日本放射線安全管理学会 第17回学術大会（ 2018/12/5 名古屋大学）

クルックス管プロジェクトシリーズ発表(3) 教育現場での実態測定結果報告

谷口 和史(千代田ﾃｸﾉﾙ)、青木 久美子(世田谷区立千歳中学校)、秋吉 優史(大阪府立大学)、川島 紀子(文京区立文林中学校)、小鍛治 優(永平寺町立志比北小学校)、森山 正樹(札幌市立白石中学校)、
宮川 俊晴(放射線教育F)、山口 一郎(国立保健医療科学院)

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報告内容
1. 測定器の選定
2. 統一プロトコルによる測定・プロトコルの作成
・クルックス管と誘導コイル
・アンケート調査・考察 （アンケート調査）

3. GB測定結果
・結果の集計①②・1/距離２則の適用事例・考察 （GB測定結果）

4. まとめ日本放射線安全管理学会 第17回学術大会（ 2018/12/5 名古屋大学）

1. 測定器の選定
事前にさまざまな測定装置を用いて線量測定を行った。
ケニス十字板入りクルックス管 3C-B ＆ ニューパワー誘導コイル ID-6 の組合せ。
放電極距離 25 mm、放電出力 6、平均電流 40 μA で十字板を下げて正面方向で測定。

出典）秋吉優史（大阪府立大学 放射線研究センター）「学習指導要領改訂による放射線教育の新展開」（第17回放射線プロセスシンポジウム）講演資料

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1. 測定器の選定
例えば･･･

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1. 測定器の選定
スペクトル測定を含む事前実験で確認されたクルックス管からのＸ線測定における問題点として見えてきたこと･･･

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や、放射線計測で通常使用されるNaIシンチレーションサーベイメータなどもエネルギーが低い為測定ができない。

パッシブ型線量計で良好なエネルギー特性を有する「X線用FX型ガラスバッジ」を選定

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1. 測定器の選定
FX型ガラスバッジ（千代田テクノル製、以下GB）の特性

2
Hp(10)
Hp(0,07)

相対レスポンス

1.5・0.1mSv単位（参考値として0.01mSv単位も可能）
・70μm線量当量［Hp(0.07)］、
1cm線量当量 ［Hp(10)］、X線実効エネルギーを算定

10.5

サイズ: 約60x30x15mm
算定値: Hp(0.07), Hp(10) 及びX線実効エネルギー

010100光子エネルギー (keV)日本放射線安全管理学会 第17回学術大会（ 2018/12/5 名古屋大学）

1. 測定器の選定
FX型ガラスバッジ（千代田テクノル製、以下GB）の特性

クルックス管の特性を把握する試験
では、H‘(0.07､α)､ H※(10)でもよいが、最終的には教師や生徒の被ばくが問題であるためHpに拘った。

2Hp(10)Hp(0,07)

相対レスポンス

1.5・0.1mSv単位（参考値として0.01mSv単位も可能）
・70μm線量当量［Hp(0.07)］、
1cm線量当量 ［Hp(10)］、X線実効エネルギーを算定

GBの特性に係わる懸念･･･
・特性を超えるエネルギー変動
・空間分布とGBの大きさ
1⇒ 空間分布測定やシミュレーション結果から本調査で問題はないと判断。

0.5

サイズ: 約60x30x15mm
算定値: Hp(0.07), Hp(10) 及びX線実効エネルギー

010

100
光子エネルギー (keV)日本放射線安全管理学会 第17回学術大会（ 2018/12/5 名古屋大学）

2. 統一プロトコルによる測定 – プロトコルの作成 各地の中学校が所有するクルックス管のX線測定を短期間で行うために、教師ご本人が統一プロトコルに従って実験実施。
教師のGB装着

ガラスバッジ

水無し２ℓペットボトル

・原則として各校２体で実施。
・クルックス管とＧＢの中心軸合わせ、両者の距離、照射時間など統一。
実効エネルギー推定及びHp(0.07)とHp(10)の測定
距離：15cm、30cm、50cm
照射時間：１０分⇒ 距離3点での測定から実際に生徒が観察を行う100cm位置での線量を推定。
・誘導コイルのつまみ設定は「普段の授業で行っている位置」で実施（印加電圧は不明）
・所有するクルックス管に関するアンケート調査実施（後述）・教師は実験実施中GB装着（装置高さ付近の腹部または胸部に装着、照射中は被ばく低減処置（距離、遮へい）実施。）
・全国19校（北海道、山形県、東京都、栃木県、長野県、愛知県、福井県、長崎県）の協力を得て、37本のクルックス管の測定を行った。

