊な測定用セルに入れる必要があ
り、迅速な測定を要求する自動測定システムにおいては
簡便さに欠ける欠点がある。

そこで、本発明の課題はγ　（Ｘ）線量の測定と２００
ＫｅＶ以下の低エネルギγ（Ｘ）線に対してそのエネル
ギ評価の他に入射方向の推定ができる蛍光ガラス線量計
およびその読取り装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の請求項の第１は３個以上の直方体形ガラス素子
をそれぞれフィルタで被覆した蛍光ガラス線量計におい
て、少なくとも１個のガラス素子を被覆するフィルタが
ガラス面に比較して小さい開孔部を有する金属板であり
、かつ他のガラス素子のうち少なくとも２個をそれぞれ
被覆するフィルタが２００ＫｅＶ以下のγ線またはＸ線
に対する透過率を異にするようにして、入射放射線の各
線種のエネルギ評価を可能にしたものである。

また、本発明の請求項の第２は上記請求項の第１記載の
蛍光ガラス線量計の被曝線量を読取る装置において、ガ
ラス素子の放射線照射面近傍の部位を照射面に立てた垂
線に対し垂直でかつ互いに直角な２方向から紫外線を入
射させてガラス素子を励起させその発光の強度分布を観
察して、放射線の入射方向を検知するものである。

（作用） ２００ＫｅＶ以下の低エネルギ放射線に対する透過率の
異なる複数のフィルタを用いてガラス素子を照射すれば
、ガラス素子のそれぞれの被曝強度が異なるので、蛍光
強度と被曝量との関係を予め測定しておけば、演算によ
り被曝線量とそのエネルギ値を測定できる。また、フィ
ルタに小さい開孔部を設けておけば、放射線の入射角度
によって放射線が透過した軌跡の傾斜が異なり、これに
よって蛍光のピーク位置にずれを生じる。そこで直交す
る２方向について蛍光のピーク位置のずれを測定するこ
とにより、放射線の入射角度を３次元的に推定できる。

（実施例） 以下１本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本実施例蛍光ガラス線量計の組立て状態におけ
る断面を示し、図中、■は合成樹脂製箱形ケース、■は
このケースω内に収容されたホルダ、（３ａ）　、　（
３ｂ）　、　（３ｃ）はこのホルダ■に並列配設された
３個の線量計ガラス素子、に）、に）は第１のガラス素
子（３ａ）の表裏両面を覆う錫フィルタ。

■、■は第２のガラス素子（３ｂ）の表裏両面を覆うア
ルミニウムフィルタ、０，０は第３のガラス素子（３ｃ
）の表裏両面を覆う鉛フィルタ、■、■はこの鉛フィル
タｅ、（６）に穿設された開口部である。

上記、ケース■は第２図および第３図に示すように、合
成樹脂を一体成形してなる底体（１１）と蓋体（１２）
とを嵌合させてなる長方形偏平箱形をなし。

面体（１１）、（１２）はほぼ対称形で、そのおのおの
の内面に３組のフィルタに）、（イ）、■ｊ■、■、０
が後述するように取付けられている。

上記ホルダ■は第４図に示すように、合成樹脂あるいは
金属からなり、ケースω内に収容される外形寸法を有し
、その一方の長辺に沿って３個のガラス素子（３ａ）　
、（３ｂ）　−（３ｃ）がそれぞれ収容される３個の収
容孔（２１ａ）　、　（２１ｂ）　、　（２１ｃ）をそ
の長辺が並行するように穿設してある。また、他方の長
辺に沿って表示面（２３）を有し、ここにガラス素子（
３ａ）。

