JP2009265034A - Color dosimeter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラー線量計に関するものである。 The present invention relates to a color dosimeter.
本発明で指す放射線とは、荷電粒子であるベータ線(電子線)、および電磁波であるガンマ線、エックス線をいうが、これらの放射線は医療分野で広く利用されている。具体的には、医療器具や医療用具等の滅菌処理などの周辺領域にだけでなくエックス線撮影などの診断手法などが挙げられる。最近では輸血用血液への照射やガン治療等の、間接的あるいは直接的な人体への治療方法として積極的に利用されるようになってきている。今後、その傾向はよりいっそう高くなるといわれている。 The radiation referred to in the present invention refers to beta rays (electron beams) that are charged particles, and gamma rays and X-rays that are electromagnetic waves, and these radiations are widely used in the medical field. Specifically, a diagnostic technique such as X-ray photography as well as a peripheral region such as a sterilization treatment of a medical instrument or a medical instrument can be given. Recently, it has come to be actively used as an indirect or direct treatment method for the human body, such as irradiation of blood for transfusion or cancer treatment. It is said that this trend will become even higher in the future.
その理由の一つとして、患者への身体的な負担の軽減が挙げられる。従来、外科手術でしか対処できなかった疾患あるいは外科手術が困難であった疾病などでは、執刀手術が採られるか対症療法で対応するしかできなかった。しかしエックス線を利用したコンピュータ断層撮影(CT)や、連続的なエックス線撮影(インターベンショナルラジオロジー、以下IVR)を利用したカテーテル手術等により、人体への負荷を大幅に軽減した方法で対応することが可能となった。 One reason is the reduction of physical burden on the patient. In the past, for diseases that could only be dealt with by surgery or for diseases that were difficult to perform, surgery could be taken or only symptomatic treatment was possible. However, it should be handled in a way that greatly reduces the load on the human body, such as computed tomography (CT) using X-rays and catheter surgery using continuous X-ray imaging (interventional radiology, hereinafter IVR). Became possible.
しかし患者への放射線被ばくが伴うため、一部の患者には過剰照射による放射線皮膚障害が生じている(例えば非特許文献1)。この現状を踏まえ、放射線を利用した医療行為に対して皮膚障害を発生させない環境を整え、万一障害が発生した場合においても的確な対処ができるような体制作りが急務となっている。 However, since radiation exposure to patients is accompanied, some patients have radiation skin damage due to excessive irradiation (for example, Non-Patent Document 1). Based on this situation, there is an urgent need to create an environment that will not cause skin damage to medical practices that use radiation, and to be able to take appropriate measures in the event of a failure.
従来利用されている放射線の測定方法では、次の方法が利用されている。電離箱、比例計数管、GM計数管、シンチレーション計数管、半導体検出器、熱蛍光線量計、蛍光ガラス線量計、写真フィルム、カラー線量計などである。これらの測定法には特殊な装置が必要なうえ、状況によって照射範囲の特定が難しく、照射線量が変動する医療現場では利用することが難しい。 The following methods are used in the conventionally used radiation measurement methods. Examples include ionization chambers, proportional counters, GM counters, scintillation counters, semiconductor detectors, thermofluorescence dosimeters, fluorescent glass dosimeters, photographic films, and color dosimeters. These measurement methods require special devices, and it is difficult to specify the irradiation range depending on the situation, and it is difficult to use in a medical field where the irradiation dose varies.
そこで最近、カラー線量計が注目されている。カラー線量計とは、ベータ線(電子線)やガンマ線、エックス線などの放射線のように人間の眼では捉えられないエネルギーの存在を、化学反応や物理反応等を利用した簡便な方法で視覚的に照射量を検知するものである。 Recently, color dosimeters have attracted attention. A color dosimeter visually indicates the presence of energy, such as beta rays (electron rays), gamma rays, and X-rays, that cannot be captured by the human eye, using a simple method using chemical or physical reactions. The amount of irradiation is detected.
代表的なカラー線量計では次の3種の反応のいずれかを利用している。即ち、(1)有機ハロゲン化物の放射線分解反応、(2)放射線重合反応、(3)シンチレーションを利用したフォトクロミック反応である。それぞれについて以下に具体的に説明する。 A typical color dosimeter uses one of the following three reactions. That is, (1) radiolysis reaction of organic halide, (2) radiation polymerization reaction, and (3) photochromic reaction utilizing scintillation. Each will be described in detail below.
(1)有機ハロゲン化物の放射線分解反応
この反応は有機ハロゲン化物の放射線分解により生成した酸性を示すハロゲン化水素を利用するものである。放射線照射によりハロゲン化水素が生成し、線量計中の水素イオン濃度が上昇する。このときpH指示薬を組み合わせることにより変色反応が生起する。この変色状態を利用して照射線量を定量する。
(1) Radiolysis reaction of organic halide This reaction uses acid-generated hydrogen halide generated by radiolysis of an organic halide. Irradiation generates hydrogen halide and increases the hydrogen ion concentration in the dosimeter. At this time, a color change reaction occurs by combining a pH indicator. The irradiation dose is quantified using this discoloration state.
