JPH01167690A

JPH01167690A - 蛍光ガラス線量計用複合素子

Info

Publication number: JPH01167690A
Application number: JP32545387A
Authority: JP
Inventors: Toru Ikegami; 徹池上; Tatsuya Ishikawa; 達也石川
Original assignee: Toshiba Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Techno Glass Co Ltd
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1989-07-03
Also published as: JPH0512673B2

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は３個以上の蛍光線量計用ガラス素子をそれぞれ
所定のフィルタで覆ったもので、放射線被曝後の蛍光量
を順次測定することにより、ガンマ線および中性子線を
高精度に分離測定できるようにした蛍光ガラス線量計用
複合素子に関する。

（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（以下銀活性りん酸塩ガラスと称する。）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通して、所定波長の紫
外線を選択的に取り出して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し、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り出して光電子増
倍管なと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。

しかして、各種放射線のうち、熱中性子線は物質との相
互作用が強く、この相互作用の結果ガンマ線を放出する
ので、熱中性子線が単独で存在することはまれで、通常
ガンマ線が混在している。

そして、熱中性子線とガンマ線とでは人体に及ぼす影響
力が異なるため、放射線作業従事者の個人被曝量管理に
おいては熱中性子線とガンマ線とを同時に高精度で分離
測定することが必要とされている。

従来の蛍光ガラス線量計による熱中性子線の測定は次の
２通りの方法が行なわれている。

（１）ガラス素子を２個用意して１組とし、一方の素子
にカドミウム（Ｃｄ　）のフィルタを、他方の素子には
錫（Ｓｏ）のフィルタをそれぞれ被覆して、カドミウム
が中性子線を吸収してガンマ線を放出するいわゆるｎ、
γ反応を利用して、２個のガラス素子の感度差から測定
する方法。

（２）それぞれ熱中性子に対して感度の異なる２個のガ
ラス素子を用意して１組とし、それぞれの感度差から測
定する方法。

（発明が解決しようとする問題点）上述の従来の方法のうち、（１）のフィルタ被覆する方
法はカドミウムがｎ、γ反応によって放出するガンマ線
が一部分錫で被覆したガラス素子に入射して誤差を生じ
る欠点がある。

また、上記（２）の感度の異なる２個の素子を用いる方
法は異なる材質のガラス２種類について測定するので、
ガラスの蛍光読取りのため、特公昭５０−３８３５２号
公報に示されているような窒素ガスレーザ方式のリーダ
を使用する場合、２個のガラスの蛍光減衰特性が異なる
と、蛍光のサンプリング時間をそれぞれ設定する必要が
あり、誤差を生じやすい欠点がある。

また、上記両方法のいずれにおいても熱中性子線とガン
マ線の分離は可能であるがガンマ線のエネルギー評価な
どは不可能であり、エネルギーによって感度が異なるガ
ンマ線の分離に関して大きな誤差を伴っていた。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は蛍光ガラス線量計に用いられる複合素子におい
て、放射線被曝によって活性化され、紫外線で励起され
て蛍光を発する３個以上のガラス素子のうち、少なくと
も１個には熱中性子線を吸収してガンマ線を放射するｎ
、γ変換フィルタで覆い、これ以外のガラス素子のうち
少なくとも２個を熱中性子線を透過しかつ２００ＫｅＶ
以下の低エネルギーガンマ線に対する透過率の異なる２
種類のｎ、γ透過フィルタのどちらか一方でそれぞれ被
覆したことにより、熱中性子線およびガンマ線を高精度
に分離測定できるようにしたものである。

（作　用）蛍光線量計用ガラス素子は放射線で被曝されると活性化
され、紫外線で励起すると蛍光を発する。

このとき、蛍光の発光効率は被曝した放射線量に正比例
する。しかして、上述のとおり、同種のガラス素子を３
個以上用意してそれぞれｎ、γ変換フィルタ、ガンマ線
透過率の高い第１種ｎ、γ透過フィルタおよびガンマ線
透過率の低い第２種ｎ、γ透過フィルタのいずれかで被
覆したので、放射線被曝後の全ガラス素子の蛍光の発光
効率を測定すれば、得られた値から中性子線およびガン
マ線のそれぞれの被曝線量を数学的に算出できる。

