WO2020241354A1 - 放射線線量測定ゲル、及びそれを放射線線量の計測材料として備える放射線線量計 - Google Patents

放射線線量測定ゲル、及びそれを放射線線量の計測材料として備える放射線線量計 Download PDF

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ダニエルアントニオ 櫻葉汀
敏正 濱田
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Definitions

  • the present invention relates to a radiation dosimetry gel and a radiation dosimeter provided with the radiation dosimetry gel as a radiation dose measurement material. More specifically, the present invention relates to a radiation dosimetry gel used for measuring a three-dimensional dose distribution due to cloudiness, and a radiation dosimeter provided with the same as a radiation dose measurement material.
  • stereotactic radiotherapy As radiotherapy for cancer, stereotactic radiotherapy (SRT: Stereotactic Radiation Therapy), in which pinpoint radiotherapy is performed, and irradiation fields are set three-dimensionally along the contour of the cancer by changing the dose intensity in the same irradiation field.
  • High-precision therapies such as intensity-modulated stereotactic radiotherapy (IMPT) that can be performed are also being introduced, and these therapies provide microscopic energy to each three-dimensional position of the target.
  • the integrated value ie, dose distribution
  • particle beam therapy using charged particle beams with high dose concentration such as proton beams and heavy particle beams (carbon beams, neon beams, etc.) is being carried out.
  • the particle beam therapy has an advantage that the tumor can be treated by controlling the irradiation position and dose of the irradiation with higher accuracy than the conventional X-ray therapy.
  • What is required in particle beam therapy is to properly release energy from the particle beam at a target position such as a lesion in a living tissue, and to have as little effect as possible on the normal tissue around the target. That is a balance.
  • the radial spread of the particle beam and the position of the Bragg peak of the particle beam are aligned with respect to the target position in the irradiated body.
  • the dose distribution at each position in three dimensions in the living tissue is optimized.
  • the dose distribution (radiation dose to each position) in the target tissue is deformed according to the purpose of treatment, and at the same time, the influence of radiation on the surrounding normal tissues is suppressed, and the risk organ (organ at risk) is suppressed. ) Is also minimized.
  • the beam may be precisely controlled and irradiated from multiple directions. This control is equipped with filters and collimators (range shifter, multi-leaf collimator, bolus, etc.) that are adjusted according to the irradiated body.
  • Quality assessment and quality control (hereinafter abbreviated as "QA / QC") is required.
  • a gel dosimeter capable of measuring a three-dimensional dose distribution by a gel using the measurement principle of a chemical dosimeter has attracted attention.
  • a gel dosimeter it is possible to accurately measure the amount of energy given by radiation at each position of water, which is a material that can be regarded as equivalent to a living body, that is, the amount of radiation in a bioequivalent substance or a water equivalent substance. It also has the advantage that the effect can be measured.
  • the gel dosimeter can acquire the dose distribution in three dimensions while using itself as a solid phantom.
  • Fricke gel dosimeter capable of measuring a three-dimensional dose distribution
  • Patent Document 1 a Fricke gel dosimeter
  • Patent Document 2 a polymer gel dosimeter
  • Patent Document 3 a polymer gel dosimeter
  • the Fricke gel dosimeter is a gel containing a solution of the Fricke dosimeter known as a liquid chemical dosimeter (an aqueous solution containing ferrous sulfate), and the oxidation reaction (coloring) of iron from divalent to trivalent due to irradiation.
  • a liquid chemical dosimeter an aqueous solution containing ferrous sulfate
  • coloring coloring
  • a polymer gel dosimeter is a polymer gel dosimeter in which monomers are dispersed in a gel, and when irradiation is performed, a polymer is produced in proportion to the dose. Therefore, the dose is estimated by obtaining the amount of production (white turbidity). Can be done. The produced polymer is difficult to diffuse in the gel, the cloudiness is stable over time, and the cloudiness part appears to float in the transparent gel, so it is visually excellent. ..
  • polymerizable cross-linking agents such as N, N'-methylenebisacrylamide are added, and radical polymerization is performed by irradiation. It forms an insoluble three-dimensional network structure.
  • a polymer gel dosimeter with higher sensitivity and higher safety has been required.
  • the gelling agent and the formula (1) (In equation (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group m and n represent integers of 2 to 4, respectively. k represents 0 or 1 and represents Each of the plurality of R 1 and m may be the same or different. ) Contains a radiation dosimetry gel.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group m and n represent integers of 2 to 4, respectively.
  • k represents 0 or 1 and represents Each of the plurality of R 1 and m may be the same or different.
  • the radiation dosimetry gel according to the first aspect, which further comprises water.
  • the gelling agent is one or more selected from the group consisting of gelatin, agarose, xanthan gum, carrageenan, gellan gum, chitosan, and alginic acid, according to the first or second aspect.
  • the gelling agent is a water-soluble organic polymer (A) having an organic acid structure, an organic acid salt structure or an organic acid anion structure, a silicate (B), and a dispersant for the silicate.
  • the radiation dose measuring gel according to the first aspect or the second aspect which comprises (C).
  • the radiation dosimetry according to the fourth aspect wherein the water-soluble organic polymer (A) is a completely neutralized or partially neutralized polyacrylate having a weight average molecular weight of 1 million to 10 million.
  • the silicate (B) is one or more water-swellable silicate particles selected from the group consisting of smectite, bentonite, vermiculite, and mica, the fourth aspect or the fourth aspect. 5 The radiation dosimetry gel according to the viewpoint.
  • the dispersant (C) is sodium orthorate, sodium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, sodium tetraphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium polyphosphate, sodium etidroate, sodium poly (meth) acrylate, poly.
  • the radiation dose measuring gel according to any one of the fourth to sixth aspects, which is one or more selected from the group consisting of sodium acid and sodium lignin sulfonate.
  • the radiation dosimetry gel according to any one of the first to seventh aspects further comprising a monomer that can be polymerized by irradiation.
  • the radiation dosimetry gel according to any one of the first to eighth aspects further comprising an oxygen scavenger.
  • the present invention relates to a radiation dosimeter provided with the radiation dosimetry gel according to any one of the first to ninth aspects as a radiation dose measurement material.
  • the present invention relates to a method for measuring a radiation dose, which comprises a step of irradiating the radiation dosimeter according to the tenth viewpoint with radiation.
  • production of a radiation dosimetry gel including a step of mixing the gelling agent specified in any one of the first to ninth aspects and the compound represented by the formula (1). Regarding the method.
  • the radiation dose measurement gel of the present invention has excellent irradiation sensitivity as compared with a conventional polymer gel dosimeter using a polymerizable cross-linking agent such as N, N'-methylenebisacrylamide that is widely used.
  • the compound represented by the formula (1) used in the present invention does not require heating when dissolved in water, and can be easily dissolved in water without the essential use of a dissolution aid (comonomer, etc.). It is possible to combine various comonomer to form a gel.
  • a radiation dosimetry gel having even better irradiation sensitivity can be obtained by selecting a comonomer.
  • the radiation dosimetry gel of the present invention can be produced using an industrially easily available raw material.
  • the compound represented by the formula (1) used in the present invention can be easily dissolved in water, and in particular, the water-soluble organic polymer (A), the silicate (B), and the silicate.
  • a gelling agent containing the dispersant (C) By using a gelling agent containing the dispersant (C), a gel can be produced simply by mixing at room temperature without the need for heating. Therefore, the radiation dosimetry gel of the present invention can be easily provided as a gel having a certain quality. Further, the gel can be used as an injectable gel as a material for measuring radiation dose in a radiation dosimeter.
  • the radiation dosimetry gel of the present invention has sufficient strength.
  • it typically has hardness (“elastic modulus”) and strength (“breaking stress”) that can maintain the shape of the gel without a support such as a container, and has so-called self-supporting property. Therefore, the radiation dosimetry gel of the present invention can be used not only for making glass or plastic containers, but also for making flexible gel dosimeters using plastic wrap having low oxygen permeability.
  • the present inventors have repeatedly studied a polymer gel dosimeter with high sensitivity and high safety, and examined the use of a polyfunctional acrylamide derivative as a polymerizable cross-linking agent constituting the gel used in the dosimeter. Then, when a gel using the acrylamide derivative represented by the above formula (1) as a polymerizable cross-linking agent was examined, the derivative was easily soluble in water and dissolved in water without the need for heating or a dissolution aid. It has been found that gel formation is possible, and that various monomers can be combined as comonomer, resulting in a gel having further improved irradiation sensitivity.
  • the present invention will be described in detail.
  • the radiation dosimetry gel of the present invention contains a gelling agent and a compound having a polyfunctional acrylamide structure as a polymerizable cross-linking agent [a compound represented by the above formula (1)] as an essential component constituting the gel.
  • the radiation dosimetry gel of the present invention may contain water in addition to the above-mentioned components, and may optionally contain other components as necessary, as long as the intended effects of the present invention are not impaired. ..
  • the gelling agent examples include natural polymers derived from animals and plants. Specific examples thereof include gelatin, agarose, xanthan gum, carrageenan, gellan gum, chitosan, and alginic acid or salts thereof. In the present invention, one of these gelling agents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • the content of the natural polymer is 0.01% by mass to 30% by mass, preferably 0.05% by mass to 20% by mass, based on the total mass (100% by mass) of the radiation dosimetry gel.
  • a water-soluble organic polymer (A) having an organic acid structure, an organic acid salt structure or an organic acid anion structure, a silicate (B), and a dispersant for the silicate can be used.
  • the gelling agent used in the present invention includes the above-mentioned natural polymer, the above-mentioned organic acid structure, the above-mentioned water-soluble organic polymer (A) having an organic acid acid structure or an organic acid anion structure, and the above-mentioned silicate (B). And any of the gelling agents containing the dispersant (C) of the silicate is preferable, but when heat resistance and strength are required in the obtained gel, the above components (A) to (C) are included. It is more preferable to use a gelling agent.
  • those having an organic acid structure include, for example, poly (meth) acrylic acid, carboxyvinyl polymer, carboxymethyl cellulose; having a sulfonyl group, as those having a carboxyl group.
  • examples thereof include polystyrene sulfonic acid; polyvinylphosphonic acid and the like having a phosphonyl group.
  • Polyacrylic acid can be preferably mentioned.
  • (meth) acrylic acid means both acrylic acid and methacrylic acid.
