2020年 12月 9-11日 @ Web 開催
日本放射線安全管理学会 第19回学術大会

クルックス管プロジェクトの着地点
大阪府立大学 放射線研究センター 秋吉 優史
クルックス管プロジェクト有志各位

秋吉 優史: akiyoshi@riast.osakafu-u.ac.jp
http://bigbird.riast.osakafu-u.ac.jp/~akiyoshi/Works/CrookesTubeProject.htm

先生、ご存じですか?
理科の授業で使っているクルックス管からは高い強度のX線が漏洩している場合があります!

現行の教科書にも記載されているクルックス管は、製品によっては 15cmの距離で、70μm線量当量率が 200mSv/h にも達する高い線量率の低エネルギーX線が放出されている場合があります。知らないで近付いたりすると非常に危険です。
・20keV程度とエネルギーが低いので普通のサーベイ
メーターは役に立ちません

でも、心配はいりません!
・ごく基本的な誘導コイルの設定と、距離を取って時間を短くするなどの簡単な運用法の改善で、劇的に線量を小さくすることが出来ます。

本当に大丈夫なのか心配・・
暫定ガイドラインで本当に問題無いのか、実証試験を行っています。
ガラスバッジを用いた簡単な測定を各学校で行うことが出来ます。詳し
くはホームページをご覧下さい ↓http://bigbird.riast.osakafu-u.ac.jp/~akiyoshi/Works/

クルックス管とは?
Wilhelm Konrad Rontgen
1895, 真空放電管の研究中にX線を発見
1901, 第一回ノーベル物理学賞を受賞

その後の放射線研究の先駆けとなった歴史的に極めて重要な装置

William Crookes

①

－ －

②

－

－
陰極

＋

③
－

① 管内の気体が電離されて出来た ＋のイオンが－極に引きつけられて電子を叩き出す（二次電子放出）－電子の加速
0.005 - 0.1 Pa程度の真空② 印加電圧に従ったエネルギーに加速される＋陽極

誘導コイルによる 20kV 程度の高電圧印加③

ガラス管壁に電子がぶつかり
制動放射X線を放出する。20ke
V程度の電子はガラス管を透過できず、特性X線もエネルギーが低いため遮蔽される。

本発表の背景2017年3月に改正告示が公示された新・中学校学習指導要領

H31 教科書検定
H33 全面実施

p65 (3) 電流とその利用 ア（ア）電流 ○エ 静電気と電流「異なる物質同士をこすり合わせると静電気が起こり，帯電した物体間では空間を隔てて力が働くこと及び静電気と電流には関係があることを見いだして理解すること。」↓ 「内容の取扱」
p71 アの（ア）の ○エ については，電流が電子の流れに関係していることを扱うこと。また，

真空放電と関連付けながら放射線の性質と利用にも触れること。

2017年6月に告示された中学校学習指導要領解説 理科編
雷も静電気の放電現象の一種であることを取り上げ，高電圧発生装置 (誘導コイルなど)の放電やクルックス管などの真空放電の観察から電子の存在を理解させ，電子の流れが電流に関係していることを理解させる。
その際，真空放電と関連させてＸ線にも触れるとともに，Ｘ線と同じように透過性などの性質をもつ放射線が存在し，医療や製造業などで利用されていることにも触れる。

放射線に関する記述は2008年3月に公布された
旧・中学校学習指導要領には記載がなかった。

クルックス管に関しては2008年版の学習指導要
領解説にも記載されていた。

クルックス管を用いた実験を行う際の安全評価が必要

今後の学習指導要領改訂スケジュール（現時点の進捗を元にしたイメージ）

平成28年８月２６日
中 央 教 育 審 議 会
教 育 課 程 部 会

資料3

２６年度

２７年度

２８年度

２９年度

３０年度

３１年度

３２年度

３３年度

３４年度

（2014）(2015）(2016）(2017）(2018）(2019）(2020）(2021）(2022）

東京オリンピックパラリンピック

中教審における検討

幼
稚
園

改訂

8

20

３２年度～全面実施

先行実施

周知・
徹底

採択・供給

使用開始

答申

11

・ ・

27

３０年度～全面実施

教科書検定

審議まとめ

論点整理

３３年度～全面実施

先行実施

周知・
徹底
教科書検定

採択・供給

使用開始

27

改訂

高
等
学
校

26

・ ・

中
学
校

中教審諮問

小
学
校

周知・
徹底

３４年度～
年次進行で
実施

先行実施

周知・
徹底
教科書検定

採択・供給

使用開始

現行の中学理科教科書に於けるクルックス管の取扱
出版社

啓林館

クルックス管自体の取扱い
クルックス管に関連させた放射線に関する記述
放射線に関する注意

大日本図書

学校図書

教育出版

○

東京書籍
教科書
○

○

○

○

2年

2年

3年

3年

×

○

指導書
○

○

×

未確認

指導書
・啓林館: 放射線に関する注意あり。2012年版では、放電管から1mも離れれば漏洩X線の影響はほとんどないとしているが、2016年版では「X線の影響に配慮し、演示は行わず、教科書の写真や図のみでの説明にとどめる」と保守的。
・東京書籍: 放射線に関する注意あり。誘導コイルの設定（電極間隔は4cm以下）、1m以上はなれた場所から観察をする、観察時間は10秒以下にするなど、具体的な運用方針が記載されている。
・大日本図書: 放射線に関する注意あり。生徒を1m以内に近づけない。
・学校図書: 放射線に関する記述なし（誘導コイルの説明は非常に詳細）
・教育出版: 未確認現在の学生に対する授業の実態調査
2019年11月に行った大阪府立大学の1回生向け授業でのアンケート。
工学だけでなく、看護や獣医などの学生がまんべんなく受講。回答数 90。
クルックス管を見たことがある見たことがある35人の中でQ2. クルックス管から X線が出ると言うことは知っていましたか?

Q1. あなたは今までにクルックス管の実演を見たことがありますか?

レントゲン
授業で
その他で
知らなかった

中学
高校
中学+高校
その他
なし

中学
高校
中学+高校
その他
なし

レントゲン
授業で
その他で
知らなかった

16
17
3
2
52

Q2. クルックス管から X線が出ると言うことは知っていましたか?

Q4. あなたは今までに霧箱を見たことがありますか?
中学
高校
その他
ない

レントゲン
授業で
その他で
知らなかった
無回答

レントゲン
授業で
その他で
知らなかった
無回答

5
27
19
37
2

中学
高校
その他
ない

1
3
7
79

2
18
9
6

クルックス管を安全に使用出来ないか?
クルックス管は現在既に理科教育現場で用いられているが、場合によっては 5cmの距離では、70μm線量当量率が 200mSv/h にも達する低エネルギーのX線が放出されうる。しかし、放射線が出ていることを知らずに使用している教員も居る。
熱陰極を用いた数100V程度で駆動される装置や、冷陰極を用いても5kV程度の低電圧で動作し、外部には一切X線の漏洩のないクル
ックス管が本体 22,000円、電源も18,000円と手軽な金額で発売されている。

Basic Plan
5kV程度の低電圧駆動クルックス管を用いることで、X線の放出は全く考慮せずに済み、学習指導要領の要求を満たす安全な実験体系を極めて簡単に構築可能。
ここで話は完結する

Advanced Plan
5kV で動作中のクルックス管

1) 経済的理由により古い装置を用いざるを得ない
2) 放出されるX線を活用した発展的な実習を実施
9V電池駆動の5kV CW高圧電源

中高の教育現場には、買い換える資金がない!

