(57)【要約】【課題】放射線に対する相対感度の低下を抑制でき、局所被曝時の線量分布を精度良くかつ簡便に行える生体等価型熱蛍光体二次元素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法は、ＬｉＦの単位重量に対し、バインダーとして耐熱性樹脂（例えば四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂）を５〜７０重量％添加したものを主体としてシート形状に成型し、次いで２６０℃以下の温度で加熱硬化させるものである。２６０℃以下の温度で加熱硬化させるため、放射線に対する相対感度の低下を抑制できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬｉＦの単位重量に対し、２６０℃以下の温度で加熱硬化する耐熱性樹脂をバインダーとして５〜７０重量％添加したものを主体として成型された生体等価型熱蛍光体二次元素子。
【請求項２】
前記樹脂は四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の生体等価型熱蛍光体二次元素子。
【請求項３】
ＬｉＦの単位重量に対し、バインダーとして耐熱性樹脂を５〜７０重量％添加したものを主体としてシート形状に成型し、次いで２６０℃以下の温度で加熱硬化させることを特徴とする生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法。
【請求項４】
ＬｉＦの単位重量に対し、バインダーとして耐熱性樹脂を５〜７０重量％添加したものを主体として加圧成型し、次いで２６０℃以下の温度で加熱硬化させた後、スライスして形成することを特徴とする生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂は四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂のうちのいずれかであることを特徴とする請求項３又は４に記載の生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体等価型熱蛍光体二次元素子及びその製造方法に係わり、特に、放射線に対する相対感度の低下を抑制でき、局所被曝時の線量分布を精度良くかつ簡便に行える生体等価型熱蛍光体二次元素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放射線作業従事者等の個人被曝線量を計測する場合、均等全身被曝を想定し、胸部あるいは腹部に熱蛍光線量計（ＴＬＤ）等の個人被曝線量計を装着して評価し、必要に応じて指先などに別の線量計を装着していた。しかし、近年の原子力利用技術の高度化に伴い、放射線源が多様化し、従来とは異なる形態、種類の放射線被曝を受けることが予想されるようになった。
【０００３】
たとえば、再処理施設、高レベル放射性廃棄物貯蔵施設等の核燃料サイクル施設あるいは放射線利用の加速器施設においては、全身に均一に被曝するよりも身体部位により被曝線量が異なる場合が一般的である。しかも、被曝を受ける場所を事前に特定することは困難である。こうしたタイプの被曝を受けた場合、従来の一点型個人被曝線量計では的確な被曝評価は行えない。
【０００４】
そこで、被曝線量計を一点型ではなくシート化（二次元素子化）することにより、局所被曝時の線量分布を精度良くかつ簡便に行うことができ、放射線源の多様化に応じた応答性の多様性と広いエネルギー測定域を有するものとし、被曝線量評価の精度を格段に向上させ、従事者等の被曝低減化に寄与することができる技術を開発することが求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような技術としては、実効原子番号が人体と等価なフッ化リチウム（ＬｉＦ）を母結晶とする熱蛍光体をシート化することにより、生体等価型熱蛍光体二次元素子を作製することが考えられる。すなわち、ＬｉＦにＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）を混合し、これをロール状に成型した後、３６０〜４００℃で焼成し、切削（かつら剥ぎ）してキュア（加熱成型）することにより、生体等価型でシート化した熱蛍光体を作製するものである。
【０００６】
上記のようにして作製された生体等価型熱蛍光体二次元素子に局所的にＳｒ９０の放射線を６０分間、１Ｇｙで照射し、局所被曝下での線量分布を測定した。この測定結果である線量分布を表す写真及びグラフを図４に示す。この測定結果によれば、放射線に対する相対感度が０．１まで低下してしまうことがわかる。相対感度が低下する原因には、ＰＴＦＥを用いた場合に必須となる３６０〜４００℃の焼成工程にあり、この工程の熱によって相対感度が低下してしまうことを確認した。
【０００７】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、放射線に対する相対感度の低下を抑制でき、局所被曝時の線量分布を精度良くかつ簡便に行える生体等価型熱蛍光体二次元素子及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る生体等価型熱蛍光体二次元素子は、ＬｉＦの単位重量に対し、２６０℃以下の温度で加熱硬化する耐熱性樹脂をバインダーとして５〜７０重量％添加したものを主体として成型されたものである。
