(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線照射によって発生する蛍光強度から放射線被ばく線量を読み取るための蛍光ガラス素子を、複数装填可能な装填部を有する線量読取用マガジンにおいて、
前記装填部の長手方向の延長線上に切欠部が設けられ、
前記切欠部は、前記蛍光ガラス素子を通過した紫外線をそのまま出射するように形成され、
前記マガジンの底面には、前記装填部に保持される前記蛍光ガラス素子の中央部分を横切るように、複数の前記蛍光ガラス素子にまたがる開口窓が設けられ、
前記開口窓から前記蛍光ガラス素子から発生する蛍光が出射されることを特徴とする線量読取用マガジン。
【請求項２】
前記装填部の長手方向の延長線上に紫外線の入射が可能な切欠部が設けられ、
前記切欠部は、紫外線よりも広い幅に形成されていることを特徴とする請求項１記載の線量読取用マガジン
【請求項３】
前記線量読取用マガジンの成形後に生じた反りが、これと逆方向に負荷を与えた状態で加熱修正処理されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の線量読取用マガジン。
【請求項４】
ＡＢＳ樹脂から構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の線量読取用マガジン。
【請求項５】
紫外線照射によって発生する蛍光強度から放射線被ばく線量を読み取るための蛍光ガラス素子を、複数装填可能な装填部を有する線量読取用マガジンの製造方法において、
前記線量読取用マガジンの成形後に生じた反りを、この反りと逆方向に負荷を与えた状態で加熱処理することにより修正することを特徴とする線量読取用マガジンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線励起により蛍光を発生する蛍光ガラス素子を多数収納可能なマガジンに係り、特に、蛍光ガラス素子を取り出すことなく、収納したままの状態で蛍光を読み取ることができる線量読取用マガジン及びその製造方法に関する。
【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】
上記のような原理によって放射線被ばく線量を読み取る線量読取装置においては、一般的に、図７及び図８に示すように、カプセル１に収容された蛍光ガラス素子２を多数収納したマガジン３が用いられている。そして、このマガジン３は、図示しないマガジン供給装置から、マガジン搬送装置４に載置されて所定位置まで搬送され、図示しない引出装置によって、各カプセル１から蛍光ガラス素子２が一つずつ抜き出され、外光から遮断された蛍光検出位置まで搬送され、そこで紫外線照射、蛍光量検出が行われていた。なお、このマガジン３の材質としては、例えば、成形性の面からＰＳ（ポリスチレン）が用いられていた。
【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線量読取用マガジンには、次のような問題点があった。すなわち、マガジンに収納された蛍光ガラス素子は、蛍光読み取りの際に、一つずつマガジンから取り出し、蛍光読取位置まで移動させる必要があるため、多数の蛍光ガラス素子の蛍光量を読み取るには多大な時間がかかっていた。
【０００７】
また、個々の蛍光ガラス素子をマガジンから抜き差ししたり、搬送したりする際に、周囲に引っ掛かるなどの搬送トラブルが発生していた。特に、後述するような小型の蛍光ガラス素子はガラス単体で金属フレーム等を持たないため、従来の読取装置に装填し、搬送トラブルが発生した場合、ガラスの破損、表面の汚れ、汚染物質からの蛍光による測定精度の低下等の問題が発生する恐れが極めて高い。
【０００８】
さらに、蛍光ガラス素子を個別に引き出す機構が必要となるため、製作コストが上がるとともに、装置全体が大型化するといった欠点もあった。特に、診断・治療線量評価、動物実験での線量評価、各種実験等に用いられる小型の蛍光ガラス線量計を用いる線量読取システムにおいては、蛍光ガラス素子が非常に小さいため、機械的な抜き差しが非常に困難であった。
【０００９】