いずれの場合も最低限度のX線量に抑えて、安全に実験を行える実験体系を構築する必要がある。

本研究の目的今そこにあるリスクを低減するために
低電圧駆動
絶対安全の
装置の推奨

ふるさと納税制度等を用いた
買換え促進

経済的要因

徐々にリプレースしていく

暫定的措置

X線を活用したコンテンツ
を安全に実施するために低エネルギーX線
測定手法の確立
線量低減が難しい装置
は使用停止を勧告
自主的な規制ALARAに従い最低限度の被ばくに留める + 管理目標値

実態調査

線量低減
手段の確立

最終的には被ばくゼロを目指す自主的な管理
現場での線量確認手段の提供

誘導コイル設定などの運用条件、バイパス・分配抵抗の使用、クルックス管自体のリフレッシュ（アニーリング?）、遮蔽体の使用、
距離・時間の制限

ICRP 放射線防護の基準を決める三つの原則からの検討
正当化 Justification: リスクを上回る利益がなければならない→ クルックス管を用いた実演は極めて教育的効果が高く、将来的な放射線教育
コンテンツとしても非常に価値が高い。

防護の最適化 Optimization:
できるだけ被ばくを抑える（経済、社会的な要因の考慮）
ALARA(as low as reasonably achievable)の原則→ 電子線の観察だけであれば低電圧駆動の絶対安全の装置を使うことで被ば
くをゼロに出来るためこれを推奨する。が、経済的要因により直ちに全ての学校に要求するのは困難であるため、コンテンツ毎に必要なX線のエネルギーを把握し、出来る限り電圧を抑えて実験を行い被ばくを最小化する。必要に応じて遮蔽などの防護措置も行う。

線量限度 Dose Limit: 線量限度を超えてはならない→ 放射線取扱業務従事者ではない教員や、さらに労働者でもない生徒に対す
る被ばく管理目標値を、国内外の規制状況から議論する。低エネルギーX線による不均等被ばくと水晶体への等価線量についても考慮する。

クルックス管からのX線管理に於ける問題点
一般公衆に対する線量限度が法体系に取込まれていない
ICRP 1990/2007年勧告での一般公衆に対する線量限度は我が国の法体系に取込まれておらず、実効線量 1mSv/年という値も事業所境界での線量限度から導かれた値。

X線装置の定義が明確ではない

厚労省 全国規模での規制改革要望に対する見解の確認
http://www8.cao.go.jp/kisei/siryo/030919/09-2.pdf

RI法では1MeV以下のX線は対象外であり、定義されている放射線発生装置にも該当しない。
電離則においては特定X線装置の定義からは外れるが、「X線装置」の免除レベルが規定されておらず、放射線安全を確保するための法令根拠が明確ではない。

不均等被ばくであり実効線量評価が困難
20keV X線 は水での半価層が 1cm程度であるため、体表からの深さによって線量が大きく変化する。またブロードなエネルギースペクトルを持ち運用条件によってピークエネルギーも変わるが、低エネルギーではわずかなエネルギー変動で大きく透過率が変化する。平面的にも一様ではない。このため、防護量である実効線量の評価は容易ではない。

一般公衆に対する線量限度が法体系に取込まれていない
IAEA の GSR part3
計画被ばく状況として教育での放射線曝露を明示（3.1(e) ）労働者への規制の範疇に16-18歳の職業訓練に伴う線量限度を提示(実効線量 6mSv/y, 眼の水晶体
等価線量 20mSv/y, 末端部等価線量 150mSv/y) クルックス管が使われるのは一般的な理科の授業であり、これらとは切り離されるものとして考える必要がある。

ICRP Pub36 科学の授業に於ける電離放射線に対する防護
1983年の物であり実効線量当量での記載で 0.5mSv/y、目や皮膚のような単一の臓器・組織の線量当
量5mSv/yとなっており、個々の授業ではその 1/10 とされている。

ICRP-Pub101a 公衆の防護を目的とした代表的個人の線量評価
教育に伴う放射線曝露での線量評価でも代表的個人の考え方を導入する。

ICRP-Pub64 潜在被ばくの防護: 概念的枠組み 及び IAEA BSSICRP 1990年勧告(Pub60)では免除の要件として線量が trivial であること、防護が最適化されていることとされており、具体的には個人線量が 10μSv/y のオーダーとしている。

NCRP Report No.180 “Management of Exposure to Ionizing Radiation:
Radiation Protection Guidance for the United States”

無視可能個人線量として線源か行為あたり実効線量で 10μSv/y を勧告。

免除レベルの 10μSv はどれぐらいの値なのか
歯科レントゲン撮影1回:
10μSv
胃がん検診1回:
600μSv

胸部レントゲン撮影1回:
50μSv

0.01mSv(10μSv)

0.1mSv(100μSv)ICRP 1990/2007年勧告
一般公衆への追加線量限度
年間 1mSv
CTスキャン1回:
数mSv

1mSv

1ヶ月の BG 線量:
50μSv(0.07μSv/h の場合)
国内線の飛行機1回: クルックス管プロジェクトの3μSv程度
到達目標: 10μSv/年

年間の宇宙線量の世界平均とランタンのマントル* を
日本平均の差:1時間体に貼付ける:
50μSv（日本の方が小さい）
Hp(10) 1μSv （γ線）
Hp(0.07) 10μSv（β線 + γ線）*トリウム使用のサウスフィールド ハイパワーDXマントル

国際線の飛行機での欧米への旅行1回:
100-200μSv

年間の平均外部線量が最も高い岐阜県と最も低い神奈
川県の差: 400μSv

イランのラムサール地
方やインドのケララ地方などでの大地からの年間被ばく線量:～10mSv
日本人が特有に持っている20Bqのポロニウム
210 による年間被ばく
線量: 800μSv

世界平均と日本平均
でのラドンによる年間被ばく量の差:800μSv（日本の方が小さい）

自然放射線による年間の被ばく線量
日本平均 2.1mSv
世界平均 2.4mSv

クルックス管からのX線評価に於ける問題点
20keV 程度とエネルギーが低い
一般向けに普及している半導体素子を用いた簡易サーベイメータはおろか、放射線計測で信頼されている NaI シンチレーション式サーベイメータもエネルギーが低すぎて実態とかけ離れた値が測定される。

パルス状に放出されている
Be窓を用いた低エネルギーX線用 NaI シンチレーション式サーベイメータなども販売されているが、パルス場であるためパイルアップしてしまい非常に小さい値しか示さない。Be窓のGe検出器や、CdTe(CZT)検出器での測定も、非常に小さなコリメーターを使いカウントレートを落とす必要がある。

電源装置（誘導コイル）が不安定である
同じ装置を同じ設定で動作させても測定結果が大きく異なる事がある。機械的な動作を含む誘導
コイルはその日、その時の状況で出力電圧が変動するため、系統的な比較を行うには何らかの方法でモニタしながらの測定が必要。

