JPH02295955A

JPH02295955A - 線量計測用素材

Info

Publication number: JPH02295955A
Application number: JP11405689A
Authority: JP
Inventors: Masaru Yoshida; 勝吉田; Masaharu Asano; 雅春浅野; Masao Tamada; 正男玉田; Minoru Kumakura; 熊倉　稔; Tetsuya Ichikawa; 哲也市川
Original assignee: KOKUSAN KAGAKU KK; Japan Atomic Energy Research Institute
Current assignee: KOKUSAN KAGAKU KK; Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 1989-05-09
Filing date: 1989-05-09
Publication date: 1990-12-06

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、γ線、Ｘ線、電子線、重荷電粒子線および、
中性子線などの電離性放射線による吸収線量を測定する
ための線量計測用素材に関する。

〔従来の技術〕

近年、原子力発電所、放射線廃棄物処理施設などの放射
性物質を取り扱う大型施設や粒子線、γ線などの各種の
照射施設等が普及してきた。これらの施設では、通常の
環境下はもちろん、温度や湿度が高いなどの環境下で広
い線量範囲にわたって正確かつ簡便に放射線の線量を測
定することが求められている。

そのため１０Ｇｙから１００ｋＧｙの中、高レベルの線
量測定を目的とし開発されたものが固体の放射線線量計
である。たとえば、熱ルミネツセンス線量計、ライオル
ミネッセンス線量計、ポリメチルメタクリレート線量計
、ラジアク口ミックダイフィルム線量計、コバルトガラ
ス線量計などが知られている。これらはいずれも放射線
を固体素子に照射後、固体素子からの発光量や特定波長
の光の吸収を測定して、これから照射線量を求めるもの
である。

しかしながら、これらの線量計は次のような欠点を有す
る。

（１）同一の照射条件、環境条件でも線量応答（すなわ
ち、発光量や光の吸収量など）のばらつきが大きい（ガ
ラス線量計を除く）、（２）照射後の線量応答が経時変
化する、いわゆる、フェイデング現象を示す（熱ルミネ
ツセンス線量計、ラジアクロミックダイフィルム線量計
を除く）、（３）有効な線量測定範囲が狭い、（４）ラ
ジアクロミックダイフィルム線量計、ライオルミネッセ
ンス線量計では照射時の環境、すなわち、温度あるいは
湿度などにより線量応答のばらつきが大きい。

そこでこれらの欠点を解決する方法としてアミノ酸を線
量計の素材として利用することが提案された。アミノ酸
は結晶状態で放射線を照射するとその吸収線量に比例し
て安定な固有のラジカル（遊離基）を生じるため、単位
重量当りの生成ラジカル濃度を常磁性共鳴吸収装置（Ｅ
ＳＲ）にて求めることによって線量を測定することが可
能である（ＣＥ　Ａ−Ｒ−３９１３、フランス１９７０
）。この線量測定法は上述の各線量計において問題とな
っている欠点を持たない。すなわち、照射によるラジカ
ルがアミノ酸の結晶内に生成するのでラジカルが安定で
あり、このためラジカル濃度の経時変化が極めて少ない
、また、同様の理由からラジカルは熱および水分に対し
て比較的安定である。従って、線量測定の精密度が高く
、測定値の再現性が良い。更に、有効な線量測定範囲も
１０Ｇｙから１００ｋＧｙであり、他の線量計よりも広
い線量域の測定ができるなどの利点を有していたが、ア
ミノ酸結晶粉末そのものは、水に可溶であるため、高湿
度の空気中ではこれらの影響をうける、また、微細な粉
末であるために取扱に極めて不便であり、更に、粉末が
すぐに静電気を帯びるため正確な秤量や試料管への挿入
も困難である。これらの理由からアミノ酸結晶粉末その
ま＼では実用的な線量計として用いるに問題があった。

