JPH07104067A - β放射体の測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高エネルギーのβ放射体であっても他のウェ
ルに収容された測定試料の放射線と重複することなしに
高い感度および精度で放射能測定ができるβ放射体の測
定方法および装置を提供することにある。 【構成】 底面が平らなウェルの形成されたプラスチッ
ク製マイクロプレートと係合して一体化される真鍮等で
形成されるシールドアダプターを有し、測定試料を収容
したウェルの外周をシールドアダプターで遮蔽すること
により高エネルギーβ放射体でも高い検出感度で放射能
を測定できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はβ放射体の測定方法およ
び装置に関し、特に、ＰＳＬ現象を利用した高エネルギ
ーβ放射体、例えば、³²Ｐの測定方法およびその装置に
関する。

【０００２】

【背景技術】従来、³²Ｐは液体シンチレーション計数法
で測定されている。この液体シンチレーション計数法は
β放射体を高い感度で測定できることから、一般に多く
用いられている。

【０００３】液体シンチレーション計数法は、例えば、
トルエン等の液体シンチレーター中に試料を溶解させて
１試料毎に測定を行う方法であり、測定試料にはそれぞ
れ１個ずつの特殊バイアルと数ml〜１０mlの液体シンチ
レーターを使用する。そのため、測定後の試料の廃液処
理に大掛かりな設備および多大な労力が必要となる。ま
た、液体シンチレーション計数法によりβ放射体の測定
を行うと、測定に使用した試料を回収することは事実上
不可能である。

【０００４】このような理由により、プラスチック製の
マイクロプレートに多数設けられた底面が平らなウェル
（窪み）に溶液試料を入れ、これを乾燥させて作成した
測定試料を放射線記録プレートに対向させて所定の時間
放置することにより放射線を記録させ、測定試料中の放
射線が記録された放射線記録プレートから放射能を測定
する放射能測定方法および装置が、本出願人によって特
願平４−３５４６６８号として提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のマイク
ロプレートによるβ放射体の測定方法によると、³²Ｐか
ら放射されるβ線のエネルギーは１．７１MeV と非常に
大きく、その透過力は最大飛程で780mg/cm² であるた
め、ウェルに収容された測定試料から放射されるβ線の
一部がウェルの側壁を透過して隣接するウェルの直上部
に達し、放射線記録プレートに重複して記録される（ク
ロストーク現象）ことから、各ウェルに収容された測定
試料の正確な放射能の計測を行うことができないという
問題がある。従って、本発明の目的は、高エネルギーの
放射体であっても他のウェルに収容された測定試料の放
射線と重複することなしに高い感度および精度で放射能
測定ができるβ放射体の測定方法を提供することにあ
る。

【０００６】また、本発明の他の目的は、高エネルギー
のβ放射体であっても他のウェルに収容された測定試料
の放射線と重複せず、高い検出効率を有するβ放射体の
測定装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は高エネルギーの
β放射体であっても他のウェルに収容された測定試料の
放射線と重複することなしに高い感度および精度で放射
能測定ができるようにするため、所定の間隔を有する間
隙部により相互間が隔てられて設けられる多数の、底面
が平らなウェルを有するプラスチック等の樹脂材料より
なるマイクロプレートを用意し、ウェルに測定試料を収
容し、高密度の金属材料よりなる平板状のシールドアダ
プターを一体化することにより、ウェルの側壁外周を金
属材料によって包囲し、平板状の放射線記録プレートを
対向させて測定試料の放射する放射線を放射線記録プレ
ートに記録させ、この放射線記録プレートから測定試料
中の放射能を測定するβ放射体の測定方法を提供する。

【０００８】あるいは、上記のマイクロプレートに代え
て浅い円筒状に形成されたアクリル等の樹脂材料よりな
る試料皿を用意し、試料皿に測定試料を収容し、この試
料皿を高密度の金属材料からなるシールドアダプターに
所定の間隔で設けられる底が貫通した収容孔に挿入して
一体化させることにより、試料皿の側壁外周を金属材料
によって包囲し、測定試料を収容する試料皿が一体化さ
れたシールドアダプターに平板状の放射線記録プレート
を対向させて測定試料の放射する放射線を放射線記録プ
レートに記録させ、この放射線記録プレートから測定試
料中の放射能を測定するβ放射体の測定方法を提供す
る。