尚、前記耐熱性樹脂が加熱硬化する温度は２４０〜２６０℃であることが好ましい。
【０００９】
上記生体等価型熱蛍光体二次元素子によれば、２６０℃以下の温度で加熱硬化する耐熱性樹脂を用い、加熱処理する温度を２６０℃以下とする。これにより、放射線に対する相対感度の低下を抑制できる。従って、局所被曝時の線量分布を精度良くかつ簡便に行える生体等価型熱蛍光体二次元素子を得ることが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る生体等価型熱蛍光体二次元素子において、前記樹脂は四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂のうちのいずれかであることも可能である。
【００１１】
本発明に係る生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法は、ＬｉＦの単位重量に対し、バインダーとして耐熱性樹脂を５〜７０重量％添加したものを主体としてシート形状に成型し、次いで２６０℃以下の温度で加熱硬化させることを特徴とする。
【００１２】
ここで２６０℃以下の温度で加熱硬化させることができる耐熱性樹脂を用いるのは、２６０℃より高い温度で加熱硬化させると、そのときの熱によって生体等価型熱蛍光体二次元素子の相対感度が低下してしまうからである。言い換えると、相対感度が低下しないように２６０℃以下の温度で加熱硬化させることができる耐熱性樹脂を用いている。
【００１３】
また、樹脂の添加量は、５重量％以下にするとバインダーとして機能せず、逆に７０重量％以上にすると、加熱後の発光量が減少するので、５〜７０重量％とすることが必要とされるものである。また、樹脂は、熱蛍光を透過させるように透光性を有することが望ましく、かつ測定時に熱を加える関係から耐熱性のものが望ましい。
【００１４】
人体の被曝線量を測定するためには、生体組織等価性の点から、人体生体組織の実効原子番号である７．８に近似している８．２という実効原子番号を有するフッ化リチウム（ＬｉＦ）を母体とする熱蛍光体を用いることによって、フィルタ処理をしなくてもそのまま使用できることとなる。
【００１５】
上記生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法によれば、ＬｉＦに対し、耐熱性樹脂を添加したものを主体としてシート形状に成型し、この成型品を２６０℃以下の温度で加熱硬化させるため、放射線に対する相対感度の低下を抑制できる。従って、局所被曝時の線量分布を精度良くかつ簡便に行える生体等価型熱蛍光体二次元素子を得ることが可能となる。
【００１６】
本発明に係る生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法は、ＬｉＦの単位重量に対し、バインダーとして耐熱性樹脂を５〜７０重量％添加したものを主体として加圧成型し、次いで２６０℃以下の温度で加熱硬化させた後、スライスして形成することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法において、前記樹脂は四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂のうちのいずれかであることも可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
本発明に係る実施の形態１による生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法について説明する。生体等価型熱蛍光体二次元素子は、実効原子番号が人体と等価なフッ化リチウム（ＬｉＦ）を母結晶とする熱蛍光体をシート化することにより製造されるものである。
【００１９】
まず、ＬｉＦに、モールディングパウダーとしての耐熱性樹脂（例えば四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂）を、Ｖタンブラー等によるドライブレンダーによって混合する。この混合時間は、ブレンダーの種類によって異なってくるものの、Ｖタンブラーを用いた場合には、１５〜３０分程度の混合時間で足りる。
【００２０】
尚、この混合も、水性懸濁状態の耐熱性樹脂とＬｉＦとを攪拌によってブレンドした後、脱水し、ブレンドした原材料を得ることも可能である。
【００２１】
次いで、ブレンドした原材料を、均一になるように金型内部に収納し、成型圧力及び成型時間を調整しながら予備圧縮成型を行い、シート形状（二次元素子形状）の予備成型品を形成する。成型圧力は、成型品の厚さ、耐熱性樹脂の種類、粒度等によって異なるものの、おおむね１００〜４００Ｋｇ／ｃｍ２の範囲である。さらに成型時間は、成型品の厚さが増加するにつれて長時間とすることが必要とされるが、少なくとも耐熱性樹脂単独での成型時間、またはその時間よりも若干長い時間とすることが望ましい。
【００２２】