  • Examples of those having a salt structure of an organic acid group include the sodium salt, ammonium salt, potassium salt, and lithium salt of the organic acid group. Further, examples of those having an anionic structure include those having a structure in which a cation is dissociated from an organic acid group or a salt of an organic acid.
  • the water-soluble organic polymer (A) preferably has a linear structure having no branched and chemically crosslinked structures, and is a completely neutralized product in which all of the organic acid structures are salt structures, or an organic acid structure and an organic acid salt structure. Any of the partially neutralized substances in which the above is mixed can be used, and a mixture thereof can also be used.
  • the weight average molecular weight of the water-soluble organic polymer (A) is preferably 1 million or more and 10 million or less, and more preferably 2 million or more and 7.5 million or less in terms of polyethylene glycol by gel permeation chromatography (GPC). is there.
  • completely neutralized or partially neutralized polyacrylate is preferable, completely neutralized or partially neutralized linear polyacrylate is more preferable, and the weight average molecular weight is 1 million or more. 10 million or less, more preferably 2 million or more and 7.5 million or less, completely neutralized or partially neutralized linear sodium polyacrylate is particularly preferable.
  • the degree of neutralization of partial neutralization is 10% to 90%, preferably 30% to 80%.
  • the content of the water-soluble organic polymer (A) is 0.01% by mass to 20% by mass, preferably 0.05% by mass to 10% by mass, based on the total mass (100% by mass) of the radiation dosimetry gel. Is.
  • the silicate (B) include water-swellable silicate particles such as smectite, bentonite, vermiculite, and mica, and those that form a colloid using water or a hydrous liquid as a dispersion medium are preferable.
  • Smectite is a general term for clay minerals having swelling properties such as montmorillonite, bidelite, hectorite, saponite, and stebunsite.
  • Examples of the shape of the primary particles of the silicate particles include a disk shape, a plate shape, a spherical shape, a granular shape, a cubic shape, a needle shape, a rod shape, an amorphous shape, and the like, for example, a disc shape having a diameter of 5 nm to 1,000 nm or a disc shape. Plate-shaped ones are preferable.
  • the laponite XLG exemplified below is a silicate particle having a disk shape having a diameter of 20 nm to 100 nm.
  • silicates include layered silicate, and examples that are easily available as commercial products include Laponite XLG (synthetic hectorite) and XLS (synthetic hectorite, as a dispersant) manufactured by BYK.
  • Laponite XLG synthetic hectorite
  • XLS synthetic hectorite, as a dispersant
  • the content of the silicate (B) is 0.01% by mass to 20% by mass, preferably 0.05% by mass to 10% by mass, based on the total mass (100% by mass) of the radiation dosimetry gel. ..
  • the component (C) is a dispersant for the silicate (B).
  • a dispersant or a glutinating agent used for the purpose of improving the dispersibility of the silicate and delaminating the layered silicate can be used.
  • phosphate-based dispersants, carboxylate-based dispersants, those that act as alkalis, those that react with polyvalent cations to form insoluble salts or complex salts, and organic lytic agents can be used.
  • a phosphate-based dispersant sodium ortholyte, sodium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, sodium tetraphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium polyphosphate, sodium etidroate, etc .; as a carboxylate-based dispersant, poly ( Sodium acrylate, poly (meth) ammonium acrylate, sodium acrylate / sodium maleate copolymer, ammonium acrylate / ammonium maleate copolymer, etc .; sodium hydroxide, as acting as an alkali, and Hydrolylate amine, etc .; sodium carbonate, sodium silicate, etc.
  • sodium polyethylene glycol, polypropylene glycol, sodium fumate, sodium lignin sulfonate, etc. can be mentioned.
  • sodium pyrophosphate and sodium etidronate as the phosphate-based dispersant sodium poly (meth) acrylate as the carboxylate-based dispersant, polyethylene glycol (PEG900, etc.) as the organic lytic agent, and the like are preferable.
  • PEG900, etc. polyethylene glycol
  • a carboxylate-based dispersant is preferable, sodium poly (meth) acrylate is more preferable, and low-polymerized sodium polyacrylate having a weight average molecular weight of 1,000 or more and 20,000 or less is particularly preferable.
  • the above-mentioned low-polymerized sodium polyacrylate interacts with silicate particles to generate a negative charge derived from carboxy anion on the particle surface, and acts as a dispersant by a mechanism such as dispersing the silicate by repulsion of the charge. It is known.
  • the content of the dispersant (C) is 0.01% by mass to 20% by mass, preferably 0.03% by mass to 10% by mass, based on 100% by mass with respect to the radiation dosimetry gel (100% by mass). More preferably, it is 0.05% by mass to 10% by mass.
  • the silicate (B) when used in the form containing the dispersant (C) (for example, a commercially available product), the dispersant (C) may be further added. You don't have to.
  • Component (D) Compound having a positive charge of divalent or higher >> If necessary, a compound (D) having a positive charge of divalent or higher can be further added to the gel.
  • the compound (D) is, for example, one or more selected from the group consisting of a compound containing a Group 2 element, a compound containing a transition metal element, a compound containing an amphoteric element, and a compound containing polyamines. Examples include compounds.
  • compounds containing Group 2 elements compounds of beryllium, magnesium, and calcium; as compounds containing transition metal elements, scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zirconium, molybdenum, Luthenium, rhodium, and palladium compounds; zinc, cadmium, mercury, aluminum, gallium, indium, tallium, tin, and lead compounds as compounds containing amphoteric elements; ethylenediamine, phenylenediamine, hydrazine as compounds containing polyamines. , Ptolessin, cadaverine, spermidin, spermin compounds and the like.
  • Acids that make up the salt include sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydrofluoric acid, trifluoroacetic acid, acetic acid, phosphoric acid, diphosphate, hexametaphosphate, polyphosphate, silicic acid, aluminic acid, and trifluoromethanesulfone. Acids, methanesulfonic acids, p-toluenesulfonic acids and the like can be mentioned.
  • the compound (D) having a positive charge of divalent or higher is preferably magnesium, calcium, aluminum hydrochloride, sulfate, diphosphate, silicate, and aluminate, and more preferably.
  • the content of the compound (D) is 0.01% by mass to 50% by mass, preferably 0.% by mass, based on the total mass (100% by mass) of the radiation dosimetry gel. It is 05% by mass to 10% by mass.
  • a preferable combination of the water-soluble organic polymer (A), the silicate (B), and the dispersant (C) of the silicate constituting the gelling agent is a component in 100% by mass of the radiation dose measurement gel.
  • As (A), completely neutralized or partially neutralized linear sodium polyacrylate having a weight average molecular weight of 2 million or more and 7.5 million or less is 0.05% by mass to 10% by mass
  • component (B) water-swellable smectite or 0.05% by mass to 10% by mass of saponite, 0.05% by mass to 10% by mass of sodium pyrophosphate as component (C), or 0.05% by mass of sodium polyacrylate having a weight average molecular weight of 1,000 or more and 20,000 or less. Examples include combinations consisting of% to 10% by mass.
  • the gelling agent of the present invention contains the component (D), the water-soluble organic polymer (A), the silicate (B), the dispersant (C) of the silicate, and the compound (D).
  • the component (D) Is a preferred combination of completely neutralized or partially neutralized linear sodium polyacrylate having a weight average molecular weight of 2 million or more and 7.5 million or less as the component (A) in 100% by mass of the radiation dose measurement gel.
  • Examples thereof include a combination of 0.05% by mass to 10% by mass of sodium polyacrylate of 1,000 or more and 20,000 or less, and 0.05% by mass to 10% by mass of magnesium chloride or calcium chloride or magnesium sulfate as (D). ..
  • the radiation dosimetry gel of the present invention contains a compound represented by the following formula (1) as a polymerizable cross-linking agent.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 1 is a hydrogen atom.
  • the plurality of R 1s may be the same or different from each other, and are preferably the same.
  • the plurality of m may be the same as or different from each other, and are preferably the same.
  • the carbon chain represented by C m H 2m may be a be branched straight chain, and is preferably linear.
  • n represents an integer of 2 to 4.
  • the carbon chain represented by C n H 2n may be linear or branched, and is preferably linear.
  • k represents 0 or 1.
  • k is 0.
  • (1) -1, (1) -3, (1) -5, (1) -7 are preferable, and (1) -1 is more preferable.
  • the content of the compound represented by the above formula (1) is 1% by mass to 15% by mass, preferably 2% by mass to 6% by mass, based on the total mass (100% by mass) of the radiation dosimetry gel. ..
  • the radiation dosimetry gel of the present invention can contain a monomer that can be polymerized by irradiation. As a result, the radiation dosimetry gel of the present invention can further improve the dose sensitivity to radiation, and the radiation dosimeter provided with the gel as a radiation dose measurement material functions as a more sensitive polymer gel dosimeter.
  • the monomer that can be polymerized by the above irradiation is not particularly limited as long as it has a carbon-carbon unsaturated bond that can be polymerized by the action of radiation, and for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, 2-methoxymethacrylate.
  • the radiation dosimetry gel of the present invention contains a monomer that can be polymerized by irradiation
  • the content thereof is, for example, 2% by mass to 15% by mass with respect to the total mass (100% by mass) of the radiation dosimetry gel. Yes, preferably 3% by mass to 8% by mass.
  • At least one kind of monomer having two or more unsaturated bonds in one molecule (hereinafter, also referred to as “other polymerizable cross-linking agent” in the present specification) other than the compound represented by (1) above. May include.
  • other polymerizable cross-linking agents include N, N'-methylenebisacrylamide, N, N'-diallylacrylamide, N, N'-diacryloylimide, trimethylolformal, and 1,3,5-tri.
  • the number of units of ethylene glycol in various polyethylene glycol di (meth) acrylates is 1, 2, 3, 4, 9, 14, 23.
  • water-soluble having 9 or more units is used.
  • sexual ones are preferred.
  • Some of the above-mentioned monomers are difficult to dissolve in water, but it is sufficient that they are uniformly dispersed in the gel and the entire gel before irradiation is transparent.
  • an organic solvent such as alcohol may be added as long as it is 5% or less.
  • the radiation dosimetry gel of the present invention has ascorbic acid, tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride (THPC), and tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium sulfate (THPS) in order to promote the polymerization reaction by irradiation and increase the radiosensitivity. It is preferable to include a deoxidizer such as glucono- ⁇ -lactone, perchloric acid, and a pH adjuster such as sulfuric acid or salt.