このため、アミノ酸結晶粉末の特長を生かした線量計を
開発する研究が行われてきた。

これまでの研究成果の中では固形化剤としてパラフィン
ないしは粉末セルロースを用い、このなかにアミノ酸結
晶粉末を分散させた後、圧縮成形してベレット状のもの
を作製し、これを線量計素子として用いる方法が標準的
なものとして知られている（Ｉｎｔｅｒ、　Ｊ、　Ａｐ
ｐｌ、　Ｒａｄｔ、　ｌ５ｏｔｏｐｅ、　３３．１１０
１（１９８２）　Ｒａｄ、　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ、　
ＥＵＲ７４４ｇ−ＥＮ　Ｖｏ１２．４８９（１９８２）
）。しかし、この方法においてもパラフィンやセルロー
スを固形化剤とした成形体はもろく、成形後も弱い力や
振動により形くずれや欠落を起こし、このため、正確な
線量測定ができない。

また、成形法が圧縮成形（パラフィン、セルロース）な
いしは鋳造法（パラフィン）しか用いられないため、得
られる成形体がペレット状ないしは短い円柱や角柱状の
ものに限定される。そして、形くずれしやすいパラフィ
ンやセルロースを固形化剤とした上記の方法では成形体
を大量生産することはほとんど不可能である。などのほ
かにもセルロースを用いた場合はセルロース自体が照射
により過酸化ラジカルを生じるので、アミノ酸結晶に生
成したラジカルと重なりＥＳＲによりアミノ酸結晶のみ
の正確なラジカル濃度を求めることが困難となるためセ
ルロースの場合は線量測定が不正確になり、従って、測
定できる線量域がアミノ酸単独の場合より狭い範囲に限
定されることになる。また、セルロースの場合はアミノ
酸粉末とセルロース粉末との混合となるため均一な組成
のものが得難く、成形体筒々の組成のばらつきが大きい
など多くの欠点を有していた。

それらの欠点を克服したのがアラニン結晶粉末を素材と
しゴムや高分子樹脂とからなる線量計である（特開昭６
１−９７５８５号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記のアラニン結晶粉末は、従来の欠点を克服できたが
、更に、線量計を製造する際に、溶融成形がより容易で
、かつ生成ラジカルの長時間安定な素材を見いだすこと
が当業界の課題であった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、前記の如く成形容易で、安定なラジカル
を得るべく、その素材を見いだすため鋭意検討した結果
、本発明を見いだすに至った。

本発明は、一般式％式％（式中、Ｒ１は、水素原子または低級アルキル基であり
　Ｒ２は、水酸基または低級アルコキシ基である。）で
表されるアクリロイルバリン誘導体からなる線量計測用
素材である。

本発明の前記一般式（Ｉ）で表されるアクリロイルバリ
ン誘導体は、２重結合を有しているにもかかわらず電離
性放射線照射によって重合することがなく、１００℃以
下の温度で容易に溶融成形が可能であって、電離性放射
線の照射によって生成するラジカルは非常に安定で、ラ
ジカル濃度の経時変化が極めて少なく、照射線量にラジ
カル濃度が極めてよく比例するという特徴を有している
。

本発明の前記一般式（Ｉ）で表されるアクリロイルバリ
ン誘導体は、入手容易な化合物であり、Ｌ体、０体また
はラセミ体であってもよい。本発明の目的をより充分に
達成するためには、前記−般式（Ｉ）中のＲ１はメチル
基であり　Ｒ２はメトキシ基であるところのメタアクリ
ロイルバリンメチルエステルが好ましく、更にはメタア
クリロイル−（Ｌ）−バリンメチルエステルが好ましい
。

本発明の素材は、単品で線量計の用に供し得るが、例え
ば、エチレン−プロピレン（−ジエン）共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、クロロブレンゴム、ニトリ
ルゴム、ブチルゴム、合成イソプレンゴム、スチレン−
ブタジェン（−アクリロニトリル）共重合体、ブタジェ
ンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム
、クロルスルホン化ポリエチレン、四弗化エチレン−プ
ロピレン交互共重合体などのゴムの他に、ポリスチレン
、アクリロニトリル−スチレン樹脂、ポリブチレンテレ
フタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂など、また、生
成ラジカルが急速に減衰する樹脂である低密度ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリエステル樹脂、ナイロン−
１２などと共に用い線量計作成の際に成形の容易さを増
加させることができる。

