(57)【要約】【課題】極めて軽量で、全方向から飛来する中性子に対する正確な評価が可能な積算型中性子線量当量測定器を提供する。【解決手段】積算型中性子線量当量測定器において、含水素有機高分子物質で形成された回転対称形状のボディ（ポリエチレンブロック３０）と、その表面から第１の所定深さ以上の深さ位置で、回転対称な同一深さ位置に３つ以上配設された、中性子との原子核反応により含水素有機高分子物質から放出される反跳陽子を検出する速中性子検出器３２と、前記ボディの表面から第２の所定深さ以内の深さ位置で、回転対称な同一深さ位置に３つ以上配設された、中性子との原子核反応によりα線またはγ線を放出する中性子変換材（例えばα線コンバータ）３４Ｂを有する熱中性子検出器３４と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水素有機高分子物質で形成された回転対称形状のボディと、
その表面から第１の所定深さ以上の深さ位置で、回転対称な同一深さ位置に３つ以上配設された、中性子との原子核反応により含水素有機高分子物質から放出される反跳陽子を検出する速中性子検出器と、
前記ボディの表面から第２の所定深さ以内の深さ位置で、回転対称な同一深さ位置に３つ以上配設された、中性子との原子核反応によりα線またはγ線を放出する中性子変換材を有する熱中性子検出器と、
を備えたことを特徴とする積算型中性子線量当量測定器。
【請求項２】
前記熱中性子検出器が、アリル・ディグリコール・カーボネイト、熱ルミネセンス線量計、光刺激ルミネセンス線量計、蛍光ガラス線量計、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ線量計のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の積算型中性子線量当量測定器。
【請求項３】
含水素有機高分子物質で形成された回転対称形状のボディと、
その表面から第１の所定深さ以上の深さ位置で、回転対称な同一深さ位置に３つ以上配設された、中性子との原子核反応により含水素有機高分子物質から放出される反跳陽子を検出する速中性子検出器と、
前記ボディの表面から第２の所定深さ以内の深さ位置で、回転対称な同一深さ位置に３つ以上配設された、検出器自身と中性子との反応により生ずるα線またはγ線を自己検出する熱中性子検出器と、
を備えたことを特徴とする積算型中性子線量当量測定器。
【請求項４】
前記検出器自身と中性子との反応により生ずるα線を自己検出する熱中性子検出器は、検出器自体にホウ素１０又はリチウム６を含有するものであることを特徴とする請求項３に記載の積算型中性子線量当量測定器。
【請求項５】
前記検出器自身と中性子との反応により生ずるγ線を自己検出する熱中性子検出器は、検出器自体にガドリニウム、カドミウム、ジスプロシウム、インジウム又は金を含有するものであることを特徴とする請求項３に記載の積算型中性子線量当量測定器。
【請求項６】
前記ボディが、角柱、円柱、角錐、円錐、多面体、球体、半球体のいずれかであることを特徴とする請求項１又は３に記載の積算型中性子線量当量測定器。
【請求項７】
前記速中性子検出器は、アリル・ディグリコール・カーボネイトであることを特徴とする請求項１又は３に記載の積算型中性子線量当量測定器。
【請求項８】
前記速中性子検出器及び熱中性子検出器が、立体的に配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の積算型中性子線量当量測定器。
【請求項９】
請求項１、２、６乃至８のいずれかに記載の積算型中性子線量当量測定器を用いて、速中性子検出器及び熱中性子検出器の応答を、同一用途の検出器同士で和を取り、得られた２つの和に、各々係数を掛けて２つの和を足し合わせることで、中性子の入射方向に依らずに中性子線量当量を評価することを特徴とする中性子線量当量の測定方法。
【請求項１０】
