JP2505885B2 - 核放射線の検出等を行う方法 - Google Patents

核放射線の検出等を行う方法

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JP2505885B2 JP1171751A JP17175189A JP2505885B2 JP 2505885 B2 JP2505885 B2 JP 2505885B2 JP 1171751 A JP1171751 A JP 1171751A JP 17175189 A JP17175189 A JP 17175189A JP 2505885 B2 JP2505885 B2 JP 2505885B2
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    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
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    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は核放射線の検出に関するものである。
熱ルミネセンス性発光物質が、十分に低温の常能で、
核放射に曝されると、多数の自由電子又は空孔が格子欠
陥のところで捕獲される。それらはその温度又は更に低
温で保存させると長時間に亘って捕獲され続ける。温度
が上昇するのに伴って、脱出の確率が増大し、電子（又
は空孔）はトラップから開放され、更に続いて安定エネ
ルギー状態に戻り、そのときしばしば発光を伴う。この
性質を示す物質は熱ルミネセンス性線量測定物質（TL
D）と呼ばれ、一例としてふっ化リチウムが挙げられ
る。
ある種のダイアモンド、例えばタイプＩ工業用ダイア
モンドは、ある程度の熱ルミネセンスを示すことが知ら
れている。
従来の技術 米国特許第4,754,140号では、核放射線検出のできる
熱ルミネセンス性物質として100ppmを超えない窒素物質
をもつ合成ダイアモンドを主体に、ダイアモンドについ
て開示し請求している。ダイアモンドはまた、0.1ppmな
いし10ppmの量の硼素を含むことも好適としている。
核放射とは原子の原子核内部にその起原を有する電離
放射である。
かかる放射の例示としては、Ｘ線、α粒子、中性子、
陽子、電子及びγ線による放射線がある。窒素含有ダイ
アモンドにこの放射線を当てると、ダイアモンド結晶構
造内部の格子欠陥において、電子又は空孔の捕獲が生じ
る。然る後にダイアモンドを熱すると、電子又は空孔の
うちの少なくとも若干はトラップから開放され、発光中
心（luminescnce centres）と呼ばれる中心で安定エネ
ルギー状態に戻って、光又はルミネセンスを発する。ダ
イアモンドがルミネセンスを発するようになる温度は、
周囲温度より上で500℃よりは下であろう。ダイアモン
ドが置かれるのに好適な温度は200〜500℃であって、25
0〜400℃なら更に好適である。
ルミネセンスは核放射線の検出、計数又はその他の測
定をするのに用いられることができる。この方法は核放
射線量の測定に特別の適用範囲を有する。ダイアモンド
のルミネセンスは、該ダイアモンドが曝された放射線量
を計算するのに用いることができる。実際にはダイアモ
ンドの温度は約200℃にまで上げられ焼き戻して背景ル
ミネセンスを追出しておく。然る後に粒子は約400℃の
温度まで直接的に熱せられて、ルミネセンス・データを
蒐集し、積分する。この積分値がすなわちダイアモンド
の曝された放射線量に直接比例する。従って、適当な目
盛較正標準を設定することにより、所与の環境における
放射線量は、ある温度範囲にわたってルミネセンス値を
測定し、これを積分して得られた値を較正標準と比較す
ることによって直ちに決定することができる。
解決すべき課題及びその手段 この限りにおいては、本発明の方法は米国特許第4,75
4,140号と本質的に同一である。本発明がこの米国特許
と異なるのは、ダイアモンドを検出、計数又はその他の
測定をすべき核放射に曝すのに先立って、該ダイアモン
ドに高い線量の中性子又は電子を照射することである。
これによって発光中心の集中化を増進し、以て発光物質
としてのダイアモンドの感度及び核放射線量に対する熱
ルミネセンス応答の直線性が共に改善されることが判明
した。これらの改善は、高線量の核放射すなわち10Gy
（グレイ）又はそれ以上の線量を検出するとき特に顕著
に現れる。中性子又は電子照射の線量は典型的には1012
〜1018粒子/cm2の範囲にあるであろう。好適な線量は10
16〜1017粒子/cm2の範囲であろう。
本発明による核放射線の検出、計数又はその他の測定
を行う方法とは、単一置換常磁性窒素を含むダイアモン
ドを、高い線量の中性子又は電子で照射するステップ
と、 被照射ダイアモンドを核放射線に曝して、ダイアモン
ドの結晶構造の内部の格子欠陥において、電子または空
孔の捕獲を生じさせるステップと、 該ダイアモンドを加熱してルミネセンスを生じさせる
ステップと、 そのルミネセンスを核放射線の検出、計数等の測定の
ための手段として用いるステップとを含むものである。
照射されるダイアモンドは、単一置換常磁性窒素の形
で若干の窒素を含むことになろう。この形の窒素物質は
一般的に150ppmより少ないであろう。またダイアモンド
は若干の硼素をも含むことになろう。典型的には、硼素
は、それが存在するときには0.1〜10ppmの範囲にあり、
5ppmより少いのが好適であろう。
