JPH0619456B2 - 個人線量計用電離箱 - Google Patents

個人線量計用電離箱

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JPH0619456B2
JPH0619456B2 JP26367888A JP26367888A JPH0619456B2 JP H0619456 B2 JPH0619456 B2 JP H0619456B2 JP 26367888 A JP26367888 A JP 26367888A JP 26367888 A JP26367888 A JP 26367888A JP H0619456 B2 JPH0619456 B2 JP H0619456B2
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克彦 崎原
健 松本
信一郎 岩崎
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Riken Keiki KK
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Riken Keiki KK
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ガンマ線防護を目的として1センチメートル
線量当量を測定するための、着衣に着ける個人線量計に
適した電離箱に関する。
(従来技術) ガンマ線の人体に対する被曝量は照射線量により評価さ
れていたが、ガンマ線の人体への遺伝的影響力はガンマ
線の光子エネルギーにより異なるため、エネルギー毎の
影響力を加味した値、つまり1センチメートル線量当量
により測定することが必要となる。
すなわち、1センチメートル線量当量の測定にあったて
は、遺伝的影響の少ない10keV以下をカットすると
ともに10〜30keVの低エネルギ領域に対する検出
感度を可及的に小さく、また大きな遺伝的影響を与える
30乃至、 500keVの中エネルギ領域については70
keVをピークとするように相対感度を引上げ、さらに
500keV以上の高エネルギ領域では相対感度を1とす
る感度補正、つまり換算特性(第3図 実線)が要求さ
れている。
このような検出特性を得るためには、エネルギスペクト
ルを求めてエネルギ毎に区分して補正することも考えら
れるが、エネルギ分析手段を必要として装置が大型化す
るため、着衣に装着して使用する個人線量計に適用する
ことは実用的でない。
このため、ガンマ線が人体を照射した時に生じる散乱線
を積極的に利用して中エネルギ領域での検出感度を引上
げる一方、ガンマ線検出器の外側にフィルタを設けて低
エネルギ領域のガンマ線をカットして補正することも考
えられるが、本質的にはフィルタと検出器本来の検出感
度に依存するため、特に遺伝的影響の大きい中エネルギ
領域の検出感度をきめ細かく調整することが不可能で、
測定誤差が大きくなるという問題を抱えている。
(解決すべき課題) 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは簡単な構成により照射され
た放射線量から直接、1センチメートル線量当量を高い
精度で検出することができる新規な電離箱を提供するこ
とにある。
(課題を解決するための手段) このような問題を解決するために本発明においては、ア
ルミニューム製ケースの内面に10keV以上の放射線
を透過させる一方、外壁からの二次電子を阻止するとと
もに、少なくとも表面が導電性を有する内壁を設けて電
離槽を形成し、前記電離槽に実効原子番号が8よりも低
い原子番号の材料からなる第1の集電極と、金属からな
る第2の集電極を配設した。
(作用) 電離槽外壁をなすアルミニュームにより遺伝的影響力を
無視し得る10keV以下のガンマ線が電離槽内に入射
するのを阻止するとともに、10〜30keVの低エネ
ルギ領域のガンマ線をそのエネルギに応じて減衰させて
低エネルギ領域の検出感度を調整し、またガンマ線の照
射により外壁から発生する二次電子の一部が電離層内へ
進入するのを内壁により阻止して中エネルギ領域の検出
感度が無用に上昇するのを防止した状態で、電離槽内に
入射したガンマ線により電離槽の内の気体を励起させて
イオン対を生成させる。このとき、内壁に実効原子番号
が低く(8より小さく)、かつ密度が小さな(1グラム
/立方センチメートルよりも小さい)材料を選択する
