JPH04194695A - 積分吸収線量測定用フィルター及びこれを用いた放射線線量計 - 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、放射線エネルギーの吸収フィルターに関し、
特に、通常の電離箱等の吸収線量計に設置することによ
り積分吸収線量を測定可能とするフィルターに関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、放射線の吸収線量を測定する線量計として、電離
作用を利用する電離箱、比例係数管、０Ｍカウンター、
励起作用を利用するシンチレーションカウンター、分子
の解離作用を利用する化学的検出器等が使用されている
。

これらのうち、代表的かつ簡易な線量計としては電離箱
１があり、これは、第７図に示すように、側面をアルミ
シールド２で被覆したフェノール樹脂製の函体３の頂面
に導電性の窓４を取付け、函体３の内部５に気体を充填
して集電極６を設置したものである。

この電離箱１は、窓４と集電極６との間に所定のバイア
ス電圧が印加された状態で使用され、窓４から入射した
β線が内部５の気体を電離し、その電離によって生じた
正負の電荷が窓４と集電極６にそれぞれ集められる。こ
の電荷移動に伴う電離電流を検出することによって、β
線の吸収線量を測定することができるようになっている
。

〔発明が解決しようとする課題］ ところが、一般に放射線、例えば、β線の電離粒子（電
子）は様々なエネルギー分布を有しており、上記電離箱
で測定される吸収線量のみでは放射線の特性を完全に知
ることができない。すなわち、吸収線量（単位ｒａｄ）
は、物質の単位質量当りの放射線から与えられたエネル
ギー量であって、β線の飛程がβ線のエネルギーの関数
であることから、吸収線量はその物質の深さ方向の依存
性がエネルギー分布によって種々異なる。したがって、
仮に所定深さにおける吸収線量が等しい場合でもエネル
ギー分布が異なれば、人体への影響に差が生ずることと
なる。

このように、吸収線量では、放射線の照射を受けた人体
の一定の深さにおける吸収エネルギーが知られるのみで
あって、人体への放射線の全影響を評価する尺度として
は適当でない。したがって、放射線の被爆管理上からは
、所定量の物質に対する放射線から与えられる総エネル
ギーを知る必要があり、その全吸収エネルギーを表示す
ることのできる積分吸収線量（単位ｇｒａｍ−ｒａｄ）
というパラメーターを尺度とする必要がある。

このため、従来、上記電離箱の窓３に前置するフィルタ
ーの厚さを変えて物質の深さ方向の吸収線量の分布を測
定し、その分布に基づいて放射線の積分吸収線量を推定
するか、若しくは放射線のエネルギー分布を測定し、こ
れを積分することによって積分吸収線量を算出していた
。しかしながら、フィルターの厚さを変える場合には、
多数回の測定をする必要があって甚だ煩雑であると共に
、全吸収エネルギー量を求めようとしても測定回数の限
界によりその精度には一定の限界がある。また、エネル
ギー分布を測定するには、より複雑な検出系及び測定系
が必要である。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、そ
の課題は、深さ方向の吸収線量の分布を有感面上の面内
分布に置き換えて測定することによって、線量計に簡易
構造の吸収フィルターを設置するのみで積分吸収線量を
直読可能とする測定技術を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明が講じた手段は、
線量計に前置して用いるフィルターの有効透過面内に凹
凸を形成し、等厚線の長さの和をその厚さの値に依らず
ほぼ一定値とするものである。ここでその凹凸は有効透
過面内で楔状断面を備えた複数の延長部を並列させて形
成することが望ましく、更に、環状の延長部が同心状に
配列された構造とすることが好ましい。

