JPH02291991A - 放射線測定装置 - 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］ 本発明は放射線の測定に関し、特に容易に精度よく照射
放射線量を測定することのできる放射線測定装置に関す
る． 各種の放射線照射施設、原子炉、核融合炉、その他放射
線を発する全ての施設において、放射線に照射された製
品、材料等に関し照射線量を測定することが非常に重要
である． ［従来の技術］ 従来、数多くの線量計が開発され、利用に供されてきた
．ｆ＆近よく利用されている線量計としては、アラニン
線量計、ＣＴＡ線量計、ラジオクローミック線量計等が
ある． アラニン線量計は、アラニンに放射線を照射することに
よって生ずる不対電子を電子スピン共鳴（ＥＳＲ）で測
定するものである．高価で大掛かりなＥＳＲ装置が必要
であり、しかも正確な線量測定をするには、コントロー
ルされた密度等を有する均一な試料か必要である．また
、測定用のＥＳＲ装置自身が一様な磁場を持つことが肝
要であり、通常同一のＥＳＲ装置を用いないと精度が出
ない．アラニン線量計を用いて高精度の線量測定を行う
事は難しく、非常に大きな努力を必要とする． ＣＴＡ！ｌ量計は、酢酸セルロースに放射線を照射し、
紫外領域に発生する光吸収帯を測定するものである．紫
外ｗＬ域の分光器が必要であるのみでなく、紫外領域の
吸収であるため、油脂等の汚れに敏感であり、試料や測
定器の取扱いに格段の注意を要する．しかも、測定波長
におけるスペクトルが明確な形になっていないので、読
みが不正確になりやすい．また、測定可能な線量範囲は
、最大１　５　０　ｋＧｙまでである． ラジオクローミック線量計は、色素を３０％程度加えた
ナイロンに放射線を照射し、６　０　０　ｎａ、５１０
ｎｒ＋付近に発生する光吸収帯を測定するらのである．
しかしラジオクローミック線量計は光にも反応するので
、遮光の度合いによって読取値が大きく変化する．さら
に、湿度によっても読み収り値が変化する．このように
いろいろな面で収１及いが不便であった．また、測定可
能な線量範囲が最大３０ｋＧｙまでである．但し、十分
な注意を払えば比較的良い精度で測定できる． ＣＴＡおよびラジオクローミックでは、照射後最低１日
待たないと正確な線量を測定することができない．また
、放射線照射後、試料を取出し、別の装置によって測定
しないと照射線凰を知ることはできない． ［発明が解決しようとする課題］ 以上述べたように、従来の技術によれば、簡便に高い精
度で放射線線量を測定することは難しかった．特に迅速
な測定や広い視野範囲での測定は難しかった． 本発明の目的は、簡便に高い精度で放射線を測定するこ
とのできる放射線測定装置を提供することである． 本発明の池の目的は、迅速に、および／または広い線量
範囲で放射線を測定することのできる放射線測定装１を
提供することである． 本発明の他の目的は、大掛かりな装置を必要とせず、簡
便に照射した放射線量を測定することのできる放射線測
定装置を提供することである．［課題を解決するための
手段］ 本発明によれば、１部のジグリシジルエーテルオブビス
フェノールＡと金属塩を含まない約１部のジアミノジフ
ェニルメタンを混合し、混合物を８０〜１２０℃の温度
でアレキュアリングして２成分を配列し予ｌ架橋を行い
、プレキュアリングした混合物を１４０〜１８０℃の温
度で本キュアリングして十分な架橋を行わせて得た純度
９９％以上のエボキシ樹脂で放射線検出部材を楕成し、
放射線照射領域に配置する一方、光源から波長６３０ｎ
ｒａ付近の光ビームを前記放射線検出部材に入射し、前
記放射線検出部材を透過した光ビームを反射する位置に
反射ミラーを配宣し、前記反射ミラーによって反射され
た波長６３０ｎｎ付近の光ビームを受光器で受光し、強
度を測定する．反射ミラーは放射線検出部材の裏面上に
形成してもよい． また、放射線検出部材を反射ミラーとは別体とし、光路
