(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空間を有し、放射線が透過可能な材料によって形成されている密閉容器と、
前記空間の一部を第一空間と第二空間とに区分するように前記密閉容器に設けられた吸着剤と、
前記密閉容器に封入された溶離液と、
前記吸着剤に吸着されて、放射性崩壊により娘放射性核種に変化する親放射性核種と、
前記吸着剤、又は前記溶離液によって化学分離された娘放射性核種を覆うことで放射線を遮蔽することができる遮蔽体と、を有する線源。
【請求項２】
前記密閉容器は、両端部が封止された筒状をなし、
前記吸着剤は、前記第一空間と前記第二空間とを前記密閉容器の軸方向に区分するように配置され、
前記遮蔽体は、前記密閉容器の外周面を覆う円筒形をなし、前記吸着剤、前記第一空間、及び前記第二空間を選択的に覆う請求項１に記載の線源。
【請求項３】
前記親放射性核種は、ゲルマニウム６８である、請求項１又は請求項２に記載の線源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を照射する線源に関する。
【背景技術】
【０００２】
密封線源とは、ステンレス鋼などの密封容器（カプセル）に放射性同位元素を封入することにより、カプセルの外部に放射性同位元素が漏えいすることなく、カプセルから放出される放射線を利用するためのもので、例えば放射線測定器の校正用等に使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０１４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の密封線源は、例えばカプセルによって形成されている簡素な構成のものは内部の放射性同位元素に外部から手を加え制御する発想はなかった。また、放射性同位元素などの化学分離は、非密封線源でなければ行うことのできない操作であった。
【０００５】
この発明は、より簡素な構造で密閉容器の外部からの制御で、繰返しミルキングなどの化学分離を可能とする線源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様によれば、線源は、内部に空間を有し、放射線が透過可能な材料によって形成されている密閉容器と、前記空間の一部を第一空間と第二空間とに区分するように前記密閉容器に設けられた吸着剤と、前記密閉容器に封入された溶離液と、前記吸着剤に吸着されて、放射性崩壊により娘放射性核種に変化する親放射性核種と、前記吸着剤、又は前記溶離液によって化学分離された娘放射性核種覆うことで放射線を遮蔽することができる遮蔽体と、を有することを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、密閉容器の内部で、親放射性核種から崩壊により生成された娘放射性核種を化学分離（ミルキング）することができる。また、密閉容器の内部にて溶離液を吸着剤の上方に配置させることで、容易に繰返しの化学分離を行うことができる。さらに、密閉容器の一部を遮蔽することによって、娘放射性核種の成長や減衰を容器の外部から観察することができる。
【０００８】
上記線源において、前記密閉容器は、両端部が封止された筒状をなし、前記吸着剤は、前記第一空間と前記第二空間とを前記密閉容器の軸方向に区分するように配置され、前記遮蔽体は、前記密閉容器の外周面を覆う円筒形をなし、前記吸着剤、前記第一空間、及び前記第二空間を選択的に覆うようにしてもよい。
【０００９】
このような構成によれば、密閉容器の長手方向が鉛直方向に沿うように配置し、上下反転させることによって、容易に化学分離を行うことができる。
【００１０】
上記線源において、前記親放射性核種は、ゲルマニウム６８であってよい。
