Challenge for the advanced dosimetry in the various radiation environment with silver-activated phosphate glasses

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K14294
• Research Institution: National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
• Principal Investigator: 小平 聡 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 計測・線量評価部, 主任研究員(定常) (00434324)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 線量評価 / 銀活性リン酸塩ガラス / 高線量 / 重粒子線 / ガンマ線 / 混在場

Outline of Annual Research Achievements

銀活性リン酸塩ガラスへの放射線照射に伴い生じる315nmの光学的吸収ピーク（OA）について、132-Csからのガンマ線照射を5Gy～2kGyにわたって系統的に照射し、線量に対するピーク強度の線形性を取得した。従来のラジオフォトルミネッセンス（RPL)による線量計測範囲である10uGy～10Gyに対して、5～10Gyの重複領域を持ちつつ、10Gy～2kGyの高線量範囲まで線量評価可能であることを確認した。これにより、RPLとOAを組みわせることによって、10uGyから10kGyにわたる10の9乗程度のダイナミックレンジが得られると期待される。
鉛ガラス等では照射直後からOAが減少してしまうことが報告されており、線量評価において照射後経過時間の応答変化について検討する必要がある。銀活性リン酸塩ガラスへのガンマ線照射後のOA信号の安定性について評価した。10, 100, 1000Gyの照射ガラスに対して、照射直後から1週間までのOA信号の増減等の変化はほとんどなく安定していることを確認した。
更に、OAのLET依存性についても評価を行った。HIMAC重イオン加速器からの陽子線100MeV, 230MeV, 炭素線400MeV/n, 鉄イオン500MeV/nを5～1.5kGyの範囲で照射し、OAを測定した。何れも粒子線に対しても、ガンマ線と同様のOAスペクトルが得られ、315nmにピークが観測された。一方で、イオン種によって、検出可能なOAピークの下限線量が異なり、高LET粒子ほど検出閾値が上昇する傾向にあることが分かった。吸収線量に対するOAピーク値の傾きを、ガンマ線に対して規格化すると、RPLで観測されるLET依存性と概ね一致することが分かった。これは、単にガラスへの着色ではなく、カラーセンターであるAg+がOAピーク形成に深く関係していると考えられる。