JPH01134289A

JPH01134289A - 電離箱式線量率計

Info

Publication number: JPH01134289A
Application number: JP62292297A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Sato; 佐藤　博夫; Masayasu Mito; 三戸　正康
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-11-19
Filing date: 1987-11-19
Publication date: 1989-05-26
Also published as: JPH0551872B2

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］本発明は電離箱を用いた放射線の線量率計であり、特に
放射線量（率）を実効線量当ｆｆ１（率）又は１ｅａ−
深部線量当量（率）でより忠実に評価・測定するための
電離箱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量の約２７％を保
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」二で放射線は複雑に関連しており、今後と
も日常生活に身近に感じられる存在である。従って、こ
のような時代の推移に伴い、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Ｉ　（ＲＰ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、ＩＣＲＰ勧告も逐次改新され
、我が国内法も適宜見向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ＳＩ小単位の変更、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が問題となり、こ
の線量当量は身体表層部や身体深部における影響を考慮
し、例えばγ線、Ｘ線の線量を忠実に評価しようとする
ものであり、線質や放射線エネルギによっても線量評価
が異なることも考慮するものである。

すなわち、第６図にはγ線、Ｘ線について、線量一定の
場合の各エネルギに対する生体に与える影響を考慮した
線量当量換算曲線（横軸に放射線のエネルギを、縦軸に
照射線量に対する線は当量当量の線量率比をとる）が示
されており、身体表面における換算曲線（実効線は当量
指＋Ｕ１００と１ｅａ深部における換算曲線（Ｉ　Ｃｍ
深部線量当量指標）１０１は共に、１０ｋｅＶから」−
昇し６０　ｋｅＶをピークとしてその後は線量率比（ｒ
ｅｎ＋　／Ｒ）　１．０に近づく曲線となっている。

従って、放射線のエネルギが分かっている場合は、前記
１ｃｍ深部線量当量指標及び実効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、従来では線ご当量はレントゲン単位で
計った測定値を直接レム値（ｒａｍ）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、実効線量当
量（率）等を考慮した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１ｃｍ−深部線量当量を容易に評価し、これをＡｌ１
１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電離箱に関するもの
であり、まず電離箱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図において、電離箱１０は気密構造の円筒形状のも
のから成り、気体中に生じた放射線による電離電荷を検
出するために、電離箱１０の内面を導電性電極からなる
陰極（印加電極）１２と絶縁体１４を介して取り付けら
れた中心電極１６が設けられている。また、電離箱１０
の前面である円筒端面には、γ線やＸ線以外のβ線及び
α線を測定するために、１　、　５　Ｂ／ｃｍ２の有機
系薄膜に炭素系等の導電物を塗装あるいは蒸着した入射
窓１８が設けられ、一方γ線やＸ線を測定するために、
厚さ１ｇ／ｃＩ２のアルミニウムから成る円筒状のキャ
ップ２０が電離箱１０の前面にセットできるように設け
られており、β線及びα線の測定では高感度状態として
、γ線及びＸ線のａｌｌ＋定ではキャップ１８でβ線や
α線等の入射を阻止して測定する。

そして、前記陰極１２と中心電極１６との間には高電圧
が印加されており、これらの電極によって入射窓１８か
ら入射した放射線により生じた電離電荷を集電すること
になるが、この集電電荷はエレクトロメータ２２（振動
容量電位計等でもよい）で険出され、放射線量として測
定される。

第８図には、前記電離箱１０で測定した結果が示されて
おり、横軸にエネルギ、縦軸に照射線量に対する線量当
量の比を表すものとする。この図によれば、曲線６００
は薄膜の入射窓１８のみにて測定した場合の結果、曲線
６０１はキャップ２０を装置した場合の結果であり、両
者には険出されるエネルギ領域の差があることが理解さ
れる。

このような電離箱１０における印加電圧は、発生した電
離電荷を再結合による消滅やガス増幅を生じる電圧を避
け、はぼ全量を集電できる範囲のものとする。すなわち
、再結合を生じない２００Ｖ以」−からガス増幅が生じ
る約１５００Ｖ以下の範囲で使用する。