このような構成によれば、親放射性核種としてゲルマニウム６８を用いることによって、親娘両核種の寿命、放射線の性質、娘核種の化学挙動や応用価値などから、放射線測定器の校正や実習用として最適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、密閉容器の内部で、親放射性核種から崩壊により生成された娘放射性核種を化学分離することができる。また、密閉容器の内部にて溶離液を吸着剤の上部に配置させることで、容易に繰返しの化学分離を行うことができる。さらに、密閉容器の一部を遮蔽することによって、娘放射性核種の成長や減衰を容器の外部から観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態の線源の斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態の線源の使用方法を説明する図であり、溶離液が吸着剤の上方に配置されるように密閉容器を反転させた様子を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態の線源の使用方法を説明する図であり、ミルキングが完了した様子を示す図である。
【図４】娘放射性核種の成長曲線を示すグラフである。
【図５】本発明の第一実施形態の線源の変形例であり、ピストンを有する密閉容器の斜視図である。
【図６】本発明の第一実施形態の線源の使用方法を説明する図であり、遮蔽体を用いて吸着剤を遮蔽した様子を示す図である。
【図７】本発明の第一実施形態の線源の使用方法を説明する図であり、溶離液が吸着剤の上方に配置されるように密閉容器を反転させた様子を示す図である。
【図８】本発明の第一実施形態の線源の使用方法を説明する図であり、ミルキングが完了した様子を示す図である。
【図９】娘放射性核種の壊変曲線を示すグラフである。
【図１０】本発明の第二実施形態の線源の概略図である。
【図１１】本発明の第二実施形態の線源の使用方法を説明する図であり、溶離液の移動のため密閉容器を傾けた様子を示す図である。
【図１２】本発明の第二実施形態の線源の使用方法を説明する図であり、ミルキング中の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第一実施形態）
以下、本発明の実施形態の線源について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の線源は、放射線を発生させる放射性核種（放射性同位元素）が外部と接触不能な密封型である。
図１に示すように、線源１は、内部に空間を有する密閉容器２と、密閉容器２に収容された吸着剤３と、密閉容器２の外周面に取り付けられた遮蔽体４と、を有している。
【００１４】
密閉容器２は、両端部が封止された円筒形状をなしている。密閉容器２は、有底円筒形状の容器本体６と、容器本体６の開口を封止する蓋部材７と、を有している。密閉容器２は、放射線が透過可能な材料、例えば、ガラスによって形成されている。密閉容器２は放射線が透過可能であれば、透明である必要はない。
【００１５】
蓋部材７と容器本体６との間には、Ｏリング等のシール部材（図示せず）が介在している。密閉容器２は蓋部材７を取り外すことによって、内部にアクセスが可能であるとともに、容器本体６に蓋部材７を取り付けることによって、密閉容器２の内部空間を密閉可能である。
【００１６】
密閉容器２の内部の空間には、放射性核種を封入することができる。内容物注入後は、密閉容器２は法律の基準に適合する。具体的には、密閉容器２は正常な使用状況において開封、破壊の恐れがなく、密封された放射性核種が漏えい、浸透等により散逸して汚染する恐れのない性能と構造を有している。
【００１７】
吸着剤３（カラム）は、円筒状の密閉容器２の長手方向の中央に、密閉容器２を第一の空間Ａ１と第二の空間Ａ２とに軸方向に区分けするように配置されている。吸着剤３は、スズの水和物等、親放射性核種を保持する性質を有している。吸着剤３としては、スズの水和物の他に、例えば、二酸化アルミニウム、二酸化チタン、フェノール性ヒドロキシ基
、ピロガロール等を採用することができる。
【００１８】
吸着剤３には、放射性核種を吸着させることができる。本実施形態の線源１においては、放射性崩壊して娘放射性核種に変化する親放射性核種Ｐ、例えば６８Ｇｅ（ゲルマニウム−６８）が吸着されている。