具体的に使用されている材料の一つとして、ロイコ色素とポリ塩化ビニルを組み合わせたものがある(例えば特許文献1)。
この手法は、放射線照射量が5,000から25,000Gy以上のとき変色するものである。また発生する酸に揮発性があるため、良好な再現性は得らないことがある。
One specific material used is a combination of a leuco dye and polyvinyl chloride (for example, Patent Document 1).
This method changes color when the radiation dose is 5,000 to 25,000 Gy or more. In addition, since the acid generated is volatile, good reproducibility may not be obtained.
(2)放射線重合反応
この反応は一分子内に二つのアルキニル基を有するジアセチレン系化合物の放射線重合を利用している(例えば特許文献2)。この種の化合物は溶液を塗布するだけで自発的にアルキニル基が積み重なるように結晶化する。そのため、固相状態においてエックス線などの外部刺激を供与すれば連鎖的な重合反応が生起する。結果としてπ電子共役が発達した化合物が生成される。生成物は可視光領域に吸収を有するため視認性が発現される。
(2) Radiation polymerization reaction This reaction utilizes radiation polymerization of a diacetylene compound having two alkynyl groups in one molecule (for example, Patent Document 2). This type of compound crystallizes so that alkynyl groups are spontaneously stacked just by applying a solution. Therefore, if an external stimulus such as X-ray is given in the solid phase, a chain polymerization reaction occurs. As a result, a compound in which π electron conjugation is developed is generated. Visibility is developed because the product has absorption in the visible light region.
この手法は100Gy程度の比較的低線量領域でも感度を示すものもあるが、反応終了までに1時間以上の時間がかかるため、即時性に劣るため、定量評価の問題が存在する。 Although this technique shows sensitivity even in a relatively low dose region of about 100 Gy, since it takes 1 hour or more to complete the reaction, it is inferior in immediacy and has a problem of quantitative evaluation.
(3)シンチレーションを利用したフォトクロミック反応
この反応は検出材料としてフォトクロミック特性を示すジアリールエテン系化合物を利用している(例えば特許文献3)。
(3) Photochromic reaction using scintillation This reaction uses a diarylethene compound exhibiting photochromic characteristics as a detection material (for example, Patent Document 3).
一般にフォトクロミック材料は放射線化学反応ではクロミック特性を示さない。そこで、放射線エネルギーを、シンチレータによりフォトクロミズムを生起させる光エネルギーに変換し、その光エネルギーによるフォトクロミック反応を利用するものである。 In general, photochromic materials do not exhibit chromic properties in radiation chemical reactions. Therefore, the radiation energy is converted into light energy that causes photochromism by a scintillator, and a photochromic reaction by the light energy is used.
この手法の高感度化には無機シンチレータが必要であるため、IVRのようなエックス線透視画像を利用する場合には画質劣化の問題が存在する。またこの反応は光による逆反応が起こるため、反応後の保存状態を厳密に管理することが必要であり、数Gy程度の低線量にも感度を示す。 Since an inorganic scintillator is necessary for increasing the sensitivity of this method, there is a problem of image quality degradation when using an X-ray fluoroscopic image such as IVR. Further, since this reaction is reverse reaction by light, it is necessary to strictly manage the storage state after the reaction, and the sensitivity is exhibited even for a low dose of about several Gy.
以上の三種に大別した従来の方法では、放射線作用による単一の化学種の反応を利用した線量計である。それに対し、本発明はアリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体という二種類の分子間の放射線化学反応により発色団を形成させる、まったく新規の手法である。 The conventional methods roughly classified into the above three types are dosimeters that use the reaction of a single chemical species by radiation action. In contrast, the present invention is a completely new method for forming a chromophore by a radiation chemical reaction between two kinds of molecules, an arylamine derivative and a tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative.
本発明の反応機構では、前記テトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体が放射線照射により分解され、その過程で発生する活性種がアリールアミン誘導体とカップリング反応し、はじめて発色団が形成される。ここでの発色団は迅速に生成し、生成量は放射線のエネルギー強度には依存せず、照射量に依存するという特徴がある。すなわちフォトクロミック反応と異なり、波長には全く依存しない。 In the reaction mechanism of the present invention, the tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative is decomposed by irradiation, and active species generated in the process are coupled with the arylamine derivative to form a chromophore only. Here, the chromophore is rapidly generated, and the amount of generation is not dependent on the energy intensity of radiation, but is dependent on the irradiation amount. That is, unlike the photochromic reaction, it does not depend on the wavelength at all.
