(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線照射された蛍光ガラス素子から発生する蛍光強度に基づいて、その蛍光ガラス素子の放射線被ばく線量を検出する検出手段を有する線量読取装置において、
検出対象となる蛍光ガラス素子と前記検出手段との間に、当該蛍光ガラス素子から発生した蛍光を集光する半球レンズが設けられ、
前記半球レンズと、前記検出手段との間に、干渉フィルタが設けられ、当該蛍光ガラス素子から発生した蛍光は前記半球レンズを通過することにより略平行となって前記干渉フィルタに入射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、蛍光ガラス素子に対する紫外線励起により発生した蛍光強度に基づいて、放射線被ばく線量を検出する線量読取装置に係り、特に、小型の蛍光ガラス素子からの微弱な蛍光を効率良く集光して、検出感度を向上させた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】
【発明が解決しようとする課題】
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。しかしながら、このような小型の蛍光ガラス線量計に用いられる蛍光ガラス素子のサイズは非常に小さい。このため、紫外線励起できる体積も小さく、光電子増倍管への入射光も少ないため、従来と同様の蛍光読取装置を用いたのでは、十分な感度が得られないという問題があった。
【０００６】
この場合、蛍光ガラス素子よりも蛍光検出素子である光電子増倍管の受光面の方が大きいため、蛍光ガラス素子と光電子増倍管との距離を近接させることにより入射光量を確保するという手段を採ることが考えられる。しかしながら、蛍光ガラス素子Ｘと光電子増倍管５１との距離を短くすると、図３に示したように、光電子増倍管５１に入射する蛍光の角度が大きくなる。このため、蛍光ガラス素子Ｘと光電子増倍管５１との間に干渉フィルタ５４が挿入される場合には、干渉フィルタ５４に対して斜めに入射する蛍光量が増加し、干渉フィルタ５４の通過波長が短波長側にシフトしてしまい、本来の選択透過性が得られなくなるという問題が生ずる。
【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、小型の蛍光ガラス素子からの微弱光を集光することにより、高い検出感度を得ることができる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、本発明は、紫外線照射された蛍光ガラス素子から発生する蛍光強度に基づいて、その蛍光ガラス素子の放射線被ばく線量を検出する検出手段を有する線量読取装置において、以下のような技術的特徴を有する。
【０００９】
すなわち、請求項１の発明は、紫外線照射された蛍光ガラス素子から発生する蛍光強度に基づいて、その蛍光ガラス素子の放射線被ばく線量を検出する検出手段を有する線量読取装置において、検出対象となる蛍光ガラス素子と前記検出手段との間に、当該蛍光ガラス素子から発生した蛍光を集光する半球レンズが設けられ、前記半球レンズと、前記検出手段との間に、干渉フィルタが設けられ、当該蛍光ガラス素子から発生した蛍光は前記半球レンズを通過することにより略平行となって前記干渉フィルタに入射す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、小型の蛍光ガラス素子から発生する蛍光が微弱なものであっても、半球レンズによって集光されるので、検出手段への十分な入射光が確保され、高い検出感度を得られる。また、蛍光ガラス素子から発生した蛍光が、半球レンズによって集光されることによって、集光後の蛍光は略平行となり、従来のように干渉フィルタの通過波長が短波長側にシフトすることがなく、本来の透過波長特性を得ることができる。なお、「略」とは完全な平行を含む概念であり、本明細書において、「略」とは、すべてこの概念のことをいう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る線量読取装置の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明の特徴は、本出願人が別途特許出願した線量読取装置に適用される小型の蛍光ガラス素子からの微弱光を集光することにより高い検出感度を得ることができる蛍光読取用の光学系に関するものであるので、以下、この点について説明する。