【００１９】
遮蔽体４は放射線を遮蔽することができる材料、例えば、鉛等によって形成されている。遮蔽体４は、密閉容器２の外周面を覆う円筒形をなし、密閉容器２の長手方向に移動可能である。即ち、遮蔽体４は、吸着剤３、第一空間Ａ１、及び第二空間Ａ２を選択的に覆うことで放射線を遮蔽することができる。
遮蔽体４は、例えば、容器本体６の外周面に非貫通の雌ネジ穴を形成して、ボルトを用いて密閉容器２の長手方向の任意の場所に固定することができる。遮蔽体４の固定手段はこれに限ることはなく、例えば、粘着テープを用いて固定してもよい。
また、第二の空間Ａ２には、塩酸溶液などの溶離液Ｅが封入されている。
【００２０】
次に、本発明の線源１の使用方法について説明する。
（娘放射性核種Ｄの成長）
まず、図１の状態の線源１の上下方向を反転させて、図２に示すように、線源１を密閉容器２の長手方向が鉛直方向を向くように立てて、溶離液Ｅが吸着剤３の上方に配置されるようにする。また、遮蔽体４を第一の空間Ａ１側に移動させて、第一の空間Ａ１を遮蔽する。これにより、第一の空間Ａ２と使用者との間に鉛である遮蔽体４が配置される。
【００２１】
これにより、親放射性核種Ｐが吸着された吸着剤３の上方の空間Ａ２に封入された溶離液Ｅによって、親放射性核種Ｐから崩壊により生成された娘放射性核種Ｄ（６８Ｇａ，ガリウム−６８）が化学分離（ミルキング，Ｍｉｌｋｉｎｇ）される。娘放射性核種Ｄは、第一の空間Ａ１に貯留される。溶離液Ｅは重力によって娘放射性核種Ｄのミルキングを行う。
【００２２】
図３に示すように、ミルキングが完了すると、第一の空間Ａ１に娘放射性核種Ｄが貯留される。ミルキングが完了した後、親放射性核種Ｐからは、再び、娘放射性核種Ｄの生成が始まる。これにより、吸着剤３からは、あらたに生成された娘放射性核種Ｄに基づく放射線が放射される。この成長の様子は、図４のグラフに示すように観察することができる。図４は、横軸を時間ｔ、縦軸を放射能ＲＡとした成長曲線である。
【００２３】
即ち、吸着剤３に吸着された親放射性核種Ｐから電子捕獲によって崩壊した娘放射性核種Ｄが成長する様子を密閉容器２の外部から観察することができる。この際、ミルキングによって吸着剤３から除かれて第一の空間Ａ１に貯留された娘放射性核種Ｄから放射される放射線は、遮蔽体４によって遮蔽されることによって検出されることはない。
【００２４】
また、図３の状態から、上下方向を反転させることによって、再度ミルキングを行うことができる。即ち、線源１は繰返しミルキングを行うことができる。
【００２５】
また、図５に示すように、密閉容器２にピストン８を設けることによって、溶離液Ｅに圧力をかける構成としてもよい。これにより、溶離液Ｅが吸着剤３に圧送される。即ち、ピストン８を設けることによって、ミルキングの速度や娘放射性核種Ｄの抽出量を調整することができる。
【００２６】
（娘放射性核種Ｄの減衰）
本発明の線源１は、娘放射性核種Ｄの減衰の様子の観察にも使用することができる。
娘放射性核種Ｄの減衰の様子を観察するために、図６に示すように、遮蔽体４を用いて、吸着剤３を遮蔽する。即ち、遮蔽体４を密閉容器２の長手方向の中央近傍に配置する。
次いで、図７に示すように、密閉容器２の上下を反転させて、溶離液Ｅによるミルキングを行う。ミルキングが完了すると、図８に示すように、密閉容器２の第一の空間Ａ１に娘放射性核種Ｄが貯留される。
【００２７】
ミルキングによって生成された娘放射性核種Ｄの壊変（減衰）の様子は、図９のグラフに示すように、密閉容器２の外部から観察することができる。図９は、横軸を時間ｔ、縦軸を放射能ＲＡとした壊変（減衰）曲線である。
この際、ミルキング後の親放射性核種Ｐから娘放射性核種Ｄが崩壊することにより放射される放射線は、遮蔽体４によって遮蔽されることによって検出されることはない。
【００２８】
なお、親放射性核種Ｐとしては６８Ｇｅに限らず、８７Ｙ、４４Ｔｉなど、他の放射性核種の採用も可能である。ただし、特に、６８Ｇｅ−６８Ｇａを用いることが、親娘両核種の寿命、放射線の性質、娘核種の化学挙動や応用価値などから、放射線測定器校正及び放射線実習用として最適である。