請求項３乃至８のいずれかに記載の積算型中性子線量当量測定器を用いて、速中性子検出器の応答、及び、検出器自身と中性子との反応により生ずるα線またはγ線を自己検出する熱中性子検出器の応答を、同一用途の検出器同士で和を取り、得られた２つの和に、各々係数を掛けて２つの和を足し合わせることで、中性子の入射方向に依らずに中性子線量当量を評価することを特徴とする中性子線量当量の測定方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の方法で測定した中性子線量当量を、その履歴と比較することで、中性子事故時に、速中性子の飛来方向を推定することを特徴とする速中性子飛来方向の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積算型中性子線量当量測定器、中性子線量当量の測定方法及び速中性子飛来方向の推定方法にかかり、特に、極めて軽量で、全方向から飛来する中性子に対する正確な評価が可能な積算型中性子線量当量測定器、これを用いた中性子線量当量の測定方法及び速中性子飛来方向の推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線障害防止関係法令は、放射線作業をする場所、放射線管理区域境界および事業所境界の中性子線量モニタリングを周辺線量当量（Ｈ＊(１０)）で行うように定めている。
【０００３】
現在、一般的に、周辺線量当量の測定はサーベイメータの一つである電子式中性子線量計（通称、レムカウンタ、以下このように呼ぶ）で行われている（特許文献１の背景技術参照）。このレムカウンタは、図１（非特許文献１の図４．４３（２０６頁）参照）に模式的に示すように、棒状の熱中性子検出部（比例計数管やシンチレータ）１０の回りをポリエチレン減速材１２、１４と低エネルギー中性子（熱中性子とも称する）吸収材１６で囲んだ構造となっている。高エネルギー中性子が入射した場合にはポリエチレン減速材１２、１４で減速、熱中性子化して検出を行う。熱中性子吸収材１６の無い構造では、低エネルギー中性子に対して、熱中性子検出部１０のレスポンス（中性子フルエンスあたりの計数率）が過大になるため、正確な線量当量の測定ができない。そこで、中性子吸収材１６を設けて低エネルギー中性子を幾らか吸収することで、広いエネルギーレンジ（１０−８ＭｅＶ〜２０ＭｅＶ）にわたって熱中性子検出部１０のレスポンスが、法令で定める中性子フルエンス−周辺線量当量換算係数曲線に近似するように補償している。
【０００４】
しかしながら図２（ａ）（非特許文献２の図４．３参照）に示すように、レムカウンタの応答は、中性子フルエンス−周辺線量当量換算係数（Ｈ＊（１０）／Φ）曲線（以下、換算係数曲線）と比べて、１０ｅＶ〜１００ｋｅＶの間で大きく過大評価している。つまり、レムカウンタの応答は、必ずしも良好とは言えない。
【０００５】
また可搬型のレムカウンタは１０ｋｇと重量であるし、据え置き型のレムカウンタは容易に移動できないといった問題もある。
【０００６】
上記の方法以外に中性子線量当量を測定する方法として、固体飛跡検出器の１つであるアリル・ジグリコール・カーボネイト（ＡＤＣ）（ＣＲ−３９とも称する）を使う方法がある（特許文献２参照）。中性子を何らかの方法（例えば、α線コンバータを使う方法）で荷電粒子に変換し、荷電粒子が検出器を通過した際にできる潜在飛跡を、アルカリ溶液でエッチング処理して拡大し、それを光学顕微鏡で観察する手法である。拡大してできた傷のことをエッチピットといい、単位面積当たりのエッチピット数をエッチピット密度という。エッチピット密度は、中性子線量当量に比例する。ＡＤＣは、下記のような特徴を持つ。
【０００７】
（１）プラスチックであるため、線量計として使えば軽量化できる。
【０００８】
（２）フェーディング（飛跡の退行現象）が少ない（非特許文献３参照）。そのため、長期間の中性子被ばくモニタリングに有効である。法令が要求する積算線量当量測定に適している。
【０００９】
（３）ガンマ線に不感であるため、ガンマ線量率が大きいガンマ・中性子混在場でも、中性子線量当量計測が可能である（非特許文献３参照）。
【００１０】
（４）エッチング後の試料は保存可能で、必要なときに繰返し測定ができる（非特許文献３参照）。