しかし、放射線にて発生する電離電荷は極微量の電流値
として検出できるだけであり、この電離電荷をパルスと
して認知することができないことから、従来の電離箱に
てエネルギ情報を考慮した放射線の測定は不可能であり
、また前述の第８図からも明らかなように、従来装置の
線瓜率比に換算したとしても、第６図に示される線量当
量の換算曲線に近づけることは到底できない。

発明の１」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電離和式線量早計を提供す
ることにある。

Ｅ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、本発明に係る電離箱式線量
率計は、低エネルギ領域の放射線を通過させる厚さの第
１の入射窓を有する第１の検出部と、中エネルギ領域以
上の放射線を通過させる厚さの第２の入射窓を有する第
２の検出部と、高エネルギ領域のみの放射線を通過させ
る厚さの第３の入射窓を育する第３の検出部と、第１の
検出部と第３の検出部とから得られた電流を加算しこの
電流値から第２の検出部の電流を差し引く電流検出手段
と、を有し、この電流検出手段の出力が実効線は当量又
は１ｃＩ１１−深部線量当量で評価した換算曲線に一致
するように前記第１．第２及び第３の検出部の検出エネ
ルギ領域を選定することにより、実効線に当量又は１ｃ
１１−の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」二の構成によれば、第１の検出部では低エネルギ領
域を含む全エネルギ領域の放射線を測定し、第２の検出
部では中エネルギ領域以−１−の放射線を測定し、更に
第３の検出部では高エネルギ領域のみの放射線を測定す
る。そして、第１の検出部と第３の検出部とから得られ
た電流値を加算しこの値から第２の検出部の電流値を差
し引くことにより、実効線ご当量（率）又は１ｃｍ−深
部線量当量（率）が容易に求められる。

［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実施例である電離箱式線量率計の概略構
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（率
）等を実時間で簡便確実に測定しようとするものである
。

すなイ）ち、本発明は第１の検出部２４と第２の検出部
２６と第３の検出部２８の独立した３つの検出部を設け
ており、第１の検出部２４は円板形状から成る陽極とし
ての集電極２４ａと箱体３６の内壁に設けられた陰極と
しての印加電極２４ｂと第１の入射窓３０から成る。こ
の場合、集電極２４ａは導電性の薄板としてもよいし、
網状の板としてもよい。そして、前記第１の入射窓３０
は低エネルギのγ線、Ｘ線が入射できる薄窓とされ、こ
れにより第１の検出部２４は１０ｋａＶ以上のエネルギ
領域の放射線を測定する。

第４図には、実施例の各検出部２４〜２８における測定
値の相関関係が、横軸にエネルギをとり縦軸に照射線温
に換算したときの電流ＩＩ？に対する陽極電流Ｉの比を
とった座標に示されており、薄窓の第１の入射窓３０を
有する第１の検出部２４では曲線２００で示される検出
特性が得られる。

また、第２の検出部２６は第１の検出部と同様の集電極
２６ａと箱体３６の内壁に設けられた印加電極２６ｂと
第２の入射窓３２から成り、この第２の入射窓３２はそ
の厚さを８００１ｍｇ／　’ａｍ２程度とする。そうす
ると、第１の検出部２４を通過してくる放射線の内約３
０ｋｅＶのエネルギ以下の放射線が除去され、第２の検
出部２６は第４図の曲線２０１に示されるようなエネル
ギ依存性をもった検出特性となる。

更に、第３の検出部２８は集電極２８ａと箱体３６の内
壁に設けられた印加電極２８ｂと第３の入射窓３４から
成り、この第３の入射窓３４はその厚さを３ｇ／ｃ１１
２程度とする。そうすると、第２の検出部２６を通過し
てくる放射線のうち約５０　ｋｅＶのエネルギ以下の放
射線が除去され、第３の検出部２８は第４図の曲線２０
２に示されるようなエネルギ依存性をもった検出特性と
なる。

そして、実施例では前記各集電極２４ａ、２６ａ、２８
ａが絶縁体２４　ｃ、　　２６　ｃ、　　２８　ｃを介
して取り付けられるとともに、これらは共通電極となる
ように電気的に接続されており、第１の検出部２４の出
力と第３の検出部２８の出力とは加算し、この第２の検
出部２６の出力は前記加算出力から差し引くようにする
。

