JP2634075B2 - 蛍光ガラス線量計およびその読取り装置 - Google Patents

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、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
た個人被爆線量計では有意量の被爆を受けたとき、特に
200KeV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、被爆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62−317354号で先に
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。

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61−133295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200KeV
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爆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の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爆強度が異なるので、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、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、（１）は合成樹脂製箱形ケー
ス、（２）はこのケース（１）内に収容されたホルダ、
（3a），（3b），（3c）はこのホルダ（２）に並列配設
された３個の線量計ガラス素子、（４），（４）は第１
のガラス素子（3a）の表裏両面を覆う錫フィルタ、
（５），（５）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、（６），（６）の第３のガ
ラス素子（3c）の表裏両面を覆う鉛フィルタ、（７），
（７）はこの鉛フィルタ（６），（６）に穿設された開
口部である。

上記、ケース（１）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（1
2）とを嵌合させてなる長方形偏平箱形をなし、画体（1
1），（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（４），（４），（５），（５），
（６），（６）が後述するように取付けられている。

上記ホルダ（２）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（１）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組の収
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），（3
c）の種類番号等を示す光学的表示（24）を設けてあ
る。

上記３個のガラス素子（3a），（3b），（3c）はいず
れも特公昭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10×７×3mm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、20
0KeV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（２）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（４）は、たとえば厚さ1mmの錫板で2
00KeV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（５）はたとえば厚さ1mm
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（６）はたとえば厚さ1mmの鉛板で、2
00KeV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２×2mmの
方形開孔部（７）を有する。

そして、ケース（１）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（４），（４）
は第１のガラス素子（3a）に、アルミニウムフィルタ
（５），（５）は第２のガラス素子（3b）に、鉛フィル
タ（６），（６）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。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（４），（５），（６）
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（４），（５），（６）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。図は横軸にγ（Ｘ）線エネル
ギをKeVの単位でとり、縦軸に相対蛍光強度をとったも
ので、曲線（Ａ）は錫フィルタ（４）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（５）で覆われた第２のガラス素子（3
b）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 …（１） 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），（3b）の照射面
（3a₁），（3b₁）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）方向から発生した蛍光を検出する。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R_bと第２
のガラス素子（3b）の読取り値R_bとからγ（Ｘ）線量値
Ｒを Ｒ＝（R_a＋bR_b）/a …（２） 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、この値を第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R_aとの比R_b/R_aを求めれば第８図の曲線（B/A）
から200KeV以下の低エネルギγ（Ｘ）線のエネルギを評
価できる。

つぎに、200KeV以下の低エネルギγ（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（７）を有する鉛フィルタ（６）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（６）による遮へ
い効果が強く、この場合、鉛フィルタ（６）の板体で遮
へいされた面と開孔部（７）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（3c₁）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（3c₁）近傍の部位を照射面（3c₁）
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
（２）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（3c₁）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7mmの中央部すなわち開孔部（７）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（２）を90゜回転させて２
回測定することにより、ガラス素子（3c）内の90゜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わせること
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曝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観察
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γ（Ｘ）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０
゜,60゜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。 （１）……ケース、（11）……底体 （12）……蓋体、（２）……ホルダ （21a），（21b），（21c）……収容孔 （3a），（3b），（3c）……ガラス素子 （3a₁），（3b₁），（3c₁）……照射面 （４），（５），（６）……フィルタ、（７）……開孔
部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項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
   200KeV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. 【請求項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。