また、上記手段において、有効透過面内における厚さの
範囲をほぼＯからフィルター材質における放射線の最大
飛程までとするものである。

更に、放射線線量計としては、以上の積分吸収線量測定
用フィルターをその有窓部に沿って設置するものである
。

〔作用］ かかる手段、によれば、積分吸収線量測定用フィルター
の有効透過面内における厚さの最小値をｙｌ、７、最大
値をｙ□、とすると、これらの間の厚さｙの等厚線の長
さの和がｙの値に依らず一定に形成されているので、フ
ィルターのｙ□７からｙｗａａｘまでの厚さの寄与が等
しくなり、線量計からは、ｙ、、いからｙ。、Ｘまでの
厚さのフィルターを連続的に設置して測定した場合の出
力の平均値が得られる。したがって、その線量計の出力
はフィルターの厚さｙｌ、７から）’　＠ＩＩＸまでの
吸収線量の積分値に比例することとなる。

つまり、この吸収フィルターは、深さ方向の吸収線量の
分布を有感面上の吸収線量分布に変換して検知すること
によって、深さ方向の吸収線量の積分値を求めることを
可能とするものであり、通常の単一の深度における吸収
線量のみが得られる線量計であっても、本発明による積
分吸収線量測定用フィルターを用いることによって積分
吸収線量を直読することができるようになる。しかも、
多回数の測定やエネルギー弁別性を備えた検出器が不要
であり、極めて簡単な構造でかつ極めて容易に設置する
ことができ、線量計を加工する必要もないので、製造コ
ストの低減に大いに寄与するものである。

ここで、複数の延長部を並列させることによって、放射
線の面内分布の不均一性に伴う検出値の誤差を少なくす
ることができる。この誤差を小さくするには、有効透過
面積に対して延長部の数を多くすることが望ましい。ま
た、環状の延長部を同心状に配列することによって、放
射線束の断面における半径方向の不均一性の影響を低減
することができる。

更に、有効透過面内の厚さの範囲をＯから放射線の最大
飛程までとなるように形成すると、その放射線の全吸収
エネルギーを測定することができるので、放射線の被爆
管理上の尺度を直接得ることができる。

（実施例〕 次に、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

（第１実施例） 先ず、本発明に係る積分吸収容量測定用フィルターの第
１実施例を第１図を参照して説明する。

この実施例では、フィルター１０は充分な厚さを持つ枠
部１１を備え、それぞれ第１図（ａ）に示す２等辺三角
形の模型断面を備えた複数の延長部１２．１３．１４が
並列に取り付けられた構造となっている。この延長部１
２．１３．１４の頂辺１２ａ、１３ａ、１４ａにおける
厚さはｙｏであり、フィルター面に沿って等しい長さ！
で並列している。一方枠部１１は、この厚さｙｏよりも
充分厚く形成され、フィルター１０の有効透過面Ｓを限
定している。

このフィルターＩＯの厚さは０からｙｏまでの範囲で連
続的に変化しており、この範囲内では、厚さｙの有効透
過面Ｓ上の線分（等厚線）Ｐ、（ｉ＝１〜８）の長さの
和がｙの値に依らず一定となるように形成されている。

このフィルター１０は、第２図に示すように、電離箱１
の有感面上に設置して使用するものであり、これによっ
て放射線の積分吸収線量が測定される。ここで、Ｉａは
有感面を覆う前面フィルターである。

第２図に示す測定系にβ線を照射することによって得ら
れるｉｔ電離箱の出力信号を■、前面フィルター１ａの
厚さをΔｙとすると、各延長部１２゜１３．１４の幅よ
りもβ線束の系が充分大きければ、そのβ線の全吸収エ
ネルギーＥ１は、ｙｏ　・　Ｉ Ｅ、＝□・・・（１） Δｙ−３ で与えられる。

この（１）式の原理を以下に説明する。

入射β線束の全吸収エネルギーＥｔは、β線のエネルギ
ー分布をＰ（Ｅ）、その最大エネルギー値をＥ　ＩＩＩ
ＩＸ　とすると、 　ｗａｘ ＥＴ＝Ｓ　　　Ｅ−Ｐ　（Ｅ）ｄＥ・・・（２）で表さ
れるが、これは、物質中の深さｙとｙ＋Δｙ間で吸収さ
れるエネルギーをΔε（ｙ）、β線の最大飛程をｙｌ、
８とすると、 ｙｌＩ□　Δε（ｙ） Ｅ４＝Ｓ　　　□・ｄｙ・・・（３） ０　　　　Δｙ によって表現される。ここで、被積分関数であるΔε（
ｙ）／Δｙは、通常の電離箱によって測定される吸収線
量に相当する。

