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
201ms

100-10101112Time / 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。

誘導コイル設定による出力パルスの変化

02040Time / ms60

DDE=20mm, PW0, 40μA, 120μSv/h

0-1002040Time / ms

60

DDE=30mm, PW4, 80μA, 1.56mSv/h

40
X-ray Energ yMaximum Voltage
Pea k Voltag e02040Time / ms

603035302525202015151010DDE=20mm, PW4, 80μA, 1.25mSv/h

5300Impressed Voltage / kV

Impressed Voltage / kV

10DDE=40mm

3510-10030202045

空中放電
02468101214Voltage (kV)1040

X-ray energy (keV)

20-1004530Impressed Voltage / kVImpressed Voltage / kV305161820022Output Power20100-1002040Time / ms

60DDE=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。

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

陽極側

陰極

陽極
放電出力

・低エネルギーX線の線量とエネルギーを評価可能なガラス線量計（千代田テクノル FX型）を使用。
・クルックス管から 20cm の位置で、放電極距離 20mm、放電出力は観察できる範囲で最小、十字板を倒して正面方向で、照射時間 10 分という暫定ガイドラインに準拠した統一したプロトコルを作成し、現場の先生自身の手で測定。
・ガラスバッジは大阪府大と各学校で郵送でやりとりし、1月ごとに取りまとめて測定を行う。
・BGの評価は、Snフィルターで遮蔽された素子により行う。
・測定限界が 50μSv であるが、1m 位置 10分で実効線量が 10μSv になる場合、20cm 位置では実効線量で 250μSv、70μm線量当量はその10倍程度になるため、十分な検出力と言える。

第二期実態調査結果（速報）80504030

20103.
8

3.
6

3.
43

3.
2

2.
8

2.
6

2.
42

2.
2

1.
8

1.
6

1.
41

1.
2

0.
80.
600.
4

Number of Crookes tubes

600.
2

8月期は、27校の92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。

20cm → 1m で 1/25,Hp(0.07) @ 20keV →実効線量で約 1/10700.
05

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～10月に第二期の実態調査を行った。

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

69本に於いて20cm距離10分の測定で、Hp(0.07)が測定限界である50μSvを下回っており、有意な値が出た23本の装置の中での平均でも、1m 位置 10分間での実効線量は 2μSvにしか過ぎず、暫定ガイドライン適用前に比べて極めて低い線量に抑えられている。
2018年の暫定ガイドライン適用前の実態調査では、37本中12本が距離 1m、10分間での実効線量が 5μSv を超えており、93μSv に達した装置もあった。

1本だけ 1m 位置で10分間観察を行った場合、ICRP Pub-64 やIAEA
BSS などで示されている国際的な免除レベルである実効線量 10μSv をわずかに上回り、15μSvと評価された。

誘導コイルの発振周期を最大としていたため?

第二期実態調査結果（速報）2018年第一期実態調査

2019年第二期実態調査
80

20

Number of Crookes tubes

Number of Crookes tubes

181614121086470
60
504030201020ND

0ND～5～10～50～100～500～5～10～50～100～500～1000～1000@1m, 10min Hp(0.07) / μSv@1m, 10min Hp(0.07) / μSv

暫定ガイドライン準拠

これまでの授業での設定
18

Number of Crookes tubes

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

1614121086420ND～5～10～50～100～500～1000@1m, 10min Hp(0.07) / μSv

これまでの授業での設定

第二期実態調査結果（速報）
Hp(10)(mSv)

Hp(0.07)(mSv)