（３ｂ）　、　（３ｃ）の種類番号等を示す光学的表示
（２４）を設けである。

上記３個のガラス素子（３ａ）　、　（３ｂ）　、　（
３ｃ）はいす九も特公昭５０−１０３３３号公報に見ら
れるようなりん酸アルミニウム６０重量％、メタりん酸
ナトリウム２０重量％、およびオルソりん酸ナトリウム
２０重量％にメタりん酸銀０．３重量％を添加した組成
を有するガラスで構成されており、第５図に示すように
、たとえばＩＯＸ　７　Ｘ　３■の直方体に切り出して
研磨加工したもので、γ（Ｘ）線で被曝して活性化すれ
ば、波長３００〜４００ｎｍの紫外線で励起されて蛍光
を発するような蛍光中心を形成するもので、２００Ｋｅ
Ｖ以下の低エネルギγ（Ｘ）線に対して過剰応答を示す
ようなエネルギ依存性を持つものである。そうして、ホ
ルダ■の各収容孔（２１ａ）　、　（２１ｂ）。

（２１ｃ）はいずれもこのガラス素子（３ａ）　、　（
３ｂ）　、　（３ｃ）が密着嵌合するようになっている
。

上記錫フィルタ（イ）は、たとえば厚さ１閣の錫板で２
００ＫｓＶ以下の低エネルギγ（Ｘ）線の透過率が小さ
い性質を有する。

上記アルミニウムフィルタ■はたとえば厚さＩＩのアル
ミニウム板で、２００ＫｅＶ以下の低エネルギγ（Ｘ）
線を良く透過する性質を有する。

上記鉛フィルタ■はたとえば厚さ１ｍｍの鉛板で。

２００にｅＶ以下の低エネルギγ（Ｘ）線の透過率が錫
フィルタよりもさらに小さい特性を有し、中央部に２×
２ｍの方形開孔部■を有する。

そして、ケース■の底体（１１）および蓋体（１２）の
それぞれの内面において、錫フィルタに）、（へ）は第
１のガラス素子（３ａ）に、アルミニウムフィルタ０゜
■は第２のガラス素子（３ｂ）に、鉛フィルタ（６）、
（Ｅ９は第３のガラス素子（３ｃ）にそれぞれ対向し、
かつその表裏のそれぞれの面を充分に覆うようにその大
きさと位置を定めて固着されている。

つぎに、本実施例蛍光ガラス線量計およびその読取り装
置の作用を説明する０本実施例線量計は上述のように構
成したので、γ（Ｘ）線によって被曝すると、このγ（
Ｘ）線がそれぞれのフィルタ（へ）、■、０を介してガ
ラス素子（３ａ）　−（３ｂ）　、　（３ｃ）に入射し
、それぞれのフィルタに）、■、■の特性に応じて異な
った蛍光強度を示す、このときのガラス素子（３ａ）　
、　（３ｂ）の　γ（Ｘ）線に対する蛍光強度のエネル
ギ依存性を第６図に示す１図は横軸にγ（Ｘ）線エネル
ギをＫｅｖノ単位でとり、縦軸に相対蛍光強度をとった
もので１曲線（Ａ）は錫フィルタに）で覆われた第１の
ガラス素子（３ａ）の相対強度曲線、曲線（Ｂ）はアル
ミニウムフィルタ■で覆われた第２のガラス素子（３ｂ
）の相対強度曲線を示す、この第６図の曲線（Ａ）、（
Ｂ）から各γ（Ｘ）線エネルギに対して最も均一に近い
応答を示す曲線　（Ｃ）を次式によって求め第６図に記
載した。

Ｃ＝　（Ａ＋ｂＢ）／ａ　　　　　・・・　ωここで、
ａ、ｂは係数である。

つぎに、ガラス素子（３ａ）　、　（３ｂ）の蛍光読取
り方法を第７図に示す、ガラス素子（３ａ）　、　（３
ｂ）の照射面（３ａ、）＝（３ｂｚ）に立てた垂線（ロ
）に対し垂直な（イ）方向から励起紫外線を入射させた
とえば垂線（ロ）方向から発生しな蛍光を検出する。こ
のとき励起紫外線はガラス素子（３ａ）　、　（３ｂ）
内の全域に入射し。