クルックス管プロジェクトについて
Task 1: 線量計測

Task 2: 運用方法の検討
Task1 で開発した評価手法

放射線計測の専門家

大学・国研

ユーザーとしての学校教員

中・高

教材メーカー

教材・測定手段の提供者

民間企業

大学研究者、ＯＢ

低エネルギーX線
測定技術の標準化

実際に現場で使えるシステムの開発

Task 3: 線量評価とガイドライン
保健物理・放射線防護の専門家

学校教育現場の教員

様々な製品の評価開発した教育コンテンツの評価

実態評価に伴う問題点の抽出

遮蔽体など
解決策の提示Task 4: 放射線教育プログラム普及
放射線教育の専門家

低エネルギーX線による（実効・等価）線量評価モデルの構築

Task1で測定
した線量・スペクトル情報

国内外の規制実態を踏まえた
上限線量の検討

Task2で検討した運用方法

全国の拠点
全国の拠点でのシンポジウム、オープンスクール、モデル校での授業、教育学部での講義など
での放射線教育プログラム普及

学会標準化

小中高大民国 オールジャパンの放射線教育ネットワークの形成

教育現場における放射線安全管理
ガイドラインの作成

新規放射線教育プログラムの開発

放射線知識の
国民的普及

進捗状況
Task 1: 線量計測

Task 2: 運用方法の検討

研究室では低エネルギーで校正された電離箱を用いて、また教育現場においてはガラスバッジを郵送しての測定により、正確な測定が可能。
印加電圧と電流、線量の相関を現在評価中。
箔検電器による教員自身による測定法の開発中。

2018年夏に実際の教育現場における漏洩線量の実
態調査を実施した。ほとんどの学校での安全が確認される一方でかなり高い線量を漏洩する装置が発見された。追加の検証により電源装置の設定で安全に使えるようになることが明らかとなった。

暫定ガイドラインの策定

暫定ガイドラインを遵守した場合の安全性の検証（第二期実態調査）
Now!

Task 3: 線量評価とガイドライン
日本保健物理学会において、専門研究会を設立（2019-2020年度）。法令上の問題点やエネルギーが低く透過力の小さい低エネルギーX線の実効線量評価を行う。研究会終了後2021年度に、学会標準として運用ガイドライン、測定法、Q&A等を取りまとめる。

原子力規制委員会
2019年度放射線安全規制研究戦略的推進事業に応募し、面接まで進み高い関心を得たが「管轄外」とのトップの判断。

文科省
・2018-2020年度科研費基盤C「新学習指導要領に準拠した総合的放射線教育コンテンツの開発」（3年合計442万円）採択。
・クルックス管を用いた実験自体を文科省としては推奨している
わけではないとの立場。
・学会標準化までまとめ上げた内容は、周知を行って貰える低エネルギーX線の線量測定

様々な測定装置による測定結果

距離 r
cm
15
30
50

電離箱
日立 ICS-1323
H*(0.07)
H*(10)
mSv/ hmSv/ h5.3
8 .1 51.28
1 .9 1
0.465
0 .6 4

距離 r
cm
15
30
50

プラスチック
シンチレーター
富士電機 NHC6 アロカ TCS-172 Kind-mini
Be窓
汎用
カバー無し
μSv/h
μSv/h
μSv/h
1.34
0.17
118
10
0.17
64
13.1
0.15
24.5
NaI シンチレーター

蛍光ガラス線量計
千代田テクノル ガラスバッジ FX型
H*(0.07)
H*(10)
mSv/ hmSv/ h
1.62
4 .6 20.48
1 .2 60
0 .4 8
CsI
シンチレーター

GM管
Ranger1min scaler
kc pm
33.89
31.68
27.32
半導体検出器

エアーカウンターEX エアーカウンターS

カバー無し
μSv/h
12.6
12.5
8.3

μSv/h
<9.99
0.05点滅<9.99

一般向けに出回っている簡易サーベイメーターはもちろん、空間線量測定で信頼されている TCS-172 などでもほぼ全く測定できない。

サーベイメータのエネルギー特性

NaIシンチレーションサーベイメータのエネルギー特性(アロカ TCS-171カタログより)

電離箱サーベイメータのエネルギー特性(日立 ICS-1323マニュアルより)様々なサーベイメータのエネルギー特性(放射線計測協会 放計協ニュース
No.48, 2011, p6)

蛍光ガラス線量計
・蛍光ガラス線量計はガラスバッジに用いられる固体測定素子であり、銀活性
リン酸塩ガラスに放射線を照射した後に生成する蛍光中心に紫外線を入射するとオレンジ色の蛍光を発する（ラジオフォトルミネッセンス）。発光量を読み取ることで吸収した放射線の線量を知ることが出来る。
・照射した後に時間が経過しても発光量が変化しない（フェーディングが少ない）、
素子間のばらつきが小さい、エネルギー特性がフラットであるなどの特性を持ち、それまで用いられていたフィルム線量計から置き換わっている。10μSvから
10Svまでの幅広い線量で使用が可能である。
・複数のフィルタと組み合わせることでエネルギーの異なるγ・X線、β線の測定が一つのバッジで可能である。
・α-Al2O3:C を用いた OSL線量計も、同様にFセンター（色中心）に捕獲された
電子に緑色の光を入射すると青色の発光（光輝尽性発光）を生じ、クイクセル
バッジとして利用されている。
・同様に、照射後に数100℃に加熱することで蛍光を発するLiFやBeOなどの熱蛍光物質を用いた、熱蛍光線量計はTLDバッジなどで使用されている。上記二つに比べるとややフェーディングが大きい。

千代田テクノル
技術資料よりCZT半導体検出器によるスペクトル評価
200

Amptek XR-100T-CZTCZT(Cd0.9Zn0.1Te)検出器
Be窓、ペルチェ冷却

Intensity

2018/05/02 ケニス十字入りクルックス管
CZT検出器距離 80cm
放電極距離 15mm
放電極距離 20mm
放電極距離 25mm
放電極距離 30mm

放電極距離: ピークエネルギー15mm : 14.0keV
20mm : 16.4keV
25mm : 17.3keV
30mm : 18.3keV

100

d=15mmはφ3コリメーターのみ、それ以外はφ0.5鉛薄板コリメーター
も使用、r=80cm, 10min測定

0
0

10

20
30
40
X-ray Energy / keV

50

φ0.5mm鉛コリメーターにより数cps程度まで下げることで、ようやくパイルアップせずに測定できるようになった

φ3同軸鉛コリメーター
φ2同軸黄銅コリメーター
φ1.0鉛薄板コリメーター
φ0.5鉛薄板コリメーター

GMサーベイメーターによるX線エネルギー評価
100000

GM管計数率 / cpm

真の計数値: y = 35937e-7.6529x

10000

計測値
真の計数値

1000

計測値: y = 34316e-7.5532x

100

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

遮蔽体（アルミ）の厚さ / cm

GMサーベイメーターの前にアルミ遮蔽板を置いていき、透過率を測定した。
測定結果から線減衰係数を求めると、7.65cm -1 となり、放電針距離の20mm から想定されるエネルギー20keV強でのアルミの線減衰係数と非常に良い一致を示した。
当初低エネルギー側に尾を引いたスペクトルを想定しており、遮蔽が薄い領
域で計数率が高くなる事が予想されたが、単一のエネルギーだけで説明できてしまった。
遮蔽体を用いた測定前後での遮蔽無しでの測定値はほぼ一致しており安定していた。また、ク
ルックス管から 30cm位置、50cm位置で測定し、評価結果はほぼ同じであった。

