JP2002071810A

JP2002071810A - ガラス線量計及びその校正方法

Info

Publication number: JP2002071810A
Application number: JP2000257302A
Authority: JP
Inventors: Megumi Urata; 恵浦田; Takashi Matsushita; 敬松下
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2002-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】一般の放射能測定器で校正に使用している核
種が放射するエネルギーより高いエネルギーを照射する
加速器等において個人の被ばく量を測定する測定器及び
その校正法を提供したい。【解決手段】加速器等を停止して点検を行う人たちの
被ばく量をより正確に測定し、事故等が発生したときの
被ばく量をより正確に求めると共に、治療等に反映させ
る。このガラス線量計は、ガラス線量素子３１上に複数
の遮蔽体３１Ａを積層したものである。校正には実際に
使用しようとする粒子線治療装置を用いて行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は粒子線治療装置やＸ
線発生装置等において人が被ばくした線量を測定する個
人用測定器であるガラス線量計及びその校正方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来使用されている個人の放射線被ばく
量の測定器具としては、フイルムバッジ、ポケット線量
計、ガラス線量計、半導体式電子線量計等がある。これ
らの機械は一定期間（通常は1年）を超えないごとに校
正され、精度が保たれていることを確認しながら使用さ
れる。

【０００３】校正は標準となる測定器との比較によって
行われる。日本における基準の計器としては工業技術院
の計器が用いられる。この標準計器により校正された一
次標準計器が校正を行う業者に保管されこれを基に一般
の計器が校正される。校正には通常以下の線源が使用さ
れる。 γ線コバルトー６０１１７２ｋｅＶ１３３２ｋｅＶセシウムー１３７６６２ｋｅＶアメリシュウムー２４１６０ｋｅＶ β線ストロンチュウムー９０２２８０ｋｅＶ中性子線アメリシュウムーベリリュウム最大約２０００ｋｅＶカルホニュームー２５２最大約２０００ｋｅＶ

【０００４】このような放射線源を使用しフイルムバッ
ジやポケット線量計、また環境測定に使用されるＧＭサ
ーベイメーター、電離箱サーベイメーター等の測定器具
が校正される。これらの測定器具の校正の方法を図２に
より説明する。図２において２１は校正用の放射性線源
であって上述した如き各種の線源が存在する。２２は標
準用一次測定器、２４は被校正測定器（例えばサーベイ
メーター）、２５は個人モニター用被校正測定器、２６
は人体模擬用ファントムを示す。標準用一次測定器２２
は校正用に使用する工業技術院で校正された一次標準計
器である。計器２２と線源２１、計器２４と線源２１、
計器２５と線源２１とは、それぞれ同一距離Ｌだけ離れ
た位置関係で測定を行う。

【０００５】先ず図２（Ａ）に従って測定器２２で線源
２１による線量率を求める。その後目的とする測定器２
４を図２（Ｂ）に示すように配置しこの測定器２４の線
量率を求める。測定器２４と一次標準計器２２との各測
定値比を換算係数として求める。換算係数が一定以下で
あればその測定器２４は合格となり換算係数を表示して
測定現場に配置使用される。換算係数が一定以上であれ
ばその測定器２４は不合格となり修理されて再び校正さ
れる。

【０００６】図２（Ａ）（Ｂ）においてはサーベイメー
ターにて説明したが、フイルムバッジやポケット線量計
等の個人用測定器２５においては、図２（Ｃ）に示すよ
うに、人体と同じような組織構成をしたファントム２６
に測定器２４を取り付けて測定を行い、次にファントム
２６に測定器２５を取り付けて測定を行い、校正を行
う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した放射能測定器
の校正方法は日本工業規格に従い実施されているもの
で、校正された機器は、原子力発電所、放射性同位元素
（ＲI）使用施設、加速器施設等において使用される。
しかし、最近治療用の粒子加速器が発達しそれを利用し
た粒子線治療装置が各地に設置されるようになった。こ
の治療装置は電源をきれば放射線の発生が停止する。更
に照射室のドアーを開けば即刻電源が遮断されたり、各
人に電源スイッチの鍵を配布し、全員の鍵が返却されな
い限り電源が投入できない機構等、種々のインターロッ
クを装備しており誤って人に放射線を照射しないような
構造となっている。このために人にたいする特別な個人
モニター用放射能測定器は準備されておらず、従来と同
じフィルムバッジやポケット線量計等を使用している。
一方放射線管理上は被ばくしていないことを証明し記録
しておく必要がある。法律において測定は、原則として
機器で行うこと、どうしても不可能なときは、計算でも
可能となっている。従って放射線管理上は測定可能な機
器が要求されている。

