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ときありはら
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1 ガラス線量計リーダー FGD-200 シリーズガラス線量計 SC-1 ガラス線量計リーダー FGD-250 シリーズ平成 26 年 7 月総販売元株式会社千代田テクノル製造元 AGC テクノグラス株式会社

2 蛍光ガラス線量計環境モニタリングシステム説明資料 < 目次 > 1. 概要 2.RPL 蛍光発光原理 3. パルス励起による蛍光読取原理 ( 連続パルス励起法 ) 4. 環境モニタリングシステムの特徴 4.1 ガラス線量計 (SC-1) の特徴 4.2 ガラス線量計リーダー (FGD-200/FGD-250) の特徴 5. 旧ガラス線量計との相違点 ( 改良のポイント ) 6. システム構成 7. 環境モニタリングシステム製品仕様 7.1 ガラス線量計 SC ガラス線量計リーダー FGD-200 シリーズ 7.3 ガラス線量計リーダー FGD-250 シリーズ 8. 本製品についてのお問い合わせ先付録 ] 環境モニタリングシステム基本特性データ TLD との比較資料 FGD-202(FGD-252) エネルギー推定機能解説

3 1. 概要蛍光ガラス線量計は放射線が照射されたガラスが紫外線励起によってオレンジ色の蛍光を発する現象 ( ラジオホトルミネセンス :RPL) に基づく固体線量計です放射線の照射によって生じた RPL 中心は読取操作によって消滅することがなく何度でも繰返し読取りができる真の積算型固体線量計です A G C テクノグラス株式会社の蛍光ガラス線量計システムはパルスレーザー読取方式により自然放射線レベルの低線量域から高線量域 (10Gy/Sv) までの広範囲を高精度で測定でき幅広い用途に使用できます A G C テクノグラス株式会社の蛍光ガラス線量計による環境モニタリングシステムは γ 線及びX 線を精度よく測定できるシステムです原子力施設周辺の環境 γ 線モニタリング RI 室および X 線室などの作業環境線量モニタリング各施設管理区域境界の空間線量モニタリングなどさまざまな用途に適用できます線量読取には専用のガラス線量計リーダーが使用され全て自動測定にて線量測定値が算出されますまた線量計のID も自動読取されますので管理が容易になっています本資料では測定原理特徴旧ガラス線量計からの技術的改良点システム構成製品仕様などを説明いたします *) 銀活性リン酸塩ガラスを使用 - 1 -

4 2.RPL 蛍光発光原理銀活性リン酸塩ガラスに電離放射線を照射しその後紫外線で励起するとオレンジ色の蛍光を発しますこの現象はラジオホトルミネセンス (RPL) と呼ばれ蛍光量が放射線量に比例することから線量計に応用されています ( 図 2.1) 電離放射線が銀活性リン酸塩ガラスに照射されると電子および正孔 ( ホール ) が叩き出され電子はガラス構造中の Ag + に捕獲され Ag 0 となります一方正孔は一旦 PO 4 四面体に捕らえられますが時間の経過とともに Ag + へ移行しより安定な Ag ++ を形成します ( 図 2.2) これらの Ag 0 及び Ag ++ が共にガラス中で RPL 中心 ( 蛍光中心 ) となります図 2.1 RPL の原理図 2.2 RPL 中心の形成 - 2 -

5 3. パルス励起による蛍光読取原理 ( 連続パルス励起法 ) 連続パルス励起法はガラス素子の固有の蛍光成分であるプレドーズや汚れによる蛍光の影響を除去するために開発された蛍光読取技術です RPL とプレドーズの蛍光の減衰時間が異なることを利用していますパルス励起光源としては紫外線パルスレーザーを使用していますパルス状のレーザー光をガラス素子に照射すると蛍光が発生しますがこれは時間とともに減衰します図 3.1 はその蛍光減衰の様子を示しています蛍光は主に 3 つの成分に分けられます 1 汚れとプレドーズによる蛍光 ( 約 1μs までに減衰 ) 2RPL による蛍光 ( 約 μs までに減衰 ) 3 プレドーズによる蛍光で減衰の遅いもの ( 約 1ms まで延びている ) この中から 2 の RPL だけを選択的に取出して汚れやプレドーズの影響を除去しています図 3.1 ガラス素子の蛍光成分 - 3 -