【０００９】また、本発明は高エネルギーのβ放射体で
あっても他のウェルに収容された測定試料の放射線と重
複せず、高い検出効率を付与するため、所定の間隔を有
する間隙部により相互間が隔てられて設けられる多数
の、底面が平らなウェルを有するプラスチック等の樹脂
材料よりなるマイクロプレートと、ウェルの側壁外周を
金属材料によって包囲する高密度の金属材料よりなる平
板状のシールドアダプターとを有するβ放射体の測定装
置を提供する。

【００１０】あるいは、浅い円筒状に形成されたアクリ
ル等の樹脂材料よりなる試料皿と、試料皿を所定の間隔
で収容して一体化することにより、試料皿の側壁外周を
金属材料によって包囲する収容孔を設けられた高密度の
金属材料からなるシールドアダプターとを有することを
特徴とするβ放射体の測定装置を提供する。

【００１１】放射線記録プレートとしては、例えば、富
士写真フィルム社製のイメージングプレートを使用する
ことができる。このイメージングプレートは、放射線量
の広い範囲でＰＳＬ強度が放射線量に比例し、反復使用
することができる。

【００１２】シールドアダプターの構成材料としては、
クロストークを有効に防止するために真鍮あるいは鉛等
の高密度の金属材料を使用することができるが、空気酸
化に対する安定性を考慮するならば真鍮を選択すること
が好ましい。

【００１３】

【作用】本発明によると、測定試料を収容するウェルあ
るいは試料皿の外周を包囲するシールドアダプターによ
って、測定試料から斜上方または斜下方へ放射された高
エネルギーβ線が隣接するウェルあるいは試料皿の直上
方または直下部に到達することが防止できる。このシー
ルドアダプターを構成する金属材料の密度（比重）が大
きい程、高いβ線遮蔽性が達成されることから、高密度
の金属材料を使用してシールドアダプターを形成するこ
とにより、ウェルあるいは試料皿間のクロストーク現象
は阻止される。

【００１４】〔実施例１〕以下に実施例を示し、本発明
のβ放射体の測定方法および装置を図面を基に詳細に説
明する。同一の構成および機能を有する部分については
共通の引用数字を付しているので、重複する説明を省略
する。

【００１５】図１は、本発明においてβ放射体の測定に
使用する³²Ｐ用マイクロプレート１の一実施例を示し、
厚さ１mmのプラスチックで構成されるマイクロプレート
１の上面には溶液試料を収容するために内径R₁５．７mm
（底面積１００mm² ）、外径R₂６．７mm、深さ５．０mm
で３５孔の（７個ずつ５列で配置される）ウェル１ａが
形成されており、更にウェル１ａ間に形成される間隙と
係合するシールドアダプター１Ａが一体化されている。
このウェル１ａには、収容される溶液試料が均一となる
ように親水性処理が施されている。

【００１６】図２は、図１のＩ−Ｉ部における断面図を
示し、マイクロプレート１のウェル１ａの外壁は、一体
化されたシールドアダプター１Ａによって外周を包囲さ
れている。図３(A),(B) は図２のマイクロプレート１と
シールドアダプター１Ａとを分離して示しており、(A)
はシールドアダプター１Ａを、(B) はマイクロプレート
１を示している。このシールドアダプター１Ａは真鍮よ
り構成され、図３(A)に示すようにウェルを包囲する収
容孔１ｂがウェル１ａと同数で形成されており、マイク
ロプレート１の上方向に自由に着脱できる構造となって
いる。

【００１７】高エネルギーβ放射体を効率良く、高い精
度で測定するには、シールドアダプター１Ａによって隔
離されるウェル１ａの間隔を適切に設定することが必要
となる。

【００１８】このマイクロプレート１のウェル１ａの間
隔を、従来の¹⁴Ｃ用マイクロプレートを使用して算出す
る過程を以下に示す。

【００１９】図４は、¹⁴Ｃ用マイクロプレート１０を示
し、厚さ１mmの平板状のプラスチックで形成され、上下
両面が平坦かつ互いに平行であり、上面には溶液試料を
収容するために内径５．７mm（底面積１００mm² ）、外
径６．７mm、深さ５．０mmで４８孔の（８個ずつ６列で
配置される）内面が親水性処理されたウェル１０ａが形
成されている。

