JPH0559391B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ この発明は、γ線、Ｘ線、電子線、重荷電粒子
線および中性子線等の電離性放射線による吸収線
量を正確に、かつ簡便に測定するための放射線量
計に関する。 ［従来の技術］ 近年、原子力発電所、放射線廃棄物処理施設等
の放射性物質を取扱う大型施設や、粒子線、γ線
等の各種照射施設が普及してきた。これらの施設
では、通常の環境下で広い線量範囲に渡つて正確
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。 従来の10Gyから100KGyの中、高レベルの線量
測定を目的とした固体の放射線量計としては、熱
ルミネツセンス線量計、ライオルミネツセンス線
量計、ポリメチルメタクリレート線量計、ラジア
クロミツクダイフイルム線量計、コバルトガラス
線量計等が知られている。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、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
点を有している。 (1) 同一の照射条件、環境条件でも線量応答（即
ち、発光量や光の吸収量等）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、フエイデイング現象を示す（熱ルミネツセ
ンス線量計、ラジアクロミツクダイフイルム線
量計を除く）。 (3) 有効な線量計測定範囲が狭い。 (4) ラジアクロミツクダイフイルム線量計、ライ
オルミネツセンス線量計では、照射時の環境、
即ち温度あるいは湿度等により線量応答のばら
つきが大きい。 アミノ酸の一種であるアラニンは結晶状態で放
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
重量あたりの生成ラジカル濃度を常磁性共鳴吸収
装置（ESR）により求めることによつて、線量
を測定することが可能である。（例えば、CEA−
Ｒ−3913、フランス1970） しかしながら、アラニン結晶粉末そのものは水
に可溶であるため、水中あるいは空気中で水や高
い湿度の影響を受ける。また、粉末が微細ですぐ
に静電気を帯びるため、正確な評量や測定用試験
管への充填も困難であり、取扱いにきわめて不便
である。これらの理由からアラニン結晶粉末その
ままでは実用的な線量計としての価値に乏しく、
アラニン結晶粉末の特徴を生かした線量計の開発
する研究が行なわれてきた。 これまでの研究成果の中では、媒体としてパラ
フインないしは粉末セルロースを用い、この中に
アラニン結晶粉末を分散させた後、圧縮成形して
ペレツト状のものを作製し、これを線量計として
用いる方法が知られている。［Int.J.Appl.
Radiant.Isot、33、110（1982）、Radiat.Pro−
tectinon、EUR7448−EN Vol2、489（1982）］ しかし、パラフインやセルロースといつた媒体
を用いた成形体はもろく、成形後も弱い力や振動
により形くずれや欠落を起し、正確な線量測定が
できない。また、成形法として圧縮成形（パラフ
イン、セルロース）ないしは鋳造法（パラフイ
ン）しか用いることができないため、得られる成
形体がペレツト状ないしは短い円柱状や角柱状も
のに限定される。そして、上記の方法では成形体
を大量生産することは殆ど不可能である。 以上の他にも、次のような欠点が例記される。
パラフインは融点の最も高いものでも約70℃であ
るため、温度が高い場合、例えば高線量率で照射
する金属容器内の試料等の線量測定を行なう場合
ではパラフインが溶融するため使用できない。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が生じるので、アラニン結晶
により生成したラジカルとESR信号が重なり、
アラニン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。このため線量測定が不正確に
なり、測定できる線量域がアラニン単独の場合よ
りも狭い範囲に限定される。また、セルロースの
場合は粉末と粉末との混合となるため均一な組成
のものが得難く、成形体個々の組成のばらつきが
大きい。 以下の欠点を解消するためにポリマを媒体とす