6 図 3.2 は RPL に比例した信号を得るためにガラス素子の蛍光信号を時間分割した様子と演算式を示したものです t(1 の蛍光が減衰した後 ) から t(rpl の減衰途中 ) までの間の信号 F( 積分値 ) を測定しますさらに t(rpl が減衰した後 ) から t までの間 (t から t までと同じ時間幅 ) の信号 F( 積分値 ) を測定しますこの F に一定の係数をかけて F から差引けば RPL に比例した信号 (RPL ) が得られますなおレーザー光を照射した時に発生する蛍光はレーザー光を照射するたびに発生しますので一つのガラス素子にレーザー光を繰返して照射し多数回測定することができます従って連続パルス発振の紫外線レーザを使用して短時間内に繰返し測定 ( 例 :20 パルス 1 秒間 ) を行ない平均値を求めることで統計学的にも再現性を向上させています図 3.2 蛍光信号の時間分割 - 4 -

7 4. 環境モニタリングシステムの特徴 4.1 ガラス線量計 (SC-1) の特徴ガラス線量計の特徴は以下の3つのポイントで表すことができます 1 繰返し読取りが可能読取り操作によって信号が消滅しません (TLD と異なります ) 貴重なデータの再現が何度でも可能です 2 素子間のばらつきが小さいガラスの均一性が素子間のばらつきを小さくしています 1mGy で変動係数 2% 以下です注 1) 3フェーディングがほとんどない RPL 中心は安定性が高くフェーディングはほとんどありません環境温度の影響もほとんどありません注 1) 弊社実測値です付録の基本特性データをご参照くださいガラス線量計 SC-1 の製品仕様は以下の通りです変動係数 4.5% 以内 (200μGy 137 Cs-γ 線 ) 4.2ガラス線量計リーダー (FGD-200/FGD-250) の特徴ガラス線量計の特徴を生かした読取システムを実用化しました 1パルス励起法による低線量測定紫外線パルスレーザー式リーダーにより自然放射線レベルの低線量を精度よく測定できます読取再現性は1mGy で変動係数 1% 以下です注 2) 2 自動読取システムガラス線量計をリーダーにセットする簡単な操作で連続自動読取ができます ( 連続自動読取数 :FGD-200シリーズは20 個 /FGD-250シリーズは100 個 ) 3ID 自動読取線量計に付与されるID はリーダーで自動読取されますので ID 管理を簡単に行うことができます注 2) 弊社実測値です付録の基本特性データをご参照くださいリーダー (FGD-200/FGD-250) の製品仕様は以下の通りです変動係数 5% 以内 (0.1mGy/mSv 137 Cs-γ 線 ) 2% 以内 ( 1mGy/mSv 137 Cs-γ 線 ) 1% 以内 (10mGy/mSv 137 Cs-γ 線 ) - 5 -

8 5. 旧ガラス線量計との相違点 ( 改良のポイント ) 蛍光ガラス線量計は昭和 30 年代に ( 株 ) 東芝で商品化され昭和 50 年代前半まで広く使用されていた時期がありましたしかし当時のものは実用上さまざまな欠点があり次第に使用されなくなり ( 株 ) 東芝も製造販売を中止せざるを得ませんでしたその後東芝硝子 ( 株 ) 現在 :AGC テクノグラス ( 株 ) が技術的改良を加え新しく蘇らせたのが現在の蛍光ガラス線量計システムです旧ガラス線量計との相違点項目 1. ガラス組成の改良 2. 蛍光読取技術の改良改良内容プレドーズの低減フェーディング耐候性感度などの特性改良フェーディングはほとんどありません連続パルス励起法の開発読取前の超音波洗浄が不要になりましたプレドーズの分離測定が実現できました低線量測定精度の向上自然放射線が測定可能になりました 3. 自動測定技術の改良全自動測定システムの開発線量計からガラス素子の取出しは全て自動です自動線量演算システムの開発モニタリング線量が自動算出されます技術改良とともに JIS が改訂され 1 文部科学省マニュアルが発行されています 2 *1) JISZ4314 蛍光ガラス線量計測装置平成年月改正 *2) 蛍光ガラス線量計を用いた環境 γ 線量測定法平成年月発行 - 6 -

