(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線被ばく線量に応じて紫外線照射により蛍光を発生する蛍光ガラス素子が装填可能に設けられた線量読取用マガジンにおいて、
前記蛍光ガラス素子における紫外線入射側端部からの蛍光のみが出射可能な開口が設けられていることを特徴とする線量読取用マガジン。
【請求項２】
蛍光出射用の開口を有する線量読取用マガジンに装填した蛍光ガラス素子に励起光源となる紫外線を照射し、前記蛍光ガラス素子から前記開口を介して出射する蛍光強度に基づいて、放射線被ばく線量を読み取る線量読取方法において、
前記線量読取用マガジンに設けられた開口の大きさに基づいて、そのマガジンの種別を判定し、
その判定結果に基づいて、蛍光検出感度を校正すると共に、読取値の補正を行なうことを特徴とする線量読取方法。
【請求項３】
蛍光出射用の開口を有する線量読取用マガジンに装填した蛍光ガラス素子に、励起光源となる紫外線を照射する照射手段と、前記蛍光ガラス素子から前記開口を介して出射する蛍光強度に基づいて、放射線被ばく線量を読み取る蛍光検出手段を有する線量読取装置において、
前記線量読取用マガジンに設けられた開口の大きさに基づいて、そのマガジンの種別を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて、前記蛍光検出手段の感度の校正及び読取値の補正を行なう線量読取処理手段と、
を有することを特徴とする線量読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光ガラス素子への紫外線励起により発生した蛍光強度から、その蛍光ガラス素子の放射線被ばく線量を読み取る線量読取りの技術に係り、特に、高線量の読み取りを可能とする線量読取用マガジン、線量読取方法及び線量読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉、加速器、Ｘ線発生器、ラジオアイソトープ等の施設の設置、運営に当たっては、生体を放射線から防護するために、放射線管理に万全を期す必要がある。特に、上記のような施設における各種作業の従事者や、施設の利用者は、その放射線被ばく線量が所定の許容範囲内に収まるように管理しなければならない。このような放射線の管理に用いられるのが線量計である。この線量計は、施設内の所定の箇所に設置したり、従事者や利用者が携行して、定期的にそれぞれの被ばく線量を読み取ることによって、従事者や利用者の被ばく線量を管理することができるものである。
【０００３】
かかる線量計として、広く用いられているものの一つが、蛍光ガラス線量計である。一般に、蛍光ガラス線量計としては、銀イオンを含有したリン酸塩ガラスからなるガラス素子が用いられている。このガラス素子は、放射線が照射され活性化された後、波長３００〜４００ｎｍの紫外線で励起すると蛍光を発するという現象（ラジオフォトルミネッセンス：ＲＰＬ）を生じる。そして、このときの蛍光強度はそのガラス素子が受けた放射線被ばく線量に比例することから、この蛍光強度を検出することにより放射線被ばく線量を測定することができる。特に、かかる蛍光ガラス線量計は、発生したＲＰＬ中心が読取操作によっても消滅せずに、繰り返し読取りができるという特徴がある。
【０００４】
このような蛍光ガラス線量計の測定に当たっては、紫外線励起光源から投射された光を光学フィルタに通すことにより、所定波長の紫外線を選択的に取り出した後、蛍光ガラス素子の一面に入射させる。このとき、蛍光ガラス線量計から発する蛍光を光学フィルタに通すことにより、所定波長範囲の光を選択的に通過させた後、光電子増倍管により光電変換して蛍光強度にほぼ比例するレベルの電気信号を得、この電気信号のレベルから蛍光強度、ひいては放射線被ばく線量を測定する。
【０００５】
ところで、近年、放射線治療や診断における線量評価、動物実験での線量測定、微細な線量分布測定や各種実験等に小型の蛍光ガラス線量計が用いられている。このような小型の蛍光ガラス線量計の測定においては、２Ｇｙ以上の高線量の被ばくでは、蛍光ガラス素子における蛍光中心に着色が発生し、紫外線の吸収作用を生じるので、蛍光発生に必要な励起紫外線が、蛍光ガラス素子の内部で減衰して行く。このため、２Ｇｙ以上の蛍光読取量については、直線性補正式によって補正を行なっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の蛍光ガラス線量計の線量読取方法では、被ばく量が１０Ｇｙ以上になると、励起紫外線の減衰が顕著になり、さらに被ばく量が１００Ｇｙ以上になると、逆に蛍光量が低下してしまう。このため、直線性補正式による補正ができなくなり、正確な放射線被ばく線量の測定は困難となっていた。