JPS6157878A - ゴム成形体線量計 - 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＋−Ｉγ線、Ｘ線、電子線１重荷電粒子線および
、中性子線などの電離性放射線による吸収線ｔ　ｆｔ：
　、ｉＥ確、かつ、簡便に測定するゴム成形体線量計１
１ｃ関し、アラニン線量計の用途？拡大するものである
。

従来の技術 近年、原子力発電所、放射線廃棄物処理施設などの放射
性物質？取扱う大型施設や粒子線。

γ線などの各種の照射施設等が普及してきた。

これらの施設では、通常の環境下はもちろん、温度や湿
度が高いなどの環境下で広い線量範囲にわたって正確か
つ簡便′Ｌ放射線’ｎ４迎旨全測定することが求めらハ
、でいる。

従来の１０Ｇｙから１００ＫＧｙｆｌ中、高レベルの線
量ｍ１ＩＪ定金目的とした固体の枚射線線量計としてけ
熱ルミネツセンス線量計、ライオル９ｉ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
ダイフィルム線量計、コバルトガラス線量計などが公知
である。

これらけいずね、も放射線？固体素子に照射後、固体素
子からの発光量やＩ特定波長の光の吸収？測定して、こ
れから照射線ｉ−ｉ求めるものである。

しかしながら、これらの線愉計ｄ次のような欠点を有す
る。（１）同一の照射条件、環境条件でも線量応答（す
なわち１発光量や光の吸収量など）のばらつきが大きい
（ガラス線量計を除く）、（２（照射後Ｌ１１線量応答
が経時変１ヒする。いわゆる、フエイデング現象を示す
（熱ルミネツセンス線量計、ラジアクロミツクダイフイ
ルム線滑計♀除（１、ｆ３１有効な線＠測定範囲が狭い
、１４）ラジアクロミツクダイフィルノ・線喰計、ライ
オルミネッセンス＠　＠　ｉｔ−？１′は照射時の叩境
、すなわち。

ｒ席題あるいは湿度などにより線量応答のばらつきが大
きい。

アミノ酸Ｄ−ｆ重であるアラニンＩ″ｊ：結晶次態で放
Ｉ：１′線？照射するとそＤ吸収線喰［で比例して安定
な固有のラジカル（遊離基）？生じるため、単位重量あ
たりの生成ラジカル＠度？常磁性共鳴、吸収捧暗（ＥＳ
Ｒ，ｌにて求めることによって線量１ｆｌｔｌｌｌポす
ることが加能である（　ＣＥＡ、　−Ｒ５−３９１３、
フランス１９７０３゜しかしながら、アラニン結晶粉末
−ｆ：のもＤけ。

水ｊｆｔ−ｉ１溶であるため、水中〉よび空気中の高い
湿度の影響卒うける。筐た。微細な粉末であるために１
ｙ扱いにきわめて不１更であり、さらに、粉末がすぐに
］！８電気？帝びる１こめ、ｊＥ確な秤量や試料管・＼
の１ｍ人も困難である。これらの理由からアラニン結晶
粉末そのま＼では実用的ｆ！線線量計上ての価値に乏し
い。このため７アラニン結晶粉末の特長？生かした線量
計Ｒ９発する研究が行なわね、できた。

こね５寸での研究成果の中では固形［ヒ剤とし一〇パラ
フィンないし＋ｒｉ粉末セルロースを用い、このなかに
アラニン結晶粉末？分散させた後、圧縮ｊ成形してペレ
ット状ｑ）もの２作成し、こね、４線敏計素子として用
′ハる方法が積重的なも力として知られている＋　Ｉｎ
ｔｅｒ、　Ｊ、　ＡＩ）Ｔ）１．　Ｒａｄｔ。

ｌ５ｏｔｏｐｅ、３３．１１０１　（１９８２１Ｒａｄ
。

Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ、Ｆ；ＵＲ７４４８−ＥＮ　ｖｏ
１２，４８９（１９８２））。しかし、この方法におい
てもパラフィンやセルロースｖｃよる固形叱剤による成
形体はもろく、成形後も弱い力や振動Ｖ？−より形〈ず
れや欠落を起こし、このため、ＩＥ確な線量測定ができ
ない。また、成形法が圧縮成形（パラフィン、セルロー
ス）ないしけ鋳面法（パラフィン）しか用いられないた
め、得ら名。

