JPH0553385B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、線量当量・照射線量兼用測定装置、
特に放射線量を１cm、３mm、70μmの各線量当量
又は照射線量でより忠実に評価、測定するための
線量当量・照射線量兼用測定装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 近年、原子力発電は国内の総使用電力量の約27
％を供給し、電力産業におけるその比率は大きく
なつており、これに伴い核燃料物質あるいは核分
裂生成物等の取扱いも多くなつている。

また、医療分野においては、癌治療に放射線を
用いたり、診断あるいは検体検査におけるトレー
サーとしてRI（放射性同位元素）が用いられ、放
射線管理が益々重要となつている。

このような放射線管理は、放射線防護に関する
国際放射線防護委員会（ICRP）の勧告に基づい
て行われており、我が国においても、前記ICRP
の勧告に基づいて放射線障害防止法令が制定さ
れ、この法令により各種の放射線測定が行われて
いる。

この種の放射線測定装置としては、従来からの
照射線量、すなわちＲ（レントゲン）新法令では
ｃ／Kgの単位で所定の空間領域において放射線量
を測定、評価するものがある。

この放射線量の測定は従来、放射線被曝量を確
実に、かつ容易に測定するもので、放射線安全管
理に広範囲に利用されてきた。

さらに、この放射線量の測定は、改正された厚
生省法令においてもなお一部で必要である。即
ち、Ｘ線装置等の放射線管理においては放射線量
の測定によることになつている。

従来、被曝線量の評価は単に線量測定値をその
まま用いており、さらに正確な評価のためには専
門家に依頼したり、放射線のエネルギーを推定し
たり、被曝状態を再現しエネルギーを測定して計
算により求める等困難をともなつていた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の照射線量の測定は、散乱物体等がない自
由空間中における放射線量を測定するもので人体
の被曝線量として評価するには複雑であり、手間
と時間がかかつていた。

このような状況から、放射線障害防止法令の改
正は、これらの欠点を解決するもので、自由空間
の線量測定に加え、被検体での放射線の散乱や吸
収等を放射線のエネルギーも含めて考慮された係
数を線量に乗じることにより、体内放射線量の評
価ができるようにするものである。

新法令にもとずく、放射線被曝はすなわち、前
記法令による線量は、被検体に入つた放射線量を
想定して測定するというものであり、SI単位系が
使われ、Ｘ線、γ線等の被曝量を身体の深さ１
cm、３mm、70μmにおける各線量当量で評価する
ものである。

この１cm、３mm、70μmの各線量当量は、第３
図に示されているア，イ，ウの各曲線の換算係数
を自由空間の線量値に乗じて得られる。

そして、これらの各線量当量を直読することが
できる測定装置は、装置のエネルギー依存性を換
算係数のエネルギー依存性に近似させることによ
り得られ、このような各１cm、３mm、70μmの線
量当量を測定できる装置は、本願出願人により提
案されている。

一方、厚生省の医療法令においては、放射線障
害防止法令と同様に１cm線量当量等が採用されて
いるが、Ｘ線発生装置等の安全性のため、線量測
定に限り、照射線量、つまりSI単位系であるｃ／
Kgで評価することになつている。

このようなことから、各線量当量で測定すると
共に照射線量でも簡単な操作で切替えて使用でき
る放射線量測定装置の要望が高まつてきている。

ところが、現在における線量測定装置では、従
来からの照射線量と共に各線量当量を直読して両
線量を測定することができず、この場合には、照
射線量及び線量当量専用に別個独立の装置を使い
分けて測定しなければならなかつた。

このため、各装置の器差により、測定誤差が生
じ高精度に線量測定ができないという不具合があ
り、また、各線量測定に手間がかかつていた。

また、従来の線量測定装置では、線量当量を採
用されていないため各線量当量と照射線量とを兼
用する必要もないことから、このような兼用可能
な装置は存在していなかつた。