【０００８】しかし、最近設置された加速器は４００Ｍ
ｅＶの陽子線や、８ＧｅＶ（８０００ＭｅＶ）の電子線
等、従来の校正に使用されている核種から放射される放
射線のエネルギより１０００倍以上高いエネルギーのビ
ームを放出する。個人モニター用の放射能測定器は校正
業者がこのようなエネルギーの線源を準備できないた
め、校正することができずに、通常の校正が行われてい
る。現状は一般的な測定器である、フイルムバッジやポ
ケット線量計を使用し、被ばくしていないことを確認し
ているが、通常の作業、点検作業や、万一起こった時の
事故等のためにも確実に校正ができている測定器の開発
が待たれている。

【０００９】本発明の目的は、こうした線量計に代わる
新規なガラス線量計及びその校正法を提供するものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、照射面を持つ
ガラス線量素子と、この照射面上に積層される、質量の
異なる複数の減速材を区分して配置した減速材フィルタ
層と、を備えたガラス線量計を開示する。

【００１１】更に本発明は、加速器と、その発生粒子を
通し軌道制御がはかられる管路と、管路からの粒子をベ
ッド上の被検体に照射すべく構成した治療用ガントリー
と、を有する粒子線治療装置の、施設内の放射線測定用
に着衣装着して使用するガラス線量計を開示する。

【００１２】更に本発明は、ガラス線量計の校正法にお
いて、治療用ガントリーのベット上のファントムにこの
ガラス線量計を装着して、粒子ビーム照射しての放射線
測定を行い、このガラス線量計に代わって基準放射線測
定器を装着して、粒子ビーム照射しての放射線測定を行
い、両測定で得た測定値からガラス線量計の校正値を
得、この校正値でその後のガラス線量計の着衣装着に伴
う測定値の校正を行うようにしたガラス線量計の校正法
を開示する。

【００１３】更に本発明は、ガラス線量計の校正法にお
いて、治療用ガントリーの照射口の経路上に加速ビーム
通過管路と同一材質及び又は同一形状のモデル材を配置
し、このモデル材の照射口側と反対側に上記ガラス線量
計を装着して、粒子ビーム照射しての放射線測定を行
い、このガラス線量計に代わって基準放射線測定器を装
着して、粒子ビーム照射しての放射線測定を行い、両測
定で得た測定値からガラス線量計の校正値を得、この校
正値でその後のガラス線量計の着衣装着に伴う測定値の
校正を行うようにしたガラス線量計の校正方法を開示す
る。

【００１４】更に本発明は、粒子線治療装置に代わって
Ｘ線発生装置の施設で使用することとしたガラス線量計
を開示する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図面を用
いて詳細に説明する。図１は病院に設置されているガン
治療に用いられる陽子線治療装置の概略を示す。同図に
おいて１は陽子を加速する加速器（シンクロトロン、ま
たはサイクロトロン）、２はステンレス等の管路（図示
せず）内を通る陽子ビーム、３は治療室、４、５、６、
７、８は陽子ビームの進行方向を曲げるための電磁石、
９はガントリーと呼ばれる陽子ビームを任意の位置へ移
動させ患者に照射するための部材、１０、１６はガント
リーを支える支点、１１は患者用ベッド、１２は治療を
受ける患者、１３は廊下、１４は入り口の扉、１５は制
御室、を示す。