と、換算特性曲線に可及的に近づけることが可能になる
とともに、換算特性との微小な差異は、集電極の構成し
ている材料の表面積の調整、例えば金属により構成され
た集電極と、実効原子番号が低くかつ密度が小さな材料
で構成された集電極の本数等を変更することにより、中
エネルギ領域における検出感度が補正させる。
(実施例) そこで以下に、本発明の詳細を図示した実施例に基づい
て説明する。
第1図は本発明の実施例を示すものであって、図中符号
1は、外壁を形成するアルミニュームからなるケース
で、人体に遺伝的影響を与えることのない10keV以
下のガンマ線を遮断する一方、エネルギが10keV以
上のガンマ線をそのエネルギに応じて実質的に透過させ
る程度の厚み、例えば0.05mmに選択されている。3は、
ケース1の内面に設けた二次電子遮断用の内壁で、高分
子材等のように金属に比較してガンマ線の照射を受けた
とき二次電子の放出が可及的に少なく、しかもケース1
からの二次電子を遮断することができる程度の厚みを備
えた実効原子番号が低く、かつ密度の低いの材料、例え
ば高分子材料から形成され、これの表面には炭素等のよ
うにに実効原子番号が低い材料からなる導電層4が設け
られて、一方の電極が形成されている。7、7、7…
は、高分子等のように実効原子番号が低く、かつ密度が
小さな材料からなる仕切板で、内壁3と後述する基台5
により形成された槽を複数、この実施例では8つに分割
して電離槽9、10、11、12、13、14、15、
16を形成するとともに、表面には炭素等の実効原子番
号が低い導電材料を塗布して導電層8が形成され、内壁
3の導電層に導通されている。20、20は、それぞれ
電離槽11、15に配設された第1の集電極で、例えば
高分子材料のように実効原子番号が低く、かつ密度の小
さな材料から基体30(第2図)を形成するとともに、
これの表面に実効原子番号の低い導電塗料からなる導電
層31を形成して構成され、基台5に植設されている。
21、21、21…は、他の電離槽10、12、13、
14、16に配設されたアルミニューム等の金属からな
る第2の集電極で、基台5に植設されており、これら第
1、第2の集電極は基台5の表面に形成した実効原子番
号の低い材料、例えば炭素からなる導電層6を介してリ
ード24に接続している。なお、図中符号26は、導電
層4及び仕切板7、7、7の導電層8、8、8に導通す
るリードを、また27はアルミニューム製のシールド板
を示す。
この実施例において、導電層4、8と集電極20、21
との間に電位を掛けられた電離箱が着衣、もしくはファ
ントムつまり1センチメートル線量当量を校正するため
の高分子材料製疑体に取り付けられた状態でガンマ線の
照射を受けると、遺伝的影響が無視し得る程度の低エネ
ルギー領域(10keV以下のもの)のガンマ線は、外
ケース1を構成しているアルミニュームに阻止されて電
離槽9〜16内に入射することができない。
ところで外ケース1を照射したガンマ線は、これを励起
してコンプトン効果により二次電子を発生させる。この
二次電子の一部は、内壁3に阻止されて槽9〜16に入
ることができない。またケース1を透過するガンマ線の
内、10乃至30keVの低エネルギ領域のものは、外
ケース1を構成しているアルミニュームによりエネルギ
に応じた減衰を受けて換算特性にほぼ一致した感度特性
を生じさせ、また中エネルギ以上のものは実質的な減衰
を受けることなく電離槽9〜16内に入射し、ここの気
体を励起して線量及びエネルギに比例したイオン対を生
成させ、また内壁面を励起して4、6、8の面積に比例
したコンプトン電子を発生させるから、放射線量に対応
した電気信号が出力することになる。いうまでもなく、
中エネルギ領域のガンマ線は、人体やファントムから散
乱線を副次的に発生させて、これが電離槽9〜16に入
射することになるから、中領域における検出感度が引上
げられることになる。
一方、中エネルギ領域のガンマ線による二次電子の発生
率は、照射を受ける材料の種類、つまり実効原子番号に
大きく影響を受けるから、集電極20、21を構成して
いる材料の種類を変えることにより中エネルギ領域の感
度が変化することになる。
すなわち、電離槽内に収容する第1の集電極20と、第
2の集電極21の構成比率を変えることにより中エネル
ギ領域における感度特性を変更することができる。
このようにして、槽内に発生した荷電粒子は、集電極2