アルミ中の
X線エネルギー 線減衰係数μ(keV)(cm-1 )
10
69.5
15
20.8
20
8.9
30
2.8

GMサーベイメーター計数率 / cpm

GMサーベイメーターによるX線エネルギー評価
104

放電極距離15mmでの測定では、15keVの成分だけでは説明できず、20keVの成分との足し合わせで説明された。

ln y=a + b x
a=9.37e+00
b=-1.19e+01|r|=9.83e-01

103
102

放電極距離15mm 距離50cm
y=a*exp(-20.8*x)+b*exp(-8.85*x)a=1.76e+04
b=3.19e+03|r|=9.998e-01

101
100

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

GMサーベイメーター計数率 / cpm

アルミ遮蔽体厚さ / cm

アルミ中のX線エネルギー 線減衰係数μ(keV)(cm-1)
10
69.5
15
20.8
20
8.9
30
2.8

105

放電極距離は30mmで一定で、放電出力を変化
させると線減衰係数が変化していき、放電極で放電が起こる出力3目盛以上で一定となった。

104

103
放電出力4
放電出力3
放電出力2 （放電極放電無し）
放電出力1 （放電極放電無し）

102

0

0.1

0.2

0.3

0.4

アルミ遮蔽体厚さ / cm

0.5

0.6

放電出力 線減衰係数（目盛） （cm-1）
1
7.50
2
6.05
3
3.92
4
3.89

クルックス管を利用したX線のエネルギー評価

飛跡の長さは4mm程度であり、空気中での20keV電子線の飛程6mm程度より若干短い→制動放射X線のピークは入射電子線
エネルギーの 2/3 で、良く一致。

クルックス管からのX線によって弾き出された
光電子の霧箱観察結果（放電針距離20mm）。

エネルギー既知のX線を入射して飛跡の長さのヒストグラムを作成し、エネル
ギーに拡がりを持つX線のスペクトルが評価できないか?

霧箱を用いた低エネルギーX線のエネルギースペクトル評価の可能性

霧箱によるクルックス管からのX線の観察①④③＋のイオンが－極に引きつけられて電子を叩き出す（二次電子放出）

－ －

②

－

＋

電子がガラス管の壁に衝突するときに、制動放射X線を放出する

X線は最終的に原子の周りを回る電子
を光電効果などで弾き飛ばして（電離作用）、弾き飛ばされた高速の光電子はβ線と同じように振る舞う。

－

霧箱

－

電子の加速

－

－極
＋極
高電圧電源（20kV程度）

X線のエネルギーは、最大でもクルックス管にかけた電圧程度で、発生時のスペクトルのピーク
は印加電圧の2/3程度。

電子を弾き出すという放射線の本質を直感的に理解できる。また、エネル
ギーの違いを弾き出された電子の飛跡の長さという形で理解できる。

クルックス管からのX線の測定結果
ピーク19.3keV

CZT検出器スペクトル測定結果

最頻値3〜4mm

ペルチェ冷却式⾼性能霧箱での測定結果

22誘導コイル設定による出力パルスの変化

0

20

40
Time / ms60

DDE=20mm, PW0, 40μA, 120μSv/h

0

-10
0

20

40
Time / ms

60

DDE=30mm, PW4, 80μA, 1.56mSv/h

40
X-ray Energ yMaximum Voltage
Pea k Voltag e

0

20

40
Time / ms

60

30

35
30

25

25

20

20

15

15

10

10

DDE=20mm, PW4, 80μA, 1.25mSv/h

5

30

0

Impressed Voltage / kV

Impressed Voltage / kV

10

DDE=40mm

35

10

-10
0

30
20

20

45

空中放電
0

2

4

6

8

10

12

14

Voltage (kV)

1040

X-ray energy (keV)

20

-10
0

45

30
Impressed Voltage / kV

Impressed Voltage / kV

30

5
16

18

20

0
22

Output Power
20
10
0

-10
0

20

40
Time / ms

60

DDE=30mm, PW7, 96μA, 3.50mSv/h

・放電出力を上げていくと次第に出力電圧が上昇し、電圧のヒストグラムのピークと、X線エネルギースペクトルのピークは良い一致を示した。
・放電極距離によって規定される以上の電圧に上げようと放電出力を上げても、空中放電によって電流が流れて電圧がドロップし、それ以上クルックス管に印加される電圧が上がらなくなる。

漏洩線量の印加電圧、電流、距離依存性
放電出力変化に伴う平均電流を
アナログ電流計で測定

4.50

放電極距離30mm 放電出力44.00

放電極距離20mm 放電出力270μm線量当量率 /mSv/h

3.50

放電極距離15mm 放電出力0

3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

測定距離 / cm

70μm線量当量＠30cm / mSv・h-1

放電極距離 30, 20, 15mm でギリギリ放電が起こる出力に合わせて測定

43

放電極距離20mm
放電極距離25mm
放電極距離30mm

2
1
0
0

これ以上電
流・線量が
上がらない

20

40

60

80

100

平均電流 / μA

・電圧を低く抑えると極端に線量は小さくなる

・電流上昇に従い指数関数的に線量が上昇

放電極距離は20mm以下に留めて下さい。

放電出力上昇で電圧も電流も同時に上昇するため、電子線が観察できる必要最小限の出力に留めて下さい。
その上で、放電極は一定以上に電圧を上げないための安全弁の役割を果たしています。

・距離の二乗に反比例して線量は小さくなる
1mの距離では10cmの距離での線量の1/100になります。
逆に、1mから50cmに近付いただけで線量は4倍になります。

クルックス管に印加される電圧の制御

実際の現場での事例
全国の37本のクルックス管について、ガラスバッジという線量計を配布することにより教員の手で線量測定を行ってもらった。

37本を測定した。10分間の測定での70μm線量当量*:25本で < 50μSv @ 1m (外挿により評価) *実効線量はさらに1/10以下。
18本で < 50μSv @ 15cm （検出限界以下）

その一方で高い線量を示した装置も存在した

ペットボトルに貼付けたガラスバッジに15, 30, 50cm の距離で10分間X線照射して返送してもらい、線量評価を行った。X線計測専用タイプの物で、同時にエネルギー評価も出来る。