【００１１】
従来のＡＤＣを１枚使った環境用線量計の一例を図３（Ａ）（正面図）（Ｂ）（平面図）に示す。この線量計は、ＡＤＣでなる検出器２０にポリエチレン２２とＢＮ２４を密着させてあり、速中性子については、ポリエチレン２２との相互作用により発生する陽子と検出器２０自身の構成原子との相互作用により発生する陽子、アルファ粒子を検出する。熱中性子及び熱外中性子は、ＢＮ２４との相互作用により発生するアルファ粒子を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４１５０８３１号（背景技術）
【特許文献２】特許第４０９２３９９号
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】「放射線物理と加速器安全の工学」、中村尚司、2001年、地人書館（２０６頁、図４．４３）
【非特許文献２】「空間線量測定マニュアル」日本保健物理学会編、平成14年、(社)日本アイソトープ協会（図４．３）
【非特許文献３】「放射線管理のための計測」、日本保健物理学会放射線防護計測専門研究会編、1995年、日本保健物理学会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前者のレムカウンタは重く、１０ｅＶ〜１００ｋｅＶの間で、応答が中性子フルエンス−周辺線量当量換算係数を過大評価してしまうという問題点を有していた。
【００１５】
一方、後者で用いられているＡＤＣは、過去の研究から、中性子感度に関して入射方向依存性を持つことが知られている。その結果、従来のＡＤＣを使った環境中性子線量計では、ＡＤＣを１枚又は同じ方向に平行に複数枚（特許文献２）しか使っていないために、全方向から飛来する中性子に対する正確な線量当量測定ができないとういう問題点を有していた。更に、特許文献２に記載のポリカーボネイトフィルムは、フィルム中のＣ（ｎ、α）しきい値反応を使って速中性子を測定するものであり、反跳陽子を検出するものではなかった。
【００１６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、極めて軽量で、全方向から飛来する中性子に対する正確な評価が可能な積算型中性子線量当量測定器、これを用いた中性子線量当量の測定方法及び速中性子飛来方向の推定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願の請求項１に記載の発明は、含水素有機高分子物質（例えばポリエチレン）で形成された回転対称形状のボディと、その表面から第１の所定深さ（例えば０．５ｍｍ）以上の深さ位置で、回転対称な同一深さ位置に３つ以上配設された、中性子との原子核反応により含水素有機高分子物質から放出される反跳陽子を検出する速中性子検出器と、前記ボディの表面から第２の所定深さ（例えば１ｃｍ）以内の深さ位置で、回転対称な同一深さ位置に３つ以上配設された、中性子との原子核反応によりα線またはγ線を放出する中性子変換材を有する熱中性子検出器と、を備えたことを特徴とする積算型中性子線量当量測定器により、前記課題を解決したものである。
【００１８】
又、本願の請求項２に記載の発明は、前記熱中性子検出器を、アリル・ディグリコール・カーボネイト（ＡＤＣ）、熱ルミネセンス線量計（ＴＬ線量計）、光刺激ルミネセンス線量計（ＯＳＬ線量計）、蛍光ガラス線量計（ＲＰＬガラス線量計）、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ線量計のいずれかとしたものである。
【００１９】
本願の請求項３に記載の発明は、又、含水素有機高分子物質（例えばポリエチレン）で形成された回転対称形状のボディと、その表面から第１の所定深さ（例えば０．５ｍｍ）以上の深さ位置で、回転対称な同一深さ位置に３つ以上配設された、中性子との原子核反応により含水素有機高分子物質から放出される反跳陽子を検出する速中性子検出器と、前記ボディの表面から第２の所定深さ（例えば１ｃｍ）以内の深さ位置で、回転対称な同一深さ位置に３つ以上配設された、検出器自身と中性子との反応により生ずるα線またはγ線を自己検出する熱中性子検出器と、を備えたことを特徴とする積算型中性子線量当量測定器により、前記課題を解決したものである。
