JPH01134288A - 気体計数管式線量率計 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＧＭ計数管や比例計数管等の気体計数管を用い
た放射線の線量率計であり、特に実時間で１ｃａ＋−深
部線量当ｆｆ１（率）又は実効線量当量（率）を実用的
に評価・測定するための気体計数管式線量率計に関する
。

［従来の技術］ 近年、健康管理を始め医療の分野において、Ｘ線撮影、
Ｘ線断層撮影（ＣＴ）あるいは放射線照射による癌治療
が盛んになり、放射線利用が大きな役割を果している。

また、検体検査等におけるトレーサとしての利用や工業
利用等にＲ１（放射性同位元素）等の放射性物質が用い
られており、放射線とのかかわりが多くなっている。

更に、原子力発電は国内の総使用電力の約２７％を供給
しており、今後その比率は大きくなることが予想される
一方、核燃料物質の生産や、核分裂生成物（Ｆ　Ｐ）の
処理が益々重要となっている。

このように、医療分野、工業生産分野においてまたエネ
ルギ政策上で放射線は必要不可欠となっており、今後と
も日常生活に身近に利用される存在である。従って、一
方、放射線利用に伴い、放射線安全管理が益々重要とな
り、このためには放射線測定が確実、簡便、経済的に実
施されなければならない。

このような放射線安全管理や防護に関しては、国際放射
線防護委員会（ＩＣＲＰ）の勧告に基づいて行われてお
り、我が国においても、このＩＣＲＰの勧告に基づいて
Ｒ１等による放射線障害防止法（以下障害防止法とする
）が設けられ、これに規定された許容量を満たしている
かの判定のために放射線の測定が行われ、これによって
安全確保が図られている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、放射線安全管理は放射線医学の研究や科
学の進歩とともに変化し、Ｉ　ＣＲＰ勧告も逐次改新さ
れ、我が国内法も適宜見直しや変更が行なわれており、
最近またその基準が大幅に改新されようとしている。

すなわち、放射線単位のＳ１単位への変更、実効線量当
量の導入、許容を限度と読み替える変更等が行われよう
としている。

この中でも、特に実効線量当量の導入に対する対応が必
要であり問題となる。この線量当量は身体表面や身体深
部における線量を考慮しており、放射線のエネルギによ
って線量が異なることを評価した値である。

すなわち、第６図にはγ線、Ｘ線において、線量一定の
場合の各エネルギに対する実効線は当量及びＩｃｍ−深
部線量当量についての線量当量換算曲線（横軸に照射放
射線のエネルギを、縦軸に一定の照射線ｆｆ１Ｒに対す
る線量当量の線量率比をとる）が示されており、実効線
量当量の換算曲線（実効部線量当量指標）１００で約８
０ｋｅＶに、ＩＣｌｌ−深部線量当量の換算曲線（ｌａ
ｍ深部線量当量指標）１０１で約６０ｋｅＶにピークが
あり、その後は線量比１．Ｏｒｏ■／Ｒに近づく指標曲
線となっている。

従って、放射線の空間線量と同時にエネルギが分かって
いる場合は、実効線量当量指標及びｌｅａ深部線量当量
指標により、実質的な線量当量を算定することができる
が、この算定は煩雑である。

そして、エネルギ自体が正確に判定できないこともあっ
て、従来では線量当量はレントゲン単位で計った測定値
をエネルギに関係なく直接レム値（ｒｅｍ）に読み替え
ていることが多かった。

しかしながら、障害防止法の改正によれば、放射線量を
より適切に評価し、正確な線量での放射線管理を行う方
針であり、またこのような実質的な線量での測定・表示
が即座にできれば便利である。

このような事情から、エネルギにより生体に与える影響
を考慮した線量の換算関係を処理する機能を有し、かつ
このような実質的な線量として、例えば実効線量当量又
は１ｃ１１−深部線量当量を容易に測定・評価し、これ
を測定器上で直読できる装置の要請があった。