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、高線量の被ばく量であっても直線性の補正を行なうことができ、放射線被ばく線量を正確に読み取ることができる線量読取用マガジン、線量読取方法並びに線量読取装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、放射線被ばく線量に応じて紫外線照射により蛍光を発生する蛍光ガラス素子が、装填可能に設けられた線量読取用マガジンにおいて、前記蛍光ガラス素子における紫外線入射側端部からの蛍光のみが出射可能な開口が設けられていることを特徴とする。
以上のような請求項１の発明によれば、蛍光ガラス素子において、励起紫外線の減衰が比較的少ない紫外線入射側端部からの蛍光のみを読み取ることができるため、１００Ｇｙ以上の被ばく量であっても、蛍光量が逆転して低下することがない。つまり、蛍光量は極大値が発生せずに単純増加するため、直線性補正式による補正を行なうことが可能となり、１００Ｇｙ以上の高線量でも測定可能となる。
【０００９】
請求項２の発明は、蛍光出射用の開口を有する線量読取用マガジンに装填した蛍光ガラス素子に励起光源となる紫外線を照射して、前記蛍光ガラス素子から前記開口を介して出射する蛍光強度に基づいて、放射線被ばく線量を読み取る線量読取方法において、前記線量読取用マガジンに設けられた開口の大きさに基づいて、そのマガジンの種別を判定し、その判定結果に基づいて、蛍光検出感度を校正すると共に、読取値の補正を行なうことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３の発明は、蛍光出射用の開口を有する線量読取用マガジンに装填した蛍光ガラス素子に、励起光源となる紫外線を照射する照射手段と、前記蛍光ガラス素子から前記開口を介して出射する蛍光強度に基づいて、放射線被ばく線量を読み取る蛍光検出手段を有する線量読取装置において、前記線量読取用マガジンに設けられた開口の大きさに基づいて、そのマガジンの種別を判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記蛍光検出手段の感度の校正及び読取値の補正を行なう線量読取処理手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
以上のような請求項２あるいは請求項３の発明によれば、蛍光が出射する開口の大きさに応じて、蛍光検出手段の感度の校正及び読取値の補正を行なうことができる。例えば、通常線量読取用マガジンと高線量読取用マガジンの開口の大きさを異なるものにすれば、線量に応じて自動的に正しい感度校正及び読取値の補正を行なうことができるので、正確な放射線被ばく線量を測定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。すなわち、以下に示す実施形態は、多数の蛍光ガラス素子Ｘを装填可能な線量読取用マガジンと、この線量読取用マガジンに蛍光ガラス素子Ｘを装填した状態で、放射線被ばく線量の読取りを行なう線量読取装置及び読取方法に関するものである。
【００１３】
（１）線量読取用マガジン
（１−１）構成
まず、本発明に係る線量読取用マガジンの構成について説明する。この線量読取用マガジンは、高線量の放射線を被ばくした蛍光ガラス素子の測定に用いられるものである。
すなわち、本実施形態の高線量読取用マガジン１０ｂは、図１（Ａ）に示すように、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂からなる黒色の薄型直方体形状を有し、その短辺に平行に、蛍光ガラス素子Ｘを装填するための装填部１１が２０列形成されている。この装填部１１には、図１（Ｂ）に示すように、蛍光ガラス素子Ｘの両端を保持する凹状の溝１１ａが形成されている。また、各装填部１１の長手方向の延長線上には、紫外線レーザビームの入射及び出射が可能となるように、それぞれ光路となる切欠部１２ａ，１２ｂが形成されている。また、上記装填部１１には、１番から２０番までの識別用の番号が付されている。
【００１４】
さらに、高線量読取用マガジン１０ｂの底面には、図１（Ｂ）に示すように、各装填部１１の蛍光ガラス素子Ｘの紫外線入射側端部近傍に、開口孔１４が形成されている。なお、本実施形態では、開口孔１４の断面形状は、蛍光出射方向に拡開するテーパ状とされている。なお、開口孔１４としては、例えば、直径約０．６ｍｍの孔とすることが考えられる。
【００１５】