る成形体かペレット状ないしけ短い円柱や角柱状のもの
に限定さハ、る。そして、形ぐずね、しやすいパラフィ
ンやセルロースｋｆ？Ｊ形叱剤とした上記の方法でけ成
形体２大量生産することけ殆んど不ｏＴｔｆ！である。

以上の他にも、パラフィン？用いた都合は融点の酸も高
いもハでも約７０℃であるため、温度が高いところ、例
えば、金属咎器％牙高線＠率で照射する都合で（ｒｉパ
ラフィンカ（融解するため開用できない。一方、セルロ
ースを用１ハた場合Ｉはセルロース自体が照射に工り渦
管化ラジカルを生じるので、アラニン結晶Ｗ＃：、成（
−７たラジカルと重さなりＥＥＳＲによりアラニン結晶
のみのＩＥ確なラジカル濃度ケ求めることが困難となる
。こ７′まためセルロースの都合は線量測定が不正確（
でなり、従って、測定できる線量域がアラニン準独の・
−色合ｚｈ狭い範囲（ａ限定代ね、る。斗た、セルロー
ス自体合１１よアラニン粉末とセルロース粉末との混合
となるため均一な組成のも′７）が得Ｑ　＜、成形体筒
々ハ絹成のばらつさが大当゛へなどの欠点？有する。

本発明はアラニン結晶粉末？用いた新規な実用性のある
ゴム成形体線量計全提供する。

本発明によって従来の各線量計において問題１Ｊ−なっ
て贋る欠点が解決される。すなわち、照射によるラジカ
ルがアラニンの結晶内に生成するのでラジカルが安定で
あり、このためラジカル良度Ｉ７）僅時変ｆヒが極めて
少ない、、また、同様の１由からラジカルは熱および水
分に対して比較的安定である。従って、線量測定の精密
度が高く、測定値の再現性が良い。さらに、有効な純情
測定範囲も１０Ｇｙから１００ＫＧｙであり、他の線量
計よりも広い中、高レベルの線量域の測定ができる。

間頂点を解決するための手段 不発明は上述したアラニン結晶粉末の実用的な線量計お
し、ての課題を解決するために放射線照射によりラジカ
ル生成量のきわめて少なく、しかも、耐熱性？架橋処理
等により改良した合成ゴムある１ハＪｄ天然ゴム？固形
ｆヒ剤として用い、こり、とアラニン結晶粉末を併用す
ることを特徴とする。

本発明け１合成ゴムある１八は天然ゴムに対し。

アラニン結晶粉末（，１０から５００重量部の範囲で混
合した後、その捷＼成形体とするか、あるいは２遊雛基
発生剤処理ｖｃ、Ｉ１．り架橋成形体として得らね、る
ゴム成形体線敏計である。

本発明に用いら粍る合ＦＪｚゴムと１〜で（は室温付近
ないし１ｄ七ね、ヅ、上の席題で照射後はとんどラジカ
ルがイｒ在しな１ハもの７バ望才１−戸へ。このことか
ら１本発明で用いらねるものとｌ、　−（、エチレン−
プロピレン（−ジエン）　共重合に、エチレン−酢酸ビ
ニル共、＋Ｊ’−合体クロロブレンゴム、ニトリルゴム
、ブチルゴム、合ｉ或イソブ１／ンゴム。

スチレン−ブタジェン共重合体、スチレン−ブタジェン
−アクリロニトリル共重合体、ブタジェンゴム、アクリ
ルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、クロルスルホ
ン［ヒポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリエステル
ゴム、エピクロルヒドリンゴム、四弗ｒヒエチレンーブ
ロビレン交互共重合体などが例示される。