【００２０】図５は、本発明における予備試験用のシー
ルドアダプター２の一実施例を示し、(A) に平面図、
(B) に図５(A) のＩ−Ｉ部における断面図を示す。半径
２５mm、厚さ７．０mmの真鍮円板の中心には、内径５．
７mm（底面積１００mm² ）、外径６．７mm、深さ５．０
mm、底厚さ１mmのアクリルで形成され、内面に親水性処
理を施された試料皿３を収容する外径６．７mmの孔２ａ
を有し、更にこの孔２ａと同心の半径５．７mmの孔２ｂ
を設けて底面を貫通させた収容孔２Ａを備えている。

【００２１】上記した¹⁴Ｃ用マイクロプレート１０およ
び試料皿３を収容したシールドアダプター２を使用し、
³²Ｐのβ線を測定する予備試験の過程を以下に説明す
る。

【００２２】まず、前述した¹⁴Ｃ用マイクロプレート１
０のウェル１０ａに〔³²Ｐ〕−ＡＴＰ（アデノシントリ
フォスフェート）５０Bqを取り、この¹⁴Ｃ用マイクロプ
レート１０の上面に放射線記録プレート（イメージング
プレート）を対向させて２４時間露光した。

【００２３】一方、試料皿３にも同様に〔³²Ｐ〕−ＡＴ
Ｐ５０Bqを取り、上面にイメージングプレートを直接当
接させて２４時間露光した。

【００２４】更にこの〔³²Ｐ〕−ＡＴＰ５０Bqを収容し
た試料皿３をシールドアダプター２に嵌め込んで、その
両面にイメージングプレートを当接させて２４時間露光
した。

【００２５】図６は、露光により得られた³²Ｐのラジオ
ルミノグラムを示し、(A) は¹⁴Ｃ用マイクロプレート１
０を使用したイメージングプレートによるもの、(B) は
試料皿３にイメージングプレートを直接当接させたも
の、(C) は試料皿３をシールドアダプター２に嵌め込ん
で、その両面にイメージングプレートを当接させたもの
ののうち上面に当接させたイメージングプレートによる
測定結果を示している。

【００２６】各ラジオルミノグラムの下に描かれている
曲線は、各ラジオルミノグラムに記されている直線に沿
ってＰＳＬをスキャンして得られたものである。図６
(A) および図６(B) では、ＰＳＬはウェルまたは試料皿
の領域を超えた広い範囲にわたって観察されている。

【００２７】これは、³²Ｐから斜め上方に放射されたβ
線がウェルあるいは試料皿の側壁を透過していることを
意味しており、一方、図６(C) によれば、ＰＳＬは試料
皿の直上およびその周辺部に限られていることで、³²Ｐ
から斜上方へ放射されてウェルあるいは試料皿の側壁を
透過したβ線はシールドアダプター２によって完全に遮
蔽され、その結果クロストークは有効に阻止されている
ことを示している。

【００２８】図７は、図６(B) および図６(C) で得られ
た³²Ｐのラジオルミノグラムについて、試料皿３の中心
を取り囲むスキャン面積（横軸）をパラメータとして得
られたＰＳＬ値（バックグラウンド値を差し引くことに
より補正された）を示している。

【００２９】図７において、曲線ａは試料皿３にイメー
ジングプレートを直接当接させたもの、曲線ｂは前述の
シールドアダプター２に試料皿３を嵌め込み、その上面
にイメージングプレートを当接させたもの（ＩＰ_up）、
曲線ｃはシールドアダプター２に試料皿３を嵌め込み、
その下面にイメージングプレートを当接させたもの（Ｉ
Ｐ_low ）のＰＳＬ値とスキャン面積の関係を示してい
る。

【００３０】図７によれば、試料皿３に直接当接させた
イメージングプレートのＰＳＬ値はスキャン面積が４０
０mm² でもまだ飽和値に達していないが、試料皿３を嵌
め込まれたシールドアダプター２に当接されたイメージ
ングプレートＩＰ_upおよびＩＰ_low は２００mm² （半径
で８．０mm）でほぼ飽和値に達している。

【００３１】このことより、試料皿３の面積は１００mm
² であるので、ウェルとウェル、あるいは試料皿と試料
皿との間に約３mmの間隙を設け、その間隙に真鍮で構成
されたシールドアダプターを挿入することによってβ線
のクロストークを効果的に防止できる。