すなわち、電流検出手段として、第２の検出部２６の検
出電極を他の検出部と逆極性の電極としており、実施例
では、第１及び第３の検出部２４゜２８の印加電極２４
ｂ、２８ｂを陰極とするのに対して、第２の検出部２６
の印加電極２６ｂを陽極に設定する。そうすると、集電
極２６ａは陰極として作用するので、第２の検出器２６
で測定された電流は共通電極で測定された全電流から差
し引かれることとなる。

なお、前記電離箱の箱体３６は３ｇ／ｃｌＩ１２以上の
遮蔽体から構成され、低エネルギのγ線やＸ線は完全に
吸収されるようになっている。

また、前述のようにして検出された検出電流を入力して
測定値を出力するためにエレクトロメータ２２が設けら
れる。

以上が１ｃｍ−深部線量当量（率）を測定する場合の構
成であるが、より実効線量当量（率）に近似した測定を
する場合には、前記第１の入射窓３０を覆うように厚さ
１ｃＩｌｌのプラスチック板から成る深部線量用の遮蔽
板キャップ３８を設ける。

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実施例は側方向に対する感度も考慮して方向依存性
を改善したことを特徴とし、第２図に示されるように、
第１の検出部２４．第２の検出部２６、第３の検出部２
８の順にその容積を小さく形成し、かつ第３の検出部２
８を第２の検出部２６内に、第２の検出部２６を第１の
検出部２４内に収納して各検出部をほぼ同軸−Ｌに配置
する。そして、各検出部の印加電極２４ｄ、２６ｄ及び
集電極２４ｅ、２６ｅ、２８ｅは第３の検出部２８の印
加電極２８ｄを除いて各電離箱の壁面に沿わせて設ける
。

従って、前記印加電極２４ｄ、２８ｄを陰極、印加電極
２６ｄを陽極として、所定の電圧を印加することにより
、前記集電極２４　ｅ　＋　　２６　ｅ、２８ｅが接続
されたエレクトロメータ２２には、第１実施例と同様に
第２の検出部２６の検出電流が相殺された検出電流を得
ることができる。

これによれば、側方向からの放射線についても感度よく
検出することができ、方向依存性のない１ｃｍ−深部線
量当量（率）や実効線ｍ″５瓜（率）の正確な測定が可
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実施例及び第２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２４では低エネルギ領域の放射線含
む全ての放射線が検出され、従来の測定器より１．５倍
程度高い線量率が測定される。そうすれば、第４図の曲
線２００で示される特性の電離電流が測定される。次に
、第１の検出器２４を通過した放射線は第２の検出部２
６に入射されるが、ここでは第２入射窓３２にて中エネ
ルギ以上の領域の放射線が透過され、第４図の曲線２０
１に示されるように、約３０ｋｅＶ以上の放射線による
電離電流が検出されることになる。

更に、この第２の検出部２６を通過した放射線は第３の
検出部に入射され、ここでは第３入射窓３４にて主に高
エネルギ領域の放射線を透過するうにしており、第４図
の曲線２０２に示されるように、約５０ｋｏＶ以上の放
射線による電離電流が検出されることになる。

そして、前記第１から第３までの検出器にて検出された
電離電流は集電極２４ａ、２６ａ、２８ａを介して、エ
レクトロメータ２２に供給されるが、この場合箱２の検
出電流は第１及び第３の検出部２４．２８の検出電流か
ら差し引かれており、第４図で説明すれば、曲線２００
と曲線２０２とを加算し、その加算値から曲線２０１を
引いた曲線１０１で示されるものとなる。従って、この
曲線１０１は前記第６図で示した１ｃａ＋−深部線量当
量（率）を考慮した換算曲線と同じものであり、エレク
トロメータ２２の入力値を測定値に変換することにより
、実効線量当量としての１０Ｉｌｌ−深部線量当量（率
）の線量率を容易に求めることができ、測定器自体で放
射線量率を直読できることになる。

以上は１ｃＩｌ−深部線量当量（率）の測定の場合の作
用であるが、実効線量当量（率）に近似した測定をする
場合は、実効線量当量用の遮蔽板キャップ３８を被せて
放射線の測定を行うことになる。

１ｃｍ−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
蔽板キャップ３８はこの線量差を補正するために用いら
れ、従ってこの遮蔽板キャップ３８を通過した放射線が
実効線量当量とみなすことができる。