本発明は、このような要請に応える気体計数管式カウン
タに関するものであり、まず気体計数管の構造とその特
性を第７図及び第８図に基づいて説明する。

第７図にはγ線、Ｘ線を測定する円筒喘息のＧＭ計数管
の主要構成が示されており、この計数管は例えば厚さ１
ｍｍ金属壁からなり、２０ＩＩｌｆｆｉφ×１００ｍｍ
の大きさに形成し、陰極としても機能する金属円筒１０
とこの金属円筒１０の中心軸上にｌａｍ以下の金属線か
ら成る陽極線１２とがガラス封止体１４を介して画電極
が絶縁状態で配置されている。

また、金属円筒１０の先端にはβ線やソフトＸ線を入射
できるように、１．５〜３ＩＩ１ｇ／ｃｍ２の雲母薄片
から成る入射窓１６が気密状態で形成されている。そし
て、金属円筒１０内には計数ガスを封入あるいは流通し
ている。

この計数ガスはアルゴンやヘリウムを主体とした気体で
あり、これらにより放射線の入射に基づいた電子雪崩放
電を誘起することができ、また計数ガスには放電の持続
を計数管ｎ体で停止しパルス電流を得るために、自己消
滅ガスとしてアルコールのような有機系あるいはハロゲ
ンガスのような無機系ガスが微量混入されている。従っ
て、放射線入射毎にパルス電流が得られ、このパルス電
流から放射線量が求められる。

しかし、このような従来の計数管では放射線により生起
された放ｆｆ１ｆｌを求めているだけで、放射線エネル
ギについては何らの情報も得られない。

これに対して、比例計数管の場合は、線量の他にエネル
ギ情報も得ることはできるが、この場合、放射線エネル
ギの全てを計数ガス中で消費することが前提となってお
り、この比例計数管にてエネルギまで知ることができる
のは、ソフトＸ線に限られる。従って、例えばγ線や中
程度から高エネルギのＸ線の場合には、計数ガス中で全
エネルギを費やすことができず、実際の測定から、実効
線量当量等の評価に必要となる放射線のエネルギ情報を
得ることはできない。この結果、気体計数管では演算等
が不能となり、実効線量当量を求めることもできない。

次に、従来の計数管において点線源から放射線を照射し
た場合のエネルギ依存性Ｃ一定照射線量Ｒにおけるエネ
ルギと測定値Ｃ（カウント値）の関係）が第８図に示さ
れており、これに基づいて実効線ご当量について検討す
る。

すなわち、第７図の入射窓１６を厚さ１．５〜３１１ｇ
／ｃ１１２の雲母薄片として、低エネルギγ線。

Ｘ線を測定した場合は曲線６ｏｏで示されるエネルギ依
存特性となり、これによれば２０〜４０ｋｅＶに大きな
ピークが現れ、２０．０〜３００　ｋｅＶで感度が低下
し、それ以上のエネルギでは感度が少しずつ向」ニする
ものとなる。

また、金属円筒１０を厚さ８００ｍｇ／ｃｌＩ１２ノ物
質から形成して、側方向からγ線、Ｘ線を測定した場合
は曲線６０１で示されるエネルギ依存特性となり、これ
によれば低エネルギ成分は吸収されて約３０ｋａＶ以−
りのエネルギの放射線を測定しており、６０〜３００ｋ
ａＶでほぼ一定で、３００〜４００　ｋｃＶで感度が少
し低下し、それ以上では感度が少しずつ上昇するものと
なる。

この図から明らかなように、第６図の換算曲線とは極め
て異なっており、従来の気体計数管では実効線量当量の
測定は困難である。

発明の目的 本発明は前記従来の問題点に鑑みなされたものであり、
その１」的は、生体に与える影響を考慮した実質的な線
量を容易に測定し表示できる気体計数管式線量率計を提
供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明に係る気体計数管式
線量率５１゛は、厚さの異なる曳数種の窓を有し低エネ
ルギから中エネルギの領域において実効線量当量又は１
ｃｍ−深部線量当量で評価した換算曲線に対応した所定
のピークを宵する感度特性で放射線を検出する第１の検
出部と、この第１の検出部で得られた測定値のうち中エ
ネルギから高エネルギの領域で線量率が上昇する成分の
みを検出する厚さの窓を有する第２の検出部と、前記第
１の検出部と第２の検出部との出力差を演算する差演算
器と、を有し、実効線間当量又はＩｃｍ−深部線量当量
を実時間で測定表示することを特徴とする。