【００１６】ガン治療用に用いられる陽子ビームはエネ
ルギーが最大４００ＭｅＶ程度であり、治療する部位に
よってエネルギーを変化させる。すなわち皮膚に近い所
では低いエネルギーのビームを、逆に深い場所ではエネ
ルギーが高いビームを加速器１で発生させる。加速器１
で発生したビーム２は電磁石４、５、６、７、８でその
軌道が曲げられる。治療を受ける患者１２は、ベット１
１の上で静止している。目的とする治療の位置、頭、
肺、腸等へは総重量１００トンにも達するガントリー９
と呼ばれる装置でビームを移動する。ガントリーには電
磁石６、７、８が設置されており、１０、１６のガント
リー支点で回転するようになったいる。これにより患者
は静止した状態で上下左右より目的とする部位へ任意の
エネルギーのビームを照射治療することができる。ビー
ム２は通常、真空に保たれている、照射管と呼ばれるス
テンレス鋼製の管路の中を進行する。これらの治療は制
御室１５で直接監視しながら実施されると共に、多数の
テレビカメラを用いて安全を確認しながら行われる。治
療室３へは入り口扉１４より廊下１３を通じて入室する
が、治療中は看護婦と、患者の身内による介助する人等
最低限の人等が入室する。治療室３は加速器の最大エネ
ルギーのビームに対して仮に管路の外部へ漏れた場合に
も治療室３から更なる外部に漏れないように十分な遮蔽
能力を有する構造となっている。また不要な人が扉１４
を開いて入室しようとすると、インターロックが作動し
照射ビームが停止する構造となっている。

【００１７】最大４００ＭｅＶにも達する高エネルギー
粒子がステンレス管路内を通る場合、管路の折れ曲がり
個所では、軌道を曲げるための電磁石に不具合（例えば
磁力低下）があると、粒子の一部が曲げられずに直進し
管路内壁に衝突し、その管路を構成するＦｅ等の原子を
核破砕することがある。破砕しても施設外に漏れないよ
うな構造にはしているが、完全な遮蔽効果を発揮できな
い例もある。核破砕によって、陽子線、γ線、β線、中
性子線、重粒子線等の放射線が発生し、これが管路外へ
と放出されてしまうことがある。そこで、この施設の管
理区域で働く人達（医者、看護婦、オペレータ、照射装
置の点検者等）には放射線測定器の装着が義務付けられ
ている。放射線は狭い範囲で照射されるため、管理区域
で働く人達の胸、頭、腹、手足等の複数個所に装着す
る。

【００１８】本実施の形態では、放射線測定器として、
複数の質量の異なる減速材（遮蔽体）をフィルタとして
利用したガラス線量計を使用する。ガラス線量計は銀活
性リン酸塩ガラスを使用し、放射線を照射した後、紫外
線を照射すると蛍光を発生する。この蛍光量を測定する
ことで、受けた放射線を定量する。このガラス線量計
は、γ線、β線、陽子線、中性子線、重粒子線に感度を
持っているため、前記治療装置において発生する可能性
がある、Ｆｅ等の原子を破砕したときに発生する陽子
線、γ線、β線、中性子線、重粒子線等の放射線を検出
できる。尚、ガラス線量計の一般文献としては、雑誌
「応用物理」（３８巻、１１号、１９６９。１０７７
（６７）〜１０８２（７２））の「蛍光ガラス線量計の
メカニズム」（横田著）がある。