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、蛍光ガラス素子を内部に収納した状態で、線量読取りができる線量読取用マガジン及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【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、紫外線照射によって発生する蛍光強度から放射線被ばく線量を読み取るための蛍光ガラス素子を、複数装填可能な装填部を有する線量読取用マガジンにおいて、前記装填部の長手方向の延長線上に切欠部が設けられ、前記切欠部は、前記蛍光ガラス素子を通過した紫外線をそのまま出射するように形成され、前記マガジンの底面には、前記装填部に保持される前記蛍光ガラス素子の中央部分を横切るように、複数の前記蛍光ガラス素子にまたがる開口窓が設けられ、前記開口窓から前記蛍光ガラス素子から発生する蛍光が出射され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、端面での光の反射の影響を無くすことで、蛍光ガラス素子の装填位置の違いによるばらつきがなく、正確な線量読取を行うことができる。また、蛍光ガラス素子から発せられる蛍光が制限されることなく広範囲に蛍光検出部に入射して、高い感度が得られる。また、出射側に切欠部を設けることにより、光路は遮断されず、紫外線が反射、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を解消することができる。また、装填部に蛍光ガラス素子を装填した状態で紫外線を照射することにより、励起された蛍光ガラス素子から発生した蛍光は、開口窓から蛍光検出手段に出射するので、蛍光ガラス素子をマガジンから取り出すことなく放射線被ばく線量を読み取ることができる。従って、読取作業に時間がかからず、搬送トラブルも防止できる。請求項２の発明は、前記装填部の長手方向の延長線上に紫外線の入射が可能な切欠部が設けられ、前記切欠部は、紫外線よりも広い幅に形成されていることを特徴とする。以上のような請求項２の発明によれば、入射側に切欠部を設けることにより、マガジンで入射する紫外線を規制するスリット機能を実現する必要がなくなるので、加工精度及び測定精度のばらつきが生ずる原因を解消することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の線量読取用マガジンにおいて、前記線量読取用マガジンの成形後に生じた反りが、これと逆方向に負荷を与えた状態で加熱修正処理されていることを特徴とするものである。また、請求項５の発明は、請求項３に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、紫外線照射によって発生する蛍光強度から放射線被ばく線量を読み取るための蛍光ガラス素子を、複数装填可能な装填部を有する線量読取用マガジンの製造方法において、前記線量読取用マガジンの成形後に生じた反りを、この反りと逆方向に負荷を与えた状態で加熱処理することにより修正することを特徴とするものである。以上のような請求項３及び請求項５の発明によれば、成形によるマガジンの反りが修正され、全ての蛍光ガラス素子の装填高さが揃うので、紫外線の入射位置が一定となり、線量読取精度が向上する。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の線量読取用マガジンにおいて、ＡＢＳ樹脂から構成されていることを特徴とするものである。以上のような請求項４記載の発明によれば、マガジンが紫外線の照射を受けて蛍光を発生することが防止され、測定対象となる蛍光ガラス素子からの蛍光が干渉を受けることがないので、読み取り精度が大幅に向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る線量読取用マガジンの実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
（１）線量読取用マガジンの構成
本実施形態の線量読取用マガジン１０は、図１（Ａ）に示すように、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂製の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】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
さらに、マガジン１０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、マガジン１０の長手方向に一体に連続して形成されている。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。
【００１８】
（２）線量読取用マガジンの材質
本発明者等は、上記のような構成を有する線量読取用マガジンの材質について種々検討を重ねた結果、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂が最適であることが分かった。
すなわち、従来、個別のガラス素子を保持するホールコード等を設けたステンレス製の金属フレームを使用しているが、このステンレス等の金属は励起紫外線を照射した時に蛍光を発生しないという利点はあるものの、本発明に係る線量読取用マガジンのように多数の蛍光ガラス素子を載置するマガジンでは、紫外線レーザビームの拡散・散乱光が隣接する蛍光ガラス素子に入射するのを防止するために、表面反射をなくす処理が必要となり、また、成形性及びコストの面で問題があった。