放電出力最低で距離1mでも600μSv以上が検出された装置を現地調査。
管内のガスが枯れていて電流が流れにくい個体であった

最低出力、30cmの距離で放電極距離30mm: 2mSv/h
放電極距離50mm: 30mSv/h

放電極距離を20mmに縮めると、40μSv/h にまで落ちた。
距離1m、10分間では、0.6μSvに過ぎないクルックス管に印加する電圧
クルックス管の内部にはわずかに気体分子が封入されており、陰極に高電圧を印加すると、自然放射線などにより電離したわずかなイオ
ンが加速されて陰極に衝突する。その際に多数の二次電子を放出し、この二次電子が加速されて電子ビームとして観察される（蛍光体により観察しやすくしてある）。
このような動作原理であるため、電子線の観察には管内にわずかなガスが必要であるが、古い製品ではガラス管に吸着されるなどして残存するガスの量が少なくなり、より高電圧を印加しないと電子線を観察できなくなる。実際の教育現場にはこのような古い製品が多数残されており、高電圧を印加することにより発生する制動放射 X 線のエ
ネルギーが高くなり、ガラス管壁に対する透過率が高くなるため、放出される線量が高くなる。

誘導コイルを用いた高電圧印加について
放電極距離

Distance ofDischarge
Electrodes

DDE

PW
Impressed Voltage / kV

30

放電出力

パルス幅 20μs
20

1ms

10
0

-10
10

11

12
Time / ms

13

放電極距離 20mm, 放電出力4, 平均電流 80μA

14放電出力ダイアルによりトランスの一次側に印加する電圧を変えることで連続的に出力電圧をコントロール可能。
空気中での絶縁破壊電圧が 1kV で 1mm 程度であることから、放電極の距離を変えることで印加する最大電圧を規定できる。
→ 20mm にしておくと 20kV 以上かけようとしても空中放電で電流が流れる
ためそれ以上電圧が上がらない、安全装置となる。
ブザーの回路で、一次側に断続的な電圧のパルスを発生させ、トランスで二次側に高圧を出力する。一次側の電圧を変化させると二次側の電圧も変化する。
半導体回路で一次側のパルスを発生している装置もある。

クルックス管のしくみ① ＋のイオンが－極に引きつけられて電子を叩き出す（二次電子放出）。

③ 電子がガラス管の壁に衝突するときに，制動放射
X線を放出する。
電子自体は完全に遮蔽され外に出てきません。

①

③

－ －

②

－極

⑤

－

－

＋

⑤ X線は最終的に原子の周りを回る電子を
光電効果で弾き飛ばす（電離作用）。弾き飛
ばされた光電子はβ線と同様であり，体内ではラジカルの生成，DNA鎖の直接切断などにより放射線障害の原因となりうる。

－－

光電子の空気中での飛程は4mm程度で、霧箱で観察できます。発生した電荷を箔検電器で測定することも出来ます[3]。

電離作用

電子の加速

光電効果を起こすまでは相互作用しません

0.005～0.1Pa程度の真空度

高電圧電源（誘導コイル）④＋極20kV程度

④ クルックス管を構成するガラスにより，エネル
ギーの低いX線のほとんどが吸収され，比較的エ
ネルギーの高い一部のX線が外部に漏洩する。

[3] 森 千鶴夫 ほか、箔検電器によるクルックス管からのＸ線線量率の測定マニュアル、放射線教育、23 (2019) 33-39.

クルックス管に封入されているガスの量がガラスに吸着するなどして少なくなると、①で陰極に衝突するイオンが少なくなるため、二次電子の量が少なくなり、電流が流れにくくなります。その結果十分な二次電子が出てくるまで意図せずして高い電圧が印加されてしまい、④で漏洩する線量が大きくなってしまいます。
→ 20keV前後ではわずかなエネルギーの違いで透過率が大きく異なるためです（15keV→30keVで100倍大きくなる）
この状態となったクルックス管は、放電極距離を20mmにすると空中放電が激しい一方で、クルックス管に流れる電流は少なく観察が困難です。放電極
距離を広げると高い線量が漏洩するため、買い換えが推奨されます。

放電極で最大電圧を抑えることが重要わずかな印加電圧低下での大きな線量の変化
20keV 前後のX線は僅かなエネルギー変動により、クルックス管自体を構成するガラス管の透過率が何桁も変わる。
30keV と 15keV で約100倍違う。

100keV 以上のエネルギーでは余り大きく変わらない

1.E-02
1.E-081.0

1.E-14
透過率

0.9

透過率

0.8
0.7

1.E-201.E-26
1.E-320.6

1.E-380.5

1.E-44
1.E-50

0.4
0

100

200

300

400

500

X線エネルギー / keV

600

700

800

0

5

10

15

20

25

X線エネルギー / keV

3mmのガラスに対するX線の透過率

30

35

40

45

低エネルギーX線の透過率

5
6
8
10
15
20
30

146
87.29
42.13
22.16
6.809
2.973
0.983

5
6
8
10
15
20
30

192.4
114.4
49.7
25.75
7.697
3.279
1.045

2.59

厚さ(cm) 透過率

1.0

0.2

9.48E-19
4.39E-11
4.82E-05
6.40E-03
2.13E-01
4.72E-01
7.08E-01
1.43E-33
2.31E-20
3.33E-10
1.03E-05
2.94E-02
2.14E-01
6.01E-01

遮蔽体

水

1.00E-05
1.00E-11
1.00E-17
1.00E-23
1.00E-29

ガラス(コンクリート
等価として計算)

透過率

エネルギー 質量減衰係数 密度
2
3
(keV)
(cm /g)(g/cm )
5
41.5
6
23.85
8
9.94
1.00
10
5.051
15
1.546
20
0.750530
0.3455

1.00E-35

ガラス 5mm

1.00E-41

アルミ 5mm

1.00E-47
1.00E-53
1.00E-59
1.00E-65

2.70

0.5

1.57E-113
8.46E-68
7.26E-30
8.00E-16
3.07E-05
1.20E-02
2.44E-01

1.00E-71
1.00E-77

アルミ

1.00E-83
0

5

10

15

20

25

X線エネルギー / keV

アイソトープ手帳 第11版, p154-155

・水1cmで遮蔽できるのであれば、1cm線量当量については気にする必要がないが、10keV以上ではそれなりに透過する。
・クルックス管を構成するガラス壁によって 10keV 以下のX線はほとんど遮蔽される
・15keV 程度から急激に遮蔽率が変化し、わずかな印加電圧の違いにより大きく透過率が異なるため、放出されるX線のフラックスが安定しない。

30

35

クルックス管のガラスによるスペクトル変化
質量減衰
密度
係数
3
(g/cm )
2
(cm /g)
6
87.29
8
42.13
10
22.16
2.59
15
6.809
20
2.973

0.8

厚さ(cm) 透過率

0.22.31E-20
3.33E-10
1.03E-05
2.94E-02
2.14E-01

ガラス管を透過する前のX線のエネルギース
ペクトル（最大エネルギー20keVでその半分の位置にピークを持つ）を適当に決め、2mmのガラスで遮蔽された後の強度を透過率から求めた後、全体の強度が1となるように規格
化した。

0.7

入射スペクトル
透過スペクトル

0.6

相対強度

エネル
ギー
(keV)

0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0

5

10

15

20

25

X線エネルギー / keV
2mmのガラス透過に伴うスペクトルの変化

入射スペ 透過スペ
規格化
クトル
クトル
0.1 2.31E-21
0.3 9.99E-11
0.5 5.17E-06
0.3 8.82E-03
0.1 2.14E-02