本発明におけるこれらのゴムとアラニン結晶粉末との配
合割合は上限に卦いてはこれら成形体ｆｔ取扱うに際し
て実用的な機械的物性全保持しているか否かにより、下
限にお１八では線量計として有効なアラニン量ケ含んで
いるか否かにより定められ、当該ゴム重＠１００に対し
てアラニン結晶粉末１０から５００重量部の範囲にある
ものが有効である。また、ゴムとアラニン粉末との均一
な混合はミキシングロールまｆＣ，けバンバリーミキサ
−等によりアラニン結晶にあまり強い力がυ０わらｆｘ
ｂ程度で効率工〈行ない、混合（混線）温度は室温から
アラニン結晶の融点（２９３℃）以下の適当な温度で行
なうことができるが通常、ゴム等の混練温度である１０
０〜１４０°Ｃの範囲で行なうのが妥当である。このよ
うにして得られたゴムとアラニンの均一な組成物は同様
に通常６０〜１４０℃などの適当な温度でυ０圧成形や
押出成形等を行なって成形体とする。さらに、耐熱性を
上げるためには、この組成物に３０℃程度にて例えば、
ジクミルパーオキサイド、シタ−シャリ−ブチルパーオ
キサイド、ジイソプロピルベンゼンハイトロパーオキサ
イド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイドなど
！７：１有機過酸化物？相当量混入した後、１２０〜１
６０℃などの温度範囲でか０圧下に１０〜６０分間成形
して実用（供せら名、る。

次に実施例により本発明の構成および効果をより具体的
に説明する。なお、配合＠けゴム量１００に対する重量
部（ｐｈｒ）で表示した。

実施例１ エチレン−プロピレン共重合体（以下、ＥＰＲと略称５
日本合成ゴム（株）ＥＰ０７Ｐ、プロピレン含量２６ｗ
ｔ％）１２０℃のミキシングロール（二本ロール）上で
練りながら、少食ずつ２００ｐｈｒ　　ｎＤＬアラニン
結晶粉末（和光紬薬（昧）、特級）を加え均一な混練組
成物とし７た。この後、組成物を１２０℃のホット・プ
レスでり０田（ゲージ王、２０Ｋｇ／ｃｎｔｌして厚さ
２ｒａｎのＤＰＲ成形体線量計を作製した。

また、架橋ＥＰＲ成形体はと記の混線組成物をさらに、
３０〜４０℃のミキシングロール上でＥＰＲｔ対し１ｐ
ｈｒ’ｉＦ）ジクミルパーオキサイドを加えｆＣ後、１
００℃のホット・プレスで２０分間加圧して作製した。

以上のシートから２ｍｍ角で長さ６１の小片を切り出し
、　Ｃｏ−γ＠？室幅にて５ｘ１０Ｇｙ照射しｔ後、Ｅ
ＳＲ（ＪＥＯＬ−ＦＥ’３Ｘ）で相対的なラジカル濃度
を求めＴ：、。

本来、生成したラジカル濃度はＥＳＲの積分吸収ピーク
の面積から求められるが、ここではより簡便に微分曲線
のピーク間の高さ？もって代用した。ＥＰＲ成形体素子
のＥＳＲチャートを第１図（実線）に示す。ＥＳＲ測定
は変調周波数１００ＫＨｚ、Ｍｏｄ２Ｇ、Ｐｏｗｅｒ１
ｍｗ室温で測定した。比較例１（同じく第１図の実線）
に示すアラニン粉末のみのＥＳＲチャートとの比較から
ＥＰＲに生成したラジカル量はきわめて少ないことが分
かる。

実施例２ 実施例１の方法にて作製したＩＤＰＲ成形体累子のＥＳ
Ｒビークの単位重量当りの高さくＣｒｎ／ｆり（生成ラ
ジカル濃度に比例）と吸収線量（Ｇｙ　）の関係を第２
図に示す。ＥＳＲ測定条件は第１図と同じである。照射
け　ＣＯ−γ線全室温にて行ない、標準線量計としてフ
リツケ線量計にて吸収線量を校正した。図で◎卦工びΔ
け各々未架橋成形体および架橋成形体？示す。ＥＰＲ成
形体素子は１０Ｇｙから１００ＫＧＹまで吸収線量の対
数値とＥＳＲピークの高さけはソ直線的な関係を示し、
線量計として使用できるこ七を示す。

実施例６ 実施例１と同様の条件にて２各種ゴム成形体線量計素子
♀作製し、各々のＥＳＲピーク高さくラジカル濃度）？
求めた結果を表−１に示す。

他種のゴムにおいても、　ＥＰＲとはソ同様の値を示し
、線量計として有効であることが分かった。

実施例４ 実施例１の架橋ＥＰＲ成形体につ１ハて引張試験、工ｚ
ｏｄ　　衝撃試験を行なった。結果を表−２に示す。

Ｅ　Ｐ　Ｒ成形体ｕハラフィンおよびセルロース？固形
化剤として用いた場合（比較例２）にくらべ、すぐれた
機械的性質？示した。このことがらＥＰＲ成形体線量計
は測定あるいはこれを郵送する場合などに加わるとみら
れる力や撮動。

