Transcript 2, 放射線の基本的性質と測定方法

1，放射線の種類
２，放射性同元素
３，放射能
４，放射線の単位
５，放射線の測定原理
放射線とは空間を飛び交う素粒子
またはその複合体
アイソトープ（同位体：isotope)
• 語源：ギリシャ語： Isos-topos
(イソストポス）
isos=equal 等しい、同じ,
topos=place 場所、位置
• 原子番号が等しく質量数が異な
る同士に対して与えられた名称
• 原子番号が等しい原子は元素と
して同じ仲間であり、周期律表で
同じ位置
• 放射性の同位元素を放射性同
元素（ラジオアイソトープ）という
放射線と物質との相互作用
生体という物質との相互作用には二つの側面がある
１）生体内での飛程：γ、中性子は透過力は強いがβ、α線は透過力が弱い
２）局所的影響：α線や中性子線はβ線やγ線に比べて、飛程に沿って密に電離を起こす
この二つを考慮して線エネルギー付与（LET：linear energy transfer)で表現される。（
keV/μm)
α線、重陽子、陽子線、中性子線＞低エネルギーの電子線、X線＞高エネルギーの電子線、X線、γ線
高LET
質量はエネルギー（E=ｍｃ２）
中性子：1.0086650 u
+
陽子：1.007276 u
II
2.015941 u
差は0.002388 u
2.02.013553 u
放射線放出の様式
アルファ（α）線
• ウランは１崩壊に陽子２個、中性子２
個のα線を放出
• 核種によって放出エネルギーは前後
の質量減分だけで核種によって一定
（輝線スペクトル）
ポロニウム２１０(210Po) 5.305MeV
サマリウム１４７（147Sm) 2.12MeV
１，ベータ（β）崩壊
• ニュートリノがエネルギーとともに放出されるのでβ線
のエネルギーは輝線スペクトルにはならない。連続ス
ペクトルになる。しかし、最大エネルギーは核種に
よって決まっている。
２，ベータ（β）崩壊
β-崩壊
遮蔽は紙で十分
遮蔽にプラスチックが必要
遮蔽に鉛が必要
異性体変換でγ線が出るので
遮蔽に鉛が必要
この最大エネルギーが物
質の透過力を決める
＋
β 崩壊
１８
F （フッ素１８）
１１０分
非常に短い
0.635
軌道電子捕獲
内部転換電子（CE)
Electron capture (EC)
崩壊図
元素番号が増加
元素番号が減少
分岐比
核異性体（Isomer）
の意味
放射能の単位
1Bq(ベクレル）＝1dps(disintegration per second)
半減期
放射能の強さをｔ=0のときI0、ｔ＝ｔのときIとする
と
I=I0e-lt
lはその放射性同位元素特有の崩壊定数であ
る。今、放射性原子の個数をｔ=0のときN0、ｔ＝
ｔのときNとすると
N=N0e-lt
両辺をｔで微分すると
dN
＝-lN
dｔ
2N=Noの時をTとすると
lT＝０．６９３（＝loge2)
線量とその定義１
•照射線量
照射線量（X)とは、X線またはγ線について、あ
る場所における空気を電離する能力を表す量
照射を受けた質量ｄｍ
空気中に生じた正（または負）のイオンの総電
荷をｄQとすると
X＝ｄQ/ｄｍ
従来から良く用いられている
のはレントゲン（R)
１RはX線またはγ線により空
気0.001293g(0oC, 1気圧 で
１cc）に1静電気単位（1esu,
3.3375x10-10C)の静電気量
に相当するようなイオンを生
じさせるような線量
SI単位ではC・kg-1を用い特別な名称はない
１R＝2.58x10-4 C・kg-1
線量とその定義3
•吸収線量
吸収線量（D）とは、放射線が照射された
質量ｄｍのある任意の物質に吸収された
エネルギーの平均値がｄεとすると
D＝ｄε/ｄｍ
吸収線量の単位は、SI単位では、Jkg-1
を用い、その特別名称はGy(グレイ）であ
る。SI単位が用いられる前は、rad(ラド）
がある。整理すると右のようである。
１ Gy ＝ 1J・ｋｇ－１
１ rad ＝１０ー２ Gy
１ Gy ＝ 100 rad
放射線業務従事者の線量限度 (平成13年度改正)
実効線量限度*
① 100mSv/5年：平成13年4月1日以降5年ごとの区分した
各期間
② 50mSv/年：4月1日を始期とする1年間
③ 女子 5mSｖ/3月：妊娠不能と診断された者、妊娠の意思
のない旨を使用者等に書面で申し出た者及び妊娠中の
ものを除く
④ 妊娠中である女子
本人の申出等により使用者等が妊娠の事実を知った時
から出産までの間につき、内部被ばくについて 1mSv
等価線量限度
① 眼の水晶体 150mSv/年
② 皮膚 500mSv/年
③ 妊娠中である女子の腹部表面
本人の申出等により使用者等が妊娠の事実を知った時
から出産までの間につき 2mSv
*線量限度
職業被ばくの線量限度：年間死亡確率10-3を超えない、生涯線量1Sv（年間実効線量限度20ｍSv）
公衆被ばくの線量限度：年間死亡確率約10-5，年間実効線量限度1ｍSv
職業被曝・公衆の線量限度
放射線の線量について
線量
放射線がエネルギーとしてどの位吸収されたかを表す単位
グレイ(Gy)(ジュール/kg = J/kg)
*60kgの体重の人体に対して0.012℃の体温上昇に相当
線量当量
人が放射線のエネルギーをどの位吸収したかを表す単位
シーベルト(Sv) = 線質係数(Q)×グレイ(Gy)
Q = 1 (エックス線、ガンマ線)
= 20 (アルファ線)
= 5 ~ 20 (中性子線)
等価線量
放射線防護上では線質係数を放射線荷重係数(WR)に置き換える
シーベルト(Sv) = 放射線荷重係数(WR)×グレイ(Gy)
実効線量
確率的影響を考慮して、さらに組織荷重係数(WT)を導入する
シーベルト(Sv) = 組織荷重係数(WT) ×WR×グレイ(Gy)
高電圧をかけられた状態で、気体が
イオン化すると陽極で陰イオンが陰
極で陽イオンが中和する。結果とし
て抵抗R間にI=V/Rいうパルス状の
電流が生じる。これを電気的パルス
として記録する
実際の検出器の構造
固体シンチレーション計数装置
液体シンチレーションカウンター
半導体検出器
熱ルミネッセンス線量計
結晶に用いられるのはCaSO4
に少量のTmやMnなどの不純
物を加えた結晶やBeO, LiFな
どである。