本発明によるフィルター１０の延長棚１２，１３．１４
の一部を取り出した斜視図及び断面図を第３図（ａ）及
び第３図（ｂ）に示す。ここで、この延長棚の有効透過
面に沿った幅方向の座標をχ、延長棚の１斜面の占有幅
をχ。とじている。

その斜面全面に均一なβ線束が照射された場合、第３図
（ｂ）に示すように、各場所χ１、χ２、及びχ、にお
ける電離箱１内でのβ線の電離作用は、それぞれ厚さｙ
ｌ、ｙ２及びｙ、の深度における吸収線量に対応したも
のであり、を離籍ｌはそれらの電離作用を平均化して出
力信号を出力する。したがって、ｙ＝にχ・・・（４）
の関係があるとすると、電離箱ｌの出力信号Ｉは、 χＯ ■＝！・Ｓ　Δε（ｋχ）・ｄχ ！・Δｙ　　ｙｏ　Δε（ｙ） ＝□・Ｓ　□・ｄｙ・・・（５） ｋ　　　　ＯΔｙ で与えられる。

二の（５）弐で３’ｏ＞ｙ＋ｓａえであれば、（５）式
の積分項は（３）式の積分項と等しくなり、これらと（
４）弐から、 ｙＯ′Ｉ Ｅ７＝□・・・（６） ！・χ。・Δｙ ここで、■／（！・χ。）はフィルター１０の単位面積
当りの電離箱１の出力であるから、！・χ。をＳに置き
換えることによって（１）式が得られる。

ここに、’ｉ　ｏ　＜　）’−ａ＊ｘである場合には、
フィルター１０の厚さｙｏに相当する積分吸収線量が得
られるが、’ｊ　ｏ　＞　３’　ｓａｘとなっているた
めに、電離箱１の出力信号は入射β線の全吸収エネルギ
ーを示していることとなる。

このフィルター１０しよ、β線の深さ方向の吸収線量の
分布を有感面上の分布に変換し、電離箱１の平均化検出
という特性（所謂、平均値型と言われる。）を利用して
、その出力信号を積分吸収線量に変換するという機能を
備えている。この場合に放射線の入射方向のずれ角θに
よる影響は、（１）式ではｙとΔｙの双方にｌ　／　ｃ
　ｏ　ｓθが乗せられるので相殺されることから、全く
考慮する必要がない。更に、本実施例では、β線束の径
に対して充分に小さい幅の延長棚を並列させているので
、β線束内のエネルギー分布や密度分布が不均一であっ
ても、その影響を抑えることができる。

なお、上記延長棚は、直線状に伸びた形状である必要は
なく、例えば、第４図に示すように、環状棚２２，２３
．２４を同心円を描くように配列し、周囲に充分な厚さ
を備えた円環状の枠部２１を設けたフィルター２０とし
た場合でも同様の効果を奏する。

（第２実施例） 次に、本発明の第２実施例を説明する。この実施例のフ
ィルター３０の平面構成は第１実施例と同一となってい
るが、その断面形状は、第５図に示すように、第１実施
例と同様の枠部３１、延長棚３２．３３．３４からなる
表面部の裏面側に均一な厚さの底面層３６が形成されて
いる。

この底面層３６の厚さｙ３によって、第１実施例のフィ
ルター１０．２０によって得られた厚さ０からｙｏまで
の積分吸収線量の代わりに、厚さｙ、から厚さｙｏ＋ｙ
ｓまでの積分吸収線量（）’ｏ　＋）’ｓ　＜）’−ａ
ｘのとき。ｙｏ＋ｙｓ＞ｙ、、Ｘの場合は、厚さｙ、か
ら厚さｙ、□までの値となる。）を得ることができる。