  • a deoxidizer such as glucono- ⁇ -lactone, perchloric acid
  • a pH adjuster such as sulfuric acid or salt.
  • the radiation dosimetry gel of the present invention may contain a free radical scavenger such as hydroquinone or phenylenediamine, an ultraviolet absorber such as guaiazulene, or the like in order to suppress polymerization by residual monomers after irradiation. Further, the radiation dosimetry gel of the present invention may contain a colorant or the like, if necessary.
  • a free radical scavenger such as hydroquinone or phenylenediamine
  • an ultraviolet absorber such as guaiazulene, or the like in order to suppress polymerization by residual monomers after irradiation.
  • the radiation dosimetry gel of the present invention may contain a colorant or the like, if necessary.
  • the method for producing the radiation dosimeter gel is not particularly limited, and for example, a natural polymer such as gelatin as a gelling agent, or the above-mentioned components (A) to (C) as a gelling agent, and the formula ( The compound represented by 1) is mixed at a predetermined ratio, and if desired, the component (D), a monomer that can be polymerized by irradiation, and other additives are further added and mixed, and then water is further added and mixed. It can be left to stand, gelled, and manufactured.
  • a natural polymer such as gelatin as a gelling agent
  • the above-mentioned components (A) to (C) as a gelling agent
  • the compound represented by 1) is mixed at a predetermined ratio, and if desired, the component (D), a monomer that can be polymerized by irradiation, and other additives are further added and mixed, and then water is further added and mixed. It can be left to stand, gelled, and manufactured.
  • a gelling agent containing the above components (A) to (C) for example, a mixture of two components of the components (A) to (C), an aqueous solution thereof, or an aqueous solution thereof is included.
  • An aqueous solution, the remaining one component, an aqueous solution thereof or an aqueous solution thereof, and optionally component (D), a monomer that can be polymerized by irradiation, and other additives, or an aqueous solution containing these components, monomers, and additives are added.
  • a monomer that can be polymerized by irradiation, and other additives or an aqueous solution containing these components, monomers, and additives are added.
  • gelation is also possible by adding water or an aqueous solution containing water to the mixture of each component.
  • the component (D) can be added by a method of adding each component at the time of mixing before gelation, or by a method of immersing the component (D) in an aqueous solution after gelation. These processing methods can also be performed by combining the respective operations.
  • the concentration of the aqueous solution of the component (D) is usually 0.1% by mass to 50% by mass, preferably 1% by mass to 30% by mass, and more preferably 5% by mass or more. 20% by mass
  • the gelling agent (natural polymer, component (A) to component (C)), and other components such as the component (D) to be added as desired, a monomer polymerizable by irradiation, and other additives are mixed.
  • ultrasonic treatment can be used in addition to mechanical or manual stirring, but mechanical stirring is particularly preferable.
  • mechanical stirring for example, a magnetic stirrer, a propeller type stirrer, a rotation / revolution type mixer, a disper, a homogenizer, a shaker, a vortex mixer, a ball mill, a kneader, an ultrasonic oscillator and the like can be used.
  • mixing with a rotation / revolution type mixer is preferable.
  • the temperature at the time of mixing is the freezing point to the boiling point of the mixture (aqueous solution or aqueous dispersion), preferably ⁇ 5 ° C. to 100 ° C., and more preferably 0 ° C. to 50 ° C.
  • the standing time is preferably 2 hours to 100 hours.
  • the standing temperature is ⁇ 5 ° C. to 100 ° C., preferably 0 ° C. to 50 ° C.
  • a radiation dosimetry gel having an arbitrary shape can be produced by pouring it into a mold or extruding it immediately after mixing before gelling.
  • the radiation dosimetry gel of the present invention is suitable as a radiation dose measurement material
  • the radiation dosimetry gel can be filled in a container to form a radiation dosimeter, for example, a phantom.
  • the container is not particularly limited as long as it is insensitive to MRI, transmits radiation, has solvent resistance, airtightness, etc., and its material is glass, acrylic resin, polyester, ethylene-vinyl alcohol copolymer, etc. preferable. If the container is transparent, the three-dimensional dose distribution can be measured not only by MRI but also by using an optical CT capable of three-dimensional measurement of cloudiness. Further, after filling the container with the radiation dosimetry gel, the remaining space may be replaced with nitrogen gas or the like.
  • a method for measuring a radiation dose using the above-mentioned radiation dosimeter is also an object of the present invention.
  • the method for measuring the radiation dose is not particularly limited except that the step of irradiating the radiation dosimeter with radiation is included.
  • irradiation device used in the step of irradiating radiation
  • dose concentration such as IMRT (Intensity Modulated Radio Therapy) and SRT (Sterotic Radio Therapy)
  • SRT Steotic Radio Therapy
  • Equipment used for advanced cancer radiotherapy such as highly-sexual radiation and radiation from charged particles such as proton rays and heavy particle beams (carbon rays, neon rays, etc.), can also be used, and irradiation assuming actual treatment.
  • the radiation dose meter can also be used in the above.
  • the absorbed dose is obtained from the R 2 image obtained by imaging with an X-ray CT device, an optical CT device, an ultrasonic echo device, an MRI, or the like using the relaxation rate R 2 -absorbed dose characteristic.
  • the radiation dose is determined according to the method of the radiation dosimeter irradiation experiment described in [Irradiation test of the radiation dosimeter] of the examples described later.
  • Example 2 N, N-bis (2-acrylamide ethyl) acrylamide (Fujifilm Co., Ltd.) 6 g, gelatin (manufactured by Sigma-Aldrich) 10 g, acrylamide (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 6 g, tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride 80 360 ⁇ L of a% aqueous solution (manufactured by Aldrich) was added to 178 g of water, heated at 45 ° C to 50 ° C, and stirred until uniform. The obtained mixture was filled in a 30 mL PET bottle and cooled in a refrigerator for 20 hours in a stationary state to obtain a target product for an irradiation test.
  • the mixture was cooled with ice water, 2.4 g of an 80% aqueous solution of tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride (manufactured by Aldrich) was added at about 12 ° C., and the mixture was stirred until uniform. 22 g of the aqueous silicate dispersion prepared in Production Example 1 was added, and the mixture was stirred for 1 minute.
  • the obtained mixture was filled in a 30 mL PET bottle and cooled in a refrigerator for 20 hours in a stationary state to obtain a target product for an irradiation test.
  • Example 4 N, N-bis (2-acrylamide ethyl) acrylamide (Fuji Film Co., Ltd.) 4 g, N-vinyl-2-pyrrolidone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 16 g, highly polymerized sodium polyacrylate aqueous solution produced in Production Example 2. 22 g was added to 134 g of water, the mixture was stirred at room temperature, and then degassed by vacuum.
  • the mixture was cooled with ice water, 2.4 g of an 80% aqueous solution of tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride (manufactured by Aldrich) was added at about 12 ° C., and the mixture was stirred until uniform. 22 g of the aqueous silicate dispersion prepared in Production Example 1 was added, and the mixture was stirred for 1 minute.
  • the obtained mixture was filled in a 30 mL PET bottle and cooled in a refrigerator for 20 hours in a stationary state to obtain a target product for an irradiation test.
  • Example 5 N, N-bis (2-acrylamide ethyl) acrylamide (Fuji Film Co., Ltd.) 6 g, N-vinyl-2-pyrrolidone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 16 g, highly polymerized sodium polyacrylate aqueous solution produced in Production Example 2. 22 g was added to 132 g of water, the mixture was stirred at room temperature, and then degassed by vacuum.
  • the mixture was cooled with ice water, 2.4 g of an 80% aqueous solution of tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride (manufactured by Aldrich) was added at about 12 ° C., and the mixture was stirred until uniform. 22 g of the aqueous silicate dispersion prepared in Production Example 1 was added, and the mixture was stirred for 1 minute.
  • the obtained mixture was filled in a 30 mL PET bottle and cooled in a refrigerator for 20 hours in a stationary state to obtain a target product for an irradiation test.
  • Example 7 4 g of N, N-bis (2-acrylamide ethyl) acrylamide (Fuji Film Co., Ltd.), 8 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and 22 g of the highly polymerized sodium polyacrylate aqueous solution produced in Production Example 2. After adding 142 g of water and stirring at room temperature, the mixture was degassed by vacuum. Next, the mixture was cooled with ice water, 2.4 g of an 80% aqueous solution of tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride (manufactured by Aldrich) was added at about 12 ° C., and the mixture was stirred until uniform.
  • Example 9 Water 6 g of N, N-bis (2-acrylamide ethyl) acrylamide (Fuji Film Co., Ltd.), 12 g of N-isopropylacrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and 22 g of the highly polymerized sodium polyacrylate aqueous solution produced in Production Example 2. After adding 136 g and stirring at room temperature, the mixture was degassed by vacuum. Next, the mixture was cooled with ice water, 2.4 g of an 80% aqueous solution of tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride (manufactured by Aldrich) was added at about 12 ° C., and the mixture was stirred until uniform.
  • Example 10 N, N-bis (2-acrylamide ethyl) acrylamide (Fuji Film Co., Ltd.) 6 g, N-vinyl-2-pyrrolidone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 12 g, highly polymerized sodium polyacrylate aqueous solution produced in Production Example 2. 22 g was added to 136 g of water, the mixture was stirred at room temperature, and then degassed by vacuum.
  • the mixture was cooled with ice water, 2.4 g of an 80% aqueous solution of tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride (manufactured by Aldrich) was added at about 12 ° C., and the mixture was stirred until uniform. 22 g of the aqueous silicate dispersion prepared in Production Example 1 was added, and the mixture was stirred for 1 minute.
  • the obtained mixture was filled in a 30 mL PET bottle and cooled in a refrigerator for 20 hours in a stationary state to obtain a target product for an irradiation test.
  • Example 11 N, N-bis (2-acrylamide ethyl) Acrylamide (Fujifilm Co., Ltd.) 6 g, N-Vinyl-2-pyrrolidone (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 12 g, Hydroquinone (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0. 04 g and 22 g of the highly polymerized sodium polyacrylate aqueous solution produced in Production Example 2 were added to 136 g of water, stirred at room temperature, and then degassed by vacuum.