7.62E-20
3.30E-09
1.71E-04
2.91E-01
7.08E-01

元のスペクトルよりも透過率が支配的となり、最大エネルギーである 20keV がほとんどを占めるスペクトルとなった。

実際の教育現場での測定

暫定ガイドラインの検証
十字板は

蛍光体

倒しておく

塗布面

蛍光体の塗ってあるガラ
前面のガラス表面からガラス外面からガラスバッジ
スバッジの前面まで20cmの前面まで、15, 30, 50cm
距離1点で測定する。
でそれぞれ測定する

陰極側

放電極距離

20mm
陽極側

陰極

観察できる
範囲で最低に

陽極
放電出力

暫定ガイドラインで本当に安全が確保できるのかを、
全国の教育現場の実際に使われる様々な装置で検証。
・放電極距離 20mm、放電出力は観察できる範囲で最小という暫定ガイドライン準拠の条件で線量測定を行ってもらう。
・クルックス管から 20cm の位置で、測定は10分間など統一したプロトコルで測定。
・ガラスバッジは大阪府大と各学校とを郵送でやりとりし、現場の先生の手により測定。BGの影響を抑えるために1月ごとに取りまとめて評価を行う。
大阪府立大学倫理委員会の承認を得て実験を行っています。

第二期実態調査結果（最終版）
120
100
80
60
40
20

191本中 136本に於いては、距離 20cm 10分の測定でHp(0.07) が検出限界である 50μSvを下回っていた。
有意な値が出た 55本の装置についても、暫定ガイドラ
イン適用前に比べて低い線量に抑えられているが、最大で 10.4mSv を示した装置も存在した。

2.4

2.2

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0
ND

8月期は、27校からの95本、9月期は8校からの18本、10月期は18校からの67本、11月期は4校からの11本、合計191本のクルックス管について「暫定ガイドライン準拠」での測定を行った。

Number of Crookes tubes

暫定ガイドラインを遵守することでどこま
で線量を下げることが出来たのかを検証するために、2019年8月～11月に第二期の実態調査を行った。

測定限界(50μSv)以下

140

Dose ( Hp(0.07), 10min, @ 20cm) / mSv

10分間、20cm の距離でのガラスバッジによる Hp(0.07) での評価結果
で有り、ここから実際の生徒の被ばく量を見積る必要がある。

クルックス管からのX線の不均一性*体表面での線量 =70μm線量当量

正面中心、15cm位置で体表面での線量* が150mSv/hあったとしても

線量計① 1m 位置では 1/44 以下の線量になります③ 平面的にも周辺の線量は小さくなり中心位置で測定した線量計の値よりも小さくなります。
（50cmずれると2/3程度に低下）④ 演示時間を短くすることで、トータルの被ばく線量は時間に比例して減らせます。

⑤ 20keV では 2mmのガラスで1/5 程度にまで遮へいできます。
（アクリルでは1cmで半分）眼の水晶体への等価線量は体表面での線量に近い値となります。

② 20keVのX線は体内で1cmで半分に減衰していき、体表面での線量と全身への線量とは一致しません。
（実効線量と10倍程度の差が出ます。
正確には現在評価中）10分の演示で遮蔽無しでも、全身への実効線量は50μSvにも満たないと考えられます。

放射線量について
・放射線を被ばくしたときの全身への影響を、ICRP等が定めたしきたりに従って評価したのが、「実効線量」。普通、線量と言えばこの実効線量のことを指す。
・ベータ線など、透過力の弱い放射線を被ばくした場合、皮膚表面だけが被ばくしていることになる。この時皮膚だけに対する影響を評価するのが、「皮膚等価線量」。最近は、眼の水晶体に対する「水晶体等価線量」も問題となっている。
・実効線量の評価は非常に複雑である。このため、体の表面から1cmの深さの一点での吸収線量が全身の線量を代表するという、簡易的な「1cm線量当量」をサーベイメーターは測定している。同様に、皮膚の等価線量は深さ70μmの深さの一点での吸収線量である、「70μm線量当量」で測定する。
・クルックス管からのX線は透過力が中途半端で、皮膚だけ、と言うわけではない一方で、1cm進むと半分程度に減衰するため、「1cm線量当量」では 5倍以上の過大評価となり、慎重な評価が必要。現在は表面での線量としての 70μm線量当量での測定を行っている（あとで実効線量への換算が容易）。20keV での実効線量はおおよそ 70μm線量当量の 1/10。

X線放射方向垂直平面内での空間線量分布

平面方向の変位を含めた
直線距離の二乗に反比例

x cm
100cm

0.2

0.1

0

Hp(0.07)
Hp(10)

-40
-20
0
20
40
X Dsitance from the Center / cm

60

Dose Equivalent (1m, 30min) / mSv

以下の式で空間分布を表わすことが出来るHp = a/(1002 + x2 + y2)

Dose Equivalent (1m, 30min) / mSv

生徒位置(z=1m)での全身への線量を評価するために、平面内での線量分布を測定した。
中心から y方向 60cm離れた位
置でも 70%程度の線量とかなりブロードな分布となっており、1.5倍以内の範囲に収まっていた。

0.2

0.1

0

Hp(0.07)
Hp(10)

-40
-20
0
20
40
Y Dsitance from the Center / cm

60

エネルギー吸収の違い
強透過性放射線

弱透過性放射線

Hp(0.07) ≦ 10 Hp(10)Hp(0.07) > 10 Hp(10)

整列拡張場

整列拡張場
高エネルギーガンマ線などの場合透過力が高く、ほぼ均
等にエネルギーを与える。
人体の場合、荷電粒子平衡を考慮して深さ1cmでの点での吸収線量（1cm線量当量）が全体を代表する。対象の厚さが大きいと、指数関数的に徐々に線量は下がっていく。

α線、β線などの場合透過力が低く、表面近傍にのみ局所的にエネルギーを与える。
人体の場合、深さ70μmでの点での吸収線量（70μm
線量当量）が皮膚の等価線量を代表する。

クルックス管からの20keVの低エネルギーエックス線の場合、
Hp(0.07) = 2 Hp(10) 程度であり、弱透過性と言うほどでは無いが、1cm の深さでの吸収線量は体全体を代表せず、減衰を考慮する必要がある。
整列拡張場でもない第二期実態調査結果（最終版）○測定を行った距離 20cm → 実際の生徒は 1m 以上離れるため 1/25 に減衰,
○Hp(0.07) @ 20keV → 実効線量への換算は暫定値で 1/10
○観察時間は年間で10分としているためそのまま

GBでの測定生データ測定を行った 191本中 187本の装置については 1m 距離、
10分間の実効線量が国際的な免除レベルである 10μSv(IAEA BSS など) 以下に抑制されていることが確認された。
4本だけ 10μSv を超えると評価されたが、3本は 20μSv
以下、1本だけ 42μSv に相当すると評価された。

Number of Crookes tubes

140

120

100

80

2018年の暫定ガイドライン適用前の実態調査では、37本中6本が距離 1m、10分間での実効線量が 10μSv を超える可能性があり、93μSv と評価された装置もあった。