上に選択的に配置できるものとしてもよい． ［作用］ エボキシ樹脂は耐放射線性を有し、放射線検出機能を有
する事が期待される．但し、通常入手できるエボシキｖ
Ａ脂では明確な吸収帯が観察できない．架橋（硬化》促
進のため、通常架橋促進剤を含有させているが、架橋促
進剤の成分である金属塩が光吸収帯を発生させ、以下に
述べるような光吸収による放射線測定を困難にしている
事が判明した．また、金属塩は放射線検出体を変質させ
、その長期保存を困雑にする作用もある．架橋促進剤等
の不純物としての金属塩を排除し、高純度なエボキシ樹
脂を形成するなめ、母材としてＤＧＥＢＡと硬化剤とし
てのＤＤＭのみを用いて高純度エボシ−’ｒｌ！ｌ脂を
生成することを試みた．硬化促進剤を用いないと、硬化
が進み難い．そこでプレキュアリングと本キュアリング
の２段階キュアリングを採用し、プレキュアリングは８
０〜１２０℃とし、本キュアリングは１４０〜１８０℃
としてキュアリングをすることに成功した．架橋促進剤
などの不純物としての金属塩を排除し、高純度なエボキ
シ樹脂を形成すると、放射線照射によって波長約６　３
　０　ｎＩＩ付近に単独光吸収ピークが現れる．この吸
収ピークの面積ないしは高さは、照射した放射線の線量
によって変化する．従って、光吸収量を測定することに
より、照射した放射線量が測定できる． このエボキシ樹脂体を、放射線検出手段として放射線照
射領域に配置し、離れた場所から約６３ｏｎｎの光をエ
ボキシ樹脂体に照射し、エボキシ樹脂体を透過した光を
反射するように反射ミラーを設け、反射ミラーで反射さ
れた反射光を測定することにより、エボキシ樹脂に照射
した照射線量を測定することができる． エボキシ樹脂体の１面に反射ミラーを設けると、エボキ
シ樹脂体を透過した光は反射されて、再びエボキシ樹脂
体を通り、エボキシ樹脂体が２倍の厚さを持っているか
のように振舞う． エボキシ樹脂体と別体として反射ミラーを設けると、エ
ボキシ樹脂体を移動することにより、簡便にエボキシＩ
Ｍ詣体による吸収を精度高く測定できる． ［実施例Ｊ まず、エボキシとしてジグリシジルエーテルオブビスフ
ェノールＡ　（ＤＧＥＢＡ）を母材として用い、これに
硬化剤として試薬特級グレードのジアミノジフェニルメ
タン（ＤＤＭ）を１：１に加え、よく混合する．例えば
、ミキサ等で約３０分程度撹拌し、適度な粘性流体とす
る． この混合物をポリエチレンテフタレート（商品名マイラ
》またはポリエチレンナフタレート（商品名Ｑ）からな
る治具に収容する．例えば、自立して形状を保持できる
１対の厚さ１２０μｍ以上のマイラシ一ト間に挾む． この混合物を治具ごと８０℃〜１２０℃の間の温度でア
レキュアリングする．好ましくは１１０゜Ｃ±５℃の温
度で１時間程度、真空雰囲気でホットプレスする．この
プレキュアリングによって２成分が配列し、予備架橋が
行われる． 次に、プレキュアリングした材料を泊具ごと、１４０℃
〜１８０℃の間の温度で本キュアリングする．好ましく
は１５０℃±５℃の温度で１時間稈度、真空雰囲気でホ
ットプレスする．キュアリングしたエボキシ樹脂を治具
から外し、フィルム状ないしは厚板状のエボシキ樹脂体
を得る． 上述の治真の作用により、ほぼ光学的にも平坦な表面が
得られる． 治具を用いなかった場合表面が荒れるが、研磨等を行う
ことにより、光学的に平坦な面を得ることもできる． ここで、用いる原材料としては、高純度の材料を選ぶ．
また、通常用いる架橋促進剤は使用しない．最終生成物
のエボキシ樹脂として通常含まれている数％以上の架橋
促進剤を排除し、純度９９％以上のエボシキ樹脂を作成
する．特に中性子検出用の場合は、金属が含まれている
と放射化するので金属は極力排除するのが好ましい．少
なくとも金属不純物の含有量はｏ．　ｐ．　ｍ．以下に
する．このように作成したエポキシ樹脂は、放射線照射
によって波長６３０ｎｍ付近に吸収帯を示す．この吸収
帯の形を第１図に示す．横軸は波長をｎｉ１で示し、縦
軸は光学的密度（オプティ力ルデンシティｌｏａ［Ｉｏ