6. システム構成蛍光ガラス線量計システムは基本的にガラス線量計と専用のガラス線量計リーダーから構成されますまた周辺機器としてアニール ( 再生処理 ) 用電気炉

周辺機器 ) アニール用電気炉プレヒート用恒温器アニール用マガジン FGD-202 FGD-251 FGD-252 NHK-210 他 DKN-402 他

1 ガラス線量計 SC-1 γ X 線測定用連続読取数量 20 個標準タイプ連続読取数量 20 個実効エネルキー推定機能付 (<150keV) 連続読取数量 100

9 6. システム構成蛍光ガラス線量計システムは基本的にガラス線量計と専用のガラス線量計リーダーから構成されますまた周辺機器としてアニール ( 再生処理 ) 用電気炉プレヒート用恒温器およびアニール用マガジン ( 再生処理用容器 ) などが必要となります品名型名備考ガラス線量計 SC-1 ガラス線量計リーダー FGD-201 ( 周辺機器 ) アニール用電気炉プレヒート用恒温器アニール用マガジン FGD-202 FGD-251 FGD-252 NHK-210 他 DKN-402 他 FGD-C503 FGD-C503A2 写真 6.1 ガラス線量計 SC-1 γ X 線測定用連続読取数量 20 個標準タイプ連続読取数量 20 個実効エネルキー推定機能付 (<150keV) 連続読取数量 100 個標準タイプ連続読取数量 100 個実効エネルキー推定機能付 (<150keV) アニール用マガジン 1 個収納可能 SC 個処理可能 (DKN-402 の場合 ) ガラスカード 100 個詰めタイプガラスカード 200 個詰めタイプ写真 6.2 ガラス線量計リーダー FGD

10 7. 環境モニタリングシステム製品仕様 7.1ガラス線量計 SC-1 (1) 構造 SC-1 はガラスカード ( ガラス素子と保持するフレーム ) およびプラスチック製 (ABS 樹脂 ) のカプセルから構成されていますガラスカードにはガラス素子 IDとしてカード ( ホールコードまたはバイナリーコードとも呼ぶ ) が付与されていますまたカプセルには線量計 IDとしてバーコードラベルが付与されいずれもリーダーで自動読取が可能ですカプセルは板バネを強力磁石を用いて開錠するとスライド式に分割する構造であり内側には全方向に対してエネルギー補償用フィルタが配置されています (2) 製品仕様項目カード No. ( ホールコード ) 図 7.1 ガラス線量計 SC-1 の構造仕様アウターフレームインナーフレームガラス型名測定線種測定エネルギー範囲測定線量範囲線量計間の感度ばらつきエネルギー特性寸法重量 SC-1 γ X 線 30keV~3MeV 10μGy~10Gy / 10μSv~10Sv 変動係数 4.5% 以下 ( Csγ 線 200μGy) ±20% 以内 (32keV~125MeV) 30mm 40mm 9mm 約 15g - 8 -

11 7.2ガラス線量計リーダー FGD-200シリーズ FGD-200 シリーズはガラス線量計 SC-1 専用のリーダーです 1 回のセットで SC-1 を最大 20 個まで連続読取することが可能です線量表示単位は空気吸収線量 (μgy) と1 線量当量 (μsv) から選択できます (1) 構造リーダー本体コントローラーおよびプリンターから構成されます線量計挿入部 ( カプセルタワー ) に線量計をセットするだけで線量計カプセルの開閉 ID 読取および線量読取を全て自動的に行ないます測定結果は画面に表示されるとともにデータファイルとして保存されプリンターにて印字可能ですまたリーダーの校正は内部キャリブレーションガラスにより自動的に実行されます図 7.2 ガラス線量計リーダー FGD-200 シリーズの構造リーダーの自動読取機構を図 7.3 に図示します線量計はカプセルタワー挿入口から開錠装置に自動供給された後線量計カプセル内のガラスカードはRPL 検出位置に搬送され線量読取が行なわれますこの搬送の途中でカードが自動読取されます線量読取を終えたカードは線量計カプセル内に戻った後カプセルタワー排出口に搬送されます図 7.3 FGD-200シリーズ自動読取機構 - 9 -