0、21と内壁3の導電層4、及び仕切板7の導電層8
との間に印加されている電界により引かれて電気信号と
なって図示しない計測手段により1センチメートル線量
当量、つまりシーベルト(Sv)として表示される。
この実施例では、内壁により構成された槽を仕切板7に
より区分している関係上、集電極との電極間の距離が小
さいから、低い電位の印加により電界強度を高めること
ができ、これにより飽和現象を抑えることができる。
なお、充分な印加電圧が確保できる場合には、特に仕切
板を設けなくても飽和が生じるようなことはない。
[実施例] 外壁をアルミニュームで、また内壁を実効原子番号が8
以下で、密度が1グラム/立方センチメートル以下の高
分子材料、例えばポリプロピレンやポリメチルペンテン
などで内容積20方法センチメートルの槽を形成し、こ
れを高分子材料製の仕切板により4つの電離槽に分割し
て、各電離槽に集電極を1本収容するものとし、第1集
電極として高分子材料の表面に炭素からなる導電塗料に
より導電層を形成したものを、また第2集電極としてア
ルミニュームで形成したものを用い、外壁の厚みと、集
電極の種類を変えながら感度特性を調べたところ、第3
図に示したような結果となった。
すなわち、外壁の厚みを 0.5ミリメートルとして、集電
極の全てを第2集電極、つまりアルミニューム製の電極
を使用した場合には理想特性よりも感度が高くなった
(第3図 I)。また集電極の1本を第1集電極、つま
り高分子材料に導電性塗料を塗布したものに変えたとこ
ろ、理想特性に極めて近い感度特性を得ることができた
(II)。さらに集電極を全て第1集電極とした場合には
理想特性に対して大きく感度が低下した。
次に、外壁の厚さを 1.0立方センチメートルに増大さ
せ、集電極を全て第1集電極を使用した場合には中エネ
ルギ領域では理想特性にほぼ近い特性を示したが、低エ
ネルギ領域では検出感度がやや低下した。
このことから、第1集電極の本数を多くするほど中エネ
ルギ領域における感度を小さくすることができ、外壁を
構成するアルミニュームの厚みを 0.5mm程度とすること
により、低エネルギ領域での感度を換算曲線(図中実
線)にほぼ合せることができ、また中エネルギ領域の感
度特性は集電極を構成する材質により調整することによ
り換算曲線に近い相対感度を有する電離箱を実現できる
ことが判明した。
なお、この実施例においては内壁を形成する材料として
実効原子番号が8以下で、密度が1グラム/立方センチ
メートル以下の高分子材料であるポリプロピレンやポリ
メチルペンテンを用いているため、内壁の厚みを加工が
容易な程度の値で、しかも無用に厚くする必要のない実
用範囲に収めることができる。なお、付言すれば、塩化
ビニール等のように塩素等のなどの高原子番号の元素を
含まず、しかもなるべく密度の小さなものであれば、高
分子材料の種類に制限を受けないことは明らかで、しか
も使用する高分子材料の実効原子番号とその密度により
内壁の厚みが調整されることはいうまでもない。
第4図は、本発明の第2実施例を示すもので、図中符号
40は、低原子番号の基体30に炭素等の導電層31を
形成した第1の集電極(第2図)、41はアルミニュー
ム等の金属により構成された第2の集電極で、仕切板に
区画された電離槽42、42、42…に正面方向(図中
矢印A)に対してそれぞれが千鳥状となるように配設さ
れている。
この実施例によれば、確立的に高い入射方向となるガン
マ線に対して集電極がガンマ線を受けることになり検出
洩れを小さくすることができる。
なお、この実施例においては、内壁、仕切板、及び第1
の集電極を低原子番号製の基体に低原子番号製の導電層
を設けて構成しているが、高分子材料に炭素等の導電性
材料を混練するようにしても同様の効果を奏することは
明らかである。
(効果) 以上説明したように本発明においては、アルミニューム
製ケースの内面に10keV以上のガンマ線を透過させ
る一方、外壁からの二次電子を阻止するとともに、少な
くとも表面が導電性を有する内壁を設けて電離槽を形成
し、前記電離槽にアルミニュームよりも実効原子番号の
低い材料からなる第1の集電極と、金属からなる第2の
集電極を配設したので、ケースを構成するアルミニュー
ムにより遺伝的影響を無視し得る低エネルギガンマ線を
カットしつつ低エネルギ領域の感度をほぼ換算曲線に一
致させる一方、人体に多きな遺伝的影響を与える中エネ
ルギ領域のガンマ線の検出感度を、材料を異にする集電