【００１９】次に本発明の実施の態様として使用するガ
ラス線量計について図３を用いて説明する。このガラス
線量計３０は、数ｃｍの長さと１〜２ｃｍ程度の幅を持
つ衣服等に簡単に装着可能な構造の小型素子であり、下
層にガラス線量素子３１を持ち、その上部に区分された
フィルタ層３１Ａを積層したものである。ガラス線量素
子３１はフィルタ層３１Ａの区分に対応して区分化され
ている。しかし、この区分化しない例もありうる。ガラ
ス線量素子３１は、例えば銀を含んだリン酸ガラスより
成るものであり、放射線を受けた場合、その後で例えば
３６５ｍμを中心にした紫外線を照射し、これが蛍光発
光となり、この蛍光量を測定することで、ガラスに受け
た放射線総量を求めようとするものである。紫外線を照
射するまでに受けた放射線総量を検出できるため、積分
形検出器と呼ばれる。フィルタ層３１Ａは、低いエネル
ギーの放射線を分別するために質量の差を利用するよう
にしたものである。このフィルタ層３１Ａは、線量素子
３１の長手方向に沿って区分（例えば７区分）されてお
り、各区分毎に異なるフィルタ効果を持つように材料設
定してある。例えば、区分３２は、遮蔽効果なしの材
料、区分３３はプラスチック材、区分３４はアルミニュ
ーム材、区分３５は銅材、区分３６は鉄材、区分３７は
鉛材、区分３８はボロン合金材の各素材より成るフィル
タである。こうした素材設定により、区分３５〜３８に
は電子線の遮蔽効果、区分３６〜３８には陽子線の遮蔽
効果、区分３８には中性子線の遮蔽効果をもたせること
ができる。この結果、区分３５〜３８では、電子線の検
出に利用され、区分３５では陽子線の検出に利用され
る。他も同様である。従って、区分の素材として測定対
象に必要なものを選ぶことで、高エネルギーの各種放射
線を適格に測定できることになる。

【００２０】使用法は以下の如くである。区分フィルタ
３１Ａを線量素子３１に積層して得たガラス線量計３０
を、区分フィルタ３１Ａを表側にして身体の一部に付け
る。身体の一部への付け方は、バッジ式、マジックテー
プ（登録商標）式等を採用する。通常身体の複数個所に
装着する。区分フィルタ３１Ａが放射線入力方向３９と
なる。そして、入力方向３９からの放射線は、その区分
３２〜３８に応じてフィルタリングされ、区分対応の線
量素子３１の領域に照射され、蓄積効果を生む。このガ
ラス線量計３０は照射された後、紫外線を照射する読取
器にかけられ線量を読み取る。フィルタ層３１Ａを設け
たことで、エネルギーが低い放射線を分別でき、エネル
ギーが高い陽子線、重粒子線、中性子線を効率よく測定
できる。すなわち、電子線は、銅、鉄、鉛、ボロン合金
ではほとんど遮へいされ、陽子等の粒子線は、鉄、鉛、
ボロン合金で低エネルギーの散乱線が遮へいされ、中性
子線はボロン合金で遮蔽される。

【００２１】ガラス線量計３０の校正を説明する。ガラ
ス線量計３０は、従来例と同じ標準計器を使っての校正
Iと、実際に使用する加速器の実際のエネルギー照射を
受けての校正IIと、管路の核破砕を想定しての校正III
との３つがある。この３つの校正は、互いに独立であっ
て、同一のガラス線量計に対して別々に行うものであ
る。更に、ガラス線量計３０を加速器の施設でのみ使う
場合は、校正II、IIIで間に合う。勿論、念のために校
正Ｉをも行うことがある。加速器の他に例えばガンマナ
イフ装置が設置されている施設での使用にあっては、校
正I、II、IIIのすべてが必要である。いずれにしろ、ガ
ラス線量計の提供側やメンテナンス側、施設管理者側に
あっては、こうした校正I、II、IIIの各データを提供
し、実際のガラス線量計による測定値の校正を行わせ
る。

【００２２】（１）校正Ｉこれは図２に述べたやり方による校正である。即ち、従
来と同じ以下の線源のエネルギーを使用して従来と同じ
やり方で校正値Ａを得る。 γ線コバルトー６０１１７２ｋｅＶ１３３２ｋｅＶセシウムー１３７６６２ｋｅＶアメリシュウムー２４１６０ｋｅＶ β線ストロンチュウムー９０２２８０ｋｅＶ中性子線アメリシュウムーベリリュウム最大約２０００ｋｅＶカルホニュームー２５２最大約２０００ｋｅＶ

【００２３】（２）、校正II 実際に使用する相手となる現場設置の粒子線治療装置を
利用して校正データを得る。そのために、実際の校正対
象のガラス線量計と、大型の標準放射線測定器とを使
う。大型の標準放射線測定器とは、ガラス線量計に対し
て大型との意であり、例えば電離箱と減速材とを組み合
わせたものである。大型の標準放射線測定器は、ガラス
線量計に比べて広い領域を有し、１個で又は１回の測定
で広い面積の検出を可能にする。