12 紫外線パルスレーザ (2) 製品仕様項目図 7.4 FGD-200 シリーズブロックダイアグラム仕様線量計測定線種線量表示単位線量表示範囲読取再現性 ID No. 読取機能読取時間連続読取能力校正方法主な表示項目データ記憶容量寸法重量 SC-1 ( 測定線量範囲 10μGy~10Gy /10μSv~10Sv) γ X 線 μgy / μsv( オンファントム ) / μsv( フリーエア ) から選択 1μGy ~ 10Gy / 1μSv ~ 10Sv 5% 以内 ( 137 Cs-γ 線 0.1mGy/ msv) 変動係数 2% 以内 ( 137 Cs-γ 線 1mGy/ msv) 1% 以内 ( 137 Cs-γ 線 10mGy/ msv) カプセルID : バーコード (8 桁 ) 自動読取カードNo. : ホールコード (20ビット) 1 測定データあたり 10 秒以内 ( レーサハルス 20ハルス, エネルキー推定なしの場合 ) 20 個スタンダード線量計による自動線量校正内部キャリブレーションガラスによる自動感度校正カプセル ID カード No. 登録日期間登録値線量測定値 ( 増量値 ) 測定値の平均値エネルギー推定値 (FGD-202 のみ ) など登録データ :50,000 件 1 測定データ数 : 最大 999 個 400(W) 570(D) 415(H) mm 約 35kg 電源 AC100V(50/60Hz) Max200W 標準付属品スタンダード線量計カプセルオープナーなど

7.3ガラス線量計リーダ FGD-250シリーズ FGD-250 シリーズはガラス線量計 SC-1 専用のリーダーです 1 回のセットでSC-1を最大 100 個まで連続測定することが可能です線量表示単位は空気吸収線量 (μgy) と1 線量当量 (μsv) から選択できます (1) 構造リーダー本体コントローラーおよびプリンターから構成されます線量計を一旦カートリッジに収納し

13 7.3ガラス線量計リーダ FGD-250シリーズ FGD-250 シリーズはガラス線量計 SC-1 専用のリーダーです 1 回のセットでSC-1を最大 100 個まで連続測定することが可能です線量表示単位は空気吸収線量 (μgy) と1 線量当量 (μsv) から選択できます (1) 構造リーダー本体コントローラーおよびプリンターから構成されます線量計を一旦カートリッジに収納し測定するときにカートリッジをリーダーにセットするだけで線量計カプセルの開閉 ID 読取および線量読取を全て自動的に行ないます測定結果は画面に表示されるとともにデータファイルに保存されプリンターにて印字可能ですまたリーダーの校正は内部キャリブレーションガラスにより自動的に実行されます図 7.5 ガラス線量計リーダ FGD-250シリーズの構造写真 7.1 ガラス線量計リーダー FGD-251 リーダー本体にカートリッジ (SC-1 を 100 個詰 ) が装着された状態