60

40

20

0

ND

～0.5

～1

～5

～10

～50

～100

Provisional Effective dose @1m, 10min / μSv
ICRP Pub36 「科学の授業に於ける電離放射線に対する防護」 では、古い単位である実効線量当量での記載であるが年間の線量限度を0.5 mSv、個々の授業ではその 1/10 (50μSv) としており、観察時間の考え方から最も線量の高かった装置についても十分にこの指標を下回っていると言える。

やや高い値を示した装置については、何故高くなったのかの調査を行うため実機を借用中。
高くなると分かっていれば、観察時間や距離、ガラスの水槽での遮蔽などで十分防護が可能。

第二期実態調査結果（最終版）
2018年第一期実態調査

2019年第二期実態調査

20

140

Number of Crookes tubes

Number of Crookes tubes

18
16
14
12
10
8
6
4
2

120

100

80

60

40

20

0

ND

0

ND

～5

～10

～50

～100

～500

@1m, 10min Hp(0.07) / μSv

これまでの授業での設定

～5

～10

～50

～100 ～500 ～1000～1000

H p(0.07) @1m, 10min / μSv

暫定ガイドライン準拠

暫定ガイドラインの適用により、これまで授業で行っていた誘導コイルの設定での線量よりも低線量側に分布がシフトしている。
また、従来は装置と生徒の距離が1mよりも近かったという学校も多かった
ため、実際の被ばく線量の差はさらに大きい。

電流、電圧から危険な装置をスクリーニングできないか?
2019年第二期実態調査（全測定データ）
12

Hp(0.07) / mSv （@20cm, 10min）

Hp(0.07) / mSv （@20cm, 10min）

12

10

8

6

4

2

0

10

8

6

4

2

0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

平均電流 / mA

電流が小さくても安全な装置もあるが、線量の高い装置は電流が流れにくいとは言えそう。

0

5

10

15

20

25

30

実効エネルギー /keV

ガラスの水槽でフィルタリングされたため実効エネルギーと線量の関係からは、あまり明確な傾向は得られていない。

学校の理科室にある程度の測定器ではスクリーニングは困難。
何らかの方法で線量評価を行う手段を提供する必要がある。

クルックス管の安全取扱に向けて

印加電圧を下げるにはどうしたら良いの?
陰極

必ず放電極を取り付ける。

放電極距離

陽極
円板側が陰極、針状の方が陽極とした方が火花放電が起こりやすくなります。

極性切替スイッチ

ケーブルが外れた場合などの電気的な安全上も必須です。単体での販売もされています。

放電極距離は20mm以下にする。
空気中では1kVで約1mm放電します。
表面が汚れていると放電しにくくなるので、サビなど無いように清浄に保ちます。

放電出力
放電極はクルックス管と並列に接続されており、一定以上の電圧がかかると空中放電してそれ以上電圧が上がらないようにする、安全装置です!

放電出力、発振周期を出来る限り下げる。
トランスの一次側に印加する電圧、周期を変化させることで、二次側の出力電圧、電流をコントロールします。調節できる装置では、電子線を観察できる範囲で下げて下さい。

遮へいの有効性○計算上20keVではアクリル1cmで半分に、5mmのガラスで1/50程度に減衰しますが、重くて安全な運用が困難と考えていました。
○実際はもう少しエネルギーが低いため、アクリル3mmで約半分、1cmで1/3に減衰しました。
厚さ1.9mm程度の軽量(1.5kg)のガラスの水槽でも、1/20 ～1/50 程度に減衰しました。軽くて取り回しが良く、持った感じがガラスとは思えないほどであったため、実際の教育現場でも十分実用的に運用可能であると考えられます。

暫定ガイドラインの遵守で十分安全だと考えていますが、さらに少しでも線量を下げたい場合のオプションとして非常に有効です。

観察面
スリット入りのクルックス管は、スリットより陰極側（ビームの上流側）が最も線量が高いため、この部分を適当な金属板などで遮蔽すると効果的です（ここは観察しないため）。

Hp(0.07) (μSv/h)
透過率
放電出力 遮へい前 遮へい後
(%)
0
600
11
1.8
1
620
12
1.9
2
1300
60
4.6
3
3000
160
5.3
測定距離 15cm, 放電極距離 20mm
厚さ1.9mm ガラス製水槽で遮へい。わずか1356円でした。
https://www.amazon.co.jp/gp/product/B00W5DSU0C

クルックス管からの被ばく線量を下げるには最も確実なのは・低電圧駆動の製品に買い換える

固有安全性を持ち対策を行う必要がない

経済的理由などで困難な場合は ↓ 以下の点に注意を払う必要がある

1) 印加する電圧を下げる
2) 流れる電流を下げる

発生するX線量自体を下げる3) 距離を取る
4) 遮蔽をする
5) 時間を短くする

放射線防護の三原則

暫定ガイドライン

印加電圧を下げる: X 線のエネルギーが下がり、劇的に漏洩す
る X 線量を下げることが出来る。クルックス管自体がガラスで出来ており、このガラスに対する透過率が 15keV と 30keV では 100 倍程度異なるためである。
遮蔽: アクリルでは 1cm の厚さでも半分程度にしかならないた
め、軽量型のガラスの水槽を用いるとよい（2mm で 1/20～
1/50 にまで下がる）。
距離を取る: 最も簡単で確実である（距離の二乗に反比例して下がる）。

・放電極を必ず使用し，放電極距離は20mm以下とする。
・放電極表面は清浄にした上で，円板電極側を-極にする

保健物理学会標準化委
員会に於いて、学会標準とする事を目標としている。

・誘導コイルの放電出力は，電子線の観察ができる範囲で最低に設定する。
・できる限り距離を取る。生徒への距離は 1m以上とする。
・演示時間は年間10分程度に抑える。

放射線防護の基本
1.遮へいによる防護

2.距離による防護

3.時間による防護（線量率）＝遮へい体が厚い程低下（線量率）＝距離の二乗に反比例（線量）＝（作業場所の線量率）
×（作業時間）

コンクリート距離

放射性物質（mSv/h）（mSv/h）

（mSv）

1

2

3

4

5

コ ン ク リ ート の 厚 さ

6（cm）

線 量

線 量 率

線 量 率
0

0

1

2

3

4

5

6（m）

放 射 性 物 質 からの 距 離

6 - 3 -1
原子力・エネルギー図面集 2015

0

0.5

1.0

作 業 時 間2.0（h）

箔検電器を用いたX線の線量測定手法の開発
箔検電器について12

箔検電器の箔の閉じる時間は，放射線が空気を電離することによって生成されるイオンの量に依存する．
金属円板
絶縁体

X線が空気を電離してイオンを生成

-

+

+

X線
+

-

-

金属棒

逆極性のイオンを収集

箔

+

ガラス瓶

使用した箔検電器(はく検電器EA)+

箔が中和して閉じていく※箔検電器と同様の原理を用いた線量計として，ポケットチェンバーという携帯型の線量計が古くから使われていた．

箔検電器に正の電荷を荷電した場合の半減時間（箔の開き角が60度から30度になる時間）T+と負の電荷を荷電した場合の半減時間T-の幾何平均値Ｔを求める。
T=(T+×T-)0.5
右図の検量線から線量率を求める。
検量線は電離箱で校正している。

