JPH0644042B2 - 電離箱式放射線検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電離箱式放射線検出器、特に放射線を生体に与
える影響を考慮した値として検出・測定するための電離
箱式放射線検出器に関する。

［従来の技術］ 近年では、原子力施設を初めとして、アイソトープを取
り扱う病院、大学、研究所などの施設が多くなり、また
診断、治療のためにＸ線装置などの各種の放射線機器が
頻繁に用いられており、環境監視のための放射線測定が
重要となる。

このような放射線を測定する装置の一つとして、電離箱
式の検出器があり、これは第５図に示される構成となっ
ている。

第５図において、電離箱１０は気密構造の円筒形状のも
のから成っており、放射線により電離箱１０内で生じた
電離電荷を検出するために、導電性電極から成る印加電
極（陰極）１２と集電極（陽極）１４とが絶縁体１６を
介して設けられている。

前記電離箱１０や集電極１４（表面部分に電極が形成さ
れる）の主構成部分は、ベークライト等の空気等価物質
から形成され、放射線が透過できるようになっている。
そして、前記印加電極１２に高電圧を印加することによ
り、電離箱１０内に飛び込んできた放射線に応じて空気
中（あるいは封入気体中）に電離電荷を生じさせること
ができ、この電離電荷は集電極１４により電離電流とし
て検出される。この電離電流はエレクトロメータ１８に
供給され、このエレクトロメータ１８の増幅出力Ｖによ
り、照射線量（Ｒ＝レントゲン）が測定される。

この場合の照射線量（Ｒ）は、１ccの標準空気に１cgse
suの電荷が生じた時の放射線量を１Ｒ（レントゲン）と
するものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、放射線防護に関しては、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、最近ベ
クレルやシーベルト等の国際単位系（ＳＩ単位）が導入
されるとともに、ＩＣＲＰによる新しい勧告が行われ
た。

すなわち、放射能の単位として１ベクレル(Bq)＝１／
（３．７×１０¹⁰）キューリ（Ｃｉ）、吸収線量として
１グレイ（Ｇｙ）＝１００ラド（ｒａｄ）、線量当量と
して１シーベルト（Ｓｖ）＝１００レム（ｒｅｍ）等の
単位を用いることが提唱されている。

一方、前記勧告によれば、環境の放射線モニタリングを
行う際には、１cm深部線量当量（Ｈ_1cm）により行うこ
とが好ましいとされ、我が国でもこれに準じた法改正が
行われている。

この１cm深部線量当量（あるいは当量率）は、ＩＣＲＵ
球といわれる直径３０cmの人体組織等価物質の球に平行
で一様な放射線を入射させた場合に、球面から深さ１cm
における線量当量である。

すなわち、生体に対する放射線の影響（作用）は照射線
量（吸収線量）だけで計ることはできず、エネルギの大
きさに依存しており（線エネルギ付与ＬＥＴ等）、この
生体に対する影響を考慮した測定値として線量当量（シ
ーベルト）という量が用いられる。

従って、１cm深部線量当量は生物学的効果を考慮した値
であり、人体における放射線の実質的な影響を示す線量
となる。

しかしながら、従来の電離箱による放射線測定では、照
射線量の測定しか行っておらず、前記のような１cm深部
線量当量を測定する場合には、換算表を用いた計算を行
ったりしている。従って、これでは前記ＩＣＲＰの勧告
に則した測定を迅速に行うことができないという問題が
ある。

第６図には、照射線量（レントゲン）から線量当量（シ
ーベルト）に変換するための換算グラフが示されてお
り、このグラフ１００は１cm深部線量当量の換算係数を
示し、約６０〜７０ｋｅＶ近辺の低エネルギ放射線をピ
ークとした特性を有する。また、グラフ１０１は前記電
離箱で測定した場合を示しており、この場合は１シーベ
ルトと１００レントゲンがほぼ一対一に対応することに
なる。

従って、１cm深部線量当量は照射線量に比べて、１Ｍｅ
Ｖ以上のエネルギでは照射線量とほぼ同じであるが、約
６０〜７０ｋｅＶのエネルギでは１．５倍も低い値とな
り、このような差を調整する必要がある。

しかも、これらの値は各エネルギにおいて異なる特性を
有しているので、全エネルギ領域において一律に取り扱
うことができず、換算する手間もかかるという問題があ
る。

［発明の目的］ 本発明は前記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、１cm深部線量当量に関する測定を直接行うこ
とができ、またこの１cm深部線量当量測定を正確に行う
電離箱式放射線検出器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、電離箱内の電離
電荷を集電極により検出して放射線計測を行う電離箱式
放射線検出器において、エネルギ特性を考慮した１cm深
部線量当量を測定するために前記集電極及び電離箱内壁
の少なくとも一方に貼着され所定面積の金属板から成る
調整板と、高分子材料から成り低エネルギ領域側の放射
線の感度を調整するために前記調整板に形成された低エ
ネルギ用調整膜と、を設け、１cm深部線量当量を直接に
測定表示できるようにしたことを特徴とする。

前記調整板の面積は、電離箱の容積に応じて最適な所定
値に設定される。

なお、前記の線量等量は線量当量率も含むものとする。

［作用］ 以上の構成によれば、集電極などに貼着された調整板に
より所定エネルギの電離電流が増加するように調整され
（１cm深部線量当量の値が直接測定される）、すなわ
ち、この調整板はいわば３０cmのＩＣＲＵ球に相当する
ものであり、球体内で生ずる散乱線により増加する線量
当量を調整板によって増加させることができる。

また、低エネルギ用調整膜は前記調整板によっても調整
が十分でない低エネルギ領域の放射線量を更に調整する
ものであり、調整板と低エネルギ用調整膜とを組み合わ
せることにより、１cm深部線量当量をより正確に測定す
ることができる。