衝撃などにも十分に耐えることが分かった。

実施例５ 実施例１と同様の方法にてＥＰＲとアラニン粉末全ロー
ルとで混練陵、プラベンダー押出成形機にて押出口温度
１２０℃でｈ　３ｍφの線状成形体試料を作製した。長
さ５ｍの成形体試料から任意に１０ケの長さ５ｃｍの素
子（３１φ）を切り取り、５ｘ１０ＧｙのＣＯ−γ線を
照射してＥＳＲ測定を行なう次（表３）。この結果から
、１０ケの素子間のばらつきは少なく＆線量計としての
精度はきわめて高い。また、これらの呟は圧縮成形体と
同じ値となったｆ表１参照）。

実施例６ 実施例１と同様の方法にて成形体の厚み１００μｍの試
料ケ作製した。但し、アラニンの量け５０　ｐｈｒ　　
とした。加速器〔日新バイポル（ａ）、コツククロフト
拳ウオルトン型、照射条件、２　Ｍ　ｅ　Ｖ、０．１ｙ
ａＡ（線量率にして１００Ｇ３’／ｓ　ｅ　ｃ　）　］
にて電子線をこの薄いシートニ照射した。カロリメータ
で求めた吸収線量（ＧｙｌとＥＳＲのピーク高さ７重量
（温／２）の関係を第６図に示す。この結果から、他の
粒子線についても同様に測定することかできることが分
かった。

比較例１ ＤＬアラニン粉末（和光紬薬、特級）？Ｃ。

−γ線にて５ｘ１０Ｇｙ照射し７’（場合のＥＳＲチャ
ートを第１図（実線）に示す。また、アラニン粉末とセ
ルロース粉末（旭化成、アビセルＰＨ１０２）とを重量
比１：１で乳鉢中で十分に混合しこれケ径３ｍφ、長さ
３ＩＩＩＩＮの形にコールド・プレス（室温）にて圧縮
成形（ゲージ圧。

１５　Ｃｌ　Ｋｑ／ｃｒｌ　）　Ｉ、た。こ幻、ｖｃ上
記と同様のγ線を照射した場合のＥＳＲチャートケ同じ
く第１図（点線）に示す。

セルロースを固形化剤とした素子は混合、圧縮成形にお
いて、非常に取扱いに〈〈１また。

形ぐずね、？起こすため高圧にて成形する必要があった
。しかも、照射物は図に示すようにセルロース過酸ｆヒ
ラジカルとアラニンラジカルのＥＳＲピークが重大なり
２図形が非対称となり、かつ、前者のラジカルのため経
時変ｒヒを示し、線量測定の精度を低下させる。

比較例２ アラニン粉末ヲハラフィン（和光紬薬、１ｌｌｐ。

６８〜７０℃、−級）中に１００℃の浴融状態にて懸濁
させ、十分にかきまぜて混合した後。

と？１．？ｉ−冷却する（ａｌｌｉ３Ｅはパラフィン：
アラニン、＝１：１．重量比）。これを厚さ２＃、巾１
０ｍ、長さ３酊の形にコールド・プレスにて圧縮成形（
ケージ圧、１５０　Ｋｙ／ｃｒｌ　）　Ｉ、＊。セルロ
ースとアラニンの混合物についても比較例１と同様にし
て厚さ２ＩＩ！ＩＩ＋、巾ＩＣ１ｍ、長さ６闘の成形本
分作製した。

これらの引張試験およびＩｚｏｄ　　衝撃試験結果を表
２ＶＣ示す。この結果、これらの成形体は非常にもろく
、容易に形くずれや欠落分起こすことが分かった。

比較例３ 実施例５と同様にブラベンダー押出機？用いてパラフィ
ン−アラニンの混合物（ｆｆｉｉ比１：１）を押出機本
体８０°Ｃ１出口４５〜５０℃で３ＷｒＩＲφの線状成
形体を得ようとしたが、成形体はすぐ欠けてポロポロと
なり試料を作製することはできなかった。セルロース−
アラニンの混合物では押出し成形は共に粉末状であるた
め全くできなかった。