なお、上記入射側の切欠部１２ａは、入射する紫外線レーザビームよりも広い幅に設定されている。例えば、紫外線レーザビームがスリット孔等により制限されている場合には、そのスリット幅より広い幅に設定されている。マガジンで入射レーザ光を規制するスリット機能を実現しようとすると、加工精度の問題で各切欠部のスリット部分を均一にすることができないため、測定精度にばらつきが生ずる原因となるからである。
【００１６】
また、特許第３０５７１６８号公報に記載されているように、紫外線レーザの出力変動を補正する目的で、スリット孔等を通過した紫外線レーザビームを分岐してリファレンスユニットに入射させ、紫外線強度をモニタすることが行われるが、マガジンにスリット機能を持たせると、蛍光ガラス素子Ｘに入射するレーザスポットとリファレンスユニットに入射するレーザスポットとを同一にすることが困難だからである。
【００１７】
一方、上記出射側の切欠部１２ｂは、ガラス素子を通過したレーザ光をそのまま出射させるために設けられている。この部分に切欠きを設けずに光路を遮断すると、減衰していないレーザ光が反射・散乱して隣接するガラス素子に入射し、隣接素子からの蛍光が干渉するという問題が生ずるからである。
【００１８】
これに対して、通常の放射線量の被ばくに対して用いられる線量読取用マガジン（以下、通常読取用マガジンという）は、本出願人が別途特許出願しているように、基本的な構成は上記の高線量用のマガジンと同様であるが、以下の点が相違している。すなわち、図２（Ａ）（Ｂ）に示したように、通常読取用マガジン１０ａの底面には、前記装填部１１に保持される蛍光ガラス素子Ｘの中央部分を横切るように、複数の蛍光ガラス素子Ｘにまたがる開口窓１３が設けられている。この開口窓１３は、蛍光検出孔として機能するため、端面での光の反射の影響を無くすとともに、蛍光ガラス素子Ｘを掴みやすくするため、通常読取用マガジン１０ａの長手方向に一体に連続して形成されている。なお、本実施形態においては、この開口窓１３は、約６ｍｍ幅のスリットとされている。
【００１９】
なお、この開口窓１３は、各装填部１１毎に別個に形成することもできるが、この場合には、測定精度のばらつきを防止するため、それぞれの開口窓１３が一定の面積となるように形成することが望ましい。なお、上記のようなマガジン１０に収納する蛍光ガラス素子Ｘとしては、例えば、直径１．５ｍｍ程度の小型のものを使用することができる。
【００２０】
（１−２）作用・効果
本実施形態の高線量読取用マガジン１０ｂによれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
すなわち、高線量の放射線が照射された蛍光ガラス素子Ｘは、線量の増加と共に紫外線レーザビームの透過率が低下していくため、励起紫外線はガラスの内部に行くほどだんだん弱くなり、発生する蛍光強度が低下する。従って、例えば、高線量の放射線が照射された蛍光ガラス素子Ｘを、通常読取用のマガジン１０ａを用いてその蛍光を読み取った場合には、図３に示すように、１００Ｇｙ以上の被ばく量において読取値が減少して行く。このため、同じ読取値でも、放射線照射量は１００Ｇｙ以上か否かの区別がつかず、また、１００Ｇｙ付近では、線量が変化しても読取値が変化しないため、正確な被ばく線量を測定することができない。
【００２１】
しかしながら、本実施形態の高線量読取用マガジン１０ｂにおいては、紫外線レーザビームの入射側端部からの蛍光のみを読み取るようにしたので、図４に示すように、１００Ｇｙ以上の被ばく量でも検出される蛍光量が減少せず、単純増加する。従って、直線性補正式による補正を行うことができる。
【００２２】
（２）線量読取装置
（２−１）線量読取装置の構成
次に、本発明に係る線量読取装置の構成を説明する。なお、以下に述べる紫外線レーザビーム及び蛍光の経路には、特定の波長を選択的に通過させる光学フィルタが適宜配設されているが、その説明は省略する。
【００２３】
すなわち、図５に示すように、本実施形態の線量読取装置は、移動テーブル２０、紫外線照射部(図示せず)、集光部３０、光電子増倍管４０、反射型光電センサー５０を有している。移動テーブル２０は、通常読取用マガジン１０ａあるいは高線量読取用マガジン１０ｂの２種類のマガジンのいずれかを載置するテーブルであり、図示しないマガジン搬送装置によって、蛍光読取位置に設置することができるように設けられている。また、この移動テーブル２０には、通常読取用マガジン１０ａの開口窓１３、あるいは高線量読取用マガジン１０ｂの開口孔１４に対応する位置に、蛍光ガラス素子Ｘからの蛍光が通過する蛍光通過窓２０ａが形成されている。
【００２４】
また、図示はしないが、移動テーブル２０には、光電子増倍管４０の検出感度校正用のキャリブレーションガラスが設けられている。このキャリブレーションガラスからの蛍光出射窓は、通常読取用マガジン１０ａの開口窓１３と同様に設定されている。例えば、上記のように開口窓１３が６ｍｍ幅のスリットである場合には、これと同じ幅とされている。