  • the mixture was cooled with ice water, 2.4 g of an 80% aqueous solution of tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride (manufactured by Aldrich) was added at about 12 ° C., and the mixture was stirred until uniform. 22 g of the aqueous silicate dispersion prepared in Production Example 1 was added, and the mixture was stirred for 1 minute.
  • the obtained mixture was filled in a 30 mL PET bottle and cooled in a refrigerator for 20 hours in a stationary state to obtain a target product for an irradiation test.
  • the mixture was cooled with ice water, 2.4 g of an 80% aqueous solution of tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride (manufactured by Aldrich) was added at about 12 ° C., and the mixture was stirred until uniform. 22 g of the aqueous silicate dispersion prepared in Production Example 1 was added, and the mixture was stirred for 1 minute.
  • the obtained mixture was filled in a 30 mL PET bottle and cooled in a refrigerator for 20 hours in a stationary state to obtain a target product for an irradiation test.
  • Radioflex 250CG (Rigaku Denki Co., Ltd. (currently Rigaku Co., Ltd.) was used for the target object (sample of radiation dosimeter) for the irradiation test obtained in Examples 1 to 11 and Comparative Example 1.
  • X-ray 250 kV, 4 mA was irradiated. Specifically, each sample was irradiated with 1 Gy, 3 Gy, 5 Gy, and 7 Gy at a dose rate of 1 Gy / min. It was confirmed that all the samples became cloudy by X-ray irradiation and functioned as radiation dosimeters.
  • FIG. 1 shows the results of irradiation tests of the radiation dosimeters of Examples 3 to 6, and FIG. 2 shows the radiation dosimeters of Example 6 and Comparative Example 1.
  • FIG. 1 and FIG. 2 it was confirmed that ⁇ R 2 increased (sensitivity increased) in proportion to the dose. Further, as shown in FIG. 1, an increase in the amount of N, N-bis (2-acrylamide ethyl) acrylamide (compound represented by the formula (1)) added (Example 3: 1%, Example 4: 2%). , Example 5: 3%, Example 6: 4%), and it was confirmed that the sensitivity increased. Further, as shown in FIG. 2, a radiation dosimeter containing N, N-bis (2-acrylamide ethyl) acrylamide (a compound represented by the formula (1)) contains N, N'-methylenebisacrylamide (Biz). It was confirmed that the sensitivity was higher than that of the radiation dosimeter of the comparative example including.

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Abstract

【課題】より高感度で尚且つ安全性の高いポリマーゲル線量計に使用可能な放射線線量測定ゲルを提供すること。【解決手段】ゲル化剤、及び式（１）：（式（１）中、Ｒ１は水素原子又はメチル基を表し、ｍ及びｎは各々２～４の整数を表し、ｋは０又は１を表し、複数のＲ１及びｍはそれぞれ互いに同じでも異なってもよい。）で表される化合物を含む放射線線量測定ゲル及び該ゲルを放射線線量の計測材料として備える放射線線量計。

Description

放射線線量測定ゲル、及びそれを放射線線量の計測材料として備える放射線線量計
　本発明は、放射線線量測定ゲル、及び該放射線線量測定ゲルを放射線線量の計測材料として備える放射線線量計に関する。より詳しくは、本発明は、白濁による３次元線量分布の測定に用いられる放射線線量測定ゲル、及びそれを放射線線量の計測材料として備える放射線線量計に関する。
　がんの放射線治療として、ピンポイントで放射線治療を行う定位放射線治療（ＳＲＴ：Ｓｔｅｒｅｏｔａｃｔｉｃ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｔｈｅｒａｐｙ）や、同一照射野内の線量強度を変えて３次元的にがんの輪郭に沿って照射野を設定することが可能な強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ：Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｍｏｄｕｌａｔｅｄ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｔｈｅｒａｐｙ）といった高精度な治療も導入されつつあり、これらの治療法では標的の３次元的な各位置に対する微視的エネルギー付与量の積算値（すなわち線量分布）が精密に調整される。また、陽子線や重粒子線（炭素線、ネオン線等）といった線量集中性の高い荷電粒子線を利用する粒子線治療が実施されている。粒子線治療は、従来のＸ線治療に比べ放射線照射の照射位置および線量をより高精度に制御して腫瘍を治療することができる利点を有している。粒子線治療において求められるのは、生体組織中の病巣などの標的位置にて粒子線からのエネルギーを適正に放出させること、および、標的周囲の正常組織に対しては可能な限り影響を与えないこと、の両立である。これらを目的に、粒子線ビームの径方向の広がりや粒子線ビームのブラッグピークの位置が被照射体中の標的位置に対し位置合わせされる。
　実際の放射線治療計画では、生体組織中における３次元での各位置における線量の分布が最適化される。典型的な治療計画では、標的組織における線量分布（各位置への放射線による線量）を治療目的に合わせて変形させると同時に、周辺の正常組織への放射線の影響も抑え、リスク臓器（ｏｒｇａｎ　ａｔ　ｒｉｓｋ）に対する影響も可能な限り小さくする。このように複雑な形状の線量分布を作成するために、ビームが精密に制御され、多方向から照射されることもある。この制御には、被照射体に合わせて調整されるフィルター・コリメータ類（レンジシフター、マルチリーフコリメーター、ボーラス等）が装備される。そして、高度に制御された放射線治療を実現するためには、放射線照射装置や付属機器およびフィルター・コリメータ類等を含めた装置全体、ならびにそれら装置による照射処理において、高度な品質保証・品質管理（ｑｕａｌｉｔｙ　ａｓｓｕｒａｎｃｅ　ａｎｄ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ，以下「ＱＡ／ＱＣ」と略記する）が必要となる。
　このような治療計画および各種装置のＱＡ／ＱＣのためには、様々な方向から様々な加速エネルギーで入射する多数の電離放射線によるエネルギー付与量を適切に積算して実測できる技術が必要である。エネルギー付与量を積算して線量を各位置において精密に測定することができれば、上記ＱＡ／ＱＣの裏付けとなる３次元でのエネルギー付与量の分布（線量分布）を測定する事が可能となるためである。この目的では従来、電離箱線量計、半導体検出器、フイルムといった１次元または２次元での線量計が用いられている。これらの線量計では、粒子線を標的位置に位置合わせする領域のうち、１次元または２次元の座標に対する上記線量分布が実測される。近年はこれらの線量計に加え、化学線量計の測定原理を利用したゲルにより３次元の線量分布を測定することが可能なゲル線量計が注目されている。ゲル線量計を利用すれば、さらに、生体と等価とみなしうる材質である水の各位置において放射線により付与されるエネルギー量を正確に測定すること、つまり、生体等価物質や水等価物質における放射線の影響が測定できる、という利点もある。ゲル線量計では、それ自体を固体ファントムとして利用しつつ、３次元での線量分布を取得できるのである。
　３次元線量分布の測定が可能なゲル線量計としては、例えば、フリッケゲル線量計（特許文献１）やポリマーゲル線量計（特許文献２、特許文献３および非特許文献１）などが報告されている。フリッケゲル線量計は、液体化学線量計として知られるフリッケ線量計の溶液（硫酸第一鉄を含む水溶液）を含むゲルであり、放射線照射に伴う２価から３価への鉄の酸化反応（着色）が、吸収線量に比例して増加することを利用している。一方、ポリマーゲル線量計は、モノマーをゲル中に分散させたものであり、放射線照射すると線量に比例してポリマーが生成することから、その生成量（白濁度）を求めることで線量を見積もることができる。生成したポリマーはゲル中を拡散しにくく、白濁が経時的に安定しており、且つ白濁部分が透明なゲルの中に浮かんでいるように見えるため視覚的にも優れているのが特徴である。
特開２０１４－２０９０９３号公報 特許第５５９０５２６号公報 特開２０１４－１８５９６９号公報
第４回３次元ゲル線量計研究会要旨集内「ＡＱＵＡＪＯＩＮＴポリマーゲル線量計」（２０１５年）
　従来のポリマーゲル線量計では、アクリルアミドやＮ－ビニル－２－ピロリドンなどの水溶性重合モノマーの他、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド等の重合性架橋剤が添加され、放射線照射によるラジカル重合で不溶性の３次元網目構造を形成させる。しかし、これらは放射線照射に対する線量感度が低かったり、モノマーや架橋剤の安全性に問題があったりするため、より高感度で尚且つ安全性の高いポリマーゲル線量計が求められてきた。