【００１９】
そこで、表１に示した種々の樹脂を用いて線量読取用マガジンを作製し、同一のガラス素子を装填して、励起紫外線を照射した時の蛍光発生量を調べたところ、表１に示したような結果が得られた。
【表１】
0004246934.tif 000002
表から明らかなように、ＡＢＳ樹脂は、ステンレスと同様にほとんど蛍光を発生しないことが分かった。また、励起光の反射・散乱による隣接素子からの蛍光の発生を防止するために、黒色とすることが望ましい。
【００２０】
（３）線量読取用マガジンの適用例
本出願人は、上記のような構成を有する線量読取用マガジンを用いた線量読取装置を別途出願しているが、本明細書においては、この線量読取装置に本実施形態の線量読取用マガジンを使用した場合の概要を説明する。
すなわち、本実施形態の線量読取用マガジンは、図２に示すように、線量読取装置に設けられた開閉カバー２３ａを開け、測定対象となる複数の蛍光ガラス素子を収納したマガジン１０を移動テーブル３１上のホルダ３１ａにセットし、開閉カバー２３ａを閉じた後、図３に示したように、蛍光ガラス素子の長手方向から紫外線が照射されるように構成されている。なお、この部分は暗箱となっている。また、蛍光ガラス素子から発生した蛍光は、集光用の半球レンズ５２を介して蛍光検出素子である光電子増倍管５１によって検出されるように構成されている。
【００２１】
（４）マガジンの製造方法
次に、マガジン１０の製造方法について説明する。すなわち、上記のような形状のマガジンを、ＡＢＳ等の樹脂によって成形すると、図４に示すように、表面積が大きい上側に引っ張られた凹状（ｄｉｓｈｅｄ）となる。例えば、この凹状の底部（図中、Ｐ点近傍）と端部（図中、Ｑ点近傍）とでは、蛍光ガラス素子Ｘの載置面に０．１〜０．５ｍｍ程度の高低差が生じる。このような反りは、各装填部１１に装填された蛍光ガラス素子Ｘに対する紫外線レーザビームの入射位置に相違が出てくる原因となり、レンズ効果の影響を受け、線量読取精度が大きく変動するので修正する必要がある。例えば、蛍光ガラス素子Ｘが直径１．５ｍｍの円柱形状の場合には、紫外線レーザビームの入射位置に２０μｍの高低差があると、読取値が１％変化する。
【００２２】
そこで、本実施形態においては、このようなマガジンの反りを修正するために、図５に示すような加熱修正用の金型Ｙ，Ｚを用いる。すなわち、修正加工の対象となるマガジンの上側に配置する金型Ｙは、マガジンとの接触面側が所定の曲率半径に加工された凹型曲面を有し、マガジンの下側に配置する金型Ｚは、マガジンとの接触面側が所定の曲率半径に加工された凸型曲面を有している。なお、この曲率半径としては、例えば、Ｒ２０，０００とすることが考えられる。
【００２３】
このような金型Ｙ，Ｚによるマガジンの反りの修正手順は、以下の通りである。すなわち、成形後のマガジン１０を、図６に示すように、金型Ｙ，Ｚの間に挟む。そして、挟まれた状態のマガジン１０を乾燥機の中に入れ、所定の温度で所定の時間、加熱修正処理する。加熱温度としては、例えば、材料の荷重撓み温度より３℃低い７７℃程度とすることが望ましい。また、修正処理時間は、マガジン１０の反りが５μｍ／分の割合で戻るので、これを基準として、反りの程度に応じて設定することが望ましい。なお、かかる修正処理を行った直後は、マガジン１０は、挟まれていた状態の凸状（ｄｏｍｅｄ）となるが、約２４時間で平坦な形状に落ち着く。
【００２４】
（５）効果
以上のような本実施形態による線量読取用マガジンによれば、蛍光ガラス素子Ｘをマガジン１０から引き出すことなく、線量読み取りが可能となるので、検出位置までの蛍光ガラス素子Ｘの搬送作業に時間がかからず、搬送トラブルや、これによる蛍光ガラスの破損、汚れ、汚染物質からの蛍光による測定精度の低下も生じにくい。
【００２５】
また、本実施形態の線量読取用マガジンを用いた場合には、蛍光ガラス素子を収納したままの状態でマガジン１０を順次移動させることにより、複数の蛍光ガラス素子Ｘの蛍光読取り作業を連続的に行なうことができるので、読取時間を大幅に短縮できる。さらに、蛍光ガラス素子Ｘを抜き出す機構が不要となるので、製作コストが節約でき、線量読取装置の小型化が可能となる。特に、本実施形態の線量読取用マガジンは、棒状の蛍光ガラス素子Ｘをその軸が平行となるように保持する構造であるため、マガジン１０及び線量読取装置の暗箱部分をコンパクトにすることができる。
【００２６】