発明の目的 本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、Ｘ線、γ線の被曝線量として
の１cm、３mm、70μm線量当量と照射線量とを１
台の装置で切替えて測定できる線量当量・照射線
量兼用測定装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の線量当
量・照射線量兼用測定装置によれば、放射線測定
を行うように構成された入射窓と測定空間に所定
の電圧を印加する印加電極と電離電荷を集める集
電極とが設けられた測定電離部と、前記測定電離
部の入射窓裏面に対向する位置に所定の体積比と
なる容積で形成され、かつ前記測定電離部と逆極
性に設けられた印加電極と放射線の透過を制限す
る集電極とが設けられた補償電離部と、前記測定
電離部と補償電離部との間に設けられ、補償電離
部へ入射される放射線を吸収する仕切り板と、前
記測定電離部と補償電離部との両集電極を電気的
に接続し、入射線量に応じた集電流を測定する測
定部と、線量当量測定時には、測定電離部と補償
電離部とで測定される線量を相殺するように前記
補償電離部の印加電極に逆極性の電圧を印加さ
せ、照射線量測定時には、測定電離部のみで線量
を測定するように前記補償電離部の印加電極の電
圧印加を停止させる電圧印加回路とを有し、前記
電圧印加回路の切替えにより、線量当量及び照射
線量のいずれか一方を任意に測定可能とすること
を特徴としている。

［作用］ 以上のような構成としたので本発明によれば、
電圧印加回路により、線量当量測定時には、前記
両電離部で測定される線量を相殺するように前記
補償電離部の印加電極に逆極性の電圧を印加させ
ている。また、照射線量測定時には、前記測定電
離部のみで線量を測定するように前記補償電離部
の印加電極の電圧印加を停止させている。

この結果、本装置によれば、測定者は前記電圧
印加回路の切替えにより、線量当量及び照射線量
のいずれか一方を任意に測定することが可能とな
る。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。

第１図には、実施例の線量当量・照射線量測定
装置の概略構成が示されている。

本発明において特徴的なことは、線量当量及び
照射線量いずれか一方を任意に測定できることに
あり、線量当量測定時には、測定電離部の印加電
極に対して補償電離部の印加電極に逆極性の電圧
を印加させ、両電離部で測定される線量を相殺
し、また照射線量測定時には、補償電離部の印加
電極への電圧印加を停止させ、測定電離部のみで
線量を測定することにある。

以下、第１図に基づいて本実施例の回路構成を
説明する。

図において、この線量当量・照射線量兼用測定
装置は、電離箱方式により円筒状の筐体から形成
されている。

すなわち、この筐体は測定電離部１０と補償電
離部１２との２部から成り、一体化されている。
そして、この測定電離部１０と補償電離部１２と
は第１図に示すように、約３：１の体積比となつ
ている。この両電離部の各電圧印加電極１４，１
６は、極性の相異なる電圧を印加する電極であ
る。測定電離部１０の電圧印加電極１４は、放射
線の入射窓１４ａの内側に隣接されて設けられて
おり、例えば第３図に示されている0.01〜
0.08MeVの放射線入射量を制限している。

仕切り板１８は、筐体内の入射窓１４ａに対向
する位置に設けられ、前記両電離部を３：１に区
画している。この仕切り板１８は、補償電離部１
２へ入射する放射線量の透過を制限する役割をし
ている。

集電極１８ａは、前記仕切り板１８の両面に設
けられ、共通電極として各電離部に入射される放
射線により、電離される電荷を集電している。

補償電離部１２の電圧印加電極１６は、前記仕
切り板１８に対向する筐体後部位置に設けられ、
前記測定電離部の印加電極１４に対して、逆極性
の電圧が印加される。

エレクトロメータ２０は、前記集電極１８ａの
一端に接続され、集電荷（電流）を測定してい
る。

ガードリング２２は、前記集電極１８ａの近傍
に平行に設けられ、図に示されるようにアースに
接続されている。このガードリング２２は、両電
離部の共通電極として集電極１８ａに流れる微小
な集電流を安定に測定できるようにするための機
構であり、前記集電極１８ａへの電気的擾乱を防
止している。

電池Ａ２４，Ｂ２６は、各電離部へ高圧電圧を
供給するための直流電源であり、電池Ａ２４は、
印加電極１４とアースに接続されているガードリ
ング２２の一端との間に接続され、この印加電極
１４にマイナス（−）の電圧を印加している。電
池Ｂ２６は、印加電極１６と前記アースとの間に
接続され、印加電極１６に電圧印加回路２８を介
してプラス（＋）の電圧を印加している。