なお、本発明と同様の構成で実施された反応系への紫外線照射によるフォトクロミック反応(光化学反応)についての報告例がある(例えば非特許文献2)。非特許文献2の反応機構では、紫外線照射によりテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体が基底状態HOMOから励起状態LUMOへ活性化されてアリールアミン誘導体とカップリング反応し、発色団が形成されるものである。ここで発生する活性種の生成には、テトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体の基底状態HOMOから励起状態LUMOへの励起に対応した特定波長の紫外線照射が必須であり、それからはずれた波長の照射では発色団の形成は全く起こらないという特徴がある。この点はフォトクロミック化学反応全般に共通したものであり、本発明で利用した放射線化学反応とは本質的に異なる。 In addition, there is a report example about the photochromic reaction (photochemical reaction) by the ultraviolet irradiation to the reaction system implemented by the structure similar to this invention (for example, nonpatent literature 2). In the reaction mechanism of Non-Patent Document 2, the tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative is activated from the ground state HOMO to the excited state LUMO by ultraviolet irradiation and is coupled with the arylamine derivative to form a chromophore. Is. In order to generate the active species generated here, ultraviolet irradiation with a specific wavelength corresponding to the excitation of the tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative from the ground state HOMO to the excited state LUMO is indispensable. Irradiation is characterized in that no chromophore formation occurs. This point is common to all photochromic chemical reactions and is essentially different from the radiation chemical reaction used in the present invention.
上記に述べてきた通り、本発明の反応機構は、フォトクロミック反応における反応機構と大きく異なるが、最終的に生成する発色団は本発明と同一であることが推定される。
しかし、本発明のように放射線照射によって起こる反応が、同一の構成でフォトクロミック反応によって起こるような事例はほとんど知られていない。
As described above, the reaction mechanism of the present invention is greatly different from the reaction mechanism in the photochromic reaction, but it is presumed that the chromophore finally produced is the same as that of the present invention.
However, there are few known cases in which the reaction caused by irradiation with radiation is caused by the photochromic reaction in the same configuration as in the present invention.
非特許文献2で示されている代表的な反応生成物の一例を下記に示す。 An example of a typical reaction product shown in Non-Patent Document 2 is shown below.
上記の反応生成物は、本発明におけるテトラハロゲン化メタンを四臭化炭素とし、アリールアミン誘導体をジフェニルアミンとした場合の生成物の一つである。
以上説明したように、従来は、数Gy程度の低放射線量照射を検知でき、即時性に優れ、IVRのようなエックス線透視においても観察を妨げないカラー線量計は存在しなかった。
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、放射線の照射による発色により放射線量を容易に検知でき、検知される色相変化の選択が可能であるカラー線量計を提供することにある。
As described above, conventionally, there has been no color dosimeter that can detect irradiation with a low radiation dose of about several Gy, is excellent in immediacy, and does not interfere with observation even in X-ray fluoroscopy like IVR.
The present invention has been made in view of such a background art, and provides a color dosimeter capable of easily detecting a radiation dose by color development by irradiation of radiation and selecting a detected hue change. It is in.
本発明者らは上記の課題を解決すべく、鋭意検討した結果、少なくとも、それぞれ異なる二種以上の分子間の放射線化学反応により発色団を形成するカラー線量計を見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors found at least a color dosimeter that forms a chromophore by a radiation chemical reaction between two or more different types of molecules, and completed the present invention. It came.
すなわち、上記の課題を解決するカラー線量計は、放射線を化学反応による発色により検知するカラー線量計であって、少なくともアリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体とを含有し、前記誘導体に放射線を照射することにより発生する発色により放射線を検知することを特徴とする。 That is, a color dosimeter that solves the above-mentioned problem is a color dosimeter that detects radiation by color development by a chemical reaction, and contains at least an arylamine derivative and a tetrahalogenated methane or a trihalogenated methane derivative, Radiation is detected by color development generated by irradiating the derivative with radiation.
本発明は、放射線を高感度に数Gy程度の放射線照射で再現性良く検知することが可能で、IVRのようなエックス線透視においても観察を妨げないカラー線量計を提供することができる。
また本発明は、放射線照射時のみに起こる反応を利用しているため、即時性があり、経時変化による変色はない。また、前記アリールアミン誘導体に異なる置換基を導入することにより発色する色相を変化させることができる。
The present invention can provide a color dosimeter that can detect radiation with high sensitivity and with high reproducibility by radiation irradiation of several Gy, and that does not hinder observation even in X-ray fluoroscopy such as IVR.
In addition, the present invention uses a reaction that occurs only at the time of irradiation, and thus has immediacy and no discoloration due to a change with time. In addition, the hue of color can be changed by introducing different substituents into the arylamine derivative.