14 内部キャリブレーションガラス紫外線透過フィルタ半透鏡紫外線窒素ガスパルスレーザレーザダイアフラムフォトダイオードガラスカード No. 読取開錠装置カプセル I D 読取サンプルガラスダイアフラム紫外線カットフィルタ赤色透過フィルタ干渉フィルタカートリッジマイクロプロセッサ上位コンピュータパソコンプリンタ赤色透過フィルタ光電子増倍管 ( フォトマル ) リファレンスガラス紫外線カットフィルタプリアンププリアンプ高圧回路積分回路 A/D 変換トリガ回路タイミング回路 (2) 製品仕様項目図 7.6 FGD-250 シリーズブロックダイアグラム仕様線量計測定線種線量表示単位線量表示範囲読取再現性 ID No. 読取機能読取時間連続読取能力校正方法主な表示項目データ記憶容量寸法重量 SC-1 ( 測定線量範囲 10μGy~10Gy /10μSv~10Sv) γ X 線 μgy / μsv( オンファントム ) / μsv( フリーエア ) から選択 1μGy ~ 10Gy / 1μSv ~ 10Sv 5% 以内 ( 137 Cs-γ 線 0.1mGy/ msv) 変動係数 2% 以内 ( 137 Cs-γ 線 1mGy/ msv) 1% 以内 ( 137 Cs-γ 線 10mGy/ msv) カプセルID : バーコード (8 桁 ) 自動読取カードNo. : ホールコード (20ビット) 1 測定データあたり 10 秒以内 ( レーサハルス 20ハルス, エネルキー推定なしの場合 ) 100 個スタンダード線量計による自動線量校正内部キャリブレーションガラスによる自動感度校正カプセル ID カード No. 登録日期間登録値線量測定値 ( 増量値 ) 測定値の平均値エネルギー推定値 (FGD-252 のみ ) など登録データ :50,000 件 1 測定データ数 : 最大 999 個 445(W) 660(D) 505(H) mm 約 50kg 電源 AC100V(50/60Hz) Max200W 標準付属品カートリッジスタンダード線量計カプセルオープナーなど

15 8. 本製品についてのお問合わせ先 A G C テクノグラス株式会社が製造する蛍光ガラス線量計システムの総販売元は株式会社千代田テクノルになります本製品については以下へお問い合わせ下さい A G C テクノグラス株式会社

16 環境モニタリングシステム基本特性データ 1. 線量計間の感度ばらつき 10 個の線量計に 137 Cs-γ 線を各線量照射した時の線量計間の感度ばらつきを図 1 に示します変動係数は 0.1mGy で3% 以下 1mGy 以上では 2% 以下であることが確認されています製品仕様変動係数 4.5% 以内 (200μGy 137 Cs-γ 線 ) 図 1 線量計間の感度ばらつき ( 変動係数 ) 2. 線量直線性図 2に 137 Cs-γ 線空気吸収線量に対する10μGy から 500mGy の線量範囲での直線性を示します 1mGy でのレスポンスを基準 (1.0) とした時の相対レスポンスは ±5% 以内であることが確認されています図 2 線量直線性 - 1 -

17 3. リーダー指示値の再現性 137 Cs-γ 線空気吸収線量を 0.02mGy ~100mGy まで照射した各線量計について同一の線量計を10 回繰り返して読取った時のリーダー指示値と変動係数の関係を図 3に示します (1 回の読取パルス数は 50パルス ) 0.1mGy で2% 以下 0.2mGy 以上では 1% 以下と高い再現性が得られています製品仕様変動係数 5% 以内 (0.1mGy/mSv 137 Cs-γ 線 ) 2% 以内 ( 1mGy/mSv 137 Cs-γ 線 ) 1% 以内 (10mGy/mSv 137 Cs-γ 線 ) 図 3 リーダー指示値の再現性 4. エネルギー特性空気吸収線量に対するエネルギー特性を図 4に示します 137 Cs-γ 線のレスポンスを基準 (1.0) とした時の相対レスポンスを表しています 32keV ~ 1.25MeV( 60 Co-γ 線 ) のエネルギー範囲で ±20% 以内の特性が得られています図 4 空気吸収線量に対するエネルギー特性 - 2 -

18 方向特性 137 Cs-γ 線および 60 Co-γ 線に対する方向特性を図 5 に示します図中の相対感度はそれぞれ正面での感度を基準 (1.0) とした時の各方向での感度比を表しています ±15% 以内の特性が得られています ( 正面 ~ 左右 90 ) ( 正面 ~ 上下 90 ) 図 5 方向特性 ( 137 Cs-γ 線 60 Co-γ 線 )

