作成： 1997/08/22 須永 博美
データ番号 ：040082
ラジオクロミック線量計
目的 ：各種のラジオクロミック線量計の概要と特性
放射線の種別 ：ガンマ線,電子,エックス線
放射線源 ：電子加速器、60Co線源
線量（率） ：0.1Gy - 1 MGy
利用施設名 ：日本原子力研究所高崎研究所、米国国立標準技術研究所(NIST)、カナダ原子力公社(AECL)
照射条件 ：大気中
応用分野 ：食品照射、放射線重合、医療器具滅菌、環境保全
概要 ：
放射線加工処理レベルの線量計として用いられている、ラジオクロミック線量計につい組成と特性等をまとめた。この線量計は、放射線照射により発色する物質をポリマ−や溶液に混入したり、又はフィルム表面にコーティングした物を用いている。
詳細説明 ：
ガンマ線や電子線による放射線加工処理のための開発研究や、照射ラインにおける多くの種類の試料と広い範囲にわたる線量やその分布の測定を目的として、W.L.McLaughlinらは放射線加工における線量計の開発研究を精力的に行ってきた。
彼らは放射線照射により発色する物質、radiochromic dyeの利用に着目し、これを各種ポリマ−に混入することにより、照射物質の組成や所要線量に対応した線量計を開発した。現在、Far West Technology社より市販されているRadiochromic線量計FWT-60はその代表的なものといえる。
FWT-60はナイロン-66にradiochromic dyeであるhydroxyethyl pararosaniline-CNを混合して厚さ約40μmのフィルムとした線量計で、無色透明のものが照射により青色に発色する。線量は510nmまたは600nmの波長光の吸光度の増加量を測定して求める。原論文1でMcLaughlinらは1976年以後に開発したラジオロミック線量計を紹介しており、また各線量計の製法を具体的に説明している(表1)。
表1 New dyed plastic thin film dosimeters and imaging systems.（原論文1より引用。 Reproduced from Radiat. Phys. Chem., Vol.10, 119-127 (1977), W.L.McLaughlin, A.Miller, S.Fidan, K.Pejtersen, W.B.Pedersen: Radiochromic Plastic Films for Accurate Measurement of Radiation Absorbed Dose and Dose Distribution, Table 2 (Data source 1, pp.122), Copyright (1977), with permission from Elsevier Science, Oxford, England.）
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Plastic Host Approx.Formula Approx.Density Radiochromic Dye Used
(gcm-3)
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1.cellulose acetate (C12H20O10)n 1.3 pararosaniline-CN
cellulose triacetate (C24H32O16)n 1.4
2.polyvinyl acetate (C8H12O4)n 1.1 new fuchsin-CN
3.polyvinyl butyral (C8H13O2)n 1.1 hexa(hydroxyethyl)
pararosaniline-CN
4.polyvinyl pyrrolidone(C6H9NO)n 1.2 formyl violet-CN or
helvetia green-CN
5.polyvinyl chloride (C2H3Cl)n 1.4 malachite green-CN or
polyvinylidene (C2H2Cl2)n 1.5 setoglaucine-CN
chloride
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またこのラジオロミック線量計で10Gy〜20kGyという食品照射に対応した低線量域をカバーするガンマ線用の特殊な線量計「Optical Waveguide、通称opti-chromic」線量計も開発、市販されている(原論文2)。opti-chromic線量計は直径0.3cm、長さ5cmのプラスチックチューブ中に液体のラジオロミック物質を満たし、両端をガラス球で封じた円筒状線量計で、専用の読み取り器も開発されている。読み取り用の光学パスを長くとることにより低線量測定を可能にすることは自然の話であるが、このような形状を発想するのはユニークである。ここで彼らはさらに長さ50 cmのopti-chromic線量計を試作し、0.1-15Gyという低線量の測定が行えるとしている。
さらにGafChromic線量計という、厚さ100μmのポリエステルフィルムの表面にラジオロミック物質をコーティングするという方法により、わずか6μmの極めて薄い受感部を有する線量計が開発され、市販されている(原論文3)。これは受感部が薄いにも拘わらず十分な感度を有し、0.1-40kGyの測定が可能であり、試料の深さ方向に高い分解能を要する測定、例えば低エネルギー電子線照射における試料表面の線量測定等に有用である。参考資料1では200及び250keV電子線照射における深度線量分布測定に応用し、これまでにない高分解能の測定データを得ている。GafChromic線量計はFWT-60とは異なり、紫外線に対する感度が極めて小さいので、通常の室内光の下で取り扱いができる点は好都合である。