【００２５】
また、集光部３０は、蛍光読取位置における移動テーブル２０の下部に設けられ、蛍光ガラス素子Ｘからの蛍光を集光する手段である。この集光部３０としては、例えば、半球レンズを用いることができる。光電子増倍管４０は、集光部３０によって集光された蛍光を、電気信号に変換して検出する手段である。
【００２６】
また、反射型光電センサー５０は、移動テーブル２０の下部のベースに固定されており、図６に示すように、蛍光読取位置にセットされた両マガジン１０ａ，１０ｂの底面に対する出力光の反射量に基づいて、そのマガジンが通常読取用のマガジン１０ａか、あるいは高線量読取用のマガジン１０ｂかを検出する手段である。すなわち、通常読取用のマガジン１０ａは開口面積の大きい開口窓１３を有しているので、図６（Ａ）に示すように、反射型光電センサー５０からの光の反射量が少ない。一方、高線量読取用のマガジン１０ｂは開口孔１４のみを有しているので、図６（Ｂ）に示すように、反射型光電センサー５０からの光の反射量が多い。この現象に基づいて、測定対象となる蛍光ガラス素子Ｘが、通常読取用マガジン１０ａに収納されているのか、高線量読取用マガジン１０ｂに収納されているのかを検出する。
【００２７】
また、本実施形態の線量読取装置には、後述するような線量読取処理部が設けられている。そして、この線量読取処理部により、キャリブレーションガラスにより検出された蛍光量に基づいて、通常読取モードの場合と高線量読取モードの場合に分けて、光電子増倍管４０の感度があらかじめ校正されるように構成されている。また、被ばく線量の算出に当たっては、あらかじめ通常読取モードの場合（放射線照射量が２Ｇｙ以上）と高線量読取モード（放射線照射量が２０Ｇｙ以上）の場合に分けて別々に設定された直線性補正式によって、蛍光読取値が補正されるように構成されている。さらに、算出された被ばく線量は、通常読取モードの場合と高線量読取モードの場合で、それぞれ単位を“μＧｙ”あるいは“ｍＧｙ”に変えて表示されるように構成されている。
【００２８】
（２−２）線量読取処理部の構成
上記のような構成を有する本実施形態の線量読取装置には、以下のような構成を有する線量読取処理部が設けられている。
すなわち、上記線量読取処理部は、図７に示すように、測定位置に設置されたマガジンが、通常読取用マガジンか高線量読取用マガジンのいずれであるかを判定するマガジン種別判定部１０１（例えば、上記反射型光電センサー５０）と、マガジン種別判定部１０１による判定結果に基づいて、測定モードを選択する測定モード選択部１０２と、測定モード選択部１０２によって選択された測定モードに基づいて、光電子増倍管４０の検出感度を校正する内部キャリブレーション設定部１０３と、上記測定モードに基づいて、適用する補正式を決定する補正式決定部１０４と、所定の蛍光検出素子によって測定対象となる蛍光ガラス素子の蛍光を測定する蛍光検出部１０５と、この蛍光検出部１０５によって検出された蛍光量を上記補正式に基づいて補正する補正処理部１０６と、表示単位を決定する表示単位決定部１０７と、検出結果を表示する表示部１０８とを備えている。
なお、上記のような線量読取処理部は、コンピュータプログラムによって実現されている。
【００２９】
（２−３）作用
以上のような本実施形態の線量読取装置による線量読取り処理の手順を、図８のフローチャートに従って説明する。まず、ステップ８０１において、上記反射型光電センサー５０により、測定対象となる蛍光ガラス素子を内部に収納したマガジンが、通常読取用マガジンか高線量読取用マガジンのいずれであるかが判断される。そして、通常読取用マガジンと判断された場合には、内部キャリブレーションが“標準”に設定され（ステップ８０２）、さらに、検出値の直線性補正式が“通常読取モード”に設定され(ステップ８０３)、被ばく線量の表示モードが“通常読取モード”に設定される（ステップ８０４）。
【００３０】
一方、ステップ８０１において、測定対象となる蛍光ガラス素子を内部に収納したマガジンが、高線量読取用マガジンと判断された場合には、内部キャリブレーションが“高線量”に設定され（ステップ８０５）、さらに、検出値の直線性補正式が“高線量モード”に設定され(ステップ８０６)、被ばく線量の表示モードが“高線量モード”に設定される（ステップ８０７）。
【００３１】
そして、ステップ８０８で、そのマガジンに収納された複数個の蛍光ガラス素子のうちの１つが測定位置にセットされ、その蛍光ガラス素子Ｘから発生した蛍光が、図５、図９及び図１０に示すように、上記マガジンの開口窓１３あるいは開口孔１４、移動テーブル２０の蛍光通過窓２０ａを通過して、集光部３０によって集光され、光電子増倍管４０によって検出される（ステップ８０９）。この検出値は、ステップ８０３あるいはステップ８０６で設定された直線性補正式によって補正される（ステップ８１０）。そして、算出された読取結果は、ステップ８０４あるいはステップ８０７で設定された読取モードの単位で表示部に表示される(ステップ８１１)。