19 6. ビルドアップ特性 RPL の蛍光量は放射線照射後時間の経過とともに増加して安定化しますこれをビルドアップ特性と呼んでいます図 6 に各温度でのビルドアップ特性を示します 20 での24 時間後を基準 (1.0) とした相対強度で表してしますビルドアップの速さは周囲の温度に依存し高い温度ほど速くなります環境モニタリングでは線量計回収後読取前にプレヒート ( 例 :70 1 時間 ) を行なうことによりビルドアップ率を一定化させ配備中の周囲温度の影響をなくすことができます図 6 ビルドアップ特性 7. 長期経時変化特性図 7 に室温 (20 ) および 40 における照射後 90 日間までの経時変化特性を示しますビルドアップ完了後の経時変化は認められず安定しています 3ヶ月間の環境モニタリングに使用してもフェーディングの心配はありません図 7 長期経時変化特性 - 4 -

20 8. リーダーの安定性 JIS-Z-4314 に基づき以下の項目についてリーダーの安定性を確認しています 1 電源電圧変動に対するリーダーの安定性定格電圧 (AC100V) の ±10% の変動範囲内で指示値の変化率は ±5% 以内と安定しています 2 温度に対するリーダーの安定性 5 ~35 の温度範囲で室温 (20 ) に対する指示値の変化率は ±5% 以内と安定しています 3 湿度に対するリーダーの安定性相対湿度 80% にて相対湿度 50% に対する指示値の変化率は ±5% 以内と安定しています 4 光に対するリーダーの安定性 JIS-Z-4314 に示す条件 (3klx) で指示値の変化率は ±5% 以内と安定しています以上 - 5 -

21 TLD との比較資料 1. 原理上の比較 1.1 発光過程などの違い蛍光ガラス線量計はラジオフォトルミネセンス (RPL) 現象に基づいた固体線量計で下の表に示すように安定した蛍光が得られるとともにその発光過程は放射線照射によって受けたエネルギーの散逸現象ではないため繰り返しの励起発光が可能です放射線エネルギーの蓄積過程発光過程放射線エネルギーの散逸光刺激ルミネセンス熱ルミネセンス (RPL) *) (OSL) **) (TL) ***) 放射線照射による電離作用により自由になった電子と正孔 ( ホール ) が結晶内の格子欠陥などに捕獲され捕獲中心として保存される捕獲された電子正孔のエネルギー状態がかなり安定 1) な場合にはその電子正孔は光によって励起されると 2) 基底状態へは落ちずに蛍光を発して元の状態 ( 放射線照射後の状態 ) に戻る放射線エネルギーの散逸はともなわない光エネルギーの吸収により準安定状態におかれた電子正孔が発光 2) とともに基底状態に落ちる *) RPL : Radiophotoluminescence **) OSL : Optically Stimulated Luminescence ***) TL : Thermoluminescence 1) : 銀活性リン酸塩ガラスはこの場合に該当する 2) : 放射線照射前の状態加熱により捕獲中心から電子正孔が解放されて再結合し発光と 2) ともに基底状態に落ちる放射線エネルギーを光として放出する刺激緩和現象 - 1 -

22 1.2 構造上の違い蛍光ガラス線量計に使用される銀活性リン酸塩ガラスは下表に示すように構造上の理由から均一性および安定性が TLD より優れています従って線量計間の感度ばらつきが小さくフェーディングがほとんどない等の特徴があります放射線によって遊離した電子正孔の捕獲均一性蛍光ガラス線量計 ( 銀活性リン酸塩ガラス ) ガラス中の Ag + に捕獲され Ag O 及び Ag ++ を形成する非晶質固体であるガラスの構造は均一な液体の状態に近く従って Ag + も均一に存在し感度一定のものを作りやすいガラス中にも格子欠陥のようなものがあるが Ag + の電子を引き付ける力が強いので無視できる安定性 Ag O 及び Ag ++ はガラスマトリックスの近傍のイオンと相互作用してそれ自身が安定化する T L D ( 結晶 ) 結晶構造中の格子欠陥に捕獲される格子欠陥は不均一に存在し結晶の生成過程によって敏感に変動するため感度一定のものを作りにくい格子欠陥の電子正孔の捕獲力は Ag + イオンとの結合力に比べて緩い 1.3 測定原理蛍光ガラス線量計と TLD の測定原理をまとめると下表の通りとなります蛍光ガラス線量計 TLD 放射線照射によって遊離した電子と正孔 ( ホール ) がガラス中の Ag + イオンに捕らえられて安定な蛍光中心を作りその量は線量に比例する Ag + + e - = Ag O Ag + + hole = Ag ++ この蛍光中心が作られたガラスを紫外線で励起するとオレンジ色の蛍光を発するこの蛍光量を測定する放射線照射によって遊離した電子と正孔 ( ホール ) が結晶中の格子欠陥に捕らえられて蛍光中心を形成し準安定状態を保つこれを 200 ~400 の高温に加熱すると捕らえられた電子が解放され正孔と再結合しこの時熱ルミネセンスを発光するこの蛍光量を測定する - 2 -