親放射性核種と娘放射性核種との間に放射平衡が成立し、かつ、親放射性核種がＥＣ（電子捕獲）崩壊する親放射性核種とその娘放射性核種の例を、表１に示す。
【００２９】
【表１】
0006536945.tif 000002
【００３０】
上記実施形態によれば、簡素な構造である密閉容器２の内部で、親放射性核種Ｐから崩壊により生成された娘放射性核種Ｄをミルキングすることができる。また、密閉容器２を上下反転させることで、容易に繰返しのミルキングを行うことができる。即ち、密閉容器２の外部からの制御で、繰返しミルキングなどの化学分離を行うことができる。さらに、密閉容器２の一部を遮蔽体４を用いて遮蔽することによって、娘放射性核種Ｄの成長や減衰を観察することができる。
【００３１】
また、本実施形態の線源１は、密閉容器２の長手方向が鉛直方向に沿うように配置し、上下反転させることによって、容易にミルキングを行うことができる。即ち、密閉容器２の内部に配置された親放射性核種Ｐから電子捕獲によって崩壊した娘放射性核種Ｄを外部からの操作により溶離させる操作を行うことができる。
【００３２】
また、親放射性核種Ｐとして、ゲルマニウム６８を採用することによって、親娘両核種の寿命、放射線の性質、娘核種の化学挙動や応用価値などから、放射線測定器の校正や実習用として最適である。
特に、例えば、教育機関において、放射能の成長を観察する学習などに利用するのに最適である。また、非破壊検査、厚さ計、密度計、レベル計、癌治療などに応用することもできる。
【００３３】
（第二実施形態）
次に、本実施形態の第二実施形態の線源を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図１０に示すように、本実施形態の線源１Ｂは、ガラス製の密閉容器２Ｂと、密閉容器２Ｂに収容された吸着剤３Ｂと、遮蔽体４Ｂと、を有している。
【００３４】
密閉容器２Ｂは、楕円環状に接続されたガラス管からなる環状部１０と、環状部１０の一部から突出する延長部１３と、有している。環状部１０の内部空間と、延長部１３の内部空間とは連通しており、密閉容器２Ｂに封入された溶離液Ｅは、密閉容器２Ｂを傾けることにより任意の場所に移動させることができる。
【００３５】
環状部１０は、互いに平行に配置された管状の第一直線部１１及び管状の第二直線部１２と、第一直線部１１と第二直線部１２の一端同士を滑らかに接続する管状の弧状接続部１４と、第一直線部１１の他端と第二直線部１２の他端とを直線状に接続する管状の線状接続部１５と、を有している。
【００３６】
線状接続部１５は、図１０に示すように、密閉容器２Ｂを、弧状接続部１４が上になるように、かつ、直線部１１，１２が鉛直方向に沿うように配置した場合、第一直線部１１から第二直線部１２に向かうに従って徐々に低くなるように、直線部１１，１２に対して傾斜して接続されている。即ち、線状接続部１５は、密閉容器２Ｂを、弧状接続部１４が上になるように、かつ、直線部１１，１２が鉛直方向に沿うように配置した場合、液体が第一直線部１１の側から第二直線部１２の側に流れるように、直線部１１，１２同士を接続している。
【００３７】
延長部１３は、第二直線部１２を延長するように、第二直線部１２と線状接続部１５との接続箇所１７から突出している。第二直線部１２の延在方向と延長部１３の延在方向とは一致している。換言すれば、第二直線部１２と延長部１３とは同一直線状に配置されている。
図示しないが、密閉容器２Ｂは、一部が取り外し可能に形成されており、内部に放射性核種や、溶離液Ｅを封入することができる。
密閉容器２Ｂは、例えば、試験管用のクランプ（保持部材、スタンド）を用いて、任意の角度で保持することができる。
【００３８】
吸着剤３Ｂは、第一直線部１１の内周側に配置されている。吸着剤３Ｂは、吸着剤３Ｂによって密閉容器２Ｂの内部空間の一部である第一直線部１１の内部空間が第一の空間Ａ１と第二の空間Ａ２とに区分けされるような形状をなしている。
【００３９】