【００３２】〔実施例２〕図８は、本発明の他の実施例
を示し、(A）は平面図、(B) は平面図のＩ−Ｉ部におけ
る断面図を示しており、厚さ７mm、幅９０mm、長さ１２
５mmの真鍮板に等間隔で７×５個の内面が親水性処理さ
れた試料皿３が収容できる外径６．７mm、深さd₁＝６mm
の孔２ａを有し、更にこの孔４ａと同心の半径５．７m
m、深さd₂＝１mmの孔４ｂを設けて底面を貫通させた収
容孔４Ａを備えたシールドアダプター４０を示してい
る。

【００３３】このシールドアダプター４０による³²Ｐの
β線の測定の過程を以下に示す。

【００３４】まず、シールドアダプター４０の収容孔４
Ａのそれぞれに試料皿３を嵌め込んだ後、各試料皿３に
５０〜０．２Bqの〔³²Ｐ〕−ＡＴＰを５試料ずつ取り、
乾燥させる。

【００３５】次に、試料皿３を嵌め込んだシールドアダ
プター４０の上下両面にイメージングプレートを当接さ
せて露光し、ラジオルミノグラフィーを実施した。

【００３６】ラジオルミノグラフィーにより得られたス
キャン面積２００mm² におけるＩＰ_upのＰＳＬ値をＰＳ
Ｌ_up、ＩＰ_upおよびＩＰ_low の合計のＰＳＬ値をＰＳＬ
_total とし、比較例として〔³²Ｐ〕−ＡＴＰを液体シン
チレーション計数用バイアルに取り、シンチレーション
カウンターによって１分間、３分間および１０分間測定
した結果を表１に示す。表１に示される値はいずれも５
試料測定による平均値（変動係数）である。この変動係
数は標準偏差を測定値で除した値に１００を掛けたもの
である。

【表１】

【００３７】表１に示されるように、シールドアダプタ
ー４０の上下両面にイメージングプレートを当接させて
露光することにより得られたβ線の測定結果によると、
本発明は液体シンチレーション計数法で１０分間ずつ各
試料を測定したときに得られる測定精度に匹敵する高い
測定精度が得られることがわかる。

【００３８】液体シンチレーション計数法によれば、測
定に要する溶液試料の廃液処理等の問題を有するもの
の、本発明のシールドアダプター４０に試料皿３を嵌め
込んで測定試料を収容し、ラジオルミノグラフィーを実
施することによりβ線を測定する方法では、専用のバイ
アルや液体シンチレータを使用せず、³²Ｐのような高エ
ネルギーβ放射体を高精度で測定することができる。

【００３９】本発明では、ウェルとウェルとの間、およ
び試料皿と試料皿との間の遮蔽体として真鍮を使用した
シールドアダプターを用いたが、高エネルギーのβ放射
体より放射されるβ線を効果的に遮蔽できるのであれ
ば、他の材質よりなる遮蔽構造によりクロストークを防
止しても同様の効果を奏することができる。

【００４０】更に、本発明によれば、測定試料を後に回
収でき、測定に要するコストも著しく安価に抑えること
ができるという利点を有する。

【００４１】図９は、本発明の他の実施例を示し、(A)
に示すようにウェル１ａ間に設けられる間隙をマイクロ
プレート１の下方向から開口される構造とし、収容孔１
ｂがウェル１ａを包囲するように(B) に示すシールドア
ダプター１Ａを下方向から一体化させてもその測定感度
および測定精度に影響を及ぼすことなく、β線に対する
優れた遮蔽性を示す。

【００４２】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明のβ放射体の
測定方法によると、所定の間隔を有する間隙部により相
互間が隔てられて設けられる多数の、底面が平らなウェ
ルを有するプラスチック等の樹脂材料よりなるマイクロ
プレートを用意し、ウェルに測定試料を収容し、高密度
の金属材料よりなる平板状のシールドアダプターを一体
化することにより、ウェルの側壁外周を金属材料によっ
て包囲し、平板状の放射線記録プレートを両面より対向
させて測定試料の放射する放射線を放射線記録プレート
に記録させ、この放射線記録プレートから測定試料中の
放射能を測定するようにしたため、高エネルギーのβ放
射体であっても他のウェルに収容された測定試料の放射
線と重複することなしに高い感度および精度で放射能測
定を行うことができる。

