吉田 浩子

核融合炉における作業環境のトリチウムによる汚染のモニタリングは、計量管理及び作業員の安全性確保の観点より重要な課題である。イメージングプレート,IP法により、表面トリチウムを広範囲に非破壊で簡便に測定することが可能であり、また、トリチウムから放出されたβ線によって生じるX線を利用することで、escape depth より深部に分布しているトリチウムの定量評価を行うことが可能になる。本研究では、IP法による材料深部トリチウム評価法を確立し、既知濃度のトリチウムを含む試料の測定に本法を適用してその有効性を検討することを目的とする。昨年度の本共同研究により、トリチウムのエネルギーレンジにKもしくはL殻電子吸収端をもつ各種アブソーバーの厚みとIPレスポンスの減衰曲線の変化の関連を求めることで、材料深さ方向の分布情報を取得できる見込みが得られている。その成果を発展させて今年度の研究の遂行を行う。

本研究は「核融合の将来への幅広いアプローチ協定」に基づく活動（BA活動）の一環として実施する、トリチウム技術の研究開発タスクの一部を成すものである。 本研究では、12桁を超えることもある幅広いレンジにわたったトリチウムの測定が必要とされる原型炉において、IPを用いて10桁以上のレンジを定量測定できる評価法を開発し、固体・表面汚染モニターとしての新しいツールを提供する。

核融合炉における作業環境のトリチウム(T)による汚染のモニタリングは、二次汚染拡大の防止及び作業員の内部被ばく低減のために極めて重要である。しかし、炉内部は中性子による放射化により生じた大量の各種ガンマ放射核種が混在した放射線場であるため、トリチウムからの放射線を弁別して測定する方法を開発する必要がある。本研究ではトリチウムβ線からの制動X線をBaFBr(I)蛍光体であるイメージングプレート(IP)で測定し、強ガンマ線場におけるトリチウム放射線の弁別測定法を開発することを目的とする。本報では、トリチウムβ線からの制動X線のエネルギー領域(〜18.6 keV)と60Coからのガンマ線（1.173,1.333MeV）とのIPにおけるレスポンスの違いを調べ、フィルターによるエネルギー弁別の可能性を検討した。

人為的に高められた環境放射線に対して有効な、経済性にも優れた被ばく管理手法の開発に取り組む。

IVR術技では治療部位を多方向から観察するためにX線管-イメージインテンシファイアー（又はフラットパネルディテクター）が回転し照射野が変化する。ディテクターにおける画質を一定にするために、照射野に骨などの高密度の臓器が入ると自動的に電圧が調整され、手技中の電圧は一定ではない。また、患者の身体自体を散乱体として散乱線が発生し、これによる被ばくも生じるが、これらのエネルギー様々でありどのエネルギーの割合がどれくらいかを知ることは困難である。さらに、個々の手技によって照射条件もまた変化する。これらの理由から、IVR手技中の患者皮膚線量を正確に計測することは極めて難しい。さらに、画像に写り込んで診断の妨げになるような線量計は使用できないなどの制約もある。 そこで、本研究ではフィルム状の二次元型線量計あるラジオクロミックフィルムを用いて、患者背中全体の線量マッピング法を確立することを目的とする。本フィルムはC、H、O、Nという低原子番号物質より構成されているため、ほぼ組織等価で、エネルギー依存性が小さいのでIVRのような診断用のX線エネルギーにおける測定に適している。しかし、本フィルムは、感度が低く、放射線感応層等の厚みゆらぎにより悪化するS/N比で検出下限が決定されるため、低線量側でダイナミックレンジが狭いという欠点がある。 本研究では、申請者らが独自に開発した光学的共通モード雑音排除法（光学CMR法、Optical common-mode rejection)を応用して、公称検出下限より数十〜百倍以上の高感度測定を目標とする。本法はフィルムの透過スペクトルをRGB色成分に分解し、各色成分を演算することで厚さ揺らぎからくる不均一性を相殺し、感度を向上させる方法である。 また、ラジオクロミックフィルムの読み取りには従来デンシトメーターなどの濃度計が用いられてきたが、二次元スキャンはできないうえに、きわめて高額である。本研究では、Ｘ線を照射したフィルムを汎用型のイメージスキャナで読み取り、スキャナのCCDによる分光を利用して、光学CMR法を適用する方法を構築し、二次元的な高感度測定法の確立を行う。

フィルム状のラジオクロミックフィルムは組織等価型であるため、様々なエネルギーの散乱線が混在する医療の場での二次元線量評価の有力な候補である。しかし、フィルムの厚さ揺らぎからくる不均一性などのため現在の読み取り方法では、低感度という大きな欠点がある。そこで、フィルムの透過スペクトルを赤色、緑色成分に分解し、両者を演算することで厚さ揺らぎからくる不均一性を相殺し、感度を向上させる光学的共通モード雑音排除法を独自に開発し、透過型フィルムを用いて分光光度計及びスキャナによる透過モードでの二次元測定を行い、検出感度の改善を実現してきた。 本試験研究では、反射モードでのスキャンにおける基礎的検討を行ったうえで、反射型ラジオクロミックフィルムのスキャナによる測定値に光学的共通モード雑音排除法を適用することで高感度測定を応用開発することを目的とし、実用化にむけたステップアップを図ることを目標とする。

TLシート線量計の基本特性評価 IVR時患者被ばく線量評価を目的としたTLシートの特性評価 PET診断時患者被ばく線量評価を目的としたTLシートの特性評価

interventional radiology (IVR)やcomputed tomography (CT)、positron emission tomography (PET) さらにはこれらを組み合わせたPET-CTが急速に普及し、利用が増大している。一方で、IVRでは、患者の皮膚に放射線障害が生じた事例が日本でも数例報告されるなど、患者の受ける医療被ばくについての測定、管理が強く求められている。フィルム状のラジオクロミックフィルムは組織等価型であるため、エネルギー情報を必要とせず、様々なエネルギーの散乱線が混在する医療の場での二次元線量評価の有力な候補である。しかし、現在の測定方法では、光子エネルギーに対してフラットな応答性をもつタイプの中で最も高感度であるGAFCHROMIC HS-14（International Specialty Products社製）でも測定下限値が公称0.5Gyとされ、mGy単位までの測定が要求される被ばくモニター線量計としては感度が不十分である。本研究の目的は、独自に開発した光学的共通モード雑音排除法を用いて、二次元的に高感度・高精度測定を行う方法をあらたに開発し、従来の汎用測定装置であるスキャナーやデンシトメータ-に応用を行うこ とである。