　本発明者らは高感度で尚且つ安全性の高いポリマーゲル線量計について鋭意検討を重ねた結果、下記式（１）で表される多官能アクリルアミド誘導体を架橋剤として用いたポリマーゲル線量計が、優れた照射感度を有することを見出し、本発明を完成させた。
　即ち本発明は、第１観点として、ゲル化剤、及び式（１）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （式（１）中、
Ｒ１は水素原子又はメチル基を表し、
ｍ及びｎは各々２～４の整数を表し、
ｋは０又は１を表し、
複数のＲ１及びｍはそれぞれ互いに同じでも異なってもよい。）で表される化合物を含む、放射線線量測定ゲルに関する。
　第２観点として、さらに水を含む、第１観点に記載の放射線線量測定ゲルに関する。
　第３観点として、前記ゲル化剤が、ゼラチン、アガロース、キサンタンガム、カラギーナン、ジェランガム、キトサン、及びアルギン酸からなる群から選ばれる１種又は２種以上である、第１観点又は第２観点に記載の放射線線量測定ゲルに関する。
　第４観点として、前記ゲル化剤が、有機酸構造、有機酸塩構造又は有機酸アニオン構造を有する水溶性有機高分子（Ａ）、ケイ酸塩（Ｂ）、及び該ケイ酸塩の分散剤（Ｃ）を含む、第１観点又は第２観点に記載の放射線線量測定ゲルに関する。
　第５観点として、前記水溶性有機高分子（Ａ）が、重量平均分子量１００万乃至１，０００万の完全中和又は部分中和ポリアクリル酸塩である、第４観点に記載の放射線線量測定ゲルに関する。
　第６観点として、前記ケイ酸塩（Ｂ）が、スメクタイト、ベントナイト、バーミキュライト、及び雲母からなる群より選ばれる１種又は２種以上の水膨潤性ケイ酸塩粒子である、第４観点又は第５観点に記載の放射線線量測定ゲルに関する。
　第７観点として、前記分散剤（Ｃ）が、オルトリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、エチドロン酸ナトリウム、ポリ（メタ）アクリル酸ナトリウム、ポリ（メタ）アクリル酸アンモニウム、アクリル酸ナトリウム／マレイン酸ナトリウム共重合体、アクリル酸アンモニウム／マレイン酸アンモニウム共重合体、水酸化ナトリウム、ヒドロキシルアミン、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、フミン酸ナトリウム、及びリグニンスルホン酸ナトリウムからなる群から選ばれる１種又は２種以上である、第４観点乃至第６観点のうちいずれか一項に記載の放射線線量測定ゲルに関する。
　第８観点として、放射線照射により重合可能なモノマーを更に含む、第１観点乃至第７観点のうちいずれか一項に記載の放射線線量測定ゲルに関する。
　第９観点として、脱酸素剤を更に含む、第１観点乃至第８観点のうちいずれか一項に記載の放射線線量測定ゲルに関する。
　第１０観点として、第１観点乃至第９観点のうちいずれか一項に記載の放射線線量測定ゲルを放射線線量の計測材料として備える、放射線線量計に関する。
　第１１観点として、第１０観点に記載の放射線線量計に放射線を照射する工程を含む、放射線線量の測定方法に関する。
　第１２観点として、第１観点乃至第９観点のうちいずれか一項に特定される前記ゲル化剤及び前記式（１）で表される化合物を混合する工程を含む、放射線線量測定ゲルの製造方法に関する。
　本発明の放射線線量測定ゲルは、広く使用されているＮ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド等の重合性架橋剤を用いた従来のポリマーゲル線量計と比べて、優れた照射感度を有する。特に本発明で使用する式（１）で表される化合物は、水への溶解時に加熱を必要とせず、また溶解補助剤（コモノマー等）を必須として使用せずとも容易に水に溶解でき、種々のコモノマーを組み合わせてゲルを構成することが可能である。また、コモノマーの選択によってさらに優れた照射感度を有する放射線線量測定ゲルとすることができる。
　また、本発明の放射線線量測定ゲルは工業的に入手容易な原料を用いて製造できる。前述したとおり、本発明で使用する式（１）で表される化合物は容易に水に溶解でき、また特に水溶性有機高分子（Ａ）、ケイ酸塩（Ｂ）、及び該ケイ酸塩の分散剤（Ｃ）を含むゲル化剤を用いることにより、加熱を必要とすることなく室温で混合するだけでゲルを製造することができる。そのため、本発明の放射線線量測定ゲルは、一定の品質を有するゲルとして容易に提供することができる。また該ゲルはインジェクタブルなゲルとして、放射線線量計における放射線線量の計測材料に使用することができる。
　さらに、本発明の放射線線量測定ゲルは充分な強度を有する。例えば、典型的には容器等の支持体がなくてもゲルの形状を保持できる程度のかたさ（「弾性率」）や強度（「破断応力」）を有し、いわば自己支持性を有する。したがって、本発明の放射線線量測定ゲルはガラスやプラスチック容器だけでなく、酸素透過性の低いプラスチックラップを用いたフレキシブルなゲル線量計の作製に使用することができる。
実施例３乃至実施例６の放射線線量計の照射試験の結果を示す図である。 実施例６及び比較例１の放射線線量計の照射試験の結果を示す図である。
　本発明者らは、高感度で尚且つ安全性の高いポリマーゲル線量計について検討を重ね、該線量計に用いるゲルを構成する重合性架橋剤として、多官能アクリルアミド誘導体の採用を検討した。そして、上記式（１）で表されるアクリルアミド誘導体を重合性架橋剤として用いたゲルを検討したところ、該誘導体が水に易溶性であり、加熱や溶解補助剤を必要とせずとも水に溶解してゲル形成が可能であること、またコモノマーとして種々のモノマーを組み合わせることができ、さらに照射感度を向上させたゲルとなることを見出した。
　以下、本発明について詳述する。
［放射線線量測定ゲル］
　本発明の放射線線量測定ゲルは、ゲルを構成する必須成分として、ゲル化剤、及び、重合性架橋剤として多官能アクリルアミド構造を有する化合物［上記式（１）で表される化合物］を含む。本発明の放射線線量測定ゲルにあっては、上記成分の他に水を含み得、また本発明の所期の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、他の成分を任意に含んでもよい。
＜ゲル化剤＞
　ゲル化剤としては、動植物由来の天然高分子等が挙げられる。具体的には、ゼラチン、アガロース、キサンタンガム、カラギーナン、ジェランガム、キトサン、及びアルギン酸又はこれらの塩等が挙げられる。本発明では、これらのゲル化剤は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて用いることできる。
　上記天然物高分子の含有量は、放射線線量測定ゲルの全質量（１００質量％）に対して、０．０１質量％乃至３０質量％、好ましくは０．０５質量％乃至２０質量％である。
　また、本発明では、ゲル化剤として、有機酸構造、有機酸塩構造又は有機酸アニオン構造を有する水溶性有機高分子（Ａ）、ケイ酸塩（Ｂ）、及び該ケイ酸塩の分散剤（Ｃ）を含むゲル化剤を用いることができる。
　なお本発明で用いるゲル化剤としては、上記天然高分子、又は上記有機酸構造、有機酸塩構造若しくは有機酸アニオン構造を有する水溶性有機高分子（Ａ）、上記ケイ酸塩（Ｂ）、及び上記該ケイ酸塩の分散剤（Ｃ）を含むゲル化剤のいずれも好ましいが、得られるゲルにおいて耐熱性や強度が求められる場合には、上記成分（Ａ）乃至成分（Ｃ）を含むゲル化剤を用いることがより好適である。
≪成分（Ａ）：有機酸構造、有機酸塩構造又は有機酸アニオン構造を有する水溶性有機高分子≫
　ゲル化剤を構成する成分（Ａ）：有機酸構造、有機酸塩構造又は有機酸アニオン構造を有する水溶性有機高分子としては、有機高分子の側鎖として、複数のカルボキシル基、スルホニル基、及びホスホニル基等の有機酸基、有機酸基の塩構造又はアニオン構造を有し、水に自由に溶解する高分子が挙げられる。
　そのような水溶性有機高分子（Ａ）のうち、有機酸構造を有するものとしては、例えば、カルボキシル基を有するものとして、ポリ（メタ）アクリル酸、カルボキシビニルポリマー、カルボキシメチルセルロース；スルホニル基を有するものとして、ポリスチレンスルホン酸；ホスホニル基を有するものとしてポリビニルホスホン酸等が挙げられる。好ましくはポリアクリル酸を挙げることができる。
　なお、本明細書では、「（メタ）アクリル酸」との表記はアクリル酸とメタクリル酸の両方をいう。
　また、有機酸基の塩構造を有するものとしては、例えば、上記有機酸基のナトリウム塩、アンモニウム塩、カリウム塩、及びリチウム塩などが挙げられる。
　さらに、アニオン構造を有するものとしては、例えば、有機酸基又は有機酸の塩からカチオンが解離した構造を有するものが挙げられる。
　水溶性有機高分子（Ａ）は、分岐および化学架橋構造を持たない直鎖型構造が好ましく、有機酸構造の全てが塩構造となる完全中和物、又は有機酸構造と有機酸塩構造とが混在する部分中和物のいずれも使用でき、それらの混合物も使用できる。
　水溶性有機高分子（Ａ）の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリエチレングリコール換算で、好ましくは１００万以上１，０００万以下であり、より好ましくは２００万以上７５０万以下である。
　水溶性有機高分子（Ａ）としては、完全中和又は部分中和ポリアクリル酸塩が好ましく、完全中和又は部分中和の直鎖型ポリアクリル酸塩がより好ましく、重量平均分子量１００万以上１，０００万以下、より好ましくは２００万以上７５０万以下の完全中和又は部分中和の直鎖型ポリアクリル酸ナトリウムが特に好ましい。部分中和の中和度としては、１０％乃至９０％であり、好ましくは３０％乃至８０％である。
　上記水溶性有機高分子（Ａ）の含有量は、放射線線量測定ゲルの全質量（１００質量％）に対して０．０１質量％乃至２０質量％、好ましくは０．０５質量％乃至１０質量％である。
≪成分（Ｂ）：ケイ酸塩≫
　上記ケイ酸塩（Ｂ）としては、例えば、スメクタイト、ベントナイト、バーミキュライト、及び雲母等の水膨潤性のケイ酸塩粒子が挙げられ、水又は含水液体を分散媒としたコロイドを形成するものが好ましい。なお、スメクタイトとは、モンモリロナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、及びスチブンサイト等の膨潤性を有する粘土鉱物の総称である。
　上記ケイ酸塩粒子の一次粒子の形状としては、円盤状、板状、球状、粒状、立方状、針状、棒状、及び無定形等が挙げられ、例えば直径５ｎｍ乃至１，０００ｎｍの円盤状又は板状のものが好ましい。例えば、下記に例示するラポナイトＸＬＧは、直径２０ｎｍ乃至１００ｎｍの円盤状を有するケイ酸塩粒子である。
　ケイ酸塩の好ましい具体例としては、層状ケイ酸塩が挙げられ、市販品として容易に入手可能な例として、ＢＹＫ社製のラポナイトＸＬＧ（合成ヘクトライト）、ＸＬＳ（合成ヘクトライト、分散剤としてピロリン酸ナトリウム含有）、ＸＬ２１（ナトリウム・マグネシウム・フルオロシリケート）、ＲＤ（合成ヘクトライト）、ＲＤＳ（合成ヘクトライト、分散剤として無機ポリリン酸塩含有）、及びＳ４８２（合成ヘクトライト、分散剤含有）；片岡コープアグリ株式会社（旧：コープケミカル株式会社）製のルーセンタイトＳＷＮ（合成スメクタイト）及びＳＷＦ（合成スメクタイト）、ミクロマイカ（合成雲母）、及びソマシフ（合成雲母）；クニミネ工業株式会社製のクニピア（モンモリロナイト）、スメクトンＳＡ（合成サポナイト）；株式会社ホージュン製のベンゲル（天然ベントナイト精製品）等が挙げられる。
　上記ケイ酸塩（Ｂ）の含有量は、放射線線量測定ゲルの全質量（１００質量％）に対して０．０１質量％乃至２０質量％、好ましくは０．０５質量％乃至１０質量％である。
