新製品紹介

PET 施設用ガンマ線遮蔽鉛ガラス Pro−GR
日本電気硝子株式会社技術部第一グループ

長寿研

Gamma−ray shielding lead glass for PET facilities ”Pro−GR”
Ken Choju
Nippon Electric Glass Co，
Ltd
No.1 Group, Technical Division

F―FDG が集まる。この状態を PET 装置で外１．はじめに部から撮影すれば，がん細胞の存在や病巣の大最 近，が ん の 早 期 発 見 を 目 的 と し て PET

きさが確認できる。国内では現在約１５０の医療（Positron Emission Tomography）を受ける人施設で PET 診療が行われており，新たに PETが増加している。PET とはがん細胞が通常細胞より ５〜１０倍のエネルギーを消費するとい１。
を導入する施設も増加している!

がんの PET 診療に用いられる薬剤１８F―FDGう特徴を利用した検査法である。放射性同位体からは０．
５１１MeV のエネルギーを持ったガンである１８F を標識した１８F―FDG という薬剤を静マ線が放出される。PET 診療にかかわる医療脈から注射するとがん細胞の存在する病巣に１８従事者は一日に何人もの診療を行うため被曝量（a）

遮蔽窓使用例（b）

防護衝立使用例

７B の X 線施設での使用例
図 １ LX―５〒５２０―８６３９滋賀県大津市晴嵐 ２―７―１３７―１３７１
TEL ０７７―５３４―３５７２
FAX ０７７―５E―mail : kchoju@neg.co.jp

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3２００６の増加が大きな問題となっている。
現在，医療エックス線施設の遮蔽窓や防護衝立には酸化鉛を約５０wt％含有する鉛ガラス（弊７B）が 用 い ら れ て い る（図社 製 品 名：LX―５

動が困難になる場合もある。

２．PET 施設用ガンマ線遮蔽鉛ガラス Pro―GR１）。医療に用いられるエックス線のエネルギー

弊社では，ガンマ線の遮蔽性能に優れた PET

は０．
１〜０．
２MeV で あ り，厚 さ ９ mm の LX―

施設用ガンマ線遮蔽鉛ガラス Pro―GR を開発し５７B を用いると入射するほとんどのエックスた。Pro―GR はエックス線施設で広く使用され線を遮蔽することができる。ガンマ線において７B に 比 べ て 酸 化 鉛 含 有 率 が 高て い る LX―５も鉛ガラスを用いれば減弱させることは可能でい。従来，鉛含有率の高いガラス材質は連続製ある。しかし，PET 診療で用いられるガンマ板が極めて困難であった。今回，製造設備や製線のエネルギーは０．
５１１MeV と高く，物質透造方法など種々の改善により PET 施設用途に過能が高いため必要な遮蔽能を得るには厚いガ十分なサイズのガラスを提供できるようになっラスが必要となる。そのため複数枚の鉛ガラス

７B の概念組成，た。表 １ に Pro―GR と LX―５を貼り合せることが必要となる場合がある。ま物理特性を示す。

た可動式の防護衝立として使用する場合には移表 １ Pro―GR と LX―５
７B の概念組成・物理特性＊線減弱係数が大きい程，遮蔽体厚さを薄くすることができる。

３．１８F―FDG を用いる PET 施設における鉛ガラスの板厚設計概念
鉛に０．
２MeV のエックス線と０．
５１１MeV のガンマ線透過率を表 ２ に示す。
０．
２MeV のエネルギーをもつエックス線は６６厚さ ３ mm の鉛でほぼ遮蔽できる。一方，
０．
５１１MeV の ガ ン マ 線 で は 厚 さ ２ mm の 鉛 で７８．
６％，厚さ ３ mm の鉛でも６９．
０％ が透過する。この違いが理解されていないため PET 施設の設計においてエックス線とガンマ線が混同されたり，鉛ガラスを供給するメーカー間で統NEW GLASS Vol．
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一された板厚設計基準が示されていなかったり概念について説明する。なおガンマ線の実効線する問題が生じている。

量透過率は（財）原子力安全技術センター発行

７B
弊社では Pro―GR の製品化に伴い，LX―５の「放射線施設のしゃへい計算

実務マニュア及び Pro―GR を PET 施設のガンマ線遮蔽ガラ

ル２０００」に則って計算することとした。

スとして安全，適切に使用していただけるよう

３−１．ビルドアップ係数と実効線量透過率の計算

実効線量透過率の計算方法を見直したのでその

表 ２ 鉛に対するエックス線とガンマ線透過率

鉛ガラスなどの遮蔽体を透過する放射線量率

後の線量率を求める場合には，遮蔽体で散乱すは図 ２（a）の様に放射線がコリメートされてる線量を考慮した以下の!
２式を用いなければないる場合，一般に以下の!
１式で表される!２。

２。
らない!

１!

I=I０×e―µx
I ：透過後の線量率µ：線減弱係数

I０：入射時の線量率

ｘ：遮蔽体の厚さ２!

I=B×I０×e―µx
B：ビルドアップ係数

２式において，散乱による線量の増加分を表!
PET 診療の場合，線源はコリメートされてすのがビルドアップ係数である。検出器の方向いないため図 ２（b）のようにあらゆる方向に以外に照射された放射線が遮蔽体内で散乱し，放射線が放射される。放射線の一部は，遮蔽体検出器へ入射することにより，実効線量が増加を透過する際に散乱し，方向を変えることによする。

り検出器に入射する。よって遮蔽体を透過する

図 ３ に鉛における放射線のエネルギーと相放射線量率には!
１式の線量：I に一部の散乱し３。放射線のエネルギーが互作用の関係を示す!