るアラニン線量計素子が提案されている［小島他
３名：第46回応物講演予稿集（1985.秋）、小島他
３名；放射プロセスシンボジウム講演要旨集、
P.9（1985.11.18）］ポリマを媒体とする方法では
種々の成形法が利用でき、大量生産も可能であ
り、また、パラフインと異なり70℃以上でも使用
できる利点がある。さらに均一な組成物を容易に
得られるため線量計素子としての実用性が飛躍的
に高まつた。 ［発明が解決しようとする問題点］ ポリマを媒体とする線量計素子の大量製造を検
討した結果、次のような問題点が明らかとなつ
た。即ち、圧縮成形による場合は寸法精度の良い
素子を量産することはできるが、製造に要する時
間が比較的長く、素子製造の価格が高くなつてし
まう。逆に、例えば棒状に押出し成形する方法は
きわめて量産性に優れた方法であるが、寸法精度
が悪く素子としての線量測定の信頼性が劣る。 この発明は、このような点に鑑みてなされたも
ので、高精度かつ量産性に優れた樹脂成形体線量
計素子を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ この発明は、電離性放射線の照射により材料に
生成する遊離基（ラジカル）の量が、同様の照射
によりアラニン結晶に生成するラジカル量の1/5
以下である材料からなる紐の外周にアラニン結晶
粉末を10〜1000重量部含有する樹脂組成物を連続
して押出被覆成形して樹脂成形体線量計とするも
のである。 また、この発明は、電離性放射線の照射により
材料に生成するラジカルが不安定で室温にて短時
間内に減衰して同等の照射によりアラニン結晶に
生成するラジカル量の1/10以下となるような材料
からなる紐の外周にアラニン結晶粉末を10〜1000
重量部含有する樹脂組成物を連続して押出被覆成
形して重視成形体線量計とするものである。 ［技術的背景］ 線量測定を精度よく行なうには、紐に存在する
ラジカル量はアラニンのそれの1/10以下である必
要がある。このためには、照射により紐に生成す
るラジカル量が少ないか、ないしは紐に生成した
ラジカルが15℃〜25℃の室温付近で１〜３時間程
度の短時間内に減衰してアラニン結晶ラジカルの
１／１０以下になることが必要である。また、樹脂成
形体線量計における線量の測定は、アラニンラジ
カルによつて行なわれるが、このとき紐にもラジ
カルが生成すると、アラニンラジカルの信号と重
なつて正確なアラニンラジカル量が測定できなく
なつてしまう。したがつて、紐に生成するラジカ
ルの量が少ない方がよく、1/5がその限度となる。 このことから、この発明で用いられる紐として
は芳香族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポ
リエチレン繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ポリプ
ロピレン繊維等を例示することができる。 また、この発明で用いる樹脂としては、アラニ
ン結晶と樹脂を混合し、成形するために、樹脂の
軟化点や融点がアラニン結晶の融点（239℃）以
下であることが望ましい。 さらに、樹脂として、照射によるラジカル生成
量の少ない樹脂が望ましい。例として、エチレン
ビニルアセテートコポリマ、エチレンエチルアク
リレートコポリマ、アクリロニトリル−スチレン
樹脂、硬質アクリロニトリルーブタジエン−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等があげられ、また、生成ラ
ジカルが急速に減衰する樹脂も望ましく、例とし
て、低密度ポリエチレン（ラジカル生成量も少な
い）、ポリプロピレン、ポリエステル樹脂等があ
げられる。 これらの樹脂とアラニン結晶粉末との配合割合
は、上限においては、成形体を取扱うに際して実
用的な機械的物性を保持しているか否かにより、
下限においては、線量計素子として有効なアラニ
ン量を含んでいるか否かにより定められ、樹脂
100重量部に対してアラニン結晶粉末10〜1000重
量部の範囲のものが適切である。 また、押出し成形からも上限が定められ、やは
りアラニン結晶粉末1000重量部の範囲にあものが
適切である。さらに好ましくは100〜500重量が好
適である。 押出成形は、電線業界で公知の方法が適用でき
る。即ち、クロスヘツドを備えた押出機と精密な
巻取機により連続して均一な外径を有する樹脂成