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2. 統一プロトコルによる測定– クルックス管と誘導コイル -十字クルックス管ケニス 3C-B

偏向極板付きクルックス管
UCHIDA

誘導コイル
NaRiKa NIC-03

冷陰極式クルックス管
NaRiCa CT-TR

誘導コイル
UCHIDA TW-10E

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2. 統一プロトコルによる測定 – アンケート調査 各校に下記項目の調査を行ない、回答を得た。

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3. 統一プロトコルによる測定 – 考察（アンケート調査）・全国19校で実施。クルックス管数：37体、誘導コイル：16体。
・実験装置のグルーピングは、製造メーカーや型式等が明確でなく困難。
⇒ 今後継続する測定調査では、装置全体写真や銘板写真などを含めグルーピングに必要な情報収集を追加する。
・加電圧、電流に関する情報がない。
⇒ 装置の取扱書にも記載がない。誘導コイルの可変ツマミに目盛はあるが、電圧との関連が不明。電圧・電流情報を得るために実験装置の工夫（改造）が必要。
・実験中に蛍光板の輝線が不安定に揺れ動く、放電音が発生したが時間経過とともに減少、蛍光板の輝線が下流側で消える などさまざまな様子が観察された。
⇒ 経年劣化の可能性が高いが、製造年（購入年）が不明なものも多く、原因が特定できない。教材メーカーの協力も不可欠と思われる。
・授業では、電子の流れがはっきり見えるようにツマミを最大で実施、蛍光板の輝線が見えるのでツマミはゼロにしている など教師それぞれの工夫がある。
⇒ 装置の特性を系統的に把握するためプロトコルをより厳密化する必要がある。
（最終的に安全にクルックス管実験を行うための共通手順策定につなげる。）

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3. GB測定結果 – 測定の集計① GBによる全測定結果を一覧表に示す。
空欄は検出限界値未満或いは実効エネルギー推定不可を示す。
実施校No.

123456789101112131415161723.5
7.4
0.6
8.1

4.2

0.1
0.1
0.2

9.4
1.9
0.6

18

19

70μm線量当量（mSv）/10分
クルックス管1 15cm
クルックス管1 30cm

0.2
0.1

0.30.1

クルックス管1 50cm
クルックス管2 15cm
クルックス管2 30cm

クルックス管2 50cm－－－－－－

教員

24.6
7.1
2.5
5.2

0.5

BackGround

19.0
4.8
1.9

7.0
0.9
0.3

0.1
0.1
0.1
0.1

32.69.2
3.9
0.1
0.2
0.3
0.1

1.1
0.3
0.1

0.3
0.2
0.1
0.2
0.1

0.2
0.1

0.3

2.0

3.2
0.7
0.2

1cm線量当量（mSv）/10分
クルックス管1 15cm

0.1

0.1

クルックス管1 30cm
クルックス管1 50cm
クルックス管2 15cm

15.8
4.8
1.9
3.0

13.8
3.6
1.5

3.8
0.4
0.2

11.0
3.4
1.6

クルックス管2 30cm
クルックス管2 50cm

0.1

教員

0.4
0.1
0.1

0.1

0.6
2.4
0.2
2.5

0.1

0.1

0.3

0.1

BackGround
X線実効エネルギ－（keV）
クルックス管1 15cm
クルックス管1 30cm

クルックス管1 50cm
クルックス管2 15cm

161722232521242525212020171819

クルックス管2 30cm
クルックス管2 50cm
教員BackGround1622181919161117181720201718181719

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3. GB測定結果 – 測定の集計② Hp(0.07)に着目、距離別測定のうち複数（ふたつ以上）検出されたものに限定して集約。1／距離２則により推定した100cm位置での線量、教員着用のGB測定結果を合わせて記載。

１）1／距離２則近似式より推定した1m位置での１0分間のHp(0.07)線量（mSv/10分）
２）上記１）で求めた線量に実験時間を30分+30分として推定（mSv）