／ＩＦ）を示す．約５００ｎｍ以下に強い吸収が見られ
、その裾が７００ｎｍ付近まで及んでいるが、約６３０
ｎｍを中心としてほぼ対称的な形状の単独光吸収ピーク
が現れている．なお、第１図に示した吸収ピークは上述
のように、ＤＧＥＢＡにＤＤＭを混合して作成した高純
度エボキシ樹脂にコバルト６０から発するガンマ線を照
射した時に発生したものである。なお、ガンマ線に限ら
ず種々の放射線に対して同様に約６３０ｎｎを中心とし
た吸収ピークが表れる． 吸収かない時の透過光の強度Ｉｏと吸収がある時の透過
光の強度■との比の対数を取ることにより光学的密度を
得ることができる．試料の厚さから単位厚さ当りの吸収
強度を求めることができる．光学的密度と線量の関係に
ついて標準曲線を求めておけば、光学的密度の測定によ
って、ただちに線量を求める事ができる． 第２図は、上記同様に準備したエボキシ樹脂体にコバル
ト６０からのガンマ線を照射した時の、照射したコバル
ト６０ガンマ線の線量に対するエポキシ樹詣の波長６３
０ｒ＋ｎにおける光吸収強度（光学的密度）を示すグラ
フである． 約８　０　０　ｋＧｙまでの測定領域内ではほぼ直線的
に光学密度が増加している． 第３図は上記同様に準備した工，Ｉｌ？キシ樹脂体にプ
ロトンを照射した時の、照射プロトン線量に対する厚さ
２０ｕｍのエボキシ崩脂の波長６　３　０　ｎｎにおけ
る光吸収強度（光学的密度）を示すグラフである． 約６　８ＧＹまで照射量に対し光学密度がほぼリニアに
増加している． 第４図に示すよう、に吸収特性は、放射線照射後ほぼ５
〜６分で急激に低下し、その後緩やかに低下して約１０
時間程度で落ち着く．その後は１週間程度経過しても低
下分は高々１０％程度である．時間以外の要素ではあま
り変化しない．従って、高精度の測定を容易に行える．
勿論、照射直後の特性を測定しておき、放射線照射領域
内でその場（オンライン）ＩＩ察をすることもできる．
第５図は、放射線照射領域から離れた所に、光源および
測定器をおいて放射線照射領域内の放射線量を測定する
装置を示す，エボキシ樹脂測定体１は１面に金属ミラー
１３を形成してあり、放射線照射領域２０に設置される
．光源１１は放射線照射領域２０の外におかれ、窓１４
を通して約６３０ｎｎを中心とする光ビームを照射する
．光ａ１１は、例えばＨθ一Ｎｅレーザや６３０ｎｉ付
近の発光波長のＡＩＧａＡｓの発光ダイオードで構成で
きる．光ビームはエボキシ樹脂測定体１内を進み、金属
ミラー１３で反射されて、再びエボキシ樹脂測定体１内
を進み表面から出射し、反射光１５を形成する．反射光
１５は窓１６を透過して測定器１２によって受光される
、．測定器１２は、例えばシリコンのｐｉｎホトダイオ
ードやホトトランジスタで構成できる．放射線５はエポ
キシ樹脂測定体１を照射する． エボキシ樹脂測定体１は放射線に照射され、次第に変化
して６３０ｎｍｌ付近の光を吸収するようになる．この
変化はほぼ不可逆変化であり、光吸収帯の面積ないしは
高さ（振動子強度》が照射した放射線の積分値に対応す
る． 吸収帯の波長は可視赤色領域であり、油脂等にあまり影
響されない．また、照射後の時間を管理するか、照射後
約１０時間以上経過させることにより、容易に高精度の
測定が行える． エボキシ樹脂測定体の変化は、高い積分照射量まで飽和
しないので、広い線量範囲、長期間における放射線測定
を可能にする． 放射線がエボキシ樹脂測定体１を照射することにより、
エボキシ樹脂測定体１は６３０ｎｉを中心とした光吸収
帯の強度を増加させる．すると、エボキシ樹脂測定体１
内を進む波長６　３　０　ｎｍ１付近の光はより多く吸
収されるようになる．従って、光吸収帯の増加により反
射光１５の強度は減少し、その減少量は光測定器１２で
検出される．例えば、光源１１を制御回路６で制御して
、定の光出力を生じさせ、光測定器１２にどの位の光が
入射するかを測定回路７で測定する．測定回路７中のメ
モリ８に放射線を照射されていないエボキシ樹脂体１の