［作用］ 以上の構成によれば、第１の検出部では薄窓が設けられ
た検出部域で特に低エネルギの放射線のみが検出され、
比較的厚い窓が設けられた検出部域で特に中エネルギか
ら高いエネルギ放射線を検出し、これらの検出値が加算
された結果、低エネルギ領域で実効線量当量あるいはｌ
ｃｗ−深部線量当量を算出する換算曲線に対応した線量
率が計測される。また、第２の検出部では低エネルギ領
域の放射線を遮断し、第１の検出部のａｌ１１定値のう
ち中エネルギから高エネルギの領域で線量率が上昇する
成分の放射線のみを計測する。そして、差演算器にて第
１の検出部と第２の検出部との出力差が演算され、これ
によりエネルギの相違等により生体に与える影響を考慮
した前記換算曲線に対応した線量率をａｌｌｌｌ不表示
ことが可能となる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図には第１実施例である０Ｍ計数管の概略構成が示
されており、本発明において特徴的なことは、検出器自
体の構成でエネルギに依存する実効線量当量あるいは１
ｃｍ−深部線量当量を１ｉｌｌ＋定できるようにしたこ
とである。

すなわち、本発明は第１の検出部１８と第２の検出部２
Ｇを設けており、第１の検出部１８は厚さ３０ｆｆ１ｇ
／ｃｆｆ１２の薄い前側窓２２ａ及び８００ｍｇ／ａａ
２の中程度の厚さの後側窓２２ｂの両者から形成され、
かつ陰極としても機能する第１の円筒部２２と、この第
１の円筒部２２の軸」二に設けられた０、０５ａｕａφ
〜数ｆｆ１ｍφの陽極としての集電極２４と、を設け、
集電極２４を絶縁物２６によって円筒中心軸に支持する
構成とする。そして、この第１の検出部１８には計数ガ
スが排気チップ管２８により供給・封入されている。

第４図には実施例線量率計の検出感度特性が示され、こ
の第１の検出部１８によれば、前側窓２２ａの検出域で
は曲線２００で示される線量率となり、後側窓２２ｂの
検出域では曲線２０１で示される線量率となる。従って
、第１の検出部１８で検出される線量率は曲線２００と
曲線２０１とを加算した曲線２０２で示される検出値と
なり、６０〜８０ｋｃＶでピークを有する線量率が得ら
れる。

なお、実施例では前記第１の検出部１８は前側窓２２ａ
Ｓ後側窓２２ｂと直列に接続するように設けたが、この
窓を分離して２個（虫数でもよい）の別個の検出部とし
て、これらの検出出力を加算することもできる。

また、第２の検出部２０は３ｇ／Ｃｌｌ１２の比較的厚
いもので形成され、その体積を前記第１の検出部体積の
１／２とした第２の円筒部３０と、第１の検出部１８と
同様の集電極３２と、を設け、集電極３２を絶縁物３４
によって円筒中心軸に支持する１７．７成とする。

この第２の検出部２０によれば、前記曲線２０２で示さ
れる線は率において中エネルギから高エネルギの領域で
、に昇する成分が測定され、第４図の曲線２０３で示さ
れる線量率となる。

従って、前記曲線２０２で示される第１の検出器１８の
出力から曲線２０３で示される第２の検出器２０の出力
を差し引くことにより、曲線１００で示される線量率を
得ることができ、このために、検出器両者の出力差を演
算する差演算器３８が設けられる。そして、この差演算
器の３８の出力は電流パルスを処理して線量率をカウン
トする処理回路部２２に供給される構成となっている。