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に係るカラー線量計は、放射線を化学反応による発色により検知するカラー線量計であって、少なくともアリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体とを含有し、前記誘導体に放射線を照射することにより発生する発色により放射線を検知することを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
A color dosimeter according to the present invention is a color dosimeter for detecting radiation by color development by a chemical reaction, and contains at least an arylamine derivative and a tetrahalogenated methane or a trihalogenated methane derivative, and the derivative is irradiated with radiation. It is characterized in that radiation is detected by color development generated by irradiation.
前記アリールアミン誘導体が下記一般式(1)で表される化合物からなることことが好ましい。 It is preferable that the arylamine derivative is composed of a compound represented by the following general formula (1).
(式中、Arはアリール基を表す。R1、R2は水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。) (In the formula, Ar represents an aryl group. R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.)
前記トリハロゲン化メタン誘導体が、下記一般式(2)で表される化合物からなることが好ましい。 The trihalogenated methane derivative is preferably composed of a compound represented by the following general formula (2).
(式中、Xは塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子から選ばれる1種または2種以上のハロゲン原子を表す。Rは水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。)
上記トリハロゲン化メタン誘導体の一般式(2)で表される化合物において、Rは、水素原子、アルキル基、アリール基のいずれであってもよい。
(In the formula, X represents one or more halogen atoms selected from a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. R represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.)
In the compound represented by the general formula (2) of the trihalogenated methane derivative, R may be any of a hydrogen atom, an alkyl group, and an aryl group.
また、一般式(1)で表される化合物のR1およびR2はそれぞれ独立に、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基などのC1〜C10のアルキル基;フェニル基、ナフチル基、ピリジル基、フェノキシ基等のアリール基などが挙げられる。フェニル基、ナフチル基、ピリジル基等のアリール基などは置換基を有してもよい。 In addition, R1 and R2 of the compound represented by the general formula (1) are each independently a hydrogen atom; a C1-C10 alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, or a propyl group; a phenyl group, a naphthyl group, a pyridyl group, An aryl group such as a phenoxy group is exemplified. An aryl group such as a phenyl group, a naphthyl group, or a pyridyl group may have a substituent.
また前記アリールアミン誘導体は、たとえばカルバゾールのような環状構造を有してもよい。 The arylamine derivative may have a cyclic structure such as carbazole.
また、前記トリハロゲン化メタン誘導体の一般式(2)で表される化合物において、Arは置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基、ピリジル基等のアリール基などが挙げられる。置換基としてはメチル基、エチル基、プロピル基などのC1〜C10のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などのC1〜C10のアルコキシ基;メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基などのC1〜C10のアルキルチオ基;フェニル基;フェノキシ基;水酸基;ニトロ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子などが挙げられる。なお該置換基の位置は性能を損なわない限り特に限定はない。複数の該置換基を有する場合には必ずしも同一の置換基である必要はない。
前記アリールアミン誘導体およびテトラハロゲン化メタン、トリハロゲン化メタン誘導体はいずれも多数の市販品が存在し、容易に入手が可能である。
In the compound represented by the general formula (2) of the trihalogenated methane derivative, Ar includes an aryl group such as a phenyl group, a naphthyl group, and a pyridyl group which may have a substituent. Examples of the substituent include C1-C10 alkyl groups such as methyl, ethyl, and propyl; C1-C10 alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, and propoxy; C1-C10 such as methylthio, ethylthio, and propylthio. C10 alkylthio group; phenyl group; phenoxy group; hydroxyl group; nitro group; halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom. The position of the substituent is not particularly limited as long as the performance is not impaired. In the case of having a plurality of the substituents, the substituents are not necessarily the same.
There are many commercially available arylamine derivatives, tetrahalogenated methanes, and trihalogenated methane derivatives, and they are easily available.
本発明のカラー線量計は、前記アリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体を溶液のまま使用することも可能であり、または樹脂中へ溶解分散してフィルム状に調製して使用することも可能である。また前記アリールアミンの置換基を操作することにより、発色する色相を操作することが可能である。 In the color dosimeter of the present invention, the arylamine derivative and the tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative can be used as a solution, or dissolved and dispersed in a resin and used as a film. It is also possible to do. It is also possible to manipulate the hue of color by manipulating the substituent of the arylamine.
該カラー線量計の態様については、アリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体とを溶解させた溶液でもよく、該溶液を塗布してフィルム状に調製してもよい。また樹脂溶液中へ溶解させて塗料状にし、シート状に調製して使用してもよい。 Regarding the mode of the color dosimeter, a solution in which an arylamine derivative and a tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative are dissolved may be used, or the solution may be applied to prepare a film. Alternatively, it may be dissolved in a resin solution to form a paint, which may be used in the form of a sheet.
上記のように構成されたカラー線量計は、その態様に応じた方法で使用することができる。以下にカラー線量計としての利用方法について、各態様について説明する。 The color dosimeter configured as described above can be used by a method according to the mode. Each aspect is demonstrated below about the utilization method as a color dosimeter.
