JPS61162780A - 照射線量測定方法 - 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】 （発明の技術分野） 本発明は光ファイバを用いた放射線の照射線量測定方法
に関するものである。　　。

（発明の技術的背景） 光ファイバに放射線が照射されると、光ファイバの伝送
損失が増加することが既に知られている。

これは光ファイバに放射線が照射されることによって、
光ファイバの素材であるガラス中に、色中心（ｃｏｌｏ
ｒ　ｃｅｎｔ＠ｒ　）と呼ばれる吸収帯が発生すること
に因る。この吸収帯に光フアイバ中を伝わる光の一部が
吸収されて減衰する、吸収帯が紫外線領域にあるために
、この作用は光の波長が短かくなるほど顕著になる。こ
ｆ′Ｌは、例えば１９８３年３月１日発行、電気学会絶
縁材料研究会資料ＥＩＭ−８３−２Ｏｒ光フアイバのｒ
線照射特性」に記載されている。。

光フアイバ中を伝わる光の減衰量が照射線量に伴なって
増大することを利用して、光ファイバに入力した光信号
の損失量をモニタすることにより、光ファイバの布設さ
れ友場所の照射線量を測定する方法が、例えば特開昭５
６−６０３７５号公報、特開昭５７−１０３０７８号公
報に記載されている。その方法は、光源から出几光を二
分配し、−方を測定光として放射線環境下に布設された
光ファイバに入射し、他方は比較光として別の光ファイ
バを通じて直接演算回路に入力する。演算回路において
は、光ファイバから出射された測定光と比較光とを比較
演算することによ、す、損失量をモニタして照射線量に
変換している。

（背景技術の問題点） ところが、このような従来の照射線量測定方法には次の
ような欠点がある、 すなわち、光ファイバにプラスチックを被覆し几場合、
高温にて被覆することにより生ずる応力ひずみに起因す
る伝送特性の劣化や、ガラスとプラスチックの熱膨張係
数の違いによる高温または低温時でのマイクロベンディ
ングの発生がしばしば問題となる。これは、例えば特開
昭５３−１２９０５６号公報、特開昭５４−２１３５４
号公報に記載されている。

従来の方法では、放射線環境下に布設し几光ファイバに
は測定光のみを伝送するので、測定光の出力には比較光
の出力にないマイクロベンディング損失が含まれてしま
う。まｔｌこのマイクロベンディング損失が一定であれ
ば、測定前に校正することも可能であるが、周囲の温度
によシかなり変動するので、校正は不可能であつｔｏこ
Ｏため、測定するべき照射線量が低い環境では、実際の
照射線量に対応する損失なのか、マイクロベンディング
損失なのかの識別が困難になる場合もｂつ几。

（発明の目的） 不発明は以上の点に着目してなさｆＬｊｔもので、光フ
アイバ周囲の温度変化による影響を除去し、測定の精度
を向上させｔ照射線量測定方法を提供するものでちる。

（発明の概要） 本発明は即ち、放射線環境下に光ファイ／（を布設して
、光ファイバに入力した光信号の損失量をモニタするこ
とにより、光７アイノ（の布設された場所の照射線量を
測定する方法において、前記光信号として測定光と、こ
の測定光と異なる波長の比較光を使用して、測定光と比
較光の損失Ｉｌｔ比較し、照射線量を側御することを特
像と□する照射線量測定方法である。

また、上記の方法において、測定光の波長は０．９μｍ
以下、比較光の波長は１．０μｍ以上を用−ると、特に
効果がある。

（発明の′実施例） 第１図に本発明の照射線量測定方法を用いｔシステムの
概念図を示す。１は電源、２は光源、３は光混合器、４
は光ファイバ、′５は放射線、６は光分配器、Ｔはフィ
ルタ、８は光検出器、９は演算回路、１０は線量変換器
である。電源１は安定化電源が用いられており、周囲の
温度の変動による光源２の出力の変動を防止する補償回
路が組み込まれている。光源２には、測定光用に波長０
．７μｍ１比較光用に波長１．０μｍの発光ダイオード
。

（ＬＥＤ）が用いられている。

光ファイバ４はコア材がボロシリケートガラス、クラツ
ド材がアルミノボロシリケートガラスから構成された多
成分系光ファイバである、ボロシリケートガラスの成分
としては、５１０ｔ　　５９．５重景Ｘ、　Ａｌｘ　Ｏ
ｓ　　２重量％、Ｎ＆雪０　１４．９重量％、ＬｔｚＯ
２重量％、Ｋ＊Ｏ２，７重量％、Ｃａ０　６．６重量％
、Ｍｇ０　２．５重量％、ＢｔＯｓ９．８重量％である
。アルミノボロシリケートガラスの成分としては、Ｓ１
０＊　　７１．５重量！Ｘｓ　ＡｔｔＯｓ　　５重量％
、Ｎａｇ　Ｏ７，５重量％、Ｌｉ＊０３重量％、Ｋ２Ｏ
５重責％、Ｃａ０　３重量％、Ｍｇ０　２重量％、Ｂ　
ｔ　Ｑ　ｓ２重量％、ＺｎＯ１重□量％である。以上の
成分を持つｔ光ファイバ４は、例えば特公昭５８−１２
２１３号公報に記載されている。