FWT-60の使用に当たっては、湿度依存性についての注意を要する。FWT-60とGafChromic線量計の湿度依存性については原論文4に示されており、前者は湿度20-40%で感度が最も高くなり、それより外れるに従って低下するという特性を示すのに対し、後者は湿度に殆ど依存しない。
コメント ：
原論文1では各種のラジオクロミック線量計の製法を具体的に示しており、今後我々が特定の物質を母材とする線量計の試作を行うときなどに役立つであろう。
ラジオロミック線量計は可視域での着色を利用しているので、目視により線量や線量分布を大まかに知ることが出来る。またこの測定波長の光は高強度が得やすいので微少サイズのスポット光として、高S／N比で高空間分解能の測定が行えるなどの利点がある。
しかし実際の使用においては、線量と吸光度変化との関係が必ずしも直線的でないことや、湿度や紫外線の影響を受けやすい場合もあるので取り扱いに注意を要する。
原論文１ Data source 1：
Radiochromic Plastic Films for Accurate Measurement of Radiation Absorbed Dose and Dose Distribution
W.L.McLaughlin, A.Miller, S.Fidan, K.Pejtersen and W.B.Pedersen
Research Establishment Riso
Radiat. Phys. Chem., Vol.10, p.119-127 (1977)
原論文２ Data source 2：
Optical Waveguide Dosimetry for Gamma-Radiation in the Dose Range 10-1-104 Gy
W.L.McLaughlinn, H.M.Khan, W.Warasawas, M.Al-Sheikhly and B.B.Radak
Center for Radiation Research, National Bureau of Standards
Radat. Phys. Chem., Vol.33, No.1, 39-46 (1989)
原論文３ Data source 3：
GafChromic Dosimetry Media: A New High Dose, Thin Film Routine Dosimeter and Dose Mapping Tool
R.D.H.Chu, G.VanDyk, D.F.Lewis, K.P.J.O'Hara, B.W.Buckland and F.Dinell
Nordion International Inc.
Radiat. Phys. Chem., Vol.35, No.4-6, 767-773 (1990)
原論文４ Data source 4：
The Effects of Humidity on the Response of Radiochromic Film Dosimeters FWT-60-00 and GafChromic-DM-1260
I.Janovsky and K.Mehta
Radiation Application Research Branch, Whiteshell Laboratories, AECL Research
Radiat. Phys. Chem., Vol.43, No.4, 407-409 (1994)
参考資料１ Reference 1：
Dosimetry Study for Electron Beam Irradiation in Radiation Processing
H.Sunaga, Y.Haruyama, H.Takizawa, T.Kojima and K.Yotsumoto
Takasaki Radiation Chemistry Research Establishment, Japan Atomic Energy Research Instutute
Proceed. of the 6th Japan-China Bilateral Symp. on Radiat. Chem., (JAERI Conf, 95-003), 1995
参考資料２ Reference 2：
Intercomparison Study on Low Energy Electron Beam Dosimetry
R.Tanaka, H.Sunaga, I.Kuriyama and Y.Moriuchi
Takasaki Radiation Chemistry Research Establishment, Japan Atomic Energy Research Instutute
Radiat. Phys. Chem., Vol.33, No.5, 407-410 (1989)
キーワード：放射線、放射線加工処理、吸収線量、線量測定、実用線量計、フィルム線量計、ラジオクロミック線量計、ガフクロミック線量計、
radiation, radiation processing, absorbed dose, dosimetry, routine dosimeter, film dosimeter, radiochromic dosimeter, GafChromic dosimeter
分類コード：040302, 040202, 040104