23 2. 性能比較 TLD と比較した場合に挙げられるガラス線量計の主な特徴は以下の通りです 1 発光現象が放射線エネルギーの散逸によるものではないため何度も繰り返して読取ることが可能である TLD は一回の読取りで蛍光中心が消滅してしまうため繰り返し読取りが不可能読取りミスによりデータ消滅の危険性がある 2 ガラス素子の均一性により線量計間の感度ばらつきが小さい 3 蛍光中心の安定性が強くフェーディングがほとんどないため長期のモニタリングに最適である環境 γ 線モニタリングに使用される線量計について主な特性を比較すると下表のようになります項目測定線量範囲 ( 線量表示範囲 ) ガラス線量計 (SC-1) 10μGy ~ 10Gy (1μGy ~ 10Gy) TLD (UD-200S) 1μGy ~ 0.2Gy 2) (0.1μGy ~ 0.2Gy) 線量計間の感度ばらつき ( 変動係数 ) 100μGy : 3 % 以下 1 mgy : 2 % 以下 1) 1 mgy : 5~6 % 3) 繰返し読取り可能不可エネルギー特性方向特性 ±20 % 以内 (30keV ~ 1.3MeV) 1) ±30 % 以内 (30keV ~ 1.3MeV) 4) ±15 % 以内 ±15 % 以内 ( 137 Cs 60 Co-γ) 1) ( 137 Cs 60 Co-γ) 4) フェーディング年間 1 % 以下 6 ヶ月間で 8 % 2) 1) 弊社環境モニタリングシステム基本特性データ 2) メーカーカタログ値公益社団法人日本アイソトープ協会放射線防護用設備機器ガイド 2012/2013 年版 3) 財団法人放射線計測協会熱ルミネッセンス線量計特性試験報告 4) 文部科学省熱ルミネッセンス線量計を用いた環境 γ 線量測定法 - 3 -

24 3.JIS 規格値の比較ガラス線量計と TLD について環境 γ 線量測定に関しての JIS 規格値を下表に示します JIS No. 名称ガラス線量計 JIS-Z-4314 蛍光ガラス線量計測装置 TLD JIS-Z-4320 熱ルミネセンス線量計測装置エネルギー範囲 30keV ~ 3MeV 30keV ~ 3MeV 感度ばらつき線量直線性経時変化特性エネルギー特性方向特性対温度安定性対湿度安定性変動係数 : 以下 (200μGy n=10 ) 100μGy~10mGy:±10% (200μGy 基準 ) 日間 : -5%~+15% 日間 : -5%~+15% ±30% (35keV~ 60 Co 137 Cs 基準 ) ±20% 137 Cs-γ 線 ( 正面 ~ 上下左右 90 ) ±5% (-10 ~40, 20 基準 ) ±5% (40, 90%RH, 48h) 最大値 / 最小値 :1.30 以下 (200μGy n=50 ) 100μGy~10mGy:±10% (300μGy 基準 ) 日間 : ±15% 日間 : ±25% ±30% (35keV~ 60 Co 137 Cs 基準 ) ±20% 137 Cs-γ 線 ( 正面 ~ 上下左右 90 ) 規定なし ±20% (40, 90%RH, 48h) 両者の JIS 規格値からガラス線量計の性能については TLD と比較して以下の点が判断できます 1 感度ばらつきが小さい 2 経時変化が少ない 3 温湿度に対する安定性が高い 4 線量直線性エネルギー特性及び方向特性は同程度従って環境 γ 線モニタリング用の積算線量計として TLD と同等以上の性能であることが JIS 規格値からも明らかです以上 - 4 -