以上が１ｃｎ＋−深部線量当量を測定する場合の構成で
あるが、実効線量等量をａｌ定する場合には、前記第１
の検出器１８の第１の円筒部２２を覆うように、厚さ１
ｃｍのプラスチック板から成る深部線量用の遮蔽容器４
２を設ける。第２の検出部２０についてもこの遮蔽容′
ａ４２を原則的には付けることが好ましいが、第２の円
筒部３０が比較的厚くなっているためそのままで行うこ
とが可能である。

次に、第１の実施例と検出部の構成を異にする本発明の
第２実施例を、第２図及び第３図に基づいて説明する。

第２実施例は放射線に対する／Ｉｐ１定精度の向上と、
測定器自体の簡素化を図ることを特徴としており、図に
示されるように、第２の検出部２０を第１の検出部１８
内に収納する。従って、まず、第１の検出部１８では第
２の検出部２０を収納するための仕切り板を設けるが、
実施例ではこの仕切り板を集電極（陽極）２４とする。

一方、第２の検出部２０では第２の円筒部３０の厚さを
、第１の円筒部２２の厚さを考慮して、中エネルギから
高エネルギの領域で第４図の曲線２０３が得られるよう
に選択・設定する。また、この第２の円筒部３０の外周
を絶縁物で彼覆し、第１の検出部１８の集電極２４との
絶縁状態を確保するようにする。

このような構成によれば、方向依存性のない放射線の正
確な検出ができ、またｍｌ実施例のように検出部を分離
することがないので、取扱いが容易でコンパクトな線ｍ
早計を得ることが可能となる。

実施例は以上の構成から成り、以下にその作用を説明す
る。なお、説明の都合上、第１の実施例及び第２の実施
例共に同一の測定量を検出しているものとする。

まず、第１の検出部１８の前側窓２２ａでは、第４図の
曲線２００に示される５０〜７０ｋｃＶでピークとなる
ように低エネルギ領域の放射線を検出し、後側窓２２ｂ
では、曲線２０１で示されるように中エネルギから高エ
ネルギの領域で線量率比（Ｃ／Ｒ）が１となるように放
射線を検出する。

そうすると、集電極２４には前記両側窓の出力を加えた
電流パルスが得られ、この結果曲線２０２で示されるよ
うに、６０〜８０ｋｏＶでピークををする特性の線量率
となる。

そして、この第１の検出器１ｇのみの場合には、曲線２
０２から理解されるように、高いエネルギになるに従っ
て線量率が増加する。そこで、この増加する線量率を第
２の検出部２０にて除去する。

すなわち、この第２の検出部２ｏでは第１の円筒部３０
にて低エネルギ領域の放射線を除去するとともに、第１
の検出部１８で前述したように中エネルギ領域から増加
する放射線量を検出する。

その結果、曲線２０３で示される線量当量評価線が得ら
れる。

そして、前記第１の検出部１８と第２の検出部２０で得
られた検出値は差演算器３８に供給され、この差演算器
３８にて第１の検出部１８の出力から第２の検出部２０
の出力を差し引き、その差出力を処理回路部２２に供給
する。そうすると、第４図の曲線１０１にて示される線
量率の放射１＊測定が行われることになる。

この曲線１０１は、第６図に示した換算曲線と同じとな
り、従ってＩＣｍ−深部線量当量が即座に求められ、こ
の線量率を直読できることが理解される。

以上は１ｃｍ−深部線量当量測定の場合の作用であるが
、実効線量当量を求める場合は、実効線量当量用の遮蔽
容器４２を被せて放射線の測定を行うことになる。１ｃ
ＩＩｌ−深部線量の場合は、散乱線等の影響により実効
線量よりも線量が高くなることが知られており、前記遮
蔽容器４２はこの線量差を補正するために用いられ、従
ってこの遮蔽容器４２を通過した放射線量をして実効線
量当量とみなすことができる。

前記遮蔽容器４２を通過した後は、前記１ｃｍ−深部の
場合の作用と同様であり、この場合は、第３図に示され
るように、第１の検出器１８の出力は曲線３０２）第２
の検出器２０の出力は曲線３０３となり、従って差演算
器３８の出力は曲線１００となる。これは前記第６図に
示した実効線量当量における換算曲線と同一となり、適
切な線量当量評価に倚効となる実効線量当量となる。