総ての発光中心から発光する。したがって、このように
読取られた第１のガラス素子（３ａ）の読取り値Ｒｈと
第２のガラス素子（３ｂ）の読取り値Ｒｈとからγ（Ｘ
）線量値Ｒを Ｒ＝（Ｒａ　＋　ｂ　Ｒｂ）　／　ａ　　　　　−・　
　■によって求める。

つぎに、有意の被曝が認められたときに必要となるエネ
ルギ評価の方法について説明する。第６図における曲線
（Ｂ）と曲線（Ａ）との比を算出し、この価を第８図に
曲線（Ｂ／Ａ）として示した。したがって、第２のガラ
ス素子（３ｂ）の読取り値Ｒ，ｂと第１のガラス素子（
３ａ）の読取り値Ｒａとの比Ｒｈ／Ｒａを求めれば第８
図の曲線（Ｂ／Ａ）から２００ＫａＶ以下の低エネルギ
ゲ（Ｘ）線のエネルギを評価できる。

つぎに、２００にａＶ以下の低エネルギテ（Ｘ）線の被
曝を認められたときに必要な入射方向の推定方法につい
て説明する。前述のとおり、第３のガラス素子（３ｃ）
は小さな開孔部■を有する鉛フィルタ■を介してγ（Ｘ
）線に照射される。しかして。

γ　（Ｘ）線が２００ＫｅＶ以下の低エネルギの場合、
鉛フィルタ■による遮へい効果が強く、この場合。

鉛フィルタ０の板体で遮へいされた面と開孔部■に面し
ているため遮へいされなかった面とではその蛍光中心生
成濃度が大きく異なる。そこで、読取り装置の蛍光読取
り部において、先に示した第７図の第３のガラス素子（
３Ｃ）について、照射面（３ｃ、）に立てた垂線方向（
ロ）に対し垂直な（ハ）方向から励起用紫外線を直径０
．５ｍｍ程度の細いビーム状にして、この照射面（３ｃ
、　）近傍の部位を照射面（３ｃ、　）に平行に走査し
、このとき発生する蛍光の強度分布を測定する。ついで
、ガラス素子（３Ｃ）を収容したホルダ■ごと照射面（
３ｃ１）と平行な面内で９０°回転させ、第３のガラス
素子（３ｃ）の照射面（３ｃ１）近傍の部位を照射面（
３ｃ工）に平行に走査し、このとき発生する蛍光の強度
分布を測定する。

このようにして、第３のガラス素子（３Ｃ）の蛍光の強
度分布を読取ると、たとえば、γ（ｘ）線の入射方向が
垂線方向である場合、第９図に示すように、ガラス素子
（３Ｃ）の幅７膳の中央部すなわち開孔部■の中心線に
対応した位置に蛍光強度のピークが認められる。これに
対し、たとえば、γ（Ｘ）線の入射方向が垂線方向に対
し６０°の角度をなす場合、第１０図に示すように、蛍
光強度のピーク位置がガラス素子（３ｃ）の幅の中央部
からずれることが認められ、さらに、γ（Ｘ）線の入射
方向が垂線方向に対して８０°の角度をなす場合には第
１１図に示すように、蛍光強度のピーク位置のずれはさ
らに大きくなる。したがって、蛍光強度のピーク位置の
ずれを測定することにより、γ（Ｘ）線の入射角度が推
定できる。このようにして、ホルダ■を９０１回転させ
て２回測定することにより、ガラス素子（３ｃ）内の９
０°交差した２方向について蛍光強度のピーク位置のず
れが測定でき、γ（Ｘ）線の入射角度が３次元的に推定
できる。

しかして、上述の測定は放射線の線種によって、そのエ
ネルギに対応した透過率のフィルタを組合すせることで
総ての放射線に適用できるものであるが、実用性の点か
ら本発明では２００ＫｅＶ以下のγ線、Ｘ線およびそれ
らの混合放射線に限定した。

また、本発明は各種放射線が混合していても適用でき、
この場合はフィルタの数を３個より多くして測定精度を
上げることが望ましい。また、開孔部を有するフィルタ
は複数個あってもよく、またこれら開孔部は放射線透過
率が１００％より小さくともよく、さらにまた、開孔部
を有するフィルタが複数個ある場合、フィルタごとに開
孔部の放射線透過率が異なってもよい。