極の本数を調整するという簡単な操作により換算曲線に
一致する感度に補正することができる。
さらに、集電極を複数に分割したので、集電極の体積を
増加させることなく表面積を確保することが可能となっ
て、実質的電離槽容積、つまり電離用気体量を大きくし
て検出感度の増大を図ることができる。
また、この発明においては内壁により形成された槽を仕
切板により複数の電離槽に分割するとともに、少なくと
も表面に導電層を形成したので、集電極との電極間の距
離を小さくして、低い電位の印加により電界強度を高め
て飽和現象を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)(ロ)は本発明の一実施例を断面図、第2図
は第1集電極の構造を示す拡大断面図、第3図は集電極
の低原子番号製集電極の本数と検出感度の関係を示す
図、第4図は本発明の他の実施例を示す集電極の配置図
である。 1……アルミニューム製外壁、3……内壁 4……低原子番号製導電層、5……基台 6……低原子番号製導電層 7、7、7……仕切板 8……低原子番号製導電層 9〜16……電離槽 20……第1集電極 21……第2集電極 30……低原子番号製基体 31……低原子番号製導電層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 信一郎 東京都板橋区小豆沢2丁目7番6号 理研 計器株式会社内 審査官 石井 良和

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】実質的に10keV以上のガンマ線を透過
    させる程度の厚みを有するアルミニュームからなる外壁
    と、実質的に10keV以上のガンマ線を透過させ、か
    つ前記外壁からの二次電子を阻止するとともに少なくと
    も表面が導電性を有する実効原子番号と密度がアルミニ
    ュームより小さい材料からなる内壁とにより電離槽を形
    成し、前記電離槽に少なくとも表面が導電性を有し、か
    つ実効原子番号と密度がアルミニュームより小さい材料
    からなる第1の集電極と、金属からなる第2の集電極を
    配設してなる1センチメートル線量当量を測定するため
    の個人線量計用電離箱。
  2. 【請求項2】実質的に10keV以上のガンマ線を透過
    させる程度の厚みを有するアルミニュームからなる外壁
    と、実質的に10keV以上のガンマ線を透過させ、か
    つ前記外壁からの二次電子を阻止するとともに少なくと
    も表面が導電性を有する実効原子番号と密度がアルミニ
    ュームより小さい材料からなる内壁とにより槽を形成
    し、前記槽を実質的に10keV以上のガンマ線を透過
    させる程度の厚みを有し、かつ表面に導電性を有する仕
    切により区分して複数の電離槽を形成し、各電離槽に少
    なくとも表面が導電性を有し、かつ実効原子番号と密度
    がアルミニュームより小さい材料からなる第1の集電極
    と、金属からなる第2の集電極を配設してなる1センチ
    メートル線量当量を測定するための個人線量計用電離
    箱。
  3. 【請求項3】前記内壁が実効原子番号が8以下で、かつ
    密度が1グラム/立方センチメートル以下の高分子材料
    により構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第1、2項の1に記載の1センチメートル線量当量を測
    定するための個人線量計用電離箱。
  4. 【請求項4】前記高分子材料がポリメチールペンテン、
    またはポリプロピレンであることを特徴とする特許請求
    の範囲第3項記載の1センチメートル線量当量を測定す
    るための個人線量計用電離箱。
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JP2676974B2 (ja) * 1990-04-20 1997-11-17 富士電機株式会社 1▲cm▼深部線量当量検出用電離箱
JP2005156463A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd α放射能測定装置用電離箱およびα放射能測定装置
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