遮蔽体４Ｂは、第一直線部１１と、延長部１３との間に配置されている。線状接続部１５は、遮蔽体４Ｂを貫通している。遮蔽体４Ｂは、線状接続部１５を貫通させるための貫通部１８を有している。遮蔽体４Ｂは所定の固定具を用いて、密閉容器２Ｂに固定されている。
遮蔽体４Ｂは、第一直線部１１と第二直線部１２との配列方向の第一直線部１１の側Ｖ１から密閉容器２Ｂを見た場合に、遮蔽体４Ｂによって延長部１３が視認できないように、かつ、配列方向の第二直線部の側Ｖ２から密閉容器２Ｂを見た場合に、遮蔽体４Ｂによって第一直線部１１が視認できないように配置されている。
【００４０】
遮蔽体４Ｂは、一対の分割遮蔽体１９（複数の部位）から形成されている。分割遮蔽体１９には、貫通部用溝２０が形成されており、貫通部用溝２０に線状接続部１５が差し込まれることで一対の分割遮蔽体１９からなる遮蔽体４Ｂが配置されるとともに、貫通部１８が形成される。
密閉容器２Ｂには、溶離液Ｅを封入することができる。また、本実施形態の吸着剤３Ｂには、親放射性核種Ｐが吸着されている。
【００４１】
次に、本変形例の線源１Ｂの使用方法について説明する。
まず、図１０に示すように、弧状接続部１４を上方に配置し、延長部１３に溶離液Ｅが溜まった状態とする。次いで、図１１に示すように、第二直線部１２に溶離液Ｅが移動するように、密閉容器２Ｂを傾ける。次いで、溶離液Ｅが第一直線部１１の第一空間Ａ１に入るように、密閉容器２Ｂを傾ける。即ち、延長部１３に貯留されていた溶離液Ｅを吸着剤３Ｂの上方に移動させる。
【００４２】
これにより、親放射性核種Ｐが吸着された吸着剤３Ｂの上方の第一の空間Ａ１に封入された溶離液Ｅによって、親放射性核種Ｐから崩壊により生成された娘放射性核種Ｄがミルキングされる。娘放射性核種Ｄは、線状接続部１５を介して延長部１３に貯留される。
【００４３】
この状態で、第一直線部１１の近傍に配置した放射線検出器３１を用いて、実施形態の線源１と同様に、娘放射性核種Ｄの成長の観察を行うことができる。この際、ミルキングによって吸着剤３Ｂから除かれて延長部１３に貯留された娘放射性核種Ｄから放射される放射線は、第一直線部１１と延長部１３との間に遮蔽体４Ｂが配置されていることによって検出されることはない。
【００４４】
また、延長部１３の近傍に配置した放射線検出器３２を用いて、娘放射性核種Ｄの減衰の観察も行うことができる。この際、ミルキング後の親放射性核種Ｐから娘放射性核種Ｄが崩壊することにより放射される放射線は、第一直線部１１と延長部１３との間に遮蔽体４Ｂが配置されていることによって検出されることはない。
【００４５】
上記実施形態によれば、遮蔽体４Ｂが固定された密閉容器２Ｂを回転することで、親放射性核種Ｐの崩壊に伴って生成した娘放射性核種Ｄの放射能の減衰と、親放射性核種Ｐの崩壊に伴って新たに生成する娘放射性核種Ｄの放射能の増加を二つの放射線検出器３１，３２を用いてそれぞれ同時に計測することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００４７】
１，１Ｂ  線源
２，２Ｂ  密閉容器
３，３Ｂ  吸着剤
４，４Ｂ  遮蔽体
６  容器本体
７  蓋部材
８  ピストン
１０  環状部
１１  第一直線部
１２  第二直線部
１３  延長部
１４  弧状接続部
１５  線状接続部
１８  貫通部
Ａ１  第一の空間
Ａ２  第二の空間
【図１】
0006536945.tif 000003
【図２】
0006536945.tif 000004
【図３】
0006536945.tif 000005
【図４】
0006536945.tif 000006
【図５】
0006536945.tif 000007
【図６】
0006536945.tif 000008
【図７】
0006536945.tif 000009
【図８】
0006536945.tif 000010
【図９】
0006536945.tif 000011
【図１０】
0006536945.tif 000012
【図１１】
0006536945.tif 000013
【図１２】
0006536945.tif 000014