25 FGD-202(FGD-252) エネルギー推定機能解説ガラス線量計 SC-1は FGD-202(FGD-252) リーダーを用いて 150keV 以下の実効エネルギーの推定を行うことができますガラス線量計 SC-1は図 1 に示すようにエネルギー補償用フィルタ (Sn) の中間部にスリットがある構造になっていますそのため 150keV 以下の低エネルギー X 線が照射された場合ガラス素子の中でフィルタを介して照射された部分とスリットから照射された部分とではそれぞれ蛍光強度が異なります図 1 フィルタとガラス素子の位置関係 FGD-202(FGD-252) ではガラス素子の蛍光分布を図 2 に示す機構で測定することができますダイアフラム 2をガラス素子と蛍光を検出する光電子増倍管の間で7ステップで移動させることによりガラス素子の照射面上の7つのポジションの蛍光強度を求めることができますサンプルガラス蛍光 7ポジション 6ポジション 5ポジション 4ポジション 3ポジション 2ポジション 1ポジション検出範囲図 2 7 ステップ式移動ダイアフラムによる蛍光強度分布測定 - 1 -

26 各実効エネルギーを正面から照射した時の蛍光検出強度分布の例を図 3 に示しますフィルタ中間部のスリット位置をピークとした分布が得られかつエネルギーによって強度比が変化していますまた各方向から照射した時の蛍光検出強度分布のピーク位置及び強度の変化例を図 4 に示します諸々の照射条件での各蛍光検出強度分布について最大強度と最少強度の比を求めると照射方向にほとんど依存されずに一例として図 5 に示すようなエネルギーに対する関係が得られます図 5からは 150keV 以下のエネルギー範囲でその強度比が変化していことが確認できます従いまして平均的なものをエネルギー推定曲線としてリーダーに記憶させこの曲線を基に 150keV 以下のエネルギー推定を行ないますなおエネルギー推定曲線としては異なる線質により 5 種類から選択可能です図 3 各エネルギーにおける蛍光検出強度分布 ( 例 ) 各方向で照射した時の蛍光強度分布 ( 例 ) 図 5 エネルギー推定曲線 ( 例 ) - 2 -

27 図 5 から分かりますように約 30keV 以下の低いエネルギー域では強度比の変化が緩くなっているため推定が難しくなってきますこれはこのような低エネルギー域ではガラス素子に生じる蛍光中心が照射表面付近に片寄ってくるためです従いまして前述のエネルギー推定方法で30keV 以下と判断された場合ガラス素子の板厚方向の簡単な分布を求めその比でエネルギー推定を行なっています図 6 はガラス素子の照射面側 ( 上半分 ) と後面側 ( 下半分 ) の2 分割の蛍光強度を測定するための機構を示したものです照射範囲サンプルガラス上半分全体下半分紫外線入光ダイアフラム1 図 6 3ポジション ( 上下半分と全体 ) 紫外線励起機構この機構を用いて照射面側 ( 上半分 ) と後面側 ( 下半分 ) の比を求めると図 7 に示すような曲線が得られますこちらも平均的なものを 30keV 以下用のエネルギー推定曲線として使用することができます以上 2 通りの蛍光強度分布測定機構にて 150keV 以下のエネルギー推定を行なうことができます図 7 30keV 以下のエネルギー推定曲線 ( 例 ) 以上 - 3 -

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蛍光ガラス線量計システム蛍光ガラス線量計小型素子システムドーズエース説明資料 Dose Ace (FGD-1000) ガラス素子線量計素子ホルダー平成 25 年 5 月総販売元製造元株式会社千代田テクノル電子カンパニー蛍光ガラス線量計小型素子システム説明資料 < 目次 > 1. 概要 2.RPL 蛍光発光原理 3. 小型素子システム Dose Ace の特徴 3.1 ガラス線量計素子 (GD-300