（実施例）本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は組立て状態における断面を示し、（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
この支持枠（２）に並列配設された３個のガラス素子、
（４）は第２および第３のガラス素子（３ｂ）、　（３
ｃ）の中間に配設されたガンマ線速へい体、　（５）、
　（５）は第１のガラス素子（３ａ）の表裏両面を覆う
高ガンマ線透過率の第１種ｎ、γ透過フィルタ、（６）
、　（６）は第２のガラス素子（３ｂ）の表裏両面を覆
う低ガンマ線透過率の第２種ｎ、γ透過フィルタ、（７
）、　（７）は第３のガラス素子（３ｃ）の表裏両面を
覆うｎ、γ変換フィルタである。

上記ケース（１）は第２図および第５図に示すよう合成
樹脂を一体成形してなる底体（１１）と蓋体（１２）と
を嵌合させてなる長方形偏平箱形をなし。

筒体ｍ）、　（ｔ２）はほぼ対象形で、その内面に３枚
のフィルタ（５）　、　（６）　、　（７）が後述する
ように取付けられている。

上記ホルダ（２）は合成樹脂などからなり、第４図に示
すように、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個
の収容孔（２１ａ）　、　（２１ｂ）　、　（２１ｃ）
をその長辺が並行するように穿設し、さらに第２と第３
の両収容孔（２１ｂ）、　（２１Ｃ）の中間は特に広く
してガンマ線速へい体（４）を収容する遮へい孔（２２
）を穿設しである。

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）　、　（３ｃ）の種
類１番号、作業者のＩＤナンバーなどを示す光学的表示
（２４）を設けである。

上記３個のガラス素子（３ａ）　、　（３ｂ）　、　（
３ｅ）はいずれも特公昭５０−１０３３３号公報に見ら
れるようなメタ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％を加えた組成
を有するガラスを第３図に示すように、たとえばｌＯ×
７Ｘ　３ｍｍの直方体形に切り出して研摩加工したもの
で、熱中性子線に対してほとんど感度を有せず、ガンマ
線で被曝して活性化すれば３００〜４００ｎｍの紫外線
で励起されて蛍光を発するものである。そうして、ホル
ダ（２）の各収容孔（２１ａ）　、　（２１ｂ）　、　
（２１ｃ）にそれぞれ密着嵌合する。なお、ホルダ（２
）の各収容孔（２１ａ）　、　（２１ｂ）　、　（２１
ｃ）はその１縁を低くしてガラス素子（ａａＬ　（３ｂ
）　、　（３ｃ）が容易に着脱できるようにしてもよい
。

上記ガンマ線速へい体（４）はたとえば鉛からなり、第
３図に示すように、たとえば１ＯＸ２Ｘ５＋ｕｅの直方
体形に鋳造したもので、ガンマ線を良く遮断する性質を
有する。そうして、上述の遮へい孔（２２）に密着嵌合
して保持される。

上記第１種ｎ、γ透過フィルタ（５）、　（５）はたと
えば厚さ１ｉ＋鵬のアルミニウム板で、中性子線および
２００ＫｅＶ以下の低エネルギーガンマ線を良く透過す
る性質を有する。上記第２種のｎ、γ透過フィルタ（６
）　、　（６）はたとえば厚さ１ＩＩＩｌの錫板で、中
性子線を良く透過し、２００ＫｅＶ以下の低エネルギー
ガンマ線の透過率はアルミニウム板のそれよりもはるか
に小さい、さらに、上記ｎ、γ変換フィルタ（７）、　
（７）はたとえば厚さ１ｍ■のカドミウム板で、中性子
線を良く吸収してガンマ線を放射する性質を有する。