【００２４】先ず、図４に示すように、患者を治療する
時に使用するベッド１１の部分にファントム２６を設置
し、その上にガラス線量計３０を装着する。そして加速
器を実際に運転し、実際に使用するエネルギーで一定時
間に一定条件でスキャンし照射を行う。照射終了後に加
速器を停止し、線量計３０を取り除き、代わりに上述の
大型の標準放射線測定器を設置し、同様の条件で測定す
る。この場合ファントム２６を取り除くやり方と取り除
かないやり方のいずかれを採用する。

【００２５】加速器では加える電圧と注入する電流によ
り照射角を指定すれば、照射量（線量当量率）は、計算
と実験により求まる。かかる照射量に対してガラス線量
計の測定値（マイクロシーベルト／時間）ａ、大型の放
射測定器の測定値ｂを得、照射量−測定値ａ、照射量−
測定値ｂの両者の比をとることで、ガラス線量計の校正
値Ｂを得る。尚、ガラス線量計の測定値とは、放射線照
射を受けたガラス線量計に対して紫外線を照射し、その
出力蛍光を測定することで得たものである。加速器では
治療部位に応じて照射エネルギーが種々設定可能となっ
ている。最小から最大までのある幅を持つ。例えば最大
が８０００ＭｅＶになる加速器もある。そうした種々の
照射エネルギーに対しても校正値を得るには、加速器に
対して種々の照射エネルギーを変更設定するように制御
操作をし、上述の如き測定を行う。加速器では同一の照
射条件を再現できるゆえに、校正の精度を高めるため
に、同種の測定を複数回にわたって行う事が好ましい。

【００２６】（３）、校正III 核破砕は管路の折れ曲がり部分の磁界の低下により発生
することが多い。その様子を図５に示す。管路４０は、
例えばステンレス管であり、その内部をビーム２が通
る。管路４０の折れ曲がり部位には超電導電磁石の如き
電磁石４１が設置され、その磁界によりビーム２を２ａ
→２ｂ→２ｃの如く折れ曲がった管路に沿って軌道変更
をはかる。ビーム２のエネルギーを考慮して管路に沿っ
て正しく折れ曲がるような磁界が印加されているが、電
磁石４１の不具合（例えば磁力の低下）によって、ビー
ム軌道が曲げられず、一部のビームが直進したりするこ
とがある。直進すると管路４０の直進方向Ｄの管路壁面
にビームが衝突し、その壁面の原子、例えばＦｅと衝突
し、Ｆｅの核破砕を起こす。核破砕によって放射線が発
生する。こうした核破砕による放射線を検出するのも、
ガラス線量計の役割である。

【００２７】そこで、実機である粒子線治療装置を使っ
て核破砕による放射線測定の校正IIIを行う。ガントリ
ーのベッド位置のファントム２６上にガラス線量計３０
を装着（ファントム２６を使用しないこともある）し、
照射口とこのガラス線量計３０との間に管路４０と同材
質及び同一壁面形状のモデル材を置く。その上で加速器
を運転してビームを照射する。モデル材を通して核破砕
による放射線をガラス線量計３０で測定する。更に、こ
のガラス線量計に代わって、大型の標準放射線測定器を
装着して同様の測定を行う。そして両測定値ｄ、ｅを対
比することで校正値Ｃを得る。当然のことながら、上記
測定は、照射エネルギーを変えながら行う。それによっ
て照射エネルギーと測定値との関係が求まり、照射エネ
ルギーに対する校正値Ｃを得ることができる。

【００２８】以上で得た校正値は、例えばビームのエネ
ルギー（ＭｅＶ）と校正値との関係を示す関数値（曲
線）である。この校正値で、実際の作業員や看護婦等の
つけているガラス線量計の測定値を校正することで、正
しい測定値（照射量）を求めることができる。こうした
校正値や校正関数はパソコンに入力しておき、測定値を
取り込み自動校正をはかる。