【００４３】また、本発明のβ放射体の測定装置による
と、所定の間隔を有する間隙部により相互間が隔てられ
て設けられる多数の、底面が平らなウェルを有するプラ
スチック等の樹脂材料よりなるマイクロプレートと、ウ
ェルの側壁外周を金属材料によって包囲する高密度の金
属材料よりなる平板状のシールドアダプターとを有する
ようにしたため、高エネルギーのβ放射体であっても他
のウェルに収容された測定試料の放射線と重複せず、高
い検出効率を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す説明図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ部における断面図である。

【図３】図２の断面図を³²Ｐ用マイクロプレート１とシ
ールドアダプター１Ａとに分離した状態を示す説明図で
ある。

【図４】¹⁴Ｃ用マイクロプレート１０を示す説明図であ
る。

【図５】本発明におけるシールドアダプター２および試
料皿３を示し、(A) は平面図、(B) は(A) のＩ−Ｉ部に
おける断面図を示す。

【図６】³²Ｐのラジオルミノグラムを示す説明図であ
る。

【図７】補正されたＰＳＬ値とスキャン面積の関係を示
す説明図である。

【図８】本発明の他の実施例であるシールドアダプター
４０を示し、(A) は平面図、(B) は断面図を示す。

【図９】本発明の他の実施例を示す説明図である。

【符号の説明】 １ マイクロプレート １ａ ウェル １ｂ，２Ａ，４Ａ 収容孔 １Ａ，２，４０ シールドアダプター ２ａ，２ｂ，４ａ，４ｂ，孔 ３ 試料皿

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隔を有する間隙部により相互間
   が隔てられて設けられる多数の、底面が平らなウェル
   （窪み）を有するプラスチック等の樹脂材料よりなるマ
   イクロプレートを用意し、 前記ウェルに測定試料を収容し、 高密度の金属材料よりなる平板状の遮蔽体（シールドア
   ダプター）を一体化することにより、前記ウェルの側壁
   外周を前記金属材料によって包囲し、 光刺激ルミネッセンス（光輝尽性発光，photo-stimulat
   ed luminescence ：ＰＳＬ）を利用した平板状の放射線
   記録プレートを対向させて前記測定試料の放射する放射
   線を前記放射線記録プレートに記録させ、 前記放射線記録プレートから前記測定試料中の放射能を
   測定することを特徴とするβ放射体の測定方法。
2. 【請求項２】 前記放射線記録プレートは、前記ウェル
   に前記測定試料を収容した前記プラスチック製のマイク
   ロプレートの両面に配置される請求項第１項記載のβ放
   射体の測定方法。
3. 【請求項３】 浅い円筒状に形成されたアクリル等の樹
   脂材料よりなる試料皿を用意し、 前記試料皿に測定試料を収容し、 前記試料皿を高密度の金属材料からなる平板状の遮蔽体
   （シールドアダプター）に所定の間隔で設けられる底が
   貫通した収容孔に挿入して一体化させることにより、前
   記試料皿の側壁外周を前記金属材料によって包囲し、 前記測定試料を収容する前記試料皿が一体化された前記
   シールドアダプターに光刺激ルミネッセンス（光輝尽性
   発光，photo-stimulated luminescence ：ＰＳＬ）を利
   用した平板状の放射線記録プレートを対向させて前記測
   定試料の放射する放射線を前記放射線記録プレートに記
   録させ、 前記放射線記録プレートから前記測定試料中の放射能を
   測定することを特徴とするβ放射体の測定方法。
4. 【請求項４】 前記放射線記録プレートは、前記試料皿
   を一体化された前記シールドアダプターの両面に配置さ
   れる請求項第３項記載のβ放射体の測定方法。
5. 【請求項５】 所定の間隔を有する間隙部により相互間
   が隔てられて設けられる多数の、底面が平らなウェル
   （窪み）を有するプラスチック等の樹脂材料よりなるマ
   イクロプレートと、 前記ウェルの側壁外周を包囲する高密度の金属材料より
   なる平板状の遮蔽体（シールドアダプター）とを有する
   ことを特徴とするβ放射体の測定装置。
6. 【請求項６】 浅い円筒状に形成されたアクリル等の樹
   脂材料よりなる試料皿と、 前記試料皿を所定の間隔で収容して一体化することによ
   り、前記試料皿の側壁外周を包囲する収容孔を設けられ
   た高密度の金属材料からなる平板状の遮蔽体（シールド
   アダプター）とを有することを特徴とするβ放射体の測
   定装置。
7. 【請求項７】 前記シールドアダプターは、真鍮，鉛で
   構成される請求項第５項あるいは第６項記載のβ放射体
   の測定装置。