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、第１種ｎ、γ透過フィル
タ（５）、　（５）は第１のガラス素子（３ａ）に、第
２種ｎ、γ透過フィルタ（６）　、　（６）は第２のガ
ラス素子（３ｂ）に、ｎ、γ変換フィルタ（７）　、　
（７）は第３のガラス素子（３ｃ）にそれぞれ対向しか
つその表裏の面を充分に覆うようにその大きさと位置を
定めて固着しである。なお、ｎ、γ変換フィルタ（７）
がら発したガンマ線が第２のガラス素子（３ｂ）に入射
しないようにガンマ線速へい体（４）の大きさと位置を
定めである。

本実施例複合素子は上述のように構成したので、放射線
で被曝すると、この放射線がそれぞれのフィルタ（５）
、’（６）、（７）を透過してガラス素子（３ａ）。

（３ｂ）　、　（３ｃ）に入射し、それぞれのフィルタ
（５）　、　（６）　。

（７）の特性に応じて異なった感度を示す。このときの
各ガラス素子（３ａ）　＝　（３ｂ）　−（３ｃ）のガ
ンマ線に対する感度のエネルギー依存性を第６図に示す
０図は横軸にガンマ線エネルギーを（ＫｅＶ）の単位で
とり、縦軸に相対レスポンスをとったもので、曲線（＾
）は第１種ｎ、γ透過フィルタ（５）すなわちアルミニ
ウム板で被覆された第１のガラス素子（３ａ）の感度曲
線、曲線（Ｂ）は第２種ｎ、γ透過フィルタ（６）すな
わち錫板で被覆された第２のガラス素子（３ｂ）の感度
曲線、曲線（Ｃ）はｎ、γ変換フィルタ（７）すなわち
カドミウム板で被覆された第３のガラス素子（３ｃ）の
感度曲線をそれぞれ示す。

また、ｎ、γ変換フィルタ（７）で被覆された第３のガ
ラス素子（３ｃ）の熱中性子線に対する感度はガンマ線
に対する感度を１．０としたときの１．６倍である。一
方、第１種ｎ、γ透過フィルタ（５）および第２種ｎ、
γ透過フィルタ（６）で被覆された第１および第２のガ
ラス素子（３ａ）、　（３ｂ）の熱中性子線に対する感
度はほぼゼロである。

以上のような各ガラス素子（３ａ）　−（３ｂ）　＝　
（３ｃ）についてのガンマ線および熱中性子線に対する
感度特性からガンマ線量、ガンマ線エネルギーおよび熱
中性子線量を以下に示すようにして求める。

第６図において、第１のガラス素子（３ａ）の感度曲線
（Ａ）と第２のガラス素−ｆ：（３ｂ）の感度曲線（Ｂ
）から各ガンマ線エネルギーに対して最も均一な線量応
答を示す曲線（Ｄ）を次式によって求めておく。

Ｄ＝（ａＡ＋Ｂ）／ｂここで、ａ、ｂは係数である。

したがって、第１のガラス素子（３ａ）の読取り値Ｒａ
と第２のガラス素子（３ｂ）の読取り値Ｒｂとからガン
マ線量値Ｒγを次式によって求める。

Ｒｙ　＝　（ａＲａ＋Ｒｂ）／ｂまた。第７図に示すように、第６図と同様な座標中に記
載した第１のガラス素子（３ａ）と第２のガラス素子（
３ｂ）との感度比を示す曲線（Ａ／Ｂ）から。

２００ＫｅＶ以下の低エネルギーガンマ線のエネルギー
を評価することができる。

また、熱中性子線量を求めるには混在するガンマ線量分
を差引く必要がある。前述の方法では、求めたガンマ線
エネルギーでの第３のガラス素子（３ｃ）のガンマ線に
対する感度Ｃを第６図の曲線Ｃから求めたのち、熱中性
子線量Ｒｎを次式によって求めることができる。

Ｒｎ＝　（Ｒｅ−ｃＲ’ｌ　）／　１．６また、第３の
ガラス素子（３ｃ）と第２のガラス素子（３ｂ）との間
に上述のとおりガンマ線速へい体（４）を配置したこと
により＋ｎ、γ変換フィルタ（７）すなわちカドミタム
板が中性子を吸収してガンマ線を放出するいわゆるｎ、
γ反応によって放出されたガンマ線が第１のガラス素子
（３ａ）および第２のガラス素子（３ｂ）に入射する量
をほとんど無視できるほど小さくできた。