［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、本発明の電離箱式放射線検出器に係る実施
例の集電極が示されており、本発明において特徴的なこ
とは、１cm深部線量当量を直接的に測定できるようにし
たことであり、このために、実施例では調整板２０を集
電極１４に設けている。

図において、集電極１４は支持部１４ａの先端に円板部
１４ｂを取り付けた構成となっており、この円板部１４
ｂの表裏に同面積から成る円形の調整板２０ａ，２０ｂ
が貼着される。更に、この調整板２０ａ，２０ｂに重ね
るように低エネルギ用調整膜２２ａ，２２ｂが形成され
る。実施例では、調整板２０を厚さ１００μｍ、面積
８．５cm²としており、これにアルミニウムを蒸着した
厚さ５μｍの高分子膜［例えばマイラー（商品名）］か
ら成る低エネルギ用調整膜２２ａ，２２ｂが貼着され
る。前記アルミニウムは電場のじょう乱を防ぐために設
けられる。これら調整板２０の材料及び大きさは電離箱
の容積で決定される。この実施例の調整板２０は、直径
１０cm、長さ１０cm程度の大きさの電離箱用として用い
ることができる。

前記のように、実施例では調整板２０を集電極円盤部１
４ｂの表裏に２枚設けているが、必ずしも２枚である必
要はないが、実施例の場合は２枚にすることにより、正
確な１cm深部線量当量の値を得ることができる。

以上のような構成によれば、調整板２０は電離箱中に入
射する放射線と相互作用を起こし、特に低エネルギ領域
あるいは中エネルギ領域で電離電荷を増加させる役目を
することになる。すなわち、調整板２０は金属板である
から、調整板２０に入射する放射線は、低エネルギ領域
では主に光電効果により、中エネルギ領域では主にコン
プトン効果により電子線を発生することになり、これら
の作用により１cm深部線量当量に相当する放射線量を測
定することができる。

この場合、調整板２０からは電子線が飛び出し、これら
が電離電流に寄与することになるが、この電子線の数は
エネルギの大きさに応じて変化し、結果的にいえば、低
エネルギ領域では、調整板２０による電子線の自己吸収
の割合が大きく電離電流の増加への影響は少ない。更
に、第２図に示すように低エネルギの放射線の場合はそ
の電子線が低エネルギ用調整膜２２により遮蔽されるこ
とになり、低エネルギ放射線による電離電荷の発生を抑
えることができる。一方、高エネルギ領域では放射線と
調整板２０との相互作用の割合が少ないため電子線の飛
び出しもそれ程多くはなく、結果的には、調整板２０が
ない場合と同様の測定値が得られる。従って、調整板２
０により中エネルギ領域の放射線量の検出のみが大きく
変化することになる。

第３図には、実施例の電離箱により測定した結果が示さ
れており、実施例の場合のエネルギ特性はグラフ２０１
に示されるものとなる。図から明らかなように、グラフ
２０１はグラフ１００に近似したものとなり、これによ
ってシーベルト単位での測定が直接的に行えることにな
る。

第４図には、シーベルト単位（Ｓｖ）でのエネルギ特性
（¹³⁷Ｃｓ＝１としたときのレスポンス）が示されてお
り、実施例の場合はグラフ３０１で示されるものとな
る。これによれば、３０〜６０ｋｅＶ近辺の低エネルギ
領域でレスポンスが高く、また２００ｋｅＶ近辺でもレ
スポンスが低くなり、全体的にみても変動が１０％以内
の範囲に抑制されフラットなエネルギ特性を得ることが
でき１cm深部線量当量に近い値となる。

前記実施例では、集電極に調整板を設けているが、この
集電極に限らず電離箱１０の内壁、例えば印加電極１２
に調整板を設けて前記実施例と同様の効果を得ることが
できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、集電極などに調
整板を設け、１cm深部線量当量を直接的に測定できるよ
うにしたので、生物学的効果を考慮した放射線量を測定
器でリアルタイムに読み取ることができる。従って、従
来において行っていた換算演算等をする手間を省くこと
ができ、放射線管理を迅速かつ容易に行うことが可能と
なる。

また、これによりＩＣＲＰの勧告に基づいた測定を容易
に実施することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の集電極部を示す構成図、 第２図は実施例において放射線の挙動を示す説明図、 第３図は実施例による測定でのエネルギ特性を換算座標
上（Ｓｖ／１００Ｒ）に示したグラフ図、 第４図は実施例による測定でのエネルギ特性をシーベル
ト単位で示したグラフ図、 第５図は従来の電離箱式放射線検出器の概略を示す構成
図、 第６図はシーベルトとレントゲンとの間の換算係数のエ
ネルギ特性を示すグラフ図である。 １０…電離箱 １２…印加電極（陰極） １４…集電極（陽極） １８…エレクトロメータ ２０…調整板 ２２…低エネルギ用調整膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 昌平 東京都三鷹市牟礼６丁目22番１号 アロカ 株式会社内 審査官 石井 良和 (56)参考文献 特公 平５−51871（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−51872（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電離箱内の電離電荷を集電極により検出し
   て放射線計測を行う電離箱式放射線検出器において、エ
   ネルギ特性を考慮した１cm深部線量当量を測定するため
   に前記集電極及び電離箱内壁の少なくとも一方に貼着さ
   れ所定面積の金属板から成る調整板と、高分子材料から
   成り低エネルギ領域側の放射線の感度を調整するために
   前記調整板に形成された低エネルギ用調整膜と、を設
   け、１cm深部線量当量を直接に測定表示できるようにし
   たことを特徴とする電離箱式放射線検出器。