保物セミナー2020 森 千鶴夫先生講演資料より

箔検電器によるＸ線の線量率測定の誤差
導線の配置や測定ごとによる誤差
約11％
メーカー別や測定ごとによる誤差
約13％
測定の不慣れさによる誤差
約20％

全誤差=(112+132+202)0.5 =±26% 約±30％
保物セミナー2020 森 千鶴夫先生講演資料より
21

簡易なサーベイメーターによるスクリーニングの可能性
30000

25000

Kind-mini
プラスチックシンチレーターを用いた簡易測定機。放射線教育支援サイト「らでぃ」から借りることが出来る。

cpm

20000
Kind-mini
Ranger GM
線形 (Kind-mini)
15000

10000
y = 12.856x
5000

0
0

100

200

300

400
500
Hp(0.07) / μSv/h

600

700

800

横軸は低エネルギー測定対応の電離箱 日立 ICS-1323 で測定した70μm線量当量。時間変動があるため、簡易測定器での測定の前後で測定し、平均を取った。

Ranger米国 S.E.International 社製のパンケ
ーキ型広窓GMサーベイメーター。
Inspector USB の後継機。
不感時間100μs程度であり、理論上の計数率の上限は、600kcpm。

KINDmini の計数率を読取り、下図の検量線から線量率を求める
今のところ5000cpm以下（70μm線量当量率600μSv/h以下）で使用できる

保物セミナー2020
森 千鶴夫先生講演資料より

スクリーニングに必要な測定感度
免除レベルである年間 10μSv（実効線量）以下に抑える事を目標とする。
（生徒については年間1回の実験、先生方は授業の回数分）
1回の実験: 10min → 線量率に直すと 60μSv/h
電離箱やガラスバッジでの評価は 70μm 線量当量で評価しているため、
ICRP Pub116 の 表A.1 と、水 1cm に対する透過率から、20keV では
実効線量と70μm線量当量の比はおよそ10程度となる。
★ Hp(0.07) < 600μSv である事が確認できれば良い。
さらに、これは実際に生徒が観察を行う 1m 距離での数値であり、測定可能なレンジから外れている場合は、距離を変えて測定する事で、適切な測定を行う事が可能である。

プロジェクトの着地点
Task 1: 線量計測

Task 2: 運用方法の検討

研究室では低エネルギーで校正された電離箱を用いて、また教育現場においてはガラスバッジを郵送しての測定により、正確な測定が可能。
箔検電器及び Kind-Mini の貸出しによる教員自身によるスクリーニング法を開発。

2018年夏に実際の教育現場における漏洩線量の実
態調査を実施し、かなり高い線量を漏洩する装置が発見された。追加の検証により暫定ガイドラインを策定し、2019年度の実態調査でほとんどの装置で安全な事を確認できた。

暫定ガイドラインの策定

暫定ガイドラインを遵守した場合の安全性の更なる検証（今後も継続）

Task 3: 線量評価とガイドライン
日本保健物理学会において、専門研究会を設立（201
9-2020年度）。法令上の問題点やエネルギーが低く
透過力の小さい低エネルギーX線の実効線量評価を行う。研究会終了後に、学会標準として運用ガイドラ
イン、測定法、Q&A等を取りまとめる。

電圧、電流などだけでは単純に危険性を判断できなかったため、スクリーニング手法の開発を行い、ある程度高い線量が漏洩している恐れがある場合はガラスバッジ、nono
Dot 線量計などによる本測定を行える体制を確立する。

周知活動 (2018年度)●静岡大学 放射線業務従事者教育訓練（2018年04月20日、静岡大学）●日本アイソトープ協会 放射線業務従事者のための教育訓練講習会（2018年05月11日,
名古屋商工会議所）
・日本保健物理学会 第51回研究発表会（2018年6月29-30日、ホテルライフォート札幌）
・日本アイソトープ協会 第55回アイソトープ・放射線研究発表会（2018年07月04-06日、東京大学 弥生講堂）
・平成30年度「中学理科で使える高校理科の技術」講座（2018年7月30日、名古屋経済大学市邨中学校）●放射線教育フォーラム第２回勉強会（2019年3月3日、慈恵医大）・日本エネルギー環境教育学会 第13回全国大会（2018年08月08-10日、山形大学）
日本原子力学会秋の大会（2018年09月05-7日、岡山大学）●放射線プロセスシンポジウム（2018年11月21-22日、東京大学 弥生講堂）
・大阪府立大学 放射線研究センター 共同利用報告会（2018年11月27日、大阪府立大学）
・放射線教育フォーラム 愛知・岐阜・三重地区 新年勉強会（2019年1月5日、名古屋大学）
・「放射線に関する教職員セミナー及び出前授業実施事業」第2ワーキンググループ会議（2019年3月12-13日、科学技術館）

・日本放射線安全管理学会 第17回学術大会（2018年12月5日-7日、名古屋大学）
セッションタイトル 「クルックス管」口頭 5件+ ポスター1件

周知活動 (2019年度)

アイソトープ・放射線研究会
公開パネル討論（2019年7月5日、東京大学）

全国中学校理科教育研究会
大阪府立大学 友好祭 オープンラボ ●中学理科で使える高校理科の技術講座講師（2019年8月8-9日、秋田 アトリオン） （2019年5月25日、大阪府立大学） （2019年8月29日、名古屋経済大学市邨中学校
・高等学校）●放射線安全フォーラム第６０回放射線防護研究会「Ｘ線源を考える」（2019年4月21日、
東京大学）●日本放射線安全管理学会 6月シンポジウム（2019年6月27-28、東京大学）☆中学理科の教科書を出版する全5社への要領書への暫定ガイドライン掲載依頼（2019年
19th International Conference 7月2日、大阪、7月5日 東京）☆大阪府知事秘書長及び教育総務企画課長へ、教育現場における放射線安全管理につon Solid State Dosimetry
いて説明（2019年7月26日、大阪府庁本館知事室）(SSD-19)(Hiroshima,●中部原子力懇談会 エネルギー・環境研究会 セミナー（2019年7月27日、名古屋商工会
Sep. 15-20, 2019)議所）●近畿大学原子炉実験・研修会 放射線教育の実践例照会・意見交換（2019年7月30日、
近畿大学）
・日本エネルギー環境教育学会 第14回全国大会（2019年8月5-7日、高知工科大学）
・日本原子力学会 2019年秋の大会（2019年9月11-13日、富山大学）
・大阪府立大学 放射線研究センター 共同利用報告会（2019年11月5日、大阪府立大学）●大阪府高等学校理化教育研究会 物理研究集会（2019年11月20日、大阪府立茨木高等学校）●放射線教育フォーラム第２回勉強会（2019年11月24日、東京慈恵会医科大学）☆日本放射線安全管理学会・日本保健物理学会合同大会（2019年12月5-7日、東北大学）
企画セッション 教育現場での低エネルギーX 線に対する安全管理
3rd International Conference on Dosimetry and its●高校物理基本実験講習会（兵庫会場）（2019年12月15日、兵庫県立神戸高等学校）
Applications(ICDA-3)(Lisbon, Portugal, 27-31 May 2019)●教員研修（2019年12月26日、島根県出雲科学館）