【００２０】
又、本願の請求項４に記載の発明は、前記検出器自身と中性子との反応により生ずるα線を自己検出する熱中性子検出器を、検出器自体にホウ素１０又はリチウム６を含有するもの（例えば６ＬｉＦ粉末）としたものである。
【００２１】
又、本願の請求項５に記載の発明は、前記検出器自身と中性子との反応により生ずるγ線を自己検出する熱中性子検出器を、検出器自体にガドリニウム、カドミウム、ジスプロシウム、インジウム又は金を含有するもの（例えばＭｇ２ＳｉＯ４（Ｔｂ）＋Ｇｄ）としたものである。
【００２２】
又、本願の請求項６に記載の発明は、前記ボディを、角柱、円柱、角錐、円錐、多面体、球体、半球体のいずれかとしたものである。
【００２３】
又、本願の請求項７に記載の発明は、前記速中性子検出器を、アリル・ディグリコール・カーボネイト（ＡＤＣ）としたものである。
【００２４】
又、本願の請求項８に記載の発明は、前記速中性子検出器及び熱中性子検出器を、立体的に配置したものである。
【００２５】
又、本願の請求項９に記載の発明は、請求項１、２、６乃至８のいずれかに記載の積算型中性子線量当量測定器を用いて、速中性子検出器及び熱中性子検出器の応答を、同一用途の検出器同士で和を取り、得られた２つの和に、各々係数を掛けて２つの和を足し合わせることで、中性子の入射方向に依らずに中性子線量当量を評価することを特徴とする中性子線量当量の測定方法を提供するものである。
【００２６】
又、本願の請求項１０に記載の発明は、請求項３乃至８のいずれかに記載の積算型中性子線量当量測定器を用いて、速中性子検出器の応答、及び、検出器自身と中性子との反応により生ずるα線またはγ線を自己検出する熱中性子検出器の応答を、同一用途の検出器同士で和を取り、得られた２つの和に、各々係数を掛けて２つの和を足し合わせることで、中性子の入射方向に依らずに中性子線量当量を評価することを特徴とする中性子線量当量の測定方法を提供するものである。
【００２７】
又、本願の請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の方法で測定した中性子線量当量を、その履歴と比較することで、中性子事故時に、速中性子の飛来方向を推定することを特徴とする速中性子飛来方向の推定方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明による効果を以下に列挙する。
【００２９】
（１）従来のレムカウンタと比べて、本発明の測定器は、換算係数曲線に、より近似した応答を示すので、より正確な線量当量測定ができる。
【００３０】
（２）従来のレムカウンタは、可搬タイプでは１０ｋｇ程度、据え置きタイプの場合は持ち運びができないが、本発明の測定器の重量は２００ｇ程度と非常に軽量になり、簡単に持ち運べる。
【００３１】
（３）ＡＤＣの感度は中性子入射方向依存性を持つので、従来の１枚のＡＤＣを利用した環境中性子線量計では、全方向から飛来する中性子線に対する正確な線量当量測定ができないが、本発明の測定器は、検出器としてＡＤＣを用いた場合でも、ＡＤＣを回転対称に３つ以上配置していること、線量評価式を工夫したことにより、中性子入射方向依存性を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来のレムカウンタの構成を模式的に示す（ａ）側面から見た断面図及び（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う横断面図
【図２】（ａ）レムカウンタの応答と（ｂ）本発明測定器の応答を比較して示す図
【図３】従来のＡＤＣを１枚使った環境中性子線量計の構成を模式的に示す（ａ）側面図及び（ｂ）平面図
【図４】本発明に係る積算型中性子線量当量測定器の第１実施形態の要部構成を示す図
【図５】前記実施形態で用いられているポリエチレンブロックの（ａ）上部及び（ｂ）下部の構成を示す図