その後、この予備成型品を、２４０〜２６０℃に調整された炉の中で、成型品の形状、耐熱性樹脂の種類、粒度に応じて調整した時間だけ焼成する。この後は、充分に小さい冷却速度にて室温まで冷却した後、更に、２日又は３日以上室温で放置する。このようにして生体等価型熱蛍光体二次元素子が製造される。
【００２３】
上記実施の形態１によれば、ＬｉＦを母体とする熱蛍光体と耐熱性樹脂を混合した後、この混合物をシート形状に予備成型し、この成型品を加熱処理する温度を２４０〜２６０℃としている。このため、放射線に対する相対感度の低下を抑制できる。従って、局所被曝時の線量分布を精度良くかつ簡便に行える生体等価型熱蛍光体二次元素子を得ることが可能となる。
【００２４】
（実施の形態２）
本発明に係る実施の形態２による生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法について説明する。耐熱性樹脂をバインダーとし、圧縮成型によって成型シートを製造する方法である。
【００２５】
まず、実施の形態１と同様のブレンドした原材料を用意する。
【００２６】
次いで、ブレンドした原材料を、均一になるように金型内部に収納し、成型圧力及び成型時間を調整しながら予備圧縮成型を行う。成型圧力は、成型品の厚さ、耐熱性樹脂の種類、粒度等によって異なるものの、おおむね１００〜４００Ｋｇ／ｃｍ２の範囲である。さらに成型時間は、成型品の厚さが増加するにつれて長時間とすることが必要とされるが、少なくとも耐熱性樹脂単独での成型時間、またはその時間よりも若干長い時間とすることが望ましい。
【００２７】
その後、この予備成型品を、２４０〜２６０℃に調整された炉の中で、成型品の形状、耐熱性樹脂の種類、粒度に応じて調整した時間だけ焼成する。この後は、充分に小さい冷却速度にて室温まで冷却した後、更に、２日又は３日以上室温で放置し、その後、この成型品を、スライサーによって所定厚にスライスしてシート形状にするものである。
【００２８】
上記実施の形態２においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【００３０】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係る実施例１による生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法を説明する断面図である。図２は、図１（Ａ）に示す金型を上から視た平面図である。生体等価型熱蛍光体二次元素子は、実効原子番号が人体と等価なフッ化リチウム（ＬｉＦ）を母結晶とする熱蛍光体をシート化することにより製造するものである。
【００３１】
まず、図１（Ａ）及び図２に示す金型２を準備する。この金型２は、平面形状が略四角形を有しており、深さ２００μｍ程度の溝（窪み）１を有する鉄板からなる。この金型２の表面（少なくとも溝１の内表面）はフッ素樹脂でコーティングされており、このフッ素樹脂によって生体等価型熱蛍光体二次元素子が溝１の内表面に付着しないようになっている。
【００３２】
次に、熱蛍光体は、粉末状のＬｉＦに対して、付活剤としてＭｇ、Ｃｕ、Ｐを微量混合し、これを温度７００〜１０００℃で、３０分〜１時間熱処理を施し、その後８０メッシュ以下１５０メッシュ以上の粒子を選別して、水あるいは希釈塩酸で洗浄後、乾燥させたものを０．４ｋｇ用意する。
【００３３】
また、バインダーとしての四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂は、モールディングパウダーとしての市販品フルオンＥＴＦＥ  Ｚ−８８５Ａ：旭硝子（株）製を０．６ｋｇ用意する。次いで、これら両者をＶタンブラーへ入れて、２０分間混合する。これにより、ＬｉＦを母体とする熱蛍光体と四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂が４：６の混合比で混合される。
【００３４】
その後、図１（Ｂ）に示すように、金型２の溝１内に上記の混合物３を塗布する。次いで、図１（Ｃ）に示すように、金型２の溝１の上に蓋部４を載せ、この蓋部４を２５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で３０秒間加圧し、シート形状（二次元素子形状）の予備成型品３ａを形成する。次いで、この予備成型品３ａを金型２とともに熱風加熱炉に移す。
【００３５】
その後、金型２を収納した加熱炉を徐々に加熱し、２５０℃に到達後、３０分〜１時間保持し、室温まで徐冷する。このようにして得られた成型品を金型２から剥離することにより、生体等価型熱蛍光体二次元素子を得た。このようにして得た熱蛍光体シートは十分に使用に耐えるものであった。
【００３６】
このようにして製造された生体等価型熱蛍光体二次元素子は、熱蛍光体の母結晶としてＬｉＦを用い、粒径が数〜１００μｍであり、実効原子番号が８．１４であり、発光波長が３９０ｎｍであり、グローピーク温度が２１０℃であり、測定線量範囲が１０−５〜１０２Ｓｖであり、エネルギー特性（レスポンス）が約１．３（４０ｋｅＶ／６０Ｃｏ）であり、フェーディング特性が５％／３ヶ月以内であり、環境温湿度が５％以内であり、光励起がほとんど無く、光クエンチングがほとんど無いものである。