また、本実施形態のマガジン１０における開口窓１３は、マガジン１０の長手方向に一体に連続して形成されているので、蛍光ガラス素子Ｘの装填位置の違いによるばらつきがなく、正確な線量読取を行なうことができる。また、長軸方向に紫外線レーザビームが入射された蛍光ガラス素子Ｘからは、全周方向に蛍光が放射されるが、開口窓１３は、マガジン１０の長手方向に一体に連続して形成されているので、各装填部１１毎に区画した開口窓１３を設けた場合に比べて、蛍光ガラス素子Ｘから発せられる蛍光が制限されることなく広範囲に蛍光検出部に入射して、高い感度が得られる。
【００２７】
さらに、開口窓１３は、マガジン１０の長手方向に一体に連続して形成されているので、装填部１１毎に個別に開口窓１３を設ける場合に比べて、蛍光ガラス素子Ｘを掴みやすく、着脱が容易である。装填部１１毎に個別に区切って開口窓を設け、蛍光ガラス素子Ｘの軸方向に沿ってテーパ部を形成すると、蛍光ガラス素子Ｘの間隔が広くなり、多数の蛍光ガラス素子Ｘを装填できなくなるが、本実施の形態は開口窓１３を連続して形成しているので、各蛍光ガラス素子Ｘの間隔を広げることなく、多数の蛍光ガラス素子Ｘを装填できる。
【００２８】
また、本実施形態においては、マガジン１０を成形後に、金型Ｙ，Ｚを用いて加熱することによって反りを修正するので、成形直後に定盤の上にマガジンを積み重ねるような方法を採る場合に比べて、確実に反りがなくなり、線量読取精度を確保できる。例えば、熱処理後は蛍光ガラス素子載置面の高低差が最大１０μｍ程度となるので、読取値変動幅が１％以内に収まる。さらに、金型Ｙ，Ｚを用いて加熱することによって反りを修正するので、移動テーブル３１にマガジン１０の両端を押圧固定する機構を付加する場合に比べて、マガジン１０の着脱に手間がかからず、載置台に高い強度を要しない。
【００２９】
さらに、本実施形態のマガジン１０の材質は、ＡＢＳ樹脂であり、これは、他のＰＳ（ポリスチレン）等の樹脂と比較して、励起紫外線を照射してもほとんど蛍光発生が認められない。従って、測定対象の蛍光ガラス素子Ｘからの蛍光が干渉されることがなく、正確な読取が可能となる。特に、本実施形態のマガジン１０は黒色とされているため、励起紫外線レーザビームの反射・散乱による隣接素子からの蛍光発生が防止される。
【００３０】
（６）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されるものではなく、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収納でき、収納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。マガジンの成形方法としては、注型、圧縮、射出、異型押出し、ブロー、真空など、樹脂に応じたあらゆる成形方法が適用可能である。また、マガジンの反りの修正方法も、反りと逆の負荷を加えて加熱修正するものであれば、上述の金型によるものには限定されない。反りの修正の程度も、所望の線量読取精度に応じて、蛍光ガラス素子の装填高さが基準値に揃うものであればよい。
【００３１】
また、マガジンの材質は、蛍光発生量が少ない、若しくは無いものであれば、他の樹脂若しくは樹脂以外の材質であってもよい。さらに、本発明が適用される読取装置は、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。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蛍光ガラス素子を収納した状態で、線量読取可能な線量読取用マガジン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】本発明に係る線量読取用マガジンの構成を示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は要部拡大斜視図。
【図２】本発明に係る線量読取用マガジンを、線量読取装置の蛍光読取部位に装着する状態を示す斜視図。
【図３】本発明に係る線量読取用マガジンを用いた線量読取装置の一例を示す側面図。
【図４】線量読取用マガジンの両端部が上方に反った状態を示す斜視図。
【図５】線量読取用マガジンの修正用金型を示す斜視図。
【図６】線量読取用マガジンの修正処理状態を示す斜視図。
【図７】従来の線量読取装置におけるマガジンの一例を示す斜視図。
【図８】従来の線量読取装置におけるマガジン搬送装置の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
１…カプセル
２，Ｘ…蛍光ガラス素子
３，１０…マガジン
４…マガジン搬送装置
１１…装填部
１２…切欠部
１３…開口窓
Ｙ，Ｚ…金型
【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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