【図６】前記実施形態の相互作用を示す図
【図７】前記実施形態における速中性子検出用ＡＤＣの配置深さの制限を示す図
【図８】同じく熱中性子検出用ＡＤＣの配置深さの制限を示す図
【図９】前記実施形態で用いられている熱中性子検出用ＡＤＣの応答を示す図
【図１０】前記実施形態における線量評価の手順を示す流れ図
【図１１】同じく（ａ）速中性子と（ｂ）熱中性子のエッチピット密度分布の変化の例を示す図
【図１２】本発明に係る積算型中性子線量当量測定器の第２実施形態の要部構成を示す図
【図１３】前記実施形態を用いた速中性子飛来方向の推定の様子を示す図
【図１４】本発明に係る積算型中性子線量当量測定器の第３実施形態の構成を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３４】
本発明にかかる積算型中性子線量当量測定器の第１実施形態は、図４（ａ）に示す如く、水素原子を多く含有したポリエチレンブロック３０中の回転対称位置Ｆ１、Ｆ３、Ｆ５、Ｆ７及びＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に、それぞれ、図４（ｂ）に示す速中性子検出器３２と、図４（ｃ）に示す熱中性子検出器３４を４枚ずつ埋め込む構造になっている。
【００３５】
前記ポリエチレンブロック３０は、正八角柱（底面１辺２５ｍｍ、高さ６０ｍｍ）状とすることができる。速中性子検出器３２と熱中性子検出器３４の取り出しが可能なように、ポリエチレンブロック３０は、図５（ａ）に示す厚さ２０ｍｍの上部３０Ａと図５（ｂ）に示す厚さ４０ｍｍの下部３０Ｂに分けて製作し、両者を重ねて使用している。
【００３６】
該ポリエチレンブロック３０の表層位置に配置した速中性子検出器３２は、主にポリエチレンブロック３０と中性子の核反応の結果生じる、反跳陽子を検出する。
【００３７】
一方、熱中性子検出器３４は、ＡＤＣ３４Ａに中性子変換材（本実施形態では中性子／α線コンバータ；単にα線コンバータとも称する）３４Ｂを密着させて、ポリエチレンブロック３０の深部位置に配置している。この熱中性子検出器３４は、主にα線コンバータ３４Ｂから飛び出すα線を検出する。
【００３８】
本実施形態では、速中性子検出器３２と熱中性子検出器３４に、２０ｍｍ×１０ｍｍ×１．６ｍｍｔのＡＤＣチップ３２、３４Ａを使った。ＡＤＣ長軸方向の中心は、測定器の底面から３０ｍｍの位置においた。速中性子検出器３２と熱中性子検出器３４を埋め込むために、図５（ｂ）に示すように２階層の溝を配置した。
【００３９】
速中性子検出器３２を配設するポリエチレンブロック３０表面位置の外側の溝（測定器表面〜１ｍｍ深さ）は９０度おきに４箇所配置した。溝の並びは、入射面側から時計回りにＦ１、Ｆ３、Ｆ５、Ｆ７である。実証試験は、Ｆ１、Ｆ３、Ｆ５、Ｆ７に、速中性子検出器３２としてＡＤＣをそのまま配置する条件で行った。
【００４０】
熱中性子検出器３４を配置するポリエチレンブロック３０深部位置の内側の溝（測定器表面〜１０ｍｍ深さ）も９０度おきに４箇所配置した。溝の並びは、入射面側から時計回りにＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の記号で表す。内側の溝に挿入するＡＤＣ３４Ａには、α線コンバータ（１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．８ｍｍｔ）３４Ｂを２枚並べて密着した。α線コンバータ３４Ｂには、窒化ホウ素（ＢＮ）製を使った。α線コンバータ３４Ｂの非接触面は測定器の外側、ＡＤＣ３４Ａの非接触面は測定器の内側を向くように配置した。
【００４１】
測定器に入射した中性子は、主に次の相互作用によって検出器３２、３４に発生した陽子またはアルファ粒子による潜在飛跡により検出される。
【００４２】
速中性子が入射した場合、周りのポリエチレンブロック３０とのＨ（ｎ，ｎ）ｐ反応で反跳された陽子ｐによる飛跡（図６の（ａ））と、検出器３２自身の構成原子との反応で反跳された陽子ｐ、アルファ粒子αによる飛跡（図６の（ｂ））が生じ、主に、陽子を検出する。