液組成物
本発明のカラー線量計は、アリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体とを共通の溶媒に溶解させることにより調製することができる。
Liquid Composition The color dosimeter of the present invention can be prepared by dissolving an arylamine derivative and a tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative in a common solvent.
溶媒としては、アリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体とを溶解させる液体であって、かつ、カラー線量計として用いた場合に放射線照射による変色状態の検出を妨げないものであれば特に限定されない。具体的には、ベンゼン、トルエンなどの芳香族溶媒、クロロホルム等のハロゲン系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサノン等の各種の有機溶媒等が挙げられる。 The solvent should be a liquid that dissolves the arylamine derivative and the tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative, and does not interfere with the detection of the discolored state by irradiation when used as a color dosimeter. If it does not specifically limit. Specific examples include aromatic solvents such as benzene and toluene, halogen solvents such as chloroform, and various organic solvents such as hexane and cyclohexanone.
前述の溶媒に対して、アリールアミン誘導体の添加量とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体の添加量は、それぞれ独立に10−5から101mol/dm3の範囲が好ましく、それぞれが必ずしも等モル量ずつ添加されている必要はない。
なお、公知の酸化防止剤や酸素トラップ剤、可塑剤、紫外線吸収剤等を併用しても良い。
The addition amount of the arylamine derivative and the addition amount of the tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative is preferably independently in the range of 10 −5 to 10 1 mol / dm 3 with respect to the aforementioned solvent, It is not necessary to add equimolar amounts.
In addition, you may use well-known antioxidant, an oxygen trap agent, a plasticizer, a ultraviolet absorber, etc. together.
上記のように調製されたアリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体の混合溶液を、不純物を含まないセルに封入すれば、カラー線量計となる。
作成したセルに放射線を照射することにより、照射した放射線量に応じて溶液の色調が変化する。色見本との比較により照射線量を視認することも可能であるが、この変化を吸収透過スペクトルまたは反射スペクトルの変化量を測定することにより、より詳細の放射線の照射量を測定することができる。
If a mixed solution of the arylamine derivative and tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative prepared as described above is sealed in a cell containing no impurities, a color dosimeter is obtained.
By irradiating the created cell with radiation, the color tone of the solution changes according to the radiation dose. Although it is possible to visually recognize the irradiation dose by comparison with a color sample, it is possible to measure the radiation dose in more detail by measuring the amount of change in the absorption / transmission spectrum or reflection spectrum.
樹脂組成物
本発明におけるアリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体とで構成されるカラー線量計は、たとえば前記誘導体を、ベース樹脂とともに溶媒に分散させるか、または、ベース樹脂に直接溶解させることにより、調製することができる。
Resin Composition A color dosimeter composed of an arylamine derivative and a tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative in the present invention is, for example, dispersed in a solvent together with the base resin, or directly on the base resin. It can be prepared by dissolving.
ベース樹脂としては、アリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体とを良好に溶解させるものであれば特に限定されない。具体的には、セルロース樹脂、アクリル樹脂、メタクリル酸樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリナフタレン樹脂、ポリカーボナート樹脂、ポリエチレンテレフタラート樹脂、ポリビリルブチラール樹脂、または前記樹脂の混合物や共重合させた樹脂等が挙げられる。 The base resin is not particularly limited as long as it can satisfactorily dissolve the arylamine derivative and the tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative. Specifically, cellulose resin, acrylic resin, methacrylic acid resin, vinyl acetate resin, vinyl chloride resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, polynaphthalene resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polybilyl butyral resin, Or the mixture of the said resin, resin copolymerized, etc. are mentioned.
樹脂中に、アリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体とベース樹脂とともに溶媒に分散させる場合において、溶媒としてはアリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体とが良好に溶解させるものであればよく、成型加工の妨げにならないものであれば特に限定されない。具体的には、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶媒、クロロホルム等の有機ハロゲン化物系溶媒、ヘキサン、THF等の脂肪族系溶媒等、各種の有機溶媒が挙げられる。 When the arylamine derivative and the tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative and the base resin are dispersed in a solvent in the resin, the arylamine derivative and the tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative are preferable as the solvent. Any material can be used as long as it does not interfere with the molding process. Specific examples include various organic solvents such as aromatic solvents such as benzene and toluene, organic halide solvents such as chloroform, and aliphatic solvents such as hexane and THF.
上記の樹脂溶液中に含まれるアリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体は、それぞれ独立して濃度設定が可能であるが、ベース樹脂100重量部に対して、0.2から200重量部の範囲が好ましい。なお公知の酸化防止剤、酸素トラップ剤、可塑剤等を添加しても良い。 The concentration of the arylamine derivative and the tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative contained in the resin solution can be set independently, but 0.2 to 200 with respect to 100 parts by weight of the base resin. A range of parts by weight is preferred. In addition, you may add well-known antioxidant, an oxygen trap agent, a plasticizer, etc.