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3. GB測定結果 – 1／距離２近似式の適用事例 -【実施校No.4、クルックス管１】【実施校No.14、クルックス管１】

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3. GB測定結果 – 考察（GB測定結果）-

・３つの距離別測定で、いずれの距離でもHp(0.07)が検出されなかったクルック
ス管は18体/37体、Hp(10)は22体/37体。一方、すべての距離でHp(0.07)が検出されたものは10体／37体、Hp(10)は7体／37体。 （Hp(10)の7体は、Hp(0.07)の10体に含まれる。）
・Hp(0.07)が検出された装置について、測定値は1／距離２則にほぼ乗った。
1／距離２則近似式を用いて1m位置でのHp(0.07)を推定。
・15cm位置でのHp(0.07)が32.6mSv/10分を示す装置が確認された。これは1m位置での推定Hp(0.07)が0.9mSv/10分になるが、今回の測定のために意図的に最大出力（最大ツマミ）で実施したものであり、普段からこの数値が出ているわけではない。
・一方、最大出力で実験している学校でも、1m位置での推定Hp(0.07)が検出限界未満に留まっていたり、逆に最小出力にも係わらず15cm位置で23.5mSv/10分、1mでの推定Hp(0.07)が0.6mSv/10分になる装置もあった。
⇒ このようなさまざまな特殊性に製造元（販売元）の偏りは無い模様。また、経年劣化によると断定もできない。
・ 1／距離２則に乗らないものや念のために配備したバックグラウンド測定用GBに有意な値を示したものもあった。
⇒ 特異的な結果を示す装置は、電圧の安定性が極端に悪いなどの原因も考えられるので詳細調査が必要かもしれない。そのためにも実態調査は継続すべきでる。

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3. GB測定結果 – 考察（GB測定結果）・ 教師が着用したGBでHp(0.07)が検出されたのは、7個/37個。
・ 距離別測定で高いHp(0.07)値が検出された装置でも、教師着用のGBで未検出のものがある。また、1m位置での推定線量を用いて計算した教師推定Hp(0.07)
線量と教師着用のHp(0.07)値を比較すると、後者は前者より1/2から1桁低い。
被ばく低減のために距離を取ること、遮へい設置することをプロトコルに盛り込んでおり、線量実測値が低くなるのは極めて自然のことと考えられる。
⇒ 被ばく低減処置が有効だったとも言えるが、着用部位が適切でなかった可能性もある（例えば、実験机より下方にGB装着）ので、今後継続する実態調査
では、講師のGB装着部位や被ばく低減処置についてより詳細に指定する必要があるかもしれない。
・推定実効エネルギーは16～25keVであり、スペクトル測定やGMサーベイメータとアルミニウム遮へい板を用いた線減弱係数推定実験から算定したエネルギーとよく一致している。

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4. まとめ・教師や生徒の放射線被ばくが懸念されるため、Hp(0.07)、Hp(10)測定及び実効エネルギー推定可能なX線用ガラスバッジを使ってクルックス管からの漏洩X線の線量測定を行った。
・15cm位置での10分間のHp(0.07)が最大で32.6mSv、測定結果より推定した1m位置での10分間のHp(0.07)が0.93mSvになった。
・実際の授業での実験観察は、通常数分間で1m程度離れた位置で行うので人体影響はほとんど考えられないが、今回確認された以上の漏洩がある装置や装置を覗き込む生徒もいると想定されるので、皮膚や眼の被ばくに配慮すべきかもしれない。
・今回、Hp(10)も測定したが、Hp(0.07)に限定して考察した。漏洩X線のエネルギーが20keV程度と極めて低いため、実効線量としての影響はほとんど無いと考えるが、人体影響を含め放射線防護の専門家の議論を期待したい。
・今回は電子線下流側にGBを配置して測定したが、実際の実験では生徒は同心円的に装置を取り囲んで観察するため、シミュレーション評価に加えて２次元的、３次元的な線量分布測定が望まれる。
・教育現場での実態を把握するために、実態調査の継続は必要である。

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備考
実効エネルギー：銅フィルタを使って半値層から減弱係数を求める。光子エネルギーを単色と考えて、この減弱係数に等しくなる光子のエネルギーを実効エネルギーという。
実効線量とHp(10)：下図