≪成分（Ｃ）：ケイ酸塩の分散剤≫
　成分（Ｃ）は上記ケイ酸塩（Ｂ）の分散剤である。分散剤（Ｃ）として、ケイ酸塩の分散性の向上や、層状ケイ酸塩を層剥離させる目的で使用される分散剤又は解膠剤を使用することができる。例えば、リン酸塩系分散剤、カルボン酸塩系分散剤、アルカリとして作用するもの、多価カチオンと反応し不溶性塩又は錯塩を形成するもの、そして有機解膠剤を使用することができる。
　例えば、リン酸塩系分散剤として、オルトリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、及びエチドロン酸ナトリウム等；カルボン酸塩系分散剤として、ポリ（メタ）アクリル酸ナトリウム、ポリ（メタ）アクリル酸アンモニウム、アクリル酸ナトリウム／マレイン酸ナトリウム共重合体、及びアクリル酸アンモニウム／マレイン酸アンモニウム共重合体等；アルカリとして作用するものとして、水酸化ナトリウム、及びヒドロキシルアミン等；多価カチオンと反応し不溶性塩又は錯塩を形成するものとして、炭酸ナトリウム、及びケイ酸ナトリウム等；有機解膠剤として、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、フミン酸ナトリウム、リグニンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。これらの中でも、リン酸塩系分散剤としてピロリン酸ナトリウム、及びエチドロン酸ナトリウム、カルボン酸塩系分散剤としてポリ（メタ）アクリル酸ナトリウム、有機解膠剤としてポリエチレングリコール（ＰＥＧ９００等）等を好適に用いることができる。
　中でも、カルボン酸塩系分散剤が好ましく、ポリ（メタ）アクリル酸ナトリウムがより好ましく、重量平均分子量１，０００以上２万以下の低重合ポリアクリル酸ナトリウムが特に好ましい。上記の低重合ポリアクリル酸ナトリウムはケイ酸塩粒子と相互作用して粒子表面にカルボキシアニオン由来の負電荷を生じさせ、電荷の反発によりケイ酸塩を分散させる等の機構により分散剤として作用することが知られている。
　上記分散剤（Ｃ）の含有量は、放射線線量測定ゲル（１００質量％）に対して１００質量％中に０．０１質量％乃至２０質量％、好ましくは０．０３質量％乃至１０質量％、さらに好ましくは０．０５質量%乃至１０質量％である。
　なお、本発明では、分散剤（Ｃ）を含有する形態にて上記（Ｂ）ケイ酸塩を使用する場合（例えば市販品など）には、分散剤（Ｃ）をさらに添加しても、添加しなくてもよい。
≪成分（Ｄ）：二価以上の正電荷を有する化合物≫
　上記ゲルには、必要に応じて、さらに二価以上の正電荷を有する化合物（Ｄ）を加えることもできる。
　上記化合物（Ｄ）としては、例えば、第２族元素を含む化合物、遷移金属元素を含む化合物、両性元素を含む化合物、及びポリアミン類を含む化合物からなる群から選ばれる１種又は２種以上の化合物が挙げられる。
　例えば、第２族元素を含む化合物として、ベリリウム、マグネシウム、及びカルシウムの化合物；遷移金属元素を含む化合物として、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ジルコニウム、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、及びパラジウムの化合物；両性元素を含む化合物として、亜鉛、カドミウム、水銀、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、スズ、及び鉛の化合物；ポリアミン類を含む化合物として、エチレンジアミン、フェニレンジアミン、ヒドラジン、プトレスシン、カダベリン、スペルミジン、及びスペルミンの化合物等が挙げられる。
　これら化合物は、二価以上の正電荷を有する酸化物や水酸化物、又は塩であり、さらにポリアミン類では、フリー体でもよい。
　塩を構成する酸としては、硫酸、塩酸、臭化水素酸、フッ化水素酸、トリフルオロ酢酸、酢酸、リン酸、二リン酸、ヘキサメタリン酸、ポリリン酸、ケイ酸、アルミン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、メタンスルホン酸、及びｐ－トルエンスルホン酸等が挙げられる。
　二価以上の正電荷を有する化合物（Ｄ）としては、好ましくは、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムの塩酸塩、硫酸塩、二リン酸塩、ケイ酸塩、及びアルミン酸塩であり、より好ましくは、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、二リン酸カルシウム、及びケイ酸アルミン酸マグネシウムである。
　上記ゲルが成分（Ｄ）を含む場合、上記化合物（Ｄ）の含有量は、放射線線量測定ゲルの全質量（１００質量％）に対して０．０１質量％乃至５０質量％、好ましくは０．０５質量％乃至１０質量％である。
　上記ゲル化剤を構成する水溶性有機高分子（Ａ）、ケイ酸塩（Ｂ）、及び該ケイ酸塩の分散剤（Ｃ）の好ましい組合せとしては、放射線線量測定ゲル１００質量％中、成分（Ａ）として重量平均分子量２００万以上７５０万以下の完全中和又は部分中和された直鎖型ポリアクリル酸ナトリウム０．０５質量％乃至１０質量％、成分（Ｂ）として水膨潤性スメクタイト又はサポナイト０．０５質量％乃至１０質量％、及び成分（Ｃ）としてピロリン酸ナトリウム０．０５質量％乃至１０質量％、又は重量平均分子量１，０００以上２万以下のポリアクリル酸ナトリウム０．０５質量％乃至１０質量からなる組合せが挙げられる。
　また、本発明のゲル化剤が成分（Ｄ）を含む場合、上記水溶性有機高分子（Ａ）、ケイ酸塩（Ｂ）、前記ケイ酸塩の分散剤（Ｃ）、及び上記化合物（Ｄ）の好ましい組合せとしては、放射線線量測定ゲル１００質量％中、成分（Ａ）として重量平均分子量２００万以上７５０万以下の完全中和又は部分中和された直鎖型ポリアクリル酸ナトリウム０．０５質量％乃至１０質量％、成分（Ｂ）として水膨潤性スメクタイト又はサポナイト０．０５質量％乃至１０質量％、成分（Ｃ）としてピロリン酸ナトリウム０．０５質量％乃至１０質量％、又は重量平均分子量１，０００以上２万以下のポリアクリル酸ナトリウム０．０５質量％乃至１０質量％、及び（Ｄ）として塩化マグネシウム又は塩化カルシウム又は硫酸マグネシウム０．０５質量％乃至１０質量％からなる組合せが挙げられる。
［式（１）で表される化合物］
　本発明の放射線線量測定ゲルは、重合性架橋剤として下記式（１）で表される化合物を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 　式（１）において、Ｒ１は水素原子又はメチル基を表す。好ましくは、Ｒ１は水素原子である。複数のＲ１は、互いに同一であっても異なっていてもよく、同一であることが好ましい。
　ｍは２～４の整数を表すが、ｍ＝２が好ましい。複数のｍは、互いに同一であっても異なっていてもよく、同一であることが好ましい。また、ＣｍＨ２ｍで表される炭素鎖は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、直鎖状であることが好ましい。
　ｎは２～４の整数を表す。また、ＣｎＨ２ｎで表される炭素鎖は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、直鎖状であることが好ましい。
　ｋは０又は１を表す。好ましくは、ｋは０である。
　以下に式（１）で表される化合物の具体例を挙げるが、これらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　一般式（１）で表される化合物の中でも、（１）－１、（１）－３、（１）－５、（１）－７が好ましく、（１）－１がより好ましい。
　上記式（１）で表される化合物の含有量は、放射線線量測定ゲルの全質量（１００質量％）に対して、１質量％乃至１５質量％、好ましくは２質量％乃至６質量％である。
［放射線照射により重合可能なモノマー］
　本発明の放射線線量測定ゲルは放射線照射により重合可能なモノマーを含むことができる。これにより、本発明の放射線線量測定ゲルはより放射線に対する線量感度を向上させることができ、該ゲルを放射線線量の計測材料として備える放射線線量計はより高感度なポリマーゲル線量計として機能する。
　上記放射線照射により重合可能なモノマーとしては、放射線の作用により重合可能な炭素－炭素不飽和結合を有するものであれば特に限定されず、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸２－メトキシメチル、メタクリル酸２－エトキシエチル、メタクリル酸２－ヒドロキシエチル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルモノメタクリレート、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２－メトキシエチル、Ｎ－ビニル－２－ピロリドン、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、メタクリロイル－Ｌ－アラニンメチルエステル、及びアクリロイル－Ｌ－プロリンメチルエステルなどが挙げられる。
　本発明の放射線線量測定ゲル中に放射線照射により重合可能なモノマーを含む場合、その含有量は、放射線線量測定ゲルの全質量（１００質量％）に対して、例えば２質量％乃至１５質量％であり、好ましくは３質量％乃至８質量％である。
　また、前記（１）で表される化合物以外の、１分子中に不飽和結合を２つ以上有するモノマー（以下、本明細書では、「その他重合性架橋剤」とも記載する）の少なくとも１種を含んでいてもよい。このようなその他重合性架橋剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－ジアリルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－ジアクリロイルイミド、トリアリルホルマール、１，３，５－トリアクリロイルヘキサヒドロ－１，３，５－トリアジン、ジアリルナフタリン、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、各種ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、各種ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３－ブチレングリコールジアクリレート、１，３－ブチレングリコールジメタクリレート、１，４－ブチレングリコールジメタクリレート、各種ポリブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセロールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン等のジビニル化合物などが挙げられる。各種ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートにおけるエチレングリコールの単位数は、１，２，３，４，９，１４，２３のものがあり、その中でも、溶解性の観点から、単位数が９以上の水溶性のものが好ましい。上述のモノマーの中には、水に溶解し難いものもあるが、ゲル中に均一に分散していて、放射線照射前のゲル全体が透明であればよい。さらに均一分散性を高めるためには、アルコールなどの有機溶剤を５％以下であれば添加してもよい。
＜その他の添加剤＞