反射光量を記憶させておき、放射線を照射されたエボキ
シ樹脂体１の反射光とメモリ８に記憶されている当初反
射光の比を取り、さらにその対数を取ることにより光学
的密度を算出してもよい． さらに精度を上げるためには、金属ミラー１３を供えた
エポキシＶＡ脂測定体１の裏側に放射線を防護する防護
部材を備えた反射ミラー３３を設けた参照用エポキシ樹
脂測定体２１を設け、反射ミラー１３と反射ミラー３３
とが交替するように回転し、参照用エポキシ樹脂測定体
２１を通った反射工を同一光学系によって測定してもよ
い．本実施例によれば、光がエボキシ樹脂測定体を往復
するので、２倍の厚さのエボキシ樹脂測定体と等価の光
吸収を得ることができる． なお、第６図に示すように、反射ミラー１３をエボキシ
樹脂測定体１と別体としてもよい．この場合、反射光１
５を再びエボキシ樹脂測定体１に入射させても、反射光
は直接出射窓１６に向かわせてもよい．また、反射ミラ
ー１３は固定し、エポキシ樹脂測定体１を可動として、
エボキシ樹脂測定体の有無の２状態で測定を行うことに
より、測定光と参照光を得てもよい． 円盤状のエボキシ樹脂測定体を作り、その一部の上に所
定の減衰部材（たとえば所定厚の金属板等）を載せ、円
盤を回転させることによって何種頭かの測定値を得ても
よい． 以上、実施例に沿って説明したが、本発明はこれら実施
例に制限されるものではない．例えば種々の変更、改良
、組み合わせ等が行えることは当業者に自明であろう． ［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、特別に作成した高
純度エボキシ樹脂を用いて放射線測定体を楕成し、放射
線照射領域に配置し、エボキシ樹脂測定体の透過光を反
射する位置に反射ミラーを配置し、約６３０ｒ＋ｎの光
を入射し、エボキシ？！１脂測定体を透過した光を反射
させ、反射光を検出することにより高精度の放射線測定
を行うことができる． また、光源と検出器は放射線照射領域外に配１すること
ができ、簡単な装置でその場観察を行うこともできる．

【図面の簡単な説明】

第１図は放射線を照射したエボキシ樹脂の吸収スペクト
ルを示すグラフ、 第２図はコバルト６０ガンマ線の照射線量に対するエボ
キシ樹脂の６　３　０　ｒｖにおける光学的密度を示す
グラフ、 第３図はプロトン照射線量に対するエボキシ樹脂の６３
０ｎｎにおける光学的密度を示すグラフ、第４図は放射
線量照射後のエボキシ樹脂測定体の時間に対する光吸収
特性の変化を示すグラフ、第５図、第６図は放射線照射
領域外に光源と光測定器を置き、放射線照射領域内には
エボキシ樹脂測定体と鐘をおいて放射線量を測定する放
射線測定装置の２つの実施例の線図である．光源 測定器 金属ミラー 窓 反射光 窓 放射線照射領域 参照用エボキシ樹脂測定体 反射ミラー 復代理人　弁理士　高橋敬四郎 エボキシ樹脂測定体 参照用エボキシ樹脂体 光測定器 放射線 制御回路 測定回路 メモリ 第１図 光学的密度対プロトン線量 第２図 時闇（ｈｒ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）．１部のジグリシジルエーテルオブビスフェノー
   ルＡと金属塩を含まない約１部のジアミノジフェニルメ
   タンを混合し、混合物を８０〜１２０℃の温度でアレキ
   ュアリングして２成分を配列し予備架橋を行い、プレキ
   ュアリングした混合物を１４０〜１８０℃の温度で本キ
   ュアリングして十分な架橋を行わせて得た純度９９％以
   上のエポキシ樹脂で構成され、放射線照射領域に配置さ
   れた放射線検出部材と、 　波長６３０ｎｍ付近の光ビームを前記放射線検出部材
   に入射する光源と、 　前記光源から発射され、前記放射線検出部材を透過し
   た光ビームを反射する位置に配置された反射ミラーと、 　前記反射ミラーによって反射された波長６３０ｎｍ付
   近の光ビームを受光し、強度を測定する受光器と を含む放射線測定装置。