また、ベース樹脂に直接溶解させる手法の場合、アリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体とをベース樹脂に直接練り込んで樹脂組成物を調製する。
上記の手法により調製された樹脂組成物は、射出成形、押し出し成形、ヒートプレスなどの公知の方法を用いてフィルム状や棒状等に成型加工すればカラー線量計となる。特に、フィルム状に加工する場合には、キャスト法、スピンコート法、バーコーター法、ダイキャスト法等の種々の公知技術を用いて成型加工することができる。膜の厚さは、カラー線量計の特性を引き出す範囲であれば特に限定されないが、0.01から10mmの範囲が好ましい。
In the case of a method of directly dissolving in a base resin, a resin composition is prepared by directly kneading an arylamine derivative and a tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative into the base resin.
The resin composition prepared by the above method can be used as a color dosimeter if it is molded into a film or rod using a known method such as injection molding, extrusion molding or heat press. In particular, when it is processed into a film, it can be molded using various known techniques such as a casting method, a spin coating method, a bar coater method, and a die casting method. The thickness of the film is not particularly limited as long as it brings out the characteristics of the color dosimeter, but is preferably in the range of 0.01 to 10 mm.
成型加工された樹脂組成物に放射線を照射すると、放射線の照射線量に応じて色調が変化する。この吸収透過スペクトルまたは反射スペクトルを測定し、吸光度、透過率または反射率の変化量を計測することにより放射線の照射線量を見積もることができる。 When the molded resin composition is irradiated with radiation, the color tone changes according to the radiation dose. The absorption dose of radiation can be estimated by measuring the absorption / transmission spectrum or reflection spectrum and measuring the amount of change in absorbance, transmittance or reflectance.
本発明のアリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体を基本材料とするカラー線量計は、室内光等の環境光による着色を避けるため、紫外線吸収剤を併用してもよい。具体的には、紫外線吸収剤を上記組成物の一成分として含有させても良いし、該組成物より調製したカラー線量計の表面に紫外線カット層を形成しても良い。 The color dosimeter based on the arylamine derivative and tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative of the present invention may be used in combination with an ultraviolet absorber in order to avoid coloring due to ambient light such as room light. Specifically, an ultraviolet absorber may be contained as one component of the composition, or an ultraviolet cut layer may be formed on the surface of a color dosimeter prepared from the composition.
紫外線カット層は波長100から450nmの光を、光透過率5%以下にカットするものが好ましい。
紫外線吸収剤を添加したり紫外線カット層を設けたりすることにより、放射線照射による電離作用以外の、環境光等に含まれる紫外線による化学反応を防止し、線量検出の精度を向上させることができる。
The ultraviolet cut layer preferably cuts light having a wavelength of 100 to 450 nm to a light transmittance of 5% or less.
By adding an ultraviolet absorber or providing an ultraviolet cut layer, it is possible to prevent chemical reaction due to ultraviolet rays contained in ambient light, etc., other than the ionizing action due to radiation irradiation, and improve the accuracy of dose detection.
本発明は、アリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体とが含有された組成物を使用できるので、従来にない新しいカラー線量計を提供することが可能となる。 In the present invention, since a composition containing an arylamine derivative and a tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative can be used, it is possible to provide a new color dosimeter that has not existed before.
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない範囲で、これらの例に限定されるものではない。
実施例1
本実施例では、アリールアミン誘導体の代表例としてN,N−ジフェニルアミンを使用して、テトラハロゲン化メタンあるいは各種のトリハロゲン化メタン誘導体との反応を検討した。なおこのときの溶媒はトルエンを使用し、それぞれの濃度はN,N−ジフェニルアミンでは0.3mol/dm3とし、トリハロゲン化メタン誘導体では0.1mol/dm3とした。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples without departing from the gist thereof.
Example 1
In this example, N, N-diphenylamine was used as a representative example of an arylamine derivative, and the reaction with tetrahalogenated methane or various trihalogenated methane derivatives was examined. In this case, toluene was used as the solvent, and the respective concentrations were 0.3 mol / dm 3 for N, N-diphenylamine and 0.1 mol / dm 3 for the trihalogenated methane derivative.
それぞれのサンプルをバイヤル瓶に入れて放射線を照射した。照射した放射線は、60Co線源のガンマ線であり、照射線量はそれぞれ5Gyである。この時点で着色状態を目視評価し、さらに室内光の室温下で、48時間放置後目視評価した。以上の結果を表1に示した。なお、調製した放射線未照射の溶液はいずれも無色透明であった。 Each sample was placed in a vial and irradiated. The irradiated radiation is gamma rays from a 60 Co radiation source, and the irradiation dose is 5 Gy each. At this point, the colored state was visually evaluated, and further, visually evaluated after standing for 48 hours at room temperature in room light. The above results are shown in Table 1. In addition, all the prepared non-irradiated solutions were colorless and transparent.