したがって、このフィルター３０のｙｏ及びｙ、を調整
することにより、任意の厚さの物質を通過した後の全吸
収線量を測定することができるので、これを重要な指針
として、被爆管理を行うことができる。

（第３実施例） 最後に、本発明による第３実施例を第６図を参照して説
明する。この実施例では、を離籍１の側面部の内側にも
円筒状のフィルター４０を設置しており、電離箱の側面
をも有怒面とすることができる。この場合、側面上のフ
ィルター４０は、電離箱１の内側に延長柵４１，４２．
４３の頂辺を突出させているが、同様に、頂面上のフィ
ルター１０の代わりに下方に突出したフィルターを電離
箱１の頂面上に設置することも可能である。

この実施例によれば、ポケット線量計のようなコンパク
トな検出器でも、広い方位角でのβ線計測が可能となる
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、等４線の長さの和が厚
さによって変わらないように凹凸を設けたフィルターで
あることに特徴を有するので、多数回測定やエネルギー
弁別機構の設置をすることなく、極めて簡単な構造を有
しかつ線量計の有惑面に沿って設置するだけで、単一深
さの吸収線量を出力する機能のみを備えた簡易線量計を
積分吸収線量測定装置に換えることができ、積分吸収線
量を直接得ることができる。

したがって、低製造コストかつコンパクトな線量計でも
任意の深度範囲における積分吸収線量を知ることができ
、特に被爆管理上重要な全吸収エネルギー量も直読可能
となるので、産業上の利用性は極めて高い。

なお、このフィルターの凹凸の間隔を縮小し、或いは特
定形状とすることによって、放射線分布の不均一性によ
る測定値の影響を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明による積分吸収線量測定用フィル
ターの第１実施例を示す断面図、第１図（ｂ）は同実施
例の平面図である。 第２図は第１実施例の設置状態を示す概念図である。 第３図（ａ）及び（ｂ）は第１実施例の作用を説明する
ための斜視図及び断面図である。 第４図は第１実施例の変形例を示す斜視図である。 第５図は本発明による積分吸収線量測定用フィルターの
第２実施例を示す断面図である。 第６図は本発明による積分吸収線量測定用フィルターの
第３実施例を示す断面図である。 第７図は従来から使用されている電離箱の一例を示す断
面図である。 〔符号の説明］ １０．２０，３０．４０・・・積分吸収線量測定用フィ
ルター １１．２１．３１・・・枠部 １２、　１３．　１４，３２，３３，３４，４１゜４２
．４３・・・延長棚 ２２．２３．２４・・・環状棚。 第１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）線量計有感部前面に設置される放射線透過フィル
   ターであって、その有効透過面内に凹凸が形成され、該
   有効透過面上における等厚線の長さの和がその厚さに依
   らずほぼ一定値に形成されていることを特徴とする積分
   吸収線量測定用フィルター。
2. （２）請求項第１項に記載の積分吸収線量測定用フィル
   ターにおいて、前記凹凸は、前記有効透過面に沿って、
   楔状断面を備えた複数の延長部が並列して形成されてい
   ることを特徴とする積分吸収線量測定用フィルター。
3. （３）請求項第２項に記載の積分吸収線量測定用フィル
   ターにおいて、前記延長部は環状に形成されており、複
   数の該延長部が同心状に配列されていることを特徴とす
   る積分吸収線量測定用フィルター。
4. （４）請求項第１項に記載の積分吸収線量測定用フィル
   ターにおいて、前記有効透過面内における厚さの範囲は
   、ほぼ０からフィルター材質における放射線の最大飛程
   までであることを特徴とする積分吸収線量測定用フィル
   ター。
5. （５）請求項第１項から第４項までの何れか１項に記載
   の積分吸収線量測定用フィルターがその有感部に沿って
   設置されていることを特徴とする放射線線量計。