実施例 上述のように、窒素含有のダイアモンドを予め照射す
ることにより熱ルミネセンス性物質としてのダイアモン
ドの感度及び核放射線量に対する熱ルミネセンス（TL）
応答の直線性が共に改善されることは、驚異的に判明し
たのである。これらの特性は第１図においてグラフで示
されている。この図によれば、線Ａは、150ppm未満の単
一置換常磁性窒素と10ppm未満の量の硼素と含有する非
合成ダイアモンド粒子のγ放射線量へのTL応答の変化を
示している。線Ｂは同じダイアモンドを高温高圧でアニ
ール（焼き戻し）したものの特性、また線Ｃは同じダイ
アモンドに１×1016n/cm2の線量の中性子照射を与えた
ものの特性である。被照射ダイアモンドの各々の熱ルミ
ネセンスは、核被照射ダイアモンドを約400℃の温度に
加熱することにより達成される。中性子照射ダイアモン
ドは、高圧高温アニール・ダイアモンドや非合成ダイア
モンドに比していくつかの利点がある。まず第一に、γ
放射線量の非合成ダイアモンドより広い範囲の直線性を
有する。第二に、高い放射線量、例えば100Gy又はそれ
以上の線量においてもなお有効な測定がなされ得ること
で、それ以外の２つの場合にはそうは行かないのであ
る。
同様の観察が、約100ppmの単一置換常磁性窒素を含
み、可測量の硼素を含まない粒状ダイアモンドについて
もなされている。照射されていない粒状ダイアモンドの
γ放射線量に対するTL応答が線Ｄで示されており、直線
性はあまりよくない。中性子照射した粒状ダイアモンド
の場合は線Ｅで示される。この場合粒状ダイアモンドは
中性子放射線量５×1017n/cm2が照射されている。中性
子照射をしない方の粒状ダイアモンドも、した方の粒状
ダイアモンドも共に、ルミネセンスは、γ放射線に曝し
た後に粒状ダイアモンドを約400℃に熱することにより
達成された。
線Ｅの直線性は、γ線量の高い部分すなわち10Gy又は
それ以上の線量においては線Ｄの場合よりも遥かにすぐ
れており、中性子照射した粒状ダイアモンドでは有効な
測定がなされ、照射してない粒状ダイアモンドではそう
はなっていないことに注目すべきであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、熱ルミネセンス（TL）応答とγ線の線量との
関係を、各種のダイアモンドに対して表したグラフを示
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャック・ピエール・フリードリッヒ・ セルショップ 南アフリカ国トランスバール ヨハネス ブルグ グリーンサイド グリーンヒル ズ ロード 60 (56)参考文献 米国特許4754140（ＵＳ，Ａ)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】単一置換常磁性窒素を含むダイアモンド
    を、高い線量の中性子又は電子で照射するステップと、 被照射ダイアモンドを核放射線に曝して、ダイアモンド
    の結晶構造の内部の格子欠陥において、電子または空孔
    の捕獲を生じさせるステップと、 該ダイアモンドを加熱してルミネセンスを生じさせるス
    テップと、 そのルミネセンスを核放射線の検出、計数等の測定のた
    めの手段として用いるステップとを含むことを特徴とす
    る放射線の検出、計数又はその他の測定を行う方法。
  2. 【請求項２】中性子又は電子の線量は1012〜1018粒子/c
    m2の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】中性子又は電子の線量は1016〜1017粒子/c
    m2の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  4. 【請求項４】ダイアモンドは、周囲温度よりは上で500
    ℃よりは下のある温度にまで加熱することにより、ルミ
    ネセンスを生じさせることを特徴とする請求項１ないし
    ３のうちのいずれか１つに記載の方法。
  5. 【請求項５】ダイアモンドは、200℃ないし500℃の範囲
    内のある温度にまで加熱することにより、ルミネセンス
    を生じさせることを特徴とする請求項１ないし３のうち
    のいずれか１つに記載の方法。
  6. 【請求項６】ダイアモンドは、250℃ないし400℃の範囲
    内のある温度にまで加熱することにより、ルミネセンス
    を生じさせることを特徴とする請求項１ないし３のうち
    のいずれか１つに記載の方法。
  7. 【請求項７】検出、計数またはその他の測定が行われる
    核放射線とは、Ｘ線、α粒子、陽子、中性子、電子及び
    γ線から選ばれるものであることを特徴とする請求項１
    ないし６のうちいずれか１つに記載の方法。
  8. 【請求項８】単一置換常磁性窒素は、150ppm未満の量で
    存在することを特徴とする請求項１ないし７のうちのい
    ずれか１つに記載の方法。
  9. 【請求項９】ダイアモンドはまた、0.1ppmないし10ppm
    の範囲の硼素をも含むことを特徴とする請求項１ないし
    ８のうちのいずれか１つに記載の方法。
  10. 【請求項１０】硼素は、5ppm未満の量で存在することを
    特徴とする請求項９に記載の方法。
JP1171751A 1988-07-06 1989-07-03 核放射線の検出等を行う方法 Expired - Lifetime JP2505885B2 (ja)