【００３７】
上記生体等価型熱蛍光体二次元素子に局所的にＳｒ９０の放射線を６０分間、０．５Ｇｙで照射し、局所被曝下での線量分布を測定した。この測定結果である線量分布を表す写真及びグラフを図３に示す。この測定結果によれば、相対感度が１であり、図４に示す従来の生体等価型熱蛍光体二次元素子の相対感度０．１に比べて相対感度の低下を抑制できることが確認された。
【００３８】
上記実施例１では、ＬｉＦを母体とする熱蛍光体と四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂を混合した後、この混合物をシート形状に予備成型し、この成型品を加熱処理する温度を２５０℃としている。このため、放射線に対する相対感度の低下を抑制できる。従って、局所被曝時の線量分布を精度良くかつ簡便に行える生体等価型熱蛍光体二次元素子を得ることが可能となる。
【００３９】
（実施例２）
本発明に係る実施例２による生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法について説明する。
熱蛍光体としてＬｉＦを母体とするものを用い、耐熱性樹脂として四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂を用い、かつ両者を４：６の混合比で混合し、平面形状が２００ｍｍ×５００ｍｍで０．４ｍｍ厚の生体等価型熱蛍光体シートを約１００枚製造する場合について説明する。
【００４０】
まず、実施例１と同様の熱蛍光体を７．２ｋｇ用意する。また、実施例１と同様のバインダーとしての四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂を１０．８ｋｇ用意する。次いで、これら両者をＶタンブラーへ入れて、２０分間混合する。
【００４１】
その後、上記混合物を金型の内部に収納し、２５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で３０秒間加圧し、予備成型品を形成する。次いで、この予備成型品が十分な強度がないために、注意深く熱風加熱炉に移す。
【００４２】
その後、予備成型品を収納した加熱炉を徐々に加熱し、２５０℃に到達後、３０分〜１時間保持し、室温まで徐冷する。このようにして得られた成型品をスライサーで０．４ｍｍの厚さにスライスして生体等価型熱蛍光体シートを得た。このようにして得た熱蛍光体シートは十分に使用に耐えるものであった。
【００４３】
上記実施例２においても実施例１と同様の性能を有する生体等価型熱蛍光体二次元素子を得ることができる。
すなわち、ＬｉＦを母体とする熱蛍光体と四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂を混合した後、この混合物をシート形状に予備成型し、この成型品を加熱処理する温度を２５０℃としている。このため、放射線に対する相対感度の低下を抑制できる。従って、局所被曝時の線量分布を精度良くかつ簡便に行える生体等価型熱蛍光体二次元素子を得ることができる。
【００４４】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施例では、耐熱性樹脂として四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂を用いているが、２６０℃以下の温度で加熱硬化する耐熱性樹脂であれば、他の耐熱性樹脂を用いることも可能であり、例えば、フッ化ビニリデン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、四フッ化エチレン樹脂、パーフルオロ−アルコキシ樹脂、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂などを用いることも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、放射線に対する相対感度の低下を抑制でき、局所被曝時の線量分布を精度良くかつ簡便に行える生体等価型熱蛍光体二次元素子及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係る実施例１による生体等価型熱蛍光体二次元素子の製造方法を説明する断面図である。
【図２】図１（Ａ）に示す金型を上から視た平面図である。
【図３】本発明に係る実施例１による生体等価型熱蛍光体二次元素子に局所的に放射線を照射し、局所被曝下での線量分布を示す写真及びグラフである。
【図４】従来の生体等価型熱蛍光体二次元素子に局所的に放射線を照射し、局所被曝下での線量分布を示す写真及びグラフである。
【符号の説明】
１…溝（窪み）
２…金型
３…混合物（ＬｉＦを母体とする熱蛍光体と四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂の混合物）
３ａ…予備成型品
４…蓋部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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