た光子等による線量が加わる。したがって，

０．
２MeV 以下の領域では，放射線と遮蔽体をPET 診療において放射線が遮蔽体を透過した構成する元素との相互作用はそのほとんどが光（a）（b）
図２

放射線の遮蔽体透過イメージ

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電効果である。そのため，放射線の減弱は吸収g/cm３ の鉛ガラスの mfp＝１０におけるビルドによって起こる。よって，散乱の影響は小さくアップ係数は図 ４ よりそれぞれ約 ８ と約１３

ビルドアップ係数は １ として良い。しかし，である。鉛ガラスを遮蔽体として用いる場合のエネルギーが０．
２MeV を超える領域では光電板厚設計において，真のビルドアップ係数より効果の相互作用による減弱とコンプトン散乱のも低い値を用いた場合には実際の漏洩ガンマ線相互作用による減弱の大きさが近くなり散乱の量が計算値より多くなる。逆に，高いビルドア影響が大きくなる。そのため，ビルドアップ係ップ係数を用いた場合は必要以上に大きい板厚数は １ よりも大きくなる。となる。よって，鉛ガラスによるガンマ線の遮６０

図 ４ に Co を線源とした場合の各種材料の蔽計算を適正に行うためには，実際に使用され２!

る線源エネルギーにおける鉛ガラスのビルドア

ビルドアップ係数は常に １ より大きく，遮ップ係数を実際のガラス組成・密度から計算しビルドアップ係数を示す 。
蔽体の材質，厚さ，入射するガンマ線のエネルて使用することが重要である。

ギーによって変化し，密度の小さい元素ほどビ３−２．日本電気硝子!の遮蔽計算方法

ルドアップ係数が大きくなる傾向がある。

ビルドアップ係数の計算方法には簡易計算

遮蔽窓や防護衝立に使用される鉛ガラスは広い組成範囲で製造されており，その組成・密度６０によりビルドアップ係数が異なる。例えば Co
３２２を線源とした場合，密度が３．
２７g/cm と６．

コードと詳細計算コードの ２ 種類がある。
弊社では，数種類の方法を選択して無限媒質中における点等方線源に対する鉛，鉄のビルド
アッ プ 係 数 を 計 算 し た。そ の 各 値 を「ANSI

図４図３

各種材料のビルドアップ係数

鉛の各エネルギーにおける相互作用（American National Standard Institute）の公研究者の間で広く用いられているモンテカルロ開データ」と比較して計算コードの信頼性を検法：MCNP（Monte Carlo Neutron and Photon

証した。その結果，実用上の問題がないことをTransport Code System）により計算した値を確認した上で，最も汎用性が高く，放射線医療採用することにした。なお，無限媒質中におけ６８NEW GLASS Vol．
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る点等方線源に対するビルドアップ係数は，後表 ３ に１８F を線源として用いた場合の各鉛厚方からの散乱線も考慮されているので安全側のにおける実効線量透過率およびその透過率に対計算となっている。

７B の対応板厚を示す。
応する Pro―GR,LX―５

今後，弊社鉛ガラス製品の板厚設計には，表７B，鉛鉛 ２ mm，３ mm 相 当 厚 さ は LX―５

１ に記載の概念組成・密度値からモンテカル

５ mm，７．
５mm 相当厚さは Pro―GR を製品とロ法により算出されたビルドアップ係数を用いする。
なお，鉛の実効線量透過率は放射線施設のしることにする。

ゃへい計算
１８３−３． F を線源とした場合の鉛当量
本来 PET 診療における放射線防護を考える
とき，放射線遮蔽材料の遮蔽能は「実効線量透過率」で議論されるべきである。しかし，一般

実務マニュアル２０００から抜粋した。

４．まとめ
１８F―FDG を用いる PET 施設向けに従来の鉛的には「鉛当量」で表現されることが多く，弊ガラスよりも鉛含有率の高い新製品 Pro―GR を社にも鉛ガラス製品の「鉛当量」についての問製品化した。Pro―GR の製品化に伴い，弊社鉛合せが頻繁に寄せられていた。これは，１８F―ガラスの概念組成・特性を公表し，１８F を線源

FDG を用いた場合の放射線遮蔽において「鉛とした場合の実効線量透過率計算方法を示した当量」の規格が JIS 等で規定されていないこと

うえで，「鉛当量」の定義を明確にした。これが原因の一つである。

により弊社鉛ガラスを安全・適切にかつ安心しこのような状況を考慮して，高鉛含有率のPET 施設用ガンマ線遮蔽鉛ガラス Pro―GR をてご使用いただけるようになったものと考える。

開発・商品化するにあたり，これまで明確でなかった鉛ガラスの実効線量透過率計算方法を明確にした。さらに，ガンマ線遮蔽における「鉛当量」を「鉛と鉛ガラスのビルドアップ係数を用いて計算したそれぞれの実効線量透過率を比較して，鉛ガラスの遮蔽能と等価になる鉛板の参考文献
１「月刊新医療 ２!
００
６年 ３ 月」（株）エムイー新興協会
２「ラジオアイソトープ密封線源とその取扱 改訂 ５!
版」日本アイソトープ協会編，丸善株式会社発行
３「放射線概論」石川友清編，通商産業研究社発行!

板厚」と定義した。

表３１８F を線源とした場合の鉛の実効線量透過率と鉛ガラスの対応板厚

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