電圧印加回路２８は、電池Ｂ２６の＋側と印加
電極１６の間に接続されており、電池Ｂ２６の所
定電圧を印加電極１６に供給し、オン・オフ切替
え可能な回路である。例えば、本実施例におい
て、図ではスイツチを設けた場合が示されてい
る。

次に第１図に示された測定装置の動作説明を第
２図、第３図を用いて説明する。

まず、放射線量の測定は、第１図に示されてい
る測定装置の各電離部から得られる集電流の関係
で求められ、第２図には、各種集電流特性が示さ
れており、縦軸に換算係数（あるいは集電流）
S_V／G_Yと、レントゲンＲとがダブル目盛りされ、
かつ横軸にエネルギー（MeV）が目盛られ、こ
れにより、アの１cm線量当量換算係数曲線と、イ
の１cm線量当量に対応した測定電離部１０におけ
る照射線量曲線と、ウの補償電極部１２における
照射線量曲線とが示されている。

第２図において、まず、１cm線量当量に対応し
た照射線量曲線イは、電圧印加回路２８のスイツ
チがオフ状態のときにおいて、所定の高圧電圧が
測定電離部１０に供給され、集電流の測定により
得られるものであり、0.01〜0.08（MeV）のＸ，
γ線の入射を制限させるのに対し、測定電離部１
０へ入射する放射線量を0.08（MeV）以上ほとん
ど透過するようにすればよいことになる。このよ
うな特性曲線イは、入射窓１４ａがAL（アルミ）
１mmと窓部2.5mmの厚さにより、１：２の面積比
で形成されることにより得ることができる。もち
ろん、入射窓１４ａは、AL以外の物質でもよく、
厚さと面積の関係で放射線量を求めることができ
る。

すなわち、本発明に係る測定装置において、こ
の照射線量イの測定は、放射線が入射窓１４ａに
入射されると、電圧印加時には測定電離部１０内
の荷電粒子が動き、測定電離部内の気体が電離さ
れ、入射された放射線量に合わせて−電子と＋イ
オンが発生する。従つて、気体中に生じた電荷は
−電子は正の電極（この場合、集電極１８）へ、
＋イオンは負の電極（印加電極１４）へ動き、移
動する電荷の電流を測定すれば気体中で作られた
電離の量がわかり、これによつて放射線量が測定
できるのである。このように、測定電離部の機能
は荷電粒子の飛跡により、前述したように分離さ
れた電荷の全量を計るものである。

これにより、前記集電極１８ａに流れる電荷の
電流は、エレクトロメータ２０により測定され、
第２図に示された１cm線量当量に対応した照射線
量曲線イが得られるのである。

次に、第２図に示されている１cm線量当量曲線
アは、電圧印加回路２８のスイツチをオン状態に
することにより、所定の高圧電圧が前述した測定
電離部に加えて補償電離部１０にも供給されるこ
とで得ることができる。

ここで、前記補償電離部１２に入射される前記
測定電離部１０からの放射線は、仕切り板１８で
次のように制限される。

つまり、第２図ウのように、0.06MeVから透
過が始まり、0.8MeVで96％以上透過させるもの
であり、そのためには鉛１mm厚の板を仕切り板１
８として用いればよい。

そして、補償電離部１２では、前述した測定電
離部１０と同様の原理で移動する電荷の電流が集
電極１８ａに流れる。しかし、この場合、印加電
極１６には、電圧印加回路２８により印加電極１
４に対して逆極性の電圧が供給されているため、
集電極１８ａに逆方向の電流が流れる。そして、
なおかつ、この補償電離部１２の容積は測定電離
部１０の容積の1/3になつており、この理由から、
補償電離部１２での照射線量曲線は第２図のウの
ようになる。