比較例４ 実施例６と同様にサロ圧成形にてパラフィン−アラニン
、セルロース−アラニン（各々ｉｔ比’　　　　　　　
１：１の混合物）の１００μｍの厚さのシート伊作製し
ようとしたが、成形型枠から取出す時に形〈ずれし細片
ｆヒして試験シートがどうしても作製できなかった。

発明の効果 以下に本発明によって得らね、たゴム成形体線量計の効
果を列挙する。

１１）本発明によるゴム成形体線量計では、これらのゴ
ムのガラス転位温度（通常のものけ約−１００℃から一
５０℃程度のものが多い）以上の％に室温付近では放射
線照射によるラジカルはほとんどＥＳＲでは検出されな
い。こｔ７′まためアラニン結晶のみのラジカル濃度が
測定されるので、正確な線量測定ができる。また、測定
できる線量範囲もアラニン結晶そのものと同様に１０〜
ＩＤ０ＫＧｙと広範囲である。

（２）　　ゴム成形体線＠計は照射時の環境による影響
が少なく従って、線量測定の精密度が高く。

測定値の再現性が良い。すなわち、測定な可能な温度範
囲の上限はアラニンラジカルが温度の影響を受ける約１
５０℃程度と高い。そして。

この場合、ゴムは上限篇度ケ規制する要因にけなってい
ない。また、これらのゴムのほとんどが水に対する親和
性がなく、なかには、シリコーンゴムの工うｖｃ撥水性
を示すものもあることから、アラニンの水に対する溶解
性の欠点をこれらゴムの固形化剤が保護する役割ｔｌ−
けたす。

従って、ゴム成形体線量計では測定時の空気中の湿度や
水分の多い環境でも再現性の良い測定を行なうことがで
きる。

ｆ３１　　ゴム成形体線量計は通常のゴム成形体とはソ
同様に非常に取扱いやすく、また、可撓性に富んでいる
ため多少１強い力を加えても形くずれや欠落會起さない
。従って、簡便にし、かも正確な線量測定を行うことが
できる。また、この線量は長い帯状、シート状、長い線
状の成形体を押出成形体等により作製することができる
ことから、複雑な形状の被照射体内の線量分布を測定す
ることができる。

１４）ゴム成形体線量計は加圧成形、押出成形等の多く
の成形法が可能であり、かつ、これらの成形法により均
一なゴム成形体線量計を大量生産することが容易である
。

（５）ゴム成形体線量計は多少の強い力や振動、衝撃に
も耐えるため、各施設で照射したゴム成形体線量計？正
しく線量校正されたＥＳＲＷ置を有する標準機関に郵送
して集中的、かつ、統一的に線量評価や線量比較を行う
ことができる。

などの多くの特長を有する。そして、上述の種々のゴム
と組合せることにより、アラニン結晶粉末の線量測定法
としての欠点ゲはソ完全に取り除くことができる。

本発明のａ５３１：物に所望により、ゴムとアラニンＤ
ｆＩｌ！ＴＬ％九アラニンラジカルの生成に対する影響
が一定でありかつ、照射によるラジカルの生成が少ない
か、アラニンラジカルと明瞭に区別できるラジカルを生
じる無機化合物全適当量添加することけ可能である。

特開口ａ６１−５７８７８（６）

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１お工び比較例１で得たＥＰＲ誘体線量
計素子のＥＳＲチャートである。 第２図は実施例２で得ｆＣ，Ｐ２ＰＲ成量計でのＥＳＲ
ピーク高さと吸収線量の関係ケ示すグラフである。 第３図は実施例６で得た電子線照射したＥＰＲ成形体線
量計の吸収線量とＥＳＲのピーク高さ／重量１７′）関
係？示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、合成ゴムあるいは天然ゴムにアラニン結晶粉末を配
   合し成形して成る、ゴム成形体線量計。 ２、アラニン結晶粉末が合成ゴムあるいは天然ゴム１０
   ０重量部に対して１０乃至５００重量部配合されて成る
   特許請求の範囲第１項記載の線量計。