前記遮蔽板キャップ３８を通過した後は、ＩＣｆｆ１−
深部の場合の作用と同様であり、この場合は、第５図に
示されるように、第１の検出器２４の出力は曲線３００
、第２の検出器２６の出力は曲線３０１、第３の検出器
２８の出力は曲線３０２となり、共通電極としての集電
極２４ａ、２６ａ、２８ａの出力は曲線１０１で示され
るものとなる。従って、これは前記第６図に示した実効
線量力ｆａ（率）における換算曲線と同一となり、実効
線量当量（率）の線量率を容易に求めることができ、測
定器自体で放射線量率を直読できるようになる。

前記実施例では、全ての検出部を直列に連結したが、こ
の他に、第１及び第３の検出部２４，２８のみを直列に
連結するとともに第２の検出部２６を並列に配置し、電
流検出手段として第１及び第３の検出部で出力された電
流値から前記第２の検出部の出力を差引く差演算器を含
む構成とすることができ、この構成によっても良好な実
効線量当量などを／１１１１定することができる。

また、全ての検出器を並列に配置して行うことも可能で
ある。

〔発明の効果コ以上説明したように、本発明によれば、第１から第３ま
での検出器を設け、低エネルギから高エネルギの領域に
至るまで順に低いエネルギ領域の放射線を遮蔽するよう
にして測定を行い、第２の検出部出力を第１及び第３の
検出部出力の加算値から差し引くようにしたので、電離
箱式の線量率計において、実効線量当量又は１ｃｍ−深
部線量当量の測定ができ、測定器上でこれら線量率を直
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ｆｌｌ
ｌ＋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、極めて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ｍ早計により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図は本発明に係る電離苗代線量率計の第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構成図、第３図は第２図の検出部の配置関係を示す模式第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図は実効線量当量及び１ｃｆｆｌ−
深部線量当量による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図は従来の電離箱の構成図、第８図は第７図の装置において薄膜窓のみの場合とキャ
ップを付けた場合で放射線測定を行ったときの照射線量
に対する線量当量の線ｍ率比を示すグラフ図（横軸は対
数目盛）である。１０　・・・　７ｔｉｍ箱２２　・・・　エレクトロメータ２４　・・・　第１の検出器２６　・・・　第２の検出器２８　・・・　第３の検出器２４　ａ、　　２６　ａ、　　２８　ａ、　　２４　ｅ
、　　２６　ｅ。２８ｅ　　・・・　集電極２４ｂ、２８ｂ、２８ｂ、２４ｄ、２６ｄ。２８ｄ　　・・・　印加電極３０　・・・　第１の入射窓３２　・・・　第２の入射窓３４　・・・　第３の入射窓３６　・・・　箱体３８　・・・　深部線量用の遮蔽板キャップ第１図第２図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）低エネルギ領域の放射線を通過させる厚さの第１
の入射窓を有する第１の検出部と、中エネルギ領域以上
の放射線を通過させる厚さの第２の入射窓を有する第２
の検出部と、高エネルギ領域のみの放射線を通過させる
厚さの第３の入射窓を有する第３の検出部と、第１の検
出部と第３の検出部とから得られた電流を加算しこの電
流値から第２の検出部の電流を差し引く電流検出手段と
、を有し、この電流検出手段の出力が実効線量当量又は
１ｃｍ−深部線量当量で評価した換算曲線に一致するよ
うに前記第１、第２及び第３の検出部の検出エネルギ領
域を選定することにより、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電
離箱式線量率計。
（２）特許請求の範囲（１）記載の線量率計において、
前記第１、第２及び第３の検出器を直列に連結し、電流
検出手段は第２の検出器内の中心電極と印加電極との極
性を第１及び第２の検出器の極性と逆にしたことを特徴
とする電離箱式線量率計。
（３）特許請求の範囲（１）記載の線量率計において、
第１及び第３の検出部のみを直列に連結するとともに、
前記電流検出手段は第１及び第３の検出部で出力された
電流値から前記第２の検出部の出力を差引く演算器とし
たことを特徴とする電離箱式線量率計。
（４）特許請求の範囲（１）記載の線量率計において、
前記検出部は第１、第２、第３の順にその容積を小さく
形成し、かつ第３の検出部を第２の検出部内に、第２の
検出部を第１の検出部内に収納して各検出部をほぼ同軸
上に配置したことを特徴とする電離箱式線量率計。