なお、本発明において、第１種ｎ、γ透過フィルタおよ
び第２種ｎ、γ透過フィルタは前述のアルミニウム板お
よび錫仮に限らず他の金属あるいは非金属で構成しても
よく、要はいずれも熱中性子線を良く透過し、かつガン
マ線の透過率が異なる２種類の物質を組合わせて使用す
ればよい、同様にｎ、γ変換フィルタも熱中性子線を吸
収してガンマ線を放射する物質で構成すればよい。そう
して。

これらの各フィルタとガラス素子との組合せは信組並用
してもかまわない。さらに、ガンマ線速へい体は鉛に限
らず同じ効果を有するものであれば他の物質でもさしつ
かえない。

さらに、本発明においてケースやホルダは不可欠でなく
、たとえば３個のガラス素子をそれぞれ各フィルタで被
覆して合成樹脂製ケースあるいは袋に収容してもよい。

さらに、各ガラス素子をそれぞれ別ケースに収容しても
よい、また、ガンマ線速へい体の代りに、各ガラス素子
の位置を適当にするか、他の物体を介在させてもよく、
要はｎ、γ変換フィルタから放射された散乱ガンマ線が
他のガラス素子に入射して測定値を狂わせなければよい
。

〔発明の効果〕

このように、本発明の蛍光ガラス線量計用複合素子は、
放射線被曝によって活性化され、紫外線で励起されて蛍
光を発する３個以上のガラス素子と、このガラス素子の
うち少なくとも１個の表面を覆い熱中性子線を吸収して
ガンマを放射するｎ。

γ変換フィルタと、ｎ、γ変換フィルタで覆われない２
個以上のガラス素子の表面をそれぞれ覆い、いずれも熱
中性子線を透過しかつ２００ＫｅＶ以下の低エネルギー
ガンマ線に対する透過率が異なる２種類のｎ、γ透過フ
ィルタとを設けたので、熱中性子線を取扱う管理区域で
の個人被曝管理線量計用としても使用でき、ガンマ線と
熱中性子線を高精度で分離して測定できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蛍光ガラス線量計用複合素子の一実施
例の断面図、第２図は同じくケースの蓋体の斜視図、第
３図は同じくガラス素子および遮へい体の斜視図、第４
図は同じくホルダの斜視図、第５図は同じくケースの底
体の斜視図、第６図は各ガラス素子のガンマ線エネルギ
ーに対する感度特性を示すグラフ、第７図は・第６図の
グラフ中の曲線Ａと曲線Ｂとの感度比を示すグラフであ
る。（１）・・・ケース　　　　　　　　　（１１）・・・
底体（１２）・・・蓋体　　　　　　　　　　（２）・
・・ホルダ（３ａ）　、　（３ｂ）　、　（３ｃ）−ガ
ラス素子（４）・・・遮へい体（５）　、　（６）・・・ｎ、γ透過フィルタ（７）・
・・ｎ、γ変換フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放射線被曝によって活性化され、紫外線で励起さ
れて蛍光を発する３個以上の蛍光線量計用ガラス素子と
、この蛍光線量計用ガラス素子のうち少なくとも１個の
表面を覆い熱中性子線を吸収してガンマ線を放射するｎ
、γ変換フィルタと、上記ｎ、γ変換フィルタで覆われ
ない２個以上の蛍光線量計用ガラス素子の表面をそれぞ
れ覆いいずれも熱中性子線を透過しかつ２００ＫｅＶ以
下の低エネルギーガンマ線に対する透過率を異にする２
種類のｎ、γ透過フィルタとを具備したことを特徴とす
る蛍光ガラス線量計用複合素子。（２）３個以上の蛍光
線量計用ガラス素子が並置されかつｎ、γ変換フィルタ
で覆われた蛍光線量計用ガラス素子と他の蛍光線量計用
ガラス素子との間にガンマ線を遮へいする遮へい体を設
けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蛍光
ガラス線量計用複合素子。