【００４３】
熱中性子が入射した場合、α線コンバータ（ＢＮ）３４Ｂとの１０Ｂ（ｎ，α）7Ｌｉ反応で発生したアルファ粒子αによる飛跡（図６の（ｃ））を生じる。
【００４４】
熱外中性子、低速中性子が入射した場合、直接α線コンバータ（ＢＮ）３４Ｂとの１０Ｂ（ｎ，α）7Ｌｉ反応で発生したアルファ粒子αによる飛跡（図６の（ｃ））と、測定器内部で減速・拡散してα線コンバータ（ＢＮ）３４Ｂに到達したアルベド中性子との１０Ｂ（ｎ，α）7Ｌｉ反応で発生したアルファ粒子αによる飛跡（図６の（ｄ））が生じる。
【００４５】
速中性子が入射した場合、ＡＤＣ３４Ａ自身の構成原子との反応で反跳された陽子ｐ、アルファ粒子αによる飛跡（図６の（ｅ））が生じる。
【００４６】
線量当量測定器を中性子で照射した後、４枚の速中性子検出器３２の感度和に適当な重みを掛けたものと、熱中性子検出器３４の感度和に適当な重みを掛けたものを足し合わせることで、中性子線量当量を測定する。
【００４７】
以下、作用を説明する。
【００４８】
（１）２階層溝の役割１（換算係数曲線の再現）
まず、前記速中性子検出用ＡＤＣ３２の配置深さを検討した。ＡＤＣに様々な厚さのポリエチレンラジェータを付けて、速中性子（２４１ＡｍＢｅ中性子線源）を照射したときの、中性子感度の変化を図７に示す。ラジェータが厚い場合、前部ラジェータで発生する反跳陽子は、ラジェータ内で停止してしまうため、ＡＤＣに到達できない。従って、ラジェータ厚さがある値（反跳陽子の最大飛程）を超えれば、中性子感度は変化しなくなる。「ある値」は、図７にあるように、０．５ｍｍ程度と考えられる。これから、ラジェータ深さの下限値が定まる。図７では、２ｍｍまでのデータしか無いが、理論上は２ｍｍ以上の厚さの場合でも、中性子感度は変わらない。従って、ラジェータ深さの上限値には、制限を設ける必要が無い。
【００４９】
次に、前記α線検出用ＡＤＣ３４Ａの配置深さを検討した。このＡＤＣ３４Ａでは主に１００ｋｅＶ（０．１ＭｅＶ）以下の中性子を測定する。通常、物体に中性子が入射すると、その強度は物体の深さとともに指数関数的に減少する。しかし、中性子の一部は物体の中で散乱を受けて、エネルギーを失い入射面側に戻る。物体中の中性子強度分布は、両者の重ね合わせとなる。つまり、ある深さで中性子強度は最大となり、それ以上の深さでは減少する。最大となった位置の中性子のエネルギーは低いので、中性子／α線変換効率が優れている。α線検出用ＡＤＣ３４Ａの深さは、中性子強度が最大になる深さで決めればいいことになる。モンテカルロ計算で中性子強度の計算を行った。計算では、簡単のために、本線量計を１辺６ｃｍの立方体に近似した。中性子の散乱現象は、物体中の水素原子数に依存する。従って、形状が異なった物体においても、中性子強度深さ分布の形状が変化することは無い。３点のエネルギー（熱中性子（０．０２５ｅＶ）、１０ｋｅＶ、１００ｋｅＶ）について行った。深さは、０．５ｃｍ間隔とした。結果を図８に示す。最大値を取る深さは順に０．５ｃｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍとなった。α線コンバータ（ＢＮ）３４Ｂ付ＡＤＣ３４Ａは、エネルギーが比較的高い中性子も効率よく検出しなければならないので、その埋め込み深さ上限値は１００ｋｅＶの結果から１ｃｍとすることができる。なお、埋め込み深さ下限値は当然０ｃｍである。
【００５０】
このように、ＡＤＣを２階層で配置することで、図２（ｂ）に示すように、図中に一点鎖線で示す換算係数曲線の特性を良く再現できるようになる。０．１ＭｅＶ以上の立ち上がり部分は速中性子検出用ＡＤＣ３２の応答から、０．１ＭｅＶ以下の平坦な部分は熱中性子検出用ＡＤＣ３４Ａの応答から再現できる。
【００５１】
（２）２階層溝の役割２（中性子入射方向依存性の改善）