【００１２】
（１）構成
本実施形態の線量読取装置には、図１に示すように、測定対象となる蛍光ガラス素子Ｘと、蛍光検出素子である光電子増倍管５１との間に、集光手段である半球レンズ５２が設けられている。上記光電子増倍管５１は、蛍光ガラス素子Ｘからの蛍光を検出用の電気信号に変換するものであり、また、半球レンズ５２は、蛍光ガラス素子Ｘからの蛍光を集光して、光電子増倍管５１に入射させるものである。
【００１３】
このような集光手段としては、半球レンズ５２の他にも、非球面レンズ、全球レンズを使用することも可能であるが、以下のような理由から半球レンズ５２が最適であると考えられる。すなわち、図２（Ｂ）に示すように、非球面レンズ５３の場合には、集光できる角度が約７０°（開口数：約０．５７）であるのに対し、図２（Ａ）に示すように、半球レンズ５２の場合には、集光できる角度が約９０°（開口数：約０．７１）であるため、より多くの蛍光を集めることができるからである。
【００１４】
また、全球レンズを用いた場合には、半球レンズよりもさらに開口数を大きくすることができるが、焦点距離も小さくなるため、全球レンズ表面から焦点までの距離が小さくなり過ぎて、蛍光ガラス素子Ｘと全球レンズとの間に、他の部材（例えば、紫外線カットフィルタ、マガジン、移動テーブル等）を配置することが困難になるからである。
【００１５】
なお、図１において、蛍光ガラス素子Ｘはマガジン１０に収納され、蛍光読取装置に設けられた移動テーブル３１の上に載置されて、蛍光読取位置にセットされるように構成されている。
【００１６】
（２）作用
以上のような構成を有する本実施形態の線量読取装置においては、マガジン１０内に収納されて測定位置に設置された蛍光ガラス素子Ｘは、入射した紫外線レーザビーム（図中、矢印）によって励起され、被ばく線量に比例した蛍光を発する。この蛍光は、図１に示すように、マガジン１０の開口窓１３、移動テーブル３１の蛍光通過窓３１ｄを通過して、半球レンズ５２によって集光され、光電子増倍管５１によって検出される。
【００１７】
（３）効果
本実施形態の線量読取装置によれば、小型の蛍光ガラス素子から発生した蛍光を半球レンズ５２により集光し、検出器である光電子増倍管５１に入射させるので、光電子増倍管５１への光量が従来の線量読取装置を用いた場合の２倍程度にまで増加する。従って、検出感度を著しく向上させることができる。特に、半球レンズ５２を用いることによって、非球面レンズ５３を用いた場合よりも多くの蛍光を集めることができる。
【００１８】
また、蛍光ガラス素子Ｘと光電子増倍管５１との間に干渉フィルタが挿入される場合でも、蛍光ガラス素子Ｘから発生した蛍光を半球ガラス５２により集光することにより、レンズ通過後の蛍光は略平行となるので、従来のように干渉フィルタの通過波長が短波長側にシフトすることがなく、本来の透過波長特性を得ることができる。
【００１９】
（４）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、集光手段として半球レンズではなく非球面レンズを用いると、集光量は減少するが、検出手段に入射する蛍光の平行度を確保することができる。また、検出手段についても、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。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型の蛍光ガラス素子からの微弱光を集光することにより、高い検出感度を得ることが可能な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】本発明に係る線量読取装置の蛍光検出部周辺を示す縦断面図。
【図２】半球レンズと非球面レンズの集光できる角度(開口数)の違いを示す原理図であって、（Ａ）は半球レンズ、（Ｂ）は非球面レンズ。
【図３】従来の線量読取装置において、蛍光ガラス素子と光電子増倍管との間に干渉フィルタを挿入した場合の光電子増倍管に入射する蛍光を示す図。
【符号の説明】
１０…マガジン
１３…開口窓
３１…移動テーブル
３１ｄ…蛍光通過窓
５１…光電子増倍管
５２…半球レンズ
５３…非球面レンズ
５４…干渉フィルタ
Ｘ…蛍光ガラス素子
【図１】
0004220146.tif 000002
【図２】
0004220146.tif 000003
【図３】
0004220146.tif 000004