表1の結果より、トリハロゲン化メタン誘導体とN,N−ジフェニルアミン誘導体とで構成された溶液は、いずれもガンマ線照射により色相の変化が確認された。
また、それぞれの着色したサンプルは室内光の室温下で、48時間後でも変化はなかった。
From the results shown in Table 1, the change in hue of each of the solutions composed of the trihalogenated methane derivative and the N, N-diphenylamine derivative was confirmed by gamma irradiation.
Each colored sample was not changed even after 48 hours at room temperature in room light.
実施例2
本実施例では、トリハロゲン化メタン誘導体の代表例としてブロモホルムを使用して、各種のアリールアミン誘導体との反応を検討した。なおこのときの溶媒はトルエンを使用し、それぞれの濃度はブロモホルムでは0.1mol/dm3とし、アリールアミン誘導体では0.3mol/dm3とした。なお、調製した放射線未照射の溶液はいずれも無色透明であった。
Example 2
In this example, bromoform was used as a representative example of a trihalogenated methane derivative, and the reaction with various arylamine derivatives was examined. Incidentally solvent in this case, using toluene each concentration was 0.1 mol / dm 3 in bromoform, the arylamine derivative was 0.3 mol / dm 3. In addition, all the prepared unirradiated solutions were colorless and transparent.
照射した放射線は、60Co線源のガンマ線であり、照射線量はそれぞれ5Gyである。この時点で着色状態を目視評価し、さらに暗所で48時間放置後、48時間放置後目視評価した。以上の結果を表2に示す。 The irradiated radiation is gamma rays from a 60 Co radiation source, and the irradiation dose is 5 Gy each. At this point, the colored state was visually evaluated, and further, left for 48 hours in a dark place, then left for 48 hours for visual evaluation. The results are shown in Table 2.
表2の結果より、ブロモホルムとさまざまなアリールアミン誘導体とで構成された溶液は、いずれもガンマ線照射により色相の変化が確認された。 From the results shown in Table 2, the change in hue of each solution composed of bromoform and various arylamine derivatives was confirmed by gamma irradiation.
実施例3
実施例1で調製したサンプルのうち、溶媒が存在しない状態でも固体状態を取ることが可能なサンプル(サンプル3,サンプル7〜9中)へ40wt%のポリスチレン(溶媒トルエン)を等重量ずつ添加して塗布溶液を調製した。それぞれの溶液をPETフィルム上へ滴下して溶媒除去によってフィルム化し、これにエックス線を5Gy照射(管電圧5keV、管電流20mA)した。この時点で着色状態を目視評価し、さらに暗所で48時間放置後、目視評価した。その結果を表3に示した。
Example 3
40 wt% polystyrene (solvent toluene) is added in equal weights to the sample prepared in Example 1 that can be in a solid state even in the absence of solvent (sample 3, samples 7-9). A coating solution was prepared. Each solution was dropped on a PET film to form a film by removing the solvent, and this was irradiated with X-rays at 5 Gy (tube voltage 5 keV, tube current 20 mA). At this time, the colored state was visually evaluated, and further, left for 48 hours in a dark place, and then visually evaluated. The results are shown in Table 3.
なお、調製した放射線未照射のフィルムはいずれも無色透明であった。 In addition, all the prepared films without irradiation were colorless and transparent.
表3の結果より、いずれもエックス線照射により色相の変化が確認された。 From the results shown in Table 3, changes in hue were confirmed by X-ray irradiation.
比較例1
実施例1と同様に、前記アリールアミン誘導体の代表例としてN,N−ジフェニルアミンを使用し、各種のハロゲン化物との反応を検討した。なお、濃度および溶媒は実施例1と同様の条件とした。
Comparative Example 1
In the same manner as in Example 1, N, N-diphenylamine was used as a representative example of the arylamine derivative, and the reaction with various halides was examined. The concentration and solvent were the same as in Example 1.
照射した放射線は、60Co線源のガンマ線であり、照射線量はそれぞれ5Gyである。以上の結果を表4に示した。 The irradiated radiation is gamma rays from a 60 Co radiation source, and the irradiation dose is 5 Gy each. The above results are shown in Table 4.
表4の結果より、いずれのサンプルでも着色しなかった。このことからアリールアミン誘導体との放射線化学反応により発色反応を示すハロゲン化物として、ジハロゲン化メタン誘導体では不適切であることがわかる。 From the results in Table 4, none of the samples was colored. This indicates that dihalogenated methane derivatives are not suitable as halides that exhibit color reaction by radiation chemical reaction with arylamine derivatives.