なお、実施例では、２個の検出部にて実効線量当量を求
めているが、２個以上の多くの検出部を設け、これらの
検出部で差演算を施して、更に正確な実効線量当量又は
１ｃｍ−深部線量当量を測定することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、第１の検出器で
は低エネルギ領域において所定のピークをもつ実効線量
当量又は１ｃｍ−深部線量当量を考慮した検出を行い、
また第２の検出器では中エネルギから高エネルギの領域
で増加する放射線のみの検出を行い、この第２の検出器
出力を第１の検出器出力から差し引いて実効線量当量又
は１ｃｍ−深部線量当量の測定を行うようにしたので、
気体計数管式の線量率計において、測定器の上で生体に
与える影響を考慮した線量率を直読することができる。

また、線量率計自体の構成で実効線量当量などの測定が
可能となることにより、従来行っていた換算のための作
業が不必要となり、使いやすい便利な測定器を提供する
ことができる。

更に、本発明の線量率計によりＩ　ＣＲＰの勧告に基づ
く法改正に応じた測定が可能となり、国民生活の安全の
ために貢献できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る気体計数管式線量率計の第１実施
例の概略を示す構成図、 第２図は本発明の第２実施例の概略を示す説明図、 第３図は第２図の線量率計において各検出部の外観を示
す斜視図、 第４図は本発明における１ｃｍ−深部線量当量測定の作
用を説明するグラフ図（横軸は対数目盛）、第５図は本
発明における実効線量当量測定の作用を説明するグラフ
図（横軸は対数目盛）、第６図は実効線量当量又は１ｃ
ｍ−深部線量当量を考慮した放射線量率を求めるための
換算曲線を示すグラフ図（横軸は対数目盛）、 第７図は従来の気体計数管カウンタの構成図、第８図は
第７図の装置において放射線測定を行った場合の照射線
量に対するカウント数に基づく線量率比を示すグラフ図
（横軸は対数目盛）である。 １０　・・・　金属円筒 １２　・・・　陽極線 １６　・・・　入射窓 １８　・・・　第１の検出器 ２０　・・・　第２の検出器 ２２　・・・　第１の円筒部 ２２ａ　　・・・　前側窓 ２２ｂ　　・・・　後側窓 ２４．３２　　・・・　集電極 ３０　・・・　第２の円筒部 ３８　・・・　差演算器 ４０　・・・　処理回路部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）厚さの異なる複数種の窓を有し低エネルギから中
   エネルギの領域において実効線量当量又は１ｃｍ−深部
   線量当量で評価した換算曲線に対応した所定のピークを
   有する感度特性で放射線を検出する第１の検出部と、こ
   の第１の検出部で得られた測定値のうち中エネルギから
   高エネルギの領域で線量率が上昇する成分のみを検出す
   る厚さの窓を有する第２の検出部と、前記第１の検出部
   と第２の検出部との出力差を演算する差演算器と、を有
   し、実効線量当量又は１ｃｍ−深部線量当量を実時間で
   測定表示することを特徴とする気体計数管式線量率計。
2. （２）特許請求の範囲（１）記載の線量率計において、
   第１の検出部及び第２の検出部を分離して別個に形成し
   たことを特徴とする気体計数管式線量率計。
3. （３）特許請求の範囲（１）記載の線量率計において、
   第２の検出部を第１の検出部内に収納して両者をほぼ同
   軸上に配置し、第１の検出部の集電極は絶縁物を介して
   第２の検出部の外周に設けたことを特徴とする気体計数
   管式線量率計。
4. （４）特許請求の範囲（１）記載の線量率計において、
   第１及び第２の検出部を２個以上の検出部に置き換え、
   各検出部の力差を演算して忠実に実効線量当量又は１ｃ
   ｍ−深部線量当量を評価することを特徴とする気体計数
   管式線量率計。