〔発明の効果〕

このように、本発明の請求項の第１は３個以上の直方形
ガラス素子のそれぞれをフィルタで被覆してなる蛍光ガ
ラス線量計において、少なくとも１個のガラス素子を被
覆するフィルタにはガラス面に比較して小さい開孔部を
設け、かつ他のガラス素子のうち少なくとも２個のガラ
ス素子を被覆するフィルタは２００ＫｅＶ以下のγ線ま
たはＸ線に対する透過率の異なるものにしたので、各ガ
ラス素子の被曝後の蛍光強度を比較することによって被
曝線量およびそのエネルギ値を計算でき、かつ放射線の
入射方向も推定できる利点がある。

また、本発明の請求項の第２は請求項の第１に記載した
蛍光ガラス線量計の被藝線量読取り装置において、ガラ
ス素子の放射線照射面近傍の部位をこの照射面に立てた
垂線に垂直でかつ互いに直角な２方向からそれぞれ紫外
線を入射させてそのとき発した蛍光の強度分布をａ察す
るので、蛍光強度のピーク位置のずれから放射線の入射
方向を３次元的に推定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蛍光ガラス線量計の一実施例の断面図
、第２図は同じくケースの斜視図、第３図は同じくケー
スの底体の斜視図、第４図は同じくホルダの斜視図、第
５図は同じくガラス素子の斜視図、第６図は第１のガラ
ス素子と第２のガラス素子のγＣＸ）線エネルギに対す
る感度特性を示すグラフ、第７図は各ガラス素子の励起
紫外線入射方向と蛍光検出方向を示す斜視図、第８図は
第６図の曲線Ａと曲線Ｂとの感度比を示すグラフ、第９
図ないし第１１図はγ（Ｘ）線の入射方向がそれぞれｏ
＠、ｓｏ’および８０°のときの第３のガラス素子にお
ける蛍光強度のピーク位置を示す説明図である。 ■・・・ケース　　　　　　　（１１）・・・底体（１
２）・・・蓋体　　　　　　　■・・・ホルダ（２１ａ
）　、　（２１ｂ）　、　（２１ｃ）−収容孔（３ａ）
、　（３ｂ）　、　（３ｃ）−ガラス素子（３ａ、　）
　、　（３ｂ、　）、　（３ｃ、　）−照射面に）、■
、（へ）・・・フィルタ　　■・・・開孔部代理人　弁
理士　大　胡　典　夫 ｌ−ケース 第　１３ ７：ＦＪ口部 第３図 第　　５　　図 第 図 第 図 ？ｔｘ）壺諷エネルイ＜Ｋｅｖ） 第 図 イ立 」Ｌ 弔 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）３個以上の直方体形の蛍光線量計ガラス素子と、
   このガラス素子を並置して収納する筐体と、上記ガラス
   素子のそれぞれの片面または両面を被覆する３組以上の
   フィルタとを有する蛍光ガラス線量計において、少なく
   とも１個のガラス素子を被覆するフィルタがこの被覆さ
   れたガラス面に比較して小さい開孔部を有する金属板フ
   ィルタであり、かつ他のガラス素子のうち少なくとも２
   個のガラス素子のそれぞれを被覆するフィルタが２００
   ＫｅＶ以下のγ線またはＸ線に対する透過率の異なるも
   のであることを特徴とする蛍光ガラス線量計。
2. （２）請求項の第１に記載された蛍光ガラス線量計の被
   曝線量を読取る読取り装置において、上記線量計に収納
   されているガラス素子の放射線照射面近傍の部位を上記
   放射線照射面に立てた垂線に対して垂直でかつ互いに直
   角な２方向からそれぞれ紫外線を入射させて上記ガラス
   素子を励起させその発光の強度分布を観察することを特
   徴とする蛍光ガラス線量計の読取り装置。