【００２９】このフィルター付きガラス線量計はガン治
療時に患者を看護する看護婦や、身内の人に複数個装着
され個人の被ばく量をモニターする。またこのような放
射線発生装置は１年に１回等、定期的に点検すると共
に、不具合が発生したとき、メーカーの保守担当者が照
射室に線量計を付けて立入り点検する。点検において通
常放射線発生装置は１４のドアを開けることによりイン
ターロックが作動し、ビームを発生させるこはない。し
かし、不具合の状況によりこれらのインターロックを解
除し、ビームの状況を確認しながら点検することもあ
る。このような点検では十分被ばくをしないようにビー
ムの向きを確認しながら行われるが、もしビームを曲げ
る電磁石等に不具合が発生したとき被ばくする可能性が
ある。図５に示すように電磁石が不具合を起こした時、
ビームが予定していない方向に流れる。点検中にこのよ
うなことが起こっていないことを確認するためにも、ガ
ラス線量計をつけ、被ばく量をモニターする。上記の実
施例はガン治療用の加速器について説明したが、電子を
加速する加速器や、Ｘ線発生装置においてもフィルター
を変更することにより同様の効果がえられる。

【００３０】

【発明の効果】本発明のような校正を行った個人モニタ
ーを使用することにより、より正確に被ばく量を評価す
ることができ、人体への影響の推定や医学的な治療をよ
り的確に行うことができる。また装置の点検を行う人た
ちも実際の被ばく量を正確に測定されているということ
がわかり安心して作業を実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガン治療用加速器システム図である。

【図２】従来方法による測定器の校正方法を示した図で
ある。

【図３】本発明に使用するガラス線量計を説明した図で
ある。

【図４】本発明による線量計の校正方法を示した図であ
る。

【図５】電磁石による陽子線の動きを示した図である。

【符号の説明】

１加速器（シンクロトロンまたはサイクロトロン）２陽子線３治療室４、５、６、７、８、４７電磁石９ガントリー１０、１６ガントリー支点１１患者用ベット１２患者１３照射室への廊下１４入り口扉１５操作室２１校正用線源２２１次標準計器２４校正用計器２５個人用線量計２６ファントム３０ガラス線量計３１ガラス線量素子３１Ａフィルタ層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G088 BB12 FF02 FF04 FF05 FF06 FF09 FF13 FF19 JJ08 JJ09 JJ27 JJ29 JJ30 LL05 LL06 LL08 LL15 LL28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照射面を持つガラス線量素子と、この照
射面上に積層される、質量の異なる複数の減速材を区分
して配置した減速材フィルタ層と、を備えたガラス線量
計。
【請求項２】加速器と、その発生粒子を通し軌道制御
がはかられる管路と、管路からの粒子をベッド上の被検
体に照射すべく構成した治療用ガントリーと、を有する
粒子線治療装置の、施設内の放射線測定用に着衣装着し
て使用する請求項１のガラス線量計。
【請求項３】請求項２のガラス線量計の校正法におい
て、治療用ガントリーのベット上のファントムにこのガ
ラス線量計を装着して、粒子ビーム照射しての放射線測
定を行い、このガラス線量計に代わって標準放射線測定
器を装着して、粒子ビーム照射しての放射線測定を行
い、両測定で得た測定値からガラス線量計の校正値を
得、この校正値でその後のガラス線量計の着衣装着に伴
う測定値の校正を行うようにしたガラス線量計の校正
法。
【請求項４】請求項２のガラス線量計の校正法におい
て、治療用ガントリーの照射口の経路上に加速ビーム通
過管路と同一材質及び又は同一形状のモデル材を配置
し、このモデル材の照射口側と反対側に上記ガラス線量
計を装着して、粒子ビーム照射しての放射線測定を行
い、このガラス線量計に代わって標準放射線測定器を装
着して、粒子ビーム照射しての放射線測定を行い、両測
定で得た測定値からガラス線量計の校正値を得、この校
正値でその後のガラス線量計の着衣装着に伴う測定値の
校正を行うようにしたガラス線量計の校正方法。
【請求項５】請求項２で、粒子線治療装置に代わって
Ｘ線発生装置の施設で使用することとしたガラス線量
計。