フィルタＴは、それぞれの光源の波長の光だけを通過さ
せる。光検出器８は、光信号をその光量に比例した強さ
の電気信号に変換する作用をする。

演算回路９は二り０＋＠出器８から出力された電気信号
の差を出力する。線量変換器１０は、演算回路９の出力
信号を照射線量に変換・して表示する機能を持つ。まｔ
１光の波長の違いによるコネクタの結合損失等の相違は
演算回路９の補正回路　　　゛で補正する。

第２図に光ファイバ４の放射線に対する伝送損失特性図
を示す。これは波長０．６〜１．１μｍの光金光ファイ
バ４に入射して、１６５　ｍＲ／ｈのｒ線を１００時間
照射しｔ場合ｃｖ、ｒＨ照射前後における伝送損失’ｔ
　ｄＢ／Ｋｍ　で表わしたものである。

第２図から明らかなように、波長０．９μｍ以下の光で
はγ線照射前後における伝送損失の差が大きいのに対し
て、波長１．０μｍ以上の光では伝送損失の差はほとん
ど見られない。これは色中心と呼ばれる吸収帯が紫外領
域に発生するので、波長の長い光はほとんど影響を受け
ない次めである。

第３図に波長０．７μｍと１．０　ｐ　ｍの光を光源に
用いて、照射線量率１６５　ｍｌ／ｈ　　のγ線を元フ
ァイバ４に照射し几場合の時間に対する伝送損失の増７
ＦＯを示す。比較として１００時間まではγ線を照射し
ていない。ｒｆｌＡｋ照射していない１００時間までの
間も、伝送損失増加に変動がみられる。

また、１００時間経過後も一様にγ線を照射しているに
もかかわらず、波長０．７μｍのグラフは変動しながら
増加している。この変動の原因が光フアイバ周囲の温度
変化に起因するマイクロベ゛ンデイング損失の変動であ
る。この変動を測定値から除かないと、正確な照射線量
を求めることは困難である。

そこで放射線による伝送損失がほとんどない波長の光を
比較光の光源として用いることにより、光フアイバ４０
マイクロベンデイング損失の変動を測定して、測定光に
よる伝送損失の測定値から差引くことにより、真の照射
線量が求められる。

複数箇所の照射線量を測定する几めには、複数組の測定
システムが必要であるが、第４図に示すように複数本の
光ファイＩ＜　４　ｋ　、光混合器３０後と、光分配器
６の前に設は九二個の光スィッチ１１と１２を連動して
切換えることにより、−組の測定システムで測定できる
ので、測定コストが安くなる。

実施例では測定光と比較光の光源２から出る光は、常に
同時に光ファイバ４に送り込まれているが、光源２から
出る光を、測定光、比較光、測定光という具合に交互に
光ファイバ４に入射すると、光混合器３と光分配器６を
省略してコストダウンを計ることができる。

ま九光ファイバ４の材質としては、放射線に対する感度
の高い多成分系光ファイバを用いるのが好ましいが、よ
り耐熱性を要求される場所には石英ガラスファイバでも
よい、 （発明の効果） 以上説明し九本発明の照射線量測定方法に、放射線照射
によって伝送損失の増加しゃすい波長の光を測定光に、
まｔ増加し難い波長の光を比較光に使用して、両者の伝
送損失の差を検出するようにし友ので、光ファイバの温
度変化による伝送損失の変動に起因する測定誤差を除去
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の照射線量測定方法を用いたシステムの
概念図、第２図は多成分系光ファイバの坤射線に対する
伝送損失特性図、第３図はγ線を照射し几場合の時間に
対する伝送損失の増加を示す特性図、第４図は本発明の
変形例を示す概念図である。 ２・・・・・・・・−・・・・・・・・・・・光源Ｚ・
１−・−・・・・・・・−・・・・・光ファイバ５・・
−・・・・−・・・・・−・−・・放射線第１図 第２図 適長Ｃ，ａｍ　） 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放射線環境下に光ファイバを布設して、光ファイバ
   に入力した光信号の損失量をモニタすることにより、光
   ファイバの布設された場所の照射線量を測定する方法に
   おいて、前記光信号として測定光と、この測定光と異な
   る波長の比較光を使用して、測定光と比較光の損失量を
   比較し、照射線量を測定することを特徴とする照射線量
   測定方法。 ２、測定光の波長は０．９μｍ以下、比較光の波長は１
   ．０μｍ以上を用いることを特徴とする、特許請求の範
   囲第１項記載の照射線量測定方法。