本発明の素材より作成された線量計は、測定できる線量
範囲が５Ｇｙ〜１００ｋＧｙであり、測定可能な温度範
囲が一２００℃〜＋５０℃である。

尚、本発明の作用効果は、ＥＳＲによるラジカルの測定
により確認した（Ｔ、Ｋｏｊｉｍａ　ｅｔ　ａｌ。

Ａｐｐｌ、　Ｒａｄｉａｔ、　ｌ５ｏｔ、　、　３７．
５１７−５２０　（１９８６）を参照した。）。

〔作　　用〕

前記一般式（Ｉ）で表されるアクリロイルバリン誘導体
は電離性放射線照射によりラジカルを生成する作用を有
する。生成ラジカルは、照射線量に比例し、生成したラ
ジカルは安定である。本発明はこれを利用した線量計測
用素材である。

〔実　施　例〕

以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１２圓径で長さが３ｃｍからなる棒状のメタアクリロイル
−（Ｌ）−バリンメチルエステル（以下ＭＡ（Ｌ）Ｖａ
ｌＯＭｅと略す。）を圧融着によって成形した。この素
材に６０Ｃｏ線源からのγ線を、室温にて２Ｘ１０３Ｇ
ｙ照射した。ラジカル量の測定は、Ｅ　Ｓ　Ｒ（ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ　５ｐｉｎ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　５ｐｅｃ
ｔｒｏｓｃｏｐｙ）で行った。生成したラジカル濃度は
ＥＳＲの積分吸収ピークの面積から求められるが、ここ
ではより簡便に微分曲線のピーク間の高さをもって代用
した。ＥＳＲチャートを第１図に示す。

実施例２実施例１において調製した素材のＥＳＲピークの単位重
量当りの高さ（生成ラジカル濃度に比例）と吸収線量の
関係を第２図に示す。１０Ｇｙから５ｏｏｏａｙまでの
吸収量とＥＳＲビークの高さの正対数プロットの関係は
、直線性を示し、この素材が線量計として使用できるこ
とを示している。

実施例３〜７実施例１において、ＭＡ（Ｌ）ＶａｌＯＭｅのかわりに
、メタアクリロイル−（Ｄ）−バリンメチルエステル（
実施例３）、メタアクリロイル−（ＤＬ）−バリンメチ
ルエステル（実施例４）、アクリロ４ルー（Ｌ）−バリ
ンメチルエステル（実施例５）、メタアクリロイル−（
Ｌ）−バリン（実施例６）、アクリロイル−（Ｌ）−バ
リン（実施例７）を用いて、圧融着によって棒状素材を
成形し、２Ｘ１０３Ｇｙ照射した。ＥＳＲビーク高さの
結果を表１に示す。

表１各種素材の線量計〔発明の効果〕本発明の前記−数式（Ｉ）で表されるアクリロイルバリ
ン誘導体からなる線量計測用素材は、比較的低温度で容
易に溶融成形ができ、単品で線量計とすることができる
。これは、線量測定時に他の影響を受けることなく正確
な測定ができると共に再現性が向上することは言うまで
もない。また、電離性放射線の照射によって生成するラ
ジカルは非常に安定でラジカル濃度の経時変化が極めて
少なく、照射線量にラジカル濃度が極めて比例している
。これらの効果を有するため本発明の素材からなる線量
計は、５Ｇｙ〜１００ｋＧｙと測定範囲が広＜、−２０
０℃〜＋５０℃と広範囲の測定温度範囲を有する。更に
ラジカル生成の少ない高分子材料と組合わせることによ
り機械的強度を向上させることも可能であるし、成形能
力が向上することにより複雑な形体の要求にも応するこ
とができる。

以上の如く、本発明は多くの特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＭＡ（Ｌ）ＶａｌＯＭｅを素材に線量計を構
成し、ラジカル量を測定したＥＳＲチャートである。第２図は、ＭＡ（Ｌ）ＶａｌＯＭｅを素材に線量計を構
成し、ＥＳＲビーク単位重量当りの高さ（生成ラジカル
濃度）と吸収線量の関係を示したものである。第１図第２図吸収線量（Ｇｙ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表されるアクリロイルバリン誘導体からなる線量計測
用素材（式中、Ｒ＾１は水素原子または低級アルキル基
であり、Ｒ＾２は水酸基または低級アルコキシ基である
。）。
（２）Ｒ＾１がメチル基であり、Ｒ＾２がメトキシ基で
ある請求項１に記載の素材。
（３）アクリロイルバリン誘導体がＬ体である請求項２
に記載の素材。
（４）遊離基発生用材料である請求項１に記載の誘導体
。