観察に十分な強さ
暗くしないと観察が困難
無回答
観察に十分な強さ
観察に十分な強さ
観察に十分な強さ

平均電流
(mA)
0.91
0.08
0.11
0.1
00.12

112
19
109
54
44
20

X
X
X
0.05
X
X

0.05
0.06
0.06
0.07
0.09
0.10

150

X

0.10

― 数秒に一度観察に十分な強さ

0.012→0.01

132
197
83
61

X
X
X
0.05

0.11
0.11
0.12
0.18

― わずかに― 無し― 無し
16 常時激しく暗くしないと観察が困難
暗くしないと観察が困難
ちらつく
暗くしないと観察が困難

0.04
0.06
0.02
0.04

48

X

― 無し

観察に十分な強さ

0.1

134

0.1

0.19
0.30

17 常時激しく観察に十分な強さ

0.04

47

0.07

14 無し

観察に十分な強さ

0.2

18140
55
51
199
46
196
151
195
57

0.13
0.16
0.16
0.14
0.19
0.11
0.3
0.35
0.38
1.3

0.39
0.40
0.42
0.43
0.46
0.68
0.84
0.90
1.05
1.22
3.76

17 数秒に1度
18 常時激しく
18 無し
16 無し
16 無し
13 無し
17 数秒に一度
17 常時激しく
16 無し
17 無し

観察に十分な強さ
ちらつく
観察に十分な強さ
観察に十分な強さ
観察に十分な強さ
観察に十分な強さ
ちらつく
ちらつく
ちらつく
観察に十分な強さ

GB No

E空中放電(keV)
― 無し
― 無し
― 無し
25 無し
― 無し
― 無し

電子ビームの強さ

その他設定事項

備考

周期調整40%
周期調整最大周期調整最小十字板は倒してガラスの水槽で遮蔽
電流はマルチメーターでの測定

周期調整最小0.04
0.08
0.12～0.14 周期調整最小
0.18→0.2 周期調整不明
0.16
0.1
0.3
0.04
0.3
0.02→0.03 周期調整最大50μAレンジの電流計で測定
第一回調査で最小出力で高い線量が出た個体
十字入り6本所有（1本は151と重複）

ガラスケースを使用しての測定
電流はマルチメーターでの測定放電極間距離を広げたい感じ
ガラスケースを外しての測定
電流はマルチメーターでの測定

ガラスの水槽無し
十字入り6本所有（1本は151と重複）
電流はマルチメーターでの測定
十字入り6本所有（1本は151と重複）十字入り6本所有（1本は151と重複）

第二期実態調査結果（速報）
全測定データ

44

3.5

3.5

Hp(0.07) / mSv （@20cm, 10min）

Hp(0.07) / mSv （@20cm, 10min）

2019年第二期実態調査

32.521.5

10.5

32.521.5

10.5

0000.5

11.5

22.5

33.5

44.550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小さいとは言えそう。
デジタルのマルチメーターで測った装置があるので注意。
スクリーニングには使える?

51015202530

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。

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 = 12.856x500000100200300400500
Hp(0.07) / μSv/h

600700800

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。

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。

装置としての線量限度が法体系に取込まれていない
IAEA の GSR part3発生装置の免除レベルの要件(c) Radiation generators of a type approved by the regulatory body, or in the form of an electronictube, such as a cathode ray tube for the display of visual images, provided that:(i) They do not in normal operating conditions cause an ambient dose equivalent rate or a directionaldose equivalent rate, as appropriate, exceeding 1 μSv/h at a distance of 0.1 m from any accessible
surface of the equipment; or(ii) The maximum energy of the radiation generated is no greater than 5 keV.となっており、クルックス管の実験を通した個人の追加の年間被曝線量（実効線量）は、ICRP Pub-64などでの免除レベルである 10μSv/y を下回る様暫定ガイドラインを設定し、ほとんどの場合で問題はない（より確実な管理のため暫定ガイドラインを修正する予定）と考えられるが、装置としてのクルックス管は、冷陰極線管などの免除レベルである表面から 10cmでの線量当量（1cmおよび70μm）が 1μSv/h という免除レベルよりもはるかに高い線量を漏洩している。
いずれも国内法には取り入れられておらず、法的な問題はないと考えられるが、我々の活動方針として個人線量について ICRP などの勧告を取り入れてガイドラインを策定しているのに装置としての基準を取り入れないのは矛盾しているのではないか?

装置としての線量限度が法体系に取込まれていない
我々は、免除レベルを超える装置であるからこそ、ガイドラインなどにより自主的な管理、規制を行う必要がある、と考えている。
GSR Part 3 requirements の発生装置の免除レベルは、ホリゾン製の低電圧クルックス管のような、我々がこれまで「絶対安全」と謳ってきた固有の安全性を持つ装置に対して適用されると考えられ、これらの装置に対しては管理について考えなくても良い。
また、「in normal operating conditions」に対しての解釈で、暫定ガイドラインのような方針に従うことを前提とすれば、免除レベルを満たしうる。いずれにしても、免除レベル以上、法令での規制値以下と言う線量を、これまで考えられてこなかった領域として、どのように取り扱っていくか今後考えていく必要がある。
厚労省は、2003 年 9 月に行われた「全国規模での規制改革要望に対する見解の確認」では、法令上の「X 線装置」に対して線量による明確な線引きを避けている。「現在、放射線審議会において、放射線を発生する装置における規制の免除の要件について検討されている状況にあることから、その検討を待ちたいと考えている。」とあるが、その後進展はない。

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

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）