【００３２】
そして、そのマガジンに収納されたすべての蛍光ガラス素子について測定処理が終了したか否かが判断され（ステップ８１２）、終了していない場合にはステップ８０８に戻り、次の蛍光ガラス素子についてステップ８０９〜ステップ８１２の処理が繰り返される。一方、そのマガジンに収納されたすべての蛍光ガラス素子について測定処理が終了した場合には、そのマガジンについての線量読取処理を終了する。
【００３３】
（２−４）効果
以上のような本実施形態の線量読取装置によれば、通常読取用マガジン１０ａと高線量読取用マガジン１０ｂを判別して、検出感度の校正、直線性補正式による補正等のためのモード切り替えが自動的に行なわれるので、手動で設定する手間が省け、設定の間違いによる読み取りミスを防止して、正確な被ばく線量を算出することができる。
【００３４】
（３）他の実施の形態
本発明は、上記のような実施の形態に限定するものではなく、各部材の大きさ、形状、数量、材質、種類等は適宜変更可能である。例えば、マガジンは、複数の蛍光ガラス素子を装填でき、装填状態で紫外線照射と蛍光検出が可能なものであればよく、その構造や蛍光ガラス素子の収納数は自由である。
【００３５】
また、通常読取用マガジンと高線量読取用マガジンに、それぞれ上記のような開口以外の構造上の相違又は識別のための相違を設けて検知させることも可能である。また、マガジンの種類は上記のような２種類に限定されるものではなく、３種以上であってもよい。また、マガジンの材質は、蛍光発生量が少ないか、若しくは無いものが好ましい。
【００３６】
また、使用する蛍光ガラス素子の形状や大きさも自由である。例えば、高線量読取の際には、紫外線レーザビームの入射側端部のみを使用するので、図１１に示すような、さらに小型の蛍光ガラス素子Ｘでも測定が可能となる。さらに、本発明が適用される蛍光読取装置は、蛍光ガラス励起用の紫外線照射、蛍光量の検出を行なうことができればよく、上記の実施の形態で例示したものには限定されない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高線量の被ばく量であっても直線性の補正を行なうことができ、放射線被ばく線量を正確に読み取ることが可能な線量読取用マガジン、線量読取方法並びに線量読取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高線量読取用マガジンの一つの実施の形態の構成を示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は一部拡大斜視図。
【図２】通常読取用マガジンの構成を示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は一部拡大斜視図。
【図３】通常読取用マガジンを用いて、高線量読み取りを行なった場合の検量線を示すグラフ。
【図４】高線量読取用マガジンを用いて、高線量読み取りを行なった場合の検量線を示すグラフ。
【図５】本発明に係る線量読取装置の一つの実施の形態の構成を示す縦断面図。
【図６】図５の線量読取装置におけるマガジンの種類の検出原理を示す図であって、（Ａ）は通常読取用マガジン、（Ｂ）は高線量読取用マガジン。
【図７】本発明に係る線量読取装置の線量読取処理部の構成を示す機能ブロック図。
【図８】線量読取処理部における読取手順を示すフローチャート。
【図９】図２に示した通常読取用マガジンにおける蛍光ガラス素子からの蛍光出射を示す縦断面図。
【図１０】図１に示した高線量読取用マガジンにおける蛍光ガラス素子からの蛍光出射を示す縦断面図。
【図１１】本発明の他の実施の形態である蛍光ガラス素子を示す縦断面図。
【符号の説明】
１０ａ…通常読取用マガジン
１０ｂ…高線量読取用マガジン
１１…装填部
１２…切欠部
１３…開口窓
１４…開口孔
２０…移動テーブル
２０ａ…蛍光通過窓
３０…集光部
４０…光電子増倍管
５０…反射型光電センサー
１０１…マガジン種別判定部
１０２…測定モード選択部
１０３…内部キャリブレーション設定部
１０４…補正式決定部
１０５…蛍光検出部
１０６…補正処理部
１０７…表示単位決定部
１０８…表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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