形体線量計素子を製造することができる。 ［実施例］ 実施例 １ ポリエチレン［宇部興産(株)製UBEZ−265］100
重量部にDL−α−アラニン結晶粉末［和光純薬
(株)製、特級］300重量部および２，2′−メチレン
ビス−（４−メチル−６−第３ブチルフエノール）
を0.1重量部を135℃のミキシングロールで均一に
混練して組成物を得た。この組成物を次に28mm電
線押出機（クロスヘツド装置）ラインによりケブ
ラ219（デユポン社製品）紐の外周に150℃で押出
被覆して、第１図に示すような直径３mmφの断面
が丸型の成形体を500ｍの長さに作成した。即ち、
中央の中心紐２の周りにアラニンポリマ組性物１
を押出被覆して形成したものである。 この成形体３を１ｍ間隔に切断して、外径を測
定した結果を第１表に示す。この表から明なよう
に外径変動が極めて少ない。さらに、この成形体
を長さ３cmに切断して線量計とした。そして、こ
の素子中のラジカル数相対値［常時性共鳴吸収装
置（ESR）のスペクトルピーク間の高さで判定］
をESR装置で測定した。条件は、室温、周波数
9.4GHz、Power4ｍＷ、中心磁場3354G、
Mod.10G、Amp、1000で行なつた。ラジカル数
相対値は後述する比較例１の値を基準100とて相
対的に表した。ケブラは殆ど素子中のラジカル数
を増加させていないことが分る。さらに、単位量
の素子を製造するに要する時間をおおまかに比較
した。 これらの結果を後述する比較例とともに第１表
に示した。 比較例 １ 実施例１と同様の組成物を金型を用い、150℃
で加圧成形して直径３mmφ、長さ３cmの素子を20
本作つた。これらの素子の外径のバラツキ、ラジ
カル量相対値、製造時間を第１表に合せて示す。
この例では、製造に著しく多くの時間を要する欠
点がある。 比較例 ２ 実施例１と同様の組成物を直径３mmφのラウン
ドダイを有する28mm押出機により棒状に150℃で
押出成形した。この押出棒状組成物は自然にダイ
先端より落下させて気中冷却固化させた。次に、
この押出棒状組成物を長さ３cmに切断して素子と
した。この結果を第１表に合せて示す。この例の
場合も外径のバラツキが大きいことが分る。 比較例 ３ 中心紐に直径0.5mmφのスズメツキ銅線を用い
て実施例１と同様にして作製した。得られた素子
の外径のバラツキ、ラジカル数、製造に要する時
間を合せて第１表に示す。この場合、ラジカル数
が多く測定は不可能であり、線量計素子として全
く利用できないものであつた。

【表】 α：標準偏差
x⁻：外径平均値
以上説明したように、この発明によれば、線量
計素子の中心に紐が有するため、機械的な強度も
高くなり、長尺の素子、例えば５ｍ長さ等のまま
使用することも可能であり、線量分布の測定等に
も有用である。 なお、実施例で得られた素子について、⁶⁰Co−
γ線を室温にて照射し、吸収線量とESRピーク
の単位重量当りの高さの関係を第２図に示す。ほ
ぼ直線関係を示し、線量計素子として使用できる
ことが確められた。 ［発明の効果］ 以上説明したとうり、この発明によれば、寸法
精度が高く、量産性に優れた樹脂成形体線量計が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の樹脂成形体線量計素子の
断面図、第２図は、樹脂成形体線量計のESRス
ペクトルのピークの単位重量当りの高さの吸収線
量の関係を説明するための線図である。 １……アラニンポリマ組成物、２……中心紐、
３……樹脂成形体線量計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電離性放射線の照射により材料に生成する遊
   離基（ラジカル）の量が、同様の照射によりアラ
   ニン結晶に生成するラジカル量の1/5以下である
   材料からなる紐の外周にアラニン結晶粉末を10〜
   1000重量部含有する樹脂組成物を連続して押出被
   覆成形してなることを特徴とする樹脂成形体線量
   計。 ２ 電離性放射線の照射により材料に生成するラ
   ジカルが不安定で室温にて短時間内に減衰して同
   等の照射によりアラニン結晶に生成するラジカル
   量の1/10以下となるような材料からなる紐の外周
   にアラニン結晶粉末を10〜1000重量部含有する樹
   脂組成物を連続して押出被覆成形してなることを
   特徴とする樹脂成形体線量計。