　本発明の放射線線量測定ゲルは、放射線照射による重合反応を促進して放射線感受性を高めるために、アスコルビン酸やテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド（ＴＨＰＣ）、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウム硫酸塩（ＴＨＰＳ）などの脱酸素剤や、グルコノ－δ－ラクトン、過塩素酸、硫酸や食塩などのｐＨ調整剤を含むことが好ましい。また、本発明の放射線線量測定ゲルは放射線照射後の残存モノマーによる重合を抑制するために、ハイドロキノンやフェニレンジアミン等のフリーラジカル捕捉剤や、グアイアズレン等の紫外線吸収剤などを含んでもよい。さらに、本発明の放射線線量測定ゲルは、必要に応じて着色剤などを含んでもよい。
［放射線線量計ゲルの製造方法］
　放射線線量計ゲルの製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、ゲル化剤としてゼラチン等の天然高分子、または、ゲル化剤として上記成分（Ａ）乃至成分（Ｃ）、及び式（１）で表される化合物を所定の割合で混合し、所望により成分（Ｄ）、放射線照射により重合可能なモノマー、及びその他の添加剤をさらに添加して混合し、さらに水を添加して混合し、静置してゲル化させ、製造することができる。上記の各成分や添加剤等は含水溶液や水分散液の形態にて添加してもよい。
　また例えばゲル化剤として上記成分（Ａ）乃至成分（Ｃ）を含有するゲル化剤を用いる場合には、例えば（Ａ）成分乃至（Ｃ）成分のうちの２成分の混合物若しくはその水溶液又は含水溶液と、残りの１成分若しくはその水溶液又は含水溶液と、所望により成分（Ｄ）、放射線照射により重合可能なモノマー、及びその他の添加剤、あるいはこれら成分・モノマー・添加剤の含水溶液を添加剤とを混合・静置することによってゲル化させ、放射線線量計ゲルを製造することができる。また、各成分の混合物に対して、水又は含水溶液を添加することによってもゲル化が可能である。
　なお成分（Ｄ）は、ゲル化の前に各成分の混合時に添加する方法のほかに、ゲル化後に成分（Ｄ）の水溶液に浸漬させる方法により、添加することもできる。これらの処理方法はそれぞれの操作を組み合わせて行うこともできる。
　上記浸漬法を用いる場合、成分（Ｄ）の水溶液の濃度としては、通常０．１質量％乃至５０質量％であり、好ましくは１質量％乃至３０質量％であり、より好ましくは５質量％乃至２０質量％である
　上記ゲル化剤（天然高分子、成分（Ａ）乃至成分（Ｃ））、並びに、所望により添加する成分（Ｄ）や放射線照射により重合可能なモノマー、及びその他の添加剤などその他成分を混合する方法としては、機械式又は手動による撹拌の他、超音波処理を用いることができるが、特に機械式撹拌が好ましい。機械式撹拌には、例えば、マグネチックスターラー、プロペラ式撹拌機、自転・公転式ミキサー、ディスパー、ホモジナイザー、振とう機、ボルテックスミキサー、ボールミル、ニーダー、超音波発振器等を使用することができる。そのなかでも、好ましくは自転・公転式ミキサーによる混合である。
　混合する際の温度は、混合物（水溶液又は水分散液）の凝固点乃至沸点、好ましくは－５℃乃至１００℃であり、より好ましくは０℃乃至５０℃である。
　混合直後は強度が弱くゾル状であるが、静置することでゲル化する。静置時間は２時間乃至１００時間が好ましい。静置温度は－５℃乃至１００℃であり、好ましくは０℃乃至５０℃である。また、混合直後のゲル化する前に型に流し込んだり、押出成型したりすることにより、任意形状の放射線線量測定ゲルを作製することができる。
［放射線線量計］
　本発明の放射線線量測定ゲルは放射線線量の計測材料に適するため、当該放射線線量測定ゲルを容器に充填して放射線線量計、例えばファントムとすることができる。容器はＭＲＩに感応せず、放射線を透過し、耐溶剤性、気密性等を有していれば特に限定されず、その材質はガラス、アクリル樹脂、ポリエステル、エチレン－ビニルアルコール共重合体などが好ましい。容器が透明であれば、ＭＲＩのみならず、白濁度の３次元計測が可能な光学ＣＴを使用することで、３次元線量分布を測定できる。また、該放射線線量測定ゲルを容器に充填した後、残りの空間を窒素ガス等で置換してもよい。
［放射線線量の測定方法］
　上記の放射線線量計を用いた、放射線線量の測定方法も本発明の対象である。
　放射線線量の測定方法は、前記放射線線量計に放射線を照射する工程を含むこと以外には特に限定されない。例えば、放射線を照射する工程に用いる照射装置としては、汎用的なＸ線照射装置の他、ＩＭＲＴ（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ　Ｒａｄｉｏ　Ｔｈｅｒａｐｙ：強度変調放射線治療）やＳＲＴ（Ｓｔｅｒｏｔａｃｔｉｃ　Ｒａｄｉｏ　Ｔｈｅｒａｐｙ：定位放射線治療）といった線量集中性の高い放射線や、陽子線や重粒子線（炭素線、ネオン線等）といった荷電粒子による放射線など、高度なガンの放射線治療に使用される装置も使用し得、実際の治療を想定した照射においても前記放射線線量計を使用することができる。そして、照射後の線量解析方法としては、Ｘ線ＣＴ装置、光学ＣＴ装置、超音波エコー装置やＭＲＩ等による撮像により求めたＲ２画像から緩和速度Ｒ２－吸収線量特性を用いて吸収線量を求めて、照射後の放射線線量計の吸収線量分布を定量化する。
　具体的には、例えば後述する実施例の［放射線線量計の照射試験］に記載した放射線線量計の照射実験の方法に準じて放射線量が求められる。
　次に実施例を挙げ本発明の内容を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　以下、実施例で使用した各化合物は以下のとおりである。
［式（１）で表される化合物］
・Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（ＦＡＭ－３０１）：富士フイルム株式会社、商品名「ＦＡＭ－３０１」
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 　Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミドは、使用前に、テトラヒドロフラン／ヘキサン（１／１）を用いて再結晶処理を行ったものを用いた。
［放射線照射により重合可能なモノマー］
・アクリルアミド（ＡＡｍ）：富士フイルム和光純薬株式会社
・Ｎ－ビニル－２－ピロリドン（ＮＶＰ）：東京化成工業株式会社
・２－ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）：東京化成工業株式会社
・Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド（ＤｉＭｅＡＡｍ）：東京化成工業株式会社
・Ｎ－イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＭ）：東京化成工業株式会社
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 ［その他の添加剤］
・テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド（ＴＨＰＣ）（８０％水溶液、アルドリッチ社）
・ハイドロキノン（ＨＱ）：富士フイルム和光純薬株式会社
［その他化合物］
・Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド（Ｂｉｓ）：富士フイルム和光純薬株式会社
［ゼラチンをゲル化剤とした放射線線量測定ゲルを放射線線量の計測材料として備える放射線線量計の製造］
＜実施例１＞
　Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（富士フイルム株式会社））４ｇ、ゼラチン（シグマアルドリッチ社製）１０ｇ、アクリルアミド（富士フイルム和光純薬株式会社製）６ｇ、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド８０％水溶液（アルドリッチ社製）３６０μＬを水１８０ｇに加え、４５℃乃至５０℃で加熱し、均一になるまで撹拌した。得られた混合物を３０ｍＬ用ＰＥＴボトルに充填し、静置した状態で冷蔵庫により２０時間冷却し、照射試験用の目的物を得た。
＜実施例２＞
　Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（富士フイルム株式会社）６ｇ、ゼラチン（シグマアルドリッチ社製）１０ｇ、アクリルアミド（富士フイルム和光純薬株式会社製）６ｇ、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド８０％水溶液（アルドリッチ社製）３６０μＬを水１７８ｇに加え、４５℃乃至５０℃で加熱し、均一になるまで撹拌した。得られた混合物を３０ｍＬ用ＰＥＴボトルに充填し、静置した状態で冷蔵庫により２０時間冷却し、照射試験用の目的物を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
［製造例１：ケイ酸塩水分散液の製造］
　ラポナイトＸＬＧ（ＢＹＫ社製）６部、低重合ポリアクリル酸ナトリウム３５％水溶液（重量平均分子量１５，０００：シグマアルドリッチ社製）７．１部、水８６．９部を混合し、均一な水分散液になるまで２５℃にて撹拌し目的物を得た。
［製造例２：高重合ポリアクリル酸ナトリウム水溶液の製造］
　高重合ポリアクリル酸ナトリウム［富士フイルム和光純薬株式会社製：重合度２２，０００乃至７０，０００、重量平均分子量２，０６８，０００～６，５８０，０００｛ユニット分子量：９４（－ＣＨ２－ＣＨＣＯＯＮａ－）として計算｝、完全中和］２部、水９８部を混合し、均一な水溶液になるまで２５℃にて撹拌し目的物を得た。
［水溶性有機高分子、ケイ酸塩及びケイ酸塩の分散剤を含有するゲル化剤を用いた放射線線量測定ゲルを放射線線量の計測材料として備える放射線線量計の製造］
＜実施例３＞
　Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（富士フイルム株式会社）２ｇ、Ｎ－ビニル－２－ピロリドン（東京化成工業株式会社製）１６ｇ、製造例２で製造した高重合ポリアクリル酸ナトリウム水溶液２２ｇを水１３６ｇに加え、室温で撹拌した後、真空により脱気した。次に、氷水により冷却し、１２℃程度でテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド８０％水溶液（アルドリッチ社製）２．４ｇを加え、均一になるまで撹拌した。製造例１で製造したケイ酸塩水分散液２２ｇを加え１分間撹拌した。得られた混合物を３０ｍＬ用ＰＥＴボトルに充填し、静置した状態で冷蔵庫により２０時間冷却し、照射試験用の目的物を得た。
＜実施例４＞
　Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（富士フイルム株式会社）４ｇ、Ｎ－ビニル－２－ピロリドン（東京化成工業株式会社製）１６ｇ、製造例２で製造した高重合ポリアクリル酸ナトリウム水溶液２２ｇを水１３４ｇに加え、室温で撹拌した後、真空により脱気した。次に、氷水により冷却し、１２℃程度でテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド８０％水溶液（アルドリッチ社製）２．４ｇを加え、均一になるまで撹拌した。製造例１で製造したケイ酸塩水分散液２２ｇを加え１分間撹拌した。得られた混合物を３０ｍＬ用ＰＥＴボトルに充填し、静置した状態で冷蔵庫により２０時間冷却し、照射試験用の目的物を得た。
＜実施例５＞
　Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（富士フイルム株式会社）６ｇ、Ｎ－ビニル－２－ピロリドン（東京化成工業株式会社製）１６ｇ、製造例２で製造した高重合ポリアクリル酸ナトリウム水溶液２２ｇを水１３２ｇに加え、室温で撹拌した後、真空により脱気した。次に、氷水により冷却し、１２℃程度でテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド８０％水溶液（アルドリッチ社製）２．４ｇを加え、均一になるまで撹拌した。製造例１で製造したケイ酸塩水分散液２２ｇを加え１分間撹拌した。得られた混合物を３０ｍＬ用ＰＥＴボトルに充填し、静置した状態で冷蔵庫により２０時間冷却し、照射試験用の目的物を得た。
＜実施例６＞
　Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（富士フイルム株式会社）８ｇ、Ｎ－ビニル－２－ピロリドン（東京化成工業株式会社製）１６ｇ、製造例２で製造した高重合ポリアクリル酸ナトリウム水溶液２２ｇを水１３０ｇに加え、室温で撹拌した後、真空により脱気した。次に、氷水により冷却し、１２℃程度でテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド８０％水溶液（アルドリッチ社製）２．４ｇを加え、均一になるまで撹拌した。製造例１で製造したケイ酸塩水分散液２２ｇを加え１分間撹拌した。得られた混合物を３０ｍＬ用ＰＥＴボトルに充填し、静置した状態で冷蔵庫により２０時間冷却し、照射試験用の目的物を得た。
＜実施例７＞
　Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（富士フイルム株式会社）４ｇ、２－ヒドロキシエチルメタクリレート（東京化成工業株式会社製）８ｇ、製造例２で製造した高重合ポリアクリル酸ナトリウム水溶液２２ｇを水１４２ｇに加え、室温で撹拌した後、真空により脱気した。次に、氷水により冷却し、１２℃程度でテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド８０％水溶液（アルドリッチ社製）２．４ｇを加え、均一になるまで撹拌した。製造例１で製造したケイ酸塩水分散液２２ｇを加え１分間撹拌した。得られた混合物を３０ｍＬ用ＰＥＴボトルに充填し、静置した状態で冷蔵庫により２０時間冷却し、照射試験用の目的物を得た。
＜実施例８＞
　Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（富士フイルム株式会社）４ｇ、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド（東京化成工業株式会社製）８ｇ、製造例２で製造した高重合ポリアクリル酸ナトリウム水溶液２２ｇを水１４２ｇに加え、室温で撹拌した後、真空により脱気した。次に、氷水により冷却し、１２℃程度でテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド８０％水溶液（アルドリッチ社製）２．４ｇを加え、均一になるまで撹拌した。製造例１で製造したケイ酸塩水分散液２２ｇを加え１分間撹拌した。得られた混合物を３０ｍＬ用ＰＥＴボトルに充填し、静置した状態で冷蔵庫により２０時間冷却し、照射試験用の目的物を得た。
＜実施例９＞
　Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（富士フイルム株式会社）６ｇ、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド（東京化成工業株式会社製）１２ｇ、製造例２で製造した高重合ポリアクリル酸ナトリウム水溶液２２ｇを水１３６ｇに加え、室温で撹拌した後、真空により脱気した。次に、氷水により冷却し、１２℃程度でテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド８０％水溶液（アルドリッチ社製）２．４ｇを加え、均一になるまで撹拌した。製造例１で製造したケイ酸塩水分散液２２ｇを加え１分間撹拌した。得られた混合物を３０ｍＬ用ＰＥＴボトルに充填し、静置した状態で冷蔵庫により２０時間冷却し、照射試験用の目的物を得た。
＜実施例１０＞
　Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（富士フイルム株式会社）６ｇ、Ｎ－ビニル－２－ピロリドン（東京化成工業株式会社製）１２ｇ、製造例２で製造した高重合ポリアクリル酸ナトリウム水溶液２２ｇを水１３６ｇに加え、室温で撹拌した後、真空により脱気した。次に、氷水により冷却し、１２℃程度でテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド８０％水溶液（アルドリッチ社製）２．４ｇを加え、均一になるまで撹拌した。製造例１で製造したケイ酸塩水分散液２２ｇを加え１分間撹拌した。得られた混合物を３０ｍＬ用ＰＥＴボトルに充填し、静置した状態で冷蔵庫により２０時間冷却し、照射試験用の目的物を得た。
＜実施例１１＞
　Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（富士フイルム株式会社）６ｇ、Ｎ－ビニル－２－ピロリドン（東京化成工業株式会社製）１２ｇ、ヒドロキノン（富士フイルム和光純薬株式会社製）０．０４ｇ、製造例２で製造した高重合ポリアクリル酸ナトリウム水溶液２２ｇを水１３６ｇに加え、室温で撹拌した後、真空により脱気した。次に、氷水により冷却し、１２℃程度でテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド８０％水溶液（アルドリッチ社製）２．４ｇを加え、均一になるまで撹拌した。製造例１で製造したケイ酸塩水分散液２２ｇを加え１分間撹拌した。得られた混合物を３０ｍＬ用ＰＥＴボトルに充填し、静置した状態で冷蔵庫により２０時間冷却し、照射試験用の目的物を得た。
＜比較例１＞
　Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド（Ｂｉｓ）（富士フイルム和光純薬株式会社製）８ｇ、Ｎ－ビニル－２－ピロリドン（東京化成工業株式会社製）１６ｇ、製造例２で製造した高重合ポリアクリル酸ナトリウム水溶液２２ｇを水１３０ｇに加え、４５℃で撹拌した後、加熱（４５℃／３０分）により脱気した。次に、氷水により冷却し、１２℃程度でテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド８０％水溶液（アルドリッチ社製）２．４ｇを加え、均一になるまで撹拌した。製造例１で製造したケイ酸塩水分散液２２ｇを加え１分間撹拌した。得られた混合物を３０ｍＬ用ＰＥＴボトルに充填し、静置した状態で冷蔵庫により２０時間冷却し、照射試験用の目的物を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
［放射線線量計の照射試験］
　実施例１乃至実施例１１及び比較例１で得られた照射試験用の目的物（放射線線量計のサンプル）に対して、ラジオフレックス　２５０ＣＧ（理学電機株式会社（現：株式会社リガク））を用いてＸ線（２５０ｋＶ，４ｍＡ）を照射した。具体的には、各サンプルに、線量率１Ｇｙ／分で１Ｇｙ、３Ｇｙ、５Ｇｙ、７Ｇｙを照射した。何れのサンプルもＸ線照射により白濁し、放射線線量計として機能することが確認された。
　照射後の各サンプルを、３Ｔ　ＭＲＩ（ＭＡＧＮＥＴＯＭ　Ｐｒｉｓｍａ、シーメンス社製）によるＭＲＩ測定によって分析した。分析のためのパルス磁界として、スピンエコーマルチコントラストシーケンス（ｓｅ＿ｍｃ）を印加し、各サンプルのＴ２緩和時間を取得して、Ｒ２（つまり１／Ｔ２）を算出した。照射後のＲ２から未照射のＲ２を引いてΔＲ２を算出した。得られた結果を表３に示す。また図１に実施例３乃至実施例６、図２に実施例６と比較例１の放射線線量計の照射試験の結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　表３、図１及び図２に示すように、線量に比例してΔＲ２が増加する（感度が高まる）ことを確認できた。
　また図１に示すように、Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（式（１）で表される化合物）の添加量の増加（実施例３：１％、実施例４：２％、実施例５：３％、実施例６：４％）とともに感度が高まることが確認された。
　また図２に示すように、Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミド（式（１）で表される化合物）を含む放射線線量計は、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド（Ｂｉｓ）を含む比較例の放射線線量計と比べて、感度が高いことが確認された。
 

Claims (12)

  1. ゲル化剤、及び式（１）：
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式（１）中、
    Ｒ１は水素原子又はメチル基を表し、
    ｍ及びｎは各々２～４の整数を表し、
    ｋは０又は１を表し、
    複数のＲ１及びｍはそれぞれ互いに同じでも異なってもよい。）で表される化合物を含む、放射線線量測定ゲル。
  2. さらに水を含む、請求項１に記載の放射線線量測定ゲル。
  3. 前記ゲル化剤が、ゼラチン、アガロース、キサンタンガム、カラギーナン、ジェランガム、キトサン、及びアルギン酸からなる群から選ばれる１種又は２種以上である、請求項１又は請求項２に記載の放射線線量測定ゲル。
  4. 前記ゲル化剤が、有機酸構造、有機酸塩構造又は有機酸アニオン構造を有する水溶性有機高分子（Ａ）、ケイ酸塩（Ｂ）、及び該ケイ酸塩の分散剤（Ｃ）を含む、請求項１又は請求項２に記載の放射線線量測定ゲル。
  5. 前記水溶性有機高分子（Ａ）が、重量平均分子量１００万乃至１，０００万の完全中和又は部分中和ポリアクリル酸塩である、請求項４に記載の放射線線量測定ゲル。
  6. 前記ケイ酸塩（Ｂ）が、スメクタイト、ベントナイト、バーミキュライト、及び雲母からなる群より選ばれる１種又は２種以上の水膨潤性ケイ酸塩粒子である、請求項４又は請求項５に記載の放射線線量測定ゲル。
  7. 前記分散剤（Ｃ）が、オルトリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、エチドロン酸ナトリウム、ポリ（メタ）アクリル酸ナトリウム、ポリ（メタ）アクリル酸アンモニウム、アクリル酸ナトリウム／マレイン酸ナトリウム共重合体、アクリル酸アンモニウム／マレイン酸アンモニウム共重合体、水酸化ナトリウム、ヒドロキシルアミン、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、フミン酸ナトリウム、及びリグニンスルホン酸ナトリウムからなる群から選ばれる１種又は２種以上である、請求項４乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の放射線線量測定ゲル。
  8. 放射線照射により重合可能なモノマーを更に含む、請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の放射線線量測定ゲル。
  9. 脱酸素剤を更に含む、請求項１乃至請求項８のうちいずれか一項に記載の放射線線量測定ゲル。
  10. 請求項１乃至請求項９のうちいずれか一項に記載の放射線線量測定ゲルを放射線線量の計測材料として備える、放射線線量計。
  11. 請求項１０に記載の放射線線量計に放射線を照射する工程を含む、放射線線量の測定方法。
  12. 請求項１乃至請求項９のうちいずれか一項に特定される前記ゲル化剤及び前記式（１）で表される化合物を混合する工程を含む、放射線線量測定ゲルの製造方法。
     
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