高エネルギー中性子が測定器に入射すると、測定器内で繰返しＨ（ｎ，ｎ）ｐ弾性散乱を起こすため、測定器中の散乱中性子の方向とエネルギー分布がランダムになる。その結果、確率的に、４枚のα線コンバータ３４Ｂに入射する散乱中性子数が一定になるため、変換されて生じるα線の数が一定になる。ゆえに、４枚の熱中性子検出用ＡＤＣ３４Ａに記録されるα線の潜在飛跡数は、一定となる。結果的に、熱中性子検出用ＡＤＣ応答の中性子入射方向依存性を小さくすることができる。本測定器に、241ＡｍＢｅ線源中性子（高エネルギー中性子の例）を使って、３０度の中性子入射角度で中性子を入射したときの熱中性子検出用ＡＤＣの応答を図９に示す。
【００５２】
（３）測定
この線量当量測定器を複数の中性子エネルギーポイントで照射し、図１０に示す手順で線量評価を行った。具体的には、照射後の測定器からＡＤＣ３２、３４Ａを取り出し、アルカリ溶液で化学エッチングを行った。化学エッチングを行うことで潜在飛跡が侵食され、顕微鏡で観察可能な大きさの傷となる。この傷をエッチピットと呼ぶ。化学エッチング後、ＡＤＣ３２、３４Ａに生じたエッチピット数を光学顕微鏡で数えて、中性子フルエンス及び観察視野面積で割り、中性子フルエンスあたりのエッチピット密度を求めた。化学エッチングの条件は、以下のとおりである。
【００５３】
［速中性子検出用ＡＤＣ３２］
フタル酸ジ−ｎ−ブチルによる前処理後に水酸化カリウム３０ｗｔ％、液温９０℃、エッチング時間１５０分で処理
［熱中性子検出用ＡＤＣ３４Ａ］
水酸化カリウム３０ｗｔ％、液温９０度、エッチング時間１５分
【００５４】
次に、図１０のステップ１００、１１０に示す如く、４枚の速中性子検出用ＡＤＣ３２（Ｆ１、Ｆ３、Ｆ５、Ｆ７）のエッチピット密度の和と４枚の熱中性子検出用ＡＤＣ３４Ａ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）のエッチピット密度の和をそれぞれ求めた。エッチピット密度の和を取ることで、それぞれのＡＤＣ３２、３４Ａに記録されたエッチピット密度分布の中性子入射方向依存性を平均化することができる。図１１にその結果を示す。結果的に、線量の方向性依存性を小さくすることができた。
【００５５】
次いで、図１０のステップ１２０に示す如く、式（１）に示すような、２つの和に適切な重み係数を掛けた式を構築し、線量当量評価を行った。
【００５６】
【数１】
2010276406.tif 000003
【００５７】
ここで、Ｓi：熱中性子検出用ＡＤＣ３４Ａにおけるエッチピット密度（ｎ/ｃｍ2）
Ｆi：速中性子検出用ＡＤＣ３２におけるエッチピット密度（ｎ/ｃｍ2）
【００５８】
式の重み係数は、コンピューターを使ったモンテカルロ計算の結果と実験結果が換算係数曲線に近似するように決めた。
【００５９】
（４）結果
図２（ｂ）は、本実施形態測定器の応答である。図中の○は実験から得られた測定器応答、実線はモンテカルロ計算から得られた測定器応答、一点鎖線は換算係数曲線である。本実施形態測定器の応答は、換算係数曲線に似通った応答を示していることがわかる。
【００６０】
これに対して、代表的なレムカウンタの応答を示した図２（ａ）の応答曲線は、本実施形態測定器に比べて、１０ｅＶ〜１００ｋｅＶ付近で換算係数曲線よりも持ち上がっていることがわかる。
【００６１】
図２（ａ）と（ｂ）を比較して、本実施形態測定器の応答は、レムカウンタの応答よりも、換算係数曲線によく近似していることがわかる。
【００６２】
表１は、本実施形態測定器で測定した熱中性子及び２４１ＡｍＢｅ中性子源に対する線量当量値の中性子入射方向依存性を示している。
【００６３】
【表１】
2010276406.tif 000004
【００６４】
２４１ＡｍＢｅは平均エネルギー４〜５ＭｅＶを持つ高速中性子源として、中性子線量計の校正でよく使われる。熱中性子に対しては、測定器正面入射時に比べて最大−１６％であった。一方、高速中性子に対しては、測定器正面入射時に比べて最大−９％であった。２つの値は、レムカウンタに関する日本工業規格ＪＩＳ  Ｚ４３４１で規定する値±２５％（±９０度の範囲）を満足している。従って、線量当量値の中性子入射方向依存性に関しても、レムカウンタと遜色ないことが確認できた。
【００６５】
本実施形態測定器は、ポリエチレンでできているため、その重量は２００ｇ程度である。これは、可搬可能タイプのレムカウンタ（１０ｋｇ）に比べてもきわめて軽い。