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AT (1) ATE73549T1 (ja)
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3099436B2 (ja) * 1991-07-24 2000-10-16 ヤマハ株式会社 和音検出装置および自動伴奏装置
GB9205458D0 (en) * 1992-03-12 1992-04-22 De Beers Ind Diamond Radiation probe
EP0614094B1 (en) * 1993-03-02 2000-06-07 De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited Diamond phosphorescence radiation detector
US8168413B2 (en) * 2006-11-22 2012-05-01 Academia Sinica Luminescent diamond particles
RU2504802C1 (ru) * 2012-07-23 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "ПК СТ" Способ изготовления чувствительного элемента термолюминесцентного дозиметра
WO2020081965A1 (en) * 2018-10-19 2020-04-23 Adamas Nanotechnologies, Inc. Method of producing fluorescent diamond particles

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8006321A (nl) * 1980-11-19 1982-06-16 Eduard Anton Burgemeister Werkwijze en inrichting voor het detecteren van ioniserende straling.
US4754140A (en) * 1985-03-21 1988-06-28 Nam Tom L Diamond as a thermoluminescent material
NL8703024A (nl) * 1986-12-18 1988-07-18 De Beers Ind Diamond Werkwijze voor het bepalen van een stralingsdosis alsmede inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.

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AU614387B2 (en) 1991-08-29
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KR900002342A (ko) 1990-02-28
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IE892031L (en) 1990-01-06
US5012108A (en) 1991-04-30
IL90697A0 (en) 1990-01-18
CA1306076C (en) 1992-08-04
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DE68900966D1 (de) 1992-04-16

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