比較例2
実施例2と同様に、前記トリハロゲン化メタン誘導体の代表例としてブロモホルムを使用して、各種のアミン誘導体との反応を検討した。なお、濃度および溶媒は実施例2と同様の条件とした。
Comparative Example 2
In the same manner as in Example 2, bromoform was used as a representative example of the trihalogenated methane derivative, and the reaction with various amine derivatives was examined. The concentration and solvent were the same as in Example 2.
照射した放射線は、60Co線源のガンマ線であり、照射線量はそれぞれ5Gyである。以上の結果を表5に示した。 The irradiated radiation is gamma rays from a 60 Co radiation source, and the irradiation dose is 5 Gy each. The results are shown in Table 5.
表5の結果より、トリハロゲン化メタン誘導体との放射線化学反応により発色反応を示すアミン誘導体として、アリール基を有さないアミン誘導体では不適切であることがわかる。 From the results in Table 5, it can be seen that amine derivatives that do not have an aryl group are inappropriate as amine derivatives that exhibit a color-forming reaction by radiation chemical reaction with a trihalogenated methane derivative.
比較例3
有機ハロゲン化物であるポリ塩化ビニルの酢酸ブチル溶液(濃度37wt%)100gを三点用意し、それぞれ別々にpH指示薬であるメチルイエローを0.04g、0.40g、0.80g溶解させた。これらの溶液をそれぞれPETフィルム上に0.2mmのアプリケータで塗布し、80℃のホットプレート上で30分かけて溶媒を除去してフィルムサンプルを調製した。これらのサンプルを二点ずつ用意し、エックス線を5Gyおよび5000Gy照射(管電圧5keV、管電流20mA)した。その結果を表6に示した。
Comparative Example 3
Three points of 100 g of a butyl acetate solution of polyvinyl chloride as an organic halide (concentration 37 wt%) were prepared, and 0.04 g, 0.40 g, and 0.80 g of methyl yellow as a pH indicator were dissolved separately. Each of these solutions was coated on a PET film with a 0.2 mm applicator, and the solvent was removed on a hot plate at 80 ° C. over 30 minutes to prepare a film sample. Two samples of each were prepared, and X-rays were irradiated with 5 Gy and 5000 Gy (tube voltage 5 keV, tube current 20 mA). The results are shown in Table 6.
表6の結果より、有機ハロゲン化物であるポリ塩化ビニルの放射線分解反応を利用したpH指示薬の発色反応は、5000Gy程度の照射が必要であることがわかる。したがって数Gy程度の放射線照射の検知をすることができない。 From the results in Table 6, it can be seen that the color development reaction of the pH indicator using the radiolysis reaction of polyvinyl chloride, which is an organic halide, requires irradiation of about 5000 Gy. Therefore, it is impossible to detect radiation irradiation of about several Gy.
比較例4
10,12−ペンタコサジイン酸0.19gをトルエン2mLに溶解させた。これをインクジェット用光沢紙へ2μL滴下させ、80℃のホットプレート上で30分かけて溶媒を除去してフィルムサンプルを調製した。
Comparative Example 4
0.19 g of 10,12-pentacosadiynoic acid was dissolved in 2 mL of toluene. 2 μL of this was dropped onto glossy inkjet paper, and the solvent was removed over 30 minutes on a hot plate at 80 ° C. to prepare a film sample.
このサンプルにエックス線を5Gy照射(管電圧5keV、管電流20mA)した。この時点で着色状態を目視評価し、さらに暗所で48時間放置後目視評価した。その結果を表7に示した。この結果からわかるように、照射後も変色が終了せず、即時性に優れた線量の評価ができないことが示唆される。 This sample was irradiated with X-rays at 5 Gy (tube voltage 5 keV, tube current 20 mA). At this time, the colored state was visually evaluated, and further, visually evaluated after being left in a dark place for 48 hours. The results are shown in Table 7. As can be seen from this result, discoloration does not end even after irradiation, suggesting that it is impossible to evaluate doses with excellent immediacy.
本発明は、アリールアミン誘導体とテトラハロゲン化メタンあるいはトリハロゲン化メタン誘導体とを用いることにより、容易に感度がよいカラー線量計を調製することが可能であり、それぞれの置換基を操作することにより、色調変化を調整することが可能なカラー線量計として利用することができる。 In the present invention, it is possible to easily prepare a highly sensitive color dosimeter by using an arylamine derivative and a tetrahalogenated methane or trihalogenated methane derivative, and by manipulating each substituent. It can be used as a color dosimeter capable of adjusting the color change.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008117711A JP2009265034A (en) | 2008-04-28 | 2008-04-28 | Color dosimeter |
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Cited By (1)
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CN112946715A (en) * | 2021-02-05 | 2021-06-11 | 中国科学院上海应用物理研究所 | High radiation dose measurement method and system |
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2008
- 2008-04-28 JP JP2008117711A patent/JP2009265034A/en active Pending
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