従つて、ウの線量は、容積比に対応してイの線
量の1/3のレベルとなつていることが理解される。

このため、１cm線量当量曲線アは、前述した１
cm線量当量に対応した照射線量曲線イと、補償電
離部における照射線量曲線ウとを相殺することに
より得ることができる。（但し、第２図に示され
た曲線ウは、説明の便宜上、反転させて示されて
いる。） すなわち、このことは、電圧印加回路２８によ
り、測定電離部１０にマイナス電圧、補償電離部
１２にプラス電圧が印加されると、測定電離部１
０の集電流は、補償電離部１２で生ずる逆方向の
電流分だけが消去されたものとなる。従つて、こ
の集電流を測定することによつて第３図に示され
ている１cm線量当量変換曲線エとほぼ一致した１
cm線量当量アが直読できることになる。

以上のようにして、本実施例によれば、電圧印
加回路２８のスイツチ切替えオン・オフにより、
簡単な操作で照射線量イと１cm線量当量アとのい
ずれか一方を即座に測定できるのである。

そして、もちろん各線量表示は第２図に示され
ているようにそれぞれ別々に校正し、適切なダブ
ル目盛とする。これにより、前記スイツチのオ
ン・オフ切替えのみで両線量、すなわち、イ照射
量（ｃ／Kg）、１cm線量当量ア換算係数（S_V ／
G_Y）を直読することが可能となる。

なお、本実施例では、一例として１cm線量当量
の測定に関して説明したが、同様に第３図に示さ
れているようにエネルギー依存性を第３図の各換
算係数に近似させた３mm線量当量、70μm線量当
量も測定電離部１０の印加電極（入射窓）の構造
を各線量曲線の0.01〜0.08（MeV）に相当する放
射線透過を行うようにすることで測定可能とな
り、具体的には、印加電極の交換等により各線量
当量を得ることができる。

更に、エネルギー依存性を向上させる場合は、
集電極１８ａを30mg／cm²程度のプラスチツク製板
にアクアダツク等の導電塗布した電極と交換する
ことによつて得ることができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明に係る線量当量・照射線量
兼用測定装置によれば、法令改正に基づく各種線
量当量（１cm、３mm、70μm線量当量）と、改正
前の照射線量との測定を１台の装置で簡単な切替
え操作により行うことができる。

このため、１台の装置を切替えて用いるので小
型化できると共に、測定装置による器差等で測定
誤差が生じることなく、高精度に測定することが
可能となる。

また、構造が簡単なので、信頼性も高く安価な
測定装置ができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る線量当量・照射線量兼
用測定装置の概略構成図、第２図は、１cm線量当
量・照射線量とを示す集電流特性曲線の説明図、
第３図は、１cm、３mm、70μmの線量当量換算係
数曲線を示した説明図である。 １０……測定電離部、１２……補償電離部、１
４ａ……入射窓、１４，１６……印加電極、１８
……仕切り板、１８ａ……集電極、２０……エレ
クトロメータ、２４……電池Ａ、２６……電池
Ｂ、２８……電圧印加回路、ア……１cm線量当量
換算係数曲線、イ……１cm線量当量に対応した測
定電離部における照射線量、ウ……補償電離部に
おける照射線量曲線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射線測定を行うように構成された入射窓と
   測定空間に所定の電圧を印加する印加電極と電離
   電荷を集める集電極とが設けられた測定電離部
   と、 前記測定電離部の入射窓裏面に対向する位置に
   所定の体積比となる容積で形成され、かつ前記測
   定電離部と逆極性に設けられた印加電極と電離電
   荷を集める集電極とが設けられた補償電離部と、 前記測定電離部と補償電離部との間に設けられ
   補償電離部へ入射される放射線を吸収する仕切り
   板と、 前記測定電離部と補償電離部との集電極を電気
   的に接続し、入射線量に応じた集電流を測定する
   測定部と、 線量当量測定時には、前記測定電離部と補償電
   離部とで測定される線量を相殺するように前記補
   償電離部の印加電極に逆極性の電圧を印加させ、
   照射線量測定時には、前記測定電離部のみで線量
   を測定するように前記補償電離部の印加電極の電
   圧印加を停止させる電圧印加回路と、を有し、 前記電圧印加回路の切替えにより、線量当量及
   び照射線量のいずれか一方を任意に測定可能とす
   ることを特徴とする線量当量・照射線量兼用測定
   装置。