【００６６】
次に、図１２を参照して、本発明の第２実施形態を詳細に説明する。
【００６７】
本実施形態は、第１実施形態と同様のポリエチレンブロック３０の内側の位置Ｓ１〜Ｓ４に配置される検出器として、α線又はγ線を自己検出する熱中性子検出器３６を配置したものである。
【００６８】
前記熱中性子検出器３６のうち、検出器自身と中性子との反応により生じるα線を自己検出するものとしては、例えば検出器自体にホウ素１０又はリチウム６を含有するものを用いることができる。
【００６９】
あるいは、前記熱中性子検出器３６のうち、検出器自身と中性子との反応により生じるγ線を自己検出するものとしては、検出器自体にガドリニウム、カドミウム、ジスプロシウム、インジウム又は金を含有するものを用いることができる。
【００７０】
本実施形態においては、速中性子検出器３２の応答、及び、検出器自身と中性子との反応により生ずるα線またはγ線を自己検出する熱中性子検出器３６の応答を、第１実施形態と同様に、同一用途の検出器同士で和を取り、得られた２つの和に、各々係数を掛けて２つの和を足し合わせることで、中性子の入射方向に依らずに中性子線量当量を測定することができる。
【００７１】
他の点については、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００７２】
次に、前記実施形態を用いた速中性子飛来方向の推定方法を説明する。
【００７３】
まず図１３に示す如く、平時の感度を調べておく。次いで、中性子事故時の感度を調べる。図１３の例では、９０度方向にあるＦ３の感度増加分が最大のため、速中性子飛来方向を９０度と推定する。
【００７４】
なお前記実施形態においては、ポリエチレンブロック３０の形状が正八角柱状とされていたが、ボディの材質はこれに限定されず、含水素有機高分子物質で形成されていれば、ポリエチレン以外の材質であってもよい。形状も正八角柱状に限定されず、正三角柱状、正四角柱状、正六角柱状、円柱状、正三角錐状、正四角錐状、正六角錐状、正八角錐状、円錐状、サッカーボールのような多面体状、球状又は半球状等であっても良い。検出器の配置も、前記実施形態の平面的な配置に限定されず、図１４に示す第３実施形態の如く、立体的な配置として、３次元方向からの入射に対応可能とすることもできる。
【００７５】
又、前記実施形態では、速中性子検出器と熱中性子検出器が、共にＡＤＣを含むものとされていたが、速中性子検出器は、ＡＤＣ以外であっても良い。又、熱中性子検出器は、ＡＤＣの他、熱ルミネセンス線量計（ＴＬ線量計）、光刺激ルミネセンス線量計（ＯＳＬ線量計）、蛍光ガラス線量計（ＲＰＬガラス線量計）、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ線量計等、他の熱中性子検出器を用いることもできる。更に中性子変換材も、中性子との原子核反応によりα線を放出するα線コンバータに限定されず、γ線を放出するものでも良い。
【００７６】
又、前記実施形態では、速中性子検出器と熱中性子検出器が、同じ方向で、速中性子検出器が表層側、熱中性子検出器が深部位置に配置されていたが、速中性子検出器と熱中性子検出器の配置もこれに限定されず、速中性子検出器と熱中性子検出器を例えば４５度ずつの方位差をもたせて、異なる方向に配置したり、速中性子検出器を熱中性子検出器よりも深い位置に配設することも可能である。方位に対する配置数も４に限定されず、３以上であればよい。
【符号の説明】
【００７７】
３０、３０Ａ、３０Ｂ…ポリエチレンブロック
３２…速中性子検出器（ＡＤＣ）
３４…熱中性子検出器
３４Ａ…ＡＤＣ
３４Ｂ…中性子変換材（α線コンバータ；ＢＮ）
３６…α線